JPH02169120A - 熱間仕上圧延機の制御装置 - 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】

〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は、ロールのギャップを制御して材料を円形に
巻き取るコイラーを材料入側に有する熱間仕上圧延機に
係り、特に、コイラーの最内周部の温度降下による仕上
圧延機出側の板厚変動を抑制する制御装置に関するもの
である。 （従来の技術） 一般に、熱間圧延機においては、加熱したスラブを粗圧
延機、仕上圧延機の順に圧延し、仕上圧延機出側で所定
の寸法になるように操業している。 近年、熱間圧延機ではミルラインの長さを短縮する省ス
ペース化と、保熱効果に伴うスキッドマークの低減によ
る品質向上とを目的として、コイルボックスと称するコ
イラー（以下コイルボックスと言う）を粗圧延機と仕上
圧延機の中間に設置するようになってきている。 第４図はコイルボックスを含む熱間圧延機のミルライン
の概略構成図で、特にコイルボックスと材料の動きを示
すものである。 かかる構成おいて、材料１に対するコイルボックス４は
、材料１の巻き取りと巻き戻しの２つの機構に大別され
る。 このうち、巻き取り機構では粗圧延機２で圧延された材
料１が送り込まれると、ベンディングロールＢＲを通過
するとき上ロールと下ロールとで先端を曲げ、次いで、
フォーミングロールＦＲと第一のクレードルロールＣＲ
Ｉ上でコイル状に巻き取る。 この時、一般の熱間圧延機の仕上圧延機出側にあるコイ
ラーのようにマンドレルに巻き付けるのではなく、ベン
ディングロールＢＲのギャップを制御してマンドレル無
しで材料自身が円を形成するように巻き取る。 巻き取りの途中、第一のクレードルロールＣＲＩは水平
のパスラインの位置まで降下してコイルを下げ、以後、
巻き取り完了までこの位置に滞まる。 一方、巻き戻し機構では、第一のクレードルロールＣＲ
Ｉ上で図示省略のピーラＰＨによってコイルの後端をは
がし、第一のクレードルロールＣＲＩの回転により仕上
圧延機３に材料１を搬送する。 仕上圧延機３の入側ではピンチロールＰＲがあり材料１
を円滑に仕上圧延機３に送り込む役目をしている。 仕上圧延機３での圧延中、次材を第一のクレードルロー
ルＣＲＩで巻く必要が生じると、コイルボッ゛クス２４
内のトランスファアームＴＡで巻き戻し中のコイルを第
二のクレードルロールＣＲ２に移載する。 このように、コイルボックス４を通る材料１は巻き戻し
により先後端が逆になるのが一つの特徴である。 このコイルボックス４を用いると保熱効果によりスキッ
ドマークを低減させ得るが、完全にスキッドマークを除
去することはできないため、従来より使用されている仕
上圧延機３の自動板厚制御にて仕上圧延機３の出側板厚
を制御している。 前記自動板厚制御は、一定時間毎に仕上圧延機３の出側
板厚検出値と目標板厚との差から各スタンドのロールギ
ャップとロール速度の修正量を求め、各スタンドの圧下
装置と各スタンドの圧延ロール周速度を制御する速度制
御装置に、前記修正量を制御信号に変換して出力し、こ
の制御信号にて前記圧下装置と速度制御装置が各スタン
ドのロールギャップとロール周速度の初期設定値を修正
する。 なお、前記自動板厚制御は、材料１が最終スタンドを抜
けるまで続けられる。 （発明が解決しようとする課′、８） コイルボックスでコイル状に巻かれた材料の最内周部分
以外は、材料の表面が空気に触れていないため材料温度
は下らないが、最内周部分は長時間空気に触れるため材
料温度が低下する。 そのため、最内周部分の仕上圧延機の出側板厚が大きく
なり、ときによって許容偏差を超えてしまう、いわゆる
、オフゲージが発生し品質上問題になることがあった。 本発明は、上記の問題点を解決するために、なされたも
ので、コイルボックスでコイル状に巻かれた材料の最内
周部分の温度が低下しても、仕上圧延機の出側板厚を目
標値に保持することが可能な熱間仕上圧延機の制御装置
を提供することを目的とする。 〔発明の構成〕 （課題を解決するための手段） この発明は、コイルボックスの入側の材料温度、前記コ
イルボックスの入側及び出側それぞれの所定点間の材料
移動時間、仕上圧延機の各スタンドのロール周速をそれ
ぞれ検出する手段と、検出された前記材料温度および材
料移動時間に基づき、前記コイルボックスの出側におけ
るコイルの最内周部分と１ラツプ内側部分との材料温度
差を演算する温度差演算手段と、演算された前記材料温
度差を用いて前記各スタンドのロールギャップ修正量お
よびロール周速度修正量を演算する修正ｊｉｌｉｒｔｔ
算手段と、検山手段た前記ロール周速に基づいて、前記
コイルの最内周部分の圧延開始点が各スタンドを通過す
る時刻を演算するトラッキング手段と、前記ロールギャ
ップ修正量を圧下制御信号に変換し、前記トラッキング
手段で演算された時刻に前記各スタンドの圧下制御装置
に出力するロールギャップ制御信号出力手段と、前記ロ
ール周速度修正量を速度制御信号に変換し、前記トラッ
キング手段で演算された時刻に前記各スタンドの速度制
御装置に出力する速度制御信号出力手段とを備えたこと
を特徴とするものである。 （作　用） 本発明の詳細な説明するに先立ち、その原理を説明する
。 第３図は、材料１が粗圧延機２で圧延され、次にコイル
ボックス４で巻き取られ、その後、仕上圧延機３で圧延
されるまでの材料の状態を説明するための説明図である
。 一般に、コイルボックス４のコイルの内径は固定される
ので、その最内周寸法も固定となる。そこで、この最内
周・Ｊ法をＬとすれば、材料］の先端から距離りだけ隔
たった点が、これを巻き戻して圧延するときの最内周部
の最初の圧延開始点となる。以下の説明においては、こ
の圧延開始点を最内周開始点Ａとする。 今、粗圧延機２の出側に、材料の温度を検出する温度検
出器ＲＤＴを設けると共に、この温度検出器ＲＤＴから
距離りだけ離れた点に材料検出器ＨＭＤ１を設けたとす
れば、材料１の先端部が材１ｆ４検出器ＨＭＤ１に到達
した時点での温度検出器ＲＤＴの検出温度が、最内周開
始点Ａの温度となる。また、材料１の先端が温度検出器
ＲＤＴの位置を通過した時刻から、この温度検出器ＲＤ
Ｔの出力のサンプリングを開始し、材料先端が材料検出
２ＷＨＭＤＩで検出されるまでのサンプリング値の平均
値がコイルの最内周部分の温度”ＲＤＡＩとなり、さら
に、最内周開始点Ａが温度検出器ＲＤＴの位置を通過し
た時刻から、この温度検出器ＲＤＴの出力のサンプリン
グを開始し、最内周開始点Ａが材料検出２２　ＨＭ　Ｄ
　１で検出されるまでのサンプリング値の゛＋ｉ均値が
コイルの１ラツプ内側部分（最内周部分に対して径方向
外側の部分）の温度ＴＲＤＡ２となる。 第３図においては、最内周開始点Ａが温度検出器ＲＤＴ
で検出され、最内周部分の温度ＴイＤＡＩを求める状態
を「状態１」、コイルボックス４にて材料１の先端部が
、最内周開始点Ａまで巻き取られた状態、すなわち、材
料１が１ラップ巻かれた状態を「状態２」としている。 また、コイルボックス４の出側にもう一つの材料検出器
ＨＭＤ２を設け、材料１を巻き戻したとき、最内周開始
点Ａが材料検出器ＨＭＩＩ）；！の設置位置を通過し、
ちょうど、材料１の先端が材料検出器ＨＭＤ２で検出さ
れる状態を「状態３」としている。 なお、「状態３」と併せて示したｔＤＩは最内周開始点
Ａが材料検出器ＨＭＤ１の設置位置からコイルボックス
４の巻き取り開始位置まで移動する時間、ｔＤ２は最内
周開始点Ａがその巻き取り開始位置から材料検出器Ｈ〜
ＩＤ２の設置位置まで移動する時間である。 前記「状態１」から「状態２」へ移る間、材料１の両面
が空気に触れているので、最内周部分と１ラツプ内側の
部分は空冷作用により温度降下する。 又、「状態２」から「状態３」へ移る間は、最内周部分
のコイル中心側の面は空気に触れており材料温度は低下
するが、１ラツプ内側の部分は両面が材料と接触してい
るため温度が下らない。 すなわち、「状態１」から「状態２」へ移る過程と「状
！Ｔ３２」から「状態３」へと移る過程とでは温度変化
の仕方が異なる。 まず、「状態１」から「状ｇ２Ｊにおける最内周部分の
時間ｔ　後の温度Ｔ。ＢＥＩはＩ となる。 又、１ラツプ内側の部分の時間ｔＤＩ後の温度ＴＣ［３
［Ｅ２’よ となる。 次に、「状！Ｔ３２」から「状態３」における最内周部
分の時間ｔ　後の温度Ｔ。８，１は（１）式の”ＣＢＥ
Ｉを人力温度として となり、１ラツプ内側の部分はこの間温度降下がまず、
（５）式で得られた仕上圧延機入側温度差Δ”ＰＥによ
るｉスタンドの出側板厚変化量Δｈ１を求める。ΔＴＦ
Ｅによる各スタンドの圧延荷重変化量を特徴とする請 求めることができる。 度に罰する荷重の影響係数であり周知の圧延理論式で容
易に知ることができる。 次に、ロールギャップを一定とすると、荷重灸化量ΔＰ
１による出側板厚変化量Δｈ１はとなる。 （７）式の示すＭはｉスタンドの弾性係数である。 無いとすると時間ｔ　後の温度ＴＣＢＤ２はＴＣＢＤ２
　”’　ＴＣＢＥ２　　　　　　　　”’　””　４）
とすることができる。 ここで ｚ　ｅ　　　’　　　ｒ状！３１」から「状態２」に移
る過程における等価放射率 εｄ　　：　　「状態２」から［状Ｂ３Ｊに移る過程に
おける等価放射率 σ　　；　ステフオンボルツマン係数 Ｃコ比熱 ｐ　；比重 ＨＲ：　スラブ厚 である。 従って、最内周部分と１ラツプ内側の部分との間の仕上
圧延機入側における温度差は Δ　”ｌ’Ｅ　−”ｃＢＤｌ　　　”ＣＢＤ２　　　　
　　　　　’・−−−−（５）となる。 次に仕上圧延機３の各スタンドのロールギャップ修正量
とロール周速度修正量の検出方法を説明する。（以下ス
タンド番号をｉ及びｎと称す）次に、ロールギャップ修
正量ΔＳ１と出側板厚変化量Δｈ、の関係は（８）式と
なる。 （８）式に示すｍは材料の塑性係数である。 前記、（７）式及び（８）式から出側板厚変化量Δｈ１
を修正するロールギャップ修正量ΔＳＩは となる。 次にロール周速度修正量ΔＶ＋の演算方法について説明
する。 δスタンドのロール周速度Ｖ＋は、マスフロー一定則か
ら（１０）式で表される。 ここで ｈｎ　　：　最終スタンド出側板厚 である。 圧延機入側材料温度の変化により各スタンドの先進率が
変化する。 今、ｖｎ、ｈｎ、ｈ、が一定とすると、先進率が変化し
た時のロール周速度は となる。 すなわち、（１１）式を１晶足するようにロール周速度
をΔＶ＋修正すれば良いと言える。従って、（１１）式
からΔ■１は となるから、以上のΔＳ　とΔＶ＋を最内周開始点Ａが
ｉスタンドを通過する際にΔＳ１は圧下装置へ、Δ■、
は速度制御装置へ出力し、これらの装置にてロールギャ
ップとロール周速度をそれぞれΔＳｌ、Δ■だけ変更す
ることにより入側材料温度変化による板厚変動を無くす
ることができる。 そこで、本発明においては、コイルボックスの入側材料
温度と、このコイルボックスの入側及び出側それぞれの
所定点間の材料移動時間とに基づき、コイルの最内周部
分と１ラップ内側部分との＋３Ｉ４温度差を上記（１）
〜（５）式を用いて演算し、この材ネ、１温反差を用い
て仕上圧延機の出側板厚を目標値にするような各スタン
ドのロールギャップ修正量を上記（６）〜（９）式を用
いて演算すると共に、（１０）〜（１２）式を用いてロ
ール周速度修正量を演算し、さらに、ロールギャップ修
正量を圧下制御信号に、ロール周速度修正量を速度制御
信号にそれぞれ変換する一方、各スタンドのロール周速
に基づいて、コイルの最内周部分の圧延開始点が各スタ
ンドを通過する時刻を演算し、演算された各時刻に前記
圧下制御信号を各スタンドの圧下制御装置に、前記速度
制御信号を各スタンドの速度制御装置にそれぞれ出力す
る。 従って、コイルボックスでコイル状に巻かれた材料の最
内周部分の温度が区下しても、仕上圧延機の出側板厚を
目標値に保持することができる。 （実施例） 第２図はこの発明の一実施例の概略構成を、圧延系統と
併せて示したブロック図である。同口において、制御対
象の熱間仕上圧延機は合計ｎスタンドを有し、これらの
スタンド毎に圧下制御装置］１、圧延電動機を速度制御
する速度制御装置１２およびロール周速を検出する速度
検出器１３を備えている。このうち、圧下制御装置１１
には、演算装置５より出力される各スタンドのロールギ
ャップ修正量ΔＳ　、ΔＳ２・・・ΔＳｎに対応する■ 制御信号が加えられ、速度制御装置１２には、同しく演
算装置５から出力される各スタンドのロール周速度修正
量ΔＶ　、Δ■２・・・Δ■ｏに対応する制１８１１Ｉ
ｆｊ′号が加えられる一方、演算装置５には速度検出器
１３の各スタンドのロール周速度検出値Ｖ　］　、　　
Ｖ　２・・・ｖｎが加えられている。 また、演算装置５には、コイルボックス入側の材料温度
ＴＲＤＡを検出する温度検出器〕４と、前述したコイル
ボックス入側の材料移動時間ｔＤｌを演算する材１′：
１移動時間演算手段１５と、同じくコイルボックス出側
の材料移動時間ｔＤ２を′ＩｆＡ算する材ｆ１移動時間
演算手段１６とが接続されている。 第１図は演算装置５の守細な構成を示す機能ブロック図
である。この演算装置５は、温度検出器１４によって検
出される材料温度ＴＲＤＡおよび材料［多動時間演算子
段１５．１６でそれぞれ検出される材料移動時間ｔＤＩ
、ｔＤ２に基づいて、コイルボックス出側における最内
周部分と１ラップ内側部分との温度差を演算する温度差
演算手段６と、演算された材料；ｇ反差を用いて各スタ
ンドのロールギャップ修正量ΔＳ　、ΔＳ２・・・ΔＳ
ｏおよび０一ル速度修ＩＥ量ΔＶ　、ΔＶ２・・・Δ■
ｏを演算する修正量演算手段７と、速度検出器１３のロ
ール周速度険出値Ｖ　ｉ　、　　Ｖ　２・・・Ｖｏを入
力として最内周開始点が各スタンドを通過するタイミン
グを演算するトラッキング手段８と、ロール速度修正量
ΔＶ　、Δｖ２・・・ΔＶｒｌを各スタンドの速度制御 御装置１２の制御信号に変換し、最内周開始点が各スタ
ンドを通過するタイミングで出力する速度制御信号出力
手段つと、ロールギャップ修正量ΔＳ　、ΔＳ２・・・
ΔＳｏを各スタンドの圧下制御装置 置１１の制御信号に変換し、最内周開始点が各スタンド
を通過するタイミングで出力するロールギャップ制御信
号出力手段１０とを備えている。 上記のように構成された本実施例の動作を以下に説明す
る。 先ず、材料１の圧延中、演算装置５は各スタンドの速度
検出器１３のロール周速度検出値Ｖ１゜ｖ２・・・ｖｎ
を取り込むと共に、温度検出器１４が検出した粗圧延機
２の出側の温度、すなわち、コイルボックス４の入側温
度Ｔ　　、材料移動時間ＤＡ 演算手段１６．１７が演算した材料移動時間’ＤＩ、ｔ
Ｄ２をそれぞれ取り込む。この場合、材料移動時間演算
手段１６．１７は材料速度より材料移動時間

【ＤＩ、ｔ
Ｄ２を容易に演算することができる。 次に、演算装置５を構成する温度差演算手段６は、この
うち、入側温度Ｔ　　　材料移動時間ｔ１？Ｄ＾１ ＤＩ、ｔＤ２を入力し、（１）〜（４）式を用いてコイ
ルボックス４の出側における最内周部分の材料温度ＴＣ
ＢＤＩ、ＴＣＢＤ２を演算し、さらに、これらの演算結
果を（５）式に代入して最内周部分と１ラップ内側部分
との温反差ΔＴＰＨを演算する。修正量演算手段７はこ
の温度差Δ”ｒＦ、Ｇ（ｅ）　、（７）式に代入し、さ
らに、（Ｉｉ）　、（９）式を用いてロールギャップ修
正量ΔＳｒ　　（ｔ−１，２・・・ｎ）を演算した後、
り１０）〜（１２）式を用いてロール周速度修正量ΔＶ
Ｉ（ｉ−１，２・・・０）を演算する。また、トラッキ
ング手段８は速度検出器】３のロール周速度Ｖ。 に基づいて、最内周開始点Ａが各スタンドを通過するタ
イミングを演算する。速度制御信号出力手段９はロール
周速度修正量ΔＶＩを記憶すると共に、このロール周速
度修正量ΔＶ１を速度制御信号に変換し、トラッキング
手段８で演算されたタイミングで各スタンドの速度制御
装置１２に与える。また、ロールギャップ制御信号出力
手段１０はロールギャップ修正量ΔＳ１を記憶すると共
に、このロールギャップ修正量ΔＳｌを圧下制御１３号
に変換し、トラッキング手段８で演算されたタイミング
で各スタンドの圧下制御装置１１に与える。 かくして、最内周開始点Ａが各スタンドを通過するタイ
ミングでロール周速度とロールギャップが修正され、最
内周部分の温度の低下による仕上げ圧延機３の出側板厚
の変動を抑えることができる。 〔発明の効果〕 以上の説明によって明らかなようにこの発明によれば、
コイル最内周部分と１ラップ内側部分との材料温度差を
演算し、この温度差を用いて各スタンドのロールギャッ
プ修正量およびロール速度修正量を演算し、これらの修
正量に対応する制御ら号を、圧延開始点が各スタンドを
通過するタイミングで圧下制御装置および速度制御装置
に与えて修正しているので、コイルボックスでコイル状
に巻かれた材料の最内周部分の温度が低下しても、仕上
熱間圧延機の出側板厚を目標値に保持することができる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の主要部の構成を示すブロ
ック図、第２図は同実施例の概略構成を圧延系統と併せ
て示した図、第３図は本発明の詳細な説明するための材
料移動状態図、第４図は本発明の適用対象の圧延系統図
である。 ２・・・粗圧延機、３・・・熱間仕上圧延機、４・・・
コイラーとしてのコイルボックス、５・・・演算装置、
６・・・温度差演算手段、７・・・修正量演算手段、８
・・・トラッキング手段、９・・・速度制御装置出ツノ
手段、１０・・・ロールギャップ制御信号出力手段、１
１・・・圧下側御装置、１２・・・速度制御装置、１３
・・・速度検出器、】４・・・温度検出器、１５．１６
・・・材料移動時間演算手段。 乙ＶＢ　ｂＶ２．乙Ｖｎ Ａ３１，４５２，４ＳｒＬ 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ロールのギャップを制御して材料を円形に巻き取るコイ
   ラーを材料入側に有する熱間仕上圧延機において、前記
   コイラーの入側の材料温度、前記コイラーの入側及び出
   側それぞれの所定点間の材料移動時間、前記仕上圧延機
   の各スタンドのロール周速をそれぞれ検出する手段と、
   検出された前記材料温度および材料移動時間に基づき、
   前記コイラーの出側における前記コイルの最内周部分と
   １ラップ内側部分との材料温度差を演算する温度差演算
   手段と、演算された前記材料温度差を用いて前記各スタ
   ンドのロールギャップ修正量およびロール周速度修正量
   を演算する修正量演算手段と、検出された前記ロール周
   速に基づいて、前記コイルの最内周部分の圧延開始点が
   各スタンドを通過する時刻を演算するトラッキング手段
   と、前記ロールギャップ修正量を圧下制御信号に変換し
   、前記トラッキング手段で演算された時刻に前記各スタ
   ンドの圧下制御装置に出力するロールギャップ制御信号
   出力手段と、前記ロール周速度修正量を速度制御信号に
   変換し、前記トラッキング手段で演算された時刻に前記
   各スタンドの速度制御装置に出力する速度制御信号出力
   手段とを備えたことを特徴とする熱間仕上圧延機の制御
   装置。