JPH0586295B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0586295B2 JPH0586295B2 JP59250312A JP25031284A JPH0586295B2 JP H0586295 B2 JPH0586295 B2 JP H0586295B2 JP 59250312 A JP59250312 A JP 59250312A JP 25031284 A JP25031284 A JP 25031284A JP H0586295 B2 JPH0586295 B2 JP H0586295B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stand
- roll
- plate thickness
- speed
- rolling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
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
- B21B37/16—Control of thickness, width, diameter or other transverse dimensions
- B21B37/165—Control of thickness, width, diameter or other transverse dimensions responsive mainly to the measured thickness of the product
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B2271/00—Mill stand parameters
- B21B2271/02—Roll gap, screw-down position, draft position
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〕
この発明は、タンデム冷間圧延機などの様にス
タンド間に機械的にスタンド間ストリツプ張力を
操作する装置を備えていない金属のタンデム圧延
機における高精度板厚制御方法に関するものであ
る。
タンド間に機械的にスタンド間ストリツプ張力を
操作する装置を備えていない金属のタンデム圧延
機における高精度板厚制御方法に関するものであ
る。
従来冷間タンデム圧延機において１号スタンド
を除くスタンド（以後中間スタンドと呼ぶ）の圧
下装置を操作して圧延用ロールの空隙を開閉して
も当該スタンド出側板厚はほとんど変化しないと
いうのが常識であつた。その理由を第５図に従つ
て定性的に説明する。同図１が１号スタンド圧延
ロールで、２，３が２，３号スタンド圧延ロール
である。２，３号スタンドはいわゆる中間スタン
ドに相当する。９〜１１は１〜３号スタンドの圧
下装置である。今２号スタンド圧下装置５によつ
て当該スタンドのロール空隙を狭めたと仮定す
る。狭める前の２号スタンド入側板厚をH1′、出
側板厚をH2、入側速度をv1′、出側速度をv2、１
号スタンド出側速度をv1とする。その時これらの
諸量間にはマスフロー一定則により次式が成立す
る。
を除くスタンド（以後中間スタンドと呼ぶ）の圧
下装置を操作して圧延用ロールの空隙を開閉して
も当該スタンド出側板厚はほとんど変化しないと
いうのが常識であつた。その理由を第５図に従つ
て定性的に説明する。同図１が１号スタンド圧延
ロールで、２，３が２，３号スタンド圧延ロール
である。２，３号スタンドはいわゆる中間スタン
ドに相当する。９〜１１は１〜３号スタンドの圧
下装置である。今２号スタンド圧下装置５によつ
て当該スタンドのロール空隙を狭めたと仮定す
る。狭める前の２号スタンド入側板厚をH1′、出
側板厚をH2、入側速度をv1′、出側速度をv2、１
号スタンド出側速度をv1とする。その時これらの
諸量間にはマスフロー一定則により次式が成立す
る。
H1′V1′＝H2v2 ……(1)
２号スタンドのロールギヤツプを狭めた時H2
が小さくなると仮定し、その変化分をΔH2と置
くと、２号スタンド出側板厚はH2−ΔH2となる。
第５図における各スタンドロール周速V1，V2，
V3は変化しない。例えば２号ロール周速V2と２
号出側板厚v2との間には(2)式の関係がある（但し
λ2は２号スタンド先進率、通常数％）。
が小さくなると仮定し、その変化分をΔH2と置
くと、２号スタンド出側板厚はH2−ΔH2となる。
第５図における各スタンドロール周速V1，V2，
V3は変化しない。例えば２号ロール周速V2と２
号出側板厚v2との間には(2)式の関係がある（但し
λ2は２号スタンド先進率、通常数％）。
v2＝（１＋λ2）V2 ……(2)
λ2は２号圧下装置５の操作によつてほとんど変
化しないのでv2は変化しない。H1′も変化しない
ので(1)式ではv1′が変化をすることになり、その
変化分をΔv1とおくと(1)式は（1′）となる。
化しないのでv2は変化しない。H1′も変化しない
ので(1)式ではv1′が変化をすることになり、その
変化分をΔv1とおくと(1)式は（1′）となる。
H1′（v1′−Δv1′）＝（H2−ΔH2）v2 ……（1′）
ここで１号スタンド、２号スタンド間張力T12
は次式で表わされる。
は次式で表わされる。
T12＝K∫t 0（v1′−v1）dt ……(3)
（但しｔ＝スタンド間距離／v1
ｋ＝比例定数）
（1′）式より圧下締込後の２号スタンド入側速
度v1−Δv1′は次式になる。
度v1−Δv1′は次式になる。
v1′−Δv1′＝H2−ΔH2／H1′v2 ……（1″）
即ち(3)式の１，２スタンド間張力T12は
K∫t 0（H2／H1′v2−v1）dt（(1)，(3)式より）
から
K∫t 0（H2−ΔH2／H1′v2−v1）dt（（1″）、(3)式よ
り） に低下する。張力T12が低下すると主に２号スタ
ンド出側板厚は厚くなる。その結果２号スタンド
の圧下装置を締め込んだにも拘ず２号スタンド出
側板厚はほとんど変わらない。別の表現をすると
１号スタンド出側板厚をH1とすると、１号スタ
ンド入側板厚が一定とするとH1v1＝H2v2の関係
が成り立つ。
り） に低下する。張力T12が低下すると主に２号スタ
ンド出側板厚は厚くなる。その結果２号スタンド
の圧下装置を締め込んだにも拘ず２号スタンド出
側板厚はほとんど変わらない。別の表現をすると
１号スタンド出側板厚をH1とすると、１号スタ
ンド入側板厚が一定とするとH1v1＝H2v2の関係
が成り立つ。
v1＝V1（１＋λ1）、v2＝V2（１＋λ2） ……(3)′
（但し、λ1，λ2は１号、２号スタンドの先進
率） であるからV1（１＋λ1）H1＝V2（１＋λ2）H2とな
る。即ち H2＝V1（１＋λ1）H1／V2（１＋λ2） ……(4) で表わされる。２号スタンドの圧下を操作しても
V1，V2，H1，λ1，λ2はほとんど変化しないから
２号出側板厚は結果としてほとんど変化をしな
い。厳密に言うとH1，λ2はやや大きくなり、λ1
はやや小さくなつて結果としてほとんどH2は変
化しない。これを第２図に従つてミル弾性カーブ
とストリツプ塑性カーブで説明すると、２号スタ
ンド圧下締込み前のミル弾性カーブをC1、スト
リツプ塑性カーブをC3とすると、その時の２号
スタンド出側板厚はミルの伸びに要する圧延力と
ストリツプの圧縮に要する圧延力の一致するC1
とC3の交点できまり、H2となる。ここで２号ス
タンドの圧下を締めこみ、ミル弾性カーブがC1
からC2に移動したとすると２号スタンド出側板
厚はC2とC3の交点で決まるH2−ΔH2になるが、
前述のようにそのために、１，２号スタンド間張
力が小さくなる。その結果ストリツプ塑性カーブ
はC3からC4に移動し、結局２号スタンド出側板
厚はほぼH2に戻つてしまう。厳密には１，２号
スタンド間張力がゆるんでもC3からC4には完全
に移動せず、C5に移動する程度であるが、１，
２号スタンド間張力がゆるんだためにH1が厚く
なり、その結果H1′が大きくなり、H1′＋ΔH1′
となり、結局２号スタンド出側板厚はH2に戻つ
てしまう。
率） であるからV1（１＋λ1）H1＝V2（１＋λ2）H2とな
る。即ち H2＝V1（１＋λ1）H1／V2（１＋λ2） ……(4) で表わされる。２号スタンドの圧下を操作しても
V1，V2，H1，λ1，λ2はほとんど変化しないから
２号出側板厚は結果としてほとんど変化をしな
い。厳密に言うとH1，λ2はやや大きくなり、λ1
はやや小さくなつて結果としてほとんどH2は変
化しない。これを第２図に従つてミル弾性カーブ
とストリツプ塑性カーブで説明すると、２号スタ
ンド圧下締込み前のミル弾性カーブをC1、スト
リツプ塑性カーブをC3とすると、その時の２号
スタンド出側板厚はミルの伸びに要する圧延力と
ストリツプの圧縮に要する圧延力の一致するC1
とC3の交点できまり、H2となる。ここで２号ス
タンドの圧下を締めこみ、ミル弾性カーブがC1
からC2に移動したとすると２号スタンド出側板
厚はC2とC3の交点で決まるH2−ΔH2になるが、
前述のようにそのために、１，２号スタンド間張
力が小さくなる。その結果ストリツプ塑性カーブ
はC3からC4に移動し、結局２号スタンド出側板
厚はほぼH2に戻つてしまう。厳密には１，２号
スタンド間張力がゆるんでもC3からC4には完全
に移動せず、C5に移動する程度であるが、１，
２号スタンド間張力がゆるんだためにH1が厚く
なり、その結果H1′が大きくなり、H1′＋ΔH1′
となり、結局２号スタンド出側板厚はH2に戻つ
てしまう。
以上述べた如く従来は中間スタンドの圧下を操
作しても当該スタンド出側板厚は変化しないと言
われていたので、これを前提に自動板厚制御
（AGC）装置が構成されていた。
作しても当該スタンド出側板厚は変化しないと言
われていたので、これを前提に自動板厚制御
（AGC）装置が構成されていた。
第３図に従い４スタンドタンデム冷間圧延機に
おける例えば特開昭52−123360号、同52−11676
号などで示される従来の代表的なAGCの構成に
ついて説明する。１号スタンド入側板厚偏差検出
装置３５より検出された板厚信号（ΔH0′）（板
厚基準は前もつて３５に与えられる）を１号スタ
ンド圧下フイードフオワードAGC装置２７に入
力し、同時に板速計３９により１号スタンド入側
板速を検出しこれを該装置２７に入力する。
AGC装置２７では板速により検出装置３５で得
られた板厚を持つたストリツプがどの位置に移動
しているかを計算し、その位置が１号スタンドロ
ールバイトに到達した時に圧下位置変更指令値
ΔSR1を圧下制御装置２３に与える。２３〜２６
は圧下位置制御装置でも圧延力制御装置でも良い
が（圧延力制御装置の場合はΔSR1は圧延力変更
指令値ΔPR1になる）、本例では圧下位置制御装
置の場合について説明する。ΔSR1の計算法を述
べる。一般にミル出側の板厚変動ΔH1を、ミル
入側板厚変動ΔH0′と圧下位置変動ΔSで表現する
と次式で表わされる。
おける例えば特開昭52−123360号、同52−11676
号などで示される従来の代表的なAGCの構成に
ついて説明する。１号スタンド入側板厚偏差検出
装置３５より検出された板厚信号（ΔH0′）（板
厚基準は前もつて３５に与えられる）を１号スタ
ンド圧下フイードフオワードAGC装置２７に入
力し、同時に板速計３９により１号スタンド入側
板速を検出しこれを該装置２７に入力する。
AGC装置２７では板速により検出装置３５で得
られた板厚を持つたストリツプがどの位置に移動
しているかを計算し、その位置が１号スタンドロ
ールバイトに到達した時に圧下位置変更指令値
ΔSR1を圧下制御装置２３に与える。２３〜２６
は圧下位置制御装置でも圧延力制御装置でも良い
が（圧延力制御装置の場合はΔSR1は圧延力変更
指令値ΔPR1になる）、本例では圧下位置制御装
置の場合について説明する。ΔSR1の計算法を述
べる。一般にミル出側の板厚変動ΔH1を、ミル
入側板厚変動ΔH0′と圧下位置変動ΔSで表現する
と次式で表わされる。
ΔH1＝Ｑ／Ｍ＋ＱΔH0′＋Ｍ／Ｍ＋ＱΔS……(5)
但しＭはミル弾性変形係数、Ｑはストリツプ塑
性変形係数。
性変形係数。
(5)式でΔH0′が変化してもΔH1をゼロにするた
めには、ΔH1をゼロと置いてΔSを次式に従つて
動作させればよい。
めには、ΔH1をゼロと置いてΔSを次式に従つて
動作させればよい。
ΔS＝−Ｑ／ＭΔH0′ ……(6)
故にΔSR1はΔH0′に従い次式に示される。
ΔSR1＝−Ｑ／ＭΔH0′ ……(7)
第３図の圧下制御装置２３はΔSR1に従つて圧
下装置９を動かし、ロールギヤツプを調整するこ
とにより、１号スタンド入側板厚変動に基く１号
スタンド出側板厚偏差をゼロにする。２号スタン
ド入側板厚偏差ΔH1′は検出装置３６で検出され
AGC装置１７に入力される。AGC装置１７では
２号入側板速を板速計４０より得て、検出装置３
６により検出された板厚偏差を持つストリツプの
部分が２号ロールバイトに到着するタイミングを
はかつてΔH1′に従い１号スタンドロール速度制
御装置１３へロール速度変更指令ΔV1Rを与え
る。ΔV1Rは次の様に計算される。第５図におい
てH1′がΔH1′だけ変化したとした時H2が変化し
ないためには板速ｖが変わらないとするとロール
周速Ｖが変化しＶ−ΔVになる必要がある。故に
(1)式は（1″）式となる。
下装置９を動かし、ロールギヤツプを調整するこ
とにより、１号スタンド入側板厚変動に基く１号
スタンド出側板厚偏差をゼロにする。２号スタン
ド入側板厚偏差ΔH1′は検出装置３６で検出され
AGC装置１７に入力される。AGC装置１７では
２号入側板速を板速計４０より得て、検出装置３
６により検出された板厚偏差を持つストリツプの
部分が２号ロールバイトに到着するタイミングを
はかつてΔH1′に従い１号スタンドロール速度制
御装置１３へロール速度変更指令ΔV1Rを与え
る。ΔV1Rは次の様に計算される。第５図におい
てH1′がΔH1′だけ変化したとした時H2が変化し
ないためには板速ｖが変わらないとするとロール
周速Ｖが変化しＶ−ΔVになる必要がある。故に
(1)式は（1″）式となる。
（H1′＋ΔH1′）（v1′−Δv1′）＝H2v2 ……（1″）
（1″）に(1)を代入し２次の微小項ΔH・ΔVを
省略すると(8)式になる。
省略すると(8)式になる。
Δv1′＝v1′／H1′ΔH1′ ……(8)
ところが(3)式によりv1＝V1（１＋λ1）の関係が
あるからΔv1＝ΔV1・（１＋λ1）（但しΔV1はV1の
変動分）が成り立つ。v1はほぼv1′と等しいから
v1′＝V1（１＋λ1）及びΔv1′＝ΔV1（１＋λ1）とな
り、これを(8)式に代入すると次式になる。
あるからΔv1＝ΔV1・（１＋λ1）（但しΔV1はV1の
変動分）が成り立つ。v1はほぼv1′と等しいから
v1′＝V1（１＋λ1）及びΔv1′＝ΔV1（１＋λ1）とな
り、これを(8)式に代入すると次式になる。
ΔV1＝V1／H1′ΔH1′ ……(9)
(9)式に基き第３図のロール速度制御装置１３へ
の速度変更指令ΔV1Rは次式になる。
の速度変更指令ΔV1Rは次式になる。
ΔV1R＝V1／H1′ΔH1′ ……(10)
このΔV1Rに従つて第３図のロール速度制御装
置１３はロール駆動用電動機５の回転速度を変更
させ、２号スタンド入側板厚変動に基く２号スタ
ンド出側板厚変動をゼロにする。同様に第３図に
おいて３号スタンド入側板厚偏差を検出装置３７
で検出しAGC装置１８に入力する。AGC装置１
８では３号スタンド入側板速によつてタイミング
を合わせ、ロール速度制御装置１４に２号スタン
ドロール速度変更指令ΔV2Rを与え、ロール速度
制御装置１４はΔV2Rに従つてロール駆動用電動
機６の回転速度を変更し、圧延用ロール２の回転
速度を変えることにより３号スタンド入側板厚変
動に基く３号スタンド出側板厚変動をゼロにす
る。又AGC装置１８はロール速度制御装置１３
にも速度変更指令を与え圧延用ロール２の速度を
変えた為に１，２号スタンド間張力が変動しない
様に圧延用ロール１，２の速度比が一定に保たれ
る様に圧延用ロール１のロール速度を変更する。
４号スタンドも同様にAGC装置１９に入側板厚
偏差検出装置３８、板速計４２の信号を入力し、
AGC装置１９は４号スタンド入側板厚変動に基
く４号スタンド出側板厚変動をゼロにすべき３号
ロール速度変更指令ΔV3Rを与えるとともにロー
ル速度制御装置１３，１４には１号、２号、３号
ロール速度比がΔV3Rによつて変わらないように
それぞれのロール速度変更指令を与える。
置１３はロール駆動用電動機５の回転速度を変更
させ、２号スタンド入側板厚変動に基く２号スタ
ンド出側板厚変動をゼロにする。同様に第３図に
おいて３号スタンド入側板厚偏差を検出装置３７
で検出しAGC装置１８に入力する。AGC装置１
８では３号スタンド入側板速によつてタイミング
を合わせ、ロール速度制御装置１４に２号スタン
ドロール速度変更指令ΔV2Rを与え、ロール速度
制御装置１４はΔV2Rに従つてロール駆動用電動
機６の回転速度を変更し、圧延用ロール２の回転
速度を変えることにより３号スタンド入側板厚変
動に基く３号スタンド出側板厚変動をゼロにす
る。又AGC装置１８はロール速度制御装置１３
にも速度変更指令を与え圧延用ロール２の速度を
変えた為に１，２号スタンド間張力が変動しない
様に圧延用ロール１，２の速度比が一定に保たれ
る様に圧延用ロール１のロール速度を変更する。
４号スタンドも同様にAGC装置１９に入側板厚
偏差検出装置３８、板速計４２の信号を入力し、
AGC装置１９は４号スタンド入側板厚変動に基
く４号スタンド出側板厚変動をゼロにすべき３号
ロール速度変更指令ΔV3Rを与えるとともにロー
ル速度制御装置１３，１４には１号、２号、３号
ロール速度比がΔV3Rによつて変わらないように
それぞれのロール速度変更指令を与える。
以上の様に１号スタンド出側板厚変動は１号圧
下装置を操作し２号出側板厚変動は１号ロール速
度を変更し、３号出側板厚変動は１，２号ロール
速度を変更し４号出側板厚変動は１，２，３号ロ
ール速度を変更してそれぞれゼロにするのが従来
のAGCであつた。
下装置を操作し２号出側板厚変動は１号ロール速
度を変更し、３号出側板厚変動は１，２号ロール
速度を変更し４号出側板厚変動は１，２，３号ロ
ール速度を変更してそれぞれゼロにするのが従来
のAGCであつた。
従来のAGCではその制御能力に限界があり、
十分な板厚精度が出ない。その理由は、第３図の
ロール速度制御装置１３〜１５の応答速度が遅い
ことにある。通常タンデム冷間圧延機の圧延ロー
ル駆動装置の様な大型圧延ロールの速度制御系で
は、ロールや電動機の慣性モーメントが大きい為
その応答速度は２Hz程度がせいぜいであり、これ
以上の周波数に対しては位相のずれおよびゲイン
の低下が大きくなる。一方各スタンド入出側板厚
変動を周波数分析すると、０〜10Hzの周波数成分
があることがわかつている。１Hz〜10Hzの板厚変
動は、前工程（熱延）での圧延ロールの偏心によ
つてプリントされた板厚変動であると考えられて
いる。又タンデム冷延におけるロール偏心も１〜
10Hzの板厚変動の原因であると考えられておりそ
れは板厚変動周波数が熱延及び冷延のロール回転
の周波数及びその高調波であることからも裏付け
られる。従来のAGCでは１号出側板厚の制御を
１号圧下で行なう以外は各スタンドロール速度を
操作して２号スタンド以降のスタンド出側板厚を
制御するため、２号入側まで除去されずに残つて
しまつた板厚変動及び当該圧延機の各ロールの偏
心により発生した板厚変動の内ロール速度制御装
置の応答速度である２Hz以上のものについては除
去出来ない。２Hz以上の板厚変動はストリツプ厚
みの±１％程度であり従来は許容誤差の範囲内で
あつたが、金属ストリツプを使用する製造工程の
自動化高速化が進むに従いストリツプの板厚精度
への要求が厳しくなり従来のAGCではその要求
を満たせなくなつた。
十分な板厚精度が出ない。その理由は、第３図の
ロール速度制御装置１３〜１５の応答速度が遅い
ことにある。通常タンデム冷間圧延機の圧延ロー
ル駆動装置の様な大型圧延ロールの速度制御系で
は、ロールや電動機の慣性モーメントが大きい為
その応答速度は２Hz程度がせいぜいであり、これ
以上の周波数に対しては位相のずれおよびゲイン
の低下が大きくなる。一方各スタンド入出側板厚
変動を周波数分析すると、０〜10Hzの周波数成分
があることがわかつている。１Hz〜10Hzの板厚変
動は、前工程（熱延）での圧延ロールの偏心によ
つてプリントされた板厚変動であると考えられて
いる。又タンデム冷延におけるロール偏心も１〜
10Hzの板厚変動の原因であると考えられておりそ
れは板厚変動周波数が熱延及び冷延のロール回転
の周波数及びその高調波であることからも裏付け
られる。従来のAGCでは１号出側板厚の制御を
１号圧下で行なう以外は各スタンドロール速度を
操作して２号スタンド以降のスタンド出側板厚を
制御するため、２号入側まで除去されずに残つて
しまつた板厚変動及び当該圧延機の各ロールの偏
心により発生した板厚変動の内ロール速度制御装
置の応答速度である２Hz以上のものについては除
去出来ない。２Hz以上の板厚変動はストリツプ厚
みの±１％程度であり従来は許容誤差の範囲内で
あつたが、金属ストリツプを使用する製造工程の
自動化高速化が進むに従いストリツプの板厚精度
への要求が厳しくなり従来のAGCではその要求
を満たせなくなつた。
本発明は従来の板厚制御装置では除去不可能で
あつたタンデム圧延機の被圧延材に含まれる全周
波数領域の板厚変動を除去することを目的とする
金属のタンデム圧延機における板厚制御装置に関
するものである。
あつたタンデム圧延機の被圧延材に含まれる全周
波数領域の板厚変動を除去することを目的とする
金属のタンデム圧延機における板厚制御装置に関
するものである。
本発明の前提となる金属ストリツプ圧延機の備
えるべき条件として、圧下制御装置の応答速度の
方がロール速度制御装置の応答速度より速いこと
が必要である。例えば圧下装置は油圧圧下、ロー
ル駆動装置は直流電動機によるサイリスタレオナ
ード装置の場合などである。前述のようにロール
速度制御装置の応答周波数はほぼ２Hzに対し、油
圧圧下制御装置の応答周波数は20Hz程度で格段に
速い。
えるべき条件として、圧下制御装置の応答速度の
方がロール速度制御装置の応答速度より速いこと
が必要である。例えば圧下装置は油圧圧下、ロー
ル駆動装置は直流電動機によるサイリスタレオナ
ード装置の場合などである。前述のようにロール
速度制御装置の応答周波数はほぼ２Hzに対し、油
圧圧下制御装置の応答周波数は20Hz程度で格段に
速い。
本発明の眼目は、従来タンデム冷延においては
中間スタンドの圧下装置の操作によつて当該スタ
ンド出側板厚の変化はほとんどないと思われてい
たが、実際は１Hz〜20Hzの比較的高周波で操作す
れば出側板厚の変化を起こせるという事実であ
る。実際に４タンデム冷間圧延で第２スタンドの
圧下装置を種々の周波数で操作した場合の出側板
厚変動を示したのが、第４の実線で示した曲線
A1である。たて軸はゲイン＝該スタンド出側板
厚変動量／圧下位置変更指示量を示し、圧下操作
によるスタンド出側板厚変化の程度を示す。横軸
は周波数で、対数目盛で表わしてある。圧下操作
による板厚変動への影響度は２〜４Hzで最大でこ
の領域より高周波では圧下装置の応答が悪くな
り、圧下位置変更指示にも拘ず圧下装置そのもの
が動かなくなるのでゲインは落ちてくる。２〜４
Hzよりも低周波領域でゲインが落ちてくる原因を
第２図に基いて説明する。
中間スタンドの圧下装置の操作によつて当該スタ
ンド出側板厚の変化はほとんどないと思われてい
たが、実際は１Hz〜20Hzの比較的高周波で操作す
れば出側板厚の変化を起こせるという事実であ
る。実際に４タンデム冷間圧延で第２スタンドの
圧下装置を種々の周波数で操作した場合の出側板
厚変動を示したのが、第４の実線で示した曲線
A1である。たて軸はゲイン＝該スタンド出側板
厚変動量／圧下位置変更指示量を示し、圧下操作
によるスタンド出側板厚変化の程度を示す。横軸
は周波数で、対数目盛で表わしてある。圧下操作
による板厚変動への影響度は２〜４Hzで最大でこ
の領域より高周波では圧下装置の応答が悪くな
り、圧下位置変更指示にも拘ず圧下装置そのもの
が動かなくなるのでゲインは落ちてくる。２〜４
Hzよりも低周波領域でゲインが落ちてくる原因を
第２図に基いて説明する。
すでに述べた様に曲線C1，C3の交点より板厚
H2が決まつている。圧下位置を変えてC1をC2に
した時バツクテンシヨンの変化によりC3からC5
に変化するが、実験によると圧下移動量ΔS2とバ
ツク張力変動量ΔT12との間には ΔT12＝K12／１＋t12・ｓΔS2 （ｓ：ラプラスの演算子、t12：時定数で通常約
0.2秒） という関係があり、変化に時間を要する。又バツ
ク張力変動が起きると１号スタンド出側板厚H1
に変化が起りC5からC6に移るが、移るタイミン
グは板厚変化したストリツプが２号スタンドに到
達した時点である。１号スタンドロールバイトの
ストリツプが２号入側に到達するのは１，２号ス
タンド間距離（第５図Ｌ）を5m、１号スタンド
出側速度（第５図v1）を300mpmとすると、約１
秒後である。即ち圧下を操作して最終的に２号ス
タンド出側板厚がほぼ操作前の値に戻るのは約
1.2秒後でそれまで一時的に薄くなつている訳で
ある。即ち換言すれば1.2秒周期より長い周期で
の圧下操作では板厚が変わらないが、それ以下の
周期の圧下操作では板厚が変動するということで
ある。これを定量的に図示したのが第４図という
ことになる。この事実は、圧延機の圧下装置が電
動圧下であつた時代は圧下をゆつくりとしか操作
出来なかつたので板厚制御に役立たなかつたが、
応答速度20Hz程度まで得られる油圧圧下装置にな
ると板厚制御装置に有効に利用出来ることにな
る。
H2が決まつている。圧下位置を変えてC1をC2に
した時バツクテンシヨンの変化によりC3からC5
に変化するが、実験によると圧下移動量ΔS2とバ
ツク張力変動量ΔT12との間には ΔT12＝K12／１＋t12・ｓΔS2 （ｓ：ラプラスの演算子、t12：時定数で通常約
0.2秒） という関係があり、変化に時間を要する。又バツ
ク張力変動が起きると１号スタンド出側板厚H1
に変化が起りC5からC6に移るが、移るタイミン
グは板厚変化したストリツプが２号スタンドに到
達した時点である。１号スタンドロールバイトの
ストリツプが２号入側に到達するのは１，２号ス
タンド間距離（第５図Ｌ）を5m、１号スタンド
出側速度（第５図v1）を300mpmとすると、約１
秒後である。即ち圧下を操作して最終的に２号ス
タンド出側板厚がほぼ操作前の値に戻るのは約
1.2秒後でそれまで一時的に薄くなつている訳で
ある。即ち換言すれば1.2秒周期より長い周期で
の圧下操作では板厚が変わらないが、それ以下の
周期の圧下操作では板厚が変動するということで
ある。これを定量的に図示したのが第４図という
ことになる。この事実は、圧延機の圧下装置が電
動圧下であつた時代は圧下をゆつくりとしか操作
出来なかつたので板厚制御に役立たなかつたが、
応答速度20Hz程度まで得られる油圧圧下装置にな
ると板厚制御装置に有効に利用出来ることにな
る。
ただ以上に述べたことからわかる様に周期1.2
秒（周波数１／1.2Hz）以下で圧下を操作すると
当該スタンド出側板厚はほとんど変化しないにも
拘ず張力変動のみが起つて通板性の面で有害とな
る。そこで板厚変動の内の高周波成分のみを圧下
操作により除去し、低周波成分はロール速度比を
変更することにより、すべての周波数成分の板厚
変動を除去するのが本発明にかかる板厚制御装置
である。
秒（周波数１／1.2Hz）以下で圧下を操作すると
当該スタンド出側板厚はほとんど変化しないにも
拘ず張力変動のみが起つて通板性の面で有害とな
る。そこで板厚変動の内の高周波成分のみを圧下
操作により除去し、低周波成分はロール速度比を
変更することにより、すべての周波数成分の板厚
変動を除去するのが本発明にかかる板厚制御装置
である。
次に第１図に基いて本発明の適用例を説明す
る。第３図などと同様に１〜４は１〜４号スタン
ドの圧延用ロール、５〜８は同ロール駆動用電動
機、９〜１２は同圧下装置、１３〜１６は同ロー
ル速度制御装置、１７〜１９は２〜４号スタンド
の低周波AGC装置である。２０〜２２は２〜４
号スタンド低周波AGC用ローパスフイルタ、２
３〜２６は１〜４号スタンドの圧下制御装置、２
７は１号スタンド圧下フイードフオワードAGC
装置、２８〜３０は２〜４号スタンド高周波
AGC装置、３１は金属ストリツプ、３２〜３４
は１〜４号スタンドの高周波AGC用ハイパスフ
イルタ、３５〜３８は１〜４号スタンドの入側板
厚偏差検出装置、３９〜４２は同板速計である。
第１図で１点鎖線で囲まれた部分は第３図の従来
のAGCに対し本発明によつて付加された部分で
ある。１号スタンド入側板厚偏差を検出装置３５
で検出し、AGC装置２７に入力する。AGC装置
２７では板速計３９よりの板速度に基きタイミン
グをはかつて(7)式に従つて圧下位置変更基準
ΔSR1を出力し、圧下制御装置２３に与え、該装
置２３は圧下装置９を動かし、ロールギヤツプを
ΔSR1だけ動かすことにより１号スタンド入側板
厚変動に基く１号スタンド出側板厚変動をゼロに
しようとする。１号スタンドで残つた板厚偏差及
び１号スタンドのロール偏心により発生した板厚
偏差を検出装置３６により検出しフイルタ３２に
入力する。フイルタ３２では板厚偏差信号の内ほ
ぼ１Hz以上の高周波成分のみ（ΔH′1h）を取り出
し、AGC装置２８に与える。AGC装置２８では
板速計４０の信号によつて検出装置３６で測定し
た板厚偏差を持つたストリツプがロール２のロー
ルバイトに到達するタイミングを測定し、到達し
た時点に(7)式に従つた（但し(7)式のΔH0′は
ΔH′1hになる）圧下位置変更基準ΔSR2を出力し、
圧下制御装置２４に与え、該装置２４は圧下装置
１０を動かし、ロールギヤツプをΔSR2だけ動か
すことにより、２号スタンド入側板厚変動の１Hz
以上の成分に基く２号スタンド出側板厚変動をゼ
ロにしようとする。同様に２号スタンドで完全に
は除去し得なかつた１Hz以上の板厚変動及び２号
スタンドのロール偏心により発生した板厚変動の
１Hz以上の高周波成分を３号スタンドの高周波
AGCで除去する。その役割は検出装置３７は同
３６と、板速計４１は同４０と、フイルタ３３は
同３２と、AGC装置２９は同２８と、圧下制御
装置２５は同２４と、圧下装置１１は同１０と、
ロール３は同２と同じである。同様に４号スタン
ド入側の１Hz以上の成分は４号スタンドの高周波
AGCで除去する。ここで１号スタンド圧下フイ
ードフオワードAGC装置２７は２〜４号スタン
ド高周波AGC装置と異なり、１Hz以下の低周波
の板厚変動も除去出来る。これは一般に１号圧下
の入側のストリツプは何らかの手段で張力一定に
保たれているのが普通で、そのため１号スタンド
圧下装置９を操作して１号スタンド出側板厚が変
化しても１号スタンド入側張力は変化しないため
第４図Ａ１の様な特性にならず同図破線で示した
曲線Ａ２の如き特性を示すからである。
る。第３図などと同様に１〜４は１〜４号スタン
ドの圧延用ロール、５〜８は同ロール駆動用電動
機、９〜１２は同圧下装置、１３〜１６は同ロー
ル速度制御装置、１７〜１９は２〜４号スタンド
の低周波AGC装置である。２０〜２２は２〜４
号スタンド低周波AGC用ローパスフイルタ、２
３〜２６は１〜４号スタンドの圧下制御装置、２
７は１号スタンド圧下フイードフオワードAGC
装置、２８〜３０は２〜４号スタンド高周波
AGC装置、３１は金属ストリツプ、３２〜３４
は１〜４号スタンドの高周波AGC用ハイパスフ
イルタ、３５〜３８は１〜４号スタンドの入側板
厚偏差検出装置、３９〜４２は同板速計である。
第１図で１点鎖線で囲まれた部分は第３図の従来
のAGCに対し本発明によつて付加された部分で
ある。１号スタンド入側板厚偏差を検出装置３５
で検出し、AGC装置２７に入力する。AGC装置
２７では板速計３９よりの板速度に基きタイミン
グをはかつて(7)式に従つて圧下位置変更基準
ΔSR1を出力し、圧下制御装置２３に与え、該装
置２３は圧下装置９を動かし、ロールギヤツプを
ΔSR1だけ動かすことにより１号スタンド入側板
厚変動に基く１号スタンド出側板厚変動をゼロに
しようとする。１号スタンドで残つた板厚偏差及
び１号スタンドのロール偏心により発生した板厚
偏差を検出装置３６により検出しフイルタ３２に
入力する。フイルタ３２では板厚偏差信号の内ほ
ぼ１Hz以上の高周波成分のみ（ΔH′1h）を取り出
し、AGC装置２８に与える。AGC装置２８では
板速計４０の信号によつて検出装置３６で測定し
た板厚偏差を持つたストリツプがロール２のロー
ルバイトに到達するタイミングを測定し、到達し
た時点に(7)式に従つた（但し(7)式のΔH0′は
ΔH′1hになる）圧下位置変更基準ΔSR2を出力し、
圧下制御装置２４に与え、該装置２４は圧下装置
１０を動かし、ロールギヤツプをΔSR2だけ動か
すことにより、２号スタンド入側板厚変動の１Hz
以上の成分に基く２号スタンド出側板厚変動をゼ
ロにしようとする。同様に２号スタンドで完全に
は除去し得なかつた１Hz以上の板厚変動及び２号
スタンドのロール偏心により発生した板厚変動の
１Hz以上の高周波成分を３号スタンドの高周波
AGCで除去する。その役割は検出装置３７は同
３６と、板速計４１は同４０と、フイルタ３３は
同３２と、AGC装置２９は同２８と、圧下制御
装置２５は同２４と、圧下装置１１は同１０と、
ロール３は同２と同じである。同様に４号スタン
ド入側の１Hz以上の成分は４号スタンドの高周波
AGCで除去する。ここで１号スタンド圧下フイ
ードフオワードAGC装置２７は２〜４号スタン
ド高周波AGC装置と異なり、１Hz以下の低周波
の板厚変動も除去出来る。これは一般に１号圧下
の入側のストリツプは何らかの手段で張力一定に
保たれているのが普通で、そのため１号スタンド
圧下装置９を操作して１号スタンド出側板厚が変
化しても１号スタンド入側張力は変化しないため
第４図Ａ１の様な特性にならず同図破線で示した
曲線Ａ２の如き特性を示すからである。
第１図の検出装置３６で検出された板厚変動信
号はフイルタ２０にも入力される。２０はローパ
スフイルターになつていて、検出装置３６で得ら
れた信号の１Hzより低周波の成分のみ（ΔH′1l）
を通過させ、AGC装置１７に与える。該装置１
７では板速計４０で検出した板速信号を使つて検
出装置３６で得た板厚偏差を持つたストリツプが
ロール２のロールバイトに到達するタイミングを
測定し、到達した時点に(10)式に従つた（但し(10)式
のH1′は２号入側板厚基準を使用しΔH1′は
ΔH′1l）１号ロール速度変更指令ΔSR1をロール速
度制御装置１３に与える。該装置１３はロール駆
動用電動機５の回転速度を変更させ、２号スタン
ド板厚変動の１Hz以下の成分に基く２号スタンド
出側は板厚変動をゼロにしようとする。同様に３
号スタンド入側板厚変動の１Hz以下の成分は３号
スタンド低周波AGCで除去する。その役割は入
側板厚偏差検出装置３７は同３６と、板速計４１
は同４０と、フイルタ２１は同２０と、AGC装
置１８は同１７と、ロール速度制御装置１４は同
１３と、ロール駆動用電動機６は同５と、ロール
２は同１と対応する。但し１８は１４と同時に１
３にも速度変更指令を与えロール１と２の速度比
を一定に保つ。同様に４号スタンド入側板厚変動
の１Hz以下の成分は４号スタンド低周波AGCで
除去する。
号はフイルタ２０にも入力される。２０はローパ
スフイルターになつていて、検出装置３６で得ら
れた信号の１Hzより低周波の成分のみ（ΔH′1l）
を通過させ、AGC装置１７に与える。該装置１
７では板速計４０で検出した板速信号を使つて検
出装置３６で得た板厚偏差を持つたストリツプが
ロール２のロールバイトに到達するタイミングを
測定し、到達した時点に(10)式に従つた（但し(10)式
のH1′は２号入側板厚基準を使用しΔH1′は
ΔH′1l）１号ロール速度変更指令ΔSR1をロール速
度制御装置１３に与える。該装置１３はロール駆
動用電動機５の回転速度を変更させ、２号スタン
ド板厚変動の１Hz以下の成分に基く２号スタンド
出側は板厚変動をゼロにしようとする。同様に３
号スタンド入側板厚変動の１Hz以下の成分は３号
スタンド低周波AGCで除去する。その役割は入
側板厚偏差検出装置３７は同３６と、板速計４１
は同４０と、フイルタ２１は同２０と、AGC装
置１８は同１７と、ロール速度制御装置１４は同
１３と、ロール駆動用電動機６は同５と、ロール
２は同１と対応する。但し１８は１４と同時に１
３にも速度変更指令を与えロール１と２の速度比
を一定に保つ。同様に４号スタンド入側板厚変動
の１Hz以下の成分は４号スタンド低周波AGCで
除去する。
低周波AGCの構成機能の内第１図２０，２１，
２２のローパスフイルタは省略可能である。その
理由は例えば１スタンドで言えば第１図１，５，
１３で構成するロール速度制御系の応答速度が約
２Hz以下であり、フイルタ２０よりAGC装置１
７を通してロール速度制御装置１３へ０〜20Hzの
速度変更指令が与えられても実際の１号ロール速
度は２Hz以上では応答しないからである。しかし
その場合１〜２Hzの領域では高周波AGCと干渉
し十分にゲインが上げられないのでフイルタ２０
〜２２はあつた方が本発明の効果を十分に発揮で
きる。又高周波AGCの構成要素の内第１図３２，
３３，３４で示されるハイパスフイルタも張力変
動の大きさや低周波AGCとの干渉によるゲイン
低下が操業上余り問題にならなければ省略可能で
あるが、やはりないと十分な効果が期待出来な
い。
２２のローパスフイルタは省略可能である。その
理由は例えば１スタンドで言えば第１図１，５，
１３で構成するロール速度制御系の応答速度が約
２Hz以下であり、フイルタ２０よりAGC装置１
７を通してロール速度制御装置１３へ０〜20Hzの
速度変更指令が与えられても実際の１号ロール速
度は２Hz以上では応答しないからである。しかし
その場合１〜２Hzの領域では高周波AGCと干渉
し十分にゲインが上げられないのでフイルタ２０
〜２２はあつた方が本発明の効果を十分に発揮で
きる。又高周波AGCの構成要素の内第１図３２，
３３，３４で示されるハイパスフイルタも張力変
動の大きさや低周波AGCとの干渉によるゲイン
低下が操業上余り問題にならなければ省略可能で
あるが、やはりないと十分な効果が期待出来な
い。
本発明の主たる構成要素は、スタンド間張力操
作用機械装置を備えていない金属のタンデム圧延
機において、第１スタンド以外の少なくとも１ス
タンドを含む圧下装置に板厚変動の内のロール速
度制御装置の応答速度に比し高周波成分の除去を
受け持たせ、応答速度の遅いロール速度制御装置
に比較的低周波成分の板厚変動の除去を受け持た
せることにある。故に本発明の実施形態は第１図
の方法に限定する必要はなく例えば高周波AGC
はゲージメータAGCでもかまわない。
作用機械装置を備えていない金属のタンデム圧延
機において、第１スタンド以外の少なくとも１ス
タンドを含む圧下装置に板厚変動の内のロール速
度制御装置の応答速度に比し高周波成分の除去を
受け持たせ、応答速度の遅いロール速度制御装置
に比較的低周波成分の板厚変動の除去を受け持た
せることにある。故に本発明の実施形態は第１図
の方法に限定する必要はなく例えば高周波AGC
はゲージメータAGCでもかまわない。
本発明は以上説明した通りであり、本発明によ
れば従来の板厚制御装置では除去が不可能であつ
たタンデム圧延機の被圧延材に含まれる全周波数
領域の板厚変動を取除くことができ、タンデム圧
延機などのようにスタンド間に機械的にスタンド
間ストリツプ張力を操作する装置を備えていない
場合において高精度な板厚制御を達成することが
できる。
れば従来の板厚制御装置では除去が不可能であつ
たタンデム圧延機の被圧延材に含まれる全周波数
領域の板厚変動を取除くことができ、タンデム圧
延機などのようにスタンド間に機械的にスタンド
間ストリツプ張力を操作する装置を備えていない
場合において高精度な板厚制御を達成することが
できる。
第１図は本発明の実施例を示すブロツク図、第
２図は従来法の圧延状況を示す模式図、第３図は
従来のタンデム冷間圧延機のAGCを示すブロツ
ク図、第４図は本発明を説明するため第３図の
AGCにおいて特定スタンドの圧下装置を種々の
周波数で操作したときの板厚変動を示すグラフ、
第５図は従来法の圧延状況を示す説明図である。 図面で、１〜４は第１〜第４スタンドの圧延用
ロール、５〜８はロール駆動用電動機、１３〜１
６はロール速度制御装置、９〜１２は圧下装置、
２３〜２６は圧下制御装置、３６〜３８は入側板
厚偏差検出装置である。
２図は従来法の圧延状況を示す模式図、第３図は
従来のタンデム冷間圧延機のAGCを示すブロツ
ク図、第４図は本発明を説明するため第３図の
AGCにおいて特定スタンドの圧下装置を種々の
周波数で操作したときの板厚変動を示すグラフ、
第５図は従来法の圧延状況を示す説明図である。 図面で、１〜４は第１〜第４スタンドの圧延用
ロール、５〜８はロール駆動用電動機、１３〜１
６はロール速度制御装置、９〜１２は圧下装置、
２３〜２６は圧下制御装置、３６〜３８は入側板
厚偏差検出装置である。
Claims (1)
- １ 複数のスタンドを備えスタンドのロール回転
速度を制御するロール速度制御装置と圧下装置を
操作することにより圧下位置もしくは圧延力を制
御する圧下制御装置を備え、ロール速度制御装置
の応答速度より圧下制御装置の応答速度の方が速
い装置で構成され、スタンド間にルーパー等のス
タンド間張力操作用機械装置を備えていない金属
帯鋼のタンデム圧延機において、第１スアンドを
除く少なくとも１スタンドの入側板厚もしくは出
側板厚を直接もしくは演算によつて検出し、その
板厚信号を圧下制御装置及び速度制御装置に入力
し、板厚信号とその目標値との偏差の内ロール速
度制御装置の応答速度に比べ相対的に高周波成分
の板厚偏差信号に従つて当該スタンドの圧下装置
を操作し、その他の周波数成分の板厚偏差信号に
従つて当該スタンドを含む下流もしくは当該スタ
ンドを含まない上流のロール速度を操作すること
によつて当該スタンド出口板厚を一定にならしめ
ることを特徴とするタンデム圧延機の板厚制御方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59250312A JPS61129217A (ja) | 1984-11-27 | 1984-11-27 | タンデム圧延機の板厚制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59250312A JPS61129217A (ja) | 1984-11-27 | 1984-11-27 | タンデム圧延機の板厚制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61129217A JPS61129217A (ja) | 1986-06-17 |
| JPH0586295B2 true JPH0586295B2 (ja) | 1993-12-10 |
Family
ID=17206033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59250312A Granted JPS61129217A (ja) | 1984-11-27 | 1984-11-27 | タンデム圧延機の板厚制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61129217A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008095855A (ja) * | 2006-10-12 | 2008-04-24 | Pioneer Electronic Corp | 固定構造 |
-
1984
- 1984-11-27 JP JP59250312A patent/JPS61129217A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61129217A (ja) | 1986-06-17 |
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