JPH0452016A - タンデム圧延機の速度制御装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、鋼板のような金属板材を複数のスタンドで
連続的に圧延するタンデム圧延機の各スタンドの速度を
制御するタンデム圧延機の速度制御装置に関する。

（従来の技術） 一般に、複数のスタンドそれぞれを駆動電動機により個
別に異なった速度で駆動し、材料を順次薄い板厚になる
ように圧延するタンデム圧延機においては、安定した圧
延を実施例するためには各スタンドの圧延機のマスフロ
ーが等しくなるように各スタンドのロール周速度を決定
し、制御する必要がある。

すなわち、 Ｕｉ＝Ｗｉ　　＋ｈｉ　　ａＶｒ　　ｉ　　（１＋ｆ　
　ｉ）・・・　（１） ここで、 ｉ：スタンド番号 （−１〜ｎ：ｎは最終スタンド番号） Ｗ：板幅 ｈ：出厚 Ｖｒ：ルール周速度 ｆ：先進率 で表わされる各スタンドの出側のマスフローＵｉが全ス
タンドで等しくなるようにロール周速度Ｖｒを制御する
必要があるのである。

−船釣なタンデム圧延機の速度パターンの一例を第２図
に示しているが、この第２図において縦軸は最終スタン
ド出側材料速度Ｖｎであり、Ｖｔｈは通板速度、Ｖｔｏ
ｐは圧延速度を表わしている。そこでいま、Ｖｔｏｐて
の圧延状態において、（１）式か成り立つように各スタ
ンドのロール周速度を決定するとすると、Ｖｒｉは（２
）式で得られる。

・・・　（２） ｉ−１〜ｎ この（２）式で得られる各スタンド速度の比の設定と、
第２図のような速度パターンの実現のため、従来、スタ
ンド速度比を設定する５ＳＲＨと圧延速度を設定するＭ
ＲＨとが用いられていた。

すなわち、各スタンドのロール周速度Ｖｒｉを得るため
の速度基準を、 Ｖｒ　　１＝ｓｓＲＨｉ　　や　ＭＲＨ−Ｖｔｏｐ・・
・　（３） で与えていた。

なおここて、５ＳＲＨｉとＭＲＨとはそれぞれ次の（４
）、（５）式で与えられる。

第３図は３スタンドタンデム圧延機の速度制御装置の従
来例を示しており、１〜３はそれぞれ、１対のワークロ
ールとバックアップロールとて構成される４段圧延機で
あり、圧延材４を圧延するものである。各スタンドには
、圧延機１〜３それぞれを回転駆動するための駆動電動
機５〜７が備えられている。この各駆動電動機５〜７は
速度制御装置８〜１０により速度制御されるのであるが
、そのために、各電動機５〜７に回転速度実績値を検出
するための回転速度検出器１１〜１３が直結されている
。

また各スタンド間での速度比を設定する５ＳＲＨ設定器
１４〜１６と、この５ＳＲＨ設定器１４〜１６各々に対
して圧延速度を設定するＭＲＨ設定器１７と、圧延速度
設定器１８とが備えられ、さらに前記回転速度検出器１
１〜１３の検出速度とこの５ＳＲＨ設定器１４〜１６に
より与えられる各スタンドごとの目標速度とを比較する
比較器１７〜１９が備えられている。

さらに演算装置２２が備えられており、この演算装置２
２により、上記（２）、（３）式を用いて各スタンド１
〜３ごとの５ＳＲＨの設定値を演算して５ＳＲＨ設定器
１４〜１６それぞれに設定するようになっている。

このような従来のタンデム圧延機の速度制御装置では、
演算装置２２により、各スタンドの前後方張力等のデー
タ及び各スタンドを駆動する駆動電動機５〜７の定格や
圧延機１〜３の最大荷重などの制限条件に関するデータ
を用いて各スタンドの先進率ｆｉを演算し、あらかしめ
目標値として設定される各スタンドの出厚ｈｉやこの先
進率ｆｉ１さらにあらかじめ決定されている圧延速度Ｖ
ｔｏｐを用いて、（２）式に従って各スタンドのロール
周速度Ｖｒｉを決定する。

また、（４）式に基づいて５ＳＲＨｉ設定値を演算し、
設定値５ＳＲＨｉ各々を５ＳＲＨ設定器１４〜１６各々
に設定し、さらに最終出側速度Ｖｒｎを圧延速度設定器
１８に設定する。そして、このようにして設定された状
態において、ＭＲＨ設定器１７のＭＲＨ設定値を０〜１
．０の範囲で圧延状態に応じて設定変更することにより
、（３）式で得られる速度基準Ｖｒｉが各スタンドの速
度制御装置８〜１０の速度比較器１９〜２１に与えられ
る。

この速度比較器１９〜２１各々では、駆動電動機５−７
それぞれの回転速度検出器１１〜１３か−の速度実績値
各々と速度基準Ｖｒｉ各々とが比較され、その偏差量を
速度制御装置８〜１０に入力してその偏差か０となるよ
うに速度制御装置８＝　１　ｒ＋は駆動電動機５〜７各
々の回転速度を調整する。

例えば、最終材料速度Ｖｔ　ａｐを１０　ｍ　／　ｓ、
各スタンドの出厚り、　１　＝　１０順、　　ｈ２＝５
ｍｍ、　　ｈ３−２　ｎｏ＊とづると、マスフローは：
１．　ＯＸ　２−２０であり、第１スタンドの出側速度
Ｖｒｌ−１０Ｘ″、２／１（）＝２ｍｌ−′ｓ、第２ス
タンドの出側速度Ｖｒ″２　＝　１０　Ｘ　２　／　５
　＝　４　ｍ　／　ｓとなる。したかって、Ｓ　Ｓ　Ｒ
Ｈ１＝　０　、　２　、　　Ｓ　Ｓ　ＨＲ２＝　０　、
　５　。

５ＳＨＲ３＝１．０と設定するとき、（４）式に基づい
て定格速度Ｖｔｏｐでの各スタンドの出側速度を設定す
ることがてきる。そこてさらに、このＶ　ｔ　Ｏｐに対
する最終段の出側速度■３の比ＭＲＨをＯ〜］、０の間
に設定することにより、（３）式に基づいて各スタンド
の目標速度を自在に設定することができ、例えば最終段
の出側速度Ｖ３を５　ｍ　／　ｓとすると、これはｖｔ
ｏｐ（−１０ｍ／ｓ）に対して０．５であり、Ｍ　ＲＨ
−０。

５と前記５ＳＲＨＩ　〜３１７）値と前記Ｖｔｏｐ（−
１０ｍ／ｓ）を（３）式に代入することにより、各スタ
ンドの出側速度をＶｒｌ＝１ｍ／ｓ、Ｖｒ２＝２ｍ／ｓ
、Ｖｒ３−５ｍ／ｓと設定することができるのである。

（発明か解決しようとする課題） しかしなから、このような従来のタンデム圧延機の速度
制御装置では次のような問題点があった。

すなわち、各スタンドのロール周速度Ｖｒｉを（２）式
で決定する際に先進率ｆｉを予測しているが、この先進
率ｆｉは、特に冷間圧延ではロールバイト内における圧
延材４とワークロールとの間の摩擦係数の大きさに影響
されるため、ロールの加減速による摩擦係数の変化の影
響を受けて圧延速度に応じて変化し、しかもその変化が
スタンドごとによって異なる。

したがって、ある特定の圧延速度における先進率を用い
て５ＳＲＨを設定するならば、任意の速度においてスタ
ンドごとのマスフローが等しくならないことがあって、
スタンド間張力の変動や板厚変化を引き起こす問題点か
あった。

そこで、圧延材の出側速度を実測し、それを目標速度と
一致するように各スタンドにおける駆動電動機の速度制
御を行えばよいのであるが、従来、材料速度を正確に計
測する手段が見出だされておらず、実速度に基づく速度
制御はタンデム圧延機の速度制御には利用することがで
きなかった。

この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、非接触で各スタンドの出側の材料速度を計測し、
その材料速度を目標速度と比較して速度制御することに
より各スタンドでマスフローを正しく一致させることが
できるタンデム圧延機の速度制御装置を提供することを
目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明のタンデム圧延機の速度制御装置は、複数のス
タンド各々を駆動する駆動電動機と、前記複数のスタン
ド各々の出側の材料速度目標値をマスフロー一定則から
演算して設定する材料速度目標値演算装置と、前記各ス
タンドの出側の材料速度を非接触で検出する材料速度検
出器と、前記材料速度目標値と前記材料速度検出値とが
等しくなるように前記各スタンドの駆動電動機の速度修
正量を演算する材料速度制御装置と、前記駆動電動機の
速度修正量に従って前記各スタンドの駆動電動機の回転
速度を制御する電動機速度制御装置とを備えたものであ
る。

（作用） この発明のタンデム圧延機の速度制御装置では、各スタ
ンドごとの出側の材料速度を非接触の材料速度検出器に
よって検出し、この材料速度検出値を目標速度と比較し
、その偏差に応じて各スタンドの材料速度が目標速度に
一致するように各スタンドの駆動電動機の回転速度を制
御する。

したがって、先進率の変化の影響を受けることなく各駆
動電動機の速度制御が行えて、正確にマスフロー一定の
速度制御が可能となる。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図に基づいて詳説する。

第１図はこの発明の一実施例を示している。なおこの第
１図において、従来例の第３図と共通の構成要素につい
ては同一の符号を付して示しである。

この実施例では、従来例に対してさらに、各スタンドご
とに加算器２３〜２５と、レーザード、。

ブラー効果を利用した非接触の速度センサ２６〜２８と
、比較器２９〜３１と、材料速度制御装置３２〜３４と
、ゲート３５〜３７と、係数設定器３８〜４０を付加し
た構成としている。

次に、上記の構成のタンデム圧延機の速度制御装置の動
作について説明する。

圧延材４のマスフローの式を次の（６）、（７）式のよ
うに表わすことかできる。

Ｕｉ−Ｗｉ　　−ｈｉ　　φ　Ｖｉ　　　　　　　・−
（６）Ｖｉ−Ｖｒ　　ｉ　　・　（１＋ｆ　　ｉ）　　
　−（７）ここでＶｉはｉスタンドの出側材料速度であ
る。

この実施例では、各スタンドの出側材料速度を直接制御
することにより、従来例のような先進率ｆｉの変化によ
る各スタンドのマスフローのバランスの崩れをなくすこ
とを特徴としており、前記（２）式の代わりに、次の（
８）式により各スタンドの出側材料速度Ｖｉを決定し、
さらに５ＳＲＨｉを次の（９）式により決定するように
している。

・・・　（９） ｉ＝１　〜　ｎ そこで、第１図において、演算装置２２は（８）式で各
スタンド出側材料速度Ｖｉを演算し、さらに（９）式に
より各スタンドの５ＳＲＨ設定値を演算し、この設定値
５ＳＲＨｉを５ＳＲＨ設定器１４〜１６各々に設定する
。また速度設定器１８に最終スタンドの圧延速度Ｖｔｏ
ｐを設定する。

この状態で、ＭＲＨ設定器１７においてＭＲＨを０〜１
．０の範囲で任意に設定変更することにより、５ＳＲＨ
設定器１４〜１６の出力には（８）式に比例した各スタ
ンド出側材料速度目標値Ｖｉが得られる。

このことは、５ＳＲＨ設定器１４〜１６の出力の比をみ
ると、常に（９）式の関係にあり、例えば（９）式にお
いてＷｉ＝Ｗｎ（通常、板幅はほぼ一定であり、この関
係は常に成り立つものとすることができる）であれば、
出側板厚の比に等しくなる。

この５ＳＲＨ設定器１４〜１６の出力はそれぞれ比較器
２９〜３１及び係数設定器３８〜４０に送られる。

比較器２９〜３１には、各スタンド出側に設置された材
料速度検出器２６〜２８の出力が入力されている。この
比較器２９〜３１には、比較値として５ＳＲＨ設定器１
４〜１６の出力である出側材料速度目標値も入力され、
前記材料速度検出器２６〜２８の出側材料速度実績値と
比較し、その偏差を材料速度制御装置３２〜３４に出力
される。

材料速度制御装置３２〜３４はＰＩＤ制御を実施し、比
較器２９〜３１の出力が０となるような各スタンド駆動
電動機１〜３の速度修正量を演算し、ゲート３５〜３７
を経由して加算器２３〜２５に出力する。

なお、ゲート３５〜３７は、スタンド間に圧延材４があ
り、材料速度検出器２６〜２８が正常に検出できる状態
で閉路する。

係数設定器３８〜４０は５ＳＲＨ設定器１４〜１６の出
力である出側材料速度目標値を各スタンド駆動電動機１
〜３の目標値に変換する係数を設定するもので、例えば
各スタンドの先進率ｆｉを演算装置２２で演算し、１／
（１＋ｆｉ）を係数設定器３８〜４０に設定する。

この係数設定器３８〜４０の出力は加算器２３〜２５に
送られ、材料速度制御装置３２〜３４の出力と加算され
て各スタンドの駆動電動機５〜７の速度基準となり、比
較器１９〜２１それぞれに送られる。

この比較器１９〜２１においては、駆動電動機５〜７そ
れぞれの実際速度と比較され、その偏差か０になるよう
に速度制御装置８〜１０により各駆動電動機１〜３の速
度制御が行われる。

これにより、各スタンド出側材料速度Ｖｉは常に（９）
式の関係を維持した形で制御できることになる。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、材料速度を非接触型速
度検出器により検出して速度基準と比較し、各駆動電動
機の回転速度を制御するようにしているために、従来の
ように先進率を考慮することなく材料出側速度の制御を
行うことができ、マスフロー一定の速度制御が正確に行
えて、製品品質の向上と圧延の安定性の向上とが図れる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のブロック図、第２図は一
般的な速度基準パターングラフ、第３図は従来例のブロ
ック図である。 １〜３・・・圧延機　　　４・・・圧延材５〜７・・・
駆動電動機　８〜１０・・・速度制御装置１１〜１３・
・・回転速度検出器 １４〜１６・・・５ＳＲＨ設定器 １７・・・ＭＲＨ設定器　１８・・・速度設定器１９〜
２１・・・比較器　２２・・・演算装置２３〜２５・・
・加算器 ２６〜２８・・・材料速度検出器 ２９〜３１・・比較器 ３２〜３４・・・材料速度制御装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数のスタンド各々を駆動する駆動電動機と、前記複数
   のスタンド各々の出側の材料速度目標値をマスフロー一
   定則から演算して設定する材料速度目標値演算装置と、 前記各スタンドの出側の材料速度を非接触で検出する材
   料速度検出器と、 前記材料速度目標値と前記材料速度検出値とが等しくな
   るように前記各スタンドの駆動電動機の速度修正量を演
   算する材料速度制御装置と、前記駆動電動機の速度修正
   量に従って前記各スタンドの駆動電動機の回転速度を制
   御する電動機速度制御装置とを備えて成るタンデム圧延
   機の速度制御装置。