JPH0234211A - 冷間圧延機における自動板厚制御方法 - 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、冷間圧延機の自動板厚制御装置における圧延
機加減速時の出側板厚変動を抑制する方法に関する。

〔従来の技術〕

第５図に一般的な圧延機と自劾阪厚制御システムのブロ
ック図を示す。同図において、２１はストリップを圧延
するミル、２２はストリップの巻き戻しリール、２３は
巻き取りリールである。ミル２１は圧延ＦＡ駆動モータ
２８によって回転駆動され、そのとき圧下シリンダ３５
によって所定の圧下量に調節される。ミル２１の上流側
及び下流側には、それぞれ入側板厚計２４及び出側板厚
計２５が設置されており、またミル２１には圧延荷重計
２６、圧下位置検出器２７が設置されている。前記圧延
機駆動モータ２８の回転速度は、圧延速度検出器２９に
よって検出される。

自動板厚制御システム３６は、−船釣にはミル２１の入
側の板厚変動に追従して出側板厚偏差を小さくするＢＩ
ＳＲＡ　ＡＧＣ制御回路３０又はフィードフォワードＡ
ＧＣ制御回路３１と、出側板厚偏差を出側板厚計２５か
らの偏差信号により定常的に小さくするフィードバック
へＧＣ制御回路３２と、加減速補償回路３３と、圧下位
置フィードバックとの偏差を位置制御器３４により制（
和出力する回路とより構成されている。なお、上記にお
いてＡＧＣとは自動板厚ホ制御（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　
ｇａｕｇｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ）のことをいう。

自動板厚制御システム３６において、加減速補償回路３
３を切って第６図（ａ）に示すような板厚偏差の小さい
材料を同図（Ｃ）に示す運転状況で圧延した場合、出側
板厚偏差は同図（ｂ）に示すように加速時出側板厚は薄
くなり、減速時に厚くなる。これは、フィードバックへ
〇Ｃ制御回路３２が積分制御を行っているため、応答が
遅く、加減速時にミル２１部分で発生する板厚変動を抑
制できないためである。

加減速時の板厚変動が発生する原因は、圧延時の材料と
ロール間の潤滑油膜厚さ及びロール軸受の油膜厚さが変
化するためである。すなわち、圧延速度が零のときは材
料とロール及び軸受部は密接しており、油膜厚さも零で
あるが、圧延速度が速くなると、潤滑油が材料とロール
間及び軸受部に巻き込まれ、油膜厚さが厚くなる。

したがって、加速時、圧延速度が速くなり、油膜厚さが
７くなるとロールギャンブ一定のため出側板厚は薄くな
る。減速時は、逆１ご油膜厚さが薄くなり、出側板厚は
厚くなる。第６図ら〕において、加速完了後に出側板厚
偏差が小さくなっているのはフィードバックへＧＣ制御
回路３２の効果によるもので、加速時の上記外乱がなく
なり応答が可能となっている。

油膜厚さは、通常第７図に示すようになり、特性曲線は
潤滑油の温度やＩｆｆ！擦係数、板厚、材料等によって
変化し、出側板厚の変動を発生、せる。

このため、従来は第５図の加減速補償回路３３において
、第７図と同様の曲線を作成し、速度に応じて補償を行
っていた。

例えば、特開昭６２−７２４２１号公報においては、圧
延機の対向圧延ロールに、ロールギャップをゼロにして
一定の圧延荷重をかけた状態に維持し、圧延速度を変化
させて圧延ロールそれぞれの軸受部の、被圧延材の圧下
方向と一致する半径方向での油膜厚さと圧延速度との関
係を複数の圧延荷重について求め、その関係を予め記憶
しておき、被圧延材を圧延する際に、圧延速度及び圧延
荷重を検出し、検出した圧延速度、圧延荷重での油膜厚
さを前記関係より算出し、その算出値に基づき圧延ロー
ルの圧下位置を調整する方法が記載されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、速度に応じて油膜厚みを計算し、圧下量
を補正する方法では、加減速時の代表的な油膜厚み変化
のパターンを幾組か持ち、そのパターンで全ての場合に
ついて補正を行うようにしているため、補正残りや締め
込み過ぎによる板破断等の危険を有していた。

また、特開昭５５−４００２７号公報には、すべり軸受
の油膜厚みを変位計により直接検出し、その検出値に基
づいて油圧圧下シリンダを作動させることにより、ロー
ル間隙を調整する方法が記載されている。

この方法では、圧延機軸受部の機械構造が複雑で高価な
ものとなり、また、圧延機の機種によっては変位計を取
り付けることができないことがある。さらには、変位計
を設置した軸受部以外で発生した油膜については計測が
できないという問題がある。

さらに、特開昭５６−３３１１６号公報には、加減速し
ているロール周速に対応した圧延機ロール軸受の理論上
の油膜厚さとその時の実際の油膜厚さの偏差とを比較演
算し、比較演算によって得られた値に、そのロール周速
時における圧延荷重から定まる係数を乗算し、乗算して
得られた値をもとにロール軸受の油膜厚さを補正する方
法が記載されている。

しかし、この方法では、油膜厚さの変化をヒステリシス
補正関数発生器により圧延速度の関数として求めており
、油膜厚さの変化に対してはある一定の条件では変化の
傾向は有効に追従するが、油膜厚さ及び油膜厚さによる
板厚の変化を実測しているのではないため、圧延条件が
変化すると的確な油膜の補正ができないという問題があ
った。

さらに、従来の方式としては、選択スイッチによりパタ
ーン選択を行うものがある。これは、第７図に示すよう
な曲線を始め、数パターンを準備し、出側板厚の様子を
見ながら選択スイッチによりパターンを選択する方法で
ある。

また、油膜厚さを板厚の関数とする方式も従来より行わ
れている。これは、第７図の油膜厚さΔ５ｏｌＬを Δ５０１Ｌ＝ｋ（５）４Ｖ ここで、ｋ（社）＝ａｈ＋ｂ ａ、ｂ：係数 ｈ：出側板厚 Ｖ二速度 のように、ルート曲線で近似する方式である。

以上のような方法により、第５図の加減速補償回路１３
を構成していた。

このような従来の方式では、初めに補正パターンが決め
られてしまっており、実際の圧延において圧延環境が変
化すると、加減速時の出側板厚変動を充分に抑制するこ
とができなかった。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
のであり、圧延環境が変化しても、これに対応して出側
板厚変動を抑制することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するため、本発明は、冷間圧延機におけ
る加減速時の自動板厚制御方法において、入側板厚計の
位置から出側板厚計の位置まで入側板厚偏差をトラッキ
ングし、加速時及び減速時の入側板厚偏差と出側板厚偏
差との差及び出側板厚偏差信号に基づいて、加減速のみ
の影響による出側板厚の変動を演算し、その演算結果を
次回圧延パスで補正するための圧延機の圧下量に換算し
、この換算値を前回の加減速時補正量に加えて加減速時
の圧下量補正量を決定することを特徴とする。

〔作用〕

本発明では、前回圧延時の加減速において出側板厚がど
のように変動したかを抽出し、それを次回圧延に反映さ
せるためのミル圧下量に換算し、前回圧延時の加減速補
償量に加算し、圧延環境がほとんど変化しない次圧延に
おいてそれを使用して加減速時の板厚変動を抑制しよう
とするものである。

これにより、温度、材質、摩擦係数等の圧延環境、条件
が変化しても、次回圧延において前回圧延で検出された
補償誤差を自動的に補正でき、加減速時の板厚変動によ
る歩留りの向上を図ることができる。

〔実施例〕

以下、本発明を、実施例に基づいて具体的に説明する。

第１図は入側板厚Ｈ０の材料が、ミルで圧延されて出側
で板厚り。となっている様子を示している。通常、圧延
機では入側と出側に板厚計が設置され、入側の板厚偏差
は入側板厚計１で、出側の板厚偏差は出側板厚計２でそ
れぞれ検出される。

本装置においては、まず入側板厚計１からの信号より得
られた入側板厚偏差に対し、定走行長サンプリング、す
なわち入側板の長手方向に一定長さ走行する毎に板厚偏
差のサンプリングを行い、それをシフトレジスタにより
板速度に合わせて出側板厚計２の地点までトラッキング
を行う。ここでトラッキングとは、サンプリングした板
がどの点を走行しているのかを追跡することをいう。

入側板厚計１カ）ら出側板厚計２までのトラッキングレ
ジスフ３からの出力信号は、データ平滑のため、数個の
サンプリングデータが移動平均器４により移動平均され
る。１３は入側板厚偏差の一次遅れ要素であり、その時
定数は、第５図のフィードバックＡＧＣ制御回路３２の
積分時定数と同じにセットされており、フィードバック
ＡＧＣ制御回路３２で補正できない分の入側板厚偏差が
移動平均器４の出力信号との差で出力され、圧下率との
乗算の結果、■が出力される。圧下率の乗算は、圧延に
より入側の板厚偏差が圧下した分だけ小さくなるために
行う。

一方、出側で定走行量サンプリングされた偏差信号は出
側移動平均器５によりデータの平滑が行われ、τ下が出
力される。ここで、（、ａｈ−ＡＨ）が演算される。こ
れは入側偏差が、出側ではどう変化したかを示すデータ
である。入側で偏差があり、出側で偏差が零となってい
る場合は、自動板厚制御によりその効果が出ているとい
うことで、この場合を除くために、出側板厚偏差検出不
感帯回路１４を準備し、自動板厚制御で修正ができなか
ったときのみ（Ｔｈ−４Ｈ）　　を出力する。

ここで加速時は最初に不感帯回路１４を通過した偏差（
ｌｓｈｏ−一に１口）より、基準値Δｈ、ｏ（Ｖｏ）が
演算される。

Δｈ、。（ＶＪ）　−６ｈａ−ａゴロ その後は、Δｈ４゜（ＶＯ）を基準として速度Ｖが等間
隔上昇する毎にΔｈ、、、（Ｖ、）がデータとしてサン
プリングされる。

Δｈ、、（Ｖ、）＝（Ａ　ｈ、−Ａゴロ）−Δｈ、ｏ（
Ｖｏ）これを補間してプロットすると、加速補償が不足
の場合は、加速時板厚偏差演算器６のパターンのように
なる。

減速時は減速開始と同時に（ゴ下−τ下）のサンプリン
グを開始し、速度Ｖが等間隔下降する毎にデータ収集を
行う。速度が零となったときの偏差より、基準値Δｈ　
ｄｏ　（Ｖｏ）が演算される。

Δｈ　ａｏ　（Ｖｏ）　−Ａ　ｈ　ｏ　−ｂ　Ｈａ速度
ν。での偏差Δｈｄｎ　（ｖｎ）は、Δ）Ｌ＋ｏ（ｖｎ
）＝ΔＬｏ（Ｖｏ）−（６ｈ、−Ａ　Ｈ，）で演算され
、これを補間してプロットすると、減速補償が不足の場
合、減速時板厚偏差演算器７のパターンのようになる。

板厚偏差演算器６又は７で演算された加減速時の出側板
厚偏差は、不感帯回路１１又は１２を通過し、Δｈ、と
して出力される。ここでΔｈｓ　は加減速による出側板
厚変動分であり、圧下で加減速補償を行うためには圧下
量に換算する必要がある。８は圧下量への換算器であり
、次のようにして求めることができる。

第２図は圧延挙動曲線であり、ｋは材料の塑性変形定数
、Ｍはミル剛性である。入側板厚がＨ８でロールギャッ
プがＳ。のとき、出側板厚はｈｏ、圧延荷重がＰｏ　と
なることを示している。いま、人出側板厚の変動でＰ。

がＰに変化したとき、以下のような式が成立する。

Ｐｏ”＾・Ｍに８・に　　　　　　　　　　　　　（１
）Ｐ＝（＾＋ΔＳ−Δｈ）・Ｍ−（Ｂ−ΔＨ＋Δｈ）・
Ｋ（２）（２）式より、 Δｈ　（トｋ）　＝　Ａ−！Ｊ　＋−ＭΔ５−Ｂ−に＋
にΔ１１＝ＭΔＳ＋にΔＮ　（’、’　（１）式より〉
従って、 Δｈ−−１−ΔＳ十−〇−Δ１（ Ｍ　＋　Ｋ　　　　　’Ｉ　＋　Ｋ　　　　　””ここ
で、第１図のΔｈ、はミルの加減速時に油膜厚みが変化
して発生した量であり、入側板厚偏差による影響ではな
いため、（３）式でΔＨ＝Ｏとおいて、 Δ５−（１＋玉）Δｈ（４） となる。従って、第１図においては、 Ｋ（５） ΔＳ、　＝　（１＋−；）Δｈｓ となり、圧下量への換算は（５）式にて行うことができ
る。

第１図における９は、前述した油膜厚さを板厚の関数と
する方式によって演算された補正曲線をもつ圧下補償器
であり、この補正曲線にΔＳ、の出力を加算したものが
、次回圧延時圧下袖償器１０の補正曲線をもつこととな
り、これにより加減速時の的確な補償を行う。

第１図の板厚偏差演算器６，７において、−気に最高速
度まで加速又は最高速度から減速する場合は上記の方法
で演算できるが、断続的な加減速の場合及び中間までの
加速、中間からの減速の場合は、後述のようにして演算
を行う。ここでは加速の場合について説明するが、減速
時も同様に演算を行う。

＜ｉ）　　断続的な加速の場合 第３図（ａ）のように速度が保持速度となると自動板厚
制御の効果で板厚偏差Δｈ、は小さくなる。

従ってこの場合は、保持速度に達する直前の偏差値に、
保持速度から再加速した時点からの偏差をシフトさせ、
第３図ら）のように補正を行う。

（１１）　　中間速度までの加速の場合加速を完了した
時点までの板厚偏差量より最高速度までの偏差量を予測
演算する。第４図のようにＶ　、　−（までの加速時、
Ｖｌは前回サンプリング速度Ｖ、、−２と前々回サンプ
リング速度Ｖ。−１より下記のように演算を行う。

−Δｈ　　−−Δｈ Δｈ“°　Δｈａｎ−２へΔｈ６゜−３×（ΔｈａＩ、
−１−Δ１ｌａｎ−２）＋Δｈａ、。

本演算を最高速度まで繰り返して演算を行い、偏差曲線
の補間プロットを行う。

このようにして、前回圧延パス時にトラッキングして得
た入側板厚偏差と出側板厚偏差の変化量より、補償器の
補正を行い、次回の圧延パス時にその補償値を適用して
、加減速時の歩留りの向上を図ることができる。

〔発明の効果〕

以上に述べたように、本発明においては、前回圧延パス
時に求めた補償量を、次回の圧延パス時に適用すること
としている。このように、前回圧延パスの圧延環境・圧
延条件に応じて加減速補償を行うため、環境条件がほと
んど変化しない次回圧延パスでは、加減速時の板厚変動
が抑制され、歩留りが向上する。また、前回の圧延パス
の圧延環境・圧延条件により次回パスの加減速補償曲線
を演算し、自動的に補正を行うため、環境・条件が変化
した時、再調整が不要である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の具体的実施例を示すブロック図、第２
図は圧延挙動曲線、第３図は断続的な加速時の板厚偏差
演算方法の説明図、第４図は中間速度までの加速時の板
厚偏差演算器法の説明図、第５図は一般的な自動板厚制
御の構成例を示すブロック図、第６図は加減速補償回路
を切りとした場合の加減速時の人出側板厚偏差例の説明
図、第７図は圧延速度に応じた油膜厚みの変化例を示す
説明図である。 に２人側板厚計 ２：出側板厚計 ３ニドラツキングレジスタ ４．５：移動平均器 ６．７：板厚偏差演算器 ８：圧下指令への換算器 ９：前回パス加減速時圧下補償器 ｌＯ；次回加減速時圧下補償器 ｌｌ：加速時不感帯回路 １２：減速時不感帯回路 １３ニー次遅れ要素 １４：出側板厚偏差検出不感帯回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、冷間圧延機における加減速時の自動板厚制御方法に
   おいて、 入側板厚計の位置から出側板厚計の位置まで入側板厚偏
   差をトラッキングし、加速時及び減速時の入側板厚偏差
   と出側板厚偏差との差及び出側板厚偏差信号に基づいて
   、加減速のみの影響による出側板厚の変動を演算し、そ
   の演算結果を次回圧延パスで補正するための圧延機の圧
   下量に換算し、この換算値を前回の加減速時補正量に加
   えて加減速時の圧下量補正量を決定することを特徴とす
   る冷間圧延機における自動板厚制御方法。