JPS5829161B2 - 熱間圧延システムの省エネルギ方法 - Google Patents

熱間圧延システムの省エネルギ方法

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JPS5829161B2
JPS5829161B2 JP7423280A JP7423280A JPS5829161B2 JP S5829161 B2 JPS5829161 B2 JP S5829161B2 JP 7423280 A JP7423280 A JP 7423280A JP 7423280 A JP7423280 A JP 7423280A JP S5829161 B2 JPS5829161 B2 JP S5829161B2
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孝員 桜井
泰男 諸岡
政治 小西
良博 上金
真也 谷藤
和幸 田代
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Nippon Steel Corp
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Hitachi Ltd
Nippon Steel Corp
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    • B21B27/10Lubricating, cooling or heating rolls externally
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱間圧延システムの省エネルギ方法に係り、特
に潤滑油供給装置を備えた熱間圧延システムで圧延する
圧延材の加熱エネルギを低減するに好適な方法に関する
熱間仕上げ圧延で圧延される圧延材は、圧延に先立ち加
熱炉にかいて高温に加熱される。
加熱炉から抽出される時点の圧延材温度は、従来120
0〜1300℃であったが、加熱炉で圧延材加熱に要す
るエネルギを減らすため抽出温度が次第に低くなる傾向
がある。
一方、抽出温度をさげることは限界に近すいているのも
事実である。
その原因は次のように考えられる。
抽出温度が低くなれば、当然圧延途中の温度も低くなり
、この低い温度の圧延に要する動力および圧延圧力(圧
延荷重)が犬になる。
圧延ラインに設置されている圧延用モタには上限があり
、また圧延荷重が大きくなると圧延材の咬み込み失敗や
圧延ロールの破損の危険が大きくなる。
以上のような理由から従来の圧延方法では抽出温度を低
減するのは限界にきていた。
本発明はかかる従来の欠点に鑑み、潤滑圧延の技術を生
かすことにより、加熱炉の省エネルギをより効果的にす
ることを目的にしている。
本発明は、圧延機に潤滑油を供給することにより圧延動
力および圧延荷重を下げることができることを利用し、
より低い抽出温度の圧延を可能としたものである。
本発明の実施例を第1図に示す。
第1図において100は複数の圧延機からなる圧延ライ
ン、200は加熱炉、300は圧延機のセットアツプ装
置、400は加熱炉の制御装置、500は本発明になる
熱間圧延システムの省エネルギ演算制御装置(以後単に
演算制御装置と呼ぶ)を表わしている。
本実施例の動作を説明する前に圧延ライン100を構成
する圧延機の詳細を第2図を用いて説明する。
第2図に釦いて101は圧延材、102はワークロール
、103はバックアップロール、104はワークロール
102を駆動するモータ、105はロールに潤滑油を供
給するノズルを表わしている。
圧延材101を圧延するに要する動力はモータ104に
よって発生され、さらにこの圧延の反力として圧延荷重
が発生する。
この圧延動力W1圧圧延型Pとノズル105から供給す
る潤滑油の油量の関係を調べたものを第3図に示す。
油量とともに圧延動力ち・よび圧延荷重が小さくなるこ
とがわかる。
次に第1図の実施例を説明する。
セットアツプ装置300では、各圧延材の圧延に先立ち
、各圧延機のロール開度Sとモータの回転速度Nを計算
する機能を有する。
その計算方法は従来よりいくつかの方法が知られてかり
、その1つは参考文献lに詳しいので、ここではその内
容は省略する。
ここではその方法が、■圧延理論モデルを用いて各スタ
ンドのSとNを決定すること、■その計算に際し、加熱
炉を出てから熱間圧延を終了する1での圧延材の温度を
推定し、SとNの計算に用いること、■そのSとNの計
算において、各圧延機を1駆動しているモータの動力と
荷重の値も計算し、その値が上限を越えないようにSと
Nを決めることを指摘しておく。
圧延材を炉に装入する前もしくは直後にこのセットアツ
プ計算の機能を利用して、S、N、圧延動力、圧延荷重
等を計算する。
第3図のW。
、Poをセットアツプ装置で決めた圧延動力と圧延荷重
の値とする。
一方加熱炉の制御装置400は、目標の抽出温度で圧延
材を抽出できるように加熱炉200の炉温もしくは燃料
流量を制御する機能を有する。
このとき、目標抽出温度θ2もしくはその修正量Aθ2
ば、演算制御装置500において決定される。
第4図を用いてこの演算制御装置500の機能について
説明する。
第4図に釦いて501は潤滑油の最大流量選択部、50
2は圧延動力と圧延荷重の修正量演算部、503は各ス
タンドの圧延温度修正量演算部、504は抽出温度演算
部、505は潤滑油供給量演算部を表わす。
一般に圧延に用いる潤滑油の油量(もしくは濃度)が増
えると第3図に示したように圧延動力や圧延荷重が小さ
くなるが、反面圧延材とロールのスリップが大きくなり
、このスリップが大きくなりすぎると咬み込みの失敗を
したり、タンデム構成の圧延機の場合にはスタンド間張
力の変動が異常に大になる。
このため潤滑油の油量や濃度にばかのすと上限がある。
最大流量の値そのものは各圧延スタンドの設計仕様(ロ
ール径、ミル定数、あるいはタンデム圧延機ではスタン
ド間の張力制御装置の制御性能等)や使用する潤滑油の
種類等によって異なる。
本発明の実施例では常に同一種の潤滑油を使うので、各
スタンド毎に流量の上限が設定されているものとする。
最大流量選択部501では、この上限の設定値を読みと
る。
この設定値は計算機の記憶装置に記憶されてもよいし、
外部の手動式の設定値に設定しても良い。
ただし複数の潤滑油を使い、その潤滑油毎に流量の上限
が異なる場合には計算機の記憶部に記憶してかき、使用
する潤滑油に応じた油量上限値を選べるようにした方が
便利である。
最大流量選択部501で選択した第1スタンド最大流量
をV M I とする。
修正量演算部502では最大流量選択部501で決定さ
れたvMiを入力し、流量vMiによる圧延動力と圧延
荷重の減小量JWi、JPiを決定する。
このために修正量演算部302には、あらかじめ第3図
のような圧延動力と圧延荷重の潤滑油量との関係を設定
しておく。
このとき、第3図の関係からvMiに対する#i、JP
i が容易に求められる。
第3図のW。
、Poはセットアツプ装置300で決定したSとNに対
応する圧延動力と圧延荷重の値であり、これらは圧延動
力と圧延荷重の上限を満すように決められている。
したがって潤滑油を供給しているときには圧延動力と圧
延荷重の値は、それらの上限値よりも少なくともJWi
、JPiだけ小さい。
一般に圧延材の温度を下げると、圧延動力と圧延荷重は
増加するが、その増加量がl W t 、11 P t
の範囲内であれば圧延が可能である。
第5図に圧延材温度θと変形抵抗kを示す(参考文献1
)。
この図から圧延材温度が下ると変形抵抗kが増加する。
参考文献1に示されている圧延理論によれば、このとき
圧延動力と圧延荷重が増加する。
これ丑での経験でいえば圧延材の温度が10’C低下し
たとき、圧延荷重、圧延動力は釦pむね3%程度増加す
る。
すなわち温度の変化範囲があ寸り大きくなければ、温度
変化Aθに対する圧延動力、圧延荷重の変型IJW、A
Pは次のような線形式で表わされる。
圧延温度修正量演算部503では各スタンドの圧延材温
度の修正量の最大値を決定する。
すなわち修正量演算部502で決定されたJWi、#i
を(1) 、 (2)弐辺に代入し、対応する圧延材温
度の低減量を求める。
このAθw’1 、、Jθpi のうち小さい方の値
を第1スタンドの圧延材温度の最大修正量とする。
抽出温度演算部504ではこのjθiを入力し、抽出温
度もしくはその修正量を演算する。
一般に圧延材の品質管理の上から、通常熱間仕上げ圧延
機の出側[、%−いて圧延材の温度がある範囲に入いる
ように圧延を釦こなう必要がある。
第6図は圧延途中の圧延材の温度変化の概要を示したも
ので、各曲線は異なった抽出温度に対する温度降下曲線
である。
図でa、b、cは熱間仕上げ温度が目標範囲に入いって
いるが、dは目標範囲をはずれて釦り好昔しくない。
さらにaは各スタンドの圧延動力と圧延荷重の制限を満
すような圧延が可能であるが、b、cはこの制限を満し
ていないものとする。
したがってセットアツプ装置300では曲線aに対応す
るような抽出温度と温度降下に対し、セットアツプ値S
、Nを決定している。
この曲線aから圧延温度修正演算部503で決定した温
度修正jθi を矢印で示した。
すなわち各スタンドの圧延動力、圧延荷重の制限を満す
圧延温度は、aから矢印の先端芽での範囲にある。
このとき曲線すは全てこの範囲にあるが、曲線Cの場合
この範囲に入いらない。
すなわち曲線Cの温度降下の場合、圧延動力、圧延荷重
の少なくとも一方力浦1]限を越える危険がある。
理論的に第6図の破線eが限界であり、これが抽出温度
の最小値を与えるが、圧延の余裕を重視する場合にばb
に対応する抽出温度を用いても良い。
b(もしくはC)に対応する抽出温度を目標抽出温度θ
Pとする。
あるいは曲線aの抽出温度と曲線b(もしくはC)の抽
出温度の差を抽出温度の修正量Jθ2とする。
このようにして決定した加熱炉の抽出温度θ2 もしく
はその修正量Jθ2を加熱炉の目標として出力する。
加熱炉ではこれを目標値として圧延材温度を制御するが
、抽出温度が低下するので加熱に要するエネルギを削減
することができる。
なふ−1加熱炉の炉温、もしくは燃料を手動で調整する
ときては、この抽出温度もしくはその修正量の計算値を
ガイダンスとして利用することができる。
このようにして曲線b(もしくは曲線C)が選択された
とき潤滑油供給量演算部505は油量の設定値を計算す
る。
第1スタンドにふ−ける曲線aと曲線すの温度差をAθ
i とする。
このときあきらかに次の関係が戊り立つ。
すなわち、JWi、JPiは温度をJθi だけ下げた
ときの動力と荷重の増加分を表わす。
次に第3図においてW。
、PoからJ Wl 51 P 1だけ小さくなる点の
油量VWI tVpl を求める。
このうち大きい方の油量viをえらべば圧延動力、圧延
荷重は少なくともAWi、JPiだけ減らすことができ
る。
したがって温度降下に伴うWとPの増加をキャンセルす
ることができる。
圧延材が加熱炉から抽出されたときこの流量を図示して
いない潤滑油供給装置に油量設定値として出力する。
以上述べた本実施例によれば、圧延動力や圧延荷重の制
限を守る範囲で、圧延材の抽出温度を従来より低減する
ことができ、加熱炉での消費エネルギを大幅に低減する
ことができる。
本発明は圧延機に供給する潤滑油の油量と圧延材の抽出
温度の目標値を同時に決定し、加熱後の圧延に問題が生
じないように加熱炉の省エネルギを実現することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す図、第2図は熱間圧延機
の概略図、第3図は圧延動力Wと圧延荷重Pの潤滑油の
油量による変化を示す図、第4図は本発明になる省エネ
ルギ演算制御装置の一例を示す図、第5図は変形抵抗に
と圧延材温度θの関係図、第6図は抽出温度の決定方法
を説明するための図である。 100・・・圧延ライン、200・・・加熱炉、300
・・・圧延機セットアツプ装置、400・・・炉制御装
置、500・・・省エネルギ演算制御装置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 圧延材を加熱する加熱炉と、加熱された圧延材を圧
    延する圧延機と、該圧延機が圧延材を圧延中にかいて圧
    延用ロールに潤滑油を供給する圧延潤滑油の供給装置と
    を有する熱間圧延システムに卦いて消費されるエネルギ
    を低減するための方法に釦いて、圧延を安定に行ないう
    るために許容された範囲内の値に選ばれた潤滑油の流量
    値を入力し、前記圧延機に該潤滑油を該入力された流量
    だけ供給した場合の圧延動力の減少量ふ・よび圧延荷重
    の減少量を演算し、該圧延動力の減少量および圧延荷重
    の減少量を用いて前記圧延の際の圧延材温度の低減量を
    求め、該圧延材温度の低減量に基づいて前記加熱炉にも
    ・ける圧延材抽出温度を決定し、該決定された圧延材抽
    出温度に従って前記加熱炉を制御することを特徴とする
    熱間圧延システムの省エネルギ方法。
JP7423280A 1980-06-04 1980-06-04 熱間圧延システムの省エネルギ方法 Expired JPS5829161B2 (ja)

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JPS6297265U (ja) * 1985-12-07 1987-06-20
JPS6297266U (ja) * 1985-12-07 1987-06-20
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