JPS6032526B2

JPS6032526B2 - 圧延機の製御方法

Info

Publication number: JPS6032526B2
Application number: JP54042979A
Authority: JP
Inventors: 義之魚波; 保則大植; 卓也荒川; 繁樹中川
Original assignee: Toshiba Corp; Nippon Steel Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Nippon Steel Corp
Priority date: 1979-04-11
Filing date: 1979-04-11
Publication date: 1985-07-29
Also published as: JPS55136506A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、エッジヤスタンドを含む３スタンド熱間連続
圧延機の制御装置に関するもので、動にエッジャスタン
ドを除いた他のスタンド間でスタンド間張力制御が実施
されているとき、被圧延材料がエッジャスタンドを尻抜
けしたさし、の張力制御方法の改良に係る。

この種圧延機により圧延される材料の形状・寸法に悪影
響を及ぼす原因の一つに、スタンド間に発生する引張力
あるいは圧縮力がある。

従来、ホットストリップミルの仕上スタンドでは、ルー
パにより機械的に材料を曲げてスタンド間に発生する引
張力あるいは圧縮力を制御していた。

しかし、ホットストリップミル組スタンドのように、材
料の断面が大きいもの、材料の断面形状が複雑なものに
対しては、機械的に材料を曲げることが不可能なために
、機械的に材料を曲げることにより、スタンド間引張力
を一定に制御する装置であるルーパは使用できない。

よって、圧延機の駆動用直流電動機が発生するトルクの
変動量をスタンド間張力の変動として制御する張力制御
の所謂ＦＴＣが行なわれている。

図は本発明の一実施例のブロックダイアグラムである。
・つまり「エッジヤスタンドを含む３スタンド・ホット
ストリップ粗圧延機に適用したＦＴＣを行なう制御方式
を表わす。図において「圧延機（水平）スタンド２およ
び３は直流電動機５，６で駆動され、電動機５，６は各
々速度制御装置１１，１２により目標の速度に制御され
ている。

圧延機スタンドの速度基準は、スタンド相互の速度比を
決定する速度比設定器１６，１７とライン速度を設定す
る主速度設定器１８によって与えられ、スタンド２にお
いては、基準速度ＮＲ，と電動機５の回転速度を検出す
る速度検出器８の出力ＮＦ，とを加算器１４で比較し、
その差が零になるよう速度制御装置１１は、電動機５の
速度を制御する。

同様に、スタンド３においては、速度基準ＮＲ２と速度
検出器９の出力ＮＦ２とを加算器１５で比較し、その差
が零になるよう速度制御装置１２は電動機６の速度を制
御する。

一方、圧延機スタンド１はエッジヤスタンドである。

スタンド１においては、スタンド２の速度検出器８の出
力ＮＦ，が速度基準となって、この値と速度検出器７の
出力ＮＦ３とを加算器１３で比較し、その差が零になる
よう速度制御装置１川ま電動機４の速度を制御する。

１９はＦＴＣ装置であって、これは圧延荷重検出器２２
で検出したスタンド２の圧延荷重Ｐ，、電流検出器２０
１こて検出した電動機５の電機子電流１，、電圧検出器
２１にて検出した電動機５の端子電圧Ｖ，、および速度
検出器８で検出した電動機５の速度ＮＦ，を用い、速度
修正量△Ｎ，を加算器１４に出力し、電動機５の速度を
操作することにより、スタンド２とスタンド３間に発生
した引張力あるいは圧縮力を制御するものである。

また、スタンドーはその速度基準信号にスタンド２の速
度検出器８で検出した電動機５の出力ＮＦ，を印加する
ことで、スタンド２の速度変動に追従した速度となり、
スタンド１とスタンド２間の速度バランスは常に一定に
保たれる。

従って、スタンドーとスタンド２間に発生する引張力あ
るいは圧縮力は、一定に制御される。

エッジャスタンドーは他の圧延機スタンド２，３と異な
り、幅方向の圧延であるゆえ、その特異性から禾だ、に
ＦＴＣは実施されていない。次にＦＴＣの原理を説明す
る。鋼板等の圧延において、圧延荷重Ｐと圧延トルクＧ
との間には次の（１式）の関係がある。

ａ＝Ｇ／Ｐ ……（１式）（１式）のａ
は一般にトルクアームと呼ばれ、材料が１台の圧延機で
圧延されている無張力状態では、材料温度・材料成分・
速度による変化すなわち材料の変形抵抗の変化にかかわ
らず一定であるとされている。

また、材料を加熱して圧延するいわゆる熱間圧延におい
ては、材料に印加される張力の変化つまり前方張力の変
化に対する圧延荷重の変化は、圧延トルクの変化に比べ
、非常に小さいことは周知の事実である。

そこで、ＦＴＣはこれらの関係を用いて行なわれている
。

すなわち、図において、材料２３がスタンド１およし、
びスタンド２にかみ込み、スタンド３に到達するまでの
無張力状態におけるスタンド２の圧延荷重および圧延ト
ルクを記憶する。

これを圧延荷重Ｐ。

，、圧延トルクＧ。，と置く。次に材料２３がスタンド
３にかみ込むと、スタンド１とスタンド２との間に引張
力あるいは圧縮力が発生する。この時の圧延荷重Ｐ，と
圧延トルクＧ，を検出する。

この時点で、スタンドーとスタンド２間に発生している
引張力あるいは圧縮力によるトルク△Ｇｔ，は、下記の
（２式）で表わされる。

△Ｇｔ，＝舎・Ｐ・−Ｇ・・．・（２式）ここで、
圧延荷重は荷重検出器２２で検出された値であり、また
圧延トルクはつぎの（３式）により計算できる。

ＧＩ：ｋｌ‐Ｖ−声‐Ｒ●・Ｒ・くｋ３Ｎ＋ｋ４）…（
３式）ここに、ｋ．・ｋ３・ｋ４は定数、Ｖは電動機端
子電圧、１は電機子電流、ＩＲは有効負荷電流、Ｒは電
機子抵抗、Ｎは電機子回転数であり、（３式）右辺の第
１項は圧延トルク、第２項は機械の損失トルクである。

電動機５で検出された電機子爵流１（図では１，で示す
）は、材料を圧延するに必要な有効負荷電流ＩＲと速度
の変化、それはズーミング（ｚｏｏｍｉｎｇ）あるいは
サクセ等の信号に基づく変化による加減速電流ｌａとの
合成である。

ＦＴＣに使用される（２式）の圧延トルクを計算するの
に必要ないのは、負荷トルクに対応した有効負荷電流Ｉ
Ｒである。

ここでは、加減速電流ｌａはあらかじめ電機子電流１か
ら除去され、有効負荷電流ＩＲのみが検出されているも
のとする。

しかして（２式）は、張力トルク△Ｇｔ，が零より大の
場合スタンド２とスタンド３間に引張力が発生していて
、逆に張力トルク△Ｇｔ，が零より小の場合スタンド２
とスタンド３間に圧縮力が発生していることを意味する
。

ＦＴＣは（２式）で求められた張力トルク△Ｇｔ，をあ
る目標の張力トルクになるようスタンド２の速度を修正
する。

この速度修正量は△Ｎ，は、（４式）で求めることがで
きる。

△Ｎ，＝ｇ・（△Ｇｕ−ＧＭ）・・・（４式）ここに
、ｇは比例・積分要素、Ｇｔ。

，はスタンド２とスタンド３間目標張力トルクである。
図のＦＴＣ装置１９は、（４式）の演算をある制御ピッ
チごとに行なうわけである。以上、材料がスタンドーが
らスタンド３にわたって圧延されている状態いわゆる定
常圧延状態について記した。

この状態においては、スタンド１とスタンド２間の張力
はさきに述べたようにスタンド２の速度がスタンドーの
速度基準として与えられている故、ほぼ一定に制御され
ている。また、スタンド２とスタンド３間の張力は、Ｆ
ＴＣにより一定に制御されている訳である。ところが、
圧延が進行して材料がスタンドーを抜けた場合、スタン
ドーとスタンド２間の引張力あるいは圧縮力は零となり
、これまでスタンド１とスタンド２間に発生していた引
張力あるいは圧縮力をスタンド２が背負うことになる。

つまり、２スタンド以上の夕ンデム圧延の場合、各スタ
ンド間に引張力あるいは圧縮力が発生する。

この引張力と圧縮力を総称して張力ということにしてい
る。いま、ｉ−１およびｉなる２スタンドで考えた場合
、スタンド間に引張力が働いていると、ｉスタンドの圧
延トルクは張力が零の時のｉスタンドが発生する圧延ト
ルクと比較して、引張力に相当するトルクだけ大きくな
り、逆に、ｊ−１スタンドの圧延トルクは、引張力に相
当するトルクだけ小さくなることで２スタンド間のバラ
ンスが保たれる。

また、２スタンド間に圧縮力が働いていると、引張力の
それと全く逆になって、スタンド間のバランスを保って
いる。

このことは、圧延理論から周知の事実である。

従って、スタンド１を材料が抜けることで、スタンド１
と、スタンド２間張力が引張力であった場合、この引張
力に相当するトルクだけスタンド２の圧延トルクは小さ
くなり、逆にスタンドーとスタンド２間張力が圧縮力で
あった場合、その分だけスタンド２の圧延トルクは大き
くなる。スタンド２とスタンド３間の張力制御つまりＦ
ＴＣは（２式）のように、スタンド２の圧延トルクを使
用しているから、材料がスタンド１を抜けることによる
スタンド２の圧延トルクの変化が問題となる。本発明は
、それらの事情に鑑みてなされたもので、人手を省き、
簡単に且つ確実にＦＴＣ制御のできる圧延機の制御装置
を提供することを目的とする。

さきもこ記したように、材料がスタンドーを抜けると、
スタンドーとスタンド２間の張力は瞬時に零となり、ス
タンド２の圧延トルクに影響を及ぼす。

従って、スタンド２とスタンド３間の張力制御は、引張
力あるいは圧縮力が発生したと誤認し、スタンド２の速
度を修正し、この結果、圧延操業、製品の寸法精度等に
悪影響を及ぼす。

本発明は、当該スタンドを材料の尾端が抜けるタイミン
グを材料位置検出器により検出し、この時点で次スタン
ド間のＦＴＣを中止し、前回のＦＴＣによる速度修正量
をホールドして、従来方式の不具合を克服することを特
徴とするものである。

図における破線部分が本発明になる制御手段である。

２４は材料位置検出器であり、材料２３の有無を“１”
あるいは“０”の論理信号で出力する。

２５はホールド装置であって、検出器２４の出力信号“
１”あるいは“０”によりＦＴＣ装置１９で演算した速
度修正量をそのまま出力するか、あるいはホールドする
か決定する装置である。

いま、材料２３がスタンド１からスタンド３にわたって
圧延されている状態においては、検出器２４は“０”信
号であり、ＦＴＣ装置１９で演算された速度修正量△Ｎ
，はホールド装置２５を通して、そのまま加算器１４に
印加される。

次に、材料２３の尾端が検出器２４を抜けた場合、検出
器２４は“１”となり、この時点でホールド装置２５は
前回のＦＴＣ装置１９で演算された速度修正量をホール
ドして、その出力を加算器１４に印加する。

この結果、ＦＴＣ装置１９で演算された速度修正量は、
次回から無視することになる。

しかして、エッジャスタンドーの圧延荷重検出器あるい
は電機子電流検出器を、材料位置検出器２４の代わりに
使用してもよい。

かくして本発明によれば、省力化をするとともに、簡潔
にかつ確実にＦＴＣ制御の可能な圧延機の制御方法を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例のブロックダイアグラムである。

Claims

【特許請求の範囲】

１上流側に被圧延材の幅方向の圧延を行なうエツジヤ
スタンドと、その下流側に板厚方向の圧延を行なう少な
くとも２台の水平圧延機とで構成される圧延機群におい
て、エツジヤスタンドを除いた他の少なくとも２台の水
平圧延機関で上流側水平圧延機の駆動用直流電動機が発
生するトルク変動量からスタンド間張力を検出し、その
検出張力と目標張力との偏差を零とするよう上流側水平
圧延機速度を修正する張力制御が行なわれているとき、
被圧延材の存在の有無を検出する検出器により被圧延材
料尾端がエツジヤスタンドを抜けたことを検出した際、
その検出信号によりホールド装置は前記張力制御の動作
を停止させるべく速度修正量出力を基準速度に付加しな
いようにし、かつホールド装置が材料尾端を検出した時
点の速度修正量出力を基準速度に付加するようにして速
度修正量をホールドすることを特徴とする圧延機の制御
方法。