JPH06102209B2 - 圧延機制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、圧延機制御装置に関する。

（従来の技術） 圧延工程は、圧延ライン上を搬送される圧延材を圧延機
に導入することにより目標の製品を得ようとするもの
で、この目標を達成するためには圧延機のロールギャッ
プ，圧延速度等を圧延材の状態に応じて設定する必要が
ある。一般に、これらの設定値は圧延機入側における圧
延材の板厚，板幅，温度の値から出しており、この設定
値を算出するための演算をパススケジュール計算と称し
ている。

例えば従来のコイルボックスを有する熱間仕上げ圧延工
程において、仕上げ圧延機に対するロールギャップや圧
延速度等の設定値は、圧延材の先端に近い点を測定点と
し、この測定点の板厚，板幅および温度を周知の測定器
で測定し、この測定値によりパススケジュール計算を行
なって算出していた。ただし、測定点の板厚および板幅
は測定位置から圧延機入側まで搬送される間変化しない
が温度は通常降下するので、この温度降下分を考慮して
圧延機入側での測定点の温度を予測してパススケジュー
ル計算を行なう必要がある。

ところで、圧延ラインに何等かの異常が発生し圧延材が
圧延機の手前で停止しした場合、数分が経過して圧延材
全長の温度が著く低下すると圧延不可能となり半成材と
して圧延ラインから除去される。しかし、コイルボック
スを有するものにおいて圧延材がコイルボックスに巻取
られた状態で滞留したならば、数分程度ならばコイルボ
ックスの保熱効果で表皮数巻以外は圧延に必要な温度が
確保される。そこで、このような場合は温度が著しく低
下して圧延不可能な表皮数巻を切断し、残りの部分を圧
延するという操業が一般的であった。

しかしながら、従来、コイルボックス内に滞留した圧延
材の表皮数巻の切断個所はオペレータの判断で決定して
いたため、常に最適な個所で切断されているとは言い難
いものであった。すなわち、圧延材の切断量が不足して
パススケジュール計算における温度予測値よりも低温の
部分が圧延機に導入された場合、製品の品質低下を生じ
る。また、逆に切断量が多すぎると圧延可能な部分も除
去することになり、歩留まりが悪くなる。

（発明が解決しようとする課題） 上述したように、従来の圧延工程において圧延ラインの
何等かの異常で圧延材が圧延機手前で滞留した場合は、
温度降下分を考慮してオペレータが経験的に圧延材の不
良部分を切断除去していたため、製品の目標値を達成す
る上において最適な個所で切断しているとは言い難く、
製品の品質悪化あるいは歩留まりの低下を生じるおそれ
があった。

そこで本発明は、たとえ圧延機手前で圧延材が滞留して
も圧延機入側での圧延材温度を高精度に予測することに
より圧延材の不良部分を最適な個所で切断でき、製品の
品質向上および歩留まりの向上をはかり得る圧延機制御
装置を提供しようとするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、圧延材を搬送する圧延ラインの下流側に設け
られた圧延機本体と、この本体よりも上流側に設けられ
たクロップシャとを備えてなる圧延機を制御する圧延機
制御装置において、クロップシャよりも上流側にて圧延
ラインを搬送される圧延材の温度を測定する温度測定手
段と、この測定手段による温度測定位置から本体入側位
置までの圧延材の移動時間とその間の移動履歴データと
を追跡収集し記憶するデータ収集記憶手段と、温度測定
手段により測定された圧延材温度と記憶手段により記憶
された移動時間およびその移動履歴データとに基いて圧
延材の本体入側温度を予測演算する予測演算手段と、こ
の手段により算出された本体入側温度予測値に基いて本
体またはクロップシャのいずれか一方の動作を制御する
制御手段とを備えたものである。

（作用） このような手段を講じたことにより、圧延機本体に導入
される圧延材の温度が圧延ラインのクロップシャよりも
上流側で測定されるとともに、この圧延材の温度測定位
置から本体入側位置までの移動時間とその間の移動履歴
データとが追跡収集されてメモリに記憶され、この温度
測定値と移動時間および移動履歴データとに基いて圧延
材の本体入側温度が予測演算される。そして、この本体
入側温度予測値に基いて圧延材をクロップシャで切断す
るか圧延機本体に導入するかが判定され、判定結果によ
りクロップシャあるいは圧延機本体の動作が制御され
る。

（実施例） 以下、本発明の制御装置をコイルボックスを有する熱間
仕上げ圧延機に適用した一実施例について図面を参照し
ながら説明する。

第１図において、１は圧延材、２は圧延材１を前工程か
ら次工程へ搬送する圧延ラインであって、この圧延ライ
ン２には上流側から粗圧延機ロール３、コイルボックス
４、クロップシャ５、テーブルローラ６、仕上げ圧延機
ロール（圧延機本体）７が配置されている。ここで、コ
イルボックス４は、圧延材１の巻取りおよび巻戻しを行
なうものである。クロップシャ５は、クロップシャ駆動
部８からの駆動信号に応動して動作し圧延ライン２上の
圧延材１を切断する。テーブルローラ６は、モータ駆動
部９の駆動信号に応動して回転駆動するモータ10により
回転して圧延材１を仕上げ圧延機ロール７へ導入する。

また、11は圧延ライン２のコイルボックス４よりも上流
側にて粗圧延ロール３を通った圧延材１の温度を測定す
る温度計、12は温度計11とほぼ同位置に設けられた板厚
計であって、これら計器11,12の温度測定信号および板
厚測定信号はトラッキング部13に与えられる。

トラッキング部13は、時計部14から時間データを入力
し、圧延ライン２上を搬送される圧延材１を等間隔ｌ単
位で長手方向に区分し各区分点P₀,P₁,P₂,……毎に温度
計11による温度測定位置Ａから仕上げ圧延ロール７の入
側位置Ｂまで追跡管理するのである。なお、上記等間隔
ｌはクロップシャ５での１回の切断長に対応する。すな
わち、トラッキング部13は、圧延材１の各区分点P₀,P₁,
P₂,……が温度計11および板厚計12を通過する毎に測定
された板温度および板厚を収集し、さらに板温度測定時
刻を時計部14から収集して、これらを書込み制御部15を
介してメモリ部16に記憶させる。また、コイルボックス
４から速度データを取込んで各区分点P₀,P₁,P₂,……の
コイルボックス４における移動履歴（巻取り開始時刻，
巻戻し完了時刻，位置履歴［コイルボックス４内の何巻
回目に何秒間滞留したか等］）を判断し、その結果をメ
モリ部16に記憶させる。さらに、クロップシャ駆動部８
からの駆動信号に基いてクロップシャ５で切断が行なわ
れた区分点のカット完了時刻を認識し、その時刻をメモ
リ部16に記憶させる。

上記メモリ部16には、第２図に示すように各区分点P₀,P
₁,P₂,……毎にトラッキング部13で収集された板温度測
定値，板厚測定値，温度測定時刻データ，巻取り開始時
刻データ，位置履歴データ，巻戻し完了時刻データおよ
びカット完了時刻データを記憶するための区分点テーブ
ルR1が形成されている。また、同メモリ部16には、第３
図に示すように温度測定位置から仕上げ圧延機ロール入
側位置Ｂまでの圧延材１の搬送時間を予め記憶する設定
エリアR2と、仕上げ圧延機ロール７に対するパススケジ
ュール計算で算出された仕上げ圧延機ロール入側温度設
定値を予め記憶する設定エリアR3とが形成されている。

第１図において、読出し制御部17は、クロップシャ駆動
部８からの駆動信号に応動して動作し、前記メモリ部16
から必要なデータを読出して第１〜第３演算部18,19,20
あるいは比較部21に出力する。そして、第１演算部18
は、テーブルR1内のある区分点における板温度測定値，
板厚測定値，温度測定時刻データおよび巻取り開始時刻
データに基いて次の（１）式によりコイルボックス４へ
の入側板温度Ｔ_Ａを算出する。

Ｔ_Ａ＝ｆ（Ｔ_Ｉ,h,t_Ａ） …（１） Ｔ_Ｉ：板温度測定値 h:板厚測定値 ｔ_Ａ：巻取り開始時刻−温度測定時刻 また、第２演算部19は、第１演算部18で算出されたコイ
ルボックス４への入側板温度Ｔ_ＡとテーブルR1内の当該
区分点における移動履歴データとに基いて次の（２）式
によりコイルボックス４の出側板温度Ｔ_Ｂを算出する。

Ｔ_Ｂ＝ｇ（Ｔ_Ａ,h,t_Ｂ,N） …（２） ｔ_Ｂ：圧延材のコイルボックス内滞留時間 N:コイルボックスの圧延材巻回数 また、第３演算部20は、第２演算部19で算出されたコイ
ルボックス４の出側板温度Ｔ_Ｂと、テーブルR1内の当該
区分点における巻戻し完了時刻データおよびカット完了
時刻データと、設定エリアR2内の搬送時間データとに基
いて次の（３）式により仕上げ圧延機ロール７への入側
板温度Ｔ_Ｃを算出する。

Ｔ_Ｃ＝ｆ（Ｔ_Ｂ,h,t_Ｃ） …（３） ｔ_Ｃ：（カット完了時刻＋搬送時間データ）−巻戻し完
了時刻 比較部21は、第３の演算部20にて算出された仕上げ圧延
機ロール７への入側板温度Ｔ_Ｃの予測値と、設定エリア
R3内の設定値とを比較し、その偏差Δを駆動制御部22へ
与える。駆動制御部22は、比較部21から与えられる偏差
Δが許容温度差以内であればモータ駆動部９に対して駆
動信号を出力し、許容温度差以外であればクロップシャ
駆動部８へ駆動信号を出力する。

このように構成された本実施例においては、圧延ライン
２上を搬送される圧延材１についてトラッキング部13に
より等間隔ｌ単位で追跡管理され、必要なデータが収集
されて各区分点P₀,P₁,P₂,……毎にメモリ部16内の区分
点テーブルR1に格納される。そして、圧延材１が任意の
区分点でクロップシャ５により切断されると、このとき
の切断信号に応じて読出し制御部17が動作し、切断され
た区分点に対して次のような処理が実行される。すなわ
ち、先ず当該区分点のテーブルR1から板温度測定値，板
厚測定値，温度測定時刻および巻取り開始時刻が読出さ
れ、第１演算部18にて前記（１）式によりコイルボック
ス４への入側板温度Ｔ_Ａが算出される。

次いで、同テーブルR1から移動履歴データが読出され、
かつ第２演算部19に第１演算部18から算出された入側板
温度予測値Ｔ_Ａが与えられて、この第２演算部19にて前
記（２）式によりコイルボックス４の出側板温度Ｔ_Ｂが
算出される。

次いで、同テーブルR1から巻戻し完了時刻データおよび
カット完了時刻データが、設定エリアR2から搬送時間デ
ータがそれぞれ読出され、かつ第３演部20に第２演部19
から算出された出側板温度予測値Ｔ_Ｂが与えられて、こ
の第３演算部20にて前記（３）式により仕上げ圧延機ロ
ール７への入側板温度Ｔ_Ｃが算出される。

そして、設定エリアR3から入側板温度設定値データが読
出され、かつ比較部21に第３演算部20から算出された入
側板温度予測値Ｔ_Ｃが与えられて、この比較部21にて入
側板温度の予測値と設定値とが比較され、その偏差Δが
駆動制御部22に与えられる。

しかして、上記偏差Δが予め決められている許容温度差
以内に入っていなければ、仕上げ圧延に必要な板温度が
確保されていないのでクロップシャ５により圧延材１の
切断が続行される。これに対し、上記偏差Δが予め決め
られている許容温度差以内に入っていたならば、仕上げ
圧延に必要な板温度が確保されているのでモータ10が起
動し、圧延材１が仕上げ圧延機ロール７に導入されて圧
延が開始される。

このように本実施例によれば、圧延材１における仕上げ
圧延機ロール７への入側板温度が常に予めパススケジュ
ール計算で必要な仕上げ圧延機ロール７への入側板温度
の設定値に等しくなるように制御されるので、製品の品
質向上をはかり得る。また、圧延ライン２の異常等によ
って圧延材１がコイルボックス４内に滞留した場合、復
帰後に圧延材先端の温度低下部分は等間隔ｌ単位で順次
切断され、圧延に必要な温度が確保されている部分が得
られたならばその時点で圧延運転が開始されるので、圧
延材１の不良部分の切捨て量を必要最少限に抑制するこ
とができ、歩留まりの向上をはかり得る。

なお、前記実施例では圧延機本体への入側板温度予測値
が設定値に等しくなるまで圧延材の先端を切断する場合
を示したが、算出された予測値に基いてパススケジュー
ル計算を行ない、圧延機本体のロールギャップや圧延速
度の設定値を変更することによって製品の品質を確保す
ることも可能である。また、コイルボックス４を具備し
ない圧延設備であっても本発明を適用することにより圧
延機入側温度の予測演算は可能であり、その結果製品の
品質向上が期待できる。さらに、圧延材に対する板温度
モデル式は前記（１）〜（３）式に限定されるものでは
なく、他の関数式でも算出できるのは言うまでもない。
このほか本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施
可能であるのは勿論である。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明によれば、たとえ圧延機手
前で圧延材が滞留しても圧延機入側での圧延材温度を高
精度に予測することにより圧延材の不良部分を最適な個
所で切断でき、製品の品質向上および歩留まりの向上を
はかり得る圧延機制御装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、第
２図および第３図はメモリ部の主要なエリア構成を示す
図である。 １……圧延材、２……圧延ライン、４……コイルボック
ス、５……クロップシャ、６……テーブルローラ、７…
…仕上げ圧延機ロール、11……温度計、12……板厚計、
13……トラッキング部、16……メモリ部、18〜20……第
１〜第３演算部、21……比較部、22……駆動制御部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧延材を搬送する圧延ラインの下流側に設
   けられた圧延機本体と、この本体よりも上流側に設けら
   れたクロップシャとを備えてなる圧延機を制御する圧延
   機制御装置において、 前記クロップシャよりも上流側にて圧延ラインを搬送さ
   れる圧延材の温度を測定する温度測定手段と、この測定
   手段による温度測定位置から前記本体入側位置までの前
   記圧延材の移動時間とその間の移動履歴データとを追跡
   収集し記憶するデータ収集記憶手段と、前記温度測定手
   段により測定された圧延材温度と前記記憶手段により記
   憶された移動時間及び移動履歴データとに基いて前記圧
   延材の本体入側温度を予測演算する予測演算手段と、こ
   の手段により算出された本体入側温度予測値が所定温度
   よりも低いときは前記圧延材を切断するように前記クロ
   ップシャの動作を制御し、前記圧延機本体入側温度予測
   値が所定温度よりも高いときは前記圧延材が前記圧延機
   本体へ導入されるように前記圧延機本体の動作を制御す
   る制御手段とを具備したことを特徴とする圧延機制御装
   置。