JPH01321008A - 圧延機の板厚制御方法 - Google Patents

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、圧延材の板厚制御に係り、特に、ロール偏心
等に起因して回転中のロール間隙が急激に変動し、その
変動により板厚が変動するのを防止する際に用いるのに
好適な、圧延機の板厚制御方法の改良に関する。

【従来の技術】

従来、圧延機における板厚制御は、無負荷時のロール間
隙Ｓ、圧延中の圧延荷重Ｐ及び圧延ロールの弾、性係数
（ミル弾性係数）Ｍから次式（１）を用いて求められる
圧延中の板厚の評価値りが目標板厚となるよう圧下装置
を制御することにより行っていた。 ｈ＝Ｓ＋Ｐ／Ｍ　　　　　　　　　　・・・（１）前記
のようにして行う板厚制御が、ゲージメータ式の自動板
厚制御（ＧＭ−ＡＧＣ）と呼ばれているものである。 ところで、この自動板厚制御においては、圧延機の圧延
ロールにロール偏心が存在した場合、板厚に精度上の問
題が生じる０例えば第３図のように、４段圧延機１０の
バックアップロール１６にロール偏心が存在した場合、
このロール偏心によリワークロニル１４の間隙が大きく
なっても前記バックアップロール１６の圧下位置が変化
しないためロール間隙の変化として検出できず、従って
板厚検出誤差が発生し、高い精度の板厚制御を実現でき
ないものとなる。 即ち、第３図においては、偏心の生じたバックアップロ
ール１６が回転して同図（Ａ）に示される位置から同図
（Ｂ）に示される位置になったときは、ワークロール１
４間の間隙Ｓひいては板厚がＳ１→Ｓ２に変化するため
、たとえ前記評価値りを目標板厚にしようとしても図の
ように圧延後の圧延材１２の厚さも異なったものとなる
。従って、この場合には、長手方向全長に亘って圧延材
を均一な厚さに圧延することができなくなってしまう。 従来から、前記の如きロール清心に起因した板厚変動を
防止するため、種々の技術が提案されている。そのよう
な技術の中に、圧延ロールの回転角と圧延ロール偏心に
よる圧延荷重変動との関係に着目し、前回の所定のロー
ル回転角位置における圧延荷重の変動を記憶しておき、
次回の所定のロール回転角位置でこの圧延荷重変動分を
打ち消すような訂正信号を圧下装置に出力するようにし
たものがある。 しかしながら、この技術においては、ロール回転角に着
目した、ロール回転角に従って前記圧下装置に訂正信号
を出力するフィードフォワード制御を行っており、又、
圧下装置の応答性は温度、負荷及び経年変化等の影響を
受けるため、高い応答性を常時に維持するのが困難であ
ることから、制御のタイミングが合わなくなって誤差を
増幅して板厚制御の精度が低下する恐れがあった。 ロール偏心による板厚変動を防止する技術には、又、特
開昭５７−１８１７１２や特開昭６０−４０６１０で提
案されたものがある。これらの技術においては、ロール
偏心が特定の周波数にのみ発生することから、この周波
数に着目し、この周波数に応じた周波数帯域のみ前記自
動板厚制御の効果を下げるようにし、あるいは、前記ロ
ール偏心により発生する圧延荷重変動分を打ち消す訂正
信号を圧下装置に出力する方法を行っていた。 ところで、ロール偏心の周波数が上記板厚制御の制御系
の目標とする応答周波数と同一程度であるため、高い板
厚精度を得るには、ロール偏心の周波数を高い精度で検
出しなければならない、然るに、前記周波数は必ずしも
完全な正弦波にはならないと共に、装置の実現化にあた
り周波数の検出精度はノイズ除去フィルタの特性等の影
響を受けるため、前記周波数を狭い範囲の周波数に限定
して測定するのが困難であり、従って、前記技術には、
板厚に対する制御性をある程度犠牲にせざるを得ないと
いう問題がある。 ロール偏心による板厚変動を防止する技術には、又、特
公昭６３−８８４８号で提案された連続圧延機の板厚制
御方法がある。この方法においては連続圧延機の上流側
スタンドにおける入口厚変化量、出口厚変化量及び圧延
荷重を検出し、これら変化量及び圧延荷重から下流側ス
タンドにおける板厚変動量を求め、この板厚変動量を打
ち消す圧延荷重変更量を下流側スタンドで圧下量の調整
により与えて板厚制御をするようにしている。 しかしながら、この方法においては、前記入側厚変化量
、出口厚変化量及び圧延荷重を検出して板厚変動を求め
るため、これら変動量等の検出器の誤差が蓄積されて板
厚制御に影響して板厚精度が悪化する恐れがある。又、
上流側スタンドでロール偏心に伴う板厚変動が存在する
場合、下流側スタンドで修正するようにしているため、
下流側スタンド自体にロール信心が生じた場合、前記板
厚変動量を求めるのに複雑な計算を要し、しかもその計
算を高速に行わなければならないことから、それの対策
をとれなくなってしまう、更に、当該計算を行う演算器
に高い能力を必要としコストが高いものとなる。

【発明が達成しようとする課題】

本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたも
ので、圧延荷重により板厚制御を行い、ロール偏心の影
響を受けることなく高精度の板厚制御ができる圧延機の
板厚制御方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

本発明は、圧延材を圧延機で圧延する際に、無負荷時の
圧延ロール間隙、圧延中の圧延荷重、及び圧延ロールの
弾性係数から前記圧液付出側板厚の評価値を求め、この
評価値に基づき前記圧延材の板厚を所望値に制御する方
法において、前記圧延荷重の目標値を記憶し、求められ
た板厚評価値と前記板厚所望値との偏差を圧延荷重偏差
に換算し、換算された圧延荷重偏差と記憶された圧延荷
重値に基づき圧延荷重制御値を求め、求められた圧延荷
重制御値に基づき前記圧延機の圧延荷重を制御すること
により、前記目的を達成したものである。

【発明の作用及び効果】

圧延機の板厚制御を前記従来の技術で行う際、圧延ロー
ルにロール偏心が存在する場合に、板厚ｍＰに所望のも
のが得られないのは、前出（１）式から圧延材の板ｉを
評価すると前記ロール偏心により必然的に板厚を誤認識
すると共に、この板厚の評価値により直接に板厚制御を
行うことに起因して、精度の良い板厚制御を行うことが
できないためである。 即ち、従来技術においては、ロール偏心に対応して種々
制御を行いロール偏心の影響を完全に除去すれば板厚を
（１）式から評価できるものと仮定し、この評価された
板厚りと板厚設定値との差に基づき比例制御で圧延機を
制御し板厚を修正するようにしていた。しかしながら、
現状における技術においては、ロール偏心の影響を完全
に除去して板厚制御を行えず、このロール偏心の影響を
除去する精度が直接、板厚精度に影響を及ぼしてしまう
ものであった。 一方、ロール偏心により実際のロールギャップが変動し
、出側板厚が変動する現象に対しては、圧延荷重がｉ定
となるように圧下位置を修正すれば、圧延荷重の制御応
答性はロール信心に十分対応できるため防止できる。 又、板厚制御における外乱として高い周波数のものは主
にロール偏心であり、他の外乱は比較的低い周波数のも
のであるなめ、ロール偏心以外の外乱に対しては高い応
答性を必要としない、又、他の理由による板厚修正の要
請に対しては、前出（１）式による出側板厚評価値りを
板厚設定値に訂正する等の操作を取り入れて、意図的に
変更することにより達成できるものである。 以上の観点に基づき、本発明はなされたものであり、圧
延荷重目標値を板厚修正の目的で意図的に変更して圧延
荷重制６１Ｉ値とし、該制御値となるように圧延荷重を
制御しているため、ロール偏心による影響を受けること
なく高い応答性で板厚を所望値のものにできる。又、板
厚の所望値を変えれば板厚を積極的に制御できることか
ら、板厚制御を外乱からの影響と板厚を操作者が積極的
に変更する場合に分けて制御可能なため、比較的簡単な
装置構成で精度良く所望の板厚の圧延材を得ることがで
きる。更に、同一スタンドで板厚制御を実行できると共
に、板厚評価値の演算は簡易であるため、応答性良く板
厚制御ができるという優れた効果が得られる。

【実施例】

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。 この実施例は、第１図に示されるような４段圧延機１０
で圧延材１２を圧延する際に、本発明方法を採用して当
該圧延材を目標板厚にするようにしたものである。 第１図に示されるように、前記４段圧延機１゜には、圧
延材１２をライン上下方向から挾調して圧延するための
ワークロール１４と、該ワークロール１４を上下方向か
ら挟圧して圧下するためのバックアップロール１６と、
前記ワークロール１４及びバックアップロール１６の圧
下位置を後記圧下指令により制御するための圧下装置１
８と、前記圧延材１２に変化される圧延荷重を検出する
ための圧延荷重検出器２０と、前記ワークロール１４の
圧下位置を検出するための圧下位置検出器２２とが備え
られる。 前記圧延荷重検出器２０から出力される圧延荷重検出信
号、及び圧下位置検出器２２から出力される圧下位置検
出信号は、前記圧下指令を所定の演算により算出・出力
するため演算装置２４に入力される。 該演算装置２４には、前記入力された圧延荷重、圧下位
置の検出信号に基づき前出（１）式を用いて板厚の評価
値りを算出するための出側板厚評価器２６と、出側板厚
の設定値を記憶する出側板厚設定値記憶器２８と、算出
された出側板厚評価値と記憶された出側板厚設定値の偏
差を算出するための比較器３０と、該算出された偏差か
らワークロール１４又はバックアップロール１６の偏心
による外乱を除去するための例えば積分器を構成要素と
した変換器３２と、圧延荷重目標値を記憶するための圧
延荷重目標値記憶器３４と、変換器３２出力の偏差に該
圧延荷重目標値を加算するための加算器３６と、加算器
３６の出力信号から算出された圧延荷重に検出された圧
延荷重をフィードバックするための比較器３８と、該比
較器３８の出力に基づき圧延荷重を制御するため圧下装
置１８に圧下位置指令を出力する圧延荷重コントローラ
４０とが備えられる。 なお、前記変換器３２は、例えば積分器のみで構成した
場合、出側板厚設定値を急激に変更したとき、或いは制
御開始時点において出側板厚評価値と出血板厚設定値の
変化が大きいとき等において応答が遅れるため、圧延荷
重の変化が一方向（例えば増大するのみの変化）で生じ
、且つ、大きい場合のみ、上記した変更あるいは変化等
の現象が発生した時点において上記板厚偏差に比例した
圧延荷重目標値を演算し、その後その目標値を出力し続
けて、しばらくの間、前記積分器の機能を停止する機能
を付加することも可能である。 以下、実施例の作用を説明する。 第１図の４段圧延８１１０において、圧延が開始すると
、圧延荷重目標値記憶器３４に圧延開始時点の圧延荷重
、あるいは圧延条件により予想される圧延荷重予測値を
圧延荷重目標値として記憶する。記憶された。圧延荷重
目標値を加算器３６を経て比較器３８で実際の圧延荷重
（検出圧延荷重）と比較し、比較結果に基づき圧延コン
トローラ１０は４段圧延ｌ１１０の圧延荷重が前記圧延
荷重目標値に一致するよう圧下装置１８に圧下指令を伝
達する。この圧延荷重のフィードバック制御により、ワ
ークロール１４又はバックアップロール１６にロール信
心が生じていても、それに応答性良く対処して圧延材１
２の板厚を目標値一定にすることができる。 又同時に、圧延が開始されると圧延荷重及び圧下位置に
基づき出側板厚評価器２６で前出（１）式に従い出側板
厚りを評価し、評価された板厚（評価値）を出側板厚設
定値記憶器２８に記憶されている出側板厚設定値と比較
器３０で比較して、それらの偏差を変換器３２に入力す
る。該変換器３２は前記偏差から前記出側板厚評価値り
に加わっているロール偏心成分を上記圧延荷重目標値か
ら除去した値（圧延荷重目標補正値）を算出して加算器
３６に入力する。これにより圧延荷重目標値に圧延荷重
目標補正値が加算される。この加算された値が新たに圧
延荷重の制御目標となるもの（圧延荷重制御値）であり
、この制御値が比較器３８を経て圧延コントローラ４０
に入力されるため、圧延荷重が新たな当該制御値と一致
するように圧下装置１８が制御されることとなる。 以上のように制御するため圧延荷重検出器２０で検出さ
れた信号によりロール偏心に応答性良く対応して圧延材
の板厚を制御できると共に、出側板厚設定器記憶２８の
設定値を変更する等すれば、板厚の変動等による他の板
厚修正諸条件に精度良く対応して板厚を所望の目標値に
することができる。 次に、本発明を採用してロール偏心に対応した板厚制御
を実施した際の、圧延荷重及び出側板厚の変化量を第２
図（Ａ）及び（Ｂ）に示す、又、同様の条件でロール信
心に対する圧延荷重による制御を行わず、従来からのゲ
ージメータ式の自動板厚制御（従来制御）により板厚を
制御した際の、圧延荷重及び出側板厚を第２図（Ｃ）及
び（Ｄ）に示す。 第２図（Ｃ）及び（Ｄ）に示されるように、従来制御法
では、板厚ロール偏心の存在により、圧延荷重が変動し
ていると共に、板厚検出誤差のため板厚変動が生じてい
る。これに対して、本発明方法を採用すれば、第２図（
Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、圧延荷重変動を抑制
することができるため、第２図（Ｂ）に示されるように
板厚変動の少ない良好な精度の板厚が得られるものであ
る。 なお、前記実施例において第１図に示されるような４段
圧延機で本発明方法を実施していたが、本発明の実施さ
れる圧延機はこのような圧延機に限定されず、他の圧延
機例えば６段圧延機あるいいは、ユニバーサル圧延機や
連続圧延機の所定スタンドの圧延機で実施することもで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る４段圧延機及び制御装置
の全体構成を示す、一部配置図を含むブロック線図、 第２図は本発明の板厚制御の効果を説明するための、ロ
ール偏心が生じた場合の本発明法、及び従来法による圧
延荷重及び出側板厚の変化例を示す線図、 第３図はロール偏心が生じた場合の厚さ変動の例を示す
断面図である。 １０・・・４段圧延機、　　　１２・・・圧延材、１４
・・・ワークロール、 １６・・・バックアップロール、 １８・・・圧下装置、　　　２ｏ・・・圧延荷重検出器
、２２・・・圧下位置検出器、 ２４・・・演算装置、 ２６・・・出側板厚評価器、 ２８・・・山開板厚設定値記憶器、 ３０．３８・・・比較器、　３２・・・変換器、３４・
・・圧延荷重目標値記憶器、 ３６・・・加算器、 ４０・・・圧延荷重コントローラ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧延材を圧延機で圧延する際に、無負荷時の圧延
   ロール間隙、圧延中の圧延荷重、及び圧延ロールの弾性
   係数から前記圧延機出側の板厚の評価値を求め、この評
   価値に基づき前記圧延材の板厚を所望値に制御する方法
   において、 前記圧延荷重の目標値を記憶し、 求められた板厚評価値と前記板厚所望値との偏差を圧延
   荷重偏差に換算し、 換算された圧延荷重偏差と記憶された圧延荷重目標値に
   基づき圧延荷重制御値を求め、 求められた圧延荷重制御値に基づき前記圧延機の圧延荷
   重を制御することを特徴とする圧延機の板厚制御方法。