JPH02133110A - 板材又は帯材の冷間圧延方法 - 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、平坦度を表わす測定値、特に引張応力分布を
圧延スタンドの出側において測定し、圧延される板材又
は帯材の平坦度制御用の少なくとも一つの制御装置に属
する圧延機制御要素に前記測定値に依存した変位動作を
行わせる板材又は帯材の冷間圧延方法に関する． ［従来の技術］ 冷間圧延される板材又は帯材の平坦度は種々の態様で変
動する。これは、例えば帯材の湾曲、中伸び、薄縁、厚
縁、耳波、局部的曲り並びに条仲なと、種々の形状不良
の組合せであり、二一・ノイシュッツ（Ｅ．Ｎｅｕｓｃ
ｈｕｔｘ）の著書「平坦製品の圧延Ｊ　，　１９８７年
，７−２６頁、第１図に概括的に示されているのはその
一例である．これらの形状不良の原因は、ロールの取付
不良、ロールの不適切なすベリ、ロール摩耗、ロール面
の幅方向温度差、帯材硬度の違い、帯材縁部のマトリッ
クス作用などである． 平坦度の欠陥は圧延ロー．ル機構の対応した制御要素に
対する作用によって克服で包、その目的で平角度を制御
量とする制御装置が準備される．例えばドイツ公開特許
公報第３２　４０　６０２．９号には、帯材の冷間圧延
時に招ける引張応力分布を制御するために、それ以上で
は圧延に際して折曲停滞（Ｆａｌｔｕｒｇｓｔａｕ）が
生ずるような最高値よりも低いできるだけ一定の値に入
側と出側との間の応力のロール幅方向における差が保た
れるように、弓張応力分布の測定結果に基いてロールギ
ャップ制御要素を位置制御することが記述されている。

しかしこれによっても対処できない多くの平坦度の欠陥
があり、これらの欠陥は別の制御要素への作用によって
除かれる． 最近の６ロールの圧延スタンドにおいては、帯材の平坦
度を確実にするための８つまでの制御可能な要素がある
．これらの制御要素は、ロールの揺勤、ロール面に力を
与えることによるロールの曲げ、ロール例えばいわゆる
中間ロールの軸方向の変位、種々の輪郭のワークロール
、ロールの交叉、冷却もしくは加熱又は中空ロールの内
圧によるロールクラウンの変更である． ［発明が解決しようとする課題］ ところで、これらの制御要素は種々の時間的挙動をもち
、それによって種々異なる時間．でそれぞれの設定値に
到達する．一例として、ロール曲げ動作はほぼ慣性なし
に行なわれるので速度依存性はないが、ワークロール又
はパックアップロールの軸方向移動は、ロール回転を静
止させた状態では行なうことができないので速度依存性
をもっている。そのため、変動に対応した補償可能な制
御は成立し得ない． 本発明は、圧延機の制御要素の種々の時間的挙動に基い
て圧延プロセスの誤制御及び形状不良を低減させること
を目的としている． ［課題を解決するための手段］ この課題は、本発明によれば、特許請求の範囲の各錆求
項に示された提案によって解決される．すなわち、請求
項１に記載の発明では、平坦度を表わす測定値、特に引
張応力分布を圧延ロールスタンドの出側で測定し、板材
又は帯材等の被圧延材の平坦度制御用の少なくとも一つ
の制御装置に属する圧延機制御要素に前記測定値に依存
した変位動作を行わせる板材又は帯材の冷間圧延方法に
おいて、前記制御装置の各制御要素を相互に調和した速
度で変位動作させ、変位制御期間中の少なくとも一部の
間に、関与する制御要素間の変位量の比を一定に保持し
て、関与する全ての制御要素をそれぞれの目標値に同時
に到達させるものである． また、請求項２に記載の発明では、請求項ｌの冷間圧延
方法において制御要素に設定される変位量を、目標値／
実際値間の偏差と各制御要素の・変位量の和との差の平
方の和が最小になるように設定するものである． また、請求項３に記載の発明では、請求項１又は２の冷
間圧延方法において被圧延材の中央部と縁部とで種々の
異なる重み付け因子を与えた前記比を用いて、被圧延材
の幅方向に関して目標値／実際値間の偏差と各制御要素
の変位量の和との差に重み付けを行なうものである． また、請求項４に記載の発明では、請求項１〜３のいず
れか１項による冷間圧延方法において、各制御要素の変
位量を一定に保つと共に、設定変位量に対する予測変位
量の比を各制御要素について求めておき、この設定変位
量に前記比の最小値を乗算するものである． 更に、請求項５に記載の発明では、請求項１〜４のいず
れか１項による冷間圧延方法において、変位量の設定の
ために制御要素のうちから相対速度の大なる制御要素を
１つの群として扱ってその変位量を先に導入し、その間
に得られた変位量との相関の下にそれよりも相対速度の
小さい制御要素についての設定変位量を求め、それに基
づいて全部の制御要素を各々の変位量を一定に保ちなが
ら共通に変位させるものである． ［作　用］ 即ち、本発明では各々の制御要素は相互に調和された速
度で変位し、少なくとも部分的に等比関係にある変位量
により各々の制御要素が同時にその設定値に到達すると
いう結果が得られる．請求項２による好ましい構成によ
れば、最小偏差自乗法によって目標値と実際値との偏差
が最小にされる． 制御要素に操作を与える際に、被，圧延材の中央部とそ
の縁部との相関に重み付け因子を導入することによって
更に良い成果が得られる。

制御要素は、変位量の比が変位制御期間中に一定に保た
れるように全体として変位される。その場合、以下の関
数Ｆが最小にされる。

但し、上式において、 ｘＩ　：被圧延材幅方向の座標 △δＩ　：点ｘＩにおける引張応力分布の目標値と現在
値との偏差 Ｖ，，Ｖ，　　：制御要素１，２・・・の変位量ＰＩ，
Ｐ２　　：点Ｘ，における制御要素１．２・・・の影響
因子 ｇＩ　二点ｘ１における目標値と現在値との（ｍ差の重
み付け因子 重み付け因子ｇ＋の付与によって、被圧延材の幅に亘っ
て目標値と実際値との間の偏差をいろいろに評価するこ
とが可能となる．そのため、例えば被圧延材の縁部につ
いての偏差を被圧延材の中央部についての偏差よりも高
く評価できる。

制御要素の影響因子Ｐ＋　（Ｘ＋）　．ｈ　（Ｘ＋）・
・・は任意の関数としてよい． 関数Ｆを最小とすることによって、未知の制御変位量Ｖ
，　，Ｖ，・・・が得られる．計算された変位量Ｖ，　
，Ｖ２・・・の比が一定となるようにするために、変位
を行なわせる際に個々の制御要素の設定限度に到達して
いるか又はこれを超遇しているかを吟味する。そのため
に、全ての制御要素について、計算により予測変位量の
比を定める．計算された制御変位量には、後述するよう
に、最小の確認された比の値を掛算する．結果としての
変位量では、計算された制御変位ｆＸＶ＋，Ｖｚ，・・
・の比が変位制御期間中も一定になっているように実現
する．圧延プロセス中の形状の変動及び被圧延材中の臨
界引張応力分布の発生がそれによって回避される． 影響囚子Ｐ　ｌ．Ｐ　２，・・・は、基本的には当業者
にとって周知である．制御要素の動作は．、その時々の
制御変位量に依存して現出される．圧延スタンドごとに
構造が異なっているので、この動作は個別に実験によっ
て定める必要がある。こうした動作関数が一度把握され
た後は、或る設定位置を占めるためにコンピューターに
人力して処理することがでぎる． 最も低速の制御要素が、他の制御要素の機能を実行する
時間を規制する．そのため、計算された変位量の比は、
変位制御期間中一定に保たれる．各々の制御要素に属す
る制御範囲は、特に変位量単位によって規定できる．制
御要素の実際位置に、計算による変位量が付加されると
、制御域外にある目標位置に到達する結果となる可能性
がある．このため、本発明においては、全ての制御要素
について、予測変位量の計算変位量に対する割合（比）
のみが形成される．最小の変位量をもった制御要素を含
めて、最小の比に他の制御要素の残余の比を乗算する．
個々の制御要素がその制御範囲の限度に到達したときに
も、個々の制御要素の計算変位量相互の比が保たれるこ
とがこれによっても確実にされる。

以上に説明した過程において、最も低速の制御要素が基
準となるので、或る結果を得るために比較的長い制御時
間が必要となることがある．不動作時間もそれに対応し
て長くなる．これを少なくするために請求項５による発
明が用いられる．この場合、２ステップの最小化が行な
われ、第１ステップは最も高速の制御要素を包含する．
先ず始めに、制約条件のもとで高遠の制御要素が経過し
得る変位量が前記設定値に基づいて計算される。

この計算の結果は、低速の制御要素について別に計算を
行なう際の基準となる．従って、低速の制御要素は最初
の計算の際には考慮されない．低速の制御要素について
計算する際には、或る数量的な偏差を設定し、この偏差
は測定値とは合致しないが、最も高速の制御要素による
計算に基づいて導出された値と合致する．そのため、高
速の制御要素の動作は、低速の制御要素の計算の際に既
に考慮されていることになる． ［発明の効果］ 以上のように、本発明の前述した特徴は全制御時間では
なく単にその一部分に関係しており、これは本発明の基
本的な原則に従って許容される．平坦度の変動を可及的
に除去するため、比較的高速の制御要素によって操作し
得る利点が明らかである．相対速度の速い制御要素の制
御変位部分に次ぐ部分は、相対速度の遅い制御要素に予
め付与されたやり方で単に組み合わせながら生じる別の
速度で経過させればよい．そのため本発明においても、
全ての制御要素はその変位量を同一の時間内に遂行する
。この場合、高速の制御要素と低速の制御要素とは別々
の群を形成し、前述の最小化は予め各群毎になされる． ［実施例］ 第１図に示した本発明による制御システムにおいて、２
０ロールの可逆圧延スタンド１は、被圧延材が制御され
た長さ変化率△Ｌ／Ｌで圧延されるように、以下に説明
する形式の多数の制御要素によって制御される．図示し
たように、支持ロール２上に釉方向に距離をおいて配さ
れた制御要素３と、円Ｓｉｔロール４の軸方向位置決め
に作用する制御要素５とが配されている．制御装置６は
、被圧延材の中央部並びに縁部に生ずる定在的な圧延誤
差を排除するために、制御要素５．４をそれに従って駆
動させるための設定値を、測定ロール７によって測定さ
れる圧力データ８に基づいて生成する。実際には、前述
したように実質的により多くの数のセンサー及び制御要
素が用いられる。測定の結果は微分値による評価が可能
であり、被圧延材の形状不良はディスプレー画面９．１
０上に表示することができる． 第２図に示した被圧延材の大きな中伸び及び耳波につい
て、本発明はその提案に従って除去を可能とする．第３
図は、単にロールペンディング量の変更によって作用す
る制御要素１１がもちうる成果を示している．図示のよ
うに、第２図の被圧延材の大きな中伸び１２は、第３図
の曲線１３のように許容可能な偏差にまで除去で、きる
。しかし全体としてみると、第２図で縁部に現出されて
いる耳波１４は除去されておらず、第３図の曲線部分１
５に示すように、かえって増大されている。

第５図に従って、軸向きに作動する制御要素１６を制御
し、円錐状ロール４を軸方向に変位させると、第２図に
おける縁部の耳波１４は、第５図に示した許容可能な偏
差１８のみが残留する程度に大きく除去される．但し第
５図では、第２図の被圧延材の中央部の中伸び１２は殆
ど変らずにそのまま残っている． 本発明の教示によれば、制御要素１１．１６は第４図に
示したように同時に動作される．これを単に慣用される
仕方で行なうと、第３図又は第５図に示した形態の成果
が現出される恐れがある。それは各々の制御要素がその
本来の制御速度をもち、その与えられた目標値を個々に
示すためである。

本発明によれば、変位制御期間中の各制御要素の制御速
度が考慮される．この速度は種々の作動条件の下に予め
問題なく測定できるので、各々の制御要素について、或
る規定された速度値が存在している。このようにして測
定された制御要素１１の制御速度が、制御要素１６の制
御速度の２倍であるとすると、普通なら、制御要素１１
は制御要素１６がその設定位置に到達するまでの時間の
半分の時間内に、その設定値に到達するはずである．そ
の結果として、被圧延材の複数の形状変動は同時には除
去できなかったのである．本発明によれば、相対速度の
低い制御要素１６がその設定位置に到達する同じ時間に
おいて、相対速度の高い制御要素１１がその設定値に到
達するように、相対速度の高い制御要素の制御速度を動
作条件の下に低減させるものである．従って、相対速度
の低い制御要素を基準として、それより相対速度の高い
群の或る制御要素の制御速度を低減させることになる． 実際には、高速すぎる駆動を必要に応じて抑制するため
に、設定値が予定された変位パターンでその時々の所定
位置に到達しているかを、インクリメンタルに検出して
補正することができる。しかし高速の制御要素において
、例えば電気的に駆動される制御要素をより少ない電流
にて駆動するようにして、定常的に速度を低減させても
よいことは述べるまでもない．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による制御システムを備えた圧延スタン
ドの概略を模式的に示す斜線図、第２図は被圧延材の大
きな中伸び及び耳波について幅Ｘに亘る寸法変化の分布
を示す線図、第３図はロールペンディング制御要素のみ
の作用を説明するための同様の線図、第４図はロールペ
ンディングと円錐状ロールの軸方向変位の共同作用を説
明するための同様の線図、第５図は円錐状ロールの軸方
向変位による制御要素のみの作用を説明するための同様
の線図である。 ｌ・・・可逆圧延スタンド、２支持ロール、４・・・円
錐状ロール、３．５・・・制御要素、６制御装置、７・
・・平坦度測定ロール、８・・・圧力データ、９，ｉｏ
・・・ディスプレイ画面。 代理人　弁理士　佐　藤　正　年

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、平坦度を表わす測定値、特に引張応力分布を圧延ス
   タンドの出側で測定し、板材又は帯材等の被圧延材の平
   坦度制御用の少なくとも一つの制御装置に属する圧延機
   制御要素に前記測定値に依存した変位動作を行わせる板
   材又は帯材の冷間圧延方法において、 前記制御装置の各制御要素を相互に調和した速度で変位
   動作させ、変位制御期間中の少なくとも一部の間に、関
   与する制御要素間の変位量の比を一定に保持して、関与
   する全ての制御要素をそれぞれの目標値に同時に到達さ
   せることを特徴とする冷間圧延方法。 ２、制御要素に設定される変位量を、目標値／実際値間
   の偏差と各制御要素の変位量の和との差の平方の和が最
   小になるように設定することを特徴とする請求項１に記
   載の冷間圧延方法。 ３、被圧延材の中央部と縁部とで種々の異なる重み付け
   因子を与えた前記比を用いて、被圧延材の幅方向に関し
   て目標値／実際値間の偏差と各制御要素の変位量の和と
   の差に重み付けを行なうことを特徴とする請求項１又は
   ２に記載の冷間圧延方法。 ４、各制御要素の変位量を一定に保つと共に、設定変位
   量に対する予測変位量の比を各制御要素について求めて
   おき、この設定変位量に前記比の最小値を乗算すること
   を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の冷間
   圧延方法。 ５、変位量の設定のために制御要素のうちから相対速度
   の大なる制御要素を１つの群として扱ってその変位量を
   先に導入し、 その間に得られた変位量との相関の下にそれよりも相対
   速度の小さい制御要素についての設定変位量を求め、 それに基づいて全部の制御要素を各々の変位量を一定に
   保ちながら共通に変位させることを特徴とする請求範囲
   １〜４のいずれか１項に記載の冷間圧延方法。