JPS6111123B2 - - Google Patents

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JPS6111123B2
JPS6111123B2 JP54066536A JP6653679A JPS6111123B2 JP S6111123 B2 JPS6111123 B2 JP S6111123B2 JP 54066536 A JP54066536 A JP 54066536A JP 6653679 A JP6653679 A JP 6653679A JP S6111123 B2 JPS6111123 B2 JP S6111123B2
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JP
Japan
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shape
rolling
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reaction force
detector
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JP54066536A
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JPS55158815A (en
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Seiji Kitao
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JFE Steel Corp
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Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Publication of JPS55158815A publication Critical patent/JPS55158815A/ja
Publication of JPS6111123B2 publication Critical patent/JPS6111123B2/ja
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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
    • B21B2263/00Shape of product
    • B21B2263/04Flatness

Landscapes

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、連続式圧延機の形状制御方法および
装置に係り、特に、ホツトストリツプミルに用い
るに好適な、形状修正装置を圧延中に制御するこ
とにより、製品形状を制御する連続式圧延機の形
状制御方法および装置の改良に関する。
〔発明の背景〕
一般に連続式圧延機、特にホツトストリツプミ
ルにおいては、ストリツプがコイラに巻きつく
と、形状が張力により潜在化し、形状検出器の信
号として表われにくい。例えば、7スタンドホツ
トストリツプミルの最終段圧延スタンドに配設さ
れたロールベンダにより形状制御する場合には、
予測的制御が必要となる。
従来、板の形状を直接検出することなく制御す
る、所謂形状を予測的に制御する方法として、特
公昭46−13142号に示される如く、圧延荷重を測
定し、その値によつて形状修正装置を圧延中に連
続的に制御する圧延方法が提案されているが、薄
板熱延鋼板或いは薄板冷延鋼板の場合、入側板ク
ラウンの影響が無視できず、そのスタンドの圧延
荷重だけでは、十分な予測的制御ができなかつ
た。又、この圧延方法は、圧延荷重を予測計算
し、圧延に先立ち形状修正装置のベンダ力をプリ
セツトするものであるが、そのプリセツトに誤差
がある場合には、形状不良がそのまま維持されて
しまうという問題点を有した。
〔発明の目的〕
本発明は、前記従来の欠点を解消するべくなさ
れたもので、製品形状をその全長に渡つて極めて
良好に保つことができる連続式圧延機の形状制御
方法および装置を提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
本発明は、ロールベンデイング装置を圧延中に
制御することにより製品形状を制御する連続式圧
延機の形状制御方法において、圧延中に、複数の
圧延スタンドの圧延反力を検出し、 但し、βki:係数 ΔPi:圧延反力変化量 ΔQi:iスタンドのロールベンド力修正
量 i:圧延スタンド番号 なる予測制御式に基づいて、製品形状が所定製品
形状となるよう、前記ロールベンデイング装置を
制御するようにして、前記目的を達成したもので
ある。
又、連続式圧延機の形状制御装置を、圧延中の
製品形状を検出する形状検出器と、圧延中の複数
スタンドの圧延反力を検出する圧延反力検出器
と、前記形状検出器により検出された製品形状と
所定製品形状との偏差に応じた信号を出力する形
状帰還制御装置と、圧延実積データに基づき、内
蔵された 但し、βki:係数 ΔPi:圧延反力変化量 ΔQi:iスタンドのロールベンド力修正
量 i:圧延スタンド番号 なる予測制御式の係数を修正すると共に、前記形
状帰還制御装置出力により、所定製品形状が得ら
れた時点の圧延反力を基準値とし、該基準圧延反
力と前記圧延反力検出器出力の実測圧延反力との
偏差に基づいて予測制御式から算出した制御信号
を出力する形状予測制御装置と、前記形状帰還制
御装置及び形状予測制御装置の出力に基づき、製
品形状を修正するロールベンデイング装置と、を
用いて構成したものである。
以下本発明の原理を説明する。一般に、板材の
平坦さは、圧延機入側の平坦な板の断面プロフイ
ルが、圧延機にて相似に圧延された場合に維持さ
れる。板材の断面プロフイルは通常板クラウン
(=(幅方向中央部板厚)−(幅方向端部板厚))に
て表わされるので、クラウン比率(=
板クラウン/板厚)が圧延機入側と出側で一定であれば よい。圧延後の板クラウンは多くの圧延要因、材
料要因に支配されるため数式化は困難なものであ
る。即ち、冷間圧延機ではほぼ入側板クラウンに
よつて決まり、厚板ミルではほぼその圧延条件で
決まり入側板クラウンに依存しない。ホツトスト
リツプミルではその中間的性質を持つ。板クラウ
ンの予測式については、すでに特願昭53−155522
号(特開昭55−81008号公報)にて提案したよう
に次式にて表わされる。
Cri=(α1i+αi/B)Pi+α3iDi+α4iRci +α5iBi+α6iCri-1+α7i …(1) ここで、Crは出側板クラウン、Bは板幅、P
は圧延反力、Dは圧延ロール径、Rcはワークロ
ールクラウン(=イニシヤルクラウン+ヒートク
ラウン+摩耗クラウン)、α1i〜α7iは定数、iは
圧延スタンド番号又はパス回数を表わす定数であ
る。又、α6iは圧延理論式で得る事が困難な定数
で通常実験で得られる。
連続式圧延機においてロールベンデイング装置
で形状を修正する場合には、(1)式に、板クラウン
は大きく変化しないが形状修正には効果のあるロ
ールベンデイングによる修正項が追加される。又
先端以降のロールベンド力による修正量を考える
場合は、板幅、ロール径、ワークロールクラウン
の変化は小と考えてよいので、結局次式で表わせ
る。
Cri=AiPi+BiCri-1+Ci+DiQi …(2) ここで、A〜Dは当該圧延材で一定な定数、D
はロールベンド力の板クラウンへの効果を表わす
定数、Qはロールベンデイング力である。
以下、説明をわかりやすくするために7スタン
ドホツトストリツプミルにおいて、最終スタンド
にて、ストリツプ先端の形状検出器の信号に応じ
てロールベンド力で形状制御し、以後予測制御す
るものとし、入側板クラウンの影響は第6スタン
ドから発生するものとすると、前出(2)式は、 Cr7=A7P7+B7Cr6+C7+D7Q7 …(3) Cr6=A6P6+B6Cr5+C6 …(4) Cr5=A5P5 +C5 …(5) となる。ただし、5スタンド出側クラウンCr5
入側クラウンの影響はここでは簡単のために省略
している。先端での形状検出器によるフイードバ
ツク制御により、出側板厚をhとすると Cr7/h7=Cr6/h6 …(6) となるようなQ7が次式の如く決められる。
Q7=−1/D{A7P7+C7+(B7−h/h)Cr6} =−1/D〔A7・P7+(B7−h/h)・A6
P5 +(B7−h/h)・B6・A5・P5+{C7+(B7
/h) (C6+B6・C5)}〕 …(7) 以後の予測的制御では、h6,h7は自動板厚制御に
て一定に制御されていると考えられるので、ロー
ルベンド力修正量△Q7は、次式によつて得られ
る。
△Q7=−1/D{A7*△P7+(B7−h/h)・A6
*△P6 +(B7−h/h)・B6・A5*△P5} …(8) ここで、△Pは、先端部の圧延反力からの圧延
反力変化量である。
いま、(8)式の右辺において、 β=−1/D・A7 …(9) β=−1/D(B7−h/h)・A6…(10) β=−1/D(B7−h/h)・B6・A5 …(11) と置くと、(8)式は、 となる。
以上から明らかな如く、一般に最終スタンドの
ロールベンド力修正量△Q7にて得ることができる。
さらに、このことは、最終スタンド以外でも同
様のことを言うことができ、(13)式のβkに対し
て任意のスタンドの係数をβkiとすると、一般的
に任意のスタンドのロールベンド力修正量△Qi
は、 と表わすことができる。ここでβiは係数である
が、(1)式のα6iが実験的に決まる係数であるの
で、βiは必ずしも正確な値とはならない。従つ
て形状検出器の信号と、圧延反力変化量△Piとか
らβiを決めるのが望ましい。現実的な方法とし
ては、先端部の形状検出器による帰還制御の後、
予測制御に移つたあとで、不良になる前の何点か
の形状検出器の信号と圧延反力変化量△Piから、
回帰分析手法によりβiを修正するのがよい。
このβiの修正方法の一例を示すと以下のとお
りになる。
β,β,βは、それぞれ(9),(10),(11)式で
計算されるが、これらは(3),(4),(5)式の係数
A5,A6,A7,B6,B7,D7が決れば決定される。
いま、簡単のために、圧延荷重P5,P6,P7に対
する係数A5,A6,A7は精度良く得られているた
め固定とする。また、B6も固定とする。
さらに(3)式においてCr7は出側のクラウンメー
タなどから得られ、P7,Q7は検出器から得られ
る。また、Cr6は形状とクラウンの関係式 ε=η(Cr/h−Cr/h) …(15) ε:最終スタンド出側形状(のび率差) で検出器より得られる η:形状変化係数 から計算できる。
したがつて、(3)式において〔Cr7,P7,Cr6
Q7〕のサンプリング周期毎のデータ群によつて
B7,C7,D7が計算できる。
これらの実データに基づき刻々計算された
B7,D7によつて(9),(10),(11)式よりβ,β
βを修正することができる。
さらにこのことは最終スタンド以外でも同様の
ことが言うことができ、一般に に表わすことができる。
〔発明の実施例〕
以下、本発明を7スタンドホツトストリツプミ
ルに適用した実施例を図面を参照して詳細に、説
明する。添付図面は、後段の3圧延スタンドを示
すものである。これら後段の3圧延スタンド、1
2−5,12−6,12−7で圧延された被圧延
材である鋼板10がコイラ14に巻き取るように
された連続式圧延機において、最終段圧延スタン
ド12−7の出側に配設された、圧延中の製品形
状を検出する形状検出器20と、各圧延スタンド
12−5,12−6,12−7に配設され、圧延
中の各圧延スタンドの圧延反力を検出する圧延反
力検出器22−5,22−6,22−7と、鋼板
10がコイラ14に巻き取られたことを検知して
出力する巻付検出器24と、前記形状検出器20
により検出された、鋼板10の先端がコイラ14
に巻き付く迄の製品形状と所定製品形状との偏差
に応じた信号を出力する形状帰還制御装置26
と、圧延実積データに基づき、内蔵された予測制
御式の係数を修正すると共に、前記形状帰還制御
装置出力により、所定製品形状が得られた時点の
圧延反力を基準値とし、以後、該基準圧延反力と
前記圧延反力検出器22−5,22−6,22−
7との偏差に基づいて予測制御式から算出した制
御信号を出力する形状予測制御装置28と、前記
形状帰還制御装置26及び形状予測制御装置28
の出力に基づき、最終段圧延スタンド12−7に
配設されたロールベンデイング装置32を駆動
し、ロールをベンデイングさせることにより鋼板
の形状を修正するロールベンダ制御装置30とを
備えたものである。
以下作用を説明する。鋼板10が圧延スタンド
12−5,12−6,12−7で順次圧延され、
その先端が形状検出器20に到達すると、形状検
出器20は、この時の製品形状を出力する。この
時の製品形状は、鋼板10の先端がコイラ14に
巻き取られていないため、張力がかかつていな
い、顕在化された製品形状となり、製品形状を正
確に検出可能である。形状帰還制御装置26は、
該形状検出器20の出力信号に基づき、 ΔQ=Kpε+KIΣε 但し、ε:該形状検出器20と所定製品形状との
偏差 Kp,KI:定数 ΔQ:ロールベンド力修正出力 により所定製品形状との偏差を比例積分して、ロ
ールベンダ制御装置30に出力し、ロールベンデ
イング装置32を駆動して、顕在化された製品形
状が所定製品形状と一致するようロールベンデイ
ング装置32を帰還制御する。このとき同時に、
形状検出器20の出力信号は、形状予測制御装置
28にも伝送され、このときの圧延反力検出器2
2−5,22−6,22−7の信号変化と、それ
によつて変化する形状検出器20の信号を捉え、
予測制御式(前出(9)式)の係数βiを修正する。
圧延が進行し、鋼板10の先端がコイラ14に
巻き付いたことが巻付検出器24により検出され
ると、鋼板10のコイラ14と最終段圧延スタン
ド12−7の圧延ロール間に張力が発生し、鋼板
形状が潜在化して、形状検出器20の信号が急激
に減衰する。従つて、形状帰還制御装置26は、
巻付信号が巻付検出器24より入力されると、そ
の直前の形状検出信号をホールドし、このとき前
記ロールベンダ制御装置30に送られている出力
信号をホールドする。形状予測制御装置28は、
鋼板10の先端が形状検出器20に到達後、形状
帰還制御装置26が動作し、形状が平坦になつた
時点を該形状帰還制御装置26の出力信号から判
定し、その時点の圧延反力を圧延反力検出器22
−5,22−6,22−7から読み取つて基準値
とし、以後予測制御式(8)に従つて修正量をロール
ベンダ制御装置30に出力し、ロールベンデイン
グ装置32により形状を修正する。なお、予測制
御式(9)の係数βiの修正は、鋼板10の先端がコ
イラ14に巻き付いた以後は、正確な形状が検出
できないので、その修正が中止される。
本実施例においては、鋼板10の先端がコイラ
14に巻き付く迄は、鋼板形状が顕在化されてい
るため、形状検出器20の出力信号に基づき形状
帰還制御装置26によりロールベンダ制御装置3
0を制御し、鋼板10の先端がコイラ14に巻き
付かれた以降は、鋼板形状が潜在化されるため、
圧延反力検出器22−5,22−6,22−7に
より検出される圧延反力に基づいて、形状予測制
御装置28により形状を制御するようにしている
ので、形状検出器の出力信号が途中から不良にな
るような場合でも、鋼板形状をその全長に渡つて
正確に制御することが可能である。
なお前記実施例においては、形状帰還制御装置
26が、鋼板10の先端がコイラ14に巻き付く
迄動作するようにされていたが、ロツト1本目は
先端部だけに限定することにより、形状予測制御
装置28の係数修正効果を高めることも可能であ
る。
又、前記実施例においては、形状帰還制御装置
26が、鋼板10の先端がコイラ14に巻き付い
た時でその時の出力信号をホールドするようにさ
れていたが、鋼板10の張力により形状検出器2
0の信号を補正することができ、潜在化された形
状を正確に検出できる場合には、該形状帰還制御
装置26が鋼板10の終端部迄動作するようにす
ることも可能である。
更に、前記実施例においては、形状帰還制御装
置26が形状を平坦にした後で、形状予測制御装
置28が動作を開始するようにされていたが、予
測制御式(8)に、形状制御信号変化量を加えるよう
な対応式が判つていれば、鋼板10が平坦になる
前から形状予測制御装置28を動作させることも
可能である。
又、前記実施例においては、形状修正装置とし
て、最終スタンドに配設されたロールベンデイン
グ装置が使用されていたが、形状修正装置はこれ
に限定されない。
前記実施例は、本発明を、7スタンドホツトス
トリツプミルに適用したものであるが、本発明の
適用範囲はこれに限定されず、他のスタンド数を
有するホツトストリツプミル、或いは冷間圧延機
にも同様に適用可能である。
〔発明の効果〕
以上説明した通り、本発明は、形状修正装置を
圧延中に制御することにより製品形状を制御する
連続式圧延機の形状制御方法において、圧延中
に、複数の圧延スタンドの圧延反力を検出し、予
測制御式に基づいて、製品形状が所定製品形状と
なるよう、前記形状修正装置を制御するようにし
たので、製品全長に渡つて製品形状を極めて良好
に保つことができるという優れた効果を有する。
又、連続式圧延機の形状制御装置を、圧延中の
製品形状を検出する形状検出器と、圧延中の複数
スタンドの圧延反力を検出する圧延反力検出器
と、前記形状検出器により検出された製品形状と
所定製品形状との偏差に応じた信号を出力する形
状帰還制御装置と、圧延実積データに基づき、内
蔵された予測制御式の係数を修正すると共に、前
記形状帰還制御装置出力により、所定製品形状が
得られた時点の圧延反力を基準値とし、該基準圧
延反力と前記圧延反力検出器出力の実測圧延反力
との偏差に基づいて予測制御式から算出した制御
信号を出力する形状予測制御装置と、前記形状帰
還制御装置及び形状予測制御装置の出力に基づ
き、製品形状を修正する形状修正装置とを備えた
ので、前記効果に加えて、更に、予測制御式の係
数がより正確に求められ、より正確な形状制御が
可能となるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
添付図面は、本発明が適用された7スタンドホ
ツトストリツプミルの形状制御装置の実施例の構
成を示すブロツク線図である。 10……鋼板、12−5,12−6,12−7
……圧延スタンド、14……コイラ、20……形
状検出器、22−5,22−6,22−7……圧
延反力検出器、24……巻付検出器、26……形
状帰還制御装置、28……形状予測制御装置、3
0……ロールベンダ制御装置、32……ロールベ
ンデイング装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ロールベンデイング装置を圧延中に制御する
    ことにより製品形状を制御する連続式圧延機の形
    状制御方法において、圧延中に、複数の圧延スタ
    ンドの圧延反力を検出し、 但し、βki:係数 ΔPi:圧延反力変化量 ΔQi:iスタンドのロールベンド力修正
    量 i:圧延スタンド番号 なる予測制御式に基づいて、製品形状が所定製品
    形状となるよう、前記ロールベンデイング装置を
    制御するようにしたことを特徴とする連続式圧延
    機の形状制御方法。 2 圧延中の製品形状を検出する形状検出器と、
    圧延中の複数スタンドの圧延反力を検出する圧延
    反力検出器と、前記形状検出器により検出された
    製品形状と所定製品形状との偏差は応じた信号を
    出力する形状帰還制御装置と、圧延実積データに
    基づき、内蔵された 但し、βki:係数 ΔPi:圧延反力変化量 ΔQi:iスタンドのロールベンド力修正
    量 i:圧延スタンド番号 なる予測制御式の係数を修正すると共に、前記形
    状帰還制御装置出力により、所定製品形状が得ら
    れた時点の圧延反力を基準値とし、該基準圧延反
    力と前記圧延反力検出器出力の実測圧延反力との
    偏差に基づいて予測制御式から算出した制御信号
    を出力する形状予測制御装置と、前記形状帰還制
    御装置及び形状予測制御装置の出力に基づき、製
    品形状を修正するロールベンデイング装置と、を
    備えた連続式圧延機の形状制御装置。
JP6653679A 1979-05-28 1979-05-28 Method and apparatus for shape control in continuous rolling mill Granted JPS55158815A (en)

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