KR20150020061A - 압연 제어 장치, 압연 제어 방법 및 기록 매체 - Google Patents

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Abstract

압연기의 입측에서 피압연재를 권출하는 텐션 릴이나, 압연기의 출측에서 피압연재를 권취하는 텐션 릴의 직경 변동에 기초하는 판 속도 변동의 억제를 효과적으로 행하는 것이다. 피압연재가 권취되는 텐션 릴의 릴 회전 위치의 검지 결과를 취득하고, 텐션 릴의 릴 회전 위치와, 회전 위치에 따른 릴 직경 변동값이 관련지어진 릴 직경 변동 정보에 기초하여, 릴 회전 위치의 검지 결과에 따른 릴 직경 변동값을 취득하고, 취득한 릴 직경 변동값에 따른 피압연재의 반송 속도의 변동이 억제되도록 반송 속도 명령값을 보정하는 보정값을 생성하고, 입력되는 피압연재의 반송 속도 명령값 및 보정값에 기초하여 텐션 릴의 회전을 제어하는 것을 특징으로 한다.

Description

압연 제어 장치, 압연 제어 방법 및 기록 매체{ROLLING CONTROL APPARATUS, ROLLING CONTROL METHOD AND RECORDING MEDIUM}
본 발명은, 압연 제어 장치, 압연 제어 방법 및 압연 제어 프로그램에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 원통 형상으로 권취된 상태로부터 송출되는 피압연재의 직경 변동에 대응한 제어에 관한 것이다.
압연기에 있어서는, 판 형상의 피압연재를 원통 형상으로 권취하여 보관이나 운반하고 있다. 이 원통 형상으로 권취된 피압연재를 압연기에 의해 압연하는 경우, 권취된 상태의 피압연재를 권출하고, 압연기에 의해 압연하여 판 두께를 얇게 하고, 다시 피압연재를 권취하여 원통 형상으로 한다. 이를 행하는 장치로서, 텐션 릴이라고 불리는 기계 장치가 통상 사용된다. 또한, 원통 형상으로 권취된 피압연재는, 일반적으로 코일이라고 불린다.
피압연재를 원통 형상의 텐션 릴에 권취하여 코일을 생성할 때, 판 형상의 피압연재가 원통 형상의 텐션 릴에 순차 권취되게 된다. 여기서, 피압연재에는 반드시 선단 부분이 있으므로, 텐션 릴 상에 권취되어 일주한 피압연재는, 선단 부분에 겹쳐서 권취되게 되고, 이 부분에서 단차가 발생한다. 텐션 릴의 원통 형상의 기계 장치는 반경이 300㎜ 정도이고, 피압연재의 판 두께가 3㎜ 정도이었던 경우, 이 단차에 의해 1％의 코일 반경의 변동이 된다.
또한, 텐션 릴에의 피압연재의 권취 방법으로서, 원통 형상의 부분에 판폭 방향으로 홈을 잘라서 거기에 피압연재의 선단부를 삽입해서 권취하는 방법도 이용되고 있다. 그 경우, 판폭 방향의 홈 형상에 따르지만, 피압연재가 권취되어 생성된 피압연재 코일에는 반경 변동이 발생한다. 코일의 반경 변동이 발생하면, 피압연재의 권취 또는 권출은 텐션 릴의 원통 부분을 회전시킴으로써 행하기 때문에 피압연재의 권취 및 권출 속도가 반경 변동분만큼 변동하게 된다.
압연기에 있어서는, 매스플로우 일정칙이라고 불리어지는, 「압연기 입측 피압연재 속도×압연기 입측 판 두께=압연기 출측 피압연재 속도×압연기 출측 판 두께」라고 하는 법칙이 성립하고, 그 법칙에 따라서 압연 결과, 즉 압연기 출측의 판 두께 제어가 행해지고 있다. 여기서, 입측 판 두께가 일정해도 입측 피압연재 속도가 릴 반경 변동에 의해 변동되면, 압연기 출측 판 두께도 변동되게 되어, 피압연재의 제품 정밀도가 악화되는 원인이 된다.
그로 인해, 종래보다 코일의 반경 변동(텐션 릴의 반경 변동이므로 릴 편심이라고 칭함)의 영향에 의한 압연기 출측 판 두께 변동을 억제하기 위한 릴 편심 억제 제어가 행해지고 있다(예를 들어, 특허문헌 1, 2 참조). 릴 편심 억제 제어의 방법으로서는, 압연기 출측 판 두께 변동의 실측값이나, 압연기 입출측의 장력 변동으로부터의 릴의 반경 변동에 기인하는 출측 판 두께 변동의 예측값에 기초하는 방법이 사용된다.
상술한 실측값이나 예측값에 기초하여 실행되는 제어로서는, 압연기의 상하 작업 롤 간격(롤 갭)을 변화시켜 출측 판 두께 변동을 억제하는 방법이나, 토크 일정 제어로 운전하고 있는 텐션 릴의 전류를 조작하여 피압연재 속도를 변화시켜, 출측 판 두께 변동의 요인이 되는 장력 변동을 저감하는 방법이 사용된다.
압연기의 롤 갭을 변화시키는 방법으로는, 장력 변동을 증대시켜 버리는 문제가 있고, 또한 출측 판 두께의 억제 효과도 장력 변동 때문에 작다고 하는 문제가 있었다. 또한, 텐션 릴의 전류를 변화시키는 방법은, 전동기에 흘리는 전류를 변화시켜도, 그에 의해 발생하는 속도 변동의 결과로서 장력이 변화되므로, 장력 변동 나아가서는 출측 판 두께 변동을 충분히 억제할 수 없다는 문제가 있었다.
일본 특허 공개 평10-277618호 공보 일본 특허 공개 제2000-84615호 공보
압연기의 릴 편심 제거 제어 방법으로서는, 전술한 바와 같이 압연기 출측 판 두께 또는 압연기 입출측 장력의 릴 편심 주파수 성분을 추출하고, 그에 맞추어 압연기의 롤 갭 또는 텐션 릴의 전류를 조작하는 방법이 있다. 릴 편심이 문제가 되는 것은, 제품 품질상 중요한 압연기 출측 판 두께가 변동되기 때문이다. 압연기 출측 판 두께 변동은, 릴 편심의 영향에 의해 압연기 입출측의 판 속도가 변동되므로, 매스플로우 일정칙에 따라서 발생한다. 이로 인해, 압연기 출측 판 두께 변동을 억제하기 위해서는, 압연기 입출측의 판 속도 변동을 억제할 필요가 있다.
종래 제어 방식으로는, 압연기 출측 판 두께 변동 또는 압연기 입출측 장력 변동의 릴 편심 주파수 성분을 추출함으로써, 제어 입력값으로서 사용하고 있다. 여기서, 압연기 출측 판 두께 변동은, 상술한 매스플로우 일정칙에 의해, 입측 판 두께 변동 및 압연기 입출측 판 속도 변동에 의해 결정된다.
즉, 출측 판 두께계에 의해 압연기 출측 판 두께 변동을 구했다고 해도, 그 변동에는 압연기 입출측 장력 변동뿐만 아니라 입측 판 두께 변동이 영향을 미치므로, 압연기 입출측 판 속도 변동을, 압연기 출측 판 두께 변동에 기초하여 직접 구할 수 없다. 또한, 장력 변동은 압연기 입출측의 판 속도와 텐션 릴 속도의 차의 적분에 의해 구할 수 있지만, 이것도 릴 편심에 의한 텐션 릴의 속도 변동과 직접적으로 대응하지 않는다.
마찬가지로, 종래의 릴 편심 제어의 조작 단부로서 사용되고 있는 롤 갭 및 텐션 릴 전류에 대해서도, 모두 직접 압연기 입출측 속도에 영향을 미치는 것은 아니다. 롤 갭은, 압연 현상에 있어서의 선진율, 후진율을 변화시키고, 그에 의해 압연기 입출측 판 속도를 변화시켜, 결과적으로 롤 갭의 변화에 따른 판 두께 변동과는 별개인 압연기 출측 판 두께 변동을 발생시킨다.
예를 들어, 입측 텐션 릴 속도가 릴 편심을 위해 증대하는 경우, 텐션 릴로부터 권출되는 피압연재의 판 속도가 커지고, 입측 장력이 작아져, 결과적으로 출측 판 두께가 두꺼워진다. 릴 편심 억제 제어는, 이 경우, 롤 갭을 좁게 함으로써, 압연기 출측 판 두께가 두꺼워지는 것을 억제하고자 한다.
롤 갭을 좁게 하면, 피압연재의 찌그러짐량이 증대함으로써 후진율이 증대하여 입측 장력이 감소하고, 그에 따른 텐션 릴의 토크 일정 제어에 의해 입측 판 속도가 감소한다. 그 결과, 롤 갭을 좁게 한 것에 의한 출측 판 두께의 변동 외에, 입측 판 속도의 감소에 의한 매스플로우 일정칙에 따른 출측 판 두께의 감소가 생긴다. 그리고, 출측 판 두께의 감소에 의해 후진율이 더 상승하고, 입측 장력이 더 감소하게 된다. 이 입측 장력의 감소에 의해, 전동기의 발생 토크와 피압연재로부터의 장력 토크에 따라서 속도를 내려 그것을 억제하고자 하는 제어가 발생하고, 그에 의한 출측 판 두께 변동도 발생한다.
이와 같이, 릴 편심에 대한 제어는, 릴 편심의 영향이 발생한 후에 행한 것으로는 제어가 번잡하게 되어 바람직하지 않고, 따라서, 릴 편심의 발생에 맞춰서 앞서 텐션 릴의 회전을 제어하는 것이 바람직하다. 이 경우, 릴 편심에 의해 발생하는 판 속도 변동에 맞춰서 텐션 릴의 회전 속도를 조정하게 되지만, 텐션 릴이 토크 일정 제어에 의해 제어되어 있는 전제에 있어서, 토크 제어를 위해 출력되어 있는 명령값을 원하는 속도 변화에 대응시키는 것은 곤란하다.
이상으로, 종래의 릴 편심 억제 제어는, 원래 압연기의 입출측 속도를 일정하게 하도록, 텐션 릴 속도를 제어해야 하는 부분을, 텐션 릴 장력을 일정하게 하도록 전류 명령을 조작하거나, 출측 판 두께를 일정하게 하도록 롤 갭을 조작하고 있으므로, 텐션 릴 속도를 직접 제어할 수 없어, 압연기 출측 판 두께 변동을 효과적으로 억제할 수 없다.
또한, 이와 같은 과제는, 압연기 입측에서 피압연재를 권출하는 텐션 릴뿐만 아니라, 압연기 출측에서 피압연재를 권취하는 텐션 릴에 대해서도 마찬가지로 발생할 수 있다.
본 발명에 있어서 해결해야 할 과제는, 압연기의 입측에서 피압연재를 권출하는 텐션 릴이나, 압연기의 출측에서 피압연재를 권취하는 텐션 릴의 직경 변동에 기초하는 판 속도 변동의 억제를 효과적으로 행하는 것에 있다.
본 발명의 일 형태는, 피압연재를 롤 쌍으로 압연하는 압연기를 제어하는 압연 제어 장치로서, 상기 피압연재가 권취되는 텐션 릴의 회전을, 입력되는 상기 피압연재의 반송 속도 명령값에 기초하여 제어하는 텐션 릴 회전 제어부와, 상기 텐션 릴의 릴 회전 위치의 검지 결과를 취득하는 회전 위치 취득부와, 상기 텐션 릴의 릴 회전 위치와, 회전 위치에 따른 릴 직경 변동값이 관련지어진 릴 직경 변동 정보에 기초하여, 상기 릴 회전 위치의 검지 결과에 따른 릴 직경 변동값을 취득하고, 상기 릴 직경 변동값에 따른 상기 피압연재의 반송 속도의 변동이 억제되도록 상기 피압연재의 반송 속도 명령값을 보정하는 보정값을 생성하는 보정값 생성부를 포함하고, 상기 텐션 릴 회전 제어부는, 상기 반송 속도 명령값 및 상기 보정값에 기초하여 상기 텐션 릴의 회전을 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 형태는, 피압연재를 롤 쌍으로 압연하는 압연기를 제어하는 압연 제어 방법으로서, 상기 피압연재가 권취되는 텐션 릴의 릴 회전 위치의 검지 결과를 취득하고, 상기 텐션 릴의 릴 회전 위치와, 회전 위치에 따른 릴 직경 변동값이 관련지어진 릴 직경 변동 정보에 기초하여, 상기 릴 회전 위치의 검지 결과에 따른 릴 직경 변동값을 취득하고, 취득한 상기 릴 직경 변동값에 따른 상기 피압연재의 반송 속도의 변동이 억제되도록 상기 피압연재의 반송 속도 명령값을 보정하는 보정값을 생성하고, 상기 텐션 릴의 회전을, 입력되는 상기 피압연재의 반송 속도 명령값 및 상기 보정값에 기초하여 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 형태는, 피압연재를 롤 쌍으로 압연하는 압연기를 제어하는 압연 제어 프로그램으로서, 상기 피압연재가 권취되는 텐션 릴의 릴 회전 위치의 검지 결과를 취득하는 스텝과, 상기 텐션 릴의 릴 회전 위치와, 회전 위치에 따른 릴 직경 변동값이 관련지어진 릴 직경 변동 정보에 기초하여, 상기 릴 회전 위치의 검지 결과에 따른 릴 직경 변동값을 취득하고, 취득한 상기 릴 직경 변동값에 따른 상기 피압연재의 반송 속도의 변동이 억제되도록 상기 피압연재의 반송 속도 명령값을 보정하는 보정값을 생성하고, 상기 텐션 릴의 회전을, 입력되는 상기 피압연재의 반송 속도 명령값 및 상기 보정값에 기초하여 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 압연기의 입측에서 피압연재를 권출하는 텐션 릴이나, 압연기의 출측에서 피압연재를 권취하는 텐션 릴의 직경 변동에 기초하는 판 속도 변동의 억제를 효과적으로 행할 수 있다.
도 1은 일반적인 압연기 및 압연 제어 장치의 전체 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 따른 릴 편심의 요인의 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태에 따른 릴 직경 변동과 릴 주변 속도 변동의 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태에 따른 판 길이의 변동의 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태에 따른 판도(板道) 길이의 변동 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 일반적인 토크 일정 제어에 있어서의 입측 TR과 압연기 사이의 압연 현상을 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 형태에 따른 입측 TR과 압연기 사이의 압연 현상을 도시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 형태에 따른 릴 직경 변동에 따른 회전수의 제어 형태를 도시하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 형태에 따른 압연기 및 압연 제어 장치의 전체 구성을 도시하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시 형태에 따른 밴드 패스 필터의 예를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시 형태에 따른 밴드 패스 필터의 특성을 도시하는 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시 형태에 따른 노치 필터의 예를 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시 형태에 따른 릴 편심 제어의 기능 구성을 도시하는 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시 형태에 따른 입측 릴 반경 데이터베이스의 예를 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시 형태에 따른 압연 제어 장치의 하드웨어 구성을 도시하는 도면이다.
이하, 피압연재의 권출 및 권취에 텐션 릴을 사용하는 대표적인 압연기인 싱글 스탠드 압연기를 예로 본 발명의 상세를 설명한다. 도 1은, 일반적인 싱글 스탠드 압연기의 전체 구성을 도시하는 도면이다. 싱글 스탠드 압연기는, 압연기(1)의 압연 방향에 대해 입측에 입측 TR(텐션 릴을 TR이라고 약기함)(2), 출측에 출측 TR(3)을 갖고, 압연은 입측 TR(2)로부터 권출된 피압연재를 압연기(1)에 의해 압연한 후, 출측 TR(3)로 권취함으로써 행해진다.
압연기(1)에는, 롤 갭을 변경함으로써 피압연재의 판 두께 또는 장력을 제어하는 것을 가능하게 하기 위한 롤 갭 제어 장치(7)와 압연기(1)의 속도를 제어하기 위한 밀 속도 제어 장치(4)가 설치된다. 입측 TR(2) 및 출측 TR(3)은 전동기로 구동되지만, 그 전동기와 전동기를 구동하기 위한 장치로서, 입측 TR 제어 장치(5) 및 출측 TR 제어 장치(6)가 설치된다.
압연 시는, 압연 속도 설정 장치(10)보다 속도 명령이 밀 속도 제어 장치(4)에 대해 출력되고, 밀 속도 제어 장치(4)는 압연기(1)의 속도를 일정하게 하는 제어를 실시한다. 압연기(1)의 입측, 출측에서는, 피압연재에 장력을 가함으로써 압연을 안정적이면서 효율적으로 실시한다. 그로 인해 필요한 장력을 계산하는 것이 입측 장력 설정 장치(11) 및 출측 장력 설정 장치(12)이다.
입측 장력 전류 변환 장치(15) 및 출측 장력 전류 변환 장치(16)는, 입측 장력 설정 장치(11) 및 출측 장력 설정 장치(12)로 계산된 입측 장력 및 출측 장력 각각의 설정값에 기초하여, 설정 장력을 피압연재에 가하기 위해 필요한 전동기 토크를 얻기 위한 전류값을 계산한다. 이 계산 결과는, 입측 TR 제어 장치(5) 및 출측 TR 제어 장치(6)에 각각 입력된다. 입측 TR 제어 장치(5) 및 출측 TR 제어 장치(6)는, 입력된 전류값이 되도록 전동기 전류를 제어하고, 전동기 전류보다 입측 TR(2) 및 출측 TR(3)에 부여되는 전동기 토크에 의해 피압연재에 소정의 장력이 부여된다.
입측 장력 전류 변환 장치(15) 및 출측 장력 전류 변환 장치(16)는, TR 기계계 및 TR 제어 장치의 모델에 기초로 장력 설정값이 되는 전류 설정값(전동기 토크 설정값)을 연산한다. 그러나, 제어 모델이 오차를 포함하므로, 압연기(1)의 입측 및 출측에 설치된 입측 장력계(8) 및 출측 장력계(9)에 의해 측정된 실적 장력을 사용해서, 입측 장력 제어 장치(13) 및 출측 장력 제어 장치(14)에 의해 장력 설정값으로 보정을 추가한다. 입측 장력 전류 변환 장치(15) 및 출측 장력 전류 변환 장치(16)는, 그와 같이 보정된 장력 설정값에 기초하여, 입측 TR 제어 장치(5) 및 출측 TR 제어 장치(6)에 설정하는 전류값을 변경한다.
또한, 피압연재의 판 두께는 제품 품질상 중요하므로, 판 두께 제어가 실시된다. 압연기(1) 출측의 판 두께는, 출측 판 두께계(17)에 의해 검출된 실적 판 두께에 기초하여, 출측 판 두께 제어 장치(18)가, 압연기(1)의 롤 갭을 롤 갭 제어 장치(7)를 사용해서 조작함으로써 제어된다.
이상 서술한 바와 같이, 싱글 스탠드 압연기에 있어서는, 권취 및 권출에 사용되는 TR은, 전동기가 발생하는 토크를 일정하게 하는 토크 일정 제어가 사용되고, 장력계에 의해 검출한 실적 장력을 사용해서 전동기 전류 명령을 보정함으로써 피압연재에 가하는 장력을 일정하게 하는 제어가 행해지고 있다. 전동기 토크는 전동기 전류에 의해 얻어지므로, 토크 일정 제어를 전류 일정 제어로 하는 경우도 있다.
다음에, 입측 TR(2) 및 출측 TR(3) 각각에 피압연재를 권취하는 방법에 대해 도 2의 (a), (b)를 참조하여 설명한다. TR에 피압연재를 권취하는 방법으로서, 주로 도 2의 (a), (b)에 도시하는 바와 같이 2가지의 방법이 있다. 도 2의 (a)는, TR의 원통 부분에 피압연재를 그대로 권취하는 경우를 도시하는 도면이다. 이 경우는, A점으로부터 B점까지의 원주에서, 피압연재가 1매분 증가하므로 릴 반경이 변화되는 부분이 된다.
도 2의 (b)는, TR의 판폭 방향으로 피압연재의 선단 물림용 홈을 기계적으로 설치한 경우에서, 이 경우는, 도면에 도시하는 바와 같이 피압연재의 선단부를 선단 물림용 홈에 넣고 나서 릴을 회전시켜 피압연재를 권취한다. 그로 인해, 릴 반경이 C점으로부터 D점 사이에서 변화된다. 어느 쪽의 권취 방법을 사용해도, 원주 상의 소정의 범위에서 릴 반경이 변화되므로, 릴을 회전 속도 일정하게 회전시키는 경우, 텐션 릴로부터 송출되거나, 혹은 권취되는 피압연재의 속도가 변동된다.
또한, 어느 쪽의 권취 방법을 한 경우라도, 피압연재의 판 두께나 선단부의 상태에 따라서 릴 반경 변동이 변화되는 것을 알 수 있다. 따라서, 기하학적으로 릴 반경 변동을 구해, 릴 속도를 변경함으로써 릴 편심 억제 제어를 실시하는 것은 곤란하다.
여기서는, 이상적인 상태로서 도 3에 도시하는 바와 같이 릴의 각도 θ의 범위에서 릴 반경이 변화되고, 릴 주변 속도(원주 방향의 속도)가 삼각 형상으로 변화된다고 가정한다. 이때, 압연기 입측을 생각하면, 도 4에 도시하는 바와 같이, 릴로부터 압연기까지의 판 길이 L'(E점으로부터 F점까지의 피압연재의 길이)는, 도 4 하기 도면과 같이 변화된다. 또한, 릴 반경의 회전 방향 변동은, 릴로부터 압연기까지의 판도 길이 L도 변동시킨다.
판도 길이는, 릴로부터 압연기까지의 피압연재의 통로의 물리적 길이이다. 압연기 입측에서의 피압연재의 장력 Tb는, 피압연재의 영률을 E, 입측 판 두께를 H, 판폭을 b로 하면, 하기의 수학식 1로 나타낼 수 있다.
Figure pat00001
즉, 피압연재의 판 길이 L'가 판도 길이 L보다 작은 경우에 장력이 발생한다. 여기서, 피압연재의 판 길이 L'는, 입측 TR 속도 VETR, 압연기 입측 판 속도 Ve를 사용해서, 하기의 수학식 2로 나타낼 수 있다.
Figure pat00002
따라서, 입측 TR 속도 VETR이 변화되면 판 길이 L'가 변화되어 장력이 변동된다. 또한, 도 5에 도시하는 바와 같이, 판도 길이 L이 변화되어도 장력 변동의 원인이 된다.
도 6은, 종래의 토크 일정 제어로 운전하고 있는 경우의, 싱글 스탠드 압연기의 입측 TR(2)과 압연기(1) 사이의 압연 현상을 도시하는 도면이다. 입측 TR(2)에서는, 입측 TR 제어 장치(5)의 출력인 전동기 토크 Tq와, 입측 장력 Tb 및 기계 조건(릴 직경 D 및 릴 기어비 Gr)으로부터 결정되는 장력 토크 Tf의 차에 의해, 입측 TR 속도 VETR이 결정된다.
압연기(1)에 있어서는, 롤 갭 변경량 ΔS와, 입측 장력 Tb에 의해 출측 판 두께 h가 결정되고, 매스플로우 일정칙에 의해 압연기 입측 속도 Ve가 결정된다. 압연기 입측 속도 Ve와 입측 TR 속도 VETR의 차를 적분한 것이 입측 장력 Tb가 된다. 압연기(1)에 있어서의, 기본 법칙으로서 매스플로우 일정칙이 있다. 이 매스플로우 일정칙은, 압연기 입측 판 두께 H, 압연기 출측 판 두께 h, 압연기 입측 판속 Ve, 압연기 출측 판속 Vo를 사용해서, 하기의 수학식 3에 의해 나타내어진다.
Figure pat00003
여기서, 입측 판 두께가 일정한 경우, 입측 판속이 변동되면 출측 판 두께가 변동되는 것을 의미한다. 싱글 스탠드 압연기의 경우, 입측 장력 압연 현상계(601)의 응답은 입측 장력 억제계(602)의 응답과 비교해서 고속이므로, 입측 판속 Ve는 입측 TR 속도 VETR이 된다.
입측 TR(2)은 전동기 토크 Tq에 장력 토크 Tf가 합치하도록 입측 TR 속도 VETR을 변화시키지만, 이 변화는 입측 TR(2)의 관성과 압연기(1) 및 압연 현상에 의해 행해지고, 입측 속도 VETR의 변화를 억제하는 제어 수단이 없다. 그로 인해, 압연기(1)에 있어서, 판 두께 제어가 출측 판 두께를 일정하게 하므로 롤 갭 변경량 ΔS를 조작하면, 그에 따라서 압연기 입측 속도 Ve가 변화되고, 입측 장력 편차 ΔTb가 발생한다. 그것을 억제하기 위해 입측 TR 속도 VETR이 변동되지만, 이 변동에 의해 출측 판 두께 변동이 발생한다.
릴 편심에 의한 릴 회전 방향의 릴 직경 변동에 의해, 도 6에 있어서의 릴 직경 D 및 입측 릴 내지 압연기 사이의 판도 길이 L이 변동되게 된다. 예를 들어, 릴 편심에 의해 릴 직경 D가 커지면, 입측 TR 속도 VETR이 커짐과 함께, 판도 길이 L도 커진다. 그 때문에 입측 장력은 작아지는 방향으로 변화된다.
장력으로부터 압연 하중에의 영향 계수는 마이너스의 값, 즉, 입측 장력이 증대하면, 압연 하중은 작아진다. 그로 인해, 롤 갭 S가 일정한 경우(ΔS=0), 입측 장력이 작아지면, 출측 판 두께 h는 커지는 방향으로 변화된다. 그 결과적으로, 압연기 입측 판속 Ve가 커져, 입측 TR 속도 VETR과 적합하도록 되어 입측 장력 Tb의 변동은 정지한다.
이 입측 장력 압연 현상계(601)의 응답 속도는 릴 편심의 발생 시간, 즉, 릴의 회전각이 도 3 내지 도 5의 각도 θ 내에 있는 시간에 비해 매우 빠르므로, 릴 직경 변동에 대응해서 차례차례로 상술한 바와 같은 현상이 발생하고, 입측 장력 Tb가 변화되어 간다.
이를 제거하기 위해 롤 갭을 사용한 제어를 실시하면, 입측 장력 Tb의 변동에 의해 발생하는 출측 판 두께 h의 변동을 억제하도록 롤 갭 S를 조작한다. 즉, 출측 판 두께 h의 변동을 작게 하므로, 압연기 입측 판속 Ve와 입측 TR 속도 VETR이 적합하지 않게 되어 입측 장력 Tb의 변화가 커진다. 이 경우는 입측 장력 Tb가 보다 작아진다.
전동기 토크 Tq와 입측 장력 토크 Tf가 편차를 갖는 경우, 입측 장력 억제계(602)에 의해, 입측 TR 속도 VETR이 변경된다. 여기서, 입측 장력 Tb가 작은 경우, 입측 장력 억제계(602)에 의해, 입측 TR 속도 VETR이 작게 된다. 이에 의해, 입측 장력 Tb의 변동이 억제된다.
릴 편심에 대응하는 또 하나의 제어로서, 입측 TR(2)의 전동기 전류를 변경하는 것에 의한, 입측 TR 속도 VETR의 조정이 있다. 릴 편심에 따라서 입측 TR(2)의 전동기 전류를 조작하는 경우, 릴 직경 D의 릴 회전 방향 변동을 예측해서 전동기 토크 Tq를 변화시킨다. 상기의 예에서는, 릴 직경 D가 커짐으로써, 입측 TR 속도 VETR이 커지는 것을 억제하므로, 전동기 토크 Tq를 작게 한다.
입측 TR 속도 VETR은 릴 회전수에 릴 직경 D를 곱한 것이므로, 릴 직경 D의 변화에 맞춰서 릴 회전수를 내리도록 토크 전류를 작게 한다. 그러나, 실제의 입측 TR 속도 VETR은 입측 장력 억제계(602)에 의해 변화되므로, 입측 TR 속도 VETR이 변동되지 않도록 전동기 토크 Tq를 변경하는 것은 곤란하다.
릴 편심에 의해 릴 직경 D에 변동이 발생한 경우, 릴 내지 압연기 사이의 판도 길이 L도 변화되므로, 입측 장력 Tb가 변동된다. 이 변동은 입측 장력 압연 현상계(601)가 빠른 응답으로 억제하므로, 입측 TR 속도 VETR의 변동에 의한 압연기 입측 속도 Ve의 변동이 없으면, 압연기의 출측 판 두께 h는 거의 변동되지 않는다.
이와 같이, 종래의 릴 편심 제거 제어로 사용되고 있는 방법, 즉, 압연기(1)의 롤 갭 S를 변경하는 방법이나, 전동기 토크 Tq를 변경하는 방법을 사용한 경우, 입측 장력 억제계(602)가 입측 TR 속도 VETR을 조작하고 있으므로, 압연기 입측 판속 Ve가 어떻게 변화될지 예측하는 것이 곤란하고, 릴 편심 제거 제어가 효과적으로 실시할 수 없다. 릴 편심 제거 제어를 효과적으로 실시하기 위해서는, 입측 TR 속도 VETR이, 릴 편심에 의해 변동되지 않도록 하는 것이 가장 효과적인 것을 알 수 있다. 이를 실현하는 방법을 제공하는 것이 본 발명이다.
압연기의 입측, 출측에 설치되고, 피압연재를 권출하고, 권취하기 위한 텐션 릴은, 종래 토크 일정 제어로 운전되고 있지만, 속도 일정 제어로 운전하는 것도 가능하다. 도 7은 입측 TR(2)을 속도 일정하게 제어하는 경우의 입측 압연 현상을 도시하는 도면이다. 입측 TR 속도 제어 장치(101)는 입측 TR 회전수 실적 ωE가, 입측 TR 회전수 명령 ωEref와 일치하도록, 비례 적분 제어를 행하고, 전동기 토크 Tq를 출력한다. 입측 TR 속도 VETR은, 입측 TR 회전수 실적 ωE에 릴 직경 D의 2분의 1을 곱한 것이므로, 릴 편심에 의해 릴 직경 D가 변화된 경우, 그에 따라서 입측 TR 회전수 실적 ωE를 변화시키도록 입측 TR 회전수 명령 ωEref를 출력한다.
예를 들어, 도 3에 있어서 설명한 바와 같은 단순화한 릴 편심에서의 릴 직경 변동인 경우, 도 8에 도시하는 바와 같이 릴 회전수를 변경하면, 입측 TR 속도 VETR은 변화되지 않는다. 그러나, 릴 내지 압연기 사이의 판도 길이 L은 변화되므로, 그에 기인하는 장력 변동이 발생한다. 이 장력 변동은 입측 장력 압연 현상계(701)에 의해, 압연기 입측 판속 Ve가 입측 TR 속도 VETR에 일치할 때까지 변화된다. 금회의 경우, 릴 직경 D가 커지므로, 판도 길이 L도 커지고, 입측 장력 Tb는 저하된다.
그로 인해 출측 판 두께 h가 커지고, 압연기 입측 판속 Ve가 커져서 입측 장력 Tb가 원래의 값이 되도록 동작한다. 이때, 출측 판 두께 h는 변동되지만, 입측 장력 압연 현상계(28)는 응답이 빠르므로 변동량은 얼마 안된다. 따라서, 본 특허에 있어서는 판도 길이 L의 변동에 의한 출측 판 두께 변동은 허용하는 것으로 한다.
도 9는, 본 실시 형태에 따른 릴 편심 억제 제어의 기능 블록을 도시하는 도면이다. 즉, 도 9에 도시하는 각 구성이 연동되어, 본 실시 형태에 따른 압연 제어 장치가 구성된다. 릴 편심은 압연기(1)의 입측 TR(2) 및 출측 TR(3)의 양쪽에 발생하고, 각각 압연기 입출측의 판 속도 변동을 야기하고, 매스플로우 일정칙에 의해 압연기 출측 판 두께 변동의 원인이 된다. 그로 인해, 입측 TR(2) 및 출측 TR(3)의 양쪽에 대해 릴 편심 억제 제어를 실시할 필요가 있다. 입측 TR(2) 및 출측 TR(3)은 각각, 속도 일정 제어로 운전하므로, 각각 입측 TR 속도 제어 장치(101), 출측 TR 속도 제어 장치(102)로 릴 속도 실적이 릴 속도 명령과 일치하도록 구동된다.
또한, 입측 TR, 출측 TR이라고 하는 명칭은, 압연 방향에 대한 의미이며, 도 1에서는, 좌측으로부터 우측으로 압연하고 있고, 좌측의 TR이 권출측의 입측 TR, 우측의 TR이 권취측의 출측 TR이 된다. 리버스 압연기의 경우는, 압연 방향을 역회전하는 것도 가능하고, 도 1에 있어서 우측으로부터 좌측으로 압연하는 것도 가능하다. 그 경우에서는, 압연기를 중심으로 좌우가 반전된 제어 시스템이 된다.
압연기 출측의 판 두께는, 판 두께 제어 장치(131)가, 출측 판 두께계(220)에 의해 계측된 판 두께 편차에 따라서, 유압 압하 제어 장치(106)에 의해 압연기의 롤 갭을 조작함으로써 제어된다.
압연기(1)의 속도는 압연 속도 설정 장치(105)에 의해 결정된다. 압연 속도 설정 장치(105)는 오퍼레이터의 수동 조작에 의해 입력된 압연기(1)의 운전 속도(압연기 속도 VMILL)를 하고, 압연기 속도 제어 장치(107)에 속도 명령값으로서 출력한다. 압연기(1)의 입측 속도 명령값 VE 및 출측 속도 명령값 VD는, 입측 속도 설정 장치(103) 및 출측 속도 설정 장치(104)에 있어서, 압연기 속도 VMILL에 피압연재의 후진율 b 및 선진율 f를 고려하여, 각각 이하의 수학식 4, 수학식 5로 부여된다.
Figure pat00004
Figure pat00005
입측 TR(2) 및 출측 TR(3)의, 릴 편심 성분에 의한 압연기 입출측의 판 속도 변동은, 입측 판속계(210) 및 출측 판속계(211)에 의해 측정된다. 그로 인해, 밴드 패스 필터(123, 124)가 사용된다. 밴드 패스 필터(123, 124)는 입측 판속계(210)에 의해 측정된 입측 판 속도 실측값 VES, 출측 판속계(211)에 의해 검출한 출측 판 속도 실측값 VDS로부터, 각각 입측 릴 편심 주파수 성분의 판 속도 변동 VESREC, 출측 릴 편심 주파수 성분의 판 속도 변동 VDSREC를 추출한다.
밴드 패스 필터의 개요를 도 10에 도시한다. 릴 1 회전의 주파수는, 릴의 회전 속도에 의해 검출 가능하고, 릴 1 회전분의 낭비 시간을 알기 때문에, 그것을 낭비 시간 요소로서 필터를 구성한다. 본 밴드 패스 필터의 특성은, 도 10 하부에 기재한 바와 같은 게인 및 위상이 된다.
도 11에, 도 10의 밴드 패스 필터 특성의 일례를 나타낸다. 횡축은 규격화 주파수이며, 릴 1 회전의 주파수를 1.0으로서 나타내고 있다. 이 밴드 패스 필터를 사용하면, 릴 편심 주파수 성분을 게인=1.0, 위상 지연=0으로 추출하는 것이 가능하다.
도 12에, 노치 필터(113, 114)의 구성을 도시한다. 노치 필터는 필터 입력값보다 밴드 패스 필터의 출력을 제거함으로써 달성할 수 있다. 이와 같은 노치 필터는 입측 장력계(201) 및 출측 장력계(202)에 의해 각각 계측된 입측 장력 실적 TEfb, 출측 장력 실적 TDfb에 기초하여, 릴 편심 주파수 성분의 장력 변동을 제거한 입측 장력 실적 보정값 TEfbc, 출측 장력 실적 보정값 TDfbc를 구한다.
도 13에, 입측 TR의 릴 편심 억제 제어 장치의 동작 개요를 도시한다. 입측 TR 속도 제어 장치(101)는, 입측 TR(2)의 회전수 실적 ωE를 회전수 명령 ωEref에 합치시키는 제어를 행하고 있다. 또한 입측 TR의 회전 위치 θ는, 입측 TR(2)에 설치된 회전 위치 검지기에 의해 검지 가능하다. 이 회전 위치 검지기는, 예를 들어 입측 TR(2)의 원주 방향에서 소정 각도 단위로 표시되어 있는 마커와, 그 마커를 광학적으로 인식하는 카메라에 의해 구성된다.
그리고, 입측 릴 편심 억제 제어 장치(121)는, 밴드 패스 필터(123)에 의해 추출된 입측 TR(2)의 릴 편심 주파수 성분의 입측 판 속도 변동 VESREC와, 입측 TR(2)의 회전수 실적 ωE로부터, 이하의 수학식 6에 기초하여 입측 TR 반경 릴 편심 주파수 성분 REREC를 구한다.
Figure pat00006
입측 릴 편심 억제 제어 장치(121)는, 이와 같이 하여 구한 입측 TR 반경 릴 편심 주파수 성분 REREC를, 계산의 원래가 된 입측 TR(2)의 회전수 실적 ωE 및 입측 판 속도 변동 VESREC 각각의 값에 대응하는 타이밍에서의 입측 TR 회전 각도 θ(κ)와 관련짓고, 입측 릴 반경 데이터베이스(125)에 기입한다. 각각의 타이밍에서의 입측 TR 회전 각도 θ(κ)는, 상술한 회전 위치 검지기에 의해 취득된다. 이 회전 위치 검지기가, 회전 위치 취득부로서 기능한다. 이에 의해, 입측 릴 반경 데이터베이스(125)에는, 도 14에 도시하는 바와 같이, 릴 회전 방향의 소정 각도마다, 입측 TR 반경 릴 편심 주파수 성분이 기입되게 된다. 즉, 입측 릴 반경 데이터베이스(125)에 보존되는 정보가 릴 직경 변동 정보로서 사용되고, 입측 릴 편심 억제 제어 장치(121)가 릴 직경 변동 정보 생성부로서 기능한다. 이와 같이, 실시간으로 입측 릴 반경 데이터베이스(125)에 보존해야 할 정보를 생성해 감으로써, 입측 릴 반경 데이터베이스(125)를 미리 작성해 둘 필요는 없다.
이와 같이 하여 정보가 축적된 입측 릴 반경 데이터베이스(125)를 참조하여, 각각의 타이밍에서의 입측 TR 회전 각도 θ(κ)에 관련지어진 입측 TR 반경 릴 편심 주파수 성분 REREC를 사용함으로써, 릴 편심 주파수 성분에 따라서 입측 TR 속도 명령 VE를 보정하는 것이 가능하게 된다. 즉, 입측 TR(2)의 릴 편심에 의한 피압연재의 속도 변동을 보정하는 것이 가능하게 된다. 여기서, 입측 TR 속도 제어 장치(101)는 제어 지연이 존재하는 점에서, 일정 시간 직전부터 속도 명령을 출력할 필요가 있다. 이 시간을 Δt로 한다.
그때의 입측 TR 회전 각도 θ(κ)에 대응하는 입측 TR 반경 릴 편심 주파수 성분 REREC에 따라서 입측 TR 속도 명령 VE를 보정할 때, 입측 릴 편심 억제 제어 장치(121)는 릴 반경 데이터베이스(125)로부터, 1 회전 전의 더 일정 시간 Δt 직전의 입측 TR 각도 위치 θ(κ-Δt)의 입측 TR 직경 릴 편심 주파수 성분 Z-1REREC를 취출하여, 입측 TR 속도 명령 VE를 보정한다. 이에 의해, 상술한 제어 지연에 대응하는 것이 가능하게 된다.
이때, 입측 릴 편심 억제 제어 장치(121)는 입측 릴 반경 데이터베이스(125)로부터 추출한 Z-1REREC의 샘플링 시점보다, 릴이 1 회전하고 있으므로, 입측 판 두께 h만큼 증가하고 있는 것을 고려해서 입측 TR 릴 직경 예측값 R'EREC를 구한다. 입측 릴 편심 억제 제어 장치(121)는, 이 입측 TR 릴 직경 예측값 R'EREC와, 입측 속도 1 회전수 변환 장치(141)에 있어서 릴 직경 연산 장치(141b)가 연산되어 있는 입측 TR 직경 실적 RE에 의해, 이하의 수학식 7을 사용해서 입측 TR 속도 VE의 보정값 ΔVERECC를 구한다. 또한, 입측 TR 직경 실적 RE는 입측 TR 회전수에 판 두께 실적을 곱함으로써 구할 수 있다. 즉, 입측 릴 편심 억제 제어 장치(121)가 보정값 생성부로서 기능한다.
Figure pat00007
입측 장력 제어 장치(111)에 있어서는, 노치 필터(113)로 구한, 입측 릴 편심 주파수 성분의 입측 장력 변동 성분을 제거한 입측 장력 실적 보정값 TEfbc와, 미리 설정하고 있는 장력 설정값 TEref의 편차의 비례 적분 제어를 행하고, 입측 장력 제어 출력 ΔVETref를 결정한다. 이 노치 필터의 기능에 의해, 노치 필터(113, 114) 각각의 출력하는 값을 취득하는 입측 장력 제어(111), 출측 장력 제어(112)는, 각각, 릴 편심 주파수 성분의 장력 변동이 제거된 입측 장력 실적 보정값 TEfbc, 출측 장력 실적 보정값 TDfbc에 기초하여 장력 제어를 행하게 된다.
즉, 입측 장력 제어 장치(111)는, 입측 장력계(201)에 의해 계측된 장력의 실측값이 미리 설정된 장력 설정값 TEref와 일치하도록, 속도 제어를 위한 입측 장력 제어 출력 ΔVETref를 결정해서 출력한다. 단, 입측 장력 제어 장치(111)에 입력되는 입측 장력의 실측값은, 노치 필터(113)에 의해 릴 편심 성분이 제거된 값이다. 따라서, 입측 장력 제어 장치(111)는 릴 편심 성분 이외의 장력 변동에 대해 속도 제어를 행한다.
입측 속도 1 회전수 변환 장치(141)는 입측 속도 설정 장치(103)의 출력 VE에, 입측 TR 릴 편심 억제 제어 장치(121)의 보정 출력 ΔVERECC, 입측 장력 제어 장치(111)의 제어 출력 ΔVETref를 가산한 값에 기초하여 입측 TR 회전수 명령 ωEref를 연산해서, 입측 속도 제어 장치(101)에 출력한다. 이때, 입측 속도 1 회전수 변환 장치(141)는, 상술한 바와 같이 릴 직경 연산 장치(141b)가 구한 입측 TR 직경 실적 RE를 사용해서, 이하의 수학식 8에 의해 입측 TR 회전수 명령 ωEref를 구한다.
Figure pat00008
이와 같이, 본 실시 형태에 따른 압연기의 제어 장치에 의하면, 입측 TR(2)은 입측 TR 속도 제어 장치(101)에 의해 속도 제어된다. 입측 TR 속도 제어 장치(101)는, 입측 속도 1 회전수 변환 장치(141)로부터 입력되는 입측 TR 회전수 명령 ωEref에 기초하여, 회전수에 의해 속도 제어를 행한다. 즉, 입측 TR 속도 제어 장치(101) 및 입측 속도 1 회전수 변환 장치(141)가 연동됨으로써, 텐션 릴의 회전을 제어하는 텐션 릴 회전 제어부로서 기능한다.
입측 속도 1 회전수 변환 장치(141)는 속도 명령값 ΔVE에 따른 입측 TR 회전수 명령 ωEref를 연산해서 입측 TR 속도 제어 장치(101)에 출력한다. 이때, 입측 속도 1 회전수 변환 장치(141)는, 입측 TR(2)의 릴 편심 주파수 성분이 제거된 장력 변동에 따라서 입측 장력 제어 장치(111)에 의해 산출되는 입측 장력 제어 출력 ΔVETr ef와, 입측 TR(2)의 릴 편심 주파수 성분에 의해 발생하는 속도 변동에 따라서 입측 릴 편심 억제 제어 장치(121)에 의해 산출되는 보정값 ΔVERECC에 의해 보정된 속도 명령값 ΔVE에 따른 입측 TR 회전수 명령 ωEref를 연산한다.
즉, 본 실시 형태에 따른 압연기의 제어 장치에 의하면, 입측 TR(2)의 통상 제어는, 입측 장력계(201)에 의해 검지된 장력 변동에 기초하여 실행되고, 릴 편심에 의한 장력 변동은 입측 판속계(210)에 의해 검지된 속도 변동에 기초하여 실행된다.
이와 같은 구성에 따르면, 입측 TR(2)의 회전 위치에 따라서, 피드 포워드 제어로서 릴 편심에 의한 속도 변동을 억제하므로, 릴 편심에 의해 출측 판 두께 변동이 발생하기 전에 제어를 행할 수 있다. 따라서, 출측 판 두께 변동이 발생한 경우의 롤 갭 제어에 의한 폐해를 회피하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 실시 형태에 따른 입측 TR(2)의 회전 제어에 있어서는, 피압연재의 속도 제어가 사용되고 있어, 권취된 피압연재의 합계의 두께도 포함한 입측 TR(2)의 릴 직경에 따라서, 입측 TR(2)의 회전수가 제어된다. 그로 인해, 토크 제어를 사용하는 경우와 같이, 토크 제어의 결과가 얻어진 피압연재의 판 속도의 제어 곤란성을 회피하고, 효과적으로 피압연재의 판속을 제어하고, 매스플로우 일정칙에 의한 피압연재의 판 두께 제어를 효과적으로 행하는 것이 가능하게 된다. 또한, 도 13에 있어서는, 입측 TR(2)의 릴 편심 억제 제어에 대해 설명했지만, 출측 TR(3)의 릴 편심 억제 제어에 대해서도 마찬가지로 구성할 수 있다.
이와 같이, 본 실시 형태에 따른 압연기의 제어 장치에 의하면, 압연기의 입측에서 피압연재를 권출하는 텐션 릴이나, 압연기의 출측에서 피압연재를 권취하는 텐션 릴의 직경 변동에 기초하는 판 속도 변동의 억제를 효과적으로 행하는 것이 가능하게 된다.
또한, 실시 형태 1에 있어서는, 압연기의 출측 판 두께 변동을 압연기의 롤 갭 조정으로 제어하고, 입측 장력 변동을 입측 TR 속도로 제어하는 경우의 릴 편심 억제 제어에 대해 설명했다. 그러나, 압연기의 출측 판 두께를 입측 TR 속도로, 입측 장력을 압연기의 롤 갭으로 제어하는 경우에 대해서도 마찬가지로 구성할 수 있다. 이 경우, 압연기의 롤 갭을 조작하는 입측 장력 제어의 입력이 되는 입측 장력 실적값을 입측 릴 편심 주파수 성분의 노치 필터를 사용해서 보정한다.
또한, 상기 실시 형태에 있어서는, 압연기 입출측에 설치한 판속계를 사용해서 피압연재의 반송 속도 변동을 검지하고, 릴 편심에 의한 릴 반경 변동을 구하는 구성으로 했지만, 피압연재의 상태 변화이면, 반송 속도 이외의 값이어도 적용 가능하다. 또한, 갭 센서 등을 이용함으로써 텐션 릴의 회전 위치에 따른 직경 변동을 직접 구하는 것도 가능하다. 한편, 릴 직경이 변동된 경우, 릴 직경 변동에 의한 판속 변동 외에, 릴로부터 압연기 사이의 판도 길이 변동이 발생하고, 그에 기초하는 판속 변동도 생긴다. 따라서, 상기 실시 형태와 같이 판속 변동을 검지함으로써, 릴 편심을 원인으로서 생길 수 있는 판속 변동을 모두 포함해서 검지하는 것이 가능하고, 보다 효과적인 릴 편심 제어를 행하는 것이 가능하게 된다.
또한, 상기 실시 형태에 있어서는, 싱글 스탠드 압연기를 예로서 설명했지만, 복수의 압연기에 의해 연속해서 피압연재를 압연하는 탠덤 압연기 등, 싱글 스탠드 압연기 이외에도, 텐션 릴을 사용해서 피압연재를 불출하고, 또는 권취하는 기계 장치이면, 피압연재를 조출하는 텐션 릴이나, 피압연재를 권취하는 텐션 릴의 제어에 있어서 마찬가지로 적용 가능하다.
또한, 도 9나 도 13에 있어서 설명한, 입측 릴 편심 억제 제어 장치(121)나, 출측 릴 편심 억제 제어 장치(122)를 중심으로 한 본 실시 형태에 따른 압연 제어 장치는, 소프트웨어와 하드웨어의 조합에 의해 실현된다. 여기서, 본 실시 형태에 따른 압연 제어 장치의 각 기능을 실현하기 위한 하드웨어에 대해, 도 15를 참조하여 설명한다. 도 15는, 본 실시 형태에 따른 압연 제어 장치를 구성하는 정보 처리 장치의 하드웨어 구성을 도시하는 블록도이다. 도 15에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 압연 제어 장치는, 일반적인 서버나 PC(Personal Computer) 등의 정보 처리 단말기와 마찬가지의 구성을 갖는다.
즉, 본 실시 형태에 따른 압연 제어 장치는, CPU(Central Processing Unit)(301), RAM(Random Access Memory)(302), ROM(Read Only Memory)(303), HDD(Hard Disk Drive)(304) 및 I/F(305)가 버스(308)를 통하여 접속되어 있다. 또한, I/F(305)에는 LCD(Liquid Crystal Display)(306) 및 조작부(307)가 접속되어 있다.
CPU(301)는 연산 수단이며, 압연 제어 장치 전체의 동작을 제어한다. RAM(302)은 정보의 고속인 판독 기입이 가능한 휘발성의 기억 매체이며, CPU(301)가 정보를 처리할 때의 작업 영역으로서 사용된다. ROM(303)은 판독 전용의 불휘발성 기억 매체이며, 펌웨어 등의 프로그램이 저장되어 있다.
HDD(304)는 정보의 판독 기입이 가능한 불휘발성의 기억 매체이며, OS(Operating System)나 각종 제어 프로그램, 어플리케이션 프로그램 등이 저장되어 있다. I/F(305)는 버스(308)와 각종의 하드웨어나 네트워크 등을 접속하여 제어한다. 또한, I/F(305)는, 각각의 장치가 정보를 주고 받고, 혹은 압연기에 대해 정보를 입력하기 위한 인터페이스로서도 사용된다.
LCD(306)는 오퍼레이터가 압연 제어 장치의 상태를 확인하기 위한 시각적 유저 인터페이스이다. 조작부(307)는 키보드나 마우스 등, 오퍼레이터가 압연 제어 장치에 정보를 입력하기 위한 유저 인터페이스이다. 이와 같은 하드웨어 구성에 있어서, ROM(303)이나 HDD(304) 혹은 도시하지 않은 광학 디스크 등의 기록 매체에 저장된 프로그램이 RAM(302)에 판독되고, CPU(301)가 그 프로그램에 따라서 연산을 행함으로써, 소프트웨어 제어부가 구성된다. 이와 같이 하여 구성된 소프트웨어 제어부와, 하드웨어의 조합에 의해, 본 실시 형태에 따른 압연 제어 장치의 기능이 실현된다.
1 : 압연기
2 : 입측 TR
3 : 출측 TR
4 : 밀 속도 제어 장치
5 : 입측 TR 제어 장치
6 : 출측 TR 제어 장치
7 : 롤 갭 제어 장치
8 : 입측 장력계
9 : 출측 장력계
10 : 압연 속도 설정 장치
11 : 입측 장력 설정 장치
12 : 출측 장력 설정 장치
13 : 입측 장력 제어 장치
14 : 출측 장력 제어 장치
15 : 입측 장력 전류 변환 장치
16 : 출측 장력 전류 변환 장치
17 : 출측 판 두께계
18 : 출측 판 두께 제어 장치
101 : 입측 TR 제어 장치
102 : 출측 TR 제어 장치
103 : 입측 속도 설정 장치
104 : 출측 속도 설정 장치
105 : 압연 속도 설정 장치
106 : 유압 압하 제어 장치
107 : 압연기 속도 제어 장치
111 : 입측 장력 제어 장치
112 : 출측 장력 제어 장치
113, 114 : 노치 필터
121 : 입측 릴 편심 억제 제어 장치
122 : 출측 릴 편심 억제 제어 장치
123, 124 : 밴드 패스 필터
131 : 판 두께 제어 장치
141 : 입측 속도 1 회전수 변환 장치
142 : 출측 속도 1 회전수 변환 장치
201 : 입측 장력계
202 : 출측 장력계
210 : 입측 판속계
211 : 출측 판속계
220 : 출측 판 두께계
301 : CPU
302 : RAM
303 : ROM
304 : HDD
305 : I/F
306 : LCD
307 : 조작부

Claims (8)

  1. 피압연재를 롤 쌍으로 압연하는 압연기를 제어하는 압연 제어 장치로서,
    상기 피압연재가 권취되는 텐션 릴의 회전을, 입력되는 상기 피압연재의 반송 속도 명령값에 기초하여 제어하는 텐션 릴 회전 제어부와,
    상기 텐션 릴의 릴 회전 위치의 검지 결과를 취득하는 회전 위치 취득부와,
    상기 텐션 릴의 릴 회전 위치와, 회전 위치에 따른 릴 직경 변동값이 관련지어진 릴 직경 변동 정보에 기초하여, 상기 릴 회전 위치의 검지 결과에 따른 릴 직경 변동값을 취득하고, 상기 릴 직경 변동값에 따른 상기 피압연재의 반송 속도의 변동이 억제되도록 상기 피압연재의 반송 속도 명령값을 보정하는 보정값을 생성하는 보정값 생성부를 포함하고,
    상기 텐션 릴 회전 제어부는, 상기 반송 속도 명령값 및 상기 보정값에 기초하여 상기 텐션 릴의 회전을 제어하는 것을 특징으로 하는 압연 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 텐션 릴의 릴 직경 변동량을 취득하고, 취득된 상기 릴 회전 위치와 관련지어서 보존함으로써 상기 릴 직경 변동 정보를 생성하는 릴 직경 변동 정보 생성부를 포함하고,
    상기 보정값 생성부는, 취득한 상기 릴 회전 위치에 따라서, 상기 텐션 릴의 일주 전의 회전 위치에 관련지어진 릴 직경 변동값을 상기 릴 직경 변동 정보로부터 취득하는 것을 특징으로 하는 압연 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 릴 직경 변동 정보 생성부는, 상기 텐션 릴의 회전 주파수 성분에 관한 상기 피압연재의 상태 변화를 취득함으로써, 상기 텐션 릴의 릴 직경 변동량을 취득하는 것을 특징으로 하는 압연 제어 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 릴 직경 변동 정보 생성부는, 상기 텐션 릴의 회전 주파수 성분에 관한 상기 피압연재의 반송 속도의 변동량을 취득함으로써, 상기 텐션 릴의 릴 직경 변동량을 취득하는 것을 특징으로 하는 압연 제어 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 보정값 생성부는, 상기 릴 직경 변동값의 취득 시에, 상기 릴 회전 위치의 검지 결과보다도 소정의 회전 위치분 전방의 회전 위치에 대응하는 상기 릴 직경 변동값을 취득하고, 상기 소정의 회전 위치분은, 상기 릴 직경 변동값을 취득하고 나서, 그 릴 직경 변동값에 기초하여 생성된 보정값에 기초하여 상기 텐션 릴의 회전이 제어될 때까지의 기간에 상당하는 것을 특징으로 하는 압연 제어 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 텐션 릴의 회전 주파수 성분에 관한 변화량이 제거된 상기 피압연재의 상태 변화가 억제되도록 상기 피압연재의 반송 속도 명령값을 보정하는 통상 보정값을 생성하는 통상 보정값 생성부를 포함하고,
    상기 텐션 릴 회전 제어부는, 상기 반송 속도 명령값, 상기 통상 보정값 및 상기 보정값에 기초하여 상기 텐션 릴의 회전을 제어하는 것을 특징으로 하는 압연 제어 장치.
  7. 피압연재를 롤 쌍으로 압연하는 압연기를 제어하는 압연 제어 방법으로서,
    상기 피압연재가 권취되는 텐션 릴의 릴 회전 위치의 검지 결과를 취득하고,
    상기 텐션 릴의 릴 회전 위치와, 회전 위치에 따른 릴 직경 변동값이 관련지어진 릴 직경 변동 정보에 기초하여, 상기 릴 회전 위치의 검지 결과에 따른 릴 직경 변동값을 취득하고,
    취득한 상기 릴 직경 변동값에 따른 상기 피압연재의 반송 속도의 변동이 억제되도록 상기 피압연재의 반송 속도 명령값을 보정하는 보정값을 생성하고,
    상기 텐션 릴의 회전을, 입력되는 상기 피압연재의 반송 속도 명령값 및 상기 보정값에 기초하여 제어하는 것을 특징으로 하는 압연 제어 방법.
  8. 피압연재를 롤 쌍으로 압연하는 압연기를 제어하는 압연 제어 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독가능한 기록 매체로서,
    상기 피압연재가 권취되는 텐션 릴의 릴 회전 위치의 검지 결과를 취득하는 스텝과,
    상기 텐션 릴의 릴 회전 위치와, 회전 위치에 따른 릴 직경 변동값이 관련지어진 릴 직경 변동 정보에 기초하여, 상기 릴 회전 위치의 검지 결과에 따른 릴 직경 변동값을 취득하는 스텝과,
    취득한 상기 릴 직경 변동값에 따른 상기 피압연재의 반송 속도의 변동이 억제되도록 상기 피압연재의 반송 속도 명령값을 보정하는 보정값을 생성하는 스텝과,
    상기 텐션 릴의 회전을, 입력되는 상기 피압연재의 반송 속도 명령값 및 상기 보정값에 기초하여 제어하는 스텝을 정보 처리 장치에 실행시키는 것을 특징으로 하는 압연 제어 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독가능한 기록 매체.
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