JPS5858920A - 連続式圧延機の制御装置 - 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】 この発明は、孔形を有する連続式圧延機、例えば棒鋼・
線材圧延機において、圧延材の寸法を制御するものに関
する。

孔形を有する連続式圧延機の構成例を第１図に示す。

第１図は、１スタンドで構成される連続式圧延機であり
、（１）はｌスタンド圧延機、（２）は２スタンド圧延
機、（３）はｉ−１スタンド圧延機、（４）は１スタン
ド圧延機、（５）拡圧延材である。なお、本例では、所
謂ＶＨ形正圧延機想定しているため、水平方向の圧延機
（第１図の奇数スタンド）と垂直方向の圧延機（第１図
の偶数スタンド）が交互に配置されているう 例えば、ｉ−１スタンド圧延４ｍ！（３）は垂直方向の
圧延機でＸ方向の圧延を行なう。ここで、ｂｌ−１はｉ
−１スタンド圧延機（３）出側での幅寸法、ｈｌ−１は
天地寸法を表わす。又、１スタンド圧延機（４）は水平
方向の圧延機で、Ｙ方向の圧延を行なう。

ここで、ｂｔは１スタンド圧延機（４）出側での幅寸法
、ｈｌは天地寸法を表わす。

従来、棒鋼・線材圧延機等の連続式圧延機は、スタンド
間で張力を零とする制御としモ無張力制御（ＡＭＴＣ）
が採用されているが、圧延材の寸法をダイナミックに制
御しようとするものは皆無であった。その理由としては
、 （１）、非常に厳しい製品寸法が必要なかった。

（２）、圧延中の荷重変動によるミルの伸びが小さい。

（この事実は、圧延材の入側変動を出側に伝える効果を
小さくするため、製品寸法の精度が良くなる。） などがあげられる。

従って、従来の制御では、圧延材の混炭等の変化に対す
る寸法変動に対しては無制御であるため、寸法精度が悪
くなる欠点があった。

本発明は、上記の欠点に鑑みてなされたものであり、第
１スタンド圧延機出側材料の天地寸法及び幅寸法を検出
し、これらの値が基準幅寸法となるように第１スタンド
圧延機の圧下位置及び第１−１ヌタンド一第１スタンド
間の張力を制御するとともに、第１スタンド出側材料の
天地寸法及び幅寸法が基準値となるよう々第１−１スタ
ンドの天地寸法変更値及び幅寸法変更値を導出し、これ
らの値に従って第１−１スタンドの圧下位置及び第１−
２スタンド−第１−１スタンド間の張力を制御すること
により、極めて寸法精度の高い圧延を行なわせることを
目的としている。

第２図に本発明の一実施例を示す。

第２図において、（３）はｉ−１スタンド圧延機、（４
）は１スタンド圧延機４（５）は圧延材、（７）、（８
）は各スタンドの圧下駆動用モータ、（Ｑ）４００は各
スタンドに取付けられ、圧延荷重を検出するロードセル
、０１　、（６）は千下駆動用モータ（７）、＜８）に
連結された圧下位置検出用パルス発信器、（至）、α◆
は圧下駆動用モータ（７）、（８）に電力を供給するモ
ータ駆動用サイリスタ装置、０→、Ｑｌｌｌは各スタン
ドのミル剛性制御装置、に）はｉ−１スタンド圧延機（
３）の圧延ロールの駆動用モータ、（財）は１スタンド
圧延機（４）の圧延ロールの駆動用モータ、（ホ）、■
は各モータやり、（２）の駆動用サイリスタ装置、（２
）、曽は駆動用モータ＠、（２）の速度を検出する速度
検出器、＠ｌ）は１スタンド圧延機（４）出側材料の天
地寸法を検出する天地寸法検出器、＠乃は１スタンド圧
延機（４）出側材料の幅寸法を検出する幅寸法検出器で
ある。この天地寸法検出器釦）及び幅寸法検出器（財）
によシ検出された天地寸法ｈ１及び幅寸法ｂ１とこれら
の基準値ｈｉｎｔ、ｂＩＩＩＩＦ　　との偏差Δｈｌ、
Δｂ１　は圧下制御装置−及び速度制御装置（財）へ供
給され、１スタンドの圧下位置及び速度が制御される。

又、−は圧下制御装置（ハ）及び速度制御装置（財）の
制御出力、１スタンド圧延機（４）出側材料の寸法変動
Δｈ１及びΔｂ１を入力し、所定のアルゴリズムに従っ
てΔｈ１及びΔｂ１を零七するｉ−ｔスタンド圧延機（
３）の天地寸法変更値Δｈｆｆ−を及び幅寸法変更値Δ
Ｊ−１を導出する形状補正装置、−はこの形状補正装置
の導出する天地寸法変更値Δｈ１−１に従って１−１ス
タンドの圧下位置を修正する圧下制御装置、０７１は上
記形状補正装置（至）の導出する幅寸法変更値Δｂ↑−
１に従って１−１スタンドの駆動用モータに）の速度を
修正する速度制御装置である。

次に本発明の制御装置の動作について説明する。

先ず本発明で１スタンド圧延機（４）の速度及び圧下位
置を制御している理由を説明する。

第８図１ａｌは１スタンド圧延機（４）の圧下位置Ｓ１
を変化させた場合の１スタンド圧延機（４）出側の天地
寸法ｈ１と幅寸法ｂ１の変動を表わし、第８図１ｂ）は
１スタンドの速度ΔＶＶＶＲを変化させた時の、１−１
スタンド及び１スタンド間張力　と１スタンド出側の天
地寸法ｈ１、幅寸法ｂ１の・変動を表す。

第８図ｔｂ）で明らかなように１スタンドの速度ΔＶＲ
／’ＶＲを変化させても１スタンド出側の天地寸法ｈ１
の変動にほとんどなく幅寸法ｂ１のみが変化する。

このため１スタンド圧延ｍ　（４）出側の天地寸法ｈ１
を変化させるためには第８図ｆａ）に示されるように１
スタンドの圧下位置Ｓ１を制御する必要がある。

しかし１スタンドの圧下位置Ｓ１を制御すれば幅寸法ｂ
１も変化する。

ここで１スタンドの速度を変化させた場合は１スタンド
出側の幅寸法ｂ１は変化するが、天地寸法ｈ１はほとん
ど変化しない事に着目し、１スタンドの圧下位置を修正
した事による幅寸法ｂ１の変動をキャンセルさせるため
に１スタンドの速度を制御するのである。

以下、具体的に本発明における制御を説明する。

（１）　　天地寸法の制御 天地寸法検出器嶋）により検出きれた１スタンド圧延機
（４）出側材料の天地寸法ｈ１と基準天地寸法ｈ１黄ｇ
ν　との偏差信号Δｈ１は圧下制御装置−へ供給される
。圧下制御装置−では第８図（ａ）に示す特性に基づい
て、入力する天地寸法変動Δｂｉが零となるよりな１ス
タンドの圧下位置修正信号Δｓ１を導出し、ＰＩ制御を
行なう。圧下制御装置−の導出する圧下位置修正信号Δ
Ｓ　は、サイリスタ装置α◆、圧下駆動用モータ（８）
、パルス発信器（２）からなる１スタンドの圧下装置へ
供給されて圧下位置を修正する、そして、との圧下位置
の修正は、パルス発信器（２）の検出する１スタンドの
圧下位置が上記圧“下位置修正信号に一致するまで行な
われる。なお、圧下制御装置−のｐ工制御は７！Ｊ続圧
延としても、サンプリング制御としても良い。

又、ミ／Ｌ／ｌｉＩす性制御装置（ト）、Ｏ→はロード
セμ（９）、αｑによって検出される圧延荷重により、
ミル剛性制御（ＢＩ８Ｉ’ｊＡ制御）を行なうもので、
その制御目的は各スタンド入側の寸法変動を出側に伝え
る効果を減少させる制御装置である。もちろん、ミル自
身が充分な剛性をもっている時には上記ミル剛性制御は
不必要である。

さて、上述したように、この天地寸法の制御を行なう事
により、幅寸法が変動する。この寸法変動は次に述べる
幅寸法の制御で補償される。

（２）幅寸法の制御 天地寸法の制御で圧下位置を修正すれば、幅寸法も変動
する。

即ち、圧下位置変動ムＳ１による幅寸法の変動Δｂ１は
、 動の幅寸法に対する影響系数である。

（１）式で表わされる幅変動はスタンドの速度を制御す
る事によりキャンセルできる。

即ち、スタンド速度の変動ΔＶｉＫ対する幅寸法の変動
は、 で表わされる。よって、（１）式で表わされる圧下位置
の変動量は（１）式及び（２）式より、で表わされる。

この（３）式を基にして１スタンドの速度修正を行なえ
ば天地寸法の制御で圧下位置を修正した事による幅寸法
の変化はなくなるはずである。

しかしながら（３）式の影響係数の値が適当でなかった
り、圧下位置を修正した事による幅寸法の変化以外の原
因によシ幅寸法が変化した場合には幅寸法は完全には補
償しきれない事になる。

これを防ぐため幅寸法検出器（財）により１スタンド出
側の幅寸法を実測し、この値と幅寸′法の基準値ｂｉＪ
ｘｖ　との偏差Δｂ１をともに１スタンド圧延機（４）
の速度修正を例えばＰＩ制御して行なうのが速度制御装
置赫である。制御積分要素（工要素）を入れておけば定
常的には幅寸法が基準値ｂ１１ｘν　と一致するような
速度修正信号が出力される。即ち速度制御装置（財）は
（３）式を基とした速度補正と幅寸法のフィードバック
制御を合せて行なう。

この速度制御装置（財）の出力した速度修正信号ムｖ１
は、１スタンドの速度基準信号Ｈ１ｉｔｙ　に加算され
て１スタンドのモータ翰速度を制御するサイリスタ装置
（財）に入力され、１スタンドの速度を変化させ、１−
１スタンド及び１スタンド間張力を制御することにより
幅寸法の変化を補償する。

上記の天地寸法制御及び幅寸法制御により天地寸法、幅
寸法共に基準値になるように寸法制御する事が出来る。

（３）ｉ−１スタンドに対する制御 圧下制御装置−及び速度制御装置に４により１スタンド
の圧下及び速度が上記のように修正されるが、この修正
量が大きいと、圧下では圧延トル〉、圧延圧力の大巾な
変動となｐすぎ、また速度ではスタンド間張力（または
圧縮力）が過大とな松属延材のくびれないし座屈の危険
性がある。これを防ぐため、１スタンド出側圧延材の寸
法偏差ΔｈζΔｂ１及び１スタンド圧下・速度修正量６
日１、Δｖ１を１−１．Ｘタンドル状補正装置−に入力
し、１−１スタンド出側圧延材の形状を変えるため、１
−１スタンドの圧下制御装置−及び速度制御装置０ηに
圧下補正及び速度補正を加える。

１−１スタンド形状補正装置（至）の動作につき説明す
る。

１−１スタンド形状補正装置（至）には、１スタンド圧
延機（４）出側圧延材の寸法変動Δｈｉ　、Δｂ１　が
入力されており、この変動が零となるような１−１スタ
ンド出側圧延材の天地寸法変更値Δｈ↑−１、幅寸法変
更値Δｂ↑−１を演算する。この演算アルゴリズムは圧
延機の特性によって種々の形式が考えられるが、ここで
は代表的な二側について下記するが、これに限るもので
はない。

演算アルゴリズムの一例として、１スタンド出側天地方
向寸法変動Δｈ１及び幅方向寸法変動Δｂ１を零となる
ように、１−１スタンド出側天地方向寸法変更値Δｈ１
−↑、幅方向寸法変更値Δｂ１−↑を演算する。

ｘｂｉ−Ｙ＝−１・−ｈｌ・・・・・・・・・・・・・
・・・・・（４）リエ δｂｉ−１ δｈｉ−１ 幅寸法変更の１スタンド出側圧延材寸法に対する影＃係
数である。

変更の１スタンド出側圧弧材幅寸法に対する影響係数で
ある・ 更の１スタンド出側圧延材幅寸法に対する影響係数であ
る。

演算アルゴリズムの他の例として、１−１スタンドミル
剛性、１スタンドミル剛性が共に十分高く、天地方向寸
法変動Δｈ１が大きくなくそのため圧下変更量ΔＳ１も
大きくない時Ｈ，ｔ−ｔスタンド出側形状の補正は、幅
方向寸法変動Δｂ１を零となるように制御させる。その
とｔ！ｉ−１スタンド出側Ｆｆ延材寸法ｈ１、ｂｌのど
ちらかを変更してもΔｂ１は変動するが、各々の変更量
の比率る。以下Δｈｔ−ｔ、Δｂ１−１　　の変更量を
導出する。

である。

Δｈｉ−１＝α・Δｂｉ−！　　・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（７）（７
）式を（６）式に代入し、Δｂｉ−１を算出すると、指
令値数符号反転し 米　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　米（８
）式にて変更量Δｂｉ−１、＋７）式にて変更量Δｈ１
−１を演算する。

来 このときα−０とすれば、Δ１）ｉ−１だけの変更と１
−１ なり、α−□とすればｉ−１スタンド出側形ｉ−１ 状の楕円率が一定となる。

１−１スタンド形杖補正装置−の動作タイミングは、１
スタンド圧下修正量ΔＳ１．１スタンド速度修正量Δｖ
１を監視しこれが制限値を超えた時のみ作動させても良
いし、ΔＳ１、Δｖ１の値に関係なく常に作動させても
良い。

次に１−１スタンド形状補正装置（２）よりの出力米 Δｈｉ−１．Δｂｉ−１　　は各々１−１スタンド圧下
制御装置−及び１−１スタンド速度制御装置−に入力さ
れる。

１−１スタンドの圧下制御装置−では、Δｈｉ−１に基
すき、（９）式にて、圧下変更量を演算する。

更量の１−１７タンド出側圧延材天地方向寸法変蛎に対
する影響係数。

又、１−１スタンドの速度制御装置−では、米 Δｂ１−１に基すき００式にて、速度変更量ΔＶｉ’を
演算する。

ａＶｉ、−１ の１−１スタンド出側圧延材の幅方向寸法変動に対する
影響係数。

次に、圧下変更を行なうう、制御幅寸法も変化するため
、ｉ−１スタンドの圧下変更に伴なう速度変側量Δｖｔ
−ｔ”を０１式にて算出する。

δｖｉ−を 影響係数の１−１スタンドに関するものである。

ΔＶｉ−１’とΔＶｉ−１＃の両方の加算したものを１
−ｌスタンド速度修正量ΔＶｔ−ｔとして、１−１スタ
ンド速度及び１スタンド速度を修正し、１−１スタンド
前方強力を変更する。

以上のようにして、ｔ−１；Ｉ−タンド出側形林補米 正装置−の出力値Δｈｉ−１，Δ１）ｉ−１となるよう
に１−１スタンドの圧下及び速度が修正される。

ところで１−１スタンドの制御のため、影響係圧延スケ
ジュールが決まれば測定できるものであり、また多少誤
差があって亀、１スタンド出側では寸法検出器によるフ
イ竿ドパツク制御をかけているため最終寸法形状の誤差
とまらない。

なお、上記実施例では、１−２スタンド及び１−１スタ
ンド間張力を変化させるのにｉ−１，１スタンドの速度
、１−１スタンド及び１スタンド間張力を変化させるの
に１スタンドの速度を変更したが、これを１−２スタン
ドの速度、１−２．１−１ヌタンドの速度を変更しても
よい。要は１−２スタンド及びｉ−１スタンド間張力と
、１−１スタンド及び１スタンド間張力を制御できれば
良い。

以上のように、本発明によれば、第１７−タンド圧延機
出側材料の天火寸法及び幅寸法を検出し、これらの値が
基準寸法となるように第１スタンド圧延機の圧下位置及
び第１−１スタンド−第１スタンド間張力を制御すると
ともに、第１スタンド出側材料の天地寸法及び幅寸法が
基準寸法となるような第１−１スタンド出側材料の天地
寸法変更値及び幅寸法変更値を導出し、これらの値に従
って第１−１スタンドの圧下位置及び第１−２スタンド
−第ｉ−１スタンド間の材料張力を制御するものとして
いるので、圧延トルク、圧延圧力の大巾な変動あるいは
スタンド間張力（あるいは圧縮力）が過大になったりす
ることもなく極めて寸法精変の高い圧延を行なうことが
できるっ

【図面の簡単な説明】

第１図は孔形のある連続式圧延機の構成例を示す構成図
、第２図は本発明の一実施例による寸法制御装置を示す
ブロック図、第８図は、１スタンドの圧下位置ｓ１及び
１スタンドの速度Δｖ１を変化。 させた時の１スタンド出側の天地寸法、　ｈｉ、幅寸法
ｂ１及びｉ−ｔスタンド−１スタンド間張力Ｉの変化を
示す特性図である。 図において、（３）　、（４）は圧延機、（５）は圧延
材、（７）、（８）は圧下駆動用モータ、（９）、（Ｉ
Ｑはロードセル、ａυ、０埠はバμス発信機、（至）、
ａ４はモータ駆動用サイリスタ装置、Ｑ＊、Ｑ・はミル
剛性制御装置、（２）、（２）はモータ、曽、（財）は
サイリスタ装置、四、（ホ）は速度検出器、釦）は天地
寸法検出器、（財）は幅寸法検出器、（至）、−は圧下
制御装置、−１＠は速度制御装置、−は形状補正装置で
ある。 なお、各図中、同一符号は、同一あるいは相当部分を示
すものとする。 代理人　葛野信−（ほか１名） 第１ ＃１＃２ 図 ｍＡ−ｒ　　　　　＃ｔ”

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 孔形を有する連続式圧延機を制御するものにおいて、第
   １スタンド圧延機出側材料の天地寸法ｈ１及び幅寸法ｂ
   １を検出する天地寸法検出装置及び幅寸法検出装置、該
   天地寸法検出装置の検出値ｈ１と基準天地寸法ｈ１１１
   Ｅν　との偏差Δｈ１を入力し、その値が零となるよう
   に上、記第１スタンド圧延機の圧下位置を制御する第１
   の圧下制御装置、この第１の圧下制御装置による圧下位
   置修正量及び上記幅寸法検出装置の検出値ｂ１と基準幅
   寸法ｂｌｕｌｌν　との偏差抑１を入力とし、第１スタ
   ンド圧延機出側材料の幅寸法が基準幅寸法となるように
   第１スタンド及び第１−１スタンド間の材料張力を制御
   する第１の制御装置、上記天地寸法検出装置の検出値と
   基準天地寸法との偏差Δｈ１、上記寸法検出装置の検出
   値と基準幅寸法との偏差Δｂ１、上記第１の圧下制御装
   置の圧下位置修止量、及び上記第１の制御装置による制
   御量を入力とし、予め定められたアルゴリズムに従って
   上記偏差Δｈ１及び偏差Δｂ１を零とするような第１−
   １スタンド圧延機の天地寸法変更値ｈ↑−１及び幅寸法
   変更値ｂ↑−１を算出する形状補正装置、この形状補正
   装置の算出する天地寸法変更値ｈｒ−ＩＩＣ従って第１
   −１スタンド圧延機の圧下位置を修正する第２の圧下制
   御装置、上記形状補正装置の算出する幅寸法変更値ｂ　
   ｔ−ｔに従って第１−１スタンド及び第１−２７．タン
   ド間の材料張力を修正する第２の制御装置を備え九こと
   を特徴とする連続式圧延機の制御装置。