JPH0312964B2 - - Google Patents

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JPH0312964B2
JPH0312964B2 JP59187696A JP18769684A JPH0312964B2 JP H0312964 B2 JPH0312964 B2 JP H0312964B2 JP 59187696 A JP59187696 A JP 59187696A JP 18769684 A JP18769684 A JP 18769684A JP H0312964 B2 JPH0312964 B2 JP H0312964B2
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JP
Japan
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thickness
width direction
plate thickness
edge
bender
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JP59187696A
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English (en)
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JPS6167515A (ja
Inventor
Kazuhiko Fukutani
Mikie Tokunaga
Shigeo Watanabe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
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Publication of JPH0312964B2 publication Critical patent/JPH0312964B2/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B37/00Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/28Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates
    • B21B37/38Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates using roll bending
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B2261/00Product parameters
    • B21B2261/02Transverse dimensions
    • B21B2261/04Thickness, gauge

Landscapes

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

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、AGC付き圧延機により圧延される
帯鋼等の圧延材料の幅方向板厚制御方法に関する
ものである。
(従来の技術) ウオーキングビーム方式の加熱炉から抽出され
た圧延材料(以下、単に材料と称する)は、加熱
炉内の材料搬送用スキツドに当たる位置にスキツ
ドマークが発生し、該マーク部分にて材料の温度
が低下し、材料の温度分布が不均一となる。この
不均一温度分布の材料を連続圧延するにつれてス
キツドマーク部が拡大され、幅方向に不均一に分
布するようになる。これにより材料の幅方向に温
度偏差が発生し、材料の変形抵抗が幅方向に異な
ることとなり製品の幅方向の板厚が不均一とな
る。また最近の省エネ圧延法では材料厚みを増加
し加熱炉抽出温度を低下しているが、この操作法
によると材料の端部での熱放散量が増加し、更に
幅方向での温度偏差が増加する傾向となり、製品
の幅方向の板厚不均一性が助長されるようにな
る。最近の需要家ニーズは製品品質はもちろんの
こと幅方向に均一な製品を強く要求しており、前
記問題点を解消する必要性は大なるものがある。
連続圧延機においてはゲージメータ方式の
AGC(自動板厚制御)が広く採用されて、板厚制
御の高精度化に大きな効果をあげている。一方、
ロールベンデイング装置についてはこれは採用さ
れてはいるが圧延前のパススケジユールによりベ
ンデイング圧力を設定値にプリセツトさせるのみ
であり、一本の材料内でベンデイング圧力を変更
することはほとんどなされていなかつたが、最近
では材料の形状(フラツトネス)問題が大きく取
りあげられるようになり、そのための制御方法及
び装置が種々開発されてきている。その主たるも
のは、ロールベンデイング装置を使用して、材料
の幅方向板厚偏差に応じて一本の材料内でベンデ
イング圧力を変更させ、長手方向全長に亘つて幅
方向に均一な板厚を実現しようとする方法であ
る。
ところで板厚制御と形状制御は、互いに干渉し
合うという問題がある。即ち形状を制御しようと
して形状制御系がロールベンデイング力を変える
とロール圧下力(圧延反力)が変り、これは
AGC系を動作させ、またAGC系が動作してロー
ル間隙を変えると圧延反力が変り、これは板形状
(クラウン)を変えるので形状制御系が動作し、
ということになる。このような相互干渉を排除し
て各々が独立に動作できるようにする事が考えら
れており、特開昭58−138508がその例である。こ
れは、出側板厚変動をΔh、出側クラウン変動を
ΔCr、圧下操作量をΔS、ベンデイング圧操作量
をΔrとすると、相互干渉があることから Δh ΔCr=g11 g21 g21 g22 ΔS Δr=〓ΔS Δr で表わされ、そこで操作量ΔS、Δrを下式の操作
量ΔS*、Δr* ΔS* Δr*=〓-1ΔS Δr に修正すれば(Eは単位マトリクス) Δh ΔCr=〓ΔS* Δr*=G・G-1ΔS Δr=〓ΔS Δr となるから操作量ΔS、Δrは相互干渉しなくな
る、というものである。しかしこの方式ではベン
デイング圧操作量(Δr)が単一ループ(ワーク
サイドとドライブサイドが一体になつている)で
あり、もし圧延機の入側にて材料のウエツジ率が
異なつた場合には圧延機のワークサイド、ドライ
ブサイドでベンデイング圧操作量を変更させる必
要があるから、この方式では幅方向に均一な板厚
に制御することは不可能である。
板クラウンの帰還制御は、クラウンを検出し、
目標クラウンとの差が0になるように操作端、本
例ではロールベンダーを操作して行なわれる。ク
ラウンは板の中高の程度を示すもので、板厚分布
は左右対称を前提としているから、クラウン測定
は板中央の板厚測定と板一端縁の板厚定で実施で
きる。しかしウエツジは板厚分布の左右非対称性
を示すものであるから、板の左右端の板厚を測定
する必要があり、ウエツジを考慮した形状制御を
するには板厚計が何個も必要、ということにな
る。
本発明はかゝる点を改善し、ウエツジを含めた
形状制御を、AGCと非干渉で、かつ多数の板厚
計を使用することなく実施可能にしようとするも
のである。
(発明の構成及び作用) 本発明は、自動板厚制御を行ない、ワークサイ
ド及びドライブサイドにロールベンダーを備える
連続圧延機で圧延される材料の幅方向板厚制御方
法において、材料の始端部で幅方向に移動し、そ
の後材料の一端縁部上に静止する板厚計および材
料の中心線上に固定的に置かれる板厚計で材料始
端部の幅方向板厚分布と長さ方向の材料中央部及
び端縁部板厚分布を測定し、端縁部板厚について
は材料の蛇行量と前記幅方向板厚分布により蛇行
補正をし、該幅方向板厚分布からウエツジ率を求
めてこれよりワークサイド、ドライブサイド各ベ
ンダーの一方の操作量に対する他方のベンダー操
作量に加える重み係数を求め、これらの材料中央
部板厚、端縁部板厚の各変動、および前記重み係
数を用い、自動板厚制御とベンダー制御の相互干
渉を除く処理をして得た操作量をワークサイド、
ドライブサイド各ベンダーに入力し、材料の幅方
向板厚分布を長手方向全長に亘つて均一に制御す
ることを特徴とするが、次に実施例を参照しなが
らこれを説明する。
先ず板形状の測定法を説明する。これは単純に
は板幅方向に幅全体に亘つて多数の板厚計を配置
し、各板厚計の直下の板厚を測定すればよく、板
圧延中に連続してこれを行なえば板全長のクラウ
ンおよびウエツジを測定できる。圧延中に板は蛇
行するが、これを補正するには該蛇行に合わせて
板厚計群を往復動させればよい。しかしこの方式
は設備費が大になる。この点本発明者が開発し別
途出願した方法は板厚計を2個使用するだけでよ
く、甚だ有効である。
第2図および第3図でこの形状測定法を説明す
るに、10は圧延材料であり、矢印はその移動方
向である。12は材料10の中心線10aを狙う
ように固定的に取付けられた板厚計、14は走査
型の板厚計で板幅方向に可動である。材料10の
移動に伴なつて板厚計12は材料10の中心線の
板厚をサンプリング測定し(黒点はそのサンプリ
ング点)、板厚計14は先ず幅全体を移動し次い
で若干戻つた位置に固定されるので線14a,1
4b上の板厚をサンプリング測定する。線14a
上の板厚測定で材料先端のクラウン及びウエツジ
が測定され、線14b上の板厚測定で材料10の
長さ方向各点におけるクラウンが測定される(板
厚計12の出力も利用して)。
即ち材料10の先端部では幅方向各点の板厚測
定でクラウン及びウエツジを求め、その後は材料
中央の板厚と材料一端部((端縁から25mm入つた
点で、一般にはかゝる点をクラウン測定点とす
る)の板厚測定でクラウンが材料全長に亘つて求
められる。
材料が蛇行すると、板厚測定は正しく材料の中
心線10a上および一端部14b上で行われるこ
とにはならなくなる。材料先端部でのクラウン及
びウエツジ測定はこの蛇行に対処するものであ
る。材料端縁部分の幅方向板厚分布形状即ち第3
図の関数f(x)の形は材料全長のどこでも変ら
ないと仮定し、かつ板厚に変化はないとすると、
蛇行は単なる平行移動と考えられ、第3図に示す
ように材料表面10bが10b′の位置へ移動した
又はこの逆に移動したこととなる。板厚計14の
位置は変らないから蛇行すると測定点はP1がP3
となり、端縁から25mm入つた正しい測定点ではな
くなる。蛇行後の正しい測定点はP2であり、従
つて板厚計14を点P2上へ移動させればよいが、
これはサーボ機構を要して厄介である。そこで、
計算により修正するという方法をとる。即ち最初
の線14a上での板厚測定で表面10bを表わす
関数f(x)が求まるから、測定点P1の幅方向位
置をx0とする板厚計14の測定値はf(x0)、bだ
け蛇行した後の測定値はf(x0−b)となる。実
際には板厚変化があるから板厚計14の出力には
実際の板厚変化±Δと蛇行による上記変化f(x0
−f(x0−b)が含まれ、後者を板厚計出力から
差引くと前者つまり実際の板厚変化が求まる。
蛇行すると板厚計12も正しく材料中心上の板
厚を測定するようにはならなくなるが、中心線近
傍の板厚変化は大きくなく、蛇行量も一般には5
mmというような微小値であるから、これは修正を
省略してよい。またウエツジも全長に亘つて不変
としてよい。
材料のウエツジ率hWDは次式で定義される。
こゝでhW、hDは板厚14の幅方向スキヤンで得
たワークサイド、ドライブサイドのエツジ部αmm
点の板厚であり、αはやはり25mmである。
hWD=hW/hD ……(1) ワークサイド、ドライブサイドのベンデイング圧
操作量をΔbW、ΔbDとすると、材料にウエツジが
ある場合ベンデイング圧操作量は、材料が幅方向
に対称性を有して圧延されるので各々 ΔbW=W・ΔbD、ΔbD=ΔbD ……(2) となる。ここでWはワークサイド、ドライブサイ
ドのベンダー操作量に対するhWDに相当する重み
係数である。hWDは前記幅方向スキヤンで得られ
るので、ワークサイド、ドライブサイドのベンデ
イング力を各々に適した値に連続的に制御可能と
なる。
第4図は材料の長手方向での温度プロフイール
であり、同図イが幅中央部の温度プロフイールで
あり、ロが幅端部での温度プロフイールを示す。
これらのイ,ロより、幅方向に対して約50℃程度
の温度偏差が認められる。又イの振幅はロに比較
して約2倍程度あり、これより材料のスキツドマ
ークが幅中央部で大きく、端部になるにつれて小
さくなつていることが明らかである。
第5図は同一サイズの材料についてAGCを
“オフ”した場合aとオンした場合bの材料の長
手方向に対する板厚プロフイールを示すものであ
る。同図にてイは幅中央部の板厚変動、ロは幅端
部の板厚変動であり、ハはイ−ロ、即ち材料の幅
方向板厚偏差の変動量(クラウン量)を示す。
AGCを“オフ”した場合aには第4図にて示す
ように中央部に比較し、端部での温度変動量が小
さいので端部での板厚変動は中央部に比較してか
なり小さくなつており管理限界内に入つている。
しかるに幅中央部では長手方向温度変動量が大き
いことから板厚変動量も大きく端部に比較し約2
倍程度ある。AGCはこの変動量を低減するに有
効なものである。同図bはAGCを“オン”した
場合であり明らかに中央部の板厚変動は減少し、
制御効果は現われている。しかし逆に端部での板
厚変動量がAGCを“オフ”した場合aに比較し
約2倍程度増加している。このことによりAGC
が端部の板厚に干渉していることが明らかであ
る。
制御対象を中央部出側板厚変動ΔhC、ワークサ
イド側端部出側板厚変動ΔhW、ドライブサイド側
端部板厚変動ΔhDとし、操作量を圧下位置操作量
ΔS、ワークサイドベンデイング操作量ΔbW、ド
ライブサイドベンデイング操作量ΔbDとし、相互
干渉がないように補正すると、制御対象と操作量
の間には次の関係式が成立する。
ΔhC ΔhW ΔhD=100 010 001・ΔS ΔbW ΔbD+0 f(ΔS、ΔbD) g(ΔS、ΔbW) …(3) ここでf(ΔS、ΔbD)、g(ΔS、ΔbW)はワーク
サイド、ドライブサイド各々のベンデイング操作
量に対する非干渉項である。幅方向に均一な板厚
にするためには、 ΔhC−ΔhW=ΔhC−ΔhD0 ……(4) なる関係が必要であり、(4)式より ΔhW=ΔhD=ΔhC ……(5) AGCによりΔhCを0にしたとすれば(3)、(5)式より ΔbW+f(ΔS、ΔbD)=ΔbD+g(ΔS、ΔbW
0 ……(6) 前記(2)式のΔbW〕=W・ΔbDなる関係を用いると g(ΔS、ΔbW)=g(ΔS、W・ΔbD) ……(7) よつて(6)式より ΔbW=−f(ΔS、ΔbD) ΔbD=−g(ΔS、WΔbD) (8) (8)式のΔbWは(2)式を用いると ΔbW=−W・g(ΔS、W・ΔbD) ……(9) これらの(8)、(9)式よりAGCを“オン”した場合
のワークサイド、ドライブサイドの各々のベンデ
イング操作量は(10)式で与えられる。
ΔbW=−W・g(ΔS、W・ΔbD) ΔbD=−g(ΔS、W・ΔbD) ……(10) 第1図に本発明の実施例を示す。連続圧延機の
最終スタンド20の出側に配置された圧延材10
の幅方向中央部板厚を測定する厚み計12と少な
くとも1回全幅をスキヤンして幅方向板厚プロフ
イールを検出した後端部片方から中心方向へ一定
距離入つた点の板厚を測定するスキヤン型厚み計
14とにより板厚を測定し、演算装置28にて材
料のウエツジ率と幅方向板厚分布曲線を算出し、
ワークサイド、ドライブサイドのベンダー操作量
の重み係数Wを決定する。圧延定数(ミル特性、
材料特性等)の情報は上位計算機38より下位計
算機(DDC計算機)30に送られ、下位計算機
30は又反力計22、ワークサイド及びドライブ
サイドのベンデイング制御系内の圧力検出器2
4,26の信号を連続的に取り込み、AGC制御
系32へのロールギヤツプ指令信号を出力すると
共に、AGCとベンダー制御の相互干渉を排する
ための関数g(ΔS、ΔbD)と重み係数Wとにより
(10)式で与えられるベンデイング操作量指令ΔbW
ΔbDをワークサイド(WS)及びドライブサイド
(DS)のベンデイング制御系34,36へ送り、
AGCとベンダー制御を連続的に行なうことによ
り材料の長さ方向及び幅方向に均一な板厚を生産
するものである。
本例では最終段スタンドに着目し、このスタン
ドの制御を説明したが実際には後段数スタンドあ
るいは全スタンドにてワークサイド、ドライブサ
イドにベンデイング装置を独立して配置し操作量
の各スタンドへの負荷配分制御を行なうことによ
り、AGCとベンダー制御を各スタンドにて連続
的に行なうことにより材料の幅方向に均一な板厚
を生産するものである。
〔発明の効果) 以上説明したように本発明によれば圧延材料の
長さ方向及び幅方向に亘つて均一な板厚を実現で
き、またこの制御に必要な板厚計も2台で済み、
甚だ有益である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示すブロツク図、第
2図及び第3図は板形状の説明図、第4図は板長
さ方向の温度分布を示すグラフ、第5図は板長さ
方向の板厚変化及びクラウン変化を示すグラフで
ある。 図面で、32は自動板厚制御(AGC)装置、
20は圧延機、10は圧延材料、34,36はワ
ークサイド、ドライブサイド各ベンデイング制御
系、12,14は板厚計である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 自動板厚制御を行ない、ワークサイド及びド
    ライブサイドにロールベンダーを備える連続圧延
    機で圧延される材料の幅方向板厚制御方法におい
    て、 材料の始端部で幅方向に移動し、その後材料の
    一端縁部上に静止する板厚計および材料の中心線
    上に固定的に置かれる板厚計で材料始端部の幅方
    向板厚分布と長さ方向の材料中央部及び端縁部板
    厚分布を測定し、 端縁部板厚については材料の蛇行量と前記幅方
    向板厚分布により蛇行補正をし、該幅方向板厚分
    布からウエツジ率を求めてこれよりワークサイ
    ド、ドライブサイド各ベンダーの一方の操作量に
    対する他方のベンダー操作量に加える重み係数を
    求め、 これらの材料中央部板厚、端縁部板厚の各変
    動、および前記重み係数を用い、自動板厚制御と
    ベンダー制御の相互干渉を除く処理をして得た操
    作量をワークサイド、ドライブサイド各ベンダー
    に入力し、材料の幅方向板厚分布を長手方向全長
    に亘つて均一に制御することを特徴とした圧延材
    料の幅方向板厚制御方法。
JP59187696A 1984-09-07 1984-09-07 圧延材料の幅方向板厚制御方法 Granted JPS6167515A (ja)

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DE2232329C2 (de) * 1972-06-28 1974-08-08 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Vorrichtung zum Verseilen von Verseilelementen für elektrische Kabel zu einer Verseileinheit mit abschnittsweise wechselnder Verdrillungsrichtung
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JPS58138508A (ja) * 1982-02-15 1983-08-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 圧延機の板厚、形状制御装置

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