JPH04262813A - 圧延機の自動板厚制御方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱間連続圧延機やリバ
ース圧延機（厚板圧延）等の圧延機に適用される自動板
厚制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１１は従来の圧延機の自動板厚制御系
を示すもので、この図１１において、１は圧延機のロー
ル、２はロール１により圧延される圧延材、３は圧延機
における圧延荷重変動ΔＰ（ｔｏｎ）を検出するための
圧延荷重検出器、４は無負荷時のロール１のロールギャ
ップ変動ΔＳ（ｍｍ）を検出する無負荷時圧下位置検出
器、５はロール１のロールギャップを調節する圧下装置
、６は各検出器３，４により検出された圧延荷重変動Δ
Ｐおよびロールギャップ変動ΔＳに基づいて圧下装置５
の圧下位置調節指令値を演算・出力するＡＧＣ（Ａｕｔ
ｏｍａｔｉｃ　Ｇａｕｇｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）コントロ
ーラである。

【０００３】このＡＧＣコントローラ６は、圧延荷重変
動ΔＰおよびロールギャップ変動ΔＳに基づいて圧延材
２の出側板厚偏差Δｈ（ｍｍ）を下式（１）により演算
する板厚偏差演算器７と、この板厚偏差演算器７からの
出側板厚偏差Δｈに所定のＡＧＣゲインｋを乗算し圧下
位置調節指令値として出力する乗算器８とから構成され
ている。

【０００４】 Δｈ＝ΔＰ／Ｍ＋ΔＳ　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　（１）ここで、Ｍはミル定数（ｔｏｎ／ｍｍ）
である。

【０００５】上述の構成により、無負荷時圧下位置検出
器４により検出された無負荷時のロールギャップ変動Δ
Ｓと、圧延荷重検出器３により検出された圧延荷重変動
ΔＰとに基づいて、板厚偏差演算器７にて出側板厚偏差
Δｈが求められる。この出側板厚偏差（実際の板厚と目
標板厚との差）が小さくなるように、圧下装置５を用い
てロールギャップを調節している。

【０００６】出側板厚偏差Δｈを演算し圧下装置５へ動
作指令を送るのは、ＡＧＣコントローラ６であり、板厚
偏差Δｈに対してどの程度の大きさの指令値を圧下装置
へ送るかを決定する係数が、乗算器８にて乗算するＡＧ
Ｃゲインｋである。

【０００７】このＡＧＣゲインｋが大きいと、同じ板厚
偏差でも圧下装置５への指令値が大きくなり、板厚偏差
ΔｈはＡＧＣゲインｋが小さい場合に比べてより減少す
る。ただし、ＡＧＣゲインｋが大きくなり過ぎると、制
御系が不安定になりハンチング現象を生じ、板厚を制御
できなくなる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来、ＡＧ
Ｃゲインｋは人手により適宜調節している。ある程度は
、制御系の解析により適切なゲインｋを計算することは
できるが、微調整は、実際に圧延材２の板厚偏差Δｈの
状態を見ながら徐々に試行錯誤的に人手により行なわれ
る。

【０００９】適切なＡＧＣゲインｋは、圧延材２の材質
，温度，寸法等によって異なるため、このようなＡＧＣ
ゲインｋの調整を人手で行なうと、大変な労力を要する
ことになる。また、適切なＡＧＣゲインｋは、制御系（
圧延機，圧下装置等）の特性の経時変化によっても変化
するため、常にこのような特性にＡＧＣゲインｋを合わ
せようとすると、さらに大きな負荷となり、実際にゲイ
ン調整を行なうのは困難である。しかし、適切なゲイン
設定を行なえないと、ＡＧＣゲインｋが不適切なものと
なり、板厚精度が劣化してしまう。

【００１０】本発明は、このような課題を解決しようと
するもので、ＡＧＣゲインを自動的に最適な状態に常時
保持できるようにして、ゲイン調整の省力化および板厚
精度の向上をはかった圧延機の自動板厚制御方法を提供
することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の圧延機の自動板厚制御方法は、圧延材の出
側板厚偏差にＡＧＣゲインを乗算し圧下位置調節指令値
として出力し、圧延材の板厚を自動的に制御するものに
おいて、圧延材の出側板厚変動の周期に基づいてスキッ
ドマークとハンチングとのいずれが生じたかを判定し、
スキッドマークが生じている場合には圧延材の出側板厚
変動幅が所定値を超えた時にＡＧＣゲインの値を上げる
一方、ハンチングが生じている場合にはＡＧＣゲインの
値を下げることを特徴としている。

【００１２】

【作用】上述した本発明の圧延機の自動板厚制御方法で
は、圧延材の出側板厚変動を監視し、その変動からＡＧ
Ｃゲインが高すぎるのか低すぎるのかちょうど良いのか
を診断する。

【００１３】ここで、圧延材の長手方向に現われる周期
的な板厚変動としては、スキッドマークによるものとハ
ンチング現象によるものとが考えられるが、スキッドマ
ークによる板厚変動周期は、加熱炉のスキッド間隔によ
って決まり、ハンチング現象による板厚変動周期は、自
動板厚制御系の共振周波数によって決まるもので、互い
に全く異なるものである。

【００１４】従って、圧延材の出側板厚変動の周期に基
づいて、まず、スキッドマークとハンチングとのいずれ
により板厚変動が生じているかを判定する。

【００１５】そして、スキッドマークが生じている場合
には、圧延材の出側板厚変動幅が所定値を超えていれば
、ゲイン不足によるものと判断され、ＡＧＣゲインの値
を上げる一方、ハンチングが生じている場合には、ゲイ
ン過大によるものと判断され、ＡＧＣゲインの値を下げ
る。

【００１６】

【実施例】以下、図面により本発明の一実施例としての
圧延機の自動板厚制御方法について説明すると、図１は
本発明の一実施例としての圧延機の自動板厚制御方法を
適用された装置の構成を示すブロック図であり、図中、
既述の符号と同一の符号は同一の部分を示しているので
、その説明は省略する。

【００１７】図１において、９は圧延材２の圧延前の板
厚を測定する入側板厚計、１０は圧延材２の圧延前の板
幅を測定する入側板幅計、１１は圧延材２の圧延前の温
度を測定する入側温度計、１２は圧延材２の圧延後の板
厚を測定する出側板厚計、１３は後述するゲイン変更判
定装置１５へ圧延材２の材質等に関する情報を入力する
ための圧延材情報入力装置、１４はこの圧延材情報入力
装置１３へ情報を与える上位コンピュータ、１５は後述
するごとく圧延材２の出側板厚変動の周期に基づいてス
キッドマークとハンチングとのいずれが生じたかを判定
してＡＧＣゲインｋを変更するゲイン変更判定装置で、
スキッドマークが生じている場合には圧延材の出側板厚
変動幅が所定値を超えた時にＡＧＣゲインｋの値を上げ
る一方、ハンチングが生じている場合にはＡＧＣゲイン
ｋの値を下げるように動作する。

【００１８】また、１６は各種条件（圧延速度や、圧延
材２の入側板厚，入側板幅，温度，材質等）に応じたＡ
ＧＣゲインｋをテーブル形式（図２参照）として記憶す
る記憶装置で、条件に応じて選択されたＡＧＣゲインｋ
がゲイン変更判定装置１５の動作により変更された場合
には、変更後のＡＧＣゲインｋが同一条件に応じたデー
タとして格納し直される。

【００１９】さらに、１７はゲイン変更判定装置１５に
て設定されたＡＧＣゲインｋを受け乗算器８において出
側板厚偏差Δｈに乗算されるＡＧＣゲインｋを調整する
ゲイン調節器である。

【００２０】上述の構成により、圧延材２の圧延機（ロ
ール１）への接近を検知すると、ゲイン変更判定装置１
５は、板厚計９，板幅計１０および温度計１１により測
定された圧延材２の入側における板厚，板幅および温度
と、圧延材情報入力装置１３から入力された圧延速度，
材質等の圧延材情報とに基づいて、記憶装置１６から該
当条件のＡＧＣゲインｋを読み出し、そのＡＧＣゲイン
ｋをゲイン調節器１７により乗算器８に設定する。

【００２１】そして、ゲイン変更判定装置１５は、出側
板厚計１２により一定のサンプリング間隔で測定される
圧延材２の出側板厚変動を監視し、その変動からＡＧＣ
ゲインｋが高すぎるのか低すぎるのかちょうど良いのか
を自動的に診断し、ＡＧＣゲインｋの変更が必要な場合
には、当該圧延動作中もしくは当該圧延動作終了後に適
切なＡＧＣゲインｋに変更して、記憶装置１６の同一条
件に対応するデータを修正（変更後のＡＧＣゲインｋを
格納）する。

【００２２】ここで、ゲイン変更判定装置１５にて行な
われる、スキッドマークによる板厚変動とハンチング現
象による板厚変動との判定原理およびゲイン調節につい
て図３〜図７により説明する。

【００２３】圧延材２の長手方向に現われる周期的な板
厚変動としては、スキッドマークによるものとハンチン
グ現象によるものとが考えられる。

【００２４】圧延材２の通常の出側板厚変動パターンと
して、図３に示すように、圧延後の圧延材２には、目標
板厚に対して厚めのスキッドマーク部分Ａと薄い部分Ｂ
とが生じる。このスキッドマーク部分Ａの発生原因を図
４により説明すると、圧延材２を加熱炉内においてバー
ナー１８等により加熱する際に、圧延材２は、加熱炉内
のスキッド１９上に支持・載置されるが、このためにス
キッド１９と接触する部分の温度が他の部分よりも低下
し硬くなり、その部分の圧延後の板厚が厚くなってしま
う。

【００２５】従って、スキッドマークによる板厚変動周
期は、加熱炉のスキッド１９の間隔によって決まる一方
、ハンチング現象による板厚変動周期は、自動板厚制御
系の共振周波数によって決まるもので、互いに全く異な
るものであることから、圧延材２の出側板厚変動の周期
に基づいて、まず、スキッドマークとハンチングとのい
ずれにより板厚変動が生じているかを判定することがで
きる。

【００２６】そして、スキッドマークが生じていると判
定した場合、図５に示すように、出側板厚変動が公差内
にあればゲイン調整が不要であると判断し、現状のＡＧ
Ｃゲインｋを保持する一方、図６に示すように、出側板
厚変動が公差の範囲を超えていれば、ゲイン不足により
スキッドマーク部分Ａの板厚を圧延にて潰しきれずに板
厚変動が生じていると判断され、ＡＧＣゲインｋの値を
上げる。

【００２７】また、板厚変動周期から図７に示すごとく
ハンチング現象が生じていると判定した場合には、ゲイ
ン過大により制御系が不安定になって板厚変動が生じて
いると判断され、ＡＧＣゲインｋの値を下げる。

【００２８】このとき、ゲイン変更調整は、図８（ａ）
に示すように、圧延中に行なってもよいし、図９（ａ）
および（ｂ）に示すように、圧延後に行なってもよい。 図８（ａ）に示すように、圧延中にゲイン変更調整を行
なった場合には、変更後のＡＧＣゲインｋを、記憶装置
１６において同一条件に対応する箇所に格納し直す。つ
まり、以前のＡＧＣゲインｋを修正し、次回の同一条件
での圧延に際しては、図８（ｂ）に示すように、修正さ
れたＡＧＣゲインｋを読み出すようにする。また、圧延
後にゲイン変更調整を行なう場合には、図９（ａ）に示
すように、当該圧延材２についての圧延を最後まで行な
った後、適切なゲイン変更を行ない、変更後のＡＧＣゲ
インｋを、記憶装置１６において同一条件に対応する箇
所に格納し、次回の同一条件での圧延に際しては、図９
（ｂ）に示すように、修正されたＡＧＣゲインｋを読み
出すようにする。

【００２９】このように、本実施例の圧延機の自動板厚
制御方法によれば、制御系の特性の経時変化などに対応
してＡＧＣゲインｋを自動的に最適な状態に常時保持で
きるので、ゲイン調整が省力化されるとともに、板厚精
度が大幅に向上される。

【００３０】なお、１本の圧延材２の中でも、先端部，
後端部は中間部に比べて圧延条件が異なるので、適切な
ＡＧＣゲインも異なる。従って、例えば、記憶装置１６
に記憶させるＡＧＣゲインｋとしては、各種条件ごとに
、図１０（ａ）に示すように、複数（ここでは３種類）
とし、圧延中に順次切り換えるようにしてもよい。 この場合も、ゲイン変更判定装置１５により、圧延中も
しくは圧延後に先端部，中間部，後端部の各部でゲイン
変更が必要かどうか判定し、図１０（ｂ）に示すように
ゲイン変更を行なった場合には、変更後のＡＧＣゲイン
ｋを、記憶装置１６において同一条件に対応する箇所に
格納する。

【００３１】また、上記実施例では、ゲイン変更の判定
要因となる板厚偏差の許容範囲を公差としたが、公差で
なくてもよく、公差よりも範囲を狭くすることで、板厚
精度をさらに向上させることができる。

【００３２】さらに、上記実施例では、圧延材２の入側
板厚，入側板幅を板厚計９および板幅計１０により測定
しているが、これらの値は平均値でもよいので、板厚計
９，板幅計１０を用いず、上位コンピュータ１４から伝
送するようにしてもよい。

【００３３】また、ハンチング現象は、板厚を制御でき
なくなるだけでなく、圧延機等の機械，配管系にも悪影
響がある。そこで、本実施例の装置では圧延中にゲイン
変更判定装置１５にてハンチングが生じているか否かを
判定することができるので、圧延終了後でなく圧延中に
もゲイン変更判定装置１５でチェックし、ハンチングを
検出し次第、警報を出力するなり、ハンチングが検出さ
れなくなるまでＡＧＣゲインｋを強制的に下げるなどの
処置をとるようにすれば、圧延設備の破損防止に寄与す
ることもできる。

【００３４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の圧延機の
自動板厚制御方法によれば、圧延材の出側板厚変動の周
期に基づいてスキッドマークとハンチングとのいずれが
生じたかを判定し、スキッドマークが生じている場合に
は圧延材の出側板厚変動幅が所定値を超えた時にＡＧＣ
ゲインの値を上げる一方、ハンチングが生じている場合
にはＡＧＣゲインの値を下げるように構成したので、制
御系の特性の経時変化などに対応してＡＧＣゲインを自
動的に最適な状態に常時保持でき、ゲイン調整を省力化
できるとともに、板厚精度を大幅に向上できる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての圧延機の自動板厚制
御方法を適用された装置の構成を示すブロック図である
。

【図２】記憶装置における記憶テーブル形式の例を示す
図である。

【図３】通常の板厚変動パターンを示すグラフである。

【図４】スキッドマークの発生原因を説明するための模
式的な側面図である。

【図５】ゲイン調整が不要な場合の板厚変動パターンを
示すグラフである。

【図６】ゲインを上げる必要がある場合の板厚変動パタ
ーンを示すグラフである。

【図７】ゲインを下げる必要がある場合の板厚変動パタ
ーンを示すグラフである。

【図８】（ａ），（ｂ）いずれも圧延中のゲイン調整を
説明するためのグラフである。

【図９】（ａ），（ｂ）いずれも圧延後のゲイン調整を
説明するためのグラフである。

【図１０】（ａ），（ｂ）圧延材の先端，中間，後端で
それぞれゲイン調整を行なう場合を説明するためのグラ
フである。

【図１１】従来の圧延機の自動板厚制御系を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１　　　　ロール ２　　　　圧延材 ３　　　　圧延荷重検出器 ４　　　　無負荷時圧下位置検出器 ５　　　　圧下装置 ６　　　　ＡＧＣコントローラ ７　　　　板厚偏差演算器 ８　　　　乗算器 ９　　　　入側板厚計 １０　　　　入側板幅計 １１　　　　入側温度計 １２　　　　出側板厚計 １３　　　　圧延材情報入力装置 １４　　　　上位コンピュータ １５　　　　ゲイン変更判定装置 １６　　　　記憶装置 １７　　　　ゲイン調節器 １８　　　　バーナー １９　　　　スキッド

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧延材の出側板厚偏差にＡＧＣゲインを乗
   算し圧下位置調節指令値として出力し、前記圧延材の板
   厚を自動的に制御する圧延機の自動板厚制御方法におい
   て、前記圧延材の出側板厚変動の周期に基づいてスキッ
   ドマークとハンチングとのいずれが生じたかを判定し、
   スキッドマークが生じている場合には前記圧延材の出側
   板厚変動幅が所定値を超えた時に前記ＡＧＣゲインの値
   を上げる一方、ハンチングが生じている場合には前記Ａ
   ＧＣゲインの値を下げることを特徴とする圧延機の自動
   板厚制御方法。