JPH0547291B2 - - Google Patents

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JPH0547291B2
JPH0547291B2 JP59044606A JP4460684A JPH0547291B2 JP H0547291 B2 JPH0547291 B2 JP H0547291B2 JP 59044606 A JP59044606 A JP 59044606A JP 4460684 A JP4460684 A JP 4460684A JP H0547291 B2 JPH0547291 B2 JP H0547291B2
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JP
Japan
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rolling
tension
stand
speed
rolled
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP59044606A
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English (en)
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JPS60187417A (ja
Inventor
Furuto Tsucha
Yoshiro Seki
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication of JPH0547291B2 publication Critical patent/JPH0547291B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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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
    • B21B37/48Tension control; Compression control
    • B21B37/52Tension control; Compression control by drive motor control

Landscapes

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は被圧延材を圧延する連続圧延機の制御
装置に係り、特にホツトストリツプミルの粗スタ
ンドやエツジヤー圧延の堅形ロールと水平圧延ス
タンドを有する連続圧延機のスタンド間張力の制
御装置に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
従来のこの種の連続圧延機制御装置において、
特に被圧延材としてフラツト材を張力制御するに
はまず被圧延材が第1のスタンドのみで圧延され
ているときの圧延荷重Pと圧延トルクGとから無
張力状態を検出するとともにそのPとGとを記憶
しておく。次に被圧延材が第1のスタンドと第2
のスタンドで圧延された状態で先に記憶した圧延
荷重Pと圧延トルクGをもとに圧延トルクアーム
G/Pを一定にして第1および第2のスタンド間
の張力が無張力となるように制御している。この
場合、圧延トルクアームG/Pを一定にするにあ
たつては被圧延材がフラツト材なので、単に駆動
電動機の電圧、電流、速度の関数としてトルクを
扱つており、圧延荷重、ロールと被圧延材との間
のギヤツプ変動を考慮する必要がなかつた。
しかし差厚バー材を被圧延材として張力制御す
る場合、材料の厚みが刻々と変動するため、前述
したように第1のスタンドと第2のスタンドで圧
延された状態で圧延トルクアームG/Pが一定に
なるようにしても無張力制御を行なうことは困難
である。
〔発明の目的〕
本発明は上記のような事情に鑑みてなされたも
ので、圧延機のスタンド間張力を厚み制御圧延を
行ないながら常時適切な値(無張力又は微少値)
に自動的に制御することができる連続圧延機制御
装置を提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
本発明はかかる目的を達成するため、連続圧延
制御装置を次のように構成したことを特徴として
いる。即ち、被圧延材を圧延する水平圧延ロール
と、この圧延ロールを回転駆動する電動機と、こ
の電動機の回転速度を制御する速度制御装置とか
ら構成される第1の圧延スタンドと、垂直圧延ロ
ールと、このロールを回転駆動する電動機と、こ
の電動機の回転速度を制御する速度制御装置とか
ら構成される第2の圧延スタンドとを備えた連続
圧延機において、前記第1および第2の圧延スタ
ンド側の各電動機の電圧および電流を検出する第
1の検出系と、前記第1および第2の圧延スタン
ド側の各電動機の回転速度又は回転加速度を検出
する第2の検出系と、前記水平圧延ロールおよび
垂直圧延ロールの圧延荷重をそれぞれ検出する第
3の検出系と、被圧延材の進行方向位置に対する
材料の厚さを検出する第4の検出系と、前記第1
および第2の圧延スタンド側の各電動機の速度設
定を行なう電動機速度設定系と、前記第1、第
2、第3、第4の検出系からの出力に基づき前記
第1の圧延スタンドの圧延ロール周速を補正する
演算処理装置とから成り、この演算処理装置は前
記第1、第2、第3、第4の検出系から被圧延材
が前記第1の圧延スタンドのみで圧延されている
無張力状態のとき入力される各検出信号をもとに
前記第1の圧延スタンドの圧延トルク、圧延荷重
及び材料厚みを演算し記憶する手段、前記第1、
第2、第3、第4の検出系から被圧延材が前記第
2の圧延スタンドに噛み込まれ張力が発生した状
態のとき入力される各検出信号をもとに前記第1
の圧延スタンドの圧延トルク、圧延荷重、材料厚
みを演算するとともに前記記憶手段により記憶さ
れている前記第1の圧延スタンドの無張力状態に
おける圧延トルク、圧延荷重、材料厚みの記憶値
並びに前記張力発生状態にあるときの圧延トル
ク、圧延荷重、材料厚みにもとづき前記第1およ
び第2の圧延スタンド間の張力を求める演算手
段、この演算手段により求められる張力が目標張
力となるように前記第1の圧延スタンドの電動機
速度設定系に圧延ロール周速を補正すべく補正信
号を出力する手段を備えたものである。
まず本発明の実施例を説明する前に第1図によ
り本発明の原理を説明する。
第1図は2台の圧延スタンド1,2から成る圧
延スタンド系を示している。今、材料が図示矢印
3で示されるように第1の圧延スタンド1のみで
圧延中に第1の圧延スタンド1の圧延荷重P10
圧延トルクG10、材料先端部の厚みh1を検出し、
これを記憶する。このとき被圧延材は無張力状態
である。つぎに圧延機が図示矢印で示される如く
第1の圧延スタンド1と第2の圧延スタンド2に
股がつて圧延されている状態では一般に第1の圧
延スタンドと第2の圧延スタンド間に張力が働
く。このとき第1の圧延スタンド1の圧延荷重
P1と圧延トルクG1を検出する。そして第1の圧
延スタンドの電動機速度を次式にて示す如くロー
ル速度修正量ΔN1だけ修正して第1の圧延スタ
ンド1と第2の圧延スタンド2間の張力が無張力
状態となるように制御する。
ΔN1=g1〔G10/P10・{P1+(∂P/∂h1)・Δh1}−
{G1+(∂G/∂h1)・Δh1}−G1t〕……(1) 但し、g1は比例+積分+微分演算によつて得ら
れる係数である。また、Pは第2図の長さlの位
置が第1の圧延スタンドにあるときの圧延荷重、
Gは第2図の長さlの位置が第1の圧延スタンド
にあるときの圧延トルクである。
ここで、上記(1)式が導出されるまでの過程につ
いて説明する。
まず、無張力状態、つまり材料が第1図の矢印
3の圧延状態での無張力圧延トルクG10と無張力
圧延荷重P10の関係は G10=A10・P10 ……(A) で示される。なお、A10はこの状態のときのトル
クアームである。
次に第2の圧延スタンドが圧延しているときの
第1及び第2の圧延スタンド間の張力は第1の圧
延スタンドの前方張力t1として作用するので、こ
のときの圧延トルクと圧延荷重は G1=G10−γ1t1 ……(B) P1=P10−α1t1 ……(C) となる。但し、γ1、α1は係数である。
一方、微小変化が発生した状態で考えると (G1+ΔG1) =(A1+ΔA10)・(P1+ΔP1) ……(D) となる。
上記(B)、(C)、(D)式より、前方張力t1によつて第
1の圧延スタンドの圧延トルクと圧延荷重が各々
ΔG1、ΔP1だけ変動することが分かる。
従つて、上記(B)、(C)は G1=G1+ΔG10 ……(E) P1=P1+ΔP10 ……(F) となる。この場合、(A)式の無張力状態と(D)式を一
致させるためにはトルクアーム(A10+ΔA10)が
A10と同一にすることが必要である。
任意の圧延時のトルクアームは、A1=G1/P1
であり、(A)、(D)式より、 (A1+ΔA10)−A1={(G1+ΔG1)/(P1+ΔP1)}
−G10/P10 ∴ ΔA1={(G1+ΔG1)/(P1+ΔP1)}−G10/P
10……(G) ΔA1=0とするには (G1+ΔG1)/(P1+ΔP1)=G10/P10 G10(P1+ΔP1)−P10(G1+ΔG1)=0 ……(H) となるように速度をΔN1変化させる必要がある。
このとき、あるゲインg1を掛けて速度を変化さ
せるので、(H)式をP10で割つてΔN1を求めると、 ΔN1=g1{(G10/P10)(P1+ΔP1)−(G1+ΔG1)}
……(I) となる。
一方、ΔP1、ΔG1は第1の圧延スタンドの出側
厚みh1にて表すと、 ΔP1=(∂P/∂h1)・Δh1 ……(J) ΔG1=(∂G/∂h1)・Δh1 ……(K) にて示される。
よつて、(I)式は ΔN1=g1[(G10/P10)・{P1+(∂P/∂h1)・2h1
−{G1+(∂G/∂h1)・Δh1}]……(L) となる。
ここでは無張力状態を考えたが一般式とするた
め、G1tという目標張力に対応する第1の圧延ス
タンドのトルクを導入すると、(1)式が導出され
る。
従つて、第2の圧延スタンドの圧下条件によつ
て第1の圧延スタンドと第2の圧延スタンド間の
張力が変動しても、第2の圧延スタンドの圧下条
件は全て第1の圧延スタンドと第2の圧延スタン
ド間の張力に集約されると考えられるので、第2
の圧延スタンドの圧下条件、速度そのものは(1)式
に表れない。
また、Δh1=h1−hcalは第2図に示す位置関係
より求めることができる。
hcal=h2−h1/l2−l1(l−l1)+h1 にて与えられ Δh1=h1−h2/l1−l2(l−l1) ……(2) である。
∂P/∂h1、∂G/∂h1は各々材料厚み等にて圧延荷重
、 圧延トルクの偏微分係数のテーパ状の被圧延材に
対してあらかじめその変化率により設定を行なつ
ておく。
また(1)式において、G1tはG1t=0の場合、無張
力を示し、零でない場合は目標張力に対応する第
1の圧延スタンドのトルクを示す。
〔発明の実施例〕
以下本発明の一実施例を第3図を参照して説明
する。第3図において、6は水平ロール、7はこ
の水平ロール6に適宜離間して設けられた垂直ロ
ール、また8は水平ロール6を回転駆動する電動
機、9は垂直ロール7を回転駆動する電動機であ
る。10,11は電動機8,9の回転速度を検出
する速度検出器、12,13は電動機8,9の回
転速度を制御する速度制御装置である。ここで、
水平ロール6、電動機8、速度制御装置12は第
1の圧延スタンドを構成しており、また垂直ロー
ル7、電動機9、速度制御装置13は第2の圧延
スタンドを構成している。14は速度基準値
REF1と詳細を後述するロール速度修正量ΔN1
を加算し、その加算値を第1の圧延スタンド側の
速度制御装置12に加える速度加算器である。他
方、15,16は水平ロール6、垂直ロール7に
取付けられた圧延荷重計、17は被圧延材の位置
をロール回転より求める位置検出器、19はこの
位置検出器17により検出された被圧延材の位置
検出信号をもとに演算し前記(2)式によりΔh1を求
めるギヤツプ演算処理装置である。18は圧延荷
重計15,16により検出された圧延荷重検出信
号、ギヤツプ演算処理装置19により求められた
材料厚さΔh1、速度検出器10,11により検出
された電動機8,9の回転速度信号および図示し
ていないが電動機8,9の電圧および電流の検出
信号がそれぞれ入力される演算処理装置で、この
演算処理装置18は次のような演算処理を行なう
ものである。すなわち、この演算処理装置18は
被圧延材が第1の圧延スタンドのみで圧延されて
いる無張力状態のとき入力される各検出信号をも
とに第1の圧延スタンドの圧延トルク、圧延荷重
及び材料厚みを演算しこれを記憶しておき、次に
被圧延材が第2の圧延スタンドに噛み込まれ張力
が発生した状態のとき入力される各検出信号をも
とに第1の圧延スタンドの圧延トルク、圧延荷
重、材料厚みを演算するとともに無張力状態のと
きに記憶した圧延トルク、圧延荷重、材料厚みを
もとに第1および第2の圧延スタンド間の張力を
求め、この張力が目標張力となるように圧延ロー
ル周速を補正すべく補正信号ΔN1を速度加算器
14に加え速度基準値REF1を補正するものであ
る。
次に上記のように構成された連続圧延機制御装
置の作用について述べる。連続圧延機制御装置の
運転時において、圧延荷重計15,16により検
出された検出信号、速度検出器10,11により
検出された電動機8,9の回転速度、図示してい
ない検出系によつて検出された電動機8,9の電
圧および電流が演算処理装置18に入力され、ま
た位置検出器17により検出された被圧延材の位
置検出信号がギヤツプ演算処理装置19に入力さ
れると、演算処理装置18ではこれらの各入力信
号をもとに次式に示すような圧延トルクが計算さ
れる。
G=K1・V−IR/NI−K2・dN/dt−(K3N+K4)+(
∂P/∂h1)Δh1……(3) ここで、Rは電機子抵抗であり、K1、K2
K3、K4は定数である。
また、ギヤツプ演算処理装置19では(2)式によ
りΔh1を求める。
したがつて、まず被圧延材が第1のスタンドの
みで圧延されている状態にあるときの各入力信号
をもとに求められた圧延荷重P10と圧延トルクG10
および被圧延材の先端部の厚みh1を記憶してお
き、次に被圧延材が第1のスタンドと第2のスタ
ンドにて圧延される状態になると、上記記憶値と
そのときの各入力信号をもとに、前記(1)式により
ΔN1を演算し、これを第1のスタンドの速度修
正量として電動機8の速度基準値を修正すること
により、被圧延材を無張力状態とすることができ
る。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明によれば、圧延機のス
タンド間張力を厚み制御圧延を行ないながら常時
適切な値(無張力又は微少値)に自動的に制御す
ることができるので、差厚バー(例えばテーパ
材)の如き被圧延材であつても高品質の圧延を達
成し得る連続圧延機制御装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理を説明するための概略構
成図、第2図は被圧延材としてテーパ材を圧延す
る場合の材料の位置と厚みとの関係の説明図、第
3図は本発明による連続圧延機制御装置の一実施
例を示す構成図である。 1,2……第1、第2の圧延スタンド、3,4
……圧延状態、5……材料、6……水平ロール、
7……垂直ロール、8,9……電動機、10,1
1……速度検出器、12,13……速度制御装
置、14……加算器、15,16……圧延荷重
計、17……材料位置検出器、18……演算処理
装置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 被圧延材を圧延する水平圧延ロール、この水
    平圧延ロールを回転駆動する電動機およびこの電
    動機の回転速度を制御する速度制御装置から構成
    される第1の圧延スタンドと、垂直圧延ロール、
    この垂直圧延ロールを回転駆動する電動機および
    この電動機の回転速度を制御する速度制御装置か
    ら構成される第2の圧延スタンドとを備えた連続
    圧延機において、前記第1および第2の圧延スタ
    ンド側の各電動機の電圧および電流を検出する第
    1の検出系と、前記各電動機の回転速度又は回転
    加速度を検出する第2の検出系と、前記水平圧延
    ロールおよび垂直圧延ロールの圧延荷重を検出す
    る第3の検出系と、被圧延材の進行方向位置に対
    する材料の厚さを検出する第4の検出系と、前記
    各電動機の速度設定を行なう電動機速度設定系
    と、前記第1乃至第4の検出系からの出力に基づ
    き前記第1の圧延スタンドの圧延ロール周速を補
    正する演算処理装置とから成り、この演算処理装
    置は前記第1乃至第4の検出系から被圧延材が前
    記第1の圧延スタンドのみで圧延されている無張
    力状態のとき入力される各検出信号をもとに前記
    第1の圧延スタンドの圧延トルク、圧延荷重およ
    び材料厚みを演算し記憶する手段、前記第1乃至
    第4の検出系から被圧延材が前記第2の圧延スタ
    ンドに噛み込まれて張力が発生した状態のとき入
    力される各検出信号をもとに前記第1の圧延スタ
    ンドの圧延トルク、圧延荷重、材料厚みを演算し
    て求めるとともに前記記憶手段により記憶されて
    いる前記第1の圧延スタンドの無張力状態のとき
    のそれらの各値にもとづいて前記第1および第2
    の圧延スタンド間の張力を求める演算手段、この
    演算手段により求められる張力が目標張力となる
    ように前記第1の圧延スタンドの電動機速度設定
    系に圧延ロール周速を修正すべく修正信号を出力
    する手段を備えたことを特徴とする連続圧延制御
    装置。
JP59044606A 1984-03-08 1984-03-08 連続圧延機制御装置 Granted JPS60187417A (ja)

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JPS60187417A JPS60187417A (ja) 1985-09-24
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