JP2000312909A - 板幅制御装置 - Google Patents
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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
- B21B37/22—Lateral spread control; Width control, e.g. by edge rolling
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- 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
- B21B37/48—Tension control; Compression control
- B21B37/50—Tension control; Compression control by looper control
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
- B21B1/22—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length
- B21B1/24—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length in a continuous or semi-continuous process
- B21B1/26—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length in a continuous or semi-continuous process by hot-rolling, e.g. Steckel hot mill
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- B21B37/16—Control of thickness, width, diameter or other transverse dimensions
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- B21B37/52—Tension control; Compression control by drive motor control
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Metal Rolling (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 張力による幅制御を効率的に行うことが可能
な板幅制御装置を提供する。 【解決手段】 圧延スタンド2(2a、2b、…)を有
するタンデム圧延機において、張力板幅制御手段18
は、粗出側板幅計9、出側幅計11の板幅測定値を取り
込んで、出側の板幅が設定手段で決定された板幅目標値
となるような張力補正値を計算し、設定手段で決定され
た張力目標値に加算して張力指令値として、圧下張力制
御手段13に与える。圧下張力制御手段13は、張力検
出器7で測定した圧延材張力測定値を入力し、張力指令
値になるようなロールギャップ開度を決定し、圧下制御
装置8(8a、8b、8c)に与え、圧延材1の張力を
制御する。これにより、張力による幅制御を効率的に行
うことができる。
な板幅制御装置を提供する。 【解決手段】 圧延スタンド2(2a、2b、…)を有
するタンデム圧延機において、張力板幅制御手段18
は、粗出側板幅計9、出側幅計11の板幅測定値を取り
込んで、出側の板幅が設定手段で決定された板幅目標値
となるような張力補正値を計算し、設定手段で決定され
た張力目標値に加算して張力指令値として、圧下張力制
御手段13に与える。圧下張力制御手段13は、張力検
出器7で測定した圧延材張力測定値を入力し、張力指令
値になるようなロールギャップ開度を決定し、圧下制御
装置8(8a、8b、8c)に与え、圧延材1の張力を
制御する。これにより、張力による幅制御を効率的に行
うことができる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱間タンデム圧延
機において、圧延スタンド間の張力を操作して板幅を制
御する板幅制御装置に関する。
機において、圧延スタンド間の張力を操作して板幅を制
御する板幅制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】熱間圧延機においては、所望の製品板
厚、板幅などを得るために、圧延材の特性や圧延条件を
考慮して、圧延ロールのギャップ、圧延機速度などを計
算し、初期設定を行い、またその初期設定状態からの変
化を補償するために、板厚制御やルーパ制御などが行わ
れている。図6及び図7に従来の圧延機における板幅制
御装置の構成例を示す。なお、図6及び図7は、分図の
関係にある。図6及び図7は仕上圧延機であり、タンデ
ム状に通常4〜7台の圧延スタンドが配置されている。
図6及び図7において、1は圧延材、2(2a、2b、
2c、…、2d、2e)は圧延スタンド、3(3a、3
b、3c、…、3d、3e)はロードセルなどの荷重検
出器、4(4a、4b、4c、…、4d、4e)は圧延
ロールを駆動する圧延主電動機(主機とも言う)、5
(5a、5b、5c、…、5d、5e)は速度制御装
置、6(6a、6b、…、6d)はスタンド間の圧延材
張力を制御するためのルーパ、7(7a、7b、…、7
d)はルーパ6(6a、6b、…、6d)に取り付けら
れた張力検出器、8(8a、8b、8c、…、8d、8
e)は圧下制御装置である。
厚、板幅などを得るために、圧延材の特性や圧延条件を
考慮して、圧延ロールのギャップ、圧延機速度などを計
算し、初期設定を行い、またその初期設定状態からの変
化を補償するために、板厚制御やルーパ制御などが行わ
れている。図6及び図7に従来の圧延機における板幅制
御装置の構成例を示す。なお、図6及び図7は、分図の
関係にある。図6及び図7は仕上圧延機であり、タンデ
ム状に通常4〜7台の圧延スタンドが配置されている。
図6及び図7において、1は圧延材、2(2a、2b、
2c、…、2d、2e)は圧延スタンド、3(3a、3
b、3c、…、3d、3e)はロードセルなどの荷重検
出器、4(4a、4b、4c、…、4d、4e)は圧延
ロールを駆動する圧延主電動機(主機とも言う)、5
(5a、5b、5c、…、5d、5e)は速度制御装
置、6(6a、6b、…、6d)はスタンド間の圧延材
張力を制御するためのルーパ、7(7a、7b、…、7
d)はルーパ6(6a、6b、…、6d)に取り付けら
れた張力検出器、8(8a、8b、8c、…、8d、8
e)は圧下制御装置である。
【0003】また仕上圧延機上流にある粗圧延機の出側
には、粗出側幅計9が設置され、仕上入側温度計10で
圧延材1の温度を測定し、仕上圧延機の設定計算に用い
る。また仕上圧延機出側には、出側幅計11、出側温度
計12、出側板厚計20が設置され、製品の品質を測定
している。また圧延スタンド2の間に、板厚計、板幅計
等を配置して、仕上出側に至るまでの途中の板厚、板幅
等を測定し、設定や制御に用いることもある。ただし、
この構成を取る場合は少なく、またその圧延スタンド2
間にセンサー類を配置するか否かによっても制御系が異
なってくる。以下ではごく基本的な図6及び図7に示す
系を考え、圧延スタンド2間にセンサーがある場合で
も、容易に考えを拡張できるようにする。図6及び図7
において、19は設定手段であり、圧延条件、目標とす
る圧延材1の厚み、幅などに応じて、各圧延スタンド2
のロールギャップ、速度などを計算し、下位コントロー
ラ、即ち圧下制御装置8(8a、8b、8c、…、8
d、8e)、及び速度制御装置5(5a、5b、5c、
…、5d、5e)に設定する。14(14a、14b、
14c、…、14d)はルーパ・張力制御手段であり、
ルーパ6を支えるルーパアームが水平線となす角度(ル
ーパ角度)や張力検出器7で測定した張力を入力し、所
望の張力やルーパ角度を実現する主機4への補正速度や
ルーパ6を回転させる動力の指令値(*3と記した部
分)を計算し、出力する。
には、粗出側幅計9が設置され、仕上入側温度計10で
圧延材1の温度を測定し、仕上圧延機の設定計算に用い
る。また仕上圧延機出側には、出側幅計11、出側温度
計12、出側板厚計20が設置され、製品の品質を測定
している。また圧延スタンド2の間に、板厚計、板幅計
等を配置して、仕上出側に至るまでの途中の板厚、板幅
等を測定し、設定や制御に用いることもある。ただし、
この構成を取る場合は少なく、またその圧延スタンド2
間にセンサー類を配置するか否かによっても制御系が異
なってくる。以下ではごく基本的な図6及び図7に示す
系を考え、圧延スタンド2間にセンサーがある場合で
も、容易に考えを拡張できるようにする。図6及び図7
において、19は設定手段であり、圧延条件、目標とす
る圧延材1の厚み、幅などに応じて、各圧延スタンド2
のロールギャップ、速度などを計算し、下位コントロー
ラ、即ち圧下制御装置8(8a、8b、8c、…、8
d、8e)、及び速度制御装置5(5a、5b、5c、
…、5d、5e)に設定する。14(14a、14b、
14c、…、14d)はルーパ・張力制御手段であり、
ルーパ6を支えるルーパアームが水平線となす角度(ル
ーパ角度)や張力検出器7で測定した張力を入力し、所
望の張力やルーパ角度を実現する主機4への補正速度や
ルーパ6を回転させる動力の指令値(*3と記した部
分)を計算し、出力する。
【0004】なおルーパ6を回転させるものは、ルーパ
電動機であったり、ルーパ油圧シリンダ、ルーパ油圧モ
ータであったりするが、ここでは、種類は問わない。ま
たルーパ6を回転させる動力の指令値は、電動機の場合
は、トルク(電流)や速度の指令値で、油圧機器の場合
は、圧力やトルク等の指令値である。また図中ルーパの
動力部分の記述は省略している。圧下板厚制御手段16
は、出側板厚計20で測定した板厚をフィードバックし
て、所望の板厚になるように、圧下制御装置8にロール
ギャップの指令値を与える。また荷重検出器3で測定し
た圧延荷重とロールギャップの指令値により、ゲージメ
ータ式に基づいて計算したゲージメータ板厚を用いて、
板厚制御を行うこともある。以上が圧延の設定制御の基
本であるが、さらに板幅制御機能を付加する場合があ
る。仕上圧延機の出側幅計11で測定した板幅と目標板
幅の偏差を評価して、各圧延スタンド2間の張力目標値
に変換し、ルーパ・張力制御手段14に与える。これは
いわゆるフィードバック(FB)制御と呼ばれている方
法である。一方、粗出側幅計9で測定した板幅を、圧延
材1の進行に合わせてトラッキングし、例えば幅が広い
部分を仕上圧延機内で大きな張力をかけ、幅を縮めたり
する、いわゆるフィードフォワード(FF)制御を行う
こともある。
電動機であったり、ルーパ油圧シリンダ、ルーパ油圧モ
ータであったりするが、ここでは、種類は問わない。ま
たルーパ6を回転させる動力の指令値は、電動機の場合
は、トルク(電流)や速度の指令値で、油圧機器の場合
は、圧力やトルク等の指令値である。また図中ルーパの
動力部分の記述は省略している。圧下板厚制御手段16
は、出側板厚計20で測定した板厚をフィードバックし
て、所望の板厚になるように、圧下制御装置8にロール
ギャップの指令値を与える。また荷重検出器3で測定し
た圧延荷重とロールギャップの指令値により、ゲージメ
ータ式に基づいて計算したゲージメータ板厚を用いて、
板厚制御を行うこともある。以上が圧延の設定制御の基
本であるが、さらに板幅制御機能を付加する場合があ
る。仕上圧延機の出側幅計11で測定した板幅と目標板
幅の偏差を評価して、各圧延スタンド2間の張力目標値
に変換し、ルーパ・張力制御手段14に与える。これは
いわゆるフィードバック(FB)制御と呼ばれている方
法である。一方、粗出側幅計9で測定した板幅を、圧延
材1の進行に合わせてトラッキングし、例えば幅が広い
部分を仕上圧延機内で大きな張力をかけ、幅を縮めたり
する、いわゆるフィードフォワード(FF)制御を行う
こともある。
【0005】仕上圧延機内の一般的な板幅挙動として、
圧延スタンド2間の張力が高い程幅が狭くなり、また圧
延材温度が高い程張力の幅変化に対する効果が大きくな
るので、FB制御、FF制御ともこの幅変化と張力、温
度の関係を考慮する。図6及び図7における従来の張力
板幅制御手段21では、上記FB制御とFF制御の少な
くとも一方が備えられている。一方、幅に加わる外乱と
して、粗圧延機などの上流側で作られた幅変化の他に、
仕上圧延機内の圧下量の大小により幅が変化することが
ある。圧延スタンド2で大きく圧下すると、幅広がりが
大きくなる。すなわちロールギャップを締め込む方向で
は、圧下率が大きくなり幅が広がり、ロールギャップを
開ける方向では、幅が狭まる。一般に圧延スタンド直下
での幅広がりとスタンド間での幅縮みの効果が重なっ
て、最終的な仕上出側板幅が決まる。また、圧下量の大
きい最上流スタンドにおける幅広がりが大きく、当該ス
タンドでAGCを行ってロールギャップを変更すると、
幅広がりの変化も大きくなる。
圧延スタンド2間の張力が高い程幅が狭くなり、また圧
延材温度が高い程張力の幅変化に対する効果が大きくな
るので、FB制御、FF制御ともこの幅変化と張力、温
度の関係を考慮する。図6及び図7における従来の張力
板幅制御手段21では、上記FB制御とFF制御の少な
くとも一方が備えられている。一方、幅に加わる外乱と
して、粗圧延機などの上流側で作られた幅変化の他に、
仕上圧延機内の圧下量の大小により幅が変化することが
ある。圧延スタンド2で大きく圧下すると、幅広がりが
大きくなる。すなわちロールギャップを締め込む方向で
は、圧下率が大きくなり幅が広がり、ロールギャップを
開ける方向では、幅が狭まる。一般に圧延スタンド直下
での幅広がりとスタンド間での幅縮みの効果が重なっ
て、最終的な仕上出側板幅が決まる。また、圧下量の大
きい最上流スタンドにおける幅広がりが大きく、当該ス
タンドでAGCを行ってロールギャップを変更すると、
幅広がりの変化も大きくなる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記のように幅を制御
しようとして張力を変更すると、張力変化の影響は幅だ
けでなく、板厚にも及ぶ。すなわち張力大で板厚は減少
方向、張力小で板厚は増加方向に変化する。特に仕上圧
延機後段で張力を変化させると、製品板厚への影響が大
きい。このため後段で張力を大きく変更して、幅を大き
く矯正することは難しく、後段での張力による幅制御能
力はごく限られるのが実状である。そこで前段での張力
幅制御を実施することが多い。ところが現状の幅制御に
は、以下の課題がある。例えば、幅を狭めようとして張
力を大きくすると、圧延荷重が小さくなり、ミル伸びが
小さくなり、板厚は薄くなる。従って、圧下量は大きく
なり、圧延スタンド直下での幅広がりは大きくなる。す
なわち張力による幅狭まりの効果は、圧下量が大きくな
ることによる幅広がりの効果によって、一部相殺されて
しまい、幅を所望の値に制御するには、より大きな張力
が必要になる。また、一般にルーパ制御による張力変更
の応答は、95%到達時間で1秒程度であり、幅の変更
を完了するまでには、一般的にその3倍以上かかるの
で、より速い応答が望まれている。
しようとして張力を変更すると、張力変化の影響は幅だ
けでなく、板厚にも及ぶ。すなわち張力大で板厚は減少
方向、張力小で板厚は増加方向に変化する。特に仕上圧
延機後段で張力を変化させると、製品板厚への影響が大
きい。このため後段で張力を大きく変更して、幅を大き
く矯正することは難しく、後段での張力による幅制御能
力はごく限られるのが実状である。そこで前段での張力
幅制御を実施することが多い。ところが現状の幅制御に
は、以下の課題がある。例えば、幅を狭めようとして張
力を大きくすると、圧延荷重が小さくなり、ミル伸びが
小さくなり、板厚は薄くなる。従って、圧下量は大きく
なり、圧延スタンド直下での幅広がりは大きくなる。す
なわち張力による幅狭まりの効果は、圧下量が大きくな
ることによる幅広がりの効果によって、一部相殺されて
しまい、幅を所望の値に制御するには、より大きな張力
が必要になる。また、一般にルーパ制御による張力変更
の応答は、95%到達時間で1秒程度であり、幅の変更
を完了するまでには、一般的にその3倍以上かかるの
で、より速い応答が望まれている。
【0007】本発明は、このような問題を解決するため
になされたものであり、高速応答が可能な圧下制御装置
による張力制御を行うことにより、張力変更とロールギ
ャップ変更の幅変化への影響を一致させ、張力による幅
制御を効率的に行うことが可能な板幅制御装置を提供す
るものである。
になされたものであり、高速応答が可能な圧下制御装置
による張力制御を行うことにより、張力変更とロールギ
ャップ変更の幅変化への影響を一致させ、張力による幅
制御を効率的に行うことが可能な板幅制御装置を提供す
るものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の本発明
に係る板幅制御装置は、2つ以上の圧延スタンドを有す
る熱間タンデム圧延機において、隣り合う圧延スタンド
間の圧延材張力をその張力目標値に一致させるように圧
延スタンドのロールギャップで制御する圧下張力制御手
段と、張力目標値を変更して圧延材張力を操作すること
により圧延材の板幅を制御する張力板幅制御手段とを備
えることを特徴とする。このような構成により、高速応
答が可能な圧下制御装置による張力制御を行うことがで
き、張力変更とロールギャップ変更の幅変化への影響を
一致させ、張力による幅制御を効率的に行うことが可能
となる。請求項2に記載の本発明は、請求項1に記載の
板幅制御装置において、圧延スタンド出側の板厚をその
目標値に一致させるように圧延スタンドのロール回転速
度を制御する速度板厚制御手段を備えることを特徴とす
る。請求項3に記載の本発明は、請求項1に記載の板幅
制御装置において、圧延スタンド間にルーパ装置が設置
されている場合、ルーパ角度をその角度目標値に一致さ
せるようなルーパ位置制御手段を備えることを特徴とす
る。請求項4に記載の本発明は、請求項3に記載の板幅
制御装置において、ロールギャップによる張力の変更を
補助するために、ルーパ角度目標値を変更して圧延材張
力を変更するルーパ角度補正手段を備えることを特徴と
する。
に係る板幅制御装置は、2つ以上の圧延スタンドを有す
る熱間タンデム圧延機において、隣り合う圧延スタンド
間の圧延材張力をその張力目標値に一致させるように圧
延スタンドのロールギャップで制御する圧下張力制御手
段と、張力目標値を変更して圧延材張力を操作すること
により圧延材の板幅を制御する張力板幅制御手段とを備
えることを特徴とする。このような構成により、高速応
答が可能な圧下制御装置による張力制御を行うことがで
き、張力変更とロールギャップ変更の幅変化への影響を
一致させ、張力による幅制御を効率的に行うことが可能
となる。請求項2に記載の本発明は、請求項1に記載の
板幅制御装置において、圧延スタンド出側の板厚をその
目標値に一致させるように圧延スタンドのロール回転速
度を制御する速度板厚制御手段を備えることを特徴とす
る。請求項3に記載の本発明は、請求項1に記載の板幅
制御装置において、圧延スタンド間にルーパ装置が設置
されている場合、ルーパ角度をその角度目標値に一致さ
せるようなルーパ位置制御手段を備えることを特徴とす
る。請求項4に記載の本発明は、請求項3に記載の板幅
制御装置において、ロールギャップによる張力の変更を
補助するために、ルーパ角度目標値を変更して圧延材張
力を変更するルーパ角度補正手段を備えることを特徴と
する。
【0009】請求項5に記載の本発明は、請求項1に記
載の板幅制御装置において、圧下張力制御手段は、熱間
タンデム圧延機の前段に設置されることを特徴とする。
請求項6に記載の本発明は、請求項5に記載の板幅制御
装置において、タンデム圧延機の最上流スタンドでは、
圧延中はそのロールギャップを一定の値に保持すること
を特徴とする。
載の板幅制御装置において、圧下張力制御手段は、熱間
タンデム圧延機の前段に設置されることを特徴とする。
請求項6に記載の本発明は、請求項5に記載の板幅制御
装置において、タンデム圧延機の最上流スタンドでは、
圧延中はそのロールギャップを一定の値に保持すること
を特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態について詳細に説明する。図1及び図2は本発明
の一実施形態に係る板幅制御装置の構成を示す図であ
る。なお、図1及び図2は分図の関係にある。また、図
1及び図2において、従来例を示す図6及び図7と共通
する番号のブロックの説明は省略する。図1及び図2に
おいて、設定手段19は、圧延材1が熱間タンデム圧延
機に到達する前に、板幅目標値(*6、*7と記した部
分)、板厚目標値(*8と記した部分)、圧延材1の張
力目標値(*9と記した部分)、ルーパ角度目標値(*
10と記した部分)、圧延速度などを決定し、それらを
下位コントローラ、即ち張力板幅制御手段18、圧下張
力制御手段13、速度板厚制御手段15、ルーパ・張力
制御手段14、ルーパ・張力制御手段17、速度制御装
置5等に与える。張力板幅制御手段18は、粗出側板幅
計9および熱間タンデム圧延機出側幅計11の板幅測定
値を取り込んで、出側の板幅が設定手段19で決められ
た前記板幅目標値となるような張力補正値を計算する。
これを設定手段19で決定された張力目標値に加算し
て、張力指令値として、圧下張力制御手段13に与え
る。
施形態について詳細に説明する。図1及び図2は本発明
の一実施形態に係る板幅制御装置の構成を示す図であ
る。なお、図1及び図2は分図の関係にある。また、図
1及び図2において、従来例を示す図6及び図7と共通
する番号のブロックの説明は省略する。図1及び図2に
おいて、設定手段19は、圧延材1が熱間タンデム圧延
機に到達する前に、板幅目標値(*6、*7と記した部
分)、板厚目標値(*8と記した部分)、圧延材1の張
力目標値(*9と記した部分)、ルーパ角度目標値(*
10と記した部分)、圧延速度などを決定し、それらを
下位コントローラ、即ち張力板幅制御手段18、圧下張
力制御手段13、速度板厚制御手段15、ルーパ・張力
制御手段14、ルーパ・張力制御手段17、速度制御装
置5等に与える。張力板幅制御手段18は、粗出側板幅
計9および熱間タンデム圧延機出側幅計11の板幅測定
値を取り込んで、出側の板幅が設定手段19で決められ
た前記板幅目標値となるような張力補正値を計算する。
これを設定手段19で決定された張力目標値に加算し
て、張力指令値として、圧下張力制御手段13に与え
る。
【0011】圧下張力制御手段13は、張力検出器7で
測定した圧延材張力測定値を入力し、前記張力指令値に
なるようなロールギャップ開度を決定し、圧下制御装置
8に対してロールギャップ指令値を与えることにより、
圧延材1の張力を制御する。圧延スタンド間にルーパ6
が設置されている場合、ルーパ位置制御手段17におい
て、ルーパ角度を前記ルーパ角度目標値に一致させるよ
うにルーパ6を駆動する。また張力制御応答改善のため
に、ルーパ角度補正手段22では、張力指令値と張力測
定値の偏差を評価して、変更すべきルーパ角度を計算
し、変更すべきルーパ角度をルーパ位置制御手段17に
与える。次にこの動作を説明する。一般に下流側にある
圧延スタンドにより、スタンド間の張力を制御する。例
えば、圧延スタンド2aと圧延スタンド2bの間の張力
を制御するには、普通圧延スタンド2bを用いる。これ
は圧延材1の張力に対する影響は、下流側スタンドの影
響の方が大きいことによる。しかしながら圧延スタンド
2aを用いても大きな問題はない。圧延スタンド2bの
ロールギャップを開くことで、圧延スタンド2a,2b
間の張力は大きくなり、締め込むことで張力は小さくな
る。
測定した圧延材張力測定値を入力し、前記張力指令値に
なるようなロールギャップ開度を決定し、圧下制御装置
8に対してロールギャップ指令値を与えることにより、
圧延材1の張力を制御する。圧延スタンド間にルーパ6
が設置されている場合、ルーパ位置制御手段17におい
て、ルーパ角度を前記ルーパ角度目標値に一致させるよ
うにルーパ6を駆動する。また張力制御応答改善のため
に、ルーパ角度補正手段22では、張力指令値と張力測
定値の偏差を評価して、変更すべきルーパ角度を計算
し、変更すべきルーパ角度をルーパ位置制御手段17に
与える。次にこの動作を説明する。一般に下流側にある
圧延スタンドにより、スタンド間の張力を制御する。例
えば、圧延スタンド2aと圧延スタンド2bの間の張力
を制御するには、普通圧延スタンド2bを用いる。これ
は圧延材1の張力に対する影響は、下流側スタンドの影
響の方が大きいことによる。しかしながら圧延スタンド
2aを用いても大きな問題はない。圧延スタンド2bの
ロールギャップを開くことで、圧延スタンド2a,2b
間の張力は大きくなり、締め込むことで張力は小さくな
る。
【0012】板幅を狭くしたい時、張力を増加させる
が、そのためにはロールギャップを開く。ギャップ開に
より、圧下量を減少させ、これが圧延スタンド直下にお
ける幅広がりを抑制する。従って、板幅の変化に対する
張力とロールギャップの動きの方向は一致している。ま
た、圧下制御装置8が油圧機器で構成されている場合、
その応答は一般に、60〜120rad/s(時定数1
6.7〜8.3msec)程度であり、電動機の応答よ
り、2〜5倍速い応答である。このため、張力制御をル
ーパ・張力制御手段14を用いて行う場合より、圧下制
御装置8を用いて行う場合の方が、速い張力制御応答を
得ることができる。図3に、張力板幅制御手段18の詳
細な構成を示す。図3において、23はトラッキング回
路、24はFF制御器、25はFB制御器、26は張力
制御系、そして27は幅変化系である。また、KFFは
FFゲイン、KP,KIは比例積分ゲイン、TTCは張
力制御応答時定数、∂B/∂tfは張力から板幅への影
響係数、TWCは幅変化応答時定数、そしてsはラプラ
ス演算子である。設定手段19からの粗出側幅目標値Δ
BR REF(図1及び図2の*6)と粗出側幅計9から
の粗出側幅実績値ΔBR ACTとの偏差ΔB
R ERRを、トラッキング回路23でトラッキングし、
圧延スタンド直下に来た圧延材1の位置に相当する前記
偏差ΔBR DLYを出力する。この偏差ΔBR DLYに
FF制御器24でFFゲインKFFを乗じて、FF制御
による張力変更分Δtf FFとする。
が、そのためにはロールギャップを開く。ギャップ開に
より、圧下量を減少させ、これが圧延スタンド直下にお
ける幅広がりを抑制する。従って、板幅の変化に対する
張力とロールギャップの動きの方向は一致している。ま
た、圧下制御装置8が油圧機器で構成されている場合、
その応答は一般に、60〜120rad/s(時定数1
6.7〜8.3msec)程度であり、電動機の応答よ
り、2〜5倍速い応答である。このため、張力制御をル
ーパ・張力制御手段14を用いて行う場合より、圧下制
御装置8を用いて行う場合の方が、速い張力制御応答を
得ることができる。図3に、張力板幅制御手段18の詳
細な構成を示す。図3において、23はトラッキング回
路、24はFF制御器、25はFB制御器、26は張力
制御系、そして27は幅変化系である。また、KFFは
FFゲイン、KP,KIは比例積分ゲイン、TTCは張
力制御応答時定数、∂B/∂tfは張力から板幅への影
響係数、TWCは幅変化応答時定数、そしてsはラプラ
ス演算子である。設定手段19からの粗出側幅目標値Δ
BR REF(図1及び図2の*6)と粗出側幅計9から
の粗出側幅実績値ΔBR ACTとの偏差ΔB
R ERRを、トラッキング回路23でトラッキングし、
圧延スタンド直下に来た圧延材1の位置に相当する前記
偏差ΔBR DLYを出力する。この偏差ΔBR DLYに
FF制御器24でFFゲインKFFを乗じて、FF制御
による張力変更分Δtf FFとする。
【0013】また設定手段19からの仕上出側幅目標値
ΔBf REF(図1及び図2の*7)と出側幅計11か
らの仕上出側幅実績値ΔBf ACTとの偏差ΔBf
ERRを、FB制御器25に入力して、FB制御による
張力変更分Δtf FBを計算する。FF制御による張力
変更分Δtf FFとFB制御による張力変更分Δtf
FBとを加算して、トータルの張力補正値Δtf REF
(図1及び図2の*4)とし、下位コントローラ即ち圧
下張力制御手段13、圧下制御装置8、圧延スタンド2
等で実現される張力制御系26へ与える。これにより、
制御対象となる幅変化系27において圧延材1の幅が変
更される。次に、図4に、圧下張力制御手段13の詳細
な構成を示す。図4において、28はデッドバンド、2
9はFB制御器、30はリミッタ、31は圧下制御系、
32は張力発生系である。また、KPT,KITは比例
積分ゲイン、TTSは圧下制御応答時定数、∂tf/∂
Sはロールギャップから張力への影響係数、TTNは張
力応答時定数、そしてsはラプラス演算子である。デッ
ドバンド28は、張力指令値tf REF(張力目標値t
f AIM(*9)+張力補正値Δtf REF(*4))
と張力実績値tf ACTの偏差Δtf ER Rに過敏に反
応しないように設けられている。但しあまりバンド幅を
大きくすると、張力制御性が悪くなる。デッドバンド2
8の出力即ち偏差Δtf DBはFB制御器29に入り、
ロールギャップの補正値ΔSREFが計算され、リミッ
タ30でリミット処理を行った後、下位コントローラ即
ち圧下制御装置8、圧延スタンド2等で実現される圧下
制御系31に与えられる。これによるロールギャップ変
化実績値ΔSACTが、ロールバイト内の中立点の移動
を引き起こし、先進率あるいは後進率の変化となって現
れ、圧延材1の張力が変化する。
ΔBf REF(図1及び図2の*7)と出側幅計11か
らの仕上出側幅実績値ΔBf ACTとの偏差ΔBf
ERRを、FB制御器25に入力して、FB制御による
張力変更分Δtf FBを計算する。FF制御による張力
変更分Δtf FFとFB制御による張力変更分Δtf
FBとを加算して、トータルの張力補正値Δtf REF
(図1及び図2の*4)とし、下位コントローラ即ち圧
下張力制御手段13、圧下制御装置8、圧延スタンド2
等で実現される張力制御系26へ与える。これにより、
制御対象となる幅変化系27において圧延材1の幅が変
更される。次に、図4に、圧下張力制御手段13の詳細
な構成を示す。図4において、28はデッドバンド、2
9はFB制御器、30はリミッタ、31は圧下制御系、
32は張力発生系である。また、KPT,KITは比例
積分ゲイン、TTSは圧下制御応答時定数、∂tf/∂
Sはロールギャップから張力への影響係数、TTNは張
力応答時定数、そしてsはラプラス演算子である。デッ
ドバンド28は、張力指令値tf REF(張力目標値t
f AIM(*9)+張力補正値Δtf REF(*4))
と張力実績値tf ACTの偏差Δtf ER Rに過敏に反
応しないように設けられている。但しあまりバンド幅を
大きくすると、張力制御性が悪くなる。デッドバンド2
8の出力即ち偏差Δtf DBはFB制御器29に入り、
ロールギャップの補正値ΔSREFが計算され、リミッ
タ30でリミット処理を行った後、下位コントローラ即
ち圧下制御装置8、圧延スタンド2等で実現される圧下
制御系31に与えられる。これによるロールギャップ変
化実績値ΔSACTが、ロールバイト内の中立点の移動
を引き起こし、先進率あるいは後進率の変化となって現
れ、圧延材1の張力が変化する。
【0014】なお、図1に示すように、圧下張力制御手
段13は、仕上圧延機の前段に設けている。これは仕上
圧延機後段で張力を変化させると、製品板厚への影響が
大きいため、板厚への影響が少ない前段に圧下張力制御
手段13を設けて幅制御を行なうのが好ましいためであ
る。一方、板厚制御においては、張力板幅制御手段18
を前段のみに適用する場合、熱間圧延機における前段の
板厚制御能力は低いことから、張力さえ十分制御してい
れば、板厚精度は後段の板厚制御で十分可能である。し
かしながらより良い板厚精度のために、主機4の速度を
操作して圧延スタンド2のロール回転速度を制御するこ
とにより板厚を制御することができる。圧延スタンド2
直下の板厚を測定し、あるいは推定し、その板厚値をF
B制御する。その板厚測定値あるいは板厚推定値が、目
標値より大きければ上流側主機4速度を減速し、目標値
より小さければ上流側主機4速度を増速する。図5に、
速度板厚制御手段15の詳細な構成を示す。図5におい
て、33はFB制御器、34はリミッタ、35は速度制
御系、36は圧延プロセス、そして37は板厚推定機能
である。また、KPV,KIVは比例積分ゲイン、T
VSは圧下制御応答時定数、∂h/∂VRはロール速度
から板厚への影響係数、∂P/∂VRはロール速度から
圧延荷重への影響係数、そしてsはラプラス演算子であ
る。
段13は、仕上圧延機の前段に設けている。これは仕上
圧延機後段で張力を変化させると、製品板厚への影響が
大きいため、板厚への影響が少ない前段に圧下張力制御
手段13を設けて幅制御を行なうのが好ましいためであ
る。一方、板厚制御においては、張力板幅制御手段18
を前段のみに適用する場合、熱間圧延機における前段の
板厚制御能力は低いことから、張力さえ十分制御してい
れば、板厚精度は後段の板厚制御で十分可能である。し
かしながらより良い板厚精度のために、主機4の速度を
操作して圧延スタンド2のロール回転速度を制御するこ
とにより板厚を制御することができる。圧延スタンド2
直下の板厚を測定し、あるいは推定し、その板厚値をF
B制御する。その板厚測定値あるいは板厚推定値が、目
標値より大きければ上流側主機4速度を減速し、目標値
より小さければ上流側主機4速度を増速する。図5に、
速度板厚制御手段15の詳細な構成を示す。図5におい
て、33はFB制御器、34はリミッタ、35は速度制
御系、36は圧延プロセス、そして37は板厚推定機能
である。また、KPV,KIVは比例積分ゲイン、T
VSは圧下制御応答時定数、∂h/∂VRはロール速度
から板厚への影響係数、∂P/∂VRはロール速度から
圧延荷重への影響係数、そしてsはラプラス演算子であ
る。
【0015】設定手段19からの板厚目標値ΔhREF
(図1の*8)と板厚推定値ΔhG Mとの板厚偏差Δh
ERRをFB制御器33に入力し、偏差をなくすような
速度補正値ΔVR REFを計算するが、リミッタ34で
のリミット処理により、過大な操作量をなくし、主機4
の速度制御装置5b等の速度制御系35に渡す。実際の
主機4速度の変化により、圧延プロセス36内では、圧
延材1の板厚変化、圧延荷重変化等が生じる。板厚推定
機能37では、ゲージメータ式を用いて、荷重検出器3
で測定した圧延荷重と圧下制御装置8から得られるロー
ルギャップ等から圧延スタンド出側板厚を推定する。速
度板厚制御手段15を張力板幅制御手段18と組み合わ
せることにより、仕上圧延機前段における板幅、板厚、
張力の制御を良好に行うことができる。ところで、仕上
圧延機最上流の圧延スタンド2aにおいては、ロールギ
ャップを大きく動かすことによって、幅広がり量が大き
く変わり、幅制御に外乱となる。そこでロールギャップ
を一定とすることにより、板幅外乱を減らすことができ
る。また板厚推定においても、ロールギャップ一定とす
ることで、圧下制御装置8aのヒステリシスやバックラ
ッシュ等の非線形要素が無視できる、圧延荷重の変化が
圧延材1の温度や板厚の変化そのものを表す、など板厚
推定にとっても好都合である。高精度の板厚推定を最上
流スタンド2aで行い、この板厚を下流スタンドヘ遅延
していくことで、下流側スタンドの板厚推定精度を向上
させることができる。なお、最上流の圧延スタンド2a
においてロールギャップを一定としたときは、圧下張力
制御手段13による制御は圧延スタンド2b,2cで行
なうことになる。
(図1の*8)と板厚推定値ΔhG Mとの板厚偏差Δh
ERRをFB制御器33に入力し、偏差をなくすような
速度補正値ΔVR REFを計算するが、リミッタ34で
のリミット処理により、過大な操作量をなくし、主機4
の速度制御装置5b等の速度制御系35に渡す。実際の
主機4速度の変化により、圧延プロセス36内では、圧
延材1の板厚変化、圧延荷重変化等が生じる。板厚推定
機能37では、ゲージメータ式を用いて、荷重検出器3
で測定した圧延荷重と圧下制御装置8から得られるロー
ルギャップ等から圧延スタンド出側板厚を推定する。速
度板厚制御手段15を張力板幅制御手段18と組み合わ
せることにより、仕上圧延機前段における板幅、板厚、
張力の制御を良好に行うことができる。ところで、仕上
圧延機最上流の圧延スタンド2aにおいては、ロールギ
ャップを大きく動かすことによって、幅広がり量が大き
く変わり、幅制御に外乱となる。そこでロールギャップ
を一定とすることにより、板幅外乱を減らすことができ
る。また板厚推定においても、ロールギャップ一定とす
ることで、圧下制御装置8aのヒステリシスやバックラ
ッシュ等の非線形要素が無視できる、圧延荷重の変化が
圧延材1の温度や板厚の変化そのものを表す、など板厚
推定にとっても好都合である。高精度の板厚推定を最上
流スタンド2aで行い、この板厚を下流スタンドヘ遅延
していくことで、下流側スタンドの板厚推定精度を向上
させることができる。なお、最上流の圧延スタンド2a
においてロールギャップを一定としたときは、圧下張力
制御手段13による制御は圧延スタンド2b,2cで行
なうことになる。
【0016】また、熱間タンデム圧延機のスタンド2間
にルーパ6がついている場合、ルーパ角度を一定にする
制御を行う。圧下張力制御手段13に対して、ルーパ角
度を固定することで、ルーパ6が上下動して張力を変動
させることを防ぐためである。一方、圧下張力制御手段
13では、ロールギャップを操作するが、ギャップを大
きく変更することが好ましくない場合がある。そのため
リミッタ30を付加している。このリミッタ30におけ
るリミットにかかったとき、ルーパ角度補正手段22に
おいて、リミットをオーバーした分だけ張力を変更する
ようにルーパ角度を変更する。変更すべきルーパ角度Δ
θは、
にルーパ6がついている場合、ルーパ角度を一定にする
制御を行う。圧下張力制御手段13に対して、ルーパ角
度を固定することで、ルーパ6が上下動して張力を変動
させることを防ぐためである。一方、圧下張力制御手段
13では、ロールギャップを操作するが、ギャップを大
きく変更することが好ましくない場合がある。そのため
リミッタ30を付加している。このリミッタ30におけ
るリミットにかかったとき、ルーパ角度補正手段22に
おいて、リミットをオーバーした分だけ張力を変更する
ようにルーパ角度を変更する。変更すべきルーパ角度Δ
θは、
【数1】 なお、KSLは補正ゲイン、∂θ/∂Sはロールギャッ
プからルーパ角度への影響係数、Sはロールギャップ、
添え字REFは指令値、添え字LMTは上下限値を表
す。なお本実施形態の説明では、タンデム圧延機とし
て、仕上圧延機を対象としたが、粗圧延機等でもタンデ
ムで圧延する場合には、容易に適用することができる。
プからルーパ角度への影響係数、Sはロールギャップ、
添え字REFは指令値、添え字LMTは上下限値を表
す。なお本実施形態の説明では、タンデム圧延機とし
て、仕上圧延機を対象としたが、粗圧延機等でもタンデ
ムで圧延する場合には、容易に適用することができる。
【0017】
【発明の効果】本発明によれば、ロールギャッブの変更
と張力変更は、強調して板幅を制御する方向に動くた
め、効率的に板幅を制御することができる。このためオ
ーバーシュートのない良好な幅制御性が実現される。ま
た、位置制御するルーパを張力制御の支援に使用するた
め、さらに良好な張力の応答を実現でき、その結果幅制
御性が向上する。また、最上流の圧延スタンドのロール
ギャップを一定とすることで、板幅への外乱が少なくな
り、板厚推定精度の向上を図ることができる。
と張力変更は、強調して板幅を制御する方向に動くた
め、効率的に板幅を制御することができる。このためオ
ーバーシュートのない良好な幅制御性が実現される。ま
た、位置制御するルーパを張力制御の支援に使用するた
め、さらに良好な張力の応答を実現でき、その結果幅制
御性が向上する。また、最上流の圧延スタンドのロール
ギャップを一定とすることで、板幅への外乱が少なくな
り、板厚推定精度の向上を図ることができる。
【図1】 本発明の一実施形態の構成の一部を表すブロ
ック図。
ック図。
【図2】 図1の分図として本発明の一実施形態の構成
の一部を表すブロック図。
の一部を表すブロック図。
【図3】 一実施形態における張力板幅制御手段の詳細
な構成を表すブロック図。
な構成を表すブロック図。
【図4】 一実施形態における圧下張力制御手段の詳細
な構成を表すブロック図。
な構成を表すブロック図。
【図5】 一実施形態における速度板厚制御手段の詳細
な構成を表すブロック図。
な構成を表すブロック図。
【図6】 従来例の構成の一部を表すブロック図。
【図7】 図6の分図として従来例の構成の一部を表す
ブロック図。
ブロック図。
1…圧延材 2…圧延スタンド 3…荷重検出器 4…圧延主電動機(主機) 5…速度制御装置 6…ルーパ 7…張力検出器 8…圧下制御装置 9…粗出側幅計 10…入側温度計 11…出側幅計 12…出側温度計 13…圧下張力制御手段 14…ルーパ・張力制御手段 15…速度板厚制御手段 16…圧下板厚制御手段 17…ルーパ位置制御手段 18…張力板幅制御手段 19…設定手段 20…出側板厚計 22…ルーパ角度補正手段 23…トラッキング回路 24…FF制御器 25…FB制御器 26…張力制御系 27…幅変化系 28…デッドバンド 29…FB制御器 30…リミッタ 31…圧下制御系 32…張力発生系 33…FB制御器 34…リミッタ 35…速度制御系 36…圧延プロセス 37…板厚推定機能
Claims (6)
- 【請求項1】2つ以上の圧延スタンドを有する熱間タン
デム圧延機において、隣り合う圧延スタンド間の圧延材
張力をその張力目標値に一致させるように圧延スタンド
のロールギャップで制御する圧下張力制御手段と、前記
張力目標値を変更して圧延材張力を操作することにより
圧延材の板幅を制御する張力板幅制御手段とを備えたこ
とを特徴とする板幅制御装置。 - 【請求項2】請求項1に記載の板幅制御装置において、
圧延スタンド出側の板厚をその目標値に一致させるよう
に圧延スタンドのロール回転速度を制御する速度板厚制
御手段を備えたことを特徴とする板幅制御装置。 - 【請求項3】請求項1に記載の板幅制御装置において、
圧延スタンド間にルーパ装置が設置されている場合、ル
ーパ角度をその角度目標値に一致させるようなルーパ位
置制御手段を備えたことを特徴とする板幅制御装置。 - 【請求項4】請求項3に記載の板幅制御装置において、
ロールギャップによる張力の変更を補助するために、ル
ーパ角度目標値を変更して圧延材張力を変更するルーパ
角度補正手段を備えたことを特徴とする板幅制御装置。 - 【請求項5】請求項1に記載の板幅制御装置において、
前記圧下張力制御手段は、熱間タンデム圧延機の前段に
設置されたことを特徴とする板幅制御装置。 - 【請求項6】請求項1に記載の板幅制御装置において、
タンデム圧延機の最上流スタンドでは、圧延中はそのロ
ールギャップを一定の値に保持することを特徴とする板
幅制御装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11118933A JP2000312909A (ja) | 1999-04-27 | 1999-04-27 | 板幅制御装置 |
| US09/551,548 US6227021B1 (en) | 1999-04-27 | 2000-04-18 | Control apparatus and method for a hot rolling mill |
| CA002306588A CA2306588C (en) | 1999-04-27 | 2000-04-26 | Control apparatus and method for a hot rolling mill |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11118933A JP2000312909A (ja) | 1999-04-27 | 1999-04-27 | 板幅制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000312909A true JP2000312909A (ja) | 2000-11-14 |
Family
ID=14748823
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11118933A Pending JP2000312909A (ja) | 1999-04-27 | 1999-04-27 | 板幅制御装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6227021B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000312909A (ja) |
| CA (1) | CA2306588C (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN114798729A (zh) * | 2022-03-15 | 2022-07-29 | 宝信软件(山西)有限公司 | 一种精轧机实时压下调节装置及控制方法 |
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| EP2014380A1 (fr) * | 2007-06-11 | 2009-01-14 | ArcelorMittal France | Procédé de laminage d'une bande métallique avec régulation de sa position latérale d'une bande et laminoir adapté |
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| DE102007049062B3 (de) * | 2007-10-12 | 2009-03-12 | Siemens Ag | Betriebsverfahren zum Einbringen eines Walzguts in ein Walzgerüst eines Walzwerks, Steuereinrichtung und Walzwerk zum Walzen eines bandförmigen Walzgutes |
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| DE102010014346A1 (de) * | 2010-04-09 | 2011-10-13 | Sms Siemag Ag | Verfahren zum fliegenden Arbeitswalzenwechsel in Gießwalzanlagen und Warmbandstraßen |
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| CN102310090B (zh) * | 2011-08-04 | 2013-10-16 | 上海交通大学 | 带钢热连轧过程的分布式预测控制方法及系统 |
| CN103143574B (zh) * | 2011-08-04 | 2015-04-15 | 上海交通大学 | 带钢热连轧过程的分布式预测控制系统 |
| EP2644289A1 (de) * | 2012-03-28 | 2013-10-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum Walzen eines Materialbandes |
| DE102012218353A1 (de) * | 2012-10-09 | 2014-04-10 | Siemens Ag | Breitenbeeinflussung eines bandförmigen Walzguts |
| CN103920720B (zh) * | 2013-01-14 | 2016-01-20 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种基于套量偏差的带钢张力动态控制方法及其控制系统 |
| DK2967090T3 (da) * | 2013-03-15 | 2021-01-04 | Linco Food Systems As | Bærerindretning til fjerkræforarbejdningsindretning |
| KR101536461B1 (ko) * | 2013-12-23 | 2015-07-13 | 주식회사 포스코 | 다중스탠드압연밀의 폭 제어장치 및 폭 제어방법 |
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