JPS58110113A - 冷間タンデム圧延機の板厚制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は冷間タンデム圧延機のフィードフォワード式
自動板厚制御方法に関する。

従来、この種の板厚制御方法は上流側スタンドの出側板
厚の偏差を厚み計または公知のゲージメータ式で検出し
、それに応じて下流側次スタンドのロール間隙を圧延材
の移送時間を考慮しながら修正して、下流側次スタンド
の出側板厚が目標板厚となるようにしている。

ところで、圧延材にはいわゆるスキッドマーク部等の局
部的に硬度が高くなって変形抵抗が大きくなっている個
所がある。この変形抵抗の局部的な変動がある場合には
、たとえ下流側次スタンドの入側板厚およびロール間隙
が同一であっても、変形抵抗が大きい部分は出側板厚が
厚くなり、変形抵抗が小さい部分は出側板厚が薄くなる
ことからもわかるように、変形抵抗の大小に応じてロー
ル間隙を変えなければならない。しかるに上記従来の板
厚制御方法は局部的な変形抵抗の変動を全く考慮してい
ないために、下流側次スタンドの出側板厚を正確に制御
することができない。このため従来の板厚制御方法で圧
延されたコイルはたとえばスキッドマーク等の局部的に
変形抵抗が大きい部分が厚くなるという欠点がある。

この発明は上記欠点を除去すべく圧延材の変形抵抗の局
部的変動をも加味して板厚を制御して、板厚精度を向上
せしめ得るようにした冷間タンデム圧延機の板厚制御方
法を提供することを目的としている。

この発明の冷間タンデム圧延機の板厚制御方法は、上流
側スタンドの入側板厚を厚み計で計測して、該入側板厚
の目標入側板厚に対する入側板厚偏差を算出し、該入側
板厚偏差が算出された圧延材の部分を上流側スタンドが
圧延する際のロール間隙を、結上流側スタンドの出側板
厚が目標出側板厚となるように上記入側板厚偏差と基準
変形抵抗と上流側スタンドのミル常数とに基づいて修正
・設定する一方、上記圧延材の部分を圧延する際の上流
側スタンドの実測による圧延荷重の基準圧延荷重に対す
る圧延荷重偏差を算出すると共に、上記上流側スタンド
の出側板厚の目標出側板厚に対する出側板厚偏差を、上
記圧延荷重偏差とロール間隙修正量と上流側スタンドの
ミル常数とに基づいて算出し、次いで、上記圧延材の部
分の変形抵抗の変動分を上記入側板厚偏差、上記圧延荷
重偏差、および上記出側板厚偏差に基づいて算出して実
変形抵抗を算出し１次いで、下流側次スタンドが上記圧
延材の部分を圧延する際のロール間隙を上記実変形抵抗
と上記上流側゛スタンドの出側板厚偏差と下流側次スタ
ンドのミル常数と基準圧下量とに基づいて修正・設定し
て、下流側次スタンドの出側板厚が目標板厚となるよう
にしたことを特徴としている。

以下、この発明を実施例により詳細に説明する。

まず、タンデム圧延機の第１．第２．第８・・・・・・
スタンドの各目標入側板厚Ｈ１Ｂ、Ｈ２Ｂ、Ｈ３Ｂ・・
・・・・。

各出側目標板厚ｈ１Ｂ、ｈ２Ｂ、ｈ３Ｂ・・・・・・お
よび局部的に変形抵抗係数の大きい部分を有する圧延材
の基準変形抵抗係数、たとえばロックオン時の基準変形
抵抗係数Ｑ１　ｅ　Ｑ２　ｅ　Ｑ３・・・を予め設定し
ているとする。

シカして、第１スタンドにおいて、第１図に図解するよ
うにしてロール間隙を制御して圧延を行なうと共に、圧
延材の各一部の実変形抵抗係数Ｑ；は下記の如く算出す
る。

第１図において、Ｈｌは厚み計で実測した第１スタンド
の入側板厚、８１Ｂは第１スタンドの基準ロール間隙、
Ｓｌは第１スタンドの修正量ロール間隙である。したが
って、第１図は、第１スタンドの入側板厚が目標入側板
厚Ｈ１Ｂで第１スタンドのロール間隙が基準ロール間隙
Ｈ１Ｂである場合に、基準変形抵抗係数Ｑ１を有する基
準変形抵抗曲線Ｑ１−ａと第１スタンドのミル剛性係数
Ｍ１を表わすミル剛性曲線Ｍ１１との交点Ｘ１の横座標
で表わされる出側板厚が目標出側板厚ｈ１Ｂとなること
を示しており、つまり基準変形抵抗係数Ｑ１かつ基準ロ
ール間隙８１Ｂのもとで、入側板厚が目標入側板厚Ｈ１
Ｂならば出側板厚は目標出側板厚ｈ１．ｆ、になること
を示している。これに対して、目標入側板厚Ｈ１Ｂに対
する実測入側板厚Ｈ１の入側板厚偏差がΔＨ１である場
合においても、もしロール間隙が基準ロール間隙”ＩＢ
であるとするならば、上記変形抵抗曲線Ｑ１−１を平行
移動させた変形抵抗曲線Ｑｌ−ｂとミル剛性曲線Ｍ１−
ａとの交点Ｙの横座標がｈｌｌとなって目標出側板厚ｈ
１Ｂに対して出側板厚偏差Δｈ１ｉが生じるから、上記
ミル剛性曲線Ｍ１−ａを平行移動させたミル剛性曲線Ｍ
ｉ−ｂと変形抵抗曲線Ｑｌ−ｂとの交点ｚＢの横座標が
出側目標板厚ｈＩＢとなるように、ロール間隙をΔＳ１
だけ修正する。、このとき、点ｚＢ　と点Ｘとの縦座標
の差、つまり基準圧延荷重Ｐ１Ｂに対する予測圧延荷重
Ｐ１１の荷重偏差ＪＰ１１は、第２図より明らかな如く
、ΔＰ１ｉ　＝−４５１Ｍ１＝ΔＨ１Ｑ１　　　　　・
・・・・・■となる。

したがって、上記第１スタンドのロール間隙修正量ΔＳ
１は。

すなわち、ロール間隙修正量ΔＳ１を、基準変形抵抗係
数Ｑ１．第１スタンドのミル剛性係数Ｍ１および入側板
厚偏差ΔＨ１に基づいて設定していることになる。

トコろで、第１スタンドにより圧延される圧延材の部分
の変形抵抗係数が基準変形抵抗係数Ｑ１である汝らば、
第１図に示す如く入側板厚偏差ΔＨ１に対して間隙修正
量ΔＳ１でもって、第１スタンドの出側板厚偏差は点ｚ
Ｂで示す如く零となるはずである。しかしながら、実際
の圧延材の変形抵抗係数は各部分常に同一とは限らなく
て、圧延材の上記部分がたとえばスキッドマーク部であ
るとすると、変形抵抗係数は大きくなって、第１図に示
す如く変形抵抗曲線はＱ゛１　となる。したがって、圧
延材の部分の第１スタンドからの実際の出側板厚は、第
１図に示す如く、実変形抵抗曲線Ｑｉ　　とミル剛性曲
線Ｍ１−ｂとの交点ｚＲの横座標であるｈｌとなる。つ
まり、目標出側板厚ｈ１Ｂに対する出側板厚偏差はΔｈ
１となる。

この出側板厚偏差Δｈ１は、公知のゲージメータ式で次
の如く算出する。

ここで、・ΔＰ１は、厚み計で実測した圧延材の部分ｔ
−１１スタンドが圧延している際に、たとえばロードセ
ルで測定したその実圧延荷重Ｐ１と基準圧延荷重Ｐ１Ｂ
との圧延荷重偏差である。

一方、実変形抵抗係数Ｑ１　　と実出側板厚ｈ１と入側
板厚Ｈ１と実圧延荷重Ｐ１とは、第１図より明らかな如
く１次の関数関係がある。すなわち。

（馬−ｈｌ）　Ｑ；　＝　Ｐｌ　　　　　・・・・・・
■したがって、 となる。

ここで、ΔＰ１：基準圧延荷重Ｐ１Ｂに対する実圧延荷
重Ｐ１の荷重偏差。

ΔＱ１：基準変形抵抗係数Ｑ１に対する実変形抵抗係数
Ｑ６　の変動分。

ΔＨ１：第１：タンドの入側板厚偏差。

Δｈ１：第１：タンドの出側板厚偏差。

上記０式に、■式を代入して、ΔＱ１に関する式を下記
の如く求める。

ΔＱ＝ＡΔＰ　＋ＢΔＳ＋ＣΔＨ・・・・・・■１　　
　　　１　　　　　１　　　　　１ここで、Ａ、Ｂ、Ｃ
は、 上記式の、■、■式中の各偏微分係数は圧延材の種類に
応じて、上位計算機で統計的に処理して求める。

次に、第２スタンドのロール間隙修正量を図解した第２
図を参照しながら、第２スタンドのロール間隙の制御に
ついて説明する。第２図において、Ｘは第１図をそのま
ま記載したものであり、Ｙは第２スタンドのロール間隙
修正量を説明するためのものである。

まず、上記０式に、第１スタンドの圧延荷重偏差ΔＰ１
、第１スタンドのロール間隙修正量ΔＳ１、第１スタン
ドの入側板厚偏差ΔＨ１を代入して算出した圧延材の一
部の変形抵抗係数Ｑ１　の変動分ΔＱ１を算出し、この
変動分ΔＱ１を算出した圧延材の一部を第２スタンドが
圧延する際の、第２スタンドにおけるその基準変形抵抗
係数Ｑｎ　を下式により算出する。

形抵抗係数の変化分を考慮するためである。したがって
、第２スタンドにおける上記圧延材の部分を圧延する際
の基準変形抵抗係数Ｑ２　に対する変一方、上記圧延材
の部分の第２スタンドにおける入側板厚Ｈ２は、第１ス
タンドの出側板厚ｈ１である。

また、第２図において、Ｈ２Ｂは第２スタンドの目標入
側板厚（第１スタンドの目標出側板厚ｈ１Ｂに等しい）
、ｈ２Ｂは第２スタンドの目標出側板厚、８２Ｂは第２
スタンドの基準ロール間隙、Ｓ２は第２スタンドの修正
済ロール間隙、ΔＳ２は第２スタンドのロール間隙修正
量、Ｑ２−ａ、Ｑ２−ｂ　　は基準変形抵抗係数Ｑ２　
を有する変形抵抗曲線、　Ｍ２−ａ。

Ｍ２−ｂ、　Ｍ２．は第２スタンドのミル剛性係数Ｍ２
を有するミル剛性曲線である。

したがって、圧延材の上記部分の第２スタンドにおける
実変形抵抗係数Ｑ″２　を有し、実際の入側板厚を示す
点Ｈ２を通る実変形抵抗曲線ＱＳ！　と、第２スタンド
のミル剛性曲線Ｍ２−ｃとの交点Ｗの横座標が第２スタ
ンドの目標出側板厚ｈ２Ｂとなるように、第２スタンド
の基準ロール間隙８２Ｂに対して、第２図に示すように
ΔＳ２だけ修正して、Ｓ２とすると、変形抵抗係数が変
動しても、それが加味され、第２スタンドの出側板厚を
目標出側板厚ｈ２Ｂとすることができる。

上記ロール間隙修正量ΔＳ２は以下のように算出する。

第２図において、第２スタンドの実際の入側板厚Ｈ２を
示す点Ｈ２を通る基準変形抵抗曲線Ｑｚ−ｂと、目標出
側板厚ｈ２Ｂを示す点ｈ２Ｂに立てた垂線との交点をＶ
とし、その交点■を通る。第２スタンドのミル剛性係数
Ｍ２　を有するミル剛性曲線Ｍ２−ｂの横座標との交点
を８２１とする。そして、上記点Ｖと点Ｗとの縦座標と
の差をΔＰ２９とする。

そうすると、第２図から分るように、 ΔＰ２．＝　（Ｈ２−ｈ２Ｂ）　Ｑ−一（Ｈ２−ｈ２Ｂ
）Ｑ２＝（Ｈ２−ｈ２Ｂ）（Ｑ′２−Ｑ２） ＝（Ｈ２−ｈ２Ｂ）ΔＱ２　　　　　・・・・・・■一
方、第２スタンドの修正済ロール間隙を示す点Ｓ２　と
上記点Ｓ２１へ距離をΔＳ２９とすると、第２図より明
らかなように、 ΔＰ２９＝Ｍ２・１Ｓ２９　　　　　　　・・・・・・
＠上記■式と［相］式とより、ΔＰ２９を消去すると、
Ｍ２Δ５２９＝（Ｈ２−ｈ２Ｂ）ΔＱ２一方、第２図に
おいて、上記点Ｓ２１と点８２Ｂとの距離ΔＳ２Ｂは、 となる。

また、 一ΔＳ＝ΔＳ　＋ΔＳ２Ｂ　　　　　　・・・・・・［
相］２９ であるから、［相］式に［相］式と０式を代入すれば、
一方、第２図から分るように、 Ｈ２＝Ｈ２Ｂ＋ΔＨ２・・・・・・［相］となる。

上記［相］式に０式を代入して整理すると、・・・・・
・［相］ となる。

また、ΔＨ２＝Δｈ１を［相］式に代入すると、・・・
・・・［相］ となる。

上記［相］、＠式において、第１項は、第２スタンドの
入側板厚偏差ΔＨ２（第１スタンドの出側板厚偏差Δｈ
１）に対する実変形抵抗係数Ｑ″２　を基礎とした第２
スタンドのロール間隙修正量であり、また、上記［相］
、［相］式中の第２項は第２スタンドの基準圧下量（（
Ｈ２Ｂ−ｈ２Ｂ））に対する。変形抵抗数の変動分ΔＱ
２による第２スタンドのロール間隙修正量である。した
がって、上記［相］、［相］式中の第２項は第２スタン
ドの入側板厚偏差がたとえ零としても、変形抵抗係数が
変化した場合にしなければなら々い第２スタンドのロー
ル間隙修正ｉｔ−示すものである。

このように、第２スタンドのロール間隙修正量ΔＳ２に
は、圧延材の変形抵抗係数の局部的変動分が加味される
ので、第２スタンドの出側板厚偏差Δｈ２は零ないし小
さくなる。

さらに、第８および第４スタンドにおいても第１および
第２スタンドと全く同様に板厚制御を行ない、第８スタ
ンドの人、出側板厚偏差および実圧延荷重偏差から実変
形抵抗係数を算出し、これを基にして第４スタンドのロ
ール間隙修正を行なう。

もちろん、この板厚制御方法は、前述の変形抵抗係数の
変動を加味する制御を圧延材の長手方向の各部分に対し
て夫々行なう。

第８図に、上記実施例の方法の実施に用いる装置のブロ
ック図を示す。

第８図において、ｌは圧延材、２〜４は第１〜第８スタ
ンド、５〜７は第１〜第８スタンドの各ロール間隙およ
び圧延荷重を制御する各油圧シリンダ、１１〜１８は上
記第１〜第３スタントノ圧延荷重を検出する各ロードセ
ル、１６．１７は第１スタンド２と第８スタンド４の入
側板厚を測定する各Ｘ線厚み計、１８．１９は第１スタ
ンド２と第２スタンド８の圧延速度を検出する各パルス
ゼネレータ、２１〜２８は油圧シリンダ５〜７に出力す
る各増巾器である。

また、８１はＸ線厚み計１６の特性を示し、時定数Ｔ１
の１次遅れ要素、８２は時間遅れ要素、３３は圧延材の
一部をＸ線厚み計１６から第１スタンド２に送るまで移
送時間を示すむだ時間要素、８４は前記０式に相当し、
第１スタンド２のロール間隙修正量ΔＳ１を演算する要
素である。

また、８５はロードセル１１の特性を示し、時定数Ｔ２
の１次遅れ要素、８６は時間遅れ要素である。

また、８７は前記０式を演算する要素、８８は前記０式
を演算する要素、８９は前記０式を演算する要素であっ
て、これらの要素８７．８８．８９の出力が入力される
加え合せ点４０からは、第１スタンド２における圧延材
の変形抵抗係数Ｑ１　の変動分ΔＱ１を出力する。

また、４１は圧延に伴なう変形抵抗係数の変化分を示す
要素、４２は前記［相］、［相］式の第１項に対応し、
入側板厚偏差ΔＨ２と実変形抵抗係数Ｑ′２　に基づく
ロール間隙修正量を演算する要素、４３は前記［相］、
＠式の第２項に対応し、変形抵抗係数の変動分ΔＱ２と
基準圧下量（Ｈ２Ｂ−ｈ２Ｂ）とに基づくロール間隙修
正量を演算する要素、４４は前記［相］、［相］式に対
応し、第２スタンド８のロール間隙修正量ΔＳ２を演算
する加え合せ点、４５は時間遅れ要素であって、この時
間遅れ要素４５から、第１スタンド２から第２スタンド
８までの移送時間を計算しながら、ロール間隙修正量Δ
Ｓ２を与える信号を増巾器２２に出力する。

このようにして、図示しないが第５スタンドまで全く同
様に変形抵抗係数の局部的変動を加味して、ロー々間隙
の制御を行なう。

なお、第８図において’　ＫＯ””１０　　はゲイン、
Ｓはラプラス演算子、ｔ１〜ｔ３は移送遅れ時間、５１
．５２は第８スタンド４のための比例・積分要素である
。

上記装置により、この実施例の方法を実行した場合のデ
ータ例を第４．５図に示す。

第５図において、Ａ１．Ａ２はこの発明の変形抵抗係数
の局部的変動を加味した制御を行なった場合の領域、Ｂ
は変形抵抗係数の局部的変動を加味しない従来の制御方
法を行なった場合の領域、Ｃは通板領域、Ｄは灰抜は領
域である。

これより、この発明の方法を実施すると板厚精度が変形
抵抗係数の局部的変動に左右されず極めて向上すること
が分かる。

以上の説明で明らかな如く、この発明の冷間タンデム圧
延機の板厚制御方法は、上流側スタンドの入側板厚を厚
み計で計測して目標入側板厚に対する入側板厚偏差を算
出し、該入側板厚偏差が算出された圧延材の部分を上流
側スタンドが圧延する際のロール間隙を、該上流側スタ
ンドの出側板厚が目標出側板厚となるように上記入側板
厚偏差と基準変形抵抗と上流側スタンドのミル常数とに
基づいて、修正・設定する一方、上記上流側スタンドが
上記圧延材の部分を圧延する際の実測による圧延荷重の
基準圧延荷重に対する圧延荷重偏差を算出すると共に、
上記上流側スタンドの出側板厚の目標出側板厚に対する
出側板厚偏差をいわゆるゲージメータ式で算出し、次い
で、上記圧延材の部分の変形抵抗の変動分を上記入側板
厚偏差。

上記圧延荷重偏差、上記出側板厚偏差に基づいて算出し
て実変形抵抗を算出し、次いで、下流側次スタンドが上
記圧延材の部分を圧延する際のロール間隙を上記実変形
抵抗と上記上流側スタンドの出側板厚偏差と下流側次ス
タンドのミル常数と基準圧下量に基づいて設定している
ので、変形抵抗の変動が加味されて下流側次スタンドの
出側板厚は略目標板厚となり、したがって圧延材の板厚
精度を高くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１．第２図はこの発明の基本原理を説明するグラフ、
第８図はこの発明のゴ実施例に用いる装置のブロック図
、第４．第５図は上記実施例の方法の実験結果を示す各
グラフである。 ！・・・圧延材、２・・・第１スタンド、８・・・第２
スタンド、４・・・第３スタンド、５．６．７・・・油
圧シリンダ、１１，１２．１８・・・ロードセル。 特　許　出　願　人　株式会社神戸製鋼所代理人弁理士
　青白　　葆　ほか２名

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の圧延機を用いるタンデム圧延における板厚
   制御方法であって、まず、各−スタンドの入側および出
   側の目標板厚と圧延材の基準変形抵抗を設定し１次いで
   、少なくとも一つの上流側スタンドの入側板厚を厚み計
   で計測して、該入側板厚の目標入側板厚に対する入側板
   厚偏差を算出し、該入側板厚偏差が算出された圧延材の
   部分を上流側スタンドが圧延する際のロール間隙を、該
   上流側スタンドの出側板厚が目標出側板厚となるように
   上記入側板厚偏差と基準変形抵抗と上流側スタンドのミ
   ル常数とに基づいて修正・設定する一方、上記上流側ス
   タンドが目標入側板厚を有し、かつ基準変形抵抗を有す
   る圧延材を圧延する際の基準圧延荷重に対する上記上流
   側スタンドが上記圧延材の部分を圧延する際の実測によ
   る圧延荷重の圧延荷重偏差を算出すると共に、上記上流
   側スタンドの出側板厚の目標出側板厚に対する出側板厚
   偏差を、上記圧延荷重偏差とロール間隙修正量と上流側
   スタンドのミル常数とに基づいて算出し、次いで、上記
   圧延材の部分の変形抵抗の変動分を上記入側板厚偏差、
   上記圧延荷重偏差、上記出側板厚偏差に基づいて算出し
   て実変形抵抗を算出し、次いで、下流側次スタンドが上
   記圧延材の部分を圧延する際のロール間隙を上記実変形
   抵抗と、上記上流側スタンドの出側板厚偏差と、下流側
   次スタンドのミル常数と基準圧下量とに基づいて修正・
   設定して、下流側次スタンドの出側板厚が目標板厚とな
   るようにしたことを特徴とする冷間タンデム圧延機の板
   厚制御方法。