JPS61206513A - ロ−ル偏心制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 圧延機におけるロール偏心を検出し、ユニット張力を制
御するロール偏心制御に関する。

〔発明の背景〕

近年の鉄鋼産業が量の確保から質の向上に変シつつある
事実と、操業効率向上のニーズにより鉄鋼の帯状鋼板等
、被圧延材にも、精度の高い、かつ、高効率の生産性が
要求されている。被圧延材の板厚制御に於いても、この
ニーズは同じである。

被圧延材の板厚制御は、ＡＧＣ（ＡｕｔｏｍａｔｉｃＱ
ａｇｅ　（：ｏｎｔｒｏｌ　）というシステムが採用さ
れ、各種の方法ＣＦ　”　Ｆ　ＡＧＣ、ＢＩ８Ｒ，Ａ　
ＡＧＣ等）で行われている。

これらのＡＧＣシステムは、主として、被圧延材にあら
かじめ含まれる板厚のふぞろいや、変形抵抗のふぞろい
に有効に働くように組まれたシステムである。この為に
、圧延機自身から発生する外乱に対応することは困難で
あった。圧延機自身から発生する外乱は、総括してロー
ル偏心外乱と呼ばれるが、このロール偏心外乱は周期性
がろシこの周期性によシ予測的に圧下位置を制御して、
ロール偏心外乱を吸収しようというものである。

具体的にロール偏心外乱とその制御について述べる。前
述した如く圧延機のロールが１回転する周期に同期して
発生する外乱をロール偏心外乱という。ロール偏心外乱
として考えられるものは、第１図（４）、■に示す如く
、弾性曲線１．４と塑性曲線３，６の関係で表わされる
２種類が１、（１）　　ロール自身の偏心（これは、ロ
ールの研磨精度やロール自身の熱膨張などによシ発生す
るもので曲ｍｔが２に移ることと考えられる。）（２）
　　ロールを支える構造によるロール回転毎に発生する
圧力分布の変化（ロールを同定するキーとキー溝の構造
やベヤリングの種類によるもので曲線４が５に移ること
と考えられる）の２つに大別することができる。

ロール偏心制御とは、これらロール偏心外乱によって、
ロール回転に同期する、被圧延材の板厚１差や、荷重１
差に、圧下−被圧延材板厚影響係数を乗じた、圧下指令
を圧下装置に与え、ロール偏心外乱を抑制しようという
ものである。ここでは外乱は２種類あるが、制御方法は
ｌ種類しかないことがわかる。この為に、従来のロール
偏心制御が完全には有効に鋤かなかったのでるる。第２
図囚、＠に、この詳細を示す。ロール偏心制御とは、こ
の制御をほどこすことによって圧延機の内部状態の変化
を制御することであるから、図の弾性曲線と塑性曲線の
交点から、横軸に落し次垂線の位置がかわらなければい
いのである。ロール調心外乱が１の種類であれば、第２
図でΔＳ外乱に対し圧下位置をΔＳだけ移動させてやれ
ば、弾性曲線と塑性曲線は全く変わらないことになシ、
ロール偏心外乱の１に対して、被圧延材の板厚が変化し
ない。−万、ロール偏心外乱が２の種類でろれば、第２
図０で弾性曲線が４・から５に変化した外乱を吸収する
為に圧下位置をΔＳ′だけ移動しなければならない。こ
の操作によっては、弾性曲線は変化したままであり、圧
延機の状態は変ってしまったことになる。従ってΔＳ′
の変化は、前。

後方張力の変化を圧延機に生じさせ塑性曲線６と６′へ
変化させることになり、弾性曲線と塑性曲線の交点の垂
線はｈ上にはのらない。

この現象をマクロ的にみると、圧延機の特性として、被
圧延材を圧下すると、その圧下によって被圧延材の張力
変動を促し結果として圧下が有効に働かないことである
。タンデム圧延機の中間圧延機に於いて、この傾向は顕
著である。ロール偏心のほとんどはロール偏心外乱（２
）の外乱で６１、従って圧下を動かす、従来のロール偏
心制御も、１００＊有効にならなかった。又、被圧延材
の精度を一層高める為に、従来のタンデムミルで杖、Ｎ
Ｏ６１圧延機のみＡＧＣシステムを用いていたが、後段
の圧延機に於いても、ＡＧＣシステムを導入しようとい
う傾向がある。これら後段の圧延機には、特別な検出器
等を必要としないゲージメータゲージ１式のＡＧＣが用
いられる。このＡＧＣは、被圧延材の板厚変動に対して
は有効であるが、自身のロール−心外乱を発生しやすく
なるという欠点があシロール偏心制御を有効に用いるこ
とが不可欠でるる。なお関連発明には特開昭４９−８４
４３号などがある。

〔発明の目的〕

本発明は、冷間圧延に於いて、適正な張力制御を行うこ
とによって、ロール偏心制御を有効に行うことを目的と
する。

〔発明の概要〕

本発明はロール偏心量とその位相を検出してロール偏心
量に相当する圧下量を計算する圧下量計算装置と、該ロ
ール偏心の位相に同期して圧下を制御する圧下位置制御
装置と、圧下位置の変更によって生じる張力変化を演算
する装置と、その張力の伝播遅れを考慮して張力を制御
する装置とを備え、ロール偏心に応じて張力を制御する
ことに特徴がある。

〔発明の実施列〕

本発明は、従来のごとくロール１心検出器とロール偏心
位相検出器の信号によシ、適正な影響係数により処理し
た圧下指令信号を、該当する圧延機の圧下装置に与える
万代に対して、この圧下指令信号によって生じる圧下位
置変動によって生じる、該当する圧延機の前、後方張力
変動を予測的に求め、適正な張力制御を行い、張力変動
を打ち消すものである。以下、本発明の基本となること
がらについて詳細に述べる。

本発明に於いては、張力変動を予想する為に、圧下−張
力をモデルによるロール偏心制御に対する張力への影響
係数を求める方式と、張力制御装置による、該当する圧
延機までの張力伝播遅れを補正する方式が必要となる。

先ず、張力変動は、圧下−張力のモデルのＴ＝＋ｐ（、
Ｐ　　ｆ　ｖａ　Ｉ　ＶＩＩ　Ｈ＃　ｈ、　μ、−）Ｐ
：圧延荷重、ｖ、　Ｉ　ｖｌ　：入、出側被圧延材速度
、Ｈｌｈ：被圧延材板厚、μ：摩擦係数Ｔを圧下の変数
８で１微分した形で影響係数を求めることができる。又
、経験的に与えることも可能である。又、張力伝播遅れ
は、張力発生のモデル ｔｆ＋：ｇｉ力、Ｅ：ヤング軍、τ：時間Ｌし張力制御
装置〜該当玉延機、 Ｇ：張力モデル と張力制御系によって求められる。従って、張力制御装
置を、これらの影響係数と伝播遅れを考慮して、予測的
に前方、後方の張力を制御してやれば、ロール偏心制御
により生じる張力変動を打消し、ロール調心制御をＭ効
にすることができる。

第３図囚〜（２）にこのタイミングチャートを示す。

ロール−心外乱によって生じるｅでめろう母材板厚偏差
Δｈに対応してΔＳを移動する。−万、このΔＳの移動
によって生じる張力変化−Ｔを制御する訳であるが、前
述した如く、張力には、伝播遅れを考慮してＴＬ分早め
に、張力指令１Ｖｉａｆを与えることになる。

第４図（４）〜■に張力制御の様子を示す。Δｈを吸収
する為に圧下を逆位相で動かすとこの変化に応じて張力
偏差ΔＴ８が生じる。この張力偏差を吸収すべて、ΔＴ
　Ｌ　Ｃ＋張力変化を前述の方法で与えれば、張力偏差
を吸収することができる。従って、第２図で示した層性
曲線６→６′の変化はおこらず、被圧延材の板厚はｈＫ
なる。

ロール偏心外乱は、周期的な外乱であるから、ロール調
心外乱の位相を検出する装置に同期して適正なタイミン
グで張力制御を行えば、オブザーバ等の特別な予測装置
を必要としない。

第１図は、本発明の実施列の１つである。シングル圧延
機に於いて、同一圧から右の方向へ圧延さｎている状態
を示している。ロール偏心外乱を検出する装置１０１は
、厚み計を兼用している。

この検出器とロール偏心外乱の位相を検出する装置１０
２により、ロール調心制御のタイミングと葉を演算装置
１０７に於いて演算し、これを圧下装置１０３に指令す
る。このロール−心制御量は、普通、ロール回転位置に
対して、モデルを持ち一該当する圧ｇ機へのロール調心
制御の効果によって、そのモデルを訂正していくもので
ある。このロール偏心外乱量と、ロール調心の位相信号
は、同時に、張力制御指令装置１０８へも貯えられ、ロ
ール調心制御と同じロール偏心外乱モデルを持つことに
なる。この関心外乱量のモデルによって予測的にロール
調心制御によって発生する張力変動を打消していく。

張力制御の具体的方法を第６図に示す。前述のｌＯｌと
１０２は、各々、張力影響係数演算装置２０２と張力伝
播位相遅れ演算装置２０１へ必要なデータを取り込んで
、演算され、張力制御指令装置１０８へ与えられ張力制
御を行う。張力制御装置は、岡えば、圧延ロール駆動モ
ータであるが、この張力制御指令によって、圧延速度へ
の外乱になるかどうかという懸念がある。しかしロール
調心外乱に対応する張力制御指令装置さい事と、速度の
張力に対する影響係数は１ｏｌｌ程度である為、張力賀
動の１に対して、速度変化はｌ／ｌ　Ｏであシ、はとん
ど問題にならない。

又、不同では、ロール調心外乱の検出に厚み計を用いた
が、ロール調心外乱を、荷重変動を用いることも可能で
ある。

第７図は、タンデム圧延機の第２圧延機に、本発明を実
施した例である。ロール調心外乱を検出する装置１０１
とロール調心の位相を検出する装置１０２とロール偏心
制御指令装置１０８と圧下装置１０３から成る。このシ
ステムに対し、張力制御を行うシステムは、シングル圧
延機と同じものであるが、タンデム圧延機へ本発明を実
施した場合、各圧延機間に干渉が生じるので、これを考
慮した張力制御を付加する。タンデム圧延機の場合これ
ら干渉が複雑にからみ合うが、被圧延材料が後段の圧延
機になる程、変形抵抗が大きくなム圧延機のロール調心
外乱が、被圧延材に移りにくくなるという傾向がある為
に、本発明も、第１圧延機か、第２圧延機に適用すれば
充分有効であると考えられるし、相互干渉も、高々、こ
の２つについて考えればよい。この様子を第８図（Ａ）
〜０に示す。

例えば、Ａｌ圧延機出側と４２圧延機の間の張力ΔＴ１
−！　について考えれば、憲ｌ圧姑機の出側張力とＡ２
圧ｉＩ＆機の入側張力の操作パターンΔＴ１ｍ　　ΔＴ
！を合成したΔＴ　１−２　　を張力操作パターンにす
ればよい。

このパターンで張力を操作すれば、ロール調心制御によ
る圧延機間の張力偏差は吸収されることになシ、結局、
張力囲動は生じないことになる。

Ａ２圧延機とＡ３圧延機の閣も同様である。この張力制
御は、従来の張力制御と相反するものではなく、従来の
張力制御に重ねて用いればよいのである。いわば、張力
制御のロール偏心制御に対する＜フィー）”７．ｔ７−
ド（１；’ｅｅｄ　ｌ；’ｏｗａｒｄ　）制御なのであ
る。

本発明は、被圧延材の板厚ｎｙｔが、被圧延材にあらか
じめ含まれる外乱が、シングル圧延機に於いては、パス
回数が増すごとに、タンデム圧延機に於いては、後段の
圧延機に行く程、減少してゆくのに対して、ロール調心
外乱に於いては、パス回数が増すごとに、後段の圧延機
に行く程に重畳されていくという傾向に対し、これを打
消すロール調心制御を更に有効にする上で重要である。

さらに、システムとしては、従来の圧延設備に特に追加
するハードウェアはなく、制御系のソフトウェアの変更
のみで対処できる。

〔発明の効果〕

本発明によればロール偏心に応じて張力を制御すること
によシさらに品質のよい圧延機を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を、第２，３図は圧延機の特性
説明図を、第４図、第５図はタイムチャートを、第６図
は張力制御の列を、第７図はタンデム圧延機の場合のガ
を、第８図は張力制御のタイムチャートをそれぞれ示す
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、冷間圧延機のロール偏心制御に於いて、ロール偏心
   を検出する検出装置と、ロール偏心の位相を検出する装
   置と、該ロール偏心量に相当する圧下量を計算する圧下
   量計算装置と、該ロール偏心の位相と同期して圧下位置
   の制御を行う圧下制御装置と、圧下位置の変更によつて
   生じる、被圧延材料のユニット張力の変化を計算する装
   置と、張力伝播遅れを計算する装置と、該遅れを考慮し
   たタイミングでユニット張力を制御する装置とを具備し
   ロール偏心制御に同期して、張力を制御することを特徴
   とするロール偏心制御装置。