JPS6021007B2 - 連続式圧延機のスタンド間定ル−プ制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、連続式圧延方法におけるスタンド間のループ
制御方法に関するものである。

連続式圧延機の各スタンド間のストリップテンションの
コントロールは、ストリップの精度よい板厚、板幅制御
を有利に可能とし且つ形状を良好に維持するため不可欠
なものであり、この目的で一般にスタンド間にルーパー
を設置してある。

このルーパーは、スタンド間を通過するストリップの下
面にルーパーロールを所定圧で当接せしめて所定のテン
ションを該ストリップに付与するものであるが、スタン
ド間のストリップのループ量の変動によりテンションが
変動するため、ルーパーロールを支承するルーパーアー
ムを所定角度範囲内で階仰回動可能にし、このルーパー
アームを該テンション変動にともない伸仰回動々作させ
、ルーパーロールを常に所定圧力でストリップの下面に
追従圧鞍するように制御されている。しかしながら、こ
のルーパーの制御は、該スタンド間ストリップのループ
量が圧延制御側の変動によってルーパーァームの伸仰回
動範囲を越えると不能となり、ストリップへの所要テン
ション付与がなされず前記所期の効果を得ることができ
ない。更に核ルーパーの制御は、ルーパーロール及びル
ーパーアームが大重量のため、油圧シリンダーをルーパ
ーアームの俺仰回動用駆動源に使用しこれの実測推力を
直接設定推力算出部にフィードバックして、テンション
変動による油圧シＩＪンダーの応答性を改善した例はあ
るが、マスフローの巨大な乱れによる該ループ量の変動
がルーパーアームの隅仰回動々作の限界を越えた場合に
は、ストリップへの該所要テンション付与動作を維持す
ることが困難であり、且つ通板性が著しく悪くなる。一
方各スタンド間のストリップのループ量の変動の原因は
、主にスキッドマーク、スタンド間冷却の有無等による
ストリップ長手方向の温度分布の不均一によって生じる
厚さ変動或いはミルモーター速度のスタンド間アンマツ
チングであり、これらの制御精度の向上に種々の手段が
開発されているが、特に急激なループ量の変動が完全に
吸収し、ルーパー制御を安定させ得るものがなかった。

つまり、スタンド個々における圧延速度制御精度は、略
満足されているが、圧延の高速化、スタンド夫々の圧延
制御特性のバラツキ等から各スタンド間をマッチングさ
せることが極めて函簸で、圧下制御するストリップ長手
方向位置対応制御や圧延速度制御等が正確に行えず、各
スタンド間のアンマッチング（不整合）が助長され制御
の安定を妨げている。本発明は、スタンド間ストリップ
のループ変動量とその変動速度を精度よく検出しこれを
ループ量が迅速に所定量に復帰維持されるように少なく
とも等該ループ発生箇所の上流側になる前段スタンド又
は下流側になる後段スタンドの速度制御袋鷹にフィード
バックしその圧延速度基準値を修正してミルモーター間
のアンマッチングを防止し、以つてルーパーのテンショ
ン制御におけるルーパーァームの俺仰回鰯々作を極小範
囲内に安定させ精度を高位に安定せしめることを主目的
とするものである。

即ち本発明の特徴とするところは、第１図に示す１実施
例の如く連続式圧延機の制御方法において、スタンドＦ
，，Ｆ２間に設置されたルーパーＬのルーパーァームＬ
，の俺仰回動角度８により前記スタン：ゞＦ，，Ｆ２間
ストリップＳのループ量Ｌｐを算出し、これと設定値Ｌ
ｐｏとの偏差値即ちループ変動量△Ｌｐを算出すると共
に、前記ルーパーア−ムＬの有効伸仰回路角度８−Ｃと
徹殿轍度浄とばり靴敵ルプ酸動速度狐（８−ｃ）群を算
出し燐でこれら算出した前記偏差値△Ｌｐがループ量変
動速度狐（８−ｃ）群で消滅す横綱記スタンドＦＩ’Ｆ
２の少なくとも一方のスタンドのミルモータ−の速度基
準値を制御する連続式圧延機のスタンド間定ループ制御
方法にある。

以下本発明を図面に示す制御袋鷹とともに詳細に説明す
る。図面に示す制御装置は連続式熱間圧延機における各
スタンドＦ，，Ｆ２間のループ量を所定量に維持制御す
るものである。

又各スタンド間に設置したルーパーＬの制御装置は少欄
洛してあるが、ストリップ下面にルーパーロールＬを常
に所定圧力で押上当綾し所要テンションを付与する制御
菱直であればよく、公知の各種手段を任意に採用すれば
よい。ルーパーＬは、先端にルーパーロール−を鼠支し
たルーパーアームＬとルーパーアームＬ，を減速磯山３
を介して所定範囲内で附仰回路駆動させる回転駆動モー
ターＭとによって構成してある。本発明は各スタンド間
のループ量とその変化量をもとにループ変動量とループ
量変動速度を算出しこれにより少なくとも一方のスタン
ドのミルモーターの速度基準値を修正して前段スタンド
Ｆ，の出側板速度と後段スタンドＦ２の入側板速度のア
ンマツチングを補正するものである。

つまりマスフローの乱れによるスタンド間のストリップ
の変動ループ量を消滅する時間だけマスフローを調整し
て、ループ変動量を吸収するものである。そこでスタン
ド間のループ量の測定装置は前記減速機Ｌ３に増速機Ｕ
を介して接続したルーパーア−ムＬ，の俺仰回路角度検
出器１からの角度信号ひを減算器２に導入してルーパー
アームＬの無効回敷角度Ｃを減算して有効回敷角度０−
Ｃを算出し、これを掛算器３に導入してここでｍ式の演
算を行いループ量Ｌｐを算出する。Ｌｐ＝Ｋ（８一Ｃ）
２ ……｛１）但し、Ｋ：定数、Ｃ：ルーパ
ーフームの回転始点Ｃｏから、スタンド間ストリップ水
平バスラインＰＬとルーパーロールとの接点までの回動
角度（無効回動角度）この導出については第２図の例を
もとに説明すると次の通りである。

第２図でのループ量Ｌｐは、Ｌｐ＝ａ＋ｂ−ｌ また ａ２＝ｇ２十ｃ２ ザ＝ｈ２十ｃ２ ここでａはＡ、Ｐ間の長さ、ｂはＰ、Ｂ間の長さ、１は
Ａ、Ｂ間の長さ、ｇはＡ、Ｈ間の長さ、ｈはＢ、Ｈ間の
長さ、ｃはＰ、Ｈ間の長さである。

長さｃはルーパーロールＬの半径をｒとして下式で表わ
される。ｃ＝（Ｌｓｉｎｏ＋ｒ）一・＝（６０瓜ｉｎ８
十１１０）一１５０＝６０瓜ｉｎひ−４０また長さｇ、
ｈは、ルーパーアームの回動軸と点Ａ、Ｂとの長さをｉ
、ｋとして下式で表わされる。

ｇ＝ｊ＋Ｌｃｏｓｏ＝２０２５十６０比ｏＳ８ｈ＝ｋ一
Ｌｃｏｓ８：３４７５一６０比ｏＳ８従って、Ｌｐェノ
４４６２２５十２４３０００比ｏｓｏ−４８００伍ｉｎ
８十ノ１２４３７物５十４１７０００比ｏｓひ一４８０
０瓜ｉｎ８一５５００を得る。

第３図に８とＬｐの関係を示す。この第３図によってＬ
ｐは０の２次関数で近似可能であることが分る。よって
Ｌｐ＝Ｋ（０−Ｃ）２ とおくことができる。

ここで例えば次の制御限界値をおきこれをａ＝４０４７
′ ・…・・・・・Ｌｐ＝００＝４５ ・・・・・・・
・・Ｌｐニ鼠脇上記式〔Ｌｐ＝Ｋ（８−Ｃ）２ 〕に代
入するとＬｐ＝０．０Ｘ払×（８一４．７雛）２を得、
第２図例における定受Ｋは０．０３３４と設定される。

次に鞠算器３からのループ童Ｌｐを導入する制御部は該
ループ量Ｌｐを減算器４に導入し、ループ量設定値Ｌｐ
ｏと比較してループ変動量△Ｌｐを算出し、このループ
変動革△Ｌｐを比例積分器５に導入して△Ｌｐ＝０にす
るための正、負方向付けを行い例えばルーパーＬの上流
側の前段スタンドＦ，におけるミルモーターＭ，の速度
制御装置１０における速度基準演算設定器１０−，の加
算部に加算してミル速度基準値を修正し、ミル速度を可
変して定ループ制御を行わしめる。

而して該△Ｌｐを制御する位置制御ループの応答は一般
にミルモーター速度応答に比し極めて遅くこのため圧延
条件により、特に急激な外乱でマスフローが大きく乱れ
た場合ルーパーＬのルーパーァームの傭仰回路限界を越
えて所謂ハンチング現象が生ずるので本発明はこれと餅
行してループ量変動速度（単位時間当りループ量ｍ／Ｓ
ｅｃ）を測定して前記速度制御装置１川こその補償信号
を加える速度マイナーループを付加して応答性の完堅さ
を図ったものである。

前記ループ量変動速度は、前段スタンドＦ，の出側の板
速度Ｖｆと、後段スタンドＦ２の入側の板速度Ｖｔとを
測定して算出するものであるが、該ＶｒとＶｅの直接検
出は、スタンド間の冷却水飛散、発生蒸気、ルーパーア
ームの僻仰回動々作によるストリップバスラィンの変動
等の悪環境による障害が多く困難であり、しかも精度が
低い。

このため間接的に測定する方法として次の‘２’、【３
ー式で求めることが考えられる。Ｖｒ＝Ｖ，（１十Ｑ‘
） ………【２１Ｖｅ＝（ｈ〇、Ｍ／ｈ
，、，十，）Ｖ…（１十ＱＭ）．・・．・・．・・（３
’但し Ｖ，：前段スタンドのワークロールＷＲ，の周速Ｖｉ十
，：後段スタンドのワークロールＷＲ２の周速※Ｑ，：
前段スタンドにおける圧延鋼板の先進率※の十，：後段
スタンドにおける圧延鋼板の先進率※ｈ，、，十，：後
段スタンドの入側板厚※ｈぃ，十，：後段スタンドの出
側板厚 しかしながらこの【２’、‘３｝式では、一定値を示さ
なくしかも実測不可能な要素（上記※与の要素）が多く
正確なＶｒ、Ｖｅを得ることが困難である。

そこで本発明は、スタンドＦ，，Ｆ２間のストリップル
ープ量Ｌｐが次の‘４｝式で表わせることと、Ｌｐ＝ノ
（Ｖｒ−Ｖ８）ｄｔ十Ｌｐ。 ・…・・…【４’こ
の‘４’式と前記【１’式とにより次の｛５）式の関係
が成立つことによって、Ｋ（８−ｃ）２ ＝′（Ｖｆ−
Ｖｅ）ｄｔ＋Ｌｐ。

．・・．・・・・・【５｝‘５’式の両辺を微分して｛
６１式を得、弧（８−Ｃ）群：Ｖ「〉ｅ ‐‐‐‐‐‐
‐‐棚但し８：ルーパーアーム隅仰角度 笠：回跡動機腿帆‐夕‐Ｍの回転角速度 Ｋ：変換定数 上記【６ー式に基いて（Ｖｒ−Ｖｅ）の測定を弧（８‐
Ｃ）篭絡易１こ実現せしめたものである。

この′レ‐ブ基変動速度弧（ひ−Ｃ）浄の演算算出処理
方法を図と共に以下に説明する。ルーパーアームＬの俺
仰回動角度検出器１からの角度信号８を別途減算器６の
導入し、ここでルーパーアームＬ，の回動角度Ｃを減算
して（８一Ｃ）なる内容の角度を算出し、掛算器８に導
入する一方、ルーパーアームＬの回転駆動機構Ｌ３のモ
ーターＭに直結したタコジェネレータ−ＴＧからの回転
速度信号、即ちルーパーアームＬの傭仰潮騒度信号料を
スケ‐磯総７を介して前記掛算器８に導入する。

鶏算器８にてこれら角度信号（〇−Ｃ）と附仰回敷角速
度信号も憲と予め保有の定数Ｋとにより前記狐（ひ‐ｃ
）等の掛算を行し・この演算結果を比例積分器９を介し
て正負の変動方向付けを行って後前記速度基準演算設定
器１０−，の加算部に加算してミル速度基準値を迅速に
修正しミル速度を速やかに可変し定ループ制御を行わし
める。尚本例ではスタンドＦ，のミル速度基準修正に適
用してあるが、スタンドＦ２又はスタンドＦ，の上流側
スタンド群或いはスタンドＦ２の下流のスタンド群の夫
々の速度制御装置の速度基準演算設定器の加算部（共に
図示せず）に、該ループ変動量△Ｌｐ及びループ量変動
速度信号弧（８‐ｃ）篭を、鰍フイ−ふック側スタンド
へ磯姿程度に応じて補正して導入せしめることができる
。

又減算器２と６は共用してもさしつかえない。以上の説
明で明らかなように、本発明は、スタンド間ストリップ
Ｓのループ変動量△Ｌｐと、ル−プ量変動速度（Ｖｒ−
Ｖｅ）をそれに酷似する滋（８−Ｃ）静こよって正欄こ
検出し・これらを少なくとも当該ル−プ発生部の上流側
の前段スタンドＦ，又は下流側の後段スタンドＦ２、或
いは更にこれら各スタンドＦ．，Ｆ２を含み全スタンド
夫々の速度制御装置における速度基準演算設定器に所定
の優牙却風こフィードバック又はフィードフオワードし
てスタンド間ストリップのループ量変化を修正し所定量
−のループ量に迅速に復帰させるものである。

これによってスタンド間のアンマッチングを消去すると
ともにルーパーＬの僻仰回動々作を極小範囲内に抑える
ものである。図面の筋単な説明 第１図は本発明方法を有利に実施する制御装置例を示す
説明図であり、第２図は本発明においてループ量Ｌｐを
算出する式の導出過程説明用の具体例を示す説明図であ
り、第３図は０とＬｐとの関係を示すグラフである。

図において、Ｌ：ルーパ−、Ｆ，：前段スタンド、Ｆ２
：後段スタンド、１：角度検出器、６：減算器、８：頚
算器、９：比例積分器、１０−，：速度基準演算設定器
。

第２図 第１図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 連続式圧延機のスタンド間に設置されたルーパーの
   ルーパーアームの俯仰回動角度により、前記スタンド間
   ストリツプのループ量を所定時間毎に算出し、これを設
   定値と逐次比較してループ変動量を算出すると共に、前
   記ルーパーアームの俯仰回動角度と俯仰回動角速度とに
   より前記ストリツプのループ量変動速度を算出し、これ
   らループ変動量とループ量変動速度とによつてスタンド
   の圧延速度基準値を制御することを特徴とする連続式圧
   延機のスタンド間定ループ制御方法。