KR20160057993A - 압연 제어 장치, 압연 제어 방법 및 압연 제어 프로그램 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 피압연재의 입출측 장력의 변동을 피압연재의 입구측 및 출구측 텐션 릴 속도에 의해 제어하는 경우에, 피압연재의 출구측 판 두께에 대한 영향을 억제하는 것이다. 피압연재를 롤 쌍으로 압연하는 압연기에 있어서, 피압연재의 장력을 제어하기 위한 조작 단 및 피압연재의 압연 후의 판 두께를 제어하기 위한 조작 단을 압연 상태에 따라서 전환하는 수단을 갖고, 압연기에 의한 압연을 위해서 압연기에 삽입되는 피압연재의 반송 속도를, 압연된 피압연재의 판 두께에 기초하여 제어하고, 압연기로부터 송출되는 피압연재의 반송 속도를, 압연기로부터 송출되는 피압연재의 장력에 기초하여 제어하고, 압연기로부터 송출되는 피압연재의 반송 속도의 제어 시에, 압연기에 삽입되는 피압연재의 반송 속도를 제어하기 위한 비간섭 제어량을 생성해서 출력하고, 그 전환 시에, 피압연재의 장력의 변동에 기초하는 제어의 제어값이 작아지도록 억제하는 것을 특징으로 한다.

Description

압연 제어 장치, 압연 제어 방법 및 압연 제어 프로그램{ROLLING CONTROL APPARATUS, ROLLING CONTROL METHOD AND ROLLING CONTROL PROGRAM}
본 발명은 압연 제어 장치, 압연 제어 방법 및 압연 제어 프로그램에 관한 것이다.
피압연재의 권출 및 권취에 텐션 릴을 사용하는 압연기에 있어서는, 텐션 릴을 토크 일정 제어(전류 일정 제어)에 의해 동작시키고 있다. 텐션 릴을 토크 일정 제어하는 경우의 문제점으로서, 압연기 입구측, 출구측의 장력이 변동되면, 그것을 억제하기 위해서 텐션 릴 속도 변동이 발생하여, 압연기 입구측 판 속도가 변화하기 때문에, 출구측 판 두께 변동이 발생하는 경우를 들 수 있다.
이 대책으로서, 텐션 릴 속도를 조작 단으로 하는 장력 제어에 있어서, 텐션 릴을 속도 일정 제어로 동작시켜, 출구측 판 두께 변동을 억제하기 위해서, 일정 범위의 장력 변동을 허용하는 것이 행하여지고 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
또한, 압연된 피압연재의 판 두께에 기초하여 피압연재의 반송 속도를 제어함과 함께, 압연기의 롤 갭의 제어에 의해 피압연재의 장력을 제어하고, 텐션 릴 및 압연기의 회전 중 어느 하나에 기초하여 피압연재의 반송측을 제어하는 방법이 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 2 참조). 이에 의해, 예를 들어 텐션 릴의 관성 모멘트가 높고 제어 응답이 나쁜 경우의 제어를 안정시킬 수 있다.
또한, 탠덤 압연기에 있어서, 조업 상태에 의해 압연기의 영향 계수가 크게 변화한 경우에, 제어 상태량에 대한 제어 조작 단을 적시 변경하는 것이 행하여지고 있다(예를 들어, 특허문헌 2 참조). 탠덤 압연기에 있어서는, 통상은, 후단 스탠드 압하를 제어 조작 단으로 하는 스탠드간 장력 제어, 전단 스탠드 속도를 제어 조작 단으로 하는 출구측 판 두께 제어를 행하고 있다. 이에 반해, 특허문헌 2에 개시된 발명에서는, 압연 상태에 따라, 후단 스탠드 압하를 제어 조작 단으로 하는 출구측 판 두께 제어, 전단 스탠드 속도를 제어 조작 단으로 하는 장력 제어를 행함으로써 판 두께 제어 및 장력 제어의 효과를 최대한으로 얻는 것이 가능하게 된다.
권출측 텐션 릴 및 권취측 텐션 릴을 토크 일정 제어(전류 일정 제어)로 동작시키는 것은, 압연기의 출구측 판 두께 변동을 발생시키는 압연기 입구측 속도 및 압연기 출구측 속도의 변동 요인이 된다. 이것은, 토크 일정 제어를 행한 경우에는, 텐션 릴의 토크를 일정하게 하기 위해서 텐션 릴 속도가 텐션 릴의 관성에 의해 변화해버리기 때문이다. 그 결과, 매스 플로우 일정칙으로부터 출구측 판 두께 변동이 발생한다.
압연기에서 생산되는 피압연재에 있어서 가장 중요한 것은 압연기의 출구측 판 두께 정밀도이며, 압연기 입구측 및 출구측의 장력은 조업의 안정성을 위해서는 중요하지만, 제품 판 두께를 유지하기 위해서라면 다소 변동되어도 압연 조업상 문제는 없다. 이러한 사고 방식에 기초하여, 특허문헌 1에 개시되어 있는 발명에서는, 미리 설정한 범위의 설정 장력 값으로부터의 편차에 대해서는, 텐션 릴 속도를 일정하게 하는 것을 우선하여, 상기 장력 편차를 수정하지 않음으로써 텐션 릴 속도 변동을 억제하고 있어, 텐션 릴을 속도 일정 제어로 동작시키고 있다.
이 경우, 장력 편차가 미리 설정한 범위 내에 수용되고 있으면 되는데, 압연 상태나 모재 조건에 따라서는 미리 설정한 범위를 초과하는 경우가 발생한다. 그 경우, 텐션 릴 속도가 변경되어버리기 때문에, 압연기 입구측 속도가 변화하여, 출구측 판 두께 변동이 발생하게 된다.
또한, 압연 상태에 의해 압연기의 영향 계수가 변화하여, 텐션 릴 속도를 조작 단으로 하는 장력 제어, 압연기의 롤 갭을 조작 단으로 하는 출구측 판 두께 제어가 불안정해지는 경우도 존재한다. 이러한 경우에는, 현상의 롤 갭을 제어 조작 단으로 하는 출구측 판 두께 제어와, 텐션 릴을 속도 일정 제어로 동작시킨 경우의 장력 속도 제어나 텐션 릴을 토크 일정 제어로 동작시킨 경우의 장력 토크 일정 제어로는 안정적으로 제어하는 것이 곤란해서, 압연기 출구측 판 두께의 진동이 발생하게 된다.
이에 반해, 압연 조업의 타이밍에 기초하여, 소정의 상태에서는 롤 갭에 의한 장력 제어를 행함과 함께, 텐션 릴의 속도 제어에 의한 판 두께 제어를 행하는 방법이 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 3 참조).
일본 특허 공개 제2010-240662호 공보 일본 특허 공개 제2012-176428호 공보 일본 특허 공개 제2014-113629호 공보
싱글 스탠드 압연기에 있어서는, 압연기의 입구측 장력, 출구측 장력 및 출구측 판 두께를 제어할 필요가 있고, 입구측 텐션 릴 속도, 출구측 텐션 릴 속도, 압연기의 롤 갭이 제어 조작 단이 된다. 그리고, 입구측 장력을 제어하기 위한 제어 조작 단으로서 롤 갭이, 출구측 판 두께의 제어 조작 단으로서 입구측 텐션 릴 속도가, 출구측 장력의 제어 조작 단으로서 출구측 텐션 릴 속도가, 각각 사용되는 경우가 있다.
또한, 압연 상태에 의해 압연기의 영향 계수가 변화하기 때문에, 압연 상태에 따라, 소정의 상태에서는 롤 갭에 의한 출구측 판 두께 제어를 행함과 함께, 텐션 릴의 속도 제어에 의한 장력 제어를 행하는 방법이 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 2 참조).
압연에 있어서의 기본적인 원리로서, 매스 플로우 일정칙이 있다. 이것은, 압연기에 유입되는 피압연재의 체적과 유출되는 피압연재의 체적은 일정하다는 것에 기초하는 법칙이다. 이 법칙에 따르면, 입구측 판 두께, 출구측 판 두께가 일정한 경우, 입구측 판 속도, 출구측 판 속도도 일정하다. 다시 말하면, 입구측 텐션 릴 속도와 출구측 텐션 릴 속도도 일정하다.
출구측 판 속도과 압연기의 롤 속도의 비율을 선진율, 입구측 판 속도과 압연기의 롤 속도의 비율을 후진율이라 칭하는데, 압연 상태에 따라 선진율, 후진율은 변동된다. 선진율, 후진율이 변동되면, 압연기의 출구측 판 속도, 입구측 판 속도가 변동되고, 입구측 장력 및 출구측 장력이 변동된다.
상술한 바와 같이, 출구측 장력의 제어 조작 단으로서 출구측 텐션 릴 속도가 사용되고 있는 경우, 출구측 장력이 변동되면, 출구측 장력 제어가 출구측 텐션 릴 속도를 조작하기 때문에, 매스 플로우 일정칙에 따라서 출구측 판 두께 변동이 발생한다.
상기 특허문헌 1에서는, 장력 변동을 미리 정한 범위에서 허용하여 텐션 릴 속도 조작을 최소한으로 억제함으로써 이것을 방지하는 것이 행하여지고 있지만, 가감속 등에 의해 장력 변동이 허용 범위를 초과해서 발생한 경우에는 출구측 판 두께 변동이 발생해버린다.
압연기의 입출측의 피압연재에 걸리는 장력은, 조업의 안정성에 있어서 중요하여, 장력이 크게 변동되면 압연 상태가 불안정해져서, 피압연재의 사행이나 형상 불량에 기인하는 판 파단이 발생한다. 따라서, 특허문헌 1에 개시된 바와 같은 장력 변동을 허용함으로 인한 해결 방법은, 가능한 한 사용해서는 안된다.
그러나, 특허문헌 2 또는 특허문헌 3에 개시된 기술을 사용하는 경우, 롤 갭에 의한 판 두께 제어 및 텐션 릴 속도 제어에 의한 입구측 장력 제어(이후, 「제1 제어 방법」이라 함)와, 롤 갭에 의한 입구측 장력 제어 및 속도 제어에 의한 출구측 판 두께 제어(이후, 「제2 제어 방법」이라 함)를 전환하는 타이밍이 있다. 그러한 타이밍에 있어서 장력의 실적 값이 목표값에 대하여 편차를 갖는 경우, 전환 후의 제어 값이 제어 과다로 되어, 판 두께 변동을 모두 억제할 수 없는 상태가 발생하는 경우가 있다. 그러한 문제는, 압연 속도를 가속 또는 감속시키고 있는 상태에서 제어 방법을 전환한 경우에 특히 발생하기 쉽다.
본 발명에서 해결해야 할 과제는, 피압연재의 입구측 및(or/and) 출구측의 장력 변동을 피압연재의 입구측 및(or/and) 출구측의 텐션 릴 속도에 의해 제어하는 경우에, 피압연재의 출구측 판 두께에 대한 영향을 억제하는 데에 있다.
본 발명은, 예를 들어 특허 청구 범위에 기재된 구성을 채용한다. 본원은, 상기 과제를 해결하는 구성 요소를 복수 포함하고 있는데, 그 일례를 들면, 압연기에 의한 압연을 위해서 압연기에 삽입되는 피압연재의 반송 속도를, 압연된 피압연재의 판 두께에 기초해서 제어하고, 압연기로부터 송출되는 피압연재의 반송 속도를, 압연기로부터 송출되는 피압연재의 장력에 기초해서 제어하고, 압연기로부터 송출되는 피압연재의 반송 속도의 제어 시에, 압연기에 삽입되는 피압연재의 반송 속도를 제어하기 위한 비간섭 제어량을 생성해서 출력하는 것, 및 피압연재의 장력을 제어하기 위한 조작 단 및 피압연재의 압연 후의 판 두께를 제어하기 위한 조작 단을 압연 상태에 따라서 전환하는 경우에, 그 전환 시에, 피압연재의 장력의 변동에 기초하는 제어의 제어 값이 작아지도록 억제하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 피압연재의 입구측 및(or/and) 출구측의 장력 변동을 피압연재의 입구측 및(or/and) 출구측의 텐션 릴 속도에 의해 제어하는 경우에, 피압연재의 출구측 판 두께에 대한 영향을 억제할 수 있다. 또한, 상기한 것 이외의 과제, 구성 및 효과는, 이하의 실시 형태의 설명에 의해 밝혀진다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에서의 실시예 1에 관한 압연기 및 압연 제어 장치의 전체 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 압연기의 작업 롤간에서의 중립점 변동 및 압연의 기본식을 도시하는 도면이다.
도 3은 실시예 1에 관한 시뮬레이션에서의 선진율, 후진율의 변동 형태를 도시하는 도면이다.
도 4는 중립점 변동이 발생한 경우에 있어서, 장력 제어를 행하지 않는 경우의 압연 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면이다.
도 5는 중립점 변동이 발생한 경우에 있어서, 롤 갭에 의한 입구측 장력 제어를 행하는 경우의 압연 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면이다.
도 6은 중립점 변동이 발생한 경우에 있어서, 롤 갭에 의한 입구측 장력 제어 및 출구측 TR 속도에 의한 출구측 장력 제어를 행하는 경우의 압연 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면이다.
도 7은 중립점 변동이 발생한 경우에 있어서, 입구측 TR 속도에 의한 입구측 장력 제어, 출구측 TR 속도에 의한 출구측 장력 제어 및 압하 판 두께 제어를 행하는 경우의 압연 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면이다.
도 8은 중립점 변동이 발생한 경우에 있어서, 롤 갭에 의한 입구측 장력 제어 및 출구측 TR 속도에 의한 출구측 장력 제어를 행함과 함께, 출구측 장력 비간섭을 행하는 경우의 압연 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면이다.
도 9는 입구측 TR 속도 및 출구측 TR 속도에 대해서, 압연기 롤 속도에 대하여 동일한 방향으로 편차가 발생한 경우에 있어서, 장력 제어를 행하지 않는 경우의 압연 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면이다.
도 10은 입구측 TR 속도 및 출구측 TR 속도에 대해서, 압연기 롤 속도에 대하여 동일한 방향으로 편차가 발생한 경우에 있어서, 입출측 장력 제어 및 판 두께 제어를 행하는 경우의 압연 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면이다.
도 11은 입구측 TR 속도 및 출구측 TR 속도에 대해서, 압연기 롤 속도에 대하여 동일한 방향으로 편차가 발생한 경우에 있어서, 입출측 장력 제어 및 판 두께 제어를 행함과 함께, 출구측 장력 비간섭 제어를 행하는 경우의 압연 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면이다.
도 12는 입구측 TR 속도 및 출구측 TR 속도에 대해서, 압연기 롤 속도에 대하여 반대 방향으로 편차가 발생한 경우에 있어서, 장력 제어를 행하지 않는 경우의 압연 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면이다.
도 13은 입구측 TR 속도 및 출구측 TR 속도에 대해서, 압연기 롤 속도에 대하여 반대 방향으로 편차가 발생한 경우에 있어서, 입출측 장력 제어 및 판 두께 제어를 행하는 경우의 압연 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면이다.
도 14는 입구측 TR 속도 및 출구측 TR 속도에 대해서, 압연기 롤 속도에 대하여 반대 방향으로 편차가 발생한 경우에 있어서, 입출측 장력 제어 및 판 두께 제어를 행함과 함께, 출구측 장력 비간섭 제어를 행하는 경우의 압연 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면이다.
도 15는 실시예 1에 관한 판 두께 제어 및 장력 제어의 기능 구성을 도시하는 도면이다.
도 16은 실시예 1에 관한 최적 제어 방법 선택 장치의 기능 구성을 도시하는 도면이다.
도 17은 실시예 1에 관한 최적 제어 방법 결정 장치의 동작예를 도시하는 도면이다.
도 18은 실시예 1에 관한 최적 제어 방법 결정 장치의 동작예를 도시하는 도면이다.
도 19는 실시예 1에 관한 제어 방법의 데이터베이스를 도시하는 도면이다.
도 20은 실시예 1에 관한 제어 출력 선택 장치의 내부 기능을 도시하는 도면이다.
도 21은 실시예 1에 관한 출구측 보정 판정 장치의 기능 구성을 도시하는 도면이다.
도 22는 실시예 1에 관한 압연 제어 장치의 하드웨어 구성을 도시하는 도면이다.
도 23은 가감속시에 제어 방법을 전환한 경우의 출구측 판 두께 및 입구측 장력의 편차를 도시하는 도면이다.
도 24는 실시예 1에 관한 입구측 장력 편차 보정 장치의 동작 개요를 도시하는 도면이다.
도 25는 실시예 1에 관한 입구측 장력 편차 보정 장치의 동작 개념을 도시하는 도면이다.
도 26은 실시예 1에 관한 압연 제어에 의해 가감속시에 제어 방법을 전환한 경우의 출구측 판 두께 및 입구측 장력의 편차를 도시하는 도면이다.
도 27은 실시예 1에 관한 입구측 TR 제어 장치의 기능을 도시하는 도면이다.
도 28은 실시예 2에 관한 압연기 및 압연 제어 장치의 전체 구성을 도시하는 도면이다.
도 29는 본 발명의 실시 형태에서의 실시예 2에 관한 압하 판 두께 제어, 속도 판 두께 제어, 속도 장력 제어 및 압하 장력 제어의 내부 기능을 도시하는 도면이다.
도 30은 실시예 2에 관한 제어 방법 선택 장치의 내부 기능을 도시하는 도면이다.
도 31은 실시예 2에 관한 제어 출력 선택 장치의 내부 기능을 도시하는 도면이다.
도 32는 실시예 2에 관한 입구측 TR 속도 지령 장치의 기능을 도시하는 도면이다.
도 33은 참고 예에 관한 압연 제어 장치의 전체 구성을 도시하는 도면이다.
도 34는 참고 예에 관한 압연 현상의 예를 나타내는 도이다.
도 35는 참고 예에 관한 입구측 장력 압연 현상계의 예를 나타내는 도이다.
도 36은 참고 예에 관한 각 파라미터의 시계열의 예를 나타내는 도이다.
도 37은 참고 예에 관한 싱글 스탠드 압연기의 제어 조작 단과 제어 상태량의 관계를 도시하는 도면이다.
도 38은 참고 예에 관한 싱글 스탠드 압연 현상의 예를 나타내는 도이다.
도 39는 참고 예에 관한 싱글 스탠드 압연기의 크로스 응답을 모식적으로 도시하는 도이다.
도 40은 싱글 스탠드 압연기의 제어 조작 단과 제어 상태량의 관계 예를 도시하는 도면이다.
도 41은 크로스 항을 고려한 조작 단과 제어 상태량의 관계성을 도시하는 도면이다.
피압연재의 권출 및 권취에 텐션 릴을 사용하는 대표적인 압연기인 싱글 스탠드 압연기를 예로 들어 본 발명의 상세를 설명한다.
도 33은, 참고 예로서 나타내는 싱글 스탠드 압연기(S100)의 제어 구성을 도시하는 도면이다. 싱글 스탠드 압연기(S100)는, 롤 쌍인 압연기(1)의 압연 방향(도 33 중, 화살표로 나타냄)에 대하여 압연기(1)의 입구측에, 피압연재(u)를 공급해서 삽입시키는 입구측 텐션 릴(2)(이하, 입구측 TR(2)이라고 함)을 갖고, 출구측에, 압연기(1)로 압연된 피압연재(u)를 권취하는 출구측 텐션 릴(3)(이하, 출구측 TR(3)이라고 함)을 갖고 있다.
입구측 TR(2) 및 출구측 TR(3)은, 각각 전동기로 구동되고, 이 전동기와 전동기를 구동 제어하기 위한 장치로서, 각각 입구측 TR 제어 장치(66) 및 출구측 TR 제어 장치(86)가 설치되어 있다. 이 구성에 의해, 싱글 스탠드 압연기(S100)에서의 압연은, 입구측 TR(2)로부터 권출된 피압연재(u)를 압연기(1)로 압연한 후, 출구측 TR(3)에서 권취함으로써 행하여진다.
여기서, 압연기(1)에는, 상측 작업 롤(Rs1)과 하측 작업 롤(Rs2)의 사이의 거리인 롤 갭을 변경함으로써, 피압연재(u)의 압연 후의 판 두께(제품 판 두께)를 제어하기 위한 롤 갭 제어 장치(7)와, 압연기(1)의 속도(상·하측 작업 롤(Rs1, Rs2)의 주속도)를 제어하기 위한 밀 속도 제어 장치(4)가 설치되어 있다. 압연시, 압연 속도 설정 장치(10)로부터 속도 지령이 밀 속도 제어 장치(4)에 대하여 출력되고, 밀 속도 제어 장치(4)는, 압연기(1)의 속도(상·하측 작업 롤(Rs1, Rs2)의 주속도)를 일정하게 하는 제어를 실시한다. 즉, 밀 속도 제어 장치(4)가 압연기 회전 제어부로서 기능한다.
압연기(1)의 입구측(도 33의 압연기(1)의 좌측), 출구측(도 33의 압연기(1)의 우측)에서는, 피압연재(u)에 장력을 가함으로써 압연을 안정적이면서 또한 효율적으로 실시한다. 이를 위해 필요한 장력을 계산하는 것이, 입구측 장력 설정 장치(11) 및 출구측 장력 설정 장치(12)이다. 또한, 입구측 장력 전류 변환 장치(15) 및 출구측 장력 전류 변환 장치(16)는, 입구측 장력 설정 장치(11) 및 출구측 장력 설정 장치(12)에서 계산된 입구측 및 출구측 장력 설정값에 기초하여, 입구측 및 출구측의 설정 장력을 피압연재(u)에 부가하기 위해서 입구측 TR(2) 및 출구측 TR(3)의 각각의 전동기의 필요한 전동기 토크를 얻기 위한 전류값을 구하여, 각각의 전류값을 입구측 TR 제어 장치(66) 및 출구측 TR 제어 장치(86)에 부여한다.
입구측 TR 제어 장치(66) 및 출구측 TR 제어 장치(86)에서는, 각각 주어진 전류가 되도록 전동기의 전류를 제어하고, 입구측 TR(2) 및 출구측 TR(3)에 부여되는 각각의 전동기 토크에 의해 피압연재(u)에 소정의 장력을 부여한다. 입구측 장력 전류 변환 장치(15), 출구측 장력 전류 변환 장치(16)는, TR(텐션 릴) 기계계 및 TR(텐션 릴) 제어 장치의 모델에 기초하여 장력 설정값이 되는 전류 설정값(전동기 토크 설정값)을 연산한다.
단, 이 제어 모델은 오차를 포함하기 때문에, 압연기(1)의 입구측 및 출구측에 설치된 입구측 장력계(8) 및 출구측 장력계(9)에서 측정된 실적 장력을 사용하여, 입구측 장력 제어(13) 및 출구측 장력 제어(14)에 의해 장력 설정값에 보정을 가하고, 입구측 장력 전류 변환 장치(15), 출구측 장력 전류 변환 장치(16)에 부여한다. 이에 의해, 입구측 장력 전류 변환 장치(15), 출구측 장력 전류 변환 장치(16)가 입구측 TR 제어 장치(66) 및 출구측 TR 제어 장치(86)에 설정하는 전류값을 변경한다.
또한, 피압연재(u)의 판 두께는 제품 품질상 중요하기 때문에, 판 두께 제어가 실시된다. 구체적으로는, 출구측 판 두께 제어 장치(18)가, 출구측 판 두께계(17)에서 검출된 실적 판 두께에 기초하여 롤 갭 제어 장치(7)를 제어함으로써 압연기(1)의 롤간의 간격인 롤 갭을 제어하고, 압연기(1)의 출구측(도 14의 압연기(1)의 우측)의 판 두께를 제어한다.
싱글 스탠드 압연기에 있어서 권취 및 권출에 사용되는 출구측 TR(3) 및 입구측 TR(2)은, 각각의 전동기가 발생하는 토크를 일정하게 하는 토크 일정 제어에 의해 제어되고 있다. 구체적으로는, 입구측 장력계(8), 출구측 장력계(9)에서 검지한 실적 장력에 기초하여, 전동기 전류 지령이 보정됨으로써 피압연재(u)에 걸리는 장력을 일정하게 하기 위한 제어가 행하여지고 있다. 또한, 입구측 TR(2) 및 출구측 TR(3)의 각각의 전동기의 전동기 토크는, 전동기 전류에 의해 얻어지므로, 토크 일정 제어를 전류 일정 제어로 하는 경우도 있다.
토크 일정 제어로 TR(텐션 릴) 제어를 행하는 경우, 압연기에 적용되는 판 두께 제어와 간섭해서 출구측 판 두께 정밀도가 악화된다는 문제가 있다. 출구측 판 두께에 대한 영향은 출구측 장력에 비해 입구측 장력쪽이 더 크므로, 압연기(1)와 입구측 TR(2)에서의 문제점을 이하 설명한다.
도 34는, 싱글 스탠드 압연기(S100)의 입구측 TR(2)과 압연기(1) 사이의 압연 현상을 나타내는 개념도이다. 도 34에 도시한 바와 같이, 입구측 TR(2)에서는, 입구측 TR 제어 장치(66)의 출력인 전동기 토크(22)와, 입구측 장력(24)(Tb)과 기계 조건(릴 직경(D) 및 릴 기어비(Gr))으로부터 결정되는 장력 토크(25)와의 합, 즉 전동기 토크(22)와 장력 토크(25)와의 합을 적분함으로써, 입구측 TR(텐션 릴) 속도(20)가 결정된다. 또한, J는, 입구측 TR(2)의 관성 모멘트(kg·m2)이다.
압연기(1)에서는, 롤 갭 변경량(23)(=ΔS)을 도시하는 소정의 계수(M/(M+Q))를 적산한 값과, 압연기(1)의 입구측 장력(24)을 도시하는 바와 같은 소정의 계수((∂P/∂Tb)/(M+Q))를 적산한 값에 의해, 출구측 판 두께(26)가 결정되고, 이 결정된 출구측 판 두께(26)로부터 매스 플로우 일정칙에 의해 압연기 입구측 속도(21)가 결정된다. 그리고, 압연기 입구측 속도(21)와 입구측 TR 속도(20)의 차를 적분한 것이 입구측 장력(24)이 된다. 또한, 도 34에서, M은 밀 상수(M)(kN/m)이며, Q는 소성 상수(Q)(kN/m)이며, (∂P/∂Tb)/(M+Q)은 입구측 장력(Tb)의 변동에 의한 압연 하중(P)(kN)의 변동의 출구측 판 두께에의 영향 계수(kb)이다.
압연기(1)에 있어서의, 기본 법칙으로서 매스 플로우 일정칙이 있다. 이것은, 압연기(1)의 입구측(도 33에 도시하는 압연기(1) 좌측)과 압연기(1)의 출구측(도 33에 도시하는 압연기(1) 우측)의 피압연재(u)가 연속함으로써 이하의 식 (A)에 의해 나타난다.
H·Ve=h·Vo … (A)
H: 압연기(1)의 입구측 판 두께
h: 압연기(1)의 출구측 판 두께
Ve: 압연기(1)의 입구측 판 속도
Vo: 압연기(1)의 출구측 판 속도
매스 플로우 일정칙의 식 (A)로부터, 입구측 판 두께가 일정한 경우, 입구측 판 속도가 변동되면 출구측 판 두께가 변동되는 것을 의미한다. 싱글 스탠드 압연기(도 33에 도시하는 하나의 압연기(1))의 경우, 입구측 판 속도는 입구측 TR 속도가 된다. 입구측 TR(2)은, 전동기 토크(22)에 장력 토크(25)가 합치하도록 입구측 TR 속도(20)를 변화시키는데, 이 변화는 입구측 TR(2)의 관성과 압연기(1) 및 압연 현상에 의해 행하여지고, 입구측 속도(20)의 변화를 억제하는 제어 수단이 없다.
그 때문에, 압연기(1)에 있어서, 판 두께 제어로 출구측 판 두께(압연기(1)의 출구측의 피압연재(u)의 판 두께)를 일정하게 하기 위해서 롤 갭 변경량(23)의 ΔS를 조작하면, 그에 따라 압연기 입구측 속도(21)(압연기(1)의 입구측의 피압연재(u)의 반송 속도)가 변화하여, 입구측 장력(24)의 편차(ΔTb)가 발생한다. 이것을 억제하기 위해서 입구측 TR 속도(20)가 변동되는데, 이 변동에 의해 출구측 판 두께 변동이 발생한다. 입구측 TR(2)에 의해 행하여지는 입구측 장력 억제계(27)는, 압연 조건에 따라서는 시상수가 큰 경우가 있어, 큰 굴곡을 갖는 출구측 판 두께 변동의 원인이 되는 경우가 있다.
입구측 장력(24)은, 압연 현상에 의해서도 억제된다. 입구측 장력(24)이 변동되면, 압연기(1)의 압연 하중(P)이 변화하고, 그것에 수반하여 압연기 입구측 속도(21)가 변동된다. 이 입구측 장력 압연 현상계(28)에 의해서도 입구측 장력(24)은 변동된다. 입구측 장력 압연 현상계(28)의 응답은, 입구측 장력 억제계(27)에 비해 매우 빠르기 때문에, 도 34의 입구측 압연 현상은, 도 35와 같이 변환할 수 있다.
도 35로부터, 압연기(1)의 롤 갭 변경량(23)(=ΔS)은, 동 위상에서 입구측 장력(24)의 편차(ΔTb)가 되어 나타나고, 그것이 입구측 TR(2)에서 적분된 상태로 입구측 TR 속도(20)가 변화하는 것을 알 수 있다. 따라서, 롤 갭 변경량(23)(=ΔS)과 입구측 장력(24)의 편차(ΔTb), 입구측 TR 속도(20)의 변화 및 출구측 판 두께의 변화는 도 36과 같은 관계가 된다. 도 36은, 롤 갭 변경량(23), 입구측 장력(24)(Tb), 입구측 TR 속도(20) 및 출구측 판 두께의 관계를 도시하는 도면이다.
도 36에 도시한 바와 같이, 롤 갭 변경량(23)이 변화하면, 압연기(1)의 입구측 속도가 변화하고, 입구측 장력(24)이 변화한다. 입구측 장력(24)의 변화에 수반하여, 입구측 TR(2)은 토크 일정 제어를 행하고 있기 때문에, 입구측 TR의 관성에 의한 동작으로 입구측 TR 속도(20)가 변화한다. 입구측 TR 속도(20)가 변동되면, 상기 식 (1)에서 나타낸 매스 플로우 일정칙에 의해 출구측 판 두께 변동이 발생한다. 출구측 판 두께 변동이 발생하면, 출구측 판 두께 제어 장치(18)가 출구측 판 두께를 일정하게 하기 위해서 롤 갭 변경량(23)을 조작한다. 이들 일련의 동작이 계속되면, 도 36에 도시한 바와 같이, 출구측 판 두께가 진동하게 된다.
또한, 실제로는 출구측 판 두께계(17)는 압연기(1)로부터 이격된 장소에 설치되기 때문에, 출구측 판 두께 제어 장치(18)가 사용하는 출구측 판 두께의 검지까지 지연 시간이 존재하지만, 출구측 판 두께의 진동 주기에 대하여 충분히 지연 시간이 짧은 경우에는 무시할 수 있다.
이러한 출구측 판 두께의 진동을 방지하기 위해서, 텐션 릴과 압연기와의 사이의 장력을 원하는 값으로 유지하는 제어를 행하는 한편, 미리 설정한 범위의 장력 설정값으로부터의 편차에 대해서는 텐션 릴 속도를 일정하게 하는 것을 우선하고, 장력 편차를 수정하지 않음으로써, 텐션 릴 속도의 변동을 억제하는 방법을 생각할 수 있다. 그러나, 이 방법에서는 텐션 릴 속도의 변경을 억제함으로써 압연기 출구측 판 두께 변동을 억제할 수 없는 경우가 발생한다.
압연기에 있어서는, 롤 갭과 롤 속도라는 2개의 제어 조작 단과, 압연기의 출구측 판 두께와 압연기의 입구측(또는 출구측) 장력이라는 2개의 제어 상태량이 존재한다. 2개의 제어 조작 단을 조작한 경우, 2개의 제어 상태량 각각에 영향을 미쳐서 제어 상태량이 변화한다. 도 36은, 이러한 제어 조작 단 및 제어 상태량의 관계를, 싱글 스탠드 압연기의 경우에 대해서 도시한 도면이다. 싱글 스탠드 압연기의 압연 현상은, 도 37에 도시한 바와 같이 되는데, 이것을 개념적으로 기술한 것이 도 38이다.
싱글 스탠드 압연기(1)의 경우, 제어 조작 단은, 롤 갭 변경량(23), 입구측 TR 속도(20)이다. 또한, 제어 상태량은, 압연기의 출구측 판 두께(26), 입구측 장력(24)이다. 롤 갭 변경량(23)을 변경한 경우, (롤 갭→출구측 판 두께) 영향 계수(503)에 의한 출구측 판 두께(26), (롤 갭→입구측 장력) 영향 계수(501)에 의한 입구측 장력(24)의 변화가 발생한다. 또한, 입구측 TR 속도(20)를 변경한 경우, (입구측 TR 속도→입구측 장력) 영향 계수(502)에 의한 입구측 장력(24), (입구측 TR 속도→출구측 판 두께) 영향 계수(504)에 의한 출구측 판 두께(26)의 변화가 발생한다.
싱글 스탠드 압연기(1)에 있어서는, 도 38에 도시한 바와 같이, 압연기 출구측 판 두께(26)에 대해서는, 출구측 판 두께 제어 장치(18)가 롤 갭 변경량(23)을 변경함으로써 제어하고 있다. 또한, 입구측 장력(24)에 대해서는, 도 38에 도시한 바와 같이 입구측 장력 억제계(27)가 입구측 TR 속도(20)를 변경함으로써 제어하고 있다.
(롤 갭→출구측 판 두께) 영향 계수(503) 및(입구측 TR 속도→입구측 장력) 영향 계수(502)가, (롤 갭→입구측 장력) 영향 계수(501) 및(입구측 TR 속도→출구측 판 두께) 영향 계수(504)에 비해 충분히 큰 경우에는, 이 제어 구성도 문제가 없지만, 특허문헌 2에서 나타내고 있는 바와 같이, (롤 갭→출구측 판 두께) 영향 계수(503) 및 (입구측 TR 속도→입구측 장력) 영향 계수(502)가, (롤 갭→입구측 장력) 영향 계수(501) 및 (입구측 TR 속도→출구측 판 두께) 영향 계수(504)에 비해 작아지게 되면, 안정적으로 제어가 행하여지지 않게 되는 문제가 발생한다.
이러한 상태가 되면, 판 두께 제어 장치(18)가, 출구측 판 두께(26)를 제어하기 위해서 롤 갭 변경량(23)을 조작해도, 입구측 장력(24)이 크게 변동하고, 그것을 제어하기 위해서 입구측 장력 억제계(27)가 입구측 TR 속도(20)를 변경하면, 그것에 의해 출구측 판 두께(26)가 크게 변동된다. 출구측 판 두께가 변화하면, 판 두께 제어 장치(18)가 롤 갭 변경량(23)을 조작하기 때문에, 결과적으로, 출구측 판 두께(26), 입구측 장력(24), 입구측 TR 속도(20), 롤 갭 변경량(23)이 동일한 주기로 진동하는 상태가 발생하게 된다.
싱글 스탠드 압연기의 입구측 압연 현상은, 도 35에 도시하는 바와 같이 된다. 입구측 TR(2)에 의한 입구측 장력 억제계(27)를 제거하고, 입구측 TR 속도(20) 및 롤 갭 변경량(23)을 제어 조작 단으로 하고, 출구측 판 두께(26) 및 입구측 장력(24)을 제어 상태량으로서 작성한, 도 34와 마찬가지의 블록도를 도 35에 나타내었다. 도 34에서 도 35로 변환한 경우와 마찬가지로, 입구측 장력 압연 현상계(28)을 통합하여, 입구측 장력 영향 계수(101)로 하고 있다. 도 34에서는, 입구측 TR(2)에 의한 입구측 장력 억제계(27)에 비해, 응답 시간이 충분히 짧다고 해서 생략한 1차 지연 시상수(Tr)를, 도 35에서는 남기고 있다. 도 35로부터, 도 34에서의 영향 계수(501, 502, 503, 504)에 대응하는 것으로서, 도 38의 111, 112, 113, 114가 얻어진다.
여기서, Ve는 입구측 TR 속도(20), h는 압연기의 출구측 판 두께(26)이기 때문에, 출구측 판 두께(26)가 얇고, 입구측 TR 속도(20)가 빠르면, (입구측 TR 속도→출구측 판 두께) 영향 계수(114) 및 (입구측 TR 속도→입구측 장력) 영향 계수(112)가 작아지는 것을 알 수 있다. 또한, 입구측 장력 영향 계수(101)에 포함되는 1차 지연 시상수(Tr)는 작아진다. 그 때문에, (롤 갭→출구측 판 두께) 영향 계수(113)는 작아진다. 또한, (롤 갭→입구측 장력) 영향 계수(111)는 응답이 빨라진다. 즉, 출구측 판 두께(26)가 얇고, 입구측 TR 속도(20)가 빠르면, 롤 갭 변경량(23) 조작 시, 압연기의 출구측 판 두께(26)가 변화하기 어려워지고, 입구측 장력이 변화하기 쉬워진다. 즉, (롤 갭→입구측 장력) 영향 계수(111)가 (롤 갭→출구측 판 두께) 영향 계수(113)보다 커진다. 또한, 입구측 TR 속도(20) 조작 시는, 입구측 장력(24) 및 출구측 판 두께(26)가 동일하게 변화하기 어려워진다.
입구측 장력에 대해서는, 압연 현상 항(kb)을 포함한다. 압연 속도 및 출구측 판 두께에 따라서 kb도 변화하는데, kb가 커지면, (입구측 TR 속도→입구측 장력) 영향 계수(112)는, (입구측 TR 속도→출구측 판 두께) 영향 계수(114)에 비해서 작아진다.
이상에서, 출구측 판 두께(26)가 얇고, 입구측 TR 속도(20)가 빨라짐으로써, (롤 갭→출구측 판 두께) 영향 계수(113)가 (롤 갭→입구측 장력) 영향 계수(111)에 비해 작아지고, (입구측 TR 속도→입구측 장력) 영향 계수(112)가 (입구측 TR 속도→출구측 판 두께) 영향 계수(114)에 비해 작아지는 경우가 존재하는 것을 알 수 있다. 이러한 경우, 도 38에 도시한 바와 같은, 판 두께 제어 장치(18)로 출구측 판 두께(26)를, 입구측 장력 억제계(27)로 입구측 장력(24)을 제어하고자 하면, 크로스 항의 영향이 크기 때문에 안정적으로 제어하는 것이 불가능해진다.
이러한 경우에는, 도 41에 도시한 바와 같이, 출구측 판 두께(26)를 입구측 TR 속도(20)로 제어하는 속도 판 두께 제어 장치(50), 및 입구측 장력(24)을 롤 갭 변경량(23)으로 제어하는 압하 장력 제어(61)를 적용함으로써, 출구측 판 두께(26) 및 입구측 장력(24)을 안정적으로 제어할 수 있게 된다. 이것을 실현하기 위해서는, 토크 일정 제어(전류 일정 제어)로 운전하고 있는 입구측 TR(2)을 속도 일정 제어로의 운전으로 변경할 필요가 있다.
입구측 장력 억제계(27)의 응답이 악화된 경우에 있어서도, 입구측 TR(2)을 속도 일정 제어로 운전할 필요가 있다. 도 35에서의, 입구측 장력 억제계(27)는, 등가 변환에 의해, 시상수(Tq)의 1차 지연계가 된다. 여기서, Tq는 입구측 TR 속도(20)에 비례, 압연기의 출구측 판 두께(26)에 반비례하고, 압연 현상 항(kb)에 비례한다. 따라서, 압연 현상 항(kb)이 커지면 입구측 장력 억제계(27)의 시상수(Tq)가 커져서, 입구측 장력 억제계(27)의 응답이 악화되게 된다. 또한, 이 경우에는, 도 40에서의 (롤 갭→입구측 장력) 영향 계수(111)는, 커지지 않기 때문에, 상기한 롤 갭 변경량(23)에 의한 판 두께 제어와, 입구측 장력 억제계(27)에 의한 장력 제어로 안정적으로 제어 가능하다고 생각된다.
압연 설비에 있어서는, 다양한 재질의 피압연재를, 다양한 판 두께로 압연하고 있고, 또한 압연 속도도 다양하다. 따라서, 압연 상태에 따라, 출구측 판 두께 및 입구측 장력 제어를 안정적으로 실시할 수 있는, 이하의 3종류의 경우가 발생한다.
A) 롤 갭을 조작하는 판 두께 제어와, 토크 일정 제어로 운전하는 입구측 TR의 입구측 장력 억제계에 의한 장력 제어.
B) 롤 갭을 조작하는 판 두께 제어와, 속도 일정 제어로 운전하는 입구측 TR의 속도를 조작하는 속도 장력 제어.
C) 롤 갭을 조작하는 압하 장력 제어와, 속도 일정 제어로 운전하는 입구측 TR의 속도를 조작하는 속도 판 두께 제어.
압연기의 판 두께 제어 및 장력 제어를 안정적으로 실시하기 위해서는, 압연 상태에 따라, 상기 3종의 제어를 전환해서 사용할 필요가 있다. 본 실시 형태는, 이것을 실현하기 위한 것이다. 이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서, 실시예 1 및 2를 들어 설명한다.
[실시예 1]
본 실시 형태의 실시예 1에 관한 싱글 스탠드 압연기의 제어 구성을 도 1에 도시한다. 도 1은 실시예 1에 관한 싱글 스탠드 압연기(S100)의 제어 구성을 도시하는 블록도이다.
실시예 1에 관한 싱글 스탠드 압연기(S100)는, 압연기(1)의 압연 방향(도 1 중, 화살표로 나타냄)에 대하여 압연기(1)의 입구측에, 피압연재(u)를 공급해서 압연기(1)에 삽입시키는 입구측 텐션 릴(2)(이하, 입구측 TR(2)이라고 함)을 갖고, 출구측에, 압연기(1)로 압연된 피압연재(u)를 권취하는 출구측 텐션 릴(3)(이하, 출구측 TR(3)이라고 함)을 갖고 있다.
입구측 TR(2) 및 출구측 TR(3)은, 각각 전동기로 구동되고, 이 전동기와 전동기를 구동 제어하기 위한 장치로서, 각각 입구측 TR 제어 장치(66) 및 출구측 TR 제어 장치(86)가 설치되어 있다. 이 구성에 의해, 싱글 스탠드 압연기(S100)에서의 압연은, 입구측 TR(2)로부터 권출된 피압연재(u)를 압연기(1)로 압연한 후, 출구측 TR(3)에서 권취함으로써 행하여진다.
압연기(1)에는, 상측 작업 롤(Rs1)과 하측 작업 롤(Rs2)의 롤간의 간격인 롤 갭을 변경함으로써, 피압연재(u)의 압연 후의 판 두께(제품 판 두께) 또는 피압연재(u)에 걸리는 장력을 제어하기 위한 롤 갭 제어 장치(7)와, 압연기(1)의 속도(상·하측 작업 롤(Rs1, Rs2)의 주속도)를 제어하기 위한 밀 속도 제어 장치(4)가 설치되어 있다. 압연시, 압연 속도 설정 장치(10)로부터 속도 지령이 밀 속도 제어 장치(4)에 대하여 출력되고, 밀 속도 제어 장치(4)는, 압연기(1)의 속도(상·하측 작업 롤(Rs1, Rs2)의 주속도)를 일정하게 하는 제어를 실시한다.
압연기(1)의 입구측(도 1의 압연기(1)의 좌측), 출구측(도 1의 압연기(1)의 우측)에서는, 피압연재(u)에 장력을 가함으로써 압연을 안정적이면서 또한 효율적으로 실시한다. 이를 위해, 필요한 장력을 계산하는 것이, 입구측 장력 설정 장치(11) 및 출구측 장력 설정 장치(12)이다. 또한, 입구측 장력 전류 변환 장치(15) 및 출구측 장력 전류 변환 장치(16)는, 입구측 장력 설정 장치(11) 및 출구측 장력 설정 장치(12)에서 계산된 입구측 및 출구측 장력 설정값에 기초하여, 입구측 및 출구측의 설정 장력을 피압연재(u)에 부가하기 위해 입구측 TR(2) 및 출구측 TR(3)의 각각의 전동기의 필요한 전동기 토크를 얻기 위한 전류값을 구하고, 각각의 전류값을 입구측 TR 제어 장치(66) 및 출구측 TR 제어 장치(86)에 부여한다.
입구측 TR 제어 장치(66) 및 출구측 TR 제어 장치(86)에서는, 각각 부여된 전류가 되도록 전동기의 전류를 제어하고, 입구측 TR(2) 및 출구측 TR(3)에 부여되는 각각의 전동기 토크에 의해 피압연재(u)에 소정의 장력을 부여한다. 입구측 장력 전류 변환 장치(15), 출구측 장력 전류 변환 장치(16)는, TR(텐션 릴) 기계계 및 TR(텐션 릴) 제어 장치의 모델에 기초하여 장력 설정값이 되는 전류 설정값(전동기 토크 설정값)을 연산한다.
단, 이 제어 모델은 오차를 포함하기 때문에, 압연기(1)의 입구측 및 출구측에 설치된 입구측 장력계(8) 및 출구측 장력계(9)로 측정된 실적 장력을 사용하여, 입구측 장력 제어(13) 및 출구측 장력 제어(14)에 의해 장력 설정값에 보정을 가하고, 입구측 장력 전류 변환 장치(15), 출구측 장력 전류 변환 장치(16)에 부여한다. 이에 의해, 입구측 장력 전류 변환 장치(15), 출구측 장력 전류 변환 장치(16)가 입구측 TR 제어 장치(66) 및 출구측 TR 제어 장치(86)에 설정하는 전류값을 변경한다.
또한, 피압연재(u)의 판 두께는 제품 품질상 중요하기 때문에, 판 두께 제어가 실시된다. 일반적인 제어 형태로서, 입구측 TR(2), 출구측 TR(3)을 토크 일정 제어(전류 일정 제어)로 동작시켜서, 토크 일정 처리에 의해 압연기 입구측의 장력 제어를 행하는 경우가 있다. 이 경우, 피압연재의 판 두께가 얇고, 압연 속도가 고속인 경우, 압연기 출구측 판 두께가 장주기로 진동하는 현상이 발생한다. 그러한 현상이 발생하는 경우에는, 텐션 릴을 속도 일정 제어로 운전하고, 입구측 TR(2)의 속도를 조작 단으로 하는 판 두께 제어가 행하여진다.
출구측 TR(3)은, 압연기의 출구측 장력을 제어하기 위해서 사용되지만, 이것에 대해서도, 토크 일정 제어로 동작시키면, 출구측 장력의 실적에 따라서 속도가 변동되어, 매스 플로우 일정칙으로부터 출구측 판 두께 변동의 원인이 된다. 그 때문에, 출구측 TR(3)도 속도 일정 제어로 동작시켜, 출구측 TR(3)의 속도를 조작 단으로 하는 출구측 장력 제어가 행하여진다. 출구측 TR(3)에 대해서는, 입구측 TR(2)을 속도 일정 제어로 동작시키는 경우에는, 속도 일정 제어로 동작시키고, 토크 일정 제어로 동작시키는 경우에는, 토크 일정 제어로 동작시킨다.
여기서, 압연에서의 중립점과 선진율, 후진율의 관계에 대해서, 도 2를 참조하여 설명한다. 압연은, 상측 작업 롤(Rs1)과 하측 작업 롤(Rs2)의 사이를, 피압연재(u)를 통과시킴으로써 행하여진다. 그때, 피압연재(u)와 상하 작업 롤(Rs1, Rs2)의 사이에서는, 슬립이 발생하여, 롤 속도와 피압연재(u)의 속도가 일치하는 점(중립점)이 작업 롤과 피압연재가 접촉하는 영역에 1개 발생한다.
피압연재(u)와 상하측 작업 롤(Rs1, Rs2)의 사이에서 발생하는 슬립이란, 즉, 피압연재가 찌부러져서 신장됨으로써, 피압연재의 표면이 상하측 작업 롤(Rs1, Rs2)에 대하여 미끄러지는 것이다. 그때, 상하측 작업 롤(Rs1, Rs2)에 의해 피압연재가 찌부러지는 힘이 가장 가해지는 위치에서는 피압연재의 표면이 상하측 작업 롤(Rs1, Rs2)에 대하여 정지한 상태가 된다. 이 점이 중립점이다.
작업 롤과 피압연재의 접촉 개시점에서의 반송 속도가 입구측 속도(Ve)가 된다. 또한, 작업 롤과 피압연재의 접촉 종료점에서의 반송 속도가 출구측 속도(Vo)가 된다. 선진율(f)은, 출구측 속도(Vo)와 중립점 속도(VR)의 비(Vo/VR)에서 1을 감산한 것이며, 후진율(b)은, 입구측 속도(Ve)와 중립점 속도(VR)의 비(Ve/VR)에서 1을 감산한 것이다.
압연의 기본식으로서, 매스 플로우 일정칙, 입구측 장력식, 출구측 장력식이 있다. 출구측 속도(Vo)와 출구측 TR 속도(VDTR)가 일치하면, 출구측 장력식으로부터 출구측 장력은 일정 값이 된다. 입구측에 대해서도 마찬가지이다. 또한, 입구측 판 두께, 출구측 판 두께가 경시적으로 변화하지 않고 일정하면, 입구측 속도(Ve)와 출구측 속도(Vo)의 비율은 일정해진다.
중립점의 위치는 압연 조건에 따라 변화한다. 예를 들어, 압연 속도가 변화하거나, 마찰 계수나 변형 저항의 변화, 입구측 출구측의 장력 변화에 따라 변동된다. 도 2에 도시한 바와 같이, 중립점의 위치가, 중립점 A에서 중립점 B로 변화한 경우, 피압연재 중, 출구측으로 연장되는 부분이 적어지고, 입구측으로 연장되는 부분이 많아진다. 즉, 선진율(f)은 작아지고, 후진율(b)은 커진다.
중립점 위치는 작업 롤과 피압연재의 속도가 일치한 점이다. 그 때문에, 중립점이 A에서 B로 변화한 전후에서 압연 속도가 동일하면, 후진율(b)이 커진 만큼 입구측 속도가 느려진다. 또한, 선진율(f)이 작아진 만큼 출구측 속도가 느려진다. 또한, 압연 속도는 작업 롤 속도와 동일하다.
그리고, 중립점 A에서 각각의 값에 대해서 압연의 기본식이 성립했던 것에 대하여, 중립점 B로 중립점이 이동했기 때문에, 입구측 TR 속도(VETR), 출구측 TR 속도(VDTR)가 변화하게 된다. 구체적으로, 후진율(b)이 커짐으로써 입구측 속도(Ve)가 입구측 TR 속도(VETR)보다도 작아지고, 결과적으로 입구측 장력(Tb)이 작아진다. 또한, 선진율(f)이 작아짐으로써 출구측 속도(Vo)가 출구측 TR 속도(VDTR)보다도 작아지고, 결과적으로 출구측 장력(Tf)이 커진다.
또한, 중립점 위치는, 입구측 장력, 출구측 장력에 의해서도 변화한다. 출구측 장력이 상승하고 입구측 장력이 감소하면, 중립점 위치는 중립점 A의 방향으로 이동한다. 즉, 입구측 장력, 출구측 장력이 변화함으로써 입출측 TR 속도가 동일해도, 압연 현상이 중립점 위치를 중립점 B로 되돌려서, 동일한 입구측 속도, 출구측 속도, 입구측 판 두께, 출구측 판 두께를 유지할 수 있다.
도 2에 도시한 바와 같이 중립점 A에서 중립점 B로 중립점이 변동되는 외란이 가해진 경우의 출구측 판 두께, 입구측 장력, 출구측 장력의 시뮬레이션 결과에 대해서 설명한다. 중립점이 변동되는 외란이란, 예를 들어 압연기 롤과 피압연재와의 마찰 조건이 바뀌는 외란이다. 구체적으로는, 롤 속도의 변경이나, 압연기 롤과 피압연재와의 사이에 공급되는 윤활유의 농도의 변경이다. 또한, 중립점의 변동에 따른 후진율의 변동은, 도 3에 도시한 바와 같이, 입구측 판 두께, 출구측 판 두께로부터 결정되는 비율에 따라서 변동되는 것으로 하고 있다.
도 4는, 입구측 장력 제어 및 출구측 장력 제어를 행하지 않는 경우의 시뮬레이션 결과이다. 또한, 도 4에서는, 외란으로서 주어진 중립점 위치의 변동 예측값을 가는 점선으로, 실제의 중립점 위치의 실적을 굵은 점선으로 나타내고 있다. 장력 제어를 실시하지 않는 경우, 상술한 바와 같은 압연 현상에 의해, 입구측 장력이 감소하고, 출구측 장력이 증대함으로써 중립점 위치 변동을 억제하여, 출구측 판 두께는 변화하지 않는다. 따라서, 일정 정도의 장력 변동이라면, 그것을 허용함으로써, 출구측 판 두께의 변동을 억제할 수 있다.
도 5는, 롤 갭에 의한 입구측 장력 제어만을 행하는 경우의 시뮬레이션 결과이다. 입구측 장력 제어에 의해 도 4의 형태보다도 입구측 장력의 감소가 억제되어, 중립점 위치의 변동 억제 효과가 없어진다. 그만큼, 출구측 장력이 크게 변화함으로써 중립점 위치의 변동이 억제된다. 그 결과, 출구측 판 두께는 거의 변동되지 않는다.
도 5의 경우, 출구측 판 두께 변동은 억제되어 있지만, 출구측 장력 변동이 도 4의 경우보다도 커져서, 압연 동작을 안정되게 행하는 것이 곤란해진다. 따라서, 도 5의 형태는 실용성에 문제가 있다.
도 6은, 도 5의 제어 외에, 출구측 TR 속도에 의한 출구측 장력 제어를 가한 경우의 시뮬레이션 결과이다. 입구측 장력의 감소 외에 출구측 장력의 감소도 억제된 결과, 중립점 변동이 억제되지 않고, 출구측 판 두께 변동으로 되어서 나타난다. 출구측 장력의 증대에 대해서는, 출구측 TR 속도가 원칙 제어되어서 장력이 유지된다. 그 결과, 출구측 판 속도가 감속되기 때문에, 매스 플로우 일정칙에 따라서 출구측 판 두께는 증대한다.
출구측 판 두께 제어를 입구측 TR의 속도에 의해 실시하고 있는 경우, 압하 장력 제어는, 입구측 장력이 감소하므로 롤 갭을 개방하도록 제어한다. 이에 의해 입출측의 장력은 상승하고, 또한 출구측 판 두께는 증대한다. 또한 판 두께 제어는 입구측 TR 속도를 낮추어서 출구측 판 두께를 얇게 하려고 한다. 이 때문에, 장력 제어와 판 두께 제어가 간섭하여, 출구측 판 두께 변동이 발생한다.
도 7은, 출구측 판 두께를 롤 갭에 의해 제어하는 경우의 시뮬레이션 결과이다. 이 경우, 입구측 장력은 입구측 TR(2)의 속도에 의해, 출구측 장력은 출구측 TR(3)의 속도에 의해 제어된다. 입구측 장력이 감소하면, 입구측 TR 속도를 낮출 수 있다. 이에 의해, 매스 플로우 일정칙에 따라서 출구측 판 두께가 얇아진다. 동시에, 판 두께 제어에 의해 롤 갭이 좁아진다.
그 결과, 입출측의 장력이 감소하고, 출구측 판 두께는 얇아진다. 이 때문에, 장력 제어와 판 두께 제어의 간섭이 거의 발생하지 않고, 출구측 판 두께 변동은 거의 발생하지 않는다. 그러나, 판 두께가 얇고 압연 속도가 빠른 경우, 롤 갭에 의한 판 두께 제어의 영향이 매우 약해지기 때문에, 도 7의 형태는 실질적으로 이용할 수 없다.
이와 같이, 입구측 TR 속도를 조작하는 판 두께 제어를 실시하고 있는 경우, 출구측 장력 제어가 출구측 TR 속도를 조작하면, 판 두께 제어와 장력 제어가 간섭하여, 출구측 판 두께 변동이 발생한다. 이것은, 출구측 장력에 기초하는 출구측 TR 속도 제어, 출구측 판 두께에 기초하는 입구측 TR 속도 제어, 입구측 장력에 기초하는 롤 갭 제어가 각각 별개로 동작하고 있기 때문에 발생하는 문제이다.
이러한 문제를 피하기 위해서, 출구측 장력 제어에 의해 출구측 TR 속도가 제어될 때, 매스 플로우 일정칙이 보존되도록 입구측 TR 속도를 보정하는 것이 본 실시예에 관한 요지의 하나이다. 이후, 이러한 보정 제어를, 「출구측 장력 비간섭 제어」라고 칭한다. 이러한 제어에 의해, 출구측 판 두께 변동이 억제될 뿐만 아니라, 입구측 장력 변동도 억제할 수 있어, 압연 동작의 안정성을 유지한 상태에서, 판 두께 정밀도를 향상시키는 것이 가능하게 된다.
도 8은, 도 6의 형태에 대하여 출구측 장력 비간섭 제어를 적용한 경우의 시뮬레이션 결과이다. 도 8에 도시한 바와 같이, 출구측 판 두께 변동이 억제됨과 함께, 입구측 장력 변동도 억제된다.
압연기의 가감속 시에 발생하는 판 두께, 장력 변동의 요인으로서는, 상술한 중립점 변동 외에, 입구측 TR과 출구측 TR, 압연기의 작업 롤 속도의 속도 동일성이 불량한 경우도 생각할 수 있다. 이러한 현상은, 예를 들어 압연기(1)의 작업 롤을 회전 구동하는 밀 모터와, 입구측 TR(2), 출구측 TR(3)을 각각 회전 구동하는 텐션 릴 모터와의 특성의 차이에 의해, 압연 속도를 가감속하는 경우에 발생하는 경우가 있다. 이 경우, 도 3에 도시한 바와 같이, 매스 플로우 일정칙으로부터 결정되는 압연기의 입구측 속도, 출구측 속도에 대한 편차로서, 입구측 TR 속도 편차(ΔVETR), 출구측 TR 속도 편차(ΔVDTR)를 부여한다.
도 9는, 입구측 TR 속도 편차(ΔVETR), 출구측 TR 속도 편차(ΔVDTR)가 동일한 방향으로 변동된 경우의 시뮬레이션 결과이다. 이 경우, 상술한 바와 같이 중립점 변동이 발생한 경우와 마찬가지의 거동이 되어, 입구측 장력과 출구측 장력이 역방향으로 변동된다.
도 10은, 도 9의 형태에서, 입구측 압하 장력 제어, 출구측 TR 속도 장력 제어, 입구측 TR 속도 판 두께 제어를 실시한 경우의 시뮬레이션 결과이다. 도 10에 도시한 바와 같이, 제어계가 간섭함으로써 출구측 판 두께 변동이 발생한다.
도 11은, 도 10의 형태에서 출구측 장력 비간섭 제어를 행한 경우의 시뮬레이션 결과이다. 도 11에 도시한 바와 같이, 출구측 장력 비간섭 제어에 의해, 출구측 판 두께 변동을 억제하는 것이 가능하다.
도 12는, 입구측 TR 속도 편차(ΔVETR), 출구측 TR 속도 편차(ΔVDTR)가 역방향으로 변동된 경우의 시뮬레이션 결과이다. 이 경우, 매스 플로우 일정칙으로부터, 출구측 판 두께 변동이 발생한다. 도 13은, 도 12의 형태에서, 입구측 압하 장력 제어, 출구측 TR 속도 장력 제어, 입구측 TR 속도 판 두께 제어를 실시한 경우의 시뮬레이션 결과이다. 도 13에 도시한 바와 같이, 출구측 판 두께 변동은 억제되지만, 아직 큰 것을 알 수 있다.
도 14는, 도 13의 형태에서 출구측 장력 비간섭 제어를 실시한 경우의 시뮬레이션 결과이다. 도 14에 도시한 바와 같이, 출구측 판 두께 변동이 억제되어 있는 것을 알 수 있다. 단, 이 경우, 출구측 장력 비간섭 제어의 출력을 도 12의 경우와는 역방향으로 할 필요가 있다.
도 4 내지 도 14에 도시하는 시뮬레이션을 종합하면, 중립점 변동의 경우, 입구측 TR 속도 및 출구측 TR 속도가 동일한 방향으로 변동된다. 따라서, 출구측 장력 비간섭 제어의 방향은 출구측 TR 속도의 제어 방향과 동일 방향이 된다.
한편, 입구측 TR과 출구측 TR, 압연기의 작업 롤 속도의 속도 동일성이 불량인 경우, 입구측 TR 속도 편차(ΔVETR), 출구측 TR 속도 편차(ΔVDTR)의 방향에 따른 제어가 필요해진다. 입구측 TR 속도 편차(ΔVETR), 출구측 TR 속도 편차(ΔVDTR)의 방향이 동일한 경우, 출구측 장력 비간섭 제어의 방향은 출구측 TR 속도의 제어 방향과 동일 방향이 된다. 또한, 입구측 TR 속도 편차(ΔVETR), 출구측 TR 속도 편차(ΔVDTR)의 방향이 반대인 경우, 출구측 장력 비간섭 제어의 방향은 출구측 TR 속도의 제어 방향과 역방향이 된다.
따라서, 출구측 판 두께 및 출구측 장력의 변화 방향에 따라 비간섭 제어의 보정 방향을 변경함으로써, 어느 외란에 대해서도 출구측 판 두께 변동을 억제하도록 제어하는 것이 가능하다. 다시 말하면, 출구측 장력 비간섭 제어를 행하는 경우, 제어의 방향을 외란의 형태에 따라서 변경할 필요가 있다.
도 1에 도시하는 출구측 판 두께계(17)에서 검출한 출구측 판 두께 편차(Δh)를 사용하여, 압하 판 두께 제어(61)에 의해 롤 갭에의 조작 지령(ΔΔSAGC)을 생성하고, 속도 판 두께 제어(62)에 의해 입구측 TR 속도에의 조작 지령(ΔΔVAGC)을 생성한다. 또한, 입구측 장력계(8)에서 측정한 입구측 장력 실적과, 입구측 장력 설정 장치(11)에서 설정한 입구측 장력 설정과의 편차(입구측 장력 편차)(ΔTb)를 사용하여, 속도 장력 제어(63)에 의해 입구측 TR 속도에의 조작 지령(ΔΔVATR)을 생성하고, 압하 장력 제어(64)에 의해 롤 갭에의 조작 지령(ΔΔSATR)을 생성한다.
또한, 입구측 TR(2)이, 토크 일정 제어로 운전하고 있는 경우에 대해서는, 입구측 장력 설정 장치(11)에 의한 입구측 장력 설정값에, 입구측 장력 실적과 입구측 장력 설정값과의 편차에 의해 입구측 장력 설정값을 조작하는 입구측 장력 제어(13)로부터의 제어 출력을 가한 것을, 입구측 TR(2)에의 전류 지령으로 입구측 장력 전류 변환 장치(15)에 의해 변환하고, 입구측 TR 제어 장치(66)에의 전류 지령을 작성한다.
제어 방법 선택 장치(70)는, 압연 상태에 따라, 상술한 A), B), C) 중 어느 제어 방법을 적용하면 가장 출구측 판 두께 변동, 입구측 장력 변동의 저감이 가능한지를 선택하고, 선택 결과에 기초하여 롤 갭 제어 장치(7)에 대하여 롤 갭 조작 지령을 출력한다. 입구측 TR 속도를 조작하는 경우에는, 입구측 TR 속도 지령 장치(65)에 속도 조작 지령을 출력한다. 입구측 TR 속도 지령 장치(65)에 있어서는, 기준 속도 설정 장치(19)로부터 출력되는 입구측 TR 기준 속도와, 제어 방법 선택 장치(70)의 입구측 TR 속도 변경량으로부터 입구측 TR 속도 지령을 작성하고, 입구측 TR 제어 장치(66)에 출력한다.
입구측 TR 제어 장치(66)에서는, 전류 지령에 따라서 토크 일정 제어(전류 일정 제어)를 행하는 운전 모드와, 속도 지령에 따라서 속도 일정 제어를 행하는 운전 모드를 갖고, 제어 방법 선택 장치(70)로부터의 지령에 따라서 전환하여 운전한다.
도 15에, 압하 판 두께 제어(61), 속도 판 두께 제어(62), 속도 장력 제어(63), 압하 장력 제어(64)의 블록도의 일례를 나타낸다. 이들은, 각 제어 구성의 일례이며, 그 밖의 방법을 사용해서 제어계를 구성하는 것도 가능하다. 예를 들어, 도 15의 예에서는, 각 제어계는 적분 제어(I 제어)로 되어 있지만, 비례 적분(PI 제어), 또는, 비례 적분 미분 제어(PID 제어)로 할 수도 있다.
압하 판 두께 제어(61)는, 출구측 판 두께 실적(hfb)와 출구측 판 두께 설정값(href)와의 차인 출구측 판 두께 편차(Δh)=hfb-href를 입력으로 하고, 입력된 출구측 판 두께 편차에 조정 게인 및 출구측 판 두께 편차로부터 롤 갭에의 변환 게인을 곱한 것을 적분하는 적분 제어(I 제어)를 포함한다. 적분 후의 출력과 전회값과의 편차를 취하여, 제어 출력(ΔΔSAGC)으로 한다.
또한, 속도 판 두께 제어(62)는, 출구측 판 두께 편차(Δh)를 입력으로 하고, 입력된 출구측 판 두께 편차에 조정 게인 및 출구측 판 두께 편차로부터 입구측 속도에의 변환 게인을 곱한 것을 적분하는 적분 제어(I 제어)를 포함한다. 적분 후의 출력과 전회값과의 편차를 취하여, 이하의 수학식 1을 제어 출력으로 한다.
Figure pat00001
여기서, M은 압연기의 밀 상수, Q는 피압연재의 소성 상수이다. 또한, 속도 판 두께 제어의 지령은 설정 속도에 대한 속도 변경 비율로서 출력된다.
압하 장력 제어(64)는, 입구측 장력 실적(Tbfbb)과 입구측 장력 설정값(Tbref)의 차인 입구측 장력 편차(ΔTb)=Tbfbb-Tbref를 입력으로 하고, 입력된 입구측 장력 편차(ΔTb)에 조정 게인 및 입구측 장력 편차(ΔTb)로부터 롤 갭에의 변환 게인을 곱한 것을 적분하는 적분 제어(I 제어)를 포함한다. 적분 후의 출력과 전회값과의 편차를 취하여, 제어 출력(ΔΔSATR)으로 한다.
또한, 속도 장력 제어(63)는, 입구측 장력 편차(ΔTb)를 입력으로 하고, 입력된 입구측 장력 편차(ΔTb)에 조정 게인 및 입구측 장력 편차(ΔTb)로부터 입구측 속도에의 변환 게인을 곱한 것을 적분하는 적분 제어(I 제어)를 포함한다. 적분 후의 출력과 전회값과의 편차를 취하여, 이하의 수학식 2를 제어 출력으로 한다.
Figure pat00002
출구측 속도 장력 제어(84)는, 출구측 장력 편차(ΔTf)를 입력으로 하고, 입력된 출구측 장력 편차(ΔTf)에 조정 게인 및 출구측 장력 편차(ΔTf)로부터 출구측 속도에의 변환 게인을 곱한 것을 적분하는 적분 제어(I 제어)를 포함한다. 적분 후의 출력과 전회값과의 편차를 취하여, 이하의 수학식 3을 제어 출력으로 한다.
Figure pat00003
도 16에, 제어 방법 선택 장치(70)의 개요를 나타낸다. 제어 방법 선택 장치(70)는, 최적 제어 방법 결정 장치(71) 및 제어 출력 선택 장치(72)를 포함한다. 최적 제어 방법 결정 장치(71)에서, 상술한 A), B), C) 중 어느 제어 방법을 사용해서 제어할지를 결정하고, 제어 출력 선택 장치(72)에 있어서, 압하 판 두께 제어(61), 속도 판 두께 제어(62), 속도 장력 제어(63), 압하 장력 제어(64) 중 어느 출력을 사용할지 선택하여, 롤 갭 제어 장치(7) 및 입구측 TR 속도 지령 장치(65), 입구측 TR 제어 장치(66)에 제어 지령을 출력한다.
상술한 판 두께 제어, 장력 제어의 간섭에 의한 출구측 판 두께 변동은, 압하에 의한 출구측 판 두께 제어 이용시는 거의 발생하지 않는다. 따라서, 상술한 출구측 장력 비간섭 제어는, 입구측 TR 속도를 조작 단으로 하는 출구측 판 두께 제어, 즉 상술한 C)의 제어 방법에서 사용된다.
도 17에, 최적 제어 방법 결정 장치(71)의 동작 개요를 나타낸다. 여기에서는, 롤 갭 제어에 의한 입구측 장력에의 영향이 큰 정(正) 상태에서는, 제어 방법 C)를 사용해서 압하에 의한 장력 제어, 릴 속도에 의한 판 두께 제어를 행한다. 또한, 입구측 장력에 기초하여 입구측 TR 속도를 제어하는 입구측 장력 억제계의 장력 수정 시상수가 큰 경우에는, 제어 방법 B)에 의해, 압하에 의한 판 두께 제어와, TR 속도를 조작하는 입구측 장력 제어를 행한다. 그 이외의 경우에는, 참고 예로서 나타낸 제어 방법 A)를 선택한다.
3개의 제어 방법 중 어느 것을 선택할지는, 이하에 의해 결정한다. 피압연재의 강종, 출구측 판 두께 및 압연 속도에 따라, 최적 제어 방법은 변화한다고 생각되므로, 강종 또는 출구측 판 두께가 바뀌면, 압연 속도를 저속, 중속, 고속의 3단계 정도로 나누어, 압연 중에 해당하는 압연 속도가 되면, 롤 갭을 스텝 형상으로 변화시켜서 입구측 장력 및 출구측 판 두께의 변화를 조사한다. 이 경우, 롤 갭 변경량은, 피압연재의 제품 품질에 영향을 주지 않는 크기로 변화시키면, 제품 재의 압연 중에도 실시 가능하다. 또한 롤 갭을 스텝 형상으로 변화시키는 경우에는, 상술한 제어 방법 A)를 선택해 둔다.
또한, 본 실시예에서는, 도 17에 도시한 바와 같이, 저속, 중속, 고속의 순서로 단계적으로 압연 속도를 변화시키고 있다. 이것은, 상술한 3개의 제어 방법 중 어느 하나를 선택하기 위해서 실행되는 것이다. 그러나, 실제로 압연 조업을 개시하는 경우에 있어서도, 도 17에 도시한 바와 같이 단계적으로 압연 속도를 상승시킨다. 따라서, 도 17에 도시한 바와 같은 조작은, 통상의 압연 조업과 아울러 실시하는 것이 가능하여, 생산성을 저하시키지 않고 실시 가능하다.
롤 갭을 스텝 형상으로 변화시킨 직후의 입구측 장력의 변동량, 출구측 판 두께 변동량을 측정하고, 롤 갭 제어에 의한 입구측 장력에의 영향 계수와 롤 갭 제어에 의한 출구측 판 두께에의 영향 계수 중 어느 것이 큰지를 판단한다. 또한, 입구측 장력에 기초하여 입구측 TR 속도를 제어하는 입구측 장력 억제계의 응답 시간은, 롤 갭을 스텝 형상으로 동작시킨 경우의 입구측 장력 변화로부터 판단한다.
예를 들어, 도 17에 도시한 바와 같이, 압연 속도에 따라서 저속, 중속, 고속의 영역을 정한다. 이 결정 방식은, 최고 속도까지를 3등분 해도 되고, 그 밖에 적당한 기준에 의해 분할한다. 압연 속도가 그것들의 영역에 들어가면, 롤 갭에 스텝 형상의 외란을 가한다. 스텝 형상 외란을 가함으로써, 입구측 장력 및 출구측 판 두께가 변동된다.
이어서, 도 18에 도시한 바와 같이, 입구측 장력 및 출구측 판 두께 편차의 실적으로부터, 파라미터 dTb, dh, TbT를 구한다. 이 파라미터는, 실적값의 시간 방향의 변동 상황으로부터 신호 처리로 구할 수 있다. 구한 파라미터 dTb, dh, TbT의 대소 관계로부터 제어 방법 A), 제어 방법 B), 제어 방법 C)를 선택한다.
제어 방법 A), 제어 방법 B), 제어 방법 C) 각각의 선택 시에는, 도 18에 도시한 바와 같이, 상술한 파라미터 dTb, dh, TbT에 기초하여 산출되는 값과, 소정의 역치와의 비교에 의해 판단한다. 예를 들어, (dh/href)/(dTb/Tbref)에 의해 산출되는 값이, 소정의 역치인 제어 방법 C) 선택값 이하인 경우, 제어 방법 C)가 선택된다.
또한, TbT가 소정의 역치인 제어 방법 B) 선택값 이상인 경우, 제어 방법 B)가 선택된다. 제어 방법 C) 선택값, 제어 방법 B) 선택값에 대해서는, 과거의 실적값이나 압연기의 시뮬레이션 등에 의해 미리 구해서 설정해 두는 것이 가능하다.
이 최적 제어 방법 선택 처리를, 저속, 중속, 고속에서의 스텝 형상 변경 1, 스텝 형상 변경 2, 스텝 형상 변경 3에 대해서 행하면, 도 17에 나타내는 경우에는, 저속에 대해서는 제어 방법 A), 중속에 대해서는 제어 방법 B), 고속에 대해서는 제어 방법 C)를 최적 제어 방법으로서 선택한다는 결과가 된다.
제어 방법 선택 장치(70)는, 이러한 최적 제어 방법 결정 수순을 실행하여, 구한 최적 제어 방법으로 제어 방법을 전환한다. 이 경우, 제어 방법 A)와 제어 방법 B) 및 제어 방법 C)에서는, 입구측 TR의 제어 방법이 상이하기 때문에, 압연 조업 중에는 전환할 수 없는 경우도 있다. 그 경우에는, 제어 방법 A)에서 압연 조업을 계속하고, 다음번에 동일 강종, 동일 판 폭의 피압연재가 온 경우에 제어 방법을 전환하면 된다. 구한 최적 제어 방법은, 피압연재의 강종, 출구측 판 두께 및 압연 속도를 검색 조건으로 하는 데이터베이스에 기록하여, 다음번 동종의 피압연재를 압연하는 경우에는, 데이터베이스에 기록되어 있는 최적 제어 방법에 따라서 제어한다.
데이터베이스의 레코드 예를 도 19에 나타내었다. 압연 설비에 따라서는, 압연 조업 중에 제어 방법 A)와 제어 방법 B) 및 제어 방법 C)의 전환이 불가능한 경우가 있지만, 제어 방법 A) 대신에 제어 방법 B)를 사용하는 것도 가능하다. 이와 같이 하면, 저속에서는 제어 방법 A)이지만 고속에서는 제어 방법 C)가 최적인 피압연재의 경우, 저속에서는 제어 방법 B), 고속에서는 제어 방법 C)를 선택함으로써, 전체 속도 영역에 있어서 안정하면서도 또한 고정밀도의 압연이 가능하게 된다.
또한, 위에서 설명한 방법은 최적 제어 방법의 결정 수순의 일례이며, 다른 방법을 사용하는 것도 가능하다. 예를 들어, 압연 실적으로부터, 압연 현상 모델을 사용해서 롤 갭 제어가 출구측 판 두께나 입구측 장력에 미치는 영향의 영향 계수나, 위치측 TR 속도가 출구측 판 두께나 입구측 장력에 미치는 영향의 영향 계수를 수치적으로 구하고, 그 대소 관계로부터 최적 제어 방법을 선택하는 것도 가능하다.
도 20에, 제어 출력 선택 장치(72)의 동작 개요를 나타낸다. 제어 출력 선택 장치(72)에 있어서는, 압하 판 두께 제어(61), 속도 판 두께 제어(62), 속도 장력 제어(63), 압하 장력 제어(64), 출구측 속도 장력 제어(84)로부터의 출력, 최적 제어 방법 결정 장치(71)로부터의 제어 방법 선택 결과, 및 출구측 보정 판정 장치(88)에서 결정된 출구측 장력 비간섭 제어 게인(GDTRIC)을 입력으로 하고, 롤 갭 제어 장치(7), 입구측 TR 속도 지령 장치(65), 입구측 TR 제어 장치(66), 출구측 TR 속도 지령 장치(85), 출구측 TR 제어 장치(86)에 제어 지령을 출력한다.
도 20에 도시한 바와 같이, 제어 출력 선택 장치(72)에 있어서는, 압하 판 두께 제어(61), 속도 판 두께 제어(62), 속도 장력 제어(63), 압하 장력 제어(64), 출구측 속도 장력 제어(84)로부터의 출력이, 각각 게인 컨트롤러(73, 74, 75, 76, 77)에 입력되어 있다. 게인 컨트롤러(73 내지 77)는, 압하 판 두께 제어(61), 속도 판 두께 제어(62), 속도 장력 제어(63), 압하 장력 제어(64), 출구측 속도 장력 제어(84) 각각의 출력에 게인을 곱해서 출력하는 신호 조정부이다. 게인 컨트롤러(73 내지 77)의 게인은, 최적 제어 방법 결정 장치(71)로부터의 제어 방법 선택 결과에 기초해서 조정된다.
또한, 출구측 보정 판정 장치(88)로부터의 출력이, 출구측 장력 비간섭 제어(89)에 입력되어 있다. 출구측 장력 비간섭 제어(89)는, 입구측 TR 속도 지령 장치(65)에의 제어 지령을 조정하기 위한 조정 신호를 생성한다.
제어 방법 A) 선택의 경우에는, 압하 판 두께 제어(61)로부터의 출력을 적분 처리해서 롤 갭 제어 장치(7)에 출력한다. 또한, 입구측 TR 제어 장치(66) 및 출구측 TR 제어 장치(86)에 대하여 토크 일정 제어 모드 선택을 출력한다.
그 때문에, 최적 제어 방법 결정 장치(71)에 의한 제어 방법 선택 결과에 의해, 게인 컨트롤러(74 내지 77)의 게인이 제로로 설정됨과 함께, 게인 컨트롤러(73)의 게인이 조정되어, 압하 판 두께 제어(61)로부터의 출력이 적분 처리부(90)에 의해 적분 처리되도록 설정된다. 또한, 최적 제어 방법 결정 장치(71)에 의한 제어 방법 선택 결과에 의해, 입구측 TR 제어 장치(66), 출구측 TR 제어 장치(86)에 대하여 토크 일정 제어 모드 선택이 출력된다.
제어 방법 B) 선택의 경우에는, 압하 판 두께 제어(61)로부터의 출력을 적분 처리해서 롤 갭 제어 장치(7)에 출력함과 함께, 속도 장력 제어(63)로부터의 출력을 적분 처리해서 입구측 TR 속도 지령 장치(65)에 출력한다. 또한, 출구측 속도 장력 제어(84)로부터의 출력을 적분 처리해서 출구측 TR 속도 지령 장치(85)에 출력한다.
그 때문에, 최적 제어 방법 결정 장치(71)에 의한 제어 방법 선택 결과에 의해, 게인 컨트롤러(74, 75)의 게인이 제로로 설정됨과 함께, 게인 컨트롤러(73, 76, 77)의 게인이 조정되어, 압하 판 두께 제어(61)로부터의 출력이 적분 처리부(90)에 의해 적분 처리되도록 설정된다. 또한, 속도 장력 제어(63)로부터의 출력이 적분 처리부(91)에 의해 적분 처리되도록 설정된다. 또한, 출구측 속도 장력 제어(84)로부터의 출력이 적분 처리부(93)에 의해 적분 처리되도록 설정된다.
제어 방법 C) 선택의 경우에는, 속도 판 두께 제어(62)로부터의 출력을 적분 처리해서 입구측 TR 속도 지령 장치(65)에 출력함과 함께, 압하 장력 제어(64)로부터의 출력을 적분 처리해서 롤 갭 제어 장치(7)에 출력한다. 또한, 출구측 속도 장력 제어(84)로부터의 출력을 적분 처리해서 출구측 TR 속도 지령 장치(85)에 출력한다.
그 때문에, 최적 제어 방법 결정 장치(71)에 의한 제어 방법 선택 결과에 의해, 게인 컨트롤러(73, 76)의 게인이 제로로 설정됨과 함께, 게인 컨트롤러(74, 75, 77)의 게인이 조정되어, 압하 장력 제어(64)로부터의 출력이 적분 처리부(90)에 의해 적분 처리됨과 함께 속도 판 두께 제어(62)로부터의 출력이 적분 처리부(91)에 의해 적분 처리되도록 설정된다.
즉, 압하 장력 제어(64)로부터 적분 처리부(90)를 거쳐서 롤 갭 제어 장치(7)에 연결되는 제어 패스가 롤 갭 제어부로서 기능한다. 또한, 속도 판 두께 제어(62)로부터 적분 처리부(91)를 거쳐서 입구측 TR 속도 지령 장치(65)에 연결되는 제어 패스가 속도 제어부로서 기능한다.
또한, 출구측 속도 장력 제어(84)로부터의 출력이 적분 처리부(93)에 의해 적분 처리되어서 출구측 TR 속도 지령 장치(85)에 입력됨과 함께, 출구측 장력 비간섭 제어(89)에 있어서 적분 처리되어, 적분 처리부(91)에 입력되도록 설정된다. 그 때문에, 출구측 보정 판정 장치(88)는, 출구측 장력 비간섭 제어(89)에 있어서, 적분 처리부(93)로부터의 신호에 곱하는 게인을 설정한다. 즉, 출구측 속도 장력 제어(84)로부터 적분 처리부(93)를 거쳐서 출구측 TR 속도 지령 장치(85)에 연결되는 제어 패스가 출구측 속도 제어부로서 기능한다.
출구측 장력 비간섭 제어(89)에 있어서는, 출구측 속도 장력 제어(84)로부터, 출구측 TR 속도 지령 장치(85)에의 출력인 1+(ΔVDTR)/(VDTR)의 차분에, 출구측 보정 판정 장치(88)에서의 판정 결과인 출구측 장력 비간섭 제어 게인(GDTRIC)을 승산한 것을 적분한다. 이에 의해, 출구측 장력 비간섭 제어(89)는, 이하의 수학식 4에 의해 표현되는 출구측 장력 비간섭 제어 출력을 결정한다.
Figure pat00004
상기 수학식 4에 의해 표현되는 출구측 장력 비간섭 제어 출력은, 도 20에 도시한 바와 같이, 적분 처리부(91)에서의 요소로서 사용된다. 이에 의해, 입구측 TR 속도 지령 장치(65)에의 제어 출력에는, 출구측 속도 장력 제어(84)에 의해 출구측 TR 속도 지령 장치(85)에 부여되는 제어 출력의 내용이 출구측 장력 비간섭 제어 게인(GDTRIC)에 따라서 가미되게 된다. 따라서, 상술한 바와 같은 출구측 장력 비간섭 제어가 실현된다. 즉, 출구측 장력 비간섭 제어(89)가, 비간섭 제어부로서 기능하고, 그 출력이 비간섭 제어량으로서 사용된다. 또한, 출구측 보정 판정 장치(88)가, 출구측 보정 판정부로서 기능한다.
이어서, 도 21을 사용해서 출구측 보정 판정 장치(88)의 동작에 대해서 설명한다. 출구측 보정 판정 장치(88)에 있어서는, 압연기 출구측 판 두께 및 출구측 장력의 변화 방향 등, 압연기에 의한 피압연재의 압연 상태로부터 출구측 장력 비간섭 제어(89)의 보정의 필요 여부를 판정하고, 제어 게인(GDTRIC)으로서 제어 방법 판정 장치(70)에 설정한다. 중립점 변동이나, 입구측 TR, 출구측 TR의 압연기와의 속도 동일성 변동은, 압연기의 가감속 시에 발생하므로, 출구측 보정 판정 장치(88)는, 압연기의 롤 속도가 변동되었을 때만 판정을 실시하고, 롤 속도 변동이 없는 경우에는 보정을 실시하지 않는다. 즉, GDTRIC=0이 된다.
압연기 롤 속도 VR의 시간 변화량(전회값과의 편차)을 이하의 수학식 5로 나타낸다.
Figure pat00005
또한, 출구측 판 두께(h)의 시간 변화량을, 이하의 수학식 6으로 나타낸다.
Figure pat00006
또한, 출구측 장력(Tf)의 시간 변화량을 이하의 수학식 7로 나타낸다.
Figure pat00007
출구측 보정 판정 장치(88)는, 이들 값으로부터 도 21의 압연기 롤 속도 판단 처리(881), 출구측 판 두께 판단 처리(882), 출구측 장력 판단 처리(883)에 도시한 바와 같은 멤버쉽 함수를 사용하여, 압연기 롤 속도 시간 변화가 플러스측으로 큰 정도(VRP), 마이너스측으로 큰 정도(VRM), 출구측 판 두께 시간 변화가 플러스측으로 큰 정도(SHP), 마이너스측으로 큰 정도(SHM), 출구측 장력 시간 변화가 플러스측으로 큰 정도(TFP), 마이너스측으로 큰 정도(TFM)를 각각 산출한다.
이상 각각의 정도로부터, 추론 처리(885)에 있어서 추론 룰을 사용해서 추론을 실시하여, 출구측 장력 비간섭 제어를 실시하고자 하는 정도(DTRI)를 산출한다. 여기서, DTRI가 플러스인 경우에는, 출구측 TR의 조작 방향과 동일 방향으로 입구측 TR 속도를 보정한다. 또한, DTRI가 마이너스인 경우에는, 출구측 TR의 조작 방향과 역방향으로 입구측 TR 속도를 보정한다.
추론 처리(885)는, 압연기 롤 속도 판단 처리(881)로부터 입력되는 VRM, VRP에 기초하여, 압연기 롤 속도가 가속 중 또는 감속 중인 것을 판단한다. 그리고, 압연기 롤 속도가 가감속 중이라면, 출구측 판 두께 판단 처리(882), 출구측 장력 판단 처리(883)로부터 각각 입력되는 SHP, SHM, TFP, TFM의 조합에 기초하여, DTRI를 결정한다.
예를 들어, 도 21에 나타내는 추론 룰 (a)의 경우, 압연기 롤이 가감속 중인 경우에 있어서, 출구측 판 두께가 플러스측, 출구측 장력이 플러스측으로 변동되어 있는 경우, 출구측 장력 제어의 제어 출력을 동일 방향에서 입구측 TR에 보정하고 자 하는 정도가 1.0인 것을 나타낸다. 도 21에 나타내는 추론 룰은 일례이며, 예를 들어 압연기 속도 시간 변화가 플러스측(가속측), 마이너스측(감속측)에서 동일하게 하고 있지만, 가속측 또는 감속측에서 별개의 룰로 해도 된다.
DTRI가 결정되면, 마지막으로 제어 게인 설정(886)이, DTRI로부터 출구측 장력 비간섭 제어 게인(GDTRIC)에의 변환을 행한다. 일례인지만, 도 25에서는, DTRI에 데드 밴드를 설치해서 GDTRIC의 게인을 ±1.0로 설정하도록 하고 있다.
가감속 시에 발생하는 출구측 판 두께 변동은, 압연기의 기계 구성(전동기나 유압 압하 장치의 응답 등에 의한 압연기와 입구측 TR, 출구측 TR과의 속도 동일성 변동)이나 피압연재의 재질이나 압연유(중립점 변동의 발생 상황) 등에 따라 변화하는데, 마찬가지의 상황에서는 마찬가지의 원인으로 발생한다고 생각된다. 따라서, 도 21에 도시한 바와 같은 방법으로 판정할 필요는 없으며, 피압연재의 재질, 압연 스케줄 등을 검색 조건으로 하는 데이터베이스를 작성하고, 데이터베이스의 검색 결과에 따라서 출구측 장력 비간섭 제어 게인(GDTRIC)을 결정해도 된다.
상기에서 설명한 출구측 보정 판정 장치(88)의 동작은 일례이며, 다른 방법으로 출구측 장력 제어로부터 입구측 TR에의 속도 보정 필요 여부를 판정해도 된다. 예를 들어, 출구측 판 두께, 출구측 장력뿐만 아니라, 입구측 장력의 변동도 포함해서 판정하는 방법 등을 생각할 수 있다.
도 20에 도시한 바와 같은 방법을 사용함으로써 압연 조업 중이라도, 예를 들어 압연 속도에 따라, 제어 방법 A), B), C)를 서로 전환하는 것이 가능하다. 또한, 출구측 장력 비간섭 제어가 적용됨으로써, 출구측 장력 제어가 동작함으로써 발생하는 출구측 판 두께 변동이 방지된다.
입구측 TR 속도 지령 장치(65)에 있어서는, 도 1에 도시하는 기준 속도 설정 장치(19)에 있어서 압연기 입구측 후진율(b)을 고려해서 생성된 입구측 TR 속도(VETR)를 취득한다. 그리고, 입구측 TR 속도 지령 장치(65)는, 제어 방법 선택 장치(70)로부터의 제어 지령 및 상술한 바와 같이 취득한 입구측 TR 속도(VETR)를 사용해서 입구측 TR 속도 지령(VETRref)을 작성하여, 입구측 TR 제어 장치(66)에 출력한다.
기준 속도 설정 장치(19)는, 오퍼레이터의 수동 조작에 의해 압연 속도 설정 장치(10)에서 결정된 압연기 속도(VMILL)로부터, 압연기 입구측 후진율(b)을 고려해서 입구측 TR 속도(VETR)를 결정한다.
입구측 TR 제어 장치(66)는, 입구측 TR 속도 지령 장치(65)로부터의 입구측 TR 속도 지령(VETRref)과, 입구측 장력 전류 변환 장치(15)로부터의 전류 지령(IETRset), 제어 방법 선택 장치(70)로부터의 토크 일정 제어 모드를 입력으로 하고, 입구측 TR(2)에의 전류를 출력으로 한다. 여기서, 입구측 TR(2)은, TR의 기계 장치와 그것을 움직이게 하기 위한 전동기를 포함하고 있고, 입구측 TR(2)에의 전류란, 전동기에의 전류를 나타내고 있다.
입구측 TR 제어 장치(66)는, 속도 지령(VETRref)과 속도 실적(VETRfb)을 일치시키도록 전류 지령을 작성하는 속도 제어 기능과, 작성된 전류 지령(IETRset)과 입구측 TR(2)의 전동기에 흐르는 전류(IETRfb)가 일치하도록 제어하는 전류 제어 기능을 포함한다. 토크 일정 제어 모드가 선택된 경우에는, 입구측 장력 전류 변환 장치(15)로부터의 입구측 TR 전류 설정값(IETRset)에 기초하는 제어를 행한다. 토크 일정 제어 모드가 선택되지 않은 경우, 속도 지령(VETRref)에 기초하는 제어를 행한다.
출구측 TR 속도 지령 장치(85)에 있어서는, 도 1에 도시하는 기준 속도 설정 장치(19)에서 압연기 입구측 선진율(f)을 고려해서 생성된 출구측 TR 속도(VDTR)를 취득한다. 그리고, 출구측 TR 속도 지령 장치(85)는, 제어 방법 선택 장치(70)로부터의 제어 지령 및 상술한 바와 같이 취득한 출구측 TR 속도(VDTR)를 사용해서 출구측 TR 속도 지령(VDTRref)을 작성하여, 출구측 TR 제어 장치(86)에 출력한다.
기준 속도 설정 장치(19)는, 오퍼레이터의 수동 조작에 의해 압연 속도 설정 장치(10)에서 결정된 압연기 속도(VMILL)로부터, 압연기 출구측 선진율(f)을 고려해서 출구측 TR 속도(VDTR)를 결정한다.
출구측 TR 제어 장치(86)는, 출구측 TR 속도 지령 장치(85)로부터의 출구측 TR 속도 지령(VDTRref)과, 출구측 장력 전류 변환 장치(16)로부터의 전류 지령(IDTRset), 제어 방법 선택 장치(70)로부터의 토크 일정 제어 모드를 입력으로 하고, 입구측 TR(2)에의 전류를 출력으로 한다. 여기서, 출구측 TR(3)은, TR의 기계 장치와 그것을 움직이게 하기 위한 전동기를 포함하고 있고, 출구측 TR(3)에의 전류란, 전동기에의 전류를 나타내고 있다.
출구측 TR 제어 장치(86)는, 속도 지령(VDTRref)와 속도 실적(VDTRfb)을 일치시키도록 전류 지령을 작성하는 속도 제어 기능과, 작성된 전류 지령(IDTRset)과 입구측 TR3의 전동기에 흐르는 전류(IDTRfb)가 일치하도록 제어하는 전류 제어 기능을 포함한다. 토크 일정 제어 모드가 선택된 경우에는, 출구측 장력 전류 변환 장치(16)로부터의 출구측 TR 전류 설정값(IDTRset)에 기초하는 제어를 행한다. 토크 일정 제어 모드가 선택되지 않은 경우, 속도 지령(VDTRref)에 기초하는 제어를 행한다.
이상, 설명한 바와 같이, 본 실시예에 관한 싱글 스탠드 압연기에서의 압연 제어에서는, 출구측 판 두께에 기초하여 입구측 TR 속도를 제어함과 함께, 출구측 장력에 기초하여 출구측 TR 속도를 제어하는 제어 방법 시에, 출구측 장력 변동에 따라서 출구측 TR 속도를 조작하는 경우에는, 입구측 TR 속도도 조작함으로써, 매스 플로우 일정측이 보존되도록 해서 출구측 판 두께 변동을 억제한다. 이에 의해, 피압연재의 출구측 장력의 변동을 피압연재의 출구측 텐션 릴 속도에 의해 제어하는 경우에, 피압연재의 출구측 판 두께에 대한 영향을 억제할 수 있다.
또한, 도 4에서 설명한 바와 같이, 출구측 장력 및 입구측 장력의 변동을 허용한 경우, 장력 변동에 의해 중립점 변동이 억제되고, 결과적으로 판 두께 변동이 억제된다. 따라서, 소정 범위의 장력 변동은 허용한 상태에서, 허용 범위를 초과한 장력 변동이 발생한 경우에, 속도 장력 제어(63)나 출구측 속도 장력 제어(84)에 의한 장력 제어를 행하는 것이 바람직하다.
이 경우, 속도 장력 제어(63), 출구측 속도 장력 제어(84)는, 장력계(8), 장력계(9)로부터 각각 입력되는 장력 실적값에 대하여 소정 범위의 데드 밴드를 갖고, 장력 실적값의 변동폭이 데드 밴드의 범위 내인 경우, 장력이 변동되지 않은 것을 나타내는 신호를 출력한다. 그리고, 장력 실적값의 변동폭이 데드 밴드의 범위를 초과한 경우에, 도 20에 나타내는 제어 출력 선택 장치(72)에 대하여 장력 변동을 나타내는 신호를 출력한다.
이러한 제어에 의해, 압연 조업의 안정성을 손상시키지 않는 범위에서는, 장력 변동을 허용함으로써 중립점 변동을 억제하고, 출구측 판 두께 변동을 억제함과 함께, 압연 조업을 안정적으로 행하는 것이 곤란한 장력 변동에 대해서는, 장력 제어와 함께 비간섭 제어를 행하여 출구측 판 두께 변동을 억제할 수 있다.
또한, 상기 실시예에서는, 도 20에서 설명한 바와 같이, 압하 판 두께 제어(61), 속도 판 두께 제어(62), 속도 장력 제어(63), 압하 장력 제어(64), 출구측 속도 장력 제어(84) 각각의 출력 중, 제어 방법에 따라서 사용하지 않는 출력에 대한 게인을 제로로 하는 경우를 예로서 설명하였다. 이밖에, 각각의 게인을 제로로 하는 것이 아니라 작게 함으로써, 압하 판 두께 제어(61), 속도 판 두께 제어(62), 속도 장력 제어(63), 압하 장력 제어(64), 출구측 속도 장력 제어(84) 각각의 출력을 게인에 따른 비율로 혼재시켜, 제어 방법 A), 제어 방법 B), 제어 방법 C) 각각의 제어 방법을 병용하는 것도 가능하다.
또한, 상기 실시예에서는, 출구측 장력 비간섭 제어 게인이 1.0 또는 -1.0인 경우를 예로서 설명했지만, 이것은 일례이다. 출구측 장력 비간섭 제어의 목적은, 출구측 장력 변동에 따라서 출구측 TR 속도를 조작하는 경우에 매스 플로우 일정측을 보존하는 것이다. 따라서, 출구측 장력 비간섭 제어 게인은, 출구측 TR 속도를 조작한 경우의 매스 플로우 일정칙에의 영향에 따라서 적절히 설정하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 실시예에서는, 도 17, 도 18에서 설명한 바와 같이, 압연 실적에 따라서 제어 방법 A), 제어 방법 B), 제어 방법 C)를 전환하고 있었지만, 기계 사양이나 피압연재의 제품 사양에 따라, 미리 어느 하나의 제어 방법을 선택해서 계속적으로 사용하는 것도 가능하다. 이러한 경우에 있어서, 도 19에서 설명한 데이터베이스를 사용하는 것이 가능하다.
출구측 장력 제어가 출구측 판 두께에 끼치는 영향에 대해서는, 상기의 방법에 의해 제거하는 것이 가능하다. 도 20에 도시한 바와 같은 방법을 사용함으로써, 판 두께 제어와 장력 제어의 제어 조작 단을 전환하는 경우에도, 압연기(1)의 롤 갭 지령 및 입구측 TR(2)의 속도 지령을 원활하게 변화시킬 수 있다. 그러나, 제어 조작 단의 전환 시에 입구측 장력 제어의 영향에 의해 출구측 판 두께 변동을 억제할 수 없는 경우가 발생한다. 본 실시예의 대상인 싱글 스탠드 압연기의 조업 방법을, 도 23에 나타내었다.
압연기의 정지 상태로부터 가속하고, 고속도로 압연하여, 마지막으로 감속함으로써 1개의 피압연재(코일)의 압연이 종료된다. 그 때문에, 가속 중에 제어 방법 B)로부터 제어 방법 C)에의 전환, 감속 중에 제어 방법 C)로부터 제어 방법 B)에의 전환이 발생한다. 예를 들어, 압연기가 감속되어 오면, 제어 방법 C)로부터 제어 방법 B)에의 전환이 발생한다. 이에 의해, 지금까지 출구측 판 두께를 입구측 TR(2)의 속도를 사용해서 제어하고 있었던 것이, 압연기(1)의 롤 갭에 의한 제어로 전환된다. 마찬가지로, 입구측 장력을 압연기(1)의 롤 갭을 사용해서 제어하고 있었던 것이 입구측 TR(2)의 속도를 사용한 제어로 전환된다.
압연기의 롤 속도(압연 속도)가 증대하면(가속되면), 압연 현상으로서, 출구측 판 두께가 얇아지고, 그것에 수반하여 매스 플로우 일정칙으로 입구측 판 속도가 감소하고, 입구측 장력이 하강한다. 그것을 억제하도록, 제어 방법 B)에서는, 압연기(1)의 롤 갭을 사용한 출구측 판 두께 제어 및 입구측 TR(2)의 속도를 사용한 입구측 장력 제어가 행하여지고 있다.
여기서, 입구측 장력 제어는, 입구측 장력이 작아지기 때문에, 입구측 TR(2)의 속도를 낮추는(감속시키는) 동작을 한다. 입구측 TR(2)의 속도를 낮추면, 출구측 판 두께는 얇아지는 결과가 된다. 출구측 판 두께 제어는, 압연기(1)의 롤 갭을 개방해서 출구측 판 두께를 유지하려고 한다. 이때, 출구측 판 두께 제어는, 압연기(1)의 가속에 의한 출구측 판 두께 감소분과, 입구측 장력 제어가 입구측 TR(2)의 속도를 조작함으로 인한 출구측 판 두께 감소분을 제어할 필요가 있다.
이 경우, 출구측 판 두께 제어는 압연기의 롤 갭을 개방한다. 그 결과, 입구측 장력은 상승하기 때문에, 입구측 장력 제어에 있어서는 좋은 방향으로 동작한다. 그 때문에, 제어 방법 B)의 상태에서는 입구측 장력 및 출구측 판 두께를 양호하게 제어할 수 있다.
이 상태에서, 제어 방법 C)로 전환되면, 입구측 장력 제어는 압연기(1)의 롤 갭을, 출구측 판 두께 제어는 입구측 TR(2)의 속도를 조작하게 된다. 이 경우, 입구측 TR(2)이 가속되면 입구측 장력이 하강되므로 입구측 장력 제어에 의해 압연기의 롤 갭이 좁아진다. 그 결과, 출구측 판 두께가 감소하므로, 출구측 판 두께 제어에 의해 입구측 TR(2)의 속도가 상승한다.
입구측 TR(2)의 속도를 상승시키는 것은, 입구측 장력을 하강시키기 때문에, 입구측 장력 제어는, 압연 현상으로서의 입구측 장력 저하와, 판 두께 제어가 입구측 TR(2)의 속도를 조작함으로 인한 입구측 장력 저하 양쪽을 제어할 필요가 있다. 이 경우, 입구측 장력 제어는 압연기의 롤 갭을 개방함으로써 입구측 장력을 상승시키려고 한다. 그러나, 압연기(1)의 롤 갭 변경의 입구측 장력에의 영향 계수가 작은 상태라면, 입구측 장력을 충분히 제어할 수 없는 상태에서 출구측 판 두께가 변동되어버린다. 예를 들어, 롤 갭을 과대하게 개방해서 출구측 판 두께가 두꺼운 상태로 되어버린다.
상기와 마찬가지로, 압연기의 롤 속도(압연 속도)가 저하되면(감속되면), 압연 현상으로서, 출구측 판 두께가 두꺼워지고, 그것에 수반하여 매스 플로우 일정칙으로 입구측 판 속도가 상승하고, 입구측 장력이 상승한다. 그것을 억제하도록, 제어 방법 C)일 때는, 압연기의 롤 갭을 사용한 장력 제어 및 입구측 TR(2)의 속도를 사용한 판 두께 제어가 행하여지고 있다. 여기서, 출구측 판 두께 제어는, 출구측 판 두께가 두꺼워지기 때문에, 입구측 TR(2)의 속도를 낮추는(감속시키는) 동작을 한다.
입구측 TR(2)의 속도를 낮추면, 입구측 장력이 상승하는 결과가 된다. 따라서, 감속시에 입구측 장력은, 압연 현상에 의한 것과, 출구측 판 두께 제어가 입구측 TR(2)의 속도를 조작함으로 인한 것에 의해 증대한다. 입구측 장력 제어는 압연기(1)의 롤 갭을 조작하는데, 압연기(1)의 롤 갭으로부터 입구측 장력에의 영향 계수가 저하된 상태이면, 입구측 장력의 증대를 완전하게 제어할 수 없어, 입구측 장력이 설정 장력보다 커지는 경우가 있다.
이 상태에서, 제어 방법 B)로 전환되면, 입구측 장력 제어는 입구측 TR(2)의 속도를, 출구측 판 두께 제어는 압연기(1)의 롤 갭을 조작하게 된다. 이 경우, 입구측 장력이 설정값보다 크므로, 입구측 장력 제어는 입구측 TR(2)의 속도를 증대시키고, 그 결과로서 출구측 판 두께 편차는 증대하게 된다. 출구측 판 두께 제어는, 압연기(1)의 롤 갭을 조작(압하 폐쇄)해서 출구측 판 두께 변동을 억제하려고 하는데, 입구측 장력이 작아져서 그것을 제거하도록 입구측 장력 제어가 동작하고, 입구측 TR(2)의 속도가 원래로 돌아갈 때까지, 매스 플로우 일정칙으로부터 판 두께 편차는 해소되지 않는다.
이상에서, 압연기(1)의 롤 갭으로부터 입구측 장력에의 영향 계수가 충분히 큰 상태에서, 제어 방법 B)와 제어 방법 C)을 전환하지 않으면, 입구측 장력을 충분히 제어할 수 없어, 출구측 판 두께 변동이 발생하는 경우가 있다. 따라서, 제어 방법 B)와 제어 방법 C)를 전환하는 경우에는, 압연기의 롤 갭으로부터 입구측 장력에의 영향 계수가 충분히 큰 동안에 행할 필요가 있다. 그러나, 입구측 TR(2)의 속도 변동에 의해 발생하는 판 두께 변동을 제거하는 것이 제어 방법 C)를 사용하는 이유이므로, 가능한 한 속도가 낮은 상태까지 제어 방법 C)를 사용할 것이 요구된다.
도 23의 하단에, 상기 문제 발생 시의 출구측 판 두께 편차, 입구측 장력의 상태를 나타낸다. 가속시는, 제어 방법 B)에서 제어 방법 C)로 전환한 직후, 감속시는 제어 방법 C)에서 제어 방법 B)로 전환한 직후에 출구측 판 두께 변동이 발생한다. 이에 반해, 가감속 시에는 제어 방법 B)와 제어 방법 C)의 전환을 실시하지 않고, 일정 속도로의 압연 중에 실시함으로써 상기의 현상은 회피 가능하다. 그러나, 제어가 안정될 때까지 일정 속도로의 운전이 필요해서, 조업 효율이 악화되는 문제가 있다.
출구측 판 두께 정밀도는, 제품인 피압연재의 품질상 중요한데, 입구측 장력에 대해서는 다소 변동되어도 출구측 판 두께가 안정되어 있으면 조업의 안정성에는 문제없다. 따라서, 입구측 장력 제어의 동작에 보정을 가함으로써, 압연기의 롤 갭으로부터 입구측 장력에의 영향 계수가 충분히 크지 않은 상태라도, 출구측 판 두께 정밀도를 유지하도록 하는 것이 필요해진다. 또한, 이 경우에도 입구측 장력이 일정 범위로부터 벗어나면 판 파단이나 사행 등이 발생하기 때문에, 입구측 장력은 조업의 안정성 면에서 미리 정한 범위인 허용값 내에 들어가게 할 필요가 있다.
그 때문에, 본 실시예에 관한 압연 제어 장치에 있어서는, 도 1에 도시한 바와 같이 입구측 장력 편차 보정 장치(95)가 설치되어 있다. 도 24는, 입구측 장력 편차 보정 장치의 동작 개요를 도시하는 도면이다. 도 24에 도시한 바와 같이, 입구측 장력 편차 보정 장치(95)는, 상한 허용값 설정 장치(92), 하한 허용값 설정 장치(93) 및 편차 보정부(94)를 포함한다. 그리고, 편차 보정부(94)는, 입력된 입구측 장력 편차의 값이, 상한 허용값 설정 장치(92), 하한 허용값 설정 장치(93)에 의해 각각 설정된 상한값 및 하한값의 범위 내이면, 입구측 장력 편차를 제로로 보정해서 출력한다. 이에 의해, 속도 장력 제어(63), 압하 장력 제어(64)에 각각 입력되는 입구측 장력 편차의 값이 보정된다.
이에 의해, 가령 입구측 장력 편차가 발생했다고 해도, 속도 장력 제어(63), 압하 장력 제어(64)에 대해서는 편차가 발생하지 않은 것처럼 해서, 입구측 TR 속도 지령 장치(65)에 의한 장력 제어의 동작이 억제된다. 즉, 입구측 장력 편차 보정 장치(95)가, 장력 제어 억제부로서 기능한다. 또한, 상한 허용값 설정 장치(92) 및 하한 허용값 설정 장치(93)가, 장력 편차의 허용값을 지정하는 장력 제어 억제 설정부로서 기능한다. 입구측 장력 편차 보정 장치(95)에 의한 이러한 동작은, 상술한 바와 같이 제어 방법 B)에서 제어 방법 C)로 전환한 직후, 및 제어 방법 C)에서 제어 방법 B)로 전환한 직후에 행하여진다. 이에 의해, 상술한 바와 같은 문제를 해소할 수 있다.
도 25는, 입구측 장력 편차 보정 장치(95)의 동작 개념을 도시하는 도면이다. 도 25에서는 장력 설정의 목표값을 가는 파선으로, 상한 허용값 설정 장치(92), 하한 허용값 설정 장치(93)에 의해 설정되는 허용값을 굵은 파선으로 나타내고 있다. 도 25에 도시한 바와 같이, 상한 허용값 설정 장치(92) 및 하한 허용값 설정 장치(93)는, 제어 방법 B)에서 제어 방법 C)로 전환된 타이밍, 또는 제어 방법 C)에서 제어 방법 B)로 전환된 타이밍인 타이밍 t0에서, 각각 상한 허용값(ΔTbmax), 하한 허용값(ΔTbmin)을 편차 보정부(94)에 대하여 설정한다. 상한 허용값(ΔTbmax), 하한 허용값(ΔTbmin)의 값이, 입구측 장력 편차의 허용값, 즉, 입구측 장력 제어의 데드 밴드이다.
그 후, 편차 보정부(94)는, 시간 경과와 함께 상한 허용값(ΔTbmax), 하한 허용값(ΔTbmin)을 작게 해 나간다. 이에 의해, 허용되는 입구측 장력 편차의 폭은 시간 경과와 함께 작아진다. 그리고, 타이밍 t1에서 상한 허용값(ΔTbmax), 하한 허용값(ΔTbmin)이 제로가 되고, 입구측 TR 속도 지령 장치(65)에 의한 장력 제어가 억제된 상태에서 통상대로 장력 제어가 행하여지는 상태로 복귀된다. 타이밍 t0 내지 타이밍 t1의 기간은 수초 정도이고, 예를 들어 10초인데, 피압연재의 재질이나 압연 속도, 압하율 등의 다른 조건에 따라 최적의 기간은 상이하다.
도 26은, 도 24, 도 25에 도시한 바와 같은 입구측 장력 편차 보정 장치(95)에 의한 처리가 실행된 경우의 제어 상태를 도시하는 도면이며, 도 23에 대응하는 도이다. 제어 방법 B), C)의 전환 시에 입구측 장력 편차를 억제함으로써, 도 26에 도시한 바와 같이, 출구측 판 두께 편차의 변동을 도 23의 경우에 비해 저감할 수 있다.
상한 허용값 설정 장치(92) 및 하한 허용값 설정 장치(93)는, 기준 속도 설정 장치(19)로부터 출력되는 입구측 TR 기준 속도에 기초하여, 도 18, 도 19에서 설명한 바와 같이 최적 제어 방법 데이터베이스를 참조하여, 제어 방법 B)와 제어 방법 C)의 전환 타이밍 및 압연기의 가속 중, 감속 중을 인식한다. 그리고, 그 인식 결과에 기초하여, 도 25에 나타내는 상한 허용값(ΔTbmax), 하한 허용값(ΔTbmin)을 각각 산출해서 편차 보정부(94)에 설정한다.
또한, 상한 허용값 설정 장치(92) 및 하한 허용값 설정 장치(93)에 의한 상한 허용값(ΔTbmax), 하한 허용값(ΔTbmin)의 설정은, 상술한 기준 속도 설정 장치(19)로부터 출력되는 입구측 TR 기준 속도에 기초해서 행하여지는 형태에 한하지 않고, 다른 방법을 사용하는 것도 가능하다. 예를 들어, 제어 방법 선택 장치(70)의 최적 제어 방법 결정 장치(71)가 제어 방법을 전환할 때, 상한 허용값 설정 장치(92) 및 하한 허용값 설정 장치(93)에 대하여 각각 상한 허용값(ΔTbmax), 하한 허용값(ΔTbmin)을 지시하도록 해도 된다.
편차 보정부(94)는, 도 11에 도시하는 바와 같이 상한 허용값(ΔTbmax), 하한 허용값(ΔTbmin)을 시간 경과에 따라서 조정한다. 그리고, 편차 보정부(94)는, 입력된 입구측 장력 편차의 값이 입력 시점에서의 상한 허용값(ΔTbmax)보다도 크면, 입력된 입구측 장력 편차에서 상한 허용값(ΔTbmax)을 차감한 값을 보정 후의 입구측 장력 편차로서 출력한다.
또한, 입력된 입구측 장력 편차의 값이 입력 시점에서의 상한 허용값(ΔTbmax)보다도 작고, 하한 허용값(ΔTbmin)보다도 크면, 보정 후의 입구측 장력 편차로서 제로를 출력한다. 또한, 입력된 입구측 장력 편차의 값이 입력 시점에서의 하한 허용값(ΔTbmin)보다도 작으면, 입력된 입구측 장력 편차에서 하한 허용값(ΔTbmin)을 차감한 값을 보정 후의 입구측 장력 편차로서 출력한다.
도 27에, 입구측 TR 제어 장치(66)의 개요를 나타낸다. 입구측 TR 속도 지령 장치(65)로부터의 입구측 TR 속도 지령(VETRref)와, 입구측 장력 전류 변환 장치로부터의 전류 지령(IETRset), 제어 방법 선택 장치(70)로부터의 토크 일정 제어 모드를 입력으로 하고, 입구측 TR(2)에의 전류를 출력으로 한다. 여기서, 입구측 TR(2)은, TR의 기계 장치와 그것을 움직이게 하기 위한 전동기를 포함하고 있고, 입구측 TR(2)에의 전류란, 전동기에의 전류를 나타내고 있다.
입구측 TR 제어 장치(66)는, 속도 지령(VETRref)과 속도 실적(VETRfb)을 일치시키도록 전류 지령을 작성하는 P 제어(661) 및 I 제어(662), 작성된 전류 지령(IETRref)과 입구측 TR(2)의 전동기에 흐르는 전류(IETRfb)가 일치하도록 제어하는 전류 제어(663)를 포함한다. 토크 일정 제어 모드가 선택된 경우에는, 입구측 장력 전류 변환 장치(15)로부터의 입구측 TR 전류 설정값(IETRset)으로 I 제어(662)를 치환한다. 토크 일정 제어 모드가 선택되지 않는 경우(속도 일정 제어)는, 입구측 TR 속도 편차에 따라, P 제어(661) 및 I 제어(662)를 변경한다.
이 상태에서, 토크 일정 제어 모드가 선택된 경우, 입구측 TR 전류 지령(IETRref)이 불연속으로 변화하지 않도록, 전류 보정(664)에 의해 보정한다. 이러한 구성으로 함으로써, 압연 조업 중에서도, 입구측 TR 제어 장치의 제어 모드를 토크 일정 제어에서 속도 일정 제어, 속도 일정 제어에서 토크 일정 제어로 자유롭게 전환하는 것이 가능하게 되고, 제어 방법 A)와 제어 방법 B) 및 제어 방법 C)를 자유롭게 전환할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 제어 구성을 사용함으로써 압연 속도의 가감속 시에 있어서 제어 방법 B), C)를 전환할 때는, 어느 정도의 장력 편차를 허용해서 출구측 판 두께의 안정을 우선시킨다. 그 때문에, 압연 속도의 가감속시에 출구측 판 두께 제도를 손상시키지 않고, 제어 방법 B), C)의 전환을 행하는 것이 가능하게 되어, 조업 효율의 향상을 도모하는 것이 가능하게 된다.
또한, 상기 실시예에서는, 입구측 장력 편차를 데드 밴드로 보정하여, 입구측 장력 편차 보정값을 작성했지만, 장력 편차에 따라서 장력 제어 게인을 변경하는 등, 입구측 장력 제어의 동작을 제어 방법 전환시에 억제하고, 또한 장력 편차가 큰 경우에는 장력 제어가 동작하는 방법이라면 어떤 방법을 사용해도 된다. 장력 제어 게인을 변경하는 경우, 도 20에서 설명한 게인 컨트롤러(74, 76)의 게인을 작게 함으로써, 장력 변동에 기초하는 제어의 제어값이 작아지도록 억제하는 것이 가능하다.
또한, 상기 실시예에서는, 장력 제어를 위해서 입구측 장력계(8)를 설치하는 경우를 예로서 설명하였다. 이에 한정하지 않고, 입구측 TR 제어 장치(66)에 의한 출력 전류의 실적값과, 입구측 장력 전류 변환 장치(15)가 출력하는 전류 명령값과의 차이에 기초하여 장력을 추정하는 것도 가능하다. 예를 들어, 실적값이 명령값보다도 높은 경우, 입구측 TR 제어 장치(66)는 피압연재의 장력을 낯추려고 하고 있는 상태이기 때문에, 그때의 장력은, 입구측 장력 설정 장치(11)에 의해 설정되어 있는 장력보다도 높은 상태인 것을 추정할 수 있다.
또한, 상기 실시예에서는, 입구측 TR(2)의 제어 방법에 대해서 설명하고 있지만, 마찬가지의 구성을, 출구측 TR(3)의 제어 방법에 적용하는 것도 가능하다. 그 경우, 도 1의 출구측 장력 편차 보정 장치(96)에서는, 도 24에서의 입구측 장력 편차 보정 장치(95)와 동등한 기능을 갖게 하면 된다.
또한, 상기 실시예에서는, 싱글 스탠드 압연기를 상정한 예를 설명하고 있지만, 압연기로서는 싱글 스탠드 압연기에 한하지 않고, 다단 스탠드의 탠덤 압연기에 있어서도, 입구측 또는 출구측에 텐션 릴이 설치되어 있는 경우에는 적용 가능하다. 즉, 다단 스탠드의 탠덤 압연기 전체를 압연기로서 간주하여, 다단 스탠드의 압연기 중 선두의 압연기와 텐션 릴과의 사이의 장력이나, 최후 단의 압연기와 텐션 릴과의 사이의 장력을 대상으로 하여, 상기와 마찬가지의 제어를 행하는 것이 가능하다.
또한, 도 1에서 설명한 제어 방법 선택 장치(70)를 중심으로 한 압연 제어 장치는, 소프트웨어와 하드웨어의 조합에 의해 실현된다. 여기서, 본 실시예에 관한 압연 제어 장치의 각 기능을 실현하기 위한 하드웨어에 대해서, 도 22를 참조하여 설명한다. 도 22는, 본 실시예에 관한 압연 제어 장치를 구성하는 정보 처리 장치의 하드웨어 구성을 도시하는 블록도이다. 도 22에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 관한 압연 제어 장치는, 일반적인 서버나 PC(Personal Computer) 등의 정보 처리 단말과 마찬가지의 구성을 갖는다.
즉, 본 실시예에 관한 압연 제어 장치는, CPU(Central Processing Unit)(201), RAM(Random Access Memory)(202), ROM(Read Only Memory)(203), HDD(Hard Disk Drive)(204) 및 I/F(205)가 버스(208)를 통해서 접속되어 있다. 또한, I/F(205)에는 LCD(Liquid Crystal Display)(206) 및 조작부(207)가 접속되어 있다.
CPU(201)는 연산 수단이며, 압연 제어 장치 전체의 동작을 제어한다. RAM(202)은, 정보의 고속 판독 기입이 가능한 휘발성의 기억 매체이며, CPU(201)가 정보를 처리할 때의 작업 영역으로서 사용된다. ROM(203)은, 판독 전용의 불휘발성 기억 매체이며, 펌웨어 등의 프로그램이 저장되어 있다.
HDD(204)는, 정보의 판독 기입이 가능한 불휘발성의 기억 매체이며, OS(Operating System)나 각종 제어 프로그램, 어플리케이션 프로그램 등이 저장되어 있다. I/F(205)는, 버스(208)와 각종 하드웨어나 네트워크 등을 접속해서 제어한다. 또한, I/F(205)는, 각각의 장치가 정보를 주고받고, 또는 압연기에 대하여 정보를 입력하기 위한 인터페이스로서도 사용된다.
LCD(206)는, 오퍼레이터가 압연 제어 장치의 상태를 확인하기 위한 시각적 유저 인터페이스이다. 조작부(207)는, 키보드나 마우스 등, 오퍼레이터가 압연 제어 장치에 정보를 입력하기 위한 유저 인터페이스이다. 이러한 하드웨어 구성에 있어서, ROM(203)이나 HDD(204) 또는 도시하지 않은 광학 디스크 등의 기록 매체에 저장된 프로그램이 RAM(202)에 판독되고, CPU(201)가 그 프로그램에 따라 연산을 행함으로써, 소프트웨어 제어부가 구성된다. 이와 같이 하여 구성된 소프트웨어 제어부와, 하드웨어의 조합에 의해, 본 실시예에 관한 압연 제어 장치의 기능이 실현된다.
[실시예 2]
상술한 바와 같이 압연기의 판 두께 제어 및 장력 제어를 안정적으로 실시하기 위해서는, 압연 상태에 따라, 상기 A) 내지 C)에 나타낸 제어를 전환해서 사용할 필요가 있다. 이것을 실현하기 위한, 실시예 2에 관한 싱글 스탠드 압연기의 제어 구성을 도 28에 나타내었다.
실시예 2에 관한 싱글 스탠드 압연기(S100)는, 도 1에 도시한 실시예 1과 마찬가지로 압연기(1)의 압연 방향(도면 중, 화살표로 나타냄)에 대하여 압연기(1)의 입구측에, 피압연재(u)를 공급해서 압연기(1)에 삽입시키는 입구측 TR(2)을 갖고, 출구측에, 압연기(1)로 압연된 피압연재(u)를 권취하는 출구측 TR(3)을 갖고 있다. 입구측 TR(2) 및 출구측 TR(3)은, 각각 전동기로 구동되고, 이 전동기와 전동기를 구동 제어하기 위한 장치로서, 각각 입구측 TR 제어 장치(66) 및 출구측 TR 제어 장치(86)가 설치되어 있다. 이 구성에 의해, 싱글 스탠드 압연기(S100)에서의 압연은, 입구측 TR(2)로부터 권출된 피압연재(u)를 압연기(1)로 압연한 후, 출구측 TR(3)에서 권취함으로써 행하여진다. 이러한 구성은 실시예 1과 마찬가지이다.
도 28에 나타낸 제어 구성에서는, 출구측 판 두께계(17)로 검출한 출구측 판 두께 편차(Δh)를 사용하여, 압하 판 두께 제어(61)에 의해 롤 갭에의 조작 지령(ΔΔSAGC)을 생성하고, 속도 판 두께 제어(62)에 의해 입구측 TR 속도에의 조작 지령(ΔΔVAGC)을 생성한다. 또한, 입구측 장력계(8)로 측정한 입구측 장력의 실측값인 입구측 장력 실적과, 입구측 장력 설정 장치(11)에서 설정한 입구측 장력 설정과의 편차(입구측 장력 편차)(ΔTb)를 사용하여, 속도 장력 제어(63)에 의해 입구측 TR 속도에의 조작 지령(ΔΔVATR)을 생성하고, 압하 장력 제어(64)에 의해 롤 갭에의 조작 지령(ΔΔSATR)을 생성한다.
또한, 입구측 TR(2)이, 토크 일정 제어로 운전하고 있는 경우에 대해서는, 입구측 장력 설정 장치(11)에 의한 입구측 장력 설정값에, 입구측 장력 실적과 입구측 장력 설정값과의 편차에 의해 입구측 장력 설정값을 조작하는 입구측 장력 제어(13)로부터의 제어 출력을 가한 것을, 입구측 TR(2)에의 전류 지령으로 입구측 장력 전류 변환 장치(15)에 의해 변환하여, 입구측 TR 제어 장치(66)에의 전류 지령을 작성한다.
제어 방법 선택 장치(70)는, 압연 상태에 따라, 상술한 A), B), C) 중 어느 제어 방법을 적용하면 가장 출구측 판 두께 변동, 입구측 장력 변동의 저감이 가능한지를 선택하고, 선택 결과에 기초하여 롤 갭 제어 장치(7)에 대하여 롤 갭 조작 지령을 출력한다. 입구측 TR 속도를 조작하는 경우에는, 입구측 TR 속도 지령 장치(65)에 속도 조작 지령을 출력한다. 입구측 TR 속도 지령 장치(65)에 있어서는, 기준 속도 설정 장치(19)로부터 출력되는 입구측 TR 기준 속도와, 제어 방법 선택 장치(70)로부터의 입구측 TR 속도 변경량으로부터 입구측 TR 속도 지령을 작성하여, 입구측 TR 제어 장치(66)에 출력한다.
입구측 TR 제어 장치(66)에 있어서는, 전류 지령에 따라서 토크 일정 제어(전류 일정 제어)를 행하는 운전 모드와, 속도 지령에 따라서 속도 일정 제어를 행하는 운전 모드를 갖고, 제어 방법 선택 장치(70)로부터의 지령에 따라서 전환해서 운전한다.
도 29에, 압하 판 두께 제어(61), 속도 판 두께 제어(62), 속도 장력 제어(63), 압하 장력 제어(64)의 블록도의 일례를 나타낸다. 이들은, 각 제어 구성의 일례이며, 그 밖의 방법을 사용해서 제어계를 구성하는 것도 가능하다. 예를 들어, 도 29의 예에서는, 각 제어계는 적분 제어(I 제어)로 되어 있지만, 비례 적분(PI 제어), 또는, 미분 비례 적분 제어(PID 제어)로 할 수도 있다.
압하 판 두께 제어(61)는, 출구측 판 두께 실적(hfb)과 출구측 판 두께 설정값(href)의 차인 출구측 판 두께 편차(Δh)=hfb-href를 입력으로 하고, 입력된 출구측 판 두께 편차에 조정 게인 및 출구측 판 두께 편차로부터 롤 갭에의 변환 게인을 곱한 것을 적분하는 적분 제어(I 제어)를 포함한다. 적분 후의 출력과, 전회값과의 편차를 취하여, 제어 출력(ΔΔSAGC)으로 한다. 또한, 속도 판 두께 제어(62)는, 출구측 판 두께 편차(Δh)를 입력으로 하고, 입력된 출구측 판 두께 편차에 조정 게인 및 출구측 판 두께 편차로부터 입구측 속도에의 변환 게인을 곱한 것을 적분하는 적분 제어(I 제어)를 포함한다. 적분 후의 출력과, 전회값과의 편차를 취하여, 실시예 1에 나타낸 식 (1)을 제어 출력으로 한다.
여기서, M은 압연기의 밀 상수, Q는 피압연재의 소성 상수이다. 또한, 속도 판 두께 제어의 지령은 설정 속도에 대한 속도 변경 비율로서 출력된다.
압하 장력 제어(64)는, 입구측 장력 실적(Tbfbb)과 입구측 장력 설정값(Tbref)의 차인 입구측 장력 편차(ΔTb)=Tbfbb-Tbref를 입력으로 하고, 입력된 입구측 장력 편차(ΔTb)에 조정 게인 및 입구측 장력 편차(ΔTb)로부터 롤 갭에의 변환 게인을 곱한 것을 적분하는 적분 제어(I 제어)를 포함한다. 적분 후의 출력과, 전회값과의 편차를 취하여, 제어 출력(ΔΔSATR)으로 한다.
또한, 속도 장력 제어(63)는, 입구측 장력 편차(ΔTb)를 입력으로 하고, 입력된 입구측 장력 편차(ΔTb)에 조정 게인 및 입구측 장력 편차(ΔTb)로부터 입구측 속도에의 변환 게인을 곱한 것을 적분하는 적분 제어(I 제어)를 포함한다. 적분 후의 출력과, 전회값과의 편차를 취하여, 실시예 1에 나타낸 식 (2)를 제어 출력으로 한다.
도 30에, 제어 방법 선택 장치(70)의 개요를 나타낸다. 제어 방법 선택 장치(70)는, 최적 제어 방법 결정 장치(71) 및 제어 출력 선택 장치(72)를 포함한다. 최적 제어 방법 결정 장치(71)에서, 상술한 A), B), C) 중 어느 제어 방법을 사용해서 제어할지를 결정하고, 제어 출력 선택 장치(72)에 있어서, 상기 압하 판 두께 제어(61), 속도 판 두께 제어(62), 속도 장력 제어(63), 압하 장력 제어(64)의 어느 출력을 사용할지 선택하여, 롤 갭 제어 장치(7) 및 입구측 TR 속도 지령 장치(65), 입구측 TR 제어 장치(66)에 제어 지령을 출력한다. 즉, 최적 제어 방법 결정 장치(71)가, 제어 형태 결정부로서 기능한다.
최적 제어 방법 결정 장치(71)의 동작 개요는, 실시예 1에서 도 17 및 도 18을 참조하여 설명한 바와 같다. 제어 방법 선택 장치(70)는, 이러한 최적 제어 방법 결정 수순을 실행하고, 구한 최적 제어 방법으로 제어 방법을 전환한다. 이 경우, 제어 방법 A)와 제어 방법 B) 및 제어 방법 C)에서는, 입구측 TR의 제어 방법이 상이하기 때문에, 압연 조업 중에는 전환할 수 없는 경우도 있다. 그 경우에는, 제어 방법 A)로 압연 조업을 계속하고, 다음번의 동일 강종, 동일 판 폭의 피압연재가 온 경우에 제어 방법을 전환하면 된다. 구한 최적 제어 방법은, 피압연재의 강종, 출구측 판 두께 및 압연 속도를 검색 조건으로 하는 데이터베이스에 기록하고, 다음번 동종의 피압연재를 압연하는 경우에는, 데이터베이스에 기록되어 있는 최적 제어 방법에 따라서 제어한다.
데이터베이스의 레코드 예는 실시예 1에서 도 19에 나타낸 바와 같다. 또한, 위에서 설명한 방법은 최적 제어 방법의 결정 수순의 일례이며, 다른 방법을 사용하는 것도 가능하고, 이것은 실시예 1에서 설명한 바와 같으며, 예를 들어 압연 실적으로부터, 압연 현상 모델을 사용해서 도 40에 나타내는 영향 계수를 수치적으로 구하고, 그 대소 관계로부터 최적 제어 방법을 선택하는 것도 가능하다.
도 31에, 제어 출력 선택 장치(72)의 동작 개요를 나타낸다. 제어 출력 선택 장치(72)에서는, 압하 판 두께 제어(61), 속도 판 두께 제어(62), 속도 장력 제어(63), 압하 장력 제어(64)로부터의 출력, 최적 제어 방법 결정 장치(71)로부터의 제어 방법 선택 결과를 입력으로 하고, 롤 갭 제어 장치(7), 입구측 TR 속도 지령 장치(65), 입구측 TR 제어 장치(66)에 제어 지령을 출력한다.
도 31에 도시한 바와 같이, 제어 출력 선택 장치(72)에서는, 압하 판 두께 제어(61), 속도 판 두께 제어(62), 속도 장력 제어(63), 압하 장력 제어(64)로부터의 출력이, 각각 게인 컨트롤러(73, 74, 75, 76)에 입력되어 있다. 게인 컨트롤러(73 내지 76)는, 압하 판 두께 제어(61), 속도 판 두께 제어(62), 속도 장력 제어(63), 압하 장력 제어(64) 각각의 출력에 게인을 곱해서 출력하는 신호 조정부이다. 게인 컨트롤러(73 내지 76)의 게인은, 최적 제어 방법 결정 장치(71)로부터의 제어 방법 선택 결과에 기초해서 조정된다.
제어 방법 A) 선택인 경우에는, 압하 판 두께 제어(61)로부터의 출력을 적분 처리해서 롤 갭 제어 장치(7)에 출력한다. 또한, 입구측 TR 제어 장치(66)에 대하여 토크 일정 제어 모드 선택을 출력한다. 그 때문에, 최적 제어 방법 결정 장치(71)에 의한 제어 방법 선택 결과에 의해, 게인 컨트롤러(74 내지 76)의 게인이 제로로 설정됨과 함께, 게인 컨트롤러(73)의 게인이 조정되어, 압하 판 두께 제어(61)로부터의 출력이 적분 처리부(77)에 의해 적분 처리되도록 설정된다. 또한, 최적 제어 방법 결정 장치(71)에 의한 제어 방법 선택 결과에 의해, 입구측 TR 제어 장치(66)에 대하여 토크 일정 제어 모드 선택이 출력된다. 이 경우, 입구측 TR 제어 장치(66)가, 텐션 릴 토크 제어부로서 기능한다.
제어 방법 B) 선택인 경우에는, 압하 판 두께 제어(61)로부터의 출력을 적분 처리해서 롤 갭 제어 장치(7)에 출력함과 함께, 속도 장력 제어(63)로부터의 출력을 적분 처리해서 입구측 TR 속도 지령 장치(65)에 출력한다. 그 때문에, 최적 제어 방법 결정 장치(71)에 의한 제어 방법 선택 결과에 의해, 게인 컨트롤러(74, 75)의 게인이 제로로 설정됨과 함께, 게인 컨트롤러(73, 76)의 게인이 조정되어, 압하 판 두께 제어(61)로부터의 출력이 적분 처리부(77)에 의해 적분 처리됨과 함께, 속도 장력 제어(63)로부터의 출력이 적분 처리부(78)에 의해 적분 처리되도록 설정된다.
제어 방법 C) 선택인 경우에는, 속도 판 두께 제어(62)로부터의 출력을 적분 처리해서 입구측 TR 속도 지령 장치(65)에 출력함과 함께, 압하 장력 제어(64)로부터의 출력을 적분 처리해서 롤 갭 제어 장치(7)에 출력한다. 그 때문에, 최적 제어 방법 결정 장치(71)에 의한 제어 방법 선택 결과에 의해, 게인 컨트롤러(73, 76)의 게인이 제로로 설정됨과 함께, 게인 컨트롤러(74, 75)의 게인이 조정되어, 압하 장력 제어(64)로부터의 출력이 적분 처리부(77)에 의해 적분 처리됨과 함께, 속도 판 두께 제어(62)로부터의 출력이 적분 처리부(78)에 의해 적분 처리되도록 설정된다.
즉, 적분 처리부(77) 및 롤 갭 제어 장치(7)에 연결되는 제어 패스가, 롤 갭 제어부로서 기능한다. 또한, 적분 처리부(78) 및 입구측 TR 속도 지령 장치(65)에 연결되는 제어 패스가 속도 제어부로서 기능한다.
도 31에 도시한 바와 같은 방법을 사용함으로써 압연 조업중이라도, 예를 들어 압연 속도에 따라, 제어 방법 A), B), C)를 서로 전환하는 것이 가능하다. 입구측 TR 속도 지령 장치(65)에 있어서는, 도 32에 도시한 바와 같이, 오퍼레이터의 수동 조작에 의해 압연 속도 설정 장치(10)에서 결정된 압연기 속도(VMILL)로부터, 기준 속도 설정 장치(19)에서 압연기 입구측 후진율(b)을 고려해서 작성한 입구측 TR 속도(VETR)를 사용하고, 제어 방법 선택 장치(70)로부터의 제어 지령을 사용하여, 입구측 TR 속도 지령(VETRref)을 작성하여, 입구측 TR 제어 장치(66)에 출력한다.
도 31에 도시한 바와 같은 방법을 사용함으로써 판 두께 제어와 장력 제어의 제어 조작 단을 전환하는 경우에도, 압연기(1)의 롤 갭 지령 및 입구측 TR(2)의 속도 지령을 원활하게 변화시킬 수 있다. 그러나, 제어 조작 단의 전환시에 입구측 장력 제어의 영향에 의해 출구측 판 두께 변동을 억제할 수 없는 경우가 발생한다. 본 실시예의 대상인 싱글 스탠드 압연기의 조업 방법은, 실시예 1의 도 23을 참조하여 설명한 방법과 마찬가지이다.
도 23의 하단에, 상기 문제 발생 시의 출구측 판 두께 편차, 입구측 장력의 상태를 나타낸다. 가속시는, 제어 방법 B)에서 제어 방법 C)로 전환한 직후, 감속시는 제어 방법 C)에서 제어 방법 B)로 전환한 직후에 출구측 판 두께 변동이 발생한다. 이에 반해, 가감속 시에는 제어 방법 B)와 제어 방법 C)의 전환을 실시하지 않고, 일정 속도로의 압연 중에 실시함으로써 상기의 현상은 회피 가능하다. 그러나, 제어가 안정될 때까지 일정 속도로의 운전이 필요해서, 조업 효율이 악화되는 문제가 있다.
출구측 판 두께 정밀도는, 제품인 피압연재의 품질상 중요한데, 입구측 장력에 대해서는 다소 변동되어도 출구측 판 두께가 안정되어 있으면 조업의 안정성에는 문제가 없다. 따라서, 입구측 장력 제어의 동작에 보정을 가함으로써, 압연기의 롤 갭으로부터 입구측 장력에의 영향 계수가 충분히 크지 않은 상태라도 출구측 판 두께 정밀도를 유지하도록 하는 것이 필요해진다. 또한, 이 경우에도 입구측 장력이 일정 범위로부터 벗어나면 판 파단이나 사행 등이 발생하기 때문에, 입구측 장력은 조업의 안정성 면에서 미리 정한 범위인 허용값 내에 들어가게 할 필요가 있다.
그 때문에, 본 실시예에 관한 압연 제어 장치에 있어서는, 도 28에 도시한 바와 같이 입구측 장력 편차 보정 장치(95)가 설치되어 있다. 입구측 장력 편차 보정 장치(95)의 동작 개요는, 실시예 1에서 도 24를 참조하여 설명한 바와 같으며, 입구측 장력 편차 보정 장치(95)의 동작 개념은 도 25를 참조하여 설명한 바와 같다. 또한, 입구측 장력 편차 보정 장치(95)에 의한 처리가 실행된 경우의 제어 상태는 도 26을 참조하여 설명한 바와 같다. 또한, 입구측 TR 제어 장치(66)의 개요도 도 27을 참조하여 설명한 바와 같다.
이상에서 설명한 바와 같은 제어 구성을 사용함으로써, 본 실시예에서도, 압연 상태에 따라, 제어 방법 A), 제어 방법 B), 제어 방법 C)를 전환하여, 출구측 판 두께 제어 및 입구측 판 두께 제어에 최적인 제어 구성을 선택할 수 있기 때문에, 출구측 판 두께 정밀도 및 조업 효율을 대폭으로 향상시키는 것이 가능하게 된다. 또한, 압연 속도의 가감속 시에 있어서 제어 방법 B), C)를 전환할 때는, 일정 정도의 장력 편차를 허용해서 출구측 판 두께의 안정을 우선시킨다. 그 때문에, 압연 속도의 가감속시에 출구측 판 두께 제도를 손상시키지 않고, 제어 방법 B), C)의 전환을 행하는 것이 가능하게 되어, 조업 효율의 향상을 도모하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 실시예에서는, 입구측 장력 편차를 데드 밴드로 보정하여, 입구측 장력 편차 보정값을 작성했지만, 장력 편차에 따라서 장력 제어 게인을 변경하는 등, 입구측 장력 제어의 동작을 제어 방법 전환시에 억제하고, 또한 장력 편차가 큰 경우에는 장력 제어가 동작하는 방법이라면 어떤 방법을 사용해도 된다. 장력 제어 게인을 변경하는 경우, 도 31에서 설명한 게인 컨트롤러(74, 76)의 게인을 작게 함으로써, 장력 변동에 기초하는 제어의 제어값이 작아지도록 억제하는 것이 가능하다.
또한, 본 실시예에서는, 장력 제어를 위해서 입구측 장력계(8)를 설치하는 경우를 예로서 설명하였다. 이에 한정하지 않고, 본 실시예 2에서도 실시예 1과 마찬가지로 입구측 TR 제어 장치(66)에 의한 출력 전류의 실적값과, 입구측 장력 전류 변환 장치(15)가 출력하는 전류 명령값과의 차이에 기초하여 장력을 추정하는 것도 가능하다. 예를 들어, 실적값이 명령값보다도 높은 경우, 입구측 TR 제어 장치(66)는 피압연재의 장력을 낮추려고 하고 있는 상태이기 때문에, 그때의 장력은, 입구측 장력 설정 장치(11)에 의해 설정되어 있는 장력보다도 높은 상태인 것을 추정할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 도 17, 도 18을 참조하여 설명한 바와 같이, 압연 실적에 따라서 제어 방법 A), 제어 방법 B), 제어 방법 C)를 전환하고 있었지만, 기계 사양이나 피압연재의 제품 사양에 따라, 미리 어느 하나의 제어 방법을 선택해서 계속적으로 사용하는 것도 가능하다. 이러한 경우에 있어서, 도 19에서 설명한 데이터베이스를 사용하는 것이 가능하다.
또한, 본 실시예에서는, 입구측 TR(2)의 제어 방법에 대해서 설명하고 있지만, 마찬가지의 구성을, 출구측 TR(3)의 제어 방법에 적용하는 것도 가능하다. 압연기나 피압연재의 종류에 따라서는 출구측 장력이 판 두께에 미치는 영향이 큰 경우에는 출구측 TR을 조작하는 것이 더 효율적인 경우도 있다.
또한, 본 실시예에서는, 싱글 스탠드 압연기를 상정한 예를 설명하고 있지만, 실시예 1과 마찬가지로 압연기로서는 싱글 스탠드 압연기에 한하지 않고, 다단 스탠드의 탠덤 압연기에 있어서도, 입구측 또는 출구측에 텐션 릴이 설치되어 있는 경우에는 적용 가능하다.
또한, 실시예 2에서는, 실시예 1과 동일 또는 동등하다고 간주할 수 있는 각 부에는, 동일한 참조 부호를 붙이고, 설명은 적절히 생략하였다.
또한, 상기 실시예 1 및 2에서는, 각 기능이 압연 제어 장치에 모두 포함되어 있는 경우를 예로서 설명하였다. 이렇게 모든 기능을 하나의 정보 처리 장치에서 실현해도 되고, 보다 많은 정보 처리 장치에 각 기능을 분산시켜 실현해도 된다.
또한, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 다양한 변형예가 포함된다. 예를 들어, 상기한 실시예는 본 발명을 이해하기 쉽게 설명하기 위해서 상세하게 설명한 것이며, 반드시 설명한 모든 구성을 구비하는 것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 어떤 실시예의 구성의 일부에 다른 실시예의 구성으로 치환하는 것이 가능하고, 또한 어떤 실시예의 구성에 다른 실시예의 구성을 첨가하는 것도 가능하다. 또한, 각 실시예의 구성의 일부에 대해서, 다른 구성의 추가·삭제·치환을 하는 것이 가능하다.

Claims (26)

  1. 피압연재를 롤 쌍으로 압연하는 압연기에 있어서 상기 롤 쌍의 롤간의 간격을 제어하는 롤 갭 제어부와,
    상기 압연기에 삽입되는 상기 피압연재의 반송 속도를 제어하는 속도 제어부와,
    상기 피압연재의 장력에 기초하여 상기 피압연재의 반송 속도를 제어함과 함께, 압연된 상기 피압연재의 판 두께에 기초하여 상기 롤 갭을 제어하는 제1 제어 방법과, 상기 피압연재의 장력에 기초하여 상기 피압연재의 롤 갭을 제어함과 함께, 압연된 상기 피압연재의 판 두께에 기초하여 상기 피압연재의 반송 속도를 제어하는 제2 제어 방법을 전환하는 제어 방법 전환부와,
    상기 압연기로부터 송출되는 상기 피압연재의 반송 속도를, 상기 압연기로부터 송출되는 상기 피압연재의 장력에 기초하여 제어하는 출구측 속도 제어부와,
    상기 제2 제어 방법 사용시, 상기 압연기로부터 송출되는 상기 피압연재의 반송 속도의 제어 시에, 상기 압연기에 삽입되는 상기 피압연재의 반송 속도를 제어하기 위한 비간섭 제어량을 생성해서 출력하는 비간섭 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 압연 제어 장치.
  2. 피압연재를 롤 쌍으로 압연하는 압연기에 있어서 상기 롤 쌍의 롤간의 간격을 제어하는 롤 갭 제어부와,
    상기 압연기에 삽입되는 상기 피압연재의 반송 속도를 제어하는 속도 제어부와,
    상기 피압연재의 장력에 기초하여 상기 피압연재의 반송 속도를 제어함과 함께, 압연된 상기 피압연재의 판 두께에 기초하여 상기 롤 갭을 제어하는 제1 제어 방법과, 상기 피압연재의 장력에 기초하여 상기 피압연재의 롤 갭을 제어함과 함께, 압연된 상기 피압연재의 판 두께에 기초하여 상기 피압연재의 반송 속도를 제어하는 제2 제어 방법을 전환하는 제어 방법 전환부와,
    상기 제1 제어 방법과 상기 제2 제어 방법의 전환 시에, 상기 피압연재의 장력의 변동에 기초하는 제어의 제어값이 작아지도록 억제하는 장력 제어 억제부를 포함하는 것을 특징으로 하는 압연 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 압연기에 의한 상기 피압연재의 압연 상태에 기초하여, 상기 비간섭 제어부에, 상기 비간섭 제어량을 생성해서 출력시키는 것을 판단하는 출구측 보정 판정부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 압연 제어 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 출구측 보정 판정부는, 상기 압연기의 롤 속도가 소정의 시간 변화량을 초과해서 변화하고 있는 경우에, 상기 비간섭 제어량을 생성해서 출력시키는 것을 판단하는 것을 특징으로 하는, 압연 제어 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 출구측 보정 판정부는, 상기 압연기의 롤 속도가 소정의 시간 변화량을 초과해서 변화하고 있는 경우에 있어서, 압연된 상기 피압연재의 판 두께의 시간 변화량 및 상기 압연기로부터 송출되는 상기 피압연재의 장력의 시간 변화량에 기초하여 상기 비간섭 제어량을 생성해서 출력시키는 것을 판단하는 것을 특징으로 하는, 압연 제어 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 출구측 보정 판정부는, 상기 압연기의 롤 속도가 소정의 시간 변화량을 초과해서 변화하고 있는 경우에 있어서, 압연된 상기 피압연재의 판 두께의 시간 변화량 및 상기 압연기로부터 송출되는 상기 피압연재의 장력의 시간 변화량의 부호의 조합에 기초해서 상기 비간섭 제어량의 부호를 결정하는 것을 특징으로 하는, 압연 제어 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 출구측 속도 제어부는, 상기 압연기로부터 송출되는 상기 피압연재의 장력의 변동량이 소정의 허용 범위를 초과한 경우에, 상기 압연기로부터 송출되는 상기 피압연재의 반송 속도를 제어하고,
    상기 비간섭 제어부는, 상기 압연기로부터 송출되는 상기 피압연재의 장력의 변동량이 소정의 허용 범위를 초과함으로써 상기 압연기로부터 송출되는 상기 피압연재의 반송 속도가 제어될 때, 상기 비간섭 제어량을 생성해서 출력하는 것을 특징으로 하는, 압연 제어 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 제어 방법과 상기 제2 제어 방법의 전환 시에, 상기 피압연재의 장력의 변동에 기초하는 제어의 제어값이 작아지도록 억제하는 장력 제어 억제부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 압연 제어 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 장력 제어 억제부는, 상기 피압연재의 장력의 목표값에 대한 실측값의 편차를 수정함으로써, 상기 피압연재의 장력의 변동에 기초하는 제어의 제어값이 작아지도록 억제하는 것을 특징으로 하는, 압연 제어 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 장력 제어 억제부는, 상기 피압연재의 장력의 목표값에 대한 실측값의 편차가 소정의 범위 내인 경우에, 상기 편차를 제로로 해서 출력하는 것을 특징으로 하는, 압연 제어 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 장력 제어 억제부는, 상기 피압연재의 장력의 목표값에 대한 실측값의 편차가 소정의 범위를 초과하는 경우에, 상기 편차에서 소정 값을 차감한 값을 출력하는 것을 특징으로 하는, 압연 제어 장치.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 소정의 범위를 지정하는 장력 제어 억제 설정부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 압연 제어 장치.
  13. 제6항에 있어서,
    상기 장력 제어 억제 설정부는, 상기 제1 제어 방법과 상기 제2 제어 방법의 전환 시에, 상기 피압연재의 반송 속도가 가속 중인지 감속 중인지에 기초해서 상기 소정의 범위를 지정하는 것을 특징으로 하는, 압연 제어 장치.
  14. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 장력 제어 억제부는, 상기 제1 제어 방법과 상기 제2 제어 방법의 전환 후, 시간 경과에 따라서 상기 소정의 범위를 좁히는 것을 특징으로 하는, 압연 제어 장치.
  15. 제8항에 있어서,
    상기 장력 제어 억제부는, 상기 피압연재의 장력의 목표값에 대한 실측값의 편차에 대한 게인을 조정함으로써, 상기 피압연재의 장력의 변동에 기초하는 제어의 제어값이 작아지도록 억제하는 것을 특징으로 하는, 압연 제어 장치.
  16. 제2항에 있어서,
    상기 장력 제어 억제부는, 상기 피압연재의 장력의 목표값에 대한 실측값의 편차를 수정함으로써, 상기 피압연재의 장력의 변동에 기초하는 제어의 제어값이 작아지도록 억제하는 것을 특징으로 하는, 압연 제어 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 장력 제어 억제부는, 상기 피압연재의 장력의 목표값에 대한 실측값의 편차가 소정의 범위 내인 경우에, 상기 편차를 제로로 해서 출력하는 것을 특징으로 하는, 압연 제어 장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 장력 제어 억제부는, 상기 피압연재의 장력의 목표값에 대한 실측값의 편차가 소정의 범위를 초과하는 경우에, 상기 편차에서 소정 값을 차감한 값을 출력하는 것을 특징으로 하는, 압연 제어 장치.
  19. 제17항 또는 제18항에 있어서,
    상기 소정의 범위를 지정하는 장력 제어 억제 설정부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 압연 제어 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 장력 제어 억제 설정부는, 상기 제1 제어 방법과 상기 제2 제어 방법의 전환 시에, 상기 피압연재의 반송 속도가 가속 중인지 감속 중인지에 기초해서 상기 소정의 범위를 지정하는 것을 특징으로 하는, 압연 제어 장치.
  21. 제17항 또는 제18항에 있어서,
    상기 장력 제어 억제부는, 상기 제1 제어 방법과 상기 제2 제어 방법의 전환 후, 시간 경과에 따라서 상기 소정의 범위를 좁히는 것을 특징으로 하는, 압연 제어 장치.
  22. 제2항에 있어서,
    상기 장력 제어 억제부는, 상기 피압연재의 장력의 목표값에 대한 실측값의 편차에 대한 게인을 조정함으로써, 상기 피압연재의 장력의 변동에 기초하는 제어의 제어값이 작아지도록 억제하는 것을 특징으로 하는, 압연 제어 장치.
  23. 피압연재를 롤 쌍으로 압연하는 압연기에 있어서 상기 롤 쌍의 롤간의 간격을 제어하고,
    상기 압연기에 삽입되는 상기 피압연재의 반송 속도를 제어하고,
    상기 피압연재의 장력에 기초하여 상기 피압연재의 반송 속도를 제어함과 함께, 압연된 상기 피압연재의 판 두께에 기초하여 상기 롤 갭을 제어하는 제1 제어 방법과, 상기 피압연재의 장력에 기초하여 상기 피압연재의 롤 갭을 제어함과 함께, 압연된 상기 피압연재의 판 두께에 기초하여 상기 피압연재의 반송 속도를 제어하는 제2 제어 방법을 전환하는 제어를 하고,
    상기 압연기로부터 송출되는 상기 피압연재의 반송 속도를, 상기 압연기로부터 송출되는 상기 피압연재의 장력에 기초하여 제어하고,
    상기 제2 제어 방법 사용시, 상기 압연기로부터 송출되는 상기 피압연재의 반송 속도의 제어 시에, 상기 압연기에 삽입되는 상기 피압연재의 반송 속도를 제어하기 위한 비간섭 제어량을 생성해서 출력하고, 상기 제1 제어 방법과 상기 제2 제어 방법의 전환 시에, 상기 피압연재의 장력의 변동에 기초하는 제어의 제어값이 작아지도록 억제하는 것을 특징으로 하는 압연기 제어 방법.
  24. 피압연재를 롤 쌍으로 압연하는 압연기에 있어서 상기 롤 쌍의 롤간의 간격을 제어하고,
    상기 압연기에 삽입되는 상기 피압연재의 반송 속도를 제어하고,
    상기 피압연재의 장력에 기초하여 상기 피압연재의 반송 속도를 제어함과 함께, 압연된 상기 피압연재의 판 두께에 기초하여 상기 롤 갭을 제어하는 제1 제어 방법과, 상기 피압연재의 장력에 기초하여 상기 피압연재의 롤 갭을 제어함과 함께, 압연된 상기 피압연재의 판 두께에 기초하여 상기 피압연재의 반송 속도를 제어하는 제2 제어 방법을 전환하고,
    상기 제1 제어 방법과 상기 제2 제어 방법의 전환 시에, 상기 피압연재의 장력의 변동에 기초하는 제어의 제어값이 작아지도록 억제하는 것을 특징으로 하는 압연 제어 방법.
  25. 피압연재를 롤 쌍으로 압연하는 압연기에 있어서 상기 롤 쌍의 롤간의 간격을 제어하고, 상기 압연기에 삽입되는 상기 피압연재의 반송 속도를 제어하는 스텝과,
    상기 피압연재의 장력에 기초하여 상기 피압연재의 반송 속도를 제어함과 함께, 압연된 상기 피압연재의 판 두께에 기초하여 상기 롤 갭을 제어하는 제1 제어를 행하는 스텝과, 상기 피압연재의 장력에 기초하여 상기 피압연재의 롤 갭을 제어함과 함께, 압연된 상기 피압연재의 판 두께에 기초하여 상기 피압연재의 반송 속도를 제어하는 제2 제어를 행하는 스텝과, 그것들을 전환하는 제어를 행하는 스텝과,
    상기 압연기로부터 송출되는 상기 피압연재의 반송 속도의 제어 시에, 상기 압연기에 삽입되는 상기 피압연재의 반송 속도를 제어하기 위한 비간섭 제어량을 생성해서 출력하는 스텝과, 상기 제1 제어 방법과 상기 제2 제어 방법의 전환 시에, 상기 피압연재의 장력의 변동에 기초하는 제어의 제어값이 작아지도록 억제하는 스텝을 정보 처리 장치에 실행시키는 것을 특징으로 하는 압연기 제어 프로그램.
  26. 피압연재를 롤 쌍으로 압연하는 압연기에 있어서 상기 롤 쌍의 롤간의 간격을 제어하는 스텝과,
    상기 압연기에 삽입되는 상기 피압연재의 반송 속도를 제어하는 스텝과,
    상기 피압연재의 장력에 기초하여 상기 피압연재의 반송 속도를 제어함과 함께, 압연된 상기 피압연재의 판 두께에 기초하여 상기 롤 갭을 제어하는 제1 제어 방법과, 상기 피압연재의 장력에 기초하여 상기 피압연재의 롤 갭을 제어함과 함께, 압연된 상기 피압연재의 판 두께에 기초하여 상기 피압연재의 반송 속도를 제어하는 제2 제어 방법을 전환하는 스텝과,
    상기 제1 제어 방법과 상기 제2 제어 방법의 전환 시에, 상기 피압연재의 장력의 변동에 기초하는 제어의 제어값이 작아지도록 억제하는 스텝을 정보 처리 장치에 실행시키는 것을 특징으로 하는 압연 제어 프로그램.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107413856A (zh) * 2017-07-18 2017-12-01 燕山大学 一种基于esp精轧机组变规格在线换辊的撤辊方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106890855A (zh) * 2017-02-22 2017-06-27 肇庆远境自动化设备有限公司 一种连轧机组电气传动控制系统
CN108655185B (zh) * 2017-03-30 2021-06-15 宝山钢铁股份有限公司 防止单机架轧机卡钢的方法
JP7178920B2 (ja) * 2019-01-31 2022-11-28 株式会社日立製作所 プラント制御装置および圧延制御装置
CN113751511B (zh) * 2020-06-04 2024-03-08 宝山钢铁股份有限公司 一种钢板厚度控制方法、计算机可读介质及电子设备
CN113210438B (zh) * 2021-05-20 2023-03-24 广西北港不锈钢有限公司 一种不锈钢冷轧薄板的高速轧制方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1040073C (zh) * 1989-12-25 1998-10-07 石川岛播磨重工业株式会社 轧机的板厚控制系统
JPH1015607A (ja) * 1996-07-02 1998-01-20 Toshiba Corp 冷間圧延機の制御装置
JPH11188416A (ja) * 1997-12-25 1999-07-13 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 圧延装置及び圧延方法
EP2087948B1 (en) * 2006-11-20 2013-09-25 Mitsubishi-Hitachi Metals Machinery, Inc. Cold rolled material production equipment and cold rolling method
CN100525943C (zh) * 2007-01-09 2009-08-12 东北大学 实现带钢轧制恒张力控制的比例控制液压系统
CN101362153A (zh) * 2008-01-22 2009-02-11 江苏科技大学 一种轧机液压agc系统及其控制方法
JP5230509B2 (ja) 2009-04-01 2013-07-10 株式会社日立製作所 圧延機の制御装置およびその制御方法
JP2012176428A (ja) 2011-02-28 2012-09-13 Hitachi Ltd 圧延制御装置及び圧延制御方法
JP5961103B2 (ja) 2012-12-11 2016-08-02 株式会社日立製作所 圧延制御装置、圧延制御方法および圧延制御プログラム

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107413856A (zh) * 2017-07-18 2017-12-01 燕山大学 一种基于esp精轧机组变规格在线换辊的撤辊方法
CN107413856B (zh) * 2017-07-18 2019-02-01 燕山大学 一种基于esp精轧机组变规格在线换辊的撤辊方法

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