WO2011132273A1 - 板厚制御装置、板厚制御方法、板厚制御プログラム - Google Patents

板厚制御装置、板厚制御方法、板厚制御プログラム Download PDF

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roll
rolling
backup
work roll
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PCT/JP2010/057051
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宏幸 今成
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Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
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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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    • B21B37/00—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
    • B21B37/18—Automatic gauge control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B21B37/58—Roll-force control; Roll-gap control

Definitions

  • the present invention relates to plate thickness fluctuation caused by so-called roll eccentricity, etc., which occurs in relation to the rotation position of a work roll or the like in a plate thickness control device, plate thickness control method, plate thickness control program in a metal material rolling mill.
  • the present invention relates to a plate thickness control device, a plate thickness control method, and a plate thickness control program.
  • the thickness control method includes a monitor AGC that feeds back the measured value of the thickness gauge installed on the exit side of the rolling mill, and a gauge that uses the gauge meter thickness estimated from the rolling load and roll gap (gap between the upper and lower work rolls).
  • meter AGC Gage meter AGC: GM-AGC
  • MMC mill constant variable control by rolling load
  • Disturbances that hinder the improvement of sheet thickness accuracy include temperature fluctuations of the rolled material in hot rolling.
  • Disturbances common to hot rolling and cold rolling include other controls such as tension fluctuation due to deterioration of tension control, speed and roll gap changes by operator's manual intervention, roll structure and roll polishing system failure There is eccentricity.
  • roll eccentricity is caused by the shaft moving up and down when the keyway in a backup roll having an oil bearing receives a large rolling load of several hundred tons to a few thousand tons.
  • roll gap fluctuations occur.
  • a roll gap variation depending on roll rotation occurs due to, for example, asymmetry during roll polishing and uneven thermal expansion.
  • the work roll is referred to as a work roll (Work Roll: WR may be abbreviated), and the backup roll is referred to as a backup roll (Back UP Roll: BUR may be abbreviated). I will decide.
  • ⁇ Disturbances that depend on roll axis runout such as roll eccentricity cannot be detected by the roll gap detector.
  • the apparatus for setting the roll gap is controlled by feeding back the detection value by the roll gap detector so as to be a given gap.
  • the roll axis fluctuation does not appear in the detection value, it cannot be controlled.
  • disturbances that depend on roll axis runout appear in the rolling load because they change the actual roll gap. For this reason, it becomes big disturbances, such as said MMC using a rolling load, GM-AGC.
  • a rolling mill that rolls a metal material, resulting from roll eccentricity of the upper and lower work rolls and upper and lower backup rolls of the rolling stand.
  • It is a plate thickness control device that controls fluctuations in plate thickness, which is detected by a rolling load detector that detects the kiss roll load and rolling load, and a rolling load detector at multiple rotational positions of the upper and lower work rolls and the upper and lower backup rolls. Based on the kiss roll load, the fluctuation component of the kiss roll load due to the eccentricity of the upper work roll and the upper backup roll at each rotational position, and the lower work roll and the lower backup roll at each rotational position.
  • Kiss roll load fluctuation extraction means for separately extracting fluctuation components caused by roll eccentricity, The upper work roll and the upper backup roll at each rotational position of the rolling load detected by the rolling load detector at each rotational position based on each fluctuation component of the load at the kiss roll separately extracted by the load fluctuation extracting means at the time of rolling Rolling load vertical fluctuation extracting means for separately extracting the fluctuation component caused by roll eccentricity and the fluctuation component caused by roll eccentricity of the lower work roll and the lower backup roll at each rotational position, and rolling load vertical An operation amount for calculating a roll gap command value corresponding to each rotational position so as to reduce the plate thickness variation of the rolled metal material based on each variation component of the rolling load extracted separately by the variation extracting means.
  • a roll gap operating means for operating the roll gap, and the rolling load fluctuation caused by the rotation of the upper roll and the rolling load fluctuation caused by the rotation of the lower roll are accurately separated and separated.
  • a plate thickness control device that controls the roll gap according to each rolling load variation has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
  • the occurrence of beats or beats will be described.
  • the upper and lower backup roll diameters are different, the upper backup roll rotation frequency is ⁇ T [rad / s] and the lower backup roll rotation frequency is ⁇ B [rad / s]. If there is no initial phase difference, the signal Y after superimposing the rotation of the upper and lower backup rolls is as follows.
  • the frequency of the sine wave (sin) is ⁇ T + ⁇ B [rad / s], and the frequency is high, that is, a short period and fine vibration appear.
  • the frequency of the cosine wave (cos) is ⁇ T ⁇ B [rad / s], and the frequency is low, that is, a long period and a large vibration appear.
  • FIG. 8B shows an example of the waveform of sin (w T t) and sin (w B t) superimposed (solid line) and cos ⁇ (w T ⁇ w B ) t / 2 ⁇ (dashed line). Show. The horizontal axis is time (s). It can be seen that the envelope of the superimposed waveform is represented by a long-period wave (broken line).
  • a plate thickness control device capable of operating the roll gap of the rolling stand using a rolling load measured during rolling without using a kiss roll load.
  • the purpose is to provide.
  • the first feature of the plate thickness control device is that a metal material is provided between the upper roll set of the upper roll set and the lower roll set of the lower work roll and the backup roll.
  • a thickness control device for controlling a thickness variation of a rolled material manufactured by rolling a rolling load detecting means for detecting a rolling load on the metal material, and a rolling detected by the rolling load detecting means
  • Rolling load vertical distribution means for distributing the load up and down based on the ratio of the upper rolling load generated in the upper roll set and the lower rolling load generated in the lower roll set;
  • the upper roll set and the front Rolling load up / down fluctuation value extracting means for extracting the upper rolling load fluctuation value and lower rolling load fluctuation value generated in relation to the rotation position of the lower roll set, and the rolling load up / down fluctuation value extracting means Based on the upper rolling load fluctuation value and the lower rolling load fluctuation value,
  • a second feature of the sheet thickness control apparatus is that the operation amount calculation means is configured to perform the rolling until the upper roll set and the lower roll set rotate for a predetermined time or more.
  • a work roll gap command value between the upper work roll and the lower work roll is calculated based on the upper rolling load fluctuation value and the lower rolling load fluctuation value separately extracted by the load vertical fluctuation value extraction means.
  • rolls of upper and lower backup rolls based on the integrated value of the rolling load fluctuation value calculated by the rolling load fluctuation value extraction means
  • a work flow between the upper work roll and the lower work roll is identified based on the identified roll knitting core quantity. Calculating a gap instruction value lies in.
  • a third feature of the sheet thickness control device is that the rolling load up-and-down distribution means has a ratio for vertically distributing the rolling load detected by the rolling load detection means, Immediately after exchanging the backup roll, it is set to 0.5, and after exchanging the backup roll, the subsequent rolled material is set based on the deviation of the rolling load in the operation amount calculating means of the current rolled material.
  • a fourth feature of the sheet thickness control apparatus is characterized in that the rolling load vertical distribution means has a ratio for vertically distributing the rolling load detected by the rolling load detection means, Immediately after exchanging the backup roll, set to 0.5, and after exchanging the backup roll, after the next rolled material, the amplitude of the periodic function using the integrated value of the rolling load fluctuation value in the operation amount calculation means of the current rolled material And setting a ratio to the sum of the amplitude for the upper roll set and the amplitude for the lower roll set.
  • the thickness control method is characterized in that a metal material is rolled between an upper roll set of an upper roll set and a lower roll set of a lower work roll and a backup roll.
  • a thickness control method for controlling a thickness variation of a rolled material manufactured by the method wherein a step of detecting a rolling load on the metal material, and the detected rolling load is generated in the upper roll set Based on the ratio of the upper rolling load and the lower rolling load generated in the lower roll set, the step of allocating up and down, the upper roll set and the lower roll set distributed up and down Based on the rolling load, the upper rolling load fluctuation value and the lower rolling load generated in relation to the rotational positions of the upper roll set and the lower roll set.
  • a work roll gap command value between the upper work roll and the lower work roll is calculated based on the extracted upper rolling load fluctuation value and lower rolling load fluctuation value. And a step of manipulating a work roll gap between the upper work roll and the lower work roll based on the calculated work roll gap command value.
  • the thickness control program is characterized by rolling a metal material between an upper roll set of an upper roll set and a lower roll set of a lower work roll and a backup roll.
  • the rolling load fluctuation component generated in relation to the roll rotation position such as roll eccentricity using the rolling load measured during rolling of the metal material without using the kiss roll load, that is, the roll A rolling load fluctuation component due to eccentricity or the like is extracted, and the roll gap of the rolling stand can be manipulated so as to reduce the rolling load fluctuation.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a plate thickness control apparatus according to a first embodiment of the present invention.
  • a plate thickness control apparatus is a control apparatus including a rolling mill that rolls a rolled material 1 made of a metal material, and includes a housing 2, an upper work roll 3a, and a lower work roll 3a.
  • the work roll constituted by the side work roll 3b, the backup roll 4 constituted by the upper backup roll 4a and the lower backup roll 4b, the rolling means 5 for applying the rolling load to the rolled material 1, and the rolling load are detected.
  • Rolling load detection means 6 a roll rotation number detector 7 for detecting the rotation number of the roll, a roll reference position detector 8 for detecting a predetermined reference position every time the backup rolls 4a and 4b make one rotation, and a work roll A roll gap detector 9 that detects a gap between 3a and 3b, that is, a roll gap, is provided.
  • the upper work roll 3a and the upper backup roll 4a constitute the upper roll set of the present invention
  • the lower work roll 3b and the lower backup roll 4b constitute the lower roll set of the present invention.
  • the sheet thickness control apparatus includes a rolling load vertical distribution means 10, a rolling load vertical fluctuation extraction means 11, an operation amount calculation means 12, Roll gap operating means 13.
  • the rolling load up-and-down distribution means 10 uses the upper work roll 3a and the upper backup, which are upper roll sets, to detect the rolling load detected by the rolling load detection means 6 at a plurality of rotational positions of the work rolls 3a and 3b and the backup rolls 4a and 4b. Based on the ratio between the upper rolling load generated in the roll 4a and the lower rolling load generated in the lower work roll 3b and the lower backup roll 4b as the lower roll set, the upper and lower rolling loads are distributed vertically.
  • the rolling load up / down variation extracting means 11 relates to the rotational positions of the upper roll set and the lower roll set based on the rolling load of the upper roll set and the lower roll set distributed up and down by the rolling load up / down distribution means 10. Thus, the upper rolling load fluctuation value and the lower rolling load fluctuation value generated are extracted.
  • the operation amount calculation means 12 is based on the fluctuation components above and below the rolling load separately extracted by the rolling load vertical fluctuation extraction means 11 so as to reduce the plate thickness fluctuation of the rolled material 1 being rolled.
  • a roll gap command value corresponding to each rotational position is calculated.
  • the roll gap operating means 13 is for operating the roll gap corresponding to each rotational position based on the roll gap command value calculated by the operation amount calculating means 12.
  • the roll gap operating means 13 uses, for example, a value obtained by adding the roll gap correction amount calculated by the operation amount calculating means 12 to the roll gap amount obtained by MMC or GM-AGC as a set value of the roll gap. , Controlling the reduction means 5.
  • the plate thickness control apparatus is configured as described above, and the roll gap and speed are appropriately adjusted so that the rolled material 1 has a desired plate thickness on the exit side.
  • the work rolls 3a and 3b are rolled.
  • the work rolls 3a and 3b are supported by the upper backup roll 4a from above and the lower work rolls 3a and 3b are supported from below by the lower backup roll 4b. It is configured so that there is less deflection.
  • the backup rolls 4 a and 4 b are rotatably supported with respect to the rolling mill housing 2 and have a structure that can sufficiently withstand a rolling load applied to the rolled material 1.
  • roller-down means 5 There are two types of rolling-down means 5, one based on motor control (referred to as electric pressure reduction) and one based on hydraulic control (referred to as hydraulic pressure reduction). For this reason, in order to perform rolling load control corresponding to a wave component having a short period such as disturbance due to roll eccentricity, generally, hydraulic pressure reduction capable of high-speed response is employed. Further, the gap between the work rolls 3 a and 3 b, that is, the roll gap is adjusted by the reduction means 5.
  • the rolling load detection means 6 is, for example, a method of directly measuring a rolling load with a load cell (Load Cell) embedded between the rolling mill housing 2 and the reduction means 5 or a pressure detected by the hydraulic reduction means.
  • the rolling load is detected by a method of calculating the rolling load.
  • the roll rotation number detector 7 is provided on the work rolls 3a and 3b and the shaft (not shown) of the electric motor that drives the work rolls 3a and 3b, and detects the rotation number of the work rolls 3a and 3b. .
  • the roll rotation number detector 7 detects, for example, a pulse output unit that outputs a pulse corresponding to the rotation angle of the work rolls 3a and 3b, and a pulse output from the pulse output unit to detect the work rolls 3a and 3b. Is provided so as to be able to detect a more detailed rotation angle as well as the rotation number of the work rolls 3a and 3b.
  • the roll reference position detector 8 detects the reference position by, for example, detecting a detection object provided on the backup rolls 4a and 4b by a sensor such as a proximity switch every time the backup rolls 4a and 4b make one rotation. To do. Further, for example, by using a pulse generator (Pulse Generator), a pulse depending on the rotation angle of the backup rolls 4a and 4b is taken out, and the reference position is detected by detecting the rotation angle of the backup rolls 4a and 4b. .
  • FIG. 1 shows the case where the roll reference position detector 8 is attached only to the upper backup roll 4a, the roll reference position detector 8 is attached to the backup rolls 4a and 4b, and each of the backup rolls 4a and 4b. You may comprise so that a reference position may be detected.
  • the roll gap detector 9 is provided between, for example, the backup rolls 4a and 4b and the rolling-down means 5, and detects a roll gap that is indirectly formed between the work rolls 3a and 3b.
  • FIG. 2 is a diagram showing the concept of rolling load measured by the plate thickness control apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2 shows a rolling load 101 when roll eccentricity does not occur, and a rolling load 102 when roll eccentricity occurs, and 1 in the backup rolls 4a and 4b from time t1 to time t2. This is the amount of rotation.
  • the rolling load 101 is time t, that is, the rotation of the roll, due to the temperature change or the plate thickness change of the rolled material 1 even when the roll eccentricity does not occur in the backup rolls 4a and 4b. Fluctuates with.
  • the rolling load 102 is obtained by superimposing the rolling load fluctuation due to other than roll eccentricity on the rolling load fluctuation component due to roll eccentricity.
  • the specific control in the plate thickness control apparatus described below accurately separates the rolling load fluctuation due to roll eccentricity and the rolling load fluctuation due to other than roll eccentricity, and the rolling load fluctuation due to roll eccentricity is separated from the main plate. It is a basic idea to control with a thickness control device and to control rolling load fluctuations other than roll eccentricity with the MMC or GM-AGC.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the positional relationship between the work rolls (WR) 3a and 3b and the backup rolls (BUR) 4a and 4b.
  • the backup rolls (BUR) 4a and 4b are provided with a position scale 14 for detecting the rotational position. Further, a reference position 4c that is preset in a part of the backup rolls (BUR) 4a and 4b and rotates in conjunction with the rotation of the backup rolls (BUR) 4a and 4b is shown.
  • the position scale 14 is provided, for example, immediately outside the backup rolls (BUR) 4a and 4b so as to surround the backup rolls (BUR) 4a and 4b, and the entire circumference of the backup rolls (BUR) 4a and 4b is n.
  • a scale is provided so as to be equally divided, that is, every predetermined angle (360 / n degrees) around the rotation axis of the backup rolls (BUR) 4a and 4b.
  • the reference position 14a (fixed reference position) of the position scale 14 is set to 0 and numbering is performed up to the (n-1) th.
  • the position scale 14 is provided to explain the rolling load up / down fluctuation extracting means 11 and the like, and the scale itself may not be attached to actual equipment.
  • ⁇ WT0 is the rotation angle of the work roll 3 when the reference position 4c of the backup rolls (BUR) 4a, 4b coincides with the fixed reference position 14a
  • ⁇ WT is the backup roll (BUR) 4a, 4b is the rotation angle of the work roll 3 after rotating by ⁇ BT .
  • ⁇ represents an angle
  • the left side W of the subscript represents the work roll 3
  • B represents the backup roll 4
  • the right side T of the subscript represents the upper side
  • B represents the lower side.
  • the rotation angles of the backup rolls (BUR) 4a, 4b are the reference positions 4c of the backup rolls (BUR) 4a, 4b from the fixed reference position 14a to the backup rolls (BUR) 4a, 4b.
  • the rotation angle of the backup rolls (BUR) 4a and 4b is 90 degrees
  • the reference position 4c of the backup rolls (BUR) 4a and 4b is changed from the fixed reference position 14a to the backup rolls (BUR) 4a and 4b. It shows that it is in a position rotated 90 degrees in the direction of rotation.
  • the state in which the rotation angle of the backup rolls (BUR) 4a, 4b is at the closest scale of the position scale 14 (for example, the jth scale of the position scale 14) is the rotation angle of the backup rolls (BUR) 4a, 4b.
  • a description will be given assuming that the number is j.
  • the roll reference position detector 8 may be configured by a body.
  • the proximity sensor provided at the reference position 4c of the backup rolls (BUR) 4a, 4b is embedded in the reference position 14a by rotating together with the backup roll 4 and reaching the fixed reference position 14a.
  • the detected object is detected by the proximity sensor. That is, it is recognized that the reference position 4c of the backup rolls (BUR) 4a and 4b has passed the fixed reference position 14a.
  • the roll reference position detector 8 is not essential for the present invention.
  • the division positions from the fixed reference positions 0 to n ⁇ 1 are made equal to the division of the rolling load recording area (P 0 to P n-1 in FIG. 5) in FIG.
  • the rolling load at is stored in the recording area.
  • the calculation processing capability of the controller must be high, so it is necessary to pay attention to the contradictory relationship between the fineness of control and the calculation capability.
  • the backup roll rotation angle represents an angle at which the backup roll reference position moves from the fixed reference position according to the rotation of the backup rolls 4a and 4b.
  • the backup roll rotation angle being 90 degrees indicates that the backup roll reference position is 90 degrees in the rotation direction of the backup rolls 4a and 4b from the fixed reference position.
  • the backup roll rotation angle number is i.
  • FIG. 4 is a diagram showing a change in rolling load accompanying a change in the rotation angle of the backup roll.
  • the rolling load indicates P10
  • the rotation angle number of the backup roll 4 is The rolling load changes as P 11 , P 12 , P 13 ,.
  • the rotation angle number becomes 0 again from (n ⁇ 1)
  • the rolling load P 20 is collected, the rolling loads P 10 and P 20 are connected by the straight line 103.
  • This straight line 103 can be regarded as a rolling load excluding a rolling load fluctuation due to roll eccentricity. Therefore, the rolling load fluctuation due to roll eccentricity can be obtained from the difference between the rolling load P 11 , P 12 , P 13 ... P 20 measured at each rotation angle number and the straight line.
  • the actually measured value (actual value) of the rolling load P ij includes a noise component in addition to the rolling load fluctuation due to temperature fluctuation, plate thickness fluctuation, tension fluctuation, etc., and rolling load fluctuation due to roll eccentricity. There are many cases. For this reason, the actual value of the actual rolling load P ij is not distributed on a gentle curve as shown in FIG. 4, but the rolling load P i0 at the starting point and the rolling load P at the end point to be connected to obtain the straight line. It may be difficult to specify (i + 1) 0 .
  • the measured rolling loads P i0 , P i1 , P i2 , P i3 ... P (i + 1) regarded as a variation component of the difference [Delta] P ij between the n average value of rolling load P i0, P i1, P i2 , P i3 ... P i (n-1), due to roll eccentricity rolling force be able to.
  • the advantage of this method is that the collection of the actual value of the rolling load can be reduced to the (n-1) th section, and it is strong against fluctuations in the rolling load due to noise or the like. Note that it is also an effective means to reduce the noise component by filtering the actual value of the rolling load.
  • the rolled material 1 is an upper and lower work roll 3a whose gap and speed are appropriately adjusted so that a desired thickness is obtained on the exit side of the present apparatus. , 3b.
  • the work rolls 3a and 3b are supported by the backup rolls 4a and 4b so as to reduce the deflection in the roll width direction.
  • the backup rolls 4 a and 4 b are supported by the rolling mill housing 2 and have a structure that can withstand the rolling load of the rolled material 1.
  • the gap between the upper and lower work rolls 3 a and 3 b is adjusted by the rolling-down means 5.
  • reduction means 5 There are two types of reduction means 5, one based on electric motor control (referred to as electric reduction) and one based on hydraulic control (referred to as hydraulic reduction).
  • electric reduction electric motor control
  • hydraulic reduction hydraulic pressure reduction is often used because high-speed response is required to control disturbance such as roll eccentricity with a short cycle.
  • the rolling load detection means 6 detects the rolling load.
  • the rolling load is embedded between the rolling mill housing 2 and the rolling-down means 5 and uses a load cell (Load ⁇ ⁇ Cell) for directly measuring the rolling load, or the rolling load is detected from the pressure detected by the hydraulic rolling-down means. There is a way to calculate the rolling load.
  • the roll speed detector 7 is attached to the work rolls 3a and 3b or the motor shaft that drives the work rolls 3a and 3b, and detects the roll speed. Some can output a pulse corresponding to the roll rotation angle, and may be used to detect the roll rotation angle. If the ratio of the diameters of the work rolls 3a, 3b and the backup rolls 4a, 4b is known, if there is no slip between the work rolls 3a, 3b and the backup rolls 4a, 4b, the rotation speed and rotation angle of the work rolls 3a, 3b The rotation speed and rotation angle of the backup rolls 4a and 4b can be easily obtained.
  • the roll reference position detector 8 detects the reference position by a proximity switch or the like every time the backup rolls 4a and 4b make one rotation.
  • a pulse generator or the like may be attached to extract a pulse depending on the rotation angle, and the rotation angle itself may be detected, but it is possible to detect at least a reference position for each rotation.
  • FIG. 1 shows the case where the backup rolls 4a and 4b are attached to either or both of them.
  • the rotation angle of the work rolls 3a, 3b is known, the diameter ratio of the work rolls 3a, 3b and the backup rolls 4a, 4b can be determined from the diameter ratio of the backup rolls 4a, 4b.
  • the rotation angle can be calculated from the following equation.
  • the roll reference position detector 8 in FIG. 1 is not essential to the present invention.
  • the roll gap detector 9 is installed between the backup rolls 4a and 4b and the reduction means 5, and indirectly detects the gap between the work rolls 3a and 3b.
  • the rolling load upper and lower distribution means 10 assumes that the rolling load P detected by the rolling load detection means 6 is generated separately for the upper backup roll 4a and the lower backup roll 4b, and the upper backup roll.
  • the rolling load PT generated in 4 a and the rolling load P B generated in the lower backup roll 4 b are separated and output to the rolling load vertical fluctuation extracting means 11.
  • FIG. 5 is a block diagram showing in detail a configuration example of the rolling load up / down fluctuation extracting means 11 and the operation amount calculating means 12 of the sheet thickness control apparatus according to the first embodiment.
  • the rolling load up / down fluctuation extracting means 11 has an upper load fluctuation extracting means 111 and a lower load fluctuation extracting means 112.
  • the upper load fluctuation extracting unit 111 calculates fluctuation components caused by roll eccentricity of the rolling load PTj at a plurality of rotational positions of the upper backup roll 4a. To extract.
  • the lower load fluctuation extraction unit 112 is based on the rolling load P B separated by the rolling load up-and-down distribution unit 10 and changes due to roll eccentricity of the rolling load P Bj at a plurality of rotational positions of the lower backup roll 4b. The component is extracted.
  • the upper load fluctuation extracting unit 111 includes a rolling load recording unit 111a, an average value calculating unit 111b, and a deviation calculating unit 111c.
  • the lower load fluctuation extracting unit 112 includes a rolling load recording unit 112a, an average value calculating unit 112b, and a deviation calculating unit 112c.
  • the rolling load recording means 111a is n rolling load recording means provided corresponding to the respective rotation angle numbers of the backup rolls 4a and 4b.
  • Each rolling load recording means 111a, backup rolls 4a, 4b is rolling load P Tj when reaching the rotation angle number corresponding is recorded a predetermined time period.
  • the deviation calculating means 111c is provided corresponding to each rolling load recording means 111a, respectively, and the deviation ⁇ P Tj from the average value of the rolling load PTj recorded in the corresponding rolling load recording means 111a is calculated as a backup roll. Every time 4a and 4b rotate, it calculates and outputs. The same applies to the rolling load recording means 112a, the average value calculating means 112b, and the deviation calculating means 112c of the lower load fluctuation extracting means 112.
  • the operation amount calculation means 12 includes an upper addition means 121, a lower addition means 122, an upper switch 123, a lower switch 124, and a roll gap correction amount calculation means 125.
  • the upper addition means 121 adds the fluctuation component due to roll eccentricity of the rolling load PTj output from the upper load fluctuation extraction means 111 for each rotation angle number.
  • the lower addition means 122 adds the fluctuation component due to roll eccentricity of the rolling load P Bj output from the lower load fluctuation extraction means 112 for each rotation angle number.
  • Upper switch 123 has been added for each rotation angle numbers by an upper adder means 121, the fluctuation component due to roll eccentricity of a rolling load P Tj, i.e. the upper rolling load variation value of the backup roll 4a which is a deviation of the rolling load P Tj It is output according to the rotation angle number.
  • the lower switch 124 backs up the fluctuation component due to roll eccentricity of the rolling load P Bj added by the lower addition means 122 for each rotation angle number, that is, the lower rolling load fluctuation value that is the deviation of the rolling load P Bj. This is output according to the rotation angle number of the roll 4b.
  • the roll gap correction amount calculation means 125 calculates a roll gap correction amount according to the rotation angle number of the backup rolls 4a and 4b based on the output value of the upper switch 123 and the output value of the lower switch 124. is there.
  • the upper addition means 121 and the lower addition means 122, and the upper switch 123 and the lower switch 124 have the same configuration.
  • the upper addition means 121 includes a limit 121a, a switch 121b, and an adder 121c.
  • the limit 121a checks the upper and lower limits of the deviation ⁇ P Tj input from each deviation calculating means 111c.
  • the switch 121b is turned on every time the upper backup roll 4a makes one revolution, that is, every time the average value calculation means 111b finishes calculating, and simultaneously outputs the deviation ⁇ P Tj input from the limit 121a.
  • the adder 121c is provided corresponding to each rotation angle number of the upper backup roll 4a, and adds a deviation output from the switch 121b for each rotation angle number.
  • the upper switch 123 and the lower switch 124 have the same configuration.
  • the rolling load detection means 6 can only collect one value as the rolling load for one stand. Therefore, the rolling load vertical distribution means 10 generates the rolling load P detected by the rolling load detection means 6 by the following formula, for example, by the rolling load PT generated in the upper backup roll 4a and the lower backup roll 4b. to separated into a rolling load P B.
  • P T Rolling load generated in the upper backup roll 4a
  • P B Rolling load generated in the lower backup roll 4b
  • P Total rolling load actual value (detected value by the rolling and rolling load detecting means)
  • R Ratio of the total rolling load P to be distributed to the rolling load PT generated in the upper backup roll 4a.
  • the ratio R to the total rolling load P to be distributed to the rolling load PT generated in the upper backup roll 4a is a value in the vicinity of 0.5, that is, When the total rolling load actual value P is allocated to the rolling load generated in the backup rolls 4a and 4b, a value close to 1/2 of P is allocated to each of the upper and lower sides.
  • the rolling load fluctuation component due to roll eccentricity or the like by the other backup rolls 4a and 4b can be almost canceled by the upper and lower adders 121c and 122c. The reason for this will be described later.
  • the rolling load recording means 111a holds the rolling load at the backup roll rotation angle numbers 0, 1, 2,..., N ⁇ 1 for one rotation of the upper backup roll 4a.
  • the average value calculation means 111b calculates the average value when the rotation angle number n-1 is reached.
  • the deviation calculating means 111c determines the difference between the rolling load at the backup roll rotation angle numbers 0, 1, 2,..., N ⁇ 1 and the average value as the rolling load fluctuation due to roll eccentricity etc. Output to.
  • a straight line expression may be calculated from P 0 at the start point and P n at the end point, and the difference between the straight line and the rolling load at each position may be calculated.
  • Rolling load fluctuations due to roll eccentricity at the backup roll rotation angle number are checked with upper and lower limits at the limits 121a and 122a, and when the calculation of the average value is completed, the switches 121b and 122b are simultaneously turned on to determine the deviation of the rolling load.
  • a certain rolling load fluctuation value ⁇ P 0 , ⁇ P 1 ,..., ⁇ P n ⁇ 1 is sent to adders ( ⁇ 0 , ⁇ 1 , ⁇ 2 ,..., ⁇ n ⁇ 1 ) 121 c and 122 c and added together.
  • the adders ( ⁇ 0 , ⁇ 1 , ⁇ 2 ,..., ⁇ n-1 ) 121c and 122c are cleared to zero before the rolled material 1 is rolled, and the backup rolls 4a and 4b rotate once to calculate an average value. Every time is completed, the deviation of the rolling load is added once. This procedure is performed by the upper addition means 121 and the lower addition means 122.
  • the upper addition means 121 and the upper switch 123 constituting the operation amount calculation means 12 in FIG. 5 calculate the rolling load deviation (upper rolling load fluctuation value) ⁇ P AT by the upper backup roll 4a, while the lower addition means 122.
  • the lower switch 124 calculates a rolling load deviation (lower rolling load fluctuation value) ⁇ P BT by the lower backup roll 4b
  • the roll gap correction amount calculation means 125 calculates the upper backup roll for the upper backup roll by the following equations 6 and 7. and low gap correction amount [Delta] S T, calculates a lower row the gap correction amount for side backup roll [Delta] S B.
  • the roll gap correction amount [Delta] S is a manipulated variable, since the roll gap can not be vertically separately operated, the roll gap correction amount calculating means 125, as in the following equation 8, and the upper and lower rows gap correction amount [Delta] S T, Add ⁇ S B and output.
  • M Mill constant
  • Q Plastic coefficient of rolled material
  • ⁇ S B Low gap correction amount for lower backup roll
  • ⁇ S Low gap correction amount
  • ⁇ P AT Upper backup Rolling load deviation due to roll (upper rolling load fluctuation value)
  • ⁇ P BT Deviation of rolling load by lower backup roll (lower rolling load fluctuation value)
  • the roll gap operating means 13 gives the low gap correction amount ⁇ S according to Expression 8 to the reduction means 5 in addition to the roll gap amount such as MMC or GM-AGC.
  • r is a ratio represented by the following formula 10.
  • D T ⁇ D B that is, r ⁇ 1.
  • this assumption does not limit the validity of setting R to a value in the vicinity of 0.5, and r> 1 may be used. This is for convenience of explanation.
  • the axial movement distance is considered, since the axial movement distance is directly related to the fluctuation of the rolling load, it can be replaced with the fluctuation of the rolling load.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of temporal changes in roll eccentric amounts y 1 and y 2 [mm] of the backup rolls 4a and 4b.
  • T 0 T 0
  • the value accumulated in the upper roll adder 121c is the integrated value Y T (j) of the axial movement amount of the upper backup roll 4a at the position j of the upper backup roll 4a and the lower value at the position j of the upper backup roll 4a. This is the sum of the integrated values Y B (j) of the amount of axial movement of the side backup roll 4b. Since Y T (j) is an integrated value of the period T T with T 0 as an initial value, it is calculated by the following equation (13).
  • Y B (j) is also an integrated value of the period T T with T 0 as an initial value, and is therefore calculated by the following equation 14 and more specifically by the following equation 15.
  • equation 15 becomes the following equation 17.
  • the integrated value of the sin of the angle obtained by multiplying the full angle 2 ⁇ [rad] of the circle by ⁇ 1 / n and adding to ⁇ is zero. That is, every time m sin values are integrated, the integrated value Y B (j) of the axial movement amount of the lower backup roll 4b becomes zero.
  • 1 / (1-r) is not necessarily an integer depending on the ratio of the backup rolls 4a and 4b, but when 1 / (1-r) is a value close to an integer, Y B (j) becomes a value close to zero each time the sin value is integrated.
  • the beat Y which is a superposition of y 1 and y 2 , is expressed by the following Expression 18 as in Expression 1.
  • Equation 16 gives the beat long cycle m ⁇ T T, and the integrated value Y B (j) of the axial movement amount of the lower backup roll 4b becomes zero for each m ⁇ T T.
  • the integrated value Y T (j) of the axial center movement amount of the upper backup roll 4a is monotonously increased without the roll eccentricity control, and the lower backup roll 4a rotates each time the upper backup roll 4a rotates. Since the specific gravity of the integrated value Y B (j) of the axis 4 of the roll 4b with respect to Y T (j) decreases, the upper roll eccentricity of the upper backup roll 4a is added to the upper roll adder 121c shown in FIG. The components are mainly accumulated.
  • the roll eccentric component of the lower backup roll 4b is mainly accumulated in the lower roll adder 122c.
  • the ratio R to the total rolling load P to be allocated to the upper rolling load PT is a value in the vicinity of 0.5, that is, when the total rolling load actual value P is allocated to the rolling load generated in the backup rolls 4a and 4b. It can be seen that a value close to 1 ⁇ 2 of P may be distributed vertically.
  • roll rotation such as roll eccentricity
  • roll rotation is performed using a rolling load measured during rolling of a metal material without using a kiss roll load.
  • the rolling load fluctuation component generated in relation to the position, that is, the rolling load fluctuation component due to roll eccentricity or the like is extracted, and the roll gap of the rolling stand can be manipulated so as to reduce the rolling load fluctuation.
  • the board thickness control apparatus of 1st Embodiment when there exists fluctuation
  • Can control variable components that can not be analyzed by frequency analysis when not rolling, no thickness gauge is required, and there is no deterioration in accuracy due to tracking errors, and even if there is a difference in diameter between the backup rolls 4a and 4b, high accuracy
  • the plate thickness control device of the embodiment it is possible to provide a high-precision plate thickness control device, plate thickness control method, and plate thickness control program that facilitates roll management and that does not have equipment restrictions. .
  • the ratio R to the total rolling load P to be distributed to the rolling load PT generated on the upper backup roll 4a is set to a value in the vicinity of 0.5. Therefore, when the total rolling load actual value P is allocated to the rolling load generated in the backup rolls 4a and 4b, a value close to 1/2 of P is allocated to each of the upper and lower sides.
  • the rolling load fluctuation components due to roll eccentricity by the other backup rolls 4a and 4b can be almost canceled by the vessels 121c and 122c.
  • the fact that a large value is accumulated in the j-th adder 121c means that the eccentricity amount at the j-th position is large. The same applies to the lower adder 121c.
  • the values of the upper and lower adders 121c and 122c that is, the upper and lower
  • the roll eccentricity of each backup roll 4a, 4b is identified, and the frequency and period of roll eccentricity are calculated from the rotational speed based on this.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing a change in the value stored in the adder 121c of the upper addition means 121. As shown in FIG.
  • the horizontal axis represents the number of the adder in the adder 121c
  • the vertical axis represents the value of each adder in the adder 121c
  • the value 201 (bar graph) of each adder in the adder 121c and each position.
  • Each adder 121c may contain noise or the like, and a sine wave can be obtained by a least square method or the like.
  • the operation amount calculation means 12 uses the load value stored in the adder 121c to calculate the upper work roll 3a and the lower work using the equation 8 for converting the load into the roll gap according to the second embodiment.
  • the work roll gap command value between the roll 3b is calculated, and the roll gap operation means 13 is based on the work roll gap command value calculated by the operation amount calculation means 12, and the upper work roll 3a and the lower work roll 3b Manipulate the work roll gap between.
  • the rolling load measured during the rolling of the metal material can be obtained without using the kiss roll load, similarly to the first embodiment.
  • the rolling stand is used to extract the rolling load fluctuation component generated in relation to the roll rotation position, such as roll eccentricity, that is, the rolling load fluctuation component due to roll eccentricity, etc., and to reduce the rolling load fluctuation.
  • the roll gap can be manipulated.
  • the values of the upper and lower adders 121c and 122c that is, the upper and lower backup rolls 4a and 4b, respectively.
  • Roll eccentricity amount can be identified, and since the frequency and cycle of roll eccentricity are calculated from the rotational speed of the backup rolls 4a and 4b, the frequency and cycle of roll eccentricity can be easily obtained.
  • the roll gap of the rolling stand can be manipulated so as to reduce the rolling load fluctuation, and the ratio R to the total rolling load P to be distributed to the upper rolling load PT is set to a value in the vicinity of 0.5.
  • R which is a ratio to the total rolling load P to be distributed to the upper rolling load PT
  • R which is a ratio to the total rolling load P to be distributed to the upper rolling load PT
  • the upper and lower backup rolls 4a, 4b roll eccentricity amount is a periodic function such as a sine wave as described above. Therefore, the ratio of the amplitude of the sine wave after the identification of the backup rolls 4a and 4b is used as the ratio of the next material as R.
  • the amplitude of the sine wave identified by the adder 121c of the upper backup roll 4a is 0.9
  • the amplitude of the sine wave identified by the adder 121c of the lower backup roll 4b Is 1.1
  • the ratio of the roll eccentricity of the backup rolls 4a and 4b can be obtained by calculating the absolute value of the value stored in the addition without identifying with a periodic function.
  • the rolling load up / down distribution means 10 sets the ratio R for distributing the rolling load detected by the rolling load detection means 6 up and down to 0.5 immediately after the backup roll replacement, After the replacement of the backup roll, after the next rolled material, the periodic function is calculated using the integrated values of the upper and lower rolling load fluctuation values ⁇ P AT and ⁇ P BT which are deviations of the rolling load in the operation amount calculation means 12 for the current rolled material.
  • the amplitude may be identified, and the ratio of the amplitude for the upper work roll 3a and the upper back-up roll 4a and the sum of the amplitudes for the lower work roll 3b and the lower back-up roll 4b may be set, or rolling
  • the ratio R for allocating the rolling load detected by the load detecting means 6 up and down is set to 0.5 immediately after the backup roll replacement, After the exchange of the roll-up roll, after the next rolled material, it may be set based on rolling load fluctuation values ⁇ P AT and ⁇ P BT which are deviations of the rolling load in the operation amount calculation means 12 of the current rolled material.
  • this ratio may contain noise, it is also possible to reduce the influence of noise by using a filter as shown in the following equation (20).
  • Equation 20 k: an index indicating the present k + 1: an index indicating what should be used next time k-1: an index indicating one time before the present c: a gain for filtering.
  • a metal material is measured during rolling without using a kiss roll load, as in the first and second embodiments.
  • the rolling load can be used to extract the rolling load fluctuation component generated in relation to the roll rotation position, such as roll eccentricity, and to operate the roll gap of the rolling stand so as to reduce this rolling load fluctuation.
  • R which is a ratio to the total rolling load P to be distributed to the upper rolling load PT , is set to a value in the vicinity of 0.5.
  • R which is a ratio to the total rolling load P to be distributed to the upper rolling load PT .
  • R which is a ratio to the total rolling load P to be distributed to the upper rolling load PT .
  • the roll eccentricity of the upper and lower backup rolls 4a and 4b is set to the value of the upper and lower adder 121c group. Since it can be identified by a periodic function such as a sine wave, the ratio of the amplitude of the sine wave after identification of the backup rolls 4a and 4b can be used as the ratio of the next material, and roll eccentricity can be easily performed. And the roll gap of the rolling stand can be manipulated so as to reduce rolling load fluctuations.
  • the present invention can be applied to a hot rolling apparatus for rolling a metal material hot.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Metal Rolling (AREA)

Abstract

　金属材料に対する圧延荷重を検出する圧延荷重検出手段(６)と、検出された圧延荷重を上側ロールセットで発生している上側圧延荷重と、下側ロールセットで発生している下側圧延荷重との比に基づいて、上下に配分する圧延荷重上下配分手段(１０)と、上下に配分された上側ロールセットおよび下側ロールセットの圧延荷重に基づいて、上側ロールセットおよび下側ロールセットの回転位置に関連して発生する上側圧延荷重変動値および下側圧延荷重変動値を抽出する圧延荷重上下変動値抽出手段(１１)と、抽出された上側圧延荷重変動値および下側圧延荷重変動値に基づいて,上側ワークロール(３ａ)と下側ワークロール(３ｂ)との間のワークロールギャップ指令値を演算する操作量演算手段(１２)と、演算されたワークロールギャップ指令値に基づいて、上側ワークロール(３ａ)と下側ワークロール(３ｂ)との間のワークロールギャップを操作するロールギャップ操作手段(１３)とを有する。

Description

板厚制御装置、板厚制御方法、板厚制御プログラム
　本発明は、金属材料の圧延機における板厚制御装置、板厚制御方法、板厚制御プログラムにおいて、ワークロール等の回転位置に関連して発生する、いわゆるロール偏芯等に起因する板厚変動を制御する板厚制御装置、板厚制御方法、板厚制御プログラムに関する。
　薄板圧延や厚板圧延における品質制御のひとつに、圧延材の幅方向中央手段の板厚を制御する板厚制御（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ：ＡＧＣ）がある。板厚制御方法としては、圧延機出側に設置した板厚計の測定値をフィードバックするモニターＡＧＣ、圧延荷重やロールギャップ（上下側ワークロールの間隙）から推定したゲージメータ板厚を用いたゲージメータＡＧＣ（Ｇａｇｅ ｍｅｔｅｒ ＡＧＣ ： ＧＭ－ＡＧＣ）、圧延荷重によるミル定数可変制御（Ｍｉｌｌ Ｍｏｄｕｌｕｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ： ＭＭＣ）などがある。
　板厚精度の向上を阻害する外乱としては、熱間圧延においては圧延材の温度変動がある。熱間圧延、冷間圧延に共通な外乱としては、他の制御、たとえば張力制御の劣化による張力変動、オペレータの手介入による速度やロールギャップの変更、ロールの構造やロール研磨の制度不良によるロール偏芯等がある。
　このうちロール偏芯は、オイルベアリングを有するバックアップロールにおけるキー溝が、数百トンから２、３千トンという大きな圧延荷重を受けたときに上下に軸が移動することが原因となり、ロールの回転にあわせてロールギャップ変動が発生するものである。しかしながらキー溝のないロールでも、たとえばロール研磨時の非対称性、熱膨張の偏りなどの原因により、ロール回転に依存したロールギャップ変動は発生する。
　なお、ワークロール上下２個のみで構成されるいわゆる２Ｈｉミルの場合でも、ワークロール上下２個、バックアップロール上下２個の４ロールで構成されるいわゆる４Ｈｉミルの場合でも、ワークロール上下２個、中間ロール上下２個、バックアップロール上下２個の６ロールで構成されるいわゆる６Ｈｉミルの場合でも、その他の場合でも以下は同様に考えることができる。表現上、ワークロールをワークロール（Ｗｏｒｋ Ｒｏｌｌ ： ＷＲと略記する場合がある。）、バックアップロールをワークロール以外のロールとして、バックアップロール（Ｂａｃｋ ＵＰ Ｒｏｌｌ ： ＢＵＲと略記する場合がある。）と呼ぶことにする。
　ロール偏芯等のロール軸振れに依存した外乱は、ロールギャップ検出器により検出できない。ロールギャップを設定する装置は与えられたギャップになるようにロールギャップ検出器による検出値をフィードバックして制御するが、検出値にロール軸振れが現われないために、制御することができない。しかし、ロール軸振れに依存した外乱は実際のロールギャップを変化させるために、圧延荷重には現れる。このため圧延荷重を利用する上記ＭＭＣ、ＧＭ‐ＡＧＣなどの大きな外乱になる。
　このロール偏芯等のロール軸振れに依存した外乱を低減するため、例えば、金属材料を圧延する圧延機に設けられ、圧延スタンドの上下側ワークロール及び上下側バックアップロールのロール偏芯に起因する板厚変動を制御する板厚制御装置であって、キスロール時荷重及び圧延荷重を検出する圧延荷重検出器と、上下側ワークロール及び上下側バックアップロールの複数の回転位置において圧延荷重検出器により検出されたキスロール時荷重に基づいて、キスロール時荷重の、各回転位置における上側ワークロール及び上側バックアップロールのロール偏芯に起因する変動成分と、各回転位置における下側ワークロール及び下側バックアップロールのロール偏芯に起因する変動成分とを別々に抽出するキスロール時荷重変動抽出手段と、キスロール時荷重変動抽出手段によって別々に抽出されたキスロール時荷重の各変動成分に基づいて、各回転位置において圧延荷重検出器により検出された圧延荷重の、各回転位置における上側ワークロール及び上側バックアップロールのロール偏芯に起因する変動成分と、各回転位置における下側ワークロール及び下側バックアップロールのロール偏芯に起因する変動成分とを別々に抽出する圧延荷重上下変動抽出手段と、圧延荷重上下変動抽出手段によって別々に抽出された圧延荷重の各変動成分に基づいて、圧延されている金属材料の板厚変動を低減させるように、各回転位置に対応したロールギャップ指令値を演算する操作量演算手段と、操作量演算手段によって演算されたロールギャップ指令値に基づいて、各回転位置に対応してロールギャップを操作するロールギャップ操作手段と、を備え、上側のロールが回転することによって生じる圧延荷重変動と下側のロールが回転することによって生じる圧延荷重変動とを的確に分離して、分離された各圧延荷重変動に応じてロールギャップを制御する板厚制御装置を提案している（例えば、特許文献１参照。）。
国際公開第２００８／０９０５９６号
　ところで、上下のバックアップロールの直径に差がある場合、上下のバックアップロールの回転速度の差により、いわゆるビートまたはうなりという現象が発生するため、制御性能の劣化が生じる。
　ここで，ビートまたはうなりの発生を説明する。上下のバックアップロール径が異なるものとし，上側バックアップロールの回転周波数をωＴ[ｒａd／ｓ]，下側バックアップロールの回転周波数をωＢ[ｒａd／ｓ]とし，簡単のため上下の振幅を１，また初期位相差はないものとすると，上下側バックアップロールの回転を重畳したあとの信号Ｙは以下となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　正弦波（ｓｉｎ）の周波数はωＴ＋ωＢ[ｒａd／ｓ]となって、周波数が高い、すなわち短周期、細かい振動が現れる。一方で，余弦波（ｃoｓ）の周波数はωT－ωB[ｒａd／ｓ]となって、周波数が低い、すなわち長周期、大きな振動が現れる。
　図８（Ａ）に，ｓｉｎ（ｗＴｔ）（実線）とｓｉｎ（ｗＢｔ）（点線）それぞれの波形の一例を示す。なお、周波数は、ｗＴ ＝５ｒａｄ／ｓ、ｗＢ＝４ｒａｄ／ｓとした。また、図８（Ｂ）に、ｓｉｎ（ｗＴｔ）とｓｉｎ（ｗＢｔ）の重畳（実線）と、ｃｏｓ｛（ｗＴ －ｗＢ）ｔ／２｝（破線）の波形の一例を示す。なお、横軸は時間（ｓ）である。重畳された波形の包絡線が、長周期の波（破線）で表されていることがわかる。
　しかし、特許文献１記載の板厚制御装置では、圧延していないときに上下のワークロールを接触させて荷重を発生させる、いわゆるキスロール時荷重と、圧延しているときに発生する圧延荷重の両方を使用して、上側のバックアップロールで発生するロール偏芯成分と、下側のバックアップロールで発生するロール偏芯成分とを分離していたため、圧延をしていないときにキスロール時荷重を測定する必要があり、その分だけ手間や時間がかかる、という問題があった。
　そこで、本発明では、キスロール荷重を使用することなく、圧延中に測定する圧延荷重を用いて当該圧延スタンドのロールギャップを操作することができる板厚制御装置、板厚制御方法、板厚制御プログラムを提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため、本発明に係る板厚制御装置の第１の特徴は、上側のロールセットの上側ロールセットと、下側ワークロールおよびバックアップロールの下側ロールセットとの間で金属材料を圧延することにより製造される圧延材の板厚変動を制御する板厚制御装置であって、前記金属材料に対する圧延荷重を検出する圧延荷重検出手段と、前記圧延荷重検出手段によって検出された圧延荷重を、前記上側ロールセットで発生している上側圧延荷重と、前記下側ロールセットで発生している下側圧延荷重との比に基づいて、上下に配分する圧延荷重上下配分手段と、前記圧延荷重上下配分手段によって上下に配分された前記上側ロールセットおよび前記下側ロールセットの前記圧延荷重に基づいて、前記上側ロールセットおよび前記下側ロールセットの回転位置に関連して発生する上側圧延荷重変動値および下側圧延荷重変動値を抽出する圧延荷重上下変動値抽出手段と、前記圧延荷重上下変動値抽出手段により抽出された前記上側圧延荷重変動値および下側圧延荷重変動値に基づいて、前記上側ワークロールと前記下側ワークロールとの間のワークロールギャップ指令値を演算する操作量演算手段と、前記操作量演算手段によって演算された前記ワークロールギャップ指令値に基づいて、前記上側ワークロールと前記下側ワークロールとの間のワークロールギャップを操作するロールギャップ操作手段と、を備えることにある。
　上記目的を達成するため、本発明に係る板厚制御装置の第２の特徴は、前記操作量演算手段は、前記上側ロールセットおよび前記下側ロールセットが所定時間以上回転するまでは、前記圧延荷重上下変動値抽出手段によって別々に抽出された前記上側圧延荷重変動値および下側圧延荷重変動値に基づいて、前記上側ワークロールと前記下側ワークロールとの間のワークロールギャップ指令値を演算し、前記上側ロールセットおよび前記下側ロールセットが所定時間以上回転した場合、前記圧延荷重上下変動値抽出手段によって演算された前記圧延荷重変動値の積算値に基づいて上下それぞれのバックアップロールのロール偏芯量を同定し、同定したロール編芯量に基づいて前記上側ワークロールと前記下側ワークロールとの間のワークロールギャップ指令値を演算する、ことにある。
　上記目的を達成するため、本発明に係る板厚制御装置の第３の特徴は、前記圧延荷重上下配分手段は、前記圧延荷重検出手段によって検出された圧延荷重を上下に配分する比を、前記バックアップロール交換直後は０．５に設定し、前記バックアップロール交換後、次の圧延材以降は、現在の圧延材の操作量演算手段における前記圧延荷重の偏差に基づいて設定する、ことにある。
　上記目的を達成するため、本発明に係る板厚制御装置の第４の特徴は、前記圧延荷重上下配分手段は、前記圧延荷重検出手段によって検出された圧延荷重を上下に配分する比を、前記バックアップロール交換直後は０．５に設定し、前記バックアップロール交換後、次の圧延材以降は、現在の圧延材の操作量演算手段における前記圧延荷重変動値の積算値を用いて周期関数の振幅を同定し、上側のロールセットに対する振幅と、下側ロールセットに対する振幅との合計値に対する比を設定する、ことにある。
　上記目的を達成するため、本発明に係る板厚制御方法の特徴は、上側のロールセットの上側ロールセットと、下側ワークロールおよびバックアップロールの下側ロールセットとの間で金属材料を圧延することにより製造される圧延材の板厚変動を制御する板厚制御方法であって、前記金属材料に対する圧延荷重を検出するステップと、検出された圧延荷重を、前記上側ロールセットで発生している上側圧延荷重と、前記下側ロールセットで発生している下側圧延荷重との比に基づいて、上下に配分するステップと、前記上下に配分された前記上側ロールセットおよび前記下側ロールセットの前記圧延荷重に基づいて、前記上側ロールセットおよび前記下側ロールセットの回転位置に関連して発生する上側圧延荷重変動値および下側圧延荷重変動値を抽出するステップと、前記抽出された前記上側圧延荷重変動値および下側圧延荷重変動値に基づいて、前記上側ワークロールと前記下側ワークロールとの間のワークロールギャップ指令値を演算するステップと、前記演算された前記ワークロールギャップ指令値に基づいて、前記上側ワークロールと前記下側ワークロールとの間のワークロールギャップを操作するステップと、を有することにある。
　上記目的を達成するため、本発明に係る板厚制御プログラムの特徴は、上側のロールセットの上側ロールセットと、下側ワークロールおよびバックアップロールの下側ロールセットとの間で金属材料を圧延することにより製造される圧延材の板厚変動を制御することをコンピュータに実行させるための板厚制御プログラムであって、前記金属材料に対する圧延荷重を検出するステップと、検出された圧延荷重を、前記上側ロールセットで発生している上側圧延荷重と、前記下側ロールセットで発生している下側圧延荷重との比に基づいて、上下に配分するステップと、前記上下に配分された前記上側ロールセットおよび前記下側ロールセットの前記圧延荷重に基づいて、前記上側ロールセットおよび前記下側ロールセットの回転位置に関連して発生する上側圧延荷重変動値および下側圧延荷重変動値を抽出するステップと、前記抽出された前記上側圧延荷重変動値および下側圧延荷重変動値に基づいて、前記上側ワークロールと前記下側ワークロールとの間のワークロールギャップ指令値を演算するステップと、前記演算された前記ワークロールギャップ指令値に基づいて、前記上側ワークロールと前記下側ワークロールとの間のワークロールギャップを操作するステップと、を、コンピュータに実行させることにある。
　本発明によれば、キスロール荷重を使用することなく、金属材料を圧延中に測定される圧延荷重を用いてロール偏芯等、ロール回転位置に関連して発生する圧延荷重の変動成分、すなわちロール偏芯等による圧延荷重変動成分を抽出し、この圧延荷重変動を低減するように、当該圧延スタンドのロールギャップを操作することができる。
本発明の第１の実施の形態に係る板厚制御装置を示す全体構成図である。 本発明の第１の実施の形態に係る板厚制御装置において、測定される圧延荷重の概念を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係る板厚制御装置に備えられた上下側バックアップロールの分割と上下側ワークロールとの関係を示す図である。 バックアップロール回転角度の変化に伴い圧延荷重が変化する様子と、ロール偏芯等による圧延荷重変動分を抽出する方法の一例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係る板厚制御装置に備えられた圧延荷重上下変動抽出手段および操作量演算手段の構成例を詳細に示す構成図である。 上下側バックアップロールの回転の様子を説明するための図である。 本発明の第２の実施の形態に係る板厚制御装置における上側バックアップロールの加算器に蓄えられた値の変化を示す説明図である。 ビートの状態を示す説明図である。
発明の実施するため形態
（第１の実施の形態）
　図１は、本発明の第１の実施の形態に係る板厚制御装置を示す全体構成図である。
　図１において、本発明の第１の実施の形態に係る板厚制御装置は、金属材料からなる圧延材１を圧延する圧延機を含む制御装置であり、ハウジング２と、上側ワークロール３ａ及び下側ワークロール３ｂによって構成されるワークロールと、上側バックアップロール４ａ及び下側バックアップロール４ｂによって構成されるバックアップロール４と、圧延材１に圧延荷重を作用させる圧下手段５と、圧延荷重を検出する圧延荷重検出手段６と、ロールの回転数を検出するロール回転数検出器７と、バックアップロール４ａ，４ｂが１回転する毎に所定の基準位置を検出するロール基準位置検出器８と、ワークロール３ａ，３ｂの間隙、即ち、ロールギャップを検出するロールギャップ検出器９とを備える。ここで、上側ワークロール３ａおよび上側バックアップロール４ａにより本発明の上側ロールセットを構成する一方、下側ワークロール３ｂおよび下側バックアップロール４ｂにより本発明の下側ロールセットを構成する。
　また、図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る板厚制御装置は、圧延荷重上下配分手段１０と、圧延荷重上下変動抽出手段１１と、操作量演算手段１２と、ロールギャップ操作手段１３とを備えている。
　圧延荷重上下配分手段１０は、ワークロール３ａ，３ｂ及びバックアップロール４ａ，４ｂの複数の回転位置において圧延荷重検出手段６により検出された圧延荷重を、上側ロールセットである上側ワークロール３ａ及び上側バックアップロール４ａで発生している上側圧延荷重と、下側ロールセットである下側ワークロール３ｂ及び下側バックアップロール４ｂで発生している下側圧延荷重との比に基づいて、上下に配分する。
　圧延荷重上下変動抽出手段１１は、圧延荷重上下配分手段１０によって上下に配分された上側ロールセットおよび下側ロールセットの圧延荷重に基づいて、上側ロールセットおよび下側ロールセットの回転位置に関連して発生する上側圧延荷重変動値および下側圧延荷重変動値を抽出する。
　操作量演算手段１２は、圧延荷重上下変動抽出手段１１によって別々に抽出された圧延荷重の上下の各変動成分に基づいて、圧延されている圧延材１の板厚変動を低減させるように、上記各回転位置に対応したロールギャップ指令値を演算するものである。
　ロールギャップ操作手段１３は、操作量演算手段１２によって演算されたロールギャップ指令値に基づいて、上記各回転位置に対応してロールギャップを操作するものである。また、ロールギャップ操作手段１３は、例えば、ＭＭＣやＧＭ‐ＡＧＣによって得られたロールギャップ量に、上記操作量演算手段１２によって演算されたロールギャップ修正量を加えた値をロールギャップの設定値として、圧下手段５を制御する。
　なお、以下の説明においては、一例として、上下２つのワークロール３ａ，３ｂ及び上下２つのバックアップロール４ａ，４ｂの４ロールで構成される４Ｈｉミルの場合について説明するが、これに限定されるものではなく、ワークロール上下２個のみで構成されるいわゆる２Ｈｉミルの場合でも、ワークロール上下２個、中間ロール上下２個、バックアップロール上下２個の６ロールで構成されるいわゆる６Ｈｉミルの場合でも、その他の場合でも同様に考えることができる。
　本発明の第１の実施の形態に係る板厚制御装置は、上記のように構成され、圧延材１は、出側で所望の板厚となるように、ロールギャップと速度とが適切に調整されたワークロール３ａ，３ｂによって圧延される。ここで、ワークロール３ａ，３ｂは、ワークロール３ａ，３ｂが上側バックアップロール４ａに上方から支えられ、下側ワークロール３ａ，３ｂが下側バックアップロール４ｂに下方から支えられることにより、ロール幅方向のたわみが少なくなるように構成される。また、バックアップロール４ａ，４ｂは、圧延機ハウジング２に対して回動自在に支持されており、圧延材１に作用させる圧延荷重にも十分に耐え得る構造を成している。
　圧下手段５は、電動機制御によるもの（電動圧下という）、油圧制御によるもの（油圧圧下という）の２種類が存在するが、油圧圧下の方が高速応答を得やすい。このため、ロール偏芯による外乱のように短い周期の波成分に対応して圧延荷重制御を実施するには、一般に、高速応答が可能な油圧圧下が採用される。また、ワークロール３ａ，３ｂの間隙、即ち、ロールギャップは、圧下手段５によって調整される。
　圧延荷重検出手段６は、例えば、圧延機ハウジング２と圧下手段５との間に埋め込まれたロードセル（Ｌｏａｄ Ｃｅｌｌ）によって圧延荷重を直接的に測定する方法や、油圧圧下手段で検出される圧力から圧延荷重を計算する方法等によって、圧延荷重を検出するものである。
　ロール回転数検出器７は、ワークロール３ａ，３ｂやこのワークロール３ａ，３ｂを駆動する電動機の軸（図示せず）に設けられ、ワークロール３ａ，３ｂ等の回転数を検出するものである。ここで、ロール回転数検出器７は、例えば、ワークロール３ａ，３ｂの回転角度に応じたパルスを出力するパルス出力手段と、パルス出力手段から出力されたパルスを検出してワークロール３ａ，３ｂの回転角度を演算する角度演算手段とを備えることにより、ワークロール３ａ，３ｂの回転数の検出とともに、より詳細な回転角度を検出できるように構成される。なお、ワークロール３ａ，３ｂとバックアップロール４ａ，４ｂとの直径の比が既知である場合、ロール回転数検出器７によって検出されたワークロール３ａ，３ｂの回転数と回転角度とに基づいて、ワークロール３ａ，３ｂとバックアップロール４ａ，４ｂとの間にスリップがない場合におけるバックアップロール４ａ，４ｂの回転数と回転角度とを容易に演算することができる。
　ロール基準位置検出器８は、例えば、バックアップロール４ａ，４ｂが１回転する度に、近接スイッチ等のセンサがバックアップロール４ａ，４ｂに設けられた被検出体を検出すること等によって基準位置を検出するものである。また、例えば、パルスジュネレータ（Pulse Generator）を利用することにより、バックアップロール４ａ，４ｂの回転角度に依存したパルスを取り出し、バックアップロール４ａ，４ｂの回転角度を検出することによって基準位置を検出する。なお、図１ではロール基準位置検出器８を上側バックアップロール４ａにのみ取り付けた場合を示しているが、バックアップロール４ａ，４ｂにロール基準位置検出器８を取り付けて、バックアップロール４ａ，４ｂの各基準位置を検出するように構成しても良い。
　ロールギャップ検出器９は、例えば、バックアップロール４ａ，４ｂと圧下手段５との間に設けられ、間接的にワークロール３ａ，３ｂの間に形成されるロールギャップを検出するものである。
　次に、図２～図６を参照して、第１の実施の形態に係る板厚制御装置の動作について、特に、圧延荷重上下配分手段１０、圧延荷重上下変動抽出手段１１、操作量演算手段１２の各構成及び動作を具体的に説明する。
　図２は、第１の実施の形態に係る板厚制御装置にて測定される圧延荷重の概念を示す図である。図２では、ロール偏芯が生じていない場合における圧延荷重１０１と、ロール偏芯が生じている場合における圧延荷重１０２とを示しており、ｔ１時点からｔ２時点までがバックアップロール４ａ，４ｂにおける１回転分である。
　図２に示すように、圧延荷重１０１は、バックアップロール４ａ，４ｂ等にロール偏芯が生じていない場合でも、圧延材１の温度変化や板厚変化等によって、時間ｔ、即ち、ロールの回転とともに変動する。
　一方、バックアップロール４ａ，４ｂ等にロール偏芯が生じている場合には、圧延荷重１０２は、ロール偏芯以外による圧延荷重変動に、ロール偏芯による圧延荷重の変動成分を重ね合わせたものとして表される。なお、以下に説明する板厚制御装置における具体的制御は、ロール偏芯による圧延荷重変動とロール偏芯以外による圧延荷重変動とを的確に分離するとともに、ロール偏芯による圧延荷重変動を本板厚制御装置で制御し、ロール偏芯以外による圧延荷重変動を上記ＭＭＣやＧＭ‐ＡＧＣで制御することが基本的な考えである。
　次に、図３に基づいて、圧延荷重上下変動抽出手段１１等の各構成及び動作を説明する際に必要な事項について説明する。
　図３は、ワークロール（ＷＲ）３ａ，３ｂ及びバックアップロール（ＢＵＲ）４ａ，４ｂの位置関係を説明するための図である。
　図３に示すように、バックアップロール（ＢＵＲ）４ａ，４ｂには、回転位置検出用に位置目盛１４が付されている。また、バックアップロール（ＢＵＲ）４ａ，４ｂの一部に予め設定され、バックアップロール（ＢＵＲ）４ａ，４ｂの回転に連動して回転する基準位置４ｃを示している。
　位置目盛１４は、例えば、バックアップロール（ＢＵＲ）４ａ，４ｂの周囲を取り囲むように、バックアップロール（ＢＵＲ）４ａ，４ｂの直近外側に設けられ、バックアップロール（ＢＵＲ）４ａ，４ｂの全周をｎ等分するように、即ち、バックアップロール（ＢＵＲ）４ａ，４ｂの回転軸を中心として所定角度（３６０／ｎ度）毎に、目盛が設けられる。そして、位置目盛１４の基準位置１４ａ（固定された基準位置）を０として、第（ｎ－１）まで番号付けされる。なお、上記nは、例えばn＝３０～４０程度の値が設定される。ここで、上記位置目盛１４は圧延荷重上下変動抽出手段１１等を説明するために設けられたものであり、実際の機器類に目盛自体は付されていなくても良い。
　ここで、θＷT０は、バックアップロール（ＢＵＲ）４ａ，４ｂの基準位置４ｃが、固定された基準位置１４ａに一致する際のワークロール３の回転角度、θＷTは、バックアップロール（ＢＵＲ）４ａ，４ｂがθBTだけ回転した後のワークロール３の回転角度である。ここで、上記θは角度を表し、添え字の左側Ｗはワークロール３、Ｂはバックアップロール４を、添え字の右側Tは上側、Ｂは下側をそれぞれ表している。なお、以下においては、バックアップロール（ＢＵＲ）４ａ，４ｂの回転角度とは、バックアップロール（ＢＵＲ）４ａ，４ｂの基準位置４ｃが、固定された基準位置１４ａからバックアップロール（ＢＵＲ）４ａ，４ｂの回転に連動して移動する角度を表すものとする。例えば、バックアップロール（ＢＵＲ）４ａ，４ｂの回転角度が９０度であるとは、バックアップロール（ＢＵＲ）４ａ，４ｂの基準位置４ｃが、固定された基準位置１４ａからバックアップロール（ＢＵＲ）４ａ，４ｂの回転方向に９０度の回転した位置にあることを示している。また、バックアップロール（ＢＵＲ）４ａ，４ｂの回転角度が位置目盛１４の最も近接する目盛（例えば、位置目盛１４のｊ番目の目盛）にある状態を、バックアップロール（ＢＵＲ）４ａ，４ｂの回転角度番号がｊであるとして説明する。
　なお、上記バックアップロール（ＢＵＲ）４ａ，４ｂの基準位置４ｃ及び固定された基準位置１４ａに、近接センサ等のセンサとこのセンサによって検出される被検出体とを埋め込むことにより、上記センサ及び被検出体によってロール基準位置検出器８を構成しても良い。かかる場合、例えば、バックアップロール（ＢＵＲ）４ａ，４ｂの基準位置４ｃに設けられた近接センサが、バックアップロール４とともに回転して固定された基準位置１４ａに達することにより、基準位置１４ａに埋め込まれた被検出体が上記近接センサによって検出される。即ち、バックアップロール（ＢＵＲ）４ａ，４ｂの基準位置４ｃが、固定された基準位置１４ａを通過したと認識される。なお、ロール基準位置検出器８は、本発明には必須のものではない。
　固定された基準位置０からｎ－１までの分割位置を、後述する図５における圧延荷重の記録エリア（図５中のＰ０～Ｐｎ－１）の区分に等しくして、これらの分割位置における圧延荷重を記録エリアに格納する。一般にｎ＝３０～９０程度の値が用いられる。ｎを大きくするには、制御器の演算処理能力が高くなくてはならないので、制御の細かさと演算能力の相反関係には注意する必要がある。
　以下、バックアップロール回転角度とは、固定された基準位置からバックアップロール基準位置がバックアップロール４ａ，４ｂの回転にしたがって移動していく角度を表すものとする。例えば、バックアップロール回転角度が９０度であるとは、固定された基準位置からバックアップロール基準位置がバックアップロール４ａ，４ｂの回転方向に９０度の位置にあることを示す。またバックアップロール回転角度が前記位置目盛りの最も近い位置（たとえばi番目の位置目盛り）にあるとき、バックアップロール回転角度番号がｉであるとする。
　次に、図４に基づいて、圧延荷重のロール偏芯に起因する変動成分を抽出する方法について説明する。
　図４は、バックアップロールの回転角度の変化に伴う圧延荷重の変動を示す図である。図４において、バックアップロール４の基準位置４ｃが基準位置１４ａにある場合、即ち、バックアップロール４の回転角度番号が０の場合、圧延荷重はＰ１０を示しており、バックアップロール４の回転角度番号が１、２、３‥‥と進むにつれ、圧延荷重はＰ１１、Ｐ１２、Ｐ１３‥‥と変化していく。そして、バックアップロール４が１回転して、回転角度番号が（ｎ－１）から再び０となり、圧延荷重Ｐ２０が採取された時点で圧延荷重Ｐ１０とＰ２０とを直線１０３で結ぶと、この直線１０３が、ロール偏芯による圧延荷重変動を除いた圧延荷重と見なすことができる。したがって、ロール偏芯による圧延荷重変動は、各回転角度番号において測定した圧延荷重Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３…Ｐ２０と上記直線との差から求めることができる。
　なお、実際に測定される圧延荷重Ｐｉｊの値（実績値）には、温度変動・板厚変動・張力変動等による圧延荷重変動、ロール偏芯による圧延荷重変動に加え、ノイズ成分が含まれることが多い。このため、実際の圧延荷重Ｐｉｊの実績値は図４に示すようななだらかな曲線上に分布する訳ではなく、上記直線を求めるために結ぶべき始点の圧延荷重Ｐｉ０と終点の圧延荷重Ｐ（ｉ+１）０とを特定することが困難な場合もある。そこで、圧延荷重Ｐｉ０と圧延荷重Ｐ（ｉ+１）０との変化が大きくないものと仮定すると、測定した各圧延荷重Ｐｉ０、Ｐｉ１、Ｐｉ２、Ｐｉ３…Ｐ（ｉ+１）０と、圧延荷重Ｐｉ０、Ｐｉ１、Ｐｉ２、Ｐｉ３…Ｐｉ（ｎ－１）のｎ個の平均値との差ΔＰｉｊを、圧延荷重のロール偏芯に起因する変動成分と見なすことができる。この方法の利点は、圧延荷重の実績値の採取を（ｎ－１）区分目までに減少させることができ、また、ノイズ等による圧延荷重の変動にも強いことである。なお、圧延荷重の実績値にフィルタリング処理を施して、ノイズ成分を低減させることも有効な手段である。
＜板厚制御装置の動作＞
　本発明の第１の実施の形態に係る板厚制御装置を説明する。
　本発明の第１の実施の形態に係る板厚制御装置では、本装置の出側で所望の板厚となるように、圧延材１は適切にギャップと速度を調整された上下のワークロール３ａ，３ｂによって圧延される。ワークロール３ａ，３ｂは、バックアップロール４ａ，４ｂに支えられ、ロール幅方向のたわみが少なくなるようにしている。バックアップロール４ａ，４ｂは、圧延機ハウジング２に支持され、圧延材１による圧延荷重に耐えうる構造となっている。
　上下のワークロール３ａ，３ｂのギャップは、圧下手段５によって調整される。圧下手段５は、電動機制御によるもの（電動圧下という）、油圧制御によるもの（油圧圧下という）の２種類あるが、後者の方が高速応答を得やすい。一般に短い周期のロール偏芯等の外乱を制御するには高速応答が必要なため、油圧圧下を用いることが多い。
　圧延荷重検出手段６は、圧延荷重を検出する。圧延荷重の検出方法としては、圧延機ハウジング２と圧下手段５の間に埋め込まれ、圧延荷重を直接的に測定するロードセル（Ｌｏａｄ Ｃｅｌｌ）を用いる方法や、油圧圧下手段において検出する圧力から圧延荷重を計算する方法がある。
　ロール回転数検出器７は、ワークロール３ａ，３ｂまたはワークロール３ａ，３ｂを駆動する電動機軸に取り付けられ、ロール回転数を検出する。ロール回転角度に応じたパルスを出力することが可能なものもあり、ロール回転角度の検出に用いられる場合もある。ワークロール３ａ，３ｂとバックアップロール４ａ，４ｂの直径の比がわかれば、ワークロール３ａ，３ｂとバックアップロール４ａ，４ｂの間にスリップがない場合、ワークロール３ａ，３ｂの回転数、回転角度からバックアップロール４ａ，４ｂの回転数、回転角度は容易に求められる。
　次に、ロール基準位置検出器８は、バックアップロール４ａ，４ｂが１回転する度に近接スイッチ等により、基準位置を検出する。またはパルスジェネレータ（Ｐｕｌｓｅ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）などを取り付けて回転角度に依存してパルスを取り出し、回転角度そのものを検出してもよいが、少なくとも１回転ごとの基準位置を検出することが可能なものとする。バックアップロール４ａ，４ｂの両方あるいはいずれかに取り付けられたものが図１の場合である。しかしながら、ロール基準位置検出器８が取り付けられていなくても、ワークロール３ａ，３ｂの回転角度がわかれば、ワークロール３ａ，３ｂとバックアップロール４ａ，４ｂの直径比から、バックアップロール４ａ，４ｂの回転角度を次式から計算することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　ここで、θＢは、バックアップロール４ａ，４ｂの回転角[ｒａd]、θＷは、ワークロール３ａ，３ｂの回転角[ｒａd]、ＤＢは、バックアップロール４ａ，４ｂの直径[ｍｍ]、ＤＷは、ワークロール３ａ，３ｂの直径[ｍｍ]である。なお、前述の如く、図１におけるロール基準位置検出器８は、本発明には必須のものではない。
　次に、ロールギャップ検出器９は、バックアップロール４ａ，４ｂと圧下手段５の間に設置され、間接的にワークロール３ａ，３ｂのギャップを検出する。
　そして、圧延荷重上下配分手段１０は、圧延荷重検出手段６によって検出された圧延荷重Ｐを、上側バックアップロール４ａと、下側バックアップロール４ｂとに個別に発生するものと仮定して、上側バックアップロール４ａに発生する圧延荷重ＰＴと、下側バックアップロール４ｂに発生する圧延荷重ＰＢとに分離して、圧延荷重上下変動抽出手段１１に出力する。
　次に、図５に基づいて、上記圧延荷重上下変動抽出手段１１および操作量演算手段１２の具体的構成及び動作について説明する。
　図５は、第１の実施の形態に係る板厚制御装置の圧延荷重上下変動抽出手段１１および操作量演算手段１２の構成例を詳細に示す構成図である。
　図５において、圧延荷重上下変動抽出手段１１は、上側荷重変動抽出手段１１１と、下側荷重変動抽出手段１１２とを有している。
　上側荷重変動抽出手段１１１は、圧延荷重上下配分手段１０によって分離された圧延荷重ＰＴに基づいて、上側バックアップロール４ａの複数の回転位置における圧延荷重ＰＴｊのロール偏芯に起因する変動成分を抽出するものである。
　下側荷重変動抽出手段１１２は、圧延荷重上下配分手段１０によって分離された圧延荷重ＰＢに基づいて、下側バックアップロール４ｂの複数の回転位置における圧延荷重ＰＢｊのロール偏芯に起因する変動成分を抽出するものである。
　また、上側荷重変動抽出手段１１１は、圧延荷重記録手段１１１ａ、平均値演算手段１１１ｂ、偏差演算手段１１１ｃを有している。同様に、下側荷重変動抽出手段１１２も、圧延荷重記録手段１１２ａ、平均値演算手段１１２ｂ、偏差演算手段１１２ｃを備えている。
　圧延荷重記録手段１１１ａは、バックアップロール４ａ，４ｂの各回転角度番号にそれぞれ対応して設けられたｎ個の圧延荷重記録手段である。各圧延荷重記録手段１１１ａには、バックアップロール４ａ，４ｂが対応する回転角度番号に達した際の圧延荷重ＰＴｊが所定期間記録される。
　平均値演算手段１１１ｂは、各圧延荷重記録手段１１１ａに記録された圧延荷重ＰＴｊに基づいて、バックアップロール４ａ，４ｂが一回転する間に検出されたｎ個の圧延荷重ＰＴｊ（ｊ＝０～（ｎ－１））の平均値を演算するものである。
　偏差演算手段１１１ｃは、各圧延荷重記録手段１１１ａにそれぞれ対応して設けられ、夫々、対応する圧延荷重記録手段１１１ａに記録された圧延荷重ＰＴｊの上記平均値からの偏差ΔＰＴｊを、バックアップロール４ａ，４ｂが一回転する毎に演算して出力するものである。なお、下側荷重変動抽出手段１１２の圧延荷重記録手段１１２ａ、平均値演算手段１１２ｂ、偏差演算手段１１２ｃも同様である。
　操作量演算手段１２は、上側加算手段１２１、下側加算手段１２２、上側スイッチ１２３、下側スイッチ１２４、ロールギャップ修正量演算手段１２５を有する。
　上側加算手段１２１は、上側荷重変動抽出手段１１１から出力された、圧延荷重ＰＴｊのロール偏芯による変動成分を、回転角度番号毎に加算するものである。
　下側加算手段１２２は、下側荷重変動抽出手段１１２から出力された、圧延荷重ＰＢｊのロール偏芯による変動成分を、回転角度番号毎に加算するものである。
　上側スイッチ１２３は、上側加算手段１２１によって回転角度番号毎に加算された、圧延荷重ＰＴｊのロール偏芯による変動成分、すなわち圧延荷重ＰＴｊの偏差である上側圧延荷重変動値をバックアップロール４ａの回転角度番号に応じて出力するものである。
　下側スイッチ１２４は、下側加算手段１２２によって回転角度番号毎に加算された、圧延荷重ＰＢｊのロール偏芯による変動成分、すなわち圧延荷重ＰＢｊの偏差である下側圧延荷重変動値をバックアップロール４ｂの回転角度番号に応じて出力するものである。
　ロールギャップ修正量演算手段１２５は、上側スイッチ１２３の出力値と下側スイッチ１２４の出力値とに基づいて、バックアップロール４ａ，４ｂの回転角度番号に応じたロールギャップの修正量を演算するものである。
　ここで、上側加算手段１２１と下側加算手段１２２、並びに、上側スイッチ１２３と下側スイッチ１２４とは、それぞれ同様の構成を有している。例えば、上側加算手段１２１には、リミット１２１ａ、スイッチ１２１ｂ、加算器１２１ｃが備えられている。ここで、リミット１２１ａは、各偏差演算手段１１１ｃから入力される偏差ΔＰＴｊの上下限をチェックする。スイッチ１２１ｂは、上側バックアップロール４ａが一回転する毎に、即ち、平均値演算手段１１１ｂでの平均値の演算が終了する毎にオンされて、リミット１２１ａから入力される偏差ΔＰＴｊを同時に出力する。加算器１２１ｃは、上側バックアップロール４ａの各回転角度番号に対応して設けられ、スイッチ１２１ｂから出力される偏差を回転角度番号毎に加算するものである。上側スイッチ１２３と下側スイッチ１２４もそれぞれ同様の構成を有している。
　次に、図５に示す圧延荷重上下変動抽出手段１１及び操作量演算手段１２の動作について説明する。
　圧延荷重検出手段６では、１スタンド分の圧延荷重として１つの値しか採取することができない。そこで、圧延荷重上下配分手段１０は、例えば、次式により、圧延荷重検出手段６によって検出された圧延荷重Ｐを、上側バックアップロール４ａに発生する圧延荷重ＰＴと、下側バックアップロール４ｂに発生する圧延荷重ＰＢとに分離する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
ここで、
　ＰＴ：上側バックアップロール４ａに発生する圧延荷重
　ＰＢ：下側バックアップロール４ｂに発生する圧延荷重
　Ｐ：トータル圧延荷重実績値（圧延圧延荷重検出手段による検出値）
　Ｒ：上側バックアップロール４ａに発生する圧延荷重ＰＴに配分すべきトータル圧延荷重Ｐに対する比
　である。
　ここで、第１の実施の形態では、具体的な値として、上側バックアップロール４ａに発生する圧延荷重ＰＴに配分すべきトータル圧延荷重Ｐに対する比Ｒは、０．５の近傍の値、すなわちトータル圧延荷重実績値Ｐをバックアップロール４ａ，４ｂに発生する圧延荷重に配分するときに、Ｐの１／２に近い値を上下それぞれに配分する。これにより、上下一方の加算器１２１ｃ，１２２ｃにて、他方のバックアップロール４ａ，４ｂによるロール偏芯等による圧延荷重変動成分をほぼ打ち消すことができる。この理由については、後述する。
　次に、圧延荷重上下変動抽出手段１１内では、圧延荷重記録手段１１１ａは、バックアップロール回転角度番号０，１，２，…，ｎ－１における圧延荷重を上側バックアップロール４ａが１回転する間保持し、平均値演算手段１１１ｂは、回転角度番号ｎ－１に到達した時点で、平均値を計算する。そして、偏差演算手段１１１ｃは、このバックアップロール回転角度番号０，１，２，…，ｎ－１における圧延荷重と、平均値との差をロール偏芯等による圧延荷重変動として操作量演算手段１２へ出力する。この場合において、平均値との差を取るのではなく、始点におけるＰ０と終点におけるＰｎから直線の式を演算し、その直線と各位置における圧延荷重の差を計算してもよい。
　バックアップロール回転角度番号におけるロール偏芯等による圧延荷重変動は、リミット１２１ａ，１２２ａで上下限チェックされ、平均値の演算が終了した時点で、スイッチ１２１ｂ，１２２ｂを同時にＯＮして圧延荷重の偏差である圧延荷重変動値ΔＰ０、ΔＰ１、…、ΔＰｎ－１を一斉にそれぞれ加算器（Σ０、Σ１、Σ２、…、Σｎ-１）１２１ｃ，１２２ｃに送りこみ、加算させる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
ここで、
　　　　　 Ｚｊ　　　 ：加算器Σｊの値
　　　　　 ｋ　　　　 ：加算回数（一般にバックアップロール４ａ，４ｂの回転数に一致）
　　　　　 ｊ＝０～ｎ－１
　加算器（Σ０、Σ１、Σ２、…、Σｎ-１）１２１ｃ，１２２ｃは、当該圧延材１が圧延される前にゼロクリアされ、バックアップロール４ａ，４ｂが１回転し平均値の演算が終了するごとに１回ずつ圧延荷重の偏差を加算する。この手順が、上側加算手段１２１および下側加算手段１２２で実施される。
　スイッチ１２３，１２４は、それぞれ、バックアップロール４ａ，４ｂの回転角度に対応して加算された圧延荷重の偏差である上側圧延荷重変動値ΔＰＡＴ、下側圧延荷重変動値ΔＰＢＴを取り出す。
　つまり、バックアップロール基準位置が固定された基準位置０を通過した時点で、ＳＷ０のみがＯＮされ、加算器１２１ｃのΣ０からΔＰＡ０が取り出される。バックアップロール基準位置が回転角度番号１に達した時点で、ＳＷ１のみがＯＮされ、加算器１２１ｃのΣ１からΔＰＡ１が取り出される。この動作を、バックアップロール回転角度に対応したロール偏芯等による圧延荷重変動値のスイッチ１２３，１２４において繰り返し行う。
　なお、各位置において加算するのは、一般的な制御則から簡単に導くことができる。すなわち本制御対象のように、制御対象に積分系がない場合、制御器側に積分器を入れて定常偏差を除去することは、制御則の上から妥当である。制御対象が連続系ではなく、離散値系であるため、積分器ではなく加算器１２１ｃ，１２２ｃとしているものである。
　そして、図５における操作量演算手段１２を構成する上側加算手段１２１および上側スイッチ１２３が上側バックアップロール４ａによる圧延荷重の偏差（上側圧延荷重変動値）ΔＰＡＴを算出する一方、下側加算手段１２２および下側スイッチ１２４が下側バックアップロール４ｂによる圧延荷重の偏差（下側圧延荷重変動値）ΔＰＢＴを算出し、ロールギャップ修正量演算手段１２５が次の式６、式７により上側バックアップロール用ローギャップ修正量ΔＳＴと、下側バックアップロール用ローギャップ修正量ΔＳＢとを計算する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
　そして、操作量であるロールギャップ修正量ΔＳは、ロールギャップも上下別々に操作できないので、ロールギャップ修正量演算手段１２５が、次の式８のように、上下のローギャップ修正量ΔＳＴと、ΔＳＢとを加算して出力する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
　ここで、
　　　　　 Ｍ：ミル定数
　　　　　 Ｑ：圧延材の塑性係数
　　　　　 ＫＴ：調整係数
　　　　　 ΔＳＴ：上側バックアップロール用ローギャップ修正量
　　　　　 ΔＳＢ：下側バックアップロール用ローギャップ修正量
　　　　　 ΔＳ：ローギャップ修正量
　　　　　 ΔＰＡＴ：上側バックアップロールによる圧延荷重の偏差（上側圧延荷重変動値）
　　　　　 ΔＰＢＴ：下側バックアップロールによる圧延荷重の偏差（下側圧延荷重変動値）
　そして、ロールギャップ操作手段１３は、式８によるローギャップ修正量ΔＳを、ＭＭＣやＧＭ－ＡＧＣなどのロールギャップ量に加えて、圧下手段５に与える。
　次に、上側バックアップロール４ａに発生する圧延荷重ＰＴに配分すべきトータル圧延荷重Ｐに対する比Ｒを、０．５の近傍の値とすることの妥当性を以下に述べる。
　バックアップロール４ａ，４ｂの回転周波数をωＴ、ωＢ[ｒａd／ｓ]、回転周期をＴＴ、ＴＢ[ｓ]とすると、次式９、すなわち、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
　また、ｒを以下の式１０で表される比率とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
　ここでは、ＤＴ＜ＤＢ、すなわちｒ＜１と仮定する。ただし、この仮定はＲを０．５の近傍の値とすることの妥当性の制約にはならず、ｒ＞１でもよい。説明の都合によるものである。
　バックアップロール４ａ，４ｂのロール偏芯量をそれぞれｙ１、ｙ２[ｍｍ]とし、位相差をθ２とし、簡単のため振幅を１．０とすると、次式１１のように書ける。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
　以下、軸心移動距離で考えるが、軸心移動距離が圧延荷重の変動に直結するため、圧延荷重変動に置き換えて考えることもできる。
　次に、前記式１１の関係を、図６に示す。
　図６は、バックアップロール４ａ，４ｂのロール偏芯量ｙ１、ｙ２[ｍｍ]の時間変化の一例を示す図である。
　上側バックアップロール回転角度が固定基準位置から出発して、回転角度番号ｊ（ｊ＝０～ｎ－１）に達する時刻をＴ０とすると、Ｔ０は以下の式で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
　上側ロール用加算器１２１ｃに積算される値は、上側バックアップロール４ａの位置ｊにおける上側バックアップロール４ａの軸心移動量の積算値ＹＴ（ｊ）と、同じく上側バックアップロール４ａの位置jにおける下側バックアップロール４ｂの軸心移動量の積算値ＹＢ（ｊ）の和である。ＹＴ（ｊ）は、Ｔ０を初期値として周期ＴＴの積算値であるので、次式１３により計算される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000013
　同様に、ＹＢ（ｊ）も、Ｔ０を初期値として周期ＴTの積算値であるので、次式１４により、より詳細には次式１５により計算される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000015
ここで、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000016
となる整数ｍを決められると仮定すると、式１６を式１５に代入すると、式１５は、次の式１７となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000017
　ここで、円の全角２π[ｒａd]を－１／ｎ倍し、αに加算した角度のｓｉｎの積算値は０である。すなわちｍ個のｓｉｎ値が積算されるごとに、下側バックアップロール４ｂの軸心移動量の積算値ＹＢ（ｊ）はゼロとなる。
　また、式１６において、バックアップロール４ａ，４ｂ径の比により、必ずしも１／（１－ｒ）は整数とならないが、１／（１－ｒ）が整数に近い値となる場合に、その整数個のｓｉｎ値が積算されるごとに、ＹＢ（ｊ）はゼロに近い値となる。
さらに、ここで、ｙ１、ｙ２の重畳であるビートＹは、式１と同様、次式１８で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000018
ωT＞ωＢの場合、長周期の周波数（ωT－ωＢ）／２は、ＴＢ＝ＴＴ／ｒより、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000019
となる。
　すなわち、式１６におけるｍは、ビートの長周期ｍ・ＴＴを与え、ｍ・ＴＴごとに下側バックアップロール４ｂの軸心移動量の積算値ＹＢ（ｊ）がゼロになる。
　また、式１３より、上側バックアップロール４ａの軸心移動量積算値ＹT（ｊ）は、ロール偏芯制御なしの場合、単調増加であり、上側バックアップロール４ａが回転するごとに、下側バックアップロール４ｂの軸心移動量積算値ＹＢ（ｊ）のＹＴ（ｊ）に対する比重は低下するため、図５に示した上側ロール用加算器１２１ｃには、上側バックアップロール４ａの上側ロール偏芯成分が主に積算される。
　同様の考えにより、下側ロール用加算器１２２ｃには、下側バックアップロール４ｂのロール偏芯成分が主に積算される。
　従って、上側圧延荷重ＰＴに配分すべきトータル圧延荷重Ｐに対する比Ｒは、０．５の近傍の値、すなわちトータル圧延荷重実績値Ｐをバックアップロール４ａ，４ｂに発生する圧延荷重に配分するときには、Ｐの１／２に近い値を上下それぞれに配分すればよいことがわかる。
　以上のように、第１の実施の形態の板厚制御装置によれば、キスロール荷重を使用することなく、金属材料を圧延中に測定される圧延荷重を用いて、ロール偏芯等、ロール回転位置に関連して発生する圧延荷重の変動成分、すなわちロール偏芯等による圧延荷重変動成分を抽出し、この圧延荷重変動を低減するように、当該圧延スタンドのロールギャップを操作することができる。
　これにより、第１の実施の形態の板厚制御装置によれば、ロール偏芯等による圧延荷重の変動がある場合、その圧延荷重変動を抑え、圧延荷重変動による板厚変動を抑えることができ、圧延していないときの周波数分析により分析できない変動成分も制御でき、板厚計も不要でトラッキング誤差による精度低下も生じず、またバックアップロール４ａ，４ｂの直径に径差があっても高精度に制御でき、さらにはキスロール荷重を計測する必要もなくなる。その結果、実施の形態の板厚制御装置によれば、ロール管理が容易になり、設備制約もない、高精度な板厚制御装置、板厚制御方法、板厚制御プログラムを提供することができる。
　特に、第１の実施の形態の板厚制御装置によれば、上側バックアップロール４ａに発生する圧延荷重ＰＴに配分すべきトータル圧延荷重Ｐに対する比Ｒを、０．５の近傍の値に設定するようにしたため、トータル圧延荷重実績値Ｐをバックアップロール４ａ，４ｂに発生する圧延荷重に配分するときに、Ｐの１／２に近い値を上下それぞれに配分することになり、上下一方の加算器１２１ｃ，１２２ｃにて、他方のバックアップロール４ａ，４ｂによるロール偏芯等による圧延荷重変動成分をほぼ打ち消すことができる。
（第２の実施の形態）
　バックアップロール４ａ，４ｂが十分回転した後には、図５における、上側加算手段１２１および下側加算手段１２２のうち、加算器１２１ｃ，１２２ｃの中には、上側バックアップロール４ａ，４ｂの偏芯に応じた値が蓄積されることは明白である。
　つまり、ｊ番目の加算器１２１ｃに大きな値が蓄積されているということは、そのｊ番目の位置の偏芯量が大きいということである。下側の加算器１２１ｃでも同様である。
　従って、本発明の第２の実施の形態に係る板厚制御装置では、これを利用して、バックアップロール４ａ，４ｂが十分回転した後は、上下加算器１２１ｃ，１２２ｃ群の値、すなわち、上下それぞれのバックアップロール４ａ，４ｂのロール偏芯量を同定し、これに基づき回転速度からロール偏芯の周波数や周期を計算するものである。
　図７は、上側加算手段１２１の加算器１２１ｃに蓄えられた値の変化を示す説明図である。
　図７では、横軸に加算器１２１ｃにおける加算器の番号をとり、縦軸に加算器１２１ｃにおける各加算器の値をとり、加算器１２１ｃにおける各加算器の値２０１（棒グラフ）と、各位置における加算の値から同定した正弦波２０２とを示している。
　各加算器１２１ｃには、ノイズ等が含まれる場合があり、最小二乗法などで正弦波を求めることができる。
　そして、操作量演算手段１２が、第２の実施の形態の荷重からロールギャップへの変換の式８を用いて、加算器１２１ｃ内に蓄えられた荷重の値から上側ワークロール３ａと下側ワークロール３ｂとの間のワークロールギャップ指令値を演算し、ロールギャップ操作手段１３が操作量演算手段１２によって演算されたワークロールギャップ指令値に基づいて、上側ワークロール３ａと下側ワークロール３ｂとの間のワークロールギャップを操作する。
　以上のように、第２の実施の形態の板厚制御装置によれば、第１の実施の形態と同様に、キスロール荷重を使用することなく、金属材料を圧延中に測定される圧延荷重を用いて、ロール偏芯等、ロール回転位置に関連して発生する圧延荷重の変動成分、すなわちロール偏芯等による圧延荷重変動成分を抽出し、この圧延荷重変動を低減するように、当該圧延スタンドのロールギャップを操作することができる。
　特に、第２の実施の形態の板厚制御装置では、バックアップロール４ａ，４ｂが十分回転した後は、上下加算器１２１ｃ，１２２ｃ群の値、すなわち、上下それぞれの上下それぞれのバックアップロール４ａ，４ｂのロール偏芯量を同定できることになり、バックアップロール４ａ，４ｂの回転速度からロール偏芯の周波数や周期を計算するようにしたので、簡単にロール偏芯の周波数や周期を求めることができ、圧延荷重変動を低減するように、当該圧延スタンドのロールギャップを操作することができると共に、上側圧延荷重ＰＴに配分すべきトータル圧延荷重Ｐに対する比であるＲを０．５の近傍の値に設定するようにしたため、トータル圧延荷重実績値Ｐをバックアップロール４ａ，４ｂに発生する圧延荷重に配分するときに、Ｐの１／２に近い値を上下それぞれに配分することになり、上下一方の加算器１２１ｃ，１２２ｃにて、他方のバックアップロール４ａ，４ｂによるロール偏芯等による圧延荷重変動成分をほぼ打ち消すことができる。
（第３の実施の形態）
　本発明の第３の実施の形態では、バックアップロール４ａ，４ｂ交換直後は、上側圧延荷重ＰＴに配分すべきトータル圧延荷重Ｐに対する比であるＲを０．５と設定するが、バックアップロール４ａ，４ｂが十分回転した後、たとえば圧延材１本を圧延した後は、前記のごとく上下加算器１２１ｃ群の値に上下それぞれのバックアップロール４ａ，４ｂロール偏芯量を正弦波などの周期的関数で同定することができるので、バックアップロール４ａ，４ｂの同定後の正弦波の振幅の比を次材の比を、Ｒとして利用する。
　例えば、バックアップロール４ａ，４ｂ交換直後に圧延した結果、上側バックアップロール４ａの加算器１２１ｃで同定した正弦波の振幅が０．９、下側バックアップロール４ｂの加算器１２１ｃで同定した正弦波の振幅が１．１であったとすると、Ｒ＝０．９／（０．９＋１．１）＝０．４５という比を次材に用いることができる。
　また、周期的関数で同定することなく、加算に蓄えられる値の絶対値を計算することで、バックアップロール４ａ，４ｂのロール偏芯量の比を求めることができる。例えば、バックアップロール４ａ，４ｂ交換直後に圧延した結果、上側バックアップロール４ａの加算器１２１ｃのバックアップロール４ａ，４ｂの各位置における値の絶対値を加算した結果が例えば９．０、下側バックアップロール４ｂの加算器１２１ｃのバックアップロール４ａ，４ｂの各位置における値の絶対値を加算した結果が例えば１１．０であったとすると、Ｒ＝９／（９＋１１）＝０．４５という比を次材に用いることができる。
　つまり、第３の実施の形態では、圧延荷重上下配分手段１０は、圧延荷重検出手段６によって検出された圧延荷重を上下に配分する比Ｒを、バックアップロール交換直後は０．５に設定し、バックアップロール交換後、次の圧延材以降は、現在の圧延材についての操作量演算手段１２における圧延荷重の偏差である上下の圧延荷重変動値ΔＰＡＴ，ΔＰＢＴの積算値を用いて周期関数の振幅を同定し、上側ワークロール３ａおよび上側ワバックアップロール４ａに対する振幅と、下側ワークロール３ｂおよび下側バックアップロール４ｂに対する振幅の合計値に対する比を設定するようにしても良いし、あるいは、圧延荷重検出手段６によって検出された圧延荷重を上下に配分する比Ｒを、バックアップロール交換直後は０．５に設定し、バックアップロール交換後、次の圧延材以降は、現在の圧延材の操作量演算手段１２における圧延荷重の偏差である圧延荷重変動値ΔＰＡＴ，ΔＰＢＴに基づいて設定するようにしても良い。
　もちろん、この比にはノイズが含まれている虞があるので、次式２０で示すようなフィルタを用いて、ノイズの影響を低減することも可能である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000020
　ここで、式２０において、
ｋ：　現在を表すインデックス
ｋ＋１：　次回用いられるべきことを示すインデックス
ｋ－１：　現在から１回前を表すインデックス
ｃ：　フィルタリングのためのゲイン
　である。
　以上のように、第３の実施の形態の板厚制御装置によれば、第１，第２の実施の形態と同様に、キスロール荷重を使用することなく、金属材料を圧延中に測定される圧延荷重を用いて、ロール偏芯等、ロール回転位置に関連して発生する圧延荷重の変動成分を抽出し、この圧延荷重変動を低減するように、当該圧延スタンドのロールギャップを操作することができると共に、バックアップロール４ａ，４ｂ交換直後は、上側圧延荷重ＰＴに配分すべきトータル圧延荷重Ｐに対する比であるＲを０．５の近傍の値に設定するようにしたため、トータル圧延荷重実績値Ｐをバックアップロール４ａ，４ｂに発生する圧延荷重に配分するときに、Ｐの１／２に近い値を上下それぞれに配分することになり、上下一方の加算器１２１ｃ，１２２ｃにて、他方のバックアップロール４ａ，４ｂによるロール偏芯等による圧延荷重変動成分をほぼ打ち消すことができる。
　特に、本発明の第３の実施の形態の板厚制御装置では、バックアップロール４ａ，４ｂ交換直後は、上側圧延荷重ＰＴに配分すべきトータル圧延荷重Ｐに対する比であるＲを０．５と設定するが、バックアップロール４ａ，４ｂが十分回転した後、たとえば圧延材１本を圧延した後は、上下加算器１２１ｃ群の値に上下の上下それぞれのバックアップロール４ａ，４ｂのロール偏芯量を正弦波などの周期的関数で同定することができるので、バックアップロール４ａ，４ｂの同定後の正弦波の振幅の比を次材の比を、Ｒとして利用することができ、簡単にロール偏芯の周波数や周期を求めることができ、圧延荷重変動を低減するように、当該圧延スタンドのロールギャップを操作することができる。
　３…ワークロール
　３ａ…上側ワークロール
　３ｂ…下側ワークロール
　４…バックアップロール
　４ａ…上側バックアップロール
　４ｂ…下側バックアップロール
　５…圧下手段
　６…圧延荷重検出手段
　７…ロール回転数検出器
　８…ロール基準位置検出器
　９…ロールギャップ検出器
　１０…圧延荷重上下配分手段
　１１…圧延荷重上下変動抽出手段
　１２…操作量演算手段
　１３…ロールギャップ操作手段
産業上の利用の可能性
　本発明は、熱間で金属材を圧延する熱間圧延装置に適用することができる。

Claims (6)

  1. 　上側のロールセットの上側ロールセットと、下側ワークロールおよびバックアップロールの下側ロールセットとの間で金属材料を圧延することにより製造される圧延材の板厚変動を制御する板厚制御装置であって、
    　前記金属材料に対する圧延荷重を検出する圧延荷重検出手段と、
    　前記圧延荷重検出手段によって検出された圧延荷重を、前記上側ロールセットで発生している上側圧延荷重と、前記下側ロールセットで発生している下側圧延荷重との比に基づいて、上下に配分する圧延荷重上下配分手段と、
    　前記圧延荷重上下配分手段によって上下に配分された前記上側ロールセットおよび前記下側ロールセットの前記圧延荷重に基づいて、前記上側ロールセットおよび前記下側ロールセットの回転位置に関連して発生する上側圧延荷重変動値および下側圧延荷重変動値を抽出する圧延荷重上下変動値抽出手段と、
    　前記圧延荷重上下変動値抽出手段により抽出された前記上側圧延荷重変動値および下側圧延荷重変動値に基づいて、前記上側ワークロールと前記下側ワークロールとの間のワークロールギャップ指令値を演算する操作量演算手段と、
    　前記操作量演算手段によって演算された前記ワークロールギャップ指令値に基づいて、前記上側ワークロールと前記下側ワークロールとの間のワークロールギャップを操作するロールギャップ操作手段と、
    　を有することを特徴とする板厚制御装置。
  2. 　請求項１記載の板厚制御装置において、
    　前記操作量演算手段は、
    　前記上側ロールセットおよび前記下側ロールセットが所定時間以上回転するまでは、前記圧延荷重上下変動値抽出手段によって抽出された前記上側圧延荷重変動値および下側圧延荷重変動値に基づいて、前記上側ワークロールと前記下側ワークロールとの間のワークロールギャップ指令値を演算し、
    　前記上側ロールセットおよび前記下側ロールセットが所定時間以上回転した場合、前記圧延荷重上下変動値抽出手段によって演算された前記圧延荷重変動値の積算値に基づいて上下それぞれのバックアップロールのロール偏芯量を同定し、同定したロール編芯量に基づいて前記上側ワークロールと前記下側ワークロールとの間のワークロールギャップ指令値を演算する、
    　ことを特徴とする板厚制御装置。
  3. 　請求項１または請求項２のいずれか一の請求項に記載の板厚制御装置において、
    　前記圧延荷重上下配分手段は、
    　前記圧延荷重検出手段によって検出された圧延荷重を上下に配分する比を、前記バックアップロール交換直後は０．５に設定し、前記バックアップロール交換後、次の圧延材以降は、現在の圧延材の操作量演算手段における前記圧延荷重の偏差に基づいて設定する、
    　ことを特徴とする板厚制御装置。
  4. 　請求項１または請求項２のいずれか一の請求項に記載の板厚制御装置において、
    　前記圧延荷重上下配分手段は、
    　前記圧延荷重検出手段によって検出された圧延荷重を上下に配分する比を、前記バックアップロール交換直後は０．５に設定し、前記バックアップロール交換後、次の圧延材以降は、現在の圧延材の操作量演算手段における前記圧延荷重変動値の積算値を用いて周期関数の振幅を同定し、上側のロールセットに対する振幅と、下側ロールセットに対する振幅との合計値に対する比を設定する、
    　ことを特徴とする板厚制御装置。
  5. 　上側のロールセットの上側ロールセットと、下側ワークロールおよびバックアップロールの下側ロールセットとの間で金属材料を圧延することにより製造される圧延材の板厚変動を制御する板厚制御方法であって、
    　前記金属材料に対する圧延荷重を検出するステップと、
    　検出された圧延荷重を、前記上側ロールセットで発生している上側圧延荷重と、前記下側ロールセットで発生している下側圧延荷重との比に基づいて、上下に配分するステップと、
    　前記上下に配分された前記上側ロールセットおよび前記下側ロールセットの前記圧延荷重に基づいて、前記上側ロールセットおよび前記下側ロールセットの回転位置に関連して発生する上側圧延荷重変動値および下側圧延荷重変動値を抽出するステップと、
    　前記抽出された前記上側圧延荷重変動値および下側圧延荷重変動値に基づいて、前記上側ワークロールと前記下側ワークロールとの間のワークロールギャップ指令値を演算するステップと、
    　前記演算された前記ワークロールギャップ指令値に基づいて、前記上側ワークロールと前記下側ワークロールとの間のワークロールギャップを操作するステップと、
    　を有することを特徴とする板厚制御方法。
  6. 　上側のロールセットの上側ロールセットと、下側ワークロールおよびバックアップロールの下側ロールセットとの間で金属材料を圧延することにより製造される圧延材の板厚変動を制御することをコンピュータに実行させるための板厚制御プログラムであって、
    　前記金属材料に対する圧延荷重を検出するステップと、
    　検出された圧延荷重を、前記上側ロールセットで発生している上側圧延荷重と、前記下側ロールセットで発生している下側圧延荷重との比に基づいて、上下に配分するステップと、
    　前記上下に配分された前記上側ロールセットおよび前記下側ロールセットの前記圧延荷重に基づいて、前記上側ロールセットおよび前記下側ロールセットの回転位置に関連して発生する上側圧延荷重変動値および下側圧延荷重変動値を抽出するステップと、
    　前記抽出された前記上側圧延荷重変動値および下側圧延荷重変動値に基づいて、前記上側ワークロールと前記下側ワークロールとの間のワークロールギャップ指令値を演算するステップと、
    　前記演算された前記ワークロールギャップ指令値に基づいて、前記上側ワークロールと前記下側ワークロールとの間のワークロールギャップを操作するステップと、
    　を、コンピュータに実行させるための板厚制御プログラム。
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