JPH0117367Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は圧延機特にワークロール又は中間ロー
ルをシフトする機能を有する圧延機の蛇行制御装
置に関する。

圧延作業に於いて、圧延中の条件によつては圧
延材がロールの中央に留まることができずに第１
図に示す如く圧延の進行とともにロールの端部の
方へ移動してしまう現象がよく知られており、蛇
行と呼ばれている。

ここで、圧延材の蛇行について簡単に説明する
と、第１図は何等かの原因で圧延材ａがワークロ
ールｂの中央から右側へ寄つてしまつた状態を示
すもので、第１図の様になると、ロールギヤツプ
が左右で不均一となり、右側のギヤツプが左側よ
りも広くなる。ところでロールｂの周速は左右で
一様であるにも拘らず右側の方のギヤツプが広い
ので、単位時間当りの圧延材の体積流量は右側の
方が大きくなる。この結果、圧延材ａは入側で右
へ寄つてゆき、その為ロールギヤツプの左右差が
助長され、圧延材ａは更に急速に右側へ近付いて
ゆき、蛇行という現象が起る。

蛇行が起ると圧延作業が阻害され、甚だしい場
合は圧延作業を停止しなければならなくなる。

蛇行はロールギヤツプの左右の不均一で起り、
この不均一の生じ易さは圧延機の左右剛性に大き
く左右される。

ここで左右剛性Kθとは次式によつて定義され
る。

Kθ＝ΔM／Δθ …(1) 第２図で示される様に圧延材ａが圧延機ｃの中
心〓に対しΔxずれていたとすると、圧下力Ｐは
圧延材ａの中心に作用するので圧延機ｃにはモー
メントＭ＝ΔxPが作用し、その結果上下ワーク
ロールｂ，ｂ間に傾きθが生ずる。

上記(1)式はモーメントＭが作用した場合の上下
ワークロールｂ，ｂ間の傾き易さ即ちロールギヤ
ツプの左右不均一の生じ易さを示すものである。

上記左右剛性Kθはロール間の荷重伝達の状態
にも関係し、更に圧延機自体のもつ剛性にも関係
する。即ち、ロールのシフト量が大きい程、且ロ
ール本数が多い圧延機程左右剛性Kθは小さくな
る。

その例を第３図、第４図により具体的に説明す
る。

第３図に示す様に中間ロールｄをシフトした場
合、バツクアツプロールｅ、中間ロールｄ間での
圧延力を受けるロールの有効幅が狭くなり、蛇行
により発生したモーメントを狭くなつた有効幅で
支えることになるのでロールの傾きが生じやす
い。

ここで、(1)式の左右剛性Kθの近似式は、 Kθ＝１／２／K_HL²＋12／K_Rl² …(2) で表される。

第３図に示すように、K_Hはハウジングとロー
ルネツク部間のばね定数、K_Rは中間ロールとバ
ツクアツプロール及び中間ロールとワークロール
のばね定数、Ｌはバツクアツプロール間の支点間
距離、ｌは中間ロール有効幅である。

(2)式から分るように、中間ロールのシフト量が
大きくなると、中間ロール有効幅ｌが小さくな
り、左右剛性Kθも小さくなる。

従つて、ロールをシフトした状態では蛇行に対
して鋭敏になる。

又、第４図は４段ロール圧延機と６段ロール圧
延機との蛇行に対する鋭敏さを示すものであり、
曲線は６段ロール圧延機、曲線は４段ロール
圧延機の蛇行曲線を示すもので、Δx₀は圧延材の
初期ずれ量、Δxは蛇行量を示す。図で明らかな
様に６段ロール圧延機では初期ずれ量に鋭敏で瞬
時に蛇行が発生する。

この為、左右剛性の低い圧延機では蛇行制御を
行うことが不可欠となる。

然し、ロールをシフトする圧延機では、シフト
量に応じて左右剛性が変化する為、単純に蛇行制
御を行うと制御精度が悪くなると共に、その応答
性も悪くなるという問題を生じる。

本考案は斯かる問題を解決すべくなしたもので
あり、蛇行検出器とシフト量検出とを設け、両検
出器からの信号を基にロールシフト状態により変
化する圧延機の左右剛性に対応させて、蛇行制御
の修正ゲインを変更して制御する様にしたことを
特徴とするものである。

以下第５図に基づき本考案の実施例を説明す
る。

第５図は本考案を６段ロール圧延機の中間ロー
ルをロールシフトするものに実施した例を示して
いる。

上下のワークロール１，２と上下のバツクアツ
プロール３，４間に設けられた上下中間ロール
５，６をシフトシリンダ７，８により上下対称的
にロールシフトし得る様にしてあり、シフトシリ
ンダ７，８により中間ロール５，６がシフトした
量はシフト量検出器９，１０によつて検出し得る
様になつている。

下バツクアツプロール４のロールチヨツク１
１，１２には油圧圧下シリンダ１３，１４が設け
られ、左右の圧下シリンダ１３，１４への流入、
流出する圧油の量をサーボ弁１５，１６により制
御して圧延する様になつており、圧下シリンダ１
３，１４のピストンの動きは変位検出器１７，１
８によつて検知される。

圧延機の入側には蛇行検出器１９を設け、蛇行
検出器１９からの信号を一方はリレー２０、記憶
回路２１を介して又他の一方は直接に加算アンプ
２２へ入力する様にし、更に加算アンプ２２から
の信号２３を蛇行制御調整器２４に入力する。蛇
行制御調整器２４には前記シフト量検出器９，１
０からの信号２５，２６が入力されているととも
に、予め、第３図に示したようなハウジングとロ
ールネツク部間のばね定数K_H、中間ロールとバ
ツクアツプロール及び中間ロールとワークロール
のばね定数K_R、バツクアツプロール間の支点間
距離Ｌが入力されており、蛇行制御調整器２４で
は信号２３，２５，２６を処理して、左右のギヤ
ツプ修正信号２７を加算アンプ２８，２９へ入力
する様になつている。該加算アンプ２８，２９に
は前記変位検出器１７，１８からの信号３０，３
１が入力されると共に設定信号（図示せず）が予
め入力されており、加算アンプ２８，２９はこれ
ら信号を基にサーボ弁１５，１６を制御する。

次に作動を説明する。

圧延開始の初期、適当なタイミングでリレー２
０を切ると、その瞬間の値が記憶回路２１へ与え
られ、その出力が蛇行制御の目標値として加算ア
ンプ２２へ加えられる。

圧延材ａが蛇行すると、ずれ量は蛇行検出器１
９で検出され、加算アンプ２２で目標値と比較さ
れ、その結果、蛇行量偏差信号２３が発生する。

中間ロール５，６をロールシフトすると圧延機
の左右剛性が変化する。ロールシフト量はシフト
量検出器９，１０によつて検知され、その信号２
５，２６が蛇行制御調整器２４に入力されてお
り、該蛇行制御調整器２４では信号２５，２６及
び予め入力してあるハウジングとロールネツク部
間のばね定数K_H、中間ロールとバツクアツプロ
ール及び中間ロールとワークロールのばね定数
K_R、バツクアツプロール間の支点間距離Ｌより
シフト量に応じた左右剛性を前記(2)式から演算
し、前記信号２３に左右剛性に対応したゲインを
掛けてギヤツプ修正信号２７として圧下制御系の
加算アンプ２８，２９へ出力する。

該加算アンプ２８，２９では、実際の油圧シリ
ンダ１３，１４のピストンの変位信号３０，３１
と圧下修正信号２７との比較が行われて、差信号
によりサーボ弁１５，１６は圧下シリンダ１３，
１４への圧油の流入、流出量を制御し、左右のロ
ールギヤツプを変更する。

この時、圧延材ａが右側に寄つた場合には右側
のロールギヤツプを締めて左側のロールギヤツプ
を開け、圧延材ａが左側に寄つた場合は上記とは
逆にロールギヤツプの制御が行われる様にする。

而して、圧延材ａは記憶回路２１で与えられて
いる目標値の位置に制御される。

尚、上記実施例では６段圧延機への適用例を示
したが、ロールシフトを行うすべての形式の圧延
機へ適用できることは勿論である。又、第５図で
は左右の位置制御系のみを示しているが、実際に
は位置制御以外に、ロードセルで圧延荷重を測
り、圧延機の伸びを演算してそれを補正するミル
定数制御回路等が設けられることは言うまでもな
い。

以上述べた如く、本考案によれば、ロールのシ
フト状態に応じて、左右圧下力修正の為の信号の
ゲインを変える様にしてあるので、精度が良く且
応答性のよい蛇行制御が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は左右のロールギヤツプに差があるとき
の圧延状態を示す説明図、第２図は左右剛性を示
す為の説明図、第３図はロールシフトした場合の
圧延状態を示す説明図、第４図は４段ロール圧延
機、６段ロール圧延機に於ける蛇行特性を示す線
図、第５図は本考案の実施例のブロツク図を示
す。 ９，１０はシフト量検出器、１３，１４は油圧
圧下シリンダ、１５，１６はサーボ弁、１９は蛇
行検出器、２４は蛇行制御調整器、２７は圧下修
正信号を示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 圧延材の蛇行量を検出する蛇行検出器とロール
   シフト量を検出するシフト量検出器とを備え、シ
   フト量検出器が検出したロールシフト量から圧延
   機の左右剛性を演算し、蛇行検出器が検出した圧
   延材の蛇行量と予め設定した圧延材の通板位置と
   の偏差量を演算し、該偏差量にロールシフト量か
   ら演算した圧延機の左右剛性に応じた修正ゲイン
   を掛けて圧延機の左右のギヤツプ修正信号を出力
   し、圧下装置の左右のロールギヤツプ量を制御す
   るようにしたことを特徴とする圧延機の蛇行制御
   装置。