JPS6087911A - 圧延材の形状制御方法 - Google Patents

圧延材の形状制御方法

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JPS6087911A
JPS6087911A JP58194666A JP19466683A JPS6087911A JP S6087911 A JPS6087911 A JP S6087911A JP 58194666 A JP58194666 A JP 58194666A JP 19466683 A JP19466683 A JP 19466683A JP S6087911 A JPS6087911 A JP S6087911A
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rolled material
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influence
control
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Tetsuo Mannaka
万中 哲夫
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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
    • B21B37/28Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates
    • B21B37/38Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates using roll bending
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B2269/00Roll bending or shifting
    • B21B2269/02Roll bending; vertical bending of rolls
    • B21B2269/04Work roll bending

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  • 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は圧延材の形状制御方法に係シ、特に圧延力を考
慮した影響係数を用いることにょシ圧延材の長手方向の
板厚制御による干渉性を除去し、さらに、ロール摩耗、
ロールの熱膨張、圧延機の入側圧延材の板厚責動、およ
び、モデル式の誤差等による影響係数のドリフト、オフ
セットを修正するような機能を有する圧延材の形状制御
方法に関する。
〔発明の背景〕
従来の形状制御は、圧延材の形状パラメータ変化と、該
変化に対応するロールペンディングカ。
ロール胴長方向#動等の操作量との関係をぬわすために
影響係数を用い、該影W係数と、形状認識装置よシ得ら
れた形状パラメータと目標形状パラメータとの偏差から
該偏差を修正する各種の操作量を9.出する。影響係数
は、上記のように形状制御の精夏を決定するM要な要素
であシ、決定方法として1)影響係数の種々の変動要因
に対して相関関数モデルを持ち、圧延実績に基き、変動
要因の値を入力することにより影響係数を決定する方法
、2)影響係数の種々の変動動因に対する定性的なモデ
ルを持たず影響係数の初期値として任意の値、もしくは
、前回の圧延で用いた最終値を与え、前回設定した影響
係数と今回の実槓テータにより算出した影響係数との差
により影響係数そのものを修正し決定する方法がある。
(4力開昭55−42165 )。
しかしながら、影響係数の変動要因は多数あシすべての
要因を考慮してモデル化することは、困難である。また
、モデルを必要としない2)の様な方法で影響係数を決
定しようとする場合、例えば板厚制御による圧延力変動
等の時定数の小さい変動要因がある場合には影響係数を
決定できないという欠点があった。
〔発明の目的〕
本発明の目的は形状品買の高い圧延製品ヶ得ることので
きる圧延材の形状制御方法を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明は、圧延材の形状を規定する形状パラメータの変
化量と形状制御操作端の操作量との関係を影響係数によ
り把握し、圧延材の形状を検出し且つ該検出データよシ
形状パラメータを抽出すると共に、抽出された形状パラ
メータと予め設定される圧延材の目標形状を示す形状パ
ラメータとの偏差を算出し、該偏差に応じて影響係数を
修正し、該修正された影響係数に基づいて形状制御操作
端にお゛ける操作量を決定する圧延材の形状制御方法に
おいて、影響係数の変動要因のうち時定数の大きい変動
要因については予め設定された影響係数をフィードバッ
クループ制御によシ修正し、開定数の小さい変動要因に
ついては該変動要因を考慮したモデル式に基づいて影響
係数を推定することによシ影jf係数をそれぞれ請求め
ることを特徴とするものである。
〔発明の芙層側〕
本発明の理解を助けるだめに、まず本発明の原理につい
て図を用いて’fill’i ll’iに述べる。
圧延材の形状を認識するために(1)式のように圧延材
の幅方向の形状(通常、急峻度で定量化される。)を下
記の知く4次関数近似する。
y=λ2X2+λ4X4 ・・・・旧・・(1)ここで
、Xは圧延材の幅方向中心を原点とする11g4方向の
座標を表わし圧延材の両端で±1となるように正規化し
てあり、yは座標Xにおける急峻度、λ+(i=2.4
)は、近似関数の係数である。
係数21を用いても形状認識は可能であるが、係数2隻
を線形変換した形状パラメータが直感的に把握しやすい
のでこれを形状認識に用いる。本における急峻度を”2
 + A4 と定義し、形状パラメータとする。
第1図は6段圧延機における形状制御操作端を示したも
ので1.2はバックアップロール、3゜4は中間ロール
、5,6は作業ロール、7,8は圧下装置、9.10は
中間ロールベンダ、11゜ある。本例では、DDC(D
irect l)igitalControl)におけ
る閉ループ制御形状制御操作端として中110−ルベン
ダ及び作業ロールベンダを用いる。第2図は形状パラメ
ータ41 ”4 ヲ0にする中間ロールベンダカFr[
tOn:l と作業ロールベンダカFw[ton]の関
係を圧延荷重P1[tOnl P2 [tOn:] (
PI <P2 )の場合について示しだものである。圧
延荷g P (の場合、領域のにおいて圧延材の形状は
、中伸びとなシ、領域■では、端伸び、領域■および■
では、中伸び端伸びが同時に元生する、領域■つま92
本の直称の交点で(吐、A2=A、=0となシ、形状は
、平坦である。
また第2図よシ、圧延荷重が変化するとベンダ力F+、
l!”wの圧延材の形状に及ばず影響が変化することが
判かる。つまシ、圧延荷重P!において、A点の位置に
ベンダ力Pg、Pwを設定すると圧延材には中伸びを元
止するが、ベンダ力Fr。
FwをA点に固定した丑せで、圧延荷重をP2にすると
、圧延材の形状は端伸びとなる。この様に圧延荷重の変
動にょシ、L’IIFWが形状に及ばず影響は、絶対値
だけでなく極性までも変化することがわかる。
また、FI、FWの変化量と形状パラメータの変化量と
の関係は、次式で表現される。
ΔA= 2ΔF++−’−−’−Δi’w −(21)
θF+ 191’w Δ、1.=41F t 十iΔFw −(2・2)Fy θ7ノ、 aA1 0j′?・□−7丙−(1−2・4)はI゛PP係数ば
れ、ぞiLぞれ単位操作−1!(が変化させうる形状パ
ラメータ変化計ΔΔi/(j=2.4)の大きさを表わ
し、式(3)の様な変動裁置の関数としてδ、′述され
る。
aA1 =f (p、 b、 h、δ、 Se−曲す川(3・1
 )θll11 i=2.4 ここで Pは圧延荷重、δは中間ロール位置、bは圧延
材の巾、l】は板厚、sCはロールの熱膨張である。
影響係数は式(3・1)、(3・2)に示す様に多くの
変動少因に左右されるが、−例として、ロールの熱膨張
が影響係数の変動恢因となる事を電性的に説明するう 第3図は、ワークロール20が熱膨張した図であり、氾
4図は、熱膨張したワークロール22に圧延荷重を加え
た図である。これらの図から明らかな保にワークロール
ベンダカが同一でも、ロールの熱膨張の4a生具合で、
圧延材の形状に及ぼす影響度が異なる。この様に影響係
数は多くの変動要因の関数であるが、これらすべての変
動要因に対してモデル式を作ることは困難であり、また
、すべての変動要因を測定する事もコスト的に高くなる
。そこでフィードバック制御を用いて、モデル式を用い
る事なく影/〃6−係鹸をめる方法が考えられるが時定
数の小さい費因についてフィードバック制御で影響係数
をめるととれj、応答性の点から不可能である。よって
本発明では、時定数の小さい要因についてのみモデル式
を用い、時定数の大きい要因についてtri ; フィ
ードバックfi71J御を採用し影すイ係数をモデル式
を用いずにイヴ正する。先に圧延荷重が影嘱、係数に作
用する事を説明したが、圧延荷重は、板厚制御によシ強
制的に変動させられることを考慮し、本発明では、式(
4)の様な影響δ/h i=2.4 ここで添字nは、制御のサンプリング時間を、θΔ、a
A。
ぼす影響度を表ずつ aA1 aA。
δk” s d Fw aP ’ aP (i=2.41:、実M 的K 1!
出可能でアシ、たとえば、圧延荷重を微少変化させて2
回計算しその変化率をめるという方法によ請求めること
ができる。
以上の事を踏まえ、時定数の小さい変動要因に対する影
響係数の予測制御を第5図を用いて説明する。同図にお
いてQはベンダ力を示し、Q=FwまたはFIである。
簡単にするため作業ローaA。
ルベンダの影響係数(7〒−)。につぃてのみ説明する
。中間ロールベンダの影響係数(F)。
についても同様である。
今回推定される影響係数< 笥潤>。は次の様にΔP及
び圧延荷重変動が影響係数に及ばず影響度補正量(ΔF
w)52よシ、検出されるべき形状ここて、影響係数発
生モデルより出力されたに誤差があると形状パラメータ
変化量の偏差は零とならず、該偏差に重み係数(K)5
1を捌けてここで、重み係数(K)51は、0よシ大き
く数は大きく修正される。
以上のアルゴリズムによシ、影響係数の板厚制御と非干
渉化が図られると同時にオフセットやドリフトは除去さ
れる。
以下本発明の一実施例を図を用いて説明する。
圧延材61の、圧延を始める前に、セットアツプ計算機
62よシ、圧延荷重の子側を公知の手法(例えば、ブラ
ンド・アンド・フォードの式)を用いて算出し、閉ルー
プ板厚制御装置63に初期値として設定し、閉ループ形
状制御装置64には、過去の圧延実績に於いて最も形状
の良かった時の中間ロールシフト位置(δ)、中間ロー
ルベンダ力(PX)作業ロールベンダカ(Fw)を設定
する。閉ループ制御装置63.64はプロセス入出力装
置(以下、PIloとする)65.66を介して各操作
装置に操作量を出力する。本実施例の閉ループ板厚制御
装置は、板厚検出器67からの板厚信号をPI1065
を介して取シ込み、圧下装置68及び前方張力、後方張
力によシ板厚を制御する。
圧延材61の形状は、形状検出器617によシ検出され
PI1066を介して閉ループ形状制御装置64に入力
される。閉ループ形状制御装置は、形状信号を時間的に
フィルタリングし1次に形状を認識するために圧延制の
巾方向の形状を式(1)の様に4次関数近似処理を行っ
た後、下式(5)の線形変換を実行し、形状パラメータ
A2 * 74を得る。
この形状パラメータA2+ Δ、とセットアツプ計算機
よシ指定された目標形状を示す形状パラメータλ2.λ
4との偏差ΔA2+ ΔA4をめる。
そして、式(2)の関係から偏差Δ”2+ ΔA4を零
とする操作量Fx、Fwを導出する。ここで式(2)で
用いられている影響係数は、圧力センサー618から得
られる圧延荷重を入力とするWJs図の適応制御から決
定される。Fx、PwはPI1066からそれぞれ中間
ロールベンダ614.ワークロールベンダ615に出力
される。
は、操作端として中間ロールベンダ作業ロールベンダを
用いたが、中間ロールシフト、作業ロールシフトを操作
端としても良い。
以上に説明17たように本実施例によれば、板厚制御に
対して非干渉とナシ、また、ロールの熱膨張等を考慮し
た複雑なモデル式を用いることなく、精度の良い影響係
数が推定され、高精度の圧延材の形状制御方法を確立で
きる。
同、本実施例では6段式圧延様を例に採シ説明したが、
第8図に示す中間ロールを具えていない4段式圧延機に
ついても同様に適用可能である。
〔発明の効果〕
本発明によれば複雑なモデル式を用いることなく圧延材
を高精度に形状制御することができるう
【図面の簡単な説明】
第1図は、圧延機と操作端の概略構成図、第2図は圧延
荷重をパラメータとした、最適作業ロールベングカ及び
最適中間ロールベンダカの特性を示す図、第3図は作業
ロールが熱膨張した模式図、第4図は熱膨張した作業ロ
ールに圧延力が加わった時の模式図、第5図は、時定数
の小さい変動要因に対する影響係数の予測制御系を示す
ブロック図、第6図は圧延制御システムの概略構成図、
第7図は形状制御の処理内容を示すフローチャート、第
8図は4段式圧延機の概略h′ζ成図である。 1.2・・・バックアップロール、3.4・・・中間ロ
ー#、5.6・・・作業ロール、7,8・・・圧下装置
、11.12・・・作業ロールベンダ、13.14・・
・中間ロールシ7り、63・・・板厚制御装置、64・
・・形状制御装置、65 、66−P Ilo。 代理人 弁理士 鵜沼辰之 弔5m 嘔6図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 圧延材、の形状を規定する形状パラメータの変化
    情と形状制御操作端の操作量との関係を影響係数によシ
    把握し、圧延材の形状を検出し且つ該検出データよシ形
    状パラメータを抽出すると共に、抽出された形状パラメ
    ータと予め設定される圧延材の目標形状を示す形状パラ
    メータとの偏差を算出し、該偏差に応じて影響係数を修
    正し、該修正された影響係数に基づいて形状制御操作端
    における操作量を決定する圧碗材の形状制御1方法にお
    いて、影@係数の変動要因のうち時定数の大きい変動要
    因については予め設定された影響係数をフィードバック
    制御によシ修正し、時定数の小さい変kJJ要因につい
    て11−r、該変動要因に相関するモデル式に基づいて
    影響係数を推定することにより影響係数をそれぞれ請求
    めることを特徴とする圧延材の形状制御方法。 2、前記時定数の小さい変動要因は圧延荷重であること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の圧延材の形
    状制御方法。
JP58194666A 1983-10-18 1983-10-18 圧延材の形状制御方法 Granted JPS6087911A (ja)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017156122A1 (en) * 2016-03-08 2017-09-14 Novelis Inc. Method and apparatus for controlling metal strip profile during rolling with direct measurement of process parameters

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US10994317B2 (en) 2016-03-08 2021-05-04 Novelis Inc. Method and apparatus for controlling metal strip profile during rolling with direct measurement of process parameters

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