JPH0773733B2 - 圧延中における金属板のキャンバ−形状・蛇行量の測定方法 - Google Patents

圧延中における金属板のキャンバ−形状・蛇行量の測定方法

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JPH0773733B2
JPH0773733B2 JP62209307A JP20930787A JPH0773733B2 JP H0773733 B2 JPH0773733 B2 JP H0773733B2 JP 62209307 A JP62209307 A JP 62209307A JP 20930787 A JP20930787 A JP 20930787A JP H0773733 B2 JPH0773733 B2 JP H0773733B2
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rolling
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鉄也 中野
修 大力
健二 山田
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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
    • B21B37/68Camber or steering control for strip, sheets or plates, e.g. preventing meandering
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B2273/00Path parameters
    • B21B2273/04Lateral deviation, meandering, camber of product

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  • 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、金属板圧延において、金属板のキャンバー形
状(金属板を含む平面内の曲がり)の修正(制御)時の
基準となる、金属板のキャンバー形状および、又は圧延
機位置における圧延中の蛇行量を測定する方法に関す
る。
〔従来の技術〕
圧延中に材料のキャンバー形状を検出する従来の技術と
しては、第10図に示す圧延機11の前面及び後面のxm1,xm
2の位置に板幅端検出装置14,15を設置し、圧延途中の金
属板13の入側および出側における板幅方向位置ym1,ym2
を測定し、測定により得られた前回圧延パスのキャンバ
ー形状f0、さらに金属板の入側および出側の圧延方向速
度u1,u2に基づいて、演算装置17による金属板の入側、
及び出側における回転角速度ω1を算出すると共に
圧延機の圧延ロール位置12における圧延途中の蛇行量お
よび出側のキャンバー形状fを演算により測定する方法
がある。(特開昭61−17269号公報) また、第11図のように圧延機の圧延ロール21,21′の前
面、あるいは後面に設置した三基の板幅端検出装置24,2
4′,24″により、前回圧延パスにおける金属板Tのキャ
ンバー形状を測定すると共に、次パス圧延途中の金属板
の入側における板幅方向位置を測定し、圧延機位置にお
ける圧延途中の蛇行量を幾何学的関係から演算装置25に
より測定する方法(特開昭58−21869号公報)がある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
特開昭61−17269号公報記載の圧延途中の圧延機位置に
おける蛇行量および金属板の出側のキャンバー形状を演
算により測定する方法、及び特開昭58−21869号公報記
載の圧延機位置における蛇行量を幾何学的関係から測定
する方法では、圧延途中の金属板の入側における板幅方
向位置の測定が必要である。一方、厚板圧延では金属板
の入側においてサイドガイド等を用いて、金属板を幅方
向に対して拘束した状態で圧延を行う。そのため、特開
昭61−17269号公報及び特開昭58−21869号公報記載の方
法では、サイドガイドと板幅端検出装置とが干渉して、
安定した測定が困難となり測定精度が著しく低下する。
入側において板幅端検出装置がサイドガイドとの干渉に
よる外乱の影響を被らない測定箇所としては、圧延機の
直近またはサイドガイドの遠方が考えられるが、圧延機
の直近では、高圧水及び振動等による外乱の影響を強く
受け、サイドガイドの遠方では、圧延中の金属板の後端
が板幅端検出装置位置を抜けて圧延機を噛み抜けるまで
の検出不能部分が長くなり、その分測定精度が低下す
る。一方、特開昭58−21869号公報記載の方法では、2
基以上の板幅端検出装置が金属板を検出しなければ圧延
機位置の蛇行量が測定不可能であるため、検出不能部分
は更に長くなる。また、2基以上の板幅端検出装置を要
することから、金属板が圧延機を噛み抜けてから圧延機
に対して遠方側の板幅端検出装置が金属板の後端を検出
するまでの時間を浪費するため、圧延工程の作業効率を
低下させる上、温度低下の激しい薄物材では、圧延仕上
げ形状を損なう原因にもなる。この様に金属板の入側に
おける板幅方向位置の検出が必要な方法、または金属板
の出側に2基のセンサーを必要とする方法では、実験室
における有効性は認められたとしても、現実の圧延操業
に適用するには問題があった。
〔問題点を解決するための手段〕
そこで、本発明は、圧延機入側、出側で金属板が圧延方
向の並進と、金属板平面内の回転を合成した剛体運動を
することに着目し、サイドガイドの干渉による外乱の影
響を被らない金属板の出側に一基の板幅端検出装置を設
置し、検出、演算を通じて圧延中に時々刻々変化するキ
ャンバー形状及び圧延機位置における蛇行量を測定する
方法を実用的なコストで供するために成されたものであ
り、その要旨とするところは、圧延機による金属板の圧
延パス中に、圧延機の出側における金属板の板幅方向位
置と圧延方向速度、並びに当該圧延機の圧延ロール周速
度、さらに前回圧延パスのキャンバー形状に基づいて、
圧延機の圧延ロール位置における圧延中の金属板の蛇行
量及び、又は出側のキャンバー形状を算出することを特
徴とする圧延中における金属板のキャンバー形状・蛇行
量の測定方法にある。
〔作 用〕
本発明においては、第1図に示すように、圧延機の出側
に圧延材2の幅方向位置を検出する板幅端検出装置3よ
り圧延材の幅中心位置yを、圧延材2の圧延方向速度を
測定する速度測定装置4、および圧延ロールの周速度を
測定するロール周速測定装置5より圧延方向速度v、お
よびロール周速度ωを測定する。さらに、板幅端検出
装置3の設置位置X、および予め本発明が示す方法によ
って測定した圧延材2の圧延前のキャンバー形状doを演
算装置6に送り、演算を施すことによって、圧延中の圧
延材2のキャンバー形状dおよび圧延機位置における蛇
行量ymを測定する。
圧延中の圧延材のキャンバー形状および圧延機位置にお
ける蛇行量ymを測定するに当たって、第2図に示すよう
に圧延ロール中心軸の方向をy方向、圧延材2を含む平
面内でこれに垂直な方向をx方向とし、原点0を圧延ロ
ール1の中心軸上のロール幅中心位置に置く固定座標系
X−Yと第3図に示すように金属板自身に固定され、金
属板の圧延前のキャンバー形状doを一義的に表すと共
に、金属板の圧延方向への並進運動と回転運動を合成し
た剛体運動にともなって位置と方向が変化する動座標系
l−dを定義する。動座標系l−dは、通常、圧延機の
入側、出側で異なる圧延方向速度v1,v2および回転の角
速度ω1を持つ。
圧延中の金属板の任意の幅方向位置は、第4図に示すよ
うに固定座標X−Yに対する動座標l−dの剛体運動と
動座標系l−dで一義的に表される金属板の圧延前のキ
ャンバー形状doとの線形和によって表される。時系列変
化を記述するパラメータとして、圧延ロールの回転長:S
を用い、ロール回転長:Sに対する圧延材の圧延方向移動
距離との比をαとする。αは、時系列変化を表すパラメ
ータとしてロール回転長:Sを用いたときの圧延材の圧延
方向速度に相当する。以後、ロール回転長:Sを相当時
間、αを相当速度と呼ぶ。以下に具体例を示す。第5図
に示すように、動座標系l−dのl軸上の任意点:A(x
(s,ξ),y(x(s,ξ))におけるX方向速度成分:ua
およびY方向速度成分:vaは、次式で与えられる。
ua(s,ξ)=α−ω(s)・y(s,ξ)=α (1) va(s,ξ)=−ω(s)・x(s,ξ) (2) ここで、ξは動座標系l−dの原点oを圧延材の先端に
取ったときの原点oからの距離、ω(s)は回転の角速
度で、反時計廻りを正とし、rad/mmの単位を有する物理
量である。
圧延機の入側において、計算開始時刻(例えば、圧延機
が金属板を噛み込んだ時)をs=0とし、計算開始時刻
において、動座標系l−dを固定座標系X−Yに一致さ
せると、点Aの入側における初期値は、 xint=x(0,ξ)=−ξ (3) yint=y(0,ξ)=0 (4) である。
従って、入側における圧延材の相当速度をαとし、式
(1),(2)を計算開始時刻(s=0)から現在時刻
(s=s)まで積分すると、現在時刻における動座標系
l−dのl軸上の任意点:Aの位置は次式で与えられる。
x(s,ξ)=αis−ξ (5) y(s,ξ)=(αis−ξ)・(s) −α・Θ(s) (6) ここで、添え字iは、入側を示し、は∫ω(s)
ds、Θは∬ω(s)dsdsで表されるパラメータであ
り、各々入側における動座標系l−dの回転角、並びに
斜行を表す物理量である。
さらに、金属板の幅中心位置:A(x(s,ξ),y(s,
ξ))は、動座標系l−dで一義的に表される圧延前の
キャンバー形状:d(ξ)を重ね合わせて、次式で与えら
れる。
x(s,ξ)=αis−ξ (7) y(s,ξ)=(αis−ξ)・(s) −α・Θ(s)+d(ξ) (8) 式(7)において、x=0と置き、式(8)に代入する
と圧延機位置における蛇行量:ycが求められる。即ち、 yc(s)=−α・Θ(s)+d(αis) (9) 圧延機の出側においては、動座標系l−dのl軸が圧延
の結果、延伸比λの分だけ延ばされるため、入側におけ
る動座標系l−dに替わって動座標系λl−dを用い、
出側における圧延材の相当速度をαとする。
出側における初期値は、動座標系λl−dのλl軸の任
意点:A(x(s,ξ),y(s,ξ))が、圧延ロール直下を
通過する時刻(s=λ/ξα)を計算開始時刻とし、
延伸比λと相当速度αoの間に関係式 λ=α0 (10) が成立することを考慮すると、次式(11),(12)によ
って与えられる。
xint=x(λξ/α0,ξ)=0 (11) yint=y(λξ/α0,ξ) =−α・Θ(λξ/α) (12) λl軸上の任意点:Aの現在幅方向位置は、計算開始時刻
から現在時刻sまで式(12)を積分すると次式のように
与えられる。
y(s,λξ)=(α0s−λξ)・Θ(s) −α{Θ(s)−Θ(λξ/α)} −α・Θ(λξ/α) (13) さらに、Aに対応する金属板の幅中心位置は、動座標系
l−dで一義的に表される圧延前のキャンバー形状:d
(ξ)を重ね合わせて、次式で与えられる。
y(s,λξ)=(α0s−λξ)・(s) −α{Θ(s)−Θ(λξ/α)} −α・Θ(λξ/α)+d(ξ) (14) 以上、式(6),式(9)および式(14)が、金属板の
入側、圧延機位置、および金属板の出側に対して導かれ
る基礎式である。
本発明の目的とする金属板の出側における幅方向位置:y
oを測定し、出側のキャンバー形状及び圧延機位置にお
ける蛇行量を測定する方法では、基礎式の内、式(14)
を金属板出側に設置した板幅端検出装置の位置(x=
X0)に適用した次式を用いる。
y0(s)=X0 (s)−α{Θ(s) −Θ(s−X0)}−αΘ(s−X0) +d((α0s−X0)/λ) (15) ここで、αは従来公知の水柱センサー、またはHMD(H
ot Metal Ditector)等の既存技術を用いた圧延方向速
度検出装置によって測定される圧延方向速度とロール周
速測定装置によって測定されるロール周速度との比で与
えられ、先進率;fとの間に次の関係が成立する。
α=1+f (16) これらの測定装置が設置されていない場合は、経験式、
あるいは理論式によって与えられてもよいが金属板のト
ラッキング精度の向上は望めない。延伸比λは圧延機の
入側板厚Hと出側板厚hとの比として圧延の前に与えら
れる。αは、αとλがすでに既知であれば、式(1
0)で与えられる。
式(15)において、残る未知量はΘとΘであるが、
ΘとΘとの間には、特開昭61−17269号公報にて示
される圧延機入側の角速度ωと出側の角速度ωとの
関係、即ち、式(17)において両者を関係づける係数α
及びλを圧延条件によって定まる定数とおけば、式(1
7)を二階積分することによりΘとΘとが式(18)
のように関係づけられる。
ω=−αλω (17) Θ=−αλΘ (18) 式(15)及び式(18)とを連立させると、式(15)はΘ
或はΘに関する一階の微分方程式となり、汎用の数
値計算手法(例えば、ルンゲ・クッタ法、重み付き残差
法等)によってΘ、および式(18)によってΘの数
値解が漸次時々刻々求められる。
Θ、およびΘの値が求められると、式(14)および
式(9)から、金属板出側のキャンバー形状y(s,ξ)
及び圧延機位置における蛇行量ycが時々刻々求められ
る。
金属板の入側において、金属板の幅端部を検出する際に
サイドガイドや高圧水による外乱の影響が無視出来るも
のであれば、ΘとΘとの関係式(18)からΘを求
める代わりに、金属板の入側に設置した板幅端検出装置
によって金属板の幅方向位置を検出し、式(8)を入側
板幅端検出装置位置(x=Xi)に適用した式からΘ
演算することも勿論可能である。
〔実施例〕
圧延機の出側、圧延ロール軸中心よりx=7800mm位置
に、板幅端検出装置を設置し、本発明による(1)の方
法並びに(2)の方法により、圧延材の圧延機位置にお
ける蛇行量及び圧延後のキャンバー形状を前記式(15)
により演算して測定した。検出機の誤差は3σ=±4mm
である。式(15)の数値計算はルンゲ・クッタ法により
演算を行った。
1. (1)の方法 第1図において、速度検出装置4がない場合に対応す
る。
圧延条件は、入側板厚:H=23.6mm、出側板厚:h=20.5m
m、幅:w=2550mm、測定により得られた圧延前のキャン
バー形状は第6図に示すようなプロフィールを持ち、全
長:L=27.91mである。測定結果と実測値の比較を第7図
に示す。
2. (2)の方法 第1図に示すとおり、速度検出装置4を設置した場合で
ある。
圧延条件は、入側板厚:H=26.4mm、出側板厚:h=21.89m
m、幅:w=2550mm、測定により得られた圧延前のキャン
バー形状は第8図に示すようなプロフィールを持ち、全
長:L=22.69mである。測定結果と実測値の比較を第9図
に示す。
いずれも検出結果と実測値は良く一致しており、本発明
が実際に有効である事を示している。また、第9図の方
が、第7図に比較して測定精度が良いのは、圧延方向速
度検出装置とロール周速測定装置を設置したことによ
り、圧延方向のトラッキング精度が向上しているためで
ある。
一方、同一圧延条件で特開昭61−17269号公報記載の測
定方法を試みた結果、金属板の入側においてサイドガイ
ドの干渉を受け、第12図に示すように板幅端検出ができ
なかった。
〔発明の効果〕
本発明によれば、圧延材の出側に、僅か一基の板幅端検
出装置、あるいは一基の板幅端検出装置と圧延方向速度
検出装置により、金属板の入側におけるサイドガイドや
高圧水の外乱の影響を被らない安定した圧延中のキャン
バー形状および圧延機位置における蛇行量の測定を可能
とした。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明(2)の基本構成の説明図、第2図は本
測定法で定義する固定座標系図、第3図は本測定法で定
義する動座標系図、第4図は本測定法による被測定材の
幅方向位置の求め方の説明図、第5図は固定座標系に対
する動座標系の運動の説明図、第6図は測定により得ら
れた圧延前のキャンバー形状を示す図、第7図は本発明
(1)の方法による実施例の説明図、第8図は測定によ
り得られた圧延前のキャンバー形状を示す図、第9図は
本発明(2)の方法による実施例の説明図、第10図は特
開昭61−17269号公報記載の方法による構成の説明図、
第11図は特開昭58−21869号公報記載の方法による構成
の説明図、第12図は特開昭61−17269号公報記載の方法
の実施例の説明図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B21B 37/00 BBH (72)発明者 間渕 秀里 大分県大分市大字西ノ洲1番地 新日本製 鐵株式會社大分製鐵所内 (56)参考文献 特開 昭58−159911(JP,A) 特開 昭48−38263(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】圧延機による金属板の圧延パス中に、圧延
    機の出側における金属板の板幅方向位置と圧延方向速
    度、並びに当該圧延機の圧延ロール周速度、さらに前回
    圧延パスのキャンバー形状に基づいて、圧延機の圧延ロ
    ール位置における圧延中の金属板の蛇行量及び、又は出
    側のキャンバー形状を算出することを特徴とする圧延中
    における金属板のキャンバー形状・蛇行量の測定方法。
JP62209307A 1987-08-25 1987-08-25 圧延中における金属板のキャンバ−形状・蛇行量の測定方法 Expired - Lifetime JPH0773733B2 (ja)

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KR20160075936A (ko) * 2014-12-19 2016-06-30 삼성디스플레이 주식회사 배향막 형성 방법 및 표시 패널의 제조 방법

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