JPS5861906A - 圧延機の制御方法 - 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】 本発ＢＡＶｉ、圧延機の制御方法に係り、特に型鋼。

棒鋼、管などの圧延機の制御に好適な圧延機の制御方法
に関する。

板圧延においては、圧延前において、圧延後の圧延材寸
法が目標の仕様通りになるような各スタンドのロール開
度を設定しておくセットアツプ計算制御が実現されてい
る。この場合、圧延荷重的　□線等を用いて各スタンド
（タンデムくルの場合）の荷重配分を決定し、この配分
に従ってロール開度の設定が行なわれる。これは、圧延
荷重を圧延前に正確に予測することができるということ
を前提としている。このような圧延荷重の予測式として
は、Ｑｒｏｗａｎの式、５１ｍ５ｃ７）式環カヨく知う
れており、このような予測式を用いれば、板圧延におい
てはセットアツプ計算制御を実現できる。

しかし、型鋼、棒鋼、管等の圧延機では、圧延荷重を正
確に求めることが難しく、圧延材の仕様をとり込んで自
動的にセットアツプを行なうセットアツプ計算制御は実
用化されていない。これは、型鋼、棒鋼、管等の圧延で
は、圧延材の断面形状が、各圧延毎に圧延前後で複雑に
変化するためである。

本発明は、型鋼、棒鋼、管等の圧延機においても、板圧
延と同様の計算機設定による自動セットアンプ制御を実
現できる新規な圧延機の制御方法を提供することを目的
とする。

本発明は、仕事量、すなわち圧延量が与えた駆動力に対
応することを利用し、圧紘機の総駆動ヵを目標値として
定め、実際の圧延をこの目標値に一致させるように制御
することを特徴とする。

次に、本発明の原理について説明する。

本発明は、被加工材を加工するのに必要な仕事量は材料
の加工前と、加工後の長さの伸び量により計算できると
いう公知の数式を応用するものである。

第１図に長さの伸び量と仕事量を表わす例を示す。第１
図中２１は加工前の被加工材であり、長さｔｌ、断面積
Ａ１の円筒形であり、２２は加工後の被加工材であり長
さｔ２．断面積Ａ２の円筒形である。被加工材を引っば
り加工で２１から２２となるまで加工するのに必要な被
加工材の引っばり力をＰとすると、変形に要する仕事量
ｄｗけ（１）式で示される・。

ｄｗ＝ｐｄｚ＝：に、、Ａ、ｄｚ＝＝に、−ｄｔ　　　
　　・　＋１）（１）式中、ｋ、、は変形に要する変形
抵抗であり、■は被加工材の体積である。従って被加工
材を長さｔｌから１２１で加工するのに必要な仕事ｉＷ
は（２）式となる。

ｗ−ｆｄｗ　＝ｉ、−ｖ、［ｆｔ２”　’Ｊｔ、１ 実際の圧延機においては、仕事量は、圧延機の駆動装置
の駆動力子として表わされ、（３）式となるＷ”ｆＩ−
Ｐｄ　ｔ＝に、・’Ｖ−ｔ、’　　　　　　−（３）ｔ
＋ 本発明は、（３）式で示される公知の数式を以下のよう
に応用するものである。

即ち、圧延前の被圧延材の長さｔ、を測定し、圧延後の
被圧延材の目標の長さｔ２を入力すれば目標の圧延径長
ｔ２まで圧延するのに必要な仕事量Ｗは（３）式で計算
できる。従って、被圧延材を圧延中の駆動装置の駆動力
肥ムを検出し、ｔｆ、　Ａが、（３）式より計算した田
、Ｃと等しくなる様に、圧延機を制御すれば、圧延後の
被圧延材の長さが目標値ｔ２となる様に制御が可能であ
る。

形鋼、継目無し管等の圧延機で重要なことは。

長さ方向の断面積が均一で目標の成品長さに対するばら
つきの少ない成品を得ることである１特に成品長さのば
らつきの少なさは成品の歩留り向上に直結するため、特
に効果が大きい。

以下、このような本発明の原理に基づ〈実施例を説明す
る。

第２図に本発明の実施例を示す。図は形鋼圧延の例であ
り図中４０は、被圧延材の圧延開始前に圧延機２．圧延
機３の駆動装置３８．３９の駆動力の目標値）Ｐｃｔ　
ｌ　）ＰＯ２を決定する駆動力目標値決定装置である。

４０の駆動力目標値決定装置は。

あらかじめ、被圧延材の圧延後の目標長さｔ２を記憶し
ており、また、３１の長さ検出器、３２の温度検出器３
３の重量検出器より、それぞれ被圧延材の圧延前の長さ
ｔｌ、温度１２重量ＷＯを入力する。まず被圧延材の体
積■は（４）式で決定できる。

Ｗ。

■ニー　　　　　　　　　　　　　・・・（４）・σ σは被圧延材の比重である。被圧延材の温度Ｔより、被
圧延材を圧延するのに必要な変形抵抗に□は（５）式で
示される。

ｋ、−に、。ｘ　ｅ　−ａ　Ｔ　　　　　　　　　、、
、　（５）一般に形鋼、棒、継目無し管等では、カリバ
ー付きのロールを使用するため、被圧延材の圧延前。

圧延後の長さ方向と垂直面の断面は、成品サイズ別にほ
ぼ一定値であり、（５）式中のに１゜も一定値として扱
うことができる。またαも定数値である。

被圧延材を圧延中は、圧延機の圧延速度と、圧延機の駆
動力が一定値であるとすれは、圧延機２と。

圧延機３のそれぞれの駆動力の目標値子ＩＣ＋ＩＰ２ｃ
及びＩＰ＋　ｃとＩＰ２ｃの合計値１−Ｐは２圧延後の
被圧延材の目標値ｔ２　と、本文中（３）式より決定で
き（６）式となる。

ＩＰ−１＝　（１−ｆ）、ｃ＋＋−Ｐ２ｃ）ｔｌ２ 二に、、、・■・ｔ、、−・Ｚ １ 、’−ＩＰ　−ＪＰ＋　ｃ　十ｌ−Ｐ２ｃここでＶ、Ｃ
は、圧延機入側での被圧延材の速度目標値であり、２は
後述する（６）式の適応修正係数である。またｔは、被
圧延材を圧延する所要時間である。

Ｉｆ’をＩｆｔ　ｃとｆ−Ｐ２Ｏへ配分する方法は、圧
延機２゜圧延機３のロールカリバーによりパターンで決
定でき、例えば、（力式で示される。

εは、０〈ε〈１なる定数であり、ロールのカリバーに
よるパターン値である。

以上により４０で決定された圧延機２．圧延機３の駆動
力の目標値ｔＰｌｃ　、　）Ｐ２Ｏは、それぞれ、圧延
機２，３の駆動装置制御装置３６．３７へ出力する。

３６の駆動力制御装置は、４０よりＩＰＩＣ＋　ｖ、Ｃ
及び、圧延機入側の被圧延材の実績速度検出器３４より
実績速度ＶＩＡを入力し、圧延機２の駆動装置３８の駆
動力田、ＡがＩ−Ｐ、　ｃ　Ｋ　等しくなる様に制御す
る。具体的には、図示しない圧延機のロール開度調整装
置で、圧延機２のロール開度を油整する。また、ｖｌＡ
がｖｌｃに等しくなる様に、駆動装置３８を制御する。

つまり、Ｖｌ、がｖｌｃに等しくなる様制御した上で、
）Ｆ）、Ａが１１）、より小さい場合は、圧延機２０ロ
一ル開度を小でぐする１、逆にＩＰＩ　Ａがｔ−Ｐｌｃ
より大きい場合θ、１１−ル開度を大きくする指令をロ
ール開度調整装置に与え、被圧延材の圧延機２での圧下
量を調整１７、目標の°伸び長さが得られる様圧延機の
駆動力を調整する。

駆動力制御装置３７は、４０より与えられた）Ｐ２Ｏと
圧延機３の駆動装置３９の駆動力ｆＰ２Ａが等しくなる
様に、圧延機３の速度を調整し、圧延機２．３間の被圧
延材にかかる張力を制御する。つまり。

ＩＰ工Ａ＞　ｔｆ’２　Ｃの時、駆動装置３９に減速指
令を出力し、張力を弱めて、被圧延材の伸びを小さくす
る。

（Ｐ２Ａ＜Ｉ−Ｐ２Ｏの時、駆動装置３９に加速指令を
出力し、張力を強めて、被圧延材の伸びを大きくする。

以上のように、圧延機の駆動力に目標値を決定し圧延機
を制御することにより、被圧延材の圧延後の長さを目標
値にする制御が可能である。そして１その制御精度をさ
らに向上させるのが、４１の駆動力修正装置である。

駆動力修正装置４１は、圧延前と圧延後の被圧延材の速
度■１＾＋ｖ２Ａの検出器３４．３５より、被圧延材の
速度ｖ、Ａ、　ｖ２人を入力する。

また駆動力制御装置３６．３７より、被圧延材を圧延中
の圧延機の駆動力Ｉ−Ｐ１Ａ１１−Ｐ２Ａを入力し。

駆動力の目標値の修正計算を行なう。

つまり、（８）式により、被圧延材の速度から（６）式
の修正係数２を求める。

さらに４０より入力した１１，１２を使い、駆動力の目
標値の修正値千′を（９）式で決定する。

次に、（力式と同様に、ＧＯ）式で圧延機２．圧延機３
の目標駆動力を修正計算し、その修正計算された）ｆ”
ＩＣ＋　Ｉ＋”２ｃを駆動力制御装置３６，３７へ出力
する。

このよう釦、計算したＩＰ’１ｃ　、　Ｈ〕′２ｃに従
って、圧延機を制御することで、高精度の圧延後の被圧
延材の長さ制御が可能である。

また（８）式で計算した２は、駆動力目標値決定装置４
０にフィードバックされ、次回、４ｏで駆動力の目標値
を決定するのに使用される。

以上形鋼圧延を例にとり、説明したが、継目無し管や、
その地圧延機においても、全く同じ構成で圧延機を制御
することで、圧延後の被圧延材の長さを目標値とする制
御が可能である。

捷だ第２図においては、駆動力修正装置４１にて検出し
た圧延前と圧延後の被圧延材の速度■ｌＡ＋■２Ａを駆
動力修正計算に使用している。しかし、第３図に示す様
に、これは、駆動力に変換しなくても制御が可能である
。

第３図において、３１で検出した被圧延材の圧延前の長
さｔ、と、圧延後の目標長さｔ２と、３４．３５で検出
した被圧延材の圧延前後の速度Ｖ、Ａ、　ｖ２＾より、 （イ）　　（ｉ２／ｌ＋　　）＞（Ｖ２Ａ／Ｖ、Ａ）な
らば、圧延機３０ロ一ル開度を小さくする。

（ロ）　（ｔ２／ｌｔ　　）　＜　（Ｖ２Ａ／　ＶＩＡ
　）ならば、圧延・　　機３のロール開度を大きくする
。

、　の如く制御する。

つまり、ロール開度調整装置５０で次式により、ロール
開度駆動装置５１に対し、ロール開度変化量ΔＳを与え
る。

ΔＳ−−α・（（ｔ２／　ｌ＋　）　　（■２Ａ　／　
ｖＩ　Ａ　））　　　　−（１２１このようにすれば、
簡易形の制御が可能である。

もちろん、圧延後の被圧延材の長さを目標値にすること
が可能である。

また１本文中（８）式では、被圧延材の圧延後の速度ｖ
２Ａを使用してｚＡを計算したが、圧延後の被圧延材の
実績長さｔ２ｈを検出すれば、０３）式でｔ２人により
ｚＡを計算することも可能である。

（１３）式で計算したｚＡを使用しても（８）式を使用
したのと同等の効果が得られる。

以上詳細に説明したように本発明によれば、従来不可能
とされていた型鋼、棒、管等の圧延機においても、自動
的にセットアツプ計算制御を実現できる。

１図は、型調圧延機の圧延機の配列と、各圧延機の圧延
前後の被圧延材の断面を、２図は、継目無し圧延機の１
つであるマルチパイプミルを、３図は、圧延に必要な仕
事量を示す図である。第４図は、本発明の実施例であり
、圧延機の駆動力を目標値に制御する方法を示す。第５
画け、簡易形の制御の実施例である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明するための図、第２図およ
び第３図は本発明の一実施例を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、圧延材の圧延前長さ、変形抵抗または圧延材温度、
   体積または圧延材重量、および圧延機の圧延材目標長さ
   を用いて、その圧延に要する圧延機駆動装置の総組動力
   を求め、該総組動力を目標値として、実圧延において得
   られる圧延機駆動装置の実ａ駆動力が該目標値と一致す
   るよう前記圧延機駆動装置を制御することを特徴とする
   圧延機の制御方法。