JPH09201610A - 連続圧延機の板厚制御方法 - Google Patents

連続圧延機の板厚制御方法

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JPH09201610A
JPH09201610A JP8011775A JP1177596A JPH09201610A JP H09201610 A JPH09201610 A JP H09201610A JP 8011775 A JP8011775 A JP 8011775A JP 1177596 A JP1177596 A JP 1177596A JP H09201610 A JPH09201610 A JP H09201610A
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JP
Japan
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plate thickness
roll gap
rolling
gauge meter
thickness
Prior art date
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Pending
Application number
JP8011775A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideo Kijima
秀夫 木島
Kazuhito Kenmochi
一仁 剣持
Yasumichi Sunamori
泰理 砂盛
Moriyuki Miyahara
盛行 宮原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
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Publication of JPH09201610A publication Critical patent/JPH09201610A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • B21B37/24Automatic variation of thickness according to a predetermined programme
    • B21B37/26Automatic variation of thickness according to a predetermined programme for obtaining one strip having successive lengths of different constant thickness

Abstract

(57)【要約】 【課題】 走間板厚変更後のゲージメータ板厚の予測精
度を改善して、後行材先端部における板厚精度を向上す
る。 【解決手段】 ゲージメータ板厚の基準点となる圧延荷
重P0 、ロール間隙S0及び板厚h0 を、走間で板厚変
更する前であって、ゲージメータ板厚制御をオフとする
時点t1 の圧延荷重P、ロール間隙S及び先行材の目標
板厚hI とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、完全連続圧延機に
おける自動板厚制御(Automatic Gage Control:AG
C)方法に係り、特に、圧延スタンド直下の板厚をゲー
ジメータ式により予測し、該予測板厚に基づいて板厚制
御を行う絶対値自動板厚制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】圧延機における最も重要な課題の1つ
は、その圧延機出側で得られる成品の長手方向板厚精度
を、全長にわたって所定の範囲内に収めることである。
【0003】一方、近年、熱間連続式仕上圧延機では、
先行材の後端部と後行材(次に圧延する圧延材)の先端
部を接合して、連続的に圧延することが行われている。
又、従来より冷間連続式タンデム圧延機においても、圧
延中に圧延機を停止することなくパススケジュールを変
更して、同一又は異なる板厚の生品を圧延することが行
われている。これら熱間や冷間の連続式圧延機でも、接
合部や溶接部等の板厚変更点の直後から所望の板厚精度
を実現することが望ましい。そのため、板厚変更点が圧
延機の各スタンドを通過する際に、圧延モデルにより計
算しておいたロール間隙やロール速度の適切な変更量
に、各ロール間隙及びロール速度を変更する走間板厚変
更制御が行われている(「板圧延の理論と実際」第13
1頁参照)。
【0004】しかしながら、現実には、圧延機に供給さ
れる圧延前の圧延材の板厚の設定値からの偏差や硬度は
ばらつきが大きく、板厚変更点前後の圧延荷重の変化を
正確に予測し、走間板厚変更終了直後から目標の板厚を
実現するようにロール間隙やロール速度を設定すること
は難しい。そこで、走間板厚変更終了後、圧延スタンド
直下の板厚を予測して目標板厚からの偏差(セットアッ
プの誤差)を求め、該予測板厚を目標板厚にするべく、
ロール間隙やロール速度を変更して板厚制御を行う必要
がある。これは、接合部や溶接部が圧延スタンドを過
ぎ、圧延スタンド出側の板厚計に到達して実際の板厚を
計測した時点で板厚制御を開始するのでは、既に圧延ス
タンドから板厚計までの距離に相当する板厚精度不良部
分を発生させてしまうからである。
【0005】圧延スタンド直下の板厚の予測は、圧延ス
タンドのロール間隙と圧延荷重を基にゲージメータ式に
より板厚を予測し、更に、該予測板厚を目標値とすべく
当該スタンドのロール間隙を修正するゲージメータAG
Cと呼ばれる方法が採られるのが一般的である。
【0006】次に、「板圧延の理論と実際」第229頁
及び第295〜296頁を基にゲージメータAGCの一
般的な制御方法について述べる。
【0007】図1に、冷間タンデム圧延機の第1スタン
ドにおけるゲージメータAGCの概念図を示す。図1に
おいて、10は、図の左方から右方に圧延される圧延
材、20は各スタンドの圧延ロール、22は同じく補強
ロール、24は同じく、圧下シリンダ、圧下ねじ等の圧
下装置、26は同じくロードセル、28はゲージメータ
板厚計算機、30はロール間隙変更量計算機、32はプ
ロセスコンピュータ、34は板厚計である。
【0008】ロール間隙は一般的に圧下シリンダの油柱
高さや圧下ねじの移動量で検出するため、ロール摩耗や
ロール熱膨脹等によるロール間隙変化分は検出できな
い。そこで、まず図1において、圧延材10がない時点
(圧延ロール交換時、ミル洗浄時等)において、圧下装
置24により圧延ロール20を互いに接触させて一定の
圧延荷重P0 まで締め込み、次式により、同時点のロー
ル間隙をS0 と設定する。
【0009】S0 =−(P0 /M) …(1)
【0010】ここで、Mはミル剛性係数である。又、同
時点では圧延材が存在しないので、出側板厚h0 を0と
して設定する。
【0011】鋼板等の圧延材圧延中においては、(1)
式の状態を基準点として、ロードセル26により検出さ
れた圧延荷重Pと圧下装置24によるロール間隙Sをゲ
ージメータ板厚計算機28に取り込み、基準点からの変
動量を取り扱う次式により第1スタンド直下のゲージメ
ータ板厚hGMを計算する。
【0012】 hGM=(S−S0 )+{(P−P0 )/M}+h0 …(2)
【0013】ゲージメータ板厚計算機28で計算された
ゲージメータ板厚hGMは、プロセスコンピュータ32に
より送られた設定板厚href と比較され、その偏差分Δ
hがロール間隙変更量計算機30に入力される。ロール
間隙変更量計算機30では、ゲージメータ板厚偏差Δh
に対して、例えば比例積分(PI)演算を実施して、こ
の偏差Δhを0とするロール間隙変更量ΔSを計算す
る。圧下装置24は、ロール間隙変更量計算機30によ
り計算されたロール間隙変更量ΔSだけロール間隙を変
更して、板厚を制御する。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のゲ
ージメータ板厚計算方法では、圧延材のない状態が基準
点とされており、走間板厚変更後の板厚予測精度が悪い
ため、この計算方法によるゲージメータ板厚に基づいた
ゲージメータAGCでは、走間板厚変更後に十分な板厚
精度が得られないという問題点を有していた。
【0015】例えば図2において、後行材のゲージメー
タAGC開始時刻t4 において、実線Aで示すゲージメ
ータ板厚が実線Bで示す実板厚よりも過薄となっている
ため、この時刻t4 におけるゲージメータ板厚を後行材
目標板厚hIIに制御してしまい、実板厚が過厚となって
しまう。図2において、hI は、先行材の目標板厚、時
刻t1 は先行材に対するゲージメータAGCがオフとな
る時刻、時刻t2 〜t3 は、走間板厚が変更される期間
である。
【0016】ここで、AGCをオフとした後の先行材
(例えばコイル)後端部は、前工程での非定常圧延部で
あるため、母板の硬度変動や板厚変動が大きく、荷重変
動が大きくなる。従来は、設定点と実圧延域が離れてい
るため、ミル剛性の非線形性から、このような大きな荷
重変動があると、AGCをオフとした後のゲージメータ
板厚の精度が悪化してしまっていた。
【0017】本発明は、前記従来の問題点を解消するべ
くなされたもので、走間板厚変更後のゲージメータ板厚
の予測精度を改善して、後行材先端部における板厚精度
を向上することを課題とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】本発明は、連続する複数
のスタンドで被圧延材の板厚を走間で変更しつつ連続し
て圧延する連続圧延機の板厚制御方法において、ゲージ
メータ板厚が目標板厚となるようにロール間隙を変更す
るゲージメータ板厚制御で、板厚変更終了後の板厚を制
御するに際し、前記ゲージメータ板厚の基準点での圧延
荷重、ロール間隙、及び板厚を、走間で板厚変更する前
であって、前記ゲージメータ板厚制御をオフとする時点
の圧延荷重、ロール間隙、及び先行材の目標板厚とする
ことにより、前記課題を解決したものである。
【0019】ゲージメータ板厚は、(2)式に示したよ
うに、ある基準状態(添字0 )からの偏差として計算さ
れる。従って、ゲージメータ板厚の精度を向上させるに
は、第1の条件として、基準点を通常の圧延状態に近い
点とし、(2)式の右辺第1項と第2項の値を可能な限
り小さくすること、及び、第2の条件として、基準状態
における板厚h0 の精度を良好なものに設定することが
重要である。従来技術においては、この第1の条件にお
いて問題点があった。
【0020】図2において、走間板厚変更後のAGC開
始時刻t4 におけるゲージメータ板厚精度を向上するた
め、上記2つの条件について考えると、第1の条件か
ら、時刻t4 になるべく近い方がよいが、AGCオフの
領域では、実板厚が設定値から外れており、又、実板厚
を予測することも難しいため、板厚基準点h0 として適
当な値を設定することができない。そこで、本発明で
は、AGCがオンの領域で、最も時刻t4 に近い時刻t
1 に着目した。この時刻t1 では、実板厚が先行材目標
板厚となるように制御されているので、この時刻t1 に
おけるロール間隙をS0 、圧延荷重をP0 とすることが
できる。
【0021】又、基準板厚h0 は、時刻t1 では、実板
厚が先行材目標板厚となるように制御されているので、
先行材の設定板厚hI としても、板厚精度上差し支えな
いことが分かった。
【0022】このようにして、ゲージメータ式の基準点
を走間板厚変更開始前の自動板厚制御オフの時刻t1 と
することにより、ゲージメータ板厚精度を向上すること
ができる。従って、走間板厚変更終了直後から、該ゲー
ジメータ板厚を用いたゲージメータAGCを実施するこ
とにより、ミル剛性の非線形性の影響を受けず、大きな
荷重変動に対しても、高いゲージメータ精度を達成で
き、歩留りを向上できる。
【0023】本発明の方法により計算したゲージメータ
板厚を用いることによって、セットアップ誤差を補償で
きるのは、次のような理由による。即ち、図2におい
て、本発明により、時刻t1 における実績圧延荷重、実
績ロール間隙をP0 、S0 とする。又、基準板厚h0
は、前述のように先行板設定板厚hI とする。更に、任
意の時刻tにおけるゲージメータ板厚をhGM、実績圧延
荷重、実績ロール間隙をそれぞれP、Sとする。又、セ
ットアップ計算による、先行材を圧延するときの設定荷
重及び設定ロール間隙を、それぞれPI 、SI 、後行材
を圧延するときの設定荷重及び設定ロール間隙を、それ
ぞれPII、SIIとすると、(2)式の右辺第1項におい
て、走間板厚変更前後の実績ロール間隙変更量(S−S
0 )は、セットアップ計算によるロール間隙変更量(S
II−SI )に置き換えられるから、(2)式は、次式の
ように書き変えることができる。
【0024】 hGM=[{(P−P0 )−(PII−PI )}/M] +{(PII−PI )/M}+(SII−SI )+hI …(3)
【0025】すると、この(3)式の右辺は、第1項が
実績の圧延荷重変動量と予測の圧延荷重変動量の誤差、
第2〜4項がセットアップ計算による後行材設定板厚h
IIとなっているので、セットアップ計算の荷重変動予測
誤差を補償できることが分かる。
【0026】ここで、冷間タンデムミルでは、後段にな
るほど加工硬化により材料の変形抵抗が高くなり、荷重
や圧下位置の変動が、板厚ではなくスタンド間張力に影
響するようになる。そのため、ゲージメータ板厚を用い
て圧下位置を制御するゲージメータAGCは、変形抵抗
の比較的小さい前段スタンド(通常第1スタンド)で使
用される。本発明も、このゲージメータ板厚・ゲージメ
ータAGCに関するものであるので、冷間タンデムミル
では、第1スタンドのみを対象とすることができる。
【0027】なお、熱間圧延では、第1スタンドに限定
されない。
【0028】
【発明の実施の形態】以下、図3を参照して、本発明
を、図1と同様の5スタンドミルに適用した実施形態を
詳細に説明する。図3において、図1と同じ構成要素に
対しては、同じ符号を付して説明を省略する。
【0029】本発明においては、板厚変更点が第1スタ
ンドを通過する前の第1スタンドゲージメータAGCを
オフとするタイミングで、(2)式における基準点での
ロール間隙S0 、圧延荷重P0 、板厚h0 を、それぞれ
第1スタンドの実績ロール間隙S、実績圧延荷重P及び
先行板設定板厚hI として、ゲージメータ板厚計算機2
8に記憶する。そして引き続き、実績ロール間隙S、実
績圧延荷重Pをゲージメータ板厚計算機28に送り、該
計算機28において、(2)式によりゲージメータ板厚
hGMを計算する。そして、走間板厚変更終了後に、該ゲ
ージメータ板厚が後行材の目標板厚となるようにロール
間隙を変更して、板厚制御を行う。
【0030】
【実施例】図4に、図2に示したと同様な状況におけ
る、本発明の実施形態による実板厚(実線B)、及びゲ
ージメータ板厚(実線A)の変化状態を示す。本発明に
よれば、実板厚に対してゲージメータ板厚精度がよいた
め、走間板厚変更後にAGCをオンとした後の板厚収束
性が向上していることが分かる。
【0031】図3に示した冷間圧延機において、低炭素
鋼板を圧延した場合の従来技術と本発明の比較を図5に
示す。図5は、先行材としてミル入側4.0mm、出側
2.0mm、後行材としてミル入側4.0mm、出側
1.5mmの板厚スケジュールの低炭素鋼板を圧延した
場合の、後行材コイル先端部のロール間隙及び出側板厚
変動、コイル先端部の±5%外れのオフゲージ長さを比
較したものである。
【0032】従来方法の場合でも本発明の方法の場合で
も、セットアップ予測誤差による走間板厚変更直後の板
厚偏差は同様に発生している。しかしながら、従来方法
では、セットアップ後のオフゲージ板厚精度が悪いた
め、板厚収束性が悪く、オフゲージ長さも22mであっ
たのに対して、本発明によれば、ゲージメータ板厚精度
が向上し、セットアップ誤差による走間板厚変更後の板
厚偏差を正確に予測できるので、板厚収束性が向上し、
オフゲージ長さが7mに削減できた。
【0033】このようにして、本発明を適用することに
よって、製品歩留り(コイル全長に対して板厚偏差が所
定範囲内に収まった板長さの割合)が著しく向上するこ
とが確認できた。
【0034】なお、図3では、4段圧延機を5スタンド
配列したタンデム圧延機について示していたが、スタン
ド数はこれに限らず、6スタンドや4スタンド、7スタ
ンドでもよく、又、圧延機も4段に限らず、2段、6
段、12段、20段でもよく、更に、冷間圧延機でも熱
間圧延機でも本発明は適用可能である。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ゲージメータ式の基準点を走間板厚変更開始前の自動板
厚制御オフの時点としたので、走間板厚変更終了直後か
らゲージメータ板厚の予測精度が良好となり、後行材先
端部における板厚精度が向上して、歩留りが良くなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】冷間タンデム圧延機の第1スタンドにおける従
来のゲージメータAGCの概念を示すブロック線図
【図2】従来技術における走間板厚変更時の実板厚とゲ
ージメータ板厚の変化状態の例を示す線図
【図3】本発明を5スタンドミルに適用した場合の実施
形態の構成を示すブロック線図
【図4】本発明の実施形態における走間板厚変更時の実
板厚とゲージメータ板厚の変化状態の例を示す線図
【図5】従来方法と本発明における走間板厚変更後の第
1スタンドロール間隙と圧延機出側板厚の変化状態を比
較して示す線図
【符号の説明】
10…圧延材 20…圧延ロール 22…補強ロール 24…圧下装置 S…ロール間隙 26…ロードセル P…圧延荷重 30…ロール間隙変更量計算機 ΔS…ロール間隙変更量 32…プロセスコンピュータ hI …先行材目標板厚 hII…後行材目標板厚 hGM…ゲージメータ板厚
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 砂盛 泰理 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者 宮原 盛行 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】連続する複数のスタンドで被圧延材の板厚
    を走間で変更しつつ連続して圧延する連続圧延機の板厚
    制御方法において、 ゲージメータ板厚が目標板厚となるようにロール間隙を
    変更するゲージメータ板厚制御で、板厚変更終了後の板
    厚を制御するに際し、 前記ゲージメータ板厚の基準点での圧延荷重、ロール間
    隙、及び板厚を、走間で板厚変更する前であって、前記
    ゲージメータ板厚制御をオフとする時点の圧延荷重、ロ
    ール間隙、及び先行材の目標板厚とすることを特徴とす
    る連続圧延機の板厚制御方法。
  2. 【請求項2】請求項1において、前記制御を第1スタン
    ドで行うことを特徴とする連続圧延機の板厚制御方法。
JP8011775A 1996-01-26 1996-01-26 連続圧延機の板厚制御方法 Pending JPH09201610A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103706644A (zh) * 2013-12-20 2014-04-09 秦皇岛首秦金属材料有限公司 基于测厚仪测量厚度的辊缝设定值自适应控制方法
JP2018176197A (ja) * 2017-04-07 2018-11-15 Jfeスチール株式会社 タンデム圧延機における走間板厚変更方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103706644A (zh) * 2013-12-20 2014-04-09 秦皇岛首秦金属材料有限公司 基于测厚仪测量厚度的辊缝设定值自适应控制方法
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