JPH0112566B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は鋼板圧延機における板厚制御機能お
よび板形状制御機能の高速化、安定化のための圧
延機形状制御装置に関するものである。 圧延機における出側板形状修正効果をもたらす
圧延機操作量として、ロールベンダ力、圧下位置
修正による負荷配分変更がよく知られている。あ
るいは前・後方張力値によりロールバイト内での
圧延力分布を変更させ形状修正する効果も期待で
きるものであり、いくつかの実施の例も発表され
ている。 ところが、これらの操作量変更により形状修正
を実施するときは、形状修正効果とともに、成品
板厚値にも影響を及ぼすものである。通常は圧延
現象から検出までに時間が要すること、さらには
操作量変更にも時間を要する。このため形状修正
操作が一定時間後に形状検出器・形状認識装置に
より確認され、形状修正動作の板厚値に及ぼす影
響も一定時間後に検出され、この検出された板厚
への影響を補正板厚制御のための操作がまた板形
状に影響し、一定時間後に形状検出器により検出
され、さらに板形状修正のための操作量変更の必
要を生ずる。このようにして形状修正動作の収束
に時間を要し、制御動作そのものの安定性を阻害
することはきわめて不都合なことである。とくに
形状修正のための操作量と板厚修正のための操作
量が同一であるとき形状修正そのものの動作が不
可能となる。

【表】 表１には形状制御あるいは板厚制御に有効とさ
れる操作量変更とその効果についてまとめてい
る。Fwはロールベンデイング力修正のうちワー
クロールベンデイング力の増減を意味し、その形
状出力への効果のうち、eωは端のび量変化を、
cbは中のび量変化を表わしている。また、ロー
ルベンデイング力変更が板中央部板厚に及ぼす効
果をｈ欄に示している。σb、σfは注目する圧延
スタンドについて後方張力値と前方張力値の修正
による効果であることを示すもので、σf，σbの
効果の大小についてはモデル式解析・模型実験に
より知られるところであるが、効果の方向につい
ては同一とされている。以後ではσb，σfをまと
めて一つの変数として簡単にとり扱うこととす
る。また、Ｐは式としてスクリウ圧下位置修正に
より得られる圧下力変更を意味し、その形状・板
厚への効果を示している。 この表より明らかなように、形状修正のための
操作量変更のいずれについても形状修正効果とと
もに板厚出力（ここでは板巾中央部での板厚値）
にも影響を及ぼすこと、さらにまた、板厚制御の
ための操作量修正として通常用いられる張力値変
更、圧下力変更がいずれも板厚修正効果ととも
に、板形状にも少なからぬ影響を及ぼすことが明
らかである。 従来よりこのような他機能に及ぼす影響を考慮
して、形状制御機能、板厚制御機能を共に最大限
に効果させることは困難とされ、板形状制御、板
厚制御の双方あるいは一方をある限られた範囲で
のみ動作させるのが現状である。 本発明では、このように板厚制御・形状制御の
相互間に存在する他への影響について充分に相殺
補償し、板厚制御系に及ぼす影響を補償した形状
制御機能と、板形状へ及ぼす影響を補償した板厚
制御機能を合わせて有する圧延制御の装置を提供
することを目的とするものである。 説明の簡単のため、後方張力σbと前方張力σf
についてその効果が同一極性であることより一つ
の操作量σで代表させ、圧延力変化Ｐについて
は、操作可能な制御入力としてスクリウ圧下位置
ｓで代表させるとき、板形状・板厚値を決定する
動作特性式としては、基準動作点近傍の微小変動
について次の線形式で表現できる。 上式において、δh／δF，δh／δσ，δh／δsは出
側板変化 Δhに及ぼすベンデイング力変化ΔF、スタンド間
張力値変化Δσ、スクリウ圧下位置変化Δsの効果
を示すものであり、δe／δF，δe／δσ，δe／δsは
形状変化の うち端のび量変化Δeωに及ぼすΔF、Δσ、Δsの効
果を示すものであり、δc／δF，δc／δσ，δc／δs
は形状変化 のうち中のび量変化Δcbに及ぼすΔF、Δσ、Δsの
効果を示すものである。また、ηH，ηE，ηSは入
側板厚変化ΔH、入側板形状ΔEW及びΔCBが
各々出側での値Δh、Δeω，Δcbに及ぼす影響を
表わすものとしている。 これらはいずれも板材の鋼種・寸法・板温度・
圧延速度その他の圧延条件と圧延機能力により決
定するものであり、モデル式解析実験によりその
値を求めることができるものである。(1)式におけ
る影響係数行列〔Α〕は独立な操作量変化に対す
る出力値変化を意味するものであり、その逆行列
は存在する。係数行列〔β〕として、この影響係
数行列〔Α〕の逆行列となるよう選べば 〔Α〕〔β〕＝〔Ι〕 ……(4) ここで〔Ι〕は単位行列、このとき、圧延中の
ある時点における出側板厚修正目標をΔh^*、形状
修正目標量をΔeω^*、Δcb^*とするとき、この修正
効果をうるべきベンデイング力修正量、張力値修
正量、スクリウ圧下位置修正量を次の式により求
めることを本発明の特徴とする。 操作量変更実施の区間内で入側板厚・入側板形
状について大きな変化がないとすれば、(5)式を(1)
式に代入すれば となり、(5)式に示す操作量変更により、出側板
厚、板形状をともにその修正目標量に一致させる
ことができる。また、圧延中のある時点で、形状
値をΔeω₁だけ修正する必要のあるときは、次の
式 に従つて操作量修正するとき、(7)式を(1)式に代入
すれば明らかなように この区間で入側板厚・入側板形状に新たな変化
がないとすれば板形状変化Δeωがその修正目標
値に一致して得られ、他の変数（ここでは板厚、
中伸び量）に何ら影響を与えない。これにより他
へ及ぼした影響を補正する第二の操作量変更が、
また、端伸び量eωを増減させる効果を防止する
ことが可能となり、形状制御の応答性を高めるこ
とを意味するものである。 また、ある時点での板厚値検出の結果、板厚値
のみをΔh^* ₂修正する必要のあるときは、次式に従
つて 各操作量変更値を決定すれば、操作量変更の区
間において、入側板厚と入側板形状に有意な変化
がないとして、 (9)式に従う操作量変更を行なう結果(10)式に見る
ように出側板厚値Δhのみがその板厚変更目標値
に一致して変化し、他の形状については一切の影
響が発生しない特徴を有するものとなる。このこ
とにより板厚制御の応答性を向上させ、また、効
果の範囲を広くとることを可能ならしめる。今、
仮りに(9)式に示す操作量変更によらず板厚修正を
実施する場合には、板厚値Δhとともに形状変化
Δeω，Δcbを発生し、この形状変動分を修正する
ためになされる第二の操作量変更がまた板厚値に
も影響し、板厚制御・板形状制御ともに応答性が
低下し、甚だしい場合には希望する値に収束させ
得ない場合も発生するものである。 本発明実施の一例を図に従つて説明する。 図には圧延機２において板材１が圧延されてい
る様子が示されている。装置３，４の圧延板材の
板形状及び板厚値の検出器をおのおの示し、形状
検出器３の出力信号は形状認識装置５により処理
され、たとえば本文中における端のび量eω、中
のび量cb等に変換され、形状制御装置６に出力
される。形状制御装置６では現在および過去の形
状認識装置出力とその設定基準値とにより形状修
正目標量（Δeω^*，Δcb^*）を算出する。また、板
厚制御装置７では板厚検出器４の出力信号の現在
値及びその累積値に従がい板厚修正目標量Δh^*を
算出する。これらの修正目標量は操作量変更演算
装置８に出力され、この演算装置８において、形
状および板厚の修正目標量に従がい、たとえば本
文中(5)式に示される演算により、ロールベンデイ
ング力変更量ΔF、スクリウ圧下位置変更量Δs、
スタンド間張力値変更量Δσを決定し、おのおの
をロールベンデイング制御装置１３、スクリウ圧
下位置制御装置１２、スタンド間張力値制御装置
９に出力する。 スタンド間張力値制御装置９は上の張力値変更
指令Δσ^*と張力検出器１０よりの出力σとを演算
比較して本圧延スタンドに隣り合う他の圧延ロー
ルの駆動の電動機１１の速度調節しストリツプ張
力値制御を実施するものである。また、スクリウ
圧下位置制御装置１２においては、上の圧下位置
変更指令Δs^*に従がい圧延機の圧下位置を制御す
る機能と装置を示すもので、ロールベンデイング
力制御装置１３では上のロールベンデイング力変
更指令ΔF^*に従がいロールベンド力発生装置１４
の動作を制御し、ロールベンデイング力の変更を
実現する装置を示している。 以上に示したように、本発明によれば板厚制御
のための操作量変更と板形状制御のための操作量
変更について、互に他方への干渉外乱を最小とな
るよう実際の操作量変更値を決定しているため、
板形状制御において板厚値に何ら影響を与えず板
形状修正ができ、また、板厚制御を実施する場合
にも板形状に何らの影響を与えることなし板厚値
のみを独立に修正制御することを可能とし、その
応答速度を高速なものとする効果が大きい。また
両者について同時に実施することも可能となり、
いずれの機能について高速応答性を維持したまま
併用できる利点を有するものである。 本発明実施の例において、ロールベンデイング
力修正としてワークロールベンデイングを用いる
としているが、バツクアツプロールに付属したロ
ールベンド装置により実施することも可能であ
る。また、板厚検出器・板形状検出器をともに圧
延機出側に設置するとしているが、他の位置に設
置する場合にも有効であり、検出の原理方式はど
のようなものについても適用可能なものである。 さらにスタンド間張力値修正を圧延機入側（後
方張力値）において実施しているが、前方張力値
を用いることも、その両者により実施することも
いずれも効果を発しうるものである。 なお、板形状を代表する変量として、端のび量
eωと中伸び量cbにより現象を説明しているが、
他の表現、たとえば伸び率差に注目することも、
板幅1/4点での伸び量あるいは複合伸びに注目す
ることも可能であり、いずれの場合にも本発明主
旨は有効である。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例の概略的な構成を示
す図である。 図において、１は圧延材、２は圧延機、３は形
状検出器、４は板厚検出器、５は形状認識装置、
６は形状制御装置、７は板厚制御装置、８は操作
量変更演算装置、９は張力制御装置、１０は張力
検出器、１１はロール駆動モータ、１２はスクリ
ウ圧下位置制御装置、１３はロールベンデイング
制御装置、１４はロールベンド機構を示すもので
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 圧延板材の板形状を検出する形状検出器と、
   上記圧延板材の板厚値を検出する板厚検出器と、
   上記形状検出器の出力信号を入力し、上記圧延板
   材の端のび量Δeω、中のび量Δcbを算出する形状
   認識装置と、この形状認識装置の現在および過去
   の出力とその設定基準値とにより端のび量及び中
   のび量の形状修正目標量Δeω^*，Δcb^*を算出する
   形状制御装置と、上記板厚検出器の出力信号の現
   在値及びその累積値により板厚修正目標量Δh^*を
   算出する板厚制御装置と、上記形状修正目標量と
   上記板厚修正目標量とによりロールベンデイング
   力変更量ΔF、スクリウ圧下位置変更量ΔS、スタ
   ンド間張力値変更量Δσを演算により出力する操
   作量変更演算装置とを備え、この操作量変更演算
   装置よりのロールベンデイング力変更量、スクリ
   ウ圧下位置変更量及びスタンド間張力値変更量に
   より板厚制御及び板形状制御を行う圧延機形状制
   御装置において、上記操作量変更演算装置は板形
   状、板厚値を決定する圧延動作の特性式として基
   準動作点近傍の微小変動について表現し、影響係
   数行列Ａ、係数行列β、出側板厚値Δh、入側板
   厚変化ΔH、入側板厚ΔEW、入側板形状ΔCBを
   有する関係式 に上記形状修正目標量と上記板厚修正目標量とに
   より上記ロールベンデイング力変更量、上記スタ
   ンド間張力変更量及び上記スクリウ圧下位置変更
   量を求める次式 を代入し、板厚・板形状のうち修正の必要のある
   ものについて操作量修正する演算を行うことを特
   徴とする圧延機形状制御装置。