JPS6238711A - 圧延制御装置 - 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】 ［ （発明０技術分野）　　　　　　　　　　　　　　　　
　［本発明は、棒材または線材からなる被圧延材の　　
　　１送り方向に直角な断面における第１の方向の圧延
を行なう圧延スタンドと、前記断面における第１の方向
に直角な方向の圧延を行なう圧延スタンドとを交互に配
置し、両方向の圧延を交互に行なって前記被圧延材が所
定の断面形状で所定の断面寸法になるように各圧延スタ
ンドを圧下制御および張力制御する圧延制御装置に関す
るものである。

〔発明の技術的青用とその問題点〕

一般に棒材または線材の圧延は孔型ロールを陥えた複数
の圧延スタンドを順次連続的に通づ“ことにより行なわ
れる。この種の圧延機ロールの孔型に（は製品の種類に
応じて多種多様のものがあり、たとえばダイψ型、四角
型、六角型、楕円型、丸型などがある。これらの孔型に
対応した断面形状の製品は圧延素材としてのビレットを
順次、所定孔型のロールを備えた圧延スタンドを通すこ
とにより最終面面形状の製品に成形されて行く。この場
合、孔型ロールを用いた圧延は三次元変形が主体である
こと、および圧延が被圧延材に対して横断面の直交する
方向に順次なされること、などにより、板材の圧延のよ
うに二次元変形を主体とづる圧延とは異なり、被圧延材
の塑性変形を含めた圧延諸特性値を精度よく計算づるの
に十分な理論が確立されているとは言えず、圧延設定４
算およびそれに基づく圧延制御技術は今後より一層の向
上を計る必要のある技術分野である。

孔型ロールによる圧延では前述のように三次元変形が主
体であり、圧下方向寸法と同時にそれに直角な方向（以
下これを幅方向という）の寸法をも同時に考慮しなけれ
ばならないのは当然である。

しかしながら、孔型ロールを備えた棒材または線材の圧
延においては、互いに直交覆る両方向用のスタンドが交
互に配列される等の圧延機構成の複雑さや、圧延スタン
ドに組込まれた圧延ロールに施されている孔型形状の複
雑さ等により、板材の圧延とは異なり、制御レベルの高
い積極的な寸法制御はほとんど行なわれていない実情で
あり、製品の品質面において一層の改善が望まれている
。

単に公知の圧下制御や張力制御を行なった場合、圧下方
向の寸法制御は板材並に可能であるとしても幅方向の寸
法は圧下操作に伴う幅方向へのメタルフローの大きいこ
とを考慮すれば必ずしも保証の限りではない。Ｖなわち
、圧下方向寸法制御を実施した場合、その圧下量やロー
ルギャップ、張力などにより幅方向司法も変動するもの
であり、この点において棒材および線材を製造する圧延
機の寸法精度保証の難しさがある。

（発明の目的） 本発明は以上の事情を考慮してなされたもので、圧下方
向と併せて幅方向の寸法制御も同時に同等レベルで実施
し得る圧延制御装置を提供することを目的とするもので
ある。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するために本発明は、冒頭に述べた圧延
制御装置において、１番目の圧延スタンドに対してその
前段の１−１番目の圧延スタンドによる圧延後の被圧延
材の圧下方向寸法町−１を検出する第１の寸法検出手段
と、同被圧延材の圧下方向に対して直角な方向の寸法Ｂ
１−１を検出する第２の寸法検出手段と、前記ｉ番目の
圧延スタンドのロールギャップＳｉを検出す・る第３の
寸法検出手段と、前記ｉ−１番目とｉ番目の両圧延スタ
ンド間における被圧延材の張力ｔｉを検出する張力検出
手段と、前記各寸法検出手段によって検出された各寸法
のそれぞれの目標値から偏差分ΔＨ１−１，ΔＢ１−１
．ΔＳｉにそれぞれｉ番目の圧延スタンドの出側寸法に
対する影響係数α、β。

γを乗じて得た量の和を求め、この和を前記ｉ−１番目
とｉ番目の両圧延スタンド間の被圧延材張力ｔ・の、ｉ
番目の圧延スタンドの出側寸法に対する影響係数δで割
算して得た、値−（α・Δ１」、　　十β・ΔＢ１−１
＋γ・ΔＳｉ）／δだけ前記被圧延材張力ｔｒに補正を
加える手段とを設けたことを特徴とするものである。

〔発明の実施例〕 第１図は本発明の一実施例を示すものである。

１−番目の圧延スタンド（以下＃ｉ−１ミー１スタンド
）に関して、所定の孔形状を有する孔型ロール−１荷重
検出用ロードセル２、駆動モータ３、回転速度計４、お
よび回転速度計４によって検出される回転速度が計算機
２００から与えられる目標速度に一致するように駆動モ
ータ３を速度制御する速度制御装置５が設けられている
。この＃ｉ−１ミー１スタンドには被圧延材１００の寸
法を測定する寸法計６が配設されている。ｉ番目の圧延
スタンド（以下＃ｉスタンドという）に関しては、孔型
ロール１１．ロードセル１２、駆動モータ１３、回転速
度計１４、速度制御装置１５、および出側寸法測定用寸
法計１６のほかに、＃ｉ−１ミー１スタンド示が省略さ
れている圧下装置１７．１５よび圧下制御装置１８が設
けられている。

両スタンドに共通に計Ｅ［ｔａ２００が設けられている
。計算機２００は各検出端機器、すなわちロードセル２
，１２、回転速度計４．１４、寸法計６゜１６および設
定器３００からの入力信号に基づいて各駆動モータ３，
１３の目標速度を計算し、それを速度制御装置！ｆ５．
１５に与えると共に、圧下制御装置１８に圧下制御信号
を与える。図示の場合、＃ｉ−１ミー１スタンド方向す
なわち幅方向の圧延用として設けられている圧延スタン
ド（ホリゾンタルスタンド）であり、＃ｉスタンドは上
下方向の圧延用として設けられている圧延スタンド（バ
ーチカルスタンド）であり、両者は一方に対する圧下方
向が他方にとっては非圧下方向すなわちメタルフローの
方向になり、また逆に、一方に対するメタルフローの方
向が他方にとっては圧下方向になるという関係にある。

本発明は任意の圧延スタンドに関して適用されるが、以
下、＃ｉスタンドに注目し、これに本発明を適用−する
場合について詳述する。

第１図の装置において＃ｉスタンドがロードセル１２、
寸法計１６（圧延後の圧下方向寸法検出）圧下装置１７
、圧下制御装置ｉ！ｆ１８、および計算機２００による
圧下方向の寸法制御は従来技術に従らて行なわれる。本
発明は、この圧下方向の寸法制御と並行して同一スタン
ドにおいてそれと直角の幅方向すなわち水平方向の寸法
制−を行なうところにポイントがある。いま、＃ｉ−１
ミー１スタンド圧下方向の寸法偏差（＝実測値−目標値
。

以下同じ）をΔＨ・　、＃　ｒ　−１スタンドの出鋼幅
方向の寸法偏差をΔＢ・　、＃ｉスタンドのロ一ルギャ
ップ偏差をΔＳＨ，＃ｉ−１スタンドと＃ｉスタンド間
の被圧延材の張力偏差をΔｔｌ。

以上の各偏差の＃ｉスタンドの幅方向出側寸法に対する
影響係数をそれぞれα、β、γ、δとすれば、＃ｉスタ
ンド出側の幅方向寸法偏差ΔＢ、は、ΔＢ１−α・ΔＨ
ｉ−１＋β４ΔＢ１−１＋γ・ΔＳ・　＋δ・Δｔ・　
　　・・・（１）となる。＃ｊスタンドにおいて幅方向
の寸法制御を高精度に突環するには ΔＢ、＝０　　　　　　　　　　・・・（２）となるよ
うにすればよい訳である。

（１）式中、ΔＨｉ−１およびΔＢ１−１は＃ｉ−１ミ
ー１スタンド＃１−１スタンドによる圧延後の圧下方向
および幅方向の寸法偏差であり、この偏差値の大小は＃
１−１スタンド出鋼までの圧延履歴および制御精度に依
存するものである。この寸法偏差ΔＨ・　、ΔＢ１−１
は寸法計６によって＋−１ 測定された圧下方向および幅方向の寸法と設定器３００
によって設定されに各目標値との差を計算１１２００に
よって計算して得られる。

（１）式を変形し、それに（２）式を代入すれ　　　　
ｉば次の（３）式が得られる。

γ・ΔＳ・＋δ・Δｔ１−ΔＢ・−（α・ΔＨｉ−１＋
β・ ΔＢ１−１） ｍ−（α・ΔＨｉ−１ ＋β゛ΔＢ、−１） ・・・（３）　　　二 （３）式において右辺は既知であるから、＃ｉスタンド
出側の幅方向寸法偏差ΔＢ・をΔ８１−０とするために
は（３）式の左辺に含まれる圧下方向寸法＆ＩＪＩ１１
が実施されている。場合には（３−ΔＳ・とΔ１．が問
題となる。

一方、第１図の装置において、＃ｉスタンドの式の左辺
第１項も既知となり、残るのはΔ１１のみどなる。そこ
で（３）式を変形して、Δｔ＋”（αφΔＨｉ−１＋β
φΔＢ１−１＋γ・ΔＳｉ）／δ　　　・・・（４）が
得られる。＃ｉスタンドは圧下方向寸法制御を実施しな
がらバックテンションすなわち＃１−１スタンドと＃ｉ
スタンド間の張力１１を（４）式によって求めたΔ１．
により補正制御することにより幅方向寸法制御も同時に
行なうことが可能になる。スタンド間張力の制御そのも
のは従来技術であり、第１図において、速度制御ｌ装置
５または１５により孔型ロール−または１１の回転速度
を制御することにより実現することができる。＃；−１
スタンドの孔型ロール−の回転速度を制御することによ
りΔｔ・補正を行なう場合はその上流側スタンドを連続
的に速度制御し、また＃ｉスタンドの孔型ロール１１の
回転速度を制御することによりΔ１．補正を行なう場合
はその下流側スタンドを連続的に速度制御することによ
り、他のスタンド間張力の変動などの外乱を押さえ、＃
ｉスタンドの圧下方向寸法と幅方向１法の安定した制御
を同時に実現することができる。なお、＃ｉスタンドは
中間スタンドであってもよいし、最終スタンドであって
もよい。

＃ｉスタンドの圧下方向寸法制御が完全に保証された場
合には、（４）式中、右辺第３項がΔＳ・−〇であり、
このとぎは（４）式の代りに次の（４Ａ）式を用いるこ
とができる。

Δｔ・＝−（α・ΔＨｉ−１＋β・ΔＢ、−１＞／δ　
　　　　　　　　　　・・・（４Ａ）このように本発明
によれば（１）式を基本にして制御の操作量を確定し、
圧下方向の寸法と同時に幅方向の寸法を同時に制ｔｉｌ
ｌすることができる。

第２図は第１図における計算１２００の機能を特にΔｔ
１を算出する部分２１０を中心に詳細に示したものであ
る。＃ｉ−１ミー１スタンド後の被圧延材１００の圧下
方向寸法Ｈｉ−１および幅方向寸法Ｂ・　は寸法計６に
より検出され、遅延装置−１ 置２１を介して計算ｅ１２１０に入力される。遅延装置
２１を通すことにより、被圧延材１０００寸法計６によ
る検出位置が＃ｉスタンド孔型ロール１１のロールバイ
ト内に到達するタイミングにマツチングした制御が実施
されることになる。検出寸法Ｂ・　、Ｈｉ−１はそれぞ
れ設定器３０１゜３０２によって設定された＃１−１ス
タンド圧延後の幅方向寸法、圧下方向寸法の目標値Ｂ（
ｉ−１）。。

１」　−と共に加算器２０１．２０２に入力され、（ｉ
　１）０ ここで次式に従い寸法偏差ΔＢ、　、ΔＨｉ−１が計算
される。

ΔＢ　、−Ｂ　（Ｈ−１）。−Ｂｉ−１・・・（５）Δ
Ｈ１””（ｉ−１）Ｏ”１−１．　　　　＝（６）この
寸法偏差ΔＢ・　、ΔＨｉ−１に、設定器３０４，３０
５によって設定された前述の影響係数β、αを掛算器２
０４．２０５によりｌＩ）算して（１）式の右辺第２高
および第１項が３１算される。

β・ΔＢ１−１　　　　　　　　　　　・・・（７）α
・ΔＨｉ−１・−・（８） ＃ｉスタンドの孔型ロール１１のロールギャップＳ１が
ロールギＶツブ検出器３１により検出され、この検出値
と、設定器３０３によって設定された＃ｉスタンド目標
ギャップＳｉｏとから加算器２０３により次の（９）式
の演算に従ってギャップ偏差ΔＳｉが求められる。

ΔＳｉ＝Ｓ、ｏ−８．　　　　　　　　・　（９’）■ このギャップ偏差ΔＳ・に、設定器３０６によ■ って設定された前述の影響係数γが掛算器２０６によっ
て掛算され、（１）式の右辺第３項γ・ΔＳ１が求めら
れる。

以上のようにして求められたα・Ｈ・　、β・Ｂｉ−１
、およびγ・Ｓｉを加算器２０７で加算し、さらにその
和に、設定器３０７によって設定された影響係数の逆数
に負の符号を付けた値−１／δを掛算器２０８によって
掛算することにより（４）式のΔｔｉ、すなわち＃ｉ−
１ミー１スタンドスタンド間の張力の必要制御間が算出
される。このΔ１．を実現するため、計算機２１１によ
りｉ−１スタンドの孔型ロール−の必要回転速度制御量
が計算され、速度制御装置５を介して＃ｉ−１ミー１ス
タンドモータ３の回転速度が制御される。

なお、破線で囲んだ計算機２１０では、＃ｉスタンド出
側に設置した寸法計１６による測定値を用いて前段目標
値Ｂ（ｉ−１）ＯｌＨ（ｉ−１）０およびＳｉｏ’並び
に各影響係数α、β、γ、δの学習も可能である。

以上の実施例においては＃ｉ−１ミー１スタンドスタン
ドの２スタンドを例示して説明したが、本発明は＃ｉス
タンドから最終スタンドまでの間で任意のスタンドを適
宜選択して組合せ適用することにより制御精度の一層の
向上を計ることができる。また、公知のゲージメータ方
式により例えば＃１−１スタンドの圧下方向寸法を計算
すれば、寸法計６は幅方向寸法のみを検出して同様の寸
法制御を実施することかできる。なお、第１図には被圧
延材１００の断面形状がハツチングにより楕円孔型／円
形孔型の系列で示されているが、これに限られることな
く本発明は四角形その他の任意の孔型系列のものにも適
用することができる。

（発明の効果） 以上述べたように本発明によれば被圧延材を交互に直交
する方向に圧延して所定断面の棒材または線材を製造す
る連続圧延機において、圧下方向の寸法制御と同時に、
かつそれと同等に、圧下方向に直交する方向の寸法制御
も高精度に保証することができ、圧延による棒材および
線材の品質向上に大きく寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
より詳細な機能ブロックを示すブロック図である。 １．１１・・・孔型０−ル、２．１２−・・ロードセル
、３．１３・・・駆動モータ、４．１４・・・回転速度
計、５．１５・・・速度制御装置、６，１６・・・寸法
計、１７・・・圧下装置、１８・・・圧下制御装置、２
１・・・遅延装置、３１・・・０−ルギャップ検出器、
１００・・・被圧延材、２００，２１０，２１１・・・
計棹機、３００・・・設定器。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 第２図 手続補正書（方式） 昭和６０年１１月２日 特許庁長官　宇　賀　道　部　殿 １、事件の表示 昭和６０年　特許願　第１７６７００号２、発明の名称 圧延制御ｌＩ装置 ３、補正をする考 事件との関係　　特許出願人 （３０７）　　−株式会社東芝 ４、代理人（郵便Ｍ号１００） 昭和６０年１０月９日 （発送日　昭和６０年１０月２９日） ６、補正の対象 明ｍ書および図面。 ７、補正の内容

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 棒材または線材からなる被圧延材の送り方向に直角な断
   面における第１の方向の圧延を行なう圧延スタンドと、
   前記断面における第１の方向に直角な第２の方向の圧延
   を行なう圧延スタンドとを交互に配置し、両方向の圧延
   を交互に行なって前記被圧延材が所定の断面形状で所定
   の断面寸法になるように各圧延スタンドを圧下制御およ
   び張力制御する圧延制御装置において、 ｉ番目の圧延スタンドに対してその前段のｉ−１番目の
   圧延スタンドによる圧延後の被圧延材の圧下方向寸法Ｈ
   ＿ｉ＿−＿１を検出する第１の寸法検出手段と、同被圧
   延材の圧下方向に対して直角な方向の寸法Ｂ＿ｉ＿−＿
   １を検出する第２の寸法検出手段と、前記ｉ番目の圧延
   スタンドのロールギャップＳ＿ｉを検出する第３の寸法
   検出手段と、前記ｉ−１番目とｉ番目の両圧延スタンド
   間における被圧延材の張力ｔ＿ｉを検出する張力検出手
   段と、前記各寸法検出手段によって検出された各寸法の
   それぞれの目標値からの偏差分ΔＨ＿ｉ＿−＿１、ΔＢ
   ＿ｉ＿−＿１、ΔＳ＿ｉにそれぞれｉ番目の圧延スタン
   ドの出側寸法に対する影響係数α、β、γを乗じて得た
   量の和を求め、この和を前記ｉ−１番目とｉ番目の両圧
   延スタンド間の被圧延材張力ｔ＿ｉの、ｉ番目の圧延ス
   タンドの出側寸法に対する影響係数δで割算して得た値
   −（α・ΔＨ＿ｉ＿−＿１＋β・ΔＢ＿ｉ＿−＿１＋γ
   ・ΔＳ＿ｉ）／δだけ前記被圧延材張力ｔ＿ｉに補正を
   加える手段とを設けたことを特徴とする圧延制御装置。