JPH044914A - 冷間圧延機におけるストリップの蛇行制御装置およびその制御方法 - 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】 （発明の利用分野） 本発明は、冷間中にストリップの蛇行をフィードバック
制御する装置および方法に関するものである。

（従来の技術） 圧延機で蛇行を制御する場合、位置測定値に基いた制御
、左右荷重差に基いた制御等の方式が考えられ、熱間圧
延では、尾端部での曲り防止を目的にこれらの方式が実
用化されている（例えば１１立評論ｖｏｊ、６５　　Ｎ
Ｑ、２　（１９８３−２）　ｐｐ２５−３０参照）。

ところで、冷間圧延機の場合には尾端での曲りの発生の
防止も重要であるが、これは通板、尻抜をくりかえす圧
延機の場合に大きな問題となり、この場合の蛇行の抑制
は板を全面で拘束する仮押え装置によってなされること
が多い。通板、尻抜の頚度が非常に少ない連続圧延機（
入側で板を溶接して切れ目なく圧延する方式の圧延機）
の場合には、特に、上記とは異なりストリップがつなが
っている状態での蛇行が問題となる。

ストリップがつながっている状態では張力によって蛇行
発生力が潜在化しており、このような観点から例えば実
公平１−３３２１８号公報に開示されているように、ス
トリップ幅方向の張力差に基いてスタンド後段に設けた
制御ロールで圧下レベルを調整し、蛇行を制御する方法
が知られているものＮ１むしろ圧延機自体での蛇行抑制
制御は一般化されておらず、その技術は幅方向形状制御
等と比べると十分に確立されていないのが現状である。

すなわち、単に圧延機入側でのセンタリングのみが一般
に使用されているが、圧延中にストリップの蛇行を生じ
て板破断に至り圧延機の生産能力を疎外することが多い
。特に連続圧延機の場合には一旦板破断が生じると被害
も大きく、これを避けるためのオペレータの作業負荷（
板の観察と蛇行徴候に対する処置操作）も大きかった。

（発明が解決すべき課題） 本発明は蛇行現象に合致した蛇行制御を行うことにより
上記のような問題を解決することを目的としている。

（課題を解決するための手段） 発明者の知見によればストリップの蛇行の原因は次のよ
うに現象的に分類できる。

（１）スタンド入側での板の蛇行が圧延機において拡大
される場合。蛇行が入側で生じると、圧延時の左右荷重
差が生じ、ストリップの蛇行を助長する方向に働く。

（２）圧延機の左右圧下バランスが板のクラウンと不整
合である場合。

（３）圧延時にロールのシフト等の原因で蛇行を発生さ
せる場合。

従って蛇行の制御を行うには、これらの現象を防止する
ものでなければならない。本発明は、（１）については
スタンド入側で板の蛇行を生じさせないよう、圧延機入
側にセンタリング装置を設けることで蛇行を防止し、又
（２）について圧延機の左右圧下バランスの不良は圧延
後のストリップの左右張力差となって現れることから、
張力差のフィードバックによって圧下バランスを修正制
御することにより蛇行を防止しようとするものである。

なお（３）については、冷間圧延機ではスタンド間張力
が大きく、蛇行発生作用がある程度抑制されるため通常
は無視することができる。

一方（２）による蛇行防止のためには次のようなメカニ
ズムによる制御が必要である。

（ａ）ＤＳ（ドライブサイド）張力が増大すれば（又は
ＷＳ　（ワークサイド）張力が減少すれば）、ＤＳ圧下
がＷＳに比べ開となりすぎていることを意味し、蛇行は
ＤＳ側に発生するので、ＤＳ側の圧下を閉側（又はＷＳ
圧下を開側）に操作する必要がある。

（ｂ）ｗｓ張力が増大（又はＤＳ張力が減少）したとき
は上記の反対である。

従ってもしストリップが、スタンド入側での蛇行等の原
因によりＷＳ側に存在するときに、ＤＳ側張力が増大し
ており圧下バランスとしてはＤＳ側圧下を閉側に制御操
作をすべきときには、この制御操作は入側での蛇行の影
響を助長することになり、意図した操作とは逆に蛇行を
助長する場合が生じる。（（１）の蛇行と（２）の蛇行
は別の現象から生じることから上記のようなことがおこ
る。）そこで本発明では圧延スタンドの入側又は出側に
ストリップの幅方向位置検出器（センサー）を設け、そ
の出力をも使用して、張力差から圧下レベリング出力を
演算することにより、上記のような不適当な制御操作が
おこることを防止する。具体的な演算構成においては、
張力差による圧下レベリングへのフィードバックを比例
制御又は積分比例制御とし、そのゲインの与え方をスト
リップの幅方向位置によって変化させる構成をとってい
る。

なお上記のストリップの幅方向位置センサーについては
、第１号スタンドの場合には必ずしも独立に設ける必要
はなく、圧延機入側に設けられるセンタリング装置の一
部として設けられた幅方向位置センサーと兼用すること
ができる。

幅方向位置センサーの設置位置は、圧延機入側のセンタ
リング装置においては、圧延機により生じる外乱のため
にセンタリング制御機能が低下するのを防止するため圧
延機の入側に設けるべきであるが、各スタンドでの蛇行
制御に関しては、本発明では張力差から圧下レベリング
へのフィードバックを基本的な方式としており直接的に
位置センサーから圧下レベリングへフィードバックする
ものではないので、スタンドの入側或いは出側のいずれ
に設けても大きな差異はない。

本発明は以上のような知見および技術思想に基くもので
、以下の構成を要旨とする。

（１）　　冷間圧延機の入側に、圧延機に送りこまれる
ストリップの板幅位置をセンタリングする装置を設ける
と共に、 前段より連続する１つ以上の圧延スタンドについて、そ
の入側又は出側に、ストリップ幅方向位置検出器を上記
センタリング装置を構成するストリップ幅方向位置検出
器と兼用するか、もしくは別に設置し、更に、その圧延
スタンドの出側にストリップ両端側の張力差を検出しう
るストリップ左右張力差検出器を設け、上記ストリップ
幅方向位置検出器とストリップ左右張力差検出器の出力
信号から当該圧延スタンドの圧下レベリング出力を生成
する演算装置を設けたことを特徴とする冷延圧延機のス
トリップ蛇行制御装置。

（２）圧延スタンドの入側又は出側でストリップの幅方
向位置を測定すると共に、前記圧延スタンドの後面でス
トリップの両側張力差分を測定し、その差分測定値又は
これから予め定められた張力差目標値を差し引いた偏差
値に基き、前記幅方向位置のセンターからの外れに応じ
て変化する制御ゲインを使用して演算算出して得られた
圧下レベリング制ｇａ量によって前記圧延スタンドの圧
下レベリングをフィードバック制御することを特徴とす
る冷間圧延機におけるストリップ蛇行制御方法。

上記本発明においては、具体的構成において更に下記事
項を考慮した方がよい。

■ダンデム冷間圧延機の場合、中間スタンドは前後スタ
ンドから影響を受けてストリップの幅方向位置が変化す
るから、第１スタンドから順に蛇行制御を設けるのが良
く、特に前段スタンドではホットコイルの片クラウン等
があるために蛇行制御の必要性が大である。

■ストリップの左右張力偏差値（ΔＴ）は、ストリップ
の張力値（平均値）Ｔおよびストリップの位置ずれ量Δ
Ｗの影響を受けることから、正確を期すには次式のよう
に補正した方がよい。

ΔＴ−ΔＴ＋α・Ｔ―ΔＷ ここでΔＴ−補正後の左右張力偏差値 α　−補正係数 ■ストリップの蛇行量（位置のずれｊｌ）を１ｌＩＩ定
してフィードバックする制御あるいはストリップの左右
圧延荷重差を測定してフィードバックする制御を前記の
基本制御に併用してもよい。

■入側でのストリップの振動やセンタリングのずれ等の
外乱があるので、機器の安定性の上から左右張力偏差値
に不感帯を設定する方がよい。

以下本発明の詳細な説明する。

本発明は、ストリップの左右張力偏差測定値を用いてフ
ィードバック制御するのを、その左右張力偏差測定値に
、同時に計測したストリップの位置ずれ測定値に応じて
変化する制御ゲイン（主に比例制御係数）を掛は合わせ
た制御量に基いてフィードバック制御する。具体的には
、従来の制御ゲインが一定値であったものを、本発明で
は、同時計測した位置ずれ量に応じて可変する制御ゲイ
ンとする方式、すなわち、ストリップのＷＳ側の張力が
小さい場合、ストリップがＷＳに寄っていたら制御ゲイ
ンは、はぼ零にし、ストリップがＤＳに寄るか又は片寄
りがなかったら制御ゲインは一定値又はリニア関係にす
る方式である。

第１図は本発明の基本制御方式を示すものでストリップ
１が圧延スタンド２で圧延される場合に、圧延スタンド
２人側でストリップの蛇行が生じると、該入側に設けた
センタリング装置３の作動でその蛇行を防止する。すな
わちセンタリング装置３は幅方向位置検出器（センサー
）４と、旋回ロール５からなり、幅方向位置検出器４に
よりストリップの幅方向の位置づれを検出し、その検出
信号を演算装置６に入力し、こＮで演算した信号に基き
旋回ロール５の回転を制御させて、ストリップのセンタ
リングを行い、入側での位置ずれに起因する蛇行を防止
する。このセンタリング手段は旋回ロールに限らず、サ
イドガイドを使用する方式でもよい。圧延スタンド２の
出側には、ストリップ幅方向の左右張力差検出器（張力
計）７を設けて両サイドの張力差を検出し、前記幅方向
位置センサー４と、張力計７の出力信号を入力した制御
量演算装置８で当該圧延スタンドの制御量を演算し、こ
れに基いて圧延機の操作部（圧下レベリング）を操作端
として圧延機の圧下量をコントロールし、圧下の不適当
な設定によって生じる蛇行を制御する。尚ストリップの
左右張力差検出器（張力計）７は例えばバスロールの両
サイドの支持部にロードセルを設け、左右ロードセルを
張力差として検出し、出力和を張力として検出する方式
が一般的に使用される。

第２図以下は本発明の他の実施例を示すブロック図であ
って、ストリップ１は所定の圧延スタンド２で圧延され
、その後面に設けたストリップの左右張力差検出器７で
左右の張力差ΔＴを測定すると共に、同様に後面あるい
は前面に設けたストリップの幅方向位置検出器４又は４
′で位置ずれ量ΔＷを測定し、前記左右の張力差ΔＴと
張力差目標値ΔＴｏ　　（−射的には零であるが、圧延
スタンドの特性差やオフセンター圧延法の採用時には有
限値にする）との偏差を必要に応じ差分＝１０で計算し
、この張力偏差値δΔＴを出力する場合を示している。

すなわち制御量演算装置８てはその張力偏差値δΔＴに
、前記位置ずれ量ΔＷに応じて変化する制御ゲインＫｐ
　（ΔＷ）（つまり比例制御の場合は比例ゲインに、（
ΔＷ）であり、比例積分制御の場合には比例ゲインに、
（ΔＷ）で積分ゲインＫＴである）を掛は合わせて制御
量ΔＳを演算する。この制御量ΔＳに応じて、操作部１
６にて圧延スタンド２の左右圧下レベリングを調整する
。

第３図は第１図の基本制御システムに基いた、あるいは
これを含む別の実施例である。すなわちストリップの左
右張力差検出器３で検出した左右張力差測定値ΔＴを、
左右張力平均値Ｔと位置ずれ測定値ΔＷにてΔＴ−ΔＴ
＋α・Ｔ・ΔＷなる補正を張力補正器１１で行う場合の
制御システムを示している。尚第２図以降において第１
図と同じ記号は同一要素を表わしているのでその説明は
省略する。

第４図と第５図は前記の基本制御システム（第１図）に
それぞれ、ストリップの位置ずれ量ΔＷのフィードバッ
ク制御又は、ストリップの左右圧延荷重差量ΔＴのフィ
ードバック制御を組み合わせたものである。第１図では
制御量演算装置ｉ！ｉ′８の制御ゲインを比例制御にシ
ンプル化しているが、第４図では、ストリップの板幅方
向の位置検出器４での測定値である位置ずれ量ΔＷを制
御ＭＬ演算部１２を通して第２の制御量を求めて加算器
１３にて基本制御からの第１の制御量に加えて操作部９
にフィードバックする制御システムを示している。

尚、制御量演算部である１２と１４は比例制御に限定さ
れるものではない。

第５図は第４図と同様に第１図の基本制御システムに、
その圧延スタンドでのストリップの板幅方向である左右
の圧延荷重差ΔＦを圧延荷重検出器１５にて測定し、そ
の測定値に制御量演算部１４で比例ゲインＫＦを掛けて
第２の制御量を算出して、基本制御系の第１の制御量に
加算し、操作部９にフィードバックする制御方案を示し
ている。

以上に説明した第１図から第５図までの制御方法におい
ては、少なくとも基本制御系の張力差偏差値に不感帯を
設けるのが外乱対策として有効である。

また、以上の制御方案を実現する装置は、センサーであ
る張力差検出器３、位置検出器４、圧延荷重差検出器１
５は既存の装置で良く使用されているものがあり、操作
部９も既存のものがあるのでそれでよく、制御ループを
構成する１０〜１８（ただし１６を除く）は、アナログ
系の場合には主にオペレーショナルアンプと電気部品に
て既存の設計技術に従って電気回路を作成すればよく、
ディジタル系の場合は、各センサー信号をプロセス入出
力装置を経由してマイクロコンピュータ−等のソフトウ
ェアで実現すればよい。

（発明の効果） 以上のように本発明は、従来技術であるストリップの左
右張力差フィードバック制御システムが持つ不安定動作
を解消し、圧延作業中に起るストリップの蛇行制御を常
時、効率よく防止できるようになった。これによって、
圧延トラブルが減少し、作業能率が向上、生産量および
歩留りが向上すると共に更にオペレータの負担軽減は大
きなものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的な制御システムを示すブロック
説明図、 第２図乃至第５図は本発明の他の制御システムを示す、
ブロック説明図である。 ｌ・・・ストリップ　　　　　２・・・圧延スタンド３
・・・センタリング装置（張力計） ４・・・ストリップの幅方向の位置検出器５・・・旋回
ロール　　　　　６・・・演算装置７・・・ストリップ
左右張力差検出器 ８・・・制１ｌｌＪ量演算装置 ９・・・操作部（圧下レベリング） ＩＯ・・・差分器　　　　　　　１１・・・張力差補正
器１２、１４・・・制御量演算部　　１３・・・加算器
１５・・・圧延荷重検出器 復代理人　弁理士　田村弘明 第１図 乙Ｔ＝乙丁ナメ Ｔ−乙Ｗ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）冷間圧延機の入側に、圧延機に送りこまれるスト
   リップの板幅位置をセンタリングする装置を設けると共
   に、前段より連続する１つ以上の圧延スタンドについて
   、その入側又は出側に、ストリップ幅方向位置検出器を
   上記センタリング装置を構成するストリップ幅方向位置
   検出器と兼用するか、もしくは別に設置し、更に、その
   圧延スタンドの出側にストリップ両端側の張力差を検出
   しうるストリップ左右張力差検出器を設け、上記ストリ
   ップ幅方向位置検出器とストリップ左右張力差検出器の
   出力信号から当該圧延スタンドの圧下レベリング出力を
   生成する演算装置を設けたことを特徴とする冷延圧延機
   のストリップ蛇行制御装置。
2. （２）圧延スタンドの入側又は出側でストリップの幅方
   向位置を測定すると共に、前記圧延スタンドの後面でス
   トリップの両側張力差分を測定し、その差分測定値又は
   これから予め定められた張力差目標値を差し引いた偏差
   値に基き、前記幅方向位置のセンターからの外れに応じ
   て変化する制御ゲインを使用して演算算出して得られた
   圧下レベリング制御量によって前記圧延スタンドの圧下
   レベリングをフィードバック制御することを特徴とする
   冷間圧延機におけるストリップ蛇行制御方法。