JPS58311A - 異周速圧延速度制御装置 - 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】 本発明は上下個別駆動方式の連続式圧延機、特に連続熱
間帯鋼圧延機（以下、ホットストリップミルという）Ｋ
於ける異周速圧延速度制御装置に関する。

従来よりホットストリップミルは各膜圧延機の上、下ロ
ールをピニオンスタンドを介して同一電動機で一括駆動
し上、下ロール周速度も上、下ロール径差の範囲ではぼ
等速度で圧延していた。しかし、近年、圧延荷重の減少
、被圧延材質の向上、ロール摩耗の減少、エツジドロッ
プ（板厚減少）等の目的から上、下ロール周速に速度差
をつけて圧延する異周速圧延が導入されつつある。この
ためＫは各圧延機の上、下ロールを個別に駆動するツイ
ンドライブ方式の駆動系と、その上、下ロール駆動系の
速度を連続圧延機の全スタンドで相互に所定の関係に制
御する制御装置が必要とされる。

すなわち、従来の上、下ロール一括駆動方式の速度制御
機能としては材料噛込前の通板速度設定機能と、材料通
板後の一斉加減速機能、及びスタンド間相互のマスクロ
ーを一定に保つためのノく一ニヤ速度制御機能が具備さ
れ圧延システムを構成している。

第１図において、Ｓは被圧延材料、１ｉ（ｉ）！第１か
ら第７スタンドを示す、以下同様）は圧延用ロールであ
る。但し、従来の駆動方式は上下ロール共、同一電動機
駆動のため第１図では上、下ロールの性質を特に区別し
ていない。２１　は圧延用電動機、及びその速度制御装
置、３１　は圧下駆動系、及び自動板厚制御装置（ムＧ
Ｃ）、４１はルーバー、５は主速度設定器（ＭＫＨ）、
６１は各スタンド速度設定器（ＳＳＲＨ）、７１はルー
バー駆動系、及びルーバー角度検出器、８１は手動速度
微調整器（ＶＲＨ）、９１はルーツ（−高さ制御装置、
ムＧＣ圧下補償装置、手動速度微調整器等のスタンド速
度微調を行う装置を一括した）（−ニヤ制御器、１０ｉ
はサクセシブ制御器、１１は乗算器、１２は加算器、２
０は夫々の圧延スタンドを一括した主幹速度制御装置で
ある。

この様な従来の主幹制御装置の構成に於て、被圧延材料
Ｓが第１スタンドに到着する前に予め計算された圧延ス
ケジュールに基づいて第１図の主速度設定器５．及びス
タンド速度設定器６１が次の（１）〜（２）式を満足す
る様に演算制御し、各スタンドの圧延ロールｉｉ　を通
板速度に設定する。而して、第１スタンドの速度は次式
で表わされる。

ＲＰＭ　ｉ　＝ＭＲＨＸ８８ＲＨｉ　　　＠−−”　（
１）ゝｉ ＲＰＭ　ｉ−・・・・（２） π×ＤｉＸ（１＋ｆ４） ｌｉ　ＸＶｉ＝一定（マｘ７ｏ−一定則、ｉ＝１〜７）
・・・・（３） 但し、 ＲＰＭｉ＝第ｉスタンド回転速度（ＲＰＭ）ＭＲＨ＝主
速度設定器のプリセット値（チ）８８ＲＨｉ＝第ｉスタ
ンド８８ＲＨのプリセット値Ｖｉ　　　＝第ｉスタンド
出側板速度ＣＭＰＭ）Ｈｉ　　　＝第ｉスタンド出側板
厚目標値（ｍｉｎ）Ｄｉ　　　＝ＩＩ！ｉ２タントロー
ル径（ｍ）１＋ｆｉ＝第ｉスタンド先進率 こうして、圧延機材料８ｉが各スタンドを通板し圧延が
開始されると、被圧延材料８ｉの塑性変動、あるいは圧
下駆動系３ｉＫよる圧延ロール間ギャップ修正等の要因
により（３）式のマスフロー一定則から単（かい）離を
生ずる。これを吸収するため、バーニヤ制御器９１が設
けられており、これの自動、もしくは手動修正の結果、
各圧延スタンドの速度指令値はバーニヤ制御器９ｉ、加
算器１２ｉを介しく１）式の初期値から修正が施され、
以下の式（４）　ｅ　（５）　、　（６）Ｋ示す値とな
り、これが速度制御装置２ｉＫ出力されることＫより再
びマスフロー一定則を回復する様、制御する。すなわち
、ＲＰＭＨ＝ＭＲＨｘＳＳＲＨｉ＋’（ＶＶ１１ｉ＋ε
ｉ）・・・（４）ｖｉ　−ＲＰ　Ｍ　ｉ　ＸπＸＤｉＸ
（１＋ｆｉ）　　　　”・（５）ｌｉＸＶｉ＝一定（ｉ
＝１〜７）　　　　　　・・・（６）但し、 ＶＶＲｉ＝バーニヤ制御器（９ｉ＋１）の出力εｉ　＝
第１スタンドへのサクセシブ制御出力なお、ここでサク
セシブ制御出力ＣＩは特定スタンドでのバーニヤ速度修
正でこの場合はｇｉ＝ｉ　＋　２　、　＋１１１・、７
スタンドが他スタンド間での速度比率を乱さない様、制
御するためのものであり、第（ｊ＋１）スタンドにおけ
る初期速度からの修正量をサクセシブ制御器１０ｉを介
して次の（７）式の如く再演算して第ｉスタンドの速度
を修正している。すなわち、 ５ＲＨｉ ε　ｉ＝　−一一一一一τ−（Ｖｖｌ、＋４　　＋　　
’ｉ＋ｔ）　　　・”　　（υ５ＳＲＨ５ＲＨｉ また、被圧鷺材料Ｓの先端が仕上圧延機を通過し、所定
の位置に到達すると（例えば、巻取機のことで、第１図
では示していない）仕上出口温度を所定の範囲に制御す
ること、及び生産性向上の目的で一斉加速が行われるが
この場合には主速度設定器（ＭＲ）ｉ）５が所定の傾斜
率で増加されマスフローを保ったまま全スタンドを一斉
に加速する。

また、−斉減速の場合も同様に主速度設定器５が必要な
速度減速率で減少する様に制御されていた。

しかし、従来のワークロール一括駆動による速度制御装
置は多段スタンド間相互のワークロール速度関係を制御
することを目的とするものであったため、上下ロールの
加圧力は均一に制御されており、それ故、高圧延力が必
要となりロール摩耗の増大、圧延機の大型化、圧延材料
特性のノ（ラツキや、所要作業エネルギーの増大などの
いくつかの技術的欠点を免れ得なかった。

従って本発明は上記の欠点を除去するためＫなされたも
ので、上、下ロールを所定の異周速速度に設定するため
に土、下ロールに独立した一対のスタンド速度設定器（
ＳＥ！ＲＨ）を設け、−斉加減速は１ケの主速度設定器
により行ない、かつノ（−ニヤ速度制御は上、下ロール
速度を上、下ロール各個のスタンド速度設定器の設定値
の比率で修正するようにして異周速上下ロールの速度制
御を圧延板の品質歩留りを落すことな〈実施可能とした
異周速圧延速度制御装置を提供することを目的とする。

以下、本発明の一実施例を第２図を参照して説明する。

第２図は本発明の主幹速度制御装置を適用した７段式ホ
ットストリップミルの仕上圧延機のブロック図である。

ここにＳは被圧延材料、例えば、熱間帯鋼、１ｉｔ（ｉ
は第１〜第７スタンドを示す、以下同じ）は圧延機の上
作業ロール、ｌｉｍは下作業ロール、２ｔｔ　＊　２ケ
ｍは夫々上、又は下ロール駆動用電動機、３ｉｔ　ｓ　
３１ｍは上、又は下ロール速度制御装置、４ｓ’は圧下
駆動系、及び自動板厚制御装置（ムＧＣ）、５ｉ’はル
ーツゞ−１６１′はルーパ駆動系、及びルーバー角度検
出器、１は主速度設定器（ＭＲＨ）、８１丁はスタンド
上ロール速度設定器（８８ＲＨｔｉ）、８ｉｉ＋はスタ
ンド下ロール速度設定器（Ｓ８ＢＨｍ　ｉう、Ｓｊは手
動速度黴脚器（ＵＲ）Ｉ）、１◎ｉ′は′９−３ヤ制御
器・１１ｉｔ＝　ｌｌｔｍ　は異周速ゲイン調整装置、
１２ｉはサクセシブ制御器、１３は乗算器、１４は加算
器、２０は一括して主幹速度制御装置を示す。すなわち
、本発明においては第３図にホットストリップミルにお
ける異周速圧延での圧延力Ｐ１先進率（１＋ｆ）対異周
速率（Ｘｉ）の関係の一例を示したように異周速率（Ｘ
ｉ）、先進率（１＋ｆ）は次の釦〜（１０）式によって
与えることができる。まず先進率であるが、これは上、
下ロール個別に定義される。

上ロール先進率　１＋ｆＴｉ＝”ヰ　　　　・・・　（
９）ｖ’ｒｉ 下ロール先進率　１＋ｆＢｉ＝ＸＬ、　　　　　ｍ−・
（１０）ｌｌ 但し、 Ｖｉ　＝ｉスタンド出側板速度 ＶＴｉ　＝＝　ｉスタンド上ロール周速度（＝π×ＲＰ
ＭＴｉ　Ｘ　ＤＴｉ）　　　 Ｖｉｉ　＝　ｉスタンド下ロール各個＆　（＝π×ＲＰ
ＭＴｉ　　Ｘ　Ｄｉｉ） （９）　、　（１０式の上、下ロール先進率（１＋ｆ）
は人、出情板厚、圧延材料鋼種、圧延力（Ｐ）、異周速
率（Ｘｉ）　　等の関数となるが圧延スケジュール、及
び必要な各スタンドでの異周速率が定まると第３図の関
係から上、下沓ロールに対する先進率（１＋ｆ　）は与
えられ（９）、及び（１ω式より各スタンドの上。

下ロール速度を定めることができる。そこで第２図に示
した本発明の制御装置に於ては予め上記諸式に基き演算
された異周速率（Ｘｉ）のもとでの上。

下ロール速度に対し材料が第１スタンドに到着する以前
に前記第２図の主速度設定器７、及び上。

下ロールに個別に設けられたスタンドロール設定器が次
Ｏ（１１）　ｅ　（功＊　（ｔ３）　、　（１４）式を
満足する様に演算され各スタンド上、下ロールを通販速
度に設定する。

ＲＰＭｔｉ−ＭＲＨ，Ｘ８ＳＲＨｔｉ　　　−・・（１
１）ＲＰＭｍｉ　＝ｌｉｆｌＲＨＸＳ８ＲＨｎｉ　　　
”−（１２）ｌｉＸＶｉ　＝一定（マスフロー一定則、
ｉ　＝　１〜７） 但し、ＲＰＭＴｉ　、ＲＰＭＢｉ＝第ｉスタンド上下ロ
ール回転速度（ＲＰＭ） Ｓ　Ｓ　ＲＨＴ　ｉ　＊　Ｓ　８　ＲＨｍ　ｉ−第ｉス
タンド上下ロー／Ｉ／８８ＲＨのプリセット値（ＲＰＭ
）Ｄｔｉ　＃　Ｄａｉ　＝第１スタンド下ロール径（ｍ
） １＋　ｆ　ｔｉ　ｇ　１＋ｆ　Ｂ４−第ｉスタンド上下
ロール先進率 しかしながら、ホットストリップミルに於ては製品板厚
が薄い場合、後段スタンドではロール開度零（キスロー
ル）の状態で通板することがあり。

この場合、通板前に異周速状態とすることはロール庇の
発生を招（ため好ましくない。また、通板時の板先端反
り（上反り、また−下反り）の問題を避けるために通板
時は等周速とし先端が次スタンド以降にメタルインした
のち異周速とした（・場合もある。また、材料尾端尻抜
は時にも同様の問題が発生する。この場合、本発明の制
御装置に於ては材料が自スタンド（ｉスタンドとする）
到着前は異周速率、Ｘ　ｌ　””　０　　での第３図に
於ける上。

下ロール先進率（１＋ｆ）、従って、等周速状態の回転
速度に第１スタンド上ロール回転速度、及び第１スタン
ド下ロール回転速度を設定しｉスタンド、もしくは（ｉ
＋１）スタンドにメタルインののちに前記上、下のロー
ル回転速度を（１υ、　（１２）式を満足する様に修正
する。また、同様に材料尾端が（ｉ−１）スタンド、も
しくは（ｉ）スタンド尻抜は直前に異周速圧延状態から
等周速圧ＩＥ　（Ｘｉ＝０）となる様に上下のロール回
転速度を修正する。上記の異周速圧延の開始、及び終了
タイミングは材料のサイズや鋼種等に応じ経験的に定め
層別化して主幹制御装置に予め記憶させておき材料のス
ケジュール、鋼種等が定まる毎にそのタイミングを使い
分ける。また、上記により通板終了するとバーニヤ制御
器により時々刻々とスタンド間の速度比率修正が行われ
る。しかし、異周速圧廻の場合にはバーニヤ制御出力量
を上、下スタンドに同一量出力すると、異同速比が変動
するのみならず異周速率変動による先進率の変化が生じ
るためスタンド間マスバランスを乱すことＫなるので第
３図のバーニヤ制御器出力量１０１′、及びサクセシブ
出力量１２＋ｔ！夫々異周速ゲイン調節器１１ｉｔｓ１
１ｉｉ　　Ｋより上、下ロールに分配する。

今、ｉスタンドの出側板速度をｌＶｉ量修正したいとき
Ｋは、まず、異周速率を一定に保つために（１３）　＃
　（１４）式より上、下ロールの回転数の修正量Δｕｐ
ｕｔｉ（上ロール）、ΔＲＰＭｉＩｉ（下゛ロール）は
次の比率で修正する必要がある。（これは異周速率によ
り変化する） ところが（１１）　、　（１２）式よりすなわち、設定
された上、下ロール速度設定器の比で制御すればよい。

具体的には異周速ゲイン調整器１１ｉｔ　ｐ　１１ｉｉ
＋は下記（１７）　、　（１８）、式としバーニヤ制御
系としてのゲイン（１０ｉ’とｌｌｉ丁、　１１ｉｉ＋
の全体ゲイン）はバーニヤ制御器１０１′で調整する。

また、サクセシブ制御器１２ｉについては従来の（７）
式と同様に制御器する。更に、−斉加減速について考え
ると、−斉加減速時にも、本発明の方式であれば主速度
設定器（ＭＲＨ）７を所定傾斜率で増減することＫより
異周速は所定の値のままで各スタンド上作業ロールを加
減速出来ることは明らかである。

従って、本発明によれば上、下ロール個別駆動方式のホ
ットストリップミルにおける異周速速度設定、バーニヤ
速度制御、−斉加減速の機能を７極めてスムーズに行う
ことができるので異周速圧延操業を安定に行うことが可
能となる。また、異周速圧蔦の安定化により圧延力減少
によるロール摩耗の減少、圧延機小形化、省エネ圧延材
料特性の改善等、その効果、極めて顕著である。

また、本発明の実施手段としてはアナログ、及びディジ
タル演算回路、あるいは制御用計算機等が当然必要とさ
れるがその手段の如何は特に問題ではない。

また、本発明の方式説明を理解しやすくするために具体
的演算式として（１１）〜（１８）式をあげたが、その
演算式は本具体例に限定されるもの＋銘なく、１個の全
体ミル速度を制御する主速度設定器と、上、下ロール個
別の１対のスタンドロール速度設定器を備えるという主
旨の範囲で種々変形して実施し得ること多言を要しない
。更に上記では連続ミル主幹速度制御系の１例としてホ
ットストリップミルでの最終スタンドピボット方式の系
を挙げたが、本発明の方式が他のあらゆる連続圧延機の
主゛幹制御系に適用可能であることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の主幹速度制御系を適用したスタンド式ホ
ットストリップミルのブロック図、第２図は本発明の一
実施例を示す上、下ロール異周速速度設定方式のホット
ストリップミルのブロック図、第３図は異周速圧延特性
の一例を示す図である。 １１・・拳圧延ロール、２１０・圧延用電動機、３１・
・・圧下駆動系、４ｒ　＊　５＋’・・・ルーパー、５
゜７・・・主速度設定器、６１・・−スタンド速度設定
器、７ｉ　＊　６ｉ’・・・ルーパ駆動系、８１・・・
手動速度微調整器、９ｉ　−１０：’　　・・・バーニ
ヤ制御器、１０１−１２１・・・サクセシブ制御器、１
１　、１３　＠−乗算器、１２．１４・・・加算器、２
０・・ψ主幹速度制御装置、ｌｉ丁・・・上作業ロール
、１ｉｉ＋”・下作業ロール、２ｒｔ　ｍ　２ｔｍ・・
・上、下ロール駆動用電動機、３ｉｒ　ｓ　３ｕｓ・・
・上、下ロール速度制御装置、４１′・・φ圧下駆動系
、Ｂｉｔ・・・スタンド上ロール速度設定器、８．１１
１１１１１スタンド下ロ一ル速度設定器、Ｓｊ・・・手
動速度微調器、　１ｌｊｔ　ｅ　１１ｔｉ＋・・・異周
速ゲイン調整器。 なお、Ｎ中間−符号は同−又は相当部分を示す。 代理人　葛野信−

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）上下ロール個別駆動方式の連続圧延機において、
   上記圧延機全体の速度を調整する一個の主速度設定器と
   、前記主速度設定器によって駆動される各スタンドの上
   、下ロール速度を夫々独立して設定可能な一対のスタン
   ド速度設定器と、前記スタンド速度設定器により上、下
   ロール速度間の異周速率を調整するバーニア制御器、及
   び異周速ゲイン調整装置とを備え、前記主速度設定器に
   より連続圧延機の速度を同一比率で調整することを特徴
   とする異周速圧延速度制御装置。
2. （２）等周速圧延時の各スタンド６一ル速度、及び所定
   の異周速率圧延時の上、下ロール速度を予め記憶する記
   憶装置と、異周速圧延の開始、及び終了タイミングを可
   変とする主幹制御装置を備え、指定された圧延スケジュ
   ール、鋼ａＫより異周速圧延の開始、終了タイミングを
   選択し上下ロール速度を予め記憶した等周速圧延速度、
   あるいは異周速圧延速度とのいずれにも一致させうる様
   、上−下ロール用スタンド速度設定器を調整可能とした
   こと紮特徴とする特許請求の範囲第１項記載の異周速圧
   延速度制御装置。
3. （３）等周速から異周速、もしくは異周速から等周速へ
   と各スタンド上下ロール速度を変更する際、上、下ロー
   ルの速度修正期間が一致する様に制御することを特徴と
   する特許請求の範囲、第１項記載の異周速圧延速度制御
   装置。
4. （４）スタンド間の速度比率を制御するバーニヤ制御器
   により当該スタンドの速度を調整する場合、上下ロール
   の速度修正量が異周速率により可変とされることを特徴
   とする特許請求の範囲、第１項記載の異周速圧延速度制
   御装置。
5. （５）前記第（４）項記載のバーニヤ制御器において、
   予め設定された上下ロールのスタンド速度設定器の比率
   に基づき上下ロール速度を修正することを特徴とする特
   許請求の範囲、第１項記載の異周速圧延速度制御装置。