JPS61273209A - 圧延機における初期ロ−ル間隙設定方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、圧延機における初期ロール間隙設定方法に
関し、特に初期ロール間隙の設定を摩擦係数の学習によ
り高精度で行うようにしたものである。

〔従来の技術〕

一般に、圧延機の圧下位置の初期設定を最適に行うこと
は、圧延材の先端部のオフゲージ長さを減少させて歩留
りを向上させる意味で好ましい。

この圧下ン装置の初期設定は、−ｇによく知られている
下記（１）式で表されるゲージメータ式を採用するもの
であるが、予測精度を高めるには、その−要素である圧
延荷重の予測精度を高めることが重要である。

５−ｈ−（Ｐ／Ｍ）　　　・・・・・・・・・・・・（
１）ここで、Ｓはロール間隙設定値、ｈはスタンド出側
板厚、Ｐは圧延荷重予測値、Ｍはミル定数である。

一方圧延荷重の予測精度を向上させる方法として、初期
設定を行うべきコイルより前のコイルに対する圧延実績
データ（圧延荷重、張力、板厚等）を用いて圧延荷重式
による圧延荷重計算値と圧延荷重実績値の差をチェック
し、両者に差があれば、これを解消するように圧延荷重
式のパラメータを修正する学習制御が一般に行われてい
る。従来、圧延荷重式のパラメータとして摩擦係数関係
のパラメータを修正する方法がよく採られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来の方法にあっては、摩擦係数は
圧延速度依存性があり、また、その特性が圧延油等の状
態により変化する。さらに、学習する圧延実績データの
圧延速度と次に圧下位置の初期設定を行うべき圧延速度
とが異なるときの初期設定においては、圧延速度依存性
の分だけ摩擦係数に誤差を生じ、これが圧延荷重の予測
誤差となる。

このため、摩擦係数式で速度補正を行ったとしても圧延
油等の状態によりその特性が変化するときには有効なも
のということができない問題点があった。特に、タンデ
ムミルにおいては、特定スタンドで初期設定を行う圧延
速度に実績データを一致させてもその前後の圧下率パタ
ーンが異なれば他のスタンドにおいて圧延速度は異なっ
ており、高精度で初期ロール間隙設定を行うことができ
ないものであった。

そこで、この発明は、上記従来例の問題点に着目してな
されたものであり、学習制御を行う場合に生じる摩擦係
数の速度依存性に起因する圧延荷重の予測誤差を無くし
て高精度の圧延荷重予測を可能とする圧延機の初期ロー
ル間隙設定方法を提供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、この発明は、圧延機のロー
ル間隙の初期設定を行うに当たり、２種類の圧延速度Ｖ
１、Ｖｔにおける実績値から摩擦係数μ１、μ２を算出
し、次いで、次式に基づき摩擦係数学習係数２．．２．
を算出し、μ　ｉ　　　＝　Ｚｌ　　　μｏ　　　（１
＋Ｚｔ　　　ａｔ　　ｅｘｐ（−ａｘ　　ｖ、　　）　
　｝μ０：摩擦係数の圧延速度に依存しない成分ａＩ　
＋　　ａＺ　　’定数 ｉ：１又は２ 次いで、次式により摩擦係数μ＊を予測し、μ＊＝２１
　μｏ　　（１＋　Ｚｌ　　ａｔ　　ｅｘｐ（ａｚ　　
Ｖ”）　　）■寧：初期ロール間隙を設定するときの圧
延速度 これに基づいてロール間隙の初期設定を行うことを特徴
とする。

〔作用〕

この発明は、まず、圧延機のロール間隙の初期設定を行
うに当たり、２種類の圧延速度Ｖ１、Ｖ。

における実績値に基づき圧延荷重式に従って摩擦係数μ
１、μ２を算出し、これら摩擦係数μｍ。

μ２を次式に代入することにより、摩擦係数学習係数２
．．２．を算出する。

μ＋＝２＋　μｏ　　（１＋　Ｚｚ　ａｔ　ｅｘｐ（−
ａｚ　ｖ、　）　）μ、＝Ｚ、μｏ　　（１＋Ｚｚ　ａ
ｌ　ｅｘｐ（−ａｘ　Ｖｔ　）　｝μ０：摩擦係数の圧
延速度に依存しない成分ａｔ、ａｇ：定数 これにより、算出した摩擦係数学習係数２．．２゜は夫
々次式のようになる。

μ＋　ｅｘｐ（ａｚＶｚ）　　−μｔ　ｅＸｐ（ａｚＬ
）これら式から明らかなように、摩擦係数学習係数２１
は、摩擦係数の絶対値の変化を補正する係数であり、摩
擦係数学習係数７２は、速度依存性の変化を補正する係
数となる。

したがって、上記のように算出した摩擦係数学習係数Ｚ
１、Ｚｚを次式の摩擦係数計算式に代入して摩擦係数μ
亭を予測する。

μ＊　＝２．　　μｏ　　（１＋Ｚｚ　　ａｌ　　ｅＸ
ｐ（ａｘ　　Ｖ本）ｖ車：初期ロール間隙を設定すると
きの圧延速度 そして、この摩擦係数μ＊に基づきロール間隙の初期設
定を行うことにより、摩擦係数の絶対値の変化及び速度
依存性の変化を補正した高精度の初期設定を行うことが
できる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面の簡単な説明する。

まず、この発明の原理について説明すると、一般に、圧
延機における摩擦係数μと圧延速度Ｖとの関係は、模式
的に示すと第１図の特性曲線り。

のようになる。この図から明らかなように、摩擦係数は
速度依存性を有することが知られている。

この特性曲線Ｌ０は、タンデムミルにおけるある特定ス
タンドを考えると下記（１１式で近似することができる
。

μｍ”＋Ｃｆｏ　　（１＋ａｌ　ｅｘｐ（ａｚ　ＨＶ）
　）　＝−（υμ０　：圧延速度依存性を除く摩擦係数
ａ、　ｌ　　ａ２　　：定数 本発明者等は、実際の圧延機で上記の摩擦係数−圧延速
度特性を調べた結果、ロール摩耗状況をパラメータとす
ると、第２図に示すようにロール摩耗状況に応じて特性
曲線りが上下に変動し、且つ潤滑油による潤滑状態をパ
ラメータとすると、特性曲線りが第３図に示すように特
定の領域（図示の例では低速度域）で上下に変動し、両
特性を合成すると第４図のように特性曲線りが変化する
ことが実証された。

以上の観点から、ある圧延速度での実績データに基づき
摩擦係数μを逆算して前記（１）式を学習する従来方法
では、摩擦係数を学習しきれないことが判明し、ここに
この発明を提案するに至ったものである。

すなわち、基本的には、実績データとして圧延機の２種
類の圧延速度Ｖ１、Ｖ、における実績データを夫々使用
し、これら２種類の圧延速度での実績データに基づき下
記（２）式で表される圧延荷重式を逆算して各々の摩擦
係数μ８．μ２を算出する。

Ｐ　−ｆ　　（Ｈ１、Ｈ，ｈ、ｂ、ｔｂ、　ｔｒ、μ１
、ｊ２．Ｒ）・・・・・・（２）但し、Ｐは圧延荷重Ｉ
　Ｈｌは素材の板厚、Ｈはスタンド入口板厚、ｈはスタ
ンド出側板厚、ｂは板幅、ｔｂは後方張力ｒ　　Ｌｆは
前方張力、μは摩擦係数、βは材質の変形抵抗に関する
係数、Ｒはロール半径である。

なお、Ｈ，、Ｈ，ｈ、ｔｂ、ｔ１、Ｒは実績データを使
用し、ｌは事前に決定した値を用いる。

そして、上記（２）式を逆算して求めた摩擦係数μ、。

μ２に基づいて下記（３）式及び（４）式から摩擦係数
学習係数Ｚ＋、Ｚｚを算出する。

μｌ”Ｚｌ　μｏ　　（１＋Ｚｚ　ａｔ　ｅｘｐ（−ａ
ｚ　ｖ、　）　）・・・・・・・・・・・・（３） μｚ　＝Ｚｔ　＃６　　（１＋Ｚ、　ａ、　ｅｘｐ（−
ａｘ　Ｖｚ　）　）・・・・・・・・・・・・（４） 但しμ。：摩擦係数の圧延速度に依存しない成分ａｔ、
ａｇ：定数 これにより、算出した摩擦係数学習係数Ｚ１、Ｚ２は夫
々次式のようになる。

・・・・・・・・・・・・（５） ・・・・・・・・・・・・（６） これら式から明らかなように、摩擦係数学習係数２．は
、摩擦係数の絶対値の変化を補正した係数であり、摩擦
係数学習係数２２は、速度依存性の変化を補正した係数
となる。

したがって、摩擦係数学習係数２．．２．を次式の摩擦
係数計算式に代入して摩擦係数μ率を予測する。

μ＊＝２．　　μｏ　　（１＋Ｚ２　　ａ、　　ｅｘｐ
（−ａ、　　Ｖ車））・・・・・・・・・・・・（７） 但しｖ寧：初期ロール間隙を設定するときの圧延速度 そして、この摩擦係数μ＊に基づきロール間隙の初期設
定を行うことにより、摩擦係数の絶対値の変化及び速度
依存性の変化を補正した高精度の初期設定を行うことが
できる。

以下、この発明の具体的実施例を６スタンド冷間タンデ
ムミルを例にとり計算機を用いて初期ロール間隙設定を
行う場合について計算機の処理手順を示す第５図を伴っ
て説明する。

第５図において、ステップ■で予め計測したあるコイル
の異なる圧延速度Ｖ１、Ｖ２における圧延実績データを
読込む。この場合の圧延実績データとしては、母板板厚
Ｈ，’、板１１１１ｂ”ｌｉスタンドワークロール半径
Ｒ１ｋ、　　ｉスタンド圧下位置Ｓｉ’＋１スタンド入
側張力ｔ６”、ｉスタンド出側張力ｔｉ’＋１スタンド
出側板厚ｈ　＋’、６スタンド出側板厚ｈ０′。

ｉスタンドロール速度Ｖ１に、　　ｉスタンド圧延荷重
Ｐｉ”（ここで、ｉ＝１〜６、ｋ＝１．２、但しに＝１
とに＝２とは、夫々圧延速度が異なる場合のデータとす
る）等とする。

なお、中間スタンド出側板厚ｈｔ’（ｔ＝２〜５）は、
ステップ■においてマスフロー（体積速度）を一致させ
るように逆算することが可能である。

次いで、ステップ■に移行して、前記各実績データに基
づき前記（２）式を逆算し、各スタンドでの摩擦係数μ
−を算出する。この具体的逆算方法としては、前記（２
）式による計算圧延荷重が実績圧延荷重に一致するよう
に摩擦係数を変化させてニュートン法による収束計算を
行う。

この収束計算によって算出した摩擦係数が逆算摩擦係数
μｍにとなる。

次いで、ステップ■に移行して、算出した摩擦係数μ、
にと圧延速度即ち各スタンドにおけるロール速度Ｖ、に
とを用いて下記（８）式及び（９）式の演算を行って摩
擦係数学習係数Ｚ　Ｉｉ＋　　Ｚ！ｉを算出する。

・・・・・・・・・・・・（８） ・・・・・・・・・・・・（９） ここで、μ＠ｉ、　　ａ　ｌｉ、　　ａ　ｇｉについて
は、事前のデータ解析により板厚、鋼種等により分類し
、その値を決定してお（。

そして、圧延を行うに当たっては、以上により算出した
摩擦係数学習係数ｚ１、　　Ｚ２を使用して下記制式に
基づき初期ロール間隙の設定を行うための各スタンドに
ついての摩擦係数μ＋　１１を予測する。

ｇｉ””Ｚ目μｏ（１＋Ｚｚｉａ＋１ｅＸｐ（ａ！ｔｖ
ｔ”　）・・・・・・・・・・・・Ｑｌ この摩擦係数ｇｉ車を用いて圧延荷重式を修正すること
により、摩擦係数の絶対値変化及び速度依存性を修正し
た高精度の圧延荷重予測を行うことができ、最適な初期
ロール間隙設定を行うことができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、２種類の圧延
速度についての実績データから夫々の摩擦係数μ１、μ
２を算出し、これらに基づき所定の演算を行って摩擦係
数学習係数Ｚ１、Ｚ２を算出し、これら摩擦係数学習係
数Ｚ＋、Ｚｔに基づき新たに圧延を開始する圧延材につ
いての摩擦係数μ亭を予測し、これに基づいてロール間
隙の初期設定を行うようにしているので、ロール摩耗、
潤滑の変化に対して、ロール間隙初期設定を行うあらゆ
る圧延速度において圧延荷重の予測精度を向上させ、圧
延材先端部でのオフゲージ長さを減少させて歩留りを向
上させることができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の詳細な説明に供する摩擦係数と圧延
速度との関係を示す説明図、第２図は同様にロール摩耗
をパラメータとした摩擦係数と圧延速度との関係を示す
説明図、第３図は潤滑状態をパラメータとした摩擦係数
と圧延速度との関係を示す説明図、第４図はロール摩耗
及び潤滑状態を合成した場合の摩擦係数と圧延速度との
関係を示す説明図、第５図はこの発明を計算機で処理し
た場合の処理手順を示す流れ図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 圧延機のロール間隙の初期設定を行うに当たり、２種類
   の圧延速度Ｖ＿１、Ｖ＿２における実績値から摩擦係数
   μ＿１、μ＿２を算出し、次いで、次式に基づき摩擦係
   数学習係数Ｚ＿１、Ｚ＿２を算出し、μ＿ｉ＝Ｚ＿１μ
   ＿０｛１＋Ｚ＿２ａ＿１ｅｘｐ（−ａ＿２Ｖ＿ｉ）｝μ
   ＿０：摩擦係数の圧延速度に依存しない成分ａ＿１、ａ
   ＿２：定数 ｉ：１又は２ 次いで、次式により摩擦係数μ＾＊を予測し、μ＾＊＝
   Ｚ＿１μ＿０｛１＋Ｚ＿２ａ＿１ｅｘｐ（−ａ＿２Ｖ＾
   ＊）｝Ｖ＾＊：初期ロール間隙を設定するときの圧延速
   度 これに基づいてロール間隙の初期設定を行うことを特徴
   とする圧延機における初期ロール間隙設定方法。