JPH0569021A - 圧延機の制御方法および装置 - Google Patents
圧延機の制御方法および装置Info
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- JPH0569021A JPH0569021A JP3229099A JP22909991A JPH0569021A JP H0569021 A JPH0569021 A JP H0569021A JP 3229099 A JP3229099 A JP 3229099A JP 22909991 A JP22909991 A JP 22909991A JP H0569021 A JPH0569021 A JP H0569021A
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- Japan
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- plate thickness
- rolling
- side plate
- rolling mill
- thickness
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- Control Of Metal Rolling (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 常に良好な制御状態を維持するとともに、板
厚精度の向上を図り得る圧延機の制御方法および制御装
置を提供する。 【構成】 圧延実績値検出手段６，９，８，７はそれぞ
れ圧延機の入側板厚、圧延荷重、前方張力および後方張
力を検出する。板厚遅延装置１０は検出した入側板厚
を、圧延機のロールバイト入口までの移送時間だけ遅延
させ圧延機の入側板厚として出力する。出側板厚演算装
置１１はロールギャップ操作量、圧延荷重に基づき出側
板厚を演算する。塑性係数推定装置１２は圧延荷重、前
方張力および後方張力、遅延させた入側板厚、ならびに
演算した出側板厚とに基づいて塑性係数を推定する。板
厚制御装置５は推定した塑性係数を用いて制御ゲインの
決定および／またはロールギャップ操作量の演算をす
る。
厚精度の向上を図り得る圧延機の制御方法および制御装
置を提供する。 【構成】 圧延実績値検出手段６，９，８，７はそれぞ
れ圧延機の入側板厚、圧延荷重、前方張力および後方張
力を検出する。板厚遅延装置１０は検出した入側板厚
を、圧延機のロールバイト入口までの移送時間だけ遅延
させ圧延機の入側板厚として出力する。出側板厚演算装
置１１はロールギャップ操作量、圧延荷重に基づき出側
板厚を演算する。塑性係数推定装置１２は圧延荷重、前
方張力および後方張力、遅延させた入側板厚、ならびに
演算した出側板厚とに基づいて塑性係数を推定する。板
厚制御装置５は推定した塑性係数を用いて制御ゲインの
決定および／またはロールギャップ操作量の演算をす
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、圧延材の塑性係数を用
いて制御ゲインの決定および／またはロールギャップ操
作量の演算をする圧延機の制御に係り、特に、圧延中の
圧延材の塑性係数の推定に関する。
いて制御ゲインの決定および／またはロールギャップ操
作量の演算をする圧延機の制御に係り、特に、圧延中の
圧延材の塑性係数の推定に関する。
【０００２】
【従来の技術】圧延材の塑性係数を用いて制御ゲインの
決定およびロールギャップ操作量の演算をする従来の圧
延機の制御装置として図２に示すものがあった。
決定およびロールギャップ操作量の演算をする従来の圧
延機の制御装置として図２に示すものがあった。
【０００３】同図において、圧延材１を圧延する一対の
ワークロール２の外側に、一対のバックアップロール３
が配置され、圧下制御装置４がバックアップロール３に
圧下力を作用させて上下ワークロール間のロールギャッ
プを制御するようになっている。
ワークロール２の外側に、一対のバックアップロール３
が配置され、圧下制御装置４がバックアップロール３に
圧下力を作用させて上下ワークロール間のロールギャッ
プを制御するようになっている。
【０００４】一方、圧延機の入側に厚み計６が設置さ
れ、入側板厚検出値を第１の板厚制御装置（以下、単に
板厚制御装置という）13に加えている。この板厚制御装
置13は入側板厚の変化を極力ゼロに減少させるようなロ
ールギャップ操作量を演算して圧下制御装置４に加え
る。
れ、入側板厚検出値を第１の板厚制御装置（以下、単に
板厚制御装置という）13に加えている。この板厚制御装
置13は入側板厚の変化を極力ゼロに減少させるようなロ
ールギャップ操作量を演算して圧下制御装置４に加え
る。
【０００５】また、圧延荷重を検出する荷重検出器９が
設けられ、圧延荷重検出値を第２の板厚制御装置（以
下、単に板厚制御装置という）14に加えている。この板
厚制御装置14は検出された圧延荷重と圧下制御装置４の
ロールギャップ実績値とに基いて圧延機の出側板厚を演
算し、予め定めた目標板厚になるようなロールギャップ
操作量を演算して圧下制御装置４に加える。
設けられ、圧延荷重検出値を第２の板厚制御装置（以
下、単に板厚制御装置という）14に加えている。この板
厚制御装置14は検出された圧延荷重と圧下制御装置４の
ロールギャップ実績値とに基いて圧延機の出側板厚を演
算し、予め定めた目標板厚になるようなロールギャップ
操作量を演算して圧下制御装置４に加える。
【０００６】圧下制御装置４は二つのロールギャップ操
作量の差を求め、その差に対応してバックアップロール
３を操作する。これによって、圧延機出側板厚を所定の
値に制御することができる。
作量の差を求め、その差に対応してバックアップロール
３を操作する。これによって、圧延機出側板厚を所定の
値に制御することができる。
【０００７】この板厚制御装置を含む制御系をブロック
図で示すと図３のようになる。なお、このブロック図は
ある定常状態からの変化量で表している。同図中のブロ
ック15，16，17はそれぞれプロセスを表している。すな
わち、ブロック15は入側板厚変化量ΔＨと出側板厚変化
量Δｈとの間の伝達関数であり、同様に、ブロック16は
ロールギャップ変化量ΔＳと出側板厚変化量Δｈとの間
の伝達関数で、ブロック17はロールギャップ変化量ΔＨ
と圧延荷重変化量ΔＰとの間の伝達関数である。
図で示すと図３のようになる。なお、このブロック図は
ある定常状態からの変化量で表している。同図中のブロ
ック15，16，17はそれぞれプロセスを表している。すな
わち、ブロック15は入側板厚変化量ΔＨと出側板厚変化
量Δｈとの間の伝達関数であり、同様に、ブロック16は
ロールギャップ変化量ΔＳと出側板厚変化量Δｈとの間
の伝達関数で、ブロック17はロールギャップ変化量ΔＨ
と圧延荷重変化量ΔＰとの間の伝達関数である。
【０００８】一方、破線で囲んだように、ブロック13a
とブロック13b とを併せたものが板厚制御装置13に対応
し、ブロック14a とブロック14b とを併せたものが板厚
制御装置14に対応している。
とブロック13b とを併せたものが板厚制御装置13に対応
し、ブロック14a とブロック14b とを併せたものが板厚
制御装置14に対応している。
【０００９】このうち、ブロック13a は遅延回路になっ
ており、厚み計６で検出された入側板厚の偏差ΔＨ
M を、厚み計６の設置位置から圧延機ロールバイト入口
までの移送時間だけ遅延させて圧延機入側板厚変化量と
して出力し、もう一つのブロック13b はこの圧延機入側
板厚変化量をロールギャップ操作量に変換して圧下制御
装置４に加える。
ており、厚み計６で検出された入側板厚の偏差ΔＨ
M を、厚み計６の設置位置から圧延機ロールバイト入口
までの移送時間だけ遅延させて圧延機入側板厚変化量と
して出力し、もう一つのブロック13b はこの圧延機入側
板厚変化量をロールギャップ操作量に変換して圧下制御
装置４に加える。
【００１０】また、ブロック14a には圧延荷重変化量Δ
Ｐが加えられ、ここで、ミルの伸び量に変換される。こ
のミルの伸び量はロールギャップ変化量ΔＳと加算さ
れ、出側板厚変化量検出値ΔｈG となる。この出側板厚
変化量検出値ΔｈG は出側板厚変化量目標値ΔｈREF と
比較され、その差がブロック14b に加えられる。ブロッ
ク14b はこの差からロールギャップ操作量を演算して圧
下制御装置４に加える。
Ｐが加えられ、ここで、ミルの伸び量に変換される。こ
のミルの伸び量はロールギャップ変化量ΔＳと加算さ
れ、出側板厚変化量検出値ΔｈG となる。この出側板厚
変化量検出値ΔｈG は出側板厚変化量目標値ΔｈREF と
比較され、その差がブロック14b に加えられる。ブロッ
ク14b はこの差からロールギャップ操作量を演算して圧
下制御装置４に加える。
【００１１】ただし、図３の各ブロック内の記号のう
ち、Ｑは圧延材の塑性係数、Ｍはミル定数、ＱE は圧延
材の塑性係数推定値、ＭE はミル定数推定値、ＫF はゲ
イン、αは定数、ＫP は比例ゲイン、ＫI は積分ゲイ
ン、Ｓはラプラス演算子をそれぞれ表している。
ち、Ｑは圧延材の塑性係数、Ｍはミル定数、ＱE は圧延
材の塑性係数推定値、ＭE はミル定数推定値、ＫF はゲ
イン、αは定数、ＫP は比例ゲイン、ＫI は積分ゲイ
ン、Ｓはラプラス演算子をそれぞれ表している。
【００１２】ところで、ブロック13b に設定するＫF ・
ＱE ／ＭE は、入側板厚変化による出側板厚の変化を打
ち消すロールギャップ操作量を求める関係式より得られ
る。すなわち、
ＱE ／ＭE は、入側板厚変化による出側板厚の変化を打
ち消すロールギャップ操作量を求める関係式より得られ
る。すなわち、
【００１３】
【数１】 が得られる。
【００１４】この(2) 式中のＱおよびＭをそれぞれの推
定値ＱE およびＭE とし、調整用のゲインＫF を付加し
たものがブロック13b の内容になっている。従って、推
定値ＱE およびＭE を実際の塑性係数Ｑおよびミル定数
Ｍに等しくすれば係数ＫF ＝１．０とすることにより正
しいロールギャップ操作量が得られる。このように入側
板厚の偏差ΔＨM から直接ロールギャップ操作量を演算
するためのＱE 、ＭE を、それぞれロールギャップ操作
量を決定するための推定塑性係数、推定ミル定数とい
う。
定値ＱE およびＭE とし、調整用のゲインＫF を付加し
たものがブロック13b の内容になっている。従って、推
定値ＱE およびＭE を実際の塑性係数Ｑおよびミル定数
Ｍに等しくすれば係数ＫF ＝１．０とすることにより正
しいロールギャップ操作量が得られる。このように入側
板厚の偏差ΔＨM から直接ロールギャップ操作量を演算
するためのＱE 、ＭE を、それぞれロールギャップ操作
量を決定するための推定塑性係数、推定ミル定数とい
う。
【００１５】また、ブロック14b は比例・積分制御部で
あり、ここに設定される（ＭE ＋ＱE ）／ＭE は板厚偏
差をロールギャップ設定誤差に変換する係数である。比
例ゲインＫI はこの係数を考慮して板厚制御系で所定の
応答が得られるように設定される。このようなフィード
バック制御系において最適な制御ゲインの決定に関与す
るＱE 、ＭE を、制御ゲインの決定に用いられる推定塑
性係数、推定ミル定数という。
あり、ここに設定される（ＭE ＋ＱE ）／ＭE は板厚偏
差をロールギャップ設定誤差に変換する係数である。比
例ゲインＫI はこの係数を考慮して板厚制御系で所定の
応答が得られるように設定される。このようなフィード
バック制御系において最適な制御ゲインの決定に関与す
るＱE 、ＭE を、制御ゲインの決定に用いられる推定塑
性係数、推定ミル定数という。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、板厚
制御装置13によるロールギャップ操作量は圧延材の塑性
係数Ｑおよびミル定数Ｍの各推定値ＱE およびＭE に直
接関係しており、板厚制御装置13の制御精度はこれら推
定値の推定精度で決定される。また、板厚制御装置14の
制御応答も圧延材の塑性係数Ｑおよびミル定数Ｍの各推
定値ＱE 及びＭE に関係しており、板厚制御装置14の制
御性能はこれら推定値の推定精度に依存している。
制御装置13によるロールギャップ操作量は圧延材の塑性
係数Ｑおよびミル定数Ｍの各推定値ＱE およびＭE に直
接関係しており、板厚制御装置13の制御精度はこれら推
定値の推定精度で決定される。また、板厚制御装置14の
制御応答も圧延材の塑性係数Ｑおよびミル定数Ｍの各推
定値ＱE 及びＭE に関係しており、板厚制御装置14の制
御性能はこれら推定値の推定精度に依存している。
【００１７】従来、この推定塑性係数ＱE および推定ミ
ル定数ＭE は、圧延を開始する前に目標とする圧延状態
に対応した計算式等を用いて推定し、その推定値を設定
するのが一般的であった。
ル定数ＭE は、圧延を開始する前に目標とする圧延状態
に対応した計算式等を用いて推定し、その推定値を設定
するのが一般的であった。
【００１８】この推定塑性係数ＱE および推定ミル定数
ＭE のうち、推定ミル定数ＭE は対象とする圧延機の圧
延状態を測定し、その測定結果に基いて作成した計算式
等によりかなり正確に推定することができ、圧延開始前
に一度計算する従来の方法でもあまり問題はなかった。
ＭE のうち、推定ミル定数ＭE は対象とする圧延機の圧
延状態を測定し、その測定結果に基いて作成した計算式
等によりかなり正確に推定することができ、圧延開始前
に一度計算する従来の方法でもあまり問題はなかった。
【００１９】しかし、推定塑性係数ＱE はその時の圧延
状態、例えば、圧延材の変形抵抗、板幅、入側板厚、出
側板厚、ワークロールと圧延材間の摩擦状態等によって
変わることから、圧延開始前に求めた値と、圧延中の値
とが大きく異なる場合があった。このため板厚制御装置
から出力されるロールギャップ操作量が過大あるいは過
小になったり、所定の制御応答が得られず、結果的に板
厚精度が悪化したりすることがあった。
状態、例えば、圧延材の変形抵抗、板幅、入側板厚、出
側板厚、ワークロールと圧延材間の摩擦状態等によって
変わることから、圧延開始前に求めた値と、圧延中の値
とが大きく異なる場合があった。このため板厚制御装置
から出力されるロールギャップ操作量が過大あるいは過
小になったり、所定の制御応答が得られず、結果的に板
厚精度が悪化したりすることがあった。
【００２０】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたもので、圧延実績データを用いて圧延中の塑性係
数を推定し、その推定値を用いて板厚制御のロールギャ
ップ操作量および／または制御ゲインを決定することに
より、常に良好な制御状態を維持すると共に、板厚精度
の向上を図ることのできる圧延機の制御方法および制御
装置を得ることを目的とする。
されたもので、圧延実績データを用いて圧延中の塑性係
数を推定し、その推定値を用いて板厚制御のロールギャ
ップ操作量および／または制御ゲインを決定することに
より、常に良好な制御状態を維持すると共に、板厚精度
の向上を図ることのできる圧延機の制御方法および制御
装置を得ることを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】この発明は、圧延材の塑
性係数を用いて制御ゲインの決定および／またはロール
ギャップ操作量の演算をする圧延機の板厚制御方法にお
いて、前記圧延機の圧延実績値として入側板厚、出側板
厚、圧延荷重、前方張力および後方張力のうち、少なく
とも入側板厚、出側板厚、圧延荷重を検出し、検出され
た前記圧延実績値を予め定めた計算式に代入して前記圧
延材の塑性係数を推定し、前記推定された塑性係数を用
いて前記制御ゲインの決定および／またはロールギャッ
プ操作量の演算をするようにしている。
性係数を用いて制御ゲインの決定および／またはロール
ギャップ操作量の演算をする圧延機の板厚制御方法にお
いて、前記圧延機の圧延実績値として入側板厚、出側板
厚、圧延荷重、前方張力および後方張力のうち、少なく
とも入側板厚、出側板厚、圧延荷重を検出し、検出され
た前記圧延実績値を予め定めた計算式に代入して前記圧
延材の塑性係数を推定し、前記推定された塑性係数を用
いて前記制御ゲインの決定および／またはロールギャッ
プ操作量の演算をするようにしている。
【００２２】圧延実績値として、熱間圧延で圧延荷重、
入側板厚および出側板厚を検出し、冷間圧延で入側板
厚、出側板厚、圧延荷重、前方張力および後方張力を検
出することが望ましい。
入側板厚および出側板厚を検出し、冷間圧延で入側板
厚、出側板厚、圧延荷重、前方張力および後方張力を検
出することが望ましい。
【００２３】もう一つの発明は、圧延材の塑性係数を用
いて制御ゲインの決定および／またはロールギャップ操
作量の演算をする板厚制御装置を有する圧延機の制御装
置において、前記圧延機の入側板厚、圧延荷重、前方張
力および後方張力をそれぞれ検出する圧延実績値検出手
段と、検出された前記入側板厚を、前記圧延機のロール
バイト入口までの移送時間だけ遅延させて前記圧延機の
入側板厚として出力する板厚遅延手段と、前記ロールギ
ャップ操作量、検出された前記圧延荷重に基づいて前記
圧延機の出側板厚を演算する出側板厚演算手段と、前記
圧延実績値検出手段によって検出された前記圧延荷重、
前方張力および後方張力、前記板厚遅延手段によって遅
延させられた入側板厚、ならびに前記出側板厚演算手段
によって演算された出側板厚とに基いて前記塑性係数を
推定する塑性係数演算手段とを備え、前記板厚制御装置
は前記塑性係数演算手段によって推定された塑性係数を
用いて前記制御ゲインの決定および／または前記ロール
ギャップ操作量の演算をするものである。
いて制御ゲインの決定および／またはロールギャップ操
作量の演算をする板厚制御装置を有する圧延機の制御装
置において、前記圧延機の入側板厚、圧延荷重、前方張
力および後方張力をそれぞれ検出する圧延実績値検出手
段と、検出された前記入側板厚を、前記圧延機のロール
バイト入口までの移送時間だけ遅延させて前記圧延機の
入側板厚として出力する板厚遅延手段と、前記ロールギ
ャップ操作量、検出された前記圧延荷重に基づいて前記
圧延機の出側板厚を演算する出側板厚演算手段と、前記
圧延実績値検出手段によって検出された前記圧延荷重、
前方張力および後方張力、前記板厚遅延手段によって遅
延させられた入側板厚、ならびに前記出側板厚演算手段
によって演算された出側板厚とに基いて前記塑性係数を
推定する塑性係数演算手段とを備え、前記板厚制御装置
は前記塑性係数演算手段によって推定された塑性係数を
用いて前記制御ゲインの決定および／または前記ロール
ギャップ操作量の演算をするものである。
【００２４】好ましくは、圧延機の入側板厚を検出する
圧延実績値検出手段として、圧延機の入側に設置した厚
み計を用いる。
圧延実績値検出手段として、圧延機の入側に設置した厚
み計を用いる。
【００２５】また、圧延機の入側板厚を検出する代わり
に、圧延機の上流スタンドの圧延実績データを用いて演
算した上流スタンドの出側板厚を用いることもできる。
に、圧延機の上流スタンドの圧延実績データを用いて演
算した上流スタンドの出側板厚を用いることもできる。
【００２６】
【作用】以下、本発明の原理を説明した後で、作用を説
明する。
明する。
【００２７】圧延機の弾性変形曲線と圧延材の塑性変形
曲線とは図４に示す関係にある。同図中、横軸はロール
ギャップおよび板厚で、縦軸は圧延荷重である。ここ
で、圧延機の弾性変形曲線と、圧延材の塑性変形曲線と
の交点Ａがその時の圧延点であり、ロールギャップ設定
値をＳとして入側板厚がＨであれば、圧延荷重はＰで、
出側板厚はｈとなる。そして、圧延点Ａの近傍における
圧延機の弾性変形曲線の傾きがミル定数Ｍであり、塑性
変形曲線の傾きが塑性係数Ｑである。
曲線とは図４に示す関係にある。同図中、横軸はロール
ギャップおよび板厚で、縦軸は圧延荷重である。ここ
で、圧延機の弾性変形曲線と、圧延材の塑性変形曲線と
の交点Ａがその時の圧延点であり、ロールギャップ設定
値をＳとして入側板厚がＨであれば、圧延荷重はＰで、
出側板厚はｈとなる。そして、圧延点Ａの近傍における
圧延機の弾性変形曲線の傾きがミル定数Ｍであり、塑性
変形曲線の傾きが塑性係数Ｑである。
【００２８】このうち、塑性係数の算出方法は種々ある
が、ここでは、(3)式に示すように、圧延荷重式を出側
板厚で偏微分する方法を用いる。
が、ここでは、(3)式に示すように、圧延荷重式を出側
板厚で偏微分する方法を用いる。
【００２９】
【数２】 このうち、圧延荷重式は一般に次式で表わされる。
【００３０】 Ｐ＝Ｂ・Ｚ・Ｋm ・Ｌd ・Ｑp …(4) ただし Ｂ ：板幅 Ｚ ：張力補正係数 Ｋm ：圧延材の変形抵抗 Ｌd ：接触弧長 Ｑp ：圧下力関数 である。
【００３１】従って、(3) 式に(4) 式を代入して偏微分
すれば次式が得られる。
すれば次式が得られる。
【００３２】
【数３】 ここで、
【００３３】
【数４】 ただし αp ，βp ：定数 ｔf ：前方張力応力 ｔb ：後方張力応力 Ｒd ：偏平ロール半径 Ｒ ：ワークロール半径 ｃ ：定数 である。
【００３４】上記変形抵抗Ｋm と圧下力関数Ｑp を求め
る計算式は、冷間圧延と熱間圧延とで異なる。そこで、
冷間圧延と熱間圧延の双方についてその計算式を示す。 (a) 冷間圧延の場合
る計算式は、冷間圧延と熱間圧延とで異なる。そこで、
冷間圧延と熱間圧延の双方についてその計算式を示す。 (a) 冷間圧延の場合
【００３５】
【数５】
【００３６】
【数６】 Ｋ ：鋼種によって決まる定数 ε2 ：出側板歪 ε1 ：入側板歪 εd ：歪速度 ｎ ：加工硬化指数 ｍ ：歪速度依存指数 Ｈo ：元板厚 Ｅ0 ，Ｅ1 ，Ｅ2 ，Ｅ3 ，Ｅ4：定数 μ ：摩擦係数 ｒ ：圧下率 である。 (b) 熱間圧延の場合
【００３７】
【数７】 だだし Ａ ：定数 Ｔ ：圧延材温度 ａp ，ｂp ，ｃp ：定数 ｈm ：平均板厚 である。
【００３８】しかして、(5) 式の右辺の各偏微分係数の
計算式は、冷間圧延の場合(6),(8)〜(15)式を用いて導
出でき、熱間圧延の場合には(6),(8),(9) および(16)〜
(19)式を用いて導出できる。導出した偏微分係数の計算
式と、前述の冷間圧延、熱間圧延それぞれの関係式に圧
延実績データを代入演算し、その結果を(5) 式に代入す
ることによって圧延中の塑性係数Ｑを推定することがで
きる。
計算式は、冷間圧延の場合(6),(8)〜(15)式を用いて導
出でき、熱間圧延の場合には(6),(8),(9) および(16)〜
(19)式を用いて導出できる。導出した偏微分係数の計算
式と、前述の冷間圧延、熱間圧延それぞれの関係式に圧
延実績データを代入演算し、その結果を(5) 式に代入す
ることによって圧延中の塑性係数Ｑを推定することがで
きる。
【００３９】因みに、熱間圧延の場合を例として、その
計算手順を示すと図５のようになる。すなわち、ステッ
プ20で圧延実績データを読込む。この圧延実績データは
入側板厚Ｈ、出側板厚ｈ、圧延荷重Ｐ、前方張力ｔf 、
後方張力ｔb である。入側板厚Ｈは当該圧延機の入側に
設置した厚み計で検出した板厚、あるいは、当該圧延機
の前段スタンドの圧延荷重やロールギャップなどの圧延
実績データから演算して得られるゲージメータ板厚を当
該圧延機のロールバイト入口までの移送時間だけ遅延さ
せることによって得られる。また、圧延機出側板厚はそ
の圧延荷重やロールギャップ等の実績データから演算し
たゲージメータ板厚を用いればよく、前方張力、後方張
力はそれぞれ検出器で容易に検出することができる。板
幅Ｂも時々刻々検出した実績データを用いることができ
るが、実績データを用いることの効果が少ないため、ワ
ークロールの半径と同様に定数とする。
計算手順を示すと図５のようになる。すなわち、ステッ
プ20で圧延実績データを読込む。この圧延実績データは
入側板厚Ｈ、出側板厚ｈ、圧延荷重Ｐ、前方張力ｔf 、
後方張力ｔb である。入側板厚Ｈは当該圧延機の入側に
設置した厚み計で検出した板厚、あるいは、当該圧延機
の前段スタンドの圧延荷重やロールギャップなどの圧延
実績データから演算して得られるゲージメータ板厚を当
該圧延機のロールバイト入口までの移送時間だけ遅延さ
せることによって得られる。また、圧延機出側板厚はそ
の圧延荷重やロールギャップ等の実績データから演算し
たゲージメータ板厚を用いればよく、前方張力、後方張
力はそれぞれ検出器で容易に検出することができる。板
幅Ｂも時々刻々検出した実績データを用いることができ
るが、実績データを用いることの効果が少ないため、ワ
ークロールの半径と同様に定数とする。
【００４０】そして、ステップ21にて、圧延荷重Ｐ、入
側板厚Ｈ、出側板厚ｈを(9) 式に代入し偏平ロール半径
Ｒd を計算する。続いて、ステップ22でこの偏平ロール
半径Ｒd 、入側板厚Ｈ、出側板厚ｈを(8) 式に代入して
接触弧長Ｌd を求める。次に、ステップ23では(18),(1
9) 式を用いて圧下力関数Ｑp を計算する。続いて、ス
テップ24では実績データである圧延荷重Ｐ、前方張力ｔ
f 、後方張力ｔb と、ステップ22,23 で求めた接触長Ｌ
d 、圧下力関数Ｑp とを下記(20)式に代入して変形抵抗
Ｋm を求める。
側板厚Ｈ、出側板厚ｈを(9) 式に代入し偏平ロール半径
Ｒd を計算する。続いて、ステップ22でこの偏平ロール
半径Ｒd 、入側板厚Ｈ、出側板厚ｈを(8) 式に代入して
接触弧長Ｌd を求める。次に、ステップ23では(18),(1
9) 式を用いて圧下力関数Ｑp を計算する。続いて、ス
テップ24では実績データである圧延荷重Ｐ、前方張力ｔ
f 、後方張力ｔb と、ステップ22,23 で求めた接触長Ｌ
d 、圧下力関数Ｑp とを下記(20)式に代入して変形抵抗
Ｋm を求める。
【００４１】
【数８】 次に、ステップ25では(6) 式により張力補正係数Ｚを求
め、ステップ26では実績データおよび上記各ステップで
求めた値に基いて、
め、ステップ26では実績データおよび上記各ステップで
求めた値に基いて、
【数９】 を演算する。続いて、ステップ27では(5) 式に実績デー
タおよび上記各ステップで求めた値を代入して塑性係数
推定値ＱE を求める。
タおよび上記各ステップで求めた値を代入して塑性係数
推定値ＱE を求める。
【００４２】なお、熱間圧延では歪の変化による変形抵
抗の変化は小さく、(5) 式右辺の第１項、および第２項
は無視しても実用上、推定精度は十分である。従って、
推定に用いる実績データとして、少なくとも入側板厚、
出側板厚および圧延荷重があればよい。
抗の変化は小さく、(5) 式右辺の第１項、および第２項
は無視しても実用上、推定精度は十分である。従って、
推定に用いる実績データとして、少なくとも入側板厚、
出側板厚および圧延荷重があればよい。
【００４３】そこで、本発明においては、圧延機の圧延
実績値として入側板厚、出側板厚、圧延荷重、前方張力
および後方張力のうち、少なくとも入側板厚、出側板
厚、圧延荷重を検出し、これらの圧延実績値を予め定め
た計算式に代入して圧延材の塑性係数を推定し、推定さ
れた塑性係数を用いて制御ゲインの決定および／または
ロールギャップ操作量の演算している。
実績値として入側板厚、出側板厚、圧延荷重、前方張力
および後方張力のうち、少なくとも入側板厚、出側板
厚、圧延荷重を検出し、これらの圧延実績値を予め定め
た計算式に代入して圧延材の塑性係数を推定し、推定さ
れた塑性係数を用いて制御ゲインの決定および／または
ロールギャップ操作量の演算している。
【００４４】この場合、熱間圧延で圧延荷重、入側板厚
および出側板厚を検出し、冷間圧延で入側板厚、出側板
厚、圧延荷重、前方張力および後方張力を検出すること
により、それぞれ実用的に十分な精度の塑性係数が推定
できる。
および出側板厚を検出し、冷間圧延で入側板厚、出側板
厚、圧延荷重、前方張力および後方張力を検出すること
により、それぞれ実用的に十分な精度の塑性係数が推定
できる。
【００４５】もう一つの発明においては、圧延機の入側
板厚、圧延荷重、前方張力および後方張力をそれぞれ検
出すると共に、検出された入側板厚を、前記圧延機のロ
ールバイト入口までの移送時間だけ遅延させて圧延機の
入側板厚を得る一方、ロールギャップ操作量、検出され
た前記圧延荷重に基づいて圧延機の出側板厚を演算し、
さらに、検出された圧延荷重、前方張力および後方張
力、遅延させられた入側板厚、ならびに演算された出側
板厚とに基いて塑性係数を推定して制御ゲインの決定お
よび／またはロールギャップ操作量の演算をするように
したので、上述したと同様な効果が得られる。
板厚、圧延荷重、前方張力および後方張力をそれぞれ検
出すると共に、検出された入側板厚を、前記圧延機のロ
ールバイト入口までの移送時間だけ遅延させて圧延機の
入側板厚を得る一方、ロールギャップ操作量、検出され
た前記圧延荷重に基づいて圧延機の出側板厚を演算し、
さらに、検出された圧延荷重、前方張力および後方張
力、遅延させられた入側板厚、ならびに演算された出側
板厚とに基いて塑性係数を推定して制御ゲインの決定お
よび／またはロールギャップ操作量の演算をするように
したので、上述したと同様な効果が得られる。
【００４６】
【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例によって詳
細に説明する。図１は本発明の一実施例の構成を示すブ
ロック図であり、特に、冷間圧延に最適な装置を示して
いる。図中、図２と同一の要素には同一の符号を付して
その説明を省略する。ここで、板厚制御装置５は図２中
の板厚制御装置13、14の両方の機能を併せ備えたもの
で、ロールギャップ操作量を演算して圧下制御装置４に
与えるものである。このロールギャップ操作量を求める
ために、圧延材の塑性係数が必要となる。そこで、圧延
実績データを得るべく、圧延機の入側に厚み計６と、後
方張力検出用の張力計７とを設け、圧延機の出側に前方
張力検出用の張力計８を設ける一方、圧延荷重を検出す
るための荷重検出器９を設けている。このうち、厚み計
６によって検出された入側板厚は板厚遅延装置10に加え
られる。この板厚遅延装置10は厚み計６から圧延機のロ
ールバイト入口までの圧延材移送時間だけ板厚検出値を
遅延させ、これを圧延機の入側板厚Ｈとして出力する。
また、張力計８によつて検出された前方張力ｔf と、圧
下制御装置４で演算されたロールギャップ実績値とに基
いて出側板厚演算装置11が出側板厚ｈを演算する。そこ
で、塑性係数推定装置12は、板厚遅延装置10で遅延せし
められた入側板厚Ｈと、出側板厚演算装置11で演算され
た出側板厚ｈと、荷重検出器９で測定された圧延荷重Ｐ
と、張力計８で測定された前方張力ｔf と、張力計７で
測定された後方張力ｔb とに基いて塑性係数推定値ＱE
を求め、板厚制御装置５に与える構成になっている。
細に説明する。図１は本発明の一実施例の構成を示すブ
ロック図であり、特に、冷間圧延に最適な装置を示して
いる。図中、図２と同一の要素には同一の符号を付して
その説明を省略する。ここで、板厚制御装置５は図２中
の板厚制御装置13、14の両方の機能を併せ備えたもの
で、ロールギャップ操作量を演算して圧下制御装置４に
与えるものである。このロールギャップ操作量を求める
ために、圧延材の塑性係数が必要となる。そこで、圧延
実績データを得るべく、圧延機の入側に厚み計６と、後
方張力検出用の張力計７とを設け、圧延機の出側に前方
張力検出用の張力計８を設ける一方、圧延荷重を検出す
るための荷重検出器９を設けている。このうち、厚み計
６によって検出された入側板厚は板厚遅延装置10に加え
られる。この板厚遅延装置10は厚み計６から圧延機のロ
ールバイト入口までの圧延材移送時間だけ板厚検出値を
遅延させ、これを圧延機の入側板厚Ｈとして出力する。
また、張力計８によつて検出された前方張力ｔf と、圧
下制御装置４で演算されたロールギャップ実績値とに基
いて出側板厚演算装置11が出側板厚ｈを演算する。そこ
で、塑性係数推定装置12は、板厚遅延装置10で遅延せし
められた入側板厚Ｈと、出側板厚演算装置11で演算され
た出側板厚ｈと、荷重検出器９で測定された圧延荷重Ｐ
と、張力計８で測定された前方張力ｔf と、張力計７で
測定された後方張力ｔb とに基いて塑性係数推定値ＱE
を求め、板厚制御装置５に与える構成になっている。
【００４７】この実施例にあっては、塑性係数推定装置
12が図５の計算手順で示した通りの演算を実行して塑性
係数推定値ＱE を求める。板厚制御装置５はこの塑性係
数推定値ＱE を用いてロールギャップの操作量および制
御ゲインを決定する。
12が図５の計算手順で示した通りの演算を実行して塑性
係数推定値ＱE を求める。板厚制御装置５はこの塑性係
数推定値ＱE を用いてロールギャップの操作量および制
御ゲインを決定する。
【００４８】なお、熱間圧延を対象とする場合には、図
１中の張力計７および張力計８を除去し、塑性係数推定
装置12が板厚遅延装置10で遅延せしめられた入側板厚Ｈ
と、出側板厚演算装置11で演算された出側板厚ｈと、荷
重検出器９で測定された圧延荷重Ｐとに基いて塑性係数
推定値ＱE を求めるようにしても、実質的には上記実施
例と同等の制御精度および制御性能が得られる。
１中の張力計７および張力計８を除去し、塑性係数推定
装置12が板厚遅延装置10で遅延せしめられた入側板厚Ｈ
と、出側板厚演算装置11で演算された出側板厚ｈと、荷
重検出器９で測定された圧延荷重Ｐとに基いて塑性係数
推定値ＱE を求めるようにしても、実質的には上記実施
例と同等の制御精度および制御性能が得られる。
【００４９】また、上記実施例では圧延機の入側に厚み
計６を設けて入側板厚を検出したが、この代わりに当該
圧延機の前段スタンドの圧延荷重やロールギャップなど
の圧延実績データから演算して得られるゲージメータ板
厚を用いても上述したと同様な結果が得られる。
計６を設けて入側板厚を検出したが、この代わりに当該
圧延機の前段スタンドの圧延荷重やロールギャップなど
の圧延実績データから演算して得られるゲージメータ板
厚を用いても上述したと同様な結果が得られる。
【００５０】なおまた、上記実施例では塑性係数を用い
て制御ゲインの決定およびロールギャップ操作量の演算
の両方の機能を備えた制御系に適用したが、本発明はこ
れに適用を限定されるものではなく、塑性係数を用いて
制御ゲインを決定するだけの制御系にも、あるいは、塑
性係数を用いてロールギャップ操作量の演算をするだけ
の制御系にも適用できることは明らかである。
て制御ゲインの決定およびロールギャップ操作量の演算
の両方の機能を備えた制御系に適用したが、本発明はこ
れに適用を限定されるものではなく、塑性係数を用いて
制御ゲインを決定するだけの制御系にも、あるいは、塑
性係数を用いてロールギャップ操作量の演算をするだけ
の制御系にも適用できることは明らかである。
【００５１】
【発明の効果】以上の説明によって明らかなようにこの
発明によれば、圧延中、時々刻々変化する圧延材の塑性
係数を推定でき、これを用いて制御ゲインや、ロールギ
ャップ操作量が最適に決定され、これによって板厚精度
を格段に向上させることができる。また、熱間圧延で圧
延荷重、入側板厚および出側板厚のみで塑性係数を演算
することにより、構成の簡易化および演算の単純化が実
現される。さらにまた、実際の厚み計の代わりに前段ス
タンドの圧延実績データから演算によって得られた板厚
を用いることにより、構成の一層の簡易化が実現され
る。
発明によれば、圧延中、時々刻々変化する圧延材の塑性
係数を推定でき、これを用いて制御ゲインや、ロールギ
ャップ操作量が最適に決定され、これによって板厚精度
を格段に向上させることができる。また、熱間圧延で圧
延荷重、入側板厚および出側板厚のみで塑性係数を演算
することにより、構成の簡易化および演算の単純化が実
現される。さらにまた、実際の厚み計の代わりに前段ス
タンドの圧延実績データから演算によって得られた板厚
を用いることにより、構成の一層の簡易化が実現され
る。
【図１】本発明の一実施例の構成を、圧延系統と併せて
示したブロック図。
示したブロック図。
【図２】従来の圧延機の制御装置の構成を、圧延系統と
併せて示したブロック図。
併せて示したブロック図。
【図３】従来の圧延機の制御装置の制御系のブロック
図。
図。
【図４】本発明の原理を説明するために、圧延荷重と、
ロールギャップおよび板厚との関係を示す線図。
ロールギャップおよび板厚との関係を示す線図。
【図５】本発明の原理を説明するために、圧延実績デー
タから塑性係数を推定する計算手順を示したフローチャ
ート。
タから塑性係数を推定する計算手順を示したフローチャ
ート。
２ ワークロール ３ バックアップロール ４ 圧下制御装置 ５ 板厚制御装置 ６ 厚み計 ７ 張力計 ８ 張力計 ９ 荷重検出器 １０ 板厚遅延装置 １１ 出側板厚演算装置 １２ 塑性係数推定装置
Claims (5)
- 【請求項１】圧延材の塑性係数を用いて制御ゲインの決
定および／またはロールギャップ操作量の演算をする圧
延機の制御方法において、 前記圧延機の圧延実績値として入側板厚、出側板厚、圧
延荷重、前方張力および後方張力のうち、少なくとも入
側板厚、出側板厚、圧延荷重を検出し、 検出された前記圧延実績値を予め定めた計算式に代入し
て前記圧延材の塑性係数を推定し、 前記推定された塑性係数を用いて前記制御ゲインの決定
および／またはロールギャップ操作量の演算をすること
を特徴とする圧延機の制御方法。 - 【請求項２】前記圧延実績値として、熱間圧延で圧延荷
重、入側板厚および出側板厚を検出し、冷間圧延で入側
板厚、出側板厚、圧延荷重、前方張力および後方張力を
検出することを特徴とする請求項１に記載の圧延機の制
御方法。 - 【請求項３】圧延材の塑性係数を用いて制御ゲインの決
定および／またはロールギャップ操作量の演算をする板
厚制御装置を有する圧延機の制御装置において、 前記圧延機の入側板厚、圧延荷重、前方張力および後方
張力をそれぞれ検出する圧延実績値検出手段と、 検出された前記入側板厚を、前記圧延機のロールバイト
入口までの移送時間だけ遅延させて前記圧延機の入側板
厚として出力する板厚遅延手段と、 前記ロールギャップ操作量、検出された前記圧延荷重に
基づいて前記圧延機の出側板厚を演算する出側板厚演算
手段と、 前記圧延実績値検出手段によって検出された前記圧延荷
重、前方張力および後方張力、前記板厚遅延手段によっ
て遅延させられた入側板厚、ならびに前記出側板厚演算
手段によって演算された出側板厚とに基いて前記塑性係
数を推定する塑性係数演算手段と、 を備え、前記板厚制御装置は前記塑性係数演算手段によ
って推定された塑性係数を用いて前記制御ゲインの決定
および／または前記ロールギャップ操作量の演算をする
ことを特徴とする圧延機の制御装置。 - 【請求項４】前記圧延機の入側板厚を検出する圧延実績
値検出手段として、前記圧延機の入側に設置した厚み計
を用いることを特徴とする請求項３に記載の圧延機の制
御装置。 - 【請求項５】前記圧延機の入側板厚を検出する代わり
に、前記圧延機の上流スタンドの圧延実績データを用い
て演算した前記上流スタンドの出側板厚を用いることを
特徴とする請求項４に記載の圧延機の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3229099A JPH0569021A (ja) | 1991-09-09 | 1991-09-09 | 圧延機の制御方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3229099A JPH0569021A (ja) | 1991-09-09 | 1991-09-09 | 圧延機の制御方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0569021A true JPH0569021A (ja) | 1993-03-23 |
Family
ID=16886738
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3229099A Pending JPH0569021A (ja) | 1991-09-09 | 1991-09-09 | 圧延機の制御方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0569021A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020045429A (ko) * | 2000-12-11 | 2002-06-19 | 이구택 | 탄성계수와 소성계수를 이용한 압연강판의 두께 예측장치및 그 예측방법 |
| JP2007210031A (ja) * | 2006-01-10 | 2007-08-23 | Nippon Steel Corp | 金属板圧延の圧延荷重予測方法 |
| JP2007534493A (ja) * | 2004-01-23 | 2007-11-29 | エス・エム・エス・デマーク・アクチエンゲゼルシャフト | 鋼板又はｎｅ鋼板の熱間圧延の場合のプロセス安定性、特に絶対肉厚精度及び設備の安定性を向上させる方法 |
| JP2008126307A (ja) * | 2006-11-24 | 2008-06-05 | Nippon Steel Corp | タンデム式圧延機の板厚制御装置 |
| JP2008246513A (ja) * | 2007-03-29 | 2008-10-16 | Nisshin Steel Co Ltd | 圧延方向に板厚がテーパ状に変化する片面テーパ鋼板の製造方法 |
| JP2010105011A (ja) * | 2008-10-29 | 2010-05-13 | Nippon Steel Corp | 金属板材の板厚制御装置及び塑性係数推定用関数設定方法 |
| JP2012121050A (ja) * | 2010-12-08 | 2012-06-28 | Sumitomo Metal Ind Ltd | ロールクロス式圧延機における圧延材の形状制御方法、及び、圧延材の製造方法 |
-
1991
- 1991-09-09 JP JP3229099A patent/JPH0569021A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020045429A (ko) * | 2000-12-11 | 2002-06-19 | 이구택 | 탄성계수와 소성계수를 이용한 압연강판의 두께 예측장치및 그 예측방법 |
| JP2007534493A (ja) * | 2004-01-23 | 2007-11-29 | エス・エム・エス・デマーク・アクチエンゲゼルシャフト | 鋼板又はｎｅ鋼板の熱間圧延の場合のプロセス安定性、特に絶対肉厚精度及び設備の安定性を向上させる方法 |
| JP2007210031A (ja) * | 2006-01-10 | 2007-08-23 | Nippon Steel Corp | 金属板圧延の圧延荷重予測方法 |
| JP2008126307A (ja) * | 2006-11-24 | 2008-06-05 | Nippon Steel Corp | タンデム式圧延機の板厚制御装置 |
| JP2008246513A (ja) * | 2007-03-29 | 2008-10-16 | Nisshin Steel Co Ltd | 圧延方向に板厚がテーパ状に変化する片面テーパ鋼板の製造方法 |
| JP2010105011A (ja) * | 2008-10-29 | 2010-05-13 | Nippon Steel Corp | 金属板材の板厚制御装置及び塑性係数推定用関数設定方法 |
| JP2012121050A (ja) * | 2010-12-08 | 2012-06-28 | Sumitomo Metal Ind Ltd | ロールクロス式圧延機における圧延材の形状制御方法、及び、圧延材の製造方法 |
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