JPS6236765B2 - - Google Patents

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JPS6236765B2
JPS6236765B2 JP54019270A JP1927079A JPS6236765B2 JP S6236765 B2 JPS6236765 B2 JP S6236765B2 JP 54019270 A JP54019270 A JP 54019270A JP 1927079 A JP1927079 A JP 1927079A JP S6236765 B2 JPS6236765 B2 JP S6236765B2
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JP
Japan
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tension
torque arm
stand
rolling
calculated
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JP54019270A
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English (en)
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JPS55110931A (en
Inventor
Fumio Watanabe
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPS6236765B2 publication Critical patent/JPS6236765B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B38/00Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product
    • B21B38/06Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product for measuring tension or compression

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Metal Rolling (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は連続圧延装置において、スタンド間
張力を検出する方法に関するものである。
従来、スタンド間張力を制御する方法が種々提
案されているが、それぞれの張力制御方法におい
ての差は張力の検出をいかに行なうかという点で
あり、この張力検出の精度が張力制御精度を決定
する。本発明の目的は高精度な張力検出方法を提
供することにある。
以下、従来の張力検出方法の原理を第1図に示
す連続圧延装置について説明する。図において、
1は被圧延材、2は第iスタンド、3は第i+1
スタンドであり、Ti-1は第iスタンド後方張
力、Tiは第iスタンド前方張力、Giは第iスタ
ンドの圧延トルク、Piは第iスタンドの圧延力
である。このとき圧延トルクGiを次式で表わ
す。
i=aii+bii-1−cii ……(1) (1)式において、ai,bi,ciは1つの圧延条件
によつて決まる定数であり、aiをトルクアー
ム、biを後方張力トルクアーム、ciを前方張力
トルクアームと呼ぶこととする。
(1)式より前方張力Tiは、次式によつて演算さ
れる。
i=a−G+bi−1/C ……(2) (2)式において、圧延力Pi、圧延トルクGi、後
方張力Ti-1は直接検出、あるいは演算によつて
知ることができる。
i,bi,ciは前記のように1つの圧延条件に
よつて決まる定数であるが圧延中変化するため以
下のように演算される。
まず、bi,ciは偏平ロール半径Ri′、入側板
厚Hi、出側板厚hiから次式によつて演算され
る。
i=bi(Ri′,Hi,hi) ……(3) ci=ci(Ri′,Hi,hi) ……(4) 次にトルクアームaiは ai=a +Δai ……(5) として、基準トルクアームa を前方張力Ti=0
のとき、すなわち被圧延材1が第i+1スタンド
(3)にかみ込まれる直前に(1)式から次式のように演
算される。
トルクアーム変動量Δaiは(6)式によつてa
求めた時からのトルクアームaiの変動量である
が、従来方式ではaiが無張力状態のトルクアー
ムで表わされていないためa を求めた時からの
入側板厚変動量ΔHi、出側板厚変動量Δhi、偏
平ロール半径変動量ΔR′、平均変形抵抗変動量
Δkni、後方張力変動量ΔTi-1、前方張力変動量
ΔTi(a をTi=0のとき求めているので第i+
1スタンドかみ込み後はΔTi=Ti)の関数とな
り次式で表わされる。
Δai=Δai(ΔHi,Δhi,ΔR′i, ΔKni,ΔTi-1,Ti) ……(7) この(7)式のようにしてトルクアーム変動量Δa
iを求めると、ΔKniを求めるために第iスタンド
において被圧延材1の温度が必要であること、張
力によるトルクアーム変動を考えなければならな
いなど張力検出に際して複雑な装置を必要とす
る。また(1)式におけるbi,ciをロール半径Ri
等しいとして、トルクアーム変動量Δaiを無張
力状態のトルクアーム変動量から求め、(2),(5),
(6)式より前方張力Tiを求める方法もあるが、こ
の方法もトルクアームaiが無張力状態のトルク
アームを表わしていないため、トルクアーム変動
量Δaiに誤差が生じ、(2)式によつて求められる
張力はその精度に問題がある。
本発明は従来の張力検出方法の欠点を除去し、
連続圧延装置において高精度の張力検出を行うこ
とのできる方法を提供するものである。
本発明の特徴は、後述するように圧延中任意の
時刻においてトルクアームが無張力状態のトルク
アームとなるように張力トルクアームを求めるこ
とによつて張力を高精度に演算検出することにあ
る。
まず、本発明の張力検出方法の原理を第1図に
示す連続圧延装置について説明する。以下の説明
にあたつて添字oは前方張力および後方張力がと
もに零、すなわち無張力時の物理量を示す。
第iスタンド2における圧延トルクGi、圧延
力Piを無張力状態の圧延トルクG ,圧延力P
、と後方張力Ti-1、前方張力Tiによつて次式で
表わす。
i=G +Aii-1−Bii ……(8) Pi=P −Cii-1−Dii ……(9) ただし、Ai,Bi,Ci,Diは1つの圧延条件に
よつて決まる定数で、圧延理論によれば偏平ロー
ル半径R′i、入側板厚Hi、出側板厚hiの関数とし
て次式で求められる。
上式において、 は無張力時の先進率であ
る。いま、トルクアームをTi-1=Ti=0、すな
わち無張力状態の圧延トルクG と圧延力P の比
として定義すると圧延中任意の時刻においてトル
クアームは無張力状態のトルクアームa とな
り、(8),(9)式より次式で表わされる。
このとき、(14)式より圧延トルクGiは次式で
表わせる。
i=a i+(Ai+a i)Ti-1 −(Bi−a i)Ti ……(15) (15)式において、後方張力Ti-1、前方張力
iの係数である後方張力トルクアーム(Ai+a
i)、前方張力トルクアーム(Bi−a i)はロ
ール半径Riに等しくないことに注意する必要が
ある。
(15)式より前方張力Tiは次式によつて演算
される。
(16)式において、順次上流スタンドより
(16)式を用いてスタンド間張力を計算すること
により後方張力Ti-1は知ることができ、圧延ト
ルクGiはモータ電機子電流、モータ端子電圧、
モータ回転数などから演算でき圧延力Piはロー
ドセルによつて直接検出でき、Ai,Bi,Ci,Di
は(10),(11),(12),(13)によつて演算できるのでa

を以下のように求めれば、前方張力Tiは(16)
式により求められる。
全圧延状態にわたつて無張力状態のトルクアー
ムa は(14)式で表わされるが、前方張力Ti
未知(a が求まらないと(16)式によりTiは演
算できない)であるとa を(14)式によつて演
算することができない。したがつて、a を前方
張力が発生する前に(14)式で得られる基準値a
oL とその後の圧延条件変動による変動量Δa
わけて次式で表わす。
=aoL +Δa ……(17) (17)式における無張力状態のトルクアーム基
準値aoL は前方張力Ti=0のとき、すなわち被
圧延材1が第i+1スタンド3にかみ込まれる前
に(14)式から次式のように演算する。
ただし、添字LはaoL を求めた時のデータであ
ることを示す。
一方、圧延理論によれば、無張力状態のトルク
アームa はトルクアーム係数と接触弧長の積で
表わされ、トルクアーム係数、接触弧長はともに
偏平ロール半径R′i、入側板厚Hi、出側板厚hi
みの関数であり、張力Ti-1,Tiおよび平均変形
抵抗kniの関数とはならないことから、無張力状
態のトルクアーム変動量Δa は次式で求められ
る。
Δa =Δa (ΔR′i,ΔHi,Δhi)……(1
9) ただし、ΔR′i,ΔHi,ΔhiはaoL を求めた時
からの偏平ロール半径R′i、入側板厚Hi、出側板
厚hiの変動量である。
以上説明したように、トルクアーム、前方張力
トルクアーム、後方張力トルクアームは圧延力が
張力の関数であるために、その決め方には任意性
があることから、従来方式におけるトルクアーム
i、後方張力アームbi、前方張力アームcii=(Ai+a i) ……(21) ci=(Bi−a i) ……(22) を求めることによつて、圧延中任意の時刻におい
て高精度な無張力状態のトルクアーム、後方張力
トルクアーム、前方張力トルクアームが得られ
る。これらと圧延トルクおよび圧延力から(16)
式によつて得られる前方張力Tiすなわち第i、
第i+1スタンド間張力は高精度な張力であるこ
とは明らかであろう。
つぎに本発明の原理に基づいた一実施例を第2
図に示す3スタンド連続圧延装置について説明す
る。
図の符号において下1桁の数字が1の場合は第
1スタンドにおける装置であり、2の場合は第2
スタンドにおける装置であることを示し、0の場
合は第1、第2、第3スタンドについて1つしか
ない装置を示す。図において31,32はモータ
21,22の電機子電流、端子電圧、回転数など
を入力し、圧延トルクを演算する圧延トルク演算
装置、41,42は圧延力検出装置、51,52
はスクリユー位置検出装置、61,62は出側板
厚演算装置で、圧延力Pi、スクリユー位置Si
入力し、次式で出側板厚hiを演算する装置、 hi=Si+P/M ……(23) Mi:第iスタンドミル定数 i:スタンド番号を示しi=1,2 111,112は遅延装置であり、111は板
厚検出装置60で検出された板厚を第1スタンド
入側板厚とし、112は出側板厚演算装置61で
演算された第1スタンド出側板厚を第2スタンド
入側板厚とする装置、91,92は偏平ロール半
径演算装置で、圧延力Pi、入側板厚Hi、出側板
厚hiを入力し、次式で偏平ロール半径R′iを演算
する装置である。
R′i=Ri{1+KP/W(H−h)}……(24
) Ri:第1スタンドロール半径 K:ヒツチコツク定数 W:平均板巾 i:スタンド番号を示し、i=1,2 第1スタンドにおいて、トルクアーム演算装置
81は、圧延トルク演算装置31出力G1圧延力
検出装置41出力P1遅延装置111出力である第
1スタンド入側板厚H1出側板厚演算装置61出
力h1偏平ロール半径演算装置71出力R′1を入力
し、被圧延材1が第2スタンド12にかみ込まれ
る前に(18)式においてT0(一般に第1スタンド後
方張力T0=0である)としてトルクアーム基準
値aoL を演算、記憶し、同時に偏平ロール半径
R′1、入側板厚H1、出側板厚h1を記憶し、それ以
後、該記憶値からの偏平ロール半径変動量Δ
R′1、入側板厚変動量ΔH1、出側板厚変動量Δh1
からトルクアーム変動量Δa を(19)式によつ
て演算し、(17)式によつて圧延中任意の時刻の
無張力状態のトルクアームa を演算する。一方
張力トルクアーム演算装置91は上記トルクアー
ムa と偏平ロール半径R′1、入側板厚H1、出側板
厚h1を入力し、(10),(11),(12),(13),(21),(
22)
式より圧延中任意の時刻の後方張力トルクアーム
(A1+a C1)、前方張力トルクアーム(B1−a
D1)を演算する。上記トルクアームa 、張力トル
クアーム(A1+a C1),(B1−a D1)および圧

トルクG1、圧延力P1が張力演算装置101に入
力され、第1スタンド前方張力、すなわち第1、
第2スタンド間の張力T1が(16)式によつて演
算される。
第2スタンドにおいてトルクアーム演算装置8
2は、圧延トルク演算装置32出力G2、遅延装
置112出力である第2スタンド入側板厚H2
出側板厚演算装置62出力h2、偏平ロール半径演
算装置72出力R′2、および張力演算装置101
出力T1を入力し、被圧延材1が第3スタンド1
3にかみ込まれる前に、19によつてトルクアー
ム基準値aoL を演算、記憶し同時に偏平ロール半
径R′2、入側板厚H2、出側板厚h2を記憶し、それ
以後、該記憶値からの偏平ロール半径変動量Δ
R′2、入側板厚変動量ΔH2、出側板厚変動量Δh2
からトルクアーム変動量Δa を(19)式によつ
て演算し、(17)式によつて、圧延中任意の時刻
の無張力状態のトルクアームa を演算する。一
方、張力トルクアーム演算装置92は、上記トル
クアームa と偏平ロール半径R′2、入側板厚H2
出側板厚h2を入力し、(10),(11),(12),(13),(21
),
(22)式より、圧延中任意の時刻の後方張力トル
クアーム(A2+a2C2)、前方張力トルクアーム
(B2−a2D2)および圧延トルクG2、圧延力P2が張
力演算装置102に入力され、第2スタンド前方
張力、すなわち第2、第3スタンド間の張力T2
が(16)式によつて演算される。
以上詳述したように、本発明は圧延中の任意の
時刻において、張力トルクアームを圧延力トルク
アームが無張力状態のトルクアームになるように
求めているので、トルクアーム変動量が無張力状
態のトルクアーム変動量として得られる。したが
つて、トルクアームがトルクアーム基準値と偏平
ロール半径変動量、入側板厚変動量、出側板厚変
動量によつて正確に得られ、従来の張力検出方式
に比して高精度な張力を求めることができる。
また、この張力検出方式は、平均板巾W各スタ
ンドの出側板厚hiを入力しているので、単位張
力も以下のような方法で簡単に求められる。すな
わち(16)式から求められた張力から、単位張力
iは次式で求められる。
i=T/Wh なお、ここではスタンド間の張力検出方式につ
いて述べたが、ペイオフリールまたはテンシヨン
リールと圧延スタンド間の張力検出方式について
も全く同様な考えが適用できるのはいうまでもな
い。
【図面の簡単な説明】
第1図は張力検出方法の原理を説明する図、第
2図は本発明の一実施例の張力検出方法をタンデ
ム圧延機に利用したブロツク図である。 図において、1は被圧延材、2は第iスタン
ド、3は第i+1スタンド、11は第1スタン
ド、12は第2スタンド、13は第3スタンドを
示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 連続圧延装置の各スタンド間張力検出装置に
    おいて、圧延中任意の時刻で各スタンドの無張力
    状態における圧延トルク/圧延力の比で表現され
    る無張力状態トルクアーム、およびこの無張力状
    態トルクアーム値に基づいて得られる前方張力ト
    ルクアーム、後方張力トルクアームをそれぞれ演
    算し、これらと各スタンドの圧延トルク、圧延力
    から各スタンド間張力を演算することを特徴とし
    た張力検出方法。 2 被圧延材が第iスタンドに噛込まれ第i+1
    スタンドに噛込まれる前の第iスタンドのトルク
    アーム値を無張力状態のトルクアーム基準値とし
    て演算し、かつその後の圧延条件変動による変動
    量を無張力状態のトルクアーム変動量として演算
    し、該基準値と該変動量から圧延中任意の時刻に
    おける第iスタンドの無張力状態のトルクアーム
    を演算することを特徴とする特許請求の範囲第1
    項記載の張力検出方法。 3 各スタンドの前方張力トルクアームと後方張
    力トルクアームを該スタンドの無張力トルクアー
    ム、偏平ロール半径、入側板厚、出側板厚によつ
    て演算することを特徴とする特許請求の範囲第1
    項記載の張力検出方法。 4 トルクアーム基準値演算時の偏平ロール半
    径、入側板厚、出側板厚を記憶し、この記憶値と
    圧延中任意の時刻の偏平ロール半径、入側板厚、
    出側板厚の偏差からトルクアーム係数と接触弧長
    の変動量を演算し、この変動量から無張力状態の
    トルクアーム変動量を演算することを特徴とする
    特許請求の範囲第2項記載の張力検出方法。
JP1927079A 1979-02-20 1979-02-20 Tension detecting method Granted JPS55110931A (en)

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