JPH01133607A

JPH01133607A - 圧延機制御方法

Info

Publication number: JPH01133607A
Application number: JP62291278A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Nakajima; 正明中島
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-11-18
Filing date: 1987-11-18
Publication date: 1989-05-25
Anticipated expiration: 2009-03-09
Also published as: JPH0616889B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、圧延機制御方法に係り、特に圧延設備におけ
るツインドライブ方式の圧延機用モータの各々の負荷を
バランスさせるために好適な圧延機制御方法に関する。

〔従来の技術〕

従来のツインドライブにおける負荷バランス方法は、（
１）上下ロールに速度差をつけて、すなわち、負荷の軽
い方のロール速度を高め、負荷の重い方のロールの速度
を下げることにより、負荷の配分を変える方式、または
、負荷のバランスはモータの出力トルクの差に起因する
という考えから、（２）見かけ主負荷の軽い（すなわち
電機子電流の低い）方の界磁電流を弱める方式があった
。

従来技術の制御方式を第３図に示す。圧延機の上下ワー
クロール（２，３）は、各々独立した駆動モータ（６，
７）により駆動される。モータは、逆起電圧（ＥＭＦ）
制御を行なっているため、定常状態では、印加し得る最
大の電圧になっている。

よって圧延パワーのアンバランスは、上下ロール駆動モ
ータの電機子電流（Ｉｔ、、　Ｉｕ）の差として検出さ
れる。この電流差（ΔＩ＝Ｉ＋、−Ｉｕ）に制御ゲイン
および、補正リミットをつけて、上下ロールの速度指令
に補正として加える。

前記（２）の界磁制御方式は、電機子電流の少ない方の
モータの逆起電圧を、界磁電流を下げることにより下げ
、その分パワー一定の仮定のちとに、電機子電流が増加
することを期待する方式である。この方式は、パワーの
アンバランスを補正できないので、真のロードバランス
方法とは言い難く、またツインドライブにおける、パワ
ー利用効率の向上の観点からは、全く効果のない方式で
ある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来技術のうち前記（１）の方法は、圧延状況に左右さ
れ、圧延材によって効果のある場合とない場合がある。

これは、複雑な圧延摩擦現象を、単に電流のバランスと
いう観点でのみ制御を行なっているために発生する。従
来技術における制御の状況を第４図により説明する。第
４図は、上下ロールとこれをそれぞれ押えるバックアッ
プロールによりなるスタンドを＃１スタンドから＃４ス
タンドまで直列に配置し、＃１スタンドから＃４スタン
ドへと順次板厚を薄く圧延していく圧延装置の上下ロー
ル駆動電動機の電機子電流計測値および速度計測値を示
す。Ａは圧延機出口スタンドである＃４スタンドの上下
ロール速度を示す。速度補正により一定速度を維持する
。Ｂは＃４スタンドの下ロール駆動電動機の電機子電流
を示す。

Ｃは＃３スタンドの下ロールの駆動電動機電機子電流を
示す。Ｄは＃３スタンドの上下ロール駆動電動機電気子
電流の差を示す。約２０％程度のアンバランスが発生し
ている。Ｅは＃２スタンドの下ロール駆動電動機電機子
電流を示し、Ｆは第２スタンドの上下ロール駆動電動機
電機子電流の差を示す。電流差は５％以内に抑制されて
いる。

このように、圧延材の表面の微妙な差異により、アンバ
ランス現象が発生する。仮に２５％のアンバランスが修
正できないとすると、２０００　ｋＷのモータ容量のう
ち５００　ｋＷ分が圧延に使用できないことを意味し、
その分圧延速度を下げざるを得す生産量が確保できない
ことになる。これは、上下ロールの速度差と安定操業の
間には一定の関係があり、それを超えて制御することは
、不可となるためである。すなわち、第７図に示すよう
に上下ロールの速度差をつけていくと、速度の速い側の
中立点が圧延方向出側にずれていき、そのときの先伸率
以上になると、中立点が、圧延接触面より外へ飛び出し
てしまい、板とロールは全面スリップ状況となる。すな
わち第７図Ａより第７図Ｂの状態へ移行する。なお第７
図においてφは接触角を表わし、φｎｔは上ロールの中
立点のロール中心角、φｎｂは下ロールの中立点のロー
ル中心角を表わす。上記の状況になると、圧延が不安定
となり、特にタンデム圧延機においては、タンデムの基
本式であるマスフロー一定が成立せず、板破断、板厚の
乱れが発生する。第６図は、その状況での速度補正によ
る電流バランスの特性をグラフ化したものである。下ロ
ール上ロールの速度差ΔＶをマイナスにもっていくと、
電流差Δ工は減少していくがある位置から効果がなくな
り、不安定になる。このため、速度差制御のみでは、制
御の限界があり、ロードバランスの根本解消にはならな
い。

上下ロールのロールアンバランスが発生する理由は、（
１）駆動モータ発生パワーのアンバランス、（２）圧延
現象として、そもそもアンバランスパワーが必要となっ
ている。に分けられる。

（１）については、モータ自身の問題であるが、パワー
効率が問題となる大容量モータについては、最大でもそ
の差は５％を超えることはない。発生する理由は、主と
して、（２）の圧延現象によるものである。この圧延現
象を最も支配しているものが、圧延ロールと被圧延機の
摩擦係数であり、これを制御するためには、圧延油の制
御が必要となる。

本発明の目的は上下ロールのロードアンバランスを従来
の速度差により制御する方法に加えて上下ロールへの圧
延油量を制御することにより迅速にアンバランスを解消
する方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、上ロールおよび下ロールをそれぞれ独立に
駆動する圧延機の圧延機制御方法において、上記上ロー
ルと上記下ロールとの負荷アンバランス量に対応して該
上ロールおよび該下ロールそれぞれへの圧延油量を制御
することにより、ま泌浸これに加えさらに、該上ロール
と該下ロールの速度差を制御することにより達成できる
。

〔作用〕

上ロールと下ロールの駆動力差であるロードアンバラン
スが生じる大きな原因は上下ロールの摩擦係数の差であ
り、この摩擦係数の差は上下ロールそれぞれに供給する
圧延油の量を制御することにより解消することができる
。また従来から行なわれている上下ロールの速度差を制
御する方法もロードバランスがある値以内では有効であ
るので圧延油量の制御と併用することによりロードアン
バランスを解消する。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。被圧
延材１は、圧延機により薄板に圧延される。圧延機は上
ワークロール２．下ワークロール３、および上下バック
アップロール４，５により構成される。上下ワークロー
ル２，３は、各々、独立した駆動モータ６．７により、
圧延パワーを、圧延機に伝える。

駆動用モータ６．７は、上下ロールの速度が等しくなる
よう基本制御系が構成されている。速度指令は、上下ロ
ール径補正を行ない、モータの回転速度指令回路１１．
１４により、回転速度に変換される。この指令値により
、速度制御回路１２゜１５および電流制御回路１３．１
６により、駆動モータ６．７を制御する。上下の駆動モ
ータ６゜７のロードアンバランスは、上下モータの電流
ＩＬ、Ｉυの差Δ工として検出される。この差により、
ロードバランス回路１７により、上下モータの回転速度
指令補正量および圧延油量補正量を算出する。

圧延油量指令は、そのときの圧延材質、板厚。

板幅、速度により、決定される。これは、圧延油量指令
回路２１．２３により実施される。また上下ロールの圧
延油量の基本的バランスもここで設定される。

圧延油量指令は、油量制御回路２２．２４により圧延ロ
ールに、圧延油がスプレーされる。

ロードアンバランスが生じているときは、一般的に、上
ロール２に比し下ロール３の電流が大となっている。こ
れは、主として、上ロール２の圧延油による潤滑が効率
よく行なわれるためである。

すなわち、上ロール２の圧延油は、鋼板１の上に滞留し
たまま上ワークロール１に咬込むため、十分に潤滑がな
される。それに比し、下ロール側は、重力方向と逆とな
るので、十分でないケースが発生する。このため、下ロ
ール３の摩擦係数が大きくなり、ロードがより大きく加
わることになる。

ロードアンバランスが発生すると、上ロール側の圧延油
を減らし、下ロール側の圧延油を増すように制御する。

圧延油の制御効果が現われるまでには、一定の時間がか
かるため、ＰＩ制御とする。

また、速度差制御は、制御範囲に限界があるが、応答が
速い特徴があり、この両者によりロードバランス制御を
構成する。

第２図は、ロードバランス回路１７の部分を詳述したも
のである。上下ロール２，３の速度差の許容値は、失神
率によって決まるので、圧延圧力計４１．前方張力計４
３．後方張力計４２、および圧下率、圧延速度等から、
失神率計算を失神率計算器３１により実施し、速度差リ
ミット値を決定する。このリミット値により、リミット
制御回路３２により、制御出力を決定する。また、圧延
油量補正回路３３は、速度差補正が常にリミット内で機
能するようアンバランスを抑制する。

本実施例による効果を従来の方法と比較して第５図によ
り説明する。

Ａ−Ｆは第４図で説明したものと同じである。

第４図と第５図で異なるのはＤであり、＃３スタンドの
下ロールと上ロールの駆動電動機電機子電流差が第４図
に示す従来法では２０％であるのに対し第５図で示す本
実施例では５％に低減されている。Ｆは第４図、第５図
ともほぼ同じであるのは、従来法でロードアンバランス
が解消されているからである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ツインドライブ方式の圧延機の上下ロ
ールに生じるロードアンバランスを上下ロールそれぞれ
に対する圧延油を制御することに許容値以内に解消し、
さらに上下ロールの速度差制御も併せ行なうことにより
高速にロードアンバランスを制御できるので、板切れ、
板厚変動等の少ない安定した圧延操業ができるとともに
上下ロール駆動モータの使用効率を向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図は第１
図の部分詳細図、第３図は従来技術を示すブロック図、
第４図は第３図に示す従来技術のテスト結果を示す図、
第５図は本実施例のテスト結果を示す図、第６図は第３
図に示す従来技術の制御を示す図、第７図は圧延現象の
説明図である。１・・・被圧延材、２・・・上ワークロール、３・・・
下ワークロール、４・・・上バツクアップロール、５・
・・下バツクアツプロール、６・・・上ロール駆動モー
タ、７・・・下ロール駆動モータ、１１・・・上ロール
回転速度指令回路、１２・・・上ロール速度制御回路、
１３・・・上ロール電流制御回路、１４・・・下ロール
回転速度指令回路、１５・・・下ロール速度制御回路、
１６・・・下ロール電流制御回路、１７・・・ロードバ
ランス、２１・・・上ロール圧延油量指令回路、２２・
・・上ロール油量制御回路、２３・・・下ロール圧延油
量指令回路、２４・・・下ロール油量制御回路。

Claims

【特許請求の範囲】１、上ロールおよび下ロールをそれぞれ独立に駆動する
圧延機の圧延機制御方法において、上記上ロールと上記
下ロールとの負荷アンバランス量に対応して該上ロール
および該下ロールそれぞれへの圧延油量を制御すること
を特徴とする圧延機制御方法。２、上ロールおよび下ロールをそれぞれ独立に駆動する
圧延機の圧延機制御方法において、上記上ロールと上記
下ロールとの負荷アンバランス量に対応して該上ロール
および該下ロールそれぞれの圧延油量を制御すると共に
、該上ロールと該下ロールの速度差を制御することを特
徴とする圧延機の制御方法。３、前記圧延油量を制御して前記負荷アンバランス量を
所定値まで減少し、次に前記速度差を制御することを特
徴とする特許請求の範囲第２項記載の制御方法。４、前記速度差を制御して前記負荷アンバランス量を所
定値まで減少し、次に前記圧延油量を制御することを特
徴とする特許請求の範囲第２項記載の制御方法。