JPH0515914A

JPH0515914A - 圧延張力制御装置

Info

Publication number: JPH0515914A
Application number: JP3169585A
Authority: JP
Inventors: Hideo Katori; 取英夫香; Koji Ueyama; 山高次植; Naoharu Yoshitani; 谷直治芳; Masanori Shiotani; 谷政典塩; Nobuo Fukui; 井信夫福; Hidekuni Nakamura; 村英都中; Yuichi Kato; 藤祐一加
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1991-07-10
Filing date: 1991-07-10
Publication date: 1993-01-26

Abstract

(57)【要約】【目的】比較的小さな張力変動をも検出してそれを抑
制する。複数スタンドの張力制御系が干渉して発振する
のを防止する。【構成】検出張力偏差に応答して、圧下位置を修正す
る張力制御系を設ける。不感帯を有する張力制御系と不
感帯のない張力制御系とを１スタンドおきに交互に配置
する。後者の圧下修正による下流側張力変化は、前者の
不感帯以内なので、その変化に前者が応答せず、スタン
ド間で干渉が生じない。後者の制御系によって、小さな
張力偏差も修正される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱延工場の仕上工程で
タンデム圧延機により圧延を実施する際のスタンド間圧
延材張力の制御に利用しうる。

【０００２】

【従来の技術】本発明と関連のある従来技術は、例えば
特開昭５６−１３９２１０号，特開昭５７−１９３２１
３号，特開昭５９−１１８２２０号，及び特開昭５９−
１２７９１７号の各公報に開示されている。

【０００３】タンデム熱間圧延機においてスタンド間に
おける被圧延材（以下、圧延材という）張力は圧延板厚
に影響を及ぼす。そこで従来は、スタンド間にル−パを
配設しこのル−パによりスタンド間の圧延材張力を一定
に維持するようにしている。図９に、タンデム仕上圧延
機の一例を示す。ル−パは電動機ＩＭで駆動される。ル
−パ高さ制御器Ｈ．Ｃおよびル−パ張力制御器により、
ル−パの高さが設定範囲内にありかつストリップのスタ
ンド間張力が目標値に安定するように電動機ＩＭのトル
ク（電流）が制御される。ストリップの圧延板厚はフィ
−ドフォワ−ド板厚制御機能Ｆ．Ｆと自動板厚制御機能
ＡＧＣで制御される。図９中のＡＧＣのブロックに接続
したＳＲは圧下レオナ−ド、ＳＭは圧下電動機、Ｓ0は
ロ−ルギャップ検出器、ＬＣは圧延荷重計であり、Ｆ１
〜Ｆ７が各スタンドである。各スタンドの圧延ロ−ルは
ロ−ル駆動電動機Ｍで回転駆動され、この速度を主機レ
オナ−ドＳＲが制御する。ＳＡＣはサクセッシブまたは
マスフロ−制御入力を意味する。

【０００４】ところでこの種のタンデム圧延機では、ル
−パの応答性（数rad/sec）および圧延速度（Ｍによる
速度）の応答性（十数rad/sec）が、ロ−ル開度を定め
る油圧圧下位置制御装置（SR+SM)の応答性（百数十rad/
sec）に比べて桁違いに低いので、圧下位置（ロ−ル開
度）の変更によるスタンド間張力の変化に対するル−パ
の応答速度が低く、圧下の変化によって生ずる張力変動
を十分抑制できない。張力変動が生じると、ＡＧＣ制御
が抑制されて、薄物の圧延材の圧延時に平担度不良が生
じたり、板厚が目標値からずれる。例えば、検出した板
厚が目標値より大きくなると、ＡＧＣがロ−ル間間隙を
狭くするように圧下を調整するが、それによって圧延材
張力が小さくなり、その結果、板厚を小さくする効果が
弱くなるので、板厚調整の修正量が過少になる。

【０００５】冷間圧延においては、張力変動を圧下位置
（ロ−ル開度）制御により抑制している。従来のこの一
態様を図１０に示し、図１１には図１０に示す圧延設備
の、圧延制御機能を示す。この例では、＃１スタンドに
おいて圧下による板厚制御を実施し、＃２〜＃４スタン
ドではロ−ル周速（スタンド間ロ−ル周速比）により板
厚を決定する。スタンド間張力が変化し、許容範囲を外
れると圧下により張力を許容範囲に戻す（圧下による張
力制限制御）。＃４−５スタンド間において速度による
張力モニタＡＧＣ（スタンド間ロ−ル周速比制御による
板厚制御）を実施する。図１０において、ＡＰＣは圧下
位置制御装置、ＡＴＣは張力制御機能、ＡＳＲがロ−ル
周速比制御による板厚制御機能である。これらの制御機
能の内容を図１１に示す。

【０００６】スタンド間ロ−ル周速比により板厚を決定
しロ−ル周速比制御により板厚を制御し、圧下によりス
タンド間張力を制御する場合、油圧圧下位置制御装置の
応答性が高いので、ロ−ル周速の変化による張力変化を
十分吸収する速応性が高い張力制御が実現する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ｉスタ
ンドの張力制御による圧下の変化は上流側張力（ｉスタ
ンドとｉ−１スタンド間の圧延材張力）と下流側張力
（ｉスタンドとｉ＋１スタンド間の圧延材張力）の両者
に変化をもたらす。これらの変化は、各スタンドにおい
て張力制御による圧下の変化を誘起し、これらが前方張
力および後方張力に変化をもたらす。すなわちｉスタン
ドにおける張力制御による更なる圧下の変化を誘起す
る。このようにしてスタンド間で張力制御が相互作用し
て張力制御が発振してしまう。

【０００８】冷間圧延の場合には、圧下を操作した場
合、上流側張力は大きく変化するが下流側張力はほとん
ど変化しないので、このような問題は大きくはない。し
かし熱間圧延の場合には、下流側張力の変化が大きく、
上述の問題が起り易い。この種の問題に内在する圧延挙
動を計算式を用いて更に詳しく説明する。図12に、熱間
タンデム圧延において、スタンド間ロ−ル周速比により
板厚を決定しロ−ル周速比制御により板厚を制御し圧下
によりスタンド間張力を制御する場合の、圧延スタンド
の機能構成を示す。

【０００９】ここで、 Δｓi：ｉ番スタンド圧下位置偏差， Δｈi：ｉ番スタンド出側板厚偏差， Δｆi：ｉ番スタンド先進率偏差， ΔＶi：ｉ番スタンド入側圧延材速度偏差， Δｖi：ｉ番スタンド出側圧延材速度偏差， ΔＴi：ｉ番スタンド−(i+1)番スタンド間張力偏差，ｉ＝１，２，３（０は粗圧延最終スタンドを意味する）とすると、各スタンドのパラメ−タは次の計算式で表わ
すことができる。

【００１０】 Δｈ1＝Ａ1 Δs1−Ｗ1 ΔＴ0−Ｍ1ΔＴ1 ・・・(1) Δｆ1＝−Ｂ1 Δｈ1 ・・・(2) ΔＶ1＝Ｄ1 Δｆ1 ・・・(3) Δｖ1＝Ｅ1 Δｈ1 ＋Ｎ1 Δｖ1 ・・・(4) ΔＴ0＝Ｇ1 ΔＶ1／ｓ・・・(5) Δｈ2＝Ａ2 Δs2−Ｗ2 ΔＴ1−Ｍ2ΔＴ2 ・・・(6) Δｆ2＝−Ｂ2 Δｈ2 ・・・(7) ΔＶ2＝Ｄ2 Δｆ2 ・・・(8) Δｖ2＝Ｅ2 Δｈ2 ＋Ｎ2 Δｖ2 ・・・(9) ΔＴ1＝Ｇ2 ΔＶ2／ｓ・・・(10) Δｈ3＝Ａ3 Δs3−Ｗ3 ΔＴ2−Ｍ3ΔＴ3 ・・・(11) Δｆ3＝−Ｂ3 Δｈ3 ・・・(12) ΔＶ3＝Ｄ3 Δｆ3 ・・・(13) Δｖ3＝Ｅ3 Δｈ3 ＋Ｎ3 Δｖ3 ・・・(14) ΔＴ2＝Ｇ3 ΔＶ3／ｓ・・・(15) 但し、Ａｉ：ΔｓｉからΔｈｉへの伝達関数， −Ｂｉ：ΔｈｉからΔｆｉへの伝達関数，Ｄｉ：ΔｆｉからΔｖｉへの伝達関数，Ｅｉ：ΔｈｉからΔＶｉへの伝達関数，Ｇｉ：（ΔＶｉ−Δｖ(i-1)）からΔＴ(i-1)への伝達関
数，Ｗｉ：ΔＴ(i-1)からΔｈｉへの伝達関数，Ｍｉ：ΔＴｉからΔｈｉへの伝達関数，ｓ：ラプラスの演算子である。次に、ΔｓｉからΔＴ(i-1)への伝達関数を計
算する。上記第(1)〜(15)式からΔｈｉ，Δｆｉ，ΔＶ
ｉ，Δｖｉを消去すると次の第(16)〜(18)式が得られ
る。

【００１１】 α ΔＴ0＋β ΔＴ1 ＝θ Δｓ1 ・・・(16) γ ΔＴ1＋δ ΔＴ2 ＝κ Δｓ2＋λ Δｓ3 ・・・(17) ε ΔＴ0＋ζ ΔＴ1＋η ΔＴ2＝μ Δｓ1＋ν Δｓ2 ・・・(18) α＝１＋Ｇ1(Ｅ1−Ｎ1 Ｄ1 Ｂ1)Ｗ1／ｓ・・・(19) β＝Ｇ1(Ｅ1−Ｎ1 Ｄ1 Ｂ1)Ｍ1／ｓ・・・(20) γ＝Ｇ3 Ｄ2 Ｂ2 Ｗ2／ｓ・・・(21) δ＝１＋Ｇ3(Ｅ3−Ｎ3 Ｄ3 Ｂ3)Ｗ3／(ｓ＋Ｋ3 Ｄ3 Ｂ3 Ｍ3)＋Ｇ3 Ｄ2 Ｂ2 Ｍ2／ｓ・・・(22) ε＝Ｇ2 Ｄ1 Ｂ1 Ｗ1／ｓ・・・(23) ζ＝１＋Ｇ2(Ｅ2−Ｎ2 Ｄ2 Ｂ2)Ｗ2／ｓ＋Ｇ2 Ｄ1 Ｂ1 Ｍ1／ｓ・・(24) η＝Ｇ2(Ｅ2−Ｎ2 Ｄ2 Ｂ2)Ｍ2／ｓ・・・(25) θ＝Ｇ1(Ｅ1−Ｎ1 Ｄ1 Ｂ1)Ａ1／ｓ・・・(26) κ＝Ｇ3 Ｄ2 Ｂ2 Ａ2／ｓ・・・(27) λ＝Ｇ3(Ｅ3−Ｎ3 Ｄ3 Ｂ3)Ａ3／(ｓ＋Ｋ3 Ｄ3 Ｂ3 Ｍ3) ・・・(28) μ＝Ｇ2 Ｄ1 Ｂ1 Ａ1／ｓ・・・(29) ν＝Ｇ2(Ｅ2−Ｎ2 Ｄ2 Ｂ2)Ａ2／ｓ・・・(30) 前記第(16)式〜第(18)式を行列を用いて表わせば、次の
第(31)式及び第(32)式が得られる。

【００１２】

【数１】

【００１３】上記第(32)式を参照すると、各スタンドの
圧下位置変更（Δｓ1，Δｓ2，Δｓ3のいずれかの変
化）は、全ての位置の張力変化（ΔＴ0，ΔＴ1，ΔＴ2
の全ての変化）に影響を及ぼすことが分かる。ここで第
１スタンドの入側張力変動ΔＴ0に対しては第１スタン
ドの圧下位置変更Δｓ1のみで対応し、第２スタンドの
入側張力変動ΔＴ1に対しては第２スタンドの圧下位置
変更Δｓ2のみで対応し、第３スタンドの入側張力変動
ΔＴ2に対しては第３スタンドの圧下位置変更Δｓ3のみ
で対応する、と仮定すれば、次のような張力制御が実施
される。例えば１−２スタンド間にΔＴ1の張力変動が
外乱として生じた場合、２番スタンドの圧下位置変更
（Δｓ2）が実施されるので、それによって１−２スタ
ンド間の張力を目標値に戻すことができるが、圧下位置
変更(Δｓ2)に伴なって、２−３スタンド間の張力に変
動が生じる（ΔＴ2）。この張力変動に応答して、３番
スタンドの圧下位置変更（Δｓ3）が実施される。ま
た、２−３スタンド間の張力変動に伴なって２番スタン
ド出側の板厚が変動し、その影響で１−２スタンド間の
張力が変動する（ΔＴ1）ので、それを修正するように
再び２番スタンドの圧下位置変更（Δｓ2）が実施され
る。また、３番スタンドの圧下位置変更（Δｓ3）によ
って２−３スタンド間の張力変動が抑制される。最適な
制御が実施される場合には、これら一連の動作を繰り返
す間に張力変化は収束する方向に向かうが、実際には制
御の遅れやプロセスの変化に付随する時定数の影響によ
って、最適な制御が実施されず、特に隣接するスタンド
間での張力制御系の共振などにより、張力制御系が発振
を生じ、張力変動が収束しない。

【００１４】このような発振に対しては、制御装置内に
比較的低いレベルの偏差入力には反応しないように不感
帯を設けることが対策として考えられる。しかしなが
ら、不感帯を設けることは制御系の応答特性を悪化させ
ることにつながり、板厚制御の精度に悪影響を及ぼす。

【００１５】従って本発明は、圧延スタンド間での圧延
材の張力変動を抑制するとともに、隣接するスタンドの
張力制御系間の相互干渉による発振を防止し、高精度の
板厚制御を実現することを課題とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明においては、複数の圧延スタンドが連なって
配置された圧延設備の圧延張力制御装置において、圧延
スタンド上流の被圧延材の張力を検出する張力検出手
段，及び該張力検出手段の検出した上流側張力に応じて
前記圧延スタンドのロ−ル間間隙を修正する張力制御手
段；を複数の圧延スタンドにそれぞれ設置するととも
に、検出張力偏差に対して所定レベル以下の範囲では応
答しない不感帯を備えた張力制御手段と前記不感帯を備
えない張力制御手段とを１スタンド毎に交互に配置す
る。

【００１７】

【作用】例えば図１２の例と同様に３スタンドの圧延機
を制御する場合に、１番スタンドと３番スタンドの張力
制御系に不感帯を設け、２番スタンドの張力制御系には
不感帯を設けないように構成した場合を説明する。な
お、不感帯を有する張力制御系においては、検出した張
力偏差（目標値−検出値）が所定のしきい値Ｔth（例え
ば±0.2 Kg/mm²）より小さい時には出力を零にし、検出
した張力偏差がＴth以上の場合に所定の張力制御を実施
する。また、第１スタンドの入側張力変動ΔＴ0に対し
ては第１スタンドの圧下位置変更Δｓ1のみで対応し、
第２スタンドの入側張力変動ΔＴ1に対しては第２スタ
ンドの圧下位置変更Δｓ2のみで対応し、第３スタンド
の入側張力変動ΔＴ2に対しては第３スタンドの圧下位
置変更Δｓ3のみで対応する、と仮定する。

【００１８】例えば１−２スタンド間にΔＴ1の張力変
動が外乱として生じた場合、２番スタンドの圧下位置変
更（Δｓ2）が実施されるので、それによって１−２ス
タンド間の張力を目標値に戻すことができるが、圧下位
置変更(Δｓ2)に伴なって、２−３スタンド間の張力に
変動が生じる（ΔＴ2）。しかし、通常の圧延において
は、操業中に生じる張力の外乱（この場合のΔＴ1）は
最大でも0.5 Kg/mm²程度であり、その場合の前方張力へ
の影響（この場合のΔＴ2）は最大でも0.2 Kg/mm²であ
るので、±0.2 Kg/mm²の不感帯を備える３番スタンドの
張力制御系においては、入側張力変動が不感帯より小さ
く、従って３番スタンドの圧下位置変更（Δｓ3）は実
施されない。２−３スタンド間の張力変動に伴なって２
番スタンド出側の板厚が変動し、その影響で１−２スタ
ンド間の張力が変動する（ΔＴ1）ので、それを修正す
るように再び２番スタンドの圧下位置変更（Δｓ2）が
実施される。これらの制御が繰り返し実施され、張力偏
差（ΔＴ1）は徐々に零に近づくように収束する。この
場合、１−２スタンド間の張力変動（ΔＴ1）に３番ス
タンドの張力制御系が影響を及ぼすことはないので、隣
接するスタンドにおいて複数の張力制御系が共振し発振
することはない。

【００１９】張力制御は板幅制御を行なう上で非常に重
要な要素である。従って、全てのスタンドの張力制御系
に不感帯を備えると、しきい値レベルＴth より小さな
張力変動を全く抑制できないので、充分な板幅制御精度
が得られない。しかし本発明によれば、不感帯のない張
力制御系が１スタンドおきに配置されているので、それ
らの部分で張力変動が検出された場合には、しきい値レ
ベル以下の小さな張力変動をも抑制することができ、板
幅精度が上がる。

【００２０】

【実施例】図１に本発明を実施する熱間仕上圧延工程に
おけるタンデム圧延機の構成を一例として示す。図１を
参照すると、この実施例では、７基の圧延スタンド＃
１，＃２，＃３，＃４，＃５，＃６，及び＃７が設けら
れている。各々の圧延スタンドには、圧下位置を調整す
るための油圧圧下機構と、圧延ロ−ルを回転駆動する主
機速度モ−タが設けられている。また、ロ−ル位置、即
ちロ−ル間間隙を検出するロ−ル位置検出器と、圧延荷
重を検出するロ−ドセルが各圧延スタンドに設けられて
いる。更に、隣接する圧延スタンドの間には、圧延材
（鋼材）の張力を検出する張力計がそれぞれ設けられて
いる。

【００２１】図１のタンデム圧延機の制御系の構成を図
２に示す。なお図２には３基の圧延スタンドとそれに対
応する制御系を示してあるが、他の圧延スタンドについ
ても同様の制御が実施される。図２においては、中央の
ｉ番目の圧延スタンドとそれに関連する要素は、その符
号に「(i)」を付して他のスタンドと区別し、それより
１スタンド上流側の圧延スタンドに対応する要素は、符
号に「(i-1)」を付し、１スタンド下流側の圧延スタン
ドに対応する要素は、符号に「(i+1)」を付してある。

【００２２】図２を参照して各制御要素について説明す
る。圧下制御装置ＰＣは、圧下位置指令に基づいて油圧
圧下機構を制御し、圧下位置（ロ−ル間間隙）を調整す
る。この実施例では、圧下位置修正指令信号が張力制御
装置ＴＣから出力される。板厚計算装置ＳＨは、次に示
すゲ−ジメ−タ式に基づいてスタンド出側板厚を計算
し、計算結果を速度補正装置ＶＡ(i)及びＶＡ(i+1)に出
力する。

【００２３】

【数２】ｈ＝Ｓ＋（Ｆ／Ｍ）＋Δ ・・・（33）但し、ｈ：スタンド出側板厚，Ｓ：圧下位置，Ｆ：圧延荷重実績，Ｍ：ミル剛性係数， Δ：各種補正係数張力制御装置ＴＣは、スタンド間に配置された張力計が
出力するスタンド上流側張力に基づいて、圧下位置修正
指令信号を出力する。この装置の構成を図３に示す。図
３を参照すると、入力される検出張力と予め設定された
張力設定値との差分、即ち張力偏差が、増幅器１０１を
介して、又は直接、ＰＩ制御装置１０２に入力され、Ｐ
Ｉ制御装置１０２が圧下位置修正指令信号を生成する。
ｉ番スタンドには増幅器１０１がないが、ｉ−１番スタ
ンド及びｉ＋１番スタンドの制御系に設けられた増幅器
１０１は不感帯（横軸が入力レベル，縦軸が出力レベル
を示す）を備えている。即ち、検出された張力偏差（張
力目標値−検出張力）がしきい値Ｔth 未満である時に
は増幅器１０１の出力は零であり、Ｔth 以上の張力偏
差に対しては入力レベルに比例したレベルを出力する。
この例では、Ｔth を0.2 Kg/mm²に設定してある。また
図３には３スタンド分の制御系を示してあるが、実際に
は、＃１，＃３，＃５及び＃７の各スタンドの張力制御
系に不感帯が設けてあり、＃２，＃４及び＃６の各スタ
ンドの張力制御系には不感帯がない。つまり、１スタン
ドおきの張力制御系のみに不感帯が備わっている。

【００２４】再び図２を参照すると、速度補正装置ＶＡ
(i)には、板厚計算装置ＳＨ(i-1)の出力する前スタンド
出側板厚，及び板厚計算装置ＳＨ(i)の出力する当スタ
ンド出側板厚が入力される。速度補正装置ＶＡ(i)の構
成を図５に示す。図５を参照すると、入力される前スタ
ンド出側板厚信号は、圧延材の移動速度に応じて時間を
遅らせる遅延要素１１１を通り、該前スタンド出側板厚
に対応する圧延材部分が当スタンド入側に到達するタイ
ミングで、当スタンドの入側板厚として、板厚計算装置
ＳＨ(i)から出力される当スタンド出側板厚と共に先進
率計算装置１１２に入力される。これらの入力信号に基
づいて、先進率計算装置１１２においては、次の第(34)
式（又は第(35)式）の計算を実施して、当スタンドにお
ける先進率ｆを計算する。

【００２５】

【数３】

【００２６】但し、ｆ：先進率， μ：摩擦係数，
Ｈ：ロ−ル入側板厚，ｈ：ロ−ル出側板厚，Ｒ：ロ−ル径， γ：圧下率［（Ｈ−ｈ）／Ｈ］， σ_f：前方張力（スタンド下流側張力）， σ_b：後方張力（スタンド上流側張力），Ｋ_f：変形抵抗メモリ１１３は、制御開始時の先進率を記憶し保持す
る。従って変換装置１１４には、制御開始時の先進率と
現在の先進率との偏差、すなわち先進率の変化分が入力
される。変換装置１１４は、入力される先進率の変化分
をロ−ル周速度の変化に換算する。その計算結果が、Ｐ
Ｉ制御装置１１５に入力される。ＰＩ制御装置１１５
は、ロ−ル周速度偏差指令を出力する。

【００２７】一方、図１に示すように７番圧延スタンド
の出側にはＸ線板厚計が設置されている。このＸ線板厚
計の出力する検出板厚信号が、図２に示すＸ線モニタ板
厚制御装置ＸＨＣに入力される。Ｘ線モニタ板厚制御装
置ＸＨＣは、予め設定された出側板厚目標値と入力され
る検出板厚との差分、即ち板厚偏差に基づいて、その偏
差を修正するように各スタンド間のロ−ル周速度比を修
正する。この修正結果に基づいて、各々の圧延スタンド
に対応付けられた７つのロ−ル周速度基準信号を生成
し、それらを主機モ−タ速度制御装置ＭＶＣに対して出
力する。

【００２８】主機モ−タ速度制御装置ＭＶＣは、Ｘ線モ
ニタ板厚制御装置ＸＨＣの出力する７つのロ−ル周速度
基準信号と、各速度補正装置ＶＡ(1)〜ＶＡ(7)の出力す
るロ−ル周速度偏差指令とに基づいて、各圧延スタンド
の主機モ−タ速度基準信号を生成する。主機モ−タ速度
制御装置ＭＶＣの構成を図４に示す。図４に示すよう
に、この主機モ−タ速度制御装置ＭＶＣは、各スタンド
間のマスフロ−が変化しないように、サクセシブをとり
ながら、各スタンドの主機モ−タ速度を調整する。７番
スタンドのロ−ル周速度基準とＶＡ(7)からのロ−ル周
速度偏差指令によって生成された７番スタンドのロ−ル
周速度は、ロ−ル周速度からモ−タ回転速度に変換され
て出力される。同様に６番スタンドのロ−ル周速度は、
６番スタンドのロ−ル周速度基準とＶＡ(6)からのロ−
ル周速度偏差指令によって生成されるが、７番スタンド
のロ−ル周速度に応じて修正された後で、モ−タ回転速
度に変換されて出力される。５番スタンドのロ−ル周速
度は、５番スタンドのロ−ル周速度基準とＶＡ(5)から
のロ−ル周速度偏差指令によって生成され、６番スタン
ドのロ−ル周速度に応じて修正される。同様に、４番ス
タンドのロ−ル周速度は、４番スタンドのロ−ル周速度
基準とＶＡ(4)からのロ−ル周速度偏差指令によって生
成され、５番スタンドのロ−ル周速度に応じて修正さ
れ、３番スタンドのロ−ル周速度は、３番スタンドのロ
−ル周速度基準とＶＡ(3)からのロ−ル周速度偏差指令
によって生成され、４番スタンドのロ−ル周速度に応じ
て修正され、２番スタンドのロ−ル周速度は、２番スタ
ンドのロ−ル周速度基準とＶＡ(2)からのロ−ル周速度
偏差指令によって生成され、３番スタンドのロ−ル周速
度に応じて修正され、１番スタンドのロ−ル周速度は、
１番スタンドのロ−ル周速度基準とＶＡ(1)からのロ−
ル周速度偏差指令によって生成され、２番スタンドのロ
−ル周速度に応じて修正される。

【００２９】図２の構成に対応する張力制御系の各要素
を伝達関数で表わした構成を図６に示す。図６に示す各
要素の大部分は、前に説明した図１２の内容と同一であ
る。異なっているのは、＃ｉ−１スタンドと＃ｉ＋１ス
タンドの制御系にそれぞれ不感帯が加わった点である。

【００３０】図６の構成において、＃i-1，＃ｉ，及び
＃i+1をそれぞれ＃１，＃２，及び＃３スタンドとみな
した場合、ｉ番スタンド入側に張力変化の外乱ΔＴ1が
加わった場合に次のように制御が実施される。２番スタ
ンドの圧下位置変更（Δｓ2）が実施されるので、それ
によって１−２スタンド間の張力が目標値に戻るように
制御される。しかし、圧下位置変更(Δｓ2)に伴なっ
て、２−３スタンド間の張力に変動が生じる（ΔＴ
2）。通常の圧延においては、操業中に生じる張力の外
乱（この場合のΔＴ1）は最大でも0.5 Kg/mm²程度であ
り、その場合の前方張力への影響（この場合のΔＴ2）
は最大でも0.2 Kg/mm²であるので、±0.2 Kg/mm²の不感
帯を備える３番スタンドの張力制御系においては、入側
張力変動が不感帯より小さく、従って３番スタンドの圧
下位置変更（Δｓ3）は実施されない。２−３スタンド
間の張力変動に伴なって２番スタンド出側の板厚が変動
し、その影響で１−２スタンド間の張力が変動する（Δ
Ｔ1）ので、それを修正するように再び２番スタンドの
圧下位置変更（Δｓ2）が実施される。これらの制御が
繰り返し実施され、張力偏差（ΔＴ1）は徐々に零に近
づくように収束する。この場合、１−２スタンド間の張
力変動（ΔＴ1）に３番スタンドの張力制御系が影響を
及ぼすことはないので、隣接するスタンドにおいて複数
の張力制御系が共振し発振することはない。

【００３１】変形実施例について説明する。この実施例
では、＃２，＃４，及び＃６の各スタンドの張力制御系
に不感帯が備わっており、＃１，＃３，＃５，及び＃７
の各スタンドの張力制御系には不感帯がない。図７及び
図８にこの実施例の構成を示す。図７及び図８は、それ
ぞれ前記実施例の図３及び図６に対応している。つま
り、不感帯を備えるスタンドの位置が変更になった他は
前記実施例と同一の構成である。

【００３２】

【発明の効果】以上のとおり本発明によれば、張力制御
系の不感帯が１スタンドおきの制御系のみに設けられて
いるので、不感帯のない張力制御系によって、比較的小
レベルの張力変動が生じた場合でもそれを抑制でき、し
かもその張力制御系が圧下位置を変更することによって
生じる下流側張力変動が、隣接スタンドの制御系の不感
帯レベル未満であるので、隣接スタンドの複数の張力制
御系がお互いに干渉して発振を生じることはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】タンデム圧延機の構成の概要を示す正面図で
ある。

【図２】図１の一部分の制御系の構成を示すブロック
図である。

【図３】図３の各ＴＣの構成を示すブロック図であ
る。

【図４】図２のＭＶＣの構成を示すブロック図であ
る。

【図５】図２のＶＡの構成を示すブロック図である。

【図６】図２の張力制御系の伝達関数を示すブロック
図である。

【図７】変形実施例の各ＴＣの構成を示すブロック図
である。

【図８】変形実施例の張力制御系の伝達関数を示すブ
ロック図である。

【図９】タンデム圧延システムの従来例を示すブロッ
ク図である。

【図１０】張力制御を実施する従来例を示すブロック
図である。

【図１１】図１０の装置の制御の内容を示すブロック
図である。

【図１２】３スタンドの張力制御系の構成を示すブロ
ック図である。

【符号の説明】

１０１：増幅器（不感帯あり）１０２：ＰＩ制御装置１１１：遅延要素１１２：先進率
計算装置１１３：メモリ１１４：変換装
置１１５：ＰＩ制御装置ＴＣ(i),ＴＣ(i-1),ＴＣ(i+1)：張力制御装置ＰＣ(i),ＰＣ(i-1),ＰＣ(i+1)：圧下制御装置ＳＨ(i),ＳＨ(i-1),ＳＨ(i+1)：板厚計算装置ＶＡ(i),ＶＡ(i-1),ＶＡ(i+1)：速度補正装置ＸＨＣ：Ｘ線モニタ板厚制御装置ＭＶＣ：主機モ−タ速度制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者塩谷政典富津市新富20−１新日本製鐵株式会社中央研究本部内 (72)発明者福井信夫君津市君津１番地新日本製鐵株式会社君津製鐵所内 (72)発明者中村英都君津市君津１番地新日本製鐵株式会社君津製鐵所内 (72)発明者加藤祐一君津市君津１番地新日本製鐵株式会社君津製鐵所内

Claims

【特許請求の範囲】【請求項１】複数の圧延スタンドが連なって配置され
た圧延設備の圧延張力制御装置において、圧延スタンド上流の被圧延材の張力を検出する張力検出
手段，及び該張力検出手段の検出した上流側張力に応じ
て前記圧延スタンドのロ−ル間間隙を修正する張力制御
手段；を複数の圧延スタンドにそれぞれ設置するととも
に、検出張力偏差に対して所定レベル以下の範囲では応
答しない不感帯を備えた張力制御手段と前記不感帯を備
えない張力制御手段とを１スタンド毎に交互に配置した
ことを特徴とする、圧延張力制御装置。