JPH0362482B2 - - Google Patents
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- JPH0362482B2 JPH0362482B2 JP58092437A JP9243783A JPH0362482B2 JP H0362482 B2 JPH0362482 B2 JP H0362482B2 JP 58092437 A JP58092437 A JP 58092437A JP 9243783 A JP9243783 A JP 9243783A JP H0362482 B2 JPH0362482 B2 JP H0362482B2
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- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 27
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Classifications
-
- 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
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、タンデム圧延機の張力制御方法に関
する。
する。
圧延ラインにおける圧延材の張力制御は、従
来、圧延材の張力が設定張力に等しくなるように
圧延機のロール速度、ロール間隙を制御する張力
一定制御となつている。
来、圧延材の張力が設定張力に等しくなるように
圧延機のロール速度、ロール間隙を制御する張力
一定制御となつている。
このため、一定張力Tiに制御されている圧延
材中の硬度が低下している部分即ちスキツドマー
ク部分(熱間圧延時の温度低下部分→結晶粒が粗
大化→冷間圧延時圧延荷重が低下→冷間圧延時板
厚が薄くなる)がロールに噛込まれた場合、該ス
キツドマーク部分の変形抵抗が小さい為、圧延荷
重が第2図aに示すPiから同図bに示すPir(<
Pi)に大きく変動する結果となり、この圧延荷重
の急激な変動に伴つてロールの撓みカーブが変化
し、これに起因して圧延材の幅方向における伸び
率が変化し、はなはだしい場合には、圧延材のロ
ールへの噛込みなどの事故が発生しやすく、圧延
機の圧延動作が不安定となつて生産性を低下させ
るという問題があつた。
材中の硬度が低下している部分即ちスキツドマー
ク部分(熱間圧延時の温度低下部分→結晶粒が粗
大化→冷間圧延時圧延荷重が低下→冷間圧延時板
厚が薄くなる)がロールに噛込まれた場合、該ス
キツドマーク部分の変形抵抗が小さい為、圧延荷
重が第2図aに示すPiから同図bに示すPir(<
Pi)に大きく変動する結果となり、この圧延荷重
の急激な変動に伴つてロールの撓みカーブが変化
し、これに起因して圧延材の幅方向における伸び
率が変化し、はなはだしい場合には、圧延材のロ
ールへの噛込みなどの事故が発生しやすく、圧延
機の圧延動作が不安定となつて生産性を低下させ
るという問題があつた。
本発明は上記問題を解消するためになされたも
ので、張力の存在下における圧延材が変形を受け
る綜合的な加工外力、換言すれば、張力の存在下
における圧延材の変形挙動を解析し、圧延時にお
ける張力が圧延材を変形する加工外力として寄与
する圧延荷重と等価の圧延外力として加味するこ
とによつて、圧延荷重が急変しても、これをただ
ちに回復させて圧延機の圧延動作を安定にするこ
とができる圧延材の張力制御方法を提供すること
を目的まする。
ので、張力の存在下における圧延材が変形を受け
る綜合的な加工外力、換言すれば、張力の存在下
における圧延材の変形挙動を解析し、圧延時にお
ける張力が圧延材を変形する加工外力として寄与
する圧延荷重と等価の圧延外力として加味するこ
とによつて、圧延荷重が急変しても、これをただ
ちに回復させて圧延機の圧延動作を安定にするこ
とができる圧延材の張力制御方法を提供すること
を目的まする。
本発明は上記目的を達成するために、複数の圧
延機を用いる冷間タンデム式の鋼板圧延ラインに
おいて、 圧延材が受ける圧延荷重と張力の圧延荷重への
換算値の総和を等価圧延外力として演算し、該等
価圧延外力が基準等価圧延外力に対して変動した
場合に等価圧延外力変動分を演算してこの等価圧
延外力変動分に対応してスタンド間の圧延材の張
力を制御する構成とした。
延機を用いる冷間タンデム式の鋼板圧延ラインに
おいて、 圧延材が受ける圧延荷重と張力の圧延荷重への
換算値の総和を等価圧延外力として演算し、該等
価圧延外力が基準等価圧延外力に対して変動した
場合に等価圧延外力変動分を演算してこの等価圧
延外力変動分に対応してスタンド間の圧延材の張
力を制御する構成とした。
本発明では、圧延材が受ける外力が荷重換算さ
れてその総和が等価圧延外力として演算され、こ
れが予め設定された基準等価圧延外力に対して変
動した場合にその変動分の一部が張力制御系で補
償される。
れてその総和が等価圧延外力として演算され、こ
れが予め設定された基準等価圧延外力に対して変
動した場合にその変動分の一部が張力制御系で補
償される。
以下、本発明の1実施例を図面を参照して説明
する。
する。
第1図において、1,1はi−1番スタンドの
ワークロール、2,2はバツクアツプロール、3
及び4はそれぞれロール間隙制御装置及びロード
セル、5及び6はそれぞれロール駆動用モータを
含むロール速度制御装置及び張力検出器、7,7
はi番スタンドのワークロール、8,8はバツク
アツプロール、9及び10はそれぞれロール間隙
制御装置及びロードセル、11及び12はそれぞ
れロール駆動用モータを含むロール速度制御装置
及び張力検出器である。
ワークロール、2,2はバツクアツプロール、3
及び4はそれぞれロール間隙制御装置及びロード
セル、5及び6はそれぞれロール駆動用モータを
含むロール速度制御装置及び張力検出器、7,7
はi番スタンドのワークロール、8,8はバツク
アツプロール、9及び10はそれぞれロール間隙
制御装置及びロードセル、11及び12はそれぞ
れロール駆動用モータを含むロール速度制御装置
及び張力検出器である。
張力検出器(後方張力検出器)6はi番スタン
ドより後方の圧延材Sの張力(後方張力)Ti-1を
検出してこれを信号として出力する。張力検出器
(前方張力検出器)12はi番スタンドより前方
の圧延材Sの張力(前方張力)Tiを検出してこれ
を信号として出力する。ロードセル10はi番ス
タンドの圧延荷重Piを検出して出力する。
ドより後方の圧延材Sの張力(後方張力)Ti-1を
検出してこれを信号として出力する。張力検出器
(前方張力検出器)12はi番スタンドより前方
の圧延材Sの張力(前方張力)Tiを検出してこれ
を信号として出力する。ロードセル10はi番ス
タンドの圧延荷重Piを検出して出力する。
20は入力装置であつて、後方張力検出器6、
前方張力検出器12の出力をあるサンリング時間
間隔tで読み込んで演算に適した信号に変換して
演算処理装置40に入力する。30は入力装置で
あつて、ロードセル10の出力を上記時間間隔t
で読み込んで演算に適した信号に変換して演算処
理装置40に入力する。
前方張力検出器12の出力をあるサンリング時間
間隔tで読み込んで演算に適した信号に変換して
演算処理装置40に入力する。30は入力装置で
あつて、ロードセル10の出力を上記時間間隔t
で読み込んで演算に適した信号に変換して演算処
理装置40に入力する。
演算処理装置40は、前方張力Ti、後方張力
Ti-1及び圧延荷重Piに基づいて、時間t毎にi番
スタンドを通過する圧延材Sが受ける等価圧延外
力Fi、 Fi=Pi+Pti …(1) 但し、Pti=張力の荷重換算値 =αi-1・Ti-1+αi・Ti …(2) αi-1、αi:荷重変換係数 を演算する。この張力の荷重換算値に関しては、
公知の圧延理論により求めることができる。例え
ば、冷間圧延でよく用いられるKarumanの式
(「板圧延の理論と実際」、社団法人日本鉄鋼協会
編、昭和59年9月1日発行、P17)により張力の
圧延荷重への影響を算出する。
Ti-1及び圧延荷重Piに基づいて、時間t毎にi番
スタンドを通過する圧延材Sが受ける等価圧延外
力Fi、 Fi=Pi+Pti …(1) 但し、Pti=張力の荷重換算値 =αi-1・Ti-1+αi・Ti …(2) αi-1、αi:荷重変換係数 を演算する。この張力の荷重換算値に関しては、
公知の圧延理論により求めることができる。例え
ば、冷間圧延でよく用いられるKarumanの式
(「板圧延の理論と実際」、社団法人日本鉄鋼協会
編、昭和59年9月1日発行、P17)により張力の
圧延荷重への影響を算出する。
Karumanの式を下記に示しておく。
d(hq)/dx=2p・(+μ+tanφ)
但し、h:板厚
q:水平方向の応力
x:圧延方向の座標
p:垂直方向の応力
μ:摩擦係数
φ:第4図に示す
このKarumanの式を用いる解析は、初期条件
として、板厚、圧下率、変形抵抗、摩擦係数、ロ
ール径、前後方張力等の確定している圧延条件
と、初期圧延荷重、先進率(中立点位置)等の仮
定条件を与えて、圧延材水平方向の力が釣り合う
ように繰り返し収束計算を行ない圧延荷重、先進
率を求めるものである。
として、板厚、圧下率、変形抵抗、摩擦係数、ロ
ール径、前後方張力等の確定している圧延条件
と、初期圧延荷重、先進率(中立点位置)等の仮
定条件を与えて、圧延材水平方向の力が釣り合う
ように繰り返し収束計算を行ない圧延荷重、先進
率を求めるものである。
上記荷重変換係数αiの算出は、前方張力値Tiを
ΔTiだけ変更し、上記収束計算により、各々の場
合の圧延荷重Pi、ΔPiを求め、その変化率の比を
荷重変換係数αiとする。後方張力についても同様
である。例えば、母板厚さ2.5、第3スタンド
(i=3)において、板厚1.278mmから板厚0.923
mmからへ、圧下率27.8%で圧延する場合、例え
ば、αi=10.3、 αi-1=15.8。
ΔTiだけ変更し、上記収束計算により、各々の場
合の圧延荷重Pi、ΔPiを求め、その変化率の比を
荷重変換係数αiとする。後方張力についても同様
である。例えば、母板厚さ2.5、第3スタンド
(i=3)において、板厚1.278mmから板厚0.923
mmからへ、圧下率27.8%で圧延する場合、例え
ば、αi=10.3、 αi-1=15.8。
続いて、基準等価圧延外力Fi0と等価圧延外力
Fiとの偏差すなわち圧延外力変動分ΔFi ΔFi=Fi0−Fi …(3) を演算し、圧延外力変動分ΔFiが所定範囲Kを越
えた場合に圧延外力変動分ΔFiのうち、張力制御
系で補償させる張力分担分ΔPti、 ΔPti=β・(ΔFi/Fi)・Pti …(4) β=制御ゲイン を演算して後方張力指令演算器50に送出する。
後方張力指令演算器50は、張力分担分ΔPtiから
後方張力分担分ΔTi-1、 ΔTi-1=(Ti/Tti)・ΔPti …(5) を算出し予め設定されている張力指令値T′i-1と
の偏差 (T′i-1−ΔTi-1) …(6) を新たな後方張力指令値として後方張力制御器6
0に入力する。
Fiとの偏差すなわち圧延外力変動分ΔFi ΔFi=Fi0−Fi …(3) を演算し、圧延外力変動分ΔFiが所定範囲Kを越
えた場合に圧延外力変動分ΔFiのうち、張力制御
系で補償させる張力分担分ΔPti、 ΔPti=β・(ΔFi/Fi)・Pti …(4) β=制御ゲイン を演算して後方張力指令演算器50に送出する。
後方張力指令演算器50は、張力分担分ΔPtiから
後方張力分担分ΔTi-1、 ΔTi-1=(Ti/Tti)・ΔPti …(5) を算出し予め設定されている張力指令値T′i-1と
の偏差 (T′i-1−ΔTi-1) …(6) を新たな後方張力指令値として後方張力制御器6
0に入力する。
後方張力制御器60は、この新たな後方張力指
令値に基づいて、i番スタンドのロール速度指令
値Ni、i−1番スタンドのロール速度指令値
Ni-1、i番スタンドのロール間隙指令値G′iをそ
れぞれ算出して対応する制御装置へ入力する。
令値に基づいて、i番スタンドのロール速度指令
値Ni、i−1番スタンドのロール速度指令値
Ni-1、i番スタンドのロール間隙指令値G′iをそ
れぞれ算出して対応する制御装置へ入力する。
なお、一般によく知られているように、i番ス
タンドの後方張力変更量をΔTi-1とした場合、 ΔTi-1=Ai・ΔNi+Bi・ΔNi-1 +Ci・ΔGi-1 但し、Ai,Bi,Ci:影響係数 ΔNi:iスタンドロール速度の変更量 ΔNi-1:i−1スタンドロール速度の変更
量 ΔGi:iスタンドのロール間隙変更量 なる関係が成立する。このことから本実施例にお
いて、張力制御が可能であることが理解される。
タンドの後方張力変更量をΔTi-1とした場合、 ΔTi-1=Ai・ΔNi+Bi・ΔNi-1 +Ci・ΔGi-1 但し、Ai,Bi,Ci:影響係数 ΔNi:iスタンドロール速度の変更量 ΔNi-1:i−1スタンドロール速度の変更
量 ΔGi:iスタンドのロール間隙変更量 なる関係が成立する。このことから本実施例にお
いて、張力制御が可能であることが理解される。
この構成において、今、後方張力指令演算器5
0及び図示しない前方張力指令演算器にはそれぞ
れ張力指令値T′i-1、T′iが設定されているものと
する。圧延材Sが圧延荷重Piで圧延されている間
は、等価圧延外力Fiは基準等価圧延外力Fi0と等
しく一定であるので、等価圧延外力変動分ΔFi=
0で、圧延材Sの張力は上記張力指令値に維持さ
れている。圧延材Sの前記したスキツドマーク部
分がワークロール7,7間に噛みまれて圧延荷重
Piが前記した如く、Pirに変動すると、等価圧延
外力Fiが第3図に示すようにFirに変動する。
0及び図示しない前方張力指令演算器にはそれぞ
れ張力指令値T′i-1、T′iが設定されているものと
する。圧延材Sが圧延荷重Piで圧延されている間
は、等価圧延外力Fiは基準等価圧延外力Fi0と等
しく一定であるので、等価圧延外力変動分ΔFi=
0で、圧延材Sの張力は上記張力指令値に維持さ
れている。圧延材Sの前記したスキツドマーク部
分がワークロール7,7間に噛みまれて圧延荷重
Piが前記した如く、Pirに変動すると、等価圧延
外力Fiが第3図に示すようにFirに変動する。
Fir=Pir+Pi …(7)
ΔFi=Pi−Pir …(8)
このため、等価圧延外力変動分ΔFiが有限の値
になり、張力分担分ΔPti、後方張力分担分ΔTi-1
が前記(4)式,(5)式で示すように演算され、後方張
力指令演算器50は(6)式で示す張力指令値を後方
張力制御器50に与える。
になり、張力分担分ΔPti、後方張力分担分ΔTi-1
が前記(4)式,(5)式で示すように演算され、後方張
力指令演算器50は(6)式で示す張力指令値を後方
張力制御器50に与える。
この結果、i番スタンドのロール速度制御装置
11は新たなロール速度指令値N′iと速度フイー
ドバツク量Nfiとの偏差をなくすようにワークロ
ール駆動用モータの回転速度をフイードバツク制
御する。i−1スタンドのロール速度制御装置5
及びロール間隙制御装置9についても同様であ
る。
11は新たなロール速度指令値N′iと速度フイー
ドバツク量Nfiとの偏差をなくすようにワークロ
ール駆動用モータの回転速度をフイードバツク制
御する。i−1スタンドのロール速度制御装置5
及びロール間隙制御装置9についても同様であ
る。
この結果、圧延材Sのi番スタンドとi−1番
スタンド間の張力荷重換算値がΔPtiだけ低減する
ので、圧延材Sの受ける圧延荷重は、 Pir+ΔPti …(9) になり、従来の方法に比べて増加する。
スタンド間の張力荷重換算値がΔPtiだけ低減する
ので、圧延材Sの受ける圧延荷重は、 Pir+ΔPti …(9) になり、従来の方法に比べて増加する。
従つて、第2図bのように急減した圧延荷重は
ただちに第3図bに示す如く回復され、ロールへ
の絞込みが防がれる。
ただちに第3図bに示す如く回復され、ロールへ
の絞込みが防がれる。
スキツドマーク部分がi番スタンドを通過して
圧延荷重がPiまで回復すると、等価圧延外力変動
分ΔFi=0になるので、後方及び前方張力指令値
はそれぞれT′i-1、T′iに戻る。
圧延荷重がPiまで回復すると、等価圧延外力変動
分ΔFi=0になるので、後方及び前方張力指令値
はそれぞれT′i-1、T′iに戻る。
本発明は以上説明した通り、圧延材が受ける外
力を荷重換算してその総和を等価圧延外力として
演算し、これが予め設定された基準等価圧延外力
に対して変動した場合にその変動分の一部を張力
制御系に補償させる構成としたことにより、圧延
荷重が急減した場合、自動的に、圧延材が受ける
張力を弱め、圧延荷重を回復することができるの
で、ロールがスキツドマーク部分を噛み込んだ場
合でも、ロールの絞り込み等の事故の発生を防止
し、圧延機の圧延動作を従来に比して安定にする
ことができる。
力を荷重換算してその総和を等価圧延外力として
演算し、これが予め設定された基準等価圧延外力
に対して変動した場合にその変動分の一部を張力
制御系に補償させる構成としたことにより、圧延
荷重が急減した場合、自動的に、圧延材が受ける
張力を弱め、圧延荷重を回復することができるの
で、ロールがスキツドマーク部分を噛み込んだ場
合でも、ロールの絞り込み等の事故の発生を防止
し、圧延機の圧延動作を従来に比して安定にする
ことができる。
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図は圧延材が受ける外力の説明図、
第4図は上記実施例における張力の荷重換算方法
を説明するための図である。 3,9…ロール間隙制御装置、5,11…ロー
ル速度制御装置、6,12…張力検出器、7…ワ
ークロール、8…バツクアツプロール、10…ロ
ードセル、20,30…入力装置、40…演算処
理装置、50…後方張力指令演算器、60…後方
張力制御器。
2図及び第3図は圧延材が受ける外力の説明図、
第4図は上記実施例における張力の荷重換算方法
を説明するための図である。 3,9…ロール間隙制御装置、5,11…ロー
ル速度制御装置、6,12…張力検出器、7…ワ
ークロール、8…バツクアツプロール、10…ロ
ードセル、20,30…入力装置、40…演算処
理装置、50…後方張力指令演算器、60…後方
張力制御器。
Claims (1)
- 1 複数の圧延機を用いる冷間タンデム式の鋼板
圧延ラインにおいて、圧延材が受ける圧延荷重と
張力の圧延荷重への換算値の総和を等価圧延外力
として演算し、該等価圧延外力が基準等価圧延外
力に対して変動した場合に等価圧延外力変動分を
演算してこの等価圧延外力変動分に対応してスタ
ンド間の圧延材の張力を制御することを特徴とす
る圧延材の張力制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58092437A JPS59218208A (ja) | 1983-05-27 | 1983-05-27 | 圧延材の張力制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58092437A JPS59218208A (ja) | 1983-05-27 | 1983-05-27 | 圧延材の張力制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59218208A JPS59218208A (ja) | 1984-12-08 |
| JPH0362482B2 true JPH0362482B2 (ja) | 1991-09-26 |
Family
ID=14054404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58092437A Granted JPS59218208A (ja) | 1983-05-27 | 1983-05-27 | 圧延材の張力制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59218208A (ja) |
-
1983
- 1983-05-27 JP JP58092437A patent/JPS59218208A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59218208A (ja) | 1984-12-08 |
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