JPH03169417A - 平坦度制御装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、多重圧延機により圧延威形される圧延材の平
坦度を高めるための平坦度制御装置に関するもので、さ
ら詳言すれば、操作端としてワークロールベンダと中間
ロールベンダの両方または何れか一方、および中間ロー
ルシフト位置移動機構を備えた多重圧延機の平坦度制御
装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、圧延機においては、圧延材の板幅方向の伸び分布
、すなわち仮平坦度の制御の操作端として、ワークロー
ルまたは中間ロールの両方または何れか一方に設けられ
たロールベンダと、中間ロールシフト位置移動機構とを
有する平坦度制御装置が組付けられているのが一般であ
る。

この圧延機に設けられた平坦度制御装置による圧延材の
平坦度制御は、例えば特開昭！５５−１２０４０９号公
報の場合には、ロールベンダがりξツトオーバーした場
合、圧延機出側で圧延材の形状を検出し、この形状検出
信号に応じてロールベンダ力、すなわちロールベンダ制
御量を制御し、ロールベンダカが予め設定した範囲を離
脱する時は、中間ロールを、このロールベンド力が設定
範囲内に変化する方向にシフトさせるものとなっている
。また、特公昭５８−４８２４５号公報および特公昭５
８−４８２４６号公報の場合は、圧延材の必要形状修正
量から、最適ロールシフト位置と最適ロールベンダ力と
を演算し、この両演算値の内の一方を固定値として他方
を変化させることにより、圧延材の平坦度をフィードバ
ック制御するものとなっている。さらに、特開昭６３−
１７７９０９号公報の場合は、形状フィードバック制御
修正ゲインを中間ロールシフト位置の関数として変化さ
せ、ロールベンダ力を調節するものとなっている。

〔発明が解決しようとする課題］ しかしながら、特開昭５５−１２０４０９号公報に示さ
れた技術にあっては、ロールベンダカが許容範囲の上下
限値を越えて始めて中間ロールを修正方向に移動させる
ため、ロールベンダ力が許容範囲である制御可能範囲に
戻るまでの間に、充分な形状制御を行うことができず、
しかも中間ロールの移動速度が遅いために、このロール
ベンダ力による制御能力を活かせない期間が長く、圧延
材の全長にわたって充分な平坦度が得られないと云う問
題かあった。特に、圧延速度が変化する際には、圧延荷
重が大きく変化するために、圧延材の平坦度が乱れ易く
、しかもその変化量が大きいため、ロールヘンダ力がそ
の制御可能範囲外となることが多く、充分な平坦度制御
を達或することは不可能となる。

また、特公昭５８−４８２４５号公報および特公昭５Ｂ
−４８２４６号公報に示された技術にあっては、圧延速
度が一定である条件下では或る程度の効果を発揮するが
、圧延速度が変化する際には、圧延速度変化に対する対
応速度の大きいロールベンダ力と、対応速度の極めて遅
い中間ロールシフトとを、全く同じ条件で制御変更する
ので、圧延速度変化に全く追従できないと云う問題があ
る。

さらに、特開昭６３−１７７９０９号公報に示された技
術にあっては、ロールベンダ力を、圧延速度変化に対す
る対応速度の遅い中間ロールシフト量の関数として変化
する形状フィードバック制御修正ゲインにより調節する
ので、圧延速度変化に充分に追従できないと云う問題が
ある。

このように、上記した従来技術は、圧延速度変化に対す
る追従変化速度の遅い中間ロールシフトと、圧延速度変
化に対する追従変化速度の速いロールベンダとを同格に
取扱い、圧延速度変化に対して両者を一体に変化制御す
るので、どうしても圧延速度変化に対する制御の遅れを
生じる結果のなるのである。また、各圧延速度に対応す
るロールベンダ力と中間ロールシフトとは、圧延速度に
対して個々に最適値に設定制御するか、圧延速度に対応
して最適値に設定された他方に対して一方を最適値に設
定制御して、一対一に対応させていたので、圧延材の平
坦度変化に対する追従速度の速いロールベンダ力の追従
が、追従速度の遅い中間ロールシフトに影響され、これ
が原因で許容範囲を離脱することになっていたのである
。

そこで、本発明は、上記した従来技術における問題点を
解消すべく創案されたもので、圧延材の平坦度不良が発
生し易く、ロールベンダが許容範囲を離脱し易い状態は
、圧延速度の加減速時に発生するのが殆どである点、お
よび圧延速度の加減速は、圧延材の溶接点が圧延機を通
過する前後で発生するのであるから、この溶接点をトラ
ッキングしておくことで、圧延速度の加減速タイミング
を、圧延速度の加減速開始前に認識することが可能であ
る点、また任意の中間ロールシフト位置に対するロール
ベンダ力の変化には一定の許容範囲がある点に着目し、
中間ロールシフトを基準にして設定されるロールベンダ
力の制御許容範囲内でロールベンダカを制御し、また圧
延速度の加減速タイミングに合わせて中間ロールシフト
を行うこトニより、ロールベンダおよび中間ロールシフ
ト等の操作端の制御量がその制御許容範囲から出ること
かないようにし、もって圧延材の平坦度を良好にかつ安
定して制御することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するための本発明の手段は、操作端とし
てのロールベンダおよび中間ロールシフト位置移動機構
を備えてロールヘンダを制御する多重圧延機の平坦度制
御装置であること、最大圧延速度および通板圧延速度さ
らには溶接点通過速度等の少なくとも２種以上の圧延速
度の夫々に対して、ロールベンダの制御範囲が最も大き
くなる最適中間ロール位置を決定するセットアップ演算
装置を有すること、 このセントアップ演算装置からの最適中間ロール位置信
号と、圧延速度の加減速タイミングを予測するトラッキ
ング装置からの中間ロールのシフト開始タイミング信号
とから、中間ロールシフト速度を設定すると共に中間ロ
ールの移動開始時点を設定する中間ロールシフト位置フ
ィードフォワード制御装置を有すること、 にある。

（作用） 操作端としてのロールベンダおよび中間ロールシフト位
置移動機構を備えてロールベンダを制御する多重圧延機
の平坦度制御装置にあっては、中間ロールシフト位置と
ロールベンダの操作が平坦度に与える影響係数を演算し
て、最適ロールベンダ制御量を決定する最適制御量決定
装置が設けられている。

セットアンプ演算装置は、予め与えられている最大圧延
速度、通板圧延速度、溶接点通過速度の夫々に対して、
圧延条件、圧延材の板厚、板幅、変形抵抗、圧下率等、
およびロール情報等から、最大圧延速度域の延荷重予測
値、通仮圧延速度域の圧延荷重予測値、溶接点通過速度
域の圧延荷重予測値を算出すると共に、これらの圧延荷
重レベルにおいて、ロールベンダ力の制御範囲を最も広
範囲に取ることのできる中間ロールのシフト位置すなわ
ち最適中間ロール位置を決定する。

ロールベンダを制御する平坦度制御装置に設けられた最
適制御量決定装置は、圧延材の平坦度に対する中間ロー
ルシフト位置とロールベンダの各操作端の影響係数モデ
ルを用いて影響係数を演算し、この結果により、圧延機
の出側に配置され、圧延された圧延材の形状を検出する
形状検出器からの圧延材平坦度実績値に対し、セットア
ップ演算装置で予め演算決定されている最適中間ロール
位置を組合せ、もって操作すべき最適ロールベンダ力で
ある最適ロールベンダ制御量を決定する。

すなわち、圧延材が設定された圧延速度で走行している
状態で、中間ロールは、セットアンプ演算装置により決
定された最適中間ロール位置に位置しており、ロールベ
ンダは、最適制御量決定装置により、最適中間ロール位
置に従って決定される最適ロールベンダ制′４′Ｂ量で
操作されている。

このように、ロールベンダは、セットアップ演算装置で
決定された最適中間ロール位置に従って決定された最適
ロールベンダ力で操作されるのであるが、セットアップ
演算装置で決定される最適中間ロール位置そのものが、
対応する圧延速度域の圧延荷重レベルにおいて、ロール
ベンダ力の制御範囲を最も広範囲に取ることができる値
に設定されているので、形状検出器からの信号、すなわ
ち伸び差率の変動に対応して最適制御量決定装置で決定
される最適ロールベンダ力が変化したとしても、この最
適制御量決定装置で決定される最適ロールベンダ力が許
容制御範囲を離脱することはなく、もって良好なそして
安定した圧延材の平坦度制御を達成維持することになる
。

また、中間ロールシフト位置フィードフォワード制御装
置（以下、簡単に中間ロールシフト位置ＦＦ制御装置と
称する）は、圧延条件、圧延材の長さ、圧延材の板厚、
板幅、変形抵抗、圧下率、およびロール情報と、圧延機
の入側に配置された溶接点検出器からの溶接点検出信号
と、そしてワークロールまたは中間ロールの回転実績か
ら、圧延材の移動量を演算する圧延材移動量演算装置か
らの移動量信号とから、溶接点をトラッキングすると共
に、このトラッキングを基に圧延材の加減速タイミング
を予測決定するトラッキング装置からの、中間ロールの
移動開始時点を設定するシフト開始タイくング信号と、
セットアップ演算装置から入力される最適中間ロール位
置信号とから、圧延速度の変化に好適に対応する形態で
中間ロールを移動させる中間ロールシフト速度設定およ
び移動開始信号を最適制御量決定装置に出力する。

それゆえ、圧延材の圧延速度変化時に、最適制御量決定
装置に、セットアップ演算装置からの各圧延速度に対応
した最適中間ロール位置信号と、中間ロールシフト位置
ＦＦ制御装置からの中間ロールシフト速度設定および移
動開始信号とが人力される。最適制御量決定装置におい
ては、現在の圧延速度に対応した最適中間ロール位置と
変更後の圧延速度に対応した最適中間ロール位置とに基
づいて、中間ロールシフト速度設定信号に従って単位時
点毎の最適中間ロール位置を演算し、中間ロールのシフ
ト位置を、現在の圧延速度に対応した位置から変更後の
圧延速度に対応した位置に順に変更してゆく。

このように、圧延速度変化時においても、最適中間ロー
ル位置の設定は、ロールベンダ力の制御範囲を最も広範
囲に取ることができる条件で設定されるので、ロールベ
ンダ力は、その許容制御範囲を離脱することない値に安
全に設定されることになる。

〔実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら説明する
。

第１図は、本発明による平坦度制御装置の一実施例を圧
延機１に取付けたブロック図で、平坦度制御装置の取付
けられる圧延ＩＩは、第２図に示すように、一対のワー
クロール２と、一対の中間ロール３と、一対のバックア
ップロール４とから６重圧延機として構威されており、
この圧延機１には、平坦度操作端として、圧延機ｌのオ
ペレーションサイドＯＰとドライブサイドＤＳに夫々ワ
ークロール２に対して、ワークロール２に圧延材平坦度
制御のための曲げ力を与えるワークロールベンダ５が設
けられていると共に、中間ロール３に対して、中間ロー
ル３の軸方向位置を調節する中間ロールシフト位置移動
機構６が設けられている。

第２図図示実施例において、上側の中間ロール３はドラ
イブサイドＤＳ側に、そして下側の中間ロール３はオペ
レーションサイドＯＰ側に夫々シフトされた状態となっ
ている。

ワークロールベンダ５は、ロールベン’ｙ’　制？ｉｌ
ｌ　装置７により制御され、中間ロールシフト位置移動
機構６は、中間ロールシフト制御装置８により制御され
る。

圧延機１の出側には形状検出器ｌ５が設置されていて、
圧延された圧延材Ｓの幅方向の各位置の伸び差率を検出
し、その検出結果を伸び差率信号ｔ３として最適制御量
決定装置ｌ３に出力する。

ワークロール２には、このワークロール２の回転数から
圧延材Ｓの進み長さを算出する圧延材移動量演算装置９
が取付けられており、この圧延材移動量演算装置９で算
出された圧延材Ｓの移動量が、移動量信号ｔ４としてト
ラッキング装置１０に入力される。

圧延機１の入側上流には、溶接点検出器１４が設置され
ていて、溶接点を検出した時点で、その検出結果を溶接
点検出信号ｔ２としてトラッキング装置１０に出力する
。

移動量信号ｔ４および溶接点検出信号ｔ２を入力するト
ラッキング装置１０には、最大圧延速度、通板圧延速度
、溶接点通過速度等の圧延速度、圧延条件、圧延材の厚
み、幅、変形抵抗、圧下率、およびロール情報等の情報
信号ｔ１が人力される。トラッキング装置１０では、こ
れらの信号ｔ１、ｔ２、ｔ４から、圧延材Ｓの形状が大
きく変化して、ロールベンダ５および中間ロールシフト
位置移動機構６等の操作端の制御力がその許容範囲の上
下限にかかり易い圧延速度の変化時点を予測して決定し
、この決定を基にして中間口ール３のシフト開始時点を
設定するシフト開始タイミング信号Ｌ５を中間ロールシ
フト位置ＦＦ制御装置１ｌに出力する。

圧延機１の圧延操業条件から決定される最大圧延速度、
通板圧延速度、溶接点通過速度等の圧延速度、圧延条件
、圧延材の厚み、幅、変形抵抗、張力、圧下率、および
ロール情報等の情報信号ｔ１が入力されているセットア
ップ演算装置ｌ２では、各圧延速度時および各圧延速度
時間の圧延速度域における圧延荷重予測値を算出し、各
算出値に対するロールベンダ５によるロールベンダ力の
制御範囲を最も広範囲に取ることのできる最適中間ロー
ル位置を算出し、その算出結果である最適中間ロール位
置信号ｔ６を中間ロールシフト位置ＦＦ制御装置ｌ１お
よび最適制御量決定装置１３に出力する。

このセットアップ演算装置１２における各圧延速度に対
する最適中間ロール位置の算出は、圧延速度をｖＬ　ｖ
２、ｖ３　（ｖｌ　＞ｖ２＞ｖ３）として、Ｐｖ．＝ｆ
（ν１、板厚、幅、変形抵抗、・・・・）Ｐｖｚ＝ｆ（
ｖ２、板厚、幅、変形抵抗、・−−・）Ｐｖｚ＝ｆ（ｖ
３、板厚、幅、変形抵抗、・・・・）から、各圧延速度
ｖ１、ｖ２、■３時における予測荷重Ｐ　Ｖｌｓ　Ｐ　
ＶＺ、Ｐｖ３を算出し、この予測荷重Ｐｖｌ、Ｐ　ＶＺ
ｓ　Ｐ　Ｖ３から、各圧延速度ｖ１、ｖ２、ｖ３時にお
ける最適中間ロール位置Ｈｃδ，　、Ｈｃδ！　、Ｈｃ
δ，を、Ｈｃδ＋　＝Ｌ　（ｖＬ　Ｐｖ＋） Ｈｃδｚ　−ｆｚ　（ｖ２、ｐｖｚ） Ｈｃδｘ　＝ｆ３（ｖ３、Ｐｖ３） なる演算式から求める。

なお、上記演算式においては、圧延速度ｖ１として最大
圧延速度を、圧延速度ｖ２として通仮圧延速度を、そし
て圧延速度ｖ３として溶接点通過速度をそれぞれ設定し
て３種類の圧延速度に対する最適中間ロール位置Ｈｃδ
を演算したが、さらにこれらの圧延速度の中間速度域に
対する最適中間ロール位置Ｈｃδを演算しておいても良
い。また、逆に、セットアップ演算装置ｌ２において演
算される最適中間ロール位置Ｈｃδは、少なくとも最大
圧延速度に対応するものと、通仮圧延速度に対応するも
のとの２種類が必要である。

中間ロールシフト位置ＦＦｆｌｄＪ御装置１１は、セッ
トアップ演算装置１２から入力された最適中間ロール位
置信号Ｌ６を基に、トラッキング装置１０からシフト開
始タイミング信号ｔ５を入力した時点で、圧延速度の減
速タイミング時には、 ΔＨｃδ，　．　＝　Ｈｃδ．　−ｔｉｃδ２　　　　
　　（移動量）Δｔｉｅδ２，＝Ｈｃδ．　−Ｈｃδ３
　　　　　　（移動量）ΔＨｅδ，，ｘａ／　（ｖｌ−
ｖ２）　　（シフト変更レート）ΔＨｃδｚ３Ｘα／　
（ｖ２　　ｖ３）　　（シフト変更レート）なお、αは
ライン速度変更レートである。

なる演算式に従って中間ロール位置移動量、およびこの
算出結果に基づいてシフト変更レートを決定し、この中
間ロール位置移動量およびシフト変更レートを中間ロー
ルシフト速度設定および移動開始信号ｔ７として最適制
御量決定装置１３に出力する。また、圧延速度の増速タ
イミング時には、絶対値は同しであるが方向が逆となっ
た、中間ロール位置移動量およびシフト変更レートを、
中間ロールシフト速度設定および移動開始信号ｔ７ヲ出
力する。

最適制御量決定装置１３では、平坦度制御のための操作
端であるロールベンダ５および中間ロールシフト位置移
動機構６の夫々の単位変化量が、圧延材Ｓの平坦度に与
える影響係数を、圧延条件等に基づいて、 （ロールベンダ影響係数） ）β７　２ｊＰｇ　＝ｈ　（＋１ｉ厚、板幅、荷重・・
・・）（中間ロールシフト位置影響係数） ａβ／　’；ＩＩＨｃδ＝ｆ３（板厚、板幅、荷重・・
・・）の演算式に従って、圧延材Ｓのコイル単位で算出
し、この影響係数と各制御タイ逅ングでの形状検出器１
５からの伸び差率信号ｔ３とを用いて、セットアップ演
算装置１２から入力される最適中間ロール位置信号ｔ６
に基づいて圧延材Ｓの最適形状が得られる最適ロールベ
ンダ制御量を決定し、この値を最適ロールベンダ制御量
信号ｔ８としてロールベンダ制御装置７に出力する。

また、圧延速度の増減変化時には、中間ロールシフト速
度設定および移動開始信号ｔ７に従った量だけ中間ロー
ル３を移動させると云う前提で最適ロールベンダ制御量
信号ｔ８を決定してロールベンダ制御装置７に出力する
と同時に、中間ロールシフト位置ＦＦ制御装置ｌ１から
の中間ロールシフト速度設定および移動開始信号ｔ７を
そのまま中間ロールシフト制御装置８に出力して、圧延
速度の増減変化時の平坦度制御が行われる。この、最適
制御量決定装置１３における、目標との差を最小とする
平坦度を最適とすることの可能なロールベンダ制？量を
決定する手法としては、種々の手法を採用しても良いが
、例えば、評価関数Ｊの値を、Ｊ＝Σ（βで−β■ＲＥ
Ｆ）２ 二ネＩ β，　ＲＥＦ　＝　ａβ／　ａｔｌｃδ×Δｔｉｃδ＋
　ａβ／　９ＰＢＸΔＰｌｌ なお、βクは目標との差である平坦度実績値であり、Δ
Ｈｃδは中間ロールシフト位置ＦＦ制御装置１１で決定
された中間ロール位置移動量およびシフト変更レートで
あり、ΔＰｓは未知数である。

に従って求め、この評価関数Ｊの値が最小となるように
すれば良い。

このように、圧延速度の増減変化時には、中間ロールシ
フト速度設定および移動開始信号ｔ７に従った量だけ中
間ロール３を移動させると云う前提で最適ロールベンダ
制御量信号ｔ８を決定してロールベンダ制御装置７に出
力すると同時に、中間ロールシフト位置ＰＦ制御装置ｌ
１からの中間ロールシフト速度設定および移動開始信号
ｔ７をそのまま中間ロールシフト制御装置８に出力する
が、その他の時点、すなわち圧延速度が一定である時点
においては、前記した最適中間ロール位置信号ｔ６に基
づいて圧延材Ｓの最適形状が得られる最適ロールベンダ
制御量を決定する制御が行われる。この際に、ロールベ
ンダ５および中間ロールシフト位置移動機構６の両方の
操作端を同時に制御すべく、各制御タイ藁ング毎に最適
中間ロール位置および最適ロールベンダ制御量を算出し
ても良いし、或いは最適中間ロール位置または最適ロー
ルベンダ制御量の何れか一方を優先させ、この一方に従
って他方を、最適平坦度が得られる制御値に演算しても
良い。

〔発明の効果〕

本発明は、上記した構或となっているので、以下に示す
効果を奏する。

圧延材の圧延速度一定時および圧延速度変化時を問わず
、常に最適中間ロール位置を、ロールベンダ力の制御範
囲を最も広範囲に取ることのできる位置に設定するので
、圧延速度変化時等の平坦度の変化率が大きい場合にお
いても、操作端がその許容制御範囲の上下限に達するこ
とがなく、これにより平坦度制御性が劣化して平坦度不
良の発生を確実に防止することかできるので、圧延材の
コイル全長にわたって良好な平坦度を持つ製品を圧延或
形することができる。

最適中間ロール位置および最適ロールベンダ制御量の演
算決定は、全て自動で達或されるので、良好な平坦度制
御を確実にかつ円滑に達成することができる。

常に最適中間ロール位置を、ロールベンダ力の制御範囲
を最も広範囲に取ることのできる位置に設定するので、
応答性の速いロールベンダカにより素早く平坦度制御を
達或でき、これにより制御能力を有効に活かして充分な
平坦度を得ることができる。

最適中間ロール位置は、ロールベンダ力の制御範囲を最
も広範囲に取ることのできる位置に設定されているので
、ロールベンダカの変化による平坦度制御を有効に活か
すことかでき、これにより充分な形状制御を達或するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、６重圧延機に組付けられた本発明装置の一実
施例の構戒を示すブロック図である。 第２図は、第１図に示した６重圧延機の各ロールに対す
るロールベンダおよび中間ロールシフト位置移動機構の
組付け構戒例を示す図である。 符号の説明 １；６重圧延機、２；ワークロール、３；中間ロール、
４；バックアップロール、５；ワークロールベンダ、６
；中間ロー、ルシフト位置移動機構、７；ロールベンダ
制御装置、８；中間ロールシフト制御装置、９；圧延材
移動量演算装置、１０；トラッキング装置、１１；中間
ロールシフト位置ＦＦ制御装置、１２；セットアップ演
算装置、１３；最適制御量決定装置、１４；溶接点検出
器、１５：形状検出器、Ｓ：圧延材、ｔ１；情報信号、
ｔ２ｉ溶接点検出信号、ｔ３；伸び差率信号、ｔ４ｉ移
動量信号、ｔ５；シフト開始タイミング信号、ｔ６ｉ最
適中間ロール位置信号、ｔ７；中間ロールシフト速度設
定および移動開始信号、ｔ８；最適ロールベンダ制御量
信号。 図面の浄書（内容に変更なし） フラり２の プ邑るｄ １−−一圧達イ践 ２−−ワ一７ローンＶ ’５−−−才１１，ローノＶ　４−−−バ−７ア、７フ
“シーνＳ−−一丘之材 平成（１２年（１１月０８日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）操作端としてのロールベンダ（５）および中間ロ
   ールシフト位置移動機構（６）を備えてロールベンダ（
   ５）を制御する多重圧延機（１）の平坦度制御装置であ
   って、 最大圧延速度および通板圧延速度さらには溶接点通過速
   度等の少なくとも２種以上の圧延速度の夫々に対して、
   前記ロールベンダ（５）の制御範囲が最も大きくなる最
   適中間ロール位置を決定するセットアップ演算装置（１
   ２）と、 該セットアップ演算装置（１２）からの最適中間ロール
   位置信号と、圧延速度の加減速タイミングを予測するト
   ラッキング装置（１０）からの中間ロールのシフト開始
   タイミング信号とから、中間ロールシフト速度を設定す
   ると共に中間ロールの移動開始時点を設定する中間ロー
   ルシフト位置フィードフォワード制御装置（１１）を設
   けた平坦度制御装置。