JPH084813B2 - 棒鋼または線材あるいは形鋼の圧延におけるロール回転数のセットアップ方法 - Google Patents

棒鋼または線材あるいは形鋼の圧延におけるロール回転数のセットアップ方法

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JPH084813B2
JPH084813B2 JP2133183A JP13318390A JPH084813B2 JP H084813 B2 JPH084813 B2 JP H084813B2 JP 2133183 A JP2133183 A JP 2133183A JP 13318390 A JP13318390 A JP 13318390A JP H084813 B2 JPH084813 B2 JP H084813B2
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誠 馬場
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幸雄 野口
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    • 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21B1/00Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
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    • B21B1/12Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling structural sections, i.e. work of special cross-section, e.g. angle steel in a continuous process, i.e. without reversing stands
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Metal Rolling (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、スタンド間を無張力とする棒鋼または線材
あるいは形鋼の圧延におけるロール回転数のセットアッ
プ方法に関する。
(従来の技術) 従来、本発明のようなタンデム圧延に於いてスタンド
間を無張力とするようにロール回転数を調整する方法と
しては、例えば特開昭60−12015号公報に開示されてい
る技術がある。これは、任意の圧延列の最終スタンド間
のみにおける張力変化又は当該圧延列で圧延され圧延材
の尾端から所定の距離における材料の幅Bの変化を調
べ、上記張力変化のデータ又は上記Bの変化のデータと
予め求められる影響係数とに基づいて当該圧延列の各ス
タンド間における上記目標張力からの偏差を求め、この
偏差張力を相殺するように圧延ロールの回転数又は圧延
ロールの圧下間隙を修正するものである。また本発明者
の一部が先に特開平1−71512号公報で提案した方法
は、張力計を用いず圧延荷重Pや圧延トルクGから各ス
タンド間の張力を推定し、この推定値を用いて張力制御
を行なっている。
(発明が解決しようとする課題) さて、前述のような特徴を持つ従来の方法では、以下
に述べる課題がある。
特開昭60−12015号公報の方法では、上流側ほどスタ
ンド間の張力が最終スタンドの張力あるいは幅Bに与え
る影響が小さい為張力の検出が困難で、その結果寸法公
差の厳しいいわゆる精圧材の圧延が困難であると共に、
スタンド間に張力が残る事はミスロールの原因にもなり
操業の安定上好ましくない。これを解決するには、最終
スタンド以外にも張力計を増設すれば良いが、多大のコ
ストを要する。
そこで張力計を用いず張力を推定する方法として特開
平1−71512号公報に開示されている技術があるが、ス
キッドマーク等が原因して圧延圧力PとトルクGが不安
定となり、十分な推定精度が得られないことがある。
本発明は上記の事情に鑑みなされたもので、圧延材圧
延中の各スタンドの操業データからスタンド間の張力を
検出し、これを基に次圧延材圧延前に自動的にロール回
転数Nを修正しスタンド間を無張力化する事によって、
圧延材尾端部の寸法偏差をなくし全長に渡って均一な幅
寸法を確保することを目的とする。
以後、圧延荷重を記号Pで、圧延トルクを記号Gで、
負荷パラメータを記号Lで、ロール回転数を記号Nで、
ロール回転数の修正量を記号ΔNで各々表わす。
〔発明の構成〕
(問題を解決するための手段) 本発明は上記目的を解決するために、圧延材を複数の
スタンドにて圧延する棒鋼または線材あるいは形鋼の圧
延において、圧延材がNo.(N−1)スタンドを尻抜け
する時点からNo.(N+1)スタンドを尻抜けする時点
までのNo.(N+1)スタンドの負荷パラメータL及び
幅Bを記録し各々のNo.Nスタンド尻抜け前後の変化量
(以後、各々記号ΔL,ΔBで表わす)及びLのばらつき
(以後記号VLで表わす)を算出するデータ入力機能と、
ΔLとΔBがゼロとなるように、しかもVLが大きくなる
につれて修正ゲインが小さくなるようにファジィ推論を
用いてNo.NスタンドのΔNを求めるセットアップ回転数
演算機能を具備し、No.NスタンドとNo(N+1)スタン
ド間の無張力化を安定的に行なうものである。また、N
o.(N+1)スタンドでBが計測できないときには、上
記セットアップ回転数演算機能ではΔLのみをゼロとす
るように同様の手法でNo.NスタンドのΔNを求める。
(作用) 以下、本発明について詳しく説明する。
第1図のように、制御系はデータ入力機能とセットア
ップ回転数演算機能から構成する。
データ入力機能においては、圧延材がNo.(N−1)
スタンドを尻抜けする時点からNo.(N+1)スタンド
を尻抜けする時点までの間、No.(N+1)スタンドの
PとGから求まるL並びにプロフィールメータからのB
を記録する。データの取り込みが終了すると、VL及びN
o.Nスタンド尻抜け時のΔLを算出し、Bを用いてNo.N
スタンド尻抜け時のΔBを算出する。以上が終了する
と、求めたVL,ΔL,ΔBをセットアップ回転数演算機能
へ送る。
セットアップ回転数演算機能では、データ入力機能か
ら受け取ったVL,ΔL,ΔBを入力としてNo.Nスタンドの
ΔNを出力とする複数のファジィ制御規則を用いたファ
ジィ推論からΔNを求め、次圧延材がNo.(N−1)ス
タンドに噛み込む前にΔNを用いてNを修正する。この
ときNo.(N+1)スタンド出側にプロフィールメータ
が存在しないときにはBが取り込めず、従ってΔBを算
出できないため、ファジィ制御規則はVLとΔLが入力で
ΔNを出力に持つ2入力1出力とする。ファジィ制御規
則は、以下の2つの方針にしたがって設計する。第一
に、ΔL及びΔBがゼロとなるように、即ちNo.Nスタン
ドとNo.(N+1)スタンド間が無張力となるようにΔ
Nを決定すること。第二に、VLが大きいときにΔNを小
さくすること。これによって、スキッドマーク等の影響
で圧延荷重や圧延トルクの変動が大きいときにはロール
回転数の修正ゲインが小さくなるため、誤動作を防ぎ安
定した制御性能が可能となる。
(実施例) 以下、本発明の実施例として棒鋼圧延プロセスへの適
用例を図面を参照しながら説明する。
第3図は、全システム構成を示すブロック図である。
圧延機はNo.1スタンドからNo.10スタンドまでの10基で
構成するタンデム圧延機で、No.10スタンド出側にプロ
フィールメータを設置しBを計測する。回転数セットア
ップシステムは、No.1スタンドからNo.9スタンドまで独
立に9つ設置し、各々のNを修正する。回転数セットア
ップシステムは、データ入力機能とセットアップ回転数
演算機能からなる。
まず、データ入力機能を説明する。No.(N+1)ス
タンドのLを次の式を用いてサンプリング周期毎に求
め、記録する。
L=((G−G0)/G0)−((P−P0)/P0) 但し、G0:Gの基準値 P0:Pの基準値 LとBを記録した例を第4図に示す。ここで、時刻
t0,t1及びt2は、それぞれ第5図に示すように圧延材がN
o.(N−1)スタンド,No.Nスタンド,及びNo.(N+
1)スタンドを抜けた時刻を表わす。このとき、VLは時
刻t0からt1までのLの分散、ΔLとΔBは時刻t1前後の
各々LとBの変化量を用いて定量化する。
次にセットアップ回転数演算機能について説明する。
ここで用いるファジィ制御規則は、No.9スタンドのΔN
を求める規則として、 Rule 1) if VL=Small and |ΔL|=Big and |ΔB|=Big then ΔN=k1*ΔL/α Rule 2) if VL=Small and |ΔL|=Small and |ΔB|=Small then ΔN=k2*ΔL/α Rule 3) if VL=Big and |ΔL|=Any and |ΔB|=Small then ΔN=0 Rule 4) if VL=Small and |ΔL|=Big and |ΔB|=Small then ΔN=k3*ΔL/α Rule 5) if VL=Small and |ΔL|=Small and |ΔB|=Big then ΔN=k4*ΔB/β Rule 6) if VL=Big and |ΔL|=Any and |ΔB|=Big then ΔN=k5*ΔB/β の6つを用い、No.1スタンドからNo.8スタンドのΔNを
求める規則としては、ΔBが取り込めないので、 Rule 1) if VL=Small and |ΔL|=Big then ΔN=k1*ΔL/α Rule 2) if VL=Small and |ΔL|=Small then ΔN=k2*ΔL/α Rule 3) if VL=Big and |ΔL|=Any then ΔN=0 の3つを用いる。この規則において、Big,Small,Anyは
予め設定されたファジィ集合、αはΔNのΔLに対する
影響係数、βはΔNのΔBに対する影響係数であり、α
とβは、実操業におけるΔN,ΔB,ΔLのデータを複数採
取し、最小自乗法などを用いて ΔN=ΔL/α ΔN=ΔB/β を満足するαとβを求めることにより得られ、k1からk5
は0以上1以下の実数で影響係数調整係数であり、VL=
Smallを含んでいるRule 1)、2)、4)、5)では大
きく、即ちk1,k2,k3,k4は1に近い値を設定し、VL=Big
を含んでいるRule 6)では小さく、即ちk5は0に近い値
を設定する。
この規則にNo.(j+1)スタンドからVL0,ΔL0,ΔB0
が入力されたとき、No.jスタンドのロール回転数修正量
ΔNjを求めるファジィ推論の方法を説明する。まず最初
に、VL0,ΔL0,ΔB0が各規則を満足する度合Wiを次の式
で求める。
j=9の場合、 Wi=μVLi(VL0)*μ|ΔLi|(ΔL0)*μ|ΔBi|(Δ
B0) (i=1,2,・・・,6) j=1,・・・,8の場合、 Wi=μVLi(VL0)*μ|ΔLi|(ΔL0) (i=1,2,3) 但し、 μVLi(VL0):i番目の規則のVLのファジィ集合から求め
たVL0のメンバーシップ値 μ|ΔLi|(ΔL0):i番目の規則のΔLのファジィ集合
から求めたΔL0のメンバーシップ値 μ|ΔBi|(ΔB0):i番目の規則のΔBのファジィ集合
から求めたΔB0のメンバーシップ値 次に、ΔNjを次の式を用いて求める。
j=1,・・・,8の場合、 j=9の場合、 但し、ΔNj i:Rule iによるΔNj 以上で求まったΔNjを用いて、次圧延材がNo.(j−
1)スタンドに噛込む前にNo.jスタンドのロール回転数
Njを修正する。
上記の方法を用いて実際に圧延を行なった結果を第5
図に示す。セットアップ開始後3本でΔLが±1%以内
に収束し、その結果寸法精度は、±0.1mm程度に収束し
た。
(発明の効果) 本発明による回転数セットアップ方法を用いて各スタ
ンドのNを調整すると、サイズ替え後数本でスタンド間
を無張力化でき、オペレータの調整と比較して格段に効
率がよい。また、PやGが不安定なときにはセットアッ
プ調整を行なわないので、誤動作またはそれに伴うミス
ロールが発生せず非常に安定した制御性能を持ってい
る。
(他の実施例) 各スタンドの負荷パラメータを算出する際に、前述の
実施例と異なる次の式を用いても、同様の精度を持つセ
ットアップ制御システムが設計できる。
L=[(G−G0)/G0]/[(P−P0)/P0] 但し、G0:Gの基準値 P0:Pの基準値
【図面の簡単な説明】
第1図はロール回転数セットアップ処理の流れを示すブ
ロック図、第2図はロール回転数セットアップ処理の10
スタンド圧延機への適用例を示すブロック図、第3図は
LとBの時系列信号例を示すタイミングチャート、第4
図はLとBの入力タイミングを示すブロック図、第5図
は第1図のロール回転数セットアップの制御結果例を示
すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B21B 37/78 B21B 37/00 BBG (72)発明者 野口 幸雄 福岡県北九州市八幡東区枝光1―1―1 新日本製鐵株式會社第3技術研究所内 (72)発明者 大貝 晴俊 福岡県北九州市八幡東区枝光1―1―1 新日本製鐵株式會社第3技術研究所内 (72)発明者 馬場 勘次 福岡県北九州市八幡東区枝光1―1―1 新日本製鐵株式會社第3技術研究所内 (72)発明者 千田 雄治 北海道室蘭市仲町12番地 新日本製鐵株式 會社室欄製鐵所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数のスタンドに圧延材を噛み込ませて連
    続的に圧延を行う棒鋼または線材あるいは形鋼の圧延に
    おいて、圧延材が任意の注目するスタンド間の上流側ス
    タンド即ちNo.Nスタンドを抜けて、当該スタンド間の張
    力が解放された時の下流側スタンド即ちNo.(N+1)
    スタンドの圧延荷重と圧延トルクから求まる負荷パラメ
    ータLの変化量ΔL及びNo.(N+1)スタンドの幅寸
    法Bの変化量ΔB、並びにNo.Nスタンド噛み込み中の上
    記負荷パラメータLのばらつきVLを調べ、上記2つの変
    化量、ΔB、ΔLと予め求められる影響係数および影響
    係数調整係数に基づき、更に上記ばらつきVLを考慮した
    ファジィ推論を用いて、上記2つの変化量、ΔB、ΔL
    をゼロとすることにより当該スタンド間が無張力となる
    ように、更に上記ばらつきVLが大きいときには修正量Δ
    Nが小さくなるようにNo.Nスタンドのロール回転数Nの
    修正量ΔNを算出し設定することを特徴とする棒鋼また
    は線材あるいは形鋼の圧延におけるロール回転数のセッ
    トアップ方法。
  2. 【請求項2】複数のスタンドに圧延材を噛み込ませて連
    続的に圧延を行う棒鋼または線材あるいは形鋼の圧延に
    おいて、圧延材が任意の注目するスタンド間の上流側ス
    タンド即ちNo.Nスタンドを抜けて、当該スタンド間の張
    力が解放された時の下流側スタンド即ちNo.(N+1)
    スタンドの圧延荷重と圧延トルクから求まる負荷パラメ
    ータLの変化量ΔL、並びにNo.Nスタンド噛み込み中の
    上記負荷パラメータLのばらつきVLを調べ、上記負荷パ
    ラメータの変化量ΔLと予め求められる影響係数および
    影響係数調整係数に基づき、更に上記ばらつきVLを考慮
    したファジィ推論を用いて、上記負荷パラメータの変化
    量ΔLをゼロとすることにより当該スタンド間が無張力
    となるように、更に上記ばらつきVLが大きいときには修
    正量ΔNが小さくなるようにNo.Nスタンドのロール回転
    数Nの修正量ΔNを算出し設定することを特徴とする棒
    鋼または線材あるいは形鋼の圧延におけるロール回転数
    のセットアップ方法。
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