JPH0647127B2 - 熱間仕上圧延における板厚制御の学習方法 - Google Patents

熱間仕上圧延における板厚制御の学習方法

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JPH0647127B2
JPH0647127B2 JP1078343A JP7834389A JPH0647127B2 JP H0647127 B2 JPH0647127 B2 JP H0647127B2 JP 1078343 A JP1078343 A JP 1078343A JP 7834389 A JP7834389 A JP 7834389A JP H0647127 B2 JPH0647127 B2 JP H0647127B2
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公之 岡田
英幸 二階堂
誠 侍留
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川崎製鉄株式会社
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B37/00Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/16Control of thickness, width, diameter or other transverse dimensions
    • B21B37/165Control of thickness, width, diameter or other transverse dimensions responsive mainly to the measured thickness of the product

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Metal Rolling (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、熱間仕上圧延における板厚制御の学習方法に
関する。
〈従来の技術〉 ホットストリップミルを用いた熱間仕上圧延の板厚制御
において、圧延荷重の設定が重要な要素の一つである。
従来から、圧延荷重を予測する理論式は種々提案されて
いるが、それらの理論式を使用する場合はストリップの
変形抵抗や圧延ロールとストリップ表面との摩擦係数を
推定する必要がある。しかし、摩擦係数の実測は困難で
あることから、通常、圧延荷重理論式を用いて摩擦係数
について逆算して求めているが、この場合、誤差が摩擦
係数に集積されるため正確さに欠けるのが実情であっ
た。
そこで、近年、仕上圧延機の後段スタンドにおいて先進
率を測定して、その先進率の値から摩擦係数を求める方
法が用いられるようになった。その一例として、論文
「ホットストリップ仕上圧延における最適設定制御法
(2)(昭和59年度塑性加工春季講演会,No.108,1984年5
月16日〜18日,那覇市で開催)」で報告されているよう
に、圧延ロール出側における圧延材出側速度をV,そ
のときのロール周速度をVとすると、先進率fは下記
(1)式で表される。
f=(V−V)/V……(1) そして、圧延材のスタンド間の通過時間tを計測するこ
とにより、スタンド間距離はV・tとして、また
ロール周長はV・tとして表すことができるか
ら、上記(1)式は下記(2)式に変換することができる。
f=()−1……(2) そこで、スタンド間距離は既知であるから、ロール
周長が得られれば、先進率fを求めることができる
としている。
しかしながら、実際の圧延材の先端形状がさまざまであ
るから、圧延材先端がスタンドに噛み込まれるタイミン
グの見極めが難しく、したがって、本方法によるスタン
ド間通過時間tを正確に計測することができず、また特
に仕上圧延機の後段スタンドでは圧延材の速度は速いか
ら測定誤差が非常に大きくなる恐れがある。
一方、第4図に示すように、仕上圧延機1の後段スタン
ドの圧延ロール2の出側に、例えば特開昭52-98572号公
報などに開示されているようなレーザ方式の速度計3を
取付けて、圧延材4の出側速度Vを実測し、その圧延
ロール2に例えばパルスジェネレータのような回転数計
5を取付けてその回転数Nを測定して、下記(3)式によ
り先進率fを求める方法がある。
f=(V−πD・N)/πD・N……(3) ここで、D;ロール径 しかし、この方法でも、圧延初期においては圧延材にウ
ェービングなどにより曲がりが生じたり、ミル速度補償
などの実施によって圧延材の速度に変動が生じたりする
と、測定誤差を生じることになる。また、圧延中や圧延
後期ではスキッドマークの影響を無視することができな
い。
第5図は、ホットストリップミルの最終スタンドで2.3m
mの板厚に圧延したときの推定された摩擦係数μと板厚
偏差Δhとの関係の一例を示したものであるが、摩擦係
数μに0.05の推定誤差が生じたとすると板厚偏差Δhに
は35μmの誤差を生じることになる。
また、各スタンド間に板速度計が設けられない場合は、
最終スタンドの入側板厚すなわち最終スタンドの直近の
前段スタンドの出側板厚については、摩擦係数を仮定し
て先進率を近似的に求めるとともに、この先進率と最終
スタンドの出側板厚とからマスフロー一定則を用いて推
定計算により求めるのであるが、やはり実際値とはかな
りの違いが生じている。すなわち、第6図に最終スタン
ドの入側板厚の推定値と板厚偏差の関係を例示するが、
入側板厚に50μmの推定誤差があったとすれば、出側板
厚には30μmもの誤差が生じることがわかる。
〈発明が解決しようとする課題〉 本発明は、上記のような課題を解決すべくしてなされた
ものであって、熱間仕上圧延において板厚を制御するの
に好適な学習方法を提供することを目的とする。
〈課題を解決するための手段〉 本発明者らは、ホットストリップミルの最終スタンドに
おける入側板厚と摩擦係数の推定精度を高めるべく鋭意
研究・実験を重ねた結果、まず先進率については圧延材
がコイラに巻き付いてから多点のデータを回帰して求め
るようにし、一方圧延材の先端を学習点として先進率を
そのまま学習点に適用してマスフロー一定則を用いて入
側板厚と摩擦係数とを求め、これらの値から圧延荷重を
演算する手法を見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明は、複数のスタンドを有する熱間仕上
圧延において板厚を制御するに際し、 (a)熱間仕上圧延機の最終スタンドの出側およびこの最
終スタンドに直近する前段の少なくとも1スタンドの出
側にそれぞれ配置された非接触式の速度計によって測定
される圧延材の出側の板速度と、前記それぞれのスタン
ドの圧延ロールに取付けられたロール回転数計によって
測定されるロール周速度とを、圧延材の先端がコイラに
巻き取られてその張力が安定した時点から微小時間間隔
で所定の時間測定して先進率を求めて平均化してそれぞ
れのスタンドの出側における先進率の決定する工程、 (b)前記最終スタンドの出側に取付けられた出側板厚計
によって測定される圧延材の先端の1点の出側板厚を用
いて、その点が前記前段の少なくとも1スタンドを通過
したときの当該スタンドの出側板厚を演算して、最終ス
タンドにおける圧下率を求める工程、 (c)前記決定された先進率の値と前記求められた圧下率
の値とから前記最終スタンドの摩擦係数を推定する工
程、 (d)これら求められた前記前段の少なくとも1スタンド
の出側板厚と前記最終スタンドの摩擦係数とから、前記
最終スタンドにおける圧延荷重を予測し、この圧延荷重
予測値を用いて最終スタンドの出側板厚を制御する工
程、 とからなることを特徴とする熱間仕上圧延における板厚
制御の学習方法である。
〈作用〉 第1図に示すように、n段のスタンド数からなるホット
ストリップミルの最終段であるnスタンドの圧延ロール
2nの入側に例えばレーザドップラ式などの非接触式の
板速度計3を、その出側に板速度計4と板厚計5をそれ
ぞれ配置し、また圧延ロール2nにロール周速度計6を
取付け、さらにその前段のiスタンド(ここで、i=1
〜n−1)の圧延ロール2iにロール周速度計7を取付
けて、圧延される圧延材1のnスタンドにおけるその入
側および出側の板速度VSi,VSn,出側板厚h
ロール周速度VRn、またiスタンドのロール周速度V
Riをそれぞれ測定して、演算装置8に入力する。
そこで、この演算装置8における演算手順について、以
下に説明する。
(a)まず、先進率fの決定の仕方について、nスタンド
を例にして第2図に基づいて説明する。
nスタンドで圧延された圧延材1の先端が図示しない
コイラで巻き取られて、その張力が定常になりかつマス
フロー一定則が成立したとみなされる時点、例えば巻取
開始から数秒経過したタイミングで、板速度VSnおよ
びロール周速度VRnを所定のサンプリングタイムΔt
(例えば0.1s)で測定する。
そして、一定時間(例えば5秒間)の間測定を継続し
て、それぞれ得られた個の測定値VSn,VRnにつ
いて1次回帰を実施して、それぞれの測定時間における
回帰値VSnr,VRnrを求める。
次いで、板速度Vの個の測定値VSnを対象にし
て、圧延材4に生じたスキッドマークやルーパ制御の過
渡期に発生するマスフローアンバランスなどによる影響
を除去するため、ステップで求められた回帰値V
Snrを用いて、下記(4)式を満足するかどうかを統計
的に処理する。
Sn−VSnr<ε……(4) ここで、εは管理限界値であり、例えば回帰値V
Snrの3σ(ここで、σ;標準偏差値)とする。
そして、上記(4)式を満足しない、すなわち(V
Snr+ε)の値を超える測定値VSn(例えばm個
とする)を除去して、回帰値VSnrと置換する。
さらに、この統計的処理によって残った(−m)個
の測定値VSnと置換されたm個の回帰値VSnrとの
それぞれに対して、再度回帰を施して再回帰値
Snr′を求める。
そこで、ステップで得られた板速度VSnの再回帰
値VSnr′と、ステップで既に得られたロール周速
度VRnの回帰値VRnrとを用いて、前出(1)式に基
づいて演算し、個の先進率fを求める。
さらに、ステップで得られた個の先進率fを平
均化して、この平均先進率をnスタンドにおける圧
延材4の先進率f として決定する。
同様にして、その前段のiスタンドの先進率f
求めることができる。
(b)ついで、圧延荷重の学習に必要な圧延材1の先端の
1点が最終段のnスタンドを出たときに、板厚計5によ
ってその出側板厚hを測定し、その点が通過したとき
のiスタンドのロール周速度VRiおよびnスタンドの
ロール周速度VRnと、前ステップ(a)で得られた先進
率f ,f とを用いて、下記(5)式によりnスタ
ンドの入側板厚すなわちiスタンドの出側板厚hを求
める。
ここで、i=1〜n−1 (c)上記ステップ(b)で得られたnスタンドの入側板厚h
を用いて、下記(6)式によりnスタンドの学習点にお
ける圧下率rを演算する。
(d)そして、例えば下記(7)式で示すOrowanの圧延理論
式を用いて摩擦係数μを逆算する。
ここで、R′:偏平ロール径 H:入側板厚 すなわち、上記(7)式にステップ(c)で得られた圧下率r
と既に求められた先進率f ,入側板厚hをそれ
ぞれ代入して下記(8)式とすることにより、摩擦係数μ
を求めることができる。
(e)このようにして、上記ステップ(a)〜(d)によって実
測値に基づき求められたiスタンドの出側すなわちnス
タンドの入側板厚hおよびnスタンドの摩擦係数μの
推定値を基本に用いることにより、例えば下記(9)式の
数式モデルを用いて正確な圧延荷重の予測値を得ること
ができる。
=B・K・d・Q(μ,h)……(9) ここで、B:圧延材幅 K:拘束変形抵抗 d:接触弧長 Q:圧下力関数 (f)さらに、この予測圧延荷重Pと実測圧延荷重P
とから下記(10)式により圧延荷重比αを求める。
α=P/P……(10) この圧延荷重比αは上下のバラツキが小さいほど望まし
い。
(g)そして、(10)式で求められた圧延荷重比αを用い
て、下記(11)式により次の圧延材の圧延荷重P を推
定する。
=α・P……(11) なお、上記の入側板厚hおよび摩擦係数μの推定値の
演算手順として、最終段のnスタンドとその前段のiス
タンドの関係を主体にして説明したが、前段のiスタン
ドをi=1〜n−1スタンドとすることにより、精度の
高い入側板厚hおよび摩擦係数μの推定を行うこと
が可能となり、全スタンドの圧延荷重比αの信頼性が
増し、次材の圧延荷重推定値の精度が全スタンドで格段
に向上する。
〈実施例〉 ホットストリップミルの7段仕上圧延機の最終段である
第7スタンドの入側および出側にレーザドップラ式の板
速度計を、またその出側にX線厚さ計をそれぞれ取付け
て、材質SAE 1008で厚さ:2.3mmtの圧延材を圧延する
際に、本発明法を用いて入側板厚hと摩擦係数μを推
定して予測圧延荷重Pを求めた。そのときの実測圧延
荷重Pと予測圧延荷重Pとの比である圧延荷重比α
の変動推移状況を第3図に示した。なお、比較のために
従来法による圧延荷重比の変動推移状況も併せて示し
た。
この図から明らかなように、本発明法の圧延荷重比の上
下のバラツキは1σで2.68%であり、従来法の4.16%に
比して約40%も減少しており、非常に小さいバラツキで
あることがわかる。
〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、高い精度で入側
板厚および摩擦係数の推定を行うことにより、圧延荷重
の予測精度を高めることができ、したがって板厚の制御
精度を向上させることが可能である。これによって、製
品の品質,歩留りの向上に大いに寄与する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係る実施例の一例を模式的に示す構
成図、第2図は、先進率の決定手順を示す流れ図、第3
図は、圧延荷重比の変動推移を本発明法と従来法とを比
較して示す特性図、第4図は、先進率測定の従来例を模
式的に示す構成図、第5図は、従来例による摩擦係数と
板厚偏差の関係を示す特性図、第6図は、従来例による
入側板厚と板厚偏差との関係を示す特性図である。 1……圧延材,2……圧延ロール, 3,4……板速度計,5……板厚計, 6,7……ロール回転数計, 8……演算装置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数のスタンドを有する熱間仕上圧延にお
    いて板厚を制御するに際し、 (a)熱間仕上圧延機の最終スタンドの出側およびこの最
    終スタンドに直近する前段の少なくとも1スタンドの出
    側にそれぞれ配置された非接触式の速度計によって測定
    される圧延材の出側の板速度と、前記それぞれのスタン
    ドの圧延ロールに取付けられたロール回転数計によって
    測定されるロール周速度とを、圧延材の先端がコイラに
    巻き取られてその張力が安定した時点から微小時間間隔
    で所定の時間測定して先進率を求めて平均化してそれぞ
    れのスタンドの出側における先進率の決定する工程、 (b)前記最終スタンドの出側に取付けられた出側板厚計
    によって測定される圧延材の先端の1点の出側板厚を用
    いて、その点が前記前段の少なくとも1スタンドを通過
    したときの当該スタンドの出側板厚を演算して、最終ス
    タンドにおける圧下率を求める工程、 (c)前記決定された先進率の値と前記求められた圧下率
    の値とから前記最終スタンドの摩擦係数を推定する工
    程、 (d)これら求められた前記前段の少なくとも1スタンド
    の出側板厚と前記最終スタンドの摩擦係数とから、前記
    最終スタンドにおける圧延荷重を予測し、この圧延荷重
    予測値を用いて最終スタンドの出側板厚を制御する工
    程、 とからなることを特徴とする熱間仕上圧延における板厚
    制御の学習方法。
JP1078343A 1989-03-31 1989-03-31 熱間仕上圧延における板厚制御の学習方法 Expired - Fee Related JPH0647127B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3029297U (ja) * 1996-03-21 1996-09-27 チゝヤス乳業株式会社 圧縮可能容器

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP3029297U (ja) * 1996-03-21 1996-09-27 チゝヤス乳業株式会社 圧縮可能容器

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