JPS6234614A - 孔型圧延機の被圧延材外径制御装置 - 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〕 本発明は圧延機の板厚制御装置に係シ、特に孔型圧延の
圧延中の該圧延機から被圧延材の板厚を検出する検出器
までの移送時間を考慮し、検出器からの検出信号を同一
タイミングによって演算回路に取り込むとともに、ゲー
ジメータ、方式の制御誤差と基準圧下位置誤差とを分離
したことに二つて、正確に板厚制御することができる圧
延機の板厚制御装置に関する。

〔発明の背景〕

一般に、圧延機の板厚制御装置は、大きく分けてつぎの
２つの方式があげられる。第１の方式は、被圧延材が圧
延機に噛み込んだときに該圧延機の圧延荷重及び圧下位
置を記憶し、以後の圧延荷重及び圧下位置から噛み込み
時に記憶した値との変化分を検出し、被圧延材の圧延後
の板厚が噛み込み時の値に合わせて一定となるように制
御されるゲージメータ方式である。

つぎに、第２の方式は、被圧延材の圧延機による圧延後
の板厚の絶対値を検出する検出器を設置し、該検出器に
よって検出した板厚と目標板厚値との差分を該圧延機の
圧下位置にフィードバックして、被圧延材の圧延後の板
厚の絶対値が目標板厚値となるように制御される絶対ゲ
ージ確保板厚制御方式である。

従来方式の板厚制御は、被圧延材が板材である圧延機を
中心に発展してきたものであったが、近年では板厚制御
が板圧延のみならずシームレスパイプの外径制御及び丸
棒ビレットを生産するビレットの外径制御等にも応用さ
れはじめている。しかし、シームレスパイプの圧延機及
びビレットの圧延機では板圧延の板厚制御にない問題点
が発生している。第１図〜第３図により、丸ビレットの
圧延に従来式によるゲージメータ方式の板厚制御を適用
したときの問題点を説明する。

第１図は孔型圧延機の一実施例を示す断面図である。第
１図において、圧延機により圧延されている被圧延材１
と、該圧延機の圧延ロール２との咬合状態を示す。

第２図は板圧延に使用されているゲージメータ方式及び
モニタ方式の圧延機の板厚制御装置の制御の一実施例を
示すブロック図、第３図はミル定数及び塑性係数と、圧
下位置、圧延前板厚及び圧延後板厚との関係を示す相関
図である。第２図において、圧下装置３から圧延機４の
圧下位置を制御する圧下位置Ｓムが指示される。該圧延
機４は指示された圧下位置Ｓム及びミル定数Ｋによって
圧延荷重Ｐムが決定される。そして、被圧延材は該圧延
機４の圧延荷重Ｐムと塑性係数Ｍの要因５によって板厚
ｈＡＫ圧延される。このとき、圧延現象の外乱要因とし
て、被圧延材の板厚の変動ΔＨがある。この変動ΔＨに
よる被圧延材の板厚ｈムの変動を無くするのがゲージメ
ータ方式板厚制御装置である。

ゲージメータ方式板厚制御装置は、被圧延材の圧延開始
直後のタイミングによってスイッチ８を一時的に動作さ
せ、基準圧下位置記憶装置６に基準圧下位置ＳＡＧを記
憶し、基準圧延荷重記憶装置７に基準圧延荷重ＰＡＯを
記憶させる。そして、以後は圧下位置Ｓムと基準圧下位
置ＳＡＧとの差分ΔＳム、圧延荷重Ｐムと基準圧延荷重
ＰＡＯとの差分ΔＰムをミル定数Ｋにより補正回路９に
よって補正した値とから算出した該圧下装置３の圧下位
置を制御して被圧延材の板厚ｈムの変動を無くする圧下
位置修正量ΔＳ”ｏが出力される。ΔＳ＊ａはつぎの式
により算出される。

ｈＡｏ　＝ＳＡ（１＋ＰＡＯ／Ｋ　　　　　　　　　−
（１）ｈム＝Ｓム＋Ｐム／Ｋ　　　　　　・・べ匂ここ
で、ｈＡｏは圧延開始直後のゲージメータ板厚でアシ、
板厚ｈムを圧延開始直後の板厚ｈＡＯに等しくする圧下
位置修正量ΔＳ”ｏは、（３）弐により示される。

ｂｈｏ＝ｓｈ＋ΔＳ”Ｇ＋ＦＡ／Ｋ　　とするとΔＳ”
ａ＝　（ＳＡｏ　−Ｓ　ｈ　） ＋￥ｃ（ＰＡｏ−Ｐム）・・・（３） また、モニタ方式板厚制御装置は、該圧延機４の後方に
設置されるとともに、該圧延機４からの被圧延材の移送
時間Ｔを要する要因１０を経て被圧延材の圧延後の板厚
を検出する板厚検出器１１によって検出された板厚ｈム
と、板厚目標値ｈ＊との差よシ板厚誤差Δｈムが検出さ
れる。そして、板厚誤差Δｈムを積分器１２によって積
分し、塑性係数Ｍ及びミル定数Ｋから計算装置１３によ
り板厚誤差Δｈムを零とする該圧下装置３の圧下位置を
制御する圧下位置修正量Δｓ＊Ｍを算出して該圧下装置
３にフィードバックする。

なお、ミル定数Ｋ及び塑性係数Ｍと、圧下位置Ｓ、圧延
前板厚Ｈ及び圧延後板厚りとの関係を第３図に示す。

前記従来方式のゲージメータ方式板厚制御装置とモニタ
方式板厚制御装置とを孔型圧延に適用したとき、つぎの
ような問題点がある。

板圧延のときには、被圧延材の該圧延機４から該板厚検
出器１１までの移送時間が通常０．１秒以下であるのに
くらべ、孔型圧延では移送時間が１０秒近くかかること
がある。このため、検出遅れ時間が大きくモニタ方式板
厚制御装置のゲインがあげられないという問題がある。

移送時間が大きい理由は、圧延速度が遅いこと及び設備
的に該圧延機４の直後に該板厚検出器１１をつけられな
いことがあげられる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、孔型圧延の圧延機から被圧延材の板厚
を検出する板厚検出器までの移送時間を考慮し、検出器
からの検出信号を同一タイミングによって演算回路に取
り込むことにより、モニタ方式の制御ゲインをあげ正確
な板厚制御をすることができる圧延機の板厚制御装置を
提供するととＫある。

〔発明の概要〕

本発明は、前記目的を達成するため、圧延機の板厚制御
装置に備えられた制御回路に演算回路を設けるとともに
１データ遅延装置を設けて被圧延材の移送時間を考慮し
、被圧延材の圧延方向の同一点に対する圧下位置、圧延
荷重及び板厚誤差を検出して、ゲージメータ方式〇制御
誤差と基準圧下位置誤差とを分離したことによって被圧
延材の板厚誤差を零にする基準圧下位置誤差を出力する
ことにより、モニタ方式の圧延機の板厚制御がさ−れる
ようにしたことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

つぎに、本発明を図面を参照して詳しく説明する。

第４図は本発明の圧延機の板厚制御装置の原理の一実施
例を示すブロック図である。第４図において、圧延ロー
ル２によって被圧延材１が圧延されるとき、圧下装置３
の圧下位置ＳＡと基準圧下位置ＳＡＧとの差分ΔＳム、
圧延荷重検出器１４によって検出された圧延荷重Ｐムと
基準圧延荷重ＦＡＧとの差分３２人が検出される。そし
て、該被圧延材１の一定圧延長さ毎にサンプリングした
差分ΔＳム及びΔＰ、の値をデータ遅延装置１５及び１
６に記憶するとともに、該被圧延材１の圧延から該板厚
検出器１１までの移送時間τ後に該データ遅延装置１５
及び１６から差分ΔＳム及びΔＰＡの値が出力される。

つぎに、演算回路１７は、該被圧延材１が圧延されてか
ら移送時間τを経過したのち、該板厚検出器１１によっ
て検出された板厚ｈムと板厚目標値ｈ＊とから得られる
板厚誤差Δｈムが入力される。また、該被圧延材１の圧
延長手方向同一点を圧延したときの圧下位置の差分ΔＳ
ム及び圧延荷重の差分ΔＰムも該データ遅延装置１５及
び１６の動作によって、移送時間τ経過後のこのタイミ
ングにより、該演算回路１７に同時に入力される。

したがって、該演算回路１７は、圧下位置の差分ΔＳム
、圧延荷重の差分ΔＰＡ及び板厚誤差Δｈムを、圧延現
象としての同一タイミングのデータとして取り込むこと
ができる。

そして、同一タイミングとして取り込まれた圧下位置の
差分ΔＳム、圧延荷重の差分ΔＰム及び板厚誤差Δｈム
より、ゲージメータ方式の制御誤差ΔｈＡ（ｌと、該被
圧延材１の圧延後の板厚目標値ｈ＊が得られる基準圧下
位置からの誤差ΔＳ″Ｍの分離方式について述べる。Δ
ｈＡＩは、（４）式により示される。

Δｈム鴛　＝　ΔｈＡＧ　　＋　ΔＳ　＊ｙ；Ｋ（Ｐ、
−ＰＡｏ） ＋（ＳＡ　　５ＡＧ）＋ΔＳ＊Ｍ ＝にΔＰＡ１ ＋ΔＳム鳳　＋ΔＳ＊Ｍ　　　　　　　　　　・・・　
（４）ここで、ΔｈムＧはゲージメータ方式の制御遅れ
罠よって発生した制御誤差であシ、この誤差はゲージメ
ータ方式の制御の時間がたてば零にされる値である。

したがって、ゲージメータ方式板厚制御装置が使用する
基準圧下位置ＳＡＧの誤差ΔＳ−は（５）弐により算出
される。

Ａ８”ｗ　＝　ｊ　ｈＡｌ　　　”　　ＪＰ、ｔ一Δ８
ＡＳ　　　　　　　　　　・・・（５）そして、この基
準圧下位置誤差ΔＳ＊Ｍをゲージメータ方式板厚制御装
置にフィードバックすることＫよシ、骸被圧延材１の圧
延後の板厚ｈムは板厚目標値ｈ”に制御される。

第５図は本発明の適用される圧延機の板厚制御装置の一
実施例を示すブロック図である。第５図において、第４
図と異なるところは、ゲージメータ方式板厚制御装置及
びフィルタリング装置が付加された点であシ、第２図及
び第４図と同様の構成品については説明を省略する。ゲ
ージメータ方式板厚制御装置は、圧下装置３及び圧延荷
重検出器１４と、データ遅延装置１５及び１６との間に
設けられるとともに、該圧下装置３の圧下位置修正量Δ
Ｓ”ｏが出力される。フィルタリング装置１８は、該圧
下装置３と演算装置１７との間に設けられるとともに１
該演算装置１７からの基準圧下位置誤差ΔＳｍをフィル
タリングして該圧下装置３に出力される。

前記構成において、被圧延材１が圧延ロール２によって
圧延されるとき、該被圧延材１の圧延開始の約１秒後に
スイッチ８が一時的にＯＮされる。

そして、そのときの該圧下位置３からの圧下位置Ｓム及
び該圧延荷重検出器１４からの圧延荷重Ｐムをゲージメ
ータ方式板厚制御装置の基準圧下位置Ｓｈｏ及び基準圧
延荷重ＰＡＯとして、基準圧下位置記憶装置６及び基準
圧延荷重記憶装置７に記憶させる。以後はこの基準圧下
位置及び基準圧延荷重により、圧延後の該被圧延材１の
板厚を一定とする圧下位置修正量ΔＳ”ｏを（３）式に
よって計算し、該圧下装置３にフィードバックさせる。

また、基準圧下位置ＳＡＧと圧下位置Ｓムとの差分ΔＳ
ムと、基準圧延荷重ＦＡＧと圧延荷重Ｐムとの差分ＪＰ
ムは該データ遅延装置１５及び１６に入力される。該デ
ータ遅延装置１５及び１６は、一定時間ごとにサンプリ
ングして差分ΔＳム及びＪＰムを記憶するとともに、該
被圧延材１の該圧延ロール２から板厚検出器１１までの
移送時間τ分だけ遅延させた差分ΔＳＡＩ及びΔＰＡＩ
が出力される。そして、該板厚検出器１１は咳被圧延材
１が圧延されてから移送時間τ分だけ経過した位置の板
厚ｈムを検出し、板厚目標値ｈ＊との差分Δｈムが出力
される。

したがって、該被圧延材１の圧延後の板厚ｈムを板厚目
標値ｈ＊にする基準圧下位置誤差ΔＳ〜を計算する該演
算回路１７は、移送時間τ前に圧延された圧延長手方向
同一点の差分ΔＳム１ΔＰＡＩ及びΔｈＡｔがサンプリ
ングデータとして入力される。そして、該演算回路１７
によって（５）式により基準圧下位置誤差ΔＳ”ｗが算
出さ゛れる。

そして、決定された基準圧下位置誤差ΔＳ＊Ｍは、該フ
ィルタリング装置１８によってフィルタリングされ、該
圧下装置３に圧下位置の修正量としてフィードバックさ
れる。

すなわち、データ遅延装置を使用した被圧延材の圧延長
手方向同一点に対するサンプリングデータの取り込みに
よるとともに、ゲージメータ方式の制御誤差と基準圧下
位置誤差とを分離したことによって基準圧下位置誤差を
算出しているので、特に圧延速度の遅い、または、圧延
機から板厚検出器までの距離が大きく移送時間の大きな
圧延機にも適用することができる。そのうえ、圧下位置
の修正量としてのフィードバックゲインをあげることが
できるので、モニタ方式の板厚制御の制御ゲインを飛躍
的に向上させる。

なお、本実施例では花屋ロール圧延について述べたが、
もちろん、板圧延にもそのまま適用でき、大きな効果を
得ることができる。

〔発明の効果〕

゛本発明は、前述したところよシ容易に理解されるよう
に、データ遅延装置を使用した被圧延材の圧延長手方向
同一点に対するサンプリングデータの取り込みＫよると
ともに、ゲージメータ方式の制御誤差と基準圧下位置誤
差とを分離したことによって基準圧下位置誤差を算出し
、フィルタリング装置によりフィルタリングしたので、
圧延速度゛の遅い、または、移送時間の大きな圧延機に
も適用できるとともに１制御ゲインを飛躍的に向上させ
、制御精度及び信頼性の向上が図れるという利点がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は孔型圧延機の一実施例を示す断面図、第２図は
板圧延に使用されているゲージメータ方式及びモニタ方
式の圧延機の板厚制御装置の制御の一実施例を示すブロ
ック図、第３図はミル定数及び塑性係数と、圧下位置、
圧延前板厚及び圧延後板厚との関係を示す相関図、第４
図は本発明の圧延機の板厚制御装置の原理の一実施例を
示すブロック図、第５図は本発明の適用される圧延機の
板厚制御装置の一実施例を示すブロック図である。 １・・・被圧延材、２・・・圧延ロール、３・・・圧下
装置、４・・・圧延機、６・・・基準圧下位置記憶装置
、７・・・基準圧延荷重記憶装置、８・・・スイッチ、
９・・・補正回路、１１・・・板厚検出器、１４・・・
圧延荷重検出器、１５．１６・・・データ遅延装置、１
７・・・演算回路、１８・・・フィルタリング装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被圧延材を圧延する圧延機と、該圧延機の圧下位置
   を制御する圧下装置と、該圧延機の圧延状態を検出する
   検出器と、該検出器からの検出信号を取り込み被圧延材
   の板厚を圧延制御する制御回路とを備えた圧延機の板厚
   制御装置において、前記制御回路は、当該制御回路の制
   御誤差と該制御回路の制御基準となる基準圧下位置の誤
   差とに分離した基準圧下位置の誤差に基づいて該圧下装
   置の圧下位置を修正する修正量を算出する演算回路を設
   けるとともに、該圧延機から板厚を検出する該検出器ま
   での被圧延材の移送時間分だけ、該圧下装置からの圧下
   位置信号及び該圧延機からの圧延荷重信号を遅らせて出
   力させるデータ遅延装置を設け、板厚信号、圧下位置信
   号及び圧延荷重信号を同一タイミングによつて該演算回
   路に取り込み、当該演算回路により該圧下装置の圧下位
   置の修正量を同一タイミングの検出信号に基づいて算出
   し、その算出結果に合う被圧延材の板厚に圧延制御する
   ように構成されたことを特徴とする圧延機の板厚制御装
   置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の圧延機の板厚制御装置
   において、該データ遅延装置は、該圧下装置からの圧下
   位置信号及び該圧延機からの圧延荷重信号を取り込むと
   ともに、圧下位置信号及び圧延荷重信号を先着順処理レ
   ジスタにより該圧延機から板厚を検出する該検出器まで
   の被圧延材の移送時間分だけ遅延させながら、取り込ん
   だ順番に従つて出力するように構成されたことを特徴と
   する圧延機の板厚制御装置。