JPH0141405B2 - - Google Patents

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JPH0141405B2
JPH0141405B2 JP58093484A JP9348483A JPH0141405B2 JP H0141405 B2 JPH0141405 B2 JP H0141405B2 JP 58093484 A JP58093484 A JP 58093484A JP 9348483 A JP9348483 A JP 9348483A JP H0141405 B2 JPH0141405 B2 JP H0141405B2
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JP
Japan
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plate thickness
pass
rolling
speed
roll
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JP58093484A
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Toshihiro Koyama
Takao Kawanami
Susumu Yamaguchi
Hiroyuki Shiozaki
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Toshiba Corp
IHI Corp
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
IHI Corp
Nippon Steel Corp
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B37/00Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/16Control of thickness, width, diameter or other transverse dimensions

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Metal Rolling (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は1スタンド多パス圧延機の板厚制御装
置に関する。
〔発明の技術的背景およびその問題点〕 一般に圧延機と称されるものは一つのスタンド
に一つの圧延パスを有する、1スタンド1パス圧
延機が殆んどであつた。この種の圧延機にあつて
は、1スタンド当りの圧下率は大きい場合でも40
〔%〕程度であり、高圧下圧延を行うには多数の
スタンドを並設したタンデム圧延機が用いられ
る。
このタンデム圧延機はスタンド数が多いことか
ら広い設置面積を必要とし、価格的にも高価なも
のであつた。
近年、その設置面積および価格を低く抑さえる
ことを目的として、控ロール間に3個以上の作業
ロールを積重ねて複数の圧延パスを形成し、これ
らの圧延パスに被圧延材を連続的に通す、1スタ
ンド多パス圧延機が注目されている。
この1スタンド多パス圧延機によれば、1スタ
ンド当りの圧下率を70〔%〕にも高め得る高圧下
圧延を可能にするが、これに対する有効な板厚制
御装置が見い出されていないのが現状である。
〔発明の目的〕
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、
最終の圧延パス出側の板厚精度を良好に保持し得
る1スタンド多パス圧延機の板厚制御装置の提供
を目的とする。
〔発明の概要〕
この目的を達成するために、本発明は、控ロー
ル間に3個以上の作業ロールを積重ねて複数の圧
延パスを形成し、これらの圧延パスに被圧延材を
連続的に通すとともに、圧下率に応じて前記作業
ロールの速度を順次異ならしめて圧延を行う1ス
タンド多パス圧延機の板厚制御装置において、圧
延前の被圧延材の板厚を検出する板厚検出装置
と、前記各圧延パスの入側および出側の被圧延材
の速度を検出する速度検出装置と、前記板厚検出
装置および速度検出装置の出力信号に基いて、最
終の圧延パス出側の被圧延材板厚を予測算出する
第1の演算装置と、最終の圧延パス出側の板厚目
標値と前記第1の演算装置の板厚予測値との偏差
に基いて板厚制御出力を得る第2の演算装置とを
具備する構成を採る。
〔発明の実施例〕
以下、添付図面を参照して本発明の一実施例に
ついて説明する。
第1図は本発明に係る板厚制御装置を適用する
1スタンド多パス圧延機のロール配置およびその
圧延状態と併せて、この板厚制御装置を構成する
検出装置の配設状態を示す側面図で、下控ロール
5と上控ロール6との間に、作業ロール1〜4が
積重ねられ、これらの作業ロール間に被圧延材1
7が矢印に示した方向に連続的に通されている。
すなわち、作業ロール1と作業ロール2との間に
第1の圧延パスが、作業ロール2と作業ロール3
との間に第2の圧延パスが、作業ロール3と作業
ロール4との間に第3の圧延パスがそれぞれ形成
されている。以下説明の都合上第1、第2の圧延
パスをそれぞれ第1パス、第2パスと呼び、特に
第3の圧延パスを最終パスと呼ぶことにする。
ここで、第1パスの入側には、圧延前の被圧延
材板厚を検出する板厚検出装置としての厚み計1
5と、被圧延材の速度検出装置として、被圧延材
に接触して回転する速度検出ロール9およびその
回転に応じたパルスを発生するパルス発生器13
とが設けられている。
また、最終パスの出側には、圧延後の被圧延材
板厚を検出する板厚検出装置としての厚み計16
と、被圧延材の速度検出装置として、被圧延材に
接触して回転する速度検出ロール10およびその
回転に応じたパルスを発生するパルス発生器14
とが設けられている。
一方、第1パスと第2パスとの間には被圧延材
に接触して回転するとともに、この被圧延材の引
出しに供し得る引出しロール7およびその回転に
応じたパルスを発生するパルス発生器11が設け
られており、同様に、第2パスと最終パスとの間
には引出しロール8およびパルス発生器12が設
けられている。
この場合、各パス間で被圧延材を引出す必要の
ないときは、破線で示すように作業ロール2およ
び3の外周面に沿つて被圧延材が移行するので、
引出ロール7および8を被圧延材に接触せしめて
単に速度検出ロールとして使用するものである。
次に、第2図は本発明に係る板厚制御装置の主
要部の構成を示すブロツク図で、主に、最終パス
出側の被圧延材板厚を予測算出する演算装置20
と、最終パス出側の板厚検出値と板厚目標値との
偏差分を板厚モニタ機能信号として出力する演算
装置30と、これらの演算装置の出力信号および
板厚目標値に基いて板厚制御信号を出力する演算
装置40とで構成されている。
この中、演算装置20は、第1パスに対応して
遅延回路21および出側板厚演算回路22を、第
2パスに対応して遅延回路23および出側板厚演
算回路24を、最終パスに対応して遅延回路25
および出側板厚演算回路26をそれぞれ有し、こ
れらが順に縦列接続されている。
ここで、遅延回路21は、厚み計15の板厚検
出信号(以下検出板厚とも言う)H1Xおよびパル
ス発生器13のパルス数信号(以下単にパルス数
としても用いる)N1を入力して、被圧延材の板
厚検出された部分がちようど第1パスに噛み込ま
れる時点で、第1パス入側板厚予測値H1Mとして
出力するもので、第1パスに対応して設けられた
出側板厚演算回路22は、第1パス入側板厚予測
値H1Mおよびパルス発生器13,11のパルス数
N1,N2をそれぞれ入力して、被圧延材のマスフ
ローが一定の関係を用いて第1パス出側板厚予測
値h1Mを算出するものである。
また、遅延回路23は、第1パス出側板厚予測
値h1M、パルス発生器11のパルス数N2および引
出ロール7の位置を検出する図示しない位置検出
器の信号D2を入力して、ちようど第1パスから
吐き出された部位が第2パスに噛み込まれる時点
に第2パス入側板厚予測値H2Mを出力するもの
で、第2パスに対応して設けられる出側板厚演算
回路24はこの入側板厚予測値H2Mおよびパルス
発生器11,12のパルス数N2,N3をそれぞれ
入力して、被圧延材のマスフローが一定の関係を
用いて第2パス出側板厚予測値H2Mを算出するも
のである。
以下同様に、遅延回路25は、第2パス出側板
厚予測値h2M、パルス発生器12のパルス数N3
よび引出ロール8の位置を検出する図示しない位
置検出器の信号D3を入力して最終パス入側板厚
予測値H3Mを出力するもので、出側板厚演算回路
26はこの入側板厚予測値H3Mおよびパルス発生
器12,14のパルス数N3,N4をそれぞれ入力
して最終パス出側板厚予測値h3Mを算出するもの
である。
次に、演算装置30はPI演算回路31を有し、
最終パス出側板厚予測値h3Rと厚み計16の板厚
検出信号(以下検出板厚とも言う)h3Xとの偏差
を比例、積分演算して板厚モニタ機能信号△h3R
を出力するものである。
また、演算装置40は2個のPI演算回路41,
42と、切替スイツチ43とを具え、これらの演
算回路は上述した最終パス出側板厚予測値h3Mと、
最終パス出側板厚目標値h3Rおよび板厚モニタ機
能信号△h3Rの和との偏差に基いて圧下位置目標
値修正量△Sおよび最終の圧延パスを形成する上
下作動ロールの速度比目標値修正量△V3を出力
するもので、切替スイツチ43はこれらの目標値
修正量△Sおよび△Vsの何れか一方を出力する
ものである。
上記の如く構成された板厚制御装置の作用を以
下に説明する。
先ず、厚み計15によつて検出された検出板厚
H1Xが遅延回路21に入力されると、この遅延回
路21は厚み計15と第1パスとの間を被圧延材
17が走行するに要する時間だけ検出板厚H1X
遅延させて、第1パス入側板厚予測値H1Mとして
出力する。この際、被圧延材料17の走行距離を
知る必要があるが、遅延回路21は速度検出ロー
ル9の軸に結合されたパルス発生器13のパルス
数N1を計数してその走行距離を算出している。
一方、圧延パスにおける一定時間(例えばサン
プリングピツチ)内の材料流入体積と材料流出体
積とは等しいので、第1パスにあつては次式が成
立する。
H1M・B・L0=h1M・B・L1 ……(1) ただし、 H1M:第1パス入側板厚予測値 h1M:第1パス出側板厚予測値 B:被圧延材板幅 L0:第1パス入側のサンプリングピツチ間の 被圧延材走行距離 L1:第1パス出側のサンプリングピツチ間の 被圧延材走行距離 である。
ここで、被圧延材走行距離L0,L1はパルス発
生器13のパルス数N1と、パルス発生器11の
パルス数N2とを用いて次式で算出される。
L0=2πR0×N1/N1R ……(2) L1=2πR1×N2/N2R ……(3) ただし R0:速度検出ロール9の半径 R1:引出しロール7の半径 N1R:速度検出ロール9の1回転当たりにパ ルス発生器13の発生パルス数 N2R:引出しロール7の1回転当たりにパル ス発生器11の発生パルス数 である。
上記(1),(2),(3)式の関係を用いて出側板厚演算
回路22は次式に従つて第1パス出側板厚予測値
h1Mを算出する。
h1M=H1M.R0.N1.N2R/R1.N2.N1R ……(4) 次に、遅延回路23は、上記第1パス出側板厚
予測値h1Mを入力して、第1パスと第2パスとの
間を被圧延材17が走行するに要する時間だけ遅
延させて第2パス入側板厚予測値H2Mを出力す
る。この際、被圧延材17の走行距離を知る必要
があるが、この走行距離はパルス発生器11の発
生パルス数N2を計数して算出される。
ただし、この走行距離または走行時間は引出し
ロール7の位置によつて変化するので、作業ロー
ル2と引出しロール7との中心間距離D2を図示
しない位置検出器によつて検出し、この距離D2
によつて遅延時間を補正している。
これに続いて、出側板厚演算回路24は、上述
した出側板厚演算回路22と同様にして第2パス
出側板厚予測値h2Mを算出する。
以下同様にして、遅延回路25および出側板厚
演算回路26によつて、最終パス出側板厚予測値
h3Mが算出される。
次に、演算装置30は最終パス出側板厚目標値
h3Rと厚み計16の検出板厚h3Xとの偏差、すなわ
ち、(h3R−h3X)を比例、積分演算して、最終パ
ス出側板厚予測値h3Mの予測誤差を補正するため
の板厚モニタ機能信号△h3Rを出力して演算装置
40に加えている。
また次に、演算装置40にあつては、最終パス
出側板厚目標値h3Rと、最終パス出側板厚予測値
h3Mとの偏差(h3R−h3M)を、さらに板厚モニタ
機能出力△h3Rで補正した値(h3R−h3M+△h3R
を演算回路41および42に加える。これによ
り、演算回路41はこれを比例、積分演算してト
ータル圧下位置目標修正量△Sを、演算回路42
はこれを比例、積分演算して作業ロール3のロー
ル速度目標値修正量△V3をそれぞれ算出する。
また、切替スイツチ43は、これらの目標値修
正量△Sおよび△V3の何れか一方を選択して図
示しない圧下制御装置に加える。
なお、上述したトータル圧下位置とは、控ロー
ル5の軸受箱と、控ロール6の軸受箱との間隔に
相当し、作業ロール3のロール速度を△V3だけ
修正するとき、作業ロール1,2,3の速度比は
変更せず、作業ロール3,4の速度比のみの変更
が行われるように、実際には作業ロール1,2の
速度修正も行なわれるようになつている。
ここで、演算回路41は、最終パス出側板厚目
標値h3Rと、最終パス出側板厚予測値h3Mとの間
に、h3R>h3Mの関係にあるとき、ロール間隙を開
く方向のトータル圧下位置目標値修正量△Sを、
逆に、h3R<h3Mの関係にあるとき、ロール間隙を
狭める方向のトータル圧下位置目標修正量−△S
をそれぞれ出力する。
一方、演算回路42は、最終パス出側板厚目標
値h3Rと、最終パス出側板厚予測値h3Mとの間に、
h3R>h3Mの関係にあるとき、作業ロール3の速度
を増加させる方向のロール速度目標値修正量△
V3を、逆に、h3R<h3Mの関係にあるとき、作業ロ
ール3の速度を減少させる方向のロール速度目標
値修正量−△V3をそれぞれ出力する。
このことは、作業ロール4の速度に対して作業
ロール3の速度が小さい程圧延荷重が減少し、こ
れが圧延機の弾性伸びを減少せしめ、その結果、
最終パス出側板厚を減少させるという原理を利用
したものである。
なお、上述した演算装置40は作業ロール3の
速度目標値を修正する速度目標値修正量△V3
算出しているが、この代わりに作業ロール4の速
度目標値を修正する速度目標値修正量△V3を算
出するようにしてもよい。すなわち、作業ロール
3,4間の速度比を変更すれば出側板厚が変わる
ことから、結局、最終の圧延パスを形成する上下
作業ロールの何れか一方の速度比目標値修正量を
出力するようにすればよいと言える。
また、上記実施例では、板厚モニタ機能として
の演算装置30を設け、最終パス出側の板厚目標
値h3Rと厚み計16による検出板厚h3Xとの偏差に
対応する信号を演算装置40に加えて、制御系の
信頼性を高めているが、基本的にはこの演算装置
30を除去しても、出側板厚を目標値に制御し得
ることは言うまでもない。ただし、この場合には
最終パス出側の厚み計16は不要になり、構成が
より簡易化される。
〔発明の効果〕
以上の説明によつて明らかな如く、本発明の1
スタンド多パス圧延機の板厚制御装置によれば、
圧延前の被圧延材板厚を検出する板厚検出装置、
および、各圧延パスの入側、出側の被圧延材速度
を検出する速度検出装置の出力信号に基づき、被
圧延材の走行時間をも考慮して最終の圧延パス出
側の板厚を予測算出するとともに、この予測板厚
と目標板厚との偏差から、圧下位置または最終圧
延パスを形成する作業ロールの速度比を変更する
板厚制御信号を得ているので、応答性および安定
性に優れ、高精度の板厚制御が可能になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る1スタンド多パス圧延機
の板厚制御装置の一実施例の構成を示すために、
その適用対象としての圧延機と併せてこの板厚制
御装置を構成する検出装置の配設状態を示す側面
図、第2図は同実施例の主要部の構成を示すブロ
ツク図である。 1〜4……作業ロール、5,6……控ロール、
7,8……引出しロール、9,10……速度検出
ロール、11〜14……パルス発生器、15,1
6……厚み計、20,30,40……演算装置、
21,23,25……遅延回路、22,24,2
6……出側板厚演算回路、31,41,42……
PI演算回路、43……切替スイツチ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 控ロール間に3個以上の作業ロールを積重ね
    て複数の圧延パスを形成し、これらの圧延パスに
    被圧延材を連続的に通すとともに、圧下率に応じ
    て前記作業ロールの速度を順次異ならしめて圧延
    を行う1スタンド多パス圧延機の板厚制御装置に
    おいて、圧延前の被圧延材板厚を検出する板厚検
    出装置と、前記各圧延パスの入側および出側の被
    圧延材の速度を検出する速度検出装置と、前記板
    厚検出装置および速度検出装置の出力信号に基い
    て、最終の圧延パス出側の被圧延材板厚を予測算
    出する第1の演算装置と、最終の圧延パス出側の
    板厚目標値と前記第1の演算装置の板厚予測値と
    の偏差に基いて板厚制御出力を求める第2の演算
    装置とを具備したことを特徴とする1スタンド多
    パス圧延機の板厚制御装置。 2 前記速度検出装置は、被圧延材に接触して回
    転するロールと、このロールの回転に応じてパル
    スを発生するパルス発生器とを具えたことを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載の1スタンド多
    パス圧延機の板厚制御装置。 3 前記第1の演算装置は圧延パス毎に、板厚信
    号を被圧延材の移動時間に対応して遅延させる遅
    延回路と、この遅延回路の出力信号および前記速
    度検出装置の出力信号に基いて出側板厚信号を出
    力する演算回路とを具え、これらの遅延回路およ
    び演算回路を縦列接続したことを特徴とする特許
    請求の範囲第1項または第2項記載の1スタンド
    多パス圧延機の板厚制御装置。 4 前記第2の演算装置は板厚制御信号として、
    圧下位置目標値修正量、および、最終の圧延パス
    を形成する上下作業ロールの速度比目標値修正量
    の何れか一方を出力することを特徴とする特許請
    求の範囲第1項乃至第3項の何れかに記載の1ス
    タンド多パス圧延機の板厚制御装置。
JP58093484A 1983-05-27 1983-05-27 1スタンド多パス圧延機の板厚制御装置 Granted JPS59218210A (ja)

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