JPH1110213A - Method for preventing overload in driving system for rolling mill - Google Patents

Method for preventing overload in driving system for rolling mill

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JPH1110213A
JPH1110213A JP9171349A JP17134997A JPH1110213A JP H1110213 A JPH1110213 A JP H1110213A JP 9171349 A JP9171349 A JP 9171349A JP 17134997 A JP17134997 A JP 17134997A JP H1110213 A JPH1110213 A JP H1110213A
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JP
Japan
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rolling
torque
rolling mill
value
roll
Prior art date
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Application number
JP9171349A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Nakamura
弘 中村
Makoto Yoshii
誠 吉井
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for realizing the prevention of an overload in the driving system for a rolling mill by a simple method in the calculation for setting each pass of a rolling schedule, which is technique applied to the rolling mill in which the upper and lower rolls of the rolling mill are rotated at different speeds and related to a method for preventing an overload in the driving system such as a spindle of the rolling mill. SOLUTION: The estimating calculation of TAF which is the ratio of a max. torque at the time of biting in rolling which acts on the driving system of the rolling mill to a stational torque at the time of rolling is executed from the set value of a roll different speed are which is the ratio of the number of revolution of an upper roll to the number of revolution of a lower roll. The estimated value of the max. torque at the time of biting in rolling which is calculated based on this estimating-calculated TAF is compared with the value of the allowable torque of the rolling mill driving system and the rolling is executed by adjusting the set value of the roll different speed rate so that the estimated value of the max. torque at the time of biting in rolling is not higher than the value of the allowable torque.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、圧延機上下ロール
が異速回転する圧延機に適用される技術であり、圧延機
スピンドルなどの駆動系の過負荷を防止した圧延方法に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique applied to a rolling mill in which upper and lower rolls of a rolling mill rotate at different speeds, and relates to a rolling method for preventing a drive system such as a rolling mill spindle from being overloaded.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、厚板などの圧延においては、圧延
材先端部の上反りや下反りによる圧延機やテーブルロー
ルなどへの突っかかりを防止するため、各圧延パスにお
いて圧延機上下ロールを異速回転させて圧延を行なうこ
とにより前記反りの修正を実施している。しかし、この
異速回転の実施により、従来上下スピンドルに均等にか
かっていたスピンドルピークトルクにアンバランスが生
じることになる。この上ロールと下ロールの回転速度つ
まり上スピンドルと下スピンドルの回転速度の比を異速
率と呼ぶ。上スピンドルと下スピンドルの異速率がゼロ
(つまり同速)の場合におけるピークトルク発生の様子
を模式的に図3(a)(b)に示す。
2. Description of the Related Art In recent years, in the rolling of a thick plate or the like, the upper and lower rolls of a rolling mill are used in each rolling pass in order to prevent the leading end of a rolled material from sticking to a rolling mill or a table roll due to a warpage or a downward warpage. The warpage is corrected by rolling at a different speed. However, the implementation of the different speed rotation causes imbalance in the spindle peak torque conventionally applied uniformly to the upper and lower spindles. The rotation speed of the upper roll and the lower roll, that is, the ratio of the rotation speeds of the upper spindle and the lower spindle, is referred to as a different speed ratio. FIGS. 3A and 3B schematically show how the peak torque is generated when the different speed ratio between the upper spindle and the lower spindle is zero (that is, the same speed).

【0003】図3(a)は上スピンドル、図3(b)は
下スピンドルについて示している。図の横軸は時間軸で
あり圧延材噛み込みのタイミングをゼロとして、圧延材
が抜ける直前までを示している。縦軸はトルクを示して
いる。図示のように、異速率がゼロの場合は上下スピン
ドル共に同じ挙動を示し、噛み込み直後にピークトルク
Tmaxが現われ、その後定常トルクTsに収束していく。一
方異速圧延の場合の例として、上スピンドルの速度の方
が大きい場合を図3(c)(d)に示す。この場合、図
示のように上スピンドル(c)でのピークトルクTmaxが
下スピンドル(d)でのピークトルクTmaxより格段に大
きくなる。これとは逆に下スピンドルの速度が大きい場
合は、下スピンドルのピークトルクTmaxの方が大きくな
るのは明白でありここでは図示を省略する。
FIG. 3A shows an upper spindle, and FIG. 3B shows a lower spindle. The horizontal axis in the figure is a time axis, which indicates the time immediately before the rolled material comes off, with the timing of biting the rolled material being zero. The vertical axis indicates the torque. As shown in the figure, when the different speed ratio is zero, the upper and lower spindles show the same behavior, and the peak torque immediately
Tmax appears and thereafter converges to the steady torque Ts. On the other hand, FIGS. 3C and 3D show cases where the speed of the upper spindle is higher than that of the case of the different speed rolling. In this case, as shown, the peak torque Tmax at the upper spindle (c) is much larger than the peak torque Tmax at the lower spindle (d). Conversely, when the speed of the lower spindle is high, it is clear that the peak torque Tmax of the lower spindle becomes larger, and the illustration is omitted here.

【0004】つまり、異速圧延の場合、ロール速度の大
きい方のロールにより過大なピークトルクが発生するこ
とになる。そして、このことがピークトルクの推定をよ
り困難なものとし、圧延機過負荷防止をより難しいもの
としていた。この大きい方のピークトルクTmaxと定常ト
ルクTsの比をTAF と呼ぶ。ここでは、以下の説明の都合
上あらかじめこのTAF を TAF = Tmax / Ts … (1) と定義しておく。
That is, in the case of variable speed rolling, an excessive peak torque is generated by a roll having a higher roll speed. This makes the estimation of the peak torque more difficult, and makes it more difficult to prevent the rolling mill from overloading. The ratio between the larger peak torque Tmax and the steady torque Ts is called TAF. Here, for convenience of the following description, this TAF is defined in advance as TAF = Tmax / Ts (1).

【0005】従来から、厚板などの圧延においては、圧
延前にパススケジュールを計算し、その中で圧延機のス
ピンドルピークトルクを予測している。これは、スピン
ドルピークトルクが大きすぎるとスピンドルやスピンド
ルカップリングなどの駆動系の損傷事故を起こし大きな
2次災害の原因となるため、そのスピンドルピークトル
クを予測することにより損傷事故を防ごうとするもので
ある。
[0005] Conventionally, in rolling a thick plate or the like, a pass schedule is calculated before rolling, and a spindle peak torque of a rolling mill is predicted therein. This is because if the spindle peak torque is too large, the drive system such as the spindle and the spindle coupling will be damaged and a large secondary disaster will occur. Therefore, it is attempted to prevent the damage accident by predicting the spindle peak torque. Things.

【0006】この、圧延機のスピンドルピークトルクの
予測は、一般にそのピークトルク予測値をTgとして、 Tg = f ( T, Δt, R, W, N, kf, … etc.) … (2) として与えられる予測式に基づき行なわれる。ここで、
Tは圧延材の温度、Δt は圧下率、Rはワークロール半
径、Wは圧延材の幅、Nはワークロールの回転数、kfは
変形抵抗である。
[0006] Generally, the prediction of the spindle peak torque of a rolling mill is performed as follows: Tg = f (T, Δt, R, W, N, kf,... Etc.) (2) This is performed based on a given prediction formula. here,
T is the temperature of the rolled material, Δt is the rolling reduction, R is the radius of the work roll, W is the width of the rolled material, N is the number of rotations of the work roll, and kf is the deformation resistance.

【0007】しかしながら、圧延材の温度T等(2)式
の各パラメータを正確に与えることが困難であることな
どの理由から、このピークトルク予測式(2)で予測し
たスピンドルピークトルク値の誤差は一般に大きいもの
となってしまう。そのため、安全を見込んで予測トルク
の許容値を低めに設定し、過大トルク発生による駆動系
の設備故障を防いできた。
However, since it is difficult to accurately give each parameter of the equation (2) such as the temperature T of the rolled material, the error of the spindle peak torque value predicted by the peak torque prediction equation (2) is determined. Is generally large. Therefore, in consideration of safety, the allowable value of the predicted torque was set to a low value, and the failure of the drive system equipment due to the generation of excessive torque was prevented.

【0008】このスピンドルピークトルクの予測精度を
高めることを目的として、特開昭62-3815 号公報では、
各圧延パスでのスピンドルトルク実績値を測定しその測
定結果と(2)式に基づく予測値の偏差を計算し、その
偏差に基づき次のパスでのトルク予測値の修正を行なう
ことを提案している。
For the purpose of improving the accuracy of predicting the spindle peak torque, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-3815 discloses
It is proposed to measure the actual spindle torque value in each rolling pass, calculate the deviation between the measurement result and the predicted value based on equation (2), and correct the torque predicted value in the next pass based on the deviation. ing.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法ではスピンドルトルクの実測値を求めるので、回転す
るスピンドルにトルク測定器を取り付ける必要があり、
制御系が非常に複雑になる。また、測定実績に基づいて
次パスの予測修正を行なう方法であるので、最も重要な
圧延1パス目の予測値を修正できないという問題があ
る。さらに、各パス毎に再計算を行ないその再計算に基
づき再度設定を行なうので制御用計算機に負荷がかか
り、次パスまでの短時間にそれらを行なわせるために場
合によっては制御システムを更新しなくてはならなくな
る。
However, in this method, since an actual measured value of the spindle torque is obtained, it is necessary to attach a torque measuring device to the rotating spindle.
The control system becomes very complicated. In addition, since the method is to correct the prediction of the next pass based on the measurement results, there is a problem that the most important predicted value of the first pass of the rolling cannot be corrected. Furthermore, recalculation is performed for each pass, and setting is performed again based on the recalculation, so that a load is placed on the control computer, and in some cases, the control system is not updated in order to perform them in a short time until the next pass. Must not be.

【0010】しかし、前述した従来のピークトルク予測
式の適用はそのままでは誤差が大きいことから無理であ
った。一方、圧延スケジュールの各パスにおける定常ト
ルクは、あらかじめ各圧延条件を決定することにより比
較的容易に計算し設定することができる。また、本発明
者らは操業経験と実験に基づき前記TAF と前記異速率の
間に強い相関があることを見出した。
However, the application of the above-mentioned conventional peak torque prediction formula was impossible because the error was large. On the other hand, the steady torque in each pass of the rolling schedule can be calculated and set relatively easily by determining each rolling condition in advance. Further, the present inventors have found that there is a strong correlation between the TAF and the abnormal speed based on operational experience and experiments.

【0011】本発明は、これらの知見に基づき、圧延ス
ケジュールの各パス設定計算において、簡便な方法で圧
延機駆動系過負荷防止を実現する方法を提供することを
目的とする。
An object of the present invention is to provide a method for realizing prevention of overload of a rolling mill drive system by a simple method in each pass setting calculation of a rolling schedule based on these findings.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は、上下ロール回
転数を変化させて圧延可能な圧延機の駆動系過負荷防止
方法において、上ロール回転数と下ロール回転数の比で
あるロール異速率設定値から圧延機駆動系に作用する圧
延噛み込み時最大トルクと圧延時定常トルクの比である
TAF を推定演算し、該推定演算したTAF に基き算出され
る圧延噛み込み時最大トルク推定値と前記圧延機駆動系
の許容トルク値を比較し、前記圧延噛み込み時最大トル
ク推定値が前記許容トルク値以下となるように前記ロー
ル異速率設定値を調整して圧延することを特徴とする圧
延機の駆動系過負荷防止方法により上記課題を解決する
ものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a method for preventing overload of a drive system of a rolling mill capable of changing the number of rotations of upper and lower rolls. It is the ratio between the maximum torque during rolling engagement and the steady torque during rolling that acts on the rolling mill drive system from the speed factor set value.
The TAF is estimated and calculated, and the estimated maximum torque during rolling engagement calculated based on the estimated and calculated TAF is compared with the allowable torque value of the rolling mill drive system. An object of the present invention is to solve the above-mentioned problem by a method for preventing a drive system overload of a rolling mill, wherein the rolling is performed by adjusting the roll differential speed set value so as to be equal to or less than a torque value.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】図2に異速率とTAF の関係の一例
を示す。図2は、横軸に異速率Δu (%)をとり、縦軸
にTAF をとって、各実験データをプロットし、その相関
カーブをフィッティングさせたフィッティング曲線を示
したものである。異速率の初期設定値は、反りが最小と
なるように鋼種板厚などから経験的に最適値を決定され
ており、通常は全パスにおいて共通の値としている。
FIG. 2 shows an example of the relationship between the abnormal speed ratio and TAF. FIG. 2 shows a fitting curve obtained by plotting each experimental data with the abscissa representing the different speed ratio Δu (%) and the ordinate representing TAF, and fitting the correlation curve thereof. The initial setting value of the different speed ratio is determined empirically from the thickness of the steel grade so as to minimize the warpage, and is usually set to a common value in all the passes.

【0014】ここで、本発明の特徴は、図2の関係に基
づき図1に示す処理フローにより異速率を修正して決定
することにより圧延機の駆動系過負荷防止を行なうこと
である。以下、図1のフローに基づきその詳細をステッ
プ毎に説明する。図1では、1パス分についてのみ示し
ているが、実際は圧延スケジュールに基づき全パスでの
定常トルクTsが決定され、それに基づき全パスでの異速
率決定を行っている。
Here, a feature of the present invention is to prevent the drive system overload of the rolling mill by correcting and determining the abnormal speed according to the processing flow shown in FIG. 1 based on the relationship shown in FIG. Hereinafter, the details will be described step by step based on the flow of FIG. Although FIG. 1 shows only one pass, the steady-state torque Ts in all passes is actually determined based on the rolling schedule, and the different speed ratio is determined in all passes based on the determined torque.

【0015】まず、あらかじめ圧延機スピンドルなど駆
動系の許容応力値σlim を有限要素法などの解析手法に
基づき求めておく。また同様に、計算最大トルクTcの場
合の計算最大応力σm も求めておき、以下のステップに
進む。 (ステップ0) 各圧延条件をセットし、異速率Δu を
設定する。 (ステップ1) 各圧延条件に基づき定常トルクTsを求
める。 (ステップ2) 図2に基づき、設定異速率Δu よりTA
F を推定する。 (ステップ3) TAF と定常トルクTsよりピークトルク
Tmaxを計算する。
First, an allowable stress value σlim of a driving system such as a rolling mill spindle is determined in advance based on an analysis method such as a finite element method. Similarly, the calculated maximum stress σm for the calculated maximum torque Tc is also obtained, and the process proceeds to the following steps. (Step 0) Each rolling condition is set, and the different speed ratio Δu is set. (Step 1) A steady torque Ts is obtained based on each rolling condition. (Step 2) Based on FIG. 2, TA
Estimate F. (Step 3) Peak torque from TAF and steady torque Ts
Calculate Tmax.

【0016】 Tmax = TAF× Ts …(3) (ステップ4) ピークトルクTmaxでの発生応力σx
は、計算最大トルクTcと計算最大応力σm の比から σx =σm × Tmax / Tc …(4) により求まり、発生応力σx が推定計算される。 (ステップ5) 次に、発生応力σx と許容応力値σli
m との比較を行なう。
Tmax = TAF × Ts (3) (Step 4) Generated stress σx at peak torque Tmax
Is obtained from the ratio between the calculated maximum torque Tc and the calculated maximum stress σm by σx = σm × Tmax / Tc (4), and the generated stress σx is estimated and calculated. (Step 5) Next, the generated stress σx and the allowable stress value σli
Compare with m.

【0017】σlim <σx の場合、(ステップ6)へ σlim ≧σx の場合、(ステップ7)へ (ステップ6) 異速率を一定値a だけ減少して(ステ
ップ2)に戻る。 (つまり、Δu =Δu − aの計算を行なう。) (ステップ7) 異速率Δu を最終決定する。
If σlim <σx, go to (Step 6) If σlim ≧ σx, go to (Step 7) (Step 6) Decrease the different speed ratio by a constant value a and return to (Step 2). (That is, the calculation of Δu = Δu−a is performed.) (Step 7) The differential speed Δu is finally determined.

【0018】以上の各ステップにより、異速率Δu を修
正し最終的に決定する。各圧延パスにおいて、上記で決
定された異速率Δu に基づいて修正して圧延を行なうこ
とにより駆動系への過負荷を軽減することが可能とな
る。なお、本圧延機駆動系過負荷防止方法は、熱間圧延
ラインにおける粗圧延機など、パススケジュールを組
み、上下ロールを異速回転させる圧延機であればいずれ
の圧延機にも適用できることは明白である。
Through the above steps, the abnormal speed ratio Δu is corrected and finally determined. In each rolling pass, it is possible to reduce the overload on the drive system by performing the rolling with correction based on the different speed ratio Δu determined above. In addition, it is clear that the present rolling mill drive system overload prevention method can be applied to any rolling mill, such as a rough rolling mill in a hot rolling line, which sets a pass schedule and rotates the upper and lower rolls at different speeds. It is.

【0019】[0019]

【実施例】板厚9mm, 板幅4600mm、総圧延パス数21パス
の厚板鋼板に本発明を適用し、圧延を行なった。この場
合の1パス目について、上記フローに基づく異速率の設
定を一例として示す。ミル駆動系(スピンドル)の許容
応力値σlim は15Kg/mm2である。また、1パス目定常ト
ルクTsは上記などの圧延条件より220t-mと設定された。
初期設定の異速率は、30%である。
EXAMPLE The present invention was applied to a thick steel plate having a thickness of 9 mm, a width of 4600 mm and a total number of rolling passes of 21 passes, and rolling was performed. For the first pass in this case, the setting of the different speed ratio based on the above flow is shown as an example. The allowable stress value σlim of the mill drive system (spindle) is 15 kg / mm 2 . In addition, the first-pass steady torque Ts was set to 220 t-m based on the above rolling conditions.
The default rate is 30%.

【0020】ステップ2において、図2よりTAF は2.9
となる。よってステップ3にて、Tmaxは、 Tmax=2.9 ×220 =638 t-m となる。 σm /Tcの比は、別の計算により0.0279と求められてお
り、ステップ4より、 σx = 0.0279 × 638 =17.8Kg/mm2 としてσx が求められる。ところが、ステップ5におい
てこの値はσlim (15Kg/mm2)の値を越えていることか
らステップ6に進み、 Δu = 0.30 −0.02=0.28=28% が与えられる。
In step 2, TAF is 2.9 from FIG.
Becomes Therefore, in step 3, Tmax becomes Tmax = 2.9 × 220 = 638 tm. The ratio of σm / Tc is determined to be 0.0279 by another calculation, and from step 4, σx is determined as σx = 0.0279 × 638 = 17.8 kg / mm 2 . However, in step 5, since this value exceeds the value of σlim (15 kg / mm 2 ), the process proceeds to step 6, where Δu = 0.30−0.02 = 0.28 = 28% is given.

【0021】つぎにこの異速率28%で、ステップ2以降
をループさせて計算すると言うように次々ループ処理を
行ない、最終的に異速率24%(TAF =24%、Tmax=528
t-m)のときσx =14.8Kg/mm2となり、σlim =15Kg/mm
2を下回ることとなってステップ7により異速率24%が
最終決定される。上記で例示した方法にもとづき過負荷
防止を図った結果、これまで2年に一度の頻度で発生し
ていた10時間以上のダウンタイム(スピンドル・カップ
リングなどの破損による交換作業による)の発生を皆無
とすることができた。
Next, a loop process is performed one after another at a different speed ratio of 28% so as to calculate by looping the steps after step 2, and finally a different speed ratio of 24% (TAF = 24%, Tmax = 528)
tm), σx = 14.8Kg / mm 2 and σlim = 15Kg / mm
As the result is below 2 , the speed difference 24% is finally determined in step 7. As a result of preventing overloading based on the method exemplified above, the downtime of more than 10 hours (due to replacement work due to breakage of spindle coupling etc.), which has occurred once every two years, has been reduced. I was able to do nothing.

【0022】[0022]

【発明の効果】異速圧延による反り制御を行ないなが
ら、同時に圧延機駆動系の過負荷を防止することが可能
となり、駆動系トラブルによるダウンタイム発生を未然
に防止できるようになった。
According to the present invention, it is possible to prevent the overload of the rolling mill drive system while performing the warpage control by the variable speed rolling, thereby preventing the occurrence of downtime due to the drive system trouble.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明を適用した圧延機駆動系過負荷防止方法
のフロー図である。
FIG. 1 is a flowchart of a rolling mill drive system overload prevention method to which the present invention is applied.

【図2】異速率とTAF の関係図である。FIG. 2 is a diagram showing a relationship between an abnormal speed ratio and TAF.

【図3】スピンドルにおける定常トルクとピークトルク
発生を示す模式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing generation of steady torque and peak torque in a spindle.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 圧延機の上下ロール回転数を変化させて
圧延可能な圧延機の駆動系過負荷防止方法において、上
ロール回転数と下ロール回転数の比であるロール異速率
設定値から圧延機駆動系に作用する圧延噛み込み時最大
トルクと圧延時定常トルクの比であるTAF を推定演算
し、該推定演算したTAF に基き算出される圧延噛み込み
時最大トルク推定値と前記圧延機駆動系の許容トルク値
を比較し、前記圧延噛み込み時最大トルク推定値が前記
許容トルク値以下となるように前記ロール異速率設定値
を調整して圧延することを特徴とする圧延機の駆動系過
負荷防止方法。
In a method for preventing overload of a drive system of a rolling mill capable of rolling by changing the number of rotations of upper and lower rolls of a rolling mill, rolling is performed from a set value of a roll differential speed which is a ratio of an upper roll rotation speed to a lower roll rotation speed. The TAF, which is the ratio between the maximum torque at the time of rolling engagement and the steady torque during rolling, acting on the mill drive system is estimated and calculated. The drive system of the rolling mill, wherein the rolling torque is adjusted by adjusting the set value of the roll different speed ratio such that the estimated value of the maximum torque at the time of rolling engagement is equal to or less than the allowable torque value. Overload prevention method.
JP9171349A 1997-06-27 1997-06-27 Method for preventing overload in driving system for rolling mill Pending JPH1110213A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108114990A (en) * 2016-11-28 2018-06-05 宝山钢铁股份有限公司 A kind of control method for preventing milling train stall overload protection

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