JPS6083713A - 連続熱間圧延機における直線駆動型ル−パ制御装置 - Google Patents

連続熱間圧延機における直線駆動型ル−パ制御装置

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JPS6083713A
JPS6083713A JP58189307A JP18930783A JPS6083713A JP S6083713 A JPS6083713 A JP S6083713A JP 58189307 A JP58189307 A JP 58189307A JP 18930783 A JP18930783 A JP 18930783A JP S6083713 A JPS6083713 A JP S6083713A
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JP
Japan
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looper
height
control device
speed
rolling
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Pending
Application number
JP58189307A
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English (en)
Inventor
Hajime Watanabe
渡辺 一
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPS6083713A publication Critical patent/JPS6083713A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • B21B37/50Tension control; Compression control by looper control

Landscapes

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

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】 〔技術分野の説明〕 本発明は鋼板等を連続的に熱間圧延する連続熱間圧延機
における直線駆動型ルーパ制御装置に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
鋼板等を連続的に熱間圧延する連続熱間圧延機において
、製品板厚、板幅な目標値に精度良く圧延することは製
品品質の維持、向上に必須である。
圧延材の板厚、板幅はスタンド間の張力に大きく影響さ
れるため、この張力を一定値に保持するために精度の良
い張力制御機構が望まれる。
従来より実施されている張力制御にはスタンド間に円弧
運動するルーパロールを有するルーパを設置して行なわ
れていた。第1図にこのような従来方式の一実施例を示
す。圧延機1及び圧延機2の間に圧延板材14がわたっ
て圧延されている。この圧延板材14 C二対しルーパ
3がルーパ電動機4の発生するトルクにより下から押し
つけられており、ルーパ3は圧延板材14の重量、ルー
パ3の自重及び圧延板材14の張力の三者により発生す
るルーパ3の押し下げ方向の力と、前記ルーパ電動機4
の発生する押し上げ方向のトルクによる力の平衡により
、張力制御を行なう。一方ルーパ3の高さはスタンド間
の圧延板科長により決まるため、ルーパ高さ検出器8が
これを検出し、例えば第1図の場合では前段の圧延機1
のロール回転数を調整してスタンド間圧延板材長を一定
に、すなわちルーパ3の高さを一定に保っている。
ここでルーパ3におけるトルク平衡を数式で表現すれば
次のようになる。
ルーパ電動機4がルーパ3を駆動しており、とのルーパ
3が圧延板材14を持上げている。この時ルーパ3を押
し下げる方向にかかるトルクTJmは次の形に分解でき
る。
Tlm = TI!w 十Tsw +Ts t (1)
ただし TJw :ルーパ自重分によるトルク(N−m
)Tsw :圧延板材の重量分によるトルク(N−m、
) Tst:圧延板材の張力外によるトルク(N−m) 各々T/w 、 Tsw 、 Tstは次の様に計算さ
れる。
T/w = −−WL −cosθ(N−m) (2)
Gr ただし R′:ルーパピボットからルーパ重心までの長
さ〔m〕 Gr:ルーパギア比 θ:ルーパ角度(rad ) (ルーパの幾何的構成は第2図に示す)CN −m )
 (3) (L2’十L3’)=に可1−L2” 十/L(2+L
32 (m)(4)H=(R十−)sinθ−x (m
) (5)L2 = L4+(RI −)cosθCm
 ) (6)La=L5−(B+−) cosθ(m)
 (71ま ただし RI:ルーパアーム長(m) d:ルーパロール直径〔m〕 N:材料断面積(yf) γ:材料比重(m KP、I L2′二上流スタンドからルーパロール先端までの材料
長(m) L12:ルーパロール先端から下流スタンドまでの材料
長(In) H:パスラインからルーパロール先端までの高さくm) L2:ff%タンドカ)らルーパロール先端までのパス
ライン長(nl) L3:ルーパロール先端から下流スタンドまでのパスラ
イン長(m) θ:前出;ルーパ角度(rad) X:ルーパピボットからパスラインまでの高さ〔m〕 L4:上流スタンドからルーパピボットtでの距青詑 
〔m〕 L5:ルーパピボットから下流スタンドオでの距離(m
) ただし θ二前出:ルーパ角度(rad )H: 前出
;パスラインからルーパロール先端までの高さ〔m〕 几:前出:ルーパアーム長(m) d;前出;ルーパロール直径〔m〕 L2:前出;上流スタンドからルーパロール先端までの
パスライン長(m) L3二前出;ルーパロール先端から下流スタンドまでの
パスライン長〔m〕 Gr:前出;ルーパギア比 α:ルーパロール先端より上流側の材 料がパスラインとなす角(rad ) β:ルーパロール先端より下流側の材 料がパスラインとなす角(rad 〕 従ってルーパ電動機電流基準設定器7はルーパ電動機4
に対し、(1)〜(8)式で与えられるトルク7を発生
するべき電流l1nl を演算し、ルーパ電動機電機子
電流制御装置6に送ることになる。このI/!mは Ilm = Tlm /ψ (A) (9)ただし I
lm:ルーパ電動機電機子電流(A、ITJm :前出
;ルーパ電動機発生トルク(N−m) ψ:ルーパ電動機逆起電力定数 (A−N −m ) で与えられる。
次にルーパ3の高さとスタンド間の圧延板材長との関係
は次のようになる。
ただし L12:前出;上流スタンドからルーパロール
先端までの材料長(m) L12;前出;ルーパロール先端から下流スタンドまで
の飼料長(m) L4二前出;上流スタンドからルー パピボットまでの距離[rr+] L5ニア1出;ルーパピボットから下 流スタンドまでの距離〔m〕 R:前出:ルーパアーム長Cm) d:前出;ルーパロール直径〔m〕 θ:前出;ルーパ角j屍(rad ) α:前出;ルーパロール先端より上 流側の材料がパスラインとなす 角(rad ) β:前出;ルーパロール先端より下 流側の材料がパスラインとなす 角(rad) 従ってルーパ高さ制御装置9はルーパ高さ検出装置8の
出力とルーパ高さ設定器lOの出力との偏差(角度で与
えられる)をα0式を用いてスタンド間圧延板材長の偏
差に換算し、この偏差を零にするよう圧延主機電動機速
度制御装置12に速度補正指令を与える。
以上の方式では制御を行なうにあたって、(1)〜σ■
式を計算しなければならないが、これらの式はルーパ3
がルーパピボットを中心とした円弧運動をすること(二
より圧延板材14の張力制御を行なうかぎり必然的にあ
られれるもので、制御方式の変更によっては取除けず、
ルーパ3による張力制御を複雑なもの(二する一因とな
っている。さらにルーパアームは一定以上の長さを持た
ないと設定角度を大きくとらねばならず制御の動作量が
ωSθに比例して減少してしまうが、ルーパアームを長
くするとこんどはルーパ機械系の慣性質量が増加するた
めに応答が遅くなってしまう。
〔発明の目的〕
本発明は、上記の事情に鑑みなされたもので、上記問題
点を解消した本発明は連続熱間圧延機において、各スタ
ンド間張力を高精度(:制御する連続熱間圧延機におけ
る直線駆動型ルーパ制御装置を提供することを目的とす
る。
〔発明の概要〕
本発明は上記目的を達成するために、次のような概要で
ある。即ち本発明においてlcj EE延板材14にか
かZ)張力を制御するため、スタンド間に直線的に移動
するルーパ3とこれを駆動する直線駆動装置15を設け
、とのルーパ3の駆動力と、圧延板材14の重量、ルー
パ3の自>1、及び圧延板材14の張力の三者による荷
重とを平衡させることにより張力制御を実現する。また
ルーパ3の高さは、これをスタンド間の圧延板材長に換
算し、高さ設定値の圧延板材長換算値との偏差を零f:
すべく圧延主機速度を補正することにより一定に保たれ
る。
〔発明の実施例〕
(実施例の構成) 以下本発明の一実施例を図面を参照しながら説明する。
第3図に本発明の一実施例を示す。
直線駆動装置15がルーパ3を駆動しており、このルー
パ3が圧延板材1・1を持上げている。この時直線駆動
装置15の発生する力F1mは次の力と平衡している。
Flm = Pgw −)−Fsw −1−Fs t 
Qυにだし Flw :ルーパ自重分による力(N)F
sw :圧延板材の重量による力(N)Fst:圧延版
材の張力による力(N)Pew 、 Fsw 、 Fs
tはそれぞれ次の式で与えられる。
談ずPewは。
F/w=WLjf C17J WL:ル−パ自重〔K2〕 f :重力加速度(rn−sec ) となる。次にFswは、 (L 2’ +L3’) =& 十シ4717i肩7(
14)ただし A:材料断面積〔ゴ〕 7′:材料比重(III ・Kp〕 L2’:上fflスタンドからルーパロール先端までの
材料長(m) L12:ルーパロール先端から下流スタンドまでの・材
料長〔m〕 H:パスラインからルーパロール先 端までの高さくm) L4:上流スタンドからルーパまでの 距離(m) L5:ルーパから下流スタンドまでの 距離(m) 1:重力加速度(m−sec ) (本発明の幾何的構成は第4図に示す)となる。次にF
stは、 Fst = T (sina +sinβ)〔N〕 α
9sinα= −+161 L2’ sinβ=−住η L3/ ただし T:圧延板材張力(N) α:ルーパロール先端より上流側の 材料がパスラインとなす角(rad) β:ルーパロール先端より下流側の 材料がパスラインとなt角(rad) H:前出;パスラインからルーパロ ール先端までの高さくm) L12:前出;上流スタンドからルー パロール先端荻での材料長(m) L12:前出;ルーパロール先端から 下流スタンドまでの材料長(m) となる。
以上の理論式(二基づき、本発明は以下のようC二構成
される。
(1)通板後粗位置基準設定器19はルーパロール先端
な粗設定位置、例えばパスラインの高さまで移動させる
べく粗位置基準信号を粗位置決め装置18に送る。
(2)粗位置決め装置18は前記基準信号を受取りルー
パ3を直線駆動装置15ごと持ち上げ、ルーパロール先
端の粗位置決めを行なう。
(3)ルーパ高さ検出器8はルーパの高さを検出し、直
線駆動力設定器17及びルーパ高さ制御装置9へ送る。
(4)直線駆動力設定器17は前記ルーパ高さ検出信号
、張力設定基準値、圧延材の情報(板厚、板幅、比重等
)をもとにαυ〜(17)式を用いて所要直線駆動力を
演算し、直線駆動制御装置16をへて直線駆動装置15
へ送る。
(5)直線駆動装置15id前記所要直線駆動力信号を
受けとり、ルーパ3を圧延板材14に適切な力で押しつ
け張力制御を達成する。
(6)ルーパ高さ制御装置9は前記ルーパ高さ検出信号
及びルーパ高さ基準設定器10により設定されたルーパ
高さ基準信号との偏差をとり、α荀式を用いてこの高さ
偏差をスタンド間材料長の偏差に変換してこの材料長偏
差を零にすべく圧延主機電動機11の速度補正信号を作
製して圧延主機電動機速度制御装置12に送る。
(7)圧延主機電動機速度制御装置12では圧延主機電
動機速度基準設定器13よりの速度基準信号と前記圧延
主機電動機速度補正信号との和で決定される速度に圧延
主機電動機の速度を制御する。
(8)圧延主機電動機11は前記圧延主機電動機速度制
御装置12で決定された速度で回転することにより圧延
機1で送出される圧延板材速度を変え、スタンド間の材
料長を適切な長さに調節することによりルーパ高さ制御
を達成する。
(実施例の作用) 次に材料張力が変動した時を例にとり、本実施例の作用
を説明する。
今、圧延板材14の張力が外乱により現在値より増大し
たとする。この時ルーパ3には下1filftの刀がか
かるため、ルーパ高さは下がってくる。この変化をルー
パ高さ検出器8が検出し直線駆動力設定器17及びルー
パ高さ制御装置9へ送る。直線駆動力設定器19はルー
パ高さの減少に伴い09〜69式により所要直線駆動力
基準を変更して新しい平衡点でルーパ3を駆動し、張力
を一定に保つ。一方ルーパ高さ制御装置9は減少したス
タンド間の材料長を回復させるべく加速方向の圧延主機
電動機速度補正信号を作成して、圧延主機電動機速度制
御装置12へ送る。圧延主機電動機速度制御装置12は
圧延主機電動機11を加速し、スタンド間の材料長を増
大させて、ルーパ3の高さを設定値に回復させる。
〔他の実施例〕
本発明の他の実施例としては次の構成があげられる。す
なわち粗位置決め装置18を省略した構成である。直線
駆動装置として例えば線形電動機を用いたとすると、線
形電動機は長いストロークで駆動するのは好ましくない
から、例えば電動スクリュー装置を粗位置決め装置に持
つ必要があるが、油圧シリンダのように長いストローク
の駆動も問題ない直線駆動装置であれば強いて粗位置決
め装置を持つ必要はなく、省略可能である。従って粗位
置決め装置の設置に要する費用を節約でき、全体の構成
も簡単C二できる。
なお構成説明(=あげた実施例ではルーパ高さを制御す
るために上流圧延機の圧延主機電動機速度を変えるもの
としているが、下流圧延機の圧延主機電動機速度を変え
ること(二よりルーパ高さ制御を達成しても良いことは
もちろんである。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明によれば、ルーパによる張力制
御を行なうにあたって必要な演算が従来の(1)〜(9
)式からαυ〜(1′0式へと大幅に簡単になる、特に
円関数の演算を必要としなくなるため、制御装置を簡単
にできる、あるいは制御装置の演算負荷を低減できる。
またルーパ高さ制御を行なうにあたって必要な演iが従
来の帥式からα荀弐へと大幅に簡単になるため、やはり
制御装置を簡単にできる、あるいは制御装置の演算負荷
を低減できる。
さらに従来のように一定長以上のルーパアームは必要で
なく、短いルーパアームで十分であるから、ルーパの慣
性質量を低減でき制御の応答を速めることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のルーパの一実屁例を示すブロック図、第
2図は同じ〈従来のルーパの幾何的構成図、第3図は本
発明の一実施例を示すブロック図、第4図は同じく本発
明の一実施例の幾何的構成を示す図である。 1.2・・・圧延機 3 ・・・ ル −ノ寸 8・・・ルーパ高さ検出器 9・・・ルーパ高さ制御装置 10・・・ルーパ高さ基準設定器 11・・・圧延主機電動機 稔・・・圧延主機電動機速度制御装置 13・・・圧延主機電動機速度基$設定器14・・・圧
延板材 15・・・直線駆動装置 J6・・・r1ゴ線駆動力制御装置 17・・・直線駆動力設定器 18・・・粗位置決め装置 19・・・粗位置基準設定器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 圧延板材を複数の圧延機により圧延する連続熱間圧延機
    において、前記圧延板材に所定の張力を供給するルーパ
    ロールと、前記ルーパロールを直線的に駆動する直線駆
    動装置と、前記直線駆動装置の駆動力を制御する直線駆
    動力制御装置と、前記直線駆動力制御装置の制御基準を
    設定する直線駆動力設定器と、前記ルーパロールの粗位
    置決め装置と、前記ルーパロールの粗位決め基準設定器
    と、前記ルーパロールの高さ検出装置と、前記ルーパロ
    ールの高さの制御装置と、前記ルーパロールの高さ基準
    設定器とを備えたことを特徴とする、連続熱間圧延機に
    おける直線駆動型ルーパ制御装置。
JP58189307A 1983-10-12 1983-10-12 連続熱間圧延機における直線駆動型ル−パ制御装置 Pending JPS6083713A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100368237B1 (ko) * 1998-12-22 2003-03-17 주식회사 포스코 선재가이드리프트의오동작방지장치

Cited By (1)

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