JPH0531517A - タンデム圧延機の板厚制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 板厚制御と張力制御との相互干渉による悪影
響を低減する。 【構成】 第３スタンドから第４スタンドの板厚張力制
御装置１０２〜１０４は、それぞれ圧下位置指令値とロ
ール速度指令値とを併せて演算する。又、この際に用い
られるスタンド出側板厚実績値は、マスフロー式又はゲ
ージメータ式等の演算式により求められる。又、用いら
れる演算式は、それぞれのスタンドのマスフロー板厚補
正装置１２２〜１２４により補正される。従って、板厚
制御と張力制御との干渉による悪影響を低減し、板厚制
御の制御精度を向上し、張力制御の安定度の向上を図る
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、所定のスタンドの圧下
位置と、当該スタンドの上流スタンドあるいは当該スタ
ンドを含む下流スタンドのロール速度を操作して、出側
板厚を制御するタンデム圧延機の板厚制御方法に係り、
特に、板厚制御の制御精度の向上及び張力制御の安定度
の向上が可能な、タンデム圧延機の板厚制御方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】タンデム圧延機の各スタンド出側板厚及
び各スタンド間張力を制御することは、製品品質や操業
安定等の面で重要な要素である。従って、板厚制御と張
力制御とを共に行うタンデム圧延機の板厚制御方法とし
て、様々な技術が開示されている。

【０００３】このようなタンデム圧延機の板厚制御方法
の一般的方法としては、所定のスタンド出側板厚を制御
する際、当該スタンド出側板厚を検出し、これに従って
当該スタンドより上流スタンドのロール速度を操作した
り、あるいは当該スタンドを含む下流スタンドのロール
速度を操作して、当該スタンド出側板厚を目標値に制御
するという方法がある。又、このような所定スタンド出
側板厚の制御の際、当該スタンド入側張力の目標範囲を
設け、この範囲を超えた場合には、当該スタンド圧下位
置を操作して、当該スタンド入側張力がこの目標範囲内
となるように制御する。

【０００４】このようなタンデム圧延機の板厚制御方法
によれば、所定スタンド出側板厚をフィードバック制御
すると共に、この際のスタンド間張力を、当該板厚制御
が安定して行える目標範囲内に制御することができ、板
厚制御の所定の制御精度を得ることができると共に、こ
の板厚制御に必要とされる張力制御の安定度を確保する
ことができる。

【０００５】

【発明が達成しようとする課題】しかしながら、従来の
タンデム圧延機の板厚制御方法は、板厚制御の際に、張
力制御のための操作の干渉による悪影響の恐れ、例えば
板厚偏差が増大してしまったり、板厚制御が不安定にな
ってしまう恐れがある。

【０００６】従って、前述の従来のタンデム圧延機の板
厚制御方法では、スタンド間張力の張力制御に目標範囲
を設け、スタンド間張力がこの目標範囲内で変化したと
しても、該当スタンドの圧下位置の操作を行わないよう
にしている。即ち、圧下位置の操作の頻度を減少してい
る。

【０００７】板厚制御への、張力制御の操作の干渉及び
これによる悪影響を低減するためには、前述の目標範囲
を広くする必要がある。しかしながら、この目標範囲を
広くすることは、操業安定性の面では好ましくない。

【０００８】従来、中間スタンドの圧下位置を変更した
場合、当該スタンド出側板厚はほとんど変化しないと言
われていた。しかしながら、これは定常状態での特性で
あって、中間スタンドの圧下位置の変更中の過渡状態に
おいては、該当スタンドの出側板厚は変化してしまう。

【０００９】従って、前述のタンデム圧延機の板厚制御
方法等、従来のタンデム圧延機の板厚制御方法では、張
力制御の操作が板厚制御へ干渉し、板厚制御の制御精度
が低下してしまったり、安定度が低下してしまうという
問題があった。

【００１０】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
くなされたもので、板厚制御への、張力制御の操作の干
渉による悪影響を低減し、板厚制御の制御精度を向上さ
せると共に、張力制御の安定度の向上を図ることが可能
な、タンデム圧延機の板厚制御方法を提供することを目
的とする。

【００１１】

【課題を達成するための手段】本発明は、所定のスタン
ドの圧下位置と、当該スタンドの上流スタンドあるいは
当該スタンドを含む下流スタンドのロール速度を操作し
て、スタンド出側板厚を制御するタンデム圧延機の板厚
制御方法において、当該スタンド出側板厚を、スタンド
出側板厚、スタンド入側板速及びスタンド出側板速を用
いて演算し、更にスタンド出側板厚計測定値と過去のス
タンド出側板厚演算値とにより補正される演算式を用い
て演算し、当該スタンド入側張力、当該スタンド圧下位
置、当該スタンドロール速度の実績値をそれぞれ検出
し、これら当該スタンド出側板厚演算値、当該スタンド
入側張力実績値、当該スタンド圧下位置実績値、当該ス
タンドロール速度実績値に基づいて、当該スタンドの上
流スタンドあるいは当該スタンドを含む下流スタンドの
ロール速度と、当該スタンド圧下位置とを同時に操作
し、この同時操作によって、スタンド入側張力を制御し
ながら、スタンド出側板厚を制御することにより、前記
課題を達成したものである。

【００１２】

【作用】タンデム圧延機の板厚制御方法での前述の板厚
制御と張力制御との相互の干渉による悪影響を低減する
ために、本発明では、板厚制御と張力制御とを併せて行
うようにしている。

【００１３】即ち、所定のスタンド出側板厚制御の際、
当該スタンドの上流スタンドあるいは当該スタンドを含
む下流スタンドのロール速度を操作しながら、同時に当
該スタンド圧下位置をも操作し、これにより当該スタン
ド出側板厚の制御と当該スタンド入側張力の制御とを併
せて行うようにしている。

【００１４】このような板厚制御と張力制御とを併せて
行う制御方法を、本発明は限定するものではないが、こ
のような制御方法としては、多入力、多出力の制御対象
を扱うことが可能な制御方法であればよい。例えば、現
代制御理論における最適レギュレータ等の制御方法を用
いることができる。

【００１５】このような制御方法によれば、多入力、多
出力の制御対象に対して、それぞれの出力の相互の干渉
をも考慮した制御を行うことが可能である。

【００１６】又、本発明のタンデム圧延機の板厚制御方
法では、スタンド出側板厚実績値に、スタンド出側に設
置された板厚計の測定値を直接には用いていない。

【００１７】これは、該当スタンド直下から該当板厚計
直下までの距離に対応して、該当スタンド出側板厚の測
定に無駄時間が生じてしまい、板厚制御等の制御の応答
が遅くなってしまうためである。又、このようなスタン
ド出側板厚測定の際の無駄時間は、圧延速度の変化等に
より変化し、従って、板厚制御等の制御の最適な制御応
答を得るためには、様々な状況に応じて制御ゲインを変
更する必要があるという問題があるためである。

【００１８】従って、本発明では、板厚制御等に用いら
れる所定のスタンド出側板厚実績値を、マスフロー式又
はゲージメータ式等の演算式により求められた演算値を
用いるようにしている。これにより、本発明では、前述
のような出側板厚測定の際の無駄時間の影響を取除き、
良好な応答性を実現している。

【００１９】又、本発明でスタンド出側板厚の演算値を
求めるために用いられる演算式は、演算値を圧延材の移
動に合せて所定の板厚計直下までトラッキングし、この
トラッキングした演算値と該板厚計の測定値との差によ
り補正している。

【００２０】これにより、演算式に含まれる誤差を良好
に解消している。

【００２１】

【実施例】以下、図を用いて本発明の実施例を詳細に説
明する。

【００２２】図１は、本発明の実施例のブロック図であ
る。

【００２３】この図１に示されるタンデム圧延機は、４
スタンドタンデム冷間圧延機である。又、圧延材１は、
この図１において、左方から右方へと、各スタンドを通
過しながら圧延されていく。

【００２４】各圧延スタンドは、それぞれ、ワークロー
ル１１〜１４と、バックアップロール２１〜２４とで構
成されている。

【００２５】又、各スタンドのワークロール１１〜１４
は、それぞれモータ３１〜３４により、それぞれのロー
ル速度に駆動されている。

【００２６】又、各スタンドの圧下位置は、それぞれ圧
下装置４１〜４４により制御される。

【００２７】又、第１スタンドと第２スタンドとの間に
は、左から順に、板厚計５１、板速計６１、張力計７１
が配置されている。

【００２８】第２スタンドと第３スタンドとの間には、
左から順に、板厚計５２、板速計６２、張力計７２が配
置されている。

【００２９】第３スタンドと第４スタンドとの間には、
左から順に、板厚計５３、板速計６３、張力計７３が配
置されている。

【００３０】第４スタンドの後方には、左から順に、板
厚計５４、板速計６４が配置されている。

【００３１】第１スタンドにおいて、ワークロール１１
のロール速度は、速度制御装置８１により、予め設定さ
れたロール速度となるようにモータ３１を駆動すること
により制御される。又、第１スタンドにおいて、板厚張
力制御装置１０１は、板厚計５１から第１スタンド出側
板厚計測定値Ｈx １を入力して、圧下位置制御装置９１
へ第１スタンド圧下位置指令値Ｓ１ref を出力する。該
圧下位置制御装置９１は、入力された第１スタンド圧下
位置指令値Ｓ１ref に従って、圧下装置４１を駆動す
る。

【００３２】第２スタンドから第４スタンドの各スタン
ドにおいて、マスフロー板厚補正装置１２２〜１２４
は、それぞれのスタンドの出側の板厚計５２〜５４から
の出側板厚計測定値Ｈx ２〜４に従って、出側板厚補正
値Ｈa ２〜Ｈa ４を求め、これをそれぞれマスフロー板
厚演算装置１１２〜１１４へ出力する。

【００３３】第２スタンドから第４スタンドの各スタン
ドのマスフロー板厚演算装置１１２〜１１４は、それぞ
れのスタンドの入側の板厚計５１〜５３からの出側板厚
計測定値Ｈx １〜Ｈx ３と、それぞれのスタンドの入側
の板速計６１〜６３から入力される板速計測定値Ｖ１〜
Ｖ３と、それぞれのスタンドの出側の板速計６２〜６４
から入力される出側板速度測定値Ｖ２〜Ｖ４と、それぞ
れのスタンドのマスフロー板厚補正装置１２２〜１２４
から入力される出側板厚補正値Ｈa ２〜Ｈa ４とを入力
して、それぞれのスタンドの出側板厚演算値Ｈm ２〜Ｈ
m ４を演算し、これをそれぞれのスタンドの板厚張力制
御装置１０２〜１０４へと出力する。

【００３４】第２スタンドから第４スタンドの各スタン
ドにおける板厚張力制御装置１０２〜１０４は、それぞ
れのスタンドの入側の張力計７１〜７３から入力される
入側ユニット張力実績値Ｔb １〜Ｔb ３と、それぞれの
スタンドのマスフロー板厚演算装置１１２〜１１４から
入力される出側板厚演算値Ｈm ２〜４とに従って、それ
ぞれのスタンドのロール速度指令値ＶＲ２ref 〜ＶＲ４
ref と、それぞれのスタンドの圧下位置指令値Ｓ２ref
〜Ｓ４ref とを演算して求め、それぞれのスタンドのロ
ール速度指令値ＶＲ２ref 〜ＶＲ４ref はそれぞれのス
タンドの速度制御装置８２〜８４へと出力し、それぞれ
のスタンドの圧下位置指令値Ｓ２ref 〜Ｓ４ref はそれ
ぞれのスタンドの圧下位置制御装置９２〜９４へ出力す
る。

【００３５】第２スタンドから第４スタンドにおける速
度制御装置８２〜８４は、それぞれのスタンドのロール
速度指令値ＶＲ２ref 〜ＶＲ４refに従って、それぞれ
のスタンドのモータ３２〜３４を駆動して、ワークロー
ルのロール速度の制御を行う。

【００３６】第２スタンドから第４スタンドのそれぞれ
の圧下位置制御装置９２〜９４は、それぞれのスタンド
の圧下位置指令値Ｓ２ref 〜Ｓ４ref の入力に従って、
それぞれのスタンドの圧下装置４２〜４４を駆動して、
それぞれのスタンドの圧下位置制御を行う。

【００３７】以下、本実施例の４スタンドタンデム冷間
圧延機の板厚制御方法の作用を、第３スタンドを一例に
して説明する。なお、第２スタンド及び第４スタンド
も、この第３スタンドとほぼ同様の動作となる。

【００３８】第３スタンドのマスフロー板厚演算装置１
１３は、当該第３スタンドの入側である第２スタンド出
側板厚計測定値を第３スタンド直下までトラッキングし
た板厚計測定値Ｈx ２と、当該第３スタンドの入側であ
る第２スタンド板速計測定値Ｖ２と、当該第３スタンド
の出側の板速計測定値Ｖ３とに従って、次式に示される
ような演算を行い、第３スタンド出側板厚演算値Ｈm ３
を求める。

【００３９】 Ｈm ３＝（Ｈx ２・Ｖ２）／Ｖ３＋Ｈa ３ …（１）

【００４０】なお、この（１）式において、Ｈa ３は、
第３スタンド出側板厚補正値であり、当該第３スタンド
のマスフロー板厚補正装置１２３において次のように求
められる。

【００４１】即ち、この第３スタンド出側板厚補正値Ｈ
a ３は、前回の当該第３スタンド出側板厚補正値Ｈa ３
o と、前回の第３スタンド出側板厚演算値を当該第３ス
タンドの出側の板厚計５３直下までトラッキングした板
厚演算値Ｈm ３o と、当該第３スタンドの出側の板厚計
５３で測定された第３スタンド出側板厚計測定値Ｈx３
とに従って、次式のように求められる。

【００４２】 Ｈa ３＝（１−k ）・Ｈa ３o ＋k ・（Ｈx ３−Ｈm ３o ） …（２）

【００４３】なお、この（２）式において、k は補正ゲ
イン（０≦k ≦１）である。

【００４４】当該第３スタンドの板厚張力制御装置１０
３は、前述のマスフロー板厚演算装置１１３で求められ
た第３スタンド出側板厚演算値Ｈm ３と、当該第３スタ
ンドの入側の張力計７２で求められた当該第３スタンド
入側張力測定値Ｔb ３と、図示されない所定の測定手段
により求められた当該第３スタンドの圧下位置実績値Ｓ
３と、図示されない所定の測定手段により求められた当
該第３スタンドのロール速度実績値ＶＲ３とに従って、
次式により当該第３スタンドの圧下位置指令値Ｓ３ref
と、当該第３スタンドのロール速度指令値ＶＲ３ref と
を求め、該圧下位置指令値Ｓ３ref は圧下位置制御装置
９３へ出力し、該ロール速度指令値ＶＲ３ref は速度制
御装置８３へと出力する。

【００４５】

【数１】

【００４６】なお、この（３）式において、ΣＨm ３
は、所定の期間の過去の、制御周期毎のＨm ３の値の和
である。又、ΣＴb ３は、所定期間の過去の、制御周期
毎のＴb ３の値の和である。又、ka１１〜ka２３、kb１
１〜kb２２は、それぞれ制御ゲインであり、最適レギュ
レータ等の設計手法により決定される。

【００４７】このようにして求められた第３スタンドロ
ール速度指令値ＶＲ３ref に従って、速度制御装置８３
により当該第３スタンドのロール速度制御を行うと共
に、このようにして求められた第３スタンド圧下位置指
令値Ｓ３ref に従って、圧下位置制御装置９３と圧下装
置４３とにより、当該第３スタンドの圧下位置の操作を
行う。

【００４８】なお、当該第３スタンドより下流の第４ス
タンドのロール速度制御は、第３スタンドロール速度指
令値ＶＲ３ref に対して行われるサクセシブ制御となっ
ている。

【００４９】又、以上の作用の説明は、第３スタンドの
出側板厚を制御するために、当該第３スタンドを含む下
流スタンドを操作するという板厚制御方法であるが、上
流スタンドを操作するという板厚制御方法も同様に構成
することができる。

【００５０】なお、以上の説明は第３スタンドに関する
ものであるが、本実施例の第２スタンド及び第４スタン
ドの動作も同様である。

【００５１】なお、本実施例の第１スタンドは、他のス
タンドと異なり、通常の板厚計モニタ制御により、当該
第１スタンドの圧下装置４１を制御するというものであ
る。

【００５２】以上説明した通り、本実施例によれば、第
２スタンドから第４スタンドにおいて圧下位置指令値Ｓ
２ref 〜Ｓ４ref と、ロール速度指令値ＶＲ２ref 〜Ｖ
Ｒ４ref とを併せて求めることができ、板厚制御への、
張力制御の操作の干渉による悪影響を低減することがで
きる。

【００５３】なお、図２は、以上説明した本実施例の圧
延された各コイルのオフゲージ長さのコイル数分布グラ
フである。又、図３は、従来法のタンデム圧延機の板厚
制御方法の圧延された各コイルのオフゲージ長さのコイ
ル数分布グラフである。

【００５４】これら図２と図３とを比較して分かる通
り、本実施例によれば、従来法に比べ、オフゲージ長さ
のコイル数の分布はより短い方に分布しており、板厚制
御の制御精度が向上していることが分かる。

【００５５】又、図４は、以上説明した本実施例の圧延
された各コイルの張力偏差のコイル数分布グラフであ
る。図５は、従来法のタンデム圧延機の板厚制御方法
の、圧延された各コイルの張力偏差のコイル数分布グラ
フである。

【００５６】これら図４と図５とを比較して分かる通
り、本実施例の張力偏差は、従来法の張力偏差に比べ、
より少なくなっていることが分かる。

【００５７】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、板
厚制御と張力制御との相互の干渉による悪影響を低減
し、板厚制御の制御精度を向上することができると共
に、張力制御の安定度の向上をも図ることができるとい
う優れた効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実施例のブロック図である。

【図２】図２は、前記実施例のオフゲージ長さのコイル
数分布グラフである。

【図３】図３は、従来法のタンデム圧延機の板厚制御方
法の、オフゲージ長さのコイル数分布グラフである。

【図４】図４は、前記実施例の張力偏差のコイル数分布
グラフである。

【図５】図５は、前記従来法の張力偏差のコイル数分布
グラフである。

【符号の説明】

１…圧延材、 １１〜１４…ワークロール、 ２１〜２４…バックアップロール、 ３１〜３４…モータ、 ４１〜４４…圧下装置、 ５１〜５４…板厚計、 ６１〜６４…板速計、 ７１〜７４…張力計、 ８１〜８４…速度制御装置、 ９１〜９４…圧下位置制御装置、 １０１〜１０４…板厚張力制御装置、 １１１〜１１４…マスフロー板厚演算装置、 １２１〜１２４…マスフロー板厚補正装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】所定のスタンドの圧下位置と、当該スタン
   ドの上流スタンドあるいは当該スタンドを含む下流スタ
   ンドのロール速度を操作して、スタンド出側板厚を制御
   するタンデム圧延機の板厚制御方法において、 当該スタンド出側板厚を、スタンド出側板厚、スタンド
   入側板速及びスタンド出側板速を用いて演算し、更にス
   タンド出側板厚計測定値と過去のスタンド出側板厚演算
   値とにより補正される演算式を用いて演算し、 当該スタンド入側張力、当該スタンド圧下位置、当該ス
   タンドロール速度の実績値をそれぞれ検出し、 これら当該スタンド出側板厚演算値、当該スタンド入側
   張力実績値、当該スタンド圧下位置実績値、当該スタン
   ドロール速度実績値に基づいて、当該スタンドの上流ス
   タンドあるいは当該スタンドを含む下流スタンドのロー
   ル速度と、当該スタンド圧下位置とを同時に操作し、 この同時操作によって、スタンド入側張力を制御しなが
   ら、スタンド出側板厚を制御することを特徴とするタン
   デム圧延機の板厚制御方法。