JPH1024306A

JPH1024306A - 冷間圧延制御装置

Info

Publication number: JPH1024306A
Application number: JP8178165A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Tanno; 野宏丹
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1996-07-08
Filing date: 1996-07-08
Publication date: 1998-01-27

Abstract

(57)【要約】【課題】被圧延材の材質や板厚など条件・環境が種々
に変化したとしても、加減速時における被圧延材の板厚
精度の低下を防止することができるようにする。【解決手段】ｆを先進率とすると、ロール周速Ｖｉ
と出側速度Ｖｏとの関係は、Ｖｏ＝Ｖｉ（１＋ｆ） … （１）により表される。加減速時には、摩擦係数の変化や油膜
厚みの変化に起因する外乱が出側速度Ｖｏの変動となっ
て現れ、（１）式の関係が成立しなくなる。板速計３６
〜４０は、このときの出側速度Ｖｏ1 を検出し、その検
出信号を板厚制御装置２６〜３０に出力する。板厚制御
装置２６〜２９は、板速計３６〜３９からの検出信号を
入力し、Ｖｏ1 ＝Ｖｏとなるように、ロールギャップ位
置制御装置３１〜３４に対して出力している制御信号を
補正し、圧延ロール１〜４のロールギャップを調整す
る。また、板厚制御装置３０も、モータ速度制御装置１
４に対して出力している制御信号を補正し、圧延ロール
５の速度を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷間圧延制御装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は、従来装置の構成を示すブロック
図である。この図において、被圧延材Ｗは、ＮＯ．１〜
ＮＯ．５のスタンドにより、図の左方から右方へ巻き出
されるようになっている。各スタンドは、モータ６〜１
０により回転駆動される圧延ロール１〜５を有してい
る。モータ６〜１０は、モータ速度制御装置１１〜１４
により制御されるようになっており、モータ速度制御装
置１１〜１４には、張力制御装置１５〜１８から制御信
号が与えられるようになっている。張力制御装置１５〜
１８は、スタンド間張力制御測定器１９〜２２からの検
出信号を入力しており、この検出信号と所定の設定値と
の偏差に基いて、モータ速度制御装置１１〜１４に制御
信号を出力するようになっている。

【０００３】圧延ロール１〜５のロールギャップは、ロ
ールギャップ位置制御装置３１〜３５により制御される
ようになっている。ロールギャップ位置制御装置３１〜
３４には、板厚制御装置２６〜２９から制御信号が与え
られるようになっている。これら板厚制御装置２６〜２
９は、板厚測定器２３，２４からの検出信号を入力して
おり、この検出信号と所定の設定値のとの偏差に基い
て、板厚制御装置２６〜２９に制御信号を出力するよう
になっている。なお、最終スタンドであるＮＯ．５スタ
ンドのみ、板厚測定器２５からの検出信号が板厚圧制御
装置３０に入力されるようになっており、板厚制御装置
３０が板厚制御信号をモータ速度制御装置１４に出力す
ることにより、板厚制御が行われるようになっている。

【０００４】次に、このように構成される冷間圧延制御
装置の動作を概略的に説明する。冷間圧延装置において
は、ロールギャップ変化が製品板厚に及ぼす影響は、製
品に最も近い最終スタンドのＮＯ．５スタンドよりも最
も遠いスタンドのＮＯ．１スタンドの方が大きくなる。
このような現象は、スタンド間張力を媒体として圧延因
子が相互に影響を及ぼし合うことに起因する現象であ
り、連続圧延特有のものである。連続圧延が定常状態で
行われている場合には、圧延機のいずれの場所でも体積
速度（板幅×板厚×板速度）は一定である。

【０００５】冷間圧延制御の特徴は、スタンド間張力を
利用して圧延を行うことであり、スタンド間張力の取り
扱い方で圧延特性が大きく変化する。ロール速度を調整
してスタンド間張力を一定値に制御する場合の製品板厚
への影響係数は、上記の圧延特性とは逆になる。つま
り、ＮＯ．１スタンドのギャップ変化の製品板厚への影
響は小さくなり、最終スタンドのＮＯ．５スタンドに近
くなるほど影響は大きくなる。

【０００６】定常圧延時（一定速度で圧延が行われてい
る状態）に素材板厚がステップ的に厚くなると、素材板
厚変化部が到着したスタンドの板厚が最も大きく増加
し、その板厚変化部が次スタンドに到着すると、スタン
ド間張力が減少するので更に板厚が増加する。

【０００７】ＮＯ．１スタンドのロールギャップを拡大
すると、ＮＯ．１スタンドの出口板厚は増加し、板厚変
化部が各スタンドを通過する時点まで板厚は増加し続け
る。そして、板厚変化部が到着したスタンドの後方側
（上流側）の張力は減少する。

【０００８】ＮＯ．５スタンドのロールギャップを拡大
すると、その瞬間、ＮＯ．５スタンドの出口板厚は増加
するが、同時にＮＯ．４〜ＮＯ．５スタンドのスタンド
間張力も増加するので、ＮＯ．４スタンドの出口板厚は
減少し、ＮＯ．５スタンドの出口板厚は最終的には余り
変化しない。

【０００９】ＮＯ．１スタンドのロール速度を増加させ
ると、ＮＯ．１〜ＮＯ．２スタンドのスタンド間張力が
低下することにより、ＮＯ．１スタンドの出口板厚が増
大する。そして、その板厚変動が最終スタンドまで伝播
し、最終的にＮＯ．５スタンドの出口板厚が増大し、ス
タンド間張力は減少する。

【００１０】中間スタンドであるＮＯ．３スタンドの速
度を増加させると、ＮＯ．３〜ＮＯ．４スタンドのスタ
ンド間張力は減少し、逆に、ＮＯ．２〜ＮＯ．３スタン
ドのスタンド間張力は増加する。このとき、ＮＯ．５ス
タンドの出口板厚は過渡的に変化するが、最終的には殆
ど変化しない。

【００１１】ＮＯ．５スタンドの速度を増加させると、
ＮＯ．４〜ＮＯ．５スタンドのスタンド間張力は増加
し、ＮＯ．５スタンドの出口板厚は減少する。このと
き、ＮＯ．４スタンドの出口板厚も減少するので、Ｎ
Ｏ．４スタンドにおける出口板厚変化部がＮＯ．５スタ
ンドへ到着した後、ＮＯ．５スタンドの出口板厚は一定
値に収束する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従来の冷間圧延制御装
置は、概ね、上記のような動作を行い、定常圧延時すな
わち圧延速度が一定に保たれている間は、比較的制御状
態が安定しており、板厚精度も良好である。

【００１３】しかし、圧延ロールの加減速時には、圧延
状態が変化し、板厚精度が低下する事態となる。つま
り、冷間圧延の場合、加速を行うと製品板厚が減少し、
減速を行うと製品板厚が増加する。この現象は、主とし
て、（１）圧延速度変化による摩擦係数の変化、（２）
圧延速度変化によるバックアップロール油膜軸受けの油
膜厚み変化、に起因するものである。これらの変化は、
スタンド間張力を介して相互に影響し合うため、複雑な
挙動を示す。

【００１４】従来は、加減速時における板厚精度の低下
を防ぐために、適切なロールギャップ及びスタンド間張
力を経験則から割り出していたが、これらの最適値は、
被圧延材の材質、板厚、その他種々の条件に応じて変化
する。そのため、従来装置では、被圧延材の圧延精度を
一定以上向上させることは、困難であった。

【００１５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、加減速時における被圧延材の板厚精度の低下を防
止することができる冷間圧延制御装置を提供することを
目的としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、請求項１記載の発明は、スタンド間の張
力制御と、圧延ロールのロールギャップ制御とを併用し
て被圧延材の板圧制御を行う冷間圧延制御装置におい
て、各スタンドの出側に設けられ、被圧延材の速度を検
出する板速計と、前記圧延ロールの加減速時のロールギ
ャップ制御を、前記板速計からの検出信号を取り込んで
行うロールギャップ位置制御装置と、を備えたことを特
徴とする。

【００１７】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記圧延ロールの加減速が行われることを
検知する加減速検知手段を備え、この加減速検知手段が
加減速状態を検知した場合のみ、前記ロールギャップ位
置制御装置は、前記板速計からの検出信号を取り込むこ
と、を特徴とする。

【００１８】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明において、前記板速計は、レーザ光の放射によ
り前記被圧延材の速度を検出するものである、ことを特
徴とする。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図に基
き説明する。図１は、本実施形態の冷間圧延制御装置の
構成を示すブロック図である。図１が図３と異なる点
は、圧延ロール１〜５の各出側に板速計３６〜４０が設
けられている点である。これらの板速計３６〜４０は、
被圧延材Ｗにレーザ光を放射して被圧延材Ｗの速度を検
出するタイプのものであるが、他のタイプのものであっ
てもよい。板速計３６〜３９の検出信号は、ロールギャ
ップ位置制御装置３１〜３４に制御信号を与える板厚制
御装置２６〜２９に入力されるが、最終段のＮＯ．５ス
タンドの出側に設けられている板速計４０の検出信号
は、モータ速度制御装置１４に制御信号を与える板厚制
御装置３０に入力されるようになっている。そして、板
厚制御装置２６〜３０は、それぞれが入力した板速検出
信号に基いて、通常時の板厚制御についての制御信号を
補正するようになっている。

【００２０】図２は、圧延ロールの入側板厚Ｈｉと出側
板厚hiの状態を示し、ロール周速Ｖｉと出側速度Ｖｏと
の関係を示した説明図である。ここで、ｆを先進率とす
ると、出側速度Ｖｏは、Ｖｏ＝Ｖｉ（１＋ｆ） … （１）により表される。そして、加減速時における前記の摩擦
係数の変化や油膜厚みの変化に起因する外乱は、出側速
度Ｖｏの変動となって現れ、（１）式の関係が成立しな
くなる。板速計３６〜４０は、このときの出側速度Ｖｏ
1 を検出し、その検出信号を板厚制御装置２６〜３０に
出力する。

【００２１】板厚制御装置２６〜２９は、板速計３６〜
３９からの検出信号を入力し、Ｖｏ1 ＝Ｖｏとなるよう
に、ロールギャップ位置制御装置３１〜３４に対して出
力している制御信号を補正し、圧延ロール１〜４のロー
ルギャップを調整する。また、板厚制御装置３０も板速
計４０からの検出信号を入力し、Ｖｏ1 ＝Ｖｏとなるよ
うに、モータ速度制御装置１４に対して出力している制
御信号を補正し、圧延ロール５の速度を調整する。

【００２２】従来は、加減速時における板厚精度の低下
を防止するために、過去のデータに基づく経験則から割
り出したロールギャップ値やモータ速度値を用いて加減
速時の運転を行っていたが、種々の条件に応じて外乱の
度合いも異なるため、これでは充分な板厚精度を確保で
きないことは既述した通りである。しかし、上記のよう
に、板速計の検出信号を用いて制御信号の補正を行うこ
とは、現実の条件・環境に応じてロールギャップ値やモ
ータ速度値を調整することを意味しているので、条件や
環境がどのように変化したとしても対処が可能であり、
充分な板厚精度を確保することができる。

【００２３】なお、板厚制御装置２６〜３０は、常時、
板速計３６〜４０の検出信号を取り込んだ制御を行う構
成としてもよいが、制御の安定化の観点から、加減速時
のみ板速計３６〜４０の検出信号を取り込む構成として
もよい。例えば、加減速指令信号等の入力により、間も
なく加減速制御が行われることを検知する加減速検知手
段を設け、この加減速検知手段の検知に基づき、板速計
３６〜４０の検出信号を取り込むようにすることができ
る。

【００２４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、被圧延
材の材質や板厚など条件・環境が種々に変化したとして
も、加減速時における被圧延材の板厚精度の低下を防止
することができる冷間圧延制御装置を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の冷間圧延制御装置の構成を示すブロッ
ク図。

【図２】ロール周速Ｖｉと出側速度Ｖｏとの関係を示し
た説明図。

【図３】従来の冷間圧延制御装置の構成を示すブロック
図。

【符号の説明】

１〜５圧延ロール６〜１０モータ１１〜１４モータ速度制御装置１５〜１８張力制御装置１９〜２２スタンド間張力制御装置２３〜２５板厚測定器２６〜３０板厚制御装置３１〜３５ロールギャップ位置制御装置３６〜４０板速計Ｗ被圧延材料

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スタンド間の張力制御と、圧延ロールのロ
ールギャップ制御とを併用して被圧延材の板圧制御を行
う冷間圧延制御装置において、各スタンドの出側に設けられ、被圧延材の速度を検出す
る板速計と、前記圧延ロールの加減速時のロールギャップ制御を、前
記板速計からの検出信号を取り込んで行うロールギャッ
プ位置制御装置と、を備えたことを特徴とする冷間圧延制御装置。
【請求項２】請求項１記載の冷間圧延制御装置におい
て、前記圧延ロールの加減速が行われることを検知する加減
速検知手段を備え、この加減速検知手段が加減速状態を検知した場合のみ、
前記ロールギャップ位置制御装置は、前記板速計からの
検出信号を取り込むこと、を特徴とする冷間圧延制御装置。
【請求項３】請求項１又は２記載の冷間圧延制御装置に
おいて、前記板速計は、レーザ光の放射により前記被圧延材の速
度を検出するものである、ことを特徴とする冷間圧延制御装置。