JPWO2020213542A1 - 被圧延材の蛇行制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
まず、図1に基づいて、本発明の一実施形態に係る被圧延材の蛇行制御方法を適用する圧延機の概略構成について説明する。図1は、4段圧延機と、本実施形態に係る被圧延材Sの蛇行制御を実施するための処理装置との一構成例を示す説明図である。なお、図1には4段圧延機を示しているが、本発明は、少なくとも一対の作業ロールと作業ロールを支持する一対の補強ロールとを含む、複数のロールを備える4段以上の圧延機に対して適用することができる。また、図1では、ロール軸方向において、作業側をWS(Work Side)、駆動側をDS(Drive Side)と表す。作業側はオペレーション側であり、圧延機に対して駆動側と反対側にある。
本実施形態に係る被圧延材の蛇行制御方法では、外乱となるスラスト力に起因する成分が除去された圧延荷重差または圧延荷重差率を用いて、圧下レベリング制御を実施する。このためには、スラスト力に起因する荷重差を考慮するには、ロール間スラスト力、材料−ロール間スラスト力及び作業ロールに作用するロール軸方向スラスト反力のうち、2つ以上の値を測定または推定して取得する必要がある。このうち、ロール軸方向スラスト反力は測定可能である。一方、ロール間スラスト力及び材料−ロール間スラスト力は測定できないため、少なくともいずれか一方を推定して取得する必要がある。そのためには、ロール間クロス角、材料−ロール間クロス角、ロール間摩擦係数及び材料−ロール間摩擦係数を測定または推定により取得する必要がある。
(ケース1) μWM、μWB、φWM及びφWBすべてを推定により取得
(ケース6) μWM及びμWBを測定により取得し、φWM及びφWBを推定により取得
(ケース11)μWM及びμWBを推定により取得し、φWM及びφWBを測定により取得
(ケース16)μWM、μWB、φWM及びφWBすべてを測定により取得
他のケースについては、これらの4つのケースを説明した後、説明する。
まず、μWM、μWB、φWM及びφWBすべてを推定により取得する場合(ケース1)のスラスト力に起因する圧延荷重差の算出方法について説明する。図2において、下作業ロール2に作用するロール軸方向の力のつり合い、下補強ロール4に作用するロール軸方向の力のつり合い、及び、下ロール系のモーメントのつり合いは、下記式(1)〜(3)にて表される。
TWB B:下作業ロール2と下補強ロール4との間に作用するスラスト力(ロール間スラスト力)
TWM B:下作業ロール2と被圧延材Sとの間に作用するスラスト力(材料−ロール間スラスト力)
TW B:下作業ロールチョック6a、6bに作用するスラスト反力
TB B:下補強ロールチョック8a、8bに作用するスラスト反力
PT df B:スラスト力に起因する荷重差
a:圧下支点間距離
hB B:下補強ロールチョック8a、8bに作用するスラスト反力の作用点位置
DB:下補強ロール4の直径
DW:下作業ロール2の直径
μWM:下作業ロール2と被圧延材Sとの間の摩擦係数
μWB:下作業ロール2と下補強ロール4との間の摩擦係数
φWM:下作業ロール2と被圧延材Sとの間のクロス角
φWB:下作業ロール2と下補強ロール4とのロール間クロス角
γ=(1−r)/r (r:圧下率)
GW:作業ロールの横弾性係数
GB:補強ロールの横弾性係数
p0:ロール間最大接触圧力
P:圧延荷重
次に、μWM及びμWBを測定により取得し、φWM及びφWBを推定により取得する場合(ケース6)のスラスト力に起因する圧延荷重差の算出方法について説明する。この場合、ケース1では式(5a)、(6a)で表された材料−ロール間スラスト力TWM B及びロール間スラスト力TWB Bは、下記式(5b)、(6b)で表されることになる。
次に、μWM及びμWBを推定により取得し、φWM及びφWBを測定により取得する場合(ケース11)のスラスト力に起因する圧延荷重差の算出方法について説明する。この場合、ケース1では式(5a)、(6a)で表された材料−ロール間スラスト力TWM B及びロール間スラスト力TWB Bは、下記式(5c)、(6c)で表されることになる。
次に、μWM、μWB、φWM及びφWBすべてを測定により取得する場合(ケース16)のスラスト力に起因する圧延荷重差の算出方法について説明する。この場合、ケース1では式(5a)、(6a)で表された材料−ロール間スラスト力TWM B及びロール間スラスト力TWB Bは、下記式(5d)、(6d)で表されることになる。
[3−1.概要]
以下、図3及び図4に基づいて、本実施形態に係る被圧延材の蛇行制御方法を説明する。図3は、本実施形態に係る被圧延材の蛇行制御方法の概要を示すフローチャートである。図4は、本実施形態に係る被圧延材の蛇行制御方法の一例を示すフローチャートである。本実施形態に係る被圧延材の蛇行制御方法は、被圧延材の尾端部圧延前に実施される推定ステップ(図3のS1、図4のS10)と、被圧延材の尾端部圧延時に実施される尾端制御ステップ(図3のS2、図4のS20〜S40)とを含んでなる。
(ケース1) μWM、μWB、φWM及びφWBすべてを推定により取得
(ケース6) μWM及びμWBを測定により取得し、φWM及びφWBを推定により取得
(ケース11)μWM及びμWBを推定により取得し、φWM及びφWBを測定により取得
(ケース16)μWM、μWB、φWM及びφWBすべてを測定により取得
まず、図5に基づいて、μWM、μWB、φWM及びφWBすべてを推定により取得する場合(ケース1)の被圧延材の蛇行制御方法について説明する。図5は、μWM、μWB、φWM及びφWBすべてを推定により取得する場合(ケース1)の被圧延材の蛇行制御方法を示すフローチャートである。
次に、図6〜図8に基づいて、μWM及びμWBを測定により取得し、φWM及びφWBを推定により取得する場合(ケース6)の被圧延材の蛇行制御方法について説明する。図6は、μWM及びμWBを測定により取得し、φWM及びφWBを推定により取得する場合(ケース6)の被圧延材の蛇行制御方法を示すフローチャートである。図7は、摩擦係数の測定方法の一例を示す説明図である。図8は、摩擦係数の測定方法の他の一例を示す説明図である。なお、以下の説明において、図5に示したケース1の場合と同様の処理についての詳細な説明は省略する。
次に、図9及び図10に基づいて、μWM及びμWBを推定により取得し、φWM及びφWBを測定により取得する場合(ケース11)の被圧延材の蛇行制御方法について説明する。図9は、μWM及びμWBを推定により取得し、φWM及びφWBを測定により取得する場合(ケース11)の被圧延材の蛇行制御方法を示すフローチャートである。図10は、クロス角の測定方法の一例を示す説明図である。なお、以下の説明においても、図5に示したケース1の場合と同様の処理についての詳細な説明は省略する。
次に、図11に基づいて、μWM、μWB、φWM及びφWBすべてを測定により取得する場合(ケース16)の被圧延材の蛇行制御方法について説明する。図11は、μWM、μWB、φWM及びφWBすべてを測定により取得する場合(ケース16)の被圧延材の蛇行制御方法を示すフローチャートである。なお、以下の説明においても、図5に示したケース1の場合と同様の処理についての詳細な説明は省略する。
上述の被圧延材の蛇行制御方法では、表1のケース16を除き、被圧延材の尾端部圧延前にクロス角または摩擦係数を推定により取得する。ここで、ロール組み替え後から交換までのクロス角及び摩擦係数の学習値の変化挙動を学習することで、より高精度なクロス角及び摩擦係数の学習モデルを作成することができる。
作業ロール直径:295.2mm
補強ロール直径:714.0mm
圧延荷重:400tonf
圧下率 :30%
入側板厚:5mm
板幅 :400mm
圧延速度:50mpm
材料−ロール間摩擦係数μWM:0.25
ロール間摩擦係数μWB :0.1
材料−ロール間クロス角φWM:0.03°
ロール間クロス角φWB :0.03°
2 下作業ロール
3 上補強ロール
4 下補強ロール
5a 上作業ロールチョック(駆動側)
5b 上作業ロールチョック(作業側)
6a 下作業ロールチョック(駆動側)
6b 下作業ロールチョック(作業側)
7a 上補強ロールチョック(駆動側)
7b 上補強ロールチョック(作業側)
8a 下補強ロールチョック(駆動側)
8b 下補強ロールチョック(作業側)
10 圧延機
11a 下荷重検出装置(駆動側)
11b 下荷重検出装置(作業側)
12a スラスト反力測定装置(駆動側)
12b スラスト反力測定装置(作業側)
13a レベリング装置(駆動側)
13b レベリング装置(作業側)
14a 作業ロールシフト装置(駆動側)
14b 作業ロールシフト装置(作業側)
15 ハウジング
16b 出側速度計
17a 板粗さ計
17b 作業ロール粗さ計
18a 圧延方向外力付与装置(作業ロール駆動側)
18b 圧延方向外力付与装置(作業ロール作業側)
19a 圧延方向外力付与装置(補強ロール駆動側)
19b 圧延方向外力付与装置(補強ロール作業側)
110 推定部
120 差荷重・スラスト反力取得部
130 補正部
140 レベリング制御部
200 圧延実績データベース
Claims (9)
- 4段以上の圧延機における被圧延材の蛇行制御方法であって、
前記圧延機は、
少なくとも一対の作業ロールと前記作業ロールを支持する一対の補強ロールとを含む、複数のロールを有し、
上ロール系は上作業ロール及び上補強ロールを含み、
下ロール系は下作業ロール及び下補強ロールを含み、
前記被圧延材の尾端部圧延前に実施され、
測定または推定により取得されたロール間クロス角及びロール間摩擦係数に基づき推定されるロール間スラスト力、または、測定または推定により取得された材料−ロール間クロス角及び材料−ロール間摩擦係数に基づき推定される材料−ロール間スラスト力のうち、少なくともいずれか一方を取得する推定ステップと、
前記被圧延材の尾端部圧延時に実施され、
上下少なくともいずれか一方のロール系について、作業側及び駆動側の圧延荷重を測定し、
前記補強ロール以外のロールに作用する、前記圧延荷重の測定時のロール軸方向スラスト反力、前記ロール間スラスト力、または、前記材料−ロール間スラスト力のうち、取得されたいずれか2つのパラメータに基づいて、測定された前記作業側及び駆動側の圧延荷重に基づき算出される圧延荷重差情報を補正し、
補正された前記圧延荷重差情報に基づいて、前記圧延機の圧下レベリング制御を実施する、尾端制御ステップと、
を含む、被圧延材の蛇行制御方法。 - 前記尾端制御ステップでは、
前記圧延荷重の測定時に測定された前記ロール軸方向スラスト反力と、前記推定ステップにて取得された前記ロール間スラスト力または前記材料−ロール間スラスト力とに基づいて、前記圧延荷重差情報を補正する、請求項1に記載の被圧延材の蛇行制御方法。 - 前記推定ステップでは、
上下少なくともいずれか一方のロール系について取得された4水準以上の圧延荷重、圧下率及び前記補強ロール以外のロールに作用するスラスト反力に基づいて、前記ロール間クロス角、前記材料−ロール間クロス角、前記ロール間摩擦係数、及び、前記材料−ロール間摩擦係数を推定により取得し、
取得された前記ロール間クロス角、前記材料−ロール間クロス角、前記ロール間摩擦係数、及び、前記材料−ロール間摩擦係数に基づいて、ロール間スラスト力または材料−ロール間スラスト力のうち少なくともいずれか一方を推定により取得する、請求項1または2に記載の被圧延材の蛇行制御方法。 - 前記推定ステップでは、
ロール間摩擦係数及び材料−ロール間摩擦係数を測定により取得するとともに、上下少なくともいずれか一方のロール系について取得された2水準以上の圧延荷重、圧下率、前記補強ロール以外のロールに作用するスラスト反力に基づいて、ロール間クロス角及び材料−ロール間クロス角を推定により取得し、
取得された前記ロール間クロス角、前記材料−ロール間クロス角、前記ロール間摩擦係数、及び、前記材料−ロール間摩擦係数に基づいて、ロール間スラスト力または材料−ロール間スラスト力のうち少なくともいずれか一方を推定により取得する、請求項1または2に記載の被圧延材の蛇行制御方法。 - 前記推定ステップでは、
ロール間クロス角及び材料−ロール間クロス角を測定により取得するともに、上下少なくともいずれか一方のロール系について取得された2水準以上の圧延荷重、圧下率、前記補強ロール以外のロールに作用するスラスト反力に基づいて、ロール間摩擦係数及び材料−ロール間摩擦係数を推定により取得し、
取得された前記ロール間クロス角、前記材料−ロール間クロス角、前記ロール間摩擦係数、及び、前記材料−ロール間摩擦係数に基づいて、ロール間スラスト力または材料−ロール間スラスト力のうち少なくともいずれか一方を推定により取得する、請求項1または2に記載の被圧延材の蛇行制御方法。 - 前記推定ステップでは、
前記ロール間クロス角、前記材料−ロール間クロス角、前記ロール間摩擦係数及び前記材料−ロール間摩擦係数のうち、推定により取得される推定値は、それぞれ、
過去の学習結果を基に推定された推定値の被圧延材毎の変動量予測値と、前回圧延における推定値の推定結果とに基づいて取得される、請求項1〜5のいずれか1項に記載の被圧延材の蛇行制御方法。 - 前記推定ステップでは、
前記ロール間クロス角、前記材料−ロール間クロス角、前記ロール間摩擦係数及び前記材料−ロール間摩擦係数のうち、推定により取得される推定値は、それぞれ、
過去に圧延された被圧延材における、定常部のデータに基づく推定値と尾端部のデータに基づく推定値との差分に基づき補正される、請求項1〜6のいずれか1項に記載の被圧延材の蛇行制御方法。 - 前記推定ステップでは、直近圧延された被圧延材の圧延荷重、圧下率及び前記補強ロール以外のロールに作用するスラスト反力を用いる、請求項1〜7のいずれか1項に記載の被圧延材の蛇行制御方法。
- 前記推定ステップでは、
前記ロール間摩擦係数、前記材料−ロール間摩擦係数、前記ロール間クロス角、及び、前記材料−ロール間クロス角を測定により取得し、
取得された前記ロール間クロス角、前記材料−ロール間クロス角、前記ロール間摩擦係数、及び、前記材料−ロール間摩擦係数に基づいて、ロール間スラスト力または材料−ロール間スラスト力のうち少なくともいずれか一方を推定により取得する、請求項1または2に記載の被圧延材の蛇行制御方法。
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