JPS6037207A - 圧延ミル調節用回路装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は圧延ミル調節用回路装置に関する。

〔従来の技術〕

型鋼および棒鋼の連続熱間圧延において、最終製品の寸
法保持を保証するため（二は、圧延物により連結さｎた
スタンド間の圧延物内に生ずる長手方向張力はごくわず
かな一定値でなければならない。各駆動部が材料変形の
ために必要とする回転モーメントのみを生ずるならば、
長手方向張力なしの圧延が可能である。これはロールの
同辺速度、従ってまたスタンド駆動部の回転数が圧延物
の速度に正しく合っている場合である。

ドイツ連邦共和国特許出願公告第２５４１０７１号明細
書には、圧延物内の所定の張力に対して必要な回転数の
関係を短時間にかつ簡単な仕方で設定し得るようにする
ための上記種噛の方法および装置が記載されている。そ
のため（二は、それぞれ１つの張力差調節装置を付設し
た各スタンドの前後の張力を、駆動モーメント、加速モ
ーメントおよび圧延ギャップ内の変形モーメントがらめ
る。その際、スタンドの１つが、主として圧延ミル内の
圧延速度を定めるガイド・スタンドの役割をする。しか
し、この方法によっては、ガイド・スタンドの前後で目
標値からずれる張力がその他のスタンドのモーメント誤
差の和に起因して生ずることを避けられない。この偏差
は圧延ミルのスタンドの数が多いほど大きくなる。

公知のいわゆる最小張力調節のこの望ましくない振骨を
なくすため、ヨーロッパ％　杵築ｏ　ｏ　ｏ　ＢＯ３７
号明細書には、ｍ段のスタンドを含む圧延ミルで圧延物
に伝わる張力を調節するための装置であって、同じくス
タンド駆動部に回転数調節器を設け、それらの目標値を
張力差調節装置により最小張力調節のパラメータに相応
して補正するものが記載されている。その際、従来のガ
イド・スタンドもこのような調節装置を設けなければな
らない。それ（二より先ず、その曲のスタンドのモーメ
ント誤差をガイド・スタンドにおいて加算し、そこで圧
延物の内部に交互の張力を生ずるのを回避する。しかし
、この装置では、他の対策を講じなければ、この装置に
おいてすべてのスタンドで有効な張力に関係する回転数
補正が圧延ミルの連続的な回転数変化、従ってまた圧延
速度の連続的変化を惹起する加算効果に通ずることにな
る。このことを避けるため、各スタンドに付設した調節
装置の上位に１つの共通の補正調節器を設け、そ扛に入
力量として回転数目標値の補正のための１つの調節装置
の出力信号を与えている。補正調節器はこの入力量から
出力信号を形成し、この出力信号は、上位の操作量とし
て個々の圧延スタンドの圧延物の断面積あたりの（固有
）張力の目標値を、参照スタンドの場合によっては生ず
る回転数変化が補償さするように補正する。個々のスタ
ンドの固有張力の値への補正調節器の補正量の作用によ
り同時に、圧延物断面積に比例する補正値の統計的分布
が、より大きい圧延物断面積を有するスタンドが相応に
より大きい重みづけを得る意味で得られている。換言す
几ば、圧延物断面積が小さくなるとともに補正影響が減
少するので、敏感な最終スタンド内の調節作用による厚
み誤差が避けられる。

〔発明の要点〕

調節挙動の一層の改良および別の調節ループの節減が特
許請求の範囲第１項にあげられている本発明により達成
される。それにより、張力補正を実行するために先ず参
照スタンド内の回転数変化が生ずる必要がなく、最終ス
タンド内の張力変化が自体でまた直接にその他のスタン
ドに対する補正値を前記の仕方で形成するようにするこ
とができる。その際に圧延ミルの圧延速度はガイド・ス
タンドとしての最終スタンドのパス期間中は補正されな
い回転数調節のために、絶対的Ｉニ一定にとどまる。

特許請求の範囲第２項による回路装置の構成により、全
体としておだやかな調節挙動、従ってまた圧延ミルの広
範ζユ平衡された挙動が生ずる。

〔実施例〕

是、下、実施例により本発明を一層詳細に説明する。

第１図には、図示されていない圧延スタンドのワークロ
ール５が付属の直流駆動電動機６と回転数調節器８およ
び操作要素９を有する回転数調節装置７とを含めて概略
的に示されている。駆動電動機６と連結されている回転
計発電機１０は回転数に比例する出力信号を与え、この
出力信号は目標値ｎ＊と比較される。圧延ミルの複数の
スタンドの駆動部の間の正しい回転数関係を達成するた
め、比較点Ｉｌｌ二回転数−追加目標値Δビ　が与えら
れる。さらに、電機子電流ｉａに比例する電圧を与える
変流器１２と、駆動電動機の界磁巻線１４内の磁束ｐｃ
比例する出力風圧を与える検出器】３とが設けられてい
る。スタンドの入口側で圧延物】５内ζ二圧延方向に作
用する張力はＦＢで、また出口側でのそれはＦ人で示さ
れている。

回転数目標値ｎ１に対する補正値Ａｎ＊　を得るため、
第２図に示されている調節回路が設けられている。この
調節回路は実際値演算器１６、目標値演算器Ｊ７、比較
回路１８および補正調節器】９（最小張力調節器）から
成っている。

駆動モーメントＭａ　−Ｉ−ｉａは加速モーメン）Ｍｂ
と、水平圧延の変形モーメントＭｈおよび垂直圧延の変
形モーメン）Ｎｖの和である圧延モーメントＭｗと、張
力により惹起されるモーメントＭｚとから成っている。

従って次式が成り立つ。

ＭＺ　−Ｍａ　、−Ｍｌ）−Ｍｈ−Ｍｙ加速モーメン）
Ｍｌ）は回転数ｎからめられるし、変形モーメン）１Ｍ
１１およびＭｖは圧延力検出器により測定さルた圧延力
ＦｈおよびＦｖと圧延力のレバー腕に相当する係数Ｋｈ
またはＫｖとの乗算によりめられる。係数Ｋｈはユニパ
ーｆ　ル・スタンドに対して圧延間隙ジオメトリＣ二基
いて決定され、オペレータにより予め与えられる。デュ
オ・スタンドに対してレバー腕係数Ｋｈは平衡回路内で
計算される。係数ＫＶは理論的にはめられない種々の影
響量ζ二量体しており、従って同じく平衡回路によりめ
られ、かつ続いて記憶される。

従って、実際値演算器１６は測定値ｉａ　＊　Ｎ＋　ｎ
およびＦｌｌならびに場合によっては＠ＦｖおよびＫａ
を受ける。駆動モーメン）Ｍａに比例する乗算器２０の
出力電圧はＭＺについて計算さ几るモーメント収支（二
応じて加算回路２１に加算的に与えられており、他方、
微分回路２２により形成されている加速モーメン）Ｍｂ
に相半する電圧と、圧延力信号Ｆ１１およびＦ’Ｖから
乗算器２３または乗算器２４により形成さ几ている変形
モーメントに比例する電圧とは減算的に加算回路２１に
与えられている。

係数ＫｈまたはＫｖをめるため、モーメントＭＺに比例
している加算回路２１の出力端における差電圧が比較点
２５に与えられる。デュオ・スタンドの場合（二は、ス
イッチ２６および２７は図示されている位置をとる。

ミルの第１スタンド内のパスの後に、比較点２５の後に
接続さ几ている積分器２８がレバー腕係数を、積Ｆｈ−
Ｋｈおよび積Ｊ’−ｉａが加速モーメントｌＪ）を除い
て等大となるまで度更する。こうして計算されたレバー
腕係数Ｋｈがパスの残余に対して第２スタンドのパスの
前（：も記憶さｎ；６゜ユニバーサル・スタンドに対し
てスイッチ２６および２７はレバー腕係数Ｋｖをめるた
め図示されている位置をとる。

Ｋｖの計算の際に同時に、手動で入力された係数Ｋ１１
の不正確さがさらに補償される。

圧延ミルのすべての後続のスタンドでは、デュオ・スタ
ンドにおけるレバー腕係数Ｋｈまたはユニバーサル・ス
タンドにおけるＫｖの自動的平衡が、続く記憶により同
様に、ただし入口側における張力ＦＢを追加的に考慮に
入れて進行する。第２図中の比較点２５に与えられる入
口側の張力に関係するモーメン１ＭＥは調節さ几た状態
では先の調節装置、従ってまた先のスタンドに予め与え
られる張力目標値の出口側の一部分に、レバー腕係数が
計算されるスタンドのロール半径を乗算したものに相当
する。計算はすべての場合に、次のスタンドへの圧？ｉ
物の電入以前に計算が終了されるように迅速に進行する
。

加算回路２１の出力信号Ｍｚとモーメント目標値ＭＺ″
　との間の差は最小張力調節器１９に与えられる。モー
メント目標値は目標値演算器１７により、オペレータに
より予め与えられた固有張力σ１と、圧延物断面＠Ａと
、ロール直径ｄｗと、補正量とからめられる。最小張力
調節器１９から供給された回転数補正−目標値Δｎゝ　
は各スタンドの初期パスの間に後段またはすべての後段
の駆動部の回転数調節装置に、図示されている例ではス
タンド２における回転数調節のＩｎ’２’　として、ま
た後段のスタンド内の初期パスの後に１つの反転増幅器
２９を介して自体の駆動部の回転数調節装置Ｃ；、たと
えばスタンド１における回転数調節装置のΔｎ”ｌ’　
として、与えられる。切換のために、そのつど短時間だ
け図示されている中間位置をとって、最小張力調節器の
出力信号を零に復帰させる１つのスイッチ３０が設けら
れている。

スイッチ３０に対する操作信号は、公知の（従って図示
されていない）圧延物行程シミュレーンヨ　・ン（二よ
りめられるのが目的にかなっている。

第１図および第２図中ζ二示され説明される調節回路は
最終スタンド駆動部を例外として各個のスタンド駆動部
に対応づけられている。最終スタンドに対応づけられて
いる調節回路が前記の調節回路と異なる点は主として、
最・１＼張わ調節器１９シバ回転数補正量を発生せずに
、すべてのスタンドの固有張力目標値に対して最終スタ
ンドの張力へ１ｚの目標値−実際値偏差から形成される
１つの補正目標値σに＊　を発生することである。

ガイド・スタンドに対応づけらたるこの調節回路は第３
図および第４図中に示されている。その際、機能的に同
一の要素には同一の参照符号が付されている。

第３図中に示されている調節回路７は第１図によるそれ
と、比較点３１に圧延物の通過中に補正値が与えられて
いない点で相違する。破線で示されている初期パス中の
補正目標値Δｎ１　はそれと無関係にとどまる。従って
、回転数調節は圧延物通過中は触覚的に作動し、駆動部
を常ζ二、初期パス中にめられた回転数値に保つ。

第４図中に示されている実際値演算器１６は目標値演算
器１７と同様に第２図によるそ九と同一である。補正調
節器３２が第２図の最小張力調節器１９と相違する点は
、補正調節器３２は回転数−補正目標値でシまなく、比
較点１８（：生じた張力偏差ΔＭｚから形成された補正
目標値Δに＊を操作用として直接に発生することである
。

第５０（二は４段スタンドを有するモ延ミルが略図的に
示されている。スタンドはその駆動部を含めてロールエ
ないし４により示されている。各スタンドに１つの実際
値演算器１６．１つの目標値演算器１７．１つの最小張
力調節器１９および１つの回転数調節回路７の形態の１
一つの調節回路が対応づけられており、これらは＄５田
中でそれぞれのスタンドへの対応づけに相応して参照符
号１７ないし４７．１１６ないし４１６．１１７ないし
４．１７ならびに１１９ないし３．１９を付されている
。最終スタンドの補正調節器３２は、最終スタンドの駆
動部の回転数補正の役割はしない操作量σえ“を発生す
る。最終スタンドの回転数はそれどころか回転数調節回
路４７（二より、初期パス段階が終了すると直ちに、初
期パス段階の間にΔ　＊　４１によりめられた一定の回
転数値ｎに調節される。

補正回路３２から発生される操作量σど　は目標値へ（
ｚ１１４　からの張力モーメン）Ｍｚ４の偏差から形成
された量であり、この操作量は相応の比較点１３３ない
し３３３における固有出口張力の予め与えられた目標値
σＡ１ないしσＡ３に、また最終スタンドの目標値演算
器４１７に直接に与えられている。この操作量σ１　に
より固有張力目標値は、目標値Ｍｚ“４からの最終スタ
ンドの張力モーメン）Ｔ■７．４　の偏差に片側に反対
作用する補正を受ける。その際に固有出口張力が影響さ
れるので、個々の圧延物駆動部はそのつどの圧延物断面
積に絶対的に比例して誤差補償に関与させられる。この
ことは、最大の変形モーメントがもたらされなければな
らない場所で誤差発生の確率が最大であるという経験が
考慮に入れられるという望ましい結果をもたらす。さら
Ｃ二、誤差補償が、不利な結果が生ずるおそルが最小な
場所で、すなわち断面積の大きい場所で補償作用が最大
であるように重みづけされる。

さらに、本発明による回路装置によれば、第１図および
第３図または第２図および第４図の比較かられかるよう
に、ガイド・スタンドを含めてすべてのスタンド（二お
いてほぼ同一の横這の調節要素が使用され得るという利
点が得られる。

前記のように、操作量σ−はそルぞれ片側にしか、すな
わち出口モーメント（ニジか影響してはならない。もし
入口モーメントにも影響するならば、両影響が誤差補償
に関して相殺してしまうであろう。

圧延ミルの作動の仕方の他の詳細は第６図、第７図およ
び第８図により説明される。スタンド１内の初期パス段
階の間、すなわちスタンド１内の圧延物始端の初期パス
からスタンド２内の初期パスまでの時間（第６図）の間
は、Ｍ、、−ＭＡ、−０であるから、スタンド１の張力
に関係するモーメントはＭ、、、−０である。初期パス
段階の間に、第２図または第４図により説明されている
ように、スタンドＩＣ二対する圧延力のレバー腕係数Ｋ
が定められろ。

実際値演算器１．１６によりめられたスタンド１の張力
モーメント八１．．が（スタンド２の初期パス前にスタ
ンド１において零に等しい）目標値に等しくなれば直ち
（二、レバー腕係数をめることは終了される。パスの残
余の間、レバー腕係数が記憶される。レバー腕係数をめ
ることはスタンド２の初期パス前に終了さ几ていなけれ
ばならない。

スタンド２内の初期パス（第７図）とともに最小張力調
節器１１９が有効になり、その実際値入力端には実際値
演算器１１６の張力に関係するモーメン）Ｍ２．　が与
えられ、またその目標値入力端Ｃ１ま最初は一定の目標
値Ｍ　ｚ　”　１　が与えられる。

最小張力調節器１１９の出力電圧は記憶特性を有する比
例要素１３３を介して第２スタンドの駆動部の回転数調
節器に回転数−追加目標値Δｎ　’　２’として与えら
れる。最小張力調節器１１９の調節動作が終ったとき、
関係式Ｍ２．−　Ｍ、、−ＭＡ。

−Ｍｌｌが成り立つ。

その結果、スタンド１では、スタンド１の前の入口側モ
ーメントＭＥＩ　は常に零であるから、Ｍｚ”１−−Ｍ
Ａ、である。

スタンド２内の初期パスの間は、第６図により説明した
ことと同様にして、そのレバー腕係数がめられ、かつ記
憶される。続いて、ＭＡ２がまだ零に等しいので、実際
値演算器２１６の出力端にモー、メント実際値Ｍ、、□
−Ｍゆ２が生ずる。

スタンド３内の圧延物１５の初期パス前の適時に比例要
素１３３がンそり”に接続さル、最小張力調節器１．１
９の出力信号が短時間零にセットされ、また比例要素２
３３（第８図）の出力端が続いて反転増幅器２９（第２
図）を介してΔｎ＊１としてスタンド１における回転数
調節器１７に接続される（スタンド１に対する固有調節
）。回転数−追加目標値ａｎ”２’がスタンド２におけ
る回転数調節器２７にさらにメモリ１３３から予め与え
られる。この回転数−追加目標値は第８図のようにスタ
ンド４内の圧延物の初期パスの直前に補正調節器２１９
が固有調節に切換えられかつ回転数−追加目標値Δｎ　
”　３”ｉ’予め与えるならば、加算的に重畳された状
態にとどまる。スタンド４内の初期パスまでスタンド３
の回転数調節器３．７　に作用した補正調節器２１９（
第５図）の回転数−追加目標値Δｎ“３′はその際に同
様にスタンド３Ｃ二さらに記憶さ几た値ｌｎ”３として
予め与えられ、他方２．１９の出力鰺は予めの零セット
の後１：反転さ几た符号でｊ　ｎ　”　２　としてスタ
ンド２の回転数調節器に接続される。この進行過程によ
り固有調節への衝撃なしの移行が保証される。

固有調節への最小張力調節器２１９の切換の説明中に既
に記載したように、すべての他のスタンドにおいて、ス
タンド２について説明した過程が繰返される。スタンド
４または最終スタンドｍにおける進行過程は上記の過程
と、このスタンドが固有調節に切換えられるのではなく
、比例要素３．３３（第５図）による設定の行なわれか
り４１６によるレバー腕計算が終了した後に一定の回転
数で駆動さ几る点で相違する。さらに、補正調節器（３
２）により計算された操作量σＫ”がその他のスタンド
の出口側で有効な固有張力に対する補正値。　”、、Ａ
（ｍ　−１）として利用される。

Ｉ 最終の回転数関係の加速された設定のためＣ二、初期パ
スの間に回転数−追加目標値が（破線で示されている）
それぞれ後段のスタンドの回転数調節器だけでなく、す
べての後段のスタンドの回転数調節器に与えられること
は目的にかなっている。

このようにして、１つのスタンドの回転数誤差が圧延プ
ロセスに直接に関与するすべてのスタンドの予設定（二
より考慮に入れられ、このことはこれらのスタンド内の
その後の初期パスの際の調節過程の顕著な短縮に通ずる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は目標値補正が行なわれるスタンド駆動の回転数
調節回路の原理回路図、第２因は種々の１幾械的および
覗気的パラメータならびに設定可能または補正可能な目
標値に基いて回転数補正値を発生するための調節回路の
原理回路図、第３図はパス段階で回転数目標値の補正が
行なわれないガイド・スタンドの回転数調節器の原理回
路図、第４図はその他のスタンドの固有張力の補正のた
めの操作量を発生するためのガイドスタンドの調節回路
の原理回路図、第５図は本発明による調節回路を有する
多段スタンド圧延ミルに対する原理回路図、第６図ない
し第８０は圧延物の導入の際の圧延ミルの作動の仕方の
説明図である。 ５・・・　ワークロール、６・・・直流駆動電動機、７
・・・回転数調節装置、　８・・・回転数調節器、９・
・・操作要素、１０・・・回転計発電機、　１１・・・
比較点、】２・・・変流器、　１３・・・センサ、１４
・・・界磁巻線、】５・・・圧延物、１６・・・実際値
演算器、１７・・・　目標値演算器、１８・・・比較要
素、１９・・・　補正調節器（最小張力調節器）、２０
・・・乗算器、２１・・・　加算要素、２２・・・微分
要素、２３．２４・・・　乗算器、２５・・・比較点、
２６．２７・・・　スイッチ、　２８・・・積分器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ］）それぞれ１つの駆動手段と各駆動手段に対する１つ
   の回転数調節器と１つの実際値演算器、１つの目標値演
   算器および１つの上位補正調節器を含む１つの調節回路
   とを装備されているｍ段の圧延スタンドを有する圧延ミ
   ルのスタンド間張力調節（最小張力調節）および圧延速
   度調節のための回路装置であって、前記実際値演算器（
   １６）により駆動加速モーメントおよび変形モーメント
   のそのつどの値から張力に関係する回転モーメントの実
   際値がめられ、前記目標値演算器（１７）により圧延物
   の単位断面積あたりの（固有）張力、ロール半径および
   各スタンドに対する圧延物の断面積の予め与えられた値
   から各個のスタンドの張力に関係する回転モーメントの
   目標値が計算さ几、張力に関係する回転モーメントの目
   標値−実際値比較から前記回転数調節器の目標値に対す
   る１つの補正値が形成さ八、また前記上位補正調節器に
   より張力に関係する回転モーメントの目標値の上位補正
   のために前記目標値演算器に与えられる１つの補正値σ
   に１が形成される回路装置において、圧延物のパス時間
   中に圧延ミルの圧延速度を安定化するため最終スタンド
   （４）の回転数調節器（４，７）が固定的に予め与えら
   れ補正されない目標値（ヒ）で作動せしめられ、また最
   終スタンドの調節回路（４，１６；４．１７；３２）が
   、このスタンドの張力に関係する回転モーメントの目標
   値−実際値比較（ΔＭ、、）に基いてすべてのスタンド
   （１７ないし４．７）の回転数調節器に対応づけられて
   いる上位の調節装置に対する１つの補正値（σに＊）を
   形成するように構成されており、この調節装置がこの補
   正値（σ　＊）に基いて個々のスタンドの出口側の固有
   張力（σ　＋１）に対する目標値に、最終スタンド°と
   その１つ前のスタンドとの間の張力の予め与えられた目
   標値からの偏差が補償されるように影響を与えることを
   特徴とする圧延ミル調節用回路装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の回路装置において、最
   終スタンドの補正調節器（３２）の調節時定数が他のス
   タンドの調節装置（１１９ないし３１９）の調節時定数
   よりも大きく選定されていることを特徴とする圧延ミル
   調節用回路装置。