JPS6160209A - タンデム圧延機における通板速度制御方式 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、タンデム圧延機における通板速度制御方式
に関し、特に、オフゲージの量を削減し、板厚変動が少
なくできるようなタンデム圧延機における通板速度制御
方式に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、タンデム圧延機においては、第５図の通板速度制
御特性のグラフに見るごとく、各スタンドは、通板（ｉ
ｆｆｉ板開始）、加速、定常圧延、減速。

尻抜きの各作業が所定の目標通板速度値（モータによる
金属ストリップ送り目標速度）に沿って段階的に順次制
御され、このような制御が例えばコイルとして巻取られ
る金属ストリップ毎に行われているのが現状である。

このようなタンデムにおける圧延作業は、その通板速度
制御における精度の関係から張力変動又は過張力による
板破断或いは圧延形状の悪化等の問題を生じるため、各
スタンド（ＳＴＤ）のワークロールを駆動するモータの
負荷変動を吸収するものとしてその送り制御に垂下特性
（ドルーピング）を付与するのが一般的である。

ここで、モータのドルーピングとは、負荷の大小に従っ
てモータの送り速度を変化させるものであって、次式で
示される。

■ ただし、Ｄ：ロール直径、■＝負荷電流。

Ｉｍａｘ：定格電流、　Ｎｔｏｐ　　：設定回転数。

ｄニドルーピング値、ΔＶニドルーピングによる１ｆｆ
ｌ板速ｌ板上量 である。なお、設定回転数Ｎ　ｔｏｐは、任意回転数で
よく、例えば最大回転数でも、プリセット回転数であっ
てもよい。

前記式（１）よりモータの負荷が大きくなる程負荷電流
が増加して、その通板速度ΔＶが大きくなり、モータの
送り速度は遅くなることになる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような式（１）に見るドルーピング
制御を用いると金属ストリップの先端が圧延機のスタン
ドに噛込み、当該スタンドの負荷の増大に伴い電流が上
界し、この上昇に従って通板速度がさらに低下し、オフ
ゲージの発生量が増加するという問題がある。

また、圧延機の各スタンド間の相互作用等による張力変
動によっても、金属ストリップに対する圧下率が変動し
て板厚変動或いはオフゲージの発生量が大きくなる。

〔発明の目的〕

この発明は、このような従来技術の問題点を解決すると
ともに、オフゲージ量を削減し、板厚変動が少なくでき
るようなタンデム圧延機における通板速度制御方式を提
供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

このような目的を達成し、前記の問題点を除去するこの
発明のタンデム圧延機の通板速度制御方式における手段
は、所定のスタンドの少なくとも後段のスタンドにおい
て被圧延材が圧延状態に入ったかを検出し、この後段の
スタンドにおいて被圧延材が圧延状態に入ったときに、
前記所定のスタンドのワークロールのモータに対して付
与された垂下特性を零とし又はその設定値より減少させ
るというものである。

ところで、ドルーピングによる通板速度降下量と通板速
度指令値πＤｎとの比は、式（１）より次のごとくなる
。

πＤｎ　　　　　　ｎ となる。

さて、通板速度指令に対する、電流量、実通板速度、そ
して実通板速度と通板速度指令との比との関係は、第７
図（ａ）、第７図（ｂ）、第７図（Ｃ，）に見る各グラ
フのごとくなり、これとこの式（２）とに見るごとく、
通板速度指令が低いとき、すなわち通板、尻抜は時にお
いては、ドルーピングによる１ｆｆｌ仮速度降下量の比
が大きくなる。そこでワークロールのモータの送り速度
が低下して所定の圧下率が得られなくなり、オフゲージ
の量も大きくなることが分かる。

一方、張力の関係を考慮すると、ドルーピングがなけれ
ば、被圧延材をコイル状に形成する場合のコイルトップ
部分が１＋１番目のスタンド（以下ｉ＋１−５ＴＤ）に
噛み込む（被圧延対象である金属ストリップがスタンド
内に有る状態になる通板、いわゆるメタルイン）前の状
態では、ｉ番目のスタンド（以下１−３ＴＤ）の出力側
においては、その張力がなく、所定の圧下率を得ようと
すると、入力端の張力が過大なものとなって、破断し易
い状態が発生する。

また、ドルーピングが付与されていると、出力側の張力
がないだけ、１−３ＴＤの負荷が増加して、この増加と
ともに通板速度の降下量もさらに大きくなり、第６図（
ａ）、　　（ｂ）に示すグラフに見るごと（，１−３Ｔ
Ｄでは、ｉ＋１−　ＳＴ　Ｄにメタルインするまで、そ
の圧下率が小さく、ｉ＋１−３ＴＤにメタルインしても
、本来の目標圧下率Ｍ（ここでは、Ｍ＝３０％とする）
より大きく下回る。また、この場合、１−１−３ＴＤに
おいても、その後段の１−３ＴＤ、ｉ＋１−３ＴＤにメ
タルインしても目標値を下回る。

したがって、１−３ＴＤの入力側の張力も太き（ならず
、破断は生じ難くなるが、オフゲージの量が増加する。

以上のことから、ドルーピングを入れると圧下率は小さ
くなり、オフゲージ量を多く作り出すことになるが、逆
に板破断などのトラブルを防止できる利点があり、通板
、尻抜けを安定下させる効果がある。一方、ドルーピン
グをなくすと、圧下率は目標値となり、オフゲージの量
も減少するが、破断の危険性が生じるという相反する問
題が発生する。

〔作用〕

そこで、前記の構成で示すごとく、あるスタンドの後の
スタンドに金属ストリップがメタルインしたか否かの状
態によりドルーピング値を適切な状態に変化させること
で、張力関係を適切に維持して破断ちなく、かつオフゲ
ージ量を減少させ、これらを両立させた制御を行うよう
にすることができる。

その結果、被圧延材の張力変動に対し、適切な制御がで
き、オフゲージ量を削減し、板厚変動が少なくできるよ
うなタンデム圧延機を実現できることになる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例について図面に基づいて説明
する。

第１図は、この発明を適用した一実施例のタンデム圧延
機の要部のブロック図であり、第２図は、その尻抜は状
態の説明図、第３図（ａ）、第３図（ｂ）は、その制御
における圧下率の特性を示すグラフ、そして第４図は、
その張力に応じてｉ番目のスタンドについて、２段後段
のメタルインに応じてそのドルーピング値を制御し、そ
の圧下率の推移を示す特性のグラフである。なお、これ
ら各図において同一のものは、同一の符号をもって示す
。

第１図中、１０は、金属ストリブｌを圧延するタンデム
の圧延機であって、２は、この金属ストリップ１を圧延
するそのｉ番目のスタンド、１−３ＴＤであり、３は、
この金属ストリップ１を圧延するそのｉ＋１番目のスタ
ンド、　ｉ＋Ｌ　Ｓ　Ｔ　Ｄである。

ここで、１−３ＴＤ２のワークロール２ａ、２ｂは、モ
ータ４により駆動されて、その負荷電流が検出器５によ
り検出され、制御装置６に入力される。同様に、ｉ＋１
−３ＴＤ３のワークロール３ａ。

３ｂは、モータ７により駆動されて、事の負荷電流が検
出器８により検出され、制御装置６に入力される。また
、ｉ＋１−３ＴＤ３以降のスタンドであるｉ＋２−３Ｔ
Ｄ（図示せず）、・・・も同様な構成となり、同様な制
御を受ける。

一方、第２図に示す９は、１−３ＴＤ２の前段である１
−１−Ｓ　Ｔ　Ｄであり、ワークロール９ａ、９ｂを有
している。これも、前記１−３ＴＤ２と同様な構成であ
って、同様な制御を受ける。

ここに、第２図は、金属ストリップ１が１−１−３ＴＤ
９を尻抜け（被圧延対象の金属ストリップ１がない状態
になる、いわゆるメタルオツの状態）して、やがて１−
５ＴＤ２が尻抜き状態のなる場合を示すものであって、
第１図では、これとは逆に、金属ストリップ１は、１−
３ＴＤ２ですでに圧延状態にあって、ｉ＋１−３ＴＤ３
にこれからメタルインする場合である。

さて、制御装置６は、マイクロプロセッサ等を備える制
御回路１）とタンデムを構成する各スタンドのワークロ
ーフを駆動するモータ駆動回路群１２とを有していて、
制御回路１）は、各スタンドの検出器（・・・検出器５
．検出器８．・・・）からの検出信号を受けて、所定値
と比較し、通板状態としてそのスタンドに被圧延材が圧
延状態に入った否か、そして尻抜は状態として圧延状態
が終了したか否かを判定する判定手段１３と、この判定
手段１３から、これらの判定信号を受けて、１つ前段の
スタンドをストリップが尻抜けしたとき又は１つ後段の
スタンドをストリップが通板したときに、そのスタンド
のドルーピング値を変更した通板速度制御信号を各スタ
ンド対応に発生する通板速度制御手段１４とを有してい
る。

次に、第１図乃至第４図に従って、このタンデム圧延機
１０の動作を説明する。

まず、コイル状に形成される金属ストリップ１の圧延ラ
インについて、１−３ＴＤ２のドルーピングを考えると
、１−３ＴＤ２に対する検出器５からの信号とその１つ
後段のｉ＋１−　Ｓ　Ｔ　Ｄ　３に対する検出器６から
の信号とを受けて、これらの圧下状態を判定手段１３に
より判定し、金属ストリップ１のコイルトップ部分が１
−３ＴＤ２にメタルインしく噛み込み）　、ｉ＋１−３
ＴＤ　３にメタルインするまでは、作業性を重視して、
速度制御手段１４から発生する所定の制御信号を１−３
ＴＤ２のドルーピング量を例えば０．５％以上の大きな
値（３％程度）とする。そして、圧延が進み、コイルト
ップ部分がｌ＋１−３ＴＤ３にメタルインした信号（噛
み込んだことを示す信号）を判定手段１３から受けた速
度制御手段１４は、第３図（ａ）に見るごと＜、１−３
ＴＤ２のドルーピング量を“０”又は“０″に近い値ま
で減少させる制御信号を発生して、これをモータ駆動回
路群１２の１−３ＴＤ２対応の回路に送出して、モータ
４が所定の通板速度に対応する送り速度となるように駆
動する。その結果、１−３ＴＤ２の圧下率は、第３図（
ａ）に示すように、その時点で本来の目標値（目標圧下
率Ｍ＝３０％とする）に近いものとなる。同様にｉ−Ｓ
　Ｔ　Ｄ２にメタルインしたことを検出して、この時点
で、１−１−３ＴＤ９のドルーピング量を１０″又は“
０゛に近い値まで減少させる制御信号を発生すれば、前
段の１−１−３ＴＤ９の圧下率は、第３図（ｂ）に示す
ようにこの時点で本来の目標値Ｍに近いものとなる。

ここで、負荷電流を検出する検出器のほかに、各スタン
ドにその出力側又は入力側の張力を検出する検出器を設
けて、その張力を検出して１−３ＴＤ２のモータ４等を
制御するようにすると、この場合に、１−１−３ＴＤ９
〜１−３ＴＤ２間の張力が高くなってしまうために、そ
のドルーピング値を“Ｏ″まで下げることができないよ
うなときには、第４図の１−３ＴＤ２の制御について、
実４ＪＩＤに見るごとく、コイルトップ部分がさらに１
つ置いた次の段のｌ＋２−　Ｓ　Ｔ　Ｄにメタルインし
たときに、そのドルーピング値をθ″又はほぼ“０”と
する。

そして１−３ＴＤ２の次の段のｌ＋１−３ＴＤ３にメタ
ルインしたときには、この張力を抑えるために、その中
間的な値として０．７〜１％程度の０”側によった所定
値に設定するようにするものである。

この場合の圧下率は、点線Ｕで示すごとく、ドープ量の
減少する方向の変化に対応して、逆に目標値に近くなる
ように増加して行く。

次に、第２図に見るように、金属ストリップ１が１−１
−３ＴＤ９を尻抜けした場合の１−３ＴＤ２について説
明する。

１−３ＴＤ２のドルーピングについて考えると、第４図
の実線りで示すように、１−１−３ＴＤ９が尻抜けをす
ると、ｊ−３ＴＤ２は、そのドルーピング量を０″又は
ほぼ“０”の値から０．５％以上の所定値１例えば前記
３％程度にまで上げるものである。このようにドルーピ
ング量を変えることにより、尻抜けによる張力の低下に
対して次のト５ＴＤ２に対して適切な張力を維持できる
。

なお、以上は、１−３ＴＤ２のスタンドをφ心に説明し
ているが、ｌ＋１−３ＴＤ３についても同様であり、ｉ
は、１からタンデム結合されたスタンドの数１例えば４
タンデム、５タンデム、６タンデム等に対応させて、そ
れぞれ同様な制御をすることになる。この場合、最初の
ＳＴＤと最後のＳＴＤは、前又は後ろにＳＴＤが存在し
ない。そこで１初のＳＴＤは、後段のメタルインでその
ドルーピング量の制御がなされ、最後のＳＴＤは、前段
のメタスオフでそのドルーピング量の制御がなされる。

このように、被圧延材がｌ＋１−　Ｓ、Ｔ　Ｄに噛み込
むまで１−３ＴＤのドルーピング量を大き（し、ｌ＋１
−３ＴＤのメタルインを検出すると同時に、その値を０
”又は１０″に近い値にまで下げることにより、圧下率
を所定値に近づけて、必要に応じて、ｌ＋２−　Ｓ　Ｔ
　Ｄのメタルインと同時に完全に“０′にするようにす
れば、圧下率をほぼ目標値又は目標値に近いところに制
御できる。

そして、さらに尻抜きでは、逆に、１−１−　Ｓ　Ｔ　
Ｄがメタルオフすると同時にドルーピングを“０″から
所定の値まで増加しるようにすれば、尻抜けによる影響
も排除できる。

ところで、ドルーピングの増減方法としては、急激な通
板速度変化及び張力変化を防ぐために、１次遅れ或いは
ランプ関数制御等のような方式を採って制御することが
好ましく、ドルーピング量を徐々に変化させるとよい。

−また、メタルインやメタルオフを検出する方法としで
は、１−３ＴＤの駆動電流の変化を検出する方法のほか
に、１−３ＴＤの圧下刃をロードセル等からの信号を介
して検出してもよく、また、１−３ＴＤの入力側の張力
を監視して、これが確立したか否かによってもよい。さ
らに、これらを組合せてこのようの状態を検出すること
ができる。

さて、以上のように制御した場合にオフゲージの長さの
一例を従来の制御の仕方と比較すると、そのドルーピン
グ量を変更制御した場合には、ある金属ストリップの冷
間圧延においてオフゲージ量が２０ｍとなり、従来のド
ルーピング量一定の場合の１／２程度に低減できた。

以上説明してきたが、この発明は、必ずしも、メタルイ
ン及びメタルオフともに、ドルーピングを制御する必要
はなく、メタルオフ側の制御を採用することなく、少な
くとも後段のＳＴＤにメタルインしたときに、そのドル
ーピングを制御すれば足りるものである。

また、後段のメタルインの検出は、各ＳＴＤの張力関係
に応じて、実施例のごとく１段、２段後段のものに限ら
ず、３段、４段後段のメタルインを検出して、これに応
じてドルーピングが“θ″になるように制御してもよい
。

ところで、この発明は、冷間圧延をはじめとして、熱間
圧延等、圧延一般に適用できるものであって、２段以上
の複数段にタンデムに結合した圧延機であれば、どのよ
うなものでもよい。

〔発明の効果〕

以上の説明から理解できるように、この発明にあっては
、所定のスタンドの少なくとも後段のスタンドにおいて
被圧延材が圧延状態に入ったかを検出し、この後段のス
タンドにおいて被圧延材が圧延状態に入ったときに、前
記所定のスタンドのワークロールのモータに対して付与
された垂下特性を零とし又はその設定値より減少させる
ようにしているので、ドルーピング量があるスタンドの
後段のスタンドに金属ストリップがメタルインしたとき
に、そのドルーピングが減少するか、“θ″となるよう
に変化することになる。その結果、破断ちなく、かつオ
フゲージ量を減少させ、これらを両立させた制御を行う
ことができる。

したがって、被圧延材の張力変動に応じて適切な制御を
行え、オフゲージ量を削減し、板厚変動が少なくできる
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明を適用した一実施例のタン、′デム
圧延機の要部のブロック図、第２図は、その尻抜は状態
の説明図、第３図（ａ）、第３図（ｂ）は、それぞれそ
の制御における圧下率の特性を示すグラフ、第４図は、
その張力に応じて１番目のスタンドについて、２段後段
のメタルインに応じてそのドルーピング値を制御し、そ
の圧下率の推移を示す特性のグラフ、第５図は、従来の
各スタンドの制御特性のグラフ、第６図（ａ）、第゛６
図（ｂ）は、それぞれ従来の制御における圧下率の特性
を示すグラフ、第７図（ａ）、第７図（ｂ）。 第７図（Ｃ）は、それぞれ通板速度指令に対する、通板
速度指令と電流、実通板速度、そして実通板速度と通板
速度指令との比との関係についての各制御特性のグラフ
である。 １−　ストリップ、 ２−ｉ番目ノスタンＦ　（ｉ−３ＴＤ２）、２ａ、２ｂ
、３ａ、３ｂ、９ａ、９ｂ　−”）−クロール、 ３　　・・・−ｉ　＋４番目０）スタフＶ　（ｉ＋１−
３ＴＤ３）４．７−・−モータ、６　・−制御装置、１
０−・−タンデム圧延機、１）−　制御回路、１２−　
モータ駆動回路群、 １３−　　判定手段、ｌ　４−　　速度制御手段。 Ｄ−・ドルーピング値の制御特性、Ｕ−・圧下率の特性
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定のスタンドの少なくとも後段のスタンドにお
   いて被圧延材が圧延状態に入ったかを検出し、この後段
   のスタンドにおいて被圧延材が圧延状態に入ったときに
   、前記所定のスタンドのワークロールのモータに対して
   付与された垂下特性を零とし又はその設定値より減少さ
   せることを特徴とするタンデム圧延機における通板速度
   制御方式。