JPS6057404B2 - Tension control method and device for continuous rolling mill - Google Patents

Tension control method and device for continuous rolling mill

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JPS6057404B2
JPS6057404B2 JP55085139A JP8513980A JPS6057404B2 JP S6057404 B2 JPS6057404 B2 JP S6057404B2 JP 55085139 A JP55085139 A JP 55085139A JP 8513980 A JP8513980 A JP 8513980A JP S6057404 B2 JPS6057404 B2 JP S6057404B2
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Japan
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rolling
tension
torque
load
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真也 谷藤
泰男 諸岡
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Publication of JPS6057404B2 publication Critical patent/JPS6057404B2/en
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B37/00Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/48Tension control; Compression control
    • B21B37/52Tension control; Compression control by drive motor control

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Metal Rolling (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は連続圧延機における定張力制御に関するもので
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to constant tension control in a continuous rolling mill.

従来、連続圧延機における定張力制御たとえば無張力制
御として、連続圧延機の各圧延スタンドにおける駆動装
置の負荷電流あるいは圧延荷重、あるいは圧延トルクと
圧延荷重の比をかみ込み時に検出し、該検出値を指令値
として圧延中も一定に保持する如く駆動装置に対して速
度変更指令を出力することが行なわれていた。
Conventionally, for constant tension control in a continuous rolling mill, for example, tensionless control, the load current or rolling load of the drive device in each rolling stand of the continuous rolling mill, or the ratio of rolling torque to rolling load, is detected at the time of biting, and the detected value is A speed change command was output to the drive device so as to keep the speed constant during rolling using the command value as the command value.

例えば、2台の圧延スタンドからなる連続圧延機におい
ては、第1図に示すように第1スタンドの圧延トルクを
検出するトルク検出器29と圧延荷重を検出する圧延荷
重検出器14を設置し、且つトルク検出器29の出力信
号と圧延荷重検出器14の出力信号との比を演算する演
算装置15、その演算装置15の圧延材かみ込み時の値
を記憶する記憶装置16を設け、圧延中演算装置30の
出力信号と記憶装置16の出力信号の差分を零とするよ
う速度制御装置13に速度変更指令を出力する如く制御
されていた。しかしながら、このような従来の制御は、
圧延中の圧延材温度降下、スキッドマーク、母材厚変化
、その他の外乱が発生した場合、張力あるいは圧縮力を
発生してしまう欠点がある。
For example, in a continuous rolling mill consisting of two rolling stands, a torque detector 29 for detecting the rolling torque of the first stand and a rolling load detector 14 for detecting the rolling load are installed as shown in FIG. In addition, a calculation device 15 for calculating the ratio between the output signal of the torque detector 29 and the output signal of the rolling load detector 14, and a storage device 16 for storing the value of the calculation device 15 when the rolled material is bitten are provided. Control was performed such that a speed change command was output to the speed control device 13 so that the difference between the output signal of the arithmetic device 30 and the output signal of the storage device 16 was made zero. However, such conventional control
When rolling material temperature drops during rolling, skid marks, base material thickness changes, or other disturbances occur, tension or compression forces are generated.

つまり、第1図のブロック図をみれば明らかなように、
単に各スタンドを独立に制御するため、特に時間が経っ
につれて無視できなくなるな外乱(例えば圧延材の温度
変化による種々の外乱など)に対しては補償できない欠
点を有する。又、3台以上のスタンドから構成される圧
延機の場合、従来の制御では圧延材が第(1+2)スタ
ンドにかみ込まれるまでに、第1スタンドと第(1+1
)スタンドの間の圧延材が定張力状態に達しない場合、
或いは外乱による張力が補償される以前に次段のスタン
ドにかみ込まれた場合、いずれの場合も完全な定張力制
御はできない。
In other words, as is clear from the block diagram in Figure 1,
Since each stand is simply controlled independently, it has the disadvantage that it cannot compensate for disturbances that cannot be ignored over time (for example, various disturbances caused by temperature changes in the rolled material). In addition, in the case of a rolling mill consisting of three or more stands, in conventional control, by the time the rolled material is bitten by the (1+2) stand, the first stand and the (1+1)
) If the rolled material between the stands does not reach a constant tension state,
Alternatively, if the stand is caught in the next stage before the tension caused by the disturbance is compensated for, perfect constant tension control cannot be achieved in either case.

すなわち、圧延材が第(1+2)スタンドにかみ込まれ
てから後の定張力制御は、先す圧延材が第(1+1)ス
タンドにかみ込まれた直後の第(1+1)スタンドの圧
延荷重P(1+1)スタンド、或いは圧延トルクG(1
+1)、又はそれらの比G(1+1)/P(1+1)を
記憶し、次に記憶した値を基準値とし、それに対応する
第(1+2)スタンドにかみ込んだ後の第(1+1)ス
タンドでの値とを比較し、第(1+1)スタンドの速度
指令値を決定すると言う原理に基づいている。しかしな
がら、第(1+1)スタンドかみ込直後の測定値にはイ
ンパクトドロップの効果によつて生する張力の影響が入
るし、又第(1−1)スタンドと第1スタンドに張力が
ある場合、その張力のために第1スタンドの回転数が変
化するので第1スタンドと第(1+1)スタンドの間に
張力が生じ、その影響も入る。
In other words, the constant tension control after the rolled material is bitten by the (1+2) stand is based on the rolling load P( 1+1) stand or rolling torque G(1
+1) or their ratio G(1+1)/P(1+1), then use the memorized value as the reference value, and at the (1+1) stand after biting into the corresponding (1+2) stand. It is based on the principle that the speed command value of the (1+1)th stand is determined by comparing the value of However, the measured value immediately after the (1+1) stand is bitten is affected by the tension generated by the effect of the impact drop, and if there is tension in the (1-1) stand and the first stand, the Since the rotation speed of the first stand changes due to the tension, tension is generated between the first stand and the (1+1) stand, and its influence is also included.

したがつて、無張力状態の値として採用される第(1+
1)スタンドへのかみ込直後の値は、その後の定張力圧
延制御の基準値としては不正確である。
Therefore, the (1+
1) The value immediately after biting into the stand is inaccurate as a reference value for subsequent constant tension rolling control.

したがつて、第(1−1)スタンドと第1スタンドの間
に張力変動が生じないような状態で、第(1+1)スタ
ンドへのかみ込みを行う必要がある。
Therefore, it is necessary to engage the (1+1)th stand in a state where no tension fluctuation occurs between the (1-1)th stand and the first stand.

このため、例えば連続(タンデム)圧延で、加減速を含
む高速運転が望まれる場合、かみ込前において、加減速
による張力発生を防ぐためスタンドかみ込前の加減速に
制約をもうけることは高速化をさまたげてしまうという
欠点になる。
For this reason, for example, in continuous (tandem) rolling, when high-speed operation including acceleration and deceleration is desired, placing constraints on the acceleration and deceleration before the stand engages will increase the speed in order to prevent the generation of tension due to acceleration and deceleration before the stand engages. This has the disadvantage of interfering with the

本発明は上記欠点を除去するためなされたもので、その
目的は、精度の高い連続圧延機における張力制御方法お
よび装置を提供することである。
The present invention was made to eliminate the above-mentioned drawbacks, and its purpose is to provide a method and apparatus for controlling tension in a continuous rolling mill with high precision.

本発明の理解を助けるため、まず本発明の原理を理論式
を用いて説明する。尚、本発明は以下の説明から明らか
なように2台以上の圧延スタンドを有する連続圧延機に
適用するものであるが、説明を簡単にするため、第2図
に示す様な2台のスタンドから構成されている圧延スタ
ンドについて述べる。まず、第1スタンド入側厚みをH
1出側の厚みをHml第2スタンド出側の厚みをh1第
1スタンドにおける圧延トルクと圧延荷重の検出値及び
ワークロールの半径を夫々Gl,Pl,Rl、第2スタ
ンドのそれをG2,P2,R2、スタンド間張力をTと
すると、これらの間には(1),(2)式の関係が成立
する。ただし、El,′2は夫々スタンド1及び2の接
触弧長、λ1はトルクアーム係数である。
To help understand the present invention, the principle of the present invention will first be explained using theoretical formulas. As will be clear from the following explanation, the present invention is applied to a continuous rolling mill having two or more rolling stands, but for the sake of simplicity, two stands as shown in FIG. The following describes a rolling stand consisting of: First, set the thickness of the entrance side of the first stand to H
1 Thickness on the exit side is Hml. Thickness on the exit side of the 2nd stand is h1. Detected values of rolling torque and rolling load in the 1st stand and radius of the work roll are Gl, Pl, Rl respectively. Those of the 2nd stand are G2, P2. , R2, and the inter-stand tension is T, the relationships of equations (1) and (2) hold between these. However, El,'2 is the contact arc length of stands 1 and 2, respectively, and λ1 is the torque arm coefficient.

そして、積λ1 ・f1はトルクアームと呼ばれる。こ
の(1),(2)式を変形すると、圧延中の任意の時間
に(3)式が成立することが分かる。上式の右辺第1項
は両スタンドの接触弧長の関,数として表わされている
The product λ1·f1 is called the torque arm. When formulas (1) and (2) are transformed, it can be seen that formula (3) holds true at any time during rolling. The first term on the right side of the above equation is expressed as a function of the contact arc length of both stands.

接触弧長′1f2それ自体は圧下量の関数て圧延材の温
度降下により減少するが、両スタンドの接触弧長の温度
による変化は同程度の変化を示すので、右辺第1項では
温度による変化がキャンセルされる。
The contact arc length '1f2 itself decreases due to the temperature drop of the rolled material as a function of the rolling reduction amount, but since the contact arc lengths of both stands show the same degree of change due to temperature, the first term on the right side shows the change due to temperature. is canceled.

換言すれば、圧延中右辺第1項の時間的変化は接触弧長
自身の変化よりすつと小さい。従つて、右辺の第1項を
あるタイミングで決定すれは、それ以降の圧延中におけ
る圧延材の温度変化による張カへの影響を無視できる。
次に、右辺第1項の値の決定方法を説明する。
In other words, the temporal change in the first term on the right side during rolling is much smaller than the change in the contact arc length itself. Therefore, if the first term on the right side is determined at a certain timing, the effect on the tension of the rolled material due to temperature changes during subsequent rolling can be ignored.
Next, a method for determining the value of the first term on the right side will be explained.

前記の(1)式で圧延材が第2スタンドにかみ込まれる
以前にはスタンド間の張力Tは零だからそのときの状態
を添字。を付けて表わすと、第1スタンドでのトルクア
ームλ10−ElOは、トルク検出信号GlOと圧延荷
重信号PlOとを用いて(4)式のように表わすことが
できる。張力発生状態を、添字bを付けて示すと、(5
),(6)式の関係となる。この2式より、Tbを消去
すると、第2スタンドでのトルクアームλ2b◆′2b
は(7)式を満足する。
In equation (1) above, the tension T between the stands is zero before the rolled material is bitten by the second stand, so the state at that time is subscripted. The torque arm λ10-ElO at the first stand can be expressed as in equation (4) using the torque detection signal GlO and the rolling load signal PlO. When the state of tension generation is indicated with the subscript b, (5
), the relationship is as shown in equation (6). From these two equations, if Tb is eliminated, the torque arm λ2b◆'2b at the second stand
satisfies equation (7).

ここで、第1スタンドのトルクアームλ10・′10を
圧延材が第2スタンドに咬む込む直前に演算すれば、咬
み込直後のトルクアームλ1b−′1bはλ10−Fl
Oにほぼ等しくなる。
Here, if the torque arm λ10・'10 of the first stand is calculated just before the rolled material bites into the second stand, the torque arm λ1b-'1b immediately after biting is λ10-Fl
approximately equal to O.

すなわち、2λ1b−Elb七2λ10−ElO=(G
1/P1)。が成立する。このとき、(7)式を(G2
/P2)。
That is, 2λ1b-Elb72λ10-ElO=(G
1/P1). holds true. At this time, we convert equation (7) to (G2
/P2).

と定義すると、υJ

■t前述のように、圧延中の両スタンドの
接触弧長の変化が等しいとすれば、前記(3)式の右辺
第1項のトルクアームの差分は次のように表わされる以
上の結果をまとめると(3)式は次式の(9)式のよう
に表わすことができる。ここで、(G1/P1)。
, then υJ

■t As mentioned above, if the changes in the contact arc length of both stands during rolling are equal, the difference in torque arm in the first term on the right side of equation (3) above can be expressed as follows. In summary, equation (3) can be expressed as equation (9) below. Here, (G1/P1).

は、第2スタンドのかみ込前の第1スタンドの圧延トル
クと圧延荷重の比の値で、(G2/P2)。は(10)
式で与えられる。上記の(9)式において、2つのスタ
ンドにおける圧延トルクと圧延荷重の比の差分(跨)一
(?)を(?)。
is the value of the ratio of the rolling torque to the rolling load of the first stand before the second stand bites, and is (G2/P2). is (10)
It is given by Eq. In the above equation (9), the difference (straddle) between the ratio of rolling torque and rolling load in the two stands is (?).

−(?)。に等しくなるように制御すれは、張力零の一
定制御を実現できる。すなわち、(9)式の右辺は張力
Tに対応しているので、この値を零にするように圧延ス
タンドの駆動モーター速度を修正することにより張力零
の一定制御になる。この右辺の値を予め定められた目標
張力になるようにモーター速度を制御すればいわゆる定
張力制御が実現てきる。本発明の特徴を更に明らかにす
るために、これで述べた定張力制御の制御原理を3台の
圧延スタンドを持つ連続圧延機に適用した場合について
述べる。
-(?). By controlling the tension to be equal to , constant control with zero tension can be realized. That is, since the right side of equation (9) corresponds to the tension T, constant control with zero tension can be achieved by modifying the drive motor speed of the rolling stand so as to make this value zero. If the motor speed is controlled so that the value on the right side becomes a predetermined target tension, so-called constant tension control can be realized. In order to further clarify the features of the present invention, a case will be described in which the control principle of constant tension control described above is applied to a continuous rolling mill having three rolling stands.

第3図は3台のスタンドを概略的に示したものてある。FIG. 3 schematically shows three stands.

尚、図中G,P,Rは各々圧延トルク、圧延荷重、ロー
ル半径を示し、その添字は対応するスタンドに付けた番
号と一致する。まず、第1スタンドと第2スタンドの間
には張力T1が、第2スタンドと第3スタンドの間には
張力T2が働いている場合、(11),(12),(1
3)式が成立する。
In the figure, G, P, and R indicate rolling torque, rolling load, and roll radius, respectively, and the subscripts correspond to the numbers attached to the corresponding stands. First, when the tension T1 is applied between the first stand and the second stand, and the tension T2 is applied between the second stand and the third stand, (11), (12), (1
3) The formula holds true.

ここで、前述した2スタンドの場合と同様にして圧延材
が第1スタンドにかみ込んだ後の2λ1 ・′1の値を
(G1/P1)。
Here, the value of 2λ1·'1 after the rolled material is bitten by the first stand in the same manner as in the case of two stands described above is (G1/P1).

と定義し、さらに.(14),(15)式の如く定義す
る。5ノノ ここで、( )兄)は第1スタンドかみ込直後の実測値
であることを示す。
and furthermore. It is defined as in equations (14) and (15). Here, ( ) indicates the actual value measured immediately after the first stand was caught.

なお、(G1/P1−)。は、見かけの無張力状態にお
けるトルクアームに相当する。厳密には、第1スタンド
における見かけの無張力状態におけるトルクアームの2
倍の値((4)式参照)となる。このとき、式(11)
〜(13)から(2λ1 ・f1−2λ2・E2)と(
2λ2・E2−2λ3・E3)を求め、それを2スタン
ドの場合と同様にして消去すると(16),(17)式
が立つ。
In addition, (G1/P1-). corresponds to the torque arm in an apparent tension-free state. Strictly speaking, the torque arm 2 in the apparent no-tension state in the first stand
The value is doubled (see equation (4)). At this time, equation (11)
~(13) to (2λ1 ・f1−2λ2・E2) and (
2λ2·E2−2λ3·E3) and eliminate it in the same way as in the case of 2 stands, formulas (16) and (17) are obtained.

ここで、X,yはそれぞれ(18),(19)式で示さ
れる。(16),(17)両式より、スタンド間張力T
l,T2を零にするには、X,yを同時に零とすればよ
い。
Here, X and y are shown by equations (18) and (19), respectively. From both formulas (16) and (17), the tension between the stands T
In order to make l and T2 zero, it is sufficient to make X and y zero at the same time.

すなわち、張力零の定張力制御を行なうには、式(18
),(19)から相隣るスタンドのトルクアームの差(
G1/P1)−(G1+1/Pi+1)を(G1/P,
)。一(Gj+,/Pj+,)。と常に等しくするよう
に相隣るスタンドの速度を修正すればよい。以上により
第1スタンドの速度変更量(ΔN/N)iは、第2スタ
ンドをキースタンドとする場合には、ここでα,βは次
元変更のゲインである。
That is, in order to perform constant tension control with zero tension, equation (18
), (19), the difference in torque arms of adjacent stands (
G1/P1) - (G1+1/Pi+1) (G1/P,
). One (Gj+, /Pj+,). All you have to do is modify the speeds of adjacent stands so that they are always equal to . From the above, the speed change amount (ΔN/N)i of the first stand is, when the second stand is used as a key stand, where α and β are gains of dimension change.

一般に、定張力制御を行なうには相隣るスタンドのトル
クアーム差を目標張力に見合つた値に制御する。
Generally, to perform constant tension control, the torque arm difference between adjacent stands is controlled to a value commensurate with the target tension.

第4図〜第6図は本発明の張力制御の前提としての制御
装置を説明する制御ブロック図で、各スタンドは圧延荷
重Pを検出するためのロードセル(1)を持ち、圧延ロ
ールは速度自動制御ASR系を持つモータと連動してい
る。
Figures 4 to 6 are control block diagrams explaining the control device as a premise of the tension control of the present invention, each stand has a load cell (1) for detecting the rolling load P, and the rolling roll has an automatic speed control. It is linked to a motor that has a control ASR system.

相隣るスタンドの圧延荷重とモータの負荷トルクの検出
値がそれぞれ制御HTFCに送られ、前述の式(14)
〜(19)からスタンド間の張力を零とするような指令
値をASR系に出力する。
The detected values of the rolling load of the adjacent stand and the load torque of the motor are respectively sent to the control HTFC, and the above equation (14) is
From (19), a command value that makes the tension between the stands zero is output to the ASR system.

以下、制御装置の具体的構成を第5図を用いて説明する
Hereinafter, the specific configuration of the control device will be explained using FIG. 5.

第5図において、1,2,3は圧延方向にかぞえたスタ
ンドにつけた番号、4はサイリスタ装置マ、図に表われ
ていない交流電源の交番電圧を直流電圧に変換する。
In FIG. 5, 1, 2, and 3 are numbers attached to the stands in the rolling direction, and 4 is a thyristor device, which converts the alternating voltage of an alternating current power source (not shown) into direct current voltage.

5は各圧延スタンドの圧延ローラー駆動用電動機、6は
駆動用電動機5の回転数を検出する速度発電機、7は電
動機5を流れる主回路電流を検出する電流検出器、8は
界磁電流IEを検出する界磁電流検出器、9は界磁電流
検出器8の出力1Fを入力し、界磁の強さφを出力する
関数発生器、10は関数発生器9の出力と電流検出器7
の出力との積を演算する乗算器、11は電流検出器6の
出力の時間微分を行い加速度を出力する微分器、12は
微分器11の出力を入力し、加速トルクに変換する変換
ゲイン装置で、この出力を乗算器10の出力から引くと
圧延トルクGが得られる。
5 is a motor for driving the rolling roller of each rolling stand; 6 is a speed generator that detects the number of revolutions of the drive motor 5; 7 is a current detector that detects the main circuit current flowing through the motor 5; 8 is a field current IE; 9 is a function generator that inputs the output 1F of the field current detector 8 and outputs the field strength φ; 10 is the output of the function generator 9 and the current detector 7;
11 is a differentiator that performs time differentiation of the output of the current detector 6 and outputs acceleration. 12 is a conversion gain device that inputs the output of the differentiator 11 and converts it into acceleration torque. Then, by subtracting this output from the output of the multiplier 10, the rolling torque G is obtained.

13は駆動用電動機5の速度制御を行なうためのサイリ
スタ装置4に点弧角指令を出力する速度制御装置、14
は各スタンドの圧延荷重を検出するロードセル、15は
圧延トルクと−圧延荷重の比(G/P)を演算する割算
器、16aは第1スタンドかみ込後の割算器15の出力
を記憶する記憶装置、16bは第2スタンドかみこみ直
後に式(14)によつて計算された見かけ上の無張力状
態の圧延トルクの圧延荷重に対する比を.記憶する記憶
装置、16cは第3スタンドかみ込み直後に式(15)
によつて計算された無張力状態の圧延トルクの圧延荷重
に対する比を記憶する記憶装置、17aは第2スタンド
かみ込前に切換えられるワンショットリレー、17bは
圧延材が第.2スタンドにかみ込まれた直後に働くワン
ショットリレー、18は第3スタンドかみ込直後に働く
ワンショットリレーである。
13 is a speed control device that outputs a firing angle command to the thyristor device 4 for controlling the speed of the drive motor 5; 14;
1 is a load cell that detects the rolling load of each stand, 15 is a divider that calculates the ratio of rolling torque to -rolling load (G/P), and 16a is a memory that stores the output of the divider 15 after the first stand is engaged. A storage device 16b stores the ratio of rolling torque to rolling load in an apparent no-tension state calculated by equation (14) immediately after the second stand is engaged. The storage device 16c for storing data is expressed by formula (15) immediately after the third stand is inserted.
17a is a one-shot relay that is switched before the second stand is engaged; 17b is a storage device that stores the ratio of the rolling torque in the no-tension state to the rolling load calculated by 17b; The one-shot relay 18 is activated immediately after the second stand is engaged, and the one-shot relay 18 is activated immediately after the third stand is engaged.

19は相隣るスタンドの圧延荷重の比をとる割算器、2
0は割算器19の出力にそれと同じスターンド対のロー
ル径の比を乗算するゲイン装着、21はかみ込直後とか
み込前の圧延トルクの圧延荷重の比G/Pの差とゲイン
装置20の出力との積を演算する乗算器、22は前述の
式(18),(19)の右辺に相当する量を速度変更量
に変換する変換ゲイン装置、23は積分器である。
19 is a divider that calculates the ratio of rolling loads of adjacent stands; 2
0 is a gain installation that multiplies the output of the divider 19 by the ratio of the roll diameter of the same stern pair, and 21 is a gain device 20 that is the difference between the rolling load ratio G/P of the rolling torque immediately after biting and before biting. 22 is a conversion gain device that converts the amount corresponding to the right side of equations (18) and (19) into a speed change amount, and 23 is an integrator.

又25,26は割算器15及び19の出力から式(20
)又は(21)で、表わされる速度変更量を算出する演
算回路である。この演算回路が前記の制御系HTF′C
である。この実施例は前述の式(14)〜(19)によ
る制御方式を用いた一例である。
Further, 25 and 26 are calculated from the outputs of the dividers 15 and 19 by formula (20
) or (21) is an arithmetic circuit that calculates the speed change amount expressed. This arithmetic circuit is the control system HTF'C
It is. This embodiment is an example using the control method according to the above-mentioned equations (14) to (19).

まず圧延材が第1スタンドにかみ込まれ、第2スタンド
にかみ込まれ゜る前に、第1スタンドに関する圧延トル
ク、圧延荷重を検出し、それらの比を割算器15で演算
し、記憶装置16aに記憶せしめる。ワンショットリレ
ー17が連動して作動して17aが開放された後に、第
2スタンドへ圧延材がかみ込まれる。この時、圧延スタ
ンド1に関する割算器15の出力を記憶装置16aの出
力及び出力及び割算器19の出力から第2スタンドに関
するトルクアーム相当量(G2/P2)。が演算され、
記憶装置16bに記憶される。圧延材が第3スタンドに
かみ込まれるまでは、第1スタンドの割算器15の出力
と、第2スタンドの割算器15の差分をとりさらに記憶
装置16aと16bの出力の差分を求め、この両者の差
分の差分を零とするように、第1スタンドの速度の制御
を行う。さらに、第3スタンドにかみ込直後、ワンショ
ットリレー18が作動して前述の(15)式の演算がお
こなわれ、トルクアーム相当量(G3/P3)。が記憶
装置16cに記憶される。第3スタンドかみ込み後の圧
延中の動作は、第1スタンドの割算器15の出力と、第
2スタンドの割算器15の出力力の差分から、記憶装置
16aと16bの出力の差分を引いた値を零とするよう
に、第1圧延スタンドの圧延速度を制御し、同時に第2
スタンドの割算器15の出力と第3スタンドの割算器1
5の出力の差分から記憶装置16bと16cの出力の差
分を引いた値を零とするように第3スタンドの圧延速度
を制御する。この制御により、各圧延スタンド間張力を
発生しない無張力制御が実現できる。第6図は、3台の
圧延スタンドを有する連続圧延機の制御の他の例であり
、この例では、キースタンドを第1スタンドに選んてあ
る。
First, the rolled material is bitten by the first stand, and before it is bitten by the second stand, the rolling torque and rolling load related to the first stand are detected, and the ratio thereof is calculated by the divider 15 and stored. The information is stored in the device 16a. After the one-shot relay 17 is operated in conjunction and 17a is opened, the rolled material is bitten into the second stand. At this time, the output of the divider 15 regarding the rolling stand 1 is converted to the torque arm equivalent amount (G2/P2) regarding the second stand from the output of the storage device 16a and the output of the divider 19. is calculated,
It is stored in the storage device 16b. Until the rolled material is bitten by the third stand, the difference between the output of the divider 15 of the first stand and the divider 15 of the second stand is taken, and the difference between the outputs of the storage devices 16a and 16b is determined. The speed of the first stand is controlled so that the difference between the two becomes zero. Furthermore, immediately after the third stand is engaged, the one-shot relay 18 is activated and the above-mentioned equation (15) is calculated, and the torque arm equivalent amount (G3/P3) is calculated. is stored in the storage device 16c. The operation during rolling after the third stand is engaged is based on the difference between the output force of the divider 15 of the first stand and the output force of the divider 15 of the second stand. The rolling speed of the first rolling stand is controlled so that the subtracted value is zero, and at the same time the rolling speed of the second rolling stand is controlled so that the subtracted value becomes zero.
The output of the divider 15 on the stand and the divider 1 on the third stand
The rolling speed of the third stand is controlled so that the value obtained by subtracting the difference between the outputs of the storage devices 16b and 16c from the difference between the outputs of the storage devices 16b and 16c becomes zero. This control makes it possible to realize tension-free control that does not generate tension between the rolling stands. FIG. 6 shows another example of controlling a continuous rolling mill having three rolling stands; in this example, the key stand is selected as the first stand.

そして、2台の制御系HTFCによる速度指令の変更は
、第2スタンドと第3スタンドに対して行なわれる。こ
の場合、一方のスタンド対の速度修正が他方のスタンド
対に張力が発生させることになるのを防ぐため、サクセ
ツシブが必要になる。この第6図の例は、第2スタンド
と第3スタンドの間にサクセツシブを設けてある点を除
くと第5図の例と同じである。
Then, the speed commands are changed by the two control system HTFCs for the second stand and the third stand. In this case, successiveness is required to prevent speed modification of one pair of stands from creating tension in the other pair of stands. The example shown in FIG. 6 is the same as the example shown in FIG. 5 except that a succession is provided between the second stand and the third stand.

3台以上のスタンドを持つ連続圧延機では、製品の精度
向上のため、最終スタンドをキースタンドにし、最終ス
タンドを除いた全スタンドにスタンド間のサクセツシブ
を設ける必要がある。
In a continuous rolling mill with three or more stands, in order to improve product accuracy, it is necessary to use the last stand as a key stand and to provide succession between stands on all stands except the last stand.

従つて、第6図の例は容易に3台以上のスタンドの連続
圧延機の場合に拡張できる。また、本発明の前提となる
張力制御を説明するにあたり、帯調圧延に適用した実施
例について述べたが、棒調圧延、形調圧延等にも容易に
適用できることは、明らかである。
Therefore, the example of FIG. 6 can be easily extended to a continuous rolling mill with three or more stands. Further, in explaining the tension control which is the premise of the present invention, an example applied to band shaping rolling has been described, but it is clear that it can be easily applied to bar shaping rolling, shape shaping rolling, etc.

第7図は本発明の実施例の要部のみのブロック図の例で
、2スタンドからなる圧延機で圧延を行う場合圧延材に
任意の張力を加えて圧延を行うための装置を示している
FIG. 7 is an example of a block diagram of only the essential parts of an embodiment of the present invention, and shows an apparatus for applying arbitrary tension to a rolled material when rolling is performed using a rolling mill consisting of two stands. .

尚、この図では圧延トルク、圧延荷重を検出する回路は
省略してあるが、第5図等の検出回路と同じ回路を用い
ることができるので省略した。
Note that although the circuit for detecting rolling torque and rolling load is omitted in this figure, it is omitted because the same circuit as the detection circuit shown in FIG. 5 etc. can be used.

又制御系HTFC25は、第5図で破線でかこんで示し
た制御系25と同一の回路から構成されている。ここで
、張力の設定値を〒、外乱によつて生ずる張力の変動量
をΔTとおくと前述の(9)式により次の関係が成立す
る。
Further, the control system HTFC 25 is composed of the same circuit as the control system 25 shown enclosed by a broken line in FIG. Here, if the set value of tension is 〒 and the amount of variation in tension caused by disturbance is ΔT, then the following relationship is established according to the above-mentioned equation (9).

外乱による張力ΔTは、板厚に変化を与えるのでそれを
零にするように右辺を制御する。
Since the tension ΔT caused by the disturbance changes the plate thickness, the right side is controlled so as to make it zero.

右辺第1項と第2項の差分は制御系HTFCの出力だか
らその出力から第3項を差し引くようなブロック図を構
成することになる。明らかに第7図の場合、任意の一定
張力〒を発生させることができる。
Since the difference between the first and second terms on the right side is the output of the control system HTFC, a block diagram is constructed in which the third term is subtracted from the output. Clearly, in the case of FIG. 7, any constant tension can be generated.

従つて、張力の設定値〒を任意に選ぶことによりスタン
ド間張力を任意の一定値に制御できる。一定の張力値に
制御する例として、2スタンドの場合の実施例を示した
が、3スタンド以上の圧延の場合も、各スタンド間張力
の目標値を与えることによつて、2スタンドの場合と同
様に定張力制御が可能である。なお、3スタンドの無張
力圧延制御を(20),(21)式に基づいて行う場合
、第3スタンド咬み込み時に張力T1は必らずしも零で
ある必要はない。
Therefore, by arbitrarily selecting the tension setting value 〒, the inter-stand tension can be controlled to an arbitrary constant value. As an example of controlling the tension to a constant value, we have shown an example in the case of two stands, but in the case of rolling with three or more stands, by giving a target value for the tension between each stand, it is possible to control the tension to a constant value. Similarly, constant tension control is possible. Note that when the tensionless rolling control of three stands is performed based on equations (20) and (21), the tension T1 does not necessarily need to be zero when the third stand is engaged.

すなわち記憶されるべき(G3/P3)。は、(14)
て咬み込み時の検出値を用いて計算によつて求めること
ができる。また、従来方式では前述したようにT1が零
であることが要請される。高速圧延する場合、第3スタ
ンド咬み込み前に、圧延材が第1、第2両スタンドで加
速される場合がありそのため第3スタンド咬み込み時に
張力T1は必ずしも零とは限らず、従来方式には、高速
化に制約をともなつた。上述の実施例では、その欠点を
克服しているので、生産性の向上が期待できる。以上詳
細に説明したように本発明によれば、圧延材の温度降下
や、スキッドマーク等による外乱を相隣るスタンドで相
殺させる構成としているので、精度の高い定張力制御を
実現てきる。
That is, it should be stored (G3/P3). is (14)
It can be determined by calculation using the detected value at the time of biting. Further, in the conventional method, as described above, T1 is required to be zero. In the case of high-speed rolling, the rolled material may be accelerated by both the first and second stands before the third stand bites. Therefore, the tension T1 is not necessarily zero when the third stand bites, and the tension T1 is not necessarily zero when the third stand bites. However, there were limitations to speeding up the process. The above-mentioned embodiment overcomes this drawback, so it can be expected to improve productivity. As described above in detail, according to the present invention, since the temperature drop of the rolled material and disturbances caused by skid marks etc. are canceled out by adjacent stands, highly accurate constant tension control can be realized.

本発明による張力制御が従来のものに較べ格段に高精度
であることは、次のことからも理解できよう。従来の如
くシングルスタンドにおける圧延トルクと圧延荷重の比
を一定に制御する方法にあつては、aトルクアームの変
化が計算によると約1〔?〕程度であつた。このときの
圧延材先端の圧延荷重は約950〔TOn〕、後端の圧
延荷重は約1150〔TOn〕であり、ミル定数は40
0ct0n/Tnln〕であつた。圧延材先端と後端の
荷重差は約200〔TOn〕であり、こ・れは温度降下
によるものと考えられる。トルクアームの変化Δe1が
1〔薗〕あつた場合、どの程度の単位張力変化ΔTOが
あるが試算すると、次のようになる。ある。
It can be understood from the following that the tension control according to the present invention is much more precise than the conventional one. In the conventional method of controlling the ratio of rolling torque and rolling load in a single stand to a constant value, the change in a-torque arm is calculated to be about 1[? ] It was about . At this time, the rolling load at the leading end of the rolled material was approximately 950 [TOn], the rolling load at the rear end was approximately 1150 [TOn], and the mill constant was 40
0ct0n/Tnln]. The difference in load between the leading and trailing ends of the rolled material was about 200 [TOn], and this is thought to be due to the temperature drop. When the torque arm change Δe1 is 1 [sono], how much unit tension change ΔTO is calculated is as follows. be.

そして、本発明による張力制御においては、相隣るスタ
ンドで(3)式の如くトルクアームの変化を相殺するの
で、Δe1とΔ′2が上述の如く約1〔?〕あるとした
場合、その変化はΔe1−ΔE2の値となり、キャンセ
ルされて零に近い値となる。
In the tension control according to the present invention, since the changes in the torque arm are canceled out in the adjacent stands as shown in equation (3), Δe1 and Δ'2 are approximately 1 [? ] If there is, the change will be a value of Δe1-ΔE2, which will be canceled and become a value close to zero.

Δe1 =1〔順〕、ΔE2=0.9〔順〕として上述
と同じで圧延機にて本発明の制御を行なうと張力変動は
次のように試算される。ただし、R1=R2=350C
Tm〕 一般に、熱間仕上が圧延機の第1と第2スタンド間の目
標張力は0.20〔K9/i〕程度であるから、従来の
方法による0.20±0.16〔K9/d〕程度の張力
変動が問題となることは明らかである。
If Δe1 = 1 (in order) and ΔE2 = 0.9 (in order) and the rolling mill is controlled according to the present invention in the same manner as described above, the tension fluctuation is estimated as follows. However, R1=R2=350C
Tm] Generally, the target tension between the first and second stands of a rolling mill during hot finishing is about 0.20 [K9/i], so the tension by the conventional method is 0.20±0.16 [K9/d]. ] It is clear that tension fluctuations of this magnitude pose a problem.

本発明による張力制御では、従来よりも少なくとも1桁
程度小さい誤差となるので、張力変動による板厚、形状
等への影響はほとんどない。
In the tension control according to the present invention, the error is at least one order of magnitude smaller than that of the conventional method, so there is almost no effect on the plate thickness, shape, etc. due to tension fluctuations.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来の連続圧延機における無張力制御装置の一
実施例を示すブロック図、第2図、第3図は本発明の制
御原理を説明するための説明用ブロック図、第4図〜第
6図は本発明の張力制御の前提となる制御装置を説明す
るためのブロック図、第7図は本発明の実施例を示すブ
ロック図である。 1・・・・・・第1圧延スタンド、2・・・・・・圧延
スタンド、3・・・・・・圧延スタンド、4・・・・・
・サイリスタ装置、5・・・・・・ローラ駆動用電動機
、6・・・・・・速度発電機、7・・・・・・電流検出
器、8・・・・・・界磁電流検出器、9・・・・・・関
数発生器、10,21・・・・乗算器、11・・・・・
微分器、12,20・・・・・・ゲイン装置、13・・
・・・速度制御装置、14・・・・・・圧延荷重検出器
、15,19・・・・・割算器、16・・・・・記憶装
置、17,18・・・・・・ワンショットリレー、22
・・・・・・変換用ゲイン装置、23・・・・・積分器
、25,26・・・・・制御回路。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a tensionless control device in a conventional continuous rolling mill, FIGS. 2 and 3 are explanatory block diagrams for explaining the control principle of the present invention, and FIGS. FIG. 6 is a block diagram for explaining a control device that is a prerequisite for tension control of the present invention, and FIG. 7 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. 1...First rolling stand, 2...Rolling stand, 3...Rolling stand, 4...
・Thyristor device, 5...Roller drive motor, 6...Speed generator, 7...Current detector, 8...Field current detector , 9...function generator, 10,21...multiplier, 11...
Differentiator, 12, 20...Gain device, 13...
... Speed control device, 14 ... Rolling load detector, 15, 19 ... Divider, 16 ... Memory device, 17, 18 ... One shot relay, 22
... Conversion gain device, 23 ... Integrator, 25, 26 ... Control circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 少なくとも2台以上n台の圧延スタンドと、該圧延
スタンドの圧延ロールを駆動するための電動機の自動速
度制御装置を含む駆動装置と、前記圧延スタンドの圧延
荷重を検出する圧延荷重検出器とを有する連続圧延機に
て圧延される圧延材のスタンド間張力を制御するものに
おいて、圧延方向に数えて第i+1スタンドに圧延材が
咬込まれる前の第iスタンドにおける前記電動機の電圧
、電流および速度信号から圧延トルクを検出し記憶し、
同一時点の圧延荷重検出器の信号から圧延荷重を検出記
憶し、夫々の検出、記憶を各々スタンドに圧延材が咬込
むごとにおこない、圧延中の圧延荷重および圧延トルク
を検出し、各スタンドごとに自スタンドと自スタンドよ
りもひとつ前のスタンドにおける圧延中の圧延荷重およ
び圧延トルクと記憶されたiスタンドの無張力状態にお
けるトルクアーム相当量と(i+1)スタンドの無張力
状態におけるトルクアーム相当量との差({(Gi/P
i)_0−(Gi+1/Pi+1)_0})とiスタン
ドと(i+1)スタンドのトルクアームとの差({(G
i/Pi)−(Gi+1/Pi+1)})の差からスタ
ンドと(i+1)スタンドのワークロール半径と荷重と
の比の和とiスタンドと(i+1)スタンド間の設定張
力((@T@)との積の値を差引いた値から設定張力に
対する張力変動分による速度補正量を演算し、前記補正
量を前記電動機の自動速度制御装置に目標速度の修正信
号として与えることを特徴とする連続圧延機の張力制御
方法。 2 少なくとも2台以上n台の圧延スタンドと、該圧延
スタンドの圧延ロールを駆動するための電動機の自動速
度制御装置を有する駆動装置と、前記電動機の電圧、電
流および速度信号から圧延スタンドの圧延トルクを検出
するトルク検出器と、前記圧延スタンドの圧延荷重を検
出する圧延荷重検出器を有する連続圧延機i圧延される
圧延材のスタンド間張力を制御するものにおいて、圧延
方向に数えて第i+1番目のスタンドに圧延材が咬込ま
れる前の第i番目のスタンドにおける圧延荷重および圧
延トルクを検出し記憶する第1、第2の手段および圧延
機の張力を設定するための第3の手段を備えるとともに
、各スタンドは、夫々、自スタンドと自スタンドよりも
ひとつ前のスタンドにおける圧延中の圧延荷重および圧
延トルクと記憶されたiスタンドの無張力状態における
トルクアーム相当量との差({(Gi/Pi)_0−(
Gi+1/Pi+1)_0})とiスタンドと(i+1
)スタンドのトルクアームとの差({(Gi/Pi)−
(Gi+1/Pi+1)})との差を演算する第4の演
算手段とiスタンドと(i+1)スタンドのワークロー
ル半径と荷重との比の和とiスタンドと(i+1)スタ
ンド間の設定張力(@T@)との積(R_1/P_1)
+R_2/P_2)@T@)を演算する第5の演算手段
と有し、前記第4、第5の演算手段の出力信号から前記
電動機の自動速度制御装置に目標速度の修正信号を与え
る第6の演算手段を設けたことを特徴とする連続圧延機
の張力制御装置。
[Claims] 1. At least two or more n rolling stands, a drive device including an automatic speed control device for an electric motor for driving rolling rolls of the rolling stands, and a rolling load of the rolling stands is detected. In the device for controlling inter-stand tension of a rolled material rolled in a continuous rolling mill having a rolling load detector, the electric motor at the i-th stand before the rolled material is bitten by the i+1-th stand counting in the rolling direction. Detects and stores rolling torque from voltage, current and speed signals,
The rolling load is detected and stored from the signal of the rolling load detector at the same time, and each detection and storage is performed each time the rolled material bites into each stand.The rolling load and rolling torque during rolling are detected and stored for each stand. The rolling load and rolling torque during rolling in the own stand and the stand one stand before the own stand, the stored torque arm equivalent amount in the no-tension state of the i stand, and the torque arm equivalent amount in the no-tension state of the (i+1) stand The difference between ({(Gi/P
i)_0-(Gi+1/Pi+1)_0}) and the difference between the torque arm of the i stand and the (i+1) stand ({(G
i/Pi) - (Gi+1/Pi+1)}), the sum of the ratios of the work roll radius and load of the stand and the (i+1) stand and the set tension between the i stand and the (i+1) stand ((@T@) Continuous rolling characterized in that a speed correction amount according to tension variation with respect to the set tension is calculated from the value obtained by subtracting the value of the product of Tension control method for a machine. 2 At least two or more n rolling stands, a drive device having an automatic speed control device for an electric motor for driving the rolling rolls of the rolling stands, and a voltage, current and speed signal of the electric motor. A continuous rolling mill having a torque detector for detecting the rolling torque of the rolling stand and a rolling load detector for detecting the rolling load of the rolling stand. first and second means for detecting and storing the rolling load and rolling torque at the i-th stand before the rolled material is bitten by the i+1-th stand, and for setting the tension of the rolling mill; In addition, each stand is provided with a torque arm equivalent amount in the non-tension state of the i-stand, which is stored as the rolling load and rolling torque during rolling in the own stand and the stand immediately before the own stand, respectively. The difference ({(Gi/Pi)_0-(
Gi+1/Pi+1)_0}) and i stand and (i+1
) Difference from the torque arm of the stand ({(Gi/Pi)-
(Gi+1/Pi+1)}), the sum of the ratios of the work roll radius and load of the i-stand and the (i+1) stand, and the set tension between the i-stand and the (i+1) stand ( @T@) product (R_1/P_1)
+R_2/P_2)@T@), and a sixth calculating means for calculating a target speed correction signal to the automatic speed control device of the electric motor from the output signals of the fourth and fifth calculating means. 1. A tension control device for a continuous rolling mill, characterized in that a calculation means is provided.
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