JPH01245908A - 圧延機の板厚制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、鋼板などの被圧延材の圧延に好適に実施され
る板厚制御方法に関する。

従来の技術 たとえば鋼板などの被圧延材を、冷間圧延機によって圧
延する場合、所望する板厚を得るために、圧延機の入側
における被圧延材の板厚を計測して実績として取込み、
この板厚のデータによって圧延機のロール圧下位置を制
御するフィードフォワード制御が一般に行われている。

典型的な先行技術は、第５図に示されている。

鋼板などの被圧延材１は、矢符Ａで示されるように、第
５図左方より右方へ、複数の圧延ロール２ａ、２ｂで形
成される圧延スタンドに送られ、回転する圧延ロール２
ａ、２ｂ間に噛み込ませて、被圧延材１を連続的に圧延
加工してゆく。このとき圧延スタンド３の入側板厚Ｈ１
を板厚計４で計測し、そのデータを制御部５に入力する
。制御部５には予め入側板厚Ｈ１の代表値Ｈθと所望す
る板厚Ｈｓが目標値として入力され、記憶されており、
制御部５は、圧延スタンド３の入側板厚Ｈ１と、代表値
Ｈｏと比較して、その偏差Δｌｉに基づいて圧延ロール
２ｂの圧下位置を算出し、図示されない油圧機などの圧
下装置を駆動して、圧延ロール２ｂを上下させてその圧
下位置を定め、圧延ロール２ａ、２ｂ間の間隙Δｄを調
整し、圧延スタンド３の出側板厚Ｈ２が目標値である［
厚Ｈｓとなるように制（卸する。

発明が解決しようとする課題 このような先行技術において、被圧延材１の持・）塑性
係数をＭで表し、前記圧延ロール２ｂの圧下位置の補正
量をΔＳとすれば、 ΔＳ＝　（Ｇ−Ｍ７’Ｋ）・Δｈ　　　　　　　　・・
・（１）で表される。ここにＧは定数で制御系の制御ゲ
インてあり、Ｉくは圧延スタンド３に固有のミル定数で
あり、したがって圧下位置の補正量ΔＳは塑性１系数Ｍ
と厚み偏差Δ１′１の積に比例する。すなわち塑性係数
Ｍが大であれば圧下位置の補正量ΔＳも大きくとらねば
ならない。上記塑性係数Ｍは、被圧延材１の全長に亘っ
て一様ではなく、むらが存在する。したがって圧延に際
しては、このような塑性係数Ｍのむらを考慮して、被圧
延材１の先端から終端に亘って塑性係数Ｍを刻々に検出
し、これに基づいて圧延機の制御を行う必要がある。

先行技術ではこの塑性係数Ｍについては、過去の実績か
ら得られる標準値を制御データとして採用し、被圧延材
料１の全長に亘る塑性係数Ｍの変化を考慮していなかっ
た。したがってこのようなデータから得られる制御は、
当然に誤差を多く含み、満足な板厚精度が得られないと
いう問題点があった。このため圧延精度を向上させるの
に不可欠な塑性係数を用いた板厚制御方法が所望されて
いた。

本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであって、
その目的は、圧延機の板厚制御方法を提供することであ
る。

課題を解決するための手段 本発明は、被圧延材をブライドルロールから前記圧延ス
タンドに導いて圧延し、 圧延スタンドの入側板厚を計測し、そのデータにより圧
延スタンドの圧下位置を制御するフィードフォワード制
御方法において、 被圧延材の塑性係数を演算して求め、 この塑性係数を考慮して前記圧下位置を補正することを
特徴とする圧延機の板厚制御方法である。

作　　用 本発明に従えば、圧延スタンドの入側板厚を用いて、そ
の圧延スタンドの圧下位置を制御し、スタンド出側板厚
を制御するフィードフォワード制御方法において、−前
記スタンドの前方に設置されたブライドルロールの前後
における圧延材の張力と、ブライドルロールを駆動する
モータの負荷をそれぞれ計測し、前記張力および前記負
荷によって塑性係数の偏差を演算して求める。この塑性
係数の偏差を考慮して、圧延ロールの圧下位置を補正し
て、被圧延材の板厚を制御する。

実施例 第１図は、本発明の一実施例のブライドルロールを用い
た塑性係数の測定方法および板厚制御方法を実現する構
成を示す図である。

鋼板などの被圧延材１０は、第１図左方から第１（２右
方へ、矢符Ｂで示されるように圧延スタンド１１の方に
連続的に移動する。圧延スタンド１１は、被圧延材１０
を挟んでその上下に配置される複数（本実施例では上下
各３個）の圧延ロール１２ａ、１２ｂ、１２ｃ；１３ａ
、１３ｔ＋、１３Ｃ（総称するときは参照符１２．１３
を付す）と、被圧延材１０に下方から接する圧延ロール
１３の圧下位置ΔＳを定める油圧ジヤツキ１４とで形成
され、前記油圧ジヤツキ１４は後述するように、フィー
ドフォワード制御ｎ部く以下、ＦＦ制御部と記す）１５
によって、その上下変位量を制御される。

圧延スタンド１１の入側（第１図左方）には、複数（本
実施例では３個）のロール１６ａ、１６ｂ、１６ｃで形
成されるブライドルロール１６が配置されており、前記
被圧延材１０は第１図左方から上記ブライドルロール１
６を介して、前記圧延スタンド１１の方に進む、ブライ
ドルロール１６の入側には、第１張力計（テンションメ
ータ）１７が設けられており、ブライドルロール１６の
入側での被圧延材１０の張力Ｔ　ｉ　ｎが計測され、材
料剛性測定３１８に入力される。

ブライドルロール１６を形成する複数のロール１６ａ〜
１６ｃは、それぞれ個別にロール駆動用モータ１９ａ〜
１９ｃによって回転駆動され、上記各モータ１９ａ〜１
９ｃの電機子電流１１〜Ｉ３と端子電圧■１〜■３とが
計測され、モータ１９　Ｚｔ〜１９ｃの負荷データとし
て前記材料剛性測定器１８に入力される。また前記ロー
ル１６ａ〜１６ｃには、たとえばパルスジェネレータな
どの計測手段で実現される回転計２０ａ〜２０ｃが取付
けられて、ロール１６ａ〜１６Ｃの回転速度Ｎ１〜Ｎ３
が個別的に計測され、前記材料剛性測定器１８にそれぞ
れ入力される。

さらにブライドルロール１６と圧延スタンド１３間には
、第２張力計２１と板厚計２２が設けられており、ブラ
イドルロール１６の出側における被圧延材１０の張力Ｔ
　ｏ　ｕ　ｔと、板厚Ｈとが計測され、計測された張力
Ｔｏｕｔ２は材料剛性測定器１８に、板厚ＨはＦＦ＠御
部１５にそれぞれ入力される。

第２図はこのようにして材料剛性測定器１８に入力され
る各種計測データとその出力を示す図であり、第３図は
ブライドルロール１６の構成を示す図である。第２図お
よび第３図において、前掲第１図に対応する部分には同
一の参照符を付す。

以下第２図と第３図を９照しつつ、本実施例による被圧
延材１０の塑性１系数Ｍを演算して求める方法について
説明する。

第３図において、ブライドルロール１６を形成するロー
ル１６ａ〜１６ｃの１つをとり、そのｌ〜ルクをＴｉと
すれば、 ｒｉ＝（６０／２ｇＮ１）　Ｉｉ　（Ｖｉ−Ｉｉ−ｒｉ
＞　・・−（２）（ただしｉ＝１．２．３） ここに　■ｉ：ミニモータ電圧　［Ｖ］Ｉｉ：モータＴ
ｈ機子電流［Ａ］ ｒｉ：モータ内部抵抗　［Ω］ またＮｉ：ロールの回転速度［ｒ　ｐ　ｒｎ　］で、被
圧延材１０の速度をＶ、定数をＣ９ｉとおけば、Ｎ　ｉ
＝Ｃｌｌ−ｖ　　　　　　　　　　　　−・（３）で表
される。

ブライドルロール１６の入側における被圧延材１０の張
力をＴ　ｉ　ｎ　、出側における張力をＴｏｕｔとすれ
ば、張力の釣合いから、 Ｔｉ　ｎ＋７ｍ　＝Ｔｏｕｔ＋Σｒｉ　　　　　　　−
（４）ｉ＝１ ここにＴ、は、各ロールにおけるベンドロスの合計で、 Ｔｓ＝　Ｓ　：’ｒｎｄｋ＋　Ｓ　：”、ｒｎｄｋ＋　
ｊ　：：ｒｎｄｋ　　　　　　　　−＜５）ここに　　
　　　　ｍ：曲げモーメント［ｋｇ／ｍｒｎ］ｋ：被圧
延材１０の曲率［１／ｍｍ］ ｋ＋、　ｌｃｚ、　ｋｘ：それぞれ第３図に示す点Ａ、
Ｂ、Ｃの曲率Ｉ（ ブライドロールによる被圧延材１０の曲げ作業が、弾塑
性領域で行われていると仮定し、上記第５式の右辺を解
いたものをｔとすると、Ｔａ−ｔ　（σＳ）　　　　　
　　　　　　　・・・（６）ここに　σＳ：降伏点応力
［ｋｇ／ｍｍ２］第４式と第６式より、ｔの逆関数ｊ−
１を用いてσＳを表すと、 となる。任意の定常点における降伏点応力σＳをσＳ　
Ｏとすると、塑性係数Ｍの変化に伴うｎ回目の計測時に
おける降伏点応力σＳの偏差は、Δ６　Ｓ　＝　６８　
ｎ−σｓｏ　　　　　　　　　　＝１８）ここで、塑性
係数Ｍの変化を第４図のごとく、線ＣＤは線ＡＢに平行
とし近似すると、Δに＝ΔσＳ　　　　　　　　　　　
　・・・（９）６Ｍ＝Ｃ２−Δｋ　ｓ　　　　　　　　
　　　−（９ａ）ここで、 Δに：ΔσＳに対する静的変形抵抗ｋｓの変化量すなわ
ち計測ｎ回目の塑性係数Ｍ　ｎは、Ｍ　ｒｒ　＝　Ｍ　
ｏ＋ΔＭ　　　　　　　　　　　　−（１０）ただし、
Ｍｏ：降伏点応力σＳのときの塑性係数Ｍで、従来技術
により求まる被圧延材の代表値となって、塑性係数Ｍを
求めることができる。よって被圧延材１０の実績材料剛
性すなわち塑性係数Ｍは、 Ｍ＝ｆ−Ｔ、　　　　　　　　　　　　　・・・（１１
）ただし、Ｔ、：被圧延材１０のベンドロス第１１式に
おいてＴｌｌを求めれば、塑性体′ｆ＆Ｍを知ることが
できる。ベントロスＴ６は、Ｔｓ＝　　（Ｔ　ｉ　　ｒ
ｒ　−Ｔａｕｔ）　　−Ｔ　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　−（１２）ここに、Ｔはブライドルロ
ール１６のトルクによる張力で、 Ｔ＝ｇ　（Ｉ　、　Ｖ、　Ｒ）　　　　　　　　　　　
・・・（１３）”■はモータ電流、■はモータ電圧であ
る。したが′）て第２図に示されるように各種データを
計測し、材料剛性測定器１８に入力して演算すれば塑性
係数Ｍが求まる。

このようにして求められた塑性係数Ｍに関するデータと
、板厚計２２によって計測された板厚Ｉ］に関するデー
タとは、被圧延材１０の動きとともに刻々ＦＦ制御部１
５に入力される。ＦＦ制御部１５は、入力された板厚Ｈ
のデータと予め定められた目的値である板厚Ｈｓとを比
較し、偏差Δｈを見出し、こうして得られた塑性係数Ｍ
、偏差ΔＦ１および定数Ｋによって、圧延ロール１３に
ついての所望する圧下位置に関する補正データΔＳを前
掲第１式によって求める。

補正データΔＳは油圧ジヤツキ１４に入力され、油圧ジ
ヤツキ１４は上記補正データΔＳに基づいて圧延ロール
１３を上下に変位させて、被圧延材１０を挟む上下の圧
延ロール１２．１３間の間隙を調整し、これによって圧
延スタンド１１の出側では所望する板厚に形成された圧
延材３０を得ることができる。

上述の実施例では、被圧延材を鋼板とし、また圧延工程
を冷間圧延として述べたけれども、これに限定されるも
のではなく、鋼板以外の被圧延材にも、またたとえば熱
間圧延にも実施可能であることは言うまでもない。

発明の効果 以上のように、本発明よるブライドルロールを用いた塑
性係数の測定方法および板厚制御方法は、ブライドルロ
ールの前後における圧延材の張力と、ブライドルロール
を駆動するモータの負荷をそれぞれ連続的に計測し、前
記張力および前記負荷によって塑性係数を演算して求め
る。次にこの塑性係数を考慮して、圧延ロールの圧下位
置を補正して、被圧延材の板厚を制御するようにした。

しがち本発明に用いるブライドルロールは、圧延工程に
おいて常備されている装置であって、何ら新しい装置を
付加するものではない。

したがって従来技術では除去できなかった被圧延材の長
さ方向に亘る剛性すなわち塑性係数の°むらに起因する
板厚の変動が、簡単な構成で取り除かれるので、正確か
つ均一な板厚の、したがって製品価値がｔ３段に向上し
た圧延材を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１（２Ｉは本発明の一実施例のブライドルロールを用
いた塑性係数の測定方法および板厚制御方法の構成を示
す図、第２図は本実施例における各種計測データとその
入力経路を示す図、第３図はブライドルロールの構成を
示す図、第４図は伸率εの圧延時の塑性係数の変化を示
す図、第５図は先行技術を示す図である。 １０・・・被圧延材、１１・・・圧延スタンド、１２゜
１３・・・圧延ロール、１４・・・油圧ジヤツキ、１５
・・・フィードフォワード制御部、１６・・・ブライド
ロール、１７．２１・・・張力計、１８・・・材料剛性
測定器、１９ａ〜１９ｃ・・・ブライドロール駆動用モ
ータ、２０２Ｌ〜２０ｃ・・・回転計、２２・・・板厚
計、Ｈ・・・板厚、Ｍ・・・塑性係数、Ｔｌ、Ｔ２・・
・被圧延材の張力代理人　　弁理士　画数　圭一部 第２図 第　３３ 第　４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被圧延材をブライドルロールから前記圧延スタンドに導
   いて圧延し、 圧延スタンドの入側板厚を計測し、そのデータにより圧
   延スタンドの圧下位置を制御するフイードフオワード制
   御方法において、 被圧延材の塑性係数を演算して求め、 この塑性係数を考慮して前記圧下位置を補正することを
   特徴とする圧延機の板厚制御方法。