JPS6018213A - Shape controlling method in rolling mill - Google Patents
Shape controlling method in rolling millInfo
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- JPS6018213A JPS6018213A JP58128184A JP12818483A JPS6018213A JP S6018213 A JPS6018213 A JP S6018213A JP 58128184 A JP58128184 A JP 58128184A JP 12818483 A JP12818483 A JP 12818483A JP S6018213 A JPS6018213 A JP S6018213A
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- Japan
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- crown
- control device
- rolling
- shape
- sheet
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- Pending
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
- B21B37/28—Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates
- B21B37/38—Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates using roll bending
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Metal Rolling (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、熱間帯鋼圧延機の仕上圧延機に係わり、特に
所要の板形状及び板クラウンを得るに好〔発明の背景〕
従来の圧延機に設けられている板形状及び板クラウンの
制御装置では、圧延機諸寸法、被圧延材板幅、圧下スケ
ジュール、ロールプロフィル等ノ初期設定値に対して、
目標の板クラウン及び板形状を得るために、ロールペン
ディングカッ中間ロール及びワークロールの軸方向移動
量等の制御パラメータを計算器によりめ、各パラメータ
の初期設定をした上で、出側の板形状及び板クラウンを
フィードバックすることにより、制御が行なわれていた
。然るに、ロールプロフィールは圧延による発熱及び冷
却、摩耗によって経時変化して行くため予測制御ではロ
ールプロフィールを考慮しがたく、フィードバック制御
に頼ることが大きくなっていた。このため制御の遅れに
よる板形状及び板クラウンの目標値からの偏差が生じる
という欠点があった。[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a finishing mill for a hot strip steel rolling mill, and is particularly suitable for obtaining a desired plate shape and plate crown [Background of the Invention] Conventional rolling The plate shape and plate crown control device installed in the machine adjusts the initial settings of the rolling mill dimensions, the width of the rolled material, rolling schedule, roll profile, etc.
In order to obtain the target plate crown and plate shape, control parameters such as the axial movement amount of the roll pending cutter intermediate roll and work roll are determined by a calculator, and after initial setting of each parameter, the plate shape on the exit side is determined. Control was performed by feedback of the plate crown and plate crown. However, since the roll profile changes over time due to heat generation and cooling due to rolling and wear, it is difficult to take the roll profile into account in predictive control, and feedback control has become increasingly dependent on the roll profile. Therefore, there is a drawback that the plate shape and plate crown deviate from the target values due to a delay in control.
又、(川崎製鉄技報 1979年 月号)によれば、ワ
ークロールの直径熱膨張量はある双曲線正接の式で表わ
され、実験値及び有限要素法による厳密計算値に対、し
ても圧延部では上記式により精度よく近似されることが
報告されている。しかし、この近似式では、同報告書に
もある通り被圧延部の精度が悪いことと、ワークロール
軸方向移動を考えていないため、特にワークロールがそ
の軸方向に移動可能な圧延機(以下ワークロールシフト
ミルと記す)では、ワークロールを移動した直後の精度
が悪くなり上記近似式を適用できないという欠点があっ
た。Also, according to (Kawasaki Steel Technical Report, 1979 issue), the amount of diametric thermal expansion of a work roll is expressed by a certain hyperbolic tangent formula, and compared to experimental values and strictly calculated values using the finite element method, It has been reported that the rolling part can be accurately approximated by the above formula. However, as stated in the same report, this approximation formula has poor accuracy in the rolled part and does not take into account the axial movement of the work rolls. The work roll shift mill (hereinafter referred to as a work roll shift mill) has the disadvantage that the accuracy immediately after the work roll is moved makes it impossible to apply the above approximation formula.
本発明の目的は、上記の欠点に鑑み、所要の板〔発明の
概要〕
本発明は、圧延機の各段に対応して設けられ、被圧延材
を通板した際の各段の圧延荷重偏差及びロールクラウン
偏差をとり入れて、対応する段のペンディング力を修正
する予測制御装置と、圧延機の出側の被圧延材の板形状
及び板クラウンを取り込み前記各予測制御装置のベンデ
ィング修正出力を補正するフィードバック制御装置とか
らなる圧延機の形状制御装置において、前記予測制御装
置にロールのサーマルクラウンを経時的に予測するモデ
ル式を格納し、前記予測制御装置はこのモデル式に基づ
いて経時的ロールクラウンの変化を考慮しつつペンディ
ング力を修正する制御方法を採用することにより、上記
目的を達成するものである。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned drawbacks, an object of the present invention is to provide a required plate corresponding to each stage of a rolling mill, and to apply a rolling load to each stage when a material to be rolled passes through the rolling mill. A predictive control device that takes in the deviation and roll crown deviation and corrects the pending force of the corresponding stage; and a predictive control device that takes in the plate shape and plate crown of the rolled material on the exit side of the rolling mill and adjusts the bending correction output of each of the predictive control devices. In a rolling mill shape control device comprising a feedback control device for correction, a model equation for predicting the thermal crown of the roll over time is stored in the predictive control device, and the predictive control device adjusts the thermal crown over time based on this model equation. The above object is achieved by employing a control method that modifies the pending force while taking into account changes in the roll crown.
以下本発明の一実施例を図面に従って説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図は本発明の圧延機の形状制御方法を適用した圧延
機の一実施例を示した構成図で、熱間鋼帯圧延機の6段
タンデム仕上げ圧延機を示したものである。圧延機は6
段で構成され、以下1段目をFl、2段目をF2・・・
・・・6段目をF6と記す。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a rolling mill to which the rolling mill shape control method of the present invention is applied, and shows a 6-high tandem finishing mill of a hot steel strip rolling mill. There are 6 rolling machines
The first stage is Fl, the second stage is F2, etc.
...The 6th row is written as F6.
F1〜F3までは、軸方向に移動可能な1対のワークロ
ールlと、このワークロール1の外側に配設されている
1対の補強ロール2とからなる4段ワークロールシフト
ミルである。F4〜F6までは1対のワークロール1と
1対の補強ロール2との間に各々1本の軸方向に移動可
能な1対の中間ロール3を備えた6段圧延機である。F
1〜F6までの各段の圧延機はセットアツプ制御装置5
によりセットアツプ制御されている。又、PI 〜F6
までの各段にはそれぞれに対応する予測制御装置6が設
けられており、これら予測制御装置6は対応する各段か
ら圧延荷重偏差及びロールクラウン偏差をとり入れ、各
段のペンディング力を修正する信号を出力する。圧延機
F6の出側にはクラウンメータ8およびシェイプメータ
9が備えられており、被圧延材4の板クラウン、板形状
を検出してフィードバック制御装置7に検出値を出方し
ている。フィードバック制御装置7はこれら板クラウン
、板形状をもとにして各段の予測制御装置6のベンディ
ング修正出方に加算信号を出方する。F1 to F3 are four-stage work roll shift mills consisting of a pair of work rolls 1 that are movable in the axial direction and a pair of reinforcing rolls 2 disposed outside of the work rolls 1. F4 to F6 are six-high rolling mills each having a pair of axially movable intermediate rolls 3 between a pair of work rolls 1 and a pair of reinforcing rolls 2. F
The rolling mills of each stage from 1 to F6 are controlled by a setup control device 5.
The setup is controlled by Also, PI ~ F6
Each stage up to is provided with a corresponding predictive control device 6, and these predictive control devices 6 take in rolling load deviation and roll crown deviation from each corresponding stage, and send a signal to correct the pending force of each stage. Output. A crown meter 8 and a shape meter 9 are provided on the exit side of the rolling mill F6 to detect the plate crown and plate shape of the rolled material 4 and output detected values to the feedback control device 7. The feedback control device 7 outputs an addition signal to the bending correction output of the predictive control device 6 at each stage based on the plate crown and plate shape.
次に板形状及び板クラウンの制a 動作について説明す
る。まず、各段の圧下スケジュール、圧延材板幅、ロー
ルイニシアルクラウンなどにより、初期値としてのワー
クロール1のペンディング力、F1〜F3のワークロー
ルエの移動量、F4〜F6の中間ロールの移動量をセッ
トアツプ制御装置5によってセットアツプする。次に被
圧延材4を通板してFlでの圧延荷重偏差及びロールク
ラウン偏差をとり入れ、予測制御装置6はFlのペンデ
ィング力を修正すると共に、計算によって得られた各段
の板クラウン比率偏差と伸び率差の偏差をF2の予測制
御装置6へ伝達する。F2の予測制御装置6はF2での
圧延荷重偏差及びロールクラウン偏差をとり入れ、F2
のロールペンディングカを修正する。以下同様に各段の
予測制御装置6は各段のロールペンディングカを修正し
つつ被圧延材4の板先端はF6を出る。更に、フィード
バック制御装置7は、F6の出側に設けられているクラ
ウンメータ8及びシエイプメータ9から板クラウン及び
板形状をとり込み、これら板クラウン及び板形状をもと
に各段の予測制御装置6のベンディング修正出力に加算
信号を送りフィードバック制御を行なう。従って、被圧
延材4は、各段の圧延機の1対のワークロール1の間を
通過し、6段目の圧延機の出側で最終的に所望の板圧に
なるように圧延される。Next, the plate shape and the control operation of the plate crown will be explained. First, depending on the rolling schedule of each stage, the width of the rolled material, the roll initial crown, etc., the initial value is the pending force of work roll 1, the amount of movement of work rolls F1 to F3, and the amount of movement of intermediate rolls F4 to F6. is set up by the setup control device 5. Next, the rolled material 4 is passed through the plate, and the rolling load deviation and roll crown deviation at Fl are taken in, and the predictive control device 6 corrects the pending force of Fl, and the plate crown ratio deviation of each stage obtained by calculation. and the deviation of the elongation rate difference are transmitted to the predictive control device 6 of F2. The F2 predictive control device 6 takes in the rolling load deviation and roll crown deviation at F2, and
Fix the role-pending card. Similarly, the predictive control device 6 of each stage corrects the roll pending force of each stage, and the tip of the plate of the rolled material 4 exits F6. Furthermore, the feedback control device 7 takes in the plate crown and plate shape from the crown meter 8 and shape meter 9 provided on the exit side of the F6, and based on these plate crown and plate shape, the predictive control device 6 of each stage An addition signal is sent to the bending correction output of the controller to perform feedback control. Therefore, the material to be rolled 4 passes between the pair of work rolls 1 of the rolling mill of each stage, and is finally rolled to the desired plate thickness on the exit side of the sixth rolling mill. .
次に、予測制御装置6が使用するロールクラウン偏差の
1つの要素であるサーマルクラウンの予測モデルについ
て説明する。筆者らは、ワークロールの熱膨張量(サー
マルクラウン)を近似的に表わす次式を考案した。Next, a predictive model for thermal crown, which is one element of roll crown deviation, used by the predictive control device 6 will be described. The authors devised the following equation to approximately express the amount of thermal expansion (thermal crown) of a work roll.
T+(x)= C−tan−’(exp (1(1・Z
I(X)I) ・ZI(X)Dπ 2
A+ = −十b
Ll。T+(x)=C-tan-'(exp (1(1・Z
I(X)I) ・ZI(X)Dπ 2 A+ = −10b Ll.
B/ = (1−exp (−pn tn ))13+
+exp (−pn tn)B+−を但し、Tはワー
クロールの半径あたりの熱膨張量(μ)、Xはミル中心
からのロール軸方向距離(w++)、uはミル中心での
半径あたりの熱膨張量(μ)、αは放熱係数(1/秒)
でクーラント量、圧延材温度、板幅、材質などによI」
る係数、tRは圧延時間(秒)、1cはアイドリング時
間(秒)、u−はロール中心での1R−■時の直径あた
りの熱膨張量(μ)で圧延材の材質、板幅、温度などに
より決まる係数、uO=0(初期値)、a、b、cは定
数、βは入熱係数(1/秒)で圧延材の板幅、温度、材
質等により決まる係数、Bは、圧延材板幅(mm)、R
はワークロール半径(rnrn ) 、ρBは板幅変更
による影響係数、γはワークロールシフトによる影響係
数、tBは圧延材板幅変更後の時間(秒)、Δδwsは
1回のワークロールシフ) 量(咽) 、t sはワー
クロールシフl−後の経過時間(秒)を示している。な
お添字の1は1本口の被圧延材に関する定数及び変数を
表わしている。本実施例の予測制御装置6は上記近似式
により経時的ワークロールクラウンをめ各段にベンディ
ング修正信号を出力する。B/ = (1-exp (-pntn))13+
+exp (-pn tn)B+-, where T is the amount of thermal expansion per radius of the work roll (μ), X is the roll axial distance from the center of the mill (w++), and u is the heat per radius at the center of the mill. Expansion amount (μ), α is heat radiation coefficient (1/sec)
It depends on the amount of coolant, temperature of the rolled material, width of the plate, material quality, etc.
tR is the rolling time (seconds), 1c is the idling time (seconds), u- is the amount of thermal expansion per diameter (μ) at the center of the roll at 1R-■, and the material, plate width, and temperature of the rolled material. etc., uO = 0 (initial value), a, b, c are constants, β is the heat input coefficient (1/sec), which is determined by the width, temperature, material quality, etc. of the rolled material, B is the rolling Lumber plate width (mm), R
is the work roll radius (rnrn), ρB is the influence coefficient due to plate width change, γ is the influence coefficient due to work roll shift, tB is the time (seconds) after changing the rolled material plate width, Δδws is one work roll shift) quantity (Third), ts indicates the elapsed time (seconds) after the work roll shift l-. Note that the subscript 1 represents constants and variables related to one rolled material. The predictive control device 6 of this embodiment determines the work roll crown over time using the above approximate equation and outputs a bending correction signal to each stage.
上記近似式は、サーマルクラウンをも含めて経時的ロー
ルクラウンの変化を予測可能とし、その結果は実測値並
びに有限要素法による厳密解によく一致する。この結果
、上記近(JJ式を用いる予測制御装置6はワークロー
ルシフトの影響をも含めたより正確な予測制御が可能と
なり、その分フィードバック制御装置7からのフィード
バック制御量を少なくして、所要の板クラウン及び板形
状を有した製品を圧延することが“できる。The above approximation formula makes it possible to predict changes in the roll crown over time, including the thermal crown, and the results agree well with actual measurements and the exact solution obtained by the finite element method. As a result, the predictive control device 6 using the JJ equation described above can perform more accurate predictive control including the influence of the work roll shift, and the amount of feedback control from the feedback control device 7 can be reduced accordingly. It is possible to roll products with plate crowns and plate shapes.
本実施例によれば、予測制御装置6にサーマルクラウン
量を予測し得るモデル式を格納し、この予測モデル式を
用いて圧延機各段のペンディング力を修正する制御を予
測制御装置6が行なうことにより、フィードバック制御
装置7からのフィードバック量を少なくして制御の応答
性を高め、被圧延材4の所要の形状及び板クラウンを高
精度で得られる制御を容易に行なうことができる。According to this embodiment, a model formula that can predict the amount of thermal crown is stored in the predictive control device 6, and the predictive control device 6 performs control to correct the pending force of each stage of the rolling mill using this predictive model formula. As a result, the amount of feedback from the feedback control device 7 can be reduced, the responsiveness of the control can be improved, and control can be easily performed to obtain the desired shape and plate crown of the rolled material 4 with high precision.
以上記述した如く本発明の圧延機の形状制御方法によれ
ば、サーマルクラウン量を予測し得るモデル式を使用し
て、ロールのサーマルクラウンを経時的に予測しつつ圧
延機各段のペンディング力を予測制御装置を用いて修正
することにより、所要の板形状及び板クラウンを高精度
で得られる効果がある。As described above, according to the rolling mill shape control method of the present invention, the pending force of each stage of the rolling mill is controlled while predicting the thermal crown of the roll over time using a model equation that can predict the amount of thermal crown. By making corrections using a predictive control device, it is possible to obtain the desired plate shape and plate crown with high precision.
図は本発明の圧延機の形状制御方法を適用した圧延機の
一実施例を示す構成図である。
1・・・ワークロール、2・・・補強ロール、3・・・
中間ロール、4・・・被圧延材、5・・・セントアップ
制御装置、6・・・予測制御装置、7・・・フィードバ
ック制御装置、第1頁の続き
0発 明 者 助用−弥
日立市幸町3丁目1番1号株式
%式%
土浦市神立町502番地株式会社
日立製作所機械研究所内
■出 願 人 株式会社日立製作所
東京都千代田区丸の内−丁目5
番1号
手続補正書(方式)
%式%
事件の表示
昭和58年特iQ願第128184 号発明の名称
圧延機の形状制御方法
補正をする者
小イ′1との関係 特許出願人
名 称(!1101体式会U: 8 立 製 作 所名
称 日新製鋼株式会社
代 理 人
居 f喧〒100)東京都千代uJ区九の内−丁目5番
1号補正の対象
1、代理権を証明する書面
以上The figure is a configuration diagram showing an embodiment of a rolling mill to which the rolling mill shape control method of the present invention is applied. 1... Work roll, 2... Reinforcement roll, 3...
Intermediate roll, 4... Rolled material, 5... Cent-up control device, 6... Predictive control device, 7... Feedback control device, continued from page 1 0 Inventor: Yahitachi 3-1-1 Ichisaiwai-cho, 502 Kandate-cho, Tsuchiura City, Hitachi, Ltd. Mechanical Research Laboratory ■Applicant: Hitachi, Ltd. No. 5-1, Marunouchi-chome, Chiyoda-ku, Tokyo Procedural amendment (method) ) % formula % Indication of the case 1982 Special iQ Application No. 128184 Name of the invention Relationship with the person who corrects the shape control method of a rolling mill Name of the patent applicant (!1101 Body type association U: 8 Work Name: Nisshin Steel Co., Ltd. Agent Address: 100) No. 5-1, Kunouchi-chome, ChiyouJ-ku, Tokyo Subject of amendment 1: Documents proving authority of representation or more
Claims (1)
した際の各段の圧延荷重偏差及びロールクラウン偏差を
取り入れて対応する段のペンディング力を修正する予測
制御装置と、圧延機の出側の被圧延材の板形状及び板ク
ラウンを取り込み前記各予測制御装置のベンディング修
正出力を補正するフィードバック制御装置とから成る圧
延機の形状制御装置において、前記予測制御装置にロー
ルのサーマルクラウンを経時的に予測するモデル式を格
納し、前記予測制御装置はこのモデル式に基づいて経時
的ロールクラウンの変化を考慮しつつペンディング力を
修正することを特徴とする圧延機の形状制御方法。(2) A predictive control device that is provided corresponding to each stage of the rolling mill and corrects the pending force of the corresponding stage by incorporating the rolling load deviation and roll crown deviation of each stage when the material to be rolled passes through; A shape control device for a rolling mill comprising a feedback control device that takes in the plate shape and plate crown of the rolled material on the exit side of the rolling mill and corrects the bending correction output of each of the predictive control devices. A shape control for a rolling mill, characterized in that a model formula for predicting thermal crown over time is stored, and the predictive control device corrects the pending force based on the model formula while taking into account changes in the roll crown over time. Method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58128184A JPS6018213A (en) | 1983-07-13 | 1983-07-13 | Shape controlling method in rolling mill |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58128184A JPS6018213A (en) | 1983-07-13 | 1983-07-13 | Shape controlling method in rolling mill |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6018213A true JPS6018213A (en) | 1985-01-30 |
Family
ID=14978509
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58128184A Pending JPS6018213A (en) | 1983-07-13 | 1983-07-13 | Shape controlling method in rolling mill |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6018213A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62158513A (en) * | 1986-01-07 | 1987-07-14 | Nippon Steel Corp | Shape control method for plate rolling |
US5018377A (en) * | 1988-11-03 | 1991-05-28 | Dave Mckee (Sheffield) Limited | Hot rolling of metal strip |
WO2005072886A1 (en) * | 2004-01-30 | 2005-08-11 | Betriebsforschungsinstitut VDEh-Institut für angewandte Forschung GmbH | Control method and control device for a roll stand |
-
1983
- 1983-07-13 JP JP58128184A patent/JPS6018213A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS62158513A (en) * | 1986-01-07 | 1987-07-14 | Nippon Steel Corp | Shape control method for plate rolling |
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WO2005072886A1 (en) * | 2004-01-30 | 2005-08-11 | Betriebsforschungsinstitut VDEh-Institut für angewandte Forschung GmbH | Control method and control device for a roll stand |
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