JPS6268611A - 圧延機 - 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】 〔発明の技術分野〕 ゛本発明は圧延機に関し、特にその板厚制Ｄｕｎ能の改
良に関するものである。

〔従来技術とその問題点〕

従来の圧延用の代表的な例を第５図に示す。この従来例
は、ワークロール１０２ａ、１０２ｂとバックアップロ
ール１０３ａ、１０３ｂとからなる圧延スタンドにより
圧延材４を圧延し、その結果たる出側板厚ｈｃを板厚計
６で検出して目標板ＥＦ 厚ｈｃ　　　との偏差を求め、この偏差を通例積分制御
系として構成される板厚制御装置１０８で積分し、この
積分結果に基づきロール圧下位置制御装置２０によりロ
ール圧下シリンダ１０ａ。

１０ｂの圧下ｍを加減して出側板厚ｈｃを目標板ＥＦ 厚ｈｃ　　　に制御するものである。このように従来の
圧延機においてはロールの圧下量を変えることによりロ
ールギャップを変化させて板厚を制御している。しかし
ながら、近年板厚精度に対する要求が益々厳しくなりつ
つあり、これに対応すべく制御システムの改良などが各
種行われて来てはいるが、上記従来構成では板厚精度の
向上には限界があり、上記要請に応えるような高精度を
得ることが難しい。

更に、近年は圧延材の長手方向の板厚制御だけでなく板
幅方向の板厚制御能力についても高い精度が要求される
ようになって来ている。つまり、板クラウンを無くし板
幅方向にも一様な板厚とすることが強く要請されており
、このため、従来はワークロール１０２８．１０２ｂに
予め所定のクラウンを付けるなどロール形状に工夫を施
したり、或いは第６図に示されるようにワークロール１
０２ａ、１０２ｂのチョック間に力Ｆａ。

Ｆｂを加えてワークロール１０２ａ、１０２ｂを故意に
たわませ、このワークロール１０２ａ。

１０２ｂを矢印Ａ、Ｂで示すようにバックアップロール
１０３ａ、１０３ｂに対し相対的にロール軸方向にシフ
トすることによりそのたわみ伍を変化させるなどの方法
によって板幅方向の板厚分布に対する制御能力の拡大を
図っている。しかしながら、上記のような方法では近年
の厳しい要求に十分応え得るような精度の高い制御は難
しいという問題がある。

〔発明の目的〕

本発明は上記に鑑みなされたもので、板厚制御能力を一
層向上させた圧延機を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するため、第１の発明は、ロール軸方向
のロール径分布がテーパ状をなすワークロールを用い、
このワークロールをロール軸方向にシフトするωを制御
することにより板厚を制御するようにしたものである。

また、第２の発明は、ロール軸方向のロール径分布が非
線形曲線状のワークロールを用い、このワークロールを
ロール軸方向にシフ１−するとともに、ロール軸と垂直
方向に圧下できるようにし、かつ、シフトと圧下との相
互干渉を除去するような修正を行いながらシフト量と圧
下量とを制御することにより板厚を制御するようにした
ものである。

（発明の実施例） 以下、実施例により本発明を説明する。

第１図は第１の発明に係る圧延機の一実施例を示すブロ
ック図である。

同図において、各々のロール＠１ａ、１ｂに対し一定の
傾斜角をなすテーパ状のロール径分布を有づ゛るワーク
ロール２ａ、２ｂがそのロールギャップ３の中心点につ
いて点対称をなすようにして上下に平行配置され、圧延
材４を圧延している。

゛各ロール軸１ａ、１ｂにはロールシフ１−シリンダ５
ａ、５ｂが連結されて上下ワークロール２ａ。

２ｂをロール軸方向へシフトできる構造になっている。

この場合、ワークロール２ａ、２ｂをより小径部で圧延
する方向ヘシフトすればロールギャップ長Ｇが拡がるた
め圧延材３の板厚を厚くでき、逆に、より大径部で圧延
する方向ヘシフトすれば板厚を薄くすることができる。

ワークロール２ａ、２ｂの出側には板厚計６が設けられ
、この板厚計６は圧延材４の板幅中央部分の出側板厚く
以下、出側中央板厚という）ｈｃを計測しこれを比較器
７へ出力する。比較器７はＥＦ 予め与えられている目標中央板厚ｈｃ　　　と出側ＥＦ 中央板厚ｈｃ　　　との偏差を演算しこれを板厚制御装
置８へ出力する。板厚制御装置８は通例積分制御系とし
て構成され、前記板厚偏差を零にすべくロールシフト最
基準信号をロールシフト位置制御装置９へ出力する。ロ
ールシフト位置制御装置９は板厚制御装置８からのロー
ルシフト量基準信号に応じ、ロールシフトシリンダ５ａ
、５ｂの位置を修正し、圧延材４の出側中央板厚ｈｃを
目標ＥＦ 中央板厚ｈｃ　　　に制御する。

このように、本実施例は従来ロール圧下により行ってい
たロールギャップ長Ｇの制御をロール軸方向へのシフト
により行うようにしているものである。従って、従来は
ロール圧下量がそのままロールギャップＨＧの変化ｍと
して現われるのに対し、本実施例ではロールシフト優に
ワークロール２ａ、２ｂのテーバの傾斜率を乗じた■が
ロールギャップ長Ｇの変化伍として現われる。よって、
上記傾斜率を例えば１０００分の１とすれば従来に比較
し１０００倍に近い板厚精度の向上が得られる。更に、
圧延機の構造の点に関してもロールを軸方向ヘシフトす
る構造の方が圧下する構造よりも簡単で小形化し易いと
いう利点がある。

また、従来と同様にワークロール２ａ、２ｂのロール径
分布に更にクラウンを付けたり、或いはロールチョック
に力を加えてワークロール２ａ。

２ｂをたわませるなどの方法により圧延材４の板クラウ
ンを除去することも可能である。

第２の発明は、この板クラウンの除去をロールシフトに
より行うことで上記の従来方法よりも高い板厚精度が得
られるようにしたので、第２図はその一実施例の構成を
示ずブロック図である。

同図において、ロール軸方向のロール径分布が非線形曲
線状の同一形状のワークロール１２ａ。

１２ｂがそのロールギャップ１３の中心点について点対
称をなすようにして上下に平行配置され圧延材４を圧延
している。各ロール軸１ａ、１ｂにはそれぞれロールシ
フトシリンダ５ａ、５ｂが連結され、また下ワークロー
ル１２ｂのロール軸１ｂにはロール圧下シリンダ１０ａ
、１０ｂが連結されており、ロールシフトシリンダ５ａ
、５ｂにより上下ワークロール２ａ、　２ｂをロール軸
方向にシフトし、また、ロール圧下シリンダ１０ａ。

１０ｂによりロール軸と垂直方向の圧下する構造となっ
ている。

第３図はワークロール１２ａ、１２ｂのロール径分イ［
の−例を実際の場合よりも特徴を誇張して示したもので
あるが、同図に示されるようにロール径分布を非線形曲
線状にしであるため、ロールシフトをすればロールギャ
ップ長Ｇはロール軸方向の位置に応じて異なる率で変化
するので板幅方向の板厚分布の制御に利用することがで
き、また、ロール圧下を行えばロールギャップ長Ｇはロ
ール軸方向の位置に関係なく全て一様に変化するため従
来の圧延渫と同様に圧延材４の長手方向の板厚分布の制
御に利用できる。この点に着目し、本実施例はロール圧
下により圧延材１の板幅中央部の板厚を、また、ロール
シフトにより板幅端部の板厚を制御するようにしている
。

即ち、ワークロール１２ａ、１２ｂの出側には板厚計６
，１６が設けられており、板厚計６は圧延材４の出側中
央板厚ｈｃを、また、板厚計１６は板幅端部の出側板厚
く以下、出側端部板厚という）ｈＥをそれぞれ測定し各
々の測定結果を板厚制御装置１８へ出力する。この板厚
制御装置１８ＥＦ は、所定の目標中央板厚ｈｃ　　　と測定された出側中
央板厚ｈｃとの偏差を零にするようにロール圧下量基準
信号をロール圧下板制御装置２０へ出ＥＦ 力し、また、所定の目標端部板厚ｈＥ　　　と測定され
た出側端部板厚ｈＥとの偏差を零にするＪ：うにロール
シフト岳基準信号をロールシフト位置制御装置９へ出ツ
ノする。そして、ロール圧下位置制御装置２０は前記ロ
ール圧下量基準信号に応じロール圧下シリンダ１０ａ、
１０ｂを介してロールギャップ長Ｇを全体的に修正する
ことにより出側ＥＦ 中央板厚ｈｃを目標中央板厚ｈｃ　　　に制御する。

また、ロールシフト板制御装置９は前記ロールシフト母
基準信号に応じロールシフトシリンダ５ａ。

５ｂを介してロールギャップ長Ｇのロール軸方向の分布
を修正することにより出側端部板厚ｈＥをＥＦ 目標端部板厚ｈＥ　　　に制御する。

ところで、上記のロール圧下とロールシフトの両制御系
には相互干渉があり、ロール圧下を行うことにより出側
端部板厚ｈ［も変化するし、また、ロールシフトを行う
ことにより出側中央板厚ｈｃも変化する。このため、安
定な制御を行なうためには再制御系間の相互干渉を無く
し非干渉化を図る必要がある。

第４図はこの非干渉化の具体的例を示す制御ブロック図
で、各ブロック内の式は伝達関数を表わしており、Ｔは
各ブロックの時定数、Ｓはラプラス演算子である。

同図において、ブロック２１はワークロール１２ａ、１
２ｂによる圧延プロセスを表している。

この圧延プロセス２１と板幅制御装置１８との間にある
ブロック２２はロール圧下位置制御装置２０とロール圧
下シリンダ１０ａ、　　１ｏｂとによるロール圧下位置
制御系を表し、その出力はロール圧下量である。また、
ブロック２３はロールシフト位置制御装置９とロールシ
フトシリンダ５ａ。

５ｂとによるロールシフト位置制御系を表し、その出力
はロールシフトＭである。圧延プロセス２１において、
ブロック２４．２５はロールギャップ長Ｇの変化量と出
側板厚ｈｃ、ｈＥの変化ａとの関係を表すｂので、Ｍは
圧延別の剛性を、ｍは圧延機の塑性を示す係数である。

よって、ロール圧下位置制御系２２の出力であるロール
圧下量に応じてロールギャップ長Ｇが変化すると、ブロ
ック２４を介して出側中央板厚ｈｃが変化し、これとと
もにブロック２６及びブロック２５を介して出側端部板
厚ｈＥも変化する。つまり、ブロック２６のＫＣはロー
ル圧下がロールシフトへ及ぼす干渉を表す定数であり、
圧下による板中央部におけるロールギャップ長Ｇの変化
量と板端部におけるロールギャップ長Ｇの変化量との比
を表す値である。

一方、ロールシフト位置制御系２３の出力であるロール
シフト量に応じてロールギャップ長Ｇが変化すると、ブ
ロック２７及びブロック２５を介して出側端部板厚ｈＥ
が変化し、これとともにブロック２８及びブロック２４
を介して出側中央板厚ｈｃも変化する。つまり、ブロッ
ク２７のＫＥｌはロールシフト岱を板端部におけるロー
ルギャップ長Ｇの変化量に変換する定数、また、ブロッ
ク２８のＫＣ２はロールシフトはを板中央部におけるロ
ールギャップ長Ｇの変化量に変換する定数で、ＫＥＬ　
ＫＣ２ともにワークロール１２ａ、１２ｂのロール系分
布曲線の形状による定まる定数である。

そして、出側中央板厚ｈｃ及び出側端部板厚ｈ［は、圧
延材４がワークロール１２ａ、１２ｂを出てから板厚計
６．１６に達するまでの無駄時間Ｔｄを示すブロック２
９．３０及び板厚計６゜１６を介して板厚制御装置１８
にフィードバックされる。

板厚制御装置１８は上記のような相互干渉のある圧延プ
ロセスに対し、メインコントローラ３１゜３２とクロス
コントローラ３３．３４を持つ制御系を構成している。

つまり、板厚！１６の出力であＥＦ る出側中央板厚ｈｃと目標中央板厚ｈｃ　　　との偏差
は中央板厚メインコントローラ３１に入力され、この中
央板厚メインコントローラ３１の出力はロール圧下位置
制御系２２に送られるとともに、端部板厚クロスコント
ローラ３３を介してロールシフト位置制御系２３にも送
られる。一方、板厚計１６の出力である出側端部板厚ｈ
Ｅと目標端部ＥＦ 板厚ＩＣＥ　　　との偏差は端部板厚メインコントロー
ラ３２に入力され、この端部板厚メインコントローラ３
２の出力はロールシフト位置制御系２３へ送られるとと
もに、中央板厚クロスコントローラ３４を介してロール
圧下板制御系２２へし送られる。ここで、クロスコント
ローラ３３．３４の伝達関数ｈ１２（Ｓ）、ｈ２１（Ｓ
）を（１）式および（２）式に示すように設定すること
によって、ブロック２６．２８による相互干渉を除去す
るようにロール圧下量及びロールシフト量が嫁正される
ことになり、出側中央板厚ｈｃ及び出側端部板厚ｈＥを
それぞれ相互干渉なく独立に制御できる系を構成するこ
とができる。

つまり、出側中央板厚ｈｃの制御は圧延材４の長手方向
の板厚分布の制御に相当し、出側板厚ｈＥの制御は板幅
方向の板厚分布の制御に相当するものであるから、両者
を独立して行うことができることににり長手方向にも板
幅方向にも高い板厚精度を得ることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、第１の発明によれば、ロール軸方
向のロール径分布がテーパ状をなすワークロールを用い
てこれとロール軸方向にシフトすることにより板厚洞部
を行うようにしているため、シフト量にテーパの傾斜率
を乗じた母でロールギャップが変化するので、従来にお
ける圧下量がそのままロールギャップの変化ａとなる場
合に比較し大幅に板厚精度を高めることができる。

また、第２の発明によれば、ロール軸方向のロール径分
布が非線形曲線状をなすワークロールを用い、これをロ
ール軸方向にシフトするとともにロール軸と垂直方向へ
圧下できるようにし、かつシフト量及び圧下量の制御は
両制御間の相互モ渉を除去する修正を加えつつ行ってい
るため、圧延材の長手方向の板厚分布の制御と板幅方向
の板厚分布との制御を独立して行うことができるように
なり、従って高い板厚精度を１ｑることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明に係る圧延機の一実施例の構成を示
すブロック線図、第２図は第２の発明に係る圧延機の一
実施例の構成を示すブロック線図、第３図は第２の発明
の実施例のワークロールの形状を示す正面図、第４図は
同実施例の制御ブロック線図、第５図は従来の圧延機の
一例の構成を示すブロック線図、第６図は同従来例の板
幅方向板厚分布の制御方法の一例を示す正面図である。 １・・・ロール軸、２．１２．１０２・・・ワークロー
ル、１０３・・・バックアップロール、４・・・圧延材
、５・・・ロールシフトシリンダ、６，１６・・・板厚
計、７・・・加悼器、８，１８，１０８・・・板厚制御
装置、９・・・ロールシフト位置制御装置、１ｏ・・・
ロール圧下シリンダ、２０・・・ロール圧下位置制御装
置、２１・・・圧延プロセス、２２・・・ロール圧下位
置制御系、２３・・・ロール？フト位置制御系、３１・
・・中央板１７メインコントローラ、３２・・・端部板
厚メインコン１〜ローラ、３３・・・端部板厚クロスコ
ントローラ、３４・・・中央板厚クロスコントローラ。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 第　１　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ロール軸方向のロール径分布がテーパ状をなす少な
   くとも１対のワークロールを備え、両ワークロール間の
   キャップにより圧延を行う圧延スタンドと、 前記ワークロールを前記ロール軸方向にシフトするロー
   ルシフト装置と、 前記ロールシフト装置のシフト量を制御するシフト量制
   御装置と を備えた圧延機。 ２、ロール軸方向のロール径分布が非線形曲線状をなす
   少なくとも１対のワークロールを備え、両ワークロール
   間のギャップにより圧延を行う圧延スタンドと、 前記ワークロールを前記ロール軸方向にシフトするロー
   ルシフト装置と、 前記ワークロールを前記ロール軸と垂直方向に圧下する
   ロール圧下装置と、 前記圧下による前記ギャップの変化が前記シフトによる
   べき前記ギャップの変化へ及ぼす干渉を除去する方向へ
   前記シフトの量を修正しつつこのシフト量を制御するシ
   フト量制御装置と、 前記シフトによる前記ギャップの変化が前記圧下による
   べき前記ギャップの変化へ及ぼす干渉を除去する方向へ
   前記圧下の量を修正しつつこの圧下量を制御する圧下量
   制御装置と、 を備えた圧延機。