JPS6083719A - ストリツプミルの板厚制御方法 - 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】 本発明はストリップミル、特に圧延機の入側にストリッ
プの巻戻し用リールを、出側に巻取り用リールを備えた
ストリップミルの板厚制御方法に関するものである。

第１図は圧延機の人、出側夫々にストリップ用のリール
を備えたストリップミルの従来の実施状態を示す模式図
であり、図中Ｓはストリップ、１は圧延機、２は巻戻し
用リール、３ば巻取り用リール、４．５はデフレフクロ
ール、Ｍｌ、Ｍ２　。

Ｍ３は夫々圧延機１、リール２．３の各駆動用モータを
示している。ストリップＳは圧延機１の片側、則ち入側
に配した巻戻し用リール２から繰り出されて白抜矢符で
示す如くデフレフクロール４、圧延ｆｉｔ、デフレフク
ロール５を経て圧延機１の他側、即ち出側に配した巻取
り用リール３に巻取られるようになっている。なお圧延
機１を可逆的に運転するときはリール３からストリップ
を繰り出し、圧延機１を経てリール２に巻取られてゆく
こととなるが、いずれの方向にストリップＳを圧延する
場合も制御態様は実質上同じであるから、いま白抜矢符
で示す如（ストリップＳが巻戻し用リール２から繰出さ
れ、圧延ｆｉｌを経て巻取り用リール３に巻取られてい
る場合にっきモータＭｌ。

Ｍ　２　、　Ｍ　：ｌの制御態様を説明する。

即ち、先ず圧延機ｌのロール駆動用のモータＭ。

は自動速度制御装置／ＩｓＲによってこれに予め設定さ
れている速度指令値Ｒｖに一致せしめるべくその回転速
度を制御されている。また巻戻し用のリール２１巻取り
用リール３の各モータＭ２．Ｍ、は安定した圧延を行う
にはストリップＳの張力変動を可及的に抑制するのが重
要であるとの観点から圧延機１の人、出側におけるスト
リップＳの張力が一定となるよう制御装置１２．１３に
よって界磁電流を、また制御装置５２．５３にて電機子
電流を調節し、回転速度を制御される（例えば東芝レビ
ュー１５巻１２号第１〜１６頁：昭和３５年発行）。モ
ータＭ２゜Ｍ３に対する制御は実質上同じであるから、
モータＭ２に対する制御を例にとって説明する。磁界電
流の制御装置１２ば圧延機１の入側デフレフクロール４
に連繋した速度検出機ＴＧ＜から入力される入側ストリ
ップ速度（圧延機１のロール回転速度に圧下率の係数を
乗じた値を用いる場合もある）、電機子電圧検出器２２
から入力される電機子電圧■、並びに電機子電流検出器
３２から入力される電機子電流Ｉに基づき次式で与えら
れるモータＭ２の逆起電圧Ｅが入側ストリップ速度と比
例するＪｏうモータＭ２の界磁電流を調節しモータＭ２
の目標速度を制御する。

Ｅ＝　■−ＩＲ 但しＲ：モータＭ２の電機子回路抵抗 また一方電機子電流の制御装置５２は電機子電流検出器
３２から入力される電機子電流Ｉが予め設定しである目
標値ＲＩ２に一致するよう電源装置４２の出力電圧を調
節しモータＭ２の回転速度を制御する。

このような磁界電流の制御装置１２．電機子電流の制御
装置５２によるモータＭ２の回転速度の制御により圧延
機１の入側においては巻戻し用リール２に巻かれている
コイル径が圧延の進行に伴って変化してもストリップＳ
に対する張力は電機子電流の目標値１？Ｉ２に比例した
状態、即ち一定に維持されることとなる。このような制
御は巻取り用のリール３のモータＭ３についても同様に
行われ、界磁電流の制御装置１３によって、電機子電圧
検出器２３から入力される電機子電圧■、電機子電流検
出器３３から入力される電機子電流Ｉに基づき曲成によ
り与えられるモータＭ３の逆起電圧Ｅが出側のデフレフ
クロール５に連繋した速度検出器ＴＧ。

から入力される出側ストリップ速度に比例するようモー
タＭ、の界磁電流を調節し、また電機子電圧の制御装置
５３により、電機子電流検出器３３から入力される電機
子電流Ｉが予め設定した目標値Ｒ１３に一致するよう電
源装置４３の出力電圧を調節してモータＭ３の回転速度
を制御する。これによって巻取りの進行に伴い巻取り用
リール３のコイル径が変化してもストリップＳに付与さ
れる張力は電機子電流の目標値Ｒ１３に比例した状態、
即し一定に維持される。

このようなモータＭ２　、Ｍ３の定電流制御、換言すれ
ばモータＭ２　、Ｍ３の回転速度を変更し゛ζ圧延機１
の人、出側夫々におけるストリップ張力を一定に維持す
る方法は従来広く採用されているが、近年重要視されは
じめた板厚精度の面から観ると種々問題がある。即ち一
般に圧延時にお６ノる板厚に対する外乱としては圧延機
入側の板１！Ｆ、変化以外にストリップ材料の変形抵抗
、摩擦係数のばらつき、圧延機ロールの熱膨張、ロール
軸受部の油膜厚み変化、ロールの偏心によるロールギャ
ップ変化等があるが、従来の制御方法ではこれら外乱に
対応出来ず、外乱に起因する出側板厚変化はこれを解消
出来なかった。

本発明は上述した如き外乱に起因するストリップの出側
板厚変化を解消すべく実験、研究を行った結果、圧延機
の人、出側夫々におけるストリップの速度比率を所定の
値に維持することにより、外乱に起因するストリップの
出側板厚変化を効果的に抑制しｊｑること、即ち、外航
が生じたとき入側、出側夫々に生ずるストリップ張力の
変化を利用することによって結果として出側板厚の変化
が防止出来ること、またストリップの入側板厚変化があ
る場合、或いはストリップミルの初期設定が不良で出側
板厚精度の悪化が予測されるような場合には出側板厚偏
差に基づきフィードバック的に入側ストリップミルを修
正し、また特に高い周波数成分を含む入側板厚変化があ
る場合には入側板厚偏差に基づきフィードフォワード的
に入側ストリップ速度を修正するのが板厚精度上有効で
あること、更にこのようなストリップミルの制御がスト
リップの入側張力に大きいな変動を与える可能性がある
ときはこれを抑制すべく入側ストリップ速度の修正と同
期的に圧延機の圧下位置を制御するのが板厚精度の向上
に有効であることを知見した。

本発明はかかる知見に基づきなされたものであって、そ
の目的とするところは従来のストリップ張カ一定制御、
換言すれば各リールモータの定電流制御に代えて圧延機
の入側、出側にお番ノるストリップ速度比率が一定とな
るようリールモル夕の回転速度を制御すると同時に圧延
機の入側、出側夫々の板厚偏差に基づきフィードバンク
的に及び／又はフィードフォワード的に板厚制御を行う
ことにより、外乱に起因する出側板厚変化を格段に低減
出来ると同時に板厚偏差も解消し得るようにしたストリ
ップミルの板厚制御方法を提供するにある。

本発明に係るストリップミルの板厚制御力法は圧延機と
その入側に配したストリップの巻戻し用リール及び出側
に配したストリップの巻取り用リールとを具備するスト
リップミルの板厚制御方法において、圧延機のロール回
転速度に対する入側ストリップ速度及び出側ストリップ
速度の各比率が夫々設定値となるように各リールのモー
タ回転速度を制御する一方、ストリップの出側板厚偏差
に基づきフィードバック的に及び／又は入側板厚偏差に
基づきフィードフォワード的に入側ストリップ速度を調
節すべく前記巻戻し用リールのモータ回転速度を修正制
御することを特徴とする。

以下本発明方法をその実施状態を示す図面に基づき具体
的に説明する。

第２図は本発明方法の実施状態を示す模式図であり、図
中Ｓはストリップ、１は圧延機、２は巻戻し用リール、
３は巻取り用リール、４．５はデフレフクロール、Ｍ１
１Ｍ２　＋　Ｍ３ば圧延機ｌ。

リール２，３の各駆動用モータを示している。ストリッ
プＳは巻戻し用リール２から繰出され、白抜矢符で示ず
如くデフレフクロール４、圧延機ｌ。

デフレフクロール５を経て巻取り用リール３に巻取られ
るようになっている。

なお圧延機ｌばタンデムに複数基設置してもよい。また
白抜矢符方向への圧延が終了したときに圧延機ｌを逆転
して白抜矢符と逆向き、即し、巻取り用リール３からス
トリップＳを繰出し、巻戻し用リール２に巻取る向きに
可逆的に運転される場合もあるがいずれの場合も制御の
基本は実質的に同じであるから第２図に白抜矢符で示す
向きにストリップＳが圧延されている場合について以下
に説明する。　先ず圧延機１のロール駆動用のモータＭ
Ｉはストリップミル全体の速度設定装置１０１から入力
れれる速度指令値に従うべく自動速度制御装置ＡＳＲに
よってその回転速度を制御される。

また巻戻し用リール２１巻取り用リール３のモータＭ２
　、Ｍ３は夫々コイル径演算装置２０２　、２０３によ
りその界磁電流を、また電圧制御装置１１２゜１１３に
より電機子電圧を調節されて夫々の回転速度を制御され
る。

コイル径演算装置２０２　、２０３は設定器２１２　、
２１３から入力された巻戻し用リール２、巻取り用りミ
ル３の巻芯直径、圧延開始時のコイル径、及びストリッ
プＳの板厚を等のデータ（リール２，３に付設したコイ
ル径検出器等から直接入力せしめる構成としてもよい）
、パルス発生器Ｐ２．Ｐ３から入力される巻戻し用リー
ル２、巻取り用リール３の回転速度に相応したパルス信
号に基づいて巻戻し用リール２、巻取り用リール３にお
Ｌ３る各コイル径を所定のタイミングで算出し、この各
コイル径に比例させるべくモータＭ２．Ｍ３の界磁電流
を調節するようになっている。また電圧制御装置１１２
　、１１３は電機子電圧検出器２２．２３から入力され
る電機子電圧、電機子電流検出器３２．３３及び電機子
回路のＩＲドロップ補償設定器１２２　、１２３を通じ
て入力される電機子電流、コイル周速度設定装置１０２
　、１０３から入力される目標値に基づき（電圧制御装
置１１２にはフィードハック制御装置１７、フィードフ
ォワード制御装置１６からも信号が入力される）電機子
電圧が目標値に一致するよう電源装置４２．４３に制御
信号を出力する。これらコイル径演算装置２０２　、２
０３　、電圧制御装置１１２゜１】３に基づく界磁電流
、電機子電圧の調節による各リールモータＭ　２　、　
Ｍ　］の回転速度制御により、リール２，３におけるコ
イル周速度、即ら入側ストリップ速度、出側ストリップ
速度はコイル１条の変化の如何にかかわらず圧延機ｌの
ロール回転速度に対し所定の比率となるよう、換言すれ
ば人。

出側ストリップ速度が夫々一定に維持される。なおコイ
ル周速度設定装置１０２　、１０３から出力される目標
コイル周速度は圧延スケジュールに基づき定められるが
、圧延開始直後はストリップＳの入側、出側張力の実績
によりオペレータが修正することとしてもよい。

フィードバック制御装置１７は圧延機１出側に配した速
度検出器ＴＧ５から入力される出側ストリップ速度、同
じく出側の厚みδ１７から入力される板厚偏差信号に基
づいて、比例、積分、微分等の制御演算を行い、前述し
た電圧制御装置１１２にこれを解消するための制御信号
を出力し、電圧制御装置１１２をして入側ストリップ速
度を修正せしめるべくモータＭ２の電機子電圧を調節せ
しめると共に、これにタイミングを合わせて入側ストリ
ップ速度を修正することによるストリップＳの人側張力
変化を防止するに必要な圧下位置修正量を演算し、これ
に相応した制御信号を圧した位置制御装置１８に出力し
、圧下位置制御装置１８をして圧延機１の圧下モータＭ
θを駆動させ、圧下位置を変更せしめる。なお圧下モー
タＭ８に代えて油圧圧下装置を用いてもよいことは勿論
である。

またフィードフォワード制御装置１６ば圧延機１の入側
に配したデフレフクロール４に連繋する速度検出器ＴＧ
、から入力される入側ストリップ速度、同じく出側の厚
み計６から入力される板厚偏差信号に基づいて、厚み計
６から圧延機１に至るストリップＳの長手方向各部の板
厚偏差を記憶し、圧延機１の入口板厚偏差を予測し、こ
の入口板厚偏差を修正するに必要な入側ストリップ速度
の修正量を算出して電圧制御装置１１２に制御信号を出
力し、電圧制御装置１１２をして電源装置４２に制御信
号を出力させモータＭ２の回転速度を制御すると共に、
これにタイミングを合せて入側ストリップ速度の修正に
伴う入側張力変化を防止するに必要な圧下位置修正量を
算出し、圧下位置制御装置１８に制御信号を出力し、圧
下位置制御装置１８をして圧下位置を修正せしめるべく
圧下モータＭ８を駆動するようにしである。

なお上述の板厚制御においてはフィードバンク制御と、
フィードフォワード制御とを併用する構成につき説明し
たが、特にこれに限るものではなく、例えば通常はフィ
ードバンク制御を行い、フィードバンク制御では対処し
難い特に高い周波数成分の板厚偏差が存在する場合にフ
ィードフォワード制御を併用する等、夫々単独に使い分
けることとしてもよい。

第３図は本発明の他の実施状態を示す模式図であり、図
中１４２　、１４３は速度調整装置を示している。モー
タＭ２　、Ｍ３は第２図に示す電圧制御装置１１２　、
１１３に代って各速度調整装置１４２　、１４３により
電機子電圧を調節されて回転速度を制御されるようにな
っている。即ち、各速度調整装置１４２゜１４３は第２
図に示す電機子電圧検出器２２．２３、電機子電流検出
器３２．３３に代って人、出側のデフレフクロール４．
５に連繋した各速度検出器ＴＧ、。

ＴＧ５から入力される入側ストリップ速度、出側ストリ
ップ速度に基づき各入側ストリップ速度、出側ストリッ
プ速度を各コイル周速度設定器１０２　。

１０３から入力されるコイル周速度の目標値に一致せし
めるべくモータＭ２　、Ｍ３の電源装置４２．４３制御
信号を出力し、その出力電圧を調節するようになってい
る。他の制御態様については前記第２図に示したものと
略同しであり、対応する部分には同じ番号を付して説明
を省略する。

このような前筒方法にあってはストリップＳの速度を直
接フィードバックデータとし°ζ用いるため、制御精度
が向上する利点がある。

第４図は本発明の更に他の実施状態を示す模式図であり
、図中１６２　、１６３はモータＭ７．Ｍ３の自動速度
制御装置、１９２　、１９３は目標回転速度演算装置を
示している。この制御系においては第２゜３図における
コイル径演算装置２０２　、２０３が存在せず、巻戻し
用リール２、巻取り用リール３に付設されているパルス
ジェネレータＰ２．Ｐ３の出力は目標回転速度演算装置
１９２　、１９３に入力され、またリール巻戻し用リー
ル２、巻取り用リール３のモータＭ２．Ｍ３には速度検
出器ＴＧ２　、　ＴＧ３が設けられ、その出力は自動速
度制御装置１６２　、１６３に入力されるようにしてあ
り、この速度検出器ＴＧ２　。

ＴＧ３から入力されるモータＭ　２　、　Ｍ　３の回転
速度が予め定めたベース速度未満か、又は以上かに場合
分けして電機子電圧、又は界磁電流を調節する。

即ち目標回転速度演算装置１９２　、１９３はパルスジ
ェネレータＰ　２　＋　Ｐ　３から入力されるリール２
゜３の回転速度に応じたパルス信号及び予め別途入力さ
れる各リール２，３の巻芯直径、圧延開始時のコイル径
、板厚を等のデータ及びコイル周速度設定器１０２　、
１０３から入力されるコイル周速度の目標値に基づきコ
イル径の変化に応じてモータＭ２゜Ｍ３の目標回転速度
を算出し、夫々自動速度制御装置１６２　、１６３に制
御信号を出力する。各自動速度制御装置１６２　、１６
３は前記目標回転速度演算装置１９２　、１９３から入
力されるモータＭ　２　、　Ｍ　３の各目標回転速度、
及びモータＭ２　、　Ｍ３４４設の速度検出器ＴＧ２　
、　ＴＧ３から入力される回転速度検出値に基づきこの
回転速度検出値が各目標回転速度に一致するようモータ
Ｍ２　、Ｍ３の電機子電圧、界磁電流を調整するが、モ
ータＭ２　、Ｍ３の回転速度がベース速度（定格速度）
未満ではモータＭ２゜Ｍ３の電機子電圧を調節し、また
モータＭ２．１’／ｈの回転速度がベース速度以上にな
るとモータＭ２゜Ｍ３の磁界電流を調節する自動界磁弱
め制御を行う。他の制御態様については前記第２．３図
に示すものと同じであり、対応する部分には同じ番号を
付して説明を省略する。

而して上述の如き制御方法にあっては電圧制御と界磁電
流制御が一つの制御装置で行われ低速部での電圧制御か
ら高速部の界磁電流側ｆｆｆｉｌは自動的に切り換えら
れるため、リールモーフのパワーが有効に使用できると
いう利点がある。

次に前記第１図に示す本発明方法と第１図に示す従来方
法とによる比較試験結果について説明する。供試材は厚
さ２．０ｍｍの普通鋼であり、圧延条件は入側板厚０．
２５０ｍｍ　、出側板厚０．１５０　ｍｍ　（５パス目
）板幅８００ｍｍ、入側張力３０００ｋｇ、出側張力１
１６４ｋｇとした。結果は表１に示す通りである。

表１ 表１から明らかな如く変形抵抗変化等の外乱が生じた場
合、従来方法にあっては１０μ−前後の板厚変化が生じ
るのに対し、本発明方法においては板厚変化は零である
。なお本発明方法においては入側の張力変化が生じてい
るが、板厚に影響を及ぼすことは全くないことが確認さ
れている。

以上の如く本発明方法においては板厚に変化を与える外
乱が発生してもこれに何ら影響されることなく板厚にば
らつきが生ぜず、ストリップ品質値に基づきこの回転速
度検出値が各目標回転速度に一致するようモータＭ２．
Ｍ３の電機子電圧、界磁電流を調整するが、モータＭ２
　、Ｍ３の回転速度がベース速度（定格速度）未満でば
モータＭ２゜Ｍ３の電機子電圧を調節し、またモータＭ
２．Ｍ３０回転速度かベース速度以上になるとモータＭ
２゜Ｍ３の磁界電流を調節する自動界磁弱め制御を行う
。他の制御態様については前記第２．３図に示すものと
同じであり、対応する部分には同じ番号を付して説明を
省略する。

而して上述の如き制御方法にあっては電圧制御と界磁電
流制御が一つの制御装置で行われ低速部での電圧制御か
ら高速部の界磁電流制御は自動的に切り換えられるため
、リールモーフのパワーが有効に使用できるという利点
がある。

次に前記第１図に示す本発明方法と第１図に示す従来方
法とによる比較試験結果について説明する。供試材は厚
さ２．０１の普通鋼であり、圧延条件は入側板厚０．２
５０ｍｍ　、出側板厚０．１５０　ｍｍ　（５バス目）
板幅８００ｍｍ、入側張力３０００ｋｇ、出側張力１１
６４ｋｇとした。結果は表１に示す通りである。

表１ 表１から明らかな如く変形抵抗変化等の外乱が生じた場
合、従来方法にあっては１０μＭ前後の板厚変化が生じ
るのに対し、本発明方法においては板厚変化は零である
。なお本発明方法においては入側の張力変化が生じてい
るが、板厚に影響を及ぼすことは全くないことが確認さ
れている。

以上の如く本発明方法においては板厚に変化を与える外
乱が発生してもこれに何ら影響されることなく板厚にば
らつきが生ぜず、ストリップ品質の大幅な向上が図れる
優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はストリップミルの一般的な構成及び制御系を示
す模式図、第２図は本発明方法の実施状況を示す模式図
、第３．４図は夫々本発明の他の実施状態を示す模式図
である。 ■・・・圧延機　２，３・・・リール　４，５・・・デ
フレフクロール　６．７・・・厚み計　２２．２３・・
・電機子電圧検出器　１６・・・フィードフォワード制
御装置　１７・・・フィードバック制御装置　４２．４
３・・・電源装置１０１　、１０２・・・速度設定回路
　１１２．１１３・・・電圧制御装置　２０２．２０３
・・・コイル径演算装置　１４２．１４２・・・速度調
整装置　１６２．１６３・・・自動回転速度制御装置１
９２、１９３・・・目標回転速度演算装置　Ｍ＋　、Ｍ
２　。 Ｍ３・・・モータ　ＡＳＲ・・・自動速度制御装置　ｒ
ｃ、　。 ＴＧ５・・・速度検出器　Ｐ２．Ｐ３・・・パルスジェ
ネレータ 特　許　出願人　住友金属工業株式会社代理人　弁理士
　河　野　登　大 軍　２　旧 第　１　口

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、圧延機とその入側に配したストリップの巻戻し用リ
   ール及び出側に配したストリ・ノブの巻取り用リールと
   を具備するストリップミルの板厚制御方法において、圧
   延機のロール回転速度に対する入側ストリップ速度及び
   出側ストリップ速度の各比率が夫々設定値となるよう各
   リールのモータ回転速度を制御する一方、ストリップの
   出側板厚偏差に基づきフィードバンク的に及び／又は入
   側板厚偏差に基づきフィードフォワード的に入側ストリ
   ップ速度を調節すべく前記巻戻し用リールのモータ回転
   速度を修正制御することを特徴とするストリップミルの
   板厚制御方法。 ２、前記各リールモータの回転速度制御は巻戻し用リー
   ルのコイル径に当該モーフの界磁電流が比例するよう、
   また巻取り用リールのコイル径に当該モーフの界磁電流
   が比例するよう夫々界磁電流を調節し、また一方圧延機
   のロール回転速度に対する各リールモータの電機子電圧
   の比率が夫々の設定値に一致するよう各電機子電圧をｍ
   節することにより行う特許請求の範囲第１項記載のスト
   リップミルの板厚制御方法。 ３、前記各リールモータの回転速度制御は巻戻し用リー
   ルにおけるコイル径に当該モータの界磁電流が比例する
   よう、また巻取り用リールのコイル径に当該モータの界
   磁電流が比例するよう夫々界磁電流を調節し、また一方
   圧延機のロール回転速度に対する入側ストリップの速度
   の比率及び出側ストリップ速度の比率が夫々設定値と一
   致するよう各リールモータの電機子電圧を調節すること
   により行う特許請求の範囲第１項記載のストリップミル
   の板厚制御方法。 ４、圧延機と、その入側に配したストリップの巻戻し用
   リール及び出側に配したストリップの巻取り用リールと
   を具備するストリソプミルの板厚制御方法において、各
   リールにおけるコイル径をめ、圧延機のロール回転速度
   に対する入側ストリップ用度及び出側ストリップ速度の
   比率を設定値とするに必要な各リールモータのコイル（
   ￥に応じた目標回転速度を算出し、この算出値に各リー
   ルモータの回転速度検出値を一致させるべく各リールモ
   ータの界磁電流又は電機子電圧を調節する一方、ストリ
   ップの出側板厚偏差に基づきフィードバンク的に及び／
   又は入側板厚偏差に基づきフィードフォワード的に入側
   ストリップ速度を調節すべく前記巻戻し用リールのモー
   タ回転速度を修正制御することを特徴とするストリップ
   ミルの板厚制御方法。 ５、圧延機と、その入側に配したストリップの巻戻し用
   リール及び出側に配したストリップの巻取り用リールと
   を具備するストリップミルの板厚制御方法において、圧
   延機のロール回転速度に対する入側ストリップ速度及び
   出側ストリップ速度の各比率が夫々設定値となるよう各
   リールモータ回転速度を制御する一方、ストリップの出
   側板厚偏差に基づきフィードバンク的に及び／又は入側
   板厚偏差に基づきフィードフォワード的に入側ストリッ
   プ速度を調節すべく前記巻戻し用リールのモータ回転速
   度を修正すると共に、この入側ストリップ速度の調節に
   よって生ずるストリップの入側張力変化を解消すべく圧
   延機の川下位置を修正することを特徴とするストリップ
   ミルの板厚制御方法。