TW201507786A - 壓延機的板厚控制裝置 - Google Patents

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TW201507786A TW102138636A TW102138636A TW201507786A TW 201507786 A TW201507786 A TW 201507786A TW 102138636 A TW102138636 A TW 102138636A TW 102138636 A TW102138636 A TW 102138636A TW 201507786 A TW201507786 A TW 201507786A
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Tokujiro Horikawa
Osamu Kaneko
Kazuki Omura
Shigeru Yamamoto
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Toshiba Mitsubishi Elec Inc
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    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/16—Control of thickness, width, diameter or other transverse dimensions
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    • B21B37/16—Control of thickness, width, diameter or other transverse dimensions
    • B21B37/18—Automatic gauge control
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Abstract

本發明提供一種壓延機的板厚控制裝置，係能夠正確地識別壓延材的塑性係數。為此，壓延機的板厚控制裝置，具備塑性係數識別裝置，根據操作對象之壓延機座的壓延負荷實績值、輥間隙實績值、及壓延常數，識別用以表示壓延材之硬度的塑性係數。在該構成中，根據在操作對象之壓延機座所獲得的資料，識別壓延材的塑性係數。因此，能夠正確地識別壓延材的塑性係數。

Description

壓延機的板厚控制裝置
本發明係關於一種壓延機的板厚控制裝置。
在專利文獻1中揭示了一種壓延機的板厚控制裝置。該板厚控制裝置係根據在壓延機座之上游側所量測之壓延材的板厚之資訊、該壓延機座之上游側的壓延機座的壓延負荷之資訊等，識別該壓延機座的塑性係數。該板厚控制裝置係根據識別之塑性係數進行由該壓延機座之壓延材的板厚控制。
(先前技術文獻) (專利文獻)
專利文獻1：日本特開2008-126307號公報
然而，於專利文獻1所記載者係於下游側追蹤該壓延機座之上游側之壓延機座的資訊而識別該壓延機座的塑性係數。因此，並無法正確地識別壓延材的塑性係數。
本發明為有鑑於前述之問題點所開發者。本發明之目的係在於提供一種壓延機的板厚控制裝置，係能夠正確地識別 壓延材的塑性係數。
本發明之壓延機的板厚控制裝置，係具備塑性係數識別裝置，根據操作對象之壓延機座的壓延負荷實績值、輥間隙實績值、及壓延常數，識別用以表示壓延材之硬度的塑性係數。
根據本發明，能夠正確地識別壓延材的塑性係數。
1‧‧‧機殼
2a‧‧‧上側工作輥
2b‧‧‧下側工作輥
3a‧‧‧上側補強輥
3b‧‧‧下側補強輥
4‧‧‧壓下裝置
4a‧‧‧驅動側壓下裝置
4b‧‧‧工作側壓下裝置
5‧‧‧負荷檢測器
5a‧‧‧驅動側負荷檢測器
5b‧‧‧工作側負荷檢測器
6‧‧‧輥間隙檢測器
6a‧‧‧驅動側輥間隙檢測器
6b‧‧‧工作側輥間隙檢測器
7‧‧‧壓延負荷量測器
8‧‧‧輥間隙量測器
9‧‧‧板厚控制器
10‧‧‧輥間隙操作手段
11‧‧‧輥轉數檢測器
12‧‧‧板厚計
13‧‧‧壓延材
14‧‧‧壓延過程
14a‧‧‧第1影響係數
14b‧‧‧第2影響係數
15‧‧‧監測AGC
16‧‧‧計量器AGC
16a‧‧‧第2控制區塊
16b‧‧‧PI控制器
16c‧‧‧補償增益
17‧‧‧MMC(Mill Modulus Control；壓延常數可變控制)
17a‧‧‧第3控制區塊
17b‧‧‧油壓壓下應答
18‧‧‧第1控制區塊
19‧‧‧壓延常數識別裝置
20‧‧‧塑性係數識別裝置
hGM REF‧‧‧板厚目標變更量
△SSET‧‧‧輥間隙指令值
△PACT‧‧‧壓延負荷實績變化量
△SD REF‧‧‧輥偏心補償量
第1圖係利用本發明之實施形態1之壓延機的板厚控制裝置之壓延機的構成圖。
第2圖係利用本發發明之實施形態1之壓延機的板厚控制裝置之壓延機的控制方塊圖。
第3圖係用以說明在利用本發明之實施形態1之壓延機的板厚控制裝置的壓延機將壓延材予以壓延時之壓延常數和塑性係數之影響之圖。
第4圖係用以說明在利用本發明之實施形態1之壓延機的板厚控制裝置的壓延機將壓延材予以壓延時之壓延常數和塑性係數之影響之圖。
第5圖係本發明之實施形態1之壓延機的板厚控制裝置的主要部分之方塊圖。
第6圖係利用本發明之實施形態1之壓延機的板厚控制裝置之壓延機的控制方塊圖之主要部分。
第7圖係用以說明本發明之實施形態1之壓延機的板厚控制 裝置之塑性係數識別裝置所具有之塑性係數之表格之圖。
第8圖係用以說明由本發明之實施形態1之壓延機的板厚控制裝置之輥偏心擾動之推定結果之圖。
第9圖係用以說明由本發明之實施形態1之壓延機的板厚控制裝置之壓延負荷擾動之推定結果之圖。
第10圖係本發明之實施形態2之壓延機的板厚控制裝置之控制方塊圖的主要部分。
根據檢附圖示針對用以實施本發明之形態加以說明。另外，在各圖中，於相同或相當的部分賦予相同的符號，其重複說明係適當地簡化或省略。
實施形態1
第1圖係利用本發明之實施形態1之壓延機的板厚控制裝置的壓延機之構成圖。
在第1圖中，熱軋薄板壓延之壓延機座係四重式軋機(four-high mill)。壓延機座具備機殼1。於機殼1內，壓延輥設置有上側工作輥(work roll)2a、及下側工作輥2b。上側工作輥2a之軸的一側係連結於未圖示之電動機，並於上側工作輥2a之他側周邊確保有作業區域。下側工作輥2b之軸的一側係連結於未圖示之電動機，並於下側工作輥2b之他側周邊確保有作業區域。
於上側工作輥2a的上方，壓延輥設置有上側補強輥(Back up roll)3a。上側補強輥3a係支持上側工作輥2a，且上側補強輥3a被支持於機殼1之上部。上側補強輥3a之軸的一側係連結於未圖式之電動機。並於上側補強輥3a之他側周邊確保有作業 區域。
於下側工作輥2b的下方，壓延輥設置有下側補強輥3b。下側補強輥3b係支持下側工作輥2b，且下側補強輥3b被支持於機殼1之下部。下側補強輥3b之軸的一側係連結於未圖示之電動機。並於下側補強輥3b之他側周邊確保有作業區域。
於上側補強輥3a之上方係設置有壓下裝置4。例如，壓下裝置4由電動壓下裝置所構成。例如，壓下裝置4由利用油壓加以驅動之油壓壓下裝置所構成。油壓壓下裝置係可高速控制，且壓下裝置4具備有驅動側壓下裝置4a、及工作側壓下裝置4b。驅動側壓下裝置4a係設置於上側補強輥3a之一側，而工作側壓下裝置4b係設置於上側補強輥3a之他側。
於下側補強輥3b之下方係設置有負荷檢測器5。負荷檢測器5係具備有驅動側負荷檢測器5a、及工作側負荷檢測器5b。驅動側負荷檢測器5a係設置於下側補強輥3b之一側，而工作側負荷檢測器5b係設置於上側補強輥3a之他側。
於壓下裝置4之下方係設置有輥間隙檢測器6。輥間隙檢測器6係具備有驅動側輥間隙檢測器6a、及工作側輥間隙檢測器6b。驅動側輥間隙檢測器6a係設置於上側補強輥3a之一側，而工作側輥間隙檢測器6b係設置於上側補強輥3a之他側。
負荷檢測器5之輸出側係被連接有壓延負荷量測器7之輸入側。輥間隙檢測器6之輸出側係被連接有輥間隙量測器8之輸入側。
壓延負荷量測器7之輸出側係被連接有板厚控制器9之輸入側。輥間隙量測器8之輸出側係被連接板厚控制器9之 輸入側。板厚控制器9之輸出側係被連接輥間隙操作手段10之輸入側。而輥間隙操作手段10之輸出側係被連接至壓下裝置4之輸入側。
於下側工作輥2b係設置有輥轉數檢測器11。於壓延機座之出口側係設置有板厚計12。
壓延材13係以金屬所形成。壓延材13係被挾持於上側工作輥2a、及下側工作輥2b。結果，使壓延材13延伸。此時，上側補強輥3a係抑制上側工作輥2a之寬度方向的彎曲。下側補強輥3b係抑制下側工作輥2b之寬度方向的彎曲。對壓延材13的壓延負荷係經介上側工作輥2a、下側工作輥2b、上側補強輥3a、及下側補強輥3b而檔止於機殼1。
驅動側負荷檢測器5a係用以檢測於下側補強輥3b之一側所承擔的負荷。工作側負荷檢測器5b係用以檢測於下側補強輥3b之他側所承擔的負荷。壓延負荷量測器7係用以計算驅動側負荷檢測器5a之檢測值與工作側負荷檢測器5b之檢測值之和以作為總和負荷。壓延負荷量測器7係用以計算驅動側負荷檢測器5a之檢測值與工作側負荷檢測器5b之檢測值之差以作為差分負荷。當於壓延機座設置有未圖示之輥彎(roll bending)裝置時，壓延負荷量測器7係用以進行利用輥彎力校正負荷檢測器5之檢測值時的計算。
輥間隙檢測器6係非直接檢測上側工作輥2a與下側工作輥2b之間隙(輥間隙)。輥間隙檢測器6係用以檢測壓下裝置4將上側補強輥3a予以下壓之量。輥間隙量測器8係根據輥間隙檢測器6之檢測值而計算輥間隙。此時，輥間隙量測器8係考慮 上側工作輥2a與下側工作輥2b之距離關係。
板厚控制器9係根據壓延負荷量測器7之計算值、及輥間隙量測器8之計算值，而調整輥間隙之設定值。此時，板厚控制器9係使用藉由在第1圖中未圖示之識別裝置所識別的壓延常數MC、及塑性係數QC而調整輥間隙之設定值。
輥間隙操作手段10係根據藉由板厚控制器9所調整之設定值而調整輥間隙。結果，壓延材13係形成預定之板厚。壓延材13之板厚係藉由板厚計12加以計量。
此時，輥轉數檢測器11檢測下側工作輥2b之轉數。輥轉數檢測器11檢測下側工作輥2b之旋轉位置。藉由該檢測，用以特定下側工作輥2b之圓周方向的位置。具體而言，當從側旁觀看而將下側工作輥2b視為圓時，特定圓周上之基準點的位置。例如，特定相對於垂直線之該基準點的旋轉角度。
接下來，使用第2圖，加以說明板厚控制器9之一例。
第2圖係利用本發明之實施形態1之壓延機的板厚控制裝置的壓延機之控制方塊圖。
在第2圖中，控制對象之壓延過程14係受壓延常數M和塑性係數Q的影響。具體而言，壓延過程14係具備有第1影響係數14a、及第2影響係數14b。第1影響係數14a係對應於輥間隙所帶給壓延負荷的影響。第1影響係數14a係為-MQ/(M+Q)。第2影響係數14b係對應於壓延負荷所帶給板厚的影響。第2影響係數14b係為1/M。
於壓延過程14中加入輥偏心擾動△SD、及壓延負荷 擾動△PD。輥偏心擾動△SD與及壓延負荷擾動△PD並無法直接量測。
板厚控制器9係用以對於壓延過程14，實施監測AGC(Automatic Gauge Control；自動板厚控制)15、計量器AGC(Gauge meter AGC)16、及MMC(Mill Modulus Control；壓延常數可變控制)17等。
第1控制區塊18係根據於板厚計12所計量之板厚實績變化量△hACT而計算板厚量測值變化量△hMES。此時，第1控制區塊18係考慮從壓延機座至板厚計12為止之壓延材13的搬運延遲時間。
監測AGC15係根據產品板厚目標值變更量△hxREF與板厚量測值變化量△hMES的偏差而計算GM板厚目標值變更量△hREF。
在計量器AGC16中，第2控制區塊16a係表示使用經識別之壓延常數MC。第2控制部16a中附加有供以調整應答之係數α 1。根據第2控制區塊16a之輸出、及輥間隙實績變化量△SACT，以求得GM板厚變化量△hGM。
在計量器AGC16中，使計量器板厚目標變更量△hGM AIM與GM板厚目標變更量△hREF加以合計。結果，求得板厚目標變更量△hGM REF。板厚目標變更量△hGM REF與GM板厚變化量△hGM之偏差係輸入至PI控制器16b。PI控制器16b係以比例增益KPG、積分增益KIG、及拉普拉斯運算子S來表示。另外，輥間隙之符號S係設為伴隨有上標字或△等者，而拉普拉斯運算子S係設為以單獨使用者。
PI控制器16b之輸出係輸入至補償增益16c。補償增益16c係以識別之壓延常數MC、塑性係數QC、及供以調整應答之係數α 1、α 2來表示。補償增益16c係計算輥間隙指令值△SSET。此時，補償增益16c係用以將操作輸出予以標準化。該情形，即便使控制對象之壓延常數M、塑性係數Q、係數α 1、α 2改變，亦不需PI控制器16b之調整。
MMC17係對壓下裝置4要求高速應答。因此，壓下裝置4非為油壓壓下裝置之情形時，MMC17並不適用。
在MMC17中，第3控制區塊17a係表示使用經識別之壓延常數MC。MMC17係調整第3控制區塊17a之係數α 2，藉此能夠調整應答。例如，若係數α 2愈增大，愈使應答加速。
在MMC17中，油壓壓下應答17b係與油壓壓下裝置之應答相對應。油壓壓下應答17b係根據將補償增益16c之輸出、及第3控制區塊17a之輸出予以合成之值而決定，結果，調整輥間隙。
接下來，使用第3圖加以說明對於壓延材13之板厚等之壓延常數M和塑性係數Q的影響。
第3圖係用以說明在利用本發明之實施形態1之壓延機的板厚控制裝置的壓延機將壓延材予以壓延時之壓延常數和塑性係數之影響之圖。
在第3圖中，壓延曲線係表示壓延拉伸之樣子。壓延拉伸係藉由機殼1等自壓延材13承受巨大的壓延負荷所產生。若壓延負荷愈大，則壓延拉伸亦愈增大。壓延曲線係近似2次曲線或3次曲線。壓延曲線係可加以量測。
壓延常數M係表示壓延拉伸之比率。壓延常數M係以指定之壓延負荷之壓延曲線之斜率來表示。例如，在壓延負荷為600(kN)且壓延拉伸為1(mm)之情形，壓延常數M係600(kN/mm)。
在第3圖中，塑性曲線係藉由使壓延材13之板厚變化時之壓延負荷的變化之樣子加以描點而得。壓延材13之強度高時，塑性曲線則上升。壓延材13之溫度低時，塑性曲線則上升。塑性曲線並無法直接量測。
塑性係數Q係表示壓延材13之硬度。塑性係數Q係以指定之壓延負荷之塑性曲線之斜率來表示。
在第3圖中，初期狀態係以壓延曲線與塑性曲線之交點(a)來表示。此時，輥間隙係為SG。壓延機座之入口側之壓延材13的板厚係為H。壓延機座之出口側之壓延材13的板厚係為h。
當壓延材13之溫度下降時，則塑性曲線上升。此時之狀態係以壓延曲線與塑性曲線之交點(b)來表示。結果，出口側之壓延材13的板厚係增加為h+△h。當藉由板厚控制，將輥間隙予以從SG變更為SG-△SG時，則使壓延曲線朝左側移動。此時之狀態係以壓延曲線與塑性曲線之交點(c)來表示。結果，出口側之壓延材13的板厚係較h+△h變薄。
接下來，使用第4圖加以說明壓延常數M和塑性係數Q之影響細節。
第4圖係用以說明在利用本發明之實施形態1之壓延機的板厚控制裝置的壓延機將壓延材13予以壓延時之壓延常數和塑性係數之影響之圖。
在第4圖中，壓延常數M係以下述之數式(1)表示。
數式(1)M=tan α (1)
當考量在第4圖之三角形所成立之關係數式時，tan α係以下述之數式(2)表示。
根據數式(1)與數式(2)，可得到計量器數式。計量器數式係以下述之數式(3)表示。
在第4圖中，塑性係數Q係以下述之數式(4)表示。
數式(4)-Q=tan β (4)
當考量在第4圖之三角形所成立之關係數式時，塑性係數Q係以下述之數式(5)表示。
根據數式(4)與數式(5)，可獲得塑性係數Q與入口側之壓延材13之板厚H的關係。塑性係數Q與入口側之壓延材13之板厚H的關係係以下述之數式(6)表示。
在第4圖中，當輥間隙開啟達△SG時，則状態係從交點(A)移動至交點(B)。此時，壓延常數M係以下述之數式(7)表示。
根據數式(7)，壓延負荷之變化量△P係以下述之數式(8)表示。
數式(8)-△P=M(△S G -△h) (8)
塑性係數Q係以下述之數式(9)表示。
根據數式(9)，壓延負荷之變化量△P係以下述之數式(10)表示。
數式(10)△P=-Q△h (10)
根據數式(8)與數式(10)，壓延材13之板厚的變化量△h係以下述之數式(11)表示。
數式(11)
根據數式(10)與數式(11)，壓延負荷之變化量△P係以下述之數式(12)表示。
根據數式(3)，板厚之變化量△h係以下述之數式(13)表示。
接下來，使用第5圖加以說明識別裝置。
第5圖係本發明之實施形態1之壓延機的板厚控制裝置的主要部分之方塊圖。
如第5圖所示，識別裝置係具備壓延常數識別裝置19、以及塑性係數識別裝置20。
壓延常數識別裝置19係根據壓延負荷實績變化量△PACT、輥間隙實績變化量△SACT、板厚實績變化量△hACT、以及輥旋轉角實績值ψ1，而計算壓延常數MID。壓延常數MID係輸入至計量器AGC16、及MMC17之壓延常數Mc。此時，壓延常數Mc亦有設為以藉由接觸輥(kiss roll)試驗等等其他之方法所識別之壓延常數MMES之情形。
塑性係數識別裝置20係根據壓延負荷實績變化量 △PACT、輥間隙實績變化量△SACT、輥旋轉角實績值φ2、以及經識別之壓延常數，而計算塑性係數QID。此時、經識別之壓延常數係由壓延常數MID或壓延常數MMES所選擇。塑性係數QID係輸入至計量器AGC16之塑性係數QC。
接下來，使用第6圖，加以說明計算壓延常數MID、及塑性係數QID之方法。
第6圖係利用本發明之實施形態1之壓延機的板厚控制裝置之壓延機的控制方塊圖之主要部分
在第6圖中，於第2圖之壓延過程14加入雜訊(noise)Nh，而觀測板厚實績變化量△hACT。
在第6圖中，壓延材之板厚的變化量△h係使用因受雜訊Nh之誤差e1並以下述數式(14)表示。
輥偏心擾動△SD係因受壓延輥之構造、壓延輥的研磨之精密度不良等而產生。例如，當在具有含油軸承(oil bearing)之支持輥中鍵槽受到自數百噸至數千噸之壓延負荷時，會使軸上下地移動。受到該移動，而使輥偏心擾動△SD產生。例如，在無鍵槽之壓延輥中，受熱膨脹之偏差等，而使輥偏心擾動△SD產生。
輥偏心擾動△SD係可視為與上側補強輥3a和下側補強輥3b之旋轉週期同步之週期性的擾動。壓延中，壓延速度會改變，因此，輥偏心擾動△SD的週期係隨時間而變化。輥偏心擾動△SD係對於上側工作輥2a、下側工作輥2b、上側補強輥3a、 及下側補強輥3b之旋轉角ψ1(0度~360度)以固定週期進行變化。
該情形，輥偏心擾動△SD係近似於k次之傅利葉級數。具體而言，輥偏心擾動△SD係以下述之數式(15)表示。
當將數式(14)變形，且使用數式(15)，即獲得下述之數式(16)。
數式(16)係表示於壓延材13之某時刻之每個變數之關係的數式，一般而言從壓延材13獲得複數個資料集，且每個資料集滿足數式(16)。藉由推定複數個最能夠滿足數式(16)之參數，即可獲得壓延常數M等之參數。
例如，對於1根壓延材13，而獲得N個的資料集之情形，壓延負荷實績變化量△PACT、輥間隙實績變化量△SACT、板厚量測值變化量△hACT、及輥旋轉角實績值ψ1係可分別獲得N個。
當將N個資料代入數式(16)，則獲得N個之聯立方程式。為彙集該等並加以記載，以下，定義以向量及矩陣表示之 變數。
△h-△S之資料集係設為：包含N個△hACT-△SACT之要素的行(column)向量Y1。〔△P I cos ψ1 sin ψ1…cos(k ψ1)sin(k ψ1)〕之資料集係設為：包含N個△PACT之要素的行向量、要素僅包含1之N列1行之矩陣INx1、包含根據N個ψ1之sin、cos之值的N列2k行之矩陣x1。在數式(16)之右邊第一項所顯示之〔1/M aS0 aS1 bS1…aSk bSk〕T設為行向量θ 1。
將該等彙集，則可獲得下述之數式(17)。在此，以向量E1表示因受雜訊之誤差e1的資料集。
數式(17)Y 1=X 1 θ 1+E 1 (17)
採用最佳化方法來解數式(17)。雖已提案有數個最佳化方法，惟在此顯示藉由最一般之最小平方法進行識別之例。
θ 1之最小平方解係以下述之數式(18)表示。
壓延常數識別裝置19係使用數式(18)來計算壓延常數MID。此時，壓延常數識別裝置19係用以對於板厚實績值變化量△hACT，補償因受壓延機座和板厚計12之間之搬運的延遲時間。藉由該補償，板厚實績值變化量△hACT係與壓延負荷實績變化量△PACT、及輥間隙實績變化量△SACT同步。
壓延常數M係高度依存於機殼1、上側工作輥2a、下側工作輥2b、上側補強輥3a、及下側補強輥3b之機械特性。因此，壓延常數MID係相對於每一壓延機座加以計算。
例如，儲存有壓延機座之資料，並令壓延常數識別為M〔1〕(已儲存，stored)(kN/mm)。獲得同一壓延機座之資料，且令壓延常數識別為M〔1〕(原始，raw)(kN/mm)。該情形，壓延常數識別裝置19係保存M〔1〕(原始)。在板厚控制中，係使用經平滑化之新的壓延常數。藉由平滑化，加以抑制因受資料之不一致的識別結果之不穩定化。新的壓延常數係以下述之數式(19)表示。
數式(19)M[1](要儲存，to be stored)=(1-a)*M[1](已儲存，stored)+a*M[1](原始，raw) (19)
在數式(19)中，a係平滑化增益。a係設定為由0至1為止之值。當令a增大，則使壓延常數M〔1〕(原始)易反映在新的壓延常數。
在剛更換上側工作輥2a、下側工作輥2b或上側補強輥3a、下側補強輥3b後之第1根壓延材13中，壓延常數亦會有與更換前之壓延常數些微相異之情形。因此，在剛更換後，壓延常數識別裝置19係提高M〔1〕(原始)的比率。該情形，新的壓延常數係使用大於a之平滑化增益A並以下述之數式(20)表示。
數式(20)M[1](要儲存，to be stored)=(1-A)*M[1](已儲存，stored)+A*M[1](原始,raw) (20)
從上側工作輥2a、下側工作輥2b或上側補強輥3a、下側補強輥3b之剛更換後起壓延數根壓延材13，直到資料穩定為止，亦可持續地使用A。該情形，使上側工作輥2a、下側工作輥2b或上側補強輥3a、下側補強輥3b之剛更換後的識別結果容易反映。
接下來，以下顯示識別塑性係數Q之方法。基本的概念，與以上所示之壓延常數M相同。
在第6圖中，壓延負荷之變化量△P係使用因受雜訊Nh之誤差e2並以下述之數式(21)表示。
當將數式(21)變形，即獲得下述之數式(22)。
此時，w係以下述之數式(23)定義。
屬於壓延材13為被壓延前之狀態之板坯(slab)時，該板坯係配置於未圖示之加熱爐內。在該加熱爐中，設置有未圖示之複數個滑件(skid)。複數個滑件係以大致等間隔方式配置。複數個滑件係用以支持板坏。複數個滑件之內部係以水加以冷卻。因此，在板坏上，與滑件接觸之部分的溫度下降。該部分係稱為滑動痕(skid mark)。
壓延負荷擾動△PD係可視為與滑動痕同步之週期性的擾動。壓延中，壓延速度會改變，因此，壓延負荷擾動△PD的週期係隨時間而變化。壓延負荷擾動△PD係對於上側工作輥2a、 下側工作輥2b、上側補強輥3a、以及下側補強輥3b之旋轉角ψ2(0度~360度)而以固定週期變化。
該情形，w係近似於k次之傅利葉級數。具體而言，w係以下述之數式(24)表示。
當將數式(22)變形，且使用數式(23)、數式(24)，即可獲得下述之數式(25)。
將從壓延材13所獲得之N個資料代入數式(25)，則獲得N個之聯立方程式。為彙集該等並加以記載，以下，定義以向量及矩陣表示之變數。
△P 資料集係設為：包含△PACT之的行向量Y2。〔△S I cos ψ2 sin ψ2…cos(k ψ2)sin(k ψ2)〕之資料集係設為：N個△SACT之的行向量、要素僅包含1之N列1行之矩陣INx1、包含根據N個ψ2之sin、cos之值的N列2k行之矩陣x2。在數式(25)之右邊第一項所顯示之〔-MQ/(M+Q)aw0 aw1 bw1…awk bwk〕T設為行向量θ 2。
將該等彙集，則可獲得下述之數式(26)。在此，以向量E2表示因受雜訊之誤差e2的資料集。
數式(26)Y 2=X 2 θ 2+E 2 (26)
與數式(17)同樣地，藉由最小平方法來解數式(26)。θ 2之最小平方解係以下述之數式(27)表示。
塑性係數識別裝置20係使用數式(27)來計算塑性係數QID。此時，壓延常數M係由壓延常數MID或者壓延常數MMES選擇。
塑性係數Q的識別係在儲存有某數量之資料之時機(timing)實施。塑性係數識別裝置20係將壓延機座編號、鋼種、板厚分類、溫度範圍作為分類指標，而具有塑性係數之表格。表格之1個1個的儲存格(cell)係稱為批次(lot)。各批次中，係使以下之(A)至(D)的資訊賦予關連性。
(A)相當於該儲存格之壓延材13的根數
(B)各壓延材13之ID編號和壓延日期時間
(C)在各材料所獲得之塑性係數之識別所需的資料
(D)前次識別之壓延材13的ID編號
塑性係數識別裝置20係使用(A)至(D)之資訊並在以下之時機(a)或者時機(b)計算塑性係數QID。
(a)於儲存有一定數量以上之新設資料之時點計算塑性係數QID。
(b)每當抽出於一批次所含之壓延材13的資料，將該批次之資料作為對象而計算塑性係數QID。
時機(a)之情形，工程師亦可視儲存之資料數量，而適當判斷。亦可當達到某資料數量以上自動地計算塑性係數QID。
時機(b)之情形，使資料儲存於某批次(壓延機座、鋼種、板厚分類、溫度範圍)，並令塑性係數識別為Q〔1、2、3、4〕(已儲存)(kN/mm)。獲得與該批次相同條件之壓延材13的資料，且令塑性係數識別為Q〔1、2、3、4〕(原始)(kN/mm)。塑性係數識別裝置20係將經平滑化之新的塑性係數保存在該批次。在板厚控制中，係使用經平滑化之新的塑性係數。藉由平滑化，加以抑制因受資料之不一致的識別結果之不穩定化。新的塑性係數係以下述之數式(28)表示。
數式(28)Q[1,2,3,4](要儲存，to be stored)=(1-b)*Q[1,2,3,4](已儲存，stored)+b*Q[1,2,3,4](原始，raw) (28)
在數式(28)中，b係平滑化增益。b係設定為由0至1為止之值。當令b增大，則使塑性係數Q〔1、2、3、4〕(原始)易反映在新的壓延常數
平滑化亦可適用於時機(a)之情形。亦會有適用與數式(28)相異之平滑化之情形。
接下來，使用第7圖加以說明塑性係數Q之表格。
第7圖係用以說明本發明之實施形態1之壓延機的板厚控制裝置之塑性係數識別裝置所具有之塑性係數之表格之圖。
在第7圖中，若指定壓延機座、鋼種、板厚分類、溫度範圍，則僅指定1個批次。結果，該批次，係與其他批次被 區別。
接下來，使用第8圖、及第9圖加以說明壓延常數MID、及塑性係數QID的有效性。
第8圖係用以說明由本發明之實施形態1之壓延機的板厚控制裝置之輥偏心擾動之推定結果之圖。第9圖係用以說明由本發明之實施形態1之壓延機的板厚控制裝置之壓延負荷擾動之推定結果之圖。
如第8圖所示，輥偏心擾動之推定值係與實際之擾動之值大致一致。如第9圖所示，壓延負荷擾動之推定值係與實際之擾動之值大致一致。因此，壓延常數MID、及塑性係數QID係正確地進行計算。
根據以上所說明之實施形態1，塑性係數識別裝置20係根據操作對象之壓延機座之壓延負荷實績值、輥間隙實績值、及壓延常數來識別壓延材13之塑性係數。因此，能夠正確地識別壓延材13之塑性係數。
此外，壓延常數識別裝置19係根據控制對象之壓延機座之壓延負荷實績值、輥間隙實績值、以及於該壓延機座之下游側之壓延材的板厚來識別該壓延機座之壓延常數。因此，能夠正確地識別該壓延機座之壓延常數。
此外，壓延常數識別裝置19係根據該壓延機座之壓延輥之旋轉位置來識別該壓延機座之壓延常數。具體而言，壓延常數識別裝置19係使用數式(18)來計算壓延常數。因此，能夠更正確地識別該壓延機座之壓延常數。
此外，壓延常數識別裝置19係對於壓延機座，於每 次獲得1根壓延材13之資料即識別壓延常數，且與過去所識別之壓延常數平滑化。壓延機座之壓延輥被更換時，壓延常數識別裝置19係將使用最新之識別資料的比率較通常提高。因此，能夠更正確地識別該壓延機座之壓延常數。
此外，塑性係數識別裝置20係根據藉由接觸輥試驗所求得之壓延常數來識別壓延材13之塑性係數。因此，能夠更正確地識別壓延材13之塑性係數。
此外，塑性係數識別裝置20係根據該壓延機座之壓延輥之旋轉位置來識別壓延材13之塑性係數。具體而言，塑性係數識別裝置20係使用數式(26)來計算塑性係數。因此，能夠更正確地識別壓延材13之塑性係數。
此外，塑性係數識別裝置20係使用預先抽出之資料來識別壓延材13之塑性係數。因此，能夠使用過去之資料來計算壓延材13之塑性係數。
此外，塑性係數識別裝置20係當資料儲存在以相同或類似之鋼種、板厚、及壓延溫度範圍所分類之每一批次達預先設定之數量時，識別壓延材13之塑性係數。因此，能夠更正確地計算壓延材13之塑性係數。
此外，塑性係數識別裝置20係當每次資料儲存在以相同或類似之鋼種、板厚、及壓延溫度範圍所分類之批次，即識別壓延材13之塑性係數。因此，能夠藉由最新的資料修正壓延材13之塑性係數。
另外，於該壓延機座之下游側未設置有板厚計12時，亦可使用質量流量恆定定律求得於壓延機座之出口側之壓延 材13的板厚。質量流量恆定定律係以下述之數式(29)表示。
數式(29)h X V X =h i (1+f i )V Ri (29)
在數式(29)中，下標字x係對應於假設設置板厚計12時之板厚計12的正下方的位置。下標字I係對應該壓延機座編號。h係為壓延材13的板厚。V係為壓延材13的速度。f係為前進率。前進率f係由壓延模型所計算。VRi係由壓延機座之壓延輥的圓周速率所量測。
實施形態2
第10圖係本發明之實施形態2之壓延機的板厚控制裝置之控制方塊圖的主要部分。另外，與實施形態1相同或相當部分係附加相同符號並省略說明。
實施形態2之板厚控制器9係使用經識別之輥偏心擾動△SD使控制性能提升。具體而言，輥間隙操作手段10係朝與經識別之輥偏心擾動△SD相反方向調整輥間隙。藉由該調整，使輥偏心擾動被消除。
實際上，於壓延輥之位置的特定會有誤差、或油壓壓下裝置的應答會有落後。因此，當100%補償輥偏心擾動時，會產生控制之振盪等的缺失。故此，導入有調整增益KSD。
在第10圖中，對經推定之輥偏心擾動△SD，乘以調整增益KSD，來計算輥偏心補償量△SD REF。輥偏心補償量△SD REF係加上輥間隙指令值△SSET。
根據以上所說明之實施形態2，輥間隙操作手段10係以降低輥偏心擾動的影響之方式，調整壓延機座的輥間隙。因 此，能夠精密度優越地控制壓延材13之板厚。
另外，亦可將實施形態1及2之板厚控制裝置適用於四重式軋機以外之軋機。例如，亦可將該板厚控制裝置適用於以上側工作輥2a及下側工作輥2b所構成之2重式軋機。此外，亦可將該板厚控制裝置適用於在四重式軋機付加中間輥的六重式軋機。
(產業上之可利用性)
如上所述，本發明之壓延機的板厚控制裝置係可利用於正確地識別壓延材之塑性係數之時。
14‧‧‧壓延過程
14a‧‧‧第1影響係數
14b‧‧‧第2影響係數
15‧‧‧監測AGC
16‧‧‧計量器AGC
16a‧‧‧第2控制區塊
16b‧‧‧PI控制器
16c‧‧‧補償增益
17‧‧‧MMC(Mill Modulus Control；壓延常數可變控制)
17a‧‧‧第3控制區塊
17b‧‧‧油壓壓下應答
18‧‧‧第1控制區塊
hGM REF‧‧‧板厚目標變更量
△SSET‧‧‧輥間隙指令值
△PACT‧‧‧壓延負荷實績變化量

Claims (13)

  1. 一種壓延機的板厚控制裝置，係具備：塑性係數識別裝置，根據操作對象之壓延機座的壓延負荷實績值、輥間隙實績值、及壓延常數，識別用以表示壓延材之硬度的塑性係數。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之壓延機的板厚控制裝置，具備：壓延常數識別裝置，根據前述壓延機座之壓延負荷實績值、輥間隙實績值、及於該壓延機座之下游側之壓延材的板厚，識別前述壓延機座的壓延常數；其中，前述塑性係數識別裝置，係根據藉由前述壓延常數識別裝置所識別之壓延常數而識別前述塑性係數。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之壓延機的板厚控制裝置，其中，前述壓延常數識別裝置係根據使用了於前述壓延機座之下游側之壓延材的搬運速度與前述壓延機座之壓延輥的旋轉速度之質量流量恆定定律，計算於前述壓延機座之下游側之壓延材的板厚。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之壓延機的板厚控制裝置，其中，前述壓延常數識別裝置係根據前述壓延機座之壓延輥的旋轉位置，識別前述壓延機座的壓延常數。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之壓延機的板厚控制裝置，其中，前述壓延常數識別裝置係對於前述壓延機座之下游側之壓延材的板厚，補償從該壓延機座至前述板厚計為止的搬運時間並求得板厚量測值變化量，且根據從前述壓延機座之輥間隙之穩定值算起的變化量求得輥間隙實績變化量，且根據前述壓延機 座之壓延負荷量測值與預先設定之值的偏差求得壓延負荷實績變化量，並對包含前述板厚量測值變化量、前述輥間隙實績變化量、前述壓延負荷實績變化量、前述壓延輥之旋轉位置、及前述壓延常數的數式適用最佳化手法識別前述壓延常數。
  6. 如申請專利範圍第2項至第5項中任一項所述之壓延機的板厚控制裝置，其中，前述壓延常數識別裝置係對於前述壓延機座，於每次獲得1根壓延材之資料時即識別前述壓延機座的壓延常數，並與過去之壓延常數平滑化，使前述壓延機座之壓延輥被更換時使用最新之識別資料的比率較通常提高。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之壓延機的板厚控制裝置，其中，前述塑性係數識別裝置係根據藉由接觸輥試驗所求得之壓延常數識別前述壓延材的塑性係數。
  8. 如申請專利範圍第1項或第7項所述之壓延機的板厚控制裝置，其中，前述塑性係數識別裝置係根據前述壓延機座之壓延輥之旋轉位置，識別前述壓延材的塑性係數。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之壓延機的板厚控制裝置，其中，前述塑性係數識別裝置係根據前述壓延機座之壓延負荷量測值與預先設定之值之偏差求得壓延負荷實績變化量，且根據從前述壓延機座之輥間隙之穩定值算起的變化量求得輥間隙實績變化量，並對含有前述壓延負荷實績變化量、前述輥間隙實績變化量、前述壓延輥之旋轉位置、前述壓延常數、及前述塑性係數的數式適用最佳化手法而識別前述壓延材的塑性係數。
  10. 如申請專利範圍第1項或第7項所述之壓延機的板厚控制裝置，其中，前述塑性係數識別裝置係使用預先抽出之資料而識 別前述壓延材之塑性係數。
  11. 如申請專利範圍第1項或第7項所述之壓延機的板厚控制裝置，其中，前述塑性係數識別裝置當資料依以相同或類似之鋼種、板厚、及壓延溫度範圍所分類之每一批次儲存達預先設定之數量時，識別前述壓延材之塑性係數。
  12. 如申請專利範圍第1項或第7項所述之壓延機的板厚控制裝置，其中，前述塑性係數識別裝置係當每次針對以相同或類似之鋼種、板厚、及壓延溫度範圍所分類之批次儲存資料時，即識別前述壓延材之塑性係數。
  13. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之壓延機的板厚控制裝置，具備有輥間隙操作手段，其係推定起因於前述壓延機座之壓延輥之偏心的輥偏心擾動，且以降低該輥偏心擾動之影響的方式，調整前述壓延機座之輥間隙。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI670124B (zh) * 2018-11-12 2019-09-01 中國鋼鐵股份有限公司 鋼帶厚度控制方法
TWI749517B (zh) * 2019-10-30 2021-12-11 日商東芝三菱電機產業系統股份有限公司 直列式壓延機的板厚規格計算方法及壓延設備

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106984651B (zh) * 2017-05-26 2019-03-01 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 一种提高轧件厚度控制精度的在线控制系统
CN107363105B (zh) * 2017-07-20 2018-12-14 首钢集团有限公司 一种热轧卷头部厚度的控制方法及装置
JP6780786B2 (ja) * 2017-09-13 2020-11-04 東芝三菱電機産業システム株式会社 圧延ラインの数学モデル算出装置および制御装置
EP3919196B1 (en) * 2019-08-28 2023-05-10 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation Roll state monitor device

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5919016A (ja) * 1982-07-21 1984-01-31 Kobe Steel Ltd 油圧圧下式圧延機における板厚制御方法
JPS6142412A (ja) * 1984-08-07 1986-02-28 Nippon Steel Corp 自動板厚制御装置
JP2002011508A (ja) * 2000-06-30 2002-01-15 Topy Ind Ltd 材料塑性係数の演算補正機能を具備した板厚制御方法および装置
JP4907311B2 (ja) 2006-11-24 2012-03-28 新日本製鐵株式会社 タンデム式圧延機の板厚制御装置
JP5071376B2 (ja) * 2007-01-22 2012-11-14 東芝三菱電機産業システム株式会社 板厚制御装置
JPWO2009037766A1 (ja) * 2007-09-20 2011-01-06 東芝三菱電機産業システム株式会社 板厚制御装置
WO2011132273A1 (ja) * 2010-04-21 2011-10-27 東芝三菱電機産業システム株式会社 板厚制御装置、板厚制御方法、板厚制御プログラム
US9242283B2 (en) * 2010-11-22 2016-01-26 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation Control apparatus of rolling mill

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI670124B (zh) * 2018-11-12 2019-09-01 中國鋼鐵股份有限公司 鋼帶厚度控制方法
TWI749517B (zh) * 2019-10-30 2021-12-11 日商東芝三菱電機產業系統股份有限公司 直列式壓延機的板厚規格計算方法及壓延設備

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