JPS6268614A - 連続圧延機の制御方法 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は鋼板等を連続的に圧延する連続圧延機の制御方
法に関する。

〔発明の技術的背景と問題点〕

連続圧延機のロールギャップおよびロール速度を設定す
るものとして第４図に示すものがあった。

同図において、被圧延材（以下材料と言う）１は第１ス
タンド１１、第２スタンド１２．・・・、最終スタンド
１ｎの各圧延ロール２１．２２．・・・、２ｎで連続的
に圧延され、最終スタンド１日の出側ぐ目標板厚となる
。

ここで、各スタンド１１．１２．・・・、Ｉｎにはそれ
ぞれロールギャップ制御装置３１．３２．・・・。

３ｎ（以下３１と略す）と、速度制御装置５１゜５２、
・・・、５ｎ（以下５１と略づ）とが設けられており、
このうち］コールギャップ制御装置３１はＥＦ ロールギャップが目標値Ｓ　　になるようにロール圧下
装置を制御し、速度制御装置５１はロールＥＦ 速度が目標値■・　になるようにロール駆動用モ−タ出
力６１を制御する。

ＥＦ 一方、ロールギャップ目標値Ｓ　・　およびローＥＦ ル速度の目標値Ｖ・　は次のようにして２段階で設定さ
れる。

すなわち、第１の段階は圧延開始前、すなわち、材料１
が第１スタンド１１に到達する前に圧延機設定計１１１
０が、あらかじめ決められた各スタＥＦ ンド出側板厚目標値ｈ　　になるようｔＺロールギャッ
プ値を計算しておき、これをロールギャップＥＦ 目標値Ｓ、　としてロールギャップ制御装置３１■ に送ってロールギャップを設定する一方、この圧延機設
定計算Ｆ！ｓ１０が、スタンド間に必要以上のループを
生じたり、不安定操業に陥ることのないロール速度値を
計算しておき、これをロール速度ＥＦ 目標値Ｖ、　とじて速度制御装置５１に送り、ロ−ル駆
動用モータ６１によってロール速度を設定する。

第２の段階は圧延中、すなわら、材料１が各スタンドに
噛込まれている状態で、ロール速度目標ＥＦ １直Ｖ　　として第１段階で設定された値をそのまツ ＥＦ ま使用し、ロールギャップ目標値Ｓ　　を時々刻々設定
してゆくもので、この日−ルＶヤップ目標ＥＦ （直Ｓ　　の設定は、圧延機設定計１１０から与ｔＥＦ えられる出側板厚目標値り、ｔ、＝ｕいて自動板厚制御
装置４が時々刻々の材料寸法、温度等の変動に対して各
スタンド１１の出側板厚ｈ・が一定に！ イするように設定してロールギｔ・ツブ制御装置３１に
送っている。

上記第１段階の設定は材ｒ１が連続圧延機をうまく通板
り−るためのブリセツテングの役目を果たしてＪ３す、
第２段階の設定は板厚制御装置を動かせて安定な連続圧
延を可能にすると共に、製品品質の向上を図るものであ
る。

ここで、圧延機設定計１１Ｏで設定される各ＥＦ スタンドの出側板厚目標値り、　の決め方にはいろいろ
な方法があるが多くは経験的に決められていた。

その−例として、連続圧延機の運転上好ましい各スタン
ド駆動用モータの負荷配分比率は経験的に知られており
、できるだけこの比率に従って圧延することが礪械の保
全上、また、製品の品質雑持上望ましく、かかる負荷配
分になるように出側ＥＦ 板厚目標値り、　を決めることができる。

暫 ところで、実際の圧延における各スタンドのロール駆１
７＋用モータ２１の出力は、圧延条件等の泣いにより、
材料通板前に予測したものと賃る局舎があるにも拘わら
ず従来は材料１本について通板ＥＦ 速度目標値■、　を変更することなくそのまま使ってい
た。

このため、ある特定のスタンドに負荷が集中したときそ
のスタンドの七−タ出力に余裕がなくなって、板厚制御
やスタンド間張力制御等の制御出力が制限されるという
事態に陥り、製品々質および圧延操業面に悪影響を及ぼ
すことがあった。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情を考虞してなされたもので、各スタン
ドのロール駆動用モータの負荷配分パターンが目標パタ
ーンからずれたとき、目標パターンにできるたり近づく
ような各スタンド出側板厚１」標値およびＤ−ル速度目
標値を変更設定し得る連続圧延機の制御方法の提供を目
的とする。

（発明の概要） この目的を達成ザるために本発明は、材料圧延中の各ス
タンドのロール駆動用モータ出ツノ、圧下率、圧延荷重
および出側板厚のいずれか一つについて目標値からのず
れを検出し、次にこの目標値からのずれを全スタンドに
ついて評価するために定義した評価関数に従ってその値
が最小になる各スタンドの出側板厚およびロール速度を
演算し、この演算によって１４られた出側板厚およびロ
ール速度をそれぞれ材料圧延中における前記板厚制御装
置およびロール速度制御装置の新たな設定値とすること
を特徴とするものである。

〔発明の実施９１〕 以下図面を参照して本発明の原理と、これを実施する装
置について説明りる。

今、６スタンドの連続圧延機で材料を圧延するＩｔＥＦ ものとして、各スタンドの出側板厚目標１１Ｔｉｈ　。

ＣＴ に対する実績出側板ｊｐ　ｈ・　が第２図（ａ）に示書 丈ように第２スタンドと第３スタンドとで大きくずれて
いたとすると、各スタンドのモータ出カバ示すように第
２スタンドと第３スタンドとで大きくずれることになる
。

ＲＥＦ　　　ＩｔＥＦ （ｈ　　　−ｈ　　　）よりも大きいためにモータ出こ
とにほかならない。

づくように、圧延中に出側板厚ロール速度を変更するも
ので、その方法として目標値からのずれを全スタンドに
ついて評価するための評価関数を使用する。以下このこ
とを詳しく説明する。

一般に、圧延中のロール駆動モータ出力実績（ｉｌｌ・
・・・・・・・・・・・（１） ただし、 Ｋ：定数 八ＣＴ ■　　：圧延中のモータ端子電圧 Ｒ：圧延中のモータ電償子抵抗 ａ。

である。

延トルクＧ・の関数であり、さらに、圧延トルクＧ、は
スタンド間張力、板幅および材料湿度に変■ 化がないものと仮定すると出側板厚ｈ　　と出側Ｐ　　
−「〈・、ｈ、　　、ｈ、）・・・・・・（２）Ｗｉｌ
　　　＋−１１ この式から明らかなように、モータ出力の目標値からの
ずれは板厚とロール速度とを変化さぼることによって目
標値に極めて近い値まで昨正することができる。

張力変動のない安定した連続圧延ではマスフ［］−一定
則が成りたち、スタンドの入側と出側ぐ板幅に菱化がな
いものと仮定すれば、 （１＋ｆｉ）ｈ、ｖ、　−一定　・・・・・・・・・・
・・（３）となり、このうらｆ、は先進率で ｆ、＝ｒ　　（ｈ、　　　、ｈｉ　　）　　　・・・・
・・・・・・・・・・・（４）と表わされる。

−・方、第２図（ｂ）に一点鎖線で示したように、各ス
タンドのモータ出力には制限があり、次式を満だη−必
要がある。

ある。

また、噛込み角の制限等、圧延作業上の制約おにび平坦
度等の製品々質確保のため圧下率γ１にち制限があり、
次式を満たす必要がある。

ここで 評価関数Ｊを導入する。

ただし、ω　は各スタンドに対する重み係数であす る。

速度■、とを求める問題は、評価関数Ｊの最小化の問題
に帰着する。

本実施例は（２）〜（４）式の等式制約条件に（５）、
（６）式の不等式制約条件の付いた最適化問題を非線形
計画法で解くものであり、具体的な数値解法については
、例えば、制約なし最小化問題に変換する周知の乗数法
によって解くことが可能である。

第１図は本発明を実施する装置の構成例である。

同図において、スタンド＠にそれぞれロール駆動演算す
るモータ出力実績演尊装置７１が設けられている。また
、各スタンドのロール駆動用モータ定１ｉｆｆと七−タ
出力実績演０装置７１のモータ出力閉成するスイッチＳ
Ｗを介して、偏差データを送出り゛るモータ出カバター
ン比較装置８ど、このモータ出カバターン比較装置８０
輻差データを入力して、上記（８）式の評価関数の賄を
最小にする各スタンドの出側板厚ｈ・とロール速度・を
演のする、出側板厚ロール速度演算装向９どをＩａえ−
（いる。

以下、第１図に示した装置の作用を、主に従来装冒と？
ζる点を中心にして以下に説明する。

先ず、祠ｉ！＋　１の圧皿中に、モータ出力実績演算比
較装置８に加える。モータ出カバターン比較装を比較す
る。このとき両者が一致しておれば連続圧延機の運転上
望ましい圧延が行なわれていると言える。しかしながら
、両者が絶対値レベルで一致することは極めて稀であり
、通常は数スタンドでずれが生じる。このとき、スイッ
チＳＷが閉じられ、各スタンドの出側板厚とロール速度
を調整リ−るための起動がかけられると同時に階差信号
が出側板厚・ロール速度演算装置９に加えられる。

出側板厚・Ｏ−ル速度演算装置９には、先ず、オペレー
タが（８）式の評ｔｌＩＩｉＩ！ｌｊ　数Ｊの重み係数
ω、を入力しておくが、このどき連続圧延機の前段スタ
ンドでのモータ出力のずれを重点的にＬ正したいときに
ｔよ前段スタンドの重み係数ω　を犬■ きくしておく。次に、この出側板厚・ロール速度演算装
置９は徂み係数ω　と上記偏差信号に基づＪを最小にす
る各スタンドの出側板厚り、およびロール速度Ｖ、を非
線形計画法によって解く。

ここで求めた出側板厚り、は、出側板厚目標値蓉 ＲＥＩ’ ｈ、　　として自動板厚制御装置４１へ加えられ、Ｒ［
Ｆ ロール速度■・ではロール速度目標値■　　として速度
制御装置５１に加えられる。

そして、自動板厚制御装置４１は、各スタンドｔＥＦ の板厚ｈ・が出側板厚目標値り、　に保たれるよＩ うに、各種の外乱に対するロールギＡ・ツブ設定値Ｓｏ
ｉを出力する。最後にロールギャップ制御装置３１によ
ってロールギャップが設定値Ｓ。１になるようにロール
圧下装置が駆動される。

第３図（ａ）は上述した装置の制御結果を示すもので、
ｍ２図（ｂ）に示した実績モータ出力最適化問題を解い
て各スタンドの出側板厚を制御へＣＴ　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　ＲＥＥした実績出側板厚ｈ・
　と出側板〃目標値ｈとを表わしている。この場合、第
１スタンドおよび第２スタンドの出側板厚のみを変更し
、他のスタンドの出側板厚は変更しないものとする。か
かる制御は評価関数Ｊの重み係数ω　を、ω　　０゜ω
２　０．ω　＝ω　−ω　＝ω６−０と与えることによ
って実施できる。この結果、第１スタン八ＣＴ ドの実績出側板厚ｈ　　および第２スタンドの実ＣＴ 積出側板厚ｈ　　がそれぞれ出側板厚目標値Ｒ［Ｆ　　
　　　ＲＥＦ ｈｌ　およびｈ　　に近づ【プられ、他のスタンド＾Ｃ
Ｔ　　　　　　ＡＣ丁 の実績出側板厚ｈ　　〜ｈ　　は調整前、すなりち、第
２図（ａ）と同じになる。

また、第３図（ｂ）は上述した制御による実績もので、
第４〜第６スタンドの実績モータ出力と同じであるが、
第３スタンドの実績モータ出力板厚ｈ２が変更されるの
で、第２図（ｂ）と異っている。

この第３図（ｂ）に示した実績モータ出力くしてスタン
ド負荷を軽くしたことにより第３スなお、上記実施例で
は目標とするモータ出力配分に近づく出側板厚およびロ
ール速度を設定しているが、経験的に望ましい圧下率γ
１、圧延荷重Ｐ・、出側板厚ｈ・の配分が得られている
場合に用いても上述したと略同様な制御が可能である。

また、上記実施例では（６）式の圧下制限や（５）式の
モータ出力制限を評価関数Ｊの制約条件としたが、制限
値にかかる小女がなければ、この条件を取除いてもよい
。

なおまた、一般の連続圧延はでは出側板厚の材料温度を
確保する都合上、最終スタンドの出側板厚ｈ　、ロール
速度ｖｎを固定するのが凹通である。したがって、この
ような場合には上記各式中のり、、ｖ、の添字ｉとして
、ｉ＝１〜（ｒ＋−１）として解けばよい。

また、モータ出力配分パターンの実施と目標とにずれが
あるとぎには出側板厚Ｊ３よびロール速度を調整したが
、このずれを検ｉｌｌ　ｉｊ−る基準として次の（８）
式または（９）式を用いることができる。

ただし α、β　：定数 である。

（発明の効果） 以上の説明によって明らなか如く、本発明によれば圧延
中に各スタンドのモーフ出力配分を圧延ＬθＹましい値
に変更できるので、圧延機の保全性Ｊ３よび製品々質を
向上さけることができる。

また、出側板厚およびロール速度の設定に容易にｊｌＣ
’）　典を導入し青、これによってオペレータの煩雑な
入力操作か一切不要化され、安定した圧延を確保するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施ＸＪる装置の構成を圧延系統と（
ＪＦ　ｌ！て示したブ【コック図、第２図は本発明の詳
細な説明するための説明図、第３図は第１図に示したに
置の作用を説明するための説明図、第・１図は従来の連
続圧延別の制御装置の構成を圧延系統と併せて示したブ
ロック図である。 １・・・被圧延材、２１〜２ｎ・・・圧延ロール、３１
〜３ｎ・・・ロールギャップ制御装置、４１〜４ｎ・・
・自動板厚制御装置、５１〜５ｎ・・・ロール速度制御
装置、６１〜６ｎ・・・ロール駆動用モータ、７１〜７
ｎ・・・モータ出力実績演算装置、８・・・モータ出カ
バターン比較装「、９・・・出側板厚・ロール速度演算
装置。 出願人代理人　　佐　　藤　　　　　雄スタンド ＋２３４５　　　　６ スタンド 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、板厚制御装置およびロール速度制御装置を有する連
   続圧延機において、材料圧延中の各スタンドのロール駆
   動用モータ出力、圧下率、圧延荷重および出側板厚のい
   ずれか一つについて目標値からのずれを検出し、次にこ
   の目標値からのずれを全スタンドについて評価するため
   に定義した評価関数に従ってその値が最小になる各スタ
   ンドの出側板厚およびロール速度を演算し、この演算に
   よって得られた出側板厚およびロール速度をそれぞれ材
   料圧延中における前記板厚制御装置およびロール速度制
   御装置の新たな設定値とすることを特徴とする連続圧延
   機の制御方法。 ２、第ｉスタンドに対する重み係数をω＿ｉ、ロール駆
   動モータ出力をＰ＿Ｗ＿＿ｉロール駆動モータ出力の目
   標値をＰ＾Ｒ＾Ｅ＾Ｆ＿Ｗ＿＿ｉ、スタンド数をｎとし
   て下式で定義される評価関数Ｊ Ｊ＝Σ＾ｎ＿ｉ＿＝＿１ω＿ｉ（Ｐ＿Ｗ＿＿ｉ−Ｐ＾Ｒ
   ＾Ｅ＾Ｆ＿Ｗ＿＿ｉ）＾２を用いると共に、第ｉスタン
   ドに対するロール駆動モータ出力の上限値をＰ＾Ｍ＾Ａ
   ＾Ｘ＿Ｗ＿＿ｉ、圧下率をγ＿ｉ、圧下率の上限値をγ
   ＾Ｍ＾Ａ＾Ｘ＿ｉとして下記の不等式制約条件 Ｐ＿Ｗ＿＿ｉ≦Ｐ＾Ｍ＾Ａ＾Ｘ＿Ｗ＿＿ｉ γ＿ｉ≦γ＾Ｍ＾Ａ＾Ｘ＿ｉ を満たすような各スタンドの出側板厚およびロール速度
   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
   の連続圧延機の制御方法。