JPS62197210A - 連続圧延機制御装置及び方法 - 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】 ａ、産業上の利用分野 本発明は、連続圧延機制御装置及び方法に関し、特に、
高精度に先進率を予測し、圧延ロール開度の高精度制御
を行うための改良に関する。

ｂ、従来の技術 従来、用いられていたこの種の連続圧延機制御装置及び
方法としては、種々の手段が提案されているが、その中
で代表的な手段について述べる。

一般に、連続圧延における先進率の予測精度は、圧延材
の各圧延スタンドへの噛み込み時に、適正な圧延スタン
ド間テンションを与える上で極めて重要な要素となって
いることが知られている。

しかしながら、従来の先進率は、ロール材質、温度、摩
耗及び材料特性等によって変化するにも拘わらず、圧下
率γ、偏平ロール径Ｒ′等の幾何学的因子のみを用いた
予測モデルによる計算値を使用しているため、常に高精
度に先進率の予測を行うことは不可能であった。

又、連続圧延における圧延材の板速度検出は、各種提案
されているが、例えば、初期スタンドから最終スタンド
の１段手前のスタンドまでは、ルーパーロール回転検出
方式又はロードセルオン信号等で検出し、最終スタンド
はγ線又は幅計等で検出しており、そのため、検出セン
サーの特性の相違によって、実測した先進率にも誤差が
生じていた。

さらに、連続圧延機の場合、重要な制御項目の１つとし
て、圧延荷重予測があるが、従来の圧延荷重予測モデル
としては、次の（１）式に示す演算式が一般的に採用さ
れている。

Ｆｉ＝Ｗｉ−Ｋｍｉ−Ｒ’１（Ｈｉ　−１−Ｈｉ）・Ｑ
ｉ　　自・（１）弐Ｆ１：圧延荷重　　Ｗｉ：板幅 Ｒ′１：　偏平ロール径（ヒツチコックの式）％式％ 前述の（１）式においては、圧下力関数Ｑ１がロールと
被圧延材との摩擦係数により決定されているが、例えば
、冷間圧延のように摩擦係数μが小さい場合（すべり摩
擦領域）には、次の（２）式で示すＨｌｌｌの式が代表
的に使用され、又、熱間圧延のように、摩擦係数μが大
きい場合（固着摩擦領域）には、次の（３）式で示す５
１ｍ５の式が代表的に使用されていた。

ＪｎＪ！４　＝＝　（ｈ　（γ−Ｈ，Ｒ／・μ）　・・
・・（２）式１式％： ＱＳｉｍｓ＝＝　０２（γ−Ｈ−Ｒ’）　　　−自（３
）式Ｃ０発明が解決しようとする問題点 従来の連続圧延機制御装置及び方法は、前述したような
制御手段を用いていたため、最近の連続圧延機のように
、圧延材の多様化及び圧延油使用等の圧延条件の変化に
よりタンデムミルにおける圧延ロールと圧延材との摩擦
状態が、固着摩擦領域からすべり摩擦領域まで拡大され
てくると、前述のような１つの圧下力関数モデルでは、
高精度に圧延荷重を予測することが困難であった。

本発明は、前述の問題点を速やかに除去し、特に、摩擦
係数μの犬・小に拘わらず、常に高精度に圧延ロールの
開度の制御を行うことができるようにした連続圧延機制
御装置及び方法を得ることを目的とする。

ｄ０問題点を解決するための手段 本発明による連続圧延機制御装置は、複数の圧延スタン
ドを用いて圧延材を連続圧延する連続圧延機制御装置に
おいて、前記圧延スタンドの圧延ロールの圧下を検出す
るためのロードセルと、前記圧延ロールを駆動する圧延
機駆動モータに接続されパルスを発生するパルスジェネ
レータと、前記圧延材の搬送速度を検出するための速度
検出装置と、最終段圧延スタンドからの圧延材の厚みを
計測するためのＸ線厚み計と、前記ロードセル、パルス
ジェネレータ及び速度検出器からの出力を入力し、先進
率を計算するための先進率演算器と、前記ロードセル、
先進率演算器及びＸ線厚み計からの出力により圧延ロー
ルの開度の制御を行うためのコンピュータとを備えた構
成である。

又、本発明の第２の発明である連続圧延機制御方法は、 複数の圧延スタンドを用いて圧延材を連続圧延する連続
圧延機制御方法において、各圧延スタンド出側の圧延材
速度及び圧延ロールの周速を検出して先進率演算器によ
り実測先進率を求める第１工程と、 最終圧延スタンド出側における圧延材の厚み計測値と各
スタンドの圧延ロールにおける圧延荷重値を計測し、こ
れらの各位から計算先進率を求める第２工程と、 前記実測先進率から計算先進率を学習的に補正し、圧延
ロール速度を制御する第６エ程と、前記第３工程によっ
て補正された先進率から圧延ロールと圧延材間の摩擦状
況に応じて各圧延スタンドの圧延荷重を予測し、圧延ロ
ールの開度をコンピュータによって制御する第４工程と
、からなる方法である。

０１作用 本発明による連続圧延機制御装置及び方法においては、
初期スタンドから最終スタンドまで同一特性のセンサー
によって先進率変化を求め、この実測値に基づいて、先
進率予測モデルにより求めた計算値を学習的に補正し、
圧延材の先進率の予測精度の向上を計ると共に、予測先
進率より摩擦係数μを算出し圧延ロールと圧延材の摩擦
状態を考慮した圧下力関数モデルを用いて各ネタンドの
圧延荷重を計算することにより、高精度に圧延ロールの
開度の制御を行うことができる。

ｆ。実施例 以下、図面と共に本発明による連続圧延機制御装置及び
方法の好適な実施例について詳細に説明尤る。

第１図に示す構成は、本発明による連続圧延機制御装置
を示すものであり、図において、符号１で示されるもの
は、初段圧延スタンド１及び後段スタンドｉ　＋１にお
ける一対の圧延ロール２により圧延して延長された熱間
圧延材であり、これらの圧延ロール２には、圧延荷重を
測定するためのロードセル３が各々設けられていると共
に、圧延機駆動モータ４が各々接続されている。

これらの各圧延機駆動モータ４の回転軸４ａには、回転
式のパルスジェネレータ５が設けられ、これらのパルス
ジェネレータ５の出力パルスは先進率演算器６及び６ａ
内に各々入力される。

前記初段スタンド１の出側及び後段スタンド１＋１の出
側には、圧延材１の通過を検出するため、同じ構成で同
じ特性を有する高性能レーザ形の第１速度検出装置７及
び第２速度検出装置７ａが配設され、これらの各速度検
出装置７及び７ａの出力は前述の先進率演算器６及び６
ａに入力されている。

最終スタンドとしての前記後段スタンド１−１−１の出
側には、圧延材１の板厚を測定するＸ線厚み計８が配設
され、前述の各ロードセル乙の出力、各先進率演算器６
及び６ａ並びにＸ線厚み計８の出力は、高性能デジタル
処理機能を有するコンピュータ９に入力されている。

前記コンピュー−−夕９における演算機能は、第２図に
示される通りであり、まず、演算処理を行う曲番こ、第
１ステツプ及び第２ステツプで示されるように、各圧延
スタンド１及び１−１−１の各ロードセル乙の出力と、
各速度検出装置７及び７ａの出力と、各パルスジェネレ
ータ５からのパルスデータに基づいて、各先進率演算器
６及び６ａにより、実績先進率ｆｍ（すなわち、ｆｍｌ
及びｆｍｉ十１）が計算されてコンピュータ９に入力さ
れる。

さらに、各スタンド１及び１＋１のロードセル３からの
実績圧延荷重Ｆｍ　（すなわち、Ｆｍｉ及びＦｍｉ＋１
　）と、最終スタンドである後段スタンド１＋１出側の
Ｘ線厚み計８の計測値ａｍがコンピュータ９内に入力さ
れる。

このコンピュータ９内においては、前述の計測値Ｈｍ及
び実績圧延荷重Ｆｍによって、計算先進率ｆ　を求め、
先に求めた実績先進率ｆｍとの比を求めて学習係数Ｏｆ
ｉの平滑化を行った後、初期設定先進率ｆｃａＪ、の計
算にフィードバッりする。

次に、第４ステツプとして、この計算先進率ｆｃａＪか
ら摩擦係数μを求め、圧延ロール速度の計算（第５ステ
ツプ）及び圧延温度の計算（第６ステツプ）を行った後
、前述のＨｉ、ｕの式とＳ　ｉｍ８の式を合成した後述
の圧下力関数モデルにて圧延荷重を計算（第７ステツプ
）する。この圧延荷重が計算された後は、パワー計算（
第８ステツプ）及び圧下位置計算（第９ステツプ）によ
って、圧延ロール２の最適な制御を行うことができる。

本発明による連続圧延機制御装置及び方法は、前述した
ように構成されており、以下に、実際に連続圧延機の圧
延ローラの荷重制御を行う場合について説明する。

まず、各スタンド１及びｉ　−１−１のロードオン（す
なわち、ロードセル乙のロードオン）カラ各スタンド１
及びｉ＋１出側に設けた各速度検出装置７及び７ａまで
の時間ｔｉを測定し、次の（４）式で圧延材１の速度Ｖ
ｓｉを求める。

Ｖｓｉ　＝　ｂｏ、／ｌｉ　　　、　、　、　、　（４
１式ＬＯ：各スタンドｉ及びｉ　＋１から各速度検出装
置７及び７ａまでの距離 １：　スタンドＮＯ 次に、各スタンド１及びｉ　＋　１のロードオンから各
速度検出装置７及び７ａまでの時間ｔｉの間の圧延ロー
ル２の回転速度ＶＲｉを次の（５）式ｖＲｌ−πＤＩＮ
／ｎ・・・・（５）式Ｎ：　スタンドオンから速度検出
装置オン間のパルスジェネレータの総パルス数 ｎ：　圧延ロール１回転のパルスジェネレータからのパ
ルス数 Ｄｉ：ｉスタンドの圧延ロール径 次に、前述の（４）式及び（５）式より求めた圧延材の
速度Ｖｓｉ及び圧延ロール回転速度ＶＲｉを用い、次の
（６）式によって実績先進率ｆＴを求める。

ｆ１＝（■Ｓ１／■Ｒ１）−１・・・・（６）式次に、
前述の実績先進率ｆ１を求めた圧延材において、ロード
セル６より計測した圧延荷重Ｆ１及び最終スタンド（本
実施例ではスタンドｉ＋１）の出側に設けたＸ線厚み計
８の計測値を用いて計算したマスフロー板厚ＨＷにより
、次の（７）式に示す一般的な圧延理論モデルに基づい
て、計算先進率青を求める。

ｆ’ｉｍ＝　０３（Ｈ’２　、Ｈ％”＋、Ｒ”ｉ”）　
　　・・ａｍ　（７）式Ｒグ：偏平ロール径（ヒツチコ
ックの式）次に、前述の実績先進率ｆ１　と計算先進率
ｆ１との誤差を次の（８）式によって、先進率の学習係
数Ｏｆｉを求め、さらに、（９）式に示すように前述の
学習係数Ｏｆｔの平滑化を行った後、次圧延材の先進率
予測値ｆ１　　に（１０）式で示されるようにフィード
バックすることによって、先進率予測精度は著しく向上
した。

Ｃｆ　ｉ　＝＝　ｆ　ｉ／　ｆ　ｉ　　　　・・・・（
８）式Ｃ１’ｉ　：　ａ−ｃｆ１＋（１−（Ｘ）　Ｃ＋
１６ｍ　−−−−（９１式Ｏｆ１°ｍ＝　前回値 α　：　平滑ゲイン ｆｉ　　：　Ｃｆｊ、ｉ　ｆｔ　　　　　　自＠　＊　
（１０）弐ｆ　１＝＝　Ｇ３　（Ｈｌ、　Ｈｌ−１，Ｒ
’）次に、圧延荷重予測モデル（り式の中の圧下力関数
モデルについては、次の（１１）式に示す通り、前述の
ＨｌＪ、Ｊ、の式と５１ｍ５　　の式をステップ関数で
合成することにより、１つの圧下力関数とし、すべり摩
擦領域と固着摩擦領域の境界はμ０２μｍ（定数）で調
整し、すべり摩擦領域から固着摩擦領域のいずれの領域
においても、１つの圧下力関数で圧延荷重を高精度に予
測することができる。

Ｑ−（１−０４（μ））・ＱＳ１ｍｓ十Ｇ５（μ）−Ｑ
Ｈｌｌｌ　−−−１（１１）式０式％（）） μ：補正した予測先進率から求めた摩擦係数 α、β、μ０２μｍは定数 さらに、第３図に示す特性図は、本発明をホラトス）　
ＩＪツブの仕上タンデムミルにおいて実施した時の制御
効果を実測値として示すものであり、新しく研磨した圧
延ロール２を組込んだ後の仕上第２スタンド（Ｆ２）、
仕上第６スタンド（Ｆ６）の圧延１本ごとの制御効果を
表わしている。

図中におけるサフィックスｍは実測、Ｃは設定計算値を
意味している。

又、図中、■及び■は仕上第２スタンド（Ｆ２）。

■及び■は仕上第６スタンド（Ｆ６）の実測先進率と計
算先進率の誤差を示し、従来の先進率測定方法では、仕
上第６スタンド（Ｆ６）に大きい誤差が生じていたが、
本発明による先進率測定方法及び先進率学習システムを
導入することによりタンデムミルの全スタンドにおいて
、先進予測精度が向上している。

又、圧延荷重の予測精度をみると、例えば、従来例では
、圧下力関数モテルが固着摩擦領域のみで成立する演算
式を用いていたため、前段ミル（例えば、仕上第２スタ
ンドＦ２）では良好であるのに対し、後段ミル（例えば
、仕上第６スタンドＦ６）のように、すべり摩擦領域と
なるスタンドの荷重予測精度は極めて悪いものとなって
いたが、本発明による圧下力関数モデルを使った圧延荷
重予測では、■には仕上第２スタンドＦ２、■には仕上
第６スタンドＦ６の実績荷重と予測荷重の比を示すが、
固着摩擦領域である前段スタンド（Ｆ２）は当然のこと
とし二すべり摩擦領域である後段スタンド（Ｆ６）にお
いても、極めて良好な荷重予測精度が得られることが判
明した。

尚、本実施例においては、各スタンドのロードセル３の
オン信号と、レーザー形の速度検出装置７及び７ａのオ
ン信号を用いて制御した場合について説明したが、例え
ば、各スタンド出側に、高性能レーザー形の速度検出装
置を２個配設して測定する方法を採用した場合について
も同様の作用効果を得ることができる。

ｇ０発明の効果 本発明による連続圧延機制御装置及び方法は、以上のよ
うな構成と作用とを備えているため、タンデムミルの前
段側及び後段側における固着着摩擦値域からすべり摩擦
領域においても、常に好適な高精度の荷重予測精度が得
られ、常に安定した品質の圧延板を得ることができるも
のである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明による連続圧延機制御装置及び方法を示す
ためのもので、第１図は装置の全体を示すための概略構
成図、第２図は第１図におけるコンピュータの演算機能
を示すフロー図、第３図のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄはホットスト
リップタンデムミルにおける制御効果を示すための特性
図である。 １は圧延材、２は圧延ロール、３はロードセル、４は圧
延機駆動モータ、５はパルスジェネレータ、６は先進率
演算器、７，７ａは速度検出装置、８はＸ線厚み計、９
はコンピュータである。 （１６〕 第１図 第２図 初期設定　　　　　　　　　　　コイル間学習５ＴＡＲ
Ｔ　　　　　　　　　　　　５ＴＡＲＴｆｊ 第１又ラツプ　　　　初期板厚の計算　　　　　　　　
　先進率ｆの学習第２ステンプ　　　　板道の計算（マ
ス７日一定）　　　　　　実績テータ採取第３スフツブ
　　　　　先進！１！ｆのｆｔ、晦　　　　　　　　　
　マス７０−第４ステップ　　　　　厚帯叩Ｑ跣μの計
算第５ステツプ　　　　ロール建度の計算　　　　　　
　　　先進率の学習第３図 ロール替後の本数

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の圧延スタンドを用いて圧延材を連続圧延す
   る連続圧延機制御装置において、前記圧延スタンドの圧
   延ロールの圧下を検出するためのロードセルと、前記圧
   延ロールを駆動する圧延機駆動モータに接続されパルス
   を発生するパルスジェネレータと、前記圧延材の搬送速
   度を検出するための速度検出装置と、最終段圧延スタン
   ドからの圧延材の厚みを計測するためのＸ線厚み計と、
   前記ロードセル、パルスジェネレータ及び速度検出器か
   らの出力を入力し、先進率を計算するための先進率演算
   器と、前記ロードセル、先進率演算器及びＸ線厚み計か
   らの出力により圧延ロールの開度の制御を行うためのコ
   ンピュータとからなる連続圧延機制御装置。
2. （２）前記速度検出器はレーザ検出形であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の連続圧延機制御装置
   。
3. （３）複数の圧延スタンドを用いて圧延材を連続圧延す
   る連続圧延機制御方法において、各圧延スタンド出側の
   圧延材速度及び圧延ロールの周速を検出して先進率演算
   器により実測先進率を求める第１工程と、 最終圧延スタンド出側における圧延材の厚 み計測値と各スタンドの圧延ロールにおける圧延荷重値
   を計測し、これらの各値から計算先進率を求める第２工
   程と、 前記実測先進率から計算先進率を学習的に 補正し、圧延ロール速度を制御する第３工程と、 前記第３工程によって補正された先進率か ら圧延ロールと圧延材間の摩擦状況に応じて各圧延スタ
   ンドの圧延荷重を予測し、圧延ロールの開度をコンピュ
   ータによって制御する第４工程と、 からなることを等徴とする連続圧延機制御 方法。