TW202045272A - 板厚控制裝置及板厚控制方法 - Google Patents

板厚控制裝置及板厚控制方法 Download PDF

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Abstract

板厚控制裝置係進行具備壓延機座之熱軋壓延機的板厚控制的板厚控制裝置。板厚控制裝置係具備：溫度計，係配置於壓延機座的入口側；差分演算部，係輸出溫度計所量測之被壓延板之追蹤溫度與溫度計所量測之被壓延板的前端部以外之量測值的差分溫度；追蹤部，係根據被壓延板的板速度，傳送自溫度計的位置起至壓延機座的正下方為止的差分溫度；以及算出部，係根據由追蹤部所傳達之差分溫度來算出壓延機座的壓下量。算出部亦可包含：比例微分控制部，係對差分溫度施予比例微分控制；以及壓下量演算部，係根據比例微分控制部的輸出值來算出壓下量。

Description

板厚控制裝置及板厚控制方法
本申請案係關於一種板厚控制裝置及板厚控制方法。
已知一種板厚控制裝置，例如日本特開2007-75850號公報所揭示，改良成抑制溫差痕跡(skid mark)的板厚偏差。此公報所揭示的技術係對板厚計的板厚資料施以濾波處理(filter)，藉此抽出溫差痕跡部分的成分。藉由使用此抽出的板厚變化，進行抑制溫差痕跡所致的板厚偏差之控制。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2007-75850號公報。
熱軋精加工板厚控制技術中，可考慮藉由計量器厚度自動控制(Automatic Gap Control；AGC)或前饋AGC等來抑制溫差痕跡所致的板厚偏差。計量器AGC係檢測壓延荷重的變化以檢測壓延機的入口側的板厚的變化，並對應於檢測出的此荷重的變化來調整輥的壓下量的方法。前饋AGC係利用設於壓延機入口側的板厚計來檢測板厚變化，且根據被壓延材的速度檢測出板厚變化到達至壓延機位置而調整壓延機的壓下量的方法。
日本特開2007-75850號公報中係使用板厚計。板厚計係設置於控制對象壓延機座與其前段壓延機座之間，對板厚計而言，此設置位置為惡劣環境。由於板厚計設置於惡劣環境下，板厚計容易磨耗，也會有板厚計突然故障的疑慮。由於有上述之情事，所以從在AGC使用的觀點，會有板厚計可靠性較低的問題。
而且，板厚計係價格昂貴，且維護亦耗費成本。因此，也會有不使用板厚計且不使用前饋AGC的情形。此種事例中，不能以採用板厚計的前饋AGC來抑制溫差痕跡板厚變動。
另一方面，計量計AGC中，若荷重反饋不穩定時，就不能提升計量器AGC的增益。計量器AGC係對應於荷重變化來調整輥的壓下量。造成荷重反饋不穩定的主因，可舉例如荷重檢測用荷重元(load cell)有大量雜訊、以未有荷重元的油壓式壓力傳感器(Pressure Transducer；PT)來檢測荷重等的情形。如此的情形下，無法提升計量器AGC的增益，因此會有無法利用計量器AGC消除肇因於溫差痕跡所致的板厚變動的問題。
如上所述，以往的溫差痕跡板厚變動抑制技術尚有多數實用上的問題點而尚有改善的餘地。
本發明係為了解決上述課題而研創者，目的在於提供一種可抑制溫差痕跡所致之板厚變動之嶄新的板厚控制裝置及板厚控制方法。
本申請之第一型態的板厚控制裝置係進行具備壓延機座之熱軋壓延機的板厚控制，
該板厚控制裝置係具備：
溫度計，係配置於前述壓延機座的入口側；
差分演算部，係輸出前述溫度計所量測之被壓延板之追蹤溫度與前述溫度計所量測之前述被壓延板的前端部以外之量測值的差分溫度；
追蹤部，係根據前述被壓延板的板速度，傳送自前述溫度計的位置起至前述壓延機座的正下方為止的前述差分溫度；以及
算出部，係根據由前述追蹤部所傳達之前述差分溫度來算出前述壓延機座的壓下量；
前記算出部係包含：
控制部，係對前述差分溫度至少施予微分控制；以及
壓下量演算部，係根據前述控制部的輸出值來算出前述壓下量。
本申請之第二型態的板厚控制裝置係進行具備壓延機座之熱軋壓延機的板厚控制，
該板厚控制裝置係具備：
溫差痕跡檢出部，係根據配置於前述壓延機座之入口側的溫度計的量測值，檢測出顯示被前述壓延機座壓延之被壓延板所包含之溫差痕跡的位置的溫度資訊；
追蹤部，係根據前述被壓延板的板速度，傳送至前述壓延機座的正下方為止的前述溫度資訊；以及
算出部，係根據前述追蹤部所傳送的前述溫度資訊，算出前述壓延機座的壓下量，決定前述壓延機座施予前述溫差痕跡的荷重；
前記算出部係包含：
控制部，係對前述溫度資訊至少施予微分控制；以及
壓下量演算部，係根據前述控制部的輸出值來決定施予前述溫差痕跡的前述荷重。
本申請之板厚控制方法係具備：
取得配置於熱軋壓延機之壓延機座的入口側之溫度計的量測值之步驟；
輸出前述溫度計所量測之被壓延板之追蹤溫度與前述溫度計所量測之前述被壓延板的前端部以外之量測值的差分溫度之步驟；
根據前述被壓延板的板速度，傳送自前述溫度計的位置起至前述壓延機座的正下方為止的前述差分溫度之步驟；以及
對所傳送之前述差分溫度至少施予微分控制，並且根據經施予前述微分控制的前述差分溫度，算出前述壓延機座的壓下量之步驟。
本申請之板厚控制方法係具備：
根據配置於熱軋壓延機的壓延機座之入口側的溫度計的量測值，檢測出顯示被前述壓延機座壓延之被壓延板所包含之溫差痕跡的位置的溫度資訊之步驟；
根據前述被壓延板的板速度，傳送至前述壓延機座的正下方為止的前述溫度資訊之步驟；以及
對所傳送之前述溫度資訊至少施予微分控制，並且根據經施予前述微分控制的前述溫度資訊來算出前述壓延機座的壓下量，決定前述壓延機座施予前述溫差痕跡的荷重之步驟。
根據本申請，可藉由追蹤溫度計所取得的差分溫度資訊來實施根據被壓延板的溫度偏差的前饋控制。藉此，可抑制溫差痕跡所致的板厚變動。
1:熱軋壓延機
2:壓下裝置
2a:油壓調整裝置
3:油壓PT(Pressure Transducer)
4:電動機
11:板厚計
19:前段板厚控制裝置
20:板厚控制裝置
20a:溫度計
22:壓下控制部
30:控制演算部
31:一階滯後濾波部
32:追蹤溫度取得部
33:差分演算部
34:第一增益部
35:追蹤部
36:比例微分控制部
37:第二增益部
38:加算部
39:第三增益部
40:壓下量演算部
41:算出部
42:溫差痕跡檢出部
F1:壓延機座(最前頭壓延機座)
F2至F6:壓延機座(中間壓延機座)
F7:壓延機座(最後壓延機座)
TLO:追蹤溫度
△S:壓下量(輥間距變化量)
△T:差分溫度
G1:第一增益
G2:第二增益
G3:第三增益
h:板厚
T:輸出信號
第1圖係顯示搭載有實施型態之板厚控制裝置的熱軋壓延機的構成之圖。
第2圖係實施型態之板厚控制裝置具備的控制演算部的控制方塊圖。
本實施型態係關於熱軋壓延機1的板厚控制技術，此熱軋壓延機1係構築為連續配置複數台壓延機座F1至F7，且利用該等壓延機座F1至F7依序壓延經加熱的鋼板等。
第1圖係顯示搭載有實施型態之板厚控制裝置20的熱軋壓延機1的構成之圖。熱軋壓延機1係具備：複數台壓延機座F1至F7、複數台壓下裝置2、複數台油壓調整裝置2a、複數台油壓PT3、複數台電動機4、以及板厚計11。
熱軋壓延機1係前後排列(tandem)地配置複數台壓延機座F1至F7的熱精軋壓延機。複數台壓延機座F1至F7係包含：最前頭壓延機座F1、中間壓延機座F2至F6、以及最後壓延機座F7。實施型態之板厚控制裝置20係進行最後壓延機座F7的板厚控制。
壓下裝置2為設於各壓延機座之油壓驅動式的壓下裝置。壓下裝置2係包含未圖示的油壓缸及儲油槽等。油壓調整裝置2a係包含調整壓下裝置2之油壓的閥部。
油壓PT3係根據驅動壓下裝置2的油壓來量測荷重的壓力傳感器(Pressure Transducer；PT)。油壓PT3為油壓感測器，亦為檢測各壓延機座之荷重的荷重檢出器。
電動機4係用以使各壓延機座的輥旋轉。板厚計11係配置於熱軋壓延機1的出口側。板厚計11可量測以熱軋壓延機1壓延之被壓延材的厚度。
板厚控制裝置20係具備：溫度計20a、壓下控制部22、及控制演算部30。板厚控制裝置20可控制油壓調整裝置2a以控制壓下裝置 2的壓下量。其中，壓下裝置2的壓下量係設為輥間距變化量△S，以下亦簡稱為「壓下量△S」。
溫度計20a為板厚控制裝置20的構成要素之一。溫度計20a係配置於最後壓延機座F7的入口側，具體而言，配置於最後壓延機座F7與其前段的壓延機座F6之間。
壓下控制部22係接收來自板厚計11的輸出信號之板厚h、來自控制演算部30的輸出信號、以及來自油壓PT3的荷重檢出信號。壓下控制部22係根據該等接收新號，產生用以控制油壓調整裝置2a的控制信號。控制演算部30係容後使用第2圖來敘述。
最前頭壓延機座F1與中間壓延機座F2至F6的控制裝置係使用前段板厚控制裝置19。前段板厚控制裝置19係板厚控制裝置20中省略了控制演算部30者，除此之外，前段板厚控制裝置19與板厚控制裝置20為具備同樣的構成者。
第2圖係實施型態之板厚控制裝置20具備的控制演算部30的電路方塊圖。如第2圖所示，控制演算部30係具備：一階滯後濾波部31、追蹤溫度(Lock-on temperature)取得部32、差分演算部33、第一增益部34、追蹤部35、及算出部41。
一階滯後濾波部31係對溫度計20a的輸出信號施予預先設定的一階滯後演算。
追蹤溫度取得部32係根據溫度計20a的輸出信號T，取得溫度計20a所量測之被壓延板的追蹤溫度TLO。「追蹤溫度TLO」係指被壓延材之前端附近部位的溫度。此追蹤溫度TLO可用來作為用以檢測出溫差 痕跡的基準溫度。能夠以被壓延材之前端的溫度作為追蹤溫度TLO，亦能夠以距被壓延材之前端些許內側之部位的溫度作為追蹤溫度TLO。
差分演算部33係接受來自一階滯後濾波部31的輸出信號、及來自追蹤溫度取得部32的追蹤溫度TLO。來自一階滯後濾波部31的輸出信號係包含溫度計20a量測到之「被壓延板之前端部以外的溫度量測值」。差分演算部33係輸出差分溫度△T。差分溫度△T係追蹤溫度TLO與「被壓延板之前端部以外的溫度量測值」的差分。
第一增益部34係接受來自差分演算部33的輸出。第一增益部34係對差分演算部33所輸出之差分溫度△T乘以預定的第一增益G1。以下說明中，為簡化說明，除需要特別區分之外，就乘以第一增益G1的差分溫度△T亦簡稱為「差分溫度△T」。
追蹤部35係接受來自第一增益部34的輸出。追蹤部35係根據被壓延板的板速度，傳送從溫度計20a的位置起至最後壓延機座F7之正下方為止的差分溫度△T。板速度的檢測方法可使用習知的各種技術故省略說明。例如，可設置板速度計(未圖示)來偵測板速度，亦可由電動機4的旋轉速度等來偵測板速度。
算出部41係根據由追蹤部35所傳達的差分溫度△T，算出最後壓延機座F7的壓下量△S。具體而言，算出部41係包含：比例微分控制部36、第二增益部37、第三增益部39、加算部38、以及壓下量演算部40。
比例微分控制部36係對差分溫度△T施予比例微分控制(PD控制)。藉由比例微分控制部36，可對於至控制對象的壓延機座F7正下方 為止所追蹤的溫度偏差(差分溫度△T)，施予比例控制(P控制)及相位超前補償(D控制)雙方。
第二增益部37係對比例微分控制部36的輸出乘以第二增益G2。第三增益部39係對追蹤部35的輸出乘以第三增益G3。加算部38係加算第二增益部37的輸出與第三增益部39的輸出。
壓下量演算部40係根據比例微分控制部36的輸出值及壓延參數來算出壓下量△S。壓延參數係包含壓延常數M及塑性係數Q。
如以上說明，根據實施型態，可追蹤溫度計20a所取得的差分溫度△T以實施根據被壓延板的溫度偏差的前饋控制。藉此，可抑制溫度痕跡所致的板厚變動。亦即，實施型態之板厚控制裝置20可對於追蹤部35追蹤至壓延機座F7正下方為止的差分溫度△T施予相位超前補償(D控制)與比例控制(P控制)雙方，而高精確度地控制屬於控制對象之最後壓延機座F7的壓下量。可使用算出部41所算出的壓下量△S高精確度地抑制溫差痕跡所致的板厚變動並且亦加算其他的AGC，藉以使出口側板厚收斂至目標板厚。
根據實施型態所提供之較佳型態，壓下控制部22係根據油壓PT3所量測的油壓與算出部41所算出的壓下量△S來控制壓下裝置2。根據油壓PT3來算出壓下量△S時，會有控制精確度相較於使用荷重元來算出壓下量△S時還差的缺點。對此，算出部41根據追蹤部35所追蹤之差分溫度△T來決定壓下量△S，藉此可抑制板厚控制精確度降低。
實施型態中，熱軋壓延機1係不包含檢測壓延機座F1至F7之荷重的荷重元。盡管如此，不僅是油壓PT3的荷重檢出信號，追蹤部35 所追蹤的差分溫度△T也被算入壓下量△S的計算中，所以可充分抑制溫差痕跡的板厚變動。藉此，即便無荷重元亦可抑制溫差痕跡的板厚變動，所以可省略裝置昂貴的荷重元。即使未設置作為各壓延機座F1至F7之荷重檢出器的荷重元，而且油壓PT(Pressure Transducer)等之荷重檢測呈不穩定的情形，板厚控制裝置20亦可使壓延機座出口側板厚向目標板厚收縮。另外，即使是設置有荷重元的熱軋壓延機1，亦可適用本實施型態之板厚控制裝置20。
根據實施型態所提供之較佳型態，可設置比例微分控制部36。藉此，可施予比例控制(P控制)且亦施予由微分控制(D控制)所進行的相位超前補償，可高精確度地抑制肇因為溫差痕跡所致的板厚偏差。
其中，實施型態之追蹤溫度取得部32與差分演算部33係相當於「溫差痕跡檢出部42」。溫差痕跡檢出部42可根據溫度計20a的量測值，檢測出顯示被壓延板所包含之溫差痕跡的位置的溫度資訊(亦即差分溫度△T)。算出部41可根據追蹤部35所傳送的溫度資訊(差分溫度△T)，算出最後壓延機座F7的壓下量△S，決定最後壓延機座F7施加於溫差痕跡的荷重。
溫度計20a取得顯示溫差痕跡的位置的溫度資訊，並且可根據此溫度資訊的追蹤識別出溫差痕跡已到達最後壓延機座F7正下方。藉此，可正確地算出壓下量△S，以使最後壓延機座F7對溫差痕跡施予適當的荷重。
另外，第2圖所記載之控制演算部30可利用類比電路與數位電路中之任一者來構築，或者可利用專用處理裝置的型態來構築，亦可 利用包含CPU與記憶體之泛用演算電路的型態來構築。上述之各「…部」之構成要素，亦可解讀為「…方塊」，以軟體功能方塊來提供。
另外，實施型態中，僅於最後壓延機座F7適用實施型態之板厚控制裝置20，惟，就變形例而言，亦可對於壓延機座F1至F6，在其入口側設置溫度計20a而適用板厚控制裝置20。
另外，實施型態中，說明了具有複數台壓延機座F1至F7的熱軋壓延機1，惟，亦可變形為熱軋壓延機1僅具有一段的壓延機座F7。此時，亦可獲得在荷重檢測呈不穩定的情形下，可使用溫度計20a的溫度資訊來提升板厚精確度的優點。
另外，實施型態之板厚控制裝置亦可將各控制處理步驟化，以提供「熱軋壓延機的板厚控制方法」。對於既設之熱軋壓延機所具有的板厚控制裝置事後追加板厚控制裝置20的各功能(參照第2圖)，亦成為實施型態之板厚控制方法的實施，事後的追加即相當於製造實施型態之板厚控制裝置20的行為。
1:熱軋壓延機
2:壓下裝置
2a:油壓調整裝置
3:油壓PT(Pressure Transducer)
4:電動機
11:板厚計
19:前段板厚控制裝置
20:板厚控制裝置
20a:溫度計
22:壓下控制部
30:控制演算部
F1:壓延機座(最前頭壓延機座)
F2至F6:壓延機座(中間壓延機座)
F7:壓延機座(最後壓延機座)
h:板厚
T:輸出信號

Claims (7)

  1. 一種板厚控制裝置，係進行具備壓延機座之熱軋壓延機的板厚控制，該板厚控制裝置係具備：
    溫度計，係配置於前述壓延機座的入口側；
    差分演算部，係輸出前述溫度計所量測之被壓延板之追蹤溫度與前述溫度計所量測之前述被壓延板的前端部以外之量測值的差分溫度；
    追蹤部，係根據前述被壓延板的板速度，傳送自前述溫度計的位置起至前述壓延機座的正下方為止的前述差分溫度；以及
    算出部，係根據由前述追蹤部所傳達之前述差分溫度來算出前述壓延機座的壓下量；
    前記算出部係包含：
    控制部，係對前述差分溫度至少施予微分控制；以及
    壓下量演算部，係根據前述控制部的輸出值來算出前述壓下量。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之板厚控制裝置，其中，前述壓延機座係具備；油壓式的壓下裝置及量測前述壓下裝置之油壓的油壓感測器；
    且該板厚控制裝置係具備：
    壓下控制部，係根據前述油壓感測器所量測之油壓及前述算出部所算出之前述壓下量來控制前述壓下裝置。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之板厚控制裝置，其中，前述熱軋壓延機係不包含檢測前述壓延機座之荷重的荷重元。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之板厚控制裝置，其中，前述控制部係構築為不包含對前述差分溫度施予積分控制的積分控制部。
  5. 一種板厚控制裝置，係進行具備壓延機座之熱軋壓延機的板厚控制，該板厚控制裝置係具備：
    溫差痕跡檢出部，係根據配置於前述壓延機座之入口側的溫度計的量測值，檢測出顯示被前述壓延機座壓延之被壓延板所包含之溫差痕跡的位置的溫度資訊；
    追蹤部，係根據前述被壓延板的板速度，傳送至前述壓延機座的正下方為止的前述溫度資訊；以及
    算出部，係根據前述追蹤部所傳送的前述溫度資訊，算出前述壓延機座的壓下量，決定前述壓延機座施予前述溫差痕跡的荷重；
    前記算出部係包含：
    控制部，係對前述溫度資訊至少施予微分控制；以及
    壓下量演算部，係根據前述控制部的輸出值來決定施予前述溫差痕跡的前述荷重。
  6. 一種板厚制御方法，係具備：
    取得配置於熱軋壓延機之壓延機座的入口側之溫度計的量測值之步驟；
    輸出前述溫度計所量測之被壓延板之追蹤溫度與前述溫度計所量測之前述被壓延板的前端部以外之量測值的差分溫度之步驟；
    根據前述被壓延板的板速度，傳送自前述溫度計的位置起至前述壓延機座的正下方為止的前述差分溫度之步驟；以及
    對所傳送之前述差分溫度至少施予微分控制，並且根據經施予前述微分控制的前述差分溫度，算出前述壓延機座的壓下量之步驟。
  7. 一種板厚制御方法，係具備：
    根據配置於熱軋壓延機的壓延機座之入口側的溫度計的量測值，檢測出顯示被前述壓延機座壓延之被壓延板所包含之溫差痕跡的位置的溫度資訊之步驟；
    根據前述被壓延板的板速度，傳送至前述壓延機座的正下方為止的前述溫度資訊之步驟；以及
    對所傳送之前述溫度資訊至少施予微分控制，並且根據經施予前述微分控制的前述溫度資訊來算出前述壓延機座的壓下量，決定前述壓延機座施予前述溫差痕跡的荷重之步驟。
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