JPS6284812A - 自動板幅制御方法 - 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） 本発明は、例えばホットストリップミル祖圧延において
、圧延材のエツジヤ−圧延のために竪ロール開度を調整
する自動板幅制御（正確には、竪ロール圧延力帰還型自
動板幅制御、Ｒ，Ｆ、ＡＷＣ：Ｒｏｌｌ　Ｆｏｒｃｅ　
Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｗｉｄｔｈ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）方
法に関するものである。

（従来技術） 従来、板厚制御に関しては、圧延力帰還型自動板厚制御
（Ｒ，Ｆ　、Ａ　Ｇ　Ｃ：　Ｒｏｌｌ　Ｆｏｒｃｅ　Ａ
ｕｔｏｍａｔｉｃＧａｕｇｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）が周知
の技術として存在し、その基本的な考え方は、圧延中に
圧延荷重の変動によって生ずる圧延ロールギャップの変
動（ミルスプリング）を相殺するように意図的にロール
ギャップをＱＭ閉する点にある。すなわち、 ΔＳ：ロールギャップ変更量 ΔＰ：荷重変動 Ｍ：圧延機の弾性係数 なる関係を用いて、ΔＰを実測することによりΔＳを制
御しようとするものである。

板厚制御においては、圧延中のロールギャップがすなわ
ち圧延機の出側板厚と同一と見なせるので、上述の様な
単純な制御で良いが、自動板幅制御の場合には、竪ロー
ル圧延後、さらに水平ロール圧延機にて圧延され幅広が
りが生じるなど、ＡＧＣとはかなり異なった制御思想が
必要となる。

すなわち、ＡＧＣとＡＷＣとは以下の点で大きな相違が
ある。

■ＡＧＣのロール開度変更量が数μｍ〜数百μｍである
のに対し、ＡＷＣでは数ｍｍ〜十数ｍｍの変更が必要で
あり高い応答性が要求される。

■スキッドマーク、各圧延パス入側板幅変動等による圧
延荷重の変動が極めて微弱であるために高い荷重検出精
度が要求されると共に、ノ＼ウジングとチョック間の摺
動抵抗を含めた圧下系の動作抵抗の低いことが要求され
る。（注、スキッドマーク：材料を加熱炉にて加熱する
際、材料を支持あるいは炉内を搬送するために、水冷構
造物の上に載せるが、材料との接触部は、耐熱合金製ま
たは、セラミック製のスキッドボタンと呼ばれる部材で
構成されている。この部分を伝わって材料の熱が逃げる
ので、通常このスキッド部は温度が低くなり、相対的に
材料強度が高くなる。その結果、圧延中に板厚が厚くな
ったり、色が黒く見えたりするのでスキッドマークと称
している。）■ＡＧＣが、主にミルスプリング分のみを
考慮してロール開度を制御すれば良いのに対し、ＡＷＣ
では、幅広がりを考慮してミルスプリング分以上に過大
にロール開度を制御する必要がある。（すなわちエツジ
ヤ−開度変動を零とするのではなく、水平ロール圧延機
出側板幅変動を零とすべくエツジヤ−開度変動を制御す
る必要がある。）いま、Ｒ，Ｆ、ＡＷＣを実施しない従
来のエツジヤ−圧延の状況を模式的に示すと第２図のよ
うになる。一定開度のエツジヤ−（竪ロール圧延機）■
にて圧延された幅変動を有する圧延材２は、たとえエツ
ジヤ−圧延後に真直ぐとなっても、後続の水平ロール圧
延機３出側では再び幅変動が発生する。

これは、エツジヤ−圧延によりエツジヤ−圧延前の幅広
部に相当する部分には、そのエツジング徴（竪ロール圧
延圧下量）に応じてドツグボーンと呼ばれる局所的板厚
増加部が生じており、これが後続の水平ロール圧延にて
大きな幅広がりを生ぜしめるためである。

この様な現象を防止するためには、第３図に示すごとく
、水平ロール圧延機３後に板幅変動が発生しないだけの
必要にして十分な量だけ、元の圧延材２の幅広部を狭く
圧延しなければならない。

上記■〜■のうち、特に■については、どの程度過大に
ロール開度を制御すべきかと言う点について未だ明確に
なっていない。したがって、従来は、試行錯誤的にチュ
ーニング率と呼ばれる制御定数を調整していたのが実情
であり、圧延パス回数の変化、圧延材質の変化、圧延温
度の変化等にきめ細かく対応できず、安定した制御効果
が得られないと言う問題があった。

（発明の目的） 本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであ
って、その目的はストリップ全長の板幅変動を小さくし
、均一な板幅として板幅精度良好な金属圧延板を得るこ
とを可能とした自動板幅制御方法を提供することにある
。

（発明の構成） 本発明は、上記の目的を達成するために、竪ロール圧延
時の圧延力の変動を検出して竪ロール開度を連続的に調
整する自動板幅制御方法において、各圧延パスについて
予測計算された竪ロール圧延圧下量、圧延荷重、竪ロー
ル圧延機ミル定数９幅戻り係数およびスキッドマーク板
幅変動係数を用いて各圧延パス毎にその後段側の水平ロ
ール圧延機出側板幅変動を零とする最適制御ゲインを決
定して、竪ロール開度の調整を行うようにした。

（実施例） 次に、本発明の一実施例を図面にしたがって説明する。

第１図は本発明に係るＲ、Ｆ、ＡＷＣの代表的な制御ブ
ロック線図を示し、図中の各記号の意味は以下の通りで
ある。

ＧＣ；　　油圧圧下制御系積分ゲイン Ｇｏ＝　　油圧圧下制御系伝達関数 Ｇ　：　フィードバック比例ゲイン に、　チューニング率 Ｍ：　エツジヤ−ミル定数 Ｑ、圧延材の塑性定数 ただし α　：　幅戻り係数 η　：　スキッドマーク板幅変動係数 ΔＷＩＮ：幅変動外乱 ΔＦＳ　ニスキッドマーク荷重外乱（スキッドマーク部
が硬いことによる荷重変動） ΔＷＥ　：エッジャー開度変動 ΔＷＯＵＴ：水平ロール圧延機出側板幅変動第１図の制
御ブロック線図よりΔＷＯＵＴを出力とし、ΔＷＩＮお
よびΔＦｓを入力する伝達関数を求めると以下の様に表
される。

・ΔＦｓ＋［α＋ ・ΔＷ　Ｉ　Ｎ　　　　　　　　　　　　　　（１）こ
の（１）式は以下の様にして求められる。

まず、第１図中■の部分よりスタートする。

ΔＳはスクリュ変動（故意に変更する場合も含む）、Δ
ＷＩＮは入側幅変動でΔＦｗはこのΔＳ、ΔＷＩＮに起
因する荷重変動を色味する。

ΔＦ−ΔＦｗ＋ΔＦｓ ΔＦはトータル荷重変動を意味する。

ΔＧａｐはロールギャップの変動を意味する。

ΔＧａｐ’＝−ｋ・ΔＧａｐ ΔＧ　ａｐ’はΔＧａｐおよび幅広がりを補償するため
のスクリュ開度変更指令値である。

ΔＧａｐ″＝Ｇ・ΔＧ　ａｐ’ ΔＧａｐ“はゲイン修正後のスクリュ開度変更指令値で
ある。

図中一点鎖線枠内１（油圧圧下系）のゲインをＧＩ（と
おくと、 Δ５＝Ｇｏ−ΔＧ　ａｐ” となり、ΔＳはスクリュ変動量を意味する。

なお、 となる。

さらに、 ΔＷ１＝（１−α）・ΔＷＥ ΔＷ２＝α・ΔＷＩＮ ΔＷ３＝η・ΔＦｓ は荷重から推定されるエツジング量の変動、ΔＷｌはエ
ツジング量の変動による水平ロール圧延機出側板幅の変
動、ΔＷ２は水平ロール圧延機入側の板幅変動による出
側板幅の変動、ΔＷ３はスキッドマークによる板幅の変
動を意味する。

したがって、 ΔＷＯｔＪＴ＝ΔＷｌ＋ΔＷ２＋ΔＷ３となり、上記（
１）式を得る。

さらに一般に、油圧圧下制御系においては、ただし、 ＫＣ，ＴＩ、Ｔ２　：定数 ｑ　−らゴちフ亦紡 である。

また第１図より、エツジヤ−入側板幅変動は荷重変動と
して次式で表される。

一方、ホットストリップミル粗圧延においては、スキッ
ドマーク板幅変動が顕著に出現するとき、ΔＷＩＮの位
置と、ΔＦｓの位置は、殆ど完全に一致するので、 ΔＦｗ＝Ｃ−ΔＦｓ　　（Ｃ：定数）（５）として支障
無い。

したがって、（１）、（２）、（３）、（４）、（５）
式より、ΔＷＩＮを消去し終端値の定理を用いてΔ〜Ｖ
ＯＵＴのオフセット量を求め、これを（１）式のΔＷＯ
Ｕ′Ｆと区別してΔＷＯＵＴ’で表すと次式のようにな
る。

Ｍ＋（＋−ｋ）・Ｑ 制御目的より、 ΔＷＯＵＴ’＝０ でなければならないから、結局、 となる。

αは、たとえば以下の式により既定の圧延条件から決定
できる。

α＝（ａ＋＋ａ＊・ＨＩＮ）（ａｓ＋ａ＊’ＷＩＮ）”
（ａｓ　＋　ａｓ　＠　ＲＥ　Ｄ　） ここで、 ＨＩＮ　：　　入側板厚 ＷＩＮ：　　入側板幅 ｒ（ＥＤ　：　　各圧延パスにおける水平ロール圧延機
の圧下率 ａｔ〜ａｌｔ＝　　定数 である。

ηは、次式により決定される。

η＝（ｂｏ＋ｂｌ−ＣＣｐＸｂｔ＋ｂｓ・０ＨＴＸｂ４
＋ｂ、・ＲＥＤ／ＨＩ　Ｎ） ただし、 ｃｃｐ　　：　　材質パラメータ ＯＨＴ：　　均熱度パラメータ ｂ、−ｂ、：　　定数 である。

以上のようにしてチューニング率ｋが求められる。

一方、Ｒ，Ｆ、ＡＷＣでは最終的な竪ロール開度（竪ロ
ールギャップ）の制御は、次式に上り実施される。

ただし、 ΔＥ二ロックオン時の竪ロール間隔からの偏差 ΔＥ＊：竪ロール間隔変更量 その他；既述 したがって、ΔＰの係数 が広い意味での主となる制御ゲインである。ところがＧ
ｏ、Ｍ、Ｑは既知の定数もしくは簡単な計算により求め
られる定数であるから、チューニング率ｋが制御ゲイン
を支配している。

すなわち、このチューニング率ｋを上記の方法により求
めることにより、最適制御ゲインが決まり圧延材の板幅
制御を行うことができる。

第４図は本発明に係る方法を実際の圧延制御にに適用し
た例を示しくスラブ：２３６ｔｘ１２３０ｖ。

コイル：５．７９ｔｘ１２３６Ｗ単位ｍｍ）、第５図に
示す従来の圧延制御の例（スラブ＋２３６ｔｘ　ｌ　２
３０ｖ、コイル：４．４１Ｌｘ１２３７ｖ単位＋ｎ＋ｎ
）に比べて、極めて優れた制御効果が得られ、スキッド
マークによる板幅変動が実質的に完全に除去されている
。

（発明の効果） 以上の説明より明らかなように、本発明によれば、各圧
延パスについて予測計算された竪ロール圧延圧下但、圧
延荷重、竪ロール圧延機ミル定数およびスキッドマーク
板幅係数を用いて各圧延パス毎に、その後段側の水平ロ
ール圧延機出側板幅変動を零とする最適制御ゲインを決
定して、竪ロール開度の調整を行うようにしである。

このため、安定した板幅制御が可能となり、上述の実機
への適用例にも示されているように、極めて優れた板幅
精度の圧延材を得ることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はＲ，Ｆ、ＡＷＣの代表的な制御ブロック図、第
２図、第３図は幅広がりの状況を示す説明用平面図、第
４図、第５図は実際に圧延制御を行って得られた板幅偏
差結果を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）竪ロール圧延時の圧延力の変動を検出して竪ロー
   ル開度を連続的に調整する自動板幅制御方法において、
   各圧延パスについて予測計算された竪ロール圧延圧下量
   、圧延荷重、竪ロール圧延機ミル定数、幅戻り係数およ
   びスキッドマーク板幅変動係数を用いて各圧延パス毎に
   その後段側の水平ロール圧延機出側板幅変動を零とする
   最適制御ゲインを決定して、竪ロール開度の調整を行う
   ようにしたことを特徴とする自動板幅制御方法。