JPS58141808A - 圧延機の板厚制御方法及び装置 - 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】 本発明は板を圧縮する方向以外にも移動可能なロールを
備えた圧延機における、板厚制御方法及びその装置に関
する。

近年、圧延製品の厚み精度に対する要求は増々厳しくな
っている。従来、板材の長手方向に沿う板厚精度に関し
ては自動板厚制御装置（ＡＧＣ）により、また幅方向の
板厚精度（形状や板クラウン）はロールベンディング装
置より、それぞれ制御され、一応の効果をあげてきでい
る。しかし、ロールベンディング装置は、ロールの両端
に曲げモーメントをかけるだけの単純な装置である丸め
、複雑な形状を制御することができず、よシ有効な制御
装置の開発が望まれてｉた。かかる状況のもと、本出繊
人はロールベンダーに代る新規な形状制御装置を開発し
、職に４Ｉ杵出威を行なっている。

？−れらの装置の特徴は　いずれも板を圧縮する方向（
上下方向）以外の方向にも移動可能な四−ルを設置する
ことで、伺えば特公昭５０−１９６１０号に記載されて
いる圧延機では、軸方向に移動可能なロールを備えてお
夛、また特公昭５０−２４９０：１号に記載の圧延機で
は、水平面内で回転可能な四−ルを備えている。これら
の装置は、それぞれロールベンダーと併用することによ
シ、従来の形状制＠１１＠力に比べ格段のすぐれた効果
をあげている。

しかしながら、これら新規な形状制御装置を備え九圧延
機にも、一つの解決すべきｌ１題が発見された。その課
題とは、移動可能なロールを移動させるＩＩＫ生ずるミ
ル剛ｉ係数の変化である。ミル剛性係数は圧延後の製品
板厚に直接的影響な与えるロール開式と密接な関係を有
しているので、圧延中にこのミル剛性係数が変化すると
圧延後の板材の長手方向板厚が均一でなくなる。また、
公知のＢＩａＲＡ方式ＡＧＣにおいては、ミル剛性を正
確に把握しないと高精度の制御ができず、やは）長手方
向板厚精度が劣るととになる。

かかる問題に対しては、特公昭５２−７４９号で軸方向
に移動可能なロールを備えた圧延機（以後、ＨＣｔルと
称す。）に関し、また特公昭５２−２６２２６号で水平
面内で回転可能なロールを有する圧延機（以後、り田ス
電ルと称す。）に関して、それぞれミル剛性係数の変化
を補償する装置が考案されてｉる。しかし、ここに今一
つ解決すべき問題が見出されえ。それは、形状制御のた
めにロールペンディングカを加えると、圧延荷重検出値
がその影響を受けて変化するが、その影響度合いが移動
ロールの移動量によって変るというむとである。第１ｍ
Ｋ示すようなＨＣミルにおける例を第２図に示す。ζＯ
第２図はワークロールペンディングカＱｗの変化分７Ｑ
ｗと、その時ロードセル８．８′に表われる荷重変化７
Ｐｏとの関係を訳し友ものである。なお、ここで−とは
、中間ロール４．ｓの端部間の距離であシ、腋−が変る
ことよシΔＱｗとΔＰｅＯ関係が変化してｉるＯがわか
る。

一方、従来０４段圧延機に関しては、善／ｊｉ：紹４７
−３２１９１によって、ベンディング力の正弧荷重に及
ｔ！す影響をなくす方法が考案されている。

すなわち、本公知例では出側板厚りを、なる式で求める
ことによシ、ワークロールペンディングカＱｗ　ｓ及び
パックアップロールペンディングカＱ１の板厚への影響
を除去して−る。ここで、８はロール開度、Ｐは圧延材
に直接加わる力。

Ｋ線圧延機全体のミル剛性ｅＭｗはワークロール間での
ミル剛性ｅＭｍはバックアップロール関でのミル剛性で
あシ、誼Ｍｖ、Ｍｍはあらかじめ求められた一定値を用
いている０次に、四−ドセルで検出する荷重Ｐ・は、 Ｐ・＝　Ｐ　＋　Ｑｗ　＋　Ｑ　ｍ　　　　　　　　　
　　（２））となるから、（２）式をα）式に代入する
と、が得られる。紋の）式の変化分をとると、となる。

ζζでノｈ、ノ８＝ｊＱｍを０とすると、が得られる。

ζＯ関儀式が菖２図の関係に相轟す一定であゐから、第
３図の如１１７Ｐ・とｌＱｗの関係Ｏ変化を補償す為こ
と紘できな−。

基づいて板厚変化ｊｈを正確に把握して板厚°制御を行
なうには、従来の公知例を組合せ九のみでは不十分であ
シ、δによるＫＯ変化のみならず、Ｍｙ及びＭｍ等の変
化をも考慮する必要がある。

本発明の目的は上述し九従来技術の欠点を解消すぺ〈成
され丸もので、その基本とするところは、圧延機全体の
ミル剛性のみならず、各ロール間のミル剛性についても
ロール移動による変化を考慮し、ペンディング力を加え
たことによる板厚精度への悪影響を一掃するようにした
圧延機の板厚制御方法及び装置を提供するにある。

以下、本発明を第１図の如＠　ＨＣミルを例にとって説
明する。前記α）式を中間ロールペンディングカＱＩが
存在する場合について拡張すると、次式が得られる。

ここで、Ｍｍは中間ロール′３，４閏でのミル剛性であ
る。

次に第１図の圧延機を第３図のようなバネモデルに置き
換えると、 ζこで、Ｋ、はワーク四−ル２．３！ｉ！面とワークロ
ール８．３中心間のバネ定数、Ｋ嘗はワーク掌−ル２．
３と中間ロール４．５０中心間のバネ定数、Ｘ、は中閾
四−に４．５とバックアップは一ル６．１０中心間のバ
ネ定数、Ｋｌはハウジング０バネ定数、および第３ＩＩ
中のＭは材料自身のバネ定数（塵性係数）である、第１
図よシ軸方向移動が可能な中間ｐ−ル４．５０位置によ
って変化するバネ定数は、Ｋｌ　）ｘｓであることがわ
かる。すなわち、中間シール４．５と、ワークｏ　−ル
２，３あるいはバックアップロール６　、　’ＮｋｌＪ
Ｃ）接触状態が変化するため、これらの接触変形量が変
化してバネ定数が変わる。そこで、前記（７）　、　（
８）　。

（９）式よシ、中間ロール４，５位置の変化で変るバネ
定数はＫ　ｅ　Ｍｙ　１Ｍ　ｔで、Ｍｍについては変化
しなめことが明らかとなった。従って中間−−ル４．５
位置とに、Ｍｗ、Ｍｔの関係をあらかじめ求めておくこ
とが必要となる。なお、ＫＫついては既に公知であ＃、
Ｍｗ、Ｍｘについても実験によａｍ定が可能である。例
えば、Ｍｙについては、Ｖ−り四−ル２．３同志の軸心
間距離とペンディング力の測定を、中間ロール４．５位
置を種々変えて行なえばよｉ、まえ、Ｍｘについても同
様である。このようにして測定し友中間ロール４．５の
端部間距離δと各ミル剛性の関係の一例を第４図に示す
。

以上の基本事項をもとに、次に実施例を用いてよシ詳細
に説明する。ｘｓ図は本発明の一実施例を示すもので、
圧延材１がワークロール２．３によシ圧延されておプ、
ワークロール２．３とバックアップロール６．７の間に
、軸方向移動が可能な中間ロール４．５が配置されてい
る。そして、全体の圧延荷重Ｐ・はロードセル８にょシ
、またジヤツキ９によｐ加えられるワークロールペンデ
ィングカＱｗは四−ドセ＃１ｏにょシ、さらにジヤツキ
ＩＩＫよる中間−−ルペンディングカＱ。

はロードセル１４によって、それぞれ検出される。

中間筒−ル４．！＄１０位置は位置検出器１５．１６に
よる信号よｐ演算器１７で求められ、計算機１８へ出力
される。この計算機１８では第４図Ｏ関係に基づ−て、
中関冒−ル端部関距離δよシ各建ル剛性係数Ｋ　、Ｍｖ
　ｅＭｔ　、Ｍｍがそれぞれ計算され、計算機１９にこ
れらが出方される。この計算機１９では、各ロードセル
８，１０．１２゜１４からｏｒｅ　　ｍＱＷ　、Ｑｔ　
ＩＱＩ及び先のミル剛性から、（２）式に従ってその時
の板厚すが計算される。なお、（６）式のＰは材料に加
わる圧延荷重であ〕、測定されたＰ＠とは異なゐが、次
式で求められる。

Ｐ　＝　Ｐ＠　−（Ｑｖ　＋Ｑｓ　＋Ｑｍ　）　　　　
　　　ａ１次に、比較器２０では求まり九板厚りと目標
板厚ｈ０が計算され、この差分Δｈを演算器２１に出力
する。この演算器２１ではΔｈを修正する圧下変更量Δ
Ｓｔ−次式に従って計算する。

Ｍ＋に ΔＳ＝□・Ｑｈ　　　　　　　　　　　　ｆ１湯に ここで、Ｍは材料の塑性係数で既知の量である。

該ΔＳを圧下装置２３の制御器２２に出力し、圧下制御
を行なう。これによシ、圧延機出側の板厚は常に目標値
に制御されることになる。

以上はフィードバック制御装置の例であるが、圧延機の
設定装置にも同じ考えが応用できる。菖ε図にその一例
を示す。計算機２４では既知の圧延条件（母材板厚Ｈ９
目標板厚す、、板幅す、変形抵抗に等）を入力し、公知
の次式でその時の圧延荷重Ｐｔ−計算する。

Ｐ＝に−ＱＰ−ｂ−ｆ１酊口馴　　　　崗ここで、ＱＰ
は公知の補、当係数、Ｂ′は偏平後のワークロール半径
である。次に、計算機２５では、こＣ）７１Ｅ延荷重や
圧延条件等から中間ロール位置とペンディング力を決定
する。なおこの決定４公知である。そして、中間ロール
位置が決まると、第５図と同じ計算機１８へ出方され、
各ミル剛性が計算される。計算機２６は以上の諸量を入
力し、（６）式を変形し九次式によって、目標板厚を得
る圧下位置Ｓを計算する。

Ｓを圧下装置２３０制御器２２に出力し、圧延を開始す
る。

なお、これまでの説明線すべてＨＣミルについて行って
きたが、りはスミル等の何らかの方向に移動可能なロー
ルを備え九圧延機についても、全く同様な考えが適用し
うろことは明らかである。

例えばクロスミル０場合、Ｈｃミルにおける中間ロール
移動量δの代シに、ロールの水平面内での回転角−を用
いれによく、他の手法は全く同一の考えが使用できる。

この他、第５図では各隨−ルにすべてベンディレグ力を
加え死場合の例を示し九が、ワークロールペンディング
カＱｗのみをかける構造の圧延機や、ワーク四−ルペン
ディング力Ｑｗと中間ロールペンディングカＱ！のみか
けうる圧延機にも、本発明が適用できることは云うまで
もない。この時は（６）式、ａ４式中のＱｔあるいはＱ
ｈＯ項が無くなるのみで、基本的な思想に変シがない。

この他にも本発明の趣旨を逸脱することなく種々の変更
が可能である。

以上説明したように本発明によれば、移動可能な口、−
ルを有する圧延機におφて、ベンディング力の長手方向
板厚精度に及ぼす影響が、ロール移動によって変化する
のを防止することが可能となる。従って、長手方向板厚
精度を悪化させることなく、形状中板クラウンの制御を
行うことができる丸め、長子方向及び幅方向の板厚精度
が優れ九製品を圧延することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される圧延機の一例を示す構成図
、第２図はワークロールベンディング変化とロードセル
で検出される荷重変化の関係を示す図、第３図は第１図
の圧延機をバネモデルに置き換えた図、第４図は中間ロ
ール位置と各ミル剛性係数の関係を示す図、ｊｌｓ図は
本発明をフィードバック制御に適用した夾細例の構成図
、第６図は本発明を圧延機設定装置に適用し九実施例の
構成図である。 １・・・圧嬌材、２　、３−・・ワークロール、４．５
・・・中間ロール、６．７…バツクアツプロール、８゜
１０．１２．１４−・・四−ドセル、１５．１６・・・
位置検出器、１７　、２１−・・演算器、１８．１９゜
２４．２１５．２６・・・計算機、２３・・・圧下装置
。 ｖＪ７図 第２図 第３図 躬４図 ｆ　　Ｏ割ｍノ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、板を圧縮する方向以外の方向に移動が可能なロール
   を備えた圧延機において、皺移−可能ロールの位置よシ
   圧延機全体のミル剛性係数及びロール間の剛性係数を算
   出し、これらの剛性係数と圧延荷重及びロールペンディ
   ングカの値から四−ル開度を演算し、ロール圧下装置を
   制御するようにし九ことを特徴とする圧延機の板厚制御
   方法。 ｚ　板を圧縮する方向以外の方向に移動が可能なロール
   を備えた圧延機におｉて、圧延荷重を検出する装置と、
   移動可能！−ルＯ位置を検出する装置と、該ロール位置
   よシ圧延機全体のミル剛性係数及びロール関Ｏ剛性係数
   を演算する装置と、該剛性係数と検出された圧延荷重及
   びペンディング力とからロール開度を演算する装置と、
   該演算されたロール開ｉＥＫ制御する圧下装置よシ成る
   圧延機の板厚制御装置。 ＆　板を圧縮する方向以外の方向に移動が可能なロール
   を備えた圧延機において、圧延荷重を予測演算する装置
   と、ペンディング力及び移動可能ロール位置を設定する
   装置と、該移動可能ロール位置よシ圧延機全体のミル剛
   性係数及びロール間の剛性係数を演算する装装置と、こ
   れら剛性係数と圧延荷重予測値及びペンディング力設定
   値とからロール８１度設定値を演算する装置と、該演算
   されたロールｊＩ度設定値に圧下設定を行なう装置よシ
   成る圧延機の板厚制御装置。