JPS6153126B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は厚み計を用いないで、換言すれば厚み
計による板厚実測値を用いることなく板厚制御を
可能としたタンデムミルにおけるフイードフオワ
ード板厚制御方法に関するものである。

一般に圧延機における最終的な目標は最終スタ
ンドの出側板厚、即ち仕上板厚を被圧延材の全長
にわたつて目標値に一致せしめることにある。仕
上板厚と目標値との偏差が許容範囲を越えると、
所謂オフゲージとなりスクラツプとして検査工程
で切捨てざるを得ず、歩留を著しく低下させてし
まうため、従来より板厚制御方法については各種
の方法が提案され、実施されてきた。

第１図は一般的なフイードフオワード方式によ
る板厚制御方法を示す模式図であり、図中ST₁，
ST₂はタンデムミルにおける第１、第２スタン
ド、SPは被圧延材たるストリツプを示してい
る。ストリツプSPは白抜矢符方向から各スタン
ドST₁，ST₂に通されて圧延されるが、第１スタ
ンドST₁の出側、換言すれば第２スタンドST₂入
側にて、ここに配した厚み計１１により板厚を測
定される。厚み計１１による板厚の実測値は移送
時間補正装置１２に取り込まれ、ストリツプSP
が厚み計１１を経て第２スタンドST₂に達する迄
に要する時間、即ち移送時間に関する補正演算を
施され、第２スタンド出側の目標板厚に対する第
２スタンド入側板厚の偏差が算出され、次いで係
数乗算装置１３にて前記板厚偏差を解消するに必
要な圧下位置及び／又はロール速度（回転数）の
制御量を算出し、第２スタンドST₂における圧下
位置、ロール速度を制御することによつて第２ス
タンドST₂出側板厚を目標値に一致せしめるよう
にしてある。

ところがこのようなフイードフオワード方式の
板厚制御方法にあつては、設備コストの高い厚
み計１１の設置が欠かせないこと、既設のタン
デムミルに新たに厚み計１１を設置するのはスペ
ースの関係上難かしい場合が多いことなどの難点
があつた。

これに対し、従来にあつては厚み計１１を用い
ないで板厚を演算する方法が知られている。第２
図は厚み計を用いない板厚検出方法の実施状態を
示す模式図であり、図中ST₁，ST₂は第１、第２
スタンド、SPはストリツプ、２３は第１スタン
ドST₁の出側板厚検出装置を示している。出側板
厚検出装置２３は圧下位置検出装置２１から圧下
位置に関するデータを、また圧延荷重検出装置２
２から圧延荷重に関するデータを夫々読み込み、
この圧下位置Ｓと、圧延荷重Ｐとに基いて第１ス
タンドST₁の出側板厚h₁を下記(1)式に示すゲージ
メータ式によつて演算する。

h₁＝Ｓ＋Ｐ／Ｍ ………(1) 但し、Ｍ：ミル剛性 ところがこの方法においては圧下位置Ｓの値と
して、上、下ワークロール表面間の距離、即ちロ
ールギヤツプを実測することが困難であるため、
装置たる圧下スクリユ、又は油圧圧下シリンダの
ラムの変位量を用いざるを得ない。このため例え
ばバツクアツプロールに偏心がある場合、当然バ
ツクアツプロールの偏心がワークロールの偏位、
即ちロールギヤツプの変化として現われるが、圧
下スクリユ、ラムには変位を生じないから、圧下
位置検出装置２１による検出値たる圧下位置変化
量は零（ΔＳ＝０）である。一方、バツクアツプ
ロールにΔSeの偏心量がある場合、これによる
ワークロールの偏位は圧延荷重の変化量として現
われ、この圧延荷重の変化量ΔPeは圧延荷重検
出装置２２によつて下記(2)式に示す如き値として
検出される。

ΔPe＝−ＭＱ／Ｍ＋ＱΔSe ………(2) 但し、Ｑ：ストリツプの塑性係数 従つて、第１スタンドST₁の出側板厚演算装置
２３において(1)式に基き演算されるべき板厚の、
ロール偏心による板厚偏差Δｈ_Gｅは前述した如
くΔＳ＝０、及び(2)式に基いて下記(3)式の如くに
なる。

Δｈ_Gｅ＝ΔＰｅ／Ｍ＝−Ｑ／Ｍ＋ＱΔSe ………(3) ところが実際には圧下位置検出装置２１によつ
ては検出されないロール偏心によるロールギヤツ
プの変化が存在するため、ロール偏心による第１
スタンドST₁出側の実際の板厚偏差Δheは下記(4)
式に示す如くになる。

Δhe＝ΔＰｅ／Ｍ＋ΔSe＝Ｍ／Ｍ＋Ｑ・ΔSe ………(4) 従つて上記(3)、(4)式から明らかな如く、出側板
厚検出装置２３はロール偏心による板厚偏差を
正、負逆向きに検出する結果、ロール偏心による
板厚偏差を助長する結果を招くこととなるのであ
る。

本発明はかかる事情に鑑みなされたものであつ
て、その目的とするところは厚み計を用いる必要
がなく、しかもロール偏心による板厚変動を助長
することなく、これを修正制御し得るようにした
タンデムミルにおけるフイードフオワード板厚制
御方法を提供するにある。

本発明に係るタンデム圧延機のフイードフオワ
ード板厚制御方法は、圧延荷重検出装置と圧下位
置検出装置とを備えたスタンドを含むタンデム圧
延機において、一のスタンドの圧延荷重検出装置
の出力と圧下位置検出装置の出力とから当該スタ
ンドの出側板厚を演算し、該出側板厚と出側板速
度とから、当該スタンドと下流側スタンドとの間
に存在する被圧延材の圧延方向の板厚分布を計算
し、該板厚分布を用いて、下流側スタンドからそ
の上、下流方向に夫々バツクアツプロールの周長
の略半分に相当する長さにわたり板厚データの平
均化処理をしてロール偏心による計算誤差を除去
するための演算を行い、該ロール偏心誤差を除去
した信号を用いて予測された板厚変動を前記下流
側スタンドにおいて制御することを特徴とする。

つぎに本発明に係るタンデムミルにおけるフイ
ードフオワード板厚制御方法の原理を第３図を用
いて説明する。第３図において第１図、第２図と
同じ記号のものは同じ装置をあらわす。

３１はロール偏心成分除去装置であり、これを
用いて板厚偏差信号からバツクアツプロール偏心
成分を除去する。ロール偏心除去の考え方を以下
に説明する。スタンドST₁で検出したゲージメー
タ板厚は先に説明したようにロール偏心に起因し
た板厚誤差を含んでいる。しかし実際にこの出側
板厚を板厚制御に使用するのはこの出側板厚が下
流側スタンドST₂に到達したときである。このた
めST₁で計算した出側板厚を出側板速度に応じて
ST₁とST₂のスタンド間をST₂に到達するまでシ
フトさせていく。したがつてST₁とST₂間のみな
らず必要ならST₂以降のスタンド間に存在する材
料の圧延方向の板厚分布を板厚情報として持つて
おり、この板厚分布を用いれば上記ロール偏心に
起因した板厚誤差を除去することが可能である。
このロール偏心除去のための計算には各種のフイ
ルタリングの手法を使用することができるが、そ
の１例として移動平均の手法を第４図を用いて説
明する。第４図においてｌはバツクアツプロール
の周長をあらわす。第４図イは位置の関数として
入力される板厚偏差信号であり、これに対してバ
ツクアツプロール周長分のデータの平均演算を行
ない、これをその平均範囲の中央の位置の値とし
て第４図ロの如き信号を出力する。これによつ
て、バツクアツプロール偏心成分は完全に除去さ
れ、(3)式のΔｈ_Gｅはほとんど０となる。したが
つて、ロール偏心による板厚変動を増幅すること
はなくなる。また母材板厚変動など他の低周波数
の板厚変動に対してはこのロール偏心成分除去装
置３１はほとんど影響せず、第１図の制御装置と
同じ板厚精度が得られる。

次に本発明方法の具体的な実施態様を第５図に
基いて説明する。第５図は本発明方法を５スタン
ドのタンデムミルにおける第１、第２スタンドに
適用した状態を示す模式図であり、図中ST₁，
ST₂………ST₅は第１スタンド、第２スタンド、
………第５スタンド、SPは被圧延材たるストリ
ツプを示している。ストリツプSPは白抜矢符方
向から各スタンドST₁〜ST₅に通されて圧延され
るが、第１スタンドST₁においては圧下位置検出
装置１によつて圧下位置が、また圧延荷重検出装
置２によつて圧延荷重が夫々連続的に検出され
る。３は第１スタンドST₁の出側板厚演算装置で
あり、圧下位置検出装置１からは圧下位置に関す
るデータを、また圧延荷重検出装置２からは圧延
荷重に関するデータを所定周期で時系列的に読み
込み、前記(1)式に基いて第１スタンドST₁出側の
ゲージメータ板厚を演算し、これを板厚記憶装置
４に順次記憶させてストリツプSPの圧延方向の
板厚分布を求めるようにしてある。

板厚記憶装置４は第１スタンドST₁から第２ス
タンドST₂迄の間（距離Ｌ）におけるストリツプ
SPの移送方向各部のゲージメータ板厚を記憶す
る十分な容量を備えており、出側板厚演算装置３
から入力される第１スタンドST₁の出側板厚の演
算値は先ずアドレスA₁に格納され、その後は速
度検出装置９にて検出されるミルモータ８の速度
に応じて、換言すればストリツプSPの移送速度
に対応して順次、次のアドレスA₂，A₃………Ａ_o
とシフトされて格納されてゆく。スタンドST₂か
らバツクアツプロールの周長の半分の長さｌ／２
に相当するだけ遡つた位置のストリツプSPの板
厚を格納したアドレスＡ_o-nからスタンドST₂位
置からｌ／２だけ下流側の板厚を格納したアドレ
スＡ_oまでの間のデータを平均演算装置５に読み
込んでこれらに平均化処理を施す。

而して平均演算装置５からは第１スタンドST₁
のバツクアツプロール偏心成分を除去された第２
スタンドST₂入側板厚信号が係数演算装置６に入
力されることとなる。係数演算装置６においては
予測された第２スタンドST₂の入側板厚偏差に対
して第２スタンドST₂出側の板厚偏差を零とする
に要する圧下位置及び／又は圧延荷重、ミルモー
タ回転数（ロール速度）の制御量を演算し、各制
御装置に指令信号を発するようにしてある。かく
して、ストリツプSPは第１スタンドST₁にて圧延
される過程でその出側板厚を予測演算され、演算
値はストリツプSPが第１スタンドST₁からST₂に
至る間の移送時間に関する補正を施され、またフ
イルタリング方法によつてロール偏心に基ずく板
厚変化分を除去された後、第２スタンドST₂の出
側目標板厚と比較され、その偏差を解消する如く
に第２スタンドST₂の圧下位置、圧延荷重、ロー
ル速度を制御されることとなり、圧延精度が大幅
に向上して歩留りがよく、しかも厚み計を用いる
必要がなく、設備費も安価になる。

次に本発明方法と、第１図における厚み計１１
の代りに第２図に示す方法で板厚を検出し、これ
を用いて下流側スタンドにてフイードフオワード
板厚制御を行つた場合の圧延結果を比較してみ
る。第６図イは本発明方法を、第６図ロは従来方
法を適用した結果を示すグラフであり、いずれも
横軸に時間を、縦軸に目標板厚に対する板厚偏差
をとつて示してある。このグラフを比較すれば明
らかな如く、本発明方法を適用した場合には従来
方法を適用した場合に比較して板厚偏差を著しく
低減せしめ得ていることが解る。

なお、上述の説明は本発明方法をタンデムミル
の第１、第２スタンドに適用した場合について行
つたが、相隣る任意のスタンド、或いは全スタン
ドにわたつて本発明方法を適用してもよい。また
第１スタンドと第３スタンド又は第４スタンドの
如く、相隣しないスタンド間においても適用し得
ることは勿論である。

以上の如く本発明方法にあつてはスタンド間に
存在する被圧延材の圧延方向の板厚分布を計算
し、該板厚分布を用いて下流側スタンドからその
上、下流にバツクアツプロールの周長の略半分の
長さに相当する間の板厚データを平均化処理して
ロール偏心による計算誤差を除去したから、ロー
ル偏心の影響を殆ど除去し得て板厚触度が大幅に
向上し、歩留の向上、並びに設備費の節減も図れ
るなど本発明は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的な板厚のフイードフオワード制
御方法の説明図、第２図は厚み計を用いない従来
の板厚検出方法を示す説明図、第３図は本発明方
法の原理を示す模式図、第４図イ，ロはロール偏
心による板厚変化を除去するフイルタリング法の
１例を示す説明図、第５図は本発明方法の実施状
態を示す模式図、第６図イ，ロは本発明方法と従
来方法との比較試験結果を示すグラフである。 １……圧下位置検出装置、２……圧延荷重検出
装置、３……板厚演算装置、４……板厚記憶装
置、５……平均演算装置、６……係数乗算装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 圧延荷重検出装置と圧下位置検出装置とを備
   えたスタンドを含むタンデム圧延機において、一
   のスタンドの圧延荷重検出装置の出力と圧下位置
   検出装置の出力とから当該スタンドの出側板厚を
   演算し、該出側板厚と出側板速度とから、当該ス
   タンドと下流側スタンドとの間に存在する被圧延
   材の圧延方向の板厚分布を計算し、該板厚分布を
   用いて、下流側スタンドからその上、下流方向に
   夫々バツクアツプロールの周長の略半分に相当す
   る長さにわたり板厚データの平均化処理をしてロ
   ール偏心による計算誤差を除去するための演算を
   行い、該ロール偏心誤差を除去した信号を用いて
   予測された板厚変動を前記下流側スタンドにおい
   て制御することを特徴とするフイードフオワード
   板厚制御方法。