JPS63177910A - 板圧延における形状制御方法 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は板圧延における形状制御方法、特にワークロ
ールベンダー力および中間ロールベンダー力を調節して
板幅方向の板形状を制御する方法に関する。

（従来の技術） 板圧延において、形状セットアツプモデルで板幅方向の
板形状がフラットとなるようにロールベンダー力および
中間ロールシフトをセットし、圧延中の制御ではロール
ベンダー力のみを変化させる形状制御方法が知られてい
る　（たとえば特開昭６０−４６８０４号公報参照）。

また、一般に圧延機出側で板幅方向の板形状を検出し、
この検出値に基づいて上記制御を行なう。

このような板形状制御において、板幅方向の板形状を で表わすとすると、板形状制御モデルは、たとえば次の
ようになる。

ΔＡ、＝β２．ΔＦｗ＋β２２ΔＦ。

ここで、 ΔΔ２　：形状Δ２の変化量 ΔΔ４　：形状Δ４の変化量 ΔＦｗ：ワークロールベンダーカ変化量ΔＦｘ　：中間
ロールベンダー力変化量β１１．β１２．β２１．β２
２．：影響係数なお、Δ２が大きいことは耳波が大きい
ことを、またΔ４が大きいことは２・４番波が大きいこ
とをそれぞれ表わしている。影響係数β１、〜β２２は
それぞれロールベンダー力変化量ΔＦｗおよびΔＦ１が
板形状Δ２およびΔ４に及ぼす影響の程度を表わすもの
であって、実機について予め実験により、あるいは数値
解析により求められ、制御コンピューターに記憶されて
いる。

いま、形状検出器で検出した板形状と目標形状との差を
ΔΔ２′およびΔΔ４１とすると、ワークロールベンダ
ー力Ｆ、Ｎおよび中間ロールベンダー力Ｆｌの修正量は ΔＦ、＝α２．ΔΔ２１＋α２２ΔΔ４″または ただし となる。

ここで、 β１１β２□−β１□β２□ すなわち、圧延機出側における板形状が得られると、上
記式（３）および（３ｂ）を用いてワークロールベンダ
ー力および中間ロールベンダー力を調節し、板形状をフ
ィードバック制御することができる。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、実際は圧延条件（ロール粗度、潤滑状態、サー
マルクラウン状況）によってセットしたロールベンダー
力が操作限界あるいはそれ以上の値となり、その後で行
なわれるフィードバック制御を困難にしていた。すなわ
ち、従来では一方のロールベンダー力が操作限界に達し
たのち、他方のロールベンダー力を調節する際、二つの
ロールベンダー力が働いているときの修正ゲインをその
まま用いるため、形状修正が適切に作動しないという問
題があった。

たとえば、中間ロールベンダー力が操作限界に達した場
合、 ΔＦｗ＝α、１ΔΔ２’＋　ＣＬ　１２ΔΔ４”　　　
　　・（４）に従って制御することとなる。

したがって、目標形状に対する実形状のオフセット量　
（不良量）δΔ２およびδΔ４は、δΔ４＝ΔＡ４′−
ΔΔ４ となる。

また、中間ロールベンダーの修正可能量をΔＦ１′とす
ると、中間ロールベンダーの未修正量δＦ１は δＦ＋＝ΔＦ１−ΔＦ１′　　　　　　　　　・−（６
）となる。

一方、上記式（２）および（４）より、ΔΔ２＝β１１
ΔＦｗ＋β１２ΔＦ、′＝β、、（ａ、、ΔＡ２”−１
−ｃｔ、□ＡＡ４’　）＋７３．□（ΔＦ１−δＦ＋） ＝β１□（α１１ΔΔ２１＋α１□ΔΔ４′）＋β１□
（α２□ΔΔ２１＋α２□ΔΔ４１）−β１２δＦ。

＝ΔΔ２′−β１□δ　Ｆ。

ΔΔ４　＝β２、ΔＦ、　　＋β２□ΔＦ、／＝β２１
　（１２１１ΔＡ　２”＋　ＣＬ　１２ΔΔ　ｍ）＋β
２２（ΔＦ、　　＝δＦ＋） ；β２１（αＩＩΔΔ２′＋α１２ΔΔ４′　）＋β２
２（α２□ΔＡ２＊＋α２２ΔＡ４１　）−β２２δ　
Ｆｌ ：ΔΔ４′−β２□δ　Ｆ。

・−（７） が得られる。

したがって、実形状のオフセット量 が生じる。

そこで、この発明は一方のロールベンダー力が操作限界
あるいはそれ以上の値となっても、板形状をフィードバ
ック制御することができる形状制御方法を提供しようと
するものである。

（問題点を解決するための手段） 第１の発明の板圧延における形状制御方法は、ワークロ
ールベンダー力および中間ロールベンダー力のうちの一
方が操作限界に達したとき、操作限界に達したロールベ
ンダー力はそのまま維持する。そして、板中央部および
板端部の形状が目標形状となるように、他方のロールベ
ンダー力の制御系のゲインを修正して、この他方のロー
ルベンダー力のみを調節する。制御系の修正すべきゲイ
ンは、前記形状制御モデルを示す式（２）の第１式にお
いて操作限界に達したベンダー力変化量（ΔＦｗまたは
ΔＦ＋）を０と置いて、操作限界に達していないベンダ
ー力変化量に関して解いた時のΔΔ２の係数として求め
られる。

第２の発明の板圧延における形状制御方法は、上記ロー
ルベンダー力の調節に加えて、板中央部および板端部以
外の形状が目標形状となるようにロールクーラント供給
量のロール軸方向　（すなわち、板幅方向）分布を調節
する。ロールクーラント供給量の変化量ΔＱは、 によって与えられる。ここで、γ１は係数であり、予め
実験により求められている。ロールクーラント供給量の
ロール軸方向分布を調節するには、たとえばクーラント
供給装置をロール軸方向に配列した多数のノズルで構成
し、それぞれのノズルから噴出するクーラント量を調節
するようにすればよい。

（作用） ワークロールベンダー力および中間ロールベンダー力の
うちの一方が操作限界に達したとき、板中央部および板
端部の形状が目標形状となるように、他方のロールベン
ダー力の制御系のゲインを修正して、この他方のロール
ベンダー力のみを調節する。操作限界に達した方のロー
ルベンダー力はそのまま維持される。たとえば、耳波が
発生した状態で中間ロールベンダー力か操作限界に達し
た場合、ワークロールベンダー力の制御系のゲインは大
きくなり、ワークロールにより大きなインクリージング
ペンディングが与えられる。これより、板端部に加わる
圧下は小さくなり、耳波は消える。

また、ロールクーラント供給量のロール軸方向分布を調
節することによってワークロールのクラウンが変化する
。これにより上記ロールベンダー力の調節によっても修
正しきれなかった形状不良が修正される。たとえば、ロ
ールベンダー力を調節しても２・４番波が残った場合、
ワークロールの端と中央部との間の中間部分のロールク
ラウンが小さくなるように、この部分に供給されるロー
ルクーラント量は他の部分よりも多く供給される。

この結果、板の中間部分に加わる圧下は小さくなり、２
・４番波は消える。

（実施例） 第１図はこの発明が実施される冷間圧延機の一例を示し
ている。

冷間圧延機５はワークロール６、中間ロール７およびバ
ックアップロール８よりなる６重式圧延機である。形状
制御手段としてワークロールベンダー１１、中間ロール
ベンダー１３、中間ロールシフト１４およびクーラント
供給装置１６を備えている。

冷間圧延機５の出側には圧延された板１の形状を計測す
る形状検出器２０が配置されている。形状検出器２０と
して分割ロール式、たわみ式の他通常の検出器が用いら
れる。さらに、冷間圧延機５は制御コンピューターおよ
びコントローラー（いずれも図示しない）により制御さ
れる。

第２図は上記圧延機の制御系のブロック線図である。

ロールベンダー系はロールベンダー用制御則ε８・ＢＳ
に従う制御要素、定常偏差補償器の特性Ｇ。よりなる制
御要素、および特性ロールベンダーの特性ＧＢよりなる
制御要素からなっている。また、ロールクーラント系は
ロールクーラント用制御則６゜・Ｂｏよりなっている。

ここで、ＢｓおよびＢＱは影響係数、εＳおよびε。は
チューニング率である。

圧延された板の形状ΔはロールベンダーカＦ、ロールク
ーラント量Ｑ、圧延荷重Ｐおよび入側板クラウンＣＨの
四つの要素によって決まる。ロールベンダーカＦおよび
ロールクーラント量Ｑが圧延された板の形状に及ぼす影
響係数（すなわち、ワークロールのたわみ、サーマルク
ラウン、表面偏平などロールプロフィルによる影響係数
）Ａｓ、ならびに圧延荷重Ｐおよび入側板クラウンＣＨ
がそれぞれ圧延された板の形状に及ぼす影響係数ＡＰお
よびＡＣは、いずれも圧延機固有のものであり、板形状
を制御する際には必ずしも明らかになっている必要はな
い。

上記ブロック線図における検出器、調節器および出力装
置の特性は次の通りである。

形状検出器： ロールベンダー系： 定常偏差補償器： ＧＯ，＝　（Ｋ２　＋”　）　’　　　　　　・・−（
１２）Ｓ　　　　　　　Ｓ 目標板形状と検出された板形状との差に基づいて、ロー
ルベンダー用制御則Ｂｓとチューニング率εＳとにより
ロールベンダーカの修正量ΔＦが、またロールクーラン
ト用制御則ＢＱとチューニング率ε。とによりロールク
ーラント修正量ΔＱがそれぞれ決る。そして、ロールベ
ンダーカ修正量ΔＦは定常偏差補償器を経てベンダーに
、またロールクーラント修正量ΔＱはクーラント供給装
置にそれぞれ出力される。

第１の発明の実施例 この実施例の板形状制御方法では、上記圧延機５の出側
において板形状を検出する。そして、検出した板形状に
基づいてワークロールベンダー力Ｆｗおよび中間ロール
ベンダーカＦ１をフィードバック制御する。なお、クー
ラント供給装置１６によるワークロール６の冷却条件お
よび中間ロール７のシフト量Ｓは圧延条件により予め設
定される。

以下、中間ロールベンダーカＦ、が操作限界に達した場
合を例として説明する。

中間ロールベンダーカＦ、は操作限界値に固定した状態
で、ワークロールベンダー力ＦＷのみを修正するので、
前記形状制御モデルを示す式（２）において中間ロール
ベンダーカ変化量ΔＦ１を０とすることによフて、修正
量ΔＦ、は となる。すなわち、新しく設定される形状修正ゲインは となる。したがって、前記式（３ａ）で与えられた影響
係数Ｂ８は となる。

このとき、目標形状に対して生じる実形状のオフセット
量δΔ２およびδΔ４は、 δΔ２＝ΔＡ２”−ΔＡ２ ≠　０ ・・−（１６） となる。これより、板端部の形状不良δΔ２はなくすこ
とができるが、板クォータ一部の形状不良δΔ４は残る
ことになる。しかし、板幅がたとえば４フイート以下の
幅狭の板材では一般にクォータ一部の形状不良は表面に
出にくいので、ワークロールベンダー力Ｆｗのみの修正
で十分である。

第２の発明の実施例 この実施例は、上記第１の発明の実施例に更にロールク
ーラント量の制御か加わフたものである。

この実施例は、板幅がたとえば４フイートを超える幅広
の板材で、板クォータ一部の形状不良δΔ４が無視でき
ない場合に応用される例である。なお、この例でも中間
ロールベンダー力Ｆ１が操作限界に達したものとして、
実施例を説明する。

上述のように、ワークロールベンダー力Ｆｗのみを修正
すると、板端部の形状不良δΔ２はなくすことができる
が、板クォータ一部の形状不良δΔ４は残る。残った形
状不良δΔ４は、ロールクーラント供給量Ｑのロール軸
方向分布を調節してなくすようにする。板クォータ一部
のロールクーラント供給量の変化量ΔＱ４は式（９）よ
りΔＱ、＝γ４ΔＡ４ゞ　　　　　　　　　　・−（１
７）より与えられる。

ロールクーラント供給量の変化量ΔＱ４は、板クォータ
一部の形状不良部分に絞って調節することができる。し
たがって、ロールクーラント供給量の調節により形状不
良を効果的に修正することができる。このように、幅広
の板材では、上記ロールベンダー力の調節に加えてロー
ルクーラント供給量の調節も必要である。

ここで、この実施例の方法により得られた板形状の具体
例について説明する。

圧延設備は６スタンドタンデム冷間圧延機で、第６スタ
ンド出側において板形状を測定した。圧延スタンドの諸
元および圧延条件は次の通りである。

ワークロール 直径＋　　３３５ｍｍ　　　胴長：　１４２２ｍｍ中間
ロール 直径：　　５９４ｍｍ　　　胴長：　１４５７ｍｍハ゛
ツクアップロール 直径：　１１５２ｍｍ　　胴長：　１５２０ｍｍ板サイ
ズ：板厚２．３ｍ＋＋＋＋０．１５ｍｍ、板幅１２００
ｍｍ圧下率＝３３９６ 張カニ前方６　ｋｇ／＋ｍｍ２後方１２ｋｇ後方１スの
激しい形状不良が発生した。これに対し、この発明の方
法によれば耳波は皆無となり、良好な板形状が得られた
。

（発明の効果） この発明によれば、ワークロールベンダー力および中間
ロールベンダー力のうちの一方が操作限界に達したとき
、板中央部および板端部の形状が目標形状となるように
、他方のロールベンダー力の制御系のゲインを修正して
、この他方のロールベンダー力のみを調節するようにし
ている。したがって、ベンダー力が操作限界あるいはそ
れ以上の値となっても形状不良を発生することはない。

また、上記ロールベンダー力の調節とともにロールクー
ラント供給量を調節するようにすると、幅広い材であっ
ても良好な板形状を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明が実施される冷間圧延機の一例を示す
もので、圧延機の概略斜視図、第２図この発明の実施例
を示すものであって、制御系のブロック線図である。 １・・・圧延板、６・・・ワークロール、７・・・中間
ロール、８・・・バックアップロール、１１・・・ワー
クロールベンダー、１３・・・中間ロールベンダー、１
４・・・中間ロールシフト、１６・・・ロールクーラン
ト供給装置、２０・・・圧延機出側の板形状検出器。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ワークロールベンダー力および中間ロールベンダ
   ー力を調節して板形状を制御する方法において、前記ワ
   ークロールベンダー力および中間ロールベンダー力のう
   ちの一方が操作限界に達したとき、板中央部および板端
   部の形状が目標形状となるように、他方のロールベンダ
   ー力の制御系のゲインを修正して、この他方のロールベ
   ンダー力のみを調節することを特徴とする板圧延におけ
   る形状制御方法。
2. （２）ワークロールベンダー力、中間ロールベンダー力
   およびをロールクーラント供給量のロール軸方向分布を
   調節して板形状を制御する方法において、前記ワークロ
   ールベンダー力および中間ロールベンダー力のうちの一
   方が操作限界に達したとき、板中央部および板端部の形
   状が目標形状となるように、他方のロールベンダー力の
   制御系のゲインを修正して、この他方のロールベンダー
   力のみを調節するとともに、板中央部および板端部以外
   の形状が目標形状となるように前記ロールクーラント供
   給量のロール軸方向分布を調節することを特徴とする板
   圧延における形状制御方法。