JPS6316804A - 多段クラスタ圧延機における板形状制御方法 - 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】 ［産業上の利用分ツナ］ 本発明は、多段クラスタ圧延機における板形状制御方法
に関する。

［従来の技術］ 本出願人等は、先に特願昭８０−０９７９８０号により
、クラスタ圧延機の形状制御装置として、圧延条件（特
に板幅、川下刃）に応じて最適なバックアップロールク
ラウンのパターンおよび品−を計算し、これを圧延前に
プリセ・ントし、圧延中は形状検出器によって検出した
幅ノＪ向の伸び十分布から４次直交関数によってｌｉｔ
ηした１次および２次モード係数がそれぞれ１１標値に
なるように川下レベリング装置および中間ロールベンデ
ィング装置をそれぞれ操作し、フィードバック制御を行
なう装置を提案している。また１、１−記形状制御装置
は、フィードバック制御中に、ロールペンディングカが
定格に限もしくはＦ限に達した場合に、バックアップロ
ールクラウンｌ−を同一パターンで増加もしくは減少さ
せることによりロールペンディングカを定格範囲内に回
復させ（以ドレンジオーバ補正と呼ぶ）、２次モード係
数が目標値になるようにフィードバック制御を行なうも
のであった。上記形状制御装置によれば、通常、広範囲
の圧延条件にわたり良好な板形状を得ることが可能であ
る。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記形状制御装置を用いる時、バックア
ップロールクラウンパターンのプリセット誤差あるいは
幅方向の潤滑、冷却分布差をともなうと、従来では制御
されていない４次モード係数が目標値から外れる。すな
わち板のクォータ部にクォータ伸びが発生し、中間ロー
ルペンディング力および同一パターンのバックアップロ
ールクラウン調整では、形状不良を完全に修正できない
状態となる。

本発明は、板のクォータ部に形状不良が発生するような
バックアップロールクラウンパターンのプリセット誤差
あるいは板幅方向の潤滑、冷却分布差が存在しても、良
好な板形状が得られる多段クラスタ圧延機における板形
状制御方法を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段１ 本発明は、胴部な軸方向に分割してロールクラウンの調
整を可能にした分割パックアップロールと、ロールペン
ディングカの作用するΦ間ロールを有する多段クラスタ
圧延機における板形状制御方法において、板形状不良の
形態に対応し、板幅方向の変化量を変数とする１次から
４次の各関数を定めておき、圧延機出側の板形状を検出
する形状検出器からの検出信号と形状ＩＩ目標値の偏差
信号を前記の各関数からなる４次の直交関数に展開し、
２次の成分；１Ｌに応じて中間ロールベンディング装置
を操作し、４次の成分子ａに応じてバックアップロール
クラウン調整装とのクォータ調整部およびエツジ調整部
を作動させることにより板形状を修正するようにしたも
のである。

［作用］ 圧延後の板形状検出値から、板幅方向の変化量に対応す
る４次直交関数を計算すると、２次の成分量は中伸びお
よび端伸びの大きさを表わし、４次の成分量はクォータ
伸びの大きさを表わす、また、ペンディング力は中伸び
および端伸びに影響し、バックアップロールクラウンの
パターンはクォータ伸びに影響する。したがって、２次
の成分量に関するフィードバック回路を構成し、２次の
成分量が２次の目標値に一致するようにロールベンダを
制御することにより、板の中伸びおよび端伸びを修正す
ることが可能である。また、４次の成分量に関する新た
なフィードバック回路を構成し、４次の成分量が４次の
目標値に一致するようにバックアップロールクラウンパ
ターンを変更することにより、バックアップロールクラ
ウンパターンのプリセット誤差、あるいは板幅方向の潤
滑、冷却分布差が存在しても、クォータ伸びを修正し、
良好な板形状を得ることが可能である。

［実施例］ 本発明の詳細な説明に先立ち、本出願人が先に提案した
特願昭８０−１１７１１１８０号に係る発明について説
明する。

このすでに提案している発明は、クラスタ圧延機の形状
ル制御装置に関するものであり、圧延後の板形状を検出
する手段と、板形状の検出値から板形状の歪分布β（冨
）に対応する４次直交関数の各係数ＡＯ”Ａ４を（１）
式によって演算する手段とを有している。

Ａｉ＝　／、／φしβ（ｘ）ｄｘ　　　　（１）（Ｉ＝
θ〜４） ただし、φ０〜φ喝は４次直交関数であり、それぞれ（
２）弐〜（６）式で表わされる。

φ６　　（ｘ）＝ａ　　　　　　　　　　　　　（２）
φ＋　　（ｘ）＝ｂｘ　　　　　　　　　　　　（３）
φ２　　（ｘ）＝ｃｘ２＋ｄ　　　　　　　　　（４）
φ　３　　　（ｘ）＝ｅｘ’＋ｆｘ　　　　　　　　　
　　　　　　　　（５）φ　４　　　（ｘ）＝ｇｘ’　
　＋ｈｘ　　２　＋に’　　　　　　　　　　（８）ま
た、（２）弐〜（６）式中の係数ａｘｋは以上の方法で
求めた直交関数の係数Ａ。−Ａ４を用いて板形状の歪分
布β（冨）を表わすと（８）式のようになる。

β　（菫）二’−ａ、φ、＋　Ａｌφ、＋Ａ２φ、２＋
Ａ、φ、＋　八４φ４　　（８）（８）式から認められ
るように、係数Ａ＋は片伸びの大きさを表わし、１次モ
ード係数と定義する。係数Ａ２は中伸びおよび端伸びの
大きさを表わし、２次モード係数と定義する。係数Ａ３
は非対称伸びの大きさを表わし、３次モード係数と定義
する。係数Ａ４は中端伸びおよびクォーターバックルの
大きさを表わし、４次モード係数と定義する。係数Ａｏ
　はここでは物理的意味を持たない。

また、実験によれば、２次モード係数Ａ２はロールベン
ダを操作することによって制御できる。また、Ａ２＝０
になるように制御すれば４次モード係数がＡ４＝０にな
りフラットな形状が得られる。ただし、Ａ２＝０の時に
Ａ４＝０になるためには、バックアップロールクラウン
のパターンを圧延条件、特に板幅に応じた最適なパター
ンに予め設定しておく必要がある。また、１次モード係
数Ａ１は圧下レベリングを操作することによって制御で
きる。また、Ａ＋＝０に制御することによって３次モー
ド係数もＡ３＝０になる。

以下、本発明について几体的に説明する。

第１図は本発明の実施に用いられる制御装置の構成を示
すブロック線図であり、ｌはクラスタ圧延機、２は圧延
材である。まずクラスタ圧延ｉｌｌについて説明すると
、バックアップロール３、中間ロール４、ワークロール
５および小径バックアップロール６が図に示すようにク
ラスタ状に配置されており、バックアップロール３は第
２図に示すように胴部を軸方向に分割された分割構造と
なっている。また、分割されたバックアップロール３は
、各々駆動装置１８　（１８Ａはエツジ調整部、１８Ｂ
はクォータ調整部である）によって第１図に示す矢示の
方向へ押し出し可能とされ。

バックアップロールクラウンを任意のパターンおよび量
で設定可能となっている。さらに第２図に示すロールベ
ンダ３１．３２によって中間ロール４にペンディング力
を加えられるようになっており、前記バックアップロー
ルクラウン調整との組合せによって、広範囲の圧延条件
において形状制御が可能な構造となっている０本発明は
このような特徴を持つクラスタ圧延機ｌの優れた形状制
御特性を充分発揮させるものである。

第１図において１５はバックアップロールクラウン調整
サーボ系であり、プリセット演算装置１４およびレンジ
オーバ補正装置１６からのバックアップロールクラウン
指令ｌおよびコントローラ２２からのバックアップロー
ルクラウン指令２によって前記バックアップロール３の
クラウンを任意のパターンおよび量に設定する。プリセ
ット演算装置１４は圧延条件の入力に応じ当該条件に適
したバックアップロールクラウンのパターンと量を計算
する。

１３はロールベンダサーボ系であり、コントローラ２１
の指令によって前記ロールベンダ３１．３２のペンディ
ング力を任意の値に設定する。

１２は圧下レベリングサーボ系であり、コントローラ２
０の指令によって１図示していない圧下装置のレベリン
グ（駆動側と作業側にロールギャップをつけること）を
行なう、１０は形状検出器であり、圧延材２の形状を検
出し、板幅方向位置Ｘ（両端を±ｌにに規化）での伸び
歪分布β（菖）を出力する。直交関数演算装置ｔｌｌは
前記（１）式によって直交関数の各係数Ａ　ｏ　”　Ａ
　Ｉを演算する。

第１図の制御装置にあっては、１次モード係数Ａ１を前
述のコントローラ２０により１次モード目標値Ａ１と一
致させ、２次モード係数Ａ２を前述のコントローラ２１
およびレンジオーバ制御装置１６により２次モード１１
標イめＡ２と一致させることに加え、本発明の要点であ
る４次モード係数Ａ４をコントローラ２２により４次モ
ード目標値Ａ４と一致させる。

ところでＡ４ル制御を行なう場合、２次モードに影響を
与えると、２次モード１１標値との偏差をなくすため中
間ロールベンダ３１．３２が作用し、制御範囲の１％を
値あるいはド＠値に達してしまい、Ａ２制御不可あるい
はレンジオーバ補正装置が作動し複雑な操作を必要とす
る。そこで、２次モードの影響を小さくして４次モード
の修正を行なう、第３図は板幅１８８０■１の圧延材に
バックアップロールクラウンを作動させた時の２次およ
び４次モード係数の変化を示したものである。プリセッ
ト演算装置１４が、この図から、例えば台形パターンを
プリセット演算において選択した場合、バックアップロ
ールクラウン調整サーボ系のエツジ調整部１８Ａを作動
させるとＡＡ’に沿って２次および４次モード係数が変
化し、クォータ調整部１８Ｂだけを作動させるとＢＢ’
に泊って２次および４次モードが変化するから１両者を
適当な比に従って作動させると２次モードに影響を与え
ることなく４次モードを修正することが可能である。

なお、クォータ調整部１８Ｂの作動が、２次モードに比
べ、４次モードへの影響が大きい板幅では、クォータ調
整部１８Ｂのみを作動させ４次モードを修正してもよい
。

以」二の実施例装置の動作は、まず圧延開始前にプリセ
ット演算装置１４に圧延条件を入力し、最適なバックア
ップロールクラウンのパターンおよび量を演算し、バッ
クアップロールクラウン調整サーボ系１５に指令してバ
ックアップロールクラウンのプリセットを行なう。

次に、圧延中は、形状検出器ｌＯから得られる板幅Ｘ方
向の伸び重分ｄｉβ（夏）を、直交関数演算装置１１に
入力し、１）１１記（１）式によって１次モード係数Ａ
＋および２次モード係数Ａ２を演算し、１次モードおよ
び２次モード係数の検出値を得る。また、１次モードに
ついては［１標値として与えられたＡ鴫と１１１１記検
出ｆダｌＡ＋との差をコントローラ２０に入力し、ｐＩ
Ｂ算処理等を行なって圧下レベリングサーボ系１２に入
力し、Ａ　＋”　−Ａ　＋になるようにフィードバック
制御する。同様に２次モードについても目標ｉ（ｉ　Ａ
　２“と検出値Ａ２との差をコントローラ２１経由でロ
ールベンダサーボ系１３に入力し、中間ロールベンダが
上限値あるいは下限ｆ＾になるとレンジオーバ補止装置
を作動させ、Ａ　２”　＝　Ａ　２になるようにフィー
ドバック制御する０通常Ａ　＋　＝　Ａ　２　＝　０を
与えることによりフラットな形状を得ることができる。

ここで、バックアップロールクラウンパターンのプリセ
ラ）Ｍ差が大きい場合あるいは板幅方向の冷却、潤滑分
布差等がある場合には、４次モードの偏差が発生する。

例えばバックアップロールパターンのプリセットが適切
でなく、クォータ伸び（Ａが○）が発生した場合には、
これを修正するためにコントローラ２２はＰＩ演算処理
等を行なってバックアップロールクラウン指令２を出力
し、バックアップロールクラウン演算装置１７によりク
ォータ調整部１８Ｂに操作されるバックアップロール３
の胴部３Ｂを中間ロール４から離す方向に作動させると
ともに、２゛次モードの変動を起さないようにクォータ
調整部１８Ｂの作動量に対して一定の比率でエツジ調整
部１８Ａを作動させ、該エツジ調整部１８Ａに操作され
るバックアップロール３の胴部３Ａを中間ロール４方向
へ動かすことにより、４次モードについてもＡ　４＊−
Ａ　４となるようにフィードバック制御する。

［発明の効果］ 以］−のように、本発明は、胴部な軸方向に分割してロ
ールクラウンの調整をｉｉｌ能にした分割バックアップ
ロールと、ロールペンディングカの作用する中間ロール
を有する多段クラスタ圧延機における板形状制御方法に
おいて、板形状不良の形態に対応し、板幅方向の変化縫
を変数とする１次から４次の各関数を定めておき、圧延
機出側の板形状を検出する形状検出器からの検出信号と
形状目標値との偏差信号を一１ｆＩ記の各関数からなる
４次の直交関数に展開し、２次の成分量に応じて中間ロ
ールベンディング装置を操作し、４次の成分量に応じて
バックアップロールクラウン調整装置のクォータ調整部
およびエツジ調整部を作動させることにより板形状を修
正するようにしたものである。したがって、本発明によ
れば、バックアップロールクラウンのプリセット誤差も
しくは圧延中の板幅方向冷却分布差および潤滑分布差が
存在しても、常に良好な板形状制御を行なうことが可能
となるため、製品の品質および生産性を向上することが
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
クラスタ圧延器のバックアップロール部を示す模式図、
第３図はバックアップロールクラウン調整を行なった時
の２次および４次モードへの影響程度を示す線図である
。 ｌ・・・クラスタ圧延機、２・・・圧延材、３・・・バ
ックアップロール、ｌＯ・・・形状検出器、１１・・・
直交関数演算装置、１２・・・川下レベリングサーボ系
、１３・・・ロールベンダサーボ系、１４・・・プリセ
ット演算装置、１５・・・バックアップロールクラウン
調整サーボ系、１６・・・レンジオーバ補正装置、１７
・・・バックアップロールクラウン演算装置、１８・・
・バックアップロール駆動装置、２０．２１．２２・・
・コントローラ。 代理人　弁理士　塩　川　修　治 第２０ 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）胴部を軸方向に分割してロールクラウンの調整を
   可能にした分割バックアップロールと、ロールベンディ
   ング力の作用する中間ロールを有する多段クラスタ圧延
   機における板形状制御方法において、板形状不良の形態
   に対応し、板幅方向の変化量を変数とする１次から４次
   の各関数を定めておき、圧延機出側の板形状を検出する
   形状検出器からの検出信号と形状目標値との偏差信号を
   前記の各関数からなる４次の直交関数に展開し、２次の
   成分量に応じて中間ロールベンディング装置を操作し、
   ４次の成分績に応じてバックアップロールクラウン調整
   装置のクォータ調整部およびエッジ調整部を作動させる
   ことにより板形状を修正することを特徴とする多段クラ
   スタ圧延機における板形状制御方法。