JPH09133593A

JPH09133593A - 圧延材の張力変化量の測定方法および測定装置

Info

Publication number: JPH09133593A
Application number: JP7289821A
Authority: JP
Inventors: Yoshihide Okamura; 義英岡村; Ikuya Hoshino; 郁弥星野; Junichiro Ueno; 順一郎上野; Kazuhiro Miyaji; 和博宮地; Takayuki Fujimoto; 隆行藤本; Katsuaki Masaki; 克明正木; Michihisa Nonaka; 道央野中; Kiminori Sakano; 公則坂野
Original assignee: Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Priority date: 1995-11-08
Filing date: 1995-11-08
Publication date: 1997-05-20

Abstract

(57)【要約】【課題】圧延速度の加減速の過渡状態においても圧延
材のスタンド間張力を高精度に測定することが出来る方
法を提供すること。【解決手段】圧延スタンド１４における圧延荷重変化
量：ΔＰとロール駆動用電動機の電機子電流変化量：Δ
Ｉおよびロール回転速度変化量：Δωをそれぞれ検出
し、これらの検出値から、圧延スタンド１４における圧
延ロール１２，１２の回転運動モデルを用いて、スタン
ド間張力変化量の推定値：ΔＴ_estと圧延スタンドにお
けるロール回転速度変化量の推定値：Δω_estをそれぞ
れ求めると共に、ロール回転速度変化量の推定値：Δω
_estとロール回転速度変化量の実際の検出値：Δωとの
差に基づいて、該スタンド間張力変化量の推定値：ΔＴ
_estを修正するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、鉄鋼や非鉄金属の帯材，厚板
材，形材，線材等の圧延加工に用いられる圧延機に関連
する技術に関するものであり、特に、タンデム型圧延機
における圧延材の張力変化量測定方法と張力変化量測定
装置および圧延材の張力制御方法と張力制御装置に関す
るものである。

【０００２】

【背景技術】鉄鋼や非鉄金属を圧延加工するに際して
は、圧延材の張力が変動すると、圧延材の形状や寸法の
精度が悪化するだけでなく、圧延ロールに大きな水平力
が加わり、場合によっては設備破損という大きな問題を
招来する結果となる。そのために、従来から、圧延機に
おいては、圧延材の張力制御が行われており、かかる張
力制御方法の一つとして、圧延スタンドのロール駆動機
構における発生トルク変動から圧延材の張力変動を検出
して圧延スタンドのロール回転速度を調節する、所謂フ
リーテンション制御（ＦＴＣ）が知られている。

【０００３】このようなフリーテンション制御は、特
に、熱間粗圧延機等のようにルーパ制御が困難な場合に
好適に採用されており、例えば、電動機によって駆動さ
れる圧延ロールを有する圧延スタンドを備えたタンデム
型の圧延機において、圧延荷重とロール駆動用電動機の
電機子電流，ロール駆動用電動機の端子電圧，ロール駆
動用電動機の回転速度をそれぞれ検出し、それら各検出
値の物理的関係式に基づいて負荷トルク変動や圧延材の
張力変動を演算し、目標張力が得られるように圧延スタ
ンドにおけるロール駆動用電動機の回転速度を補正，制
御することによって実施される。

【０００４】ところが、このような従来のフリーテンシ
ョン制御では、圧延速度の加減速時において、ロール駆
動用電動機の電機子電流に対し、圧延材の張力変動によ
る負荷トルクに対応する負荷トルク電流の他に基準ロー
ル回転速度の変化に伴う加減速電流が加わるために、圧
延材の張力変動を正確に検出することができないという
問題があった。そこで、例えば特公昭６１−４７３８４
号公報においては、無負荷状態（圧延材の張力変動によ
る負荷のない状態）下でのロール駆動用電動機の制御特
性を模擬する回路を構成し、かかる模擬回路にロール駆
動用電動機の回転速度と電機子電流および端子電圧の検
出値を入力して加減速電流を演算し、この加減速電流の
演算値と実際の電機子電流の検出値との差をとることに
より、圧延材の張力変動による負荷トルク電流のみを推
定，検出して圧延材の張力変動量を求めるようにした検
出装置が提案されている。このような検出装置によれ
ば、圧延速度が加減速された場合の圧延材の張力変動量
の検出精度が向上されて、圧延材の張力制御精度が向上
されることとなる。

【０００５】しかしながら、かくの如き模擬回路を備え
た検出装置について、本発明者らが更なる検討を加えた
ところ、圧延速度の加減速に起因して負荷トルクが増減
している過渡状態では、推定される負荷トルク電流に誤
差が生じ易く、そのために圧延材の張力変動量の検出精
度延いては圧延材の張力制御精度が悪化する場合があ
り、要求される張力制御精度を安定して確保することが
できなくなるおそれのあることが明らかとなったのであ
る。

【０００６】

【解決課題】ここにおいて、本発明は、上述の如き事情
を背景として為されたものであって、その解決課題とす
るところは、圧延速度の加減速の過渡状態においても圧
延材の張力変動量を高精度に測定することが出来る、圧
延材の張力変化量の測定方法および測定装置を提供する
ことにある。

【０００７】また、本発明は、圧延速度の加減速の過渡
状態においても圧延材の張力を目標値となるように高精
度に安定して制御することの出来る、圧延材の張力制御
方法および張力制御装置を提供することも、目的とす
る。

【０００８】

【解決手段】本発明は、このような課題を解決すべく、
本発明者らが従来技術の問題点について鋭意検討した結
果、従来技術（前記特公昭６１−４７３８４号公報に記
載の技術）の問題点であった圧延速度の加減速の過渡状
態における負荷トルク電流の推定誤差が、圧延材の張力
変化による圧延ロールの負荷トルク変化からロール回転
速度（ロール周速度）変化への動特性が考慮されていな
いことに起因するとの、新たな見解を得たことに基づい
て為されたものである。

【０００９】そして、圧延材の張力変化量の測定方法に
関する本発明の特徴とするところは、電動機によって駆
動される圧延ロールを有する圧延スタンドを備えたタン
デム型の圧延機において、該圧延スタンドとその上流側
または下流側に位置する隣接圧延スタンドとの間におけ
る圧延材のスタンド間張力変化量を測定するに際して、
圧延スタンドにおける圧延荷重変化量とロール駆動用電
動機の電機子電流変化量およびロール回転速度変化量を
それぞれ検出し、これらの検出値から、かかる圧延スタ
ンドにおける圧延ロールの回転運動モデルを用いて、ス
タンド間張力変化量と圧延スタンドにおけるロール回転
速度変化量をそれぞれ推定すると共に、ロール回転速度
変化量の推定値とロール回転速度変化量の検出値との差
に基づいて、該スタンド間張力変化量の推定値を修正す
るようにしたことにある。

【００１０】また、圧延材の張力制御方法に関する本発
明の特徴とするところは、上述の如き本発明に従う圧延
材の張力変化量の測定方法によって得られたスタンド間
張力変化量を用いて、スタンド間張力変化量を補うよう
に、圧延スタンドおよび隣接圧延スタンドの少なくとも
一方におけるロール回転速度を調節することにより、圧
延材のスタンド間張力を目標値に制御するようにしたこ
とにある。

【００１１】さらに、圧延材の張力変化量の測定装置に
関する本発明の特徴とするところは、電動機によって駆
動される圧延ロールを有する圧延スタンドを備えたタン
デム型の圧延機において、該圧延スタンドとその上流側
または下流側に位置する隣接圧延スタンドとの間におけ
る圧延材のスタンド間張力変化量を測定する張力変化量
測定装置であって、（ａ）圧延スタンドにおける圧延荷
重変化量とロール駆動用電動機の電機子電流変化量およ
びロール回転速度変化量をそれぞれ検出する検出手段
と、（ｂ）圧延スタンドにおける圧延ロールの回転運動
モデルに基づいて、かかる検出手段による各検出値から
スタンド間張力変化量と圧延スタンドにおけるロール回
転速度変化量をそれぞれ推定すると共に、ロール回転速
度変化量の推定値とロール回転速度変化量の検出値との
差に基づいて該スタンド間張力変化量の推定値を修正す
る推定手段とを、含んで構成したことにある。

【００１２】なお、かくの如き本発明に係る圧延材の張
力変化量の測定装置において、好ましくは、推定手段
が、実質的に前記圧延スタンドにおける圧延ロールの回
転運動モデルに基づいて得られた下式：

【数２】（但し、Δω_estは圧延ロールのロール回転速度変化量
の推定値であり、ΔＴ_es _tは圧延材のスタンド間張力変
化量の推定値であり、Ｒは圧延ロールのロール半径であ
り、Ｊは圧延ロールの慣性モーメントであり、Ｋは変換
係数であり、ΔＩはロール駆動用電動機の電機子電流で
あり、ａは係数であり、ΔＰは圧延荷重の変化量であ
り、ｋ_i（ｉ＝１，２）は推定値の推定速度を調節する
パラメータであり、Δωは圧延ロールのロール回転速度
変化量の実際の検出値である。）に従って前記スタンド
間張力変化量を推定するように構成される。

【００１３】また、圧延材の張力制御装置に関する本発
明の特徴とするところは、（Ａ）上述の如き本発明に従
う構造とされた圧延材の張力変化量の測定装置と、
（Ｂ）該圧延材の張力変化量の測定装置によって得られ
た圧延材の張力変化量に基づいて、圧延スタンドおよび
隣接圧延スタンドの少なくとも一方におけるロール回転
速度の修正量を演算し、かかる圧延スタンドのロール回
転速度を調節することにより、圧延材のスタンド間張力
を目標値に制御するロール回転速度調節手段とを、含ん
で構成したことにある。

【００１４】更にまた、かくの如き圧延材の張力制御装
置に関する本発明は、複数の圧延スタンドを備えた各種
のタンデム型圧延機に対して、何れも有利に適用され得
るものであり、例えば、板幅制御を行う垂直圧延スタン
ド（エッジャ）と板厚制御を行う水平圧延スタンドを備
え、それら両スタンド間における圧延材の張力を制御す
る場合にも適用可能である。そして、特に、そのような
場合には、前記圧延材の張力変化量の測定装置（Ａ）に
より、上流側に配設された垂直圧延スタンドにおける圧
延ロールの回転運動モデルに基づいてスタンド間張力変
化量を推定すると共に、前記ロール回転速度調節手段
（Ｂ）により、水平圧延スタンドにおけるロール回転速
度が調節されるように構成することが望ましい。

【００１５】そして、本発明に係る圧延材の張力変化量
の測定方法および測定装置においては、単なる物理的関
係式でなく、圧延ロールの回転運動モデルを用い、加減
速時のロール回転速度変化も考慮してスタンド間張力変
化量が推定されるのであり、それ故、加減速の過渡状態
においても高精度な圧延材の張力変化量の測定が可能と
なるのである。

【００１６】しかも、スタンド間張力変化量の推定値
は、圧延ロールの回転運動モデルを用いて推定されたロ
ール回転速度変化量の推定誤差に基づいて修正されるこ
とから、圧延材の張力変化量の測定精度がより高度に維
持され得るのである。

【００１７】加えて、本発明に係る圧延材の張力変化量
の測定方法および測定装置においては、圧延荷重変化量
とロール駆動用電動機の電機子電流変化量およびロール
回転速度変化量の３つの検出値に基づいて、目的とする
圧延材の張力変化量の推定値が得られるところから、従
来手法および装置に比して検出値が少なくて済み、処理
や装置構造の簡略化も図られ得るのである。

【００１８】また、本発明に係る圧延材の張力制御方法
および張力制御装置においては、本発明に係る張力変化
量の測定方法および測定装置に従って得られた圧延材の
張力変化量の推定値に基づいて、圧延材のスタンド間張
力が制御されることから、かかるスタンド間張力が、圧
延速度の加減速の過渡状態においても、目標値に高精度
に維持され得るのである。

【００１９】

【発明の実施の形態・実施例】以下、本発明を更に具体
的に明らかにするために、本発明の実施例について、図
面を参照しつつ、詳細に説明する。

【００２０】先ず、図１には、本発明に従う構造とされ
た圧延材の張力制御装置を備えたタンデム型圧延機の要
部概略構成が示されている。このタンデム型圧延機は、
圧延ロール１２，１２が板幅方向両側に配設された垂直
圧延スタンド１４と、圧延ロール１６，１６が板厚方向
両側に配設された水平圧延スタンド１８を備えており、
圧延材２０が、垂直圧延スタンド１４によって圧延され
た後に水平圧延スタンド１８によって圧延されることに
より、板幅と板厚が同時に制御されるようになってい
る。

【００２１】また、垂直圧延スタンド１４の圧延ロール
１２，１２はロール駆動用電動機２２によって、水平圧
延スタンド１８の圧延ロール１６，１６はロール駆動用
電動機２４によって、それぞれ駆動されるようになって
いると共に、各ロール駆動用電動機２２，２４がロール
回転速度制御装置２６，２８によって速度制御されるよ
うになっている。そして、これら垂直圧延スタンド１４
および水平圧延スタンド１８における圧延ロール１２，
１２および１４，１４のロール回転速度基準値は、圧延
ライン速度を設定する主速度設定器３０による設定値に
基づいて、両圧延スタンド１４，１８の相対的速度比を
設定する速度比設定器３２，３４によって与えられるよ
うになっている。更に、垂直圧延スタンド１４および水
平圧延スタンド１８には、ロール回転速度検出器３６，
３８がそれぞれ設けられており、このロール回転速度検
出器３６，３８で検出された実際のロール回転速度が、
加算器４０，４２において、速度比設定器３２，３４に
て与えられるロール回転速度基準値と比較され、それら
の差が零となるように、垂直圧延スタンド１４および水
平圧延スタンド１８におけるロール回転速度がフィード
バック制御されるようになっている。

【００２２】そして、本実施例では、このようなタンデ
ム型圧延機に対して、両スタンド１４，１６間における
圧延材２０の張力が目標値となるように制御する張力制
御装置４４が設けられている。この張力制御装置４４
は、垂直圧延スタンド１４における圧延ロールの回転運
動モデルを用いて圧延材２０のスタンド間張力の変化量
を推定する張力変化量測定装置４６と、得られたスタン
ド間張力変化量に基づいて、目標張力を得るための水平
圧延スタンド１８におけるロール回転速度の修正量を演
算し、水平圧延スタンド１８におけるロール回転速度を
修正するロール回転速度調節装置４８を含んで構成され
ている。

【００２３】より詳細には、張力変化量測定装置４６
は、例えば以下の如く構成される。

【００２４】先ず、垂直圧延スタンド１４における圧延
ロール１２，１２の回転運動モデルは、下記（数３）の
ように表すことが出来る。但し、簡単にするために、ロ
ストルク分は無視することとする。

【数３】なお、（数３）中、Ｊは圧延ロール１２，１２の慣性モ
ーメント，ωは圧延ロール１２，１２のロール回転速
度，Ｇ_Mはロール駆動用電動機２２の発生トルク，Ｇ_L
は負荷トルクである。

【００２５】また、垂直圧延スタンド１４におけるロー
ル駆動用電動機２２の電機子電流をＩとすると、ロール
駆動用電動機２２の発生トルク：Ｇ_Mは、変換係数：Ｋ
を用いて、下記（数４）の如く表すことができる。Ｇ_M＝Ｋ・Ｉ・・・（数４）

【００２６】さらに、垂直圧延スタンド１４における圧
延荷重をＰとすると、垂直圧延スタンド１４における負
荷トルクＧ_Lは、下記（数５）のように表すことができ
る。Ｇ_L＝ａ・Ｐ−Ｒ・Ｔ・・・（数５）なお、式中、ａは係数，Ｒは圧延ロール１２の半径，Ｔ
はスタンド間張力である。

【００２７】いま、圧延材２０が水平圧延スタンド１８
に噛込んだ時点からの負荷変化量より、スタンド間張力
変化量を推定することを考える。即ち、前記（数３），
（数４），（数５）において負荷変化分を考えると、そ
れぞれ、下記（数６），（数７），（数８）のように表
すことができる。なお、本実施例では、圧延材２０が垂
直圧延スタンド１２に噛込んでから水平圧延スタンド１
８に噛込むまでの間を基準時としていることから、推定
されるスタンド間張力変化量は、圧延材２０が水平圧延
スタンド１８に噛込まれた以降におけるスタンド間張力
変化量を示すこととなる。

【００２８】

【数６】 ΔＧ_M＝Ｋ・ΔＩ・・・（数７） ΔＧ_L＝ａ・ΔＰ−Ｒ・ΔＴ・・・（数８）

【００２９】そして、上記（数７）と（数８）を、（数
６）に代入することによって、下記（数９）が得られ
る。

【００３０】

【数９】

【００３１】この（数９）が、負荷の変化分を考えた場
合の垂直圧延スタンド１４における圧延ロール１２，１
２の回転運動モデルを表すものである。従って、この
（数９）を用いることにより、垂直圧延スタンド１４に
おける圧延ロール１２，１２のロール回転速度変化量の
推定値：Δω_est（添字「_est」は、推定値を表す）お
よびスタンド間張力変化量の推定値：ΔＴ_estは、下記
（数１０），（数１１）によって推定することが出来
る。

【００３２】

【数１０】

【数１１】（数１０）中、ｋ_i（i ＝１，２）は、各推定値：Δω
_est，ΔＴ_estの推定速度を調節するパラメータであ
る。

【００３３】すなわち、本実施例では、この（数１０）
に従って張力変化量測定装置４６が構成されているので
あり、この（数１０）をブロック図で構成したものが、
図２に示されている。

【００３４】従って、このような張力変化量測定装置４
６においては、圧延ロール１２，１２のロール回転速
度：ω，ロール駆動用電動機２２の電機子電流：Ｉ，垂
直圧延スタンド１４における圧延荷重：Ｐの各負荷変化
量（圧延材２０が垂直圧延スタンド１２に噛込んでから
水平圧延スタンド１８に噛込むまでの基準時からの負荷
変化量）：Δω，ΔＩ，ΔＰを、それぞれ検出して入力
すれば、これらの検出値から、圧延材２０におけるスタ
ンド間張力変化量の推定値：ΔＴ_estを求めることが出
来るのである。

【００３５】なお、圧延ロール１２，１２のロール回転
速度の負荷変化量：Δωは、ロール回転速度検出器３６
にて検出されたロール回転速度：ωを、その基準時のロ
ックオン値（固定値）：ω_Lと加算器５０で比較して、
両者の差をとることによって求められる。また、ロール
駆動用電動機２２の電機子電流の負荷変化量：ΔＩは、
電流検出器５２にて検出された電機子電流：Ｉを、その
基準時のロックオン値：Ｉ_Lと加算器５４で比較して、
両者の差をとることによって求められる。更に、垂直圧
延スタンド１４における圧延荷重の負荷変化量：ΔＰ
は、荷重検出器５６にて検出された圧延荷重：Ｐを、そ
の基準時のロックオン値：Ｐ_Lと加算器５８で比較し
て、両者の差をとることによって求められる。なお、各
ロックオン値（ω_L，Ｉ_L，Ｐ_L）は、例えば垂直圧延
スタンド１２への噛込みから水平圧延スタンド１８に噛
込むまでの平均的な値とすることができる。また、圧延
材の変形抵抗に比べて張力変化が十分に小さいと考えら
れる場合には、張力変化による圧延荷重変化量が無視で
きるものとして、ΔＰ＝０に設定することも可能であ
る。

【００３６】そして、本実施例では、このようにして張
力変化量測定装置４６により推定的に測定されたスタン
ド間張力変化量（本実施例では、圧延材２０が垂直圧延
スタンド１２に噛込んでから水平圧延スタンド１８に噛
込むまでのスタンド間張力（零）を基準値としているか
ら、圧延材２０が水平圧延スタンド１８に噛込んだ以降
のスタンド間張力変化に等しい）：ΔＴ_estを、加算器
６０に入力して、圧延材のスタンド間張力の目標値：Ｔ
_desと比較し、その張力偏差：ｅに基づいて、ロール回
転速度修正器６２により、張力偏差：ｅを零とするため
の水平圧延スタンド１８のロール回転速度修正量を算出
し、このロール回転速度修正量を加算器４２に入力し
て、速度比設定器３４からロール回転速度制御装置２８
に入力されるロール回転速度基準値を修正することによ
って、水平圧延スタンド１８の圧延ロール１６，１６の
ロール回転速度を調節せしめて圧延材２０のスタンド間
張力が目標値に制御されるようになっている。

【００３７】なお、ロール回転速度修正器６２は、水平
圧延スタンド１８における圧延ロール１６，１６のロー
ル回転速度と圧延材のスタンド間張力の関係に基づい
て、スタンド間張力が目標値となるように、偏差：ｅの
大きさに応じてロール回転速度修正量を求めて、水平圧
延スタンド１８の圧延ロール１６，１６のロール回転速
度を加減するものであれば良く、そこにおいては、例え
ばＰＩ制御等の従来から公知の制御方法が有利に採用さ
れ得る。

【００３８】また、このことから明らかなように、本実
施例では、スタンド間張力変化量：ΔＴ_estを目標値：
Ｔ_desと比較して偏差：ｅを求める加算器６０と、得ら
れた偏差：ｅに基づいて水平圧延スタンド１８のロール
回転速度を修正するロール回転速度修正器６２とを含ん
で、圧延材２０のスタンド間張力を目標値に制御するロ
ール回転数調節装置４８が構成されている。

【００３９】従って、上述の如き張力変化量測定装置４
６とロール回転速度調節装置４８を含んで構成された張
力制御装置４４によれば、張力変化量測定装置４６によ
って圧延材のスタンド間張力が推定的に測定されると共
に、この測定値に基づいて、張力制御装置４４により水
平圧延スタンド１８のロール回転速度が修正されること
により、圧延材２０のスタンド間張力が目標値となるよ
うに制御されることとなる。

【００４０】そこにおいて、張力変化量測定装置４６に
おいては、その構成を示す（数１０）から明らかなよう
に、圧延速度の加減速時におけるロール回転速度変化も
考慮されていることから、この（数１０）に基づいて推
定されるスタンド間張力変化量：ΔＴは、圧延速度の加
減速の過渡状態においても優れた推定精度が安定して確
保されるのである。

【００４１】しかも、張力変化量測定装置４６において
は、（数１０）の右辺第４項に示されるように、ロール
回転速度変化量の推定値：Δω_estと実際のロール回転
速度変化量の検出値：Δωとの差：〔Δω−Δω_est〕
に基づいて、スタンド間張力変化量の推定値：ΔＴ_est
を修正する機能を有していることから、（数１０）に基
づいて推定されるスタンド間張力変化量：ΔＴ_estの推
定精度が、一層有利に確保されるのである。

【００４２】そして、それ故、かかる張力変化量測定装
置４６によるスタンド間張力変化量：ΔＴ_estの測定値
を用いて、ロール回転速度調節装置４８により目標値：
Ｔ_de _sと比較し、その偏差：ｅに応じて水平圧延スタン
ド１８のロール回転速度を調節することにより、スタン
ド間張力を精度良く且つ圧延速度の加減速の過渡状態に
おいても安定して制御することが可能となるのである。

【００４３】また、本実施例では、張力変化量測定装置
４６の入力信号：Δω，ΔＩ，ΔＰが、垂直圧延スタン
ド１４において、圧延材２０が垂直圧延スタンド１２に
噛込んでから水平圧延スタンド１８に噛込まれるまでの
間を基準時として、該基準時における各値（ロックオン
値）と水平圧延スタンド１８に噛込んだ以降での検出値
の差分によって求められることから、基準値としてのロ
ックオン値が明確で且つ容易に検出可能であると共に、
スタンド間張力をより一層容易に測定（推定）すること
が出来るといった利点もある。

【００４４】しかも、本実施例では、垂直圧延スタンド
１４よりも一般にモータパワーに余裕のある水平圧延ス
タンド１８のロール回転速度を調節することによって、
スタンド間張力の制御が行われることから、垂直圧延ス
タンド１４のロール回転速度を調節する場合に比して、
スタンド間張力の制御可能域が大きく確保されて、より
大きな信頼性が確保されるといった利点もある。

【００４５】因みに、本発明の効果を検証するために、
上述の如き本実施例構成の張力変化量測定装置４６と、
特公昭６１−４７３８４号公報に記載の模擬回路を備え
た従来構造の検出装置とにおいて、それぞれ、１００tf
の張力ステップ状外乱があった場合のスタンド間張力推
定値の推定精度を比較したシミュレーション結果を、図
３において、実施例および比較例として示す。なお、シ
ミュレーション条件は、下記の通りである。但し、張力
変化は材料の変形抵抗に比べて小さいと考えられるた
め、本例では、張力変化による圧延荷重変化量は無視で
きるとしてΔＰ＝０とした。Ｒ：０．４８ｍＪ：６７．７ｋＮｍＫ＝φ：０．２１ｋＮｍ／Ａｋ₁：１４ｋ₂：１４２５０

【００４６】図３中の（ｂ）に示されるように、従来構
造の検出装置によって求められたスタンド間張力推定値
は、破線で示された外乱のスタンド間張力変化に対し
て、振動的な誤差を内在していることが認められる。こ
れに対して、図３中の（ａ）に示されるように、本発明
に従う張力変化量測定装置は、外乱付加直後から、スタ
ンド間張力を精度良く推定していることが明らかに認め
られる。

【００４７】以上、本発明の実施例について詳述してき
たが、これは文字通りの例示であって、本発明は、かか
る具体例にのみ限定して解釈されるものではない。

【００４８】例えば、前記実施例では、垂直圧延スタン
ド１４と水平圧延スタンド１８の間の圧延材張力を推定
し、制御する場合について説明したが、その他、水平圧
延スタンド間の圧延材張力を推定し、制御する場合等に
も、本発明は、同様に適用可能である。

【００４９】また、前記実施例では、圧延材２０の送り
方向での上流側に配置された圧延スタンドの回転運動モ
デルを用いてスタンド間張力変化量を推定し、得られた
推定値に基づいて、下流側に配置された圧延スタンドの
圧延速度を調節することによりスタンド間張力を制御す
るようになっていたが、その他、上流側に配置された圧
延スタンドの回転運動モデルを用いて得られたスタンド
間張力変化量推定値に基づいて、上流側圧延スタンドの
圧延速度のみ、または上流側圧延スタンドと下流側圧延
スタンドの両方の圧延速度を調節してスタンド間張力を
制御したり、或いは下流側圧延スタンドの回転運動モデ
ルを用いてスタンド間張力変化量を推定したりすること
も可能である。

【００５０】その他、一々列挙はしないが、本発明は、
当業者の知識に基づいて、種々なる変更，修正，改良等
を加えた態様において実施され得るものであり、また、
そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限
り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであること
は、言うまでもない。

【００５１】

【発明の効果】上述の説明から明らかなように、本発明
に係る圧延材の張力変化量の測定方法および測定装置に
おいては、圧延速度の加減速の過渡状態でも高精度な圧
延材のスタンド間張力変化量の測定が可能となるのであ
り、また、このような測定方法乃至は測定装置を利用し
た、本発明に係る圧延材の張力制御方法および張力制御
装置においては、圧延材のスタンド間張力を目標値に高
精度に維持することが可能となり、それによって製品品
質の向上や設備破損防止などの効果が達成されるのであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての張力制御装置を備え
たタンデム型圧延機の要部概略図である。

【図２】図１に示されたタンデム型圧延機に採用される
張力変化量測定装置の具体的構成例を示すブロック図で
ある。

【図３】本実施例としての張力変化量測定装置と従来構
造の検出装置とにおけるスタンド間張力推定値の推定精
度を比較したシミュレーション結果をそれぞれ示すグラ
フである。

【符号の説明】１４垂直圧延スタンド１８水平圧延スタンド２０圧延材２２，２４ロール駆動用電動機２６，２８ロール回転速度制御装置３６，３８ロール回転速度検出器４４張力制御装置４６張力変化量測定装置４８ロール回転速度調節装置５２電流検出器５６荷重検出器６２ロール回転速度修正器

フロントページの続き (72)発明者宮地和博東京都港区新橋五丁目11番３号住友軽金属工業株式会社内 (72)発明者藤本隆行東京都港区新橋五丁目11番３号住友軽金属工業株式会社内 (72)発明者正木克明東京都港区新橋五丁目11番３号住友軽金属工業株式会社内 (72)発明者野中道央東京都港区新橋五丁目11番３号住友軽金属工業株式会社内 (72)発明者坂野公則東京都港区新橋五丁目11番３号住友軽金属工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電動機によって駆動される圧延ロールを
有する圧延スタンドを備えたタンデム型の圧延機におい
て、該圧延スタンドとその上流側または下流側に位置す
る隣接圧延スタンドとの間における圧延材のスタンド間
張力変化量を測定するに際して、前記圧延スタンドにおける圧延荷重変化量とロール駆動
用電動機の電機子電流変化量およびロール回転速度変化
量をそれぞれ検出し、これらの検出値から、かかる圧延
スタンドにおける圧延ロールの回転運動モデルを用い
て、前記スタンド間張力変化量と該圧延スタンドにおけ
るロール回転速度変化量をそれぞれ推定すると共に、該
ロール回転速度変化量の推定値と前記ロール回転速度変
化量の検出値との差に基づいて該スタンド間張力変化量
の推定値を修正することを特徴とする圧延材の張力変化
量の測定方法。
【請求項２】請求項１に記載の方法で得られたスタン
ド間張力変化量を用い、該スタンド間張力変化量を補う
ように、前記圧延スタンドおよび前記隣接圧延スタンド
の少なくとも一方におけるロール回転速度を調節するこ
とにより、圧延材のスタンド間張力を目標値に制御する
ことを特徴とする圧延材の張力制御方法。
【請求項３】電動機によって駆動される圧延ロールを
有する圧延スタンドを備えたタンデム型の圧延機におい
て、該圧延スタンドとその上流側または下流側に位置す
る隣接圧延スタンドとの間における圧延材のスタンド間
張力変化量を測定する装置であって、前記圧延スタンドにおける圧延荷重変化量とロール駆動
用電動機の電機子電流変化量およびロール回転速度変化
量をそれぞれ検出する検出手段と、前記圧延スタンドにおける圧延ロールの回転運動モデル
に基づいて、かかる検出手段による各検出値から前記ス
タンド間張力変化量と該圧延スタンドにおけるロール回
転速度変化量をそれぞれ推定すると共に、該ロール回転
速度変化量の推定値と前記ロール回転速度変化量の検出
値との差に基づいて該スタンド間張力変化量の推定値を
修正する推定手段とを、有することを特徴とする圧延材
の張力変化量の測定装置。
【請求項４】前記推定手段が、実質的に前記圧延スタ
ンドにおける圧延ロールの回転運動モデルに基づいて得
られた下式：【数１】（但し、Δω_estは圧延ロールのロール回転速度変化量
の推定値であり、ΔＴ_es _tは圧延材のスタンド間張力変
化量の推定値であり、Ｒは圧延ロールのロール半径であ
り、Ｊは圧延ロールの慣性モーメントであり、Ｋは変換
係数であり、ΔＩはロール駆動用電動機の電機子電流で
あり、ａは係数であり、ΔＰは圧延荷重の変化量であ
り、ｋ_i（ｉ＝１，２）は推定値の推定速度を調節する
パラメータであり、Δωは圧延ロールのロール回転速度
変化量の実際の検出値である。）に従って前記スタンド
間張力変化量を推定するように構成されている請求項３
に記載の圧延材の張力変化量の測定装置。
【請求項５】請求項３に記載の圧延材の張力変化量の
測定装置と、該測定装置によって得られた圧延材の張力変化量に基づ
いて、前記圧延スタンドおよび前記隣接圧延スタンドの
少なくとも一方におけるロール回転速度の修正量を演算
し、かかる圧延スタンドのロール回転速度を調節するこ
とにより、前記圧延材のスタンド間張力を目標値に制御
するロール回転速度調節手段とを、有することを特徴と
する圧延材の張力制御装置。
【請求項６】電動機によって駆動される圧延ロールを
有する前記圧延スタンドが垂直圧延スタンドとされると
共に、前記隣接圧延スタンドが該垂直圧延スタンドの下
流側に配設された水平圧延スタンドとされて、前記圧延
材の張力変化量の測定装置により、該垂直圧延スタンド
における圧延ロールの回転運動モデルに基づいて前記ス
タンド間張力変化量が推定されると共に、前記ロール回
転速度調節手段によって、前記水平圧延スタンドにおけ
るロール回転速度が調節される請求項５に記載の圧延材
の張力制御装置。