TW408042B - Plate feeding speed controlling apparatus for tandem rolling mill - Google Patents

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經濟部智慧財產局貝工消费合作社印架 408042 A7 __ B7 五、發明說明（1 ) .發明之背景 發明領域 本發明係有關於一種供串聯壓延機用之板饋送速率控 制裝置。 相關背景技術 在一墊串聯壓延機中，在壓力輥與一壓延機速度目標 値之間的一間隙目標値，均考慮到壓力材料之特徵以及壓 延之條件來計算，以獲致所需要之板厚度，所需要之板寬 度與所需要之壓延材料溫度，並均將之設定爲一初値。這 些過程均由設定/計算功能所實施。 參照圖4 ’將說明在一串聯壓延機內之傳統設定/計 算功能之外形。一壓延材料1順序的通過被以串聯放置之 一系列壓延機架2a' 2b、2c、......、2n饋入， 且進行壓延過程。壓延機架2 a _ 2 n均設有輥子間隙調 整器3a、 3b、 3c， ......、3〇。壓延機架23- 2 η之壓力輥子均由個別的電動機4 a、4 b、4 c、.. ·_·'、4 η所旋轉地驅動。電動機4 a — 4 η之速度均由 速度控制器（ASR) 5a、5b、5c、......、5n 所控制’以獲致壓延機之預定速度。供控制一內機架壓延 材料張力之每一防折器6a、6b、6c、......, 6 η 均被提供在二鄰近壓延機架之間。該防折器6 a、6 b、 6 c、......' 6 η均個別的設有張力計7a、7b, ·. ---.----------裝-------- 訂 --------線 (锖先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公« > -4- 經濟部智慧財產局貝工消费合作社印製 408042 a? _B7 五、發明說明（2 ) ·_··、7m，以供測量壓延材料1之張力。一設定計算裝 置9經由一設定實施裝置8給予一速度指令至速度控制器 5 a - 5 η。設定計算裝置9依據每次所給予之壓延伸件 與壓延材料之厚度與寬度之目標値，計算供每一壓延機架 用之壓延速度目標値與一輥子間隙目標値《輥子速度目標 値係以一速度指令經由設定實施裝置8給予至該控制器 5 a - 5 η «類似的，輥子間隙目標値經由該設定實施裝 置8與一未顯示之信號路線，給予至輥子間隙調整器3 a _ 3 η。 參照圖5，將解釋由設定計算裝置9所進行之該設定 計算之步驟。一般在熱壓延中，於開始時，計算做爲一樞 樞軸（基準）之壓延機架的輥子速度，以將在最後之壓延 機架之一出口側上之壓延材料的溫度，設定至一所需要之 値（方塊5 0 2 )。一般而言，最後之壓延機架係被設定 爲軸機架=另一方面，該設定計算該始之後，執行一壓延 力之預測計算，且其之預測値被分派至每一壓延機架（方 塊504)。進一步的，計算在每一壓延機架之出口側上 的一板厚度（方塊506)，而後，計算~正滑移（方塊 508)。參照這些計算之結果，計算出每一壓延機架之 速度，因此，每一壓延機架之質量流（=寬度X厚度X速 度==每單位時間之材料移動數量）成爲常數（方塊5 1 0 )。供設定計算所需之速度、正滑移、出口側板厚度、及 壓延力，均互相地影響，且因而’在某些情況中會有需要 執行如方塊5 0 3所示之集中計算’方塊5 0 3係由點線 本紙張尺度適用中國0家標準（CNS〉A4規格（210 X 297公釐） -5 - — — — — — — — — — — — — 1 — — — — — — (請先《讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局貝工消費合作社印製 408042 a? __B7___ 五、發明說明（3 ) 所示且包含了方塊504 — 5 1 0。在計算每一壓延機架 之速度之後，計算出每一壓延機架之輥子間隙（方塊5 1 2 )，且該設定計算終了。 在因此而實施之設定計算中，由於施行依據一模式等 之預測計算，有可能會產生誤差。供自動板厚度控制與張 力控制用的防折器控制，及由水冷却進行之壓延材料的溫 度控制*均係執行以消除前述之誤差，且進一步的消除在 開始壓延過程之後的干擾之影響。 其係假設在前述之設定計算中，於每一壓延機架處之 正與反張力係如該目標値所指示之成爲穩定狀態。於此情 況，會引起一種狀態，即爲在被置於上游之壓延機架中的 —質量流•會小於被置於下游之壓延機架中的質量流。其 結果，在多數之情況下，於壓延機架之間的張力會增加。 此種增加之原因解釋於下。 一般之槪念中，可以了解正滑移會被一牽引力所大爲 影響，以及被正與反張力所影響。依據其之一般性，正滑 移可被方程式（1 )所模式化：

Fi=fU.+ £I i,(tfi/Kmi)-/3 li(thi/Knn)......( 1 ) 但是，= — h./Hi 其中，i係壓延機架號碼，係該正滑移，tf，係該 正張力，t係該反張力，K 係壓延材料變形阻力， r .係該牽引力，h ,係出口側板厚度，H i係入口側板厚 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公蹵> · 6 · — —— — — 裝！ l· 訂.l· — ·線 ' 4 <請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合4社印製 408042 A7 ____B7___ 五、發明說明（4 ) 度’α!ί、βί:、a!!、bi!均爲正係數。· 因爲質量流係爲常數，經由使用正滑移f ,並依據下列 方程式（2 )來計算機架速度\「1^^1 hi-iVR,.i(l+fi.|) = hiVRi(l+fi)......(2) 即爲，於每一壓延機架處之出口側板厚度h 1係已決定 的•且，如果於基準壓延機架（樞軸機架）處之速度VRl 亦爲已決定的，接下來，鄰近於上游之該第（i_l)機 架處之速度V R i亦可決定。必須注意，供設定在最後機 架之出□側上之壓延材料的溫度做爲指示目標値之速度， 係被選定爲於該樞軸機架處之速度。 如示於圖6 ，強調在壓延機架2 b上，例如，在壓延 材料1自壓延機架2 b離開之後，且被下一壓延機架2 c 夾入之前，在機架2 b之出口側上的壓延材料張力，即爲 在機架2b處之正張力t ，係爲t (2=0。於此情況* 在機架2 b正下方之壓延材料的正滑移f 2，依據方程式（ 1 )，係小於當正張力作用時之正滑移。因而，當正張力 不作用時，在機架2 b與機架2 c之間的壓延材料速度 V、！，係小於當正張力作用時之機架2 b與機架2 c之間 的壓延材料速度V、2。 但於該種情況，當正張力作用時’迄今之傳統設定計 算中均牽涉到使用內機架壓延材料速度Vs2，且因而，該 壓延材料速度被估算大於在立即饋入該板之後的實際速度 本紙張尺度適用中國國家標準<CNS)A4規格（210 X 297公釐> ί I-----------Λ · 1 I I I I I l· Γ I — I I I I ^ (請先M讀背*之注意事項再填寫本頁) __408042 Z_ 五、發明說明（5 ) (諳先《讀背*之注意事項再填S本頁) V 。機架2 b之電動機的速度被設定至一小許多之値。 其結果’在饋入該板之後，內機架張力過度地增加β當張 力太大時’該板厚度會過度地薄*且該板之寬度會成爲過 度地小，其結果，很困難獲致—高品質壓延材料，進—步 的’如果品質衰退，壓延材料會由於過度張力而破碎，造 成穩定作業之障礙。 發明之槪要說明 依此’本發明之一主要目的，係設法排除前述之問題 ’以提供一種供串聯壓延機用之板饋送速度控制裝置，以 供當饋送一板時由張力之狀態正確地預測一正滑移，及高 準確性地設定一板饋送速度。 爲完成前述之目的，依據本發明，一板饋送速度控制 裝置包括一設定計算裝置，用以計算被置於上游與下游之 鄰近壓延機架之速度設定値，其係經由使用考慮在上游側 壓延機架之反張力而不考慮正張力所預測之一正滑移，及 不考慮在下游側壓延機架中之張力所預測之一正滑移，來 計算供該二壓延機架用之速度設定値》 經濟部智慧財產局貝工消费合作社印製 此以構造，因爲經由正確地考慮當饋送一板時之張力 狀態來預測正滑移並使用該正滑移來計算速度設定値，可 適當地設定具有良好平衡質量流之最佳速度，且獲致自該 壓延材料之前導邊緣之總長度均展現出高品質的產品。 在該因此而建構之板饋送速度控制裝置中，一反張力 目標値可被使用爲該反張力。 本紙張尺度適用t國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -8- 經濟部智慧財產局貝工消費合♦社印製 408042 A7 __B7 五、發明說明（6 ) 該板饋送速度控制裝置可進一步地包括一第一速度補 正裝置，用以自一正滑移之一誤差輸出一速度補正値，且 補正一速度指令，該速度補正裝置係依據在一板被饋送之 後在壓延機架之間的張力之設定値，及被設定計算裝置所 使用之張力値之間的差，來輸出一速度補正値。 該板饋送速度控制裝置可進一步地包括與該第一補正 裝置替換之一第二補正裝置，用以相對應於當被設於壓延 機架之間的一防折器之防折角度係與一防折角度目標値符 合時之位於壓延機架之間的距離，輸出一速度補正値，且 補正一速度指令。 在該板饋送速度控制裝置中，由第一補正裝置所計算 之速度補正値，可被加至由第二補正裝置所計算之速度補 正値|且此一添加之値可被使用爲供速度指令用之補正値 0 依據本發明之另一相態·一板饋送速度控制裝置包括 —張力預測裝置，用以揀選與貯存在饋送一板之後的壓延 機架之間的張力測量値，並經由對照下一壓延材料之壓延 條件預測下一壓延材料之張力；一設定計算裝置，經由使 用考慮在二互相鄰接之壓延機架之一上游側壓延機架的由 張力預測裝置所預測之反張力的影響而不考慮一正張力之 影響所預測之一正滑移，及不考慮在下游側壓延機架之張 力的影響所預測之一正滑移，來計算一速度設定値；及一 設定實施裝置，_以依據該速度設定値，供應一速度指令 至一速度控制器。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 * 297公釐〉 -9· II----------11^-----------------^ (諳先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 408042 五、發明說明（7 圖形之簡要說明 圖1係一方塊圖’顯示供本發明之—實施例用之—板 饋送速度控制裝置； —簡圖’顯示被使用在本發明中之一張力値表 之結構的範例； 圖3係-說明簡圖，顯示相關於—防折角度之一材料 在長度上的增量： 0 —圖’顯示一傳統之板饋送速度控制裝置 圖5係一流程表，顯示—設定計算之—般處理流程； 及 圖6係一簡圖’示範一壓延材料之一板饋送狀態 主要元件對照表 1 壓延材料 (請先閱讚背面之泫意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局貝工消費合作社印製 2 a — 2 η 3 a — 3 .π 4 a — 4 η 5 a - 5 η 6 a - 6 η 7 a - 7 m 壓延機架 輥子間隙調整器 電動機 速度控制器 防折器 張力計 8 8 a 設定實施裝置 9 a 設定計算裝置 11 速度補正單元 9 設定實施裝置 設定計算裝置 張力預測裝置 速度補正裝置 -ΊΟ- 本紙張尺度適用中國囲家標準<CNS)A4規格（210 * 297公釐） 408042 A7 A7 B7 五、發明說明（8 ) 13 速度補正裝置 14 水平通路線 <請先《讀背面之注意事項再填寫本頁) 較佳奮施例之詳細說明 將說明本發明之一第一實施例。 圖1顯示本發明之一板饋送速度控制裝置，顯示不同 於示於圖4之習知技術的板饋送速度控制裝置之設定實施 裝置8與設定計算裝置9之配合功能的一設定實施裝置 8 a與一設定計算裝置9 a。第一實施例之一特徵係以設 定實施裝置8 a與設定計算裝置9 a替換示於圖4之設定 實施裝置8與設定計算裝置9。 設定計算裝置9 a考慮當一被饋送時之拉力狀態，來 計算供每一壓延機架用之一速度設定値。精確言之，經由 使用考慮在二互相鄰接之壓延機架之一上游側壓延機架的 反張力而不考慮一正張力所預測之一正滑移，及不考慮在 下游側壓延機架之張力的任何影響所預測之一正滑移，來 計算該速度設定値。設定實施裝置8 a設定此一速度設定 値且給予一速度指令至速度控制器5 a — 5 η，且該速度 經濟部智慧財產局貝工消费合作社印製 控制器5 a - 5 η如該速度指令所指示的驅動個別的電動 機 4 a - 4 η。 接下來•參照圖6，將解釋經由使用考慮反張力而非 正張力之正滑移，設定該速度之方法。參照圖6 ’ 一機架 2 c係被界定做爲一樞軸機架之第i 一 t h機架’且一機 架2t>係被界定爲第（i_l)機架a再次參照圖6 ’ 一 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4规格（210 X 297公» ) … A7 4080^2 B7 五、發明說明¢9 ) (请先《讀背*之注意事項再填寫本頁) 壓延材料1之前導邊緣存在於該機架2 b與2 η之間，且 在機架2 b與2 c之間的張力爲〇。因此，當壓延材料被 第i 一 t h機架夾住時，以在第i _ t h機架中之正與反 張力均爲0的狀態，及在僅自反張力被施加至第（1 _ 1 )—t h機架的狀態中，給予一正滑移。 依此，建立由下述方程式（3 )所表示之等式： h * .VR,.,(l+f0,.,- jS i.ith,.,/Kmi-l) = h，VR,(l+fui)......(3) 個別機架之出口側板厚度h,、 hi 1均使用此一方程 式（3 )所決定，且如果已給予第i 一 t h機架該速度 可決定該第（i—1)一th機架之速度VR, ! 3 當於實際壓延過程時，係數/3 t - i之値在許多情況中 於方程式（3 )內並不顯著。因而，此一係數/Si i之値 可被使用爲一調整參數。 經濟部.智慧財產局負工消费合4社印架 必須注意，一反張力目標値亦可被使用以取代其之實 際測量値，其中，於方程式（3 )中之該反張力之値係 t b 1 1。 亦可提供被使用在設定計算裝置9中之用以預測一張 力之張力預測裝置1 0。當饋送該板時，由於例如爲在設 定計算中的一誤差及與某些情況中的防折器控制之反應的 干擾，張力並不必要成爲如目標値所指示之一値。於此情 況，相對應於一壓延條件，張力預測裝置1 〇每次均輸出 -12- 本紙張尺度適用t國國家標準（CNS)A4規格（210* 297公釐） 經濟邨智慧財產局貝工消费合七社印樂 A7 __408042 B7_ 五、發明說明（) —適當的，在以一張力表貯存之先前測量之張·力數據之外 的張力預測値。該張力表係以當在多種壓延條件下壓延時 ，例如，壓延材料之厚度與寬度、鋼鐵之形式與溫度，在 饋送該板之後，立即的在壓延機架支間測量張力*且揀選 在前述壓延條件下之張力的測量値，並以該表之型式貯存 所產生。 圖2顯示貯存有張力測量値之張力表的範例。此類之 表係被提供在每_壓延機架中。雖然被貯存於該表中，張 力測量値均散佈在每一壓延材料，且因而，在被過濾之後 貯存於其內。例如，假設於表內給予一鋼鐵種類1、一板 厚度區分2、一板寬度區分及一張力値T，由於被壓 延之結果，在饋送該板之後可立刻獲致做爲一張力値之 T 1。於此時，爲了以一値來校正該表，如果被校正之前 的張力値爲Tu!d，在被校正之後的張力値Tnew，可以 方程式（4 )來表示： T 11 « V.· = ( 1 — a ) T〇id+aTl （4) 其中，a係平滑增量且採用自〇至1的一値。 參照示於圖2之張力表，經由取出張力値且對照下一 壓延材料之條件，可預測下一壓延材料之一張力値，且與 使用張力目標値之情況比較，可以更高之準確性預測正滑 移。 示於圖4之裝置包含一速度補正單元11。該速度補 本紙張尺度適用t固國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐〉 · 13 - — I.-----------裝-------- 訂 --------線 U <請先閱讀t·面之注意事項再填寫本頁) 4〇8〇42a7 B7 五、發明說明（11 ) 正單元1 1可包含一單速度補正裝置1 2，或可包含雙速 補正裝置12、 13。 — — — — — — — — —— ^ - I I (請先W讀背面之注i項再填寫本頁> 參照圖4，在壓延材料1已被第（i — 1 ) — t h機 架2 b夾入之後，可測量於該機架2 b處之反張力t b-i ，且因而，經由使用該實際測量張力値來設定速度。速度 補正裝置1 2以下列之方程式（5 )來計算一速度補正量 △ V R i i M。 當依據方程式（3)的反張力係爲丨111-1時，使第（ i — 1 ) 一 t h機架的速度補正量爲VRi-i。，且此一速 度補正量係由下列方程式所給予： 訂 νΚι.,ϋ={(1+ί,0)/(1+ί0,.,-.-.tb-i-./Km.-.)} * (h,/Hi·.) · VR, .· (5) i. \

I

I 另一方面，當饋送該板之後測量該反張力係爲 ΐ

I ，供第（i— 1) -th機架用之速度補正 & 量VRl- ^係由下列方程式所表示： ^

I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 △ VR，.iM = VRi-〗0-{(l+fi0)/(l+f0 i-\· β ACT/Kmi.〇} · j

I (hi/Ηι- I ) · Vri ......(6) *

I

I

I 此一補正量被加至第（i 一 1) 一 th機架，且進一 j

步的，該速度補正量有需要連續地添加，以使維持在上游 I •側機架中之常數質量流。

I 必須注意，壓延材料剛被夾入之後的張力測量値，並 ！ -14- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局βκΗ消费合作社印製 408042 A7 B7 五、發明說明（12) 不成爲穩定，且於一種情況中，需要例如爲過濾或延遲一 假設定時之程序。 於下將說明混合使用一速度補正裝置1 3之一實施例 〇 一防折器6 a —般係被置於一熱壓延線上。如示於圖 3，在壓延材料1已被機架2 b夾入之後，一防折器6 a 上昇，且壓延材料亦被昇起。如示於圖3，當假定出一對 互相鄰近之壓延機架2 a、2 b之間的距離時•通過防折 器6 a與壓延材料1接觸之一點C之距離AC + CB，係 比一水平通路線14之一直線距離AB長。 但如示於圖3，設定計算裝置9計算該速度，因此， 使得在互相鄰近之壓延機架的質量流成爲常數，且因而， 不考慮相關於防折器之該壓延材料之內機架長度中之增量 〇 此一增量一般係由防折器控制來補正，但是一防折器 角度需要更早的升起以協助防折器控制，以避免過度張力 之狀態。 於該情況中*速度補正裝置1 3獲致在壓延材料1之 內機架長度中之增量，即爲，在達到防折器角度目標値 Θ*的情況中之一活套量L，輸出相對應於該活套量L之一 速度補正量Δν,—固定時間ΛΤι·，然後，獲致一第二速 度補正量Δν2，且因而，補正了由設定計算裝置9所計算 之該速度設定値_。 <«先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝--------訂··--------線、 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 * 297公》) ^5^· 408042 A7 B7 五、發明說明（13 ) L = AC + CB-AB ...... (7) Δ V 2 = Δ V l · Δ T l ...... (8) 必須注意，速度補正裝置1 2與速度補正裝置1 3均 互相獨立地計算且輸出該速度補正量，且在如示於圖中之 具有該二裝置之板饋送速度控制裝置中，該個別的速度補 正量之總數，可被使用爲在該速度補正單元1 1中之一輸 出補正量。 — — — — — — — — — — — I 1 - — If — — II ^ »11 — — — II > <請先W讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 -16 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 經濟部智毬財產局貝工消费合作社印製 A8 __ 408(^2__ 六、申請專利範圍 1 .· 一種供一串聯壓延機用的板饋送速度控制裝置， 具有一系列之以串聯配置之壓延機架，每一壓延機架包含 —速度控制器，用以控制每一輥子之旋轉速度，以供饋送 一壓延材料順序的通過該系列之壓延機架，並壓延該壓延 材料，該裝置包括了： 設定計算機構，經由使用考慮在該二壓延機架之一上 游側壓延機架之一反張力而不考慮一正張力所預測之一正 滑移，及不考慮在下游測壓延機架之張力所預測之一正滑 移.來計算該二互相鄰近之壓延機架的速度設定値，且而 後，經由一級一級的位移該壓延機架，計算每一該壓延機 架之速度設定値：及 設定實施機構，用以分配由該設定計算機構所計算之 速度設定値至一相對應的速度控制器。 2 .如申請專利範圍第1項之板饋送速度控制裝置， 其中，該反張力之一値係一反張力目標値。 3 .如申請專利範圍第1項之板饋送速度控制裝置， 其中，進一步包括了： 一第一速度補正機構，用以自一正滑移之一誤差輸出 一速度補正値，且補正一速度指令，該速度補正機構係依 據在一板饋送之後，在壓延機架之間的張力之設定値，及 被設定計算機構所使用之張力値之間的差，來輸出一速度 補正値。 4 .如申請專利範圍第1項之板饋送速度控制裝置， 其中，進一步包括了： — —'illi — '^--— — — — — — — — — — — — 1I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國Η家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） •17· 經濟部智慧財產局貝工消费合并社印製 AS __4〇8睜2_ 六、申請專利範圍 第二補正裝置，用以相對應於當被設於壓延機架之間 的一防折器之防折角度係與一防折角度目標値符合時之位 於壓延機架之間的距離，輸出一速度補正値，且補正一速 度指令。 5 ·如申請專利範圔第1項之板饋送速度控制裝置， 其中，進~步包括了： 一第一速度補正機構，依據在一板被饋送之後，在壓 延機架之間的張力之設定値，及被設定計算機構所使用之 張力値之間的差，計算一速度補正値：及 —第二速度補正機構，用以相對應於當被設於壓延機 架之間的一防折器之防折角度係與一防折角度目標値符合 時之位於壓延機架之間的距離，計算一速度補正値， 其中，由該第一補正機構所計算之速度補正値，可被 加至由第二補正機構所計算之速度補正値，且依據該添加 之値來補正速度指令。 6 . —種供一串聯壓延機用的板饋送速度控制裝置， 具有一系列之以串聯配置之壓延機架，每一壓延機架包含 一速度控制器，用以控制每一輥子之旋轉速度，以供饋送 一壓延材料順序的通過該系列之壓延機架，並壓延該壓延 材料，該裝置包括了： 張力預測機構，用以揀選且貯存在饋送一壓延材料之 後的該壓延機架之間的張力測量値，並對照下一壓延材料 之壓延條件來預測下一壓延材料之張力： 設定計算機構，經由使用考慮在二互相鄰接之一上游 本紙張尺摩適用中困國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -18 - — — — — — — — — — — — — — · 11H111- ^ <ΙΓΙΙΙί I > <請先Μ讀背面之沒意事項再填寫本頁> AS 4080護2 六、申請專利範圍 側壓延機架的由該張力預測裝置所預測之反張·力的影響而 不考慮一正張力之影響所預測之一正滑移，以及不考慮在 下游側壓延機架之張力的影響所預測之一正滑移，來計算 一速度設定値：及 設定實施裝置，用以依據該速度設定値，供應一速度 指令至該速度控制器》 <請先W讀背面之注意事項再填寫本頁) 我------訂· I I I I ·線· 經濟部智慧財產局貝工消t合作社印製· 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 * 297公* ) -19 -