JPH0227046B2 - - Google Patents

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JPH0227046B2
JPH0227046B2 JP56010781A JP1078181A JPH0227046B2 JP H0227046 B2 JPH0227046 B2 JP H0227046B2 JP 56010781 A JP56010781 A JP 56010781A JP 1078181 A JP1078181 A JP 1078181A JP H0227046 B2 JPH0227046 B2 JP H0227046B2
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JP
Japan
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stand
plate thickness
tension
control device
thickness
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JP56010781A
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JPS57127518A (en
Inventor
Toshihiro Koyama
Toshihiko Kato
Kunio Sekiguchi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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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
    • B21B37/165Control of thickness, width, diameter or other transverse dimensions responsive mainly to the measured thickness of the product

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は鋼板等を圧延するタンデム圧延機の板
厚制御装置に関する。
複数の圧延機を一連に配置し鋼板等を圧延する
タンデム圧延機において材料長手方向の板厚精度
に対する要求は近年益々厳しくなつている。
この要求に対し自動板厚制御(以下AGCと称
する)も油圧圧下ミルの採用、計算機の導入を契
機に新しい方法が考えられ、適用され、板厚精度
も向上したが、これらの方法は従来のAGCの基
本となつていた (1) ゲージメータ式をベースとしたAGC (2) 板厚計検出信号を用いてのフイードバツクあ
るいはフイードフオワードAGC はそのまま存続し応答の改善、ゲインの設定およ
び適応修正等を行なうことにより従来AGCの機
能アツプを計つたものであつた。
第1図に5スタンドタンデム冷間圧延機の代表
的な従来のAGCシステムを示す。
第1図において1〜5は第1スタンドから第5
スタンドの圧延機でペイオフリール6にて巻戻さ
れた材料41を減厚しテンシヨンリール7に巻取
る。1〜5の各圧延機は電動機11〜15にてそ
れぞれ駆動されており、電動機11〜15は速度
制御装置16〜20にてそれぞれ所定の回転数に
自動制御される。また1〜5の各圧延機の上下ワ
ークロール間のロールギヤツプは圧下制御装置2
1〜25により所定の値に設定される。
各スタンド間の材料に発生する張力は各スタン
ド間に設置された張力検出器26〜29により検
出され、下流スタンドの圧下を操作することによ
り張力をある範囲内に制御するいわゆる張力制限
制御が行なわれる。すなわち張力検出器26〜2
9により検出された張力は不感帯装置30〜33
に入力される。不感帯装置30〜33には各スタ
ンド間張力の目標値を中心とした不感帯域が設定
されており、張力検出器26〜29にて検出され
た張力が前記不感帯域内であれば不感帯装置30
〜33の出力は零であり、張力が不感帯域を外れ
れば不感帯装置30〜33は不感帯域を外れた量
に応じた出力信号を張力制御装置34〜37にそ
れぞれ送る。
張力制御装置34〜37は不感帯装置30〜3
3の出力が零になるよう圧下制御装置22〜25
にロールギヤツプ基準を与え圧延機2〜5のロー
ルギヤツプを操作する。これにより各スタンド間
張力はあらかじめ設定した制限値内に制御され
る。
このようなタンデム冷間圧延機におけるAGC
装置として最終スタンド出側板厚に対する制御効
果あるいは設備費を含めた経済性などから判断
し、第1スタンドの圧下を操作するAGCと最終
スタンドの後方張力を介して板厚を制御する
AGGCが代表的なものである。
第1図の例では第1スタンド1の入側に厚み計
8を設置し厚み計8にて検出した第1スタンド入
側板厚偏差信号をフイードフオワードAGC装置
(以下FF−AGCと称す)38に送り厚み計8の
信号を遅延し第1スタンド1のロールギヤツプを
操作するFF−AGCと第1スタンドの出側に厚み
計9を設置し厚み計9にて検出した第1スタンド
出側板厚偏差信号を圧下AGC装置39に送り第
1スタンドのロールギヤツプを操作し第1スタン
ドの出側板厚を目標値に制御する圧下AGCと第
5スタンド5の出側に厚み計10を設置し厚み計
10にて検出した第5スタンド出側板厚偏差信号
を張力AGC装置40に送り第5スタンドのロー
ル速度を操作することにより第5スタンド5の後
方張力を変更し、これにより第5スタンド出側板
厚を目標値に制御する張力AGCを記している。
このAGC装置によれば第1スタンドの入側板
厚厚変化はFF−AGC装置38と圧下AGC装置3
9により修正されるし各スタンドのロールギヤツ
プであるいはロール速度の設定誤差による最終ス
タンド出側板厚の目標値からのズレ、あるいはロ
ールの熱膨張による板厚の変化などは最終スタン
ドの張力AGC装置40により修正出来ることか
ら定常圧延における板厚精度は満足出来るものが
得られる。
しかし第1図で代表される従来のAGCには次
の様な問題点がある。
その第1の問題点は厚み計の設置されないスタ
ンドの出側板厚変化は何ら制御されないことであ
る。第1図で示せば第2、第3、第4スタンドが
これに相当するがもし何らかの原因でこれらのス
タンドの出側板厚が変動してもそれは最終スタン
ド出側の厚み計10で初めて検出され制御される
ことになる。従つてこのような場合少なくとも第
5スタンドと厚み計10の間の長さの材料に対し
て制御出来ずオフゲージとなつてしまう。このよ
うな圧延状態は特に通板あるいは尻抜け時に生じ
る。
第2の問題点は圧下を操作するAGC装置の制
御ゲインを決定する場合材料の塑性係数が必要と
なることである。
特に第1図におけるFF−AGC装置38におい
て第1スタンドのロールギヤツプ操作量を演算す
る場合材料の塑性係数の予測精度が直接板厚制御
精度を決定する。
すなわち第1スタンド入側板厚の基準板厚から
の偏差を△H1とするとこれによる第1スタンド
出側板厚変化△h1は(1)式となる。
△h1=m1(1−r1)/M1+m1・△H1 ………(1) 但し M1は第1スタンドのミル定数 m1は第1スタンドの塑性係数 r1は第1スタンドの圧下率 である。
一方第1スタンドのロールギヤツプを△S1変化
したときの第1スタンド出側板厚変化△h1は(2)式
となる。
△h1=M1/M1+m1・△S1 ………(2) FF−AGC38は入側板厚変化による出側板厚
変化を打ち消すようにロールギヤツプを操作する
のであるから(1)式と(2)式の和が零になればよい。
従つてロールギヤツプ操作量△S1は(3)式で演算さ
れる。
△S1=−m1(1−r1)/M1△H1 ………(3) ここで塑性係数m1が(4)式で示される如く第1
スタンドの圧延条件の関数であることは周知の事
実である。
m1=m1(H1、h1、B1、k1、σb1、σf1、μ1、R1
………(4) 但し H1は第1スタンド入側板厚 h1は第1スタンド出側板厚 B1は第1スタンド板幅 k1は第1スタンド変形抵抗 σb1は第1スタンド後方張力 σf1は第1スタンド前方張力 μ1は第1スタンド摩擦係数 R1は第1スタンドワークロール半径 である。
(3)式に示すようにFF−AGCにおけるロールギ
ヤツプ操作量は塑性係数m1の値によつて異るも
のであるが(4)式に示す如くm1は多くの変数の関
係でありm1を正確に予測することは非常に困難
であり現実にはある固定値を設定し圧延状況の変
化に応じて多少の修正を加える程度でしか行なわ
れていない。
従つて第1図に示したような圧下を操作する
FF−AGC38により入側板厚の変化を完全に修
正することは非常にむずかしい。
第3の問題点は厚み計9により検出した板厚偏
差信号をフイードバツクする圧下AGC39は圧
延機と厚み計間の板厚検出遅れが制御系の応答を
決定してしまい一般に速い応答の制御とはならな
いことである。
本発明は、これらの問題に鑑みなされたもので
応答性に優れまた厚み計のないスタンドの出側板
厚も制御することによりいかなる圧延状態の変化
にも応答出来ることを特徴とするタンデム圧延機
の板厚制御装置を提供することを目的とする。
以下本発明の考え方について説明する。
近年冷間圧延機、熱間圧延機をとわず新設ミル
では油圧圧下ミルが採用されている。これはロー
ルギヤツプの位置制御系の応答が従来の電動圧下
ミルに比べ10〜20倍速いことが採用の最大の理由
である。また油圧圧下ミルのロールギヤツプ位置
制御系の応答は主機の速度制御系の応答と比較し
ても一般に優れている。本発明はこの油圧圧下ミ
ルのロールギヤツプ位置制御系の速応性を活かし
相隣るスタンドのうち下流スタンドの圧下を操作
するスタンド間張力一定制御が行なわれることが
前提となる。また、各スタンドの入出側材料速度
は検出可能であるとする。
以下、本発明を第2図に示す一実施例について
示す。
第2図は5スタンドタンデム冷間圧延機を対象
に本発明を実施した場合のブロツク図を示してお
り、符号1〜37および41についてはすでに第
1図で説明した通りである。厚み計8で検出され
た板厚偏差△H1 2〔mm〕は板移送遅れ演算装置4
2を経由して第1スタンド入側板厚偏差△H1
〔mm〕として演算装置43に入力される。板移送
遅れ演算装置42は厚み計8で板厚を検出された
材料41が第1スタンド圧延機に達するまでの時
間を材速Vb1に基いて算出し、検出した箇所に対
して制御がなされるよう同期を取るものである。
以下の板移送遅れ演算装置45,48.51,5
4も各スタンドに対して同期を取るようになつて
いる。演算装置43では第1スタンド入側板厚偏
差△H1〔mm〕、第1スタンド入側板厚目標値H1
〔mm〕、第1スタンド出側板厚目標値h1゜〔mm〕、第
1スタンド入側材料速度Vb1〔mm/s〕および第
1スタンド出側材料速度Vf1〔mm/s〕を入力情報
として第1スタンド出側板厚偏差△h1〔mm〕を演
算し出力する。第1スタンド出側板厚偏差△h1
〔mm〕は積分制御装置44を経由して圧下制御装
置21に送られる。この積分制御装置44は、板
厚偏差のオフセツトをなくし、圧下制御装置21
との時定数の応答のマツチングを取る。第2〜第
5スタンドには、各々スタンド間板移送遅れ演算
装置45,48,51,54、演算装置46,4
9,52,55、積分制御装置47,50,5
3,56が設置されており、各スタンドともに同
様の制御動作を行なつている。但し、積分制御装
置47,50,53,56は板厚偏差のオフセツ
トをなくし、速度制御装置16,17,18,1
9との時定数の応答のマツチングを取る。例えば
第3スタンドについて説明すると、上流スタンド
側で演算された第2スタンド出側板厚偏差△h2
〔mm〕がスタンド間板移送遅れ演算装置48を経
由して第3スタンド入側板厚偏差△H3〔mm〕とし
て演算装置49に入力される。演算装置49では
第3スタンド入側板厚偏差△H3〔mm〕、第3スタ
ンド入側板厚目標値H3゜〔mm〕、第3スタンド出側
板厚目標値h3゜〔mm〕、第3スタンド入側材料速度
Vb3〔mm/s〕および第3スタンド出側材料速度
Vf3〔mm/s〕を入力情報として第3スタンド出側
板厚偏差△h3〔mm/s〕を演算し出力する。第3
スタンド出側板厚偏差△h3〔mm〕は積分制御装置
50を経由して速度制御装置17に送られる。
以下前述構成からなる本発明の動作について説
明する。
各スタンドには板移送遅れ演算装置42,4
5,48,51,54、演算装置43,46,4
9,52,55、積分制御装置44,47,5
0,53,56が設置されており各スタンド出側
板厚を目標値に制御している。今、第2スタンド
を例にとつて説明することにする。まず、上流側
で演算された第1スタンド出側板厚偏差△h1〔mm〕
が板移送遅れ演算装置45に入力され、ここで第
1〜第2スタンド間板移送遅れに相当するむだ時
間を持たせることにより、第2スタンド入側板厚
偏差△H2〔mm〕として演算装置46に送られる。
演算装置46では第2スタンド入側と出側で材料
体積速度が変化しないという体積速度−定則を利
用し、次式に従つて第2スタンド出側板厚偏差△
h2〔mm〕を演算し出力する。
△h2=h2゜−(H2゜+△H2)Vb2/Vf2 ………(1) ただし、 H2゜:第2スタンド入側板厚目標値〔mm〕 h2゜:第2スタンド出側板厚目標値〔mm〕 Vb2:第2スタンド入側材料速度〔mm/s〕 Vf2:第2スタンド出側材料速度〔mm/s〕 である。
この第2スタンド出側板厚偏差△h2〔mm〕を0
にすべく本発明では上流側のロール周速度を修正
している。例えば、第2スタンド出側板厚が目標
値よりも大きい(△h2>0)とすると、積分制御
装置47からは第1スタンドロール周速度を減少
させる方向の制御信号が速度制御装置16に送ら
れる。第1スタンドロール周速度が減少すると第
1〜第2スタンド間張力が増加するため、スタン
ド間張力一定制御が働き第2スタンド圧下が閉じ
る方向に動作するため、第2スタンド出側板厚は
減少することになる。
以下、第3スタンドから第5スタンドまでにつ
いても同様の制御動作が行なわれるが、第1スタ
ンドについては上流側スタンドが存在しないの
で、第1スタンド出側板厚偏差△h1〔mm〕を0に
すべく第1スタンド圧下を修正している。
なお、図面が繁雑になるのを避けるため、第2
図には示していないが、ロール速度修正スタンド
より上流側のロール速度比を一定に保つという公
知の制御動作は行われている。
また、符号57で示された装置は従来から行わ
れている張力AGC装置で、本発明では体積速度
一定則により演算された各スタンド出側板厚偏差
の誤差が原因で生じる仕上り板厚の目標値からの
ずれを修正するために用いられている。すなわ
ち、演算装置55で演算された第5スタンド出側
板厚偏差△h3〔mm〕と厚み計10による検出板厚
偏差との間に許容値以上の誤差があるときは、張
力AGC装置57をオン、積分制御装置56をオ
フし、許容値内に抑制し、許容値に納まつたとき
再び張力AGC装置をオフし、積分制御装置56
をオンし、再び上述の制御を行なう。
第3図は本発明の他の実施例を示すブロツク図
である。第2図との相異は、第1スタンド出側板
厚偏差を第1スタンド出側に設置された厚み計を
用いて検出している点である。このため、第2図
において第1スタンド出側板厚偏差を演算するの
に用いられた板移送遅れ演算装置42と演算装置
43が不要となる。その他の制御動作は第1図と
全く同様である。第3図の実施例では第1スタン
ド出側板厚偏差として厚み計9による実測値を用
いているため、第2図の実施例に比較して中間ス
タンド板厚の演算精度が上がる反面、第1スタン
ドと厚み計9との間の板移送に相当する検出遅れ
が存在するため、第1スタンド圧下による第1ス
タンド出側板厚制御の応答が低下する欠点があ
る。
以上説明したように本発明によれば、スタンド
の入側と出側とでは圧延材料の体積速度が変化し
ないという体積速度一定則を用いて、厚み計のな
いスタンドの出側板厚偏差を演算し、この値をも
とに上流側スタンドのロール周速度を修正するこ
とによつて厚み計のないスタンドの出側板厚制御
をも実施するように構成したので、応答性に優れ
いかなる圧延状態の変化にも対応できるタンデム
圧延機のAGCを行うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は5スタンドタンデム冷間圧延機の代表
的な従来のAGCシステムを示すブロツク図、第
2図は本発明のタンデム圧延機の板厚制御装置の
一実施例を示すブロツク図、第3図は本発明のタ
ンデム圧延機の板厚制御装置の他の実施例を示す
ブロツク図である。 1……第1スタンド圧延機、2……第2スタン
ド圧延機、3……第3スタンド圧延機、4……第
4スタンド圧延機、5……第5スタンド圧延機、
6……ペイオフリール、7……テンシヨンリー
ル、8,9,10……厚み計、11,12,1
3,14,15……電動機、16,17,18,
19,20……速度制御装置、21,22,2
3,24,25……圧下制御装置、26,27,
28,29……張力検出器、30,31,32,
33……不感帯装置、34,35,36,37…
…張力制御装置、41……材料、42,45,4
8,51,54……板移送遅れ演算装置、43,
46,49,52,55……演算装置、44,4
7,50,53,56……積分制御装置、57…
…張力AGC装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 圧延スタンドを一連に配置し材料を連続圧延
    するタンデム圧延機の板厚制御装置において材料
    速度を検出する材速検出装置からの出力に基いて
    隣接するスタンド間の板移送遅れ時間を演算しそ
    の時間だけ上流スタンドの出側板厚偏差△hiを遅
    延して出力する板移送遅れ演算装置と、この演算
    装置の出力である下流スタンドの入側板厚偏差△
    Hi+1、この下流スタンドの入側板厚目標値Hi+1゜、
    この下流スタンドの出側板厚目標値hi+1゜、前記材
    速検出装置の出力である入側材料速度Vbi+1、こ
    の下流スタンドの出側材料速度Vfi+1からこの下
    流スタンドの出側板厚偏差△hi+1を △hi+1 =hi+1゜−(Hi+1゜+△Hi+1)/Vfi+1・Vbi+1 なる式にて演算する演算装置と、前記下流スタン
    ドの出側板厚偏差△hi+1が零になるようなフイー
    ドバツク制御ループを前記演算装置、この演算装
    置の出力を積分する積分制御装置及びこの積分制
    御装置の出力を入力とする速度制御装置にて構成
    し上流スタンドのロール周速度を調節して前記2
    つのスタンド間の張力を変えるとともに、この張
    力を前記下流スタンドの油圧圧下装置にて圧下位
    置修正することにより制御する張力制御装置とを
    具備し、(i+1)スタンドの出側板厚を目標値に制
    御することを目的とした板厚制御と、i〜(i+1
    スタンド間張力を一定に保つことを目的とした張
    力制御とが互いに競合しないように、前記下流ス
    タンドの出側板厚を一定に制御することを特徴と
    するタンデム圧延機の板厚制御装置。
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