JPH0847706A - 連続圧延機における先進率の推定方法及び学習方法 - Google Patents

連続圧延機における先進率の推定方法及び学習方法

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JPH0847706A
JPH0847706A JP6184820A JP18482094A JPH0847706A JP H0847706 A JPH0847706 A JP H0847706A JP 6184820 A JP6184820 A JP 6184820A JP 18482094 A JP18482094 A JP 18482094A JP H0847706 A JPH0847706 A JP H0847706A
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JP
Japan
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actual
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JP6184820A
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English (en)
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Hideaki Nagasaka
英明 長坂
Yoshio Oike
美雄 大池
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Kobe Steel Ltd
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Kobe Steel Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 板速度計や板厚計を増設せずに先進率を正確
に予測して、次の圧延の先端通板時より安定かつ高精度
な圧延を行う。 【構成】 各圧延スタンドSTi に、ロールの圧下荷
重、圧下位置及びロールの周速度の検出手段を設けた連
続圧延機において、最終スタンドSTn に被圧延材が噛
み込んだ後でかつ各圧延スタンド間のマスバランスが安
定している加速圧延前に、各圧延スタンドの実績圧延荷
重Pi 、実績圧下位置Si 及び実績周速度Vi を検出し
ておき、実績圧延荷重と実績圧下位置とから算出した実
績出側板圧hi と、各圧延スタンドに初期設定されてい
る目標出側板厚hsi との偏差Δhi を算出するととも
に、実績周速度と各圧延スタンドに初期設定されている
周速度Vsi との偏差ΔVi を算出し、この板厚偏差と
周速度偏差とから各圧延スタンドにおける先進率誤差Δ
i を求め、これを次の圧延の初期設定先進率fsi
加味する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、板圧延をおこなう連続
圧延機における先進率の推定方法、および学習方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】タンデム圧延機による連続圧延の際、各
圧延スタンド間でマスバランスが崩れて不安定通板にな
る主たる要因は、板速度(先進率)及び板厚の予測誤差
である。このうち、先進率は圧延理論によってある程度
の精度で求めることができ、例えば、Simsによれば
次の(1)式のようになる。
【0003】
【数2】
【0004】但し、f:先進率、h:出側板厚、H:入
側板厚、R’:偏平ロール半径、k:変形抵抗、σb
入側張力、σf :出側張力である。しかし、これらの中
にある偏平ロール半径、変形抵抗および(1)式中に考
慮されていない摩擦係数など圧延中に観測が困難な要因
によって、先進率が変化することがある。
【0005】そこで、先進率を直接実測する技術とし
て、例えば特公昭60−51923号のように、板速度
計を各圧延スタンドの出側に設置して板速度とロール周
速度との比より先進率を演算する方法があるが、板速度
計を新たに設置することは設備費用及びその維持管理の
点でコストがかかる。また、特に熱間圧延の場合、その
測定環境が極めて厳しいものとなるため板速度の検出精
度にも問題がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】そこで、より簡便な方
法、即ち各圧延スタンドの噛み込み信号が出力される時
刻から、圧延スタンド間通過時間を検出し、板速度を算
出する方法が広くおこなわれている。しかし、通常、下
流圧延スタンドになるほど圧延スタンドの通過時間が短
くなるため、その検出精度が厳しくなり、図1のように
先進率の精度は大きく影響を受ける。このため、圧延速
度が速くなるにつれ誤差が大きくなるという問題点があ
る。
【0007】例えば、検出信号出力の時定数、あるいは
周期的にデータをサンプリングするために生ずる時間お
くれが30msecの場合、先進率の誤差は圧延速度が
10mpmのとき0.010、圧延速度が500mpm
のとき0.060となり、先進率においては無視できな
いオーダである。一方、各圧延スタンドの出側板厚とロ
ール周速度とを検出し、マスフロー一定則を用いて先進
率を算出する方法も広く行われている。この場合、板厚
検出に際して中間圧延スタンドに板厚計を設置できない
ときは、実績荷重と実績圧下位置とからゲージメータ式
を用いて板厚を計算する。
【0008】しかし、このゲージメータ式中には、実際
には圧延ロールの摩耗や熱膨張、圧延機のガタ等による
オンラインでの実測が難しい不確定要素(オフセット
項)が含まれているので、このゲージメータ式から推定
される出側板厚をそのままマスフロー一定則の式に適用
しても先進率を正確に予測することは困難であった。本
発明は、このような実情に鑑み、タンデム圧延機におけ
る初期圧延条件設定に際し、新たに板速度計や板厚計を
設置することなく先進率を正確に予測できるようにし
て、次回の圧延の先端通板時より安定かつ高精度な圧延
を行えるようにすることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく、
本発明は次の技術的手段を講じた。すなわち、本発明方
法は、タンデムに並ぶ各圧延スタンドSTi に、ロール
の圧下荷重、圧下位置及びロールの周速度を検出する手
段がそれぞれ設けられている連続圧延機において、最終
スタンドSTn に被圧延材が噛み込んだ後でかつ各圧延
スタンドSTi 間のマスバランスが安定している加速圧
延前に、各圧延スタンドSTi の実績圧延荷重Pi 、実
績圧下位置Si 及び実績ロール周速度Vi をそれぞれ検
出しておき、前記実績圧延荷重Pi と実績圧下位置Si
とからゲージメータ式によって算出した実績出側板厚h
i と、各圧延スタンドSTi に初期設定されている目標
出側板厚hsi との偏差Δhi を算出するとともに、前
記実績ロール周速度Vi と各圧延スタンドSTi に初期
設定されている初期ロール周速度Vsi との偏差ΔVi
を算出し、この板厚偏差Δhi とロール周速度偏差ΔV
i とを下式に代入して各圧延スタンドSTi における先
進率誤差Δfi を求め、この誤差Δfi を次回の圧延の
初期設定先進率si に加味して次回の先進率fiとする
ものである。
【0010】
【数3】
【0011】また、本発明は、上記方法によって求めた
先進率誤差Δfi を異なる板厚及び材種の被圧延材につ
いてストックしておき、その板厚及び材種に該当する被
圧延材について行う次回の圧延の初期設定先進率fsi
にそのストックしておいた先進率誤差Δfi を加味して
次回の先進率fi とするものである。
【0012】
【作用】本発明では、ゲージメータ式から推定される実
績出側板厚hi をマスフロー一定則にそのまま適用する
のではなく、ゲージメータ式によって算出した実績出側
板厚hi と各圧延スタンドSTi に初期設定されている
目標出側板厚hsi とから算出した偏差Δhi を用いて
マスフロー一定則を適用するので、ゲージメータ式にお
けるオフセット項の影響を排除できる。
【0013】また、各圧延スタンドSTi の実績値(P
i ,Si ,Vi )は、最終スタンドSTn に被圧延材が
噛み込んだ後でかつ各圧延スタンドSTi 間のマスバラ
ンスが安定している加速圧延前に検出しているので、こ
れらの値と各スタンドSTiに初期設定されている設定
値(hsi ,Vsi )とから求めた板厚及びロール周速
度の偏差(Δhi ,ΔVi )と先進率の誤差Δfi はそ
れらの変化に関係なくマスフロー偏差ΔMFi (後述の
(3)式参照)を零にする。
【0014】このことから、Δfi をΔhi の項とΔV
i の項との和で表した下式が導かれる。
【0015】
【数4】
【0016】すなわち、この式は、各圧延スタンドST
i において、板厚とロール周速度がその初期設定値から
微変動があったときに先進率がどのように変動するかを
表す一般式である。従って、この式によって求めたΔf
i を次の初期設定値fsi に加えることにより、板厚や
ロール周速度の微変動を加味した正確な先進率が設定さ
れる。
【0017】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説
明する。図2は本発明方法が適用される連続圧延機およ
びその先進率推定、学習のための演算器の例を示す構成
図であり、図3はそのフローチャートである。まず図2
により連続圧延機とその先進率推定器、学習演算器につ
いて説明する。
【0018】図2において、ST1〜ST7は被圧延材
2に対して連続的に板圧延を行う連続圧延機(本実施例
ではn=7)、3は各圧延スタンドST1〜ST7に備
えられて圧延荷重P1 〜P7 を測定する荷重計を示して
いる。4は各圧延スタンドST1〜ST7に備えられて
圧下位置を調節するための圧下シリンダで、各圧下シリ
ンダ4から圧下位置S1 〜S7 に関する情報が得られ
る。また、5は最終圧延スタンドST7における被圧延
材2の出側板厚h7 を測定する板厚計である。
【0019】6は被圧延材2の圧延中各種のデータつま
り各荷重計3からの圧延荷重P1 〜P7 、各圧延スタン
ドST1〜ST7のロール周速度V1 〜V7 、各圧下シ
リンダ4からの圧下位置S1 〜S7 および採取するデー
タ収集計算機であり、7はこのデータ収集計算機6によ
り採取されたデータに基づいて後述するごとく各圧延ス
タンドST1〜ST7の先進率f1 〜f7 、板厚h1
6 を演算する計算機である。
【0020】8は上記計算機7にて求められた各圧延ス
タンドST1〜ST7の先進率f1〜f7 にもとづい
て、今回圧延時において設定された先進率fs1 〜fs
2 を学習し、次回圧延時のロール周速度を演算し設定す
る計算機である。上述のごとく構成された連続圧延機お
よびその先進率演算、学習器に対して、本実施例の方法
は図3フローチャートに示すごとく適用される。
【0021】まず、被圧延材2の圧延前に、各圧延スタ
ンドST1〜ST7における初期設定値である目標出側
板厚hs1 〜hs7 、ロール周速度Vs1 〜Vs7 、お
よび先進率予測値fs1 〜fs7 をデータ収集計算機6
により採集する(ステップA1)。次に、被圧延材2が
第1圧延スタンドST1より順次噛み込んで行き、最終
圧延スタンドST7に噛み込んだ後、各圧延スタンド間
のマスバランスが安定し、加速圧延を開始する直前に、
各圧延スタンドST1〜ST7の実績圧延荷重P1〜P
7 、実績ロール周速度V1 〜V7 、実績圧下位置S1
7 を、荷重計3や圧下シリンダ4にて測定し、データ
収集計算機6により採集する(ステップA2)。
【0022】採集された各データは先進率計算機7に送
られる。この計算機7は、まず各圧延スタンドST1〜
ST7の実績圧延荷重P1 〜P7 、実績圧下位置S1
7に基づいて各圧延スタンドST1〜ST7の実績出
側板厚h1 〜h7 をゲージメータ式にて算出し、この実
績値h1 〜h7 と目標出側板厚hs1 〜hs7 との偏差
Δh1 〜Δh7 を求める(ステップA3)。
【0023】ここで、板厚偏差Δh1 〜Δh7 を用いる
理由を説明すると、一般にゲージメータ式は初期設定に
おいて目標出側板厚を得るための圧下位置を算出する
際、および圧延中に板厚制御をする際に用いられ、次の
(2)式のような構成となっている。
【0024】
【数5】
【0025】但し、h:出側板厚、P:圧延荷重、M:
ミル定数、S:圧下位置、α:オフセット値である。上
式中のオフセット値αは、圧延ロールの摩耗、熱膨張や
圧延機のガタなどのオンラインでの実測が難しい不確定
要素を考慮したものであり、必ずしも真の値であるとは
いえない。
【0026】そこで、各圧延スタンド実測出側板厚h1
〜h6 の目標出側板厚hs1 〜hs 7 からの偏差Δh1
〜Δh7 をとることによって、上記ゲージメータ式にお
けるオフセット項の影響を排除する。ただし、最終圧延
スタンドST7における板厚偏差Δh7 を求めるにあた
っては、板厚計5による実測結果を用いてもよい。次
に、各圧延スタンドST1〜ST7の実績ロール周速度
1 〜V7 の初期ロール周速度Vs1 〜Vs7 との偏差
ΔV1 〜ΔV7 を計算する(ステップA3)。
【0027】さらにこれらの偏差Δh1 〜Δh7 及びΔ
1 〜ΔV7 をもとに各圧延スタンド毎の先進率誤差
(補正値)Δf1 〜Δf7 を算出する(ステップ4)。
以下、先進率誤差の演算手順について説明すると、ま
ず、各圧延スタンドにおけるマスフローの初期設定時か
らの偏差は次の(3)式のごとく表される。
【0028】
【数6】
【0029】但し、MFは初期設定におけるマスフロー
予測値、ΔMFはマスフロー偏差、添字は圧延スタンド
番号である。ここで、最終圧延スタンドST7噛み込み
後、加速圧延開始直前においては、各圧延スタンドのマ
スフローは安定しているため、(3)式においてΔMF
i =0とできる。
【0030】しかし、板厚制御系および張力制御系の動
作によりΔhi とΔVi の項は必ずしもゼロとはならな
い。すなわち、板厚の変化および先進率の誤差によるマ
スフローの変化を吸収すべく、ΔVi は張力制御系また
はオペレータの手介入により動作することがあるからで
ある。なお、実際のマスフロー偏差式は上記(3)式よ
りもむしろ下の(3)’式となるが、板厚変化による先
進率変化は二次微小量として無視できるので(3)式を
採用している。
【0031】
【数7】
【0032】従って、上記(3)式から、今回圧延にお
ける各圧延スタンドの先進率誤差は、次の(4)式のよ
うに表すことができる。
【0033】
【数8】
【0034】以上の過程により求められた先進率誤差Δ
1 〜Δf7 に次回の圧延初期設定時の先進率fs1
fs7 を加算すれば、次回圧延時の正確な先進率f1
7を求めることができる(ステップA5)。
【0035】
【数9】
【0036】次に、このように推定される先進率f1
7 は、先進率学習計算機8に送られ、次回圧延に備え
て、次の(6)式のように学習される(ステップA
6)。
【0037】
【数10】
【0038】但し、βは学習係数である。ところで、先
進率は板厚や摩擦係数によって変化する。例えば図4
は、Orowanの理論に基づいた板厚、摩擦係数によ
る先進率変化を熱間圧延の場合について示した図であ
る。このように摩擦係数は被圧延材の材種によって異な
ることから、先進率学習結果を次回圧延初期設定時に利
用するにあたり、板厚や被圧延材の材種による階層分け
を行い、この階層に基づいて学習係数の更新を行う(ス
テップA7)。
【0039】例えば、初期設定において、目標出側板厚
hs=2.71mm、ロール周速度VS =417.1m
pm、予測先進率fs=0.0562、実績出側板厚h
=2.69mm、実績ロール周速度V=418.7mp
mである場合、本実施例による先進率誤差ΔfはΔf=
0.0037であり、実際の先進率fはf=0.060
0となる。
【0040】図5は、各圧延スタンド間にルーパー機構
を有する鋼の熱間連続圧延機において、本実施例を適用
した場合のルーパー立ち上がり時のルーパー角度の推移
を示している。この図から分かるように、本実施例の適
用によって圧延スタンド間のマスフローが圧延開始直後
よりも安定している。さらにその結果、図6に示すよう
に圧延材先端部の板厚及び板幅の精度が向上した。
【0041】このように本実施例の先進率推定方法及び
学習方法を用いることにより、次回圧延の先端通板時よ
り安定かつ高精度な圧延を行うことができる。なお、上
記実施例は7段の連続圧延機にて構成される場合につい
て説明したが、本発明はこれに限定されるものではな
い。また、具体的な実施例として鋼の熱間圧延の場合を
示したが、アルミニウム等の他の金属圧延の場合につい
ても同様の方法で先進率を推定、学習できる。
【0042】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
新たに板速度計や板厚計等の計測器の増設を要すること
なく、簡便に正確に各圧延スタンドにおける先進率を推
定でき、次回の圧延の先端通板時より安定かつ高精度な
圧延を行える。さらに、この先進率の推定結果を被圧延
材の板厚や材種によって分類し、これをストックして学
習しておけば、被圧延材の板厚や材種が変化しても次回
の圧延先端通板時より安定かつ高精度な圧延を行うこと
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来法を用いた場合の先進率の推定誤差を示す
図である。
【図2】本発明方法が適用される連続圧延機および先進
率推定、学習演算器の例を示す構成図である。
【図3】本発明のフローチャートである。
【図4】先進率の変動要因の例を示す図である。
【図5】本実施例による効果を示す図である。
【図6】本実施例による効果を示す図である。
【符号の説明】
STi 各圧延スタンド STn 最終スタンド Pi 実績圧延荷重 Si 実績圧下位置 hi 実績出側板厚 hsi 目標出側板厚 Δhi 板厚偏差 Vi 実績ロール周速度 Vsi 初期ロール周速度 ΔVi ロール周速度偏差 fi 次回の先進率 fsi 初期先進率 Δfi 先進率誤差

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 タンデムに並ぶ各圧延スタンド(S
    i )に、ロールの圧下荷重、圧下位置及びロールの周
    速度を検出する手段がそれぞれ設けられている連続圧延
    機において、 最終スタンド(STn )に被圧延材が噛み込んだ後でか
    つ各圧延スタンド(STi )間のマスバランスが安定し
    ている加速圧延前に、各圧延スタンド(STi)の実績
    圧延荷重(Pi )、実績圧下位置(Si )及び実績ロー
    ル周速度(Vi)をそれぞれ検出しておき、 前記実績圧延荷重(Pi )と実績圧下位置(Si )とか
    らゲージメータ式によって算出した実績出側板厚
    (hi )と、各圧延スタンド(STi )に初期設定され
    ている目標出側板厚(hsi )との偏差(Δhi )を算
    出するとともに、 前記実績ロール周速度(Vi )と各圧延スタンド(ST
    i )に初期設定されている初期ロール周速度(Vsi
    との偏差(ΔVi )を算出し、 この板厚偏差(Δhi )とロール周速度偏差(ΔVi
    とを下式に代入して各圧延スタンド(STi )における
    先進率誤差(Δfi )を求め、 この誤差(Δfi )を次回の圧延の初期設定先進率(f
    i )に加えて次回の先進率(fi )とすることを特徴
    とする連続圧延機における先進率の推定方法。 【数1】
  2. 【請求項2】 請求項1の方法によって求めた先進率誤
    差(Δfi )を異なる板厚及び材種の被圧延材について
    ストックしておき、その板厚及び材種に該当する被圧延
    材について行う次回の圧延の初期設定先進率(fsi
    にそのストックしておいた先進率誤差(Δfi )を加え
    て次回の先進率(fi )とすることを特徴とする連続圧
    延機における先進率の学習方法。
JP6184820A 1994-08-05 1994-08-05 連続圧延機における先進率の推定方法及び学習方法 Pending JPH0847706A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020050843A (ko) * 2000-12-22 2002-06-28 이구택 연속압연기의 롤주속 설정방법
KR20040110479A (ko) * 2003-06-19 2004-12-31 주식회사 포스코 압연기용 선진율 보상방법

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