JPS61262415A - 圧延機のロ−ル偏心制御方法およびその装置 - Google Patents

圧延機のロ−ル偏心制御方法およびその装置

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JPS61262415A
JPS61262415A JP60104014A JP10401485A JPS61262415A JP S61262415 A JPS61262415 A JP S61262415A JP 60104014 A JP60104014 A JP 60104014A JP 10401485 A JP10401485 A JP 10401485A JP S61262415 A JPS61262415 A JP S61262415A
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rolls
roll
rolling
rolling load
backup rolls
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Yoshinori Anabuki
穴吹 善範
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Kawasaki Steel Corp
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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
    • B21B37/58Roll-force control; Roll-gap control
    • B21B37/66Roll eccentricity compensation systems

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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ロール径が互いに異なるバックアップロール
を有し、それらの間隙を油圧圧下制御装置を介して調節
する圧延機のロール偏心制御方法およびその装置に関す
る。
〔従来の技術〕
板厚を一定にするためには、圧延機のミル剛性は高いほ
どよい、この目的を達成するために、従来、可変ミル定
数制御が使われてきた。ゲージメータ式から、Mを圧延
機のミル定数とするとΔh=ΔS+ΔP /M   −
−−−−−−−(1)ここに、 Δh:板厚変動量 ΔS:圧下位置変化量 ΔP;圧延荷重変動量 となる、可変ミル定数制御はΔhをゼロにするよう制御
する。すなわち、 ΔS=α・ΔP/M       −−−−−−−−(
2)となるように、圧下位置を変化させる。ここでαは
チューニング率である0式(1)(2)から。
可変ミル定数制御をしている時の等価ミル定数Mεは、 Mε=ΔP/Δh=M/(1−α)−(3)となり、α
を適当に選ぶことにより、Mεを変化させ、圧延に最も
適したミル定数で圧延できる。
この可変ミル定数制御をおこなう時間層となるのは、母
板以外の影響による圧延荷重変動である。すなわち、可
変ミル定数制御では、上記(2)式から分るように、圧
延荷重の変化のみをみて制御出力量を算出しているので
母板以外の影響による圧延荷重変動があると、圧下位置
を変化させてしまい、ゲージを乱してしまう。
圧延機のロールに偏心があると、ロールの回転角に対応
した圧下位置変化すなわち圧延荷重変化を生じてしまい
、前述したとおりの現象が生じ、板厚精度を悪くしてし
まう、この現象は、バックアップロールが偏心している
時に著しい。
このロール偏心量Eは、上下バックアップロールの偏心
波形を正弦波と仮定すれば1次式で与えられる。
E=As i nθA+Bs1nθa−一−−(4)た
だし、A:上バックアップロール偏心量B:下バックア
ップロール偏心量 θA二上バックアップロール回転角 θB:下バツクアツプロール回転角 である。この時、上下のバックアップロール径が異なれ
ば圧延速度をVとした時、θA、θBは次のようになる
θA = (V/RA ) t    −−−−−−−
−(5)θB  =  (V/R日)  t     
−−−−−−−−(6)ただし、 RA :上バックア
ップロール半径RB二下バックアップロール半径 t:時間 である、すなわち、上下のバックアップロールの径が異
なれば上下バックアップロールは、互いに異なる角速度
で回転することになり、この時のロール回転角θAに対
する圧延荷重変動は第3図に示すようなうなりに似た波
形の変化を示す。
このような圧延荷重変動を除去するには、たとえば次に
述べるような方法が知られている。
まず、圧延材をかみ込ませずに、軽い圧延荷重をかけて
ロールを回転させた時の圧延荷重変動は1次式のように
なる。
Fl =M (As i nθA+Bs1noB)−一
−−−−−−(7) 次に、この状態から下バツクアツプロールの位相を18
0°だけずらした時の圧延荷重変動は、次式のようにな
る。
F2 =M (As i n#A−Bs i nOB 
)したがって、これら(7)、(8)のデータを上下の
バックアップロールの相対位置が同じになるまで記憶し
ておけば、それらを加・減算することにより、上バツク
アップロールの偏心波形As1nθAと下バツクアツプ
ロールの偏心波形Bs1no日が求められ、これを補正
するような制御出力を算出できる。
第2図にこのような従来のロール偏心制御方法のブロッ
ク図を示す、1会下バックアップロール3.4の回転角
を検知するためのパルス発生器5.6の信号およびロー
ドセル7からの圧延荷重信号をロール偏心制御回路10
が取り込み、そこで上下バックアップロールの偏心波形
As1nθAとBslno日を算出して記憶しておく0
次にバックアップロールの回転角に合わせてロール偏心
除去信号をこれらの記憶値から呼び出し合成して油圧圧
下制御回路9に加える。
この方法では、一方のバックアップロールを固定したま
まで他方のバックアップロールを180’だけ回転させ
ることにより各バックアップロールの偏心波形を算出し
得るが、一方のバックアップロールの回転角を正確に1
80°ずらすことは極めて難しい、また、圧延荷重変動
の波形から偏心波形を求める時は、圧延荷重変動量をミ
ル定数で割ることにより算出するが、ミル定数が正確に
求まっていないと、制御出力量も正確には求まらない、
また、制御出力信号は、圧下系の応答おくれを考慮して
出さなければならないが、これを正確に求めることは難
しく、ロールを実際に空転させて圧延荷重変動の様子を
観察しながら。
制御信号を出力し、試行錯誤でタイミング出力を決定し
ているので手間がかかる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明が解決しようとする問題点は、以下のとおりであ
る。
(1)ロール偏心制御出力を算出する時に、従来の方法
では、バックアップロールの回転角を180°ずらして
圧延荷重変動を測定する必要があるが、これは現実には
非常に難しい。
(2)ロール偏心を除去するための制御出力量の大きさ
およびタイミングを決定するためには、実際にロールを
空転をして、圧延荷重変動をみながら試行錯誤でそれら
を決定する必要があるが、手間がかかるうえに不正確な
ものとなりやすい。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明を達成するためには、以下のものが必要である。
(1)上下バックアップロール回転角の相対位置を正確
に検出すること、このため上下、ワークロールを軽く接
触させた状態でロールを回転し、上下バックアップロー
ルの径差に起因する回転位相のずれ角度を検出する。
(2)ロール速度がわかること。
(3)上下バックアップロール回転角の相対位置に対応
する圧延荷重変動を求めること、および、それらのもの
を記憶すること。
(4)記憶された圧延荷重変動から、圧延荷重変動を補
正する圧下位置補正値を求めること、および−これらの
ものをタイミングと大きさを変えながら出力して、実際
に圧延荷重変動を測定し、それらのものを比較すること
により、最適な出力タイミングと大きさを自動的に決定
すること。
以上の技術手段によって圧延機のロール偏心制御を好適
に実施する装置として、 a)近接スイッチを上下バックアップロール端面に設け
る。
b)近接スイッチを作動させる回転基準点と回転角検出
点をバックアップロール端面に設ける。
C)バックアップロールの回転数を検出するパルス発信
器を設ける。
これらの手段を備えた装置により、基本データを記憶し
、チューニング回路にデータを与えて圧延機の油圧圧下
装置を制御する。
〔作用〕
上下バックアップロールの径差が異なる時は、第3図に
示すとおり、ロール回転角の相対位置が1回転ごとに少
しずつずれていき、再びもとの位置関係にもどる。いま
上バツクアップロール半径をRAe下バックアップロー
ル半径ヲRe  (RA≦Re)として、圧延速度をV
とした時、上・下バツクアツプロールの角速度は uA=V/RA      −−−−−−−−(9)0
日 = v/I’l13       −−−−−−−
− (10)となる。したがって、上下バックアップロ
ールの位相差が2πになる時間Tは ’r=zπ/(ωA−ωB ) −−−一−−−(11
)となる、したがって、上バツクアップロールがV−T
/2πRA=Ra/  (Re  −RA)−一−−−
−−(12) 回転した時、上下バックアップロール回転角は再びもと
の位置関係にもどる。
この時、圧延荷重変動Fは、(4)式よりF=M* E
=M (A s i nωAt+I3 s i nca
>B t)  −−−−−−−(13)となる、(13
)式から、Fを時間の関数として書くと第3図のように
なる。また、その時の上下バックアップロール回転角の
相対位置変化も併せて示す。
この図から、圧延荷重変動Fと上下バックアップロール
回転角の相対位置は1対lの関係にあることがわかる。
したがって、バックアップロール回転角の相対位置とそ
の時の圧延荷重変動を記憶しておけば、任意の回転角に
対し、その圧延荷重変動を補正する圧下制御出力を算出
することができる。
これを実現するためには、上下バックアップロール回転
角の相対位置を正確に検出することが必要である。その
ため、第1図に示す構成をとる。
すなわち、上・下バックアップロール3,4に近接スイ
ッチ13.14を取付け、上下バックアップロールの端
面にそれぞれ回転基準点15を設ける。かつ上バツクア
ップロール3にパルス発生器5を付ける。上下バックア
ップロール近接スイッチ13.14の信号が入ってくる
時間差で発生するパルス発生器5からのパルス数を数え
ることにより、上下バックアップロール回転角の位相差
がわかる。すなわち、パルスレー)(1パルスあたりに
ロールが回転する距離)をγA、近接スイッチからの信
号が入ってくる時間差で発生するパルス数をNAとすれ
ば、上下バックアップロール回転角の位相差@(ラジア
ン)は。
@ = 7A NA /RA     −−−−−一−
(14)となる、上バツクアップロール近接スイッチ1
3からの信号が入ってくるごとにこの位相差を検出して
基本データ記憶装置12に記憶するとともに、次の近接
スイッチ信号が入ってくるまでの圧延荷重変動も記憶し
ていく、この圧延荷重変動の記憶は、上バツクアップロ
ール3の周長をn等分して回転角検出点16を設け、ロ
ール周上の位置に対応する圧延荷重変動を記憶すること
により行う、またロール周上の位置の認識はパルス発生
器からのパルス数を数えることにより行う、この操作を
、上下バックアップロール回転角の位相差が初期位相差
±2πになるまで実行する。なおパルス発信器5と回転
角検出点16は上バツクアップロール3ではなく下バツ
クアツプロール4に設けてもよい。
以上説明した手順によって、最終的には、基本データ記
憶装置12には第1表に示すようなテーブルが作成され
ることになる。
第1表のテーブルが作成されれば、上下バックアップロ
ールの任意の回転角関係における圧延荷重変動がわかる
ので、逆にこれを補正する圧下制御出力を算出すること
ができる。なお回転基準点15及び回転角検出点16は
ロール端面の所要箇所に突起物を取り付けるか又は磁気
マークを付けることにより検出可衡となる。
実際の圧下制御出力は、圧下系の応答おくれtdを考慮
した時間だけ早いタイミングで出力しなければならない
、この時間tdを決定するため、tdの大きさを変えな
がら制御出力を出し、圧延荷重変動を検出して第1表と
同じテーブルを作成し基本データ記憶装置12に記憶す
る。ただしtdの大きさは、うなりの−周期内では固定
とする。あるtdの時の圧延荷重変動の絶対値の総和を
記憶し、次に何種類かtdの値を変え同様にして、圧延
荷重変動が最小になる応答おくれ時間tdを見つけ出す
最適なtdが見い出されたならば1次に圧下制御出力の
チューニングをtdを見い出した方法と同じ方法で行う
、すなわち、チューニング率αをたとえば0.8〜1.
2の間で変化させ、圧下制御出力を E=α・F/M と算出して、圧延荷重変動が最小になるαを見い出す、
ここでFは圧下制御出力を出さない時の圧延荷重変動で
ありMは圧延機のミル定数である。
以上の操作はすべて連続的に行い、圧下制御出力のゲイ
ンチューニングおよび出力タイミングの決定をすべて自
動で行わせる。
〔実施例〕
本発明の方法および装置の構成は第1図に示したとおり
である。
上・下ワークロール1.2に軽い圧延荷重をかけ、ロー
ル空転をさせながら、近接スイッチ13.14およびパ
ルス発生器5から上・下バックアップロール3.4の回
転角の相対位置を検出し、個々の相対位置に対する圧延
荷重変動をロードセル7を用いて測定し、表1に示すテ
ーブルを基本データ記憶装置12に作成する。この圧延
荷重変動の測定は、第4図に示すうなりの一周期分を行
うことになる0次に、基本データ記憶装置12内に作成
されたテーブルから、圧下制御出力を算出し、応答おく
れ時間tdをΔtd。
2Atd、3atd−−一とかえながら個々のバックア
ップロール回転角の相対位置に対応する圧延荷重変動の
絶対値の総和SΔtd、52atd。
53Atd−−一を算出し、比較する。この時、Δtd
はうなりの一周期分では固定とする。もとめるtdはこ
の総和が最小になる応答おくれ時間である。
tdが求まれば、次に圧下制御出力のチューニングを行
う、これもtdの決定と同様αを小きざみに変えながら
、圧延荷重変動の絶対値の総和の比較を行い、それが最
小になったαをもって最適のチューニング率とする。
以上の操作はすべて連続で行う、すなわちロールを空転
させながら、圧延荷重変動の測定、応答おくれ時間の決
定、チューニング率の決定を自動的に行わせる。このチ
ューニングの様子を第4図に示す。
〔発明の効果〕
本発明は、上下バックアップロールの径差が異なる圧延
機のロール偏心制御に有効である。すなわち、上下バッ
クアップロールに近接スイッチを設けて回転角の相対位
置を検出できるようにしたため、従来の方法のように、
バックアップロールの回転角を180°ずらして圧延荷
重変動を測定する必要がなくなった。また、制御出力量
および出力タイミングの決定を自動的に行えるようにし
たので、ロールを空転させておくだけで最適なチューニ
ングができ1手間がかからなくなった。
バックアップロールを交換して圧延を開始する直前にロ
ールの空転を行って前述した一連の操作を行えば、その
バックアップロールを使用することにより生じるロール
偏心は殆んど除去できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例の構成を示すブロック図、第2
図は従来のロール偏心制御装置の構成を示すブロック図
、第3図はロール回転角に対する圧延荷重変動を示すグ
ラフ、第4図は本発明使用時の圧延荷重変動の様子を示
すグラフである。 1・・・上ワークロール、2・・・下ワークロール、3
・・・上バツクアップロール、4・・・下バツクアツプ
ロール、5・・・パルス発生器、6・・・パルス発生器
、7・・・ロードセル、8・・・油圧圧下装置、9・・
・油圧圧下制御回路、10・・・ロール偏心制御回路、
11・・・チューニング回路、12・・・基本データ記
憶装置、13・・・上バツクアップロール近接スイッチ
、14・・・下バツクアツプロール近接スイッチ、15
・・・回転基準点、16・・・回転角検出点。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 上下ワークロールを軽く接触させた状態でロールを
    回転駆動し、上下バックアップロールの径差に起因する
    回転位相のずれ角度を検出し、このずれ角度に対応する
    バックアップロールの偏心による圧延荷重の変動を求め
    、その変動を補正するための補正信号を出力するタイミ
    ングを求めるとともに、このタイミングに応じた圧下制
    御出力のチューニングを行うことを特徴とする圧延機の
    ロール偏心制御方法。 2 上下バックアップロールの端面に対向する位置に近
    接スイッチを設け、この近接スイッチを作動させるため
    の回転基準点と、上下いずれかのロールの円周を任意等
    分する回転角検出点とを設けるとともに、このロールの
    回転数を検出するためのパルス発信器を設置することを
    特徴とする圧延機の上下バックアップロールの偏心制御
    装置。
JP60104014A 1985-05-17 1985-05-17 圧延機のロ−ル偏心制御方法およびその装置 Expired - Lifetime JPH0655324B2 (ja)

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JPH0655324B2 JPH0655324B2 (ja) 1994-07-27

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003045600A1 (en) * 2001-11-28 2003-06-05 Posco Co., Ltd. Method and apparatus for detecting roll eccentricity utilizing pulse generator in rolling mill
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