JPS603882B2 - 板材圧延機の制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は板材圧延における形状制御方法とくに圧延時に
発生するキャンバーをなくすように制御する圧延機の制
御方法に関する。

通常熱間圧延機のワークサイド（運転側）とドライブサ
イド（駆動側）との間にはミル剛性率の相違があり、そ
の結果圧延機の両サィド‘こおいて伸び量が異なり、ワ
ークサイドとドライブサイドを同一圧下位暦で圧延する
と圧延板はワ−クサィドとドライブサイドとで異なった
板厚となり、また伸び長さも異なってきて、圧延板に板
の長さ方向の曲りすなわちキャンバーが発生する。

また熱間圧延の場合、加熱炉内での中方向の加熱が不均
一で圧延板の両サイド間に温度差があると変形抵抗に差
が生じ、両サイドのミル剛性率や圧下位直が同じであっ
てもワ−クサイドとドライブサイドとは異なった板厚と
なりキャンバーが発生する。このキャンバーの発生を防
止するための従来の方法についてまず説明する。圧延中
に圧延板のキャンバーを測定することは圧延機近傍の雰
囲気（水、水蒸気等の存在）、圧延板の振動など測定環
境の点から極めて困難である。一般に測定器を用いての
キャンバ−測定は圧延機後面の難れた（５０〜６血）位
置で測定しているのが現状である。圧延操作の修正によ
ってキャンバーの発生を防止する方法として従来行なわ
れていた方法は、圧延中もしくは圧延直後に圧延板を目
視で観測し、たとえば圧延板がワークサイド側に凸に轡
曲しているときはワークサイドの圧下位層をドライブサ
イドの圧下位置より上昇の方向に移動し、またワークサ
イド側に凹に轡曲しているときにはワークサイドの圧下
位直をドィブサイドの圧下位層より下降の方向に移動し
て圧下を手動修正することにより、キャンバーの発生を
抑制していた。しかしこの圧下の修正は、作業者の勘に
頼っているため作業者によるバラッキが大きい。その結
果依然としてキャンバーは発生し、所定の寸法（幅、長
さ）の製品が得られず、不合格品が発生し歩蟹の低下を
きたしていた。本発明は上記の圧延板のキャンバーをな
くすための圧延制御方法を提供することを目的とするも
のであり、その要旨は、‘１’圧延パススケジュールま
たは圧延パススケジュールと今回パスを含む圧延実績値
とから次回パスでの必要圧延力を予測し、該予測圧延力
とミル剛性率を用いて次回パスでの圧下位贋を設定する
方式の圧延機制御方法において、前記予測圧延力に今回
パスにおける圧延機のワークサイドの実測圧延力とドラ
イブサイドの実測圧延力の和と差の比または該比を平均
化した値を乗じて次回パスでのワークサイドの圧延力と
ドライブサイドの圧延力との間の差を予測し、該予測差
圧延力と前記予測圧延力とから次回パスでのワークサイ
ドとドライブサイドの各サイドの必要圧延力を予測し、
該各サイドの予測圧延力と各サイドのミル剛性率と圧延
中の圧延板の形状に応じて設定する修正項とを用いて次
回パスでのワークサイドの圧下位鷹とドライブサイドの
圧下位層との間の差の必要値を求め、該両サイド間の圧
下設定位置の必要差に対応して前記予測圧延力とミル剛
性率を用いて設定した次回パスどの圧下位層を基準とし
てワークサイドとドライブサイドの０いづれか一方の側
の庄下位魔を修正して次回パスでの各サイドの圧下位層
の設定を行なうことを特徴とする板材圧延機の制御方法
、および■圧延パス中におけるワークサイドの実測圧延
力とドライブサイドの実測圧延力との間の差に応じて上
記｛１’の方法により設定した両サイドの圧下位層をパ
ス中に修正することを特徴とする板材圧延機の制御方法
、にある。

以下本発明の方法を詳しく説明する。まず、今回パス（
ｉパス）における両サイドのそれぞれの実測圧延力の和
Ｆｓ＾ｉと差Ｆｏ＾ｉの比ａｉ＝Ｆ。

＾ｉ／Ｆｓ＾ｉと前回パス（ｉ−１パス）までの該比の
移動平均値ａｉ‐，とから今回パス（ｉパス）までの該
比の移動平均値ａｉを■式により求める。ａｉ＝ａｉ一
，十Ｑ．（ａｉ−ａｉ■，） ………■ここでＱは
学習ゲインである。

上記■式のような平均化処理は、何らかの理由により当
該パスにおける実測圧延力が異常になったときにち非蜂
の制御が狂うのを防止するために有効である。つぎに次
回（ｉ＋１）パス後の目標板厚を得るのに必要な次回（
ｉ十１）パスでの全圧延力すなわち両サイドの圧延力の
和ＦｓＰを公知の圧延力算出方法により求め、これから
次回パスでの両サイドの圧延力の差ＦｏＰを下式により
求める。Ｆ。

ｐ＝ａｉ・ＦｓＰ ………■ここで次
回（ｉ＋１）パスでのワークサイドの必要圧延力Ｆｗｓ
Ｐとワークサイドの圧下設定位置ＳｗｓＰとワークサイ
ドの出側計算板厚ＨｗｓＰとワークサイドのミル剛性率
Ｍｗｓとの間には公知のゲージメーター式からつぎの関
係が成立つ。ＨＷＳＰ＝Ｓ岬十帯王＋ＫＷＳ ‐‐‐
‐‐‐‐‐‐■ここにＫｗｓはワークサイドについての
ゲージメーター式における定数であり、この定数はつぎ
のようにして定められる。

すなわち通常圧延機の圧下位層のゼ。（零）点の設定は
、圧延板がない状態で上下ロールを接触させ更に締め込
んで、氏下力がある一定の値になった時をもって圧下位
層ゼロ点とする方法が用いられている。このときの締め
込み圧下力はロールを含む当該圧延機の機械的強度（剛
性）や圧延する材料の材質や寸法に応じて予め定められ
たものである。定数Ｋｗｓは、たとえば締め込み圧下力
が片側５００トンのとき圧下位層ゼロ点と定められた場
合には、Ｋｗｓ＝−５００／Ｍｗｓで与えられる。同様
にしてドライブサイドの必要圧延力ＦｏｓＰとドライブ
サイドの圧下設定位置ＳＤｓＰとドライブサイドの出側
計算板厚ＨｏｓＰとドライブサイドのミル剛性率Ｍｏｓ
との間にはつぎの関係が成立つ。ＨＤＳＰ＝ｓ。

ＳＰ＋藷亀十Ｋ。Ｓ ・・・・・‐‐・・■ここに
ＫＤｓはドライブサイドのゲージメーター式における定
数であり、ワークサイドの定数Ｋｗｓと同様な方法で与
えられる。上記■式と■式との差を求めて整理するとＳ
ｗｓＰ−ＳＤｓＰ＝ＨｗｓＰ−ＨｏｓＰ＋Ｆ式蟹馬叢書
＋ＫＤＳ−Ｋ船 ‐・‐…‐‐‐■となる。

一方ＦＢＰ＝ＦｗｓＰ＋ＦｏｓＰ ………
■Ｆ。

Ｐ＝ＦｗｓＰ−Ｆ。ｓＰ ………■であ
るから、■式と■式とからＦ棚Ｐ＝ＦＳＰ壱ＦＭ
‐‐‐‐‐‐‐‐‐■ＦＯＳＰ：ＦＳＰ；ＤＰ
‐‐‐‐‐‐・‐■となる。

そこでこれらの関係を用いて次回（ｉ＋１）パスでのワ
ークサイドの必要圧延力ＦｗｓＰとドライブサイドの必
要圧延力ＦｏｓＰとを、前述した次回パスでの予想圧延
力すなわち両サイドの圧延力の和ＦｓＰおよび■式から
求めた両サイド間の予測差圧延力ＦＤＰを用い上記■，
■式に従ってそれぞれ求める。ここで今回（ｊ）パスに
おける圧下設定位置と実際の圧下位層および前回（ｉ−
１）パス後に計算して求めた今回（ｉ）パスでの予測圧
延力と実際の圧延力とは必ずしも一致しないので、次回
（ｊ十１）パスに対する圧下位層や予測圧延力の算出に
あたって今回（ｉ）パスでの設定値あるいは予測値と実
測値との差にもとづいた補正をすることが好ましい。こ
の補正はつぎのようにして行なう。すなわち今回（ｉ）
パスにおけるワークサイドとドライブサイドの実測圧下
位層Ｓｗｓ＾とＳ。ｓ＾ならびに実測圧延力Ｆｗｓ＾と
Ｆｏｓ＾を用い、■〜■式の手順に従って、今回（ｉ）
バスにおける実測圧下位直にもとづいた今回（ｉ）パス
でのワークサイドとドライブサイドの圧延力の推定値Ｆ
ｗｓＰｉとＦｏｓＰｉを求め、これから前述した方法に
より求めた次回（ｉ十１）パスにおける各サイドの必要
圧延力ＦｗｓＰとＦｏｓＰを補正するための補正係数Ｃ
ｗｓｉとＣｏｓｉを下式により求める。ＣＷ３ｉ；学
−．・・．・・．■ＣＤＳｉ＝器 ．・・
．・・．・■この補正係数を用いて補正後の次回（ｉ十
１）パスにおける必要圧延力Ｆ′ｗｓＰ，Ｆ′ｏｓＰを
下式により求める。

Ｆ′ｗｓＰ＝Ｃｗｓｉ・ＦｗｓＰ …．
…”■Ｆ′ｏｓＰ＝Ｃｏｓｉ・Ｆ。

ｓＰ …．…．■上記のようにして求めた次
回（ｉ＋１）パスでの必要圧延力Ｆ′ｗｓＰ，Ｆ′ｏｓ
Ｐを■式に代入すると■式はつぎのようになる。Ｓｗｓ
Ｐ−ＳｏｓＰ＝ＨｗｓＰ一日ｏｓＰ十Ｆ笠；詩学＋Ｋ功
−Ｋ棚．・・．・・．・■さてここで次回（ｉ十１）パ
スにおいて圧延キ，ャンバーの発生を防止するため、あ
るいはすでに発生しているキャンバーをなくすためには
、ワークサイドとドライブサイドのそれぞれの出側板厚
を等しくするか、あるいは発生しているキヤンバーの量
に応、じてワークサイドとドライブサイドの出側板厚に
所定の差を持たせる必要がある。

すなわちＨＷ９Ｐ一日ＤＳＰ；Ｃ …仙
…■なる板厚差を与える必要がある。

ここで板厚差Ｃは発生しているキャンバーの量に応じて
定まるもので、目視観察結果によるか、または圧延機後
面のキャンバー計の実測値にもとづき、あらかじめ定め
た基準により定める。この板厚差Ｃを定めて■式が成立
するような両サイドの圧下位層の叢Ｓ′ｗｓＰ−Ｓ′。
ｓＰを前記■式から計算し、次回（ｉ＋１）パスでの各
サイドの圧下位直を設定するのである。すなわち、まず
次回（ｉ十１）パスの予測圧延力ＦｓＰから次回（ｉ＋
１）パスの圧下設定位置Ｓｐを公知の板厚計算式から求
めてこの圧下設定位置Ｓｐになるようにワークサイドと
ドライブサイドの両サイドの圧下装置を同時に移動させ
、その後さらに一方の側（たとえばドライブサイド）の
圧下位層は固定したまま他方の側（たとえばワークサイ
ド）の圧下位層を前記両サイド間の圧下位層の差Ｓ′ｗ
ｓＰ−Ｓ′ＤｓＰに相当するだけ移動させて圧下位層を
設定する。以上が本発明における第１の発明で、圧延材
のキャンバーをなくすために次回パスにおける圧延機の
両サイドの圧下位層を設定する方法である。つぎに圧延
パス中における圧下位置の修正によるキャンバーの発生
防止方法について説明する。

この方法は圧延パス中に圧延機の一方の側（たとえばド
ライブサイド）の圧下位暦を固定し、ワ−クサィドの実
測圧延力とドライブサイドの実測圧延力との差に応じて
他方の側（たとえばワークサイド）の圧下位層を修正す
る方法である。前出の■式から次式が導出される。ＳＷ
Ｓ−ＳＤＳ＝Ｃ＋ＫＤＳ−ＫＷＳ＋馬−鰐．．．．・…
・■ここにＳｗｓ：ワークサイドの実際の圧下位層ＳＤ
ｓ：ドライブサイドの実際の圧下位瞳Ｆｗｓ：ワークサ
イドの実測圧延力 Ｆｏｓ：ドライブサイドの実測圧延力 ３本発明に
おける第２の発明は前述の第１の発明に加えて圧延パス
中において上記■式を用いて両サイドの圧下位暦の修正
を行なうものであるが、実際の作業においては、運転者
が圧延途中に圧延板のキャンバーの発生状態を観測した
圧下位鷹の４微調整を手動で設定できるように考慮して
、上記■式にさらに調整量Ｃ′の項を加えた下式を用い
る。

Ｓｗｓ−Ｓ。

ｓ＝Ｃ＋ＫＤｓ−ＫＷＳ＋賭馬化′ ・・・…．・■ すなわち予じめ演算制御装置に圧延機両サイドのミル剛
性率Ｍ。

ｓ，Ｍｗｓ、定数ＫＤｓ，Ｋｗｓ、両サイドの所望板厚
差Ｃ（＝ＨｗｓＰ−ＨＤｓＰ）、調整項Ｃ′を設定して
おき、圧延パス中における両サイドの実測圧延力ＦＤｓ
，Ｆｗｓから■式により両サイド間の圧下位贋の必要差
Ｓｗｓ−Ｓ。ｓを算出し、一方の側の圧下装置を作動さ
せて両サイド間の圧下位層の差がキャンバーを防止する
に必要な量Ｓｗｓ−ＳＤｓとなるように制御するもので
ある。次に本発明の実施例について説明する。第１図は
本発明を実施するための制御装置の構成を示すフロック
図であり、図において１，４は圧延機のバックアップロ
ール、２，３はワークロール、５は圧延板、６，７は両
サイドの圧延力を検出するためのロードセル、８，９は
圧下スクリュー、１０，１１は圧下電動機、１２，１３
は圧下位鷹検出器、１４，１５は圧下電動機１１，１０
の運転制御を行う圧下制御装置、１６は圧延パス中に圧
下制御装置１４，１５へ制御指令を出す演算制御装置、
１７は圧延パスに先立って圧下制御装置１４，１５へ制
御指令を出し、又演算制御装置１６へ制御信号を出す演
算制御装置である。また１８は演算制御装置１６に対し
て運転者が圧延板のキャンバーの状態を観測して圧下位
層の微調整量〇を設定するための設定器、１９は演算制
御装置１７に対してミル剛性率ＭｏｓとＭｗｓ、定数Ｋ
ＤｓとＫｗｓおよび運転者が圧延板のキャンバーの状態
を観測して圧延板のワークサイドとドライブサイドの所
望の板温差Ｃを設定するための設定器、２０はロードセ
ル６，７からの信号から両サイドの圧延力の和Ｆｓ＾と
差Ｆｏ＾に相当する信号を生成するための演算装置であ
る。

第２図は第１図中の演算制御装置１６内の構成を示すブ
ロック図であり、図において１０１，１０２は乗算回路
、１０３は信号反転回路すなわち（−１）倍する回路、
１０４は加算回路、１０５はゲイン回路、１０６は圧延
機への圧延板のかみ込みを検出する回路である。

第３図ａ，ｂは、第１図中の演算制御装置１７内の演算
手順の１部を示すフローチャートである。本発明の方法
について第１図〜第３図を用いて説明する。

今回（ｉ）パス終了時に、今回（ｉ）パスにおける両サ
イドの実測圧延力の和Ｆｓ＾と菱ＦＤ＾の信号を演算装
置２０から、そしてその時の両サイドの実測圧下位暦Ｓ
ｗｓとＳｏｓの信号を圧下位層検出器１２，１３から、
また運転者が設定した設定板厚差Ｃの信号を設定器１９
からそれぞれ演算制御装置１７が受信し、演算制御装置
１７は第３図ａのフローチャートに示す手順に従って計
算を行い、まず次回（ｉ＋１）パスの圧下設定値Ｓｓの
信号を圧下制御装置１４と１５に出力して次回（ｉ十１
）パスの圧下基準位置を設定し、つＺぎに一方の圧下制
御装置たとえばドライブサイドの圧下制御装置１５にブ
レーキ信号Ｂを出力してドライブサイドの圧下電動機１
０を固定し、他方の圧下制御装置たとえばワークサイド
の圧下制御装置１４に圧下移動量６ｓ（＝ＳｗｓＰ−Ｓ
ｏｓＰ）のＺ信号を出力して圧下電動機１１によりワー
クサイドの圧下位層を修正設定する。また演算制御装置
１７は演算制御装置１６に対してドライブサイドのミル
定数Ｍ。ｓとワークサイドのミル定数Ｍｗｓの逆数１／
Ｍｏｓと１／Ｍｗｓおよび補正量Ｃｏ（■式２の右辺の
Ｃ＋Ｋ。ｓ−Ｋｗｓ）の信号を出力する。次回（ｉ＋１
）パスが開始されると、パス中にロードセル６，７から
の実測圧延力Ｆｏｓ，Ｆｗｓの信号を演算制御装置１６
および演算装置２川こ取込み、演算制御装置１６ではワ
ークサイドの実測圧延力Ｆｗｓの信号をかみ込み検出回
路１０６に入力し該圧延力がある一定の値（たとえば１
５仇ｏｎ）以上になったとき‘こドライブサイドの圧下
制御装置１５にブレーキ信号Ｂを出力してドライブサイ
ドの圧下電動機１０を固定し、一方ドライブサイドの実
測圧延力Ｆｏｓの信号を乗算回路１０１に入力し、演算
制御装置１７から入力されるドライブサイドのミル定数
の逆数１／Ｍ。ｓの信号を乗じて加算回路１０４に入力
し、またワークサイドの実測圧延力Ｆｗｓの信号を乗算
回路１０２に入力し、演算制御装置１７から入力される
ワークサイドのミル定数の逆数１／Ｍｗｓの信号を乗じ
、これを信号反転回路１０３に入力して（一１）倍した
上で加算回路１０４に入力する。これとは別に圧延中の
キャンバー発生状態に応じて圧下位瞳を微調整するため
の調整量〇の信号が設定器１８から、また設定板厚差Ｃ
と定数項Ｋｏｓ，Ｋｗｓを含む補正量Ｃｏ（＝Ｃ＋Ｋｏ
３−Ｋｗｓ）の信号が演算制御装置１７から加算回路１
０４に入力されている。

従って加算回路１０４への入力はＦ。ｓ／Ｍ。ｓ，一Ｆ
ｗｓ／Ｍｗｓ，〇，Ｃｏの信号であり、加算回路１０４
の出力は（Ｆｏｓ／Ｍｏｓ−Ｆｗｓ／Ｍｗｓ＋Ｃ′＋Ｃ
ｏ）の信号とり、■式に対応したものとなる。この加算
回路１０４の出力信号を更にゲイン回路１０５に入力し
、制御系としての発散を防止するために適当なゲインを
乗じて両サイド間に与えるべき圧下位層の差Ｓｗｓ−Ｓ
Ｄｓに相当する信号８ｓ＾を出力する。この信号６ｓ＾
をワークサイドの圧下制御装置１４に入力しワークサイ
ドの圧下位層を修正することにより（ｉ十１）パス中に
おけるキャンバーの発生を防止する。以よ述べたごと〈
本発明方法‘こょる形状制御方法は、圧延パスの前にワ
ークサイドとドライブサイドのそれぞれの圧下位層を適
正に設定することにより、またさらに圧延パス中におい
て一方の圧下位直を修正することにより、圧延中のキャ
ンバーの発生を防止するものであり、従来キャンバーの
発生のため圧延板から所定の中、長さの製品を採取でき
ないことがあったものが採取できるようになり、歩蟹の
向上に寄与するところ大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における制御装置の構成を示す
ブロック図、第２図は第１図の装置の部分の詳細構成を
示すブロック図、第３図ａ，ｂは第１図の装置で行なう
演算の１部の手順を示すフローチャートである。 １，４；バックアップロール、２，３；ワークロール、
５；圧延板、６，７：ロードセル、８，９：圧下スクリ
ュー、１０，１１：圧下電動機、１２，１３；圧下位直
検出器、１４，１５：圧下制御装置、１６，１７：演算
制御装置、１８，１９；設定器、２０：演算装置、１０
１，１０２；乗算回路、１０３；信号反転回路、１０４
：加算回路、１０５；ゲイン回路、１０６：かみ込み検
０出回路。 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 圧延パススケジユールまたは圧延パススケジユール
   と今回パスを含む圧延実績値とから次回パスでの必要圧
   延力を予測し、該予測圧延力とミル剛性率を用いて次回
   パスでの圧下位置を設定する方式の圧延機制御方法にお
   いて、前記予測圧延力に今回パスにおける圧延機のワー
   クサイドの実測圧延力とドライブサイドの実測圧延力の
   和と差の比または該比を平均化した値を乗じて次回パス
   でのワークサイドの圧延力とドライブサイドの圧延力と
   の間の差を予測し、該予測差圧延力と前記予測圧延力と
   から次回パスでのワークサイドとドライブサイドの各サ
   イドの必要圧延力を予測し、該各サイドの予測圧延力と
   各サイドのミル剛性率と圧延中の圧延板の形状に応じて
   設定する修正項とを用いて次回パスでのワークサイドの
   圧下位置とドライブサイドの圧下位置との間の差の必要
   値を求め、該両サイド間の圧下設定位置の必要差に対応
   して前記予測圧延力とミル剛性率を用いて設定した次回
   パスでの圧下位置を基準としてワークサイドとドライブ
   サイドのいづれか一方の側の圧下位置を修正して次回パ
   スでの各サイドの圧下位置の設定を行なうことを特徴と
   する板材圧延機の制御方法。 ２ 圧延パススケジユールまたは圧延パススケジユール
   と今回パスを含む圧延実績値とから次回パスでの必要圧
   延力を予測し、該予測圧延力とミル剛性率を用いて次回
   パスでの圧下位値を設定する方式の圧延機制御方法にお
   いて、前記予測圧延式に今回パスにおける圧延機のワー
   クサイドの実測圧延力とドライブサイドの実測圧延力の
   和と差の比または該比を平均化した値を乗じて次回パス
   でのワークサイドの圧延力とドライブサイドの圧延力と
   の間の差を予測し、該予測差圧延力と前記予測圧延力と
   から次回パスでのワークサイドとドライブサイドの各サ
   イドの必要圧延力を予測し、該各サイドの予測圧延力と
   各サイドのミル剛性率と圧延中の圧延板の形状に応じて
   設定する修正項とを用いて次回パスでのワークサイドの
   圧下位置とドライブサイドの圧下位置との間の差の必要
   値を求め、該両サイド間の圧下設定位置の必要差に対応
   して前記予測圧延力とミル剛性率を用いて設定した次回
   パスでの圧下位置を基準としてワークサイドとドライブ
   サイドのいづれか一方の側の圧下位置を修正した次回パ
   スでの各サイドの圧下位置の設定を行ない、該設定した
   圧下位置のもとでの圧延パス中におけるワークサイドの
   実測圧延力とドライブサイドの実測圧延力との間の差に
   応じて各サイドの圧下設定位置をパス中に修正すること
   を特徴とする板材圧延機の制御方法。