JPH0323242B2 - - Google Patents
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- JPH0323242B2 JPH0323242B2 JP59053538A JP5353884A JPH0323242B2 JP H0323242 B2 JPH0323242 B2 JP H0323242B2 JP 59053538 A JP59053538 A JP 59053538A JP 5353884 A JP5353884 A JP 5353884A JP H0323242 B2 JPH0323242 B2 JP H0323242B2
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- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 3
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 2
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
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- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
- B21B37/16—Control of thickness, width, diameter or other transverse dimensions
- B21B37/165—Control of thickness, width, diameter or other transverse dimensions responsive mainly to the measured thickness of the product
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
- B21B1/16—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling wire rods, bars, merchant bars, rounds wire or material of like small cross-section
- B21B1/18—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling wire rods, bars, merchant bars, rounds wire or material of like small cross-section in a continuous process
-
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-
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- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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- B21B2271/06—Mill spring
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Metal Rolling (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は棒線材のような円形断面条材の寸法制
御に関するものである。
御に関するものである。
（従来技術）
近年エレクトロニクスの進歩により圧延機の後
面（下流）に光電式の寸法測定器を設けて丸棒の
寸法を測定し、これをもとに圧延機の圧下装置を
動かして寸法の制御を行なう試みがなされてい
る。例えば本件出願人の出願になる特願昭57−
28892号（特開昭58−147604号）は、寸法測定器
の情報と所定の関係式を用い最下流２台の圧延機
の圧下を条材間で修正し、目標径の真円とは成り
得ない丸棒の断面を可能な限り目標径に近づけよ
うとする寸法制御に関するものである。すなわち
目標断面に対する丸棒断面のオフセツトを条材間
で修正するセツトアツプ方法を提供するものであ
る。しかしながら条材には長手方向にスキツドマ
ーク、偏熱等の温度バラツキがあり、ビレツト間
のセツトアツプ制御に加え条材内の温度変化に起
因する寸法変化を連続的な圧下制御で相殺する、
いわゆるAGCが必要となる。
面（下流）に光電式の寸法測定器を設けて丸棒の
寸法を測定し、これをもとに圧延機の圧下装置を
動かして寸法の制御を行なう試みがなされてい
る。例えば本件出願人の出願になる特願昭57−
28892号（特開昭58−147604号）は、寸法測定器
の情報と所定の関係式を用い最下流２台の圧延機
の圧下を条材間で修正し、目標径の真円とは成り
得ない丸棒の断面を可能な限り目標径に近づけよ
うとする寸法制御に関するものである。すなわち
目標断面に対する丸棒断面のオフセツトを条材間
で修正するセツトアツプ方法を提供するものであ
る。しかしながら条材には長手方向にスキツドマ
ーク、偏熱等の温度バラツキがあり、ビレツト間
のセツトアツプ制御に加え条材内の温度変化に起
因する寸法変化を連続的な圧下制御で相殺する、
いわゆるAGCが必要となる。
しかし、前記先行技術には温度要因を加味した
制御については触れられていない。又他の従来技
術として本件出願人の出願にかかる特願昭57−
100419号がある。該技術は寸法測定器の情報と所
定の関係式を用いて最下流１台の圧延機の圧下を
修正し圧延材の断面を目標径に寸法制御するもの
であり、更に特願昭57−100420号は前記57−
100419号の寸法制御方法に加えて圧延材の温度変
化によつて圧下時の圧延材の天地、幅の変化量を
予測して必要な圧下制御を行なうものである。し
かしながら、これらはいずれも最下流圧延機１台
での圧下制御であり、これはより厳しい寸法精度
を得る場合には目的を達せない難点を有する。
制御については触れられていない。又他の従来技
術として本件出願人の出願にかかる特願昭57−
100419号がある。該技術は寸法測定器の情報と所
定の関係式を用いて最下流１台の圧延機の圧下を
修正し圧延材の断面を目標径に寸法制御するもの
であり、更に特願昭57−100420号は前記57−
100419号の寸法制御方法に加えて圧延材の温度変
化によつて圧下時の圧延材の天地、幅の変化量を
予測して必要な圧下制御を行なうものである。し
かしながら、これらはいずれも最下流圧延機１台
での圧下制御であり、これはより厳しい寸法精度
を得る場合には目的を達せない難点を有する。
（発明の目的）
本発明は条材内の温度変化に起因する寸法変化
を関係式を用いて予測し、それを最下流２台の圧
延機のAGCで相殺し、条材全長の寸法偏差を小
さく制御しようというもので以下その内容につい
て説明する。
を関係式を用いて予測し、それを最下流２台の圧
延機のAGCで相殺し、条材全長の寸法偏差を小
さく制御しようというもので以下その内容につい
て説明する。
（発明の構成と作用）
第１図は50mm±0.1mlの寸法公差の丸棒の寸法
データであり、素材１本分をマイクロメータにて
測定した実積である。これはいわゆる精密圧延材
と呼ばれている高寸法精度の丸棒であり、JISの
７〜８分の１の公差のものである。この丸棒の製
造に際しては、ビレツト間の圧下調整を可能な限
り厳密に行なつたにもかかわらず、寸法は第１図
ａ，ｂに示すごとく天地、左右、肩径とも公差ぎ
りぎりである。素材長手方向で寸法の大きい個所
はスキツドマークに対応していることは明らか
で、これ以上の寸法精度向上をはかるには素材内
の連続的な圧下制御が不可欠である。
データであり、素材１本分をマイクロメータにて
測定した実積である。これはいわゆる精密圧延材
と呼ばれている高寸法精度の丸棒であり、JISの
７〜８分の１の公差のものである。この丸棒の製
造に際しては、ビレツト間の圧下調整を可能な限
り厳密に行なつたにもかかわらず、寸法は第１図
ａ，ｂに示すごとく天地、左右、肩径とも公差ぎ
りぎりである。素材長手方向で寸法の大きい個所
はスキツドマークに対応していることは明らか
で、これ以上の寸法精度向上をはかるには素材内
の連続的な圧下制御が不可欠である。
尚、第３図に示す最下流圧延機出側成品の断面
内で、天地径とは２本のロール溝底間に対応する
寸法を、左右径とは天地径と90゜角度のずれた位
置の寸法を、肩径とはロールに接触する部分とし
ない部分の境界の寸法をいい、右肩径と左肩径が
存在する。
内で、天地径とは２本のロール溝底間に対応する
寸法を、左右径とは天地径と90゜角度のずれた位
置の寸法を、肩径とはロールに接触する部分とし
ない部分の境界の寸法をいい、右肩径と左肩径が
存在する。
さて第２図は幅広がり率と圧延温度の関係を示
す実験データで、長径が45.61mm、短径b1が19.65
mmのオーバル材を25.6mmφのラウンド孔型をもつ
圧延機で圧延した場合の出側幅寸法b2を入側材の
短径b1で除した幅広がり率b2／b1と圧延温度との
関係図である。この第２図から明らかなように圧
延温度が低下すると幅広がりが大きくなる。本発
明はかかる温度により変化する幅広がり変化を最
終圧延機２台の圧下により補償するものである。
す実験データで、長径が45.61mm、短径b1が19.65
mmのオーバル材を25.6mmφのラウンド孔型をもつ
圧延機で圧延した場合の出側幅寸法b2を入側材の
短径b1で除した幅広がり率b2／b1と圧延温度との
関係図である。この第２図から明らかなように圧
延温度が低下すると幅広がりが大きくなる。本発
明はかかる温度により変化する幅広がり変化を最
終圧延機２台の圧下により補償するものである。
又実際の圧延機ではロールに複数の孔型があつ
て、ロールや圧延機をシフトしたりするのでミル
剛性が変化すること及びミル剛性自体がかならず
しも大きい値でないので、天地方向の寸法変化も
無視できない。
て、ロールや圧延機をシフトしたりするのでミル
剛性が変化すること及びミル剛性自体がかならず
しも大きい値でないので、天地方向の寸法変化も
無視できない。
さて第２図を例にとると幅広がり量b2−b1と温
度Ｔとの関係は b2−b1＝b1｛0.28−0.02（Ｔ−900）／100｝
………(1) で求まるが、幅寸法b2の圧延温度変化ΔTにとも
なう変化Δbにのみ言及すれば Δb＝−0.02b1・ΔT／100＝R1・ΔT ………(2) なる関係が決まり、これはすべての圧延サイズに
ついて実験もしくは実圧延時のデータ解析より決
定することができる。一方天地寸法に関しては圧
荷重Ｆは温度の関数でもあるので、ミル剛性をＭ
（Ton／mm）とすると天地寸法の変化量ΔHはフ
ツクの法則により ΔH＝ΔF／Ｍ ………(3) と求まる。ここでΔFは圧延温度の変化ΔTに起
因する圧延荷重の変化であり、これも実験もしく
は実圧延のデータ解析により求めることができ
る。
度Ｔとの関係は b2−b1＝b1｛0.28−0.02（Ｔ−900）／100｝
………(1) で求まるが、幅寸法b2の圧延温度変化ΔTにとも
なう変化Δbにのみ言及すれば Δb＝−0.02b1・ΔT／100＝R1・ΔT ………(2) なる関係が決まり、これはすべての圧延サイズに
ついて実験もしくは実圧延時のデータ解析より決
定することができる。一方天地寸法に関しては圧
荷重Ｆは温度の関数でもあるので、ミル剛性をＭ
（Ton／mm）とすると天地寸法の変化量ΔHはフ
ツクの法則により ΔH＝ΔF／Ｍ ………(3) と求まる。ここでΔFは圧延温度の変化ΔTに起
因する圧延荷重の変化であり、これも実験もしく
は実圧延のデータ解析により求めることができ
る。
ところが天地寸法が(3)式のように変化すると幅
寸法に影響がでてくる。これは入つてくる断面積
が一定の場合に出側の断面積もほぼ一定にしよう
という作用によるもので、天地寸法が大となれば
幅寸法が小となり逆も成立する。
寸法に影響がでてくる。これは入つてくる断面積
が一定の場合に出側の断面積もほぼ一定にしよう
という作用によるもので、天地寸法が大となれば
幅寸法が小となり逆も成立する。
(2)式の関係は天地寸法を固定しているので、天
地寸法が変化した場合の幅寸法の変化ΔBは、天
地寸法の変化による幅寸法の変化分Δb′を差引い
た(4)式で近似的に表わされる。
地寸法が変化した場合の幅寸法の変化ΔBは、天
地寸法の変化による幅寸法の変化分Δb′を差引い
た(4)式で近似的に表わされる。
ΔB＝Δb−Δb′
＝Δb−R2・ΔH
＝Δb−R2・ΔF／Ｎ ………(4)
ここでR2は正の定数であり、実圧延で天地圧
下を変動させたときの幅寸法の変化より求めるこ
とができる。
下を変動させたときの幅寸法の変化より求めるこ
とができる。
このようにして圧延温度がΔT変化した場合の
天地寸法の変化ΔHと幅寸法の変化ΔBとが求ま
るが、次にΔHとΔBを相殺し、ΔTの変化による
寸法変化を製品に生じさせない最下流２台の圧延
機の圧下修正量を求める。
天地寸法の変化ΔHと幅寸法の変化ΔBとが求ま
るが、次にΔHとΔBを相殺し、ΔTの変化による
寸法変化を製品に生じさせない最下流２台の圧延
機の圧下修正量を求める。
(5)式、(6)式は最下流圧延機より一つ上流の圧延
機｛No.（ｉ−１）圧延機｝と最下流圧延機（No.ｉ
圧延機）の圧下修正量と製品の幅径の変化量、天
地径の変化量の関係を表わす式で、80φの実機圧
延のデータを回帰計算して求めた実験式である。
圧延方式はＨ−Ｖ交互方式であり、Ｘ、ＹはNo.ｉ
圧延機、No.（ｉ−１）圧延機の圧下修正量であ
る。
機｛No.（ｉ−１）圧延機｝と最下流圧延機（No.ｉ
圧延機）の圧下修正量と製品の幅径の変化量、天
地径の変化量の関係を表わす式で、80φの実機圧
延のデータを回帰計算して求めた実験式である。
圧延方式はＨ−Ｖ交互方式であり、Ｘ、ＹはNo.ｉ
圧延機、No.（ｉ−１）圧延機の圧下修正量であ
る。
ΔB＝0.50・Ｙ−0.21・Ｘ ………(5)
ΔH＝0.028・Ｙ−0.93・Ｘ ………(6)
この例の場合(3)式、(4)式で求まつたΔH、ΔB
の値を正負を逆にして(5)式、(6)式に代入し、(5)
式、(6)式の２個の連立方程式を解くことにより、
No.（ｉ−１）圧延機の圧下修正量Ｙ、No.ｉ圧延機
の圧下修正量Ｘを得ることができるので、この値
を用いて圧下修正を行えば良い。但し、No.ｉ圧延
機については温度測定した該当部分が圧延される
迄には時間の経過があるので、精度の良い制御を
実施するためにはその経過時間を演算し、時間の
経過後に圧下修正を実施することが望ましい。も
う一つの方法としては、特許請求の範囲の第１項
に示したように、No.ｉ圧延機の圧下修正制御につ
いては計算値Ｘを用いず、それに代わり、No.ｉ圧
延機の圧延荷重の変化ΔFを実測し、(3)式により
スプリングアツプ量の計算を行い、その値を(6)式
の右辺第２項の係数0.93で割算した値をもつて時
間経過無しに制御する方法がある。但し、この時
のΔFはNo.（ｉ−１）圧延機での圧下による条材
断面形状変化の影響が加わり、温度の影響分の値
より大きくなつていることは言うまでもない。
の値を正負を逆にして(5)式、(6)式に代入し、(5)
式、(6)式の２個の連立方程式を解くことにより、
No.（ｉ−１）圧延機の圧下修正量Ｙ、No.ｉ圧延機
の圧下修正量Ｘを得ることができるので、この値
を用いて圧下修正を行えば良い。但し、No.ｉ圧延
機については温度測定した該当部分が圧延される
迄には時間の経過があるので、精度の良い制御を
実施するためにはその経過時間を演算し、時間の
経過後に圧下修正を実施することが望ましい。も
う一つの方法としては、特許請求の範囲の第１項
に示したように、No.ｉ圧延機の圧下修正制御につ
いては計算値Ｘを用いず、それに代わり、No.ｉ圧
延機の圧延荷重の変化ΔFを実測し、(3)式により
スプリングアツプ量の計算を行い、その値を(6)式
の右辺第２項の係数0.93で割算した値をもつて時
間経過無しに制御する方法がある。但し、この時
のΔFはNo.（ｉ−１）圧延機での圧下による条材
断面形状変化の影響が加わり、温度の影響分の値
より大きくなつていることは言うまでもない。
尚、No.ｉ圧延機やNo.（ｉ−１）圧延機の圧下に
よつて生じるマスフロー変化分のロール回転数制
御を同時に実施することが寸法精度上好ましいこ
とはいうまでもない。
よつて生じるマスフロー変化分のロール回転数制
御を同時に実施することが寸法精度上好ましいこ
とはいうまでもない。
本発明第２項の発明は、圧延温度が圧延荷重と
ほぼ比例する関係を利用するもので、温度計によ
る方法の場合温度測定位置と制御の位置が異なる
ため、遅延した制御となり位置を同期させる装置
が必要となるのに対し、スキヤン即制御という単
純な方法を可能とするものである。
ほぼ比例する関係を利用するもので、温度計によ
る方法の場合温度測定位置と制御の位置が異なる
ため、遅延した制御となり位置を同期させる装置
が必要となるのに対し、スキヤン即制御という単
純な方法を可能とするものである。
又、本発明第３項の発明は、(2)式の条材温度変
化と幅寸法変化の予測式、(5)式、(6)式の圧下修正
量と天地、幅寸法変化の予測式を、条材寸法計測
器の出力によつて修正するものであり、条材寸法
計測器は条材を軸心として回転して求めた180゜分
のデータを信号処理し、天地計、左右径を出力す
るものである。
化と幅寸法変化の予測式、(5)式、(6)式の圧下修正
量と天地、幅寸法変化の予測式を、条材寸法計測
器の出力によつて修正するものであり、条材寸法
計測器は条材を軸心として回転して求めた180゜分
のデータを信号処理し、天地計、左右径を出力す
るものである。
さらに、本発明第４項の発明は、条材寸法計測
器の出力より寸法のオフセツト量を検出し同時に
その分も制御するものである。
器の出力より寸法のオフセツト量を検出し同時に
その分も制御するものである。
（発明の効果）
以上述べたように本発明はスキツドマーク、偏
熱等条材内の温度に起因する寸法変化を相殺し、
製品全長にわたつて寸法を一様とする棒線材の寸
法制御方法を提供するものであり、需要家で引抜
き、ピーリング工程の省略の要求の高まる中で精
密圧延用技術として極めて有益である。
熱等条材内の温度に起因する寸法変化を相殺し、
製品全長にわたつて寸法を一様とする棒線材の寸
法制御方法を提供するものであり、需要家で引抜
き、ピーリング工程の省略の要求の高まる中で精
密圧延用技術として極めて有益である。
第１図は50±0.1mmの寸法公差の丸棒の寸法デ
ータ、第２図は圧延温度と幅広がりとの関係を表
わす図である。第３図は丸棒の寸法位置名称を説
明した図である。
ータ、第２図は圧延温度と幅広がりとの関係を表
わす図である。第３図は丸棒の寸法位置名称を説
明した図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 圧延方向が交互に90゜の角度で変化する複数
の孔型圧延機列による条材圧延において、最下流
圧延機より一つ上流の圧延機（No.（ｉ−１）圧延
機）入側における条材の温度を測定し、この温度
変化△Ｔに起因するNo.ｉ圧延機出側の幅寸法変化
ΔBと天地寸法変化ΔHを予測し、あらかじめ求
めてあるNo.ｉ圧延機及びNo.（ｉ−１）圧延機の圧
下変化とNo.ｉ圧延機出側の幅寸法変化との関係、
No.ｉ圧延機及びNo.（ｉ−１）圧延機の圧下変化と
No.ｉ圧延機出側の天地寸法変化との関係の２個の
連立方程式を解きΔB、ΔHを相殺するためのNo.
ｉ圧延機、No.（ｉ−１）圧延機の圧下修正量を求
め、No.（ｉ−１）圧延機についてはその計算値分
の圧下制御を、又No.ｉ圧延機についてはその計算
値又はNo.ｉ圧延機の圧延荷重変化量／（No.ｉ圧延
機のミル定数×係数）の計算値分の圧下制御を行
うことを特徴とする棒線材の寸法制御方法。 ２ 条材の温度をNo.（ｉ−１）圧延機の圧延荷重
より予測計算して求めることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の棒線材の寸法制御方法。 ３ 最終圧延機の下流に条材を軸心として回転す
るる条材寸法計測器を設け、該計測器の出力によ
り条材温度変化及び圧下修正に基づく天地、幅寸
法変化の予測式を修正することを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の棒線材の寸法制御方法。 ４ 最終圧延機の下流に条材を軸心として回転す
る条材寸法計測器を設け、該計測器の出力により
天地、幅寸法の目標値からの偏差を求め、温度の
変化と圧下修正に基づく天地、幅寸法の変化予測
量を加えて偏差が零となるよう圧下修正を行うこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の棒線
材の寸法制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59053538A JPS60199512A (ja) | 1984-03-22 | 1984-03-22 | 棒線材の寸法制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59053538A JPS60199512A (ja) | 1984-03-22 | 1984-03-22 | 棒線材の寸法制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60199512A JPS60199512A (ja) | 1985-10-09 |
| JPH0323242B2 true JPH0323242B2 (ja) | 1991-03-28 |
Family
ID=12945579
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59053538A Granted JPS60199512A (ja) | 1984-03-22 | 1984-03-22 | 棒線材の寸法制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60199512A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7338732B1 (ja) * | 2022-03-31 | 2023-09-05 | Ｊｆｅスチール株式会社 | ロール情報算出装置、ロール情報算出方法、圧延設備の調整方法、及び丸棒製品の製造方法 |
-
1984
- 1984-03-22 JP JP59053538A patent/JPS60199512A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60199512A (ja) | 1985-10-09 |
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