JPS6111124B2 - - Google Patents

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JPS6111124B2
JPS6111124B2 JP56015779A JP1577981A JPS6111124B2 JP S6111124 B2 JPS6111124 B2 JP S6111124B2 JP 56015779 A JP56015779 A JP 56015779A JP 1577981 A JP1577981 A JP 1577981A JP S6111124 B2 JPS6111124 B2 JP S6111124B2
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Japan
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rolling
vertical
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controlled
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JP56015779A
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English (en)
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JPS57130710A (en
Inventor
Atsuhisa Takekoshi
Kazunari Ikegami
Masaharu Yamamoto
Hiromitsu Takei
Yoshihiro Oonishi
Yoshimasa Yamazaki
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
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Publication of JPS57130710A publication Critical patent/JPS57130710A/ja
Publication of JPS6111124B2 publication Critical patent/JPS6111124B2/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
    • B21B37/16Control of thickness, width, diameter or other transverse dimensions
    • B21B37/22Lateral spread control; Width control, e.g. by edge rolling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B2261/00Product parameters
    • B21B2261/20Temperature

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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】
この発明は、熱間粗圧延機における板巾自動制
御法に関し、特に竪ロールを入側に装備した熱間
粗圧延機によつて被圧延材に対して適切な巾圧下
を連続的に与え、その下流で水平圧延を加えるこ
とにより、仕上圧延後のホツトストリツプ内の巾
変動、さらにはホツトストリツプ相互間での巾変
動を小さくするための竪ロール開度の制御方法に
関するものである。 ホツトストリツプは、その巾寸法が客先の必要
とする注文巾を満たすように圧延されて製造され
る。この場合、圧延中の様々な原因、例えばスラ
ブの手入れによるメタルの欠損や、竪圧延に依る
スラブの先後端部の巾落ち、或いは温度むら(ス
キツドマーク)等により生ずる巾の変動などを考
慮して予じめ仕上巾を全体的に広めに調節して圧
延される。このときの実際のホツトストリツプの
巾寸法と注文巾との差は「余巾」と呼ばれ、余巾
が小さいほど歩留が良好となることは当然であ
る。 余巾を小さくするためには、先ず同一ホツトス
トリツプ内の巾変動を小さくし、次にホツトスト
リツプ全体の巾を的確に目標巾へ近づけることが
必要である。前者をストリツプ内巾精度、後者を
ストリツプ間巾精度と呼び、巾精度を評価するに
は両者の評価が必要である。 前記ストリツプ内巾精度に対する従来の実操業
での対応は、スラブの手入れ、スキツドマーク、
竪圧延の巾落ちの各々に対して種々行なわれてい
るが、スラブの手入れは表面および内質の品質を
確保するうえで或る程度のメタル欠損が不可避で
あるから竪圧延での巾圧下量をできるだけ大きく
するようなスラブ巾運用を行なうものの充分な効
果は得られず、またスキツドマークについては炉
構造や設備の改善が認められるものの著るしい効
果をあげるには至らず、むしろ省エネルギー操業
の影響で生じる抽出温度の低下等により一般的に
は従前よりも温度ムラが大きくなる傾向さえあ
り、さらに竪圧延による巾落ちについても竪圧延
機列のパススケジユールの最適化調整が種々提
案、実施され、若干の改善が認められるものの、
一方では連続鋳造スラブの比率増大に併う巾圧下
量の増加で先後端部の巾落ちがかえつて大きくな
る傾向があるなど、安定して大きな改善効果をあ
げ得る手段は見当らないのが実情である。 また前記ストリツプ間巾精度に対する対応手段
としては、竪圧延機列の個々の開度調節を行なう
ことにより巾調整を行なうものがあるが、主とし
て作業者の経験に依るところが多く、安定した確
度の高い圧延方法とは云い難いものとなつてい
る。 一方、上述の欠点を除去するために竪ロールと
水平ロールとを備えた熱間圧延機において圧延前
に水平ロール圧延での巾拡がり関係式に基づいて
目標板巾になるために必要な圧延前板巾を計算
し、圧延前板巾の実測値との比較を行なつてその
偏差分を竪圧延ロールギヤツプ位置の調整で修正
する自動板巾制御方法が特公昭50−24907号公報
によつて提案されている。しかしながらこの方法
では巾拡がり関係式に竪圧延評価がなく、竪圧延
の評価は学習で行なうようにしてあるため、竪圧
延ロールの位置制御による板巾制御の精度に限界
があるという問題点が残されたままであつた。 尚、前記以外にもホツトストリツプミルにおけ
る板巾自動制御方法が提案されているが、各々次
に述べるようにいずれも問題点をかかえたものば
かりである。 すなわち、荷重計によつて竪圧延荷重変動を検
出し、下流側竪ロールをフイードフオワード手法
により制御して竪ロール開度を所望に保つ方式で
は、荷重変動と板巾変動との相関が巨視的にこそ
認められるものの本来は温度や板厚の変動にも依
るので、板巾制御で要求されるレベルからみてあ
まりにもバラツキが大きく、従つて荷重計をセン
サとして用いるのは制御精度の点で不充分であ
り、これは荷重のフイードバツクを行なう場合も
同様である。また板巾計により板巾変動を検出
し、下流側竪ロールへフイードフオワードして竪
ロール開度を制御する方式、或いは温度計により
温度変動を検出し、下流側竪ロールへフイードフ
オワードして竪ロール開度を制御する方式などで
は、これら板巾変動又は温度変動の単独取り込み
では不充分で、双方を適切な評価配分で同時に取
込むことが制御上必要である。 さらにスラブ先又は後端部の非定常部すなわち
巾落ち部に対応する圧延長について経験値或いは
計算モデルで巾圧下パターンを決めて行なうシヨ
ートストローク制御もあるが、この巾圧下パター
ンには巾落ち部対応圧延長内でのスラブ手入れに
よるメタル欠損や温度ムラ等による巾変動要因が
評価に含まれないため、充分な制御目的が達せら
れなかつたり、或いは極端に端部巾が広すぎて、
下流側設備内の通板性に悪影響を与えたりするこ
とすらある。 この発明は前述の状況に鑑みてなされたもの
で、竪圧延を伴なう水平圧延での巾拡がりを評価
した巾拡がり関係式を用いて、被圧延材に対して
適切な巾圧延を連続的に加えつつその下流で水平
圧延を連続的に加え、かくして仕上圧延後のホツ
トストリツプ内巾精度と共にホツトストリツプ間
巾精度を一層向上させようとするものである。 すなわちこの発明の板巾自動制御法において
は、圧延用水平ロールの入側に竪ロールを装備し
た複数の圧延スタンドからなる熱間粗圧延機によ
つて竪および水平圧延を施すに際し、制御対象竪
ロールスタンドの最大制御量(巾圧下量)を、動
力、圧延荷重、座屈、噛込み各限界式をもとに算
出して制御代を求め、この制御代と目標板巾とか
ら制御対象スタンドに関する巾拡がり式をもとに
制御前板巾を決定し、制御対象の竪ロールスタン
ドを除く上流側竪ロールスタンドの竪ロール開度
を上記制御前板巾を得るべく設定して圧延し、制
御対象竪ロールスタンドの入側で制御竪圧延前の
実績板巾および実績温度を測定しながらこれら測
定結果と巾拡がり式を用いて制御対象スタンドで
の水平圧延後の板巾が常に前記目標板巾となるよ
うな制御竪ロール開度を計算して制御対象竪ロー
ルスタンドの竪ロール開度を連続的に制御し、同
時に制御対象竪ロールスタンドでの圧延荷重を測
定して制御竪ロール開度に対するミルスプリング
相当分の補正を与えるものである。 またこの発明の板巾自動制御法においては制御
対象スタンドに入る前の実績板巾とを計算による
制御前板巾との偏差をもとに学習装置を介して次
材に対する上流側竪ロール開度を修正することに
より一層のストリツプ間巾精度の向上が計れ、さ
らに制御対象スタンド出側での圧延後の実績板巾
をもとに目標板巾との偏差から制御竪ロール開度
の計算に対して連続的に修正フイードバツクを加
えることにより一層のストリツプ内巾精度の向上
が計れ、この実績板巾との偏差を被圧延材先端部
の一定長さについて評価し次材に対する巾拡がり
式の修正に用いて全長にわたる制御精度を高める
ことも可能である。 尚、粗圧延完了後の被圧延材はさらに熱間仕上
圧延機によつて仕上圧延されるが、この仕上圧延
の出側で仕上実績板巾を測定してその測定結果を
もとに学習装置を介して次材に対する上記粗圧延
目標板巾の修正を行ない、最終目標板巾である仕
上出口目標板巾に対する仕上入口目標板巾、すな
わち粗圧延目標板巾の寸法精度の向上を計ること
も可能で、粗圧延と仕上圧延の一貫連続圧延制御
における板巾制御法としても有意義なものであ
る。 この発明を図面と共に詳述すれば以下の通りで
ある。 図はこの発明の一実施例に係る制御系のブロツ
ク図で、圧延設備として各々圧延用水平ロールの
入側に竪ロールを装備した4スタンドからなる粗
圧延機6と、タンデム式仕上圧延機9とを連設し
て巻取機10に連結した連続式ホツトストリツプ
ミルが例示されている。7および8は粗圧延機6
の最終スタンドの竪ロールないしそのスタンドお
よび水平ロールないしそのスタンドを示し、これ
が本発明でいう制御対象スタンドに選ばれてい
る。1は制御対象竪ロールスタンド7の入口にお
ける板巾(制御前板巾)を実測する粗中間巾計、
2は同じく入口温度tを計測する温度計、3は制
御竪ロールスタンド7の圧延荷重Pを測定するロ
ードセル、4は粗圧延機出口での板巾を実測する
粗出側巾計、5は仕上圧延機出口での板巾を実測
する仕上出側巾計であり、被圧延材は図示を省略
してある。 この発明による制御方式においては、制御対象
スタンドの竪ロール7が与える巾圧下量によつて
水平ロール8での水平圧延後の巾拡がり量が変化
するという圧延変形現象を積極的に利用して、ス
トリツプ内巾変動およびストリツプ間巾変動を小
さくしようとするものであり、この目的を達成す
るために常に制御に必要な巾圧下量すなわち制御
代を確保する必要がある。従つて許容される範囲
で制御代は大きいほど大きな巾変動に対応できる
ことは述べるまでもない。 先ず仕上圧延機出口での目標板巾設定値Fwと
同じく仕上出口目標板厚設定値Ftおよび被圧延
材のカーボン当量Ceq等を含む成分、鋼種、スラ
ブ寸法などの設定データを設定器26によつて与
えて最終粗圧延スタンド出口での目標板巾Rwを
計算装置11によつて計算、決定する。 前記制御代は圧延条件や竪ロール設備能力で制
約を受けるものであり、従つてこれらの制約内で
最大量にするために下記の各限界式を用いて制御
代計算装置12により制御代△Wcを計算、決定
する。 Γ 動力限界式
Mp=1.03×10-3・TQ・NR/i・η …(1) 但し、TQ:圧延トルク=2λ・ld・P、λ:
トルクアーム系数=No.(rw)、ld:投影
接触弧長、P:圧延荷重、rw:巾圧下
率、NR:モーター回転数、i:減速
比、η:効率、Mp:限界動力 Γ 圧延荷重限界式
P=KNo.n・Ho・ld・Qp …(2) 但し、KNo.n:平均変形抵抗=No.(T,ε、
〓ε、Ceq)、Qp:圧下力函数=No.(Ho,
Wo,Wn,ld)、Ho:水平圧延前板
厚、Ceq:カーボン当量、T:材料温
度、ε:歪=lnWo/We、〓ε:歪速度=
{2π・RE・NR/60√E・△e
ε、RE:竪ロール半径、△We:巾圧下
量=Wo−We,Wo:入側巾、Wn:平均
巾、We:竪ロール開度、 Γ 座屈限界式 △Web=No.(Ho) …(3) 但し、△Weh:座屈限界圧下量、 Γ 噛込み限界式 θnax=C1 …(4) 但し、θnax:噛込み限界、C1:定数 このようにして制御対象スタンドの竪ロール7
の制御代(巾圧下量)を計算装置12で決め、先
に計算装置11で求めておいた最終粗出口目標巾
とから制御前板巾計算装置13で巾拡がり式を用
いて制御前板巾CRWを計算決定する。 ここで上記巾拡がり式としては、制御対象スタ
ンドの竪ロール7による竪圧延を伴なう水平ロー
ル8による水平圧延での巾拡がりを評価した巾拡
がり式、例えば竪圧延後から水平圧延による巾拡
がり量△Wを、 △W=No.(Hdn,Ho,H1,RH,W0,T)
…(5) として定めた式を用いる。ここでHdnはHo,△
e,KNo.n,Wo,Tの函数で、Hdn=No.(Ho,
Wo,△We,T,KNo.n)である。またH1は水平
圧延後の板厚、RHは水平ロール8の半径、Woは
入側板巾、Tは被圧延材温度である。 計算装置13で決定された制御前板巾が竪ロー
ルスタンド7の入側で得られるように、制御対象
竪ロールスタンド7を除く上流側の竪ロールスタ
ンド群の竪ロール開度Siをパススケジユール計算
装置14により計算し、その結果に基づいて開度
制御装置15を介して上流側竪ロールの開度が定
められ、このような各竪ロール開度の設定完了
後、圧延が開始される。 粗圧延機の各スタンドで順次竪および水平圧延
されてきた被圧延材は、制御対象スタンドの入側
において粗中間巾計1と温度計2とによつて各々
制御前実績巾CRWRと実績温度tとを逐次測定さ
れ、これら測定結果は制御竪ロール開度計算装置
17へ入力される。該計算装置17ではこれら実
績板巾CRWRと実績温度tから先の巾拡がり式を
用いて、前述の最終粗出口目標板巾になるような
制御竪ロール開度CWを計算し、この計算結果
は、システムに付設されているトラツキング装置
27から前記各実績値測定点が制御対象竪ロール
7の位置に到達したことが出力されてからはじめ
て竪ロール開度制御装置18へ与えられ、かくし
て竪ロール7の開度が所定値に設定制御される。 以上のような入側の実績板巾と温度の実測値と
巾拡がり式による制御対象竪ロールスタンドの開
度自動制御動作が被圧延材の長手方向にわたり連
続的に行なわれ、これによつて全長のどの点にお
いても常に最終粗出口目標板巾になるように板巾
制御されるので、粗圧延機6の出口ではこの目標
板巾に対して偏差の小さい、且つバー内巾変動の
少ない粗圧延バーが得られるものである。 制御対象竪ロールスタンド7には巾圧延荷重P
を実測するための荷重計3が付設され、この荷重
計3による巾圧延荷重Pの計測結果からミルスプ
リング補正装置19によりミルスプリング補正量
△Wsが算出され、これにより計算装置17から
開度制御装置18へ与えられる開度計算値CWに
対して補正が与えられる。この場合、△Wsはミ
ルスプリングをME(TON/mm)とすると、 △Ws=P/ME …(6) で表わされる。 以上に述べたこの発明の板巾自動制御法の制御
系の精度の維持向上を図るために下記のような学
習機能およびフイードバツク機能を伴用すること
は好ましいことである。 すなわち、図において学習装置16は上流側竪
ロールの開度制御に対する修正用のもので、計算
装置14で求めたパススケジユールによつて得ら
れた制御前板巾実績値(巾計1の出力CRWR)と
制御前板巾目標値CRWとの偏差を、被圧延スラブ
寸法や鋼種、成分組成、最終粗出口目標板巾等毎
に細分化されたブロツク別で記憶し、これをもと
に次材に対する補正値△Sを算出して計算装置1
4から開度制御装置15へ与えられる開度計算値
Siに対して修正を施すものである。 また、被圧延材は粗出側巾計4を抜けるまでト
ラツキング装置27でトラツキングされるが、こ
こで粗出側巾計4により測定された粗出側実績巾
RWRと、前述制御竪ロール開度CWの計算に用い
た諸パラメータから、修正誤差算出装置20にお
いて修正モデル誤差△aMを算出し、更にこの誤
差値△aMからPID処理装置21で補正量△a1を算
出し、制御竪ロール開度CWの計算に対して連続
的に修正を加えることにより同一圧延材内の未制
御部分に対してフイードバツク操作を行なわしめ
ることも有効である。 一方、上記フイードバツク操作が行なわれない
被圧延材先端部の或る長さについて、粗出側巾計
4による実績板巾RWRと前記諸パラメータから
修正モデル誤差算出装置22においてモデル誤差
△a′Mを算出し、材料温度や鋼種、成分組成、粗
圧延板厚等毎に細分化されたブロツク別で学習装
置23に記憶させ、これをもとに次材に対する補
正量△a2を該学習装置23で算出して制御竪ロー
ル開度の計算に対して修正を加えることも効果的
である。 さらに最終的な目標板巾である仕上圧延機9の
出口目標板巾に対する最終粗圧延機出口目標板巾
(つまり仕上入口目標板巾)の精度を向上する目
的で、仕上圧延機9の出側に設けられた仕上出側
巾計5により測定された仕上出口実績板巾FWR
と、計算装置11による最終粗出口目標板巾RW
の計算に用いた諸パラメータから、最終粗出口目
標板巾誤差算出装置24においてモデル誤差△
aWRを算出し、仕上目標板厚、板巾、鋼種、仕上
温度、成分組成等毎に細分化されたブロツク別で
学習装置25に記憶させ、これをもとに次材に対
する補正量△a3を該学習装置25で算出し、計算
装置11による最終粗出口目標板巾の計算に対し
て修正を加えることも効果的である。 尚、長手方向における先端および後端部、そし
て中央部も、すなわち被圧延材全長について、前
述同一の巾拡がり式を用いて制御竪ロール開度が
決定されるが、竪圧延後の水平圧延による巾拡が
りは、普通の矩形板の巾拡がりと、端部盛り上り
部分の拡がりとに分けられ、本発明に用いる巾拡
がり式はこの両者を併せもつものである。 一方、実際の緊圧延では、最先および後端部に
ついては端部盛り上り部分は生成されず、次の水
平圧延では普通の矩形板の巾拡がりとみなすこと
ができる。端部から長さlだけ中央部側の部分は
普通の矩形板の巾拡がりと端部盛り上り部分の巾
拡がりとの両者が成立する。すなわち、これらの
圧延変形挙動に対して下表の如き両巾拡がりに対
する評価を行なうことによつて本発明に用いる巾
拡がり式を被圧延材全長に対して適用するもので
ある。
【表】 以上に述べたようにこの発明によれば熱間粗圧
延機による板巾の自動制御が粗圧延機全体を系内
にとり込んで安定的に行なえるものであり、被圧
延材全長にわたる巾精度の向上と、ストリツプ間
巾精度の向上に著効を奏し、また複数の竪圧延ス
タンドに対する制御にも容易に適用でき、一層高
い精度の制御を達成し得るものである。
【図面の簡単な説明】
図面はこの発明の実施例に依る制御系を示すブ
ロツク図である。 1:粗入側巾計、2:温度計、3:荷重計、
4:粗出側巾計、5:仕上出側巾計、6:粗圧延
機、7:制御対象竪ロール(スタンド)、8:制
御対象水平ロール(スタンド)、9:仕上圧延
機、10:巻取機、11:最終粗出口目標板巾計
算装置、12:制御代計算装置、13:制御前板
巾計算装置、14:上流側竪ロールパススケジユ
ール計算装置、15:上流側竪ロール開度制御装
置、17:制御竪ロール開度計算装置、18:制
御竪ロール開度制御装置、19:ミルスプリング
補正装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 圧延用水平ロールの入側に竪ロールを装備し
    た複数の圧延スタンドからなる熱間粗圧延機列に
    おいて竪および水平圧延を施すに際し、制御対象
    スタンドの最大制御巾圧下量を動力、圧延荷重、
    座屈、噛込みの各限界式をもとに算出して制御代
    を求め、制御対象スタンドの竪圧延を伴なう水平
    圧延の巾拡がりを評価に含めて予じめ定められた
    巾拡がり式をもとに前記制御代と粗出側目標板巾
    とから制御前板巾を決定し、制御対象竪ロールス
    タンドを除く上流側竪ロールスタンドの竪ロール
    開度を上記制御前板巾を得るべく設定して圧延
    し、制御対象竪ロールスタンドの入側で制御竪圧
    延前の実績板巾および実績温度を測定しながら、
    これら測定結果と前記巾拡がり式を用いて制御対
    象スタンドでの水平圧延後の板巾が常に前記目標
    板巾となるような制御竪ロール開度を計算して制
    御対象竪ロールスタンドの竪ロール開度を連続的
    に制御し、同時に制御対象竪ロールスタンドでの
    圧延荷重を測定して制御竪ロール開度に対するミ
    ルスプリング相当分の補正を行なうことを特徴と
    する板巾自動制御法。 2 前記制御前板巾と前記制御竪圧延前実績板巾
    との偏差を、被圧延スラブ寸法、目標板巾、被圧
    延材鋼種および組成等の項目毎に細分化したブロ
    ツクに対応させて学習装置に記憶させ、学習結果
    にもとづいて次材に対する前記上流側竪ロールス
    タンドの竪ロール開度設定値を修正することを特
    徴とする特許請求の範囲第1項に記載の板巾自動
    制御法。 3 制御対象スタンドでの竪および水平圧延後の
    実績板巾を測定しながらこの測定結果に基づいて
    前記制御竪ロール開度の計算に対して連続的に修
    正フイードバツクを加えることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項に記載の板巾自動制御法。 4 被圧延材の先端部の一定長さについて制御対
    象スタンドでの竪および水平圧延後の実績板巾を
    逐次測定し、この測定結界と前記制御竪ロール開
    度の計算に用いた巾拡がり式パラメータからモデ
    ル誤差を算出し、圧延後板厚、材料温度、鋼種お
    よび組成等の項目毎に細分化したブロツクに対応
    させて別の学習装置に記憶させ、学習結果をもと
    に次材に対する制御竪ロール開度の計算に修正を
    加えることを特徴とする特許請求の範囲第1項に
    記載の板巾自動制御法。 5 仕上圧延後の実績板巾を測定し、この測定結
    果と該被圧延材の粗出側目標板巾を算出する計算
    式パラメータからモデル誤差を算出し、仕上圧延
    寸法、鋼種、組成等の項目毎に細分化したブロツ
    ク毎に対応させて別の学習装置に記憶させ、その
    学習結果をもとに次材に対する粗出側目標巾設定
    計算に修正を加える事を特徴とする特許請求の範
    囲第1項に記載の板巾自動制御法。
JP56015779A 1981-02-06 1981-02-06 Automatic controlling method for sheet breadth in hot roughing mill Granted JPS57130710A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS62137419U (ja) * 1986-02-25 1987-08-29

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