JPH06508560A - 多スタンド熱間帯板圧延機を用いる熱間帯板の製造制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 多スタンド熱間帯板圧延機を用いる熱間帯板の製造制御方法この発明は、初期及 び最終寸法、材料データ、圧延温度等でレファレンスプランが与えられている上 位のプロセス管理システム及び個々の圧延スタンドの可変関数量、例えばロール 調整、回転数、トルク等を制御するための下位の減結合された個別の制御器の目 標値を導くガイトシステムを備え、モデル式によるコンピュータプロセスにより 実際のパラメータに収斂させながらパラメータの適合化を行い、個別の制御器の 目標値を予め定められ得る運転点制御が行われるように定める多スタンド熟間帯 板圧延機、特に広幅帯板圧延機を用いて熱間帯板を製造するための制御方法に関 する。

軌間帯板田延機においては、製造される帯板の必要とされるプロフィールの形成 及び平面度を高価な機械的圧延ロール制御部を伴わない少数の簡単な圧延スタン ドによって得る努力がなされている。仮に、圧延ロール制御部が回避できない場 合であっても、これらの制御部は簡単でかつ少数スタンドに限られることが要望 されている。特にこのような基準に設定されている熱間広幅帯板圧延ラインでは 、従来、厚さプロフィールを最適にすることができず、経験値に基づいてレファ レンスプランを構成することが依然として行われている。

ヨーロッパ特許第１２１１４８号明細書には熱間帯板タンデムラインにおけるプ ロフィール及び平面度の制御方法が記載されている。この制御方法では、それ層 下では幅方向にもはやこれ辺上実質的に帯板の変形を行い得ない限界厚さにおけ る帯板プロフィールを熱間帯板の高価な平面度及びプロフィール形成の制御の等 確として使用し、ている、ドイツ特許山開公開第２７３６２３４号明細書にもこ れと＠欅な制御方法が開示されている。このような制御システムを備えた圧延ラ インはライン全体にわたって多数の厚さ、プロフィール及び平面度測定器具並び に高価なスタンド制御を必要とする。このように制御′Ｂされた熱間帯板、特に 熱間広幅帯板ラインのコストはそれ故全体として非常に大きい。そのうえ測定器 具や圧延ロール制ｍ部もその保守に手間がかかり、運転コストを著しく高くする 。

この発明の諜Ｕは、多スタンド熱間帯板圧延機、特に広幅帯板圧延機を用いて熱 間帯板を製造するための制御方法であって、モデル計算により、特に自己適合可 能なモデル計算により、コストを最小にして許容値に適合した圧延帯板を製造す る方法を提供することにある。特に既設の圧延機をこの発明による制御システム により、しかもそのために圧延ラインを改造することなく或いは多数の高価な測 定器具や制御要素を圧延スタンドに設置する必要なく近代化しようとするもので ある。

この課題は、この発明によれば、個別スタンドへの負荷配分の変更により、その 運転点が成形制御直線の前もって定められた許容範囲にあるようにプロフィール 制御が行われることによって解決される。この場合、ユーザーに長年の経験から 基本的に体幹されている計算技術を利用し、て、そして有利なことにこのことは 圧延技術的に簡単であるが、必要なプロフィール及び平面度の値を専ら圧延プロ セスの主たる制御量に影響させることによるだけで、即ち個別スタンドに必要な 総合圧延ロール力を配分することによって可能となる。ｖ、＜ことに適切な負荷 配分は必要な適合モデルのための成形制御直線を利用することにより達成可能で ある。適切な負荷配分による制御の一次的手段と関連して動作する更なる手段に より、異なる圧延温度、プロフィール形成、最終厚さ等を持つ帯板に対する必要 なプロフィールが得られる。かくしてこの発明による制御及び計算技術は圧延技 術における“ハードウェア”の価格を、同時に比較的高い柔軟性を維持しながら 少なからず減少させることができる。

、二の発明の一実施Ｌｌ様では、成形制御直線の驚くべきことに存在する利用可 能な許容範囲は、相対プロフィール定数が生ずる限界厚さ以下では小さく（偏差 角β）、限界厚さ以上ではそれより大きく　（偏差角α）される。かくして圧延 ラインの物理的条件が制御及び計算技術的に有利に使用され、制御の最適化を、 予め定められた直線への固定に限らず、達成することができる。

この発明の別の実施！ＪｐＡでは、成形技術直線の許容範囲とし、て、限界厚さ の範囲内においてθからαへの限界値移行部を持つ三角形状部を備え、この三角 形状部は偏差角βの部分において成形制？１１直線に対して対称で、偏差角αの 部分において成形制御直線に対して非対称、特に成形技術直線の上部及び下部範 囲に対して２４＋の比で形成される。かくして有利なことに容易に圧延機におけ る物理的条件に適合した負荷配分計算のための最適化範囲を得ることができ、こ の範囲に成形制御直線を傾けたり嘆いは他の方法に変更することができる。三角 形状部の中で最適化計算機は圧延のための負荷配分の可能性の速やかなる計算を 実行し、目標厚さにおいて必要なプロフィールが達成可能かどうか及び目標厚さ はどのような負荷配分で可能かを解明できる。目標プロフィール唆いは目標厚さ が達成され得ないことを最適化計算機の計算が示しているときには、必要に応じ て、周辺条件が変更されなければならないが、或いは圧延スタンドに付加的な制 御部が設置され投入される必要がある。このような圧延ロール制御部によるプロ フィール及び最終厚さの制御はユーザーには公知のことである。

形成制御直線の計算には製造された帯板の目標プロフィールのデータが利用され る。計算において運転点が三角形状部の外にあるときには、新たな負荷配分によ る新たな計算が、すべての運転点が三角形状部内に収まるまで行われる。最適化 計算により、形成制御直線の許容範囲を維持するための個別スタンドへの負荷配 分の変更に付加して更に付加的な影響を圧延プロセスに作用させなければならな いことが判ったときには、これはローラの曲がり、ローラのずらし及び／又はク ロッシングを行うことにより及び／又は熱的な影響、例えば冷却によって或いは また水力学的或いは熱的干渉によって行うのが良い、ローラの研磨度の変化もま た三角形状部と関連した最適化計算の結果として生じ得る。その場合ローラの磨 耗の影響を絶えず補正するのが有効である。

以下、この発明の長所及び詳細を実施例にかかる図を参曜して説明する。

図１は制ｍ構成及び最も重要な個別量を表示して概略的に圧延ラインを示し、図 ２は圧延スタンドにおける圧延状態を概略的に示し、図３は形成制御直線及びそ の許容範囲を示す。

図１において、１は圧延ラインの個々のスタンドのロールを、２は圧延される帯 板、３は個々のロール１及びその駆動部並びに他の機能素子、例えばロールギャ ップ等の測定器及びセンサを示す、ロールの制御部及び制御素子は３ａで示す。

測定器及びセンサ３の測定値は測定値検出部４に与えられ、しかる後続計的測定 値保持部５に達する。これらの値でレファレンスプラン・ポスト計算６並びにこ のレファレンスプラン・ポスト計算のために使用されたアルゴリズムへの適合７ が行われる６７からの値は９でレファレンスプラン計算に取り入れられ、ここで 特に圧延ロール力、圧延ロールモーメント、特にプロフィール、しかしまた予備 荷重も決められる。レファレンスプラン計算には、特に材料の種類、仕上厚さ及 び目標プロフィール並びにその他のユーザーや計算機のデータから生ずる圧延方 針８で総合されたデータが入る。このレファレンスプラン計算９からｌＯでめら れる個別制御器及び制御素子に与えられる目標値が付与される。

図１に示す各機能は１つの計Ｔｌ！で纏めるのが有利であるが、これはまた別々 の計′１ｔＩＲで或いは１つの計′Ｗ機の別々の部分で処理することもできる０ 個別制御器に対する計算も行われる相応の計算機は本出願人の刊行物、説明書、 ハンドブック等から公知である０個別制御器のプログラミング並びにパラメータ 化は操作ハンドブックから公知である。

図２において１１は下側の圧延ローラ、１２は上側の圧延ローラ、１３は圧延さ れる帯板である。この図は概略的に示すもので、図示の帯板形状に反対方向の圧 延ロール力の影響によるロールの曲がりを考慮していないが、圧延ロールの基本 的な脹らみ状の構成を現している。帯板は縁部厚さＤ８及び中央部厚さＤＨを持 ち、その場合縁部厚さ、例えば（Ｃ，。）は使用された帯板の稜で計測された。

計算のためのプロフィール値は弐Ｐ＝Ｄ、−（Ｄ□＋ＤＩＩＬ）　／２でめられ る。

この値は通常μｍで表される。その都度の特別のプロフィール形成は後続の冷間 圧延ラインの要件もしくは製造される帯板の要件に従って決まる。

図３において１４は下側の許容限界線１５及び上側の許容限界線１６を有する成 形制御直線を示す。これ以下では幅方向に材料変形が著しく制約されてしか起こ り得ない限界厚さの範囲にある点１７及び１８において限界線１５及び１６の勾 配が変化している。限界！１５及び１６から生ずる三角形状部は限界厚さ以下の 範囲では対称の許容限界角βを、限界厚さ以上の範囲では上に向かって許容限界 角α及び下に向かって許容限界角α／２を持っている。このような簡略化は計算 技術上特に好都合で、そしてなおかつ充分正確である。

図に示されるように、形成制御直線１４はその延長線上において零点を通る。

運転点は許容限界線１５及び１６内で動きうる。目標プロフィール及び最終厚さ は成形制御直線１４を定める。圧延ロール力はサンプリングの主影響量である。

その他の圧延技術上の影ｗＩはこれに対して後退しており、補助的な量でし力１ ない、圧延ロール力の配分はそれ故得られたプロフィール及び厚さのための重要 な制御素子である。その場合基本条件は総合圧延ロールシカ即ち必要とされる総 合サンプルの維持である。

眼界厚さ以下では達成された帯板プロフィールは、さらに加工する際に帯板の平 面度に直接作用するので、これらも帯板の厚さ及びプロフィールによってこ′く 僅かな影響可能性のもとに与えられている。

第１図 第２図 第３図

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. １．初期及び最終寸法、材料データ、圧延温度等でレファレンスプランが与えら れている上位のプロセス管理システム及び個々の圧延スタンドの可変関数量、例 えばロール調整、回転数、トルク等を制御するための下位の減結合の個別制御器 の目標値を導くガイドシステムを備え、モデル式によるコンピュータプロセスに より実際のパラメータに収斂させながらパラメータの適合化を行い、個別制御器 の目標値を、予め定められ得る運転点制御が行われるように定めるとともに、個 別スタンドヘの負荷配分の変更により、その運転点が成形制御直線の前もって定 められた許容範囲にあるようにプロフィール制御が行われることを特徴とする多 スタンド熱間帯板圧延機、特に広幅帯板圧延機を用いる熱間帯板の製造制御方法 。
2. ２．成形制御直線の許容範囲が相対プロフィール定数が生ずる限界厚さ以下では 小さく（偏差角β）、限界厚さ以上ではそれより大きい（偏差角α）ことを特徴 とする請求の範囲１記載の制御方法。
3. ３．成形制御直線の許容範囲として、限界厚さの範囲内においてα及びβへの限 界値移行部を持つ三角形状部を備えたことを特徴とする請求の範囲２記載の制御 方法。
4. ４．三角形状部は偏差角βの部分において成形制御直線に対して対称、偏差角α の部分において成形制御直線に対して非対称、特に成形制御直線の上部及び下部 範囲に対して２：１の比で形成されることを特徴とする請求の範囲３記載の制御 方法。
5. ５．成形制御直線の計算のために製造された帯板の最終プロフィールのデータが 利用されることを特徴とする請求の範囲１、２、３又は４の１つに記載の制御方 法。
6. ６．運転点が三角形状部の外にあるときは、求められる最終プロフィールが改め て計算されることを特徴とする請求の範囲５記載の制御方法。
7. ７．成形制御直線の許容範囲を維持するための個別スタンドヘの負荷配分の変更 に付加して、圧延ロールの曲がりを制御することを特徴とする請求の範囲１、２ 、３、４、５又は６の１つに記載の制御方法。
8. ８．成形制御直線の許容範囲を維持するための個別スタンドヘの負荷配分の変更 に付加して、圧延ロールのずらし及び／又はクロッシングを制御することを特徴 とする請求の範囲１、２、３、４、５又は６の１つに記載の制御方法。
9. ９．成形制御直線の許容範囲を維持するための個別スタンドヘの負荷配分の変更 に付加して、圧延ロールの研磨度の変化（ボンビールング）及び／または熱的脹 らみ変化を制御することを特徴とする請求の範囲１、２、３、４、５又は６によ る制御システム。
10. １０．圧延ライン、特に熱間圧延ラインの個別スタンドの圧延ロール力の配分に 対する基準として理想的な成形制御直線を使用することを特徴とする請求の範囲 １ないし９の１つに記載の制御方法。
11. １１．圧延ラインにおいて必要な総合圧延ロール力を得るために個別圧延ロール 力を配分するため、成形制御直線を参照して最適化計算機において計算された、 三角形状部における個々の圧延ロール力の配分が使用されることを特徴とする請 求の範囲１０記載の制御方法。