JP2998550B2 - Pass schedule determination method for reversible rolling mill - Google Patents
Pass schedule determination method for reversible rolling millInfo
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Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は可逆式圧延機のパス・ス
ケジュール決定方法、特にその生産効率の向上に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for determining a pass schedule of a reversible rolling mill, and more particularly to an improvement in production efficiency.
【0002】[0002]
【従来の技術】可逆式圧延機におけるパス・スケジュー
ル決定方法は、タンデム圧延機の場合とは異なり、パス
数を任意に変更することができる。従来、パス数、板厚
スケジュールは経験的に定められていた。そのため、生
産性を高めるために、パス数をできるだけ少なくしよう
とすると圧延荷重が異常に高くなり、板形状が乱れ、ま
た圧延機の機械装置にも過負荷がかかる場合があった。
逆に、板形状が良好となるように圧延荷重を下げて圧延
を行うと、パス数が多くなり、圧延能率が下がるという
問題点があった。このように、圧延効率を考えた場合に
は、パス数及び板厚スケジュールが非常に重要である。2. Description of the Related Art The method of determining a pass schedule in a reversible rolling mill can arbitrarily change the number of passes unlike a tandem rolling mill. Conventionally, the number of passes and the thickness schedule have been empirically determined. Therefore, when trying to reduce the number of passes as much as possible in order to increase the productivity, the rolling load becomes abnormally high, the plate shape is disturbed, and the mechanical device of the rolling mill is sometimes overloaded.
Conversely, when rolling is performed with a reduced rolling load so that the plate shape becomes good, there is a problem that the number of passes increases and the rolling efficiency decreases. Thus, when considering the rolling efficiency, the number of passes and the thickness schedule are very important.
【0003】これに対して、可逆式圧延機におけるパス
・スケジュール決定方法として、特公平5−41332
号公報において提案されている方法がある。この方法に
おいては、許容最大荷重又は許容最大圧下率に基づいて
各パスの出側板厚を順次計算することにより最少パス数
を決定し、そして、全パスの圧下率が均等になるように
再配分することにより、各パスの圧下率を決定してい
る。ここで、許容最大荷重は、圧延機のハード特性上の
上限荷重と形状不良が発生しない上限荷重とから設定さ
れる。許容最大圧下率は、チャタリング、スリップ等の
異常圧延が発生しない圧下率の上限値に設定される。こ
のような許容最大荷重及び許容最大圧下率の設定によ
り、圧延機に荷重過負荷をかけることがなく、形状不良
の発生及び異常圧延の発生を回避し得る各パスの圧下率
を決定することができる。On the other hand, as a method of determining a pass schedule in a reversible rolling mill, Japanese Patent Publication No.
There is a method proposed in Japanese Patent Publication No. In this method, the minimum number of passes is determined by sequentially calculating the exit plate thickness of each pass based on the allowable maximum load or the allowable maximum draft, and then redistributed so that the drafts of all the passes are equal. By doing so, the rolling reduction of each pass is determined. Here, the allowable maximum load is set from the upper limit load on the hardware characteristics of the rolling mill and the upper limit load at which the shape defect does not occur. The allowable maximum rolling reduction is set to the upper limit of the rolling reduction at which abnormal rolling such as chattering and slip does not occur. By setting such allowable maximum load and allowable maximum draft, it is possible to determine the draft of each pass that can avoid the occurrence of shape defects and the occurrence of abnormal rolling without applying a load overload to the rolling mill. it can.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】一般的に、圧延機の機
械的制約条件としては、荷重制約の他に、圧延機の駆動
装置の動力制約が存在する。しかし、上記公報の方法に
おいてはこの点が考慮されていないため、算出されたパ
ス・スケジュールに基づいて圧延する場合には、駆動装
置の動力の制約範囲を超えた負荷が圧延機にかかり、実
際には、算出されたパス・スケジュール通りの圧延は不
可能となる場合が発生し得る。また、一般的に、チャタ
リング及びスリップなどの異常圧延現象は、圧延材やロ
ールの表面粗さ、使用する潤滑油等により異なるロール
バイトの摩擦条件や、各パスの入・出側の張力バランス
及び圧延速度によって、大きな影響を受ける。しかし、
上記公報の方法においては異常圧延を回避する手段とし
て圧下率しか考慮されておらず、不十分である。また、
可逆式圧延機で圧延する板厚は広範囲に亘っており、例
えば冷間圧延機の場合には、3m〜0.5mmの範囲に
及んでいる。このため、広範囲の張力を制御する必要が
あるため、一般的に、可逆式圧延機に付属する張力装置
は、ギア装置を有する。このギア装置の選択により、圧
延速度が決定されるため、生産効率を考えた場合、板厚
に応じて適切なギアを選択することが重要である。しか
し、上記公報の方法においては張力装置のギア選定の方
法を全く考慮していない。Generally, as mechanical constraints of a rolling mill, there are power constraints of a driving device of the rolling mill in addition to load constraints. However, in the method disclosed in the above publication, this point is not taken into consideration, and therefore, when rolling is performed based on the calculated pass schedule, a load exceeding the restricted range of the power of the driving device is applied to the rolling mill, and In some cases, rolling may not be performed according to the calculated pass schedule. Also, in general, abnormal rolling phenomena such as chattering and slipping are caused by friction conditions of a roll bite which differs depending on a rolled material or a surface roughness of a roll, a lubricating oil to be used, a tension balance on an inlet / outlet side of each pass, and the like. It is greatly affected by the rolling speed. But,
In the method of the above publication, only the rolling reduction is considered as a means for avoiding abnormal rolling, which is insufficient. Also,
The thickness of the sheet rolled by the reversible rolling mill is wide, and for example, in the case of a cold rolling mill, it ranges from 3 m to 0.5 mm. For this reason, since it is necessary to control a wide range of tension, a tension device attached to a reversible rolling mill generally has a gear device. Since the rolling speed is determined by the selection of the gear device, it is important to select an appropriate gear according to the plate thickness in consideration of production efficiency. However, the method of the above publication does not consider a method of selecting a gear of a tension device at all.
【0005】また、可逆式圧延機においては、各パスの
張力及び圧延速度は、或る制約範囲内で自由に設定する
ことができる。張力及び圧延速度の設定により、生産効
率及び圧延の安定性は大きく影響を受けるため、圧下率
の他にも、張力及び圧延速度を決定する必要がある。し
かし、上記公報の方法において、圧延速度及び張力の設
定方法については、全く考慮されていない。また、一般
的に、圧延効率を考えた場合には、各パスの圧下率を最
大とし、トータル・パス数を最少にする方法と各パスの
圧延速度を高くする方法とが考えられる。しかし、上記
公報の方法では、前者しか考慮されておらず、圧延速度
の設定については全く考慮されていない。また、両者の
圧延効率は、圧延材の母材板厚、仕上げ板厚、コイル
長、ギアの変更に要する作業時間等により変化するた
め、上記公報の方法が必ずしも最適なパス・スケジュー
ルとはいえない。[0005] In a reversible rolling mill, the tension and rolling speed of each pass can be set freely within certain restrictions. Since the production efficiency and the stability of rolling are greatly affected by the setting of the tension and the rolling speed, it is necessary to determine the tension and the rolling speed in addition to the rolling reduction. However, in the method of the above publication, no consideration is given to a method of setting the rolling speed and the tension. In general, when considering the rolling efficiency, a method of maximizing the rolling reduction of each pass and minimizing the total number of passes and a method of increasing the rolling speed of each pass are considered. However, in the method of the above publication, only the former is considered, and setting of the rolling speed is not considered at all. Further, since the rolling efficiency of both materials changes depending on the base material plate thickness of the rolled material, the finished plate thickness, the coil length, the working time required for changing gears, etc., the method of the above publication is not necessarily the optimal pass schedule. Absent.
【0006】本発明は、上述の問題点を解決するために
なされたものであり、生産効率の高い可逆式圧延機のパ
ス・スケジュールパスの決定方法を提供することを目的
とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to provide a method of determining a pass / schedule pass of a reversible rolling mill with high production efficiency.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明の一つの態様に係
る可逆式圧延機のパス・スケジュールパスの決定方法
(請求項1記載)は、可逆式圧延機を用いて板材を圧延
する際のパス・スケジュールを決定するにあたり、許容
荷重上限値、圧延機本体の駆動系の基底トルク、及び許
容先進率下限値を制約条件として、各パスの圧下率を最
大となるように決定し、圧延速度を前記圧下率において
設定可能な最大値に設定し、張力を予め設定された張力
基準値をもとに設定し、それに引き続いて、張力装置の
ギアを、各パスの板厚及び張力に応じて適切に選択し、
選択された張力装置のギアの速度及び張力の制約上限値
に基づいて、圧延速度及び張力をそれぞれ最終決定す
る。According to one aspect of the present invention, there is provided a method for determining a pass / schedule path of a reversible rolling mill according to one aspect of the present invention. In determining the pass schedule, the rolling speed is determined by maximizing the rolling reduction of each pass, with the upper limit of the allowable load, the base torque of the drive system of the rolling mill main body, and the lower limit of the allowable advanced rate being the limiting conditions. Is set to the maximum value that can be set in the rolling reduction, the tension is set based on a preset tension reference value, and subsequently, the gear of the tension device is adjusted according to the thickness and tension of each pass. Make the right choice,
The rolling speed and the tension are finally determined based on the selected upper limit of the speed and the tension of the gear of the tension device.
【0008】本発明の他の態様に係る可逆式圧延機のパ
ス・スケジュールパスの決定方法(請求項2記載)は、
可逆式圧延機を用いて板材を圧延する際のパス・スケジ
ュールを決定するにあたり、許容荷重上限値、圧延機本
体の駆動系の動力上限と圧延速度とにより定められるト
ルク上限値及び許容先進率下限値を制約条件として、各
パスの圧延速度を圧延機の最高速度に設定し、それに伴
って圧下率を決定し、張力を予め設定された張力基準値
をもとに設定し、それに引き続いて、張力装置のギア
を、各パスの板厚及び張力に応じて適切に選択し、選択
された張力装置のギアの速度及び張力の制約上限値に基
づいて、圧延速度及び張力をそれぞれ最終決定する。According to another aspect of the present invention, there is provided a method for determining a pass / schedule pass of a reversible rolling mill.
In determining the pass schedule when rolling a sheet using a reversible rolling mill, the upper limit of the allowable load, the upper limit of the torque determined by the upper limit of the power of the drive system of the rolling mill and the rolling speed, and the lower limit of the allowable advance rate With the value as a constraint, the rolling speed of each pass is set to the maximum speed of the rolling mill, the draft is determined accordingly, the tension is set based on a preset tension reference value, and subsequently, The gears of the tensioning device are appropriately selected according to the thickness and tension of each pass, and the rolling speed and the tension are finally determined based on the selected upper limit of the speed and tension of the gear of the selected tensioning device.
【0009】本発明の更に他の態様に係る可逆式圧延機
のパス・スケジュールパスの決定方法(請求項3記載)
は、上記の決定方法(請求項1及び2記載の発明)によ
りそれぞれパス・スケジュールを求め、そして、圧延効
率の指標を評価して、評価の高い方のパス・スケジュー
ルを採用する。A method for determining a pass / schedule path of a reversible rolling mill according to still another aspect of the present invention (claim 3).
Calculates the pass schedule by the above-mentioned determination method (the inventions of claims 1 and 2), evaluates the index of the rolling efficiency, and adopts the pass schedule with the higher evaluation.
【0010】[0010]
【作用】本発明の一つの態様(請求項1記載)によれ
ば、許容荷重上限値、圧延機本体の基底トルク及び許容
先進率下限値を制約条件として、各パスの圧下率、圧延
速度及び張力を決定し、それと同時に張力装置のギアを
設定する。ここで、上記パス・スケジュールの決定基準
となる許容荷重上限値は、圧延機の機械的な強度等の限
界、又は圧延操業上の制約条件、例えば形状不良を発生
させない荷重上限値により設定されるものである。基底
トルクは、圧延機本体の駆動系の最大トルクである。許
容先進率下限値は、チャタリング等の異常圧延が発生し
ない限界の先進率である。本発明の一つの態様によれ
ば、最初に許容荷重上限を満足するように圧下率を設定
し、トルクが上限値を上回る場合には張力バランス及び
圧下率を変更してトルクを修正する。先進率が許容下限
を下回る場合には、張力バランス、圧延速度及び圧下率
を変更する。これらの制御因子は、圧下率が最大になる
ように決定され、また、圧延速度に関しては、圧延機本
体の駆動系の動力上限、トルク及び圧延速度の関係を用
いて、前記で決定された圧下率にて圧延した場合に設定
可能な最高速度に設定する。この方法により、圧延機に
対する荷重過負荷、圧延機に対する動力過負荷、そし
て、異常圧延を回避し且つパス数を最少にすることが可
能となり、生産効率の高いパス・スケジュールを決定す
ることが可能となる。これと同時に、張力装置のギアを
適切に選定することにより、適切な張力を設定すること
と、適切な圧延速度を設定することが可能となる。According to one aspect of the present invention, the upper limit of the allowable load, the base torque of the rolling mill main body, and the lower limit of the allowable advanced rate are set as constraints, and the rolling reduction, rolling speed and rolling speed of each pass are determined. Determine the tension and at the same time set the gear of the tensioning device. Here, the allowable load upper limit as a criterion for determining the pass schedule is set by a limit such as a mechanical strength of a rolling mill or a constraint on a rolling operation, for example, a load upper limit that does not cause a shape defect. Things. The base torque is the maximum torque of the drive system of the rolling mill main body. The lower limit of the allowable advanced rate is the advanced rate at which abnormal rolling such as chattering does not occur. According to one aspect of the present invention, the rolling reduction is first set so as to satisfy the upper limit of the allowable load, and when the torque exceeds the upper limit, the torque is corrected by changing the tension balance and the rolling reduction. If the advance rate falls below the lower limit, the tension balance, rolling speed and rolling reduction are changed. These control factors are determined so that the rolling reduction is maximized, and the rolling speed is determined using the relationship between the upper power limit of the drive system of the rolling mill body, the torque, and the rolling speed using the rolling speed. Set the maximum speed that can be set when rolling at a rate. By this method, it is possible to avoid the load overload on the rolling mill, the power overload on the rolling mill, and the abnormal rolling and minimize the number of passes, and determine a pass schedule with high production efficiency. Becomes At the same time, by appropriately selecting the gear of the tension device, it is possible to set an appropriate tension and to set an appropriate rolling speed.
【0011】本発明の他の態様(請求項2記載)によれ
ば、許容荷重上限値、圧延機本体の駆動系の動力上限、
トルク及び圧延速度の関係から定められるトルク上限
値、及び許容先進率下限値を制約条件として、各パスの
圧下率、圧延速度及び張力を決定し、それと同時に張力
装置のギアを設定する。本発明においては、許容荷重上
限を満足するように圧下率を設定し、トルクが上限値を
上回る場合には張力バランス及び圧下率を変更し、先進
率が許容下限を下回る場合には張力バランス及び圧下率
を変更する。これらの制御因子は、圧延速度が最大にな
るように決定される。この方法により、圧延機に対する
荷重過負荷、圧延機に対する動力過負荷、そして、異常
圧延を回避し且つ高速圧延を実現することが可能とな
り、生産効率の高いパス・スケジュールを決定すること
が可能となる。これと同時に、張力装置のギアを適切に
選定することにより、適切な張力を設定することと、適
切な圧延速度を設定することが可能となる。According to another aspect of the present invention, the upper limit of the allowable load, the upper limit of the power of the drive system of the rolling mill body,
The rolling reduction, rolling speed and tension of each pass are determined with the upper torque limit and the lower limit of the allowable advanced ratio determined from the relationship between the torque and the rolling speed as constraints, and at the same time the gear of the tension device is set. In the present invention, the rolling reduction is set so as to satisfy the allowable load upper limit, the tension balance and the rolling reduction are changed when the torque exceeds the upper limit, and the tension balance and the rolling reduction when the advanced ratio is lower than the allowable lower limit. Change the rolling reduction. These control factors are determined so that the rolling speed is maximized. By this method, it is possible to avoid a load overload on a rolling mill, a power overload on a rolling mill, and abnormal rolling and realize high-speed rolling, and determine a pass schedule with high production efficiency. Become. At the same time, by appropriately selecting the gear of the tension device, it is possible to set an appropriate tension and to set an appropriate rolling speed.
【0012】本発明の更に他の態様(請求項3記載)に
よれば、上記の方法により決定されたパス・スケジュー
ルのうち最も圧延効率の高いものを決定することができ
る。According to still another aspect of the present invention (claim 3), a pass schedule having the highest rolling efficiency among pass schedules determined by the above method can be determined.
【0013】[0013]
【実施例】次に、本発明の一実施例に係るパス・スケジ
ュール決定方法を説明する。まず、パス・スケジュール
を決定する上での、荷重、トルク、先進率の各制御条件
について説明する。第一に、許容荷重上限を規定する要
素としては、次の項目が考えられる。 (1)圧延機本体の機械装置の強度上の問題から決定さ
れる荷重上限。 (2)ロール間ヘルツ応力から決定される荷重上限。 (3)操業上の荷重上限。これは、圧延機に設置されて
いる形状制御装置の制御能力を超越する形状不良が発生
するのを回避し得る荷重上限値等である。 第二に、トルク上限値は、圧延機の駆動モータの動力上
限値、圧延速度等の圧延条件により決定される。一般的
に、圧延動力を予測する式は以下のような形式となる。 L=L(Tq ,R,VR ,H,h,tf ,tb ,fs ,swd) …(1) ここで、Tq :圧延トルク,R:ロール径,VR :ロー
ル速度,H:入側板厚,h:出側板厚,tf :出側張
力,tb :入側張力,fs :先進率,swd:板幅、で
ある。これを、圧延トルクについて解くと、次の関数が
得られる。 Tq =Tq (L,R,VR ,H,h,tf ,tb ,fs ,swd) …(2)Next, a method for determining a path schedule according to an embodiment of the present invention will be described. First, the control conditions of the load, torque, and advance ratio for determining the pass schedule will be described. First, the following items can be considered as factors defining the upper limit of the allowable load. (1) The upper limit of the load determined from the problem of the strength of the mechanical device of the rolling mill body. (2) The upper limit of the load determined from the Hertz stress between rolls. (3) Operational load upper limit. This is a load upper limit value or the like that can avoid occurrence of a shape defect that exceeds the control capability of the shape control device installed in the rolling mill. Second, the torque upper limit is determined by rolling conditions such as the power upper limit of the drive motor of the rolling mill and the rolling speed. In general, the equation for predicting the rolling power has the following format. L = L (T q, R , V R, H, h, t f, t b, f s, swd) ... (1) where, T q: rolling torque, R: roll diameter, V R: roll speed , H: entrance side plate thickness, h: exit side plate thickness, t f : exit side tension, t b : entrance side tension, f s : advance ratio, swd: plate width. When this is solved for the rolling torque, the following function is obtained. T q = T q (L, R, V R, H, h, t f, t b, f s, swd) ... (2)
【0014】一般的に、モータの回転速度とトルクとの
関係は、モータの基底速度を境にして、それ以下では、
電圧制御域であって、トルクは一定値(これを、基底ト
ルクと呼ぶ。)に、またそれ以上では、界磁制御範囲で
あって、モータの回転速度の増加に伴い、トルクは低下
するという関係がある。このことから、圧延速度が基底
速度を上回る場合、トルク上限値は、駆動モータの動力
上限値Lmax と上記の圧延条件から(2)式により与え
られ、圧延速度が基底速度を下回る場合には、トルク上
限値は基底トルクに設定される。In general, the relationship between the rotation speed of the motor and the torque is defined as follows:
In the voltage control range, the torque is a constant value (this is referred to as a base torque). Above that, the torque is in the field control range, and the torque decreases as the rotation speed of the motor increases. is there. Therefore, if the rolling speed exceeds the base speed, the torque upper limit value, the power upper limit value L max and the rolling conditions of the drive motor (2) is given by the equation, if the rolling speed is below a base speed , The torque upper limit is set to the base torque.
【0015】第三に、許容先進率下限についてである
が、一般的に、先進率は圧延の安定性を示す指標である
ことは公知の事実である。許容先進率下限は、ストリッ
プ及びチャタリングといった圧延の不安定現象の発生し
ない限界値であり、これは、圧延実験や圧延理論に基づ
いたシミュレーションにより決定することができる。図
9は、圧延実験にてチャタリングが発生しない先進率限
界値を求めたときの一例を示している。一方、圧延荷
重、圧延トルク及び先進率は、これを予測する数式が数
々提案されている。その形式は、 P =P(H,h,μ,k,tf ,tb ,R,fs ) …(3) Tq =Tq (H,h,μ,k,tf ,tb ,R,fs ) …(4) fs =fs (H,h,μ,k,tf ,tb ,R) …(5) ここで、P:圧延荷重,Tq :圧延トルク,fs :先進
率,R:ロール径,H:入側板厚,h:出側板厚,
tf :出側張力,tb :入側張力,μ:摩擦係数,k:
平均変形抵抗、である。これらの関数は、一般的に、出
側板厚についての陰関数である。上記の制約条件に基づ
いて出側板厚を算出する際には、計算機を用いた手法、
例えばニュートン法等により算出することができる。Third, regarding the lower limit of the allowable advance rate, it is a known fact that the advance rate is generally an index indicating the stability of rolling. The lower limit of the allowable advance ratio is a limit value at which rolling instability phenomena such as stripping and chattering do not occur, and can be determined by a rolling experiment or a simulation based on rolling theory. FIG. 9 shows an example when an advanced rate limit value at which chattering does not occur is obtained in a rolling experiment. On the other hand, a number of formulas have been proposed for estimating the rolling load, the rolling torque, and the advanced ratio. The format is, P = P (H, h , μ, k, t f, t b, R, f s) ... (3) T q = T q (H, h, μ, k, t f, t b , R, f s) ... ( 4) f s = f s (H, h, μ, k, t f, t b, R) ... (5) where, P: rolling load, T q: rolling torque, f s : advanced rate, R: roll diameter, H: incoming plate thickness, h: outgoing plate thickness,
t f: exit side tension, t b: the entry side tension, μ: friction coefficient, k:
Average deformation resistance. These functions are generally implicit functions for the exit plate thickness. When calculating the outlet plate thickness based on the above constraints, a method using a computer,
For example, it can be calculated by the Newton method or the like.
【0016】次に、各パスの圧延速度、張力及び圧下
率、即ち出側板厚を決定する方法について説明する。本
発明の一つの態様においては、各パスの圧下率、入・出
側張力、圧延速度を決定する際に、上記の制約条件を満
足し、且つ、各パスの圧下率を最大となるように決定
し、圧延速度に関しては、圧延機本体の駆動系の動力上
限、トルク及び圧延速度の関係から設定可能な最大値に
決定する。本発明の他の態様においては、圧延速度を最
大とするように決定する。ここでは、前者を最少パスモ
ード、後者を高速圧延モードと呼ぶものする。Next, a method for determining the rolling speed, tension and rolling reduction of each pass, that is, the thickness of the delivery side plate will be described. In one embodiment of the present invention, when determining the rolling reduction of each pass, the input / output side tension, and the rolling speed, the above-described constraints are satisfied, and the rolling reduction of each pass is maximized. The rolling speed is determined to be the maximum value that can be set from the relationship between the upper limit of the power of the drive system of the rolling mill body, the torque, and the rolling speed. In another embodiment of the present invention, the rolling speed is determined to be the maximum. Here, the former is called a minimum pass mode, and the latter is called a high-speed rolling mode.
【0017】図1〜図3は本発明における各パスの圧延
条件の決定方法を示したフローチャートである。このフ
ローチャートにおいて示される計算方法においては、両
計算モードの基本的な処理手順は同じである。最初に、
許容荷重上限を制約条件として出側板厚を決定する。次
に、トルク及び先進率が制約条件を満足しているかをチ
ェックする。ここで、トルク及び先進率がそれぞれの制
約条件を満足しない場合は、各パスの圧下率、張力バラ
ンス及び圧延速度を変更して、荷重、トルク及び先進率
が制約条件を満足するようにする。また、両計算モード
の違いについては、以下の各計算ステップごとに追って
説明する。FIGS. 1 to 3 are flowcharts showing a method of determining rolling conditions for each pass in the present invention. In the calculation method shown in this flowchart, the basic processing procedure in both calculation modes is the same. At first,
The exit side thickness is determined with the allowable load upper limit as a constraint. Next, it is checked whether the torque and the advance rate satisfy the constraint. Here, when the torque and the advance rate do not satisfy the respective constraint conditions, the rolling reduction, the tension balance and the rolling speed of each pass are changed so that the load, the torque and the advance rate satisfy the constraint conditions. The difference between the two calculation modes will be described later for each of the following calculation steps.
【0018】(ステップ1)これは初期設定部であり、
各パスの入側板厚、圧延速度、入側張力、出側張力、各
制約条件(許容荷重上限、トルク上限、許容先進率上
限)及びパス・スケジュール計算モード(高速圧延モー
ド又は最少パスモード)を設定する。ここで、圧延速度
の初期設定値は、最少パスモードの場合には圧延機本体
の駆動系の基底速度とし、高速圧延モードの場合には圧
延機で設定可能な最大圧延速度とする。トルク上限の初
期設定値は、最少パスモードの場合には圧延機本体の駆
動系の基底トルクとし、高速圧延モードの場合には
(2)式により与えるものとする。また、入側張力及び
出側張力の大きさは、コイル巻取装置での巻き締まりに
より発生する傷を防止するために、パスを追う毎に段階
的に大きくなるように設定し、その大きさは圧延材の変
形抵抗の大きさを考慮して決定される。入側板厚は、前
パスの計算で得られた出側板厚に設定される。(Step 1) This is an initial setting section,
The thickness of the incoming side, rolling speed, incoming side tension, outgoing side tension of each pass, each constraint (upper allowable load, upper torque, upper allowable advanced rate) and pass schedule calculation mode (high speed rolling mode or minimum pass mode) Set. Here, the initial setting value of the rolling speed is the base speed of the drive system of the rolling mill main body in the case of the minimum pass mode, and the maximum rolling speed that can be set in the rolling mill in the case of the high speed rolling mode. The initial set value of the torque upper limit is the base torque of the drive system of the rolling mill main body in the case of the minimum pass mode, and is given by Expression (2) in the case of the high speed rolling mode. In addition, the magnitudes of the input side tension and the output side tension are set so as to increase stepwise each time the path is followed, in order to prevent damage caused by tight tightening in the coil winding device. Is determined in consideration of the magnitude of the deformation resistance of the rolled material. The entrance side plate thickness is set to the exit side plate thickness obtained by the calculation of the previous pass.
【0019】(ステップ2)次に、圧延荷重を許容荷重
上限値に設定したときの出側板厚を(3)式を用いてニ
ュートン法により算出する。この時、算出される出側板
厚が仕上げ板厚を下回る場合には、出側板厚を仕上げ板
厚に設定する。それと同時に、(4)式によりトルク推
定値を、(5)式により先進率推定値をそれぞれ算出す
る。ここで、トルク制約条件及び先進率制約条件を満足
しない場合には、実際には圧延不可能となる。次に、上
記で算出したトルク及び先進率が、それぞれ制約条件を
満足しているかどうかを判断する。(Step 2) Next, when the rolling load is set to the allowable load upper limit, the exit side plate thickness is calculated by Newton's method using equation (3). At this time, if the calculated outlet plate thickness is smaller than the finished plate thickness, the outlet plate thickness is set to the finished plate thickness. At the same time, an estimated torque value is calculated by equation (4) and an advanced rate estimated value is calculated by equation (5). Here, when the torque constraint condition and the advanced rate constraint condition are not satisfied, rolling cannot be actually performed. Next, it is determined whether the torque and the advance ratio calculated above satisfy the respective constraint conditions.
【0020】(ステップ3)先に、算出したトルク推定
値が、トルク上限値以下であるかどうかを判断する。こ
こで、トルク推定値が上限値を越えた場合の計算手順を
説明する。圧延トルクの制御因子としては、(1)張力
バランス、(2)圧下率、が挙げられる。最初に、入側
張力と出側張力のバランスを許容範囲内で変更し、
(4)式及び(5)式によりトルク推定値及び先進率推
定値を算出する。そして、トルク推定値が上限値を下回
った場合には次のステップへ進む。依然として、トルク
推定値が上限値を上回る場合であって、トルク推定値が
基底トルク以下の場合には、トルク推定値をトルク上限
値に設定したときの出側板厚を(4)式を用いてニュー
トン法にて算出し圧下率を決定する。また、トルク推定
値が基底トルクを上回る場合には、基底トルクをトルク
上限値に設定したときの出側板厚を(4)式を用いてニ
ュートン法にて算出し圧下率を決定する。この時、算出
される出側板厚が仕上げ板厚を下回る場合には、出側板
厚を仕上げ板厚に設定する。また、(3)式により圧延
荷重推定値を、(5)式により先進率推定値をそれぞれ
算出する。以上の処理により、荷重制約条件とトルク制
約条件を満足する圧下率、圧延速度及び張力が得られ
る。(Step 3) First, it is determined whether or not the calculated estimated torque value is equal to or less than the torque upper limit value. Here, a calculation procedure when the estimated torque value exceeds the upper limit value will be described. Control factors for the rolling torque include (1) tension balance and (2) rolling reduction. First, change the balance between the incoming and outgoing tensions within the allowable range,
The torque estimated value and the advanced rate estimated value are calculated by the equations (4) and (5). When the estimated torque value falls below the upper limit value, the process proceeds to the next step. If the estimated torque value is still higher than the upper limit value and the estimated torque value is equal to or less than the base torque, the output side plate thickness when the estimated torque value is set to the upper torque value is calculated by using equation (4). Calculate by the Newton method and determine the draft. If the estimated torque value exceeds the base torque, the exit plate thickness when the base torque is set to the torque upper limit value is calculated by Newton's method using equation (4) to determine the rolling reduction. At this time, if the calculated outlet plate thickness is smaller than the finished plate thickness, the outlet plate thickness is set to the finished plate thickness. Further, a rolling load estimated value is calculated by the equation (3), and an advanced rate estimated value is calculated by the equation (5). By the above processing, a rolling reduction, a rolling speed, and a tension satisfying the load constraint condition and the torque constraint condition can be obtained.
【0021】高速圧延モードの場合には、次のステップ
へ進む。最少パスモードの場合には、圧延機本体の駆動
系の動力上限、トルク及び圧延速度の関係に基いて、得
られた前記圧延条件の範囲内で、可能な限り高速な圧延
速度を決定する。ここで、(1)式を圧延速度について
解くと、(6)式が得られる。 VR =VR (L,Tq ,R,H,h,tf ,tb ,fs ,swd) …(6) (6)式において、Lに動力上限値Lmax を、その他の
パラメータに上記計算で得られた設定値を代入し、可能
な限り高速な圧延速度を決定する。In the case of the high-speed rolling mode, the process proceeds to the next step. In the case of the minimum pass mode, the highest possible rolling speed is determined within the range of the obtained rolling conditions based on the relationship between the upper limit of the power of the driving system of the rolling mill, the torque, and the rolling speed. Here, when equation (1) is solved for the rolling speed, equation (6) is obtained. V R = V R (L, T q , R, H, h, t f , t b , f s , swd) (6) In equation (6), L represents the power upper limit L max , and other parameters Is substituted for the set value obtained by the above calculation, and the highest possible rolling speed is determined.
【0022】(ステップ4)前ステップにて算出した先
進率推定値が、許容先進率下限値以上であるかどうかを
判断し、満足している場合には次のステップへ進む。こ
こで、先進率推定値が許容先進率下限値を下回る場合の
計算手順を説明する。圧延理論より、先進率を制御する
パラメータとしては、(1)入側張力と出側張力のバラ
ンス、(2)摩擦係数、(3)圧下率、が挙げられる。
一般的に、圧延速度と摩擦係数とは相関があり、圧延速
度を降下させることにより摩擦係数を大きくすることが
できる。この様子を示したのが図10である。このこと
から、圧延速度により摩擦係数を制御し、その結果とし
て先進率を制御することが可能となる。(Step 4) It is determined whether or not the estimated value of the advanced rate calculated in the previous step is equal to or more than the lower limit of the allowable advanced rate, and if satisfied, the process proceeds to the next step. Here, a description will be given of a calculation procedure when the advanced rate estimation value is lower than the allowable advanced rate lower limit value. According to the rolling theory, parameters controlling the advance ratio include (1) balance between the entrance tension and the exit tension, (2) the coefficient of friction, and (3) the rolling reduction.
Generally, there is a correlation between the rolling speed and the friction coefficient, and the friction coefficient can be increased by lowering the rolling speed. FIG. 10 shows this state. From this, it becomes possible to control the coefficient of friction by the rolling speed, and consequently to control the advanced ratio.
【0023】初めに、入側張力と出側張力とのバランス
を許容範囲内で変更し、再び(3),(4),(5)式
により、荷重推定値、トルク推定値及び先進率推定値を
算出する。ここで、先進率推定値が許容先進率下限値以
上となる場合には、更に荷重及びトルク推定値がそれぞ
れの制約条件を満足しているかどうかをチェックし、満
足している場合には次のステップへすすむ。それ以外の
場合で、荷重制約条件を満足していない場合には上記の
(ステップ2)へ、トルク制約条件を満足していない場
合には(ステップ3)へ戻る。First, the balance between the entrance side tension and the exit side tension is changed within an allowable range, and the load estimated value, the torque estimated value, and the advanced rate estimation are again calculated by the equations (3), (4) and (5). Calculate the value. Here, when the advanced rate estimation value is equal to or larger than the allowable advanced rate lower limit value, it is further checked whether the load and torque estimated values satisfy the respective constraint conditions. Proceed to step. Otherwise, if the load constraint is not satisfied, the process returns to (Step 2), and if the torque constraint is not satisfied, the process returns to (Step 3).
【0024】それでもなお許容先進率下限値を下回る場
合には、パス・スケジュールの計算モードにより、以下
に示す分岐処理を実行する。 高速圧延モードの場合には、先進率を許容先進率下
限値に設定した場合の出側板厚を(5)式を用いてニュ
ートン法にて算出する。この時、算出される出側板厚が
仕上げ板厚を下回る場合には、出側板厚を仕上げ板厚に
設定する。また、(3)式により圧延荷重推定値を、
(4)式によりトルク推定値をそれぞれ算出し、次のス
テップへすすむ。 最少パスモードの場合には、最初に圧延速度を下方
修正することにより摩擦係数を上方修正し、先進率を上
昇させる。ここで、設定された圧延速度が基底速度を下
まわる場合、又は圧延速度を下方修正することにより基
底速度を下まわる場合には、圧延速度を基底速度に設定
し、高速圧延モードと同じ計算手順をとる。それ以外の
場合には、(3),(4),(5)式により荷重、トル
ク及び先進率推定値をそれぞれ算出し、それぞれの制約
条件をチェックする。満足している場合には次のステッ
プへすすむ。それ以外の場合で、荷重・トルクが制約条
件を満足しない場合には、それぞれ(ステップ2),
(ステップ3)へ戻る。先進率が、なお制約条件を満足
しない場合には、高速圧延モードと同じ計算手順をと
り、圧下率を修正する。If the rate is still lower than the lower limit of the allowable advanced rate, the following branch processing is executed in the calculation mode of the path schedule. In the case of the high-speed rolling mode, the exit side sheet thickness when the advanced ratio is set to the allowable lower limit of the advanced ratio is calculated by Newton's method using the equation (5). At this time, if the calculated outlet plate thickness is smaller than the finished plate thickness, the outlet plate thickness is set to the finished plate thickness. Further, the rolling load estimated value is calculated by the equation (3),
The estimated torque values are calculated by the equations (4), and the process proceeds to the next step. In the case of the minimum pass mode, the coefficient of friction is corrected upward by first correcting the rolling speed downward, and the advance rate is increased. Here, when the set rolling speed is lower than the base speed, or when the rolling speed is lower than the base speed by correcting the rolling speed, the rolling speed is set to the base speed, and the same calculation procedure as the high-speed rolling mode is performed. Take. In other cases, the load, torque, and estimated value of the advanced ratio are calculated by equations (3), (4), and (5), and the respective constraints are checked. If you are satisfied, proceed to the next step. Otherwise, if the load / torque does not satisfy the constraint,
Return to (Step 3). If the advance rate still does not satisfy the constraint conditions, the same calculation procedure as in the high-speed rolling mode is used to correct the reduction rate.
【0025】(ステップ5)上記ステップまでの過程で
決定した張力および入・出側板厚から算出される全張力
設定値の両者を満足する張力装置のギアを選出する。こ
の際、選択し得るギアがいくつかある場合で、かつ、上
記ステップまでの計算手順により設定された圧延速度を
出し得るギアがいくつかある場合は、その中で張力設定
範囲の最も広いギアに設定する。また、この際選択し得
るギアがいくつかある場合で、かつ、上記ステップまで
の計算手順により設定された圧延速度を出し得るギアが
ない場合は、その中で、圧延速度の設定範囲の最も広い
ギアに設定する。また、この際、選択し得るギアがない
場合、上記ステップまでの計算手順により設定された張
力値に最も近い張力設定範囲のギアに設定する。これに
伴い、張力設定値を変更する。また、上記の計算手順に
より設定された圧延速度が、ギアの圧延速度の設定範囲
から外れた場合には、設定範囲内の最大値に圧延速度を
修正する。次に、張力設定値を許容範囲内で変動させた
場合、より高速圧延が可能となるギアを設定することが
可能となるならば、張力、圧延速度及び選定ギアを変更
する。以上のギア選定に伴って、圧延速度及び張力の変
更が発生した場合には、(3),(4),(5)式によ
り荷重、トルク及び先進率推定値をそれぞれ再計算し、
荷重、トルク及び先進率推定値が制約条件を満足してい
るかどうかをチェックする。満足している場合には、
(ステップ1)へ戻り、次パスの計算を実行する。各制
約条件のいずれかを満足していない場合には、それぞ
れ、(ステップ2),(ステップ3),(ステップ4)
へ戻り再計算を実行する。以上の計算手順によって、高
速圧延モードの場合には最高圧延速度でのパス・スケジ
ュールを決定し、最少パスモードの場合には最大圧下率
でのパス・スケジュールを決定することができる。(Step 5) Select a gear of the tension device that satisfies both the tension determined in the process up to the above steps and the total tension set value calculated from the inlet / outlet plate thickness. At this time, if there are several gears that can be selected, and if there are several gears that can obtain the rolling speed set by the calculation procedure up to the above step, the gear having the widest tension setting range among them Set. In this case, when there are several gears that can be selected, and when there is no gear that can obtain the rolling speed set by the calculation procedure up to the above step, among them, the setting range of the rolling speed is the widest. Set the gear. At this time, if there is no gear that can be selected, the gear in the tension setting range closest to the tension value set by the calculation procedure up to the above step is set. Accordingly, the tension set value is changed. Further, when the rolling speed set by the above calculation procedure is out of the setting range of the gear rolling speed, the rolling speed is corrected to the maximum value within the setting range. Next, when the tension set value is changed within the allowable range, if it is possible to set a gear that enables higher-speed rolling, the tension, the rolling speed, and the selected gear are changed. If the rolling speed and tension change due to the above gear selection, the load, torque and advanced ratio estimated value are recalculated according to the equations (3), (4) and (5), respectively.
Check whether the load, torque and advance rate estimates satisfy the constraints. If you are satisfied,
Returning to (Step 1), the calculation of the next pass is executed. If any one of the constraint conditions is not satisfied, (Step 2), (Step 3), (Step 4)
Return to and execute recalculation. According to the above calculation procedure, the pass schedule at the highest rolling speed can be determined in the high-speed rolling mode, and the pass schedule at the maximum rolling reduction can be determined in the minimum-pass mode.
【0026】図4は本発明におけるパス・スケジュール
の決定方法を示したフローチャートである。上記の計算
手順で算出された出側板厚と仕上げ板厚とを比較し、両
者が等しい場合には計算を終了する。それ以外の場合に
は、パス数をインクリメントし、図1の計算フローの
(ステップ1)へ戻って計算を続行する。以下、上記の
計算フローを通常パス・スケジュール決定フローと呼
ぶ。FIG. 4 is a flowchart showing a method for determining a path schedule according to the present invention. The outlet plate thickness and the finished plate thickness calculated in the above calculation procedure are compared, and if both are equal, the calculation is terminated. In other cases, the number of paths is incremented, and the process returns to (Step 1) of the calculation flow of FIG. 1 to continue the calculation. Hereinafter, the above calculation flow is referred to as a normal path / schedule determination flow.
【0027】次に、本発明の更に他の態様に係るパス・
スケジュールの決定方法について説明する。圧延効率を
評価する指標として、(1)圧延時間、(2)圧延に要
するエネルギー、(3)生産コスト等が考えられる。こ
こでは、以上の三つの指標を挙げたが、この他にも圧延
効率を評価する指標があれば、それを考慮することも可
能である。ここで、評価指標として圧延時間を使用する
とき、その定義を(7)式にしめす。Next, a path according to still another embodiment of the present invention will be described.
A method for determining a schedule will be described. Indices for evaluating the rolling efficiency include (1) rolling time, (2) energy required for rolling, (3) production cost, and the like. Here, the above-mentioned three indices have been cited, but if there are other indices for evaluating the rolling efficiency, it is also possible to consider them. Here, when the rolling time is used as the evaluation index, its definition is expressed by equation (7).
【0028】[0028]
【数1】 (Equation 1)
【0029】また、上記パス・スケジュール決定方法に
おいては、各パスの圧下率配分を任意に設定することも
可能である。次に、その例をいくつか示す。 初パスの圧下率を任意に設定し、それ以降のパス・
スケジュールは図1のフローチャートの計算手順により
圧下率を決定する。これは、冷間圧延工程の前工程に当
たる熱間圧延工程で製造された原板の長手方向に板厚が
分布し、それに伴う荷重変動が発生し形状不良を発生し
易い。そのため、初パスの圧下率のみを低めに設定し、
形状不良の発生を回避するものである。これは、上記パ
ス・スケジュール決定フロー中にて容易に導入すること
が可能である。In the above-described pass schedule determination method, it is also possible to arbitrarily set the rolling reduction distribution of each pass. The following are some examples. Set the rolling reduction of the first pass arbitrarily, and
The schedule determines the rolling reduction according to the calculation procedure of the flowchart of FIG. This is because the sheet thickness is distributed in the longitudinal direction of the original sheet manufactured in the hot rolling step, which is the preceding step of the cold rolling step, and a load change accompanying the sheet thickness is likely to occur, so that a shape defect is likely to occur. Therefore, set only the rolling reduction of the first pass low,
This is to avoid the occurrence of shape defects. This can be easily introduced in the path / schedule determination flow.
【0030】 図5は荷重を平滑化するように圧下率
配分することによりパス・スケジュールを決定する方法
を示したフローチャートである。この方法においては全
パス又は最終パスより前数パスのみ圧延荷重が一定値と
なるように圧下率配分を設定する。一般的に、荷重変動
に伴って圧延機の形状制御装置、ロールベンダ等の最適
設定条件が変化する。パス間の荷重変動が大きい場合に
は、形状制御装置の設定精度の誤差に伴って形状不良が
発生し易くなる。そのため、荷重が一定となるように圧
下率を配分することにより荷重変動に伴う形状不良を低
減することが可能となる。これは、上述のパス・スケジ
ュールの計算処理を行い、かつ許容荷重上限値を修正パ
ラメータとした収束計算を行うことによって処理され
る。まず始めに、通常のパス・スケジュール計算を実行
し、トータルパス数Nを決定する。次に、最終パスと荷
重を同じにするパス数M(1≦M≦N−1)及び平滑荷
重の初期値を設定する。この平滑荷重は、先に示した許
容荷重下限値以下に設定する。次に、(N−M)パス目
からNパス目まで、(ステップ1)から(ステップ5)
までの前記の計算手順を実行する。この時、許容荷重上
限値には平滑荷重を設定して計算をする。Nパス目の荷
重推定値と許容荷重上限値との比が許容範囲以内(上限
比率:αU 、下限比率:αL )になるまで平滑荷重を下
方修正し、これを収束パラメータとして収束計算を続行
する。FIG. 5 is a flowchart showing a method of determining a pass schedule by allocating a rolling reduction so as to smooth a load. In this method, the rolling reduction distribution is set such that the rolling load has a constant value only in all passes or several passes before the final pass. Generally, optimal setting conditions such as a shape control device of a rolling mill, a roll bender, and the like change according to a load change. When the load variation between passes is large, a shape defect is likely to occur due to an error in the setting accuracy of the shape control device. Therefore, it is possible to reduce the shape defect due to the load variation by distributing the rolling reduction so that the load becomes constant. This is performed by performing the above-described path schedule calculation processing and performing convergence calculation using the allowable load upper limit value as a correction parameter. First, normal path schedule calculation is performed to determine the total number of paths N. Next, the number of passes M (1 ≦ M ≦ N−1) that makes the load equal to that of the final pass and the initial value of the smooth load are set. This smooth load is set to be equal to or less than the allowable load lower limit shown above. Next, from the (N−M) th pass to the Nth pass, (Step 1) to (Step 5)
The above calculation procedure up to is performed. At this time, the calculation is performed by setting a smooth load as the allowable load upper limit value. The smoothed load is corrected downward until the ratio between the load estimation value at the Nth pass and the allowable load upper limit falls within the allowable range (upper limit ratio: α U , lower limit ratio: α L ), and the convergence calculation is performed using this as a convergence parameter. continue.
【0031】 図6は最終パスの圧下荷重を指定した
場合のパス・スケジュールの決定方法を示したフローチ
ャートである。このパス・スケジュール決定法は、最終
パス荷重を指定し、それ以前の数パスの圧延荷重を逐次
減少させるように圧下率を配分する。一般的に、形状制
御装置の制御能力を超えた形状不良を発生させる圧延荷
重を上回る場合に形状不良が大きくなる。操業において
は、板形状とともに生産効率が重要となるため、初期数
パスにおいては形状不良の発生を考慮せずに最高荷重に
近い状態で生産効率を高め、後半の残りのパスにおいて
板形状を考慮したスケジュールが有用となる。形状を良
好にするため、最終パスでの圧延荷重を形状が良好とな
る値に設定し、最終パスから前数パスにかけて、荷重が
最高荷重から最終パス荷重まで直線的に減少するように
圧下率を配分する。これも前記の例と同様に、上述の
パス・スケジュールの計算処理を行い、かつ許容荷重上
限を修正パラメータとした収束計算を行うことによって
処理される。FIG. 6 is a flowchart showing a method of determining a pass schedule when the rolling load of the final pass is designated. In this pass schedule determination method, a final pass load is specified, and a rolling reduction is distributed so that rolling loads in several passes before that are sequentially reduced. In general, when the rolling load exceeds a rolling load that causes a shape defect that exceeds the control capability of the shape control device, the shape defect increases. In operation, production efficiency is important together with the plate shape, so in the initial few passes, increase the production efficiency near the maximum load without considering the occurrence of shape defects, and consider the plate shape in the remaining passes in the second half The scheduled schedule will be useful. In order to improve the shape, set the rolling load in the final pass to a value at which the shape is good, and from the final pass to the previous several passes, the rolling reduction so that the load decreases linearly from the maximum load to the final pass load. Distribute. This is also processed by performing the above-described pass schedule calculation processing and performing convergence calculation using the allowable load upper limit as a correction parameter, similarly to the above-described example.
【0032】まず始めに、最終パス以前で荷重を直線配
分するパス数Mと許容荷重上限を設定する。次に、通常
のパス・スケジュール計算を実行し、トータルパス数N
を決定する。次に、最終パスから(N−M)パスの荷重
を(8)式に基づいて設定する。 Pi =Pmax −((PN )set −Pmax )/M*(i−N+M) …(8) ただし、Pi :iパス目の設定荷重、(PN )set :N
パス目の設定荷重、Pmax :許容荷重上限、M:荷重を
直線配分するパス数、N:トータルパス数、i:iパス
目、である。First, the number M of paths for linearly distributing the load before the final pass and the allowable load upper limit are set. Next, a normal path schedule calculation is executed, and the total number of paths N
To determine. Next, the load of the (N−M) pass from the last pass is set based on the equation (8). P i = P max − ((P N ) set−P max ) / M * (i−N + M) (8) where P i is the set load of the i- th pass, and (P N ) set is N
The set load of the pass, Pmax : the allowable load upper limit, M: the number of passes that distribute the load linearly, N: the total number of passes, and i: the i-th pass.
【0033】次に、Nパス目の出側板厚を仕上板厚に設
定し、先に設定した圧延荷重で圧延した場合の入側板厚
をニュートン法にて算出する。(N−1)パス目の出側
板厚にNパス目の入側板厚を設定し、以下同様にして
(N−M)パス目までの入側板厚を求める。その過程で
算出した入側板厚が、(N−M−1)パスの出側板厚を
上回ったパスが(N−M)以前であった場合には、許容
荷重上限値を更新し初めからこれまでの計算手順を繰り
返す。それ以外の場合、(N−M−1)パス目の出側板
厚を(N−M)パス目の入側板厚に設定したときの荷重
推定値PN-M を算出する。算出された荷重推定値PN-M
と許容荷重上限値Pmax との比が許容範囲以内(上限比
率:αU ,下限比率:αL )になるまで許容荷重上限を
収束パラメータとして更新後に計算フローの初めに戻り
収束計算を実行する。なお、上記,では、許容荷重
条件値を用いた収束計算を行ったが、荷重、トルク、先
進率の板厚・張力・圧延速度に関する影響係数を使用し
た線形式を構成し、行列演算による方法も可能である。
以下にその計算方法を示す。この方法では、前述の(ス
テップ1)から(ステップ5)までの計算手順を実行
し、その結果を基準スケジュールとする。次に、各パス
の荷重・トルク・先進率の入側板厚、出側板厚に関する
影響係数を使用した線形式を用いて、各パスの荷重配分
比率が任意となるように、各パスの圧下率を計算する。
具体的な計算フローを図7に示す。この手法とすること
により、ニュートン法によるくり返し演算に比べ演算時
間を格段に短縮することができた。Next, the outgoing sheet thickness at the Nth pass is set to the finished sheet thickness, and the incoming sheet thickness when rolling at the previously set rolling load is calculated by the Newton method. (N-1) The entrance plate thickness of the Nth pass is set as the exit plate thickness of the pass, and the entrance plate thickness up to the (N-M) th pass is obtained in the same manner. If the entrance thickness calculated in the process exceeds the exit thickness of the (NM-1) pass before (NM), the allowable load upper limit value is updated from the beginning. Repeat the calculation procedure up to. In other cases, the load estimation value P NM is calculated when the exit side plate thickness at the (N−M−1) pass is set to the entrance side plate thickness at the (N−M) pass. Calculated load estimated value P NM
Until the ratio between the allowable load upper limit value Pmax and the allowable load upper limit value Pmax is within the allowable range (upper limit ratio: α U , lower limit ratio: α L ), the upper limit of the allowable load is set as the convergence parameter, and the process returns to the beginning of the calculation flow to execute the convergence calculation. . In the above, the convergence calculation was performed using the allowable load condition values. However, a linear form using the load, torque, and the influence coefficient of the advanced ratio for sheet thickness, tension, and rolling speed was constructed, and a matrix calculation method was used. Is also possible.
The calculation method is shown below. In this method, the above-described calculation procedures from (Step 1) to (Step 5) are executed, and the result is used as a reference schedule. Next, using a linear formula that uses the coefficient of influence for the load, torque, and advance rate of each pass on the in-thickness and the out-thickness, the reduction ratio of each pass is set so that the load distribution ratio of each pass is arbitrary. Is calculated.
FIG. 7 shows a specific calculation flow. By using this method, the operation time can be significantly reduced as compared with the repetition operation by the Newton method.
【0034】(ステップ1)通常パス・スケジュール決
定フローにより、基準スケジュールを決定する。 (ステップ2)荷重・トルク・先進率の入側板厚および
出側板厚に関する影響係数を、基準スケジュールを基に
して算出する。この際、(3)式〜(5)式を使用す
る。 (ステップ3)各パスの荷重配分比率を任意に与える。
この時、iパスの荷重は(9)式で与えられる。 Pi =Ki ・P0 …(9) ただし、Pi :iパスの荷重 Ki :iパスの荷重配分比率 P0 :基準荷重 次に、(ステップ1)で求められた基準スケジュールか
らの、各パスの入・出側板厚の変更量および、基準荷重
を未知数とした連立方程式を構成する。この行列表現を
(10)式に示す。(Step 1) The reference schedule is determined according to the normal path schedule determination flow. (Step 2) Calculate the influence coefficient of the load, torque, and advance ratio on the entry side plate thickness and the exit side plate thickness based on the reference schedule. At this time, equations (3) to (5) are used. (Step 3) Arbitrarily give the load distribution ratio of each path.
At this time, the load of the i-pass is given by equation (9). P i = K i · P 0 ... (9) However, P i: load i path K i: i load distribution paths ratio P 0: reference load Next, from the reference schedule obtained in (Step 1) A simultaneous equation in which the amount of change in the thickness of the entrance and exit sides of each pass and the reference load are unknowns is constructed. This matrix expression is shown in Expression (10).
【0035】[0035]
【数2】 (Equation 2)
【0036】(ステップ4)(10)式の逆行列演算に
より、荷重P0 および各パスの入・出側板厚変更量を算
出する。 (ステップ5)(ステップ4)の結果をもとに、基準ス
ケジュールの荷重および入・出側板厚を変更する。下式
にその様子を示す。(Step 4) The load P 0 and the amount of change in the thickness of the entrance / exit side of each pass are calculated by the inverse matrix operation of the equation (10). (Step 5) Based on the results of (Step 4), the load and the inlet / outlet thickness of the reference schedule are changed. The following formula shows the situation.
【0037】[0037]
【数3】 (Equation 3)
【0038】但しNは基準スケジュールのトータルパス
数とする。 ただし、(h0 )i ′:基準スケジュールにおけるiパ
スの出側板厚 (h1 )i ′:基準スケジュールにおけるiパスの入側
板厚 (ステップ6)各パスの入・出側板厚変更に伴い発生す
る。全張力の変更が、ギアの張力設定範囲を満足してい
ることをチェックし、外れていた場合は、ユニット張力
の修正を行う。 (ステップ7)各パスの荷重・トルク・先進率を(3)
式〜(5)式により再計算する。再計算したiパス目の
荷重・トルク・先進率をそれぞれ、Pi ,Tqi,fsiと
する。 (ステップ8)ステップ5にて算出した基準スケジュー
ル荷重Pi ′とステップ7にて算出した荷重Pi とを比
較し、所定の誤差範囲に入っている場合、次のステップ
へ進む。それ以外の場合は、(ステップ2)へもどり、
更新された基準スケジュールにおける影響係数を再計算
する。 (ステップ9)ステップ7にて算出したトルクおよび先
進率が各制約条件を満足していることをチェックする。
満足していれば、計算を終了する。それ以外の場合で、
iパス目のトルクがトルク上限値を上まわる場合、(1
0)式中のiパス目の(13)式と入換えて(ステップ
4)へ戻る。また、iパス目の先進率が許容先進率下限
値を下まわる場合、(10)式のiパス目の式を(1
3)式と入換えて(ステップ4)へ戻る。Here, N is the total number of paths in the reference schedule. Where (h 0 ) i ′: the thickness of the exit side of the i-pass in the reference schedule. (H 1 ) i ′: the thickness of the entrance side of the i-pass in the reference schedule. I do. Check that the change in the total tension satisfies the gear tension setting range, and if it is not correct, correct the unit tension. (Step 7) Load / torque / advance rate of each path (3)
The recalculation is performed according to the equations (5) to (5). The re-calculated load, torque, and advance ratio of the i-th pass are denoted by P i , T qi , and f si , respectively. (Step 8) The reference schedule load P i ′ calculated in step 5 is compared with the load P i calculated in step 7, and if the load falls within a predetermined error range, the process proceeds to the next step. Otherwise, go back to (Step 2)
Recalculate the impact factor for the updated reference schedule. (Step 9) It is checked that the torque and the advance ratio calculated in Step 7 satisfy each constraint.
If satisfied, end the calculation. Otherwise,
If the torque of the i-th pass exceeds the torque upper limit, (1
The procedure returns to (step 4), replacing the equation (13) of the i-th pass in the equation (0). When the advanced rate of the i-th pass is less than the lower limit of the allowable advanced rate, the formula of the i-th pass of the equation (10) is changed to (1).
3) The expression is replaced with the expression (Step 4).
【0039】[0039]
【数4】 (Equation 4)
【0040】8は本発明に基づいて決定したパス・スケ
ジュールと従来技術に基づいて決定したパス・スケジュ
ールとの比較を示した特性図である。図8の特性図によ
れば、従来方法により設定されたパス・スケジュールに
よると、1パス目で許容トルク上限をオーバーして圧延
機に過負荷をかけることになり、このパス・スケジュー
ルに基づき圧延を実行することは実際には不可能である
ことが分かる。一方、本発明に基づいて決定されたパス
・スケジュールによると、許容トルク上限を全パスに亘
って満足するパス・スケジュールを決定することが可能
である。FIG. 8 is a characteristic diagram showing a comparison between a path schedule determined based on the present invention and a path schedule determined based on the prior art. According to the characteristic diagram of FIG. 8, according to the pass schedule set by the conventional method, the allowable torque upper limit is exceeded in the first pass, and the rolling mill is overloaded. Is actually not possible. On the other hand, according to the path schedule determined according to the present invention, it is possible to determine a path schedule that satisfies the allowable torque upper limit over all paths.
【0041】[0041]
【発明の効果】以上のように本発明によれば次の効果が
得られる。 (1)本発明の一つの態様によれば、許容荷重上限値、
圧延機本体の駆動系の基底トルク及び許容先進率下限値
を制約条件として、各パスの圧下率を最大となるように
決定し、圧延速度を決定された圧下率において設定可能
な最大値に設定し、張力を予め設定された張力基準値を
もとに設定し、それに引き続いて、張力装置のギアを各
パスの板厚及び張力に応じて選択し、選択された張力装
置のギアの速度及び張力の制約上限値に基づいて、圧延
速度及び張力をそれぞれ最終決定するようにしたので、
圧延機に対する荷重過負荷、圧延機に対する動力過負
荷、そして、異常圧延を回避し、かつ、パス数を最少に
して、かつ、可能な限りの高速圧延を実現することが可
能となる。また、これと同時に張力装置のギアを適切に
設定することにより、適切な圧延速度を設定することが
可能となる。その結果、生産効率の高いパス・スケジュ
ールを設定することが可能となる。As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained. (1) According to one aspect of the present invention, an allowable load upper limit value,
With the base torque of the drive system of the rolling mill body and the lower limit of the allowable advanced rate being the limiting conditions, the rolling reduction of each pass is determined to be the maximum, and the rolling speed is set to the maximum value that can be set at the determined rolling reduction. Then, the tension is set based on a preset tension reference value, and subsequently, the gear of the tension device is selected according to the thickness and tension of each pass, and the speed and the gear speed of the selected tension device are selected. Since the rolling speed and the tension were each finally determined based on the upper limit of the tension,
It is possible to avoid load overload on the rolling mill, power overload on the rolling mill, and abnormal rolling, minimize the number of passes, and realize high-speed rolling as much as possible. At the same time, by appropriately setting the gear of the tension device, it is possible to set an appropriate rolling speed. As a result, it is possible to set a pass schedule with high production efficiency.
【0042】(2)本発明の他の態様によれば、許容荷
重上限値、圧延機本体の駆動系の基底トルク及び許容先
進率下限値を制約条件として、各パスの圧延速度を圧延
機の最高速度に設定し、それに伴って圧下率を決定し、
張力を予め設定された張力基準値をもとに設定し、それ
に引き続いて、張力装置のギアを各パスの板厚及び張力
に応じて選択し、選択された張力装置のギアの速度及び
張力の制約上限値に基づいて、圧延速度及び張力をそれ
ぞれ最終決定するようにしたので、圧延機に対する荷重
過負荷、圧延機に対する動力過負荷、そして、異常圧延
を回避し、かつ、張力装置のギアでの最大圧延速度によ
る高速圧延が可能となる。この結果、生産効率の高いパ
ス・スケジュールを設定することが可能となる。(2) According to another aspect of the present invention, the rolling speed of each pass is controlled by using the upper limit of the allowable load, the base torque of the drive system of the rolling mill main body, and the lower limit of the allowable advanced rate as constraints. Set the maximum speed, determine the reduction rate accordingly,
The tension is set based on a preset tension reference value, and subsequently, the gear of the tension device is selected according to the thickness and tension of each pass, and the speed and the tension of the gear of the selected tension device are selected. Since the rolling speed and the tension were finally determined based on the upper limit of the constraint, the load overload on the rolling mill, the power overload on the rolling mill, and the abnormal rolling were avoided, and the gear of the tension device was used. High speed rolling at the maximum rolling speed of As a result, a pass schedule with high production efficiency can be set.
【0043】(3)本発明の更に他の態様によれば、上
記の方法により決定されたパス・スケジュールのうち、
最も圧延効率の高いものを決定することが可能となる。
この結果、生産効率の最も高いパス・スケジュールを設
定することが可能となる。(3) According to still another aspect of the present invention, among the path schedules determined by the above method,
It is possible to determine the one with the highest rolling efficiency.
As a result, it is possible to set a pass schedule with the highest production efficiency.
【図1】本発明における各パスの圧延条件の決定方法を
示したフローチャート(その1)である。FIG. 1 is a flowchart (part 1) illustrating a method of determining rolling conditions for each pass in the present invention.
【図2】本発明における各パスの圧延条件の決定方法を
示したフローチャート(その2)である。FIG. 2 is a flowchart (part 2) illustrating a method of determining rolling conditions for each pass in the present invention.
【図3】本発明における各パスの圧延条件の決定方法を
示したフローチャート(その3)である。FIG. 3 is a flowchart (part 3) illustrating a method of determining rolling conditions for each pass in the present invention.
【図4】本発明5おけるパス・スケジュールの決定方法
を示したフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing a method for determining a path schedule in the present invention 5.
【図5】本発明において荷重を平滑化するように圧下率
配分をすることによりパス・スケジュールを決定する方
法を示したフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart illustrating a method of determining a pass schedule by allocating a reduction ratio so as to smooth a load in the present invention.
【図6】本発明において最終パスの圧下荷重を指定した
場合のパス・スケジュールの決定方法を示したフローチ
ャートである。FIG. 6 is a flowchart showing a method of determining a pass schedule when a rolling load of a final pass is designated in the present invention.
【図7】影響係数法による圧下率配分の決定のフローチ
ャートである。FIG. 7 is a flowchart for determining a reduction ratio distribution by the influence coefficient method.
【図8】本発明に基づいて決定したパス・スケジュール
と従来技術に基づいて決定したパス・スケジュールとを
比較した特性図である。FIG. 8 is a characteristic diagram comparing a path schedule determined based on the present invention with a path schedule determined based on the related art.
【図9】許容先進率下限値を実験により求めたときの結
果を示した特性図である。FIG. 9 is a characteristic diagram showing a result when an allowable advanced rate lower limit value is obtained by an experiment.
【図10】摩擦係数と圧延速度との相関関係を示した特
性図である。FIG. 10 is a characteristic diagram showing a correlation between a friction coefficient and a rolling speed.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平川 智之 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 村田 宰一 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 鈴木 宣嗣 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日本鋼管株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B21B 37/16 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Tomoyuki Hirakawa 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Kokan Co., Ltd. (72) Inventor Seiichi Murata 1-1-2, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Japan Inside Kokan Co., Ltd. (72) Inventor Noriyuki Suzuki 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Japan Kokan Co., Ltd. (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) B21B 37/16
Claims (3)
のパス・スケジュールを決定するにあたり、許容荷重上
限値、圧延機本体の駆動系の基底トルク及び許容先進率
下限値を制約条件として、各パスの圧下率を最大となる
ように決定し、圧延速度を前記圧下率において設定可能
な最大値に設定し、張力を予め設定された張力基準値を
もとに設定し、それに引き続いて、張力装置のギアを、
各パスの板厚及び張力に応じて選択し、選択された張力
装置のギアの速度及び張力の制約上限値に基づいて、圧
延速度及び張力をそれぞれ最終決定することを特徴とす
る可逆式圧延機のパス・スケジュール決定方法。When determining a pass schedule for rolling a sheet using a reversible rolling mill, an upper limit of an allowable load, a base torque of a drive system of a rolling mill main body, and a lower limit of an allowable advance rate are set as constraints. Determine the rolling reduction of each pass to be the maximum, set the rolling speed to the maximum value that can be set in the rolling reduction, set the tension based on a preset tension reference value, and subsequently , The gear of the tension device,
A reversible rolling mill, wherein the rolling speed and the tension are each finally determined based on the selected upper limit of the gear speed and the tension of the gear of the selected tensioning device, selected according to the thickness and the tension of each pass. How to determine the path schedule.
のパス・スケジュールを決定するにあたり、許容荷重上
限値、圧延機本体の駆動系の動力上限と圧延速度とによ
り定められるトルク上限値及び許容先進率下限値を制約
条件として、各パスの圧延速度を圧延機の最高速度に設
定し、それに伴って圧下率を決定し、張力を予め設定さ
れた張力基準値をもとに設定し、それに引き続いて、張
力装置のギアを、各パスの板厚及び張力に応じて選択
し、選択された張力装置のギアの速度及び張力の制約上
限値に基づいて、圧延速度及び張力をそれぞれ最終決定
することを特徴とする可逆式圧延機のパス・スケジュー
ル決定方法。2. A torque upper limit determined by an allowable load upper limit, a power upper limit of a drive system of a rolling mill main body, and a rolling speed in determining a pass schedule for rolling a sheet material using a reversible rolling mill. With the lower limit of the allowable advanced rate as a constraint, the rolling speed of each pass is set to the maximum speed of the rolling mill, the rolling reduction is determined accordingly, and the tension is set based on a preset tension reference value. Subsequently, the gear of the tension device is selected according to the thickness and tension of each pass, and the rolling speed and the tension are respectively finalized based on the upper limit of the speed and the tension of the selected gear of the tension device. A pass / schedule determination method for a reversible rolling mill, wherein the pass / schedule is determined.
方法によりパス・スケジュールをそれぞれ決定し、圧延
効率を評価する指標に基いて両パス・スケジュールを比
較して、圧延効率の高いものを採用することを特徴とす
る可逆式圧延機のパス・スケジュール決定方法。3. The pass schedule is determined by the method of claim 1 and the pass method of claim 2, and both pass schedules are compared based on an index for evaluating the rolling efficiency. A pass / schedule determination method for a reversible rolling mill, characterized by employing:
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|---|---|---|---|
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Publications (2)
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| JPH07232205A JPH07232205A (en) | 1995-09-05 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |