JPS6057404B2 - 連続圧延機の張力制御方法及び装置 - Google Patents
連続圧延機の張力制御方法及び装置Info
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- JPS6057404B2 JPS6057404B2 JP55085139A JP8513980A JPS6057404B2 JP S6057404 B2 JPS6057404 B2 JP S6057404B2 JP 55085139 A JP55085139 A JP 55085139A JP 8513980 A JP8513980 A JP 8513980A JP S6057404 B2 JPS6057404 B2 JP S6057404B2
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
- B21B37/48—Tension control; Compression control
- B21B37/52—Tension control; Compression control by drive motor control
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Metal Rolling (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は連続圧延機における定張力制御に関するもので
ある。
ある。
従来、連続圧延機における定張力制御たとえば無張力制
御として、連続圧延機の各圧延スタンドにおける駆動装
置の負荷電流あるいは圧延荷重、あるいは圧延トルクと
圧延荷重の比をかみ込み時に検出し、該検出値を指令値
として圧延中も一定に保持する如く駆動装置に対して速
度変更指令を出力することが行なわれていた。
御として、連続圧延機の各圧延スタンドにおける駆動装
置の負荷電流あるいは圧延荷重、あるいは圧延トルクと
圧延荷重の比をかみ込み時に検出し、該検出値を指令値
として圧延中も一定に保持する如く駆動装置に対して速
度変更指令を出力することが行なわれていた。
例えば、2台の圧延スタンドからなる連続圧延機におい
ては、第1図に示すように第1スタンドの圧延トルクを
検出するトルク検出器29と圧延荷重を検出する圧延荷
重検出器14を設置し、且つトルク検出器29の出力信
号と圧延荷重検出器14の出力信号との比を演算する演
算装置15、その演算装置15の圧延材かみ込み時の値
を記憶する記憶装置16を設け、圧延中演算装置30の
出力信号と記憶装置16の出力信号の差分を零とするよ
う速度制御装置13に速度変更指令を出力する如く制御
されていた。しかしながら、このような従来の制御は、
圧延中の圧延材温度降下、スキッドマーク、母材厚変化
、その他の外乱が発生した場合、張力あるいは圧縮力を
発生してしまう欠点がある。
ては、第1図に示すように第1スタンドの圧延トルクを
検出するトルク検出器29と圧延荷重を検出する圧延荷
重検出器14を設置し、且つトルク検出器29の出力信
号と圧延荷重検出器14の出力信号との比を演算する演
算装置15、その演算装置15の圧延材かみ込み時の値
を記憶する記憶装置16を設け、圧延中演算装置30の
出力信号と記憶装置16の出力信号の差分を零とするよ
う速度制御装置13に速度変更指令を出力する如く制御
されていた。しかしながら、このような従来の制御は、
圧延中の圧延材温度降下、スキッドマーク、母材厚変化
、その他の外乱が発生した場合、張力あるいは圧縮力を
発生してしまう欠点がある。
つまり、第1図のブロック図をみれば明らかなように、
単に各スタンドを独立に制御するため、特に時間が経っ
につれて無視できなくなるな外乱(例えば圧延材の温度
変化による種々の外乱など)に対しては補償できない欠
点を有する。又、3台以上のスタンドから構成される圧
延機の場合、従来の制御では圧延材が第(1+2)スタ
ンドにかみ込まれるまでに、第1スタンドと第(1+1
)スタンドの間の圧延材が定張力状態に達しない場合、
或いは外乱による張力が補償される以前に次段のスタン
ドにかみ込まれた場合、いずれの場合も完全な定張力制
御はできない。
単に各スタンドを独立に制御するため、特に時間が経っ
につれて無視できなくなるな外乱(例えば圧延材の温度
変化による種々の外乱など)に対しては補償できない欠
点を有する。又、3台以上のスタンドから構成される圧
延機の場合、従来の制御では圧延材が第(1+2)スタ
ンドにかみ込まれるまでに、第1スタンドと第(1+1
)スタンドの間の圧延材が定張力状態に達しない場合、
或いは外乱による張力が補償される以前に次段のスタン
ドにかみ込まれた場合、いずれの場合も完全な定張力制
御はできない。
すなわち、圧延材が第(1+2)スタンドにかみ込まれ
てから後の定張力制御は、先す圧延材が第(1+1)ス
タンドにかみ込まれた直後の第(1+1)スタンドの圧
延荷重P(1+1)スタンド、或いは圧延トルクG(1
+1)、又はそれらの比G(1+1)/P(1+1)を
記憶し、次に記憶した値を基準値とし、それに対応する
第(1+2)スタンドにかみ込んだ後の第(1+1)ス
タンドでの値とを比較し、第(1+1)スタンドの速度
指令値を決定すると言う原理に基づいている。しかしな
がら、第(1+1)スタンドかみ込直後の測定値にはイ
ンパクトドロップの効果によつて生する張力の影響が入
るし、又第(1−1)スタンドと第1スタンドに張力が
ある場合、その張力のために第1スタンドの回転数が変
化するので第1スタンドと第(1+1)スタンドの間に
張力が生じ、その影響も入る。
てから後の定張力制御は、先す圧延材が第(1+1)ス
タンドにかみ込まれた直後の第(1+1)スタンドの圧
延荷重P(1+1)スタンド、或いは圧延トルクG(1
+1)、又はそれらの比G(1+1)/P(1+1)を
記憶し、次に記憶した値を基準値とし、それに対応する
第(1+2)スタンドにかみ込んだ後の第(1+1)ス
タンドでの値とを比較し、第(1+1)スタンドの速度
指令値を決定すると言う原理に基づいている。しかしな
がら、第(1+1)スタンドかみ込直後の測定値にはイ
ンパクトドロップの効果によつて生する張力の影響が入
るし、又第(1−1)スタンドと第1スタンドに張力が
ある場合、その張力のために第1スタンドの回転数が変
化するので第1スタンドと第(1+1)スタンドの間に
張力が生じ、その影響も入る。
したがつて、無張力状態の値として採用される第(1+
1)スタンドへのかみ込直後の値は、その後の定張力圧
延制御の基準値としては不正確である。
1)スタンドへのかみ込直後の値は、その後の定張力圧
延制御の基準値としては不正確である。
したがつて、第(1−1)スタンドと第1スタンドの間
に張力変動が生じないような状態で、第(1+1)スタ
ンドへのかみ込みを行う必要がある。
に張力変動が生じないような状態で、第(1+1)スタ
ンドへのかみ込みを行う必要がある。
このため、例えば連続(タンデム)圧延で、加減速を含
む高速運転が望まれる場合、かみ込前において、加減速
による張力発生を防ぐためスタンドかみ込前の加減速に
制約をもうけることは高速化をさまたげてしまうという
欠点になる。
む高速運転が望まれる場合、かみ込前において、加減速
による張力発生を防ぐためスタンドかみ込前の加減速に
制約をもうけることは高速化をさまたげてしまうという
欠点になる。
本発明は上記欠点を除去するためなされたもので、その
目的は、精度の高い連続圧延機における張力制御方法お
よび装置を提供することである。
目的は、精度の高い連続圧延機における張力制御方法お
よび装置を提供することである。
本発明の理解を助けるため、まず本発明の原理を理論式
を用いて説明する。尚、本発明は以下の説明から明らか
なように2台以上の圧延スタンドを有する連続圧延機に
適用するものであるが、説明を簡単にするため、第2図
に示す様な2台のスタンドから構成されている圧延スタ
ンドについて述べる。まず、第1スタンド入側厚みをH
1出側の厚みをHml第2スタンド出側の厚みをh1第
1スタンドにおける圧延トルクと圧延荷重の検出値及び
ワークロールの半径を夫々Gl,Pl,Rl、第2スタ
ンドのそれをG2,P2,R2、スタンド間張力をTと
すると、これらの間には(1),(2)式の関係が成立
する。ただし、El,′2は夫々スタンド1及び2の接
触弧長、λ1はトルクアーム係数である。
を用いて説明する。尚、本発明は以下の説明から明らか
なように2台以上の圧延スタンドを有する連続圧延機に
適用するものであるが、説明を簡単にするため、第2図
に示す様な2台のスタンドから構成されている圧延スタ
ンドについて述べる。まず、第1スタンド入側厚みをH
1出側の厚みをHml第2スタンド出側の厚みをh1第
1スタンドにおける圧延トルクと圧延荷重の検出値及び
ワークロールの半径を夫々Gl,Pl,Rl、第2スタ
ンドのそれをG2,P2,R2、スタンド間張力をTと
すると、これらの間には(1),(2)式の関係が成立
する。ただし、El,′2は夫々スタンド1及び2の接
触弧長、λ1はトルクアーム係数である。
そして、積λ1 ・f1はトルクアームと呼ばれる。こ
の(1),(2)式を変形すると、圧延中の任意の時間
に(3)式が成立することが分かる。上式の右辺第1項
は両スタンドの接触弧長の関,数として表わされている
。
の(1),(2)式を変形すると、圧延中の任意の時間
に(3)式が成立することが分かる。上式の右辺第1項
は両スタンドの接触弧長の関,数として表わされている
。
接触弧長′1f2それ自体は圧下量の関数て圧延材の温
度降下により減少するが、両スタンドの接触弧長の温度
による変化は同程度の変化を示すので、右辺第1項では
温度による変化がキャンセルされる。
度降下により減少するが、両スタンドの接触弧長の温度
による変化は同程度の変化を示すので、右辺第1項では
温度による変化がキャンセルされる。
換言すれば、圧延中右辺第1項の時間的変化は接触弧長
自身の変化よりすつと小さい。従つて、右辺の第1項を
あるタイミングで決定すれは、それ以降の圧延中におけ
る圧延材の温度変化による張カへの影響を無視できる。
次に、右辺第1項の値の決定方法を説明する。
自身の変化よりすつと小さい。従つて、右辺の第1項を
あるタイミングで決定すれは、それ以降の圧延中におけ
る圧延材の温度変化による張カへの影響を無視できる。
次に、右辺第1項の値の決定方法を説明する。
前記の(1)式で圧延材が第2スタンドにかみ込まれる
以前にはスタンド間の張力Tは零だからそのときの状態
を添字。を付けて表わすと、第1スタンドでのトルクア
ームλ10−ElOは、トルク検出信号GlOと圧延荷
重信号PlOとを用いて(4)式のように表わすことが
できる。張力発生状態を、添字bを付けて示すと、(5
),(6)式の関係となる。この2式より、Tbを消去
すると、第2スタンドでのトルクアームλ2b◆′2b
は(7)式を満足する。
以前にはスタンド間の張力Tは零だからそのときの状態
を添字。を付けて表わすと、第1スタンドでのトルクア
ームλ10−ElOは、トルク検出信号GlOと圧延荷
重信号PlOとを用いて(4)式のように表わすことが
できる。張力発生状態を、添字bを付けて示すと、(5
),(6)式の関係となる。この2式より、Tbを消去
すると、第2スタンドでのトルクアームλ2b◆′2b
は(7)式を満足する。
ここで、第1スタンドのトルクアームλ10・′10を
圧延材が第2スタンドに咬む込む直前に演算すれば、咬
み込直後のトルクアームλ1b−′1bはλ10−Fl
Oにほぼ等しくなる。
圧延材が第2スタンドに咬む込む直前に演算すれば、咬
み込直後のトルクアームλ1b−′1bはλ10−Fl
Oにほぼ等しくなる。
すなわち、2λ1b−Elb七2λ10−ElO=(G
1/P1)。が成立する。このとき、(7)式を(G2
/P2)。
1/P1)。が成立する。このとき、(7)式を(G2
/P2)。
と定義すると、υJ
■t前述のように、圧延中の両スタンドの
接触弧長の変化が等しいとすれば、前記(3)式の右辺
第1項のトルクアームの差分は次のように表わされる以
上の結果をまとめると(3)式は次式の(9)式のよう
に表わすことができる。ここで、(G1/P1)。
■t前述のように、圧延中の両スタンドの
接触弧長の変化が等しいとすれば、前記(3)式の右辺
第1項のトルクアームの差分は次のように表わされる以
上の結果をまとめると(3)式は次式の(9)式のよう
に表わすことができる。ここで、(G1/P1)。
は、第2スタンドのかみ込前の第1スタンドの圧延トル
クと圧延荷重の比の値で、(G2/P2)。は(10)
式で与えられる。上記の(9)式において、2つのスタ
ンドにおける圧延トルクと圧延荷重の比の差分(跨)一
(?)を(?)。
クと圧延荷重の比の値で、(G2/P2)。は(10)
式で与えられる。上記の(9)式において、2つのスタ
ンドにおける圧延トルクと圧延荷重の比の差分(跨)一
(?)を(?)。
−(?)。に等しくなるように制御すれは、張力零の一
定制御を実現できる。すなわち、(9)式の右辺は張力
Tに対応しているので、この値を零にするように圧延ス
タンドの駆動モーター速度を修正することにより張力零
の一定制御になる。この右辺の値を予め定められた目標
張力になるようにモーター速度を制御すればいわゆる定
張力制御が実現てきる。本発明の特徴を更に明らかにす
るために、これで述べた定張力制御の制御原理を3台の
圧延スタンドを持つ連続圧延機に適用した場合について
述べる。
定制御を実現できる。すなわち、(9)式の右辺は張力
Tに対応しているので、この値を零にするように圧延ス
タンドの駆動モーター速度を修正することにより張力零
の一定制御になる。この右辺の値を予め定められた目標
張力になるようにモーター速度を制御すればいわゆる定
張力制御が実現てきる。本発明の特徴を更に明らかにす
るために、これで述べた定張力制御の制御原理を3台の
圧延スタンドを持つ連続圧延機に適用した場合について
述べる。
第3図は3台のスタンドを概略的に示したものてある。
尚、図中G,P,Rは各々圧延トルク、圧延荷重、ロー
ル半径を示し、その添字は対応するスタンドに付けた番
号と一致する。まず、第1スタンドと第2スタンドの間
には張力T1が、第2スタンドと第3スタンドの間には
張力T2が働いている場合、(11),(12),(1
3)式が成立する。
ル半径を示し、その添字は対応するスタンドに付けた番
号と一致する。まず、第1スタンドと第2スタンドの間
には張力T1が、第2スタンドと第3スタンドの間には
張力T2が働いている場合、(11),(12),(1
3)式が成立する。
ここで、前述した2スタンドの場合と同様にして圧延材
が第1スタンドにかみ込んだ後の2λ1 ・′1の値を
(G1/P1)。
が第1スタンドにかみ込んだ後の2λ1 ・′1の値を
(G1/P1)。
と定義し、さらに.(14),(15)式の如く定義す
る。5ノノ ここで、( )兄)は第1スタンドかみ込直後の実測値
であることを示す。
る。5ノノ ここで、( )兄)は第1スタンドかみ込直後の実測値
であることを示す。
なお、(G1/P1−)。は、見かけの無張力状態にお
けるトルクアームに相当する。厳密には、第1スタンド
における見かけの無張力状態におけるトルクアームの2
倍の値((4)式参照)となる。このとき、式(11)
〜(13)から(2λ1 ・f1−2λ2・E2)と(
2λ2・E2−2λ3・E3)を求め、それを2スタン
ドの場合と同様にして消去すると(16),(17)式
が立つ。
けるトルクアームに相当する。厳密には、第1スタンド
における見かけの無張力状態におけるトルクアームの2
倍の値((4)式参照)となる。このとき、式(11)
〜(13)から(2λ1 ・f1−2λ2・E2)と(
2λ2・E2−2λ3・E3)を求め、それを2スタン
ドの場合と同様にして消去すると(16),(17)式
が立つ。
ここで、X,yはそれぞれ(18),(19)式で示さ
れる。(16),(17)両式より、スタンド間張力T
l,T2を零にするには、X,yを同時に零とすればよ
い。
れる。(16),(17)両式より、スタンド間張力T
l,T2を零にするには、X,yを同時に零とすればよ
い。
すなわち、張力零の定張力制御を行なうには、式(18
),(19)から相隣るスタンドのトルクアームの差(
G1/P1)−(G1+1/Pi+1)を(G1/P,
)。一(Gj+,/Pj+,)。と常に等しくするよう
に相隣るスタンドの速度を修正すればよい。以上により
第1スタンドの速度変更量(ΔN/N)iは、第2スタ
ンドをキースタンドとする場合には、ここでα,βは次
元変更のゲインである。
),(19)から相隣るスタンドのトルクアームの差(
G1/P1)−(G1+1/Pi+1)を(G1/P,
)。一(Gj+,/Pj+,)。と常に等しくするよう
に相隣るスタンドの速度を修正すればよい。以上により
第1スタンドの速度変更量(ΔN/N)iは、第2スタ
ンドをキースタンドとする場合には、ここでα,βは次
元変更のゲインである。
一般に、定張力制御を行なうには相隣るスタンドのトル
クアーム差を目標張力に見合つた値に制御する。
クアーム差を目標張力に見合つた値に制御する。
第4図〜第6図は本発明の張力制御の前提としての制御
装置を説明する制御ブロック図で、各スタンドは圧延荷
重Pを検出するためのロードセル(1)を持ち、圧延ロ
ールは速度自動制御ASR系を持つモータと連動してい
る。
装置を説明する制御ブロック図で、各スタンドは圧延荷
重Pを検出するためのロードセル(1)を持ち、圧延ロ
ールは速度自動制御ASR系を持つモータと連動してい
る。
相隣るスタンドの圧延荷重とモータの負荷トルクの検出
値がそれぞれ制御HTFCに送られ、前述の式(14)
〜(19)からスタンド間の張力を零とするような指令
値をASR系に出力する。
値がそれぞれ制御HTFCに送られ、前述の式(14)
〜(19)からスタンド間の張力を零とするような指令
値をASR系に出力する。
以下、制御装置の具体的構成を第5図を用いて説明する
。
。
第5図において、1,2,3は圧延方向にかぞえたスタ
ンドにつけた番号、4はサイリスタ装置マ、図に表われ
ていない交流電源の交番電圧を直流電圧に変換する。
ンドにつけた番号、4はサイリスタ装置マ、図に表われ
ていない交流電源の交番電圧を直流電圧に変換する。
5は各圧延スタンドの圧延ローラー駆動用電動機、6は
駆動用電動機5の回転数を検出する速度発電機、7は電
動機5を流れる主回路電流を検出する電流検出器、8は
界磁電流IEを検出する界磁電流検出器、9は界磁電流
検出器8の出力1Fを入力し、界磁の強さφを出力する
関数発生器、10は関数発生器9の出力と電流検出器7
の出力との積を演算する乗算器、11は電流検出器6の
出力の時間微分を行い加速度を出力する微分器、12は
微分器11の出力を入力し、加速トルクに変換する変換
ゲイン装置で、この出力を乗算器10の出力から引くと
圧延トルクGが得られる。
駆動用電動機5の回転数を検出する速度発電機、7は電
動機5を流れる主回路電流を検出する電流検出器、8は
界磁電流IEを検出する界磁電流検出器、9は界磁電流
検出器8の出力1Fを入力し、界磁の強さφを出力する
関数発生器、10は関数発生器9の出力と電流検出器7
の出力との積を演算する乗算器、11は電流検出器6の
出力の時間微分を行い加速度を出力する微分器、12は
微分器11の出力を入力し、加速トルクに変換する変換
ゲイン装置で、この出力を乗算器10の出力から引くと
圧延トルクGが得られる。
13は駆動用電動機5の速度制御を行なうためのサイリ
スタ装置4に点弧角指令を出力する速度制御装置、14
は各スタンドの圧延荷重を検出するロードセル、15は
圧延トルクと−圧延荷重の比(G/P)を演算する割算
器、16aは第1スタンドかみ込後の割算器15の出力
を記憶する記憶装置、16bは第2スタンドかみこみ直
後に式(14)によつて計算された見かけ上の無張力状
態の圧延トルクの圧延荷重に対する比を.記憶する記憶
装置、16cは第3スタンドかみ込み直後に式(15)
によつて計算された無張力状態の圧延トルクの圧延荷重
に対する比を記憶する記憶装置、17aは第2スタンド
かみ込前に切換えられるワンショットリレー、17bは
圧延材が第.2スタンドにかみ込まれた直後に働くワン
ショットリレー、18は第3スタンドかみ込直後に働く
ワンショットリレーである。
スタ装置4に点弧角指令を出力する速度制御装置、14
は各スタンドの圧延荷重を検出するロードセル、15は
圧延トルクと−圧延荷重の比(G/P)を演算する割算
器、16aは第1スタンドかみ込後の割算器15の出力
を記憶する記憶装置、16bは第2スタンドかみこみ直
後に式(14)によつて計算された見かけ上の無張力状
態の圧延トルクの圧延荷重に対する比を.記憶する記憶
装置、16cは第3スタンドかみ込み直後に式(15)
によつて計算された無張力状態の圧延トルクの圧延荷重
に対する比を記憶する記憶装置、17aは第2スタンド
かみ込前に切換えられるワンショットリレー、17bは
圧延材が第.2スタンドにかみ込まれた直後に働くワン
ショットリレー、18は第3スタンドかみ込直後に働く
ワンショットリレーである。
19は相隣るスタンドの圧延荷重の比をとる割算器、2
0は割算器19の出力にそれと同じスターンド対のロー
ル径の比を乗算するゲイン装着、21はかみ込直後とか
み込前の圧延トルクの圧延荷重の比G/Pの差とゲイン
装置20の出力との積を演算する乗算器、22は前述の
式(18),(19)の右辺に相当する量を速度変更量
に変換する変換ゲイン装置、23は積分器である。
0は割算器19の出力にそれと同じスターンド対のロー
ル径の比を乗算するゲイン装着、21はかみ込直後とか
み込前の圧延トルクの圧延荷重の比G/Pの差とゲイン
装置20の出力との積を演算する乗算器、22は前述の
式(18),(19)の右辺に相当する量を速度変更量
に変換する変換ゲイン装置、23は積分器である。
又25,26は割算器15及び19の出力から式(20
)又は(21)で、表わされる速度変更量を算出する演
算回路である。この演算回路が前記の制御系HTF′C
である。この実施例は前述の式(14)〜(19)によ
る制御方式を用いた一例である。
)又は(21)で、表わされる速度変更量を算出する演
算回路である。この演算回路が前記の制御系HTF′C
である。この実施例は前述の式(14)〜(19)によ
る制御方式を用いた一例である。
まず圧延材が第1スタンドにかみ込まれ、第2スタンド
にかみ込まれ゜る前に、第1スタンドに関する圧延トル
ク、圧延荷重を検出し、それらの比を割算器15で演算
し、記憶装置16aに記憶せしめる。ワンショットリレ
ー17が連動して作動して17aが開放された後に、第
2スタンドへ圧延材がかみ込まれる。この時、圧延スタ
ンド1に関する割算器15の出力を記憶装置16aの出
力及び出力及び割算器19の出力から第2スタンドに関
するトルクアーム相当量(G2/P2)。が演算され、
記憶装置16bに記憶される。圧延材が第3スタンドに
かみ込まれるまでは、第1スタンドの割算器15の出力
と、第2スタンドの割算器15の差分をとりさらに記憶
装置16aと16bの出力の差分を求め、この両者の差
分の差分を零とするように、第1スタンドの速度の制御
を行う。さらに、第3スタンドにかみ込直後、ワンショ
ットリレー18が作動して前述の(15)式の演算がお
こなわれ、トルクアーム相当量(G3/P3)。が記憶
装置16cに記憶される。第3スタンドかみ込み後の圧
延中の動作は、第1スタンドの割算器15の出力と、第
2スタンドの割算器15の出力力の差分から、記憶装置
16aと16bの出力の差分を引いた値を零とするよう
に、第1圧延スタンドの圧延速度を制御し、同時に第2
スタンドの割算器15の出力と第3スタンドの割算器1
5の出力の差分から記憶装置16bと16cの出力の差
分を引いた値を零とするように第3スタンドの圧延速度
を制御する。この制御により、各圧延スタンド間張力を
発生しない無張力制御が実現できる。第6図は、3台の
圧延スタンドを有する連続圧延機の制御の他の例であり
、この例では、キースタンドを第1スタンドに選んてあ
る。
にかみ込まれ゜る前に、第1スタンドに関する圧延トル
ク、圧延荷重を検出し、それらの比を割算器15で演算
し、記憶装置16aに記憶せしめる。ワンショットリレ
ー17が連動して作動して17aが開放された後に、第
2スタンドへ圧延材がかみ込まれる。この時、圧延スタ
ンド1に関する割算器15の出力を記憶装置16aの出
力及び出力及び割算器19の出力から第2スタンドに関
するトルクアーム相当量(G2/P2)。が演算され、
記憶装置16bに記憶される。圧延材が第3スタンドに
かみ込まれるまでは、第1スタンドの割算器15の出力
と、第2スタンドの割算器15の差分をとりさらに記憶
装置16aと16bの出力の差分を求め、この両者の差
分の差分を零とするように、第1スタンドの速度の制御
を行う。さらに、第3スタンドにかみ込直後、ワンショ
ットリレー18が作動して前述の(15)式の演算がお
こなわれ、トルクアーム相当量(G3/P3)。が記憶
装置16cに記憶される。第3スタンドかみ込み後の圧
延中の動作は、第1スタンドの割算器15の出力と、第
2スタンドの割算器15の出力力の差分から、記憶装置
16aと16bの出力の差分を引いた値を零とするよう
に、第1圧延スタンドの圧延速度を制御し、同時に第2
スタンドの割算器15の出力と第3スタンドの割算器1
5の出力の差分から記憶装置16bと16cの出力の差
分を引いた値を零とするように第3スタンドの圧延速度
を制御する。この制御により、各圧延スタンド間張力を
発生しない無張力制御が実現できる。第6図は、3台の
圧延スタンドを有する連続圧延機の制御の他の例であり
、この例では、キースタンドを第1スタンドに選んてあ
る。
そして、2台の制御系HTFCによる速度指令の変更は
、第2スタンドと第3スタンドに対して行なわれる。こ
の場合、一方のスタンド対の速度修正が他方のスタンド
対に張力が発生させることになるのを防ぐため、サクセ
ツシブが必要になる。この第6図の例は、第2スタンド
と第3スタンドの間にサクセツシブを設けてある点を除
くと第5図の例と同じである。
、第2スタンドと第3スタンドに対して行なわれる。こ
の場合、一方のスタンド対の速度修正が他方のスタンド
対に張力が発生させることになるのを防ぐため、サクセ
ツシブが必要になる。この第6図の例は、第2スタンド
と第3スタンドの間にサクセツシブを設けてある点を除
くと第5図の例と同じである。
3台以上のスタンドを持つ連続圧延機では、製品の精度
向上のため、最終スタンドをキースタンドにし、最終ス
タンドを除いた全スタンドにスタンド間のサクセツシブ
を設ける必要がある。
向上のため、最終スタンドをキースタンドにし、最終ス
タンドを除いた全スタンドにスタンド間のサクセツシブ
を設ける必要がある。
従つて、第6図の例は容易に3台以上のスタンドの連続
圧延機の場合に拡張できる。また、本発明の前提となる
張力制御を説明するにあたり、帯調圧延に適用した実施
例について述べたが、棒調圧延、形調圧延等にも容易に
適用できることは、明らかである。
圧延機の場合に拡張できる。また、本発明の前提となる
張力制御を説明するにあたり、帯調圧延に適用した実施
例について述べたが、棒調圧延、形調圧延等にも容易に
適用できることは、明らかである。
第7図は本発明の実施例の要部のみのブロック図の例で
、2スタンドからなる圧延機で圧延を行う場合圧延材に
任意の張力を加えて圧延を行うための装置を示している
。
、2スタンドからなる圧延機で圧延を行う場合圧延材に
任意の張力を加えて圧延を行うための装置を示している
。
尚、この図では圧延トルク、圧延荷重を検出する回路は
省略してあるが、第5図等の検出回路と同じ回路を用い
ることができるので省略した。
省略してあるが、第5図等の検出回路と同じ回路を用い
ることができるので省略した。
又制御系HTFC25は、第5図で破線でかこんで示し
た制御系25と同一の回路から構成されている。ここで
、張力の設定値を〒、外乱によつて生ずる張力の変動量
をΔTとおくと前述の(9)式により次の関係が成立す
る。
た制御系25と同一の回路から構成されている。ここで
、張力の設定値を〒、外乱によつて生ずる張力の変動量
をΔTとおくと前述の(9)式により次の関係が成立す
る。
外乱による張力ΔTは、板厚に変化を与えるのでそれを
零にするように右辺を制御する。
零にするように右辺を制御する。
右辺第1項と第2項の差分は制御系HTFCの出力だか
らその出力から第3項を差し引くようなブロック図を構
成することになる。明らかに第7図の場合、任意の一定
張力〒を発生させることができる。
らその出力から第3項を差し引くようなブロック図を構
成することになる。明らかに第7図の場合、任意の一定
張力〒を発生させることができる。
従つて、張力の設定値〒を任意に選ぶことによりスタン
ド間張力を任意の一定値に制御できる。一定の張力値に
制御する例として、2スタンドの場合の実施例を示した
が、3スタンド以上の圧延の場合も、各スタンド間張力
の目標値を与えることによつて、2スタンドの場合と同
様に定張力制御が可能である。なお、3スタンドの無張
力圧延制御を(20),(21)式に基づいて行う場合
、第3スタンド咬み込み時に張力T1は必らずしも零で
ある必要はない。
ド間張力を任意の一定値に制御できる。一定の張力値に
制御する例として、2スタンドの場合の実施例を示した
が、3スタンド以上の圧延の場合も、各スタンド間張力
の目標値を与えることによつて、2スタンドの場合と同
様に定張力制御が可能である。なお、3スタンドの無張
力圧延制御を(20),(21)式に基づいて行う場合
、第3スタンド咬み込み時に張力T1は必らずしも零で
ある必要はない。
すなわち記憶されるべき(G3/P3)。は、(14)
て咬み込み時の検出値を用いて計算によつて求めること
ができる。また、従来方式では前述したようにT1が零
であることが要請される。高速圧延する場合、第3スタ
ンド咬み込み前に、圧延材が第1、第2両スタンドで加
速される場合がありそのため第3スタンド咬み込み時に
張力T1は必ずしも零とは限らず、従来方式には、高速
化に制約をともなつた。上述の実施例では、その欠点を
克服しているので、生産性の向上が期待できる。以上詳
細に説明したように本発明によれば、圧延材の温度降下
や、スキッドマーク等による外乱を相隣るスタンドで相
殺させる構成としているので、精度の高い定張力制御を
実現てきる。
て咬み込み時の検出値を用いて計算によつて求めること
ができる。また、従来方式では前述したようにT1が零
であることが要請される。高速圧延する場合、第3スタ
ンド咬み込み前に、圧延材が第1、第2両スタンドで加
速される場合がありそのため第3スタンド咬み込み時に
張力T1は必ずしも零とは限らず、従来方式には、高速
化に制約をともなつた。上述の実施例では、その欠点を
克服しているので、生産性の向上が期待できる。以上詳
細に説明したように本発明によれば、圧延材の温度降下
や、スキッドマーク等による外乱を相隣るスタンドで相
殺させる構成としているので、精度の高い定張力制御を
実現てきる。
本発明による張力制御が従来のものに較べ格段に高精度
であることは、次のことからも理解できよう。従来の如
くシングルスタンドにおける圧延トルクと圧延荷重の比
を一定に制御する方法にあつては、aトルクアームの変
化が計算によると約1〔?〕程度であつた。このときの
圧延材先端の圧延荷重は約950〔TOn〕、後端の圧
延荷重は約1150〔TOn〕であり、ミル定数は40
0ct0n/Tnln〕であつた。圧延材先端と後端の
荷重差は約200〔TOn〕であり、こ・れは温度降下
によるものと考えられる。トルクアームの変化Δe1が
1〔薗〕あつた場合、どの程度の単位張力変化ΔTOが
あるが試算すると、次のようになる。ある。
であることは、次のことからも理解できよう。従来の如
くシングルスタンドにおける圧延トルクと圧延荷重の比
を一定に制御する方法にあつては、aトルクアームの変
化が計算によると約1〔?〕程度であつた。このときの
圧延材先端の圧延荷重は約950〔TOn〕、後端の圧
延荷重は約1150〔TOn〕であり、ミル定数は40
0ct0n/Tnln〕であつた。圧延材先端と後端の
荷重差は約200〔TOn〕であり、こ・れは温度降下
によるものと考えられる。トルクアームの変化Δe1が
1〔薗〕あつた場合、どの程度の単位張力変化ΔTOが
あるが試算すると、次のようになる。ある。
そして、本発明による張力制御においては、相隣るスタ
ンドで(3)式の如くトルクアームの変化を相殺するの
で、Δe1とΔ′2が上述の如く約1〔?〕あるとした
場合、その変化はΔe1−ΔE2の値となり、キャンセ
ルされて零に近い値となる。
ンドで(3)式の如くトルクアームの変化を相殺するの
で、Δe1とΔ′2が上述の如く約1〔?〕あるとした
場合、その変化はΔe1−ΔE2の値となり、キャンセ
ルされて零に近い値となる。
Δe1 =1〔順〕、ΔE2=0.9〔順〕として上述
と同じで圧延機にて本発明の制御を行なうと張力変動は
次のように試算される。ただし、R1=R2=350C
Tm〕 一般に、熱間仕上が圧延機の第1と第2スタンド間の目
標張力は0.20〔K9/i〕程度であるから、従来の
方法による0.20±0.16〔K9/d〕程度の張力
変動が問題となることは明らかである。
と同じで圧延機にて本発明の制御を行なうと張力変動は
次のように試算される。ただし、R1=R2=350C
Tm〕 一般に、熱間仕上が圧延機の第1と第2スタンド間の目
標張力は0.20〔K9/i〕程度であるから、従来の
方法による0.20±0.16〔K9/d〕程度の張力
変動が問題となることは明らかである。
本発明による張力制御では、従来よりも少なくとも1桁
程度小さい誤差となるので、張力変動による板厚、形状
等への影響はほとんどない。
程度小さい誤差となるので、張力変動による板厚、形状
等への影響はほとんどない。
第1図は従来の連続圧延機における無張力制御装置の一
実施例を示すブロック図、第2図、第3図は本発明の制
御原理を説明するための説明用ブロック図、第4図〜第
6図は本発明の張力制御の前提となる制御装置を説明す
るためのブロック図、第7図は本発明の実施例を示すブ
ロック図である。 1・・・・・・第1圧延スタンド、2・・・・・・圧延
スタンド、3・・・・・・圧延スタンド、4・・・・・
・サイリスタ装置、5・・・・・・ローラ駆動用電動機
、6・・・・・・速度発電機、7・・・・・・電流検出
器、8・・・・・・界磁電流検出器、9・・・・・・関
数発生器、10,21・・・・乗算器、11・・・・・
微分器、12,20・・・・・・ゲイン装置、13・・
・・・速度制御装置、14・・・・・・圧延荷重検出器
、15,19・・・・・割算器、16・・・・・記憶装
置、17,18・・・・・・ワンショットリレー、22
・・・・・・変換用ゲイン装置、23・・・・・積分器
、25,26・・・・・制御回路。
実施例を示すブロック図、第2図、第3図は本発明の制
御原理を説明するための説明用ブロック図、第4図〜第
6図は本発明の張力制御の前提となる制御装置を説明す
るためのブロック図、第7図は本発明の実施例を示すブ
ロック図である。 1・・・・・・第1圧延スタンド、2・・・・・・圧延
スタンド、3・・・・・・圧延スタンド、4・・・・・
・サイリスタ装置、5・・・・・・ローラ駆動用電動機
、6・・・・・・速度発電機、7・・・・・・電流検出
器、8・・・・・・界磁電流検出器、9・・・・・・関
数発生器、10,21・・・・乗算器、11・・・・・
微分器、12,20・・・・・・ゲイン装置、13・・
・・・速度制御装置、14・・・・・・圧延荷重検出器
、15,19・・・・・割算器、16・・・・・記憶装
置、17,18・・・・・・ワンショットリレー、22
・・・・・・変換用ゲイン装置、23・・・・・積分器
、25,26・・・・・制御回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 少なくとも2台以上n台の圧延スタンドと、該圧延
スタンドの圧延ロールを駆動するための電動機の自動速
度制御装置を含む駆動装置と、前記圧延スタンドの圧延
荷重を検出する圧延荷重検出器とを有する連続圧延機に
て圧延される圧延材のスタンド間張力を制御するものに
おいて、圧延方向に数えて第i+1スタンドに圧延材が
咬込まれる前の第iスタンドにおける前記電動機の電圧
、電流および速度信号から圧延トルクを検出し記憶し、
同一時点の圧延荷重検出器の信号から圧延荷重を検出記
憶し、夫々の検出、記憶を各々スタンドに圧延材が咬込
むごとにおこない、圧延中の圧延荷重および圧延トルク
を検出し、各スタンドごとに自スタンドと自スタンドよ
りもひとつ前のスタンドにおける圧延中の圧延荷重およ
び圧延トルクと記憶されたiスタンドの無張力状態にお
けるトルクアーム相当量と(i+1)スタンドの無張力
状態におけるトルクアーム相当量との差({(Gi/P
i)_0−(Gi+1/Pi+1)_0})とiスタン
ドと(i+1)スタンドのトルクアームとの差({(G
i/Pi)−(Gi+1/Pi+1)})の差からスタ
ンドと(i+1)スタンドのワークロール半径と荷重と
の比の和とiスタンドと(i+1)スタンド間の設定張
力((@T@)との積の値を差引いた値から設定張力に
対する張力変動分による速度補正量を演算し、前記補正
量を前記電動機の自動速度制御装置に目標速度の修正信
号として与えることを特徴とする連続圧延機の張力制御
方法。 2 少なくとも2台以上n台の圧延スタンドと、該圧延
スタンドの圧延ロールを駆動するための電動機の自動速
度制御装置を有する駆動装置と、前記電動機の電圧、電
流および速度信号から圧延スタンドの圧延トルクを検出
するトルク検出器と、前記圧延スタンドの圧延荷重を検
出する圧延荷重検出器を有する連続圧延機i圧延される
圧延材のスタンド間張力を制御するものにおいて、圧延
方向に数えて第i+1番目のスタンドに圧延材が咬込ま
れる前の第i番目のスタンドにおける圧延荷重および圧
延トルクを検出し記憶する第1、第2の手段および圧延
機の張力を設定するための第3の手段を備えるとともに
、各スタンドは、夫々、自スタンドと自スタンドよりも
ひとつ前のスタンドにおける圧延中の圧延荷重および圧
延トルクと記憶されたiスタンドの無張力状態における
トルクアーム相当量との差({(Gi/Pi)_0−(
Gi+1/Pi+1)_0})とiスタンドと(i+1
)スタンドのトルクアームとの差({(Gi/Pi)−
(Gi+1/Pi+1)})との差を演算する第4の演
算手段とiスタンドと(i+1)スタンドのワークロー
ル半径と荷重との比の和とiスタンドと(i+1)スタ
ンド間の設定張力(@T@)との積(R_1/P_1)
+R_2/P_2)@T@)を演算する第5の演算手段
と有し、前記第4、第5の演算手段の出力信号から前記
電動機の自動速度制御装置に目標速度の修正信号を与え
る第6の演算手段を設けたことを特徴とする連続圧延機
の張力制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55085139A JPS6057404B2 (ja) | 1980-06-25 | 1980-06-25 | 連続圧延機の張力制御方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55085139A JPS6057404B2 (ja) | 1980-06-25 | 1980-06-25 | 連続圧延機の張力制御方法及び装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54066422A Division JPS5813244B2 (ja) | 1979-05-28 | 1979-05-28 | 連続圧延機の張力制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS569011A JPS569011A (en) | 1981-01-29 |
| JPS6057404B2 true JPS6057404B2 (ja) | 1985-12-14 |
Family
ID=13850317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55085139A Expired JPS6057404B2 (ja) | 1980-06-25 | 1980-06-25 | 連続圧延機の張力制御方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6057404B2 (ja) |
-
1980
- 1980-06-25 JP JP55085139A patent/JPS6057404B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS569011A (en) | 1981-01-29 |
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