JPS6015010A - 圧延における適応制御方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は鉄鋼、アルミなどの薄板、厚板の圧延加工にお
ける適応制御に関する。

（従来技術） 一般に圧延制御で＋ａ、実績値にもとづき数式モデル（
・でよる訓算値に補正を加えることに」ニジ。次回の予
１ｕｌｌ　ＦＮ算の精度向ｈ　’ｃはかる適応制御を杓
なっている。例えば特開昭５（＋−１０８１５０’　（
１）式の如くし２ている。

Ｐ二Ｚ’Ｐｏ　・　・　・　（１） Ｐ：圧延荷重予測値 ＰＯ：数式モデル計算値 Ｚ′：修正係数 あるいは、特開昭５６−１６０８１５では（２）式の如
くしている。

Ｐ＝　（ＺＭ＋ＺＲ）Ｐｏ　・・−（２）ＺＭ　＝圧延
機固有の修正係数 ＺＲ：圧延材料固有の修正係数 ところで数式モデルＰｏは一般に（３）式のように記述
される。

Ｐｏ　＝　Ｂ−に−ｌｄ　−Ｑｐ　・・・（３）Ｂ：圧
延制の幅 に：拘束変形抵抗 ｌｄ：接触弧長 Ｑｐ：圧下力関数 Ｑｐはロールと材料間の摩擦係数μ、偏平ロール半径Ｒ
′、入側材料厚Ｈ１圧下率１および前・後方張力ｔｒ、
ｔｂの関数（４）式で表わされる二Ｑｐ　＝　Ｑｐ　（
μ、Ｒ′、Ｈ，ｒ、　ｔ４．　ｔｂ）　−−−（４）例
えば公知のＨｉｌｌの式では（５）式したがってＰＯの
内で不確定要素は、変形抵抗にと摩擦係数μである。上
述の（１）、（２）式の方法ではこのような誤差要因に
とμを個別に考慮してそれぞれを学習しＰＯの計算に反
映させるのではなく、Ｐｏの計算結菓に対して一括して
修正を加えようとするものである。そのため、修正係数
の物理的意味があいまいで誤差の原因を特定できず、適
応制御の効果も少ない。適用区分（圧延材料、ロール材
質、圧延潤滑剤の使用の有無などの操業条件の組合せ）
を非常に細分すればそれなシに適応制御の効果も向上す
るが、それも計算機容量や処理時間などの面で制約をう
ける。また操業条件の変化への対応がスムーズにいかな
いなどの欠点を有する。

（１）式の方法では、上述のことは説明“するまでもな
く理解されるところであるが、（２）式の方法において
も同様である。すなわち、圧延機固有の修正係数ＺＭは
摩擦係数μの変化を意識したものと思われるが、発明者
らの経験では、μは圧延機よりも圧延材料の違いにより
大きく変化する。したがって圧延材固有の修正係数ＺＲ
との分離は本質的に不可能である。つまり（１）式の方
法と（２）式の方法は本質的には同じものと言える。

（発明の目的） 本発明は摩擦係数μと変形抵抗Ｋを分離して学習するこ
とにより、圧延負荷（圧延荷重、圧延動力）および圧延
材の先進率（速度）の予測精度の向上をはかるとともに
、μおよびＫの数式モデルの精度向上をも可能にするこ
とを目的になされたものである。

（発明の構成・作用） 圧延負荷のうち圧延荷重を例にとって、張力がない場合
について説明する。圧延荷重は例えばＨｉ　ｌ　ｌによ
ると（３）、（５）式でめられる。（３）、（５）式に
おいて、摩擦係数μと拘束変形抵抗には種々の式が提案
されているが、いずれも満足のいくものではない。μと
に以外は、幾何学的パラメータである。

また偏平ロール半径Ｒ′は例えばヒツチコックの式（６
）式を用いて（３）式との間で収束計算させることによ
りまる。したがって、（３）式で計算した荷重Ｐ。

が実測値ＰＭと合わないときμとＫに誤差があったＲ＝
偏平ロール前のロール半径 Ｅ：ロールのヤング率 ν：　〃　ポアソン比 Ｐ：圧延荷重 一方、圧延材の出側速度Ｖｓは（７）式で決まる。ここ
でｆは先進率である。

Ｖｓ　＝　（１＋　ｆ　）　ＶＲ・・・（７）でＶＲは
ロール周速度である。発明者らはＯｒ　ｏｖａｎの圧延
理論の数値計算より（８）式のように先進率の式を得た
。

したがって材料速度Ｖｓとロール周速、ＶＲを測定し、
（７）式によりｆをめ、実測荷重ＰＭを（６）式に代入
してＲ′をめると、（８）式よりμを逆算できる。拐料
速度Ｖｓとロール周速ＶＲより先進率を測定する手段の
例は、特開昭５３−２４８７３にみられる。さらにとの
μとＲ′及び実測荷重りより（３）、（５）式から変形
抵抗Ｋが逆算できる。このようにすれば、圧延現象を記
述するある数式モデル体系において荷重や先進率が実測
と合うようにμおよびＫを合理的にめることができる。

上記の如く逆算した摩擦係数μＲと変形抵抗ＫＲより、
次回圧延に対する修正係数は例えば（９）、α０式のよ
うにめることができる。

μＲ ”μ、ｎ−４−１＝Ｃμ、ｎ＋ｇμ・（−Ｃμ、ｎ）　
−・−（９１μ０．ｎ ここで添字ｎは今回、ｎ＋１は次回に使用するものを意
味し、 ＣμＩｎ１Ｃμ、ｎ＋１：摩擦係数の修正係数ＣＫ、　
ｎ　、Ｃｘ、　ｎ−１−１：変形抵抗　〃ｇμ、　ｇｘ
　：適応制御ゲイン μｏ、ｎ　：数式モデルよシ計算した摩擦係数Ｊ＜ｏ、
ｎ　：数式モデルより計算した変形抵抗もちろんμｏ、
ｎ　、　Ｋｏ、ｎは実績の圧延条件を用いて計算された
もので、圧延前の設定計算において用いられたものでは
ない。なお、ＫＯ２ｎ　の計算に際して圧延材の温度が
必要であれば、当該パスの実績温度を用いることが望ま
しいが、実績の圧延条件にもとづいて設定計算時に用い
たと同じ方法で温度を計算でめでもよい。したがって次
回の圧延条件によってμｏ、　ｎ＋１　、　Ｋｏ、　ｎ
＋１を計算し、（９）、（ｊＯ）式でめたＣμ、ｎ＋１
ｒ　ＣＫ、。＋１よりμ：Ｃμ、　ｎ−４−１°μｏ、
ｎ＋１　°°−（１１）Ｋ　”　ＣＫ、　ｎ−１−１’
　Ｋｏ、　ｎ＋１　・・・（１２）（１１）、（１つ式
の様にμ、Ｉぐをめ、（３）、（５）式より圧延荷重、
（８）式より先進率を計算する。当然タンデムミルの場
合はマスフロー条件より材料速度■ｓは先に決められる
ので、これに対応するロール周速は、（７）式よりＶＲ
−Ｖｓ　／　（１−＋ｆ　）のようにまる。

上述したことは短周期的な適応制御であるが、逆算によ
請求めたμＲ，ＫＲを圧延条件とともに記憶しておけば
、これらのデータを用いて、μ及びＫの数式モデルの作
成あるいは修正による精度向上を行なうことができる。

このような長周期的な適応制御も本発明によれば可能で
ある。

（実施例） ホットストリップの仕」ニタンデムミルにおいて本発明
を実施した場合のシステム構成を第１図に示す。これは
短周期的な適応制御のみを示したものである。第１図で
先進率測定は前述の特開昭５３−２４．８７３と同じも
のである。図中の５は上述した手順にて補正係数を演算
する適応制御部分である。また図中の５〜７はひとつの
デジタル計算機内で処理している。

（発明の効果） 第２図は本発明をホットストｌ）ツブの仕上タンデムミ
ルにおいて実施したときの効果を示したものである。新
しく研磨したロールを組込んだ後の仕上第２スタンド（
Ｆ２）の圧延１本ごとの制御効果をみている。図中のサ
フィックスＭは実測、Ｃは設定計算値を意味する。図中
の■は本手段によってめた摩擦係数μで、Ａの部分はロ
ール冷却水量をオペレーターが変更した部分である。■
及び■は実測圧延荷重ど設定計算した圧延荷重の比、■
及び■は実皿ｊ先進率と設定計算先進率の誤差である。

このうち■と■は本発明による実績で、■と■は（１）
式の手法をシミュレーションにより試みた結果である。

ロール冷却水量変更にょるμの変化を的確にとらえてお
り、本発明の妥当性をまず確かめられる。

荷重の予測精度をみると、従来法ではμの変化と変形抵
抗Ｉ（の誤差をまとめてひとつの修正係数で処理するた
め追従性が悪いが、本発明ではそれが大きく改善されて
いる。従来法が対象にしていない先進率の予測精度につ
いても、本発明によれば大きく向上している。またこの
ようにしてめたμや１〈（図には示してない）を用いて
、μ及びＫの数式モデルそのものを作成、修正すること
ができることは明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例、第２図はポットストリップ仕
上タンデムミルにおける本発明の効果を示したグラフで
ある。 １・・圧延材、２・・作業ロール、３・・ロードセル、
４・・先進率演算装置、５・・適応制御演算部、６・・
設定計算部、７・・実績圧延条件入力部、１・・スタン
ド番号、ＰＭｉ・・Ｊスタンド実績圧延荷重、ｆＭｉ　
・・ｌスタンド実績先進率、Ｃｊｔ、　ｎ＋１・弓スタ
ンド次回摩擦係数修正係数、ＣＡ、　ｎ＋１・・１スタ
ンド次・回変形抵抗修正係数特許出願人　代理人 弁理士矢葺知之 （ほか１名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 金属材料の圧延において、圧延荷重と先進率を測定し、
   この測定結果に基づいて、圧延ロールと圧延材間におけ
   る摩擦係数、々らびに圧延材の変形抵抗を演算々出し１
   、この演算々出結果を制御過程に織込むようにしたこと
   を特徴とする圧延における適応制御方法。