JPH02126B2 - - Google Patents

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JPH02126B2
JPH02126B2 JP57171707A JP17170782A JPH02126B2 JP H02126 B2 JPH02126 B2 JP H02126B2 JP 57171707 A JP57171707 A JP 57171707A JP 17170782 A JP17170782 A JP 17170782A JP H02126 B2 JPH02126 B2 JP H02126B2
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JP
Japan
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stand
rolling
roll
tension
speed
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JP57171707A
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JPS5961515A (ja
Inventor
Akihiro Tanaka
Takuo Funahashi
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication of JPH02126B2 publication Critical patent/JPH02126B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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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
    • B21B37/48Tension control; Compression control
    • B21B37/52Tension control; Compression control by drive motor control
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B13/00Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories
    • B21B2013/006Multiple strand rolling mills; Mill stands with multiple caliber rolls

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の技術分野) この発明は棒鋼や線材を多ストランド圧延する
圧延機の速度制御装置に関する。
(背景技術とその問題点) 棒鋼や線材は孔型ロールを備えた複数の圧延機
によつて連続圧延される。
一般に棒鋼や線材の圧延に際しては多種類の孔
型により構成されているタンデムミルが用いられ
る。孔型ロールの代表的なものとして、ダイヤ孔
型、スクエア孔型、ヘキサ孔型、オーバル孔型、
およびラウンド孔型等が知られており、素材とし
てのビレツトはこれらの孔型を順次通過すること
により連続圧延されて最終製品である棒鋼や線材
が形成される。孔型ロールによる圧延は三次元変
形が主体となる。
一方板圧延の場合には種々の圧延特性値を計算
する計算式(孔型圧延理論式)は二次元変形が主
体となる。
この両者を比較した場合に、三次元変形の理論
的考察は二次元変形の場合に比較して未だ不充分
であり、圧延の設計計算ひいては制御の面におい
ても今後よりいつそうの向上を計る必要がある。
通常の棒鋼や線材の圧延では被圧延材が一本で
あり、この際には被圧延材の張力制御には周知の
方法が採用されている。たとえば電流記憶方式、
圧延トルク記憶方式、圧延荷重・圧延トルク記憶
方式等が用いられ、現状の棒鋼や線材に許容され
る品質精度の範囲に対しては一定の効果を上げて
いる。
しかし板材の圧延制御による品質保証技術と比
べると塑性変形機構の複雑さはあるもののまだ技
術的に劣つていることは否定できない。このよう
に棒鋼や線材の圧延においては板材の圧延に比較
してその精度が悪いにもかかわらず生産性を向上
させるために二本以上の被圧延材を一つの圧延ロ
ールで同時に圧延する多ストランド圧延が実施さ
れる場合がある。
このような多ストランド圧延では一本あたり2
個以上の孔型を備えた圧延ロールが用いられる。
このような多ストランド圧延は生産性向上には役
立つが、圧延の影響因子が複雑となり制御の不確
実性も加わつて品質の面で1本のみの被圧延材を
圧延する場合に比べてもその品質が劣つてくるこ
とは避けられない。
(発明の目的) この発明の目的は多ストランド圧延による圧延
製品の品質向上を計ることのできる連続圧延機の
速度制御装置を提供するにあり、特に先行材があ
るスタンドをしり抜けしようとする時点のスタン
ド間の張力変化を検出して圧延ロールの速度を補
正する機構を有する速度制御装置を提供するにあ
る。
(発明の概要) この発明では上記目的を達成するために、各ス
タンドの圧延ロールの回転速度を制御するロール
速度制御装置と、前記圧延ロールの回転速度を検
出する回転速度検出器と、前記スタンド間の張力
を所望の値に設定する張力設定器と、前記回転速
度検出器と張力設定器の出力に応答して前記ロー
ル速度制御装置に対する制御信号を送出する計算
機とをそなえ、前記スタンド間に伸長された複数
の被圧延材を同一の圧延ロールで並行に圧延する
多ストランド連続圧延機の速度制御装置におい
て、先行被圧延材が第iスタンド(iは整数)を
しり抜けすることによる第iスタンドと上流側第
i+1スタンド間の張力変化に対応する第iスタ
ンドの圧延トルク変化を第iスタンドと第i+1
スタンドに設けた前記回転速度検出器の出力に基
づいて算出し、この算出値に第iスタンドの比例
制御ゲインを乗算して第iスタンドの圧延ロール
に対するロール速度補正値ΔNiを算出する手段
と、先行被圧延材が第iスタンドをしり抜けする
ことによる第iスタンドと上流側第i−1スタン
ド間の張力変化に対応する第i−1スタンドの圧
延トルク変化を第i−1スタンドに設けた前記回
転速度検出器の出力に基づいて算出し、この算出
値に第i−1スタンドの比例制御ゲインを乗算し
さらに前記ロール速度補正値ΔNiと前記回転速度
検出器の検出値から算出した第iスタンドおよび
第i+1スタンドの圧延ロール回転速度Ni、Ni+1
とから算出した補正値を加算して第i−1スタン
ドの圧延ロールに対するロール速度補正値i-1
を算出する手段とを前記計算器内に設け、この両
ロール速度補正値ΔNii-1を前記制御信号に
加算して出力することを特徴とする。
以下この発明を一実施例に基づいて詳細に説明
する。
(発明の実施例) まず多ストランド圧延において先行材がしり抜
けする場合の基本的圧延特性について述べる。
第1図は2本の被圧延材1,2が同時に圧延さ
れる2ストランド圧延の例を模式的に示したもの
である。第1図Aは被圧延材のうち先行材1が
iスタンドと#i+1スタンドにまたがつて連続圧
延され、被圧延材のうちの後行材2は#i-1スタ
ンド、#iスタンドおよび#i+1スタンドにまたが
つて連続圧延されている状態を示したものであ
る。
先行材1はまだ#iスタンドによる圧延が終了
していない状態を示している。すなわち先行材1
は未だ#iスタンドをしり抜けしていない。第1
図Bは第1図Aから時間が経過して先行材1が
iスタンドをしり抜けし、#iスタンドの孔型ロ
ールRiでは後行材2のみが圧延されている状態を
模式的に示している。
ここで図中に示したGi-1、Gi、Gi+1はそれぞれ
先行材1が#iスタンドをしり抜けする前の#i-1
i、#i+1スタンドの圧延トルクを示し、Gi-1′、
Gi′、Gi+1′はそれぞれ先行材1が#iスタンドをし
り抜けした状態における#i-1、#i、#i+1スタン
ドの圧延トルクを示したものである。
またTiは#iスタンドと#i-1スタンドと間のス
タンド間張力である。第1図Cはペンレコーダに
よる測定チヤートを示したもので、時間に対する
圧延トルクとスタンド間張力の変化を示してい
る。時間を示す横軸中のSiは先行材1が#iスタン
ドをしり抜けした時刻を示す。先行材1が#i
タンドをしり抜けすると#iスタンドの下流スタ
ンドである#i-1スタンドの圧延トルクはGi-1から
Gi-1+ΔGi-1となり、#i-1スタンドと#iスタンド
との間のスタンド間張力TiはTi+ΔTiとなる。
すなわち#iスタンドで先行材1がしり抜けし
た時点で#i-1スタンドはあいかわらず後行材2
のみの圧延であるにもかかわらず前方張力Ti
ΔTiだけ変化して、圧延トルクもΔGi-1の変化を
しGi-1′となる。
この時#iスタンドは2ストランド圧延状態か
ら1ストランド圧延状態になつたため圧延トルク
はGiからGi+ΔGi(=Gi′)となる。このΔGiには
被圧延材が2本から1本のみになつた影響も含ま
れる。
この時#iスタンドの隣接上流スタンドである
i+1スタンドと#iスタンドとの間の張力も変化
し、#i+1スタンドの圧延トルクもGi+1からGi+1
に変化する。このように2ストランド圧延におい
ては当該スタンド(第1図においては#iスタン
ド)に先行材1がしり抜けすることにより当該ス
タンドの上流側および下流側スタンドの圧延トル
クおよび張力が同時に変化するという特徴があ
る。
以上の説明は2ストランド圧延の場合にのみ限
定されるものではなく、先行材1および後行材2
がおのおの1本のみではなくすでに被圧延材2本
以上が圧延されている状態と判断すれば3ストラ
ンド以上の多ストランド圧延の場合にも同様に適
合する。
次に以上説明した多ストランド圧延の特徴を踏
まえて先行材1がしり抜けする際のスタンド間の
張力制御を実施するための基本原理について説明
する。
iスタンドを先行材1がしり抜けしたために
生じる#iスタンドと#i-1スタンドとの間の張力
変化による#i-1スタンド圧延トルク変化ΔGi-1は ΔGi-1=Gi-1−Gi-1′ (1) である。#i-1スタンドと#iスタンドとの間の張
力は#i-1スタンドの圧延ロールRi-1の回転数Ni-1
をΔNi-1だけ変化させることにより制御される。
すなわち ΔNi-1=gi-1ΔGi-1 (2) が成立する。ここでgi-1は#i-1スタンドの比例制
御ゲインを示す。次に#iスタンドの圧延トルク
変化は先行材1のしり抜けによる#iスタンドの
圧延トルク減少分と、先行材1がしり抜けしたこ
とによる#iスタンド前後方張力変化による分と
の和であるが、#i+1スタンドの圧延トルク変化
ΔGi+1を引き起こした#iスタンドと#i+1スタンド
間の張力変化に対応する#iスタンドの圧延トル
ク変化ΔGi(i+1)は、 ΔGi(i+1)・Wi+ΔGi+1・Wi+1=0 (3) なる関係式を満足する。ここでWiとWi+1はそれ
ぞれ#iスタンドと#i+1スタンドの圧延ロールRi
およびRi+1の角速度である。ここで、 ΔGi+1=Gi+1−Gi+1′ (4) が成立するため、(3)式および(4)式から ΔGi(i+1)=−ωi+1/ωi(Gi+1−Gi+1′)(5) が導かれる。#iスタンドと#i+1スタンドとの間
の張力は#iスタンドの回転数NiをΔNiだけ変化
させることにより制御される。すなわち、 ΔNi=gi・ΔGi(i+1) (6) が成立する。ここで、giは#iスタンドの比例制御
ゲインである。
多ストランド圧延の場合には先行材1が当該ス
タンドである#iスタンドをしり抜けすることに
より当該スタンドの前後方張力が同時に変化す
る。多ストランド圧延の張力制御はこの基本特性
を踏まえた制御を実施すべきであり、(2)式と(6)式
が最小限同時に考慮される必要がある。
次に以上説明した基本原理に基づく具体的一実
施例について説明する。第2図はこの発明による
多ストランド連続圧延機の速度制御装置の一実施
例を示した構成図である。第2図の構成図では
i-1、#i、#i+1スタンドの部分のみを示してい
る。#iスタンドでの圧延トルクGiは次式で計算
できる。
Gi=βV−IR/NiI−γαNi/αt−δ (7) ここでVは圧延ロールを駆動する駆動モータ3
のモータ電圧、Iはモータ電流、Rは電機子抵抗
を示しβ、γ、δはそれぞれ定数を示す。(7)式の
右辺第1項はモータトルクを、第2項は加減速ト
ルクを第3項はロストルクをそれぞれ示す。
なお第2図の構成図には減速機が示されていな
いが減速機のある場合も容易に被圧延材の圧延に
必要な圧延トルクとモータトルクを定めることが
できる。
この場合には減速機仕様(減速比)から両者を
換算することができる。また前述したロール角速
度Wiとモータ回転数Niとの間にも一定の関係が
ある。第2図の構成図では、圧延ロールR(Ri-1
Ri,Ri+1)を駆動モータ3(3i-1,3i,3i+1
が駆動しており、この駆動モータ3の電圧および
電流は速度制御装置7(7i-1,7i,7i+1)によ
つて制御されており、一方駆動モータ3の出力値
である回転数や電圧、電流値は速度検出機4によ
つて検出され上述した(7)式により計算器5が各ス
タンドの圧延トルクを算出し、張力設定器6であ
らかじめ設定したスタンド間張力値となるように
角速度制御装置7を介し駆動モータ3の回転速度
制御をおこなうように構成されている。
次に速度制御についてさらに詳細に説明する。
先行材が#iスタンドをしり抜けする前後の各ス
タンドの圧延トルクGi-1、Gi、Gi+1、Gi+1′、Gi′、
Gi+1′はそれぞれ(7)式によつて計算器5が計算し
てこれを記憶する。
また(1)式と(2)式とからΔNi-1が、また(5)式と(6)
式とからΔNiが計算機5により計算される。多ス
トランド圧延においては先行材1がしり抜けする
当該スタンド(#iスタンド)前後方張力は同時
に変化するものであり、したがつて多ストランド
圧延においては前後方張力を同時に制御する必要
がある。この前後方張力を制御するために当該ス
タンド(#iスタンド)と上流スタンド(#i-1
タンド)の回転速度制御をおこなう。
ここで#iスタンドの回転速度制御量は第(6)式
により算出したΔNiであり#i-1スタンドの回転速
度制御量は第(2)式により計算されたΔNi-1に#i
タンドの回転速度制御量ΔNiを加味したトータル
の制御i-1である。このトータルの制御量
ΔNi-1は、 i-1=ΔNi-1+ΔNi/NiNi+1 (8) のごとく表わされる。
この時#i-1スタンドの隣接上流スタンド#i-2
スタンドの圧延ロール回転速度の変化量ΔNi-2
は、 ΔNi-2=ΔNi-1/Ni-1Ni-2 (9) となる。ここでNi-2は#i-2スタンドの圧延ロール
回転速度である。さらにそれよりも上流スタンド
である#i-3以下についても同様に制御する。
第3図は第2図に示した計算機5の内部構成を
示した図である。(1)式から(8)式までの計算式にし
たがつて速度検出器4からの出力値に基づいて
i-1スタンドと#iスタンドに設けられた速度制
御装置7に対するロール速度補正値ΔNiおよび
ΔNi-1とを算出する。
このようにして算出された2つのロール速度補
正値ΔNi、およびi-1とは張力設定器6によつ
てあらかじめ定められる制御信号に加算して速度
制御装置7に与えられる。
このような制御をおこなうことにより先行材が
当該スタンド(#iスタンド)をしり抜けした時
に生ずる前後方張力の変動は補償される。
(発明の効果) 以上実施例に基づいて詳細に説明したようにこ
の発明では棒鋼や線材の多ストランド連続圧延時
において先行材が当該スタンドでしり抜けして圧
延状態が変つた場合に当該スタンドとその上流ス
タンドの圧延ロール回転速度を同時に制御するよ
うに構成したので、被圧延材にかかる張力を先行
材および後行材の別なく高精度に制御することが
できるので棒鋼や線材の寸法および真円度等を均
一にすることができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は多ストランド圧延の基本特性を説明す
るための図、第2図はこの発明の一実施例を示し
た速度制御装置の構成図、第3図はこの発明に用
いられる計算機の内部構成を示した図である。 1……先行材、2……後行材、4……速度検出
器、5……計算機、6……張力設定器、7……ロ
ール速度制御装置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 各スタンドの圧延ロールの回転速度を制御す
    るロール速度制御装置と、前記圧延ロールの回転
    速度を検出する回転速度検出器と、前記スタンド
    間の張力を所望の値に設定する張力設定器と、前
    記回転速度検出器と張力設定器との出力に応答し
    て前記ロール速度制御装置に対する制御信号を送
    出する計算機とをそなえ、前記スタンド間に伸長
    された複数の被圧延材を同一の圧延ロールで並行
    に圧延する多ストランド連続圧延機の速度制御装
    置において、先行被圧延材が第iスタンド(iは
    整数)をしり抜けすることによる第iスタンドと
    下流側第i+1スタンド間の張力変化に対応する
    第iスタンドの圧延トルク変化を第iスタンドと
    第i+1スタンドに設けた前記回転速度検出器の
    出力に基づいて算出し、この算出値に第iスタン
    ドの比例制御ゲインを乗算して第iスタンドの圧
    延ロールに対するロール速度補正値ΔNiを算出す
    る手段と、先行被圧延材が第iスタンドをしり抜
    けすることによる第iスタンドと上流側第i−1
    スタンド間の張力変化に対応する第i−1スタン
    ドの圧延トルク変化を第i−1スタンドに設けた
    前記回転速度検出器の出力に基づいて算出し、こ
    の算出値に第i−1スタンドの比例制御ゲインを
    乗算しさらに前記ロール速度補正値ΔNiと前記回
    転速度検出器の検出値から算出した第iスタンド
    および第i+1スタンドの圧延ロール回転速度
    Ni、Ni+1とから算出した補正値を加算して第i−
    1スタンドの圧延ロールに対するロール速度補正
    i-1を算出する手段とを前記計算器内に設
    け、この両ロール速度補正値ΔNii-1を前記
    制御信号に加算して出力することを特徴とする多
    スタンド連続圧延機の速度制御装置。
JP57171707A 1982-09-30 1982-09-30 多ストランド連続圧延機の速度制御装置 Granted JPS5961515A (ja)

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JPS5961515A JPS5961515A (ja) 1984-04-07
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JPS6146324A (ja) * 1984-08-08 1986-03-06 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 管成形方法及び装置
JPH06253B2 (ja) * 1988-01-12 1994-01-05 川崎製鉄株式会社 電縫鋼管の帯板端部圧下制御方法

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