JPS62158517A - クラスタ圧延機の形状制御方法 - 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〉 本発明はクラスタ圧延機の形状制御方法に関し、圧延開
始初期の非定常圧延時においても正確な形状制御ができ
るよう企図したものである。

〈従来の技術〉 クラスタ圧延機ではバックアップロールクラウンが任意
のパターン及び辰で設定可能でアリ、また中間ロールに
ロールベンタテペンディングカを加えることが可能であ
るから、バックアップロールクラウン調整とベンディン
グ力３Ａ整との組合せによって、広範囲な圧延条件にお
いて形状制御を行うことができる。一方、圧延後の板形
状検出値から板形状の歪分布に対応する４次直交関数の
各係数を計算すると、１次の係数は片伸びの大きさを表
わし、２次の係数は中伸び及び端伸びの大きさを表ねず
。また圧下レベリング（駆動側と作業側にロールキャッ
プをつけること）は片伸びの大きさに影響し、ペンディ
ング力は中伸び及び端伸びに影響する。

以上のことより、クラスタ圧延機の従来の形状制御方法
（例えば特願昭Ｇｏ−９７９８０）では、バンクアップ
ロールクラウンのパターン及び量を圧延条件に適したも
のに演算で求めてプリセットしておき、１次の係数が目
標値となるように圧下レベリングをフィードバック制御
し、２次の係数も目標値となるようにロールベンダをフ
ィードバック制御していた。これにより、定常圧延時に
は、全ての圧延条件において生産性高く且つ所望の板形
状が得られた。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところで上述した従来の制御方法によればフィードバッ
ク制御中は良好な板形状を得ることが可能であるが、圧
延開始からフィードバック制御が入るまでの間、すなわ
ち圧延初期の非定常圧延時においては必ずしも良好な板
形状を得ることができず満足なものではなかった。この
ような非定常圧延時の板形状不良は、圧延開始前のバッ
クアップロールクラウンのプリセット計算に用いた圧下
力目標値と圧延開始直後の圧下力実績値との差が大きい
場合に生ずる０例えば圧下力実績値が目標値より大きい
場合はバックアップロールクラウンのプリセットＭが過
小であるため端伸びとなり、逆の場合は中伸びとなる。

いずれの場合においても実績値と目標値の差が大きいほ
ど形状不良が大きくなり、絞り込みなどによって圧延不
能となる。

なお、上記問題を解決するためには圧延開始直後からフ
ィードバック制御を入れればよいと一見考えられるが、
このことは現実には不可能である。というのは、形状検
出器は通常圧延機から２〜３ｍ後方に設置されているた
め検出遅れがあり、形状不良が検出される前に絞り込み
などにより圧延不能となるからである。

本発明は、上記従来技術に鑑み、定常圧延時のみならず
圧延開始初期の非定常圧延時においても正確な形状制御
のできるクラスタ圧延機の形状制御方法を提供すること
を目的とする。

く問題点を解決するための手段〉 上記目的を達成する本発明は、圧延開始初期の非定常圧
延機には圧下力がプリセット計算に用いた圧下力目標値
になるように圧下位置制御を行ない、定常圧延時には形
状検出信号によりロールベンダ及び圧下レベリングを制
御する形状フィードパンク制御に切り換えることをその
要旨とする。

く作　　　用〉 本発明方法によれば、圧延開始直後から形状フィード、
＜ツク制御が入るまでの間は、圧下力実績値と圧下力目
標値とがほぼ等しく。

なる、よって圧延開始直後の形状不良の発生を防止する
ことができる。

く実　施　例〉 本発明の実施例を第１図及びｔ５２ｒＡを参照して説明
する。第１図は本発明方法を適用した装置構成を示すブ
ロック構成図であり、ｌはクラスタ圧延機、２は圧延材
である。まずクラスタ圧延機を説明すると、バックアッ
プロール３、中間ロール４、ワークロール５及び小径バ
ックアップロール６が図に示す様にクラスター状に配置
されており、パック″アップロール３は第２図に示す様
に分割構造となっている。また、分割されたバックアッ
プロールは各々図示していない駆動装置によって第１図
に示す矢印の方向へ押し出し可能となっテオリ、バー７
クアツプロールクラウンを任意のパターンおよび量で設
定可能となっている。さらに第２図に示すロールベンダ
２１゜２２によって中間ロール４にペンディング力を加
えられる様になっており、前記バックアップロールクラ
ウン調整との組合せによって、広範囲の圧延条件におい
て形状制御が可能な構造となっている。

第１図において、７はバックアップ口−ルクラウン調整
サーボ系であり、プリセット演算装置１４の指令によっ
て前記バックアップロール３のクラウンを任意のパター
ンおよび量に設定する。プリセット演算装置１４は圧延
条件の入力に応じ当該条件に適したバックアップロール
クラウンのパターンと量を計算する。また、８はロール
ベンダサーボ系であり、コントローラ１３の指令によっ
て前記ロールベンダ２１．２２のペンディング力を任意
の値に設定する。また、９は圧下サーボ系であり、コン
トローラ１２及び圧下位置補正装置１Ｂの指令によって
、図示していない圧下装置のレベリング及び圧下位置の
調整を行なう、また、１０は形状検出器であり、圧延材
２の形状を検出し、板幅方向位置Ｘ（両端を±１に正規
化）での伸び歪分布β（２）を出力する。また直交関数
演算装置ｌ！は（１）式によって直交関数の各係数ＡＯ
”Ａ４を演算する。

但し、φ。〜φ４は４次直交ｒＡ数であり、それぞれ（
２）〜（６）式で表わされる。

φｏ　（ｘ）＝　ａ　　　　　　　　　　　　　（２１
φ、（ｘ）＝　ｂ　ｘ　　　　　　　　　　　　（３１
φ２（ｘ）＝ｃｘ２＋ｄ　　　　　　　　　（４）φ３
　（ｘ）＝ｅｘ３＋ｆｘ　　　　　　　　（５１φａ　
（Ｘ）＝ｇＸ’　＋ｈｘ２＋ｋ　　　　　（６１また、
（２）〜（６）式中の係数ａ−には（７）式の正規直交
条件によって求められる。

以との方法で求めた直交関数の係数ＡＯ〜Ａ４を用いて
板幅方向の伸び歪分布β（幻を表わすと（８）式の様に
なる。

β（ｘ）＝Ａｏφ０＋Ａ１φｌ”Ａ２中２＋Ａ３φ３＋
Ａ４φ４（８）また（８）式は第３図の様に表わされる
。

（８）式および第３図かられかる様に、係数Ａ１は片伸
びの大きさを表わすものであり、１次モード係数と定義
する。係数Ａ２は中伸びおよび端伸びの大きさを表わす
ものであり、２次モード係数と定義する。係数Ａ３は非
対称伸びの大きさを表わすものであり、３次モード係数
と定義する。係数Ａ４は中端伸びおよびクォーターバッ
クルの大きさを表わすものであり、４次モード係数と定
義する。

係数Ａｏはここでは物理的意味を持たない。

また、第４図（ａ）、　（ｂ）はロールベンダおよび圧
下レベリングとモード係数ＡＬ−Ａ４との関係を表わす
実験データである。第４図において（ａ）はペンディン
グ力と２次および４次モード係数Ａ２．Ａ４との関係を
表わすものであり、ペンディング力を増加すると２次モ
ード係数Ａ２は正から負すなわち端伸びから中伸びとな
る。第４図（ａ）よりロールベンダを操作する事によっ
て２次モード係数Ａ２を制御できる事がわかる。また、
Ａ２＝Ｏになる様に制御すれば４次モード係数がＡ４会
０になりフラットな形状が得られる事もわかる。ただし
、Ａ２＝０の時にＡ４〜Ｏになるためには、前述のバッ
クアップロールクラウンのパターンを圧延条件、特に板
幅に応じた最適なパターンにあらかじめ設定しておく必
要がある。もし、パターンが最適でなければＡ２＝Ｏに
制御してもＡ４はさほど小さくならず、あまり良好なフ
ラット形状は得られない、第４図において（ｂ）は圧下
レベリングと１次および３次モード係ｉ＆Ａ＋、Ａｚ　
との関係を表わすものであり、第４図（ｂ）より圧下レ
ベリングを操作する事によって１次モード係数Ａ、を制
御できる事がわかる。また、Ａ１＝０に制御する事によ
って３次モード係数もＡ３＝０になる事がわかる。

コントローラＩ２は１次モード係数の目標値Ａ１と演算
による１次モード係数の検出値Ａ１との差に適当な演算
処理、例えばＰＩ演算などを施して圧下レベリングサー
ボ系９への指令値を出力するものである。コントロ−ラ
１３は同様に２次モード係数の目標値Ａ２と演算による
２次モード係数検出値Ａ２からロールベンダサーボ系８
への指令値を出力する。また、プリセット演算装置１４
は圧延条件に適したクラウン調整パターンおよび量を演
算し、バックアップロールクラウン調整サーボ系７の指
令値を出力する。

１５は圧下力を検出するロードセルであり。

１６は本発明の要点となる圧下位置補正装置である。圧
下位置補正装置１６は、圧下力目標値（クラウン調整の
プリセット計算に使用した圧下力）をＰ、ロードセル１
５で検出した圧下力実績値をＰとしたとき、（！３）、
（１０）式によって制御周期ごとに圧下位置補正量ΔＳ
ｏを計算する。

ΔＳｏ＝　ａ　ｅΔＳ＋ΔＳ’ｏ（１１（９）式におい
て１Ｍをミル定数、Ｑを圧延材２の塑性定数とすると、
ΔＳは圧下力実績値Ｐを圧下力目標値Ｐにするのに必要
な圧下位置の補正量を示す、また００式において、αを
補正ゲイン（Ｏ≦α≦１）、ΔＳｏを圧下位置補正量、
ΔＳ゛。をΔＳｏの前回値とすると、例えばα＝１の場
合には１回の制御周期で圧下位置の補正を１００％行な
う。またα＝０．５　とすれば、１回目の制御周期では
５０％、２回目では７５％、３回目では８７．５％、４
回目では９３．７５％　・甲・のように徐々に補正を行
なうこともできる。圧下位置補正量ΔＳｏは圧延ＩｙＡ
始から形状フィードバック制御が入るまでの間、制御周
期ごとに計算されるとともに、圧下サーボ系９の圧下位
置指令値として入力される。

かかる構成の実施例装置の動作を次に説明する。

圧延開始前では、プリセット演算装置１４に圧延条件（
圧下力目標値Ｐ、板幅能）を入力し、最適なバックアッ
プロールクラウンのパターン及び量を演算し、バックア
ップロールクラウン調整サーボ系７を指令してバックア
ップロールクラウンのプリセットを行なう。

次に圧延を開始したら、圧下位置補正装置１Ｂにより、
前述の方法を用いて各制御周期ごとに圧下力目標値Ｐと
ロードセル１５で検出した圧下力実績値Ｐとから圧下位
置補正量ΔＳ。

を計算し、圧下サーボ系９へ圧下指令値として入力する
。これにより圧下開始直後からＰｂＰとなり、圧延開始
初期の非定常圧延時に形状不良が発生することなく圧延
を開始できる。なお、圧下位置を操作するため板厚は必
ずしも目標値とはならないが、これは先端のごくわずか
の部分であるため実用上問題はない。

次に圧延速度が所定値以上になり形状検出器１０の検出
信号が安定して使用できる状態となれば、圧下位置補正
を中止するとともに形状フィードバック制御を開始する
。また同時にＡＧＣ（自動板厚制御）も開始し板厚へ目
標値になるように制御する。フィードバック制御は、形
状検出器１０から得られる板幅Ｘ方向の伸び歪分布β（
２）を、直交関数演算装置１１に入力し、前述の式（１
）によって１次モード係数Ａ１および２次モード係数Ａ
２を演算し、１次モードおよび２次モード係数の検出値
を得る。また、１次モードについては目標値として与え
られたＡ１と別記検出値Ａ１との差をコントローラ１２
に入力し、ＰＩ演算処理等を行なって圧下サーボ系９の
レベリング指令値として入力し、Ａ、＝Ａ１になる様に
フィードバック制御する。同様に２次モードについても
目標値Ａ２と検出値Ａ２との差をコントローラ１３経由
でロールベンダサーボ系８に入力し、Ａ２＝Ａ２になる
様にフィードパンク制御する。したがって定常圧延時に
形状不良が発生することはない。

〈発明の効果〉 本発明方法によれば、圧延開始直後から形状フィードバ
ック制御が入るまでの間において、圧下力を目標値とほ
ぼ傅しくなるように制御するため、圧延開始直後の形状
不良の発生さらにはこれによるトラブルの発生を防止で
き、製品の品質および生産性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を適用した装置構成を示すブロック
構成図、第２図はクラスタ圧延機のロール部の概略図、
第３図は４次直交関数の概念図、第４図（ａ）、　（ｂ
）はクラスタ圧延機の形状制御特性を表わす実験データ
のグラフである。 図　　面　　中、 ｌ・・・クラスタ圧延機、　　　　２・・・圧延材、３
・・・／ヘツクアップロール、　４・・・中間ロール、
５・・・ワークロール、 ６・・・小径バックアップロール、 ７・・・バックアップロールクラウン調整サーボ系、８
・・・ロールベンダサーホ系、 ９・・・圧下レベリングサーボ系、 １０・・・形状検出器、　　　１１・・・直交関数演算
装置、１２・・・コントローラ、　　　　１３・・・コ
ントローラ、１４・・・プリセット演算装着、１５・・
・ロードセル、１６・・・圧下位置補正装置、 ２１、２２川ロールベンダ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 圧延条件の入力に対し当該圧延条件に適したバックアッ
   プロールクラウンのパターン及び量を計算してプリセッ
   トしたクラスタ圧延機の形状制御方法において、 圧延開始初期の非定常圧延時には、圧下力が目標値にな
   るように圧下位置制御を行ない、定常圧延時には、圧延
   後の板形状から板形状の歪分布に対応する４次直交関数
   の各係数を計算し、４次直交関数の１次の係数が目標値
   に一致するように圧下レベリングを制御するとともに２
   次の係数が目標値に一致するようにロールベンダを制御
   することを特徴とするクラスタ圧延機の形状制御方法。