JPH0698374B2 - 圧延機制御方法 - Google Patents

圧延機制御方法

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JPH0698374B2
JPH0698374B2 JP1240081A JP24008189A JPH0698374B2 JP H0698374 B2 JPH0698374 B2 JP H0698374B2 JP 1240081 A JP1240081 A JP 1240081A JP 24008189 A JP24008189 A JP 24008189A JP H0698374 B2 JPH0698374 B2 JP H0698374B2
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    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B37/00Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/58Roll-force control; Roll-gap control
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21B37/00Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
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    • B21B2267/02Roll dimensions
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Control Of Metal Rolling (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、圧延機の制御方法に関するものである。
[従来の技術] 複数の圧延スタンドによって順次圧延を行う連続圧延機
においては、所定の板厚精度を得るために各圧延スタン
ドのロールギャップを所定の値になるように制御する。
さらに、各圧延スタンド間の圧延材の張力を適切な値に
保つことが大切であり、このための従来の技術として
は、特開昭63-38244号に開示されたものがある。これ
は、圧延材にかかる張力とロール速度の関係を従来より
一層詳細な数式モデルで求め、このモデルを用いて張力
が目標値となるようにロール速度を制御するものであ
る。
[発明が解決しようとする課題] 連続圧延機においては、張力、圧延荷重、板厚、形状、
及び圧下位置等が互いに影響を与えるという性質を持っ
ており、1つの値を変えると他の値もそれにつれて変わ
ってしまう。このために張力の制御にも誤差が入り易
い。例えば上記の従来技術では、ロールギャップ一定の
定位制御を基本とし、さらにロール速度を調整して張力
を制御しているが、ロールギャップの制御の狂いによっ
ても張力は変動する。また、ロール速度の調整は、速度
のある範囲内では有効であるが、その範囲を越えるとス
リップが発生して制御ができない。さらに、ロールのサ
ーマルクラウンの補正は、サーマルクラウン量を直接測
定できないため、速度等の測定可能な量をもとに制御せ
ざるを得ず、正確な補正は困難であった。これらの制御
の困難さから、板厚精度が不十分となるだけでなく、生
産効率に悪影響を与える板破断や、バッチ圧延時の通板
性が悪い等の問題点があった。
本発明の目的は、圧延材にかかる張力を安定化して、板
破断を防ぎかつ板厚精度を向上させるとともに、バッチ
圧延時の通板性を向上させる圧延機制御方法を提供する
にある。
[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するために、ロール速度調整による張力
制御を行うとともに、前段部の圧延スタンドではロール
ギャップを一定とする定位圧下制御を、後段部の圧延ス
タンドでは圧延荷重を一定とする定圧圧下制御を行うよ
うにし、また前段部の圧延スタンドでは、必要に応じて
定位圧下制御と定位圧下制御を切替えられるようにし
た。
[作用] 定位圧下制御は、とくに後段部の圧延スタンドで板厚が
小さいときに板破断を生じ易く、またロール偏心により
圧延機の張力に大きな変化を生じ易い。一方、定圧圧下
制御はそれ自体で張力を一定にする機能を有するが、板
の蛇行に対して不安定等の性質がある。このため、両者
の制御方法を組み合わせることにより板厚精度の向上、
板破断の防止が図れる。さらに、前段部の圧延スタンド
では、そのロール偏心が大きい場合(偏心の大きいロー
ルを入れた場合または圧延停止によりロールが片冷え
し、偏心が発生した場合等)、定位圧下制御から定圧圧
下制御に切替えることにより、ロール偏心による板厚精
度の低下を防止できる。
[実施例] 以下本発明を実施例により詳細に説明する。第1図は本
発明の方法を用いた連続圧延機の一実施例を示すもの
で、圧延材1は入側装置または巻き戻しリール2により
供給され、圧延スタンド11〜15により順次圧延され、巻
き取りリール4によりコイル状に巻き取られる。ロータ
リーシャー3は、コイルの区切りごとに圧延材を分割す
る。各圧延スタンド11〜15のロールギャップは圧下装置
(PUC)21〜25により調整される。圧下装置21〜25は、
油圧圧下により高速応答が可能であり、板厚の変動及び
圧延条件の変化に追従できる。圧延スタンド11〜15の圧
延ロールの速度は、速度制御装置(ASR)31〜35により
制御され、各スタンド間の張力はスタンド間に配置され
た張力計41〜44の出力とセットアップ計算機81からの目
標値を用いて、張力制御装置(ATR)72〜75により一定
となるよう制御される。
圧下装置21〜25による圧下制御は、本実施例では以下の
ように行う。まず第1番目のスタンド11に対しては、通
常は圧下制御装置61bによる定位圧下制御、即ちロール
ギャップを目標板厚に応じて定めた一定値となるように
制御する。またロール偏心のあるときは圧下制御装置61
aによる定圧圧下制御、即ち圧延荷重計51の検出した荷
重がセットアップ計算機81の設定した荷重となるように
制御する。スタンド11の定位圧下制御と定圧圧下制御の
切替えは切替装置91により行う。一方、第2番目以降の
スタンド12〜15に対しては、圧下制御装置62〜65によ
り、圧延荷重計52〜55の検出した荷重がセットアップ計
算機81の設定した荷重となるような定圧圧下制御を行
う。
以上の構成による連続圧延機の動作を以下に述べる。ま
ず定位圧下制御と定圧圧下制御の特性を考える。定圧圧
下制御では、ロールギャップは板厚変動に対して板厚を
なぞるような形で変化する。このため板厚変動はある程
度発生するが、張力変動は押えられる。このため板厚の
場合はかえって板厚変動は減少し、また板形状も良好な
ものが得られる。これに対して定位圧下制御では、ロー
ルギャップを一定に保とうとするため、板厚変動は少な
いが、逆に圧下率が変化することによる張力変動が発生
する。これにより薄板の場合はかえって板厚変動が大き
くなってしまうことになる。この点をより詳しく述べる
と、圧延理論式によれば、バックテンションが10%増加
すると、圧延荷重は約2〜3%減少し、その結果板厚が
その分厚くなる。即ち張力を安定させることにより、結
果的に板厚精度のよい製品を作りだすことができる。ま
た、最終スタンドでは、板が薄くなっているため、形状
悪化、あるいは溶接部における板破断が発生し易く、こ
の点に関しても定圧圧下制御が良好である。さらに、後
段スタンドではロールギャップが狭く、ロールのサーマ
ルクラウンの影響も大きくなる。この場合定圧圧下制御
では、このサーマルクラウン量は自然と補正されてしま
うため、目標板厚に近いロールギャップに設定すること
ができる。
以上のような圧下制御方法の特性を考慮して、スタンド
11〜15に定位圧下制御(POS)と定圧圧下制御(CRF)を
種々割り当てたときの板厚偏差のシミュレーション結果
を第2図に示す。同図のケース1は全スタンドを定位圧
下制御とした従来方法である。これは従来の圧下装置が
電動圧下のため応答が遅く、定位圧下、即ち一定ロール
ギャップ制御にせざるを得なかったという事情があった
からである。しかし、油圧圧下装置の開発により、圧下
の高速応答が可能となり、定圧圧下制御ができるように
なった。ケース2〜4はこの定圧圧下制御を利用したも
のである。
第2図のケース2は最終スタンド15のみを定圧圧下制御
とし、他を定位圧下制御としたものである。この場合、
最終スタンド15が定圧圧下制御されているので、スタン
ド14と15の間の張力が安定し、板厚精度も良好である。
また最終スタンド15のところで板厚が薄くなっても形状
を保ち易く、板破断を生じない。同時に最終スタンドで
のロールのサーマルクラウンの影響も除去できる。
ケース3の場合は、スタンド11のみ定位圧下制御とし、
後段の4つのスタンド12〜15はすべて定圧圧下制御とし
たものである。この場合全スタンド間は定圧圧下制御に
より安定した張力となる。薄板の場合は、ケース2より
もケース3の方がより適した方式といえる。
ケース4は全スタンド11〜15を定圧圧下制御としたもの
で、板厚精度及び板の蛇行には弱い方式である。(定圧
圧下制御は板の蛇行には弱い)。しかし圧延操業上は、
張力が安定しているという意味で母材条件がよい場合に
採用可能である。即ち、ロール偏心については、定位圧
下制御は、その偏心が直接板厚に転写されるので、偏心
量が大きい場合は定圧圧下制御がよい。またバッチ圧延
における通板性の問題がある。通板時は、セットアップ
の値が期待値よりずれるため、定位圧下制御ではスムー
ズな通板が期待できない。それい対して、定圧圧下制御
では、母材の先端部の板厚の大きな変動に対しても十分
追従できるため、形状悪化が少なく通板性がよい。
第3図は以上の各ケースの特徴を整理して示したもので
あり、第1図の実施例は、切替装置91により上述したケ
ース3または4の方法を切替使用するようにしたもので
ある。第2図に示したシミュレーション結果では、初段
のスタンドであるスタンド11の出側の板厚偏差(ほぼ母
材変動に近い)がどのケースもほぼ±15μmであり、ロ
ール偏心は20μm程度である。これに対して最終段のス
タンド15の出力偏差はケース3の結果が最もよいことを
示している。ケース2はスタンド11〜14のロール偏心の
影響が大きく、ケース3に比し板厚精度が悪くなってい
る。また、第4図及び第5図はロール偏心の影響を実圧
延ラインで実測したもので、第4図はケース3、第5図
はケース4の結果である。いずれもスタンド出側板厚の
偏差を周波数分析したもので、第4図の場合(ケース
3)はスタンド11が定位圧下制御でり、この板厚偏差Δ
h1中のロール偏心を示す0.53Hzのスペクトルが110mVと
大きい。これに対して第5図の場合(ケース4)は、ス
タンド11も定圧圧下制御であり上記に対応するスペクト
ルは16mV(この周波数は1.15Hzだが、これはロール速度
の違いによる)にまで圧縮されていて、定圧圧下制御の
方がロール偏心に対して強いことを示している。最終ス
タンド15出力での板厚偏差Δh5のスペクトルは、ケース
3,4ともに定圧圧下制御であるから、ロール偏心に対し
てどちらも30mVと良好な値を示している。
[発明の効果] 本発明によれば、スタンド間張力を安定に制御できるの
で、圧延操業が安定し、通板性、板厚精度、形状が改善
される。またバッチ圧延時ばかりでなく、連続圧延機に
おける走間板厚変更時にも板破断を防止するのに非常に
有効である。例えば、定位圧下制御では、セットアップ
の誤差がある範囲まで入らないと、板破断が頻発するの
に対して、定圧圧下制御では、溶接部の板厚が不明で
も、それをなぞるような形で圧延するので板破断の確率
が大幅に減少し、生産の効率を改善できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す連続圧延機の構成図、
第2図は種々の制御方法とそのシミュレーション結果を
示す図、第3図は第2図の各制御方法の圧延特性を示し
た図、第4図及び第5図はロール偏心に対する定位及び
定圧圧下制御の特性を示す実測図である。 1……圧延材、11〜15……圧延スタンド、21〜25……圧
下装置、51〜55……圧延荷重計、61〜65……圧下制御装
置、81……セットアップ計算機、91……切替装置。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】連続圧延機を構成する複数の圧延スタンド
    の内、圧延材を先に圧延する前段部の圧延スタンドを、
    そのロールギャップが所定値となるように制御する定位
    圧下制御方法により制御し、前記前段部より後の圧延ス
    タンド全てを、その圧延荷重が所定値となるように制御
    する定圧圧下制御方法により制御し、かつ前記複数の圧
    延スタンドの各圧延スタンド間の張力が一定になるよう
    制御することを特徴とする圧延機制御方法。
  2. 【請求項2】前記前段部の圧延スタンドを、第1番目の
    圧延スタンド1個のみとしたことを特徴とする請求項1
    記載の圧延機制御方法。
  3. 【請求項3】前記前段部の圧延スタンドを、最終圧延ス
    タンド以外の全ての圧延スタンドとしたことを特徴とす
    る請求項1記載の圧延機制御方法。
  4. 【請求項4】連続圧延機を構成する複数の圧延スタンド
    の内、圧延材を先に圧延する前段部の圧延スタンドを、
    そのロールギャップが所定値となるように制御する定位
    圧下制御方法による制御及びその圧延荷重が所定値とな
    るように制御する定圧圧下制御方法による制御とのいず
    れかに切替制御し、前記前段部より後の圧延スタンド全
    てを、その圧延荷重が所定値となるように制御する定圧
    圧下制御方法により制御し、かつ前記複数の圧延スタン
    ドの各圧延スタンド間の張力が一定になるよう制御する
    ことを特徴とする圧延機制御方法。
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