JPH0515918A - 熱間タンデム圧延機のスタンド間張力制御装置 - Google Patents
熱間タンデム圧延機のスタンド間張力制御装置Info
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- JPH0515918A JPH0515918A JP3170156A JP17015691A JPH0515918A JP H0515918 A JPH0515918 A JP H0515918A JP 3170156 A JP3170156 A JP 3170156A JP 17015691 A JP17015691 A JP 17015691A JP H0515918 A JPH0515918 A JP H0515918A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 熱間タンデム圧延においてスタンド間張力変
化を効果的に防止しかつ張力制御を安定に行なう。 【構成】 圧下操作による張力制御手段と、ルーパ操作
による張力制御手段と、を備え、タンデム圧延機のスタ
ンド毎に交互に圧下操作による張力制御とルーパ操作に
よる張力制御を用い、圧下操作による隣接スタンドへの
張力外乱をルーパの操作による鋼板ループ量の変化によ
り吸収し、共振の発生を防ぐ。
化を効果的に防止しかつ張力制御を安定に行なう。 【構成】 圧下操作による張力制御手段と、ルーパ操作
による張力制御手段と、を備え、タンデム圧延機のスタ
ンド毎に交互に圧下操作による張力制御とルーパ操作に
よる張力制御を用い、圧下操作による隣接スタンドへの
張力外乱をルーパの操作による鋼板ループ量の変化によ
り吸収し、共振の発生を防ぐ。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は熱間タンデム圧延設備に
関し、特に熱間タンデム圧延機のスタンド間の張力を制
御する装置に関する。
関し、特に熱間タンデム圧延機のスタンド間の張力を制
御する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】タンデム熱間圧延機においてスタンド間
張力は圧延板厚に影響を及ぼす。そこで従来は、スタン
ド間にルーパを配設しこのルーパによりスタンド間張力
を一定に維持するようにしている。図6に、タンデム仕
上圧延機の一例を示す。ルーパは電動機IMで駆動され
る。ルーパ高さ制御器H.Cおよびルーパ張力制御器に
より、ルーパの高さが設定範囲内にありかつストリップ
のスタンド間張力が目標値に安定するように電動機IM
のトルク(電流)が制御される。ストリップの圧延板厚
はフィードフォワード板厚制御機能F.Fと自動板圧制
御機能AGCで制御される。図6中のAGCのブロック
に接続したSRは圧下レオナード、SMは圧下電動機、
S0はロールギャップ検出器、LCは圧延荷重計であ
り、F1〜F7が各スタンドである。各スタンドの圧延
ロールはロール駆動電動機Mで回転駆動され、この速度
を主機レオナードSRが制御する。SACはサクセッシ
ブまたはマスフロー制御入力を意味する。
張力は圧延板厚に影響を及ぼす。そこで従来は、スタン
ド間にルーパを配設しこのルーパによりスタンド間張力
を一定に維持するようにしている。図6に、タンデム仕
上圧延機の一例を示す。ルーパは電動機IMで駆動され
る。ルーパ高さ制御器H.Cおよびルーパ張力制御器に
より、ルーパの高さが設定範囲内にありかつストリップ
のスタンド間張力が目標値に安定するように電動機IM
のトルク(電流)が制御される。ストリップの圧延板厚
はフィードフォワード板厚制御機能F.Fと自動板圧制
御機能AGCで制御される。図6中のAGCのブロック
に接続したSRは圧下レオナード、SMは圧下電動機、
S0はロールギャップ検出器、LCは圧延荷重計であ
り、F1〜F7が各スタンドである。各スタンドの圧延
ロールはロール駆動電動機Mで回転駆動され、この速度
を主機レオナードSRが制御する。SACはサクセッシ
ブまたはマスフロー制御入力を意味する。
【0003】ルーパの応答性(数rad/sec)および圧延
速度(Mによる速度)の応答性(十数rad/sec)が、ロ
ール開度を定める油圧圧下位置制御装置(SR+SM)の応答
性(百数十rad/sec)に比べて桁違いに低いので、圧下
位置(ロール開度)の変更によるスタンド間張力の変化
に対するルーパの応答速度が低く、圧下の変化によって
生ずる張力変動を十分抑制できない。これにより、薄物
圧延などで平担度不良が発生する事があり、AGC(自
動板厚制御)の効果が減少する。例えば、板厚が大きい
方向に偏移しこれに応答してAGCが圧下を下げた場
合、張力が緩み、張力の低下は板厚を厚くする方向に作
用するので、AGCの効果が抑制される。冷間圧延にお
いては、張力変動を圧下位置(ロール開度)制御により
抑制している。従来のこの一態様を図7に示し、図8に
は図7に示す圧延設備の、圧延制御機能を示す。この例
では、#1スタンドにおいて圧下による板厚制御を実施
し、#2〜#4スタンドではロール周速(スタンド間ロ
ール周速比)により板厚を決定する。スタンド間張力が
変化し、許容範囲を外れると圧下により張力を許容範囲
に戻す(圧下による張力制限制御)。#4−5スタンド
間において速度による張力モニタAGC(スタンド間ロ
ール周速比制御による板厚制御)を実施する。図7にお
いてAPCは圧下位置制御装置、ATCは張力制御機
能、ASRがロール周速比制御による板厚制御機能であ
る。これらの制御機能の内容を図8に示す。
速度(Mによる速度)の応答性(十数rad/sec)が、ロ
ール開度を定める油圧圧下位置制御装置(SR+SM)の応答
性(百数十rad/sec)に比べて桁違いに低いので、圧下
位置(ロール開度)の変更によるスタンド間張力の変化
に対するルーパの応答速度が低く、圧下の変化によって
生ずる張力変動を十分抑制できない。これにより、薄物
圧延などで平担度不良が発生する事があり、AGC(自
動板厚制御)の効果が減少する。例えば、板厚が大きい
方向に偏移しこれに応答してAGCが圧下を下げた場
合、張力が緩み、張力の低下は板厚を厚くする方向に作
用するので、AGCの効果が抑制される。冷間圧延にお
いては、張力変動を圧下位置(ロール開度)制御により
抑制している。従来のこの一態様を図7に示し、図8に
は図7に示す圧延設備の、圧延制御機能を示す。この例
では、#1スタンドにおいて圧下による板厚制御を実施
し、#2〜#4スタンドではロール周速(スタンド間ロ
ール周速比)により板厚を決定する。スタンド間張力が
変化し、許容範囲を外れると圧下により張力を許容範囲
に戻す(圧下による張力制限制御)。#4−5スタンド
間において速度による張力モニタAGC(スタンド間ロ
ール周速比制御による板厚制御)を実施する。図7にお
いてAPCは圧下位置制御装置、ATCは張力制御機
能、ASRがロール周速比制御による板厚制御機能であ
る。これらの制御機能の内容を図8に示す。
【0004】スタンド間ロール周速比により板厚を決定
しロール周速比制御により板厚を制御し、圧下によりス
タンド間張力を制御する場合、油圧圧下位置制御装置の
応答性が高いので、ロール周速の変化による張力変化を
十分吸収する速応性が高い張力制御が実現する。
しロール周速比制御により板厚を制御し、圧下によりス
タンド間張力を制御する場合、油圧圧下位置制御装置の
応答性が高いので、ロール周速の変化による張力変化を
十分吸収する速応性が高い張力制御が実現する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、iスタ
ンドの張力制御による圧下の変化は前方張力Δσi-(i+
1)および後方張力Δσi-(i-1)に変化をもたらす。これ
らの変化は、i+1スタンドおよびi-1スタンドにおいて
張力制御による圧下の変化を誘起し、これらが前方張力
および後方張力に変化をもたらす。すなわちiスタンド
における張力制御による更なる圧下の変化を誘起する。
このようにしてスタンド間で張力制御が相互作用して張
力制御が発振してしまう。
ンドの張力制御による圧下の変化は前方張力Δσi-(i+
1)および後方張力Δσi-(i-1)に変化をもたらす。これ
らの変化は、i+1スタンドおよびi-1スタンドにおいて
張力制御による圧下の変化を誘起し、これらが前方張力
および後方張力に変化をもたらす。すなわちiスタンド
における張力制御による更なる圧下の変化を誘起する。
このようにしてスタンド間で張力制御が相互作用して張
力制御が発振してしまう。
【0006】冷間圧延の場合には、圧下を操作した場
合、後方張力は大きく変化するが前方張力はあまり変化
しないので、このような問題は大きくはない。しかし熱
間圧延の場合には、前方張力の変化が大きく、上述の問
題が起り易い。この種の問題に内在する圧延挙動を更に
詳しく説明する。図9に、熱間タンデム圧延において、
スタンド間ロ−ル周速比により板厚を決定しロ−ル周速
比制御により板厚を制御し圧下によりスタンド間張力を
制御する場合の、圧延スタンドの機能構成を示す。図8
に示す記号および以下に示す記号は次の通りの事項を意
味する。 M:ミル剛性係数 Q:塑性係数 R:偏
平ロ−ル径 γ:圧下率 f:先進率 H:入
側板厚 h:出側板厚 V:入側板速度 v:出
側板速度 T:後方張力(入側張力) S:圧下位置(圧下を下げる方向が−とする) (1) #2スタンド後方(入側)張力偏差(張力のゆる
み:ΔT1−)を検出する。 (2) 圧下による張力制御系C2が圧下位置を上げる(Δ
S2+)。 (3) これにより出側板厚が増す(Δh2+)。 (4) 圧下率γが小さくなり、先進率fが小さくなる(Δ
f2−)。冷間圧延ではΔf2は略零である。 γ=
(H−h)/H, f=func.(γ,μ,R)。 (5) ロ−ル周速は一定なので、出側板速度が減速する
(Δv2−)。 (6) 上記(3)と(5)により、入側板速が増速する(ΔV2
+)。 (7) #1スタンド出側板速は変化しない(Δv1=
0)。 (8) 上記(6)と(7)より、#2スタンド後方張力=#1ス
タンド前方張力が張る(ΔT1+)。
合、後方張力は大きく変化するが前方張力はあまり変化
しないので、このような問題は大きくはない。しかし熱
間圧延の場合には、前方張力の変化が大きく、上述の問
題が起り易い。この種の問題に内在する圧延挙動を更に
詳しく説明する。図9に、熱間タンデム圧延において、
スタンド間ロ−ル周速比により板厚を決定しロ−ル周速
比制御により板厚を制御し圧下によりスタンド間張力を
制御する場合の、圧延スタンドの機能構成を示す。図8
に示す記号および以下に示す記号は次の通りの事項を意
味する。 M:ミル剛性係数 Q:塑性係数 R:偏
平ロ−ル径 γ:圧下率 f:先進率 H:入
側板厚 h:出側板厚 V:入側板速度 v:出
側板速度 T:後方張力(入側張力) S:圧下位置(圧下を下げる方向が−とする) (1) #2スタンド後方(入側)張力偏差(張力のゆる
み:ΔT1−)を検出する。 (2) 圧下による張力制御系C2が圧下位置を上げる(Δ
S2+)。 (3) これにより出側板厚が増す(Δh2+)。 (4) 圧下率γが小さくなり、先進率fが小さくなる(Δ
f2−)。冷間圧延ではΔf2は略零である。 γ=
(H−h)/H, f=func.(γ,μ,R)。 (5) ロ−ル周速は一定なので、出側板速度が減速する
(Δv2−)。 (6) 上記(3)と(5)により、入側板速が増速する(ΔV2
+)。 (7) #1スタンド出側板速は変化しない(Δv1=
0)。 (8) 上記(6)と(7)より、#2スタンド後方張力=#1ス
タンド前方張力が張る(ΔT1+)。
【0007】ここまでで、#2スタンド後方張力の偏差
が吸収される。冷間圧延の場合には、係数B2が小さい
ため、圧下による張力制御の効果は下流スタンドには大
きくは波及しない。しかし熱間圧延の場合には次の問題
が大きくなる。 (9) #3スタンド入側板速は変化なし(ΔV2=0)。 (10) 上記(5)および(9)により、#2スタンド前方張力
=#3スタンド後方張力が張る(ΔT2+)。 単一スタンドのみに圧下による張力制御系を導入した場
合にはここまでの変化となる。以下、全スタンドに圧下
による張力制御系を導入している場合について説明す
る。 (11) 上記(10)の変化を検出して#3スタンドの張力制
御系(C3)が圧下位置を下げる(ΔS3−)。 (12) 上記(3)〜(8)と逆に制御され、#3スタンド後方
張力=#2スタンド前方張力が緩む(ΔT2−)。 (13) 上記(12)に伴い、#2スタンド出側板厚が(更
に)増してしまう(Δh2++)。 (14) 上記(3)〜(8)と同様に、#2スタンド後方張力=
#1スタンド前方張力が(更に)張る(ΔT1++)。 このようにして、圧下による張力制御が過制御になり、
張力制御系が発振する。すなわち、冷間圧延と同様な張
力制御方式を熱間圧延に採用した場合、張力制御応答性
の向上による板厚精度や板形状向上が可能となるが、ロ
ール圧下操作による張力制御を熱間タンデム圧延機群で
個別に採用すると、所要の張力修正スタンドの圧下操作
により隣接スタンドの張力に変化を来す。これが隣接ス
タンドでの外乱となり圧下修正動作を招くため、両スタ
ンドで交互に圧下動作が繰返される状況となり、最悪で
は共振して張力が発散状況になる。したがって、冷間圧
延と同様な張力制御方式をそのまま熱間圧延に採用する
ことができない。
が吸収される。冷間圧延の場合には、係数B2が小さい
ため、圧下による張力制御の効果は下流スタンドには大
きくは波及しない。しかし熱間圧延の場合には次の問題
が大きくなる。 (9) #3スタンド入側板速は変化なし(ΔV2=0)。 (10) 上記(5)および(9)により、#2スタンド前方張力
=#3スタンド後方張力が張る(ΔT2+)。 単一スタンドのみに圧下による張力制御系を導入した場
合にはここまでの変化となる。以下、全スタンドに圧下
による張力制御系を導入している場合について説明す
る。 (11) 上記(10)の変化を検出して#3スタンドの張力制
御系(C3)が圧下位置を下げる(ΔS3−)。 (12) 上記(3)〜(8)と逆に制御され、#3スタンド後方
張力=#2スタンド前方張力が緩む(ΔT2−)。 (13) 上記(12)に伴い、#2スタンド出側板厚が(更
に)増してしまう(Δh2++)。 (14) 上記(3)〜(8)と同様に、#2スタンド後方張力=
#1スタンド前方張力が(更に)張る(ΔT1++)。 このようにして、圧下による張力制御が過制御になり、
張力制御系が発振する。すなわち、冷間圧延と同様な張
力制御方式を熱間圧延に採用した場合、張力制御応答性
の向上による板厚精度や板形状向上が可能となるが、ロ
ール圧下操作による張力制御を熱間タンデム圧延機群で
個別に採用すると、所要の張力修正スタンドの圧下操作
により隣接スタンドの張力に変化を来す。これが隣接ス
タンドでの外乱となり圧下修正動作を招くため、両スタ
ンドで交互に圧下動作が繰返される状況となり、最悪で
は共振して張力が発散状況になる。したがって、冷間圧
延と同様な張力制御方式をそのまま熱間圧延に採用する
ことができない。
【0008】本発明は、熱間タンデム圧延においてスタ
ンド間張力変化を効果的に防止しかつ張力制御を安定に
行なうことを目的とする。
ンド間張力変化を効果的に防止しかつ張力制御を安定に
行なうことを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の熱間タンデム圧
延機のスタンド間張力制御装置は、被圧延材(1)の移動
方向の上流側から下流側に、ロ−ル開度を定める油圧圧
下位置制御装置(APC)を有する複数のスタンド(#1〜#7)
が順次配設されたタンデム圧延機の、各スタンド間にお
ける被圧延材(1)の張力を検出する張力検出手段(T);ス
タンド1つおきの任意のiスタンドおよび該スタンドの
次段のi+1スタンド間の被圧延材(1)の張力が第1の
目標値となるように、油圧圧下位置制御装置(APC)を介
してi+1スタンドのロール開度(Si+1)を制御する第1
の張力制御手段(ATC);i+1スタンドおよび該スタン
ドの次段のi+2スタンド間の被圧延材(1)を押圧する
ルーパ(L);および、i+1スタンドおよびi+2スタ
ンド間の被圧延材(1)の張力が第2の目標値となるよう
にルーパ(L)の押圧量を制御し、さらにルーパ(L)の押圧
点が目標の高さとなるようにルーパ(L)の押圧量を制御
しつつかつi+1スタンドおよびi+2スタンド間の被
圧延材(1)の張力が第2の目標値となるようにi+2ス
タンドのロール周速度(Vi+1)を制御する第2の張力制御
手段(LC);を備える。なお、カッコ内は後述する実施例
の対応要素である。
延機のスタンド間張力制御装置は、被圧延材(1)の移動
方向の上流側から下流側に、ロ−ル開度を定める油圧圧
下位置制御装置(APC)を有する複数のスタンド(#1〜#7)
が順次配設されたタンデム圧延機の、各スタンド間にお
ける被圧延材(1)の張力を検出する張力検出手段(T);ス
タンド1つおきの任意のiスタンドおよび該スタンドの
次段のi+1スタンド間の被圧延材(1)の張力が第1の
目標値となるように、油圧圧下位置制御装置(APC)を介
してi+1スタンドのロール開度(Si+1)を制御する第1
の張力制御手段(ATC);i+1スタンドおよび該スタン
ドの次段のi+2スタンド間の被圧延材(1)を押圧する
ルーパ(L);および、i+1スタンドおよびi+2スタ
ンド間の被圧延材(1)の張力が第2の目標値となるよう
にルーパ(L)の押圧量を制御し、さらにルーパ(L)の押圧
点が目標の高さとなるようにルーパ(L)の押圧量を制御
しつつかつi+1スタンドおよびi+2スタンド間の被
圧延材(1)の張力が第2の目標値となるようにi+2ス
タンドのロール周速度(Vi+1)を制御する第2の張力制御
手段(LC);を備える。なお、カッコ内は後述する実施例
の対応要素である。
【0010】
【作用】iスタンドおよびi+1スタンド間で被圧延材
の張力変動が発生した場合、第1の張力制御手段の抑制
操作によりi+1スタンドのロール圧下量Si+1が修正
され、iスタンドおよびi+1スタンド間での被圧延材
の張力は一定に保たれる。しかしこの抑制操作は、隣接
するi+1スタンドおよびi+2スタンド間における被
圧延材の張力外乱を誘発する。この張力外乱に対して、
i+1スタンドおよびi+2スタンド間に設置されたル
ーパの高さが変化し即座にループ量が変化するので、張
力外乱がマスフロー変化として吸収される。そのルーパ
高さにおいて、ルーパ張力制御系から出力されるルーパ
モータ電流により発生するトルクにて張力外乱が修正さ
れる。その後、第2の張力制御手段がルーパの高さを所
定の位置に戻す様にロール周速Vi+1を変更するので、
張力変動に対して圧下操作を行なっても、スタンド下流
側への影響がない。従って、iスタンドおよびi+1ス
タンド間とi+1スタンドおよびi+2スタンド間での
相互の張力系の共振が防止できる。
の張力変動が発生した場合、第1の張力制御手段の抑制
操作によりi+1スタンドのロール圧下量Si+1が修正
され、iスタンドおよびi+1スタンド間での被圧延材
の張力は一定に保たれる。しかしこの抑制操作は、隣接
するi+1スタンドおよびi+2スタンド間における被
圧延材の張力外乱を誘発する。この張力外乱に対して、
i+1スタンドおよびi+2スタンド間に設置されたル
ーパの高さが変化し即座にループ量が変化するので、張
力外乱がマスフロー変化として吸収される。そのルーパ
高さにおいて、ルーパ張力制御系から出力されるルーパ
モータ電流により発生するトルクにて張力外乱が修正さ
れる。その後、第2の張力制御手段がルーパの高さを所
定の位置に戻す様にロール周速Vi+1を変更するので、
張力変動に対して圧下操作を行なっても、スタンド下流
側への影響がない。従って、iスタンドおよびi+1ス
タンド間とi+1スタンドおよびi+2スタンド間での
相互の張力系の共振が防止できる。
【0011】すなわち本発明においては、タンデム圧延
機のスタンド毎に交互に圧下操作による張力制御とルー
パ操作による張力制御を用いることにより、圧下操作に
より隣接スタンドに張力外乱が発生してもルーパの操作
により鋼板ループ量が変化して張力外乱が吸収されるの
で、共振の発生を防ぐことができる。これにより熱間タ
ンデム圧延機においても、張力制御応答性の高い圧下操
作による張力制御が行なえ、被圧延材の板厚精度や板形
状の向上が可能となる。本発明の他の目的および特徴は
図面を参照した以下の実施例の説明により明らかになろ
う。
機のスタンド毎に交互に圧下操作による張力制御とルー
パ操作による張力制御を用いることにより、圧下操作に
より隣接スタンドに張力外乱が発生してもルーパの操作
により鋼板ループ量が変化して張力外乱が吸収されるの
で、共振の発生を防ぐことができる。これにより熱間タ
ンデム圧延機においても、張力制御応答性の高い圧下操
作による張力制御が行なえ、被圧延材の板厚精度や板形
状の向上が可能となる。本発明の他の目的および特徴は
図面を参照した以下の実施例の説明により明らかになろ
う。
【0012】
【実施例】図1に本発明の張力制御装置を用いた熱間タ
ンデム圧延機の一例の概略構成を示す。図において、被
圧延材1は左から右へ移動する。図中i,i+1,i+
2,およびi+3は、任意のiスタンド,i+1スタン
ド,i+2スタンド,およびi+3スタンドのワークロ
ールであり、それぞれがその下方にバックアップロール
を有する。各ワークロールには圧下位置設定器APCが
備わり、ロール開度(圧下位置)の設定が可能である。
ンデム圧延機の一例の概略構成を示す。図において、被
圧延材1は左から右へ移動する。図中i,i+1,i+
2,およびi+3は、任意のiスタンド,i+1スタン
ド,i+2スタンド,およびi+3スタンドのワークロ
ールであり、それぞれがその下方にバックアップロール
を有する。各ワークロールには圧下位置設定器APCが
備わり、ロール開度(圧下位置)の設定が可能である。
【0013】各スタンド間には張力計Tが備わってお
り、被圧延材1の各スタンド間張力を検出する。また、
i+1スタンド、i+3スタンド、・・・、i+n(こ
こでは、nは奇数)、すなわちスタンドのならびに対し
て1つおきに、圧下張力制御器ATCが備わり、ロール
圧下による張力制御を行なう。この圧下張力制御器AT
Cは、張力計Tの検出値に応じて圧下位置設定器APC
の圧下位置を制御する。さらに、圧下張力制御器ATC
を有するスタンドと該スタンドの次段のスタンドとの間
にルーパ制御系が備わっている。ルーパ制御系は、被圧
延材1を下方より押圧するルーパL、ルーパLを駆動す
るルーパモータ、ルーパLの角度(高さ)を検出するル
ーパ角度計LH、および張力計Tとルーパ角度計LHの
検出値に応じて、ルーパモータを制御するルーパ制御器
LC等により構成される。また、ルーパ制御器LCは、
ルーパLが設置された位置のすぐ後方側(図中の左側)
のスタンドのロール周速度を制御する。ルーパ制御系
は、張力計Tの検出値に応じて張力が目標値となるよう
にルーパモータを駆動してルーパLの角度(高さ)を制
御し、また、ルーパLの角度(高さ)が所定の位置とな
るようにかつ張力が目標値となるようにロール速度の制
御を行なう。
り、被圧延材1の各スタンド間張力を検出する。また、
i+1スタンド、i+3スタンド、・・・、i+n(こ
こでは、nは奇数)、すなわちスタンドのならびに対し
て1つおきに、圧下張力制御器ATCが備わり、ロール
圧下による張力制御を行なう。この圧下張力制御器AT
Cは、張力計Tの検出値に応じて圧下位置設定器APC
の圧下位置を制御する。さらに、圧下張力制御器ATC
を有するスタンドと該スタンドの次段のスタンドとの間
にルーパ制御系が備わっている。ルーパ制御系は、被圧
延材1を下方より押圧するルーパL、ルーパLを駆動す
るルーパモータ、ルーパLの角度(高さ)を検出するル
ーパ角度計LH、および張力計Tとルーパ角度計LHの
検出値に応じて、ルーパモータを制御するルーパ制御器
LC等により構成される。また、ルーパ制御器LCは、
ルーパLが設置された位置のすぐ後方側(図中の左側)
のスタンドのロール周速度を制御する。ルーパ制御系
は、張力計Tの検出値に応じて張力が目標値となるよう
にルーパモータを駆動してルーパLの角度(高さ)を制
御し、また、ルーパLの角度(高さ)が所定の位置とな
るようにかつ張力が目標値となるようにロール速度の制
御を行なう。
【0014】次に、本発明の張力制御について説明す
る。iスタンドおよびi+1スタンド間で被圧延材1の
張力変動が発生したとすると、まず圧下張力制御器AT
Cが、張力計Tの値の変化に応じてi+1スタンドのロ
ール圧下量Si+1を制御する。ロール圧下量Si+1は、i
スタンドおよびi+1スタンド間張力が目標値となるよ
うに演算される値であり、演算の内容はすでに公知であ
る。ロール圧下量Si+1の制御により被圧延材1のi+
1スタンドにおける入側速度が調整され、iスタンドお
よびi+1スタンド間での被圧延材の張力は一定に保た
れる。この時の、ロール圧下量の変更に伴ってi+1ス
タンドの前方張力(i+1スタンドおよびi+2スタン
ド間における被圧延材の張力)が変動する。
る。iスタンドおよびi+1スタンド間で被圧延材1の
張力変動が発生したとすると、まず圧下張力制御器AT
Cが、張力計Tの値の変化に応じてi+1スタンドのロ
ール圧下量Si+1を制御する。ロール圧下量Si+1は、i
スタンドおよびi+1スタンド間張力が目標値となるよ
うに演算される値であり、演算の内容はすでに公知であ
る。ロール圧下量Si+1の制御により被圧延材1のi+
1スタンドにおける入側速度が調整され、iスタンドお
よびi+1スタンド間での被圧延材の張力は一定に保た
れる。この時の、ロール圧下量の変更に伴ってi+1ス
タンドの前方張力(i+1スタンドおよびi+2スタン
ド間における被圧延材の張力)が変動する。
【0015】ここで、張力変動について具体的に説明す
る。中間スタンド(例えば、6-5スタンド間および5-4ス
タンド間)の張力Δσ6-5およびΔσ5-4に着目し、この
変化(微分)d/dt・Δσ6-5およびd/dt・Δσ5-4を状態方程
式で記述すると、次の通りになる。
る。中間スタンド(例えば、6-5スタンド間および5-4ス
タンド間)の張力Δσ6-5およびΔσ5-4に着目し、この
変化(微分)d/dt・Δσ6-5およびd/dt・Δσ5-4を状態方程
式で記述すると、次の通りになる。
【0016】
【数1】
【0017】同様に、
【0018】
【数2】
【0019】ただし、上式(1)および(2)におい
て、 fi:先進率 gi:後進率 ΔS
i:ロ−ル開度 Δσi-(i-1):スタンド間張力 Vr
i:ロ−ル周速 M0:ミル定数 Qi:塑性係数
P:圧延荷重 である。
て、 fi:先進率 gi:後進率 ΔS
i:ロ−ル開度 Δσi-(i-1):スタンド間張力 Vr
i:ロ−ル周速 M0:ミル定数 Qi:塑性係数
P:圧延荷重 である。
【0020】今、σ5-4の変動Δσ5-4を目標値Δσ5-4r
efに修正すべく5スタンドの圧下ΔS5を変更すれば、
(1)式より、スタンド間張力Δσ6-5も変化を発生する。
省略したが、スタンド間張力Δσ4-3も(1),(2)式とほ
ぼ同様の式で表わされ、この式にΔσ5-4が影響するの
でΔσ4-3にも変化を発生する。なお、この修正制御則
は冷延と同様なPI動作で可能である。ここまでは従来
の熱間圧延の装置に、冷間圧延に用いる圧下張力制御を
用いた場合と同様である。
efに修正すべく5スタンドの圧下ΔS5を変更すれば、
(1)式より、スタンド間張力Δσ6-5も変化を発生する。
省略したが、スタンド間張力Δσ4-3も(1),(2)式とほ
ぼ同様の式で表わされ、この式にΔσ5-4が影響するの
でΔσ4-3にも変化を発生する。なお、この修正制御則
は冷延と同様なPI動作で可能である。ここまでは従来
の熱間圧延の装置に、冷間圧延に用いる圧下張力制御を
用いた場合と同様である。
【0021】本発明においては、i+1スタンドおよび
i+2スタンド間(圧下操作を行なうスタンドのすぐ下
流側)にルーパLを配設している。前方張力変動に対し
てルーパLの高さが変化し、即座にループ量が変化して
張力外乱をマスフロー変化として吸収する。すなわち、
ルーパLが張力変動に対するバッファとして働き、前方
張力の変動が防止される。その後、ルーパ制御器LCに
よりロール周速Vi+1が変更され、ルーパLの高さは所
定の位置に戻る。
i+2スタンド間(圧下操作を行なうスタンドのすぐ下
流側)にルーパLを配設している。前方張力変動に対し
てルーパLの高さが変化し、即座にループ量が変化して
張力外乱をマスフロー変化として吸収する。すなわち、
ルーパLが張力変動に対するバッファとして働き、前方
張力の変動が防止される。その後、ルーパ制御器LCに
よりロール周速Vi+1が変更され、ルーパLの高さは所
定の位置に戻る。
【0022】ここで、ルーパ制御系についてより具体的
に説明する。図2はルーパ制御系の構成をより具体的に
示すブロック図であり、図2に示すようなルーパ状態に
おいて、ルーパ駆動トルクGMとストリップからルーパ
に加わるトルクGとの静的な釣り合いを考える。ストリ
ップからのトルクGは次の3つに分けられる。 1)張力Tによるトルク GT(T,θ)=k1{sin(θ+θ2)−sin(θ−θ1)}T 2)ストリップ重量Ws,ルーパ自重WLによるトルク GW(θ)=(k2・Ws+k3・WL)cosθ 3)ストリップ曲げによるトルク GB(θ)=k4(Lsinθ−H)cosθ ただしHはパスライン高さであり、k1,k2,k3,k4はル
ーパアーム長L,ルーパ設置位置などのルーパディメン
ジョン,およびストリップの厚さ,幅,ヤング率などに
よって決まる定数である。
に説明する。図2はルーパ制御系の構成をより具体的に
示すブロック図であり、図2に示すようなルーパ状態に
おいて、ルーパ駆動トルクGMとストリップからルーパ
に加わるトルクGとの静的な釣り合いを考える。ストリ
ップからのトルクGは次の3つに分けられる。 1)張力Tによるトルク GT(T,θ)=k1{sin(θ+θ2)−sin(θ−θ1)}T 2)ストリップ重量Ws,ルーパ自重WLによるトルク GW(θ)=(k2・Ws+k3・WL)cosθ 3)ストリップ曲げによるトルク GB(θ)=k4(Lsinθ−H)cosθ ただしHはパスライン高さであり、k1,k2,k3,k4はル
ーパアーム長L,ルーパ設置位置などのルーパディメン
ジョン,およびストリップの厚さ,幅,ヤング率などに
よって決まる定数である。
【0023】したがって、ストリップからルーパに加わ
るトルクは次式で表される。 G(T,θ)=GT(T,θ)+GW(θ)+GB(θ) このとき、ルーパ駆動トルクを設定張力T*,検出ルー
パ角度θを用いて、刻々のθに対して GM(T*,θ)=GT(T*,θ)+GW(θ)+GB(θ) と設定すれば、ルーパが静止している状態においては、
任意のルーパ角度に対して、張力は設定張力となる。す
なわち、静的な釣合補償が実現されており、前述のスタ
ンド6-5間を例にとると、−ΔS5による外乱によって張
力Δσ6-5が変動するとGM=Gの釣り合いが崩れルーパ
角度が変化するが、変化後の新しいルーパ角度において
張力が設定張力になるように張力制御される。
るトルクは次式で表される。 G(T,θ)=GT(T,θ)+GW(θ)+GB(θ) このとき、ルーパ駆動トルクを設定張力T*,検出ルー
パ角度θを用いて、刻々のθに対して GM(T*,θ)=GT(T*,θ)+GW(θ)+GB(θ) と設定すれば、ルーパが静止している状態においては、
任意のルーパ角度に対して、張力は設定張力となる。す
なわち、静的な釣合補償が実現されており、前述のスタ
ンド6-5間を例にとると、−ΔS5による外乱によって張
力Δσ6-5が変動するとGM=Gの釣り合いが崩れルーパ
角度が変化するが、変化後の新しいルーパ角度において
張力が設定張力になるように張力制御される。
【0024】一方、通板上の問題などによりルーパ角度
には制約がある。このためルーパ角度を検出して、上流
あるいは下流スタンドの圧延ロール速度を修正すること
によってルーパの角度を一定に角度制御(ルーパ高さ制
御)する。なお、スタンド4-3間でも同様動作でルーパ
が作用する。
には制約がある。このためルーパ角度を検出して、上流
あるいは下流スタンドの圧延ロール速度を修正すること
によってルーパの角度を一定に角度制御(ルーパ高さ制
御)する。なお、スタンド4-3間でも同様動作でルーパ
が作用する。
【0025】以上の作用により、ルーパ設置スタンド間
張力は隣接するスタンド間張力に影響を及ぼさずに張力
変動を吸収できる。すなわち、iスタンドおよびi+1
スタンド間で被圧延材1の張力変動が発生し、i+1ス
タンドにおいて圧下による張力制御を行なっても、前方
張力(i+1スタンドおよびi+2スタンド間における
被圧延材の張力)への影響をルーパ操作により吸収する
ので、iスタンドおよびi+1スタンド間とi+1スタ
ンドおよびi+2スタンド間での相互の張力系の共振が
発生しない。
張力は隣接するスタンド間張力に影響を及ぼさずに張力
変動を吸収できる。すなわち、iスタンドおよびi+1
スタンド間で被圧延材1の張力変動が発生し、i+1ス
タンドにおいて圧下による張力制御を行なっても、前方
張力(i+1スタンドおよびi+2スタンド間における
被圧延材の張力)への影響をルーパ操作により吸収する
ので、iスタンドおよびi+1スタンド間とi+1スタ
ンドおよびi+2スタンド間での相互の張力系の共振が
発生しない。
【0026】図3は、本発明の熱間タンデム圧延機の全
体の構成を示し、図4に、図3に示す熱間タンデム圧延
機の圧延制御機能を示す。
体の構成を示し、図4に、図3に示す熱間タンデム圧延
機の圧延制御機能を示す。
【0027】図3において、#1〜#7は各スタンドで
あり、それぞれのスタンドは、ワークロール、バックア
ップロール、ワークロール駆動用のモータ、ロードセ
ル、圧下位置設定器APC、等を有する。各スタンド間
には張力計が備わり、被圧延材のスタンド間での張力を
検出する。図中、ATCは圧下によるスタンド間張力制
御器、Xray AGCはX線モニタ板厚制御器、GM A
GCは板厚制御器、GMは板厚計算器、LCはルーパ制
御器、ASRは主機モータ速度制御器、MFCは出側速
度補正器(マスフロー補正器)をそれぞれ示す。なお、
被圧延材1は、図中の左から右へ移動する。
あり、それぞれのスタンドは、ワークロール、バックア
ップロール、ワークロール駆動用のモータ、ロードセ
ル、圧下位置設定器APC、等を有する。各スタンド間
には張力計が備わり、被圧延材のスタンド間での張力を
検出する。図中、ATCは圧下によるスタンド間張力制
御器、Xray AGCはX線モニタ板厚制御器、GM A
GCは板厚制御器、GMは板厚計算器、LCはルーパ制
御器、ASRは主機モータ速度制御器、MFCは出側速
度補正器(マスフロー補正器)をそれぞれ示す。なお、
被圧延材1は、図中の左から右へ移動する。
【0028】スタンド#2,スタンド#4,およびスタ
ンド#6のそれぞれに圧下張力制御系(APC、ATC
等)が備わり、スタンド#2−#3間,スタンド#4−
#5間,およびスタンド#6−#7間のそれぞれにルー
パ制御系(ルーパL、ルーパ角度計LH、ルーパ制御器
LC等)が備わっている。すなわち、図1で説明した
i,i+1,およびi+2スタンドを一組の張力制御装
置とすると、図2に示す装置は、(#1,#2,#
3)、(#3,#4,#5)、および(#5,#6,#
7)の三組の張力制御装置で構成されている。圧下操作
による張力制御は、従来冷間圧延に用いられている制御
と同様の制御が用いられ、ルーパ操作による張力制御
は、図1および図2を参照して説明した制御である。
ンド#6のそれぞれに圧下張力制御系(APC、ATC
等)が備わり、スタンド#2−#3間,スタンド#4−
#5間,およびスタンド#6−#7間のそれぞれにルー
パ制御系(ルーパL、ルーパ角度計LH、ルーパ制御器
LC等)が備わっている。すなわち、図1で説明した
i,i+1,およびi+2スタンドを一組の張力制御装
置とすると、図2に示す装置は、(#1,#2,#
3)、(#3,#4,#5)、および(#5,#6,#
7)の三組の張力制御装置で構成されている。圧下操作
による張力制御は、従来冷間圧延に用いられている制御
と同様の制御が用いられ、ルーパ操作による張力制御
は、図1および図2を参照して説明した制御である。
【0029】なお、図5は図3示す出側速度補正器(マ
スフロー補正器)MFCの演算を示すブロック図であ
る。
スフロー補正器)MFCの演算を示すブロック図であ
る。
【0030】以上のように、本実施例においては、圧下
操作による張力制御とルーパ操作による張力制御を交互
に用いることにより、圧下操作に伴い発生する張力外乱
をルーパ操作による張力制御により吸収するので、熱間
圧延においても応答性の高い張力制御が可能となる。
操作による張力制御とルーパ操作による張力制御を交互
に用いることにより、圧下操作に伴い発生する張力外乱
をルーパ操作による張力制御により吸収するので、熱間
圧延においても応答性の高い張力制御が可能となる。
【0031】
【発明の効果】本発明によれば、ルーパの特性によりス
タンド間の張力外乱を確実に遮断できるため熱間タンデ
ム圧延機群においてもロール操作による張力制御方式の
採用が可能になる。従って安定でかつ高速の張力制御が
実現し、高い板厚精度や形状の向上が得られる。
タンド間の張力外乱を確実に遮断できるため熱間タンデ
ム圧延機群においてもロール操作による張力制御方式の
採用が可能になる。従って安定でかつ高速の張力制御が
実現し、高い板厚精度や形状の向上が得られる。
【図1】 本発明の張力制御装置を用いた、熱間タンデ
ム圧延機の一部の概略構成を示すブロック図である。
ム圧延機の一部の概略構成を示すブロック図である。
【図2】 ルーパ制御系の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図3】 本発明の張力制御装置を用いた、熱間タンデ
ム圧延機の全体の構成概略を示すブロック図である。
ム圧延機の全体の構成概略を示すブロック図である。
【図4】 図3に示す熱間タンデム圧延機の圧延制御機
能を示すブロック図である。
能を示すブロック図である。
【図5】 図3に示す出側速度補正器(マスフロー補正
器)MFCの演算を示すブロック図である。
器)MFCの演算を示すブロック図である。
【図6】 従来の熱間タンデム圧延機の一例を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図7】 従来の、張力変動を圧下位置(ロール開度)
制御により抑制している冷間圧延タンデム圧延機の一例
を示すブロック図である。
制御により抑制している冷間圧延タンデム圧延機の一例
を示すブロック図である。
【図8】 図7に示す圧延設備の、圧延制御機能を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図9】 スタンド間ロ−ル周速比により板厚を決定し
ロ−ル周速比制御により板厚を制御し圧下によりスタン
ド間張力を制御する場合の、圧延スタンドの機能構成を
示すブロック図である。
ロ−ル周速比制御により板厚を制御し圧下によりスタン
ド間張力を制御する場合の、圧延スタンドの機能構成を
示すブロック図である。
1:被圧延材(被圧延材) #1〜#7:圧延スタ
ンド(スタンド) T:張力計(張力検出手段) APC:圧下位置設定器(油圧圧下位置制御装置) ATC:圧下張力制御器(第1の張力制御手段) L:ルーパ(ルーパ) LH:ルーパ角
度(高さ)計 LH:ルーパ制御装器(第2の張力制御手段)
ンド(スタンド) T:張力計(張力検出手段) APC:圧下位置設定器(油圧圧下位置制御装置) ATC:圧下張力制御器(第1の張力制御手段) L:ルーパ(ルーパ) LH:ルーパ角
度(高さ)計 LH:ルーパ制御装器(第2の張力制御手段)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 谷 正 晴 君津市君津1番地 新日本製鐵株式会社君 津製鐵所内 (72)発明者 香 取 英 夫 富津市新富20−1 新日本製鐵株式会社中 央研究本部内 (72)発明者 植 山 高 次 富津市新富20−1 新日本製鐵株式会社中 央研究本部内 (72)発明者 福 井 信 夫 君津市君津1番地 新日本製鐵株式会社君 津製鐵所内
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項1】被圧延材の移動方向の上流側から下流側
に、ロ−ル開度を定める油圧圧下位置制御装置を有する
複数のスタンドが順次配設されたタンデム圧延機の、各
スタンド間における被圧延材の張力を検出する張力検出
手段;スタンド1つおきの任意のiスタンドおよび該ス
タンドの次段のi+1スタンド間の被圧延材の張力が第
1の目標値となるように、油圧圧下位置制御装置を介し
てi+1スタンドのロール開度を制御する第1の張力制
御手段;i+1スタンドおよび該スタンドの次段のi+
2スタンド間の被圧延材を押圧するルーパ;および、 i+1スタンドおよびi+2スタンド間の被圧延材の張
力が第2の目標値となるようにルーパの押圧量を制御
し、さらにルーパの押圧点が目標の高さとなるようにル
ーパの押圧量を制御しつつかつi+1スタンドおよびi
+2スタンド間の被圧延材の張力が第2の目標値となる
ようにi+2スタンドのロール周速度を制御する第2の
張力制御手段;を備える、熱間タンデム圧延機のスタン
ド間張力制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3170156A JPH0515918A (ja) | 1991-07-10 | 1991-07-10 | 熱間タンデム圧延機のスタンド間張力制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3170156A JPH0515918A (ja) | 1991-07-10 | 1991-07-10 | 熱間タンデム圧延機のスタンド間張力制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0515918A true JPH0515918A (ja) | 1993-01-26 |
Family
ID=15899724
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3170156A Withdrawn JPH0515918A (ja) | 1991-07-10 | 1991-07-10 | 熱間タンデム圧延機のスタンド間張力制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0515918A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5809817A (en) * | 1997-03-11 | 1998-09-22 | Danieli United, A Division Of Danieli Corporation Corporation | Optimum strip tension control system for rolling mills |
| US8206402B2 (en) | 2007-05-31 | 2012-06-26 | Olympus Medical Systems Corp. | Incision tool |
| CN104249082A (zh) * | 2014-09-23 | 2014-12-31 | 山西太钢不锈钢股份有限公司 | 热连轧特殊钢厚规格轧机工艺空设的活套控制方法 |
| WO2016104984A1 (ko) * | 2014-12-24 | 2016-06-30 | 주식회사 포스코 | 연연속 압연 장치 및 그 제어방법 |
| JP2019181483A (ja) * | 2018-04-03 | 2019-10-24 | Jfeスチール株式会社 | 熱間仕上圧延の圧延制御方法および圧延制御装置 |
| WO2023157144A1 (ja) * | 2022-02-16 | 2023-08-24 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | タンデム圧延システム |
-
1991
- 1991-07-10 JP JP3170156A patent/JPH0515918A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5809817A (en) * | 1997-03-11 | 1998-09-22 | Danieli United, A Division Of Danieli Corporation Corporation | Optimum strip tension control system for rolling mills |
| US8206402B2 (en) | 2007-05-31 | 2012-06-26 | Olympus Medical Systems Corp. | Incision tool |
| CN104249082A (zh) * | 2014-09-23 | 2014-12-31 | 山西太钢不锈钢股份有限公司 | 热连轧特殊钢厚规格轧机工艺空设的活套控制方法 |
| WO2016104984A1 (ko) * | 2014-12-24 | 2016-06-30 | 주식회사 포스코 | 연연속 압연 장치 및 그 제어방법 |
| JP2018500177A (ja) * | 2014-12-24 | 2018-01-11 | ポスコPosco | エンドレス圧延装置及びその制御方法 |
| JP2019181483A (ja) * | 2018-04-03 | 2019-10-24 | Jfeスチール株式会社 | 熱間仕上圧延の圧延制御方法および圧延制御装置 |
| WO2023157144A1 (ja) * | 2022-02-16 | 2023-08-24 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | タンデム圧延システム |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981008 |