JPS63238917A - 張力補正自動板厚制御装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、張力補正自動板厚制御装置に関し、より詳し
くは、圧延中の圧延材における前方側及び後方側の張力
の変化に着口して圧延荷重を補正するようにした張力補
正自動板厚制御装置に関する。

（従来の技術） 従来から゛、圧延設備においては、圧延材の板厚を目標
とする板１傘に制御するために、絶対値Ａ　Ｇ　Ｃ（Ａ
ｕｔｏａａｔｌｃ　Ｇａｕｇｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）が用
いられてきた。その絶対値ＡＧＣは、圧延機において定
常部圧延荷重を予測演算し、これを基準として目標板厚
を設定し、圧延材の目標板厚と実板厚の差をなくすよう
に板厚制御する制御である。

第４図は、かかる従来の自動板厚制御装置を示すもので
ある。同図に示すように、圧延材１は圧延機２により圧
延される。圧下装置３は、圧延機２の上下ロール２ａ、
２ａ間のギャップを調整する。圧延機２のロール・ギャ
ップＳは、圧下装置３から自動板厚制御装置４に送出さ
れる。一方、圧延荷ｆｆ１Ｐは、圧延荷重検出器５から
６動板厚制御装置４に送出される。圧延機２の上下ロー
ル２ａ、２ａ間のギャップＳは、自動板厚制御装置４か
らの制御出力ΔＳ、つまり目標板厚と実際の板厚の差で
ある板厚偏差Δｈ（第５図参照）に従って圧ド装置３に
より制御される。圧下装置３の圧延中のギャップ調整は
、高速応答及びパワーの関係から油圧によって行なわれ
る。

さて、先にも述べたように、自動板厚制御装置４は、圧
下装置３からロール・ギャップＳ１圧延荷重検出器５か
ら圧延荷重Ｐを入力され、その出力である制御出力ΔＳ
（板厚偏差Δｈ）を圧下装置３に送出して、絶対値ＡＧ
Ｃによる板厚制御を行なうが、ここで絶対値ＡＧＣの原
理について説明する。

まず、圧延機２における出側板厚りは次式で求めること
ができる。

ｈ　−Ｓ　＋　（Ｐ／Ｍ）　　　（ｍ＋ｓ）　　・・・
・・・（１）Ｓ二ロールギャップ（ＩＩｌｌ） Ｐ：圧延荷重（ｔｏｎ） Ｍ：圧延機２の固有の定数であるミル定数（１）式の右
辺第２項のＰ／Ｍは圧延機２の荷重によるたわみ量でミ
ルの延びと呼ばれる項である。

絶対値ＡＧＣでは、（１）式を使用して、絶対値ＡＧＣ
における目標板厚ｈＡＢを（２）式により設定する。

ｈＡＢ−Ｓ５　＋　（ＰＡＢ／Ｍ）　　（順）　・・・
・・・（２）Ｓ　：ロール・ギャップ初期設定値 ＰＡＢ：Ｉｌ！、対値荷市（ｔｏｎ） 圧延荷重大ＰＣＡＬについては、例えば（３）式％式％ ： Ｒ′　：偏平ロール半径（龍） Ｈ：入側板厚（ｍｗｉ） ｈ　：圧側板厚（龍） Ｑ　：厚下刃関数 ここで、絶対値荷ｆｆ１ｐＡ８を（３）式から求める。

圧延スケジュールより圧延材幅設定値Ｂ１材料変形抵抗
Ｋ　１後方張力基準ｔＲＥＦ（１−１）、前方張力基準
ｔ　　　偏１１Ｊ−ロール半径Ｒ／、入側板厚基準ＲＥ
Ｆｌゝ Ｈ出側板厚基準ｈ　　　圧下力関数ＱｐがＲＥＦ　’　
　　　　　　　　　　ＲＥＰゝ設定されるので、これら
を用いて（４）式のように予測演算ができる。

ｈ　　　−ｈ　　　（ａｍ）　　　　−−＜５）ＲＬ：
Ｆ　　　ＡＢ 絶対値ＡＧＣでは、目標板厚ｈＡＢになるように板厚制
御を行なう。従って、圧延中の実際の出側板厚りとの板
厚偏差Δｈは（１）、（２）式よりΔｈ−ｈＡＢ−ｈ −（Ｓｏ＋　（ＰＡＢ／Ｍ）　）　− （Ｓ＋（Ｐ／Ｍ）） −（Ｓ　　−８）　＋　（（ＰＡＢ−Ｐ）　／Ｍ）〇 −Δ　Ｓ　　　　＋（Δ　Ｐ／Ｍ）　　　　　　（ｍ諺
）　　　　・・・（６）ΔＳ　　＝Ｓ　　−８（ｍｓ）
　　　　　・・・・・・（７）ΔＰ　−＝　Ｐ　ＡＢ−
Ｐ　　（ｔｏｎ）　　　　　−−（８）となり、この板
厚偏差Δｈを“０”とするように、圧下装置３を制御す
ることによって、目標板厚ｈＡｌｌを得ることができる
。

第５図は、第４図の自動板厚制御装置４の絶対値ＡＣ３
部のブロック図を示すものである。同図において、比較
器１１は、ロールΦギャップＳとロール・ギャップ初期
設定値Ｓ　を入力され、口〇 一ル・ギャップ偏差ΔＳ　を送出する。一方、比較器１
２は、圧延荷ｆｆ１Ｐと絶対値荷重ＰＡＢを入力され、
圧延荷重偏差ΔＰを送出する。ミルの延び演算器１３は
、圧延荷重偏差ΔＰに１／Ｍを掛算してΔＰ／Ｍを送出
する。加算器１４は、ミルの延び演算器１３の出力ΔＰ
／Ｍと、比較器１１の出力ΔＳ　とを加算して、板厚偏
差Δｈを求め、板厚制御調整器１５に送出する。板厚制
御調整器１５は、板厚偏差Δｈにギャップへの変換及び
板厚制御のためのゲイン（比例積分ゲイン）Ｇを掛算し
て、圧延中に閉接点するスイッチＡを介して制御出力Δ
Ｓとして送出される。

かかる構成において、現在のロール・ギャップＳ及び圧
延荷重Ｐを入力すると、ロール・ギャップ偏差ΔＳ　を
求めるべく、ロール・ギヤツブ初期設定値Ｓ　と現在の
ロール・ギャップＳが比較器１１にて比較される。一方
、圧延荷重偏差ΔＰを求めるべく、絶対値荷重ＰＡＢと
圧延荷重Ｐが比較器１２に人力される。ミルの延び演算
器１３は、比較器１２からの圧延荷重偏差ΔＰを人力さ
れ、ミルの延び偏差ΔＰ／Ｍを出力する。ミルの延び偏
差ΔＰ／Ｍは、ロールＯギャップ偏差ΔＳ　と共に加算
器１４に入力され、加算されて板厚偏差Δｈとして板厚
制御調整器１５に入力される。ここで、板厚偏差Δｈに
は比例積分ゲインＧが掛算され、制御出力ΔＳ（ｍ＋ｅ
）として出力される。この制御出力ΔＳの有効期間は材
料圧延中の接点Ａの閉期間である。

（発明が解決しようとする問題点） 第３図は、圧延工程の説明図で、同図（１）は圧延材１
の先端部１ａの（ｉ＋１）スタンドＳＴ１＋１への噛み
込み前、同図（１１）は圧延材１の先端部１ａが（ｉ＋
１）スタンドＳ　Ｔ　ｔｒｉに噛み込まれた後、同図（
ｉｉｉ）は圧延材１の後端部１ｂがまだ（ｉ二ｌ）スタ
ンド５Ｔ１−、に噛み込まれている状態、同図（ｌｖ）
は圧延材１の後端部１ｂが（ｉ−１）スタンドＳ　Ｔ　
ｉ−ｔから抜は出した後の状態をそれぞれ示すものであ
る。

第３図（ｉ）の状態では、圧延材のｉスタンドＳＴ　　
と（ｉ＋１）スタンドＳ　Ｔ　ｔｉｔの間の前方張力ｔ
１は零である。次に、同図（ｉｔ）の状態に進むと、前
方張力ｔｌが発生するが、張力制御が実施されているの
で、前方張力ｔ１は前方張力基準ｔＲＥＰＩ近傍にある
。つまり、第３図（１）と（１１）゛の間には状態遷移
があるので、絶対値ＡＧＣでは（４）式の絶対値荷重Ｐ
ＡＢが圧延定常状態で一定値であることから、圧延材１
の先端部では板厚が増大する方向の誤差が生ずる。

同様に、圧延材１の後端が（ｉ−１）スタンド５Ｔ１−
１を抜ける第３図（１１１）から同図（ｌｖ）への状態
遷移においては、後方張力ｔｉ−１が変動し、圧延材１
の後端部１ｂの板厚が増大する方向の誤差を生ずる。

以上のように、圧延材１の先後端において、前方及び後
方張力の変動が板厚精度に与える影響には大きなものが
ある。一方、圧延定常部においても、張力制御によって
張力基準近傍で圧延しているといっても、圧延材１の特
性変化等により大きく張力基準から外れることもあるの
で、この場合も絶対値ＡＧＣにおける板厚精度は低下す
ることになる。

近年における、圧延設備の制御板厚精度は十数ミクロン
から数ミクロンと厳しく、シかも圧延材１の全長に互っ
てその精度をカバーしなければならない。従って、この
ような張力変動による板厚精度の悪化は設備運用」一致
命的である。

本発明の目的は、圧延材の圧延時の先後端部における張
力変動に起因する板厚精度の悪化を阻止可能とした張力
補正自動板厚制御装置を提供することにある。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明は、圧延荷重を与えて圧延材を圧延する複数のス
タンドと、前記スタンドのうちある任意のスタンドとそ
の上流位置及び下流位置にそれぞれ隣接する上流側スタ
ンド及び下流側スタンドとの間における前記圧延材の前
方スタンド間張力及び後方スタンド間張力をそれぞれ検
出する張力検出手段と、前記張力検出手段によって検出
した前方及び後方スタンド間張力と予測演算した前方及
び後方スタンド間張力基準との偏差に基づいて前記任意
のスタンドの圧延荷重を補正する圧延荷重補正手段と、
を備えるものとして構成される。

（作　用） 圧延材はある任意のスタンドで圧延される。その際にお
ける圧延材の前方スタンド間張力及び後方スタンド間張
力が張力検出手段で検出される。

一方、前方及び後方スタンド間張力基準が予測演算され
る。上記前方及び後方スタンド間張力と、前方及び後方
スタンド間張力基準との偏差が求められる。その偏差に
基づいて上記任意のスタンドの圧延荷重が補正される。

これにより、圧延材の圧延板厚が調整される。

（実施例）一 本発明の詳細な説明するに先立ち、理論的背景について
説明する。

従来の絶対値ＡＧＣにおける問題は、絶対値荷重ＰＡＢ
が圧延定常状態でのｒ側波算値であるということから、
実際の張力変動に対して誤差を生ずることにある。従っ
て、絶対値荷重ＰＡＢの代りに張力変動分で補正した張
力補正絶対値荷重ＰＡｎ’を用いればよいことになる。

張力補正絶対値荷重ＰＡＢ′は次のようにして求める。

先ず、（３）式を前後方張力でそれぞれ微分することに
より、各張力が圧延荷重に及ぼす度合を表わす影響係数
を定式化する。

これらの（’））、（１０）式を用いて、ｉスタンドＳ
Ｔ　　の絶対値荷重ＰＡＨを張力により補正し、張力補
正絶対値筒”　ＰＡ１１’を次式により求める。

（ｔｏｎ）　　　・・・・・・（１１）”１　−ｉ−１
−”　ＲＥＦ（ｉ−１）（ｋｇ　／　ｖｕＡ　）　　・
・・・・・（１２）Δｔ　　−ｔ　　−ｔ　　　　（ｋ
ｇ／ｓｊ）　　・・・（１３）ｉ　　　　　ｉ　　　　
　ＲＥＰｉ （１２）式はｉスタンドＳＴ、後方張力の後方張力基準
（後方スタンド間張力基準）ｔＲＥＦ（１−１）からの
偏差Δｔ　　　であり、（１３）式はｉスタ（ｉ−１） ンドＳＴ、前方張力の前方張力基準（前方スタンド間張
力基準）ｔ　　からの偏差Δｔ１である。

ＲＥｌ’１ （１１）式で求めた張力補正絶対値筒”　ＰＡＢ’を絶
対値荷ＴｒｒＰＡＢの代りに使用することにより、例え
ば、（ｉ＋１）スタンドＳ　Ｔ　１＋１に噛み込むまで
は圧延材１の先端１ａでは前方張力ｔ１−０であるから
、（１３）式は、 Δｔｉ”−ｔＲＥ）’ｉ　　　・・・・・・・・・（■
４）となる。また、（ｉ−１）スタンド５Ｔ１−１では
、後端１ｂが抜けた時には後方張力ｔ　ｓ−ｉ　−０で
あるから、（１２）式は、 ”　　　＝　−ｔＲＥＦ（１−１）　　”°”’　（１
５）となり、張力変動による補正をする。

以下、図面を参照しながら本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係る張力ｈａ正自動板厚
制御装置の全体構成図である。同図の構成が第４図のも
のと異なる点は、（ｉ−１）スタンドＳＴ　　　とｉス
タンドＳＴ、との間に後方板張力（後方スタンド間張力
）検出器８を、ｉスタンドＳＴ　　と（ｉ＋１）スタン
ドＳＴ、」との間に前方板張力（前方スタンド間張力）
検出器７をそれぞれ設け、検出値（後方張力）ｔｌ−を
及び検出器（前方張力）ｔｌを張力補正自動板圧制御部
６に送出するように構成した点にある。

第２図は、第１図の張力補正自動板圧制御部６の詳細を
示すブロック図であり、特に絶対値ＡＣ３部を示すもの
である。同図において、目標荷重張力補正器１６は、前
力板張力検出器７及び後方板張力検出器８の各検出値ｔ
ｉ、ｔｉ−１が入力され、張力補正絶対値荷重ＰＡＢ′
を比較器１２へ送出する。比較器１２は、張力補正絶対
値荷重ＰＡＢ’　と圧延荷重Ｐとが入力され、圧延荷重
偏差ΔＰを出力する。その他の構成については第５図と
同様であり、第５図と同等の構成要素には同一の符号を
付している。

第１図及び第２図の各図において、張力補正自動板圧制
御部６には、現在のロール・ギャップＳ１圧延荷重Ｐ１
前方張力ｔ　及び後方張力ｔＩ−１が人力されている。

ロール・ギャップ偏差ΔＳ　を求めるため、第２図に示
すように、ロール・ギャップ初期設定値Ｓ　と現在のロ
ール・ギャップＳを比較器１１にて比較する。一方、圧
延荷重偏差ΔＰを求めるため、前方張力ｔ１と後方張力
ｔ１−１を目標荷重張力補正器１６に入力し、（１１）
式にて求めた張力補正絶対値荷ＴｉＩＰＡ１１′を演算
し、出力する。次に、この張力補正絶対値荷重ＰＡＢ′
　と圧延荷重Ｐとを比較器１２にて比較し、ミルの延び
演算器１３に圧延荷重偏差ΔＰを人力する。圧延荷重偏
差ΔＰを人力されたミルの延び演算器１３は、ミルの延
び偏差ΔＰ／Ｍを加算器１４に出力し、そこで（−ル曇
ギャップ偏差ΔＳ　と加算させる。その結果、板厚偏差
Δｈが演算され板厚制御調整器１５に入力される。ここ
では、板厚偏差Δｈにギャップへの変換及び板厚制御の
ためのゲイン（比例積分ゲイン）が掛算され、制御出力
ΔＳを得る。なお、この出力ΔＳの有効期間は接点Ａの
閉じている間である。

従って、張力変動分は（１２）式及び（１３）式にて求
まるので、（１１）式のように、絶対値荷重ＰＡＢを補
正して張力補正絶対値荷重ＰＡＢ′　として用いること
により誤差の少ない基準を得ることができる。その結果
、絶対値ＡＧＣにおいてｉスタンドＳＴ　　出側の板厚
ｈＩの制御精度が向上し、圧延材１の全長に亘り高精度
で高品質な板材の圧延が可能となる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、絶対値荷重に代えて、張力変動分で補
正した張力補正絶対値荷重を用いるようにしたので、絶
対値ＡＧＣによる板厚制御の精度向上を可能とした張力
補正自動板厚制御装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る張力補正自動板厚制御
装置の全体構成図、第２図は第１図の装置における張力
補正自動板圧制御部のブロック図、第３図（１）〜（ｎ
）は圧延工程の説明図、第４図は従来の自動板厚制御装
置の全体構成図、第５図は第４図の自動板厚制御装置の
絶対値ＡＣ３部のブロック図である。 １・・・圧延材、２・・・圧延機、３・・・圧下装置、
５・・・圧延荷重検出器、６・・・張力補正自動板圧制
御部、７・・・前方板張力検出器、８・・・後方板張力
検出器、１１．１２・・・比較器、１３・・・ミルの延
び演算器、１４・・・加算器、１５・・・板厚制御調整
器、１６・・・目標荷重張力補正器。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 九３　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 圧延荷重を与えて圧延材を圧延する複数のスタンドと、
   前記スタンドのうちある任意のスタンドとその上流位置
   及び下流位置にそれぞれ隣接する上流側スタンド及び下
   流側スタンドとの間における前記圧延材の前方スタンド
   間張力及び後方スタンド間張力をそれぞれ検出する張力
   検出手段と、前記張力検出手段によって検出した前方及
   び後方スタンド間張力と予測演算した前方及び後方スタ
   ンド間張力基準との偏差に基づいて前記任意のスタンド
   の圧延荷重を補正する圧延荷重補正手段と、を備えるこ
   とを特徴とする張力補正自動板厚制御装置。