JPH0520174B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、被圧延材の可逆圧延機への噛込み時
における被圧延材の噛込み先端部の反り発生を防
止するようにした可逆圧延機の速度制御方法に関
するものである。

厚板圧延機のような大型ツインドライブ式の可
逆圧延機によつてスラブ等の被圧延材を圧延する
場合、加熱過程、搬送過程、ロールクーラント水
噴射等における被圧延材の上下面の温度差、上下
のワークロールの表面粗度の差、硬度差、径差等
のロール特性、上下のワークロールの各スピンド
ル長さの相違による上下のワークロールの慣性モ
ーメントの差、上下のワークロールへの負荷分担
のアンバランス等の種々の原因により、第１図に
示す如く、被圧延材Ｓの噛込み時に、上下のワー
クロール１，１′の噛込み端トルクに差が生じる
と、上下のワークロール１，１′のインパクトド
ロツプ量に差が生じ、それによつて被圧延材Ｓの
先端部に曲率半径ρの反りが発生する場合があ
る。

この上下のワークロール１，１′のインパクト
ドロツプとは、被圧延材Ｓの噛込み時に、上下の
ワークロール１，１′の回転速度が、第２図に示
す如く一時的に低下する現象をいい、インパクト
ドロツプ量はｎ／N₀と定義される。

なお、N₀は、上下のワークロール１，１′の被
圧延材噛込み前における回転速度、ｎは、インパ
クトドロツプ発生領域における上下のワークロー
ル１，１′の回転速度降下量の最大値である。

従来、上下のワークロールのインパクトドロツ
プ量の差によつて発生する被圧延材の反りを防止
する手段として、例えば、上下のワークロールの
インパクトドロツプ量が互いに等しくなるよう、
上下のワークロールの駆動制御系における圧延速
度指令値を制御するか、あるいはインパクトドロ
ツプの絶対量を減少させるかしていた。

しかしながら、前述の如く、被圧延材の噛込み
先端部の反り発生には、種々の要因が絡んでいる
ので、前記従来の手段では被圧延材の反りを確実
に防止することはできなかつた。

本発明は、かくの如き従来の問題点に鑑み、被
圧延材の噛込み先端部の反り発生を確実に防止す
るようにしたものであつて、その実施の一例を第
３図に基づき以下に説明する。

第３図において、１，１′は、可逆圧延機にお
ける上下のワークロール、２，２′は、可逆圧延
機における上下のバツクアツプロールである。

３，３′は、上下のワークロール１，１′の各駆
動用電動機、４，４′は、各駆動用電動機３，
３′の回転速度検出器である。

前記電動機３，３′は、回転速度検出器４，
４′，速度制御器５，５′、電流制御器６，６′、
電圧制御器７，７′、ゲートパルス発生器８，
８′、サイリスター９，９′からなる各回転速度制
御装置（上下のワークロール１，１′の駆動制御
系）によりそれぞれ制御される。

すなわち、例えば上部ワークロール１の駆動用
電動機３の回転速度制御について述べると、前記
速度制御器５には、圧延速度指令値と、回転速度
検出器４による回転速度検出値とが入力信号とし
て与えられ、その比較演算値が速度制御器５から
出力され、電流制御器６への入力信号として与え
られる。

また前記電流制御器６には、電動機３の電機子
電流（負荷電流）検出値が入力信号として与えら
れ、前記速度制御器５からの出力信号と比較演算
され、その比較演算値が電流制御器６から出力さ
れ、前記電圧制御器７への入力信号として与えら
れる。

この電圧制御器７には、電動機３の電機子電圧
検出値が入力信号として与えられ、前記電流制御
器６からの出力信号と比較演算され、その比較演
算値が電圧制御器７からゲートパルス発生器８へ
の入力信号として与えられ、ゲートパルス発生器
８を介して電動機３の電機子回路中のサイリスタ
ー９の点弧角の位相を制御し、電動機３の端子電
圧を制御する。

なお、下部ワークロール１′の駆動用電動機
３′の回転速度制御についても同様に行われる。

しかして、本発明は、上述したような上下のワ
ークロール１，１′の駆動用電動機３，３′の回転
速度制御装置（上下のワークロール１，１′の駆
動制御系）における電流制御器６，６′に、イン
パクトドロツプ補正量信号を被圧延材Ｓの噛込み
時において、比較演算要素として与え、それによ
り上下のワークロール１，１′のインパクトドロ
ツプ量を適正に制御し、被圧延材Ｓの噛込み先端
部の反り発生を確実に防止するようにしたのであ
る。

すなわち、第３図に示す如く、被圧延材Ｓを上
下のワークロール１，１′により圧延するに当り、
被圧延材Ｓを圧延するに必要な圧延トルクを圧延
トルク演算器１０により予測演算すると共に、被
圧延材Ｓの噛込み先端部に反りを発生させないた
めに必要な上下のワークロール１，１′のインパ
クトドロツプ量差を、インパクトドロツプ量差演
算器１１により予測演算する。

そして前記反りを発生させないインパクトドロ
ツプ量差と、本発明の制御を行わないで圧延した
ときの上下のワークロール１，１′のインパクト
ドロツプ量差の予測演算値とを比較し、両者が等
しくなるようなインパクトドロツプ補正量を、前
記圧延トルク、被圧延材噛込み前のワークロール
回転速度、上下のワークロール１，１′のインパ
クトドロツプ量から、インパクトドロツプ補正量
演算器１２によつて演算し、このインパクトドロ
ツプ補正量の演算値を、被圧延材Ｓの噛込み時
に、各関数発生器１３，１３′を介して、前記電
流制御器６，６′への補正用入力信号として与え
るようにしたのである。

なお、前記インパクトドロツプ補正量信号を、
各関数発生器１３，１３′をそれぞれ介して、被
圧延材Ｓの噛込み時に各電流制御器６，６′へ入
力させる手段としては、被圧延材Ｓがワークロー
ル１，１′に噛込んだときの例えば上部バツクア
ツプロール２の噛込み応力をロードセル１４によ
り検出し、このロードセル１４からの信号により
噛込み検出器１５を動作させ、この噛込み検出器
１５からの信号を各関数発生器１３，１３′への
トリガー信号として与え、それにより各関数発生
器１３，１３′を動作させるようにすればよい。

ここで、前記インパクトドロツプ量差演算器１
１、インパクトドロツプ補正量演算器１２等につ
いて説明する。

インパクトドロツプ量差演算器１１は、被圧延
材Ｓの噛込み先端部に、第１図に示すような曲率
半径ρの反りを発生させないために必要な上下の
ワークロール１，１′のインパクトドロツプ量差
Xnを演算するものである。

曲率１／ρは、上部ワークロール１のインパク
トドロツプ量と下部ワークロール１′のインパク
トドロツプ量との差x_oなどの関数式として、下記
(1)式にて与えられる。

１／ρ＝fρ（xn〓……） ……(1) そして例えば、fρは実験関係式として、下記
（1′）となる。

１／ρ＝a₀＋a₁xn ……（1′） なお、a₁，a₀は、主として、上下のワークロー
ルのロール径差、硬度差などのロール特性および
被圧延材Ｓの板厚により定まる係数である。

上記（1′）式から曲率１／ρを零とするに必要
なインパクトドロツプ量差Xnは、下記(2)式とな
る（演算器１１内で演算）。

Xn＝−a₀／a₁ ……(2) 第４図は、被圧延材Ｓの板厚８〜10mm、上下の
ワークロール１，１′のロール径差1.89mm、硬度
差2.0なる条件下における被圧延材Ｓの噛込み先
端部に反りを発生させないために必要なインパク
トドロツプ量差Xnを求めた実験結果を示すもの
であつて、この場合のインパクトドロツプ量差
Xnは−1.2％となる。

なお、前後するが、前記圧延トルク演算器１０
は、被圧延材Ｓの噛込み前に、圧延条件から圧延
トルクT_Lを予測演算するものである。

一般的に、圧延トルクT_Lは、トルクアーム係
数λ、接触投影長ｄ、圧延荷重Ｐから下記(3)式
の如く与えられる。

T_L＝λ・ｄ・Ｐ ……(3) 圧延トルク演算器１０では、トルクアーム係数
λ、接触投影長ｄ、圧延荷重Ｐの各変数の予測
値が与えられて、上記(3)式による演算が行われ
る。

インパクトドロツプ補正量演算器１２は、前記
インパクトドロツプ量差演算器１１からの、被圧
延材Ｓの噛込み先端部に反りを発生させないため
に必要なインパクトドロツプ量差Xnと、本発明
の制御を行わないで圧延したときのインパクトド
ロツプ量差xnとが等しくなるようなインパクト
ドロツプ補正量Ｚを、被圧延材Ｓの噛込み前に演
算するものである。

先ずはじめに、通常圧延時におけるインパクト
ドロツプ量差xnを求める。

インパクトドロツプ量ｎ／N₀は、予測圧延ト
ルクT_L、被圧延材の噛込み前におけるワークロ
ールの回転速度N₀などの関数式として、下記(4)
式にて与えられる。

ｎ／N₀＝f_o／N₀（T_L，N₀……） ……(4) そして例えば、f_o／N₀は次式となる。

n₁／N₀₁＝b₀＋b₁T_L1＋b₂／N₀₁ ……（4′） n₁′／N₀₁′＝b₀′＋b₁′T_L1′＋b₂′／N₀₁′
……（4″） なお、b₀，b₁，b₂およびb₀′，b₁′，b₂′は係数
であり、（4′）式は、上部ワークロール１のイン
パクトドロツプ量n₁／N₀₁を求める式、（4″）式
は、下部ワークロール１′のインパクトドロツプ
量n₁′／N₀₁′を求める式である。

そして本発明の制御を行わないで圧延したとき
の上下のワークロール１，１′のインパクトドロ
ツプ量差Xnは、下記(5)式により与えられる。

xn＝n₁／N₀₁−n₁′／N₀₁′ ……(5) 次に前記インパクトドロツプ量差Xnと、上記
(5)式により求めたインパクトドロツプ量差xnと
を比較し、両者が等しくなるようなインパクトド
ロツプ補正量Ｚを決定する。

例えば、xn＞xnの場合は、上部ワークロール
１へのインパクトドロツプ補正量を零とし、下部
ワークロール１′へのインパクトドロツプ補正量
を算出する。

またxn＜xnの場合は、下部ワークロール１′へ
のインパクトドロツプ補正量を零とし、上部ワー
クロール１へのインパクトドロツプ補正量を算出
する。

インパクトドロツプ補正量Ｚは、圧延トルク
T_L、被圧延材の噛込み前におけるワークロール
の回転速度N₀、インパクトドロツプ量ｎ／N₀な
どから実験関係式として下記(6)式により与えられ
る。

Ｚ＝fz（T_L，N₀，ｎ／N₀，……） ……(6) 上記(6)式における関数fzは、例えば下記（6′）
式となる。

fz＝c₀＋c₁T_L＋c₂／N₀＋c₃ｎ／N₀ ……（6′） なお、c₀，c₁，c₂，c₃は係数であり、上下のワ
ークロール１，１′に対してそれぞれ定められる。

関数発生器１３，１３′は、噛込み検出器１５
からの信号により動作し、前記インパクトドロツ
プ補正量信号Ｚを、予め指定されたパターンの波
形として電流制御器６，６′へ入力させるもので
あるが、その波形としては、第５図に示すような
単発の三角形の波形を用い、Ｔは固定とし、Ｖを
調整するようにした。

第６図は、同一負荷、同一噛込み速度の場合の
実験結果を示すものであるが、この場合、インパ
クトドロツプ量差xnを例えば−２％にするには、
下部ワークロールへの補正量を零とし、上部ワー
クロールへの補正量を0.38とすればよい。

ここで、前記インパクトドロツプ補正量の具体
的な使用方法について説明すると、前記(6)式によ
つて算出した補正量を最大値として電流補正値に
換算し、電流制御器６，６′に補正用信号として
入力される。

電流制御器６，６′からの指令により、補正値
を算出したときに決定されている補正対象のワー
クロール（第11頁第10〜17行）のロール回転速
度、圧延トルクが制御され、インパクトドロツプ
量が補正される。

補正のタイミングは、第７図のタイムチヤート
に示す如く、ロードセルによつて被圧延材のロー
ルへの噛込みを検出した時点をとらえて実行され
る。

噛込み検出時に補正量の最大値を与え、第５図
に示す如く予め定めておいた三角形のパターンに
沿つて時間Ｔの間に補正量を減少させて零とす
る。

上述の如く、インパクトドロツプ補正量Ｚは、
噛込みと同時に電流制御器に入力されることによ
り、ワークロール回転速度は第７図の破線の如く
変化し、その結果、反りの発生をおさえることが
可能となる。

本発明は上述の如く、可逆圧延機により被圧延
材を圧延するに当り、被圧延材を圧延するに必要
な圧延トルクと、被圧延材の噛込み先端部に反り
を発生させないために必要な上下のワークロール
のインパクトドロツプ量差と、本発明の制御を行
わないで圧延したときの上下のワークロールのイ
ンパクトドロツプ量差とを予測演算し、前記反り
を発生させないインパクトドロツプ量差と、本発
明の制御を行わないで圧延したときのインパクト
ドロツプ量差とが等しくなるようなインパクトド
ロツプ補正量を、前記圧延トルク、被圧延材噛込
み前のワークロール回転速度、上下のワークロー
ルのインパクトドロツプ量から演算し、このイン
パクトドロツプ補正量演算値を、被圧延材の噛込
み時に、ワークロール駆動制御系における電流制
御器への補正用入力信号として与えるので、上下
のワークロールのインパクトドロツプ量を適正に
制御することができ、従つて被圧延材の噛込み先
端部の反り発生を確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は被圧延材の噛込み先端部に反りが発生
した状態を示す説明図、第２図はインパクトドロ
ツプの説明図、第３図は本発明の実施の一例を示
すブロツク図、第４図はインパクトドロツプ量差
と被圧延材の噛込み先端部における反りの曲率と
の関係の一例を示すグラフ、第５図はインパクト
ドロツプ補正量信号の一例を示す説明図、第６図
は補正量とインパクトドロツプ量との関係の一例
を示すグラフ、第７図はインパクトドロツプ量の
補正のタイミングを示すタイムチヤートである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 可逆圧延機により被圧延材を圧延するに当
   り、被圧延材を圧延するに必要な圧延トルクと、
   被圧延材の噛込み先端部に反りを発生させないた
   めに必要な上下のワークロールのインパクトドロ
   ツプ量差と、本発明の制御を行わないで圧延した
   ときの上下のワークロールのインパクトドロツプ
   量差とを予測演算し、前記反りを発生させないイ
   ンパクトドロツプ量差と、前記本発明の制御を行
   わないで圧延したときのインパクトドロツプ量差
   とが等しくなるようなインパクトドロツプ補正量
   を、前記圧延トルク、被圧延材噛込み前のワーク
   ロール回転速度、上下のワークロールのインパク
   トドロツプ量から演算し、このインパクトドロツ
   プ補正量演算値を、被圧延材の噛込み時に、ワー
   クロール駆動制御系における電流制御器への補正
   用入力信号として与えることを特徴とする可逆圧
   延機の速度制御方法。