JP6841260B2 - 熱間仕上圧延の圧延制御方法および圧延制御装置 - Google Patents
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Description
本発明は、熱間仕上圧延の圧延制御方法および圧延制御装置に関する。本発明は、特に、熱間仕上圧延において、仕上圧延機（仕上ミル）内の張力を制御する圧延スタンド間に設置されたルーパが異常となった時の、圧延制御方法に関するものである。
熱間仕上圧延機のスタンド間の圧延材にかかる張力は、過大になると板切れ、逆に過小になると板の蛇行を発生させるため、適切な値で安定させる必要のある、重要なパラメータである。
従来、熱間仕上圧延機では、圧延スタンド間にルーパを設置し、これを用いて張力制御を実施している（例えば特許文献１〜３参照）。
具体的には、圧延スタンド間に設置したルーパを一定範囲の高さまで上昇させて圧延材に押し当てて当該範囲に保持したまま、ルーパトルク実測値から張力実績値を求め、それが張力目標値と一致するように、スタンド間の圧延材長さを調整するための前段側圧延スタンド（ルーパの上流側に位置する圧延スタンド）の主機速度修正を行う。すなわち、圧延スタンド間の圧延材の張力を低くするには、前段側圧延スタンドの主機速度を上げる修正を行ってスタンド間の圧延材長さを長くし、逆に、圧延スタンド間の圧延材の張力を高くするには、前段側圧延スタンドの主機速度を下げる修正を行ってスタンド間の圧延材長さを短くする調整を行う。このときの前段側圧延スタンドの主機速度の修正量をルーパサクセという。
圧延中に、ルーパモータ、減速機、駆動ドライブ装置の故障などによりルーパに異常が発生すると、上記の張力制御が困難になる。このような場合、張力乱れによる破断、絞り、蛇行などの通板トラブルのリスクが高まるため、圧延機を急速停止させ圧延を停止させることがある。
しかし、張力制御には、上述のルーパサクセの他に、板厚変動に伴い前段側圧延スタンドの主機速度変化を補償する速度修正量（前記速度修正の速度修正量をマスフローサクセという）、オペレータの手介入による操作に基づく前段側圧延スタンドの主機速度の修正量（前記速度修正の速度修正量を手介サクセという）などがあるため、張力制御におけるルーパサクセの寄与が小さな材料であれば、ルーパによる速度修正をしなくても、すなわちルーパを使わないルーパレス制御により前述のトラブルなく通板できる可能性がある。従来、ルーパが故障するなどルーパに異常が発生した際に、圧延を中止するか、ルーパレス制御に切り替えて圧延継続するかはオペレータの判断に委ねられていた。
しかしながら、ルーパを使わずに圧延が継続可能か否かをオペレータが即座に判断することは難しく、圧延が継続可能であるにもかかわらず圧延中止して生産ロスが発生したり、逆に、圧延を中止すべきなのにその判断が遅れて、破断、絞り、蛇行等の通板トラブルの被害が拡大するといったリスクがある。
本発明は、圧延材の熱間仕上圧延において、圧延スタンド間に設置したルーパに異常が発生した際に、ルーパによる前段側圧延スタンドの主機速度の修正が必要か否かを判断できて、ルーパレス制御に切り替えて圧延を継続するか、または、圧延を中止するかを自動で判断する熱間仕上圧延の圧延制御方法および圧延制御装置を提供することを目的とする。
本発明は前記課題を解決するために、以下の手段をとったものである。すなわち、
［１］熱間仕上圧延機の圧延スタンド間に水平面からの角度を一定の範囲に制御して設置されて前記圧延スタンド間の圧延材に押し当てられたルーパを押し下げようとするルーパトルクに基づき、前記ルーパの上流側に位置する前段側圧延スタンドの主機速度を修正して前記圧延スタンド間の圧延材の張力制御を行う熱間仕上圧延の圧延制御方法であって、
圧延材の圧延開始後、前記ルーパトルクに基づく前記前段側圧延スタンドの主機速度の修正量であるルーパサクセを求め、当該ルーパサクセの絶対値が最大か判断して当該最大値を記憶し、
ルーパ故障自動診断システムからのルーパ異常信号の有無を判定し、これらを所定時間間隔ごと又は連続して求め、
ルーパに異常が発生したと判断された際に、前記ルーパサクセ絶対値の最大値が所定の閾値Ｘ以下の場合には、当該圧延材の圧延において前記ルーパトルクに基づく前記前段側圧延スタンドの主機速度の修正効果が小さいと判断して、ルーパレス制御に切り替えて前記圧延材の圧延を継続し、前記ルーパサクセ絶対値の最大値が所定の閾値Ｘを超えた場合には、当該圧延材の圧延において前記ルーパトルクに基づく前記前段側圧延スタンドの主機速度の修正が必要と判断して、前記圧延材の圧延を中止することを特徴とする、熱間仕上圧延の圧延制御方法。
［２］熱間仕上圧延機の圧延スタンド間に水平面からの角度を一定の範囲に制御して設置されて前記圧延スタンド間の圧延材に押し当てられたルーパを押し下げようとするルーパトルクと、圧延材の板厚変動と、オペレータの手介入による操作に基づき、前記ルーパの上流側に位置する前段側圧延スタンドの主機速度を修正して前記圧延スタンド間の圧延材の張力制御を行う熱間仕上圧延の圧延制御方法であって、
圧延材の圧延開始後、前記ルーパトルクに基づく前記前段側圧延スタンドの主機速度の修正量であるルーパサクセと、前記圧延材の板厚変動に基づく前記前段側圧延スタンドの主機速度の修正量であるマスフローサクセと、前記オペレータの手介入による操作に基づく前記前段側圧延スタンドの主機速度の修正量である手介サクセと、ルーパサクセとマスフローサクセと手介サクセの総和であるサクセ総和を求め、さらに前記ルーパサクセの絶対値が最大か判断し、当該最大値を示したときの前記サクセ総和に対するルーパサクセ絶対値の最大値の比の絶対値であるルーパサクセ寄与率を求めて記憶し、
ルーパ故障自動診断システムからのルーパ異常信号の有無を判定し、これらを所定時間間隔ごと又は連続して求め、
ルーパに異常が発生したと判断された際に、前記ルーパサクセ寄与率が所定の閾値Ｙ以下の場合には、当該圧延材の圧延において前記ルーパトルクに基づく前記前段側圧延スタンドの主機速度の修正効果が小さいと判断して、ルーパレス制御に切り替えて前記圧延材の圧延を継続し、前記ルーパサクセ寄与率が所定の閾値Ｙを超えた場合には、当該圧延材の圧延において前記ルーパトルクに基づく前記前段側圧延スタンドの主機速度の修正が必要と判断して、前記圧延材の圧延を中止することを特徴とする、熱間仕上圧延の圧延制御方法。
［３］熱間仕上圧延機の圧延スタンド間に水平面からの角度を一定の範囲に制御して設置されて前記圧延スタンド間の圧延材に押し当てられたルーパを押し下げようとするルーパトルクに基づき、前記ルーパの上流側に位置する前段側圧延スタンドの主機速度を修正して前記圧延スタンド間の圧延材の張力制御を行う熱間仕上圧延の圧延制御装置であって、
前記圧延制御装置は、
圧延材の圧延開始後、前記ルーパトルクに基づく前記前段側圧延スタンドの主機速度の修正量であるルーパサクセを求め、当該ルーパサクセの絶対値が最大か判断して当該最大値を記憶し、
ルーパ故障自動診断システムからのルーパ異常信号の有無を判定し、これらを所定時間間隔ごと又は連続して求め、
ルーパに異常が発生したと判断された際に、前記ルーパサクセ絶対値の最大値が所定の閾値Ｘ以下の場合には、当該圧延材の圧延において前記ルーパトルクに基づく前記前段側圧延スタンドの主機速度の修正効果が小さいと判断して、ルーパレス制御に切り替えて前記圧延材の圧延を継続し、前記ルーパサクセ絶対値の最大値が所定の閾値Ｘを超えた場合には、当該圧延材の圧延において前記ルーパトルクに基づく前記前段側圧延スタンドの主機速度の修正が必要と判断して、前記圧延材の圧延を中止することを特徴とする、熱間仕上圧延の圧延制御装置。
［４］熱間仕上圧延機の圧延スタンド間に水平面からの角度を一定の範囲に制御して設置されて前記圧延スタンド間の圧延材に押し当てられたルーパを押し下げようとするルーパトルクと、圧延材の板厚変動と、オペレータの手介入による操作に基づき、前記ルーパの上流側に位置する前段側圧延スタンドの主機速度を修正して前記圧延スタンド間の圧延材の張力制御を行う熱間仕上圧延の圧延制御装置であって、
前記圧延制御装置は、
圧延材の圧延開始後、前記ルーパトルクに基づく前記前段側圧延スタンドの主機速度の修正量であるルーパサクセと、前記圧延材の板厚変動に基づく前記前段側圧延スタンドの主機速度の修正量であるマスフローサクセと、前記オペレータの手介入による操作に基づく前記前段側圧延スタンドの主機速度の修正量である手介サクセと、ルーパサクセとマスフローサクセと手介サクセの総和であるサクセ総和を求め、さらに前記ルーパサクセの絶対値が最大か判断し、当該最大値を示したときの前記サクセ総和に対するルーパサクセ絶対値の最大値の比の絶対値であるルーパサクセ寄与率を求めて記憶し、
ルーパ故障自動診断システムからのルーパ異常信号の有無を判定し、これらを所定時間間隔ごと又は連続して求め、
ルーパに異常が発生したと判断された際に、前記ルーパサクセ寄与率が所定の閾値Ｙ以下の場合には、当該圧延材の圧延において前記ルーパトルクに基づく前記前段側圧延スタンドの主機速度の修正効果が小さいと判断して、ルーパレス制御に切り替えて前記圧延材の圧延を継続し、前記ルーパサクセ寄与率が所定の閾値Ｙを超えた場合には、当該圧延材の圧延において前記ルーパトルクに基づく前記前段側圧延スタンドの主機速度の修正が必要と判断して、前記圧延材の圧延を中止することを特徴とする、熱間仕上圧延の圧延制御装置。
［１］熱間仕上圧延機の圧延スタンド間に水平面からの角度を一定の範囲に制御して設置されて前記圧延スタンド間の圧延材に押し当てられたルーパを押し下げようとするルーパトルクに基づき、前記ルーパの上流側に位置する前段側圧延スタンドの主機速度を修正して前記圧延スタンド間の圧延材の張力制御を行う熱間仕上圧延の圧延制御方法であって、
圧延材の圧延開始後、前記ルーパトルクに基づく前記前段側圧延スタンドの主機速度の修正量であるルーパサクセを求め、当該ルーパサクセの絶対値が最大か判断して当該最大値を記憶し、
ルーパ故障自動診断システムからのルーパ異常信号の有無を判定し、これらを所定時間間隔ごと又は連続して求め、
ルーパに異常が発生したと判断された際に、前記ルーパサクセ絶対値の最大値が所定の閾値Ｘ以下の場合には、当該圧延材の圧延において前記ルーパトルクに基づく前記前段側圧延スタンドの主機速度の修正効果が小さいと判断して、ルーパレス制御に切り替えて前記圧延材の圧延を継続し、前記ルーパサクセ絶対値の最大値が所定の閾値Ｘを超えた場合には、当該圧延材の圧延において前記ルーパトルクに基づく前記前段側圧延スタンドの主機速度の修正が必要と判断して、前記圧延材の圧延を中止することを特徴とする、熱間仕上圧延の圧延制御方法。
［２］熱間仕上圧延機の圧延スタンド間に水平面からの角度を一定の範囲に制御して設置されて前記圧延スタンド間の圧延材に押し当てられたルーパを押し下げようとするルーパトルクと、圧延材の板厚変動と、オペレータの手介入による操作に基づき、前記ルーパの上流側に位置する前段側圧延スタンドの主機速度を修正して前記圧延スタンド間の圧延材の張力制御を行う熱間仕上圧延の圧延制御方法であって、
圧延材の圧延開始後、前記ルーパトルクに基づく前記前段側圧延スタンドの主機速度の修正量であるルーパサクセと、前記圧延材の板厚変動に基づく前記前段側圧延スタンドの主機速度の修正量であるマスフローサクセと、前記オペレータの手介入による操作に基づく前記前段側圧延スタンドの主機速度の修正量である手介サクセと、ルーパサクセとマスフローサクセと手介サクセの総和であるサクセ総和を求め、さらに前記ルーパサクセの絶対値が最大か判断し、当該最大値を示したときの前記サクセ総和に対するルーパサクセ絶対値の最大値の比の絶対値であるルーパサクセ寄与率を求めて記憶し、
ルーパ故障自動診断システムからのルーパ異常信号の有無を判定し、これらを所定時間間隔ごと又は連続して求め、
ルーパに異常が発生したと判断された際に、前記ルーパサクセ寄与率が所定の閾値Ｙ以下の場合には、当該圧延材の圧延において前記ルーパトルクに基づく前記前段側圧延スタンドの主機速度の修正効果が小さいと判断して、ルーパレス制御に切り替えて前記圧延材の圧延を継続し、前記ルーパサクセ寄与率が所定の閾値Ｙを超えた場合には、当該圧延材の圧延において前記ルーパトルクに基づく前記前段側圧延スタンドの主機速度の修正が必要と判断して、前記圧延材の圧延を中止することを特徴とする、熱間仕上圧延の圧延制御方法。
［３］熱間仕上圧延機の圧延スタンド間に水平面からの角度を一定の範囲に制御して設置されて前記圧延スタンド間の圧延材に押し当てられたルーパを押し下げようとするルーパトルクに基づき、前記ルーパの上流側に位置する前段側圧延スタンドの主機速度を修正して前記圧延スタンド間の圧延材の張力制御を行う熱間仕上圧延の圧延制御装置であって、
前記圧延制御装置は、
圧延材の圧延開始後、前記ルーパトルクに基づく前記前段側圧延スタンドの主機速度の修正量であるルーパサクセを求め、当該ルーパサクセの絶対値が最大か判断して当該最大値を記憶し、
ルーパ故障自動診断システムからのルーパ異常信号の有無を判定し、これらを所定時間間隔ごと又は連続して求め、
ルーパに異常が発生したと判断された際に、前記ルーパサクセ絶対値の最大値が所定の閾値Ｘ以下の場合には、当該圧延材の圧延において前記ルーパトルクに基づく前記前段側圧延スタンドの主機速度の修正効果が小さいと判断して、ルーパレス制御に切り替えて前記圧延材の圧延を継続し、前記ルーパサクセ絶対値の最大値が所定の閾値Ｘを超えた場合には、当該圧延材の圧延において前記ルーパトルクに基づく前記前段側圧延スタンドの主機速度の修正が必要と判断して、前記圧延材の圧延を中止することを特徴とする、熱間仕上圧延の圧延制御装置。
［４］熱間仕上圧延機の圧延スタンド間に水平面からの角度を一定の範囲に制御して設置されて前記圧延スタンド間の圧延材に押し当てられたルーパを押し下げようとするルーパトルクと、圧延材の板厚変動と、オペレータの手介入による操作に基づき、前記ルーパの上流側に位置する前段側圧延スタンドの主機速度を修正して前記圧延スタンド間の圧延材の張力制御を行う熱間仕上圧延の圧延制御装置であって、
前記圧延制御装置は、
圧延材の圧延開始後、前記ルーパトルクに基づく前記前段側圧延スタンドの主機速度の修正量であるルーパサクセと、前記圧延材の板厚変動に基づく前記前段側圧延スタンドの主機速度の修正量であるマスフローサクセと、前記オペレータの手介入による操作に基づく前記前段側圧延スタンドの主機速度の修正量である手介サクセと、ルーパサクセとマスフローサクセと手介サクセの総和であるサクセ総和を求め、さらに前記ルーパサクセの絶対値が最大か判断し、当該最大値を示したときの前記サクセ総和に対するルーパサクセ絶対値の最大値の比の絶対値であるルーパサクセ寄与率を求めて記憶し、
ルーパ故障自動診断システムからのルーパ異常信号の有無を判定し、これらを所定時間間隔ごと又は連続して求め、
ルーパに異常が発生したと判断された際に、前記ルーパサクセ寄与率が所定の閾値Ｙ以下の場合には、当該圧延材の圧延において前記ルーパトルクに基づく前記前段側圧延スタンドの主機速度の修正効果が小さいと判断して、ルーパレス制御に切り替えて前記圧延材の圧延を継続し、前記ルーパサクセ寄与率が所定の閾値Ｙを超えた場合には、当該圧延材の圧延において前記ルーパトルクに基づく前記前段側圧延スタンドの主機速度の修正が必要と判断して、前記圧延材の圧延を中止することを特徴とする、熱間仕上圧延の圧延制御装置。
本発明によれば、圧延材の熱間仕上圧延において、圧延スタンド間に設置したルーパに異常が発生した際に、ルーパトルクに基づく前段側圧延スタンドの主機速度の修正が必要か否かを判断できて、ルーパレス制御に切り替えて圧延を継続するか、または、圧延を中止するかを自動で判断する。
具体的には、本発明の圧延制御方法は、ルーパサクセ絶対値の最大値、または、ルーパサクセ寄与率を監視し、その大小から、ルーパを使わずに圧延継続可能かどうかを判断し、ルーパレス制御に切り替えて圧延を継続するか、または、圧延を中止するかを自動で判断する。これにより、ルーパを使わずに圧延継続できるにもかかわらず誤って圧延停止してしまうことを防ぎ、生産ロスを最小化する。一方、圧延継続不可能な状況では、オペレータ判断に比べて迅速に圧延を停止させるため、破断、絞り、蛇行などのトラブルによる被害も最小限に抑えることができる。
具体的には、本発明の圧延制御方法は、ルーパサクセ絶対値の最大値、または、ルーパサクセ寄与率を監視し、その大小から、ルーパを使わずに圧延継続可能かどうかを判断し、ルーパレス制御に切り替えて圧延を継続するか、または、圧延を中止するかを自動で判断する。これにより、ルーパを使わずに圧延継続できるにもかかわらず誤って圧延停止してしまうことを防ぎ、生産ロスを最小化する。一方、圧延継続不可能な状況では、オペレータ判断に比べて迅速に圧延を停止させるため、破断、絞り、蛇行などのトラブルによる被害も最小限に抑えることができる。
以下、本発明の一実施形態について、一例を図面を参照しながら説明する。なお、本発明で扱う圧延材は、鋼、アルミニウムや銅およびこれらの合金などの金属板である。
図１は、熱間仕上圧延機の圧延スタンド間に設置されたルーパによる張力制御について説明する概略図である。本実施形態では、前記仕上圧延機として、複数の圧延スタンドを有するタンデム圧延機を想定している。
図１に示すように、仕上圧延機の前段側圧延スタンド１と、後段側圧延スタンド２の間に、ルーパ３が設置されている。前段側圧延スタンド１は、圧延材４の進行方向（図中の矢印方向）でルーパ３の上流側に位置するｍ番目の圧延スタンドであり、後段側圧延スタンド２は、ルーパ３の下流側に位置するｍ＋１番目の圧延スタンドである（前記ｍは自然数）。そして、ルーパ３は、前段側圧延スタンド１と後段側圧延スタンド２のスタンド間の圧延材４を下から持ち上げ、圧延材４に押し当てる構造である。
ルーパ３は、その高さを安定させるため、ルーパモータの角度制御によって一定範囲の角度になるよう制御されている。そして、ルーパモータのトルクから圧延材４のスタンド間張力を算出でき、それを目標値に一致させるように、ルーパサクセが計算される。上述のとおり、このルーパサクセは、前段側圧延スタンド１の主機速度の修正量である。ルーパサクセは、板厚変動に基づく前段側圧延スタンド１の速度修正量であるマスフローサクセと、オペレータの手介入による操作に基づく前段側圧延スタンド１の主機速度の修正量である手介サクセと共に、前段側圧延スタンド１の主機モータの速度制御に加算される。
次に、本発明の圧延制御方法の詳細について説明する。本発明では、ルーパに異常が発生したとき、ルーパサクセ絶対値の最大値、ルーパサクセ寄与率（ルーパサクセ絶対値が最大値を示したときのサクセ総和に対するルーパサクセ絶対値の最大値の比の絶対値）の一方若しくは両方を用いた判定条件により、圧延継続可否を判断する。
ルーパ制御はＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）またはその上位コンピュータ等の圧延制御装置に実装される。そのルーパ制御のくり返し計算（スキャン）回数をiとすると、各スキャンにおいてルーパサクセLSUC(i)が計算される。これを用いて、圧延開始以降のルーパサクセ絶対値の最大値LMAX(i)は、次式により求められる。
LMAX(i) = max ( LMAX(i-1), ｜LSUC(i)｜ ) ただし、LMAX(0)=0
圧延開始直後はルーパサクセが変動するため、i=1はルーパサクセが安定する経過時間の後に設定することが望ましい。ルーパサクセの絶対値が最大値を示すとき、または、その後にルーパサクセの絶対値の最大値が更新されたときのスキャン回数をi’とすると、マスフローサクセMFSUC(i)、手介サクセMSUC(i)を用いて、ルーパサクセ絶対値が最大のときのサクセ総和における割合であるルーパサクセ寄与率LCON(i)は、次式により得られる。
LCON(i) = ｜ LSUC(i’) / ( LSUC(i’) + MFSUC(i’) + MSUC(i’) ) ｜
仕上圧延中、上記のルーパサクセ絶対値の最大値、ルーパサクセ寄与率を求めて記憶し、ルーパに異常が発生したとき、ルーパサクセ絶対値の最大値、または、ルーパサクセ寄与率を用いた判定条件により、圧延継続可否を判断する。
図２は、本発明の圧延制御方法の処理手順の一例を示すフロー図である。図２に示す圧延制御方法は、ルーパサクセ絶対値の最大値を用いた判定条件により、ルーパによる速度修正が必要か否かを判断するものである。
図２に示す圧延制御方法では、圧延制御装置は、圧延材の圧延開始後、ルーパトルクに基づく前段側圧延スタンドの主機速度の修正量であるルーパサクセを計算により求め（ステップＳ１）、前記ルーパサクセ絶対値が最大か判断し（ステップＳ２）、当該最大値を更新して記憶する（ステップＳ３）。さらに、ルーパ故障自動診断システムからのルーパ異常信号の有無を判定して（ステップＳ４）、これらステップ１からステップ４を所定時間間隔または連続してくり返す。そして、ルーパに異常が発生した際に、前記ルーパサクセ絶対値の最大値が所定の閾値Ｘ以下か判断する（ステップＳ５）。ルーパサクセ絶対値の最大値が閾値Ｘ以下の場合（ルーパサクセ絶対値の最大値≦Ｘ）には、ルーパによる速度修正効果が小さいと判断して（ステップＳ６）、ルーパレス制御に切り替えて圧延を継続する（ステップＳ７）。また、前記ルーパサクセ絶対値の最大値が所定の閾値Ｘ超の場合（ルーパサクセ絶対値の最大値＞Ｘ）には、ルーパによる速度修正が必要と判断して（ステップＳ８）、圧延を中止する（ステップＳ９）。
これは、ルーパサクセ絶対値の最大値≦Ｘの場合には、当該圧延材の圧延においてルーパサクセの寄与が小さく、ルーパによる速度修正を推定するルーパレス制御に切り替えれば張力制御可能と判断できるためであり、ルーパサクセ絶対値の最大値＞Ｘの場合には、当該圧延材の圧延においてルーパサクセの寄与が大きく、ルーパによる速度修正を推定するルーパレス制御に切り替えても張力の推定誤差が大きくなり、張力制御不可と判断できるためである。
このように、ルーパサクセ絶対値の最大値を用いることで、ルーパに異常が発生した際に、当該圧延材の圧延においてルーパによる前段側圧延スタンドの主機速度の修正が必要か否かを自動で判断することができる。そして、この判断結果に応じて、その後、ルーパレス制御に切り替えるか、圧延を中止するか、圧延材に施す処理を適切に判断してその処理を実施することができる。なお、ルーパサクセ絶対値が最大か判定するステップＳ２において、ルーパサクセ絶対値の閾値をＸ以上か否かとしても良い。
ここで、ルーパレス制御とは、対象としている圧延スタンド間のルーパ（本実施形態ではｍ番目とｍ＋１番目の圧延スタンド間のルーパ）の前段側圧延スタンドよりさらに前段に設置されたルーパ（例えばｍ−１番目とｍ番目の圧延スタンド間に設置されたルーパ、後段側圧延スタンドよりさらに後段に設置されたルーパ（例えばｍ＋１番目とｍ＋２番目の圧延スタンド間に設置されたルーパ）のトルクから求められる張力値を用いて補完し、対象としているｍ番目とｍ＋１番目の圧延スタンド間のルーパサクセを推定するものである。すなわち、対象としているｍ番目とｍ＋１番目の圧延スタンド間に設置したルーパに異常が生じた場合には、当該ルーパのトルクに基づくルーパサクセが得られなくなってしまうが、圧延制御装置がルーパレス制御手段を備えていれば、その代わりに上記推定したルーパサクセを用いて前段側圧延スタンド（ｍ番目の圧延スタンド）の主機速度を修正することで、圧延を継続することができる。
図３は、本発明の圧延制御方法の他の処理手順の一例を示すフロー図である。図３に示す圧延制御方法は、ルーパサクセ寄与率を用いた判定条件により、ルーパによる速度修正が必要か否かを判断するものである。
図３に示す圧延制御方法では、圧延制御装置は、圧延材の圧延開始後、ルーパトルクに基づく前段側圧延スタンドの主機速度の修正量であるルーパサクセと、当該圧延材の板厚変動に基づく前段側圧延スタンドの主機速度の修正量であるマスフローサクセと、オペレータの手介入による操作に基づく前段側圧延スタンドの主機速度の修正量である手介サクセを求め（ステップＳ１１）、前記ルーパサクセとマスフローサクセと手介サクセの総和であるサクセ総和を求め（ステップＳ１２）、さらに前記ルーパサクセの絶対値が最大か判別し（ステップＳ１３）、当該最大値を示したときの前記サクセ総和に対するルーパサクセ絶対値の最大値との比の絶対値であるルーパサクセ寄与率を更新して記憶する（ステップＳ１４）。さらに、ルーパ故障自動診断システムからのルーパ異常信号の有無を判定して（ステップＳ１５）、これらステップＳ１１からステップＳ１４を所定時間間隔または連続してくり返す。そして、ルーパに異常が発生した際に、前記ルーパサクセ寄与率が所定の閾値Ｙ以下か判断する（ステップＳ１６）。ルーパサクセ寄与率が閾値Ｙ以下の場合（ルーパサクセ寄与率≦Ｙ）には、ルーパによる速度修正効果が小さいと判断して（ステップＳ１７）、ルーパレス制御に切り替えて圧延を継続する（ステップＳ１８）。また、前記ルーパサクセ寄与率が所定の閾値Ｙ超の場合（ルーパサクセ寄与率＞Ｙ）には、ルーパによる速度修正が必要と判断して（ステップＳ１９）、圧延を中止する（ステップＳ２０）。
これは、ルーパサクセ寄与率≦Ｙの場合には、当該圧延材の圧延においてルーパサクセの寄与が小さく、ルーパによる速度修正を推定するルーパレス制御に切り替えれば張力制御可能と判断できるためであり、ルーパサクセ寄与率＞Ｙの場合には、当該圧延材の圧延においてルーパサクセの寄与が大きく、ルーパを推定するルーパレス制御に切り替えても張力制御不可と判断できるためである。
このように、ルーパサクセ寄与率を用いることで、ルーパに異常が発生した際に、当該圧延材の圧延においてルーパによる前段側圧延スタンドの主機速度の修正が必要か否かを自動で判断することができる。そして、この判断結果に応じて、その後、ルーパレス制御または圧延中止の処理を適切に判断してその処理を実施することができる。
なお、ルーパサクセ寄与率と所定の閾値Ｙを比較し判断するステップ１６において、ルーパサクセ寄与率の閾値をＹ未満か否かとしても良い。
なお、ルーパサクセ寄与率と所定の閾値Ｙを比較し判断するステップ１６において、ルーパサクセ寄与率の閾値をＹ未満か否かとしても良い。
本発明の効果を確認するため、熱間仕上圧延機に組み込まれた張力制御システムを用いてシミュレーションを行った。ルーパ角度実績データ、ルーパトルク実績データ、各圧延スタンドの主機速度実績データを入力して、ルーパサクセを計算した。また、ルーパ異常を仮定して、特定圧延スタンド間のルーパにおけるルーパ角度0、ルーパサクセ0とし、当該圧延スタンド間の前段側圧延スタンドの主機速度の変化を確認した。シミュレーション結果を図４に示す。図４（ａ）はルーパサクセ絶対値の最大値≦Ｘ（所定の閾値）の場合のシミュレーション結果、図４（ｂ）はルーパサクセ絶対値の最大値＞Ｘの場合のシミュレーション結果である。
ルーパ異常時（図中の縦点線部）に、ルーパ角度と、ルーパサクセがともに0になったとき、図４（ａ）では、主機速度が少し下がるが、ルーパサクセ絶対値の最大値≦Ｘであり、ルーパによる特定圧延スタンド間の前段側圧延スタンドの主機速度の修正なしで圧延可能であり、ルーパレス制御に切り替えて圧延を継続している。一方、図４（ｂ）では、ルーパサクセ絶対値の最大値＞Ｘでありルーパによる速度修正が必要なため圧延の継続は不可であり、主機速度を0にしたため、圧延中止している。これより、ルーパサクセ絶対値の最大値を監視することで、ルーパによる速度修正が必要であるか否かを自動で判断でき、その後の処理を自動で判断できることが確認できた。
１ 前段側圧延スタンド
２ 後段側圧延スタンド
３ ルーパ
４ 圧延材
２ 後段側圧延スタンド
３ ルーパ
４ 圧延材
Claims (4)
- 熱間仕上圧延機の圧延スタンド間に水平面からの角度を一定の範囲に制御して設置されて前記圧延スタンド間の圧延材に押し当てられたルーパを押し下げようとするルーパトルクに基づき、前記ルーパの上流側に位置する前段側圧延スタンドの主機速度を修正して前記圧延スタンド間の圧延材の張力制御を行う熱間仕上圧延の圧延制御方法であって、
圧延材の圧延開始後、前記ルーパトルクに基づく前記前段側圧延スタンドの主機速度の修正量であるルーパサクセを求め、当該ルーパサクセの絶対値が最大か判断して当該最大値を記憶し、
ルーパ故障自動診断システムからのルーパ異常信号の有無を判定し、これらを所定時間間隔ごと又は連続して求め、
ルーパに異常が発生したと判断された際に、前記ルーパサクセ絶対値の最大値が所定の閾値Ｘ以下の場合には、当該圧延材の圧延において前記ルーパトルクに基づく前記前段側圧延スタンドの主機速度の修正効果が小さいと判断して、ルーパレス制御に切り替えて前記圧延材の圧延を継続し、前記ルーパサクセ絶対値の最大値が所定の閾値Ｘを超えた場合には、当該圧延材の圧延において前記ルーパトルクに基づく前記前段側圧延スタンドの主機速度の修正が必要と判断して、前記圧延材の圧延を中止することを特徴とする、熱間仕上圧延の圧延制御方法。 - 熱間仕上圧延機の圧延スタンド間に水平面からの角度を一定の範囲に制御して設置されて前記圧延スタンド間の圧延材に押し当てられたルーパを押し下げようとするルーパトルクと、圧延材の板厚変動と、オペレータの手介入による操作に基づき、前記ルーパの上流側に位置する前段側圧延スタンドの主機速度を修正して前記圧延スタンド間の圧延材の張力制御を行う熱間仕上圧延の圧延制御方法であって、
圧延材の圧延開始後、前記ルーパトルクに基づく前記前段側圧延スタンドの主機速度の修正量であるルーパサクセと、前記圧延材の板厚変動に基づく前記前段側圧延スタンドの主機速度の修正量であるマスフローサクセと、前記オペレータの手介入による操作に基づく前記前段側圧延スタンドの主機速度の修正量である手介サクセと、ルーパサクセとマスフローサクセと手介サクセの総和であるサクセ総和を求め、さらに前記ルーパサクセの絶対値が最大か判断し、当該最大値を示したときの前記サクセ総和に対するルーパサクセ絶対値の最大値の比の絶対値であるルーパサクセ寄与率を求めて記憶し、
ルーパ故障自動診断システムからのルーパ異常信号の有無を判定し、これらを所定時間間隔ごと又は連続して求め、
ルーパに異常が発生したと判断された際に、前記ルーパサクセ寄与率が所定の閾値Ｙ以下の場合には、当該圧延材の圧延において前記ルーパトルクに基づく前記前段側圧延スタンドの主機速度の修正効果が小さいと判断して、ルーパレス制御に切り替えて前記圧延材の圧延を継続し、前記ルーパサクセ寄与率が所定の閾値Ｙを超えた場合には、当該圧延材の圧延において前記ルーパトルクに基づく前記前段側圧延スタンドの主機速度の修正が必要と判断して、前記圧延材の圧延を中止することを特徴とする、熱間仕上圧延の圧延制御方法。 - 熱間仕上圧延機の圧延スタンド間に水平面からの角度を一定の範囲に制御して設置されて前記圧延スタンド間の圧延材に押し当てられたルーパを押し下げようとするルーパトルクに基づき、前記ルーパの上流側に位置する前段側圧延スタンドの主機速度を修正して前記圧延スタンド間の圧延材の張力制御を行う熱間仕上圧延の圧延制御装置であって、
前記圧延制御装置は、
圧延材の圧延開始後、前記ルーパトルクに基づく前記前段側圧延スタンドの主機速度の修正量であるルーパサクセを求め、当該ルーパサクセの絶対値が最大か判断して当該最大値を記憶し、
ルーパ故障自動診断システムからのルーパ異常信号の有無を判定し、これらを所定時間間隔ごと又は連続して求め、
ルーパに異常が発生したと判断された際に、前記ルーパサクセ絶対値の最大値が所定の閾値Ｘ以下の場合には、当該圧延材の圧延において前記ルーパトルクに基づく前記前段側圧延スタンドの主機速度の修正効果が小さいと判断して、ルーパレス制御に切り替えて前記圧延材の圧延を継続し、前記ルーパサクセ絶対値の最大値が所定の閾値Ｘを超えた場合には、当該圧延材の圧延において前記ルーパトルクに基づく前記前段側圧延スタンドの主機速度の修正が必要と判断して、前記圧延材の圧延を中止することを特徴とする、熱間仕上圧延の圧延制御装置。 - 熱間仕上圧延機の圧延スタンド間に水平面からの角度を一定の範囲に制御して設置されて前記圧延スタンド間の圧延材に押し当てられたルーパを押し下げようとするルーパトルクと、圧延材の板厚変動と、オペレータの手介入による操作に基づき、前記ルーパの上流側に位置する前段側圧延スタンドの主機速度を修正して前記圧延スタンド間の圧延材の張力制御を行う熱間仕上圧延の圧延制御装置であって、
前記圧延制御装置は、
圧延材の圧延開始後、前記ルーパトルクに基づく前記前段側圧延スタンドの主機速度の修正量であるルーパサクセと、前記圧延材の板厚変動に基づく前記前段側圧延スタンドの主機速度の修正量であるマスフローサクセと、前記オペレータの手介入による操作に基づく前記前段側圧延スタンドの主機速度の修正量である手介サクセと、ルーパサクセとマスフローサクセと手介サクセの総和であるサクセ総和を求め、さらに前記ルーパサクセの絶対値が最大か判断し、当該最大値を示したときの前記サクセ総和に対するルーパサクセ絶対値の最大値の比の絶対値であるルーパサクセ寄与率を求めて記憶し、
ルーパ故障自動診断システムからのルーパ異常信号の有無を判定し、これらを所定時間間隔ごと又は連続して求め、
ルーパに異常が発生したと判断された際に、前記ルーパサクセ寄与率が所定の閾値Ｙ以下の場合には、当該圧延材の圧延において前記ルーパトルクに基づく前記前段側圧延スタンドの主機速度の修正効果が小さいと判断して、ルーパレス制御に切り替えて前記圧延材の圧延を継続し、前記ルーパサクセ寄与率が所定の閾値Ｙを超えた場合には、当該圧延材の圧延において前記ルーパトルクに基づく前記前段側圧延スタンドの主機速度の修正が必要と判断して、前記圧延材の圧延を中止することを特徴とする、熱間仕上圧延の圧延制御装置。
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