JP7605543B2 - Feedforward gauge control method for continuous hot rolling mill based on work roll vibration test analysis - Google Patents
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Description
本発明は、金属帯圧延機の板厚自動制御の技術分野に関して、特にワークロール振動試験分析に基づく熱間連続圧延機のフィードフォワード板厚制御方法に関する。 The present invention relates to the technical field of automatic thickness control of metal strip rolling mills, and in particular to a feedforward thickness control method for continuous hot rolling mills based on work roll vibration test analysis.
航空宇宙、国防軍需、船舶、自働車、架橋工事等の産業の発展に伴って、金属帯板の板厚の精度は、帯板製品にとっての最も重要な品質指標の１つであり、下流生産ではその精度に対する要求がより厳しい。 With the development of industries such as aerospace, defense, shipping, automobiles, and bridge construction, the accuracy of the thickness of metal strip is one of the most important quality indicators for strip products, and the requirements for this accuracy are becoming more stringent in downstream production.
一般に、熱間連続圧延機の板厚自動制御システムには、フィードフォワード自動利得制御（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ，ＡＧＣ）、圧力ＡＧＣ、モニタＡＧＣの３つの板厚制御方法及びその他の補償方法が含まれる。そのうち、熱間連続圧延機ユニットの通常のフィードフォワードＡＧＣの制御方法は主に塑性係数フィードフォワードＡＧＣで、帯板の入口スタンドにおける硬度分布により測定し、下流スタンドのロールギャップを調整することで、供給された材料の硬度変化による板厚の偏差を補正し、板厚制御全体の精度を向上させる。 In general, the automatic thickness control system of a hot continuous rolling mill includes three thickness control methods, namely feedforward automatic gain control (AGC), pressure AGC, and monitor AGC, as well as other compensation methods. Among them, the normal feedforward AGC control method of a hot continuous rolling mill unit is mainly plasticity coefficient feedforward AGC, which is measured according to the hardness distribution at the entrance stand of the strip, and adjusts the roll gap of the downstream stand to correct the thickness deviation caused by the hardness change of the supplied material, thereby improving the accuracy of the overall thickness control.
ところで、フィードフォワードＡＧＣには固有の欠陥があり、制御効果は帯板塑性係数の算出精度に依存するため、上流スタンド出口の帯鋼の厚さの変動を直接に反映できず、下流スタンドでのロールギャップ調整を行うことができない。帯板の圧延規格がますます薄くなり、帯板の強度が高くなるにつれて、帯板圧延機に深刻な振動問題が発生し、帯板の板厚精度に大きく影響しているため、既存の熱間連続圧延機ユニットのフィードフォワード厚さＡＧＣ制御方法では、各スタンド入口の帯板厚さが、圧延工程の予め設定された厚さ基準を満たすことができず、最終的に製品の板厚精度が要求を満たさなくなり、さらには生産の過程で鋼帯が切れたり、鋼が積上げられたりして、装備と人身の安全を損なう生産事故を引き起こす。 However, feedforward AGC has its own defects, and the control effect depends on the calculation accuracy of the strip plasticity coefficient, so it cannot directly reflect the thickness fluctuation of the strip steel at the outlet of the upstream stand, and it is not possible to adjust the roll gap at the downstream stand. As the rolling standard of strip becomes thinner and thinner and the strength of strip becomes higher, serious vibration problems occur in the strip rolling mill, which greatly affects the thickness accuracy of the strip. Therefore, in the existing feedforward thickness AGC control method of the hot continuous rolling mill unit, the strip thickness at the inlet of each stand cannot meet the preset thickness standard of the rolling process, and the thickness accuracy of the product ultimately does not meet the requirements, and even the steel strip is broken or piled up during the production process, causing production accidents that endanger the safety of equipment and personnel.
従来技術では、入口板厚計や入口圧延速度センサなどの計測装置により、オンライン上で工程情報を測定することがあるが、この方法では、設置された設備によりスタンド間の帯板の板厚変動を測定することができない。また、各スタンドの間に板厚計を設置することによって、スタンド間の帯板の板厚変動を測定することもあるが、この方法で測定された板厚変動は、時間遅延があり、圧延ワークロールが振動する場合の板厚変動をタイムリーで正確に反映できないため、下流スタンドが板厚変動をタイムリーに調整することができなくなり、帯板製品の厚さ欠陥を引き起こす。また、板厚計は高価でメンテナンスが難しいため、製造メーカに高い使用コストやメンテナンスコストをもたらす。 In conventional technology, process information is sometimes measured online using measuring devices such as an inlet thickness gauge and an inlet rolling speed sensor, but this method does not allow the installed equipment to measure the thickness variation of the strip between stands. In addition, thickness gauges are sometimes installed between each stand to measure the thickness variation of the strip between stands, but the thickness variation measured in this way has a time delay and cannot timely and accurately reflect the thickness variation when the rolling work rolls vibrate, making it impossible for downstream stands to timely adjust the thickness variation, which causes thickness defects in strip products. In addition, thickness gauges are expensive and difficult to maintain, resulting in high usage and maintenance costs for manufacturers.
本発明は、従来技術における低コストで熱間連続圧延機ユニットの圧延帯鋼の厚さの変動を制御することができないとの技術的課題に鑑みてなされたもので、ワークロール振動試験分析に基づく熱間連続圧延機のフィードフォワード板厚制御方法を提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of the technical problem of being unable to control the thickness fluctuations of rolled strip steel in a continuous hot rolling mill unit at low cost in the conventional technology, and aims to provide a feedforward plate thickness control method for a continuous hot rolling mill based on work roll vibration test analysis.
本発明の技術的手段は、以下の通りである。 The technical means of the present invention are as follows:
本発明の一態様であるワークロール振動試験分析に基づく熱間連続圧延機のフィードフォワード板厚制御方法は、
圧延ワークロールの軸受台に配置された加速度センサにより、圧延工程における圧延ワークロールの原始振動加速度信号を取得することと、
圧延ワークロールの原始振動加速度信号をノイズ低減処理し、圧延ワークロールのノイズ低減後の振動加速度信号を取得することと、
数値積分することで、圧延ワークロールの振動変位信号を取得することと、
圧延ワークロールの振動変位信号と圧延機出口における帯板の板厚との関係に基づいて、圧延機出口における帯板の板厚の変動信号を取得することと、
前のスタンドの帯板出口における帯板の板厚の変動データに基づいて、次のスタンドのロールギャップ調整量を算出し、算出されたロールギャップ調整量に基づいて、圧延機の圧下制御システムによりロールギャップの調整を実施して、板厚制御を行うことと、を含む。
A method for feedforward plate thickness control of a hot continuous rolling mill based on a work roll vibration test analysis according to one aspect of the present invention includes the following steps:
Acquiring an original vibration acceleration signal of the rolling work roll in a rolling process by an acceleration sensor disposed on a bearing stand of the rolling work roll;
performing noise reduction processing on the original vibration acceleration signal of the rolling work roll to obtain a noise-reduced vibration acceleration signal of the rolling work roll;
Obtaining a vibration displacement signal of the rolling work roll by numerical integration;
Obtaining a fluctuation signal of the thickness of the strip at the exit of the rolling mill based on a relationship between the vibration displacement signal of the rolling work roll and the thickness of the strip at the exit of the rolling mill;
The method includes calculating a roll gap adjustment amount for the next stand based on fluctuation data of the thickness of the strip at the strip outlet of the previous stand, and adjusting the roll gap using a rolling mill reduction control system based on the calculated roll gap adjustment amount, thereby controlling the strip thickness.
さらに、圧延工程における圧延ワークロールの振動加速度信号を取得することは、圧延工程が開始される前に、磁気基盤付きの加速度センサを圧延ワークロールの軸受台に垂直方向に取り付け、圧延工程が開始されると、圧延ワークロールの原始の垂直方向振動加速度信号を取得することを含む。 Furthermore, acquiring the vibration acceleration signal of the rolling work roll during the rolling process includes attaching an acceleration sensor with a magnetic base vertically to the bearing stand of the rolling work roll before the rolling process is started, and acquiring the original vertical vibration acceleration signal of the rolling work roll when the rolling process is started.
さらに、圧延ワークロールの振動加速度信号をノイズ低減処理し、圧延ワークロールのノイズ低減後の振動加速度信号を取得することは、ウェーブレット解析法を用いて、圧延ワークロールの振動加速度信号をノイズ低減処理することを含む。具体的には、
圧延ワークロールの原始振動加速度信号をウェーブレット変換し、即ち、１つのウェーブレット基底を選択して一つのウェーブレット分解の階層Ｎを決定し、信号をＮ層ウェーブレット分解し、
高頻度部分のウェーブレット係数を閾値処理し、適当な閾値を１つ保留し、ウェーブレット係数が該閾値より大きい場合、圧延ワークロールの振動加速度信号により制御され、該閾値より小さい場合、ノイズにより制御されると判断し、低頻度のウェーブレット係数を保留し第１～第Ｎ層の高頻度係数ごとにハード閾値方法を用いてノイズ低減処理を行い、
逆変換を行い、実際の圧延ワークロールの振動加速度信号を再構成し、即ち、ウェーブレット分解により得られた低頻度係数と閾値のノイズ低減処理後の第１層～第Ｎ層の高頻度係数を逆ウェーブレット変換して再構成して、ノイズ低減後の実際の圧延ワークロールの振動加速度信号を得る。
Furthermore, performing noise reduction processing on the vibration acceleration signal of the rolling work roll and obtaining the vibration acceleration signal after noise reduction of the rolling work roll includes performing noise reduction processing on the vibration acceleration signal of the rolling work roll using a wavelet analysis method.
The original vibration acceleration signal of the rolling work roll is subjected to wavelet transformation, that is, a wavelet base is selected to determine a wavelet decomposition layer N, and the signal is subjected to N-layer wavelet decomposition;
The high frequency wavelet coefficients are subjected to threshold processing, and one appropriate threshold is reserved. If the wavelet coefficient is greater than the threshold, it is determined that it is controlled by the vibration acceleration signal of the rolling work roll, and if it is less than the threshold, it is determined that it is controlled by noise. The low frequency wavelet coefficients are reserved, and noise reduction processing is performed for each of the high frequency coefficients of the first to Nth layers using a hard threshold method;
An inverse transformation is performed to reconstruct the vibration acceleration signal of the actual rolling work roll, that is, the low-frequency coefficients obtained by wavelet decomposition and the high-frequency coefficients of the first to Nth layers after the threshold noise reduction processing are inverse wavelet transformed and reconstructed to obtain the vibration acceleration signal of the actual rolling work roll after noise reduction.
さらに、二次積分手法を用いて圧延ワークロールの振動変位信号を取得することは、以下のステップを含み、
台形積分法を用いて、以下の式に従って、ノイズ低減後の実際の圧延ワークロールの振動加速度信号を一次積分処理して、圧延ワークロールの振動速度信号を得て、
以下の式に従って、得られた圧延ワークロール振動速度信号を一次積分処理し、圧延ワークロールの振動変位信号を得て、
Using the trapezoidal integration method, the actual vibration acceleration signal of the rolling work roll after noise reduction is subjected to first-order integration processing according to the following formula to obtain the vibration velocity signal of the rolling work roll:
According to the following formula, the obtained rolling work roll vibration velocity signal is subjected to primary integration processing to obtain a vibration displacement signal of the rolling work roll,
さらに、圧延ワークロールの振動変位信号と圧延機出口における帯板の板厚との関係に基づいて、圧延機出口における帯板の板厚の変動データを取得することは、以下のステップを含み、
圧延機の跳ね返り方程式により、以下の式に従って、圧延工程での圧延機出口における帯板の板厚値を算出し、
ｈ＝Ｓｐ＋ｓ（ｔ）
ここで、ｈは、圧延工程での圧延機出口における帯板の板厚値であり、Ｓｐは、圧延機の負荷時のロールギャップ値であり、ｓ（ｔ）は、圧延ワークロールの振動変位であり、
圧延機の負荷時のロールギャップは、以下の式により、算出され、
Ｓｐ＝Ｓ′＋Ｐ／Ｃ′
ここで、Ｓ′は、圧延機の無負荷時のロールギャップであり、Ｐは、圧延機の予め設定された圧延力であり、Ｃ′は、圧延機のベースの総剛性であり、
圧延機出口における帯板の板厚設定値と実際の圧延作動における帯板の板厚値に基づいて、以下の式に従って、実際の圧延工程における帯板の板厚の変動量を算出し、
Δｈ＝ｈ０－ｈ
ここで、Δｈは、実際の圧延工程における帯板の板厚の変動量であり、ｈ０は、圧延機出口における帯板の板厚設定値であり、ｈは、実際の圧延作動における帯板の板厚値である。
Furthermore, acquiring fluctuation data of the thickness of the strip at the exit of the rolling mill based on the relationship between the vibration displacement signal of the rolling work roll and the thickness of the strip at the exit of the rolling mill includes the following steps:
According to the rebound equation of the rolling mill, the thickness value of the strip at the exit of the rolling mill in the rolling process is calculated according to the following formula:
h = S p + s (t)
Here, h is the thickness value of the strip at the exit of the rolling mill in the rolling process, S p is the roll gap value under load of the rolling mill, and s(t) is the vibration displacement of the rolling work roll.
The roll gap of the rolling mill under load is calculated by the following formula:
S p =S'+P/C'
where S′ is the roll gap of the rolling mill when no load is applied, P is the preset rolling force of the rolling mill, and C′ is the total stiffness of the base of the rolling mill.
Based on the set value of the strip thickness at the exit of the rolling mill and the strip thickness value in the actual rolling operation, the fluctuation amount of the strip thickness in the actual rolling process is calculated according to the following formula:
Δh=h 0 −h
Here, Δh is the amount of variation in the thickness of the strip in the actual rolling process, h 0 is the set thickness value of the strip at the exit of the rolling mill, and h is the thickness value of the strip in the actual rolling operation.
さらに、前のスタンドの帯板出口における帯板の板厚の変動信号に基づき、次のスタンドのロールギャップ調整量を算出し、算出されたロールギャップ調整量に応じて、圧延機の圧下制御システムにより、ロールギャップの調整を実施して、板厚制御を行うことは、以下のステップを含み、
圧延機の実際の圧延作動における帯板の板厚の変動量に基づいて、以下の式に従って、ロールギャップ調整量を算出し、
ΔＳ＝Δｈ・Ｑ／Ｃ′
ここで、ΔＳは、ロールギャップ調整量であり、Δｈは、帯板の板厚の変動値であり、Ｑは、帯板の塑性係数であり、Ｃ′は、圧延機のベースの総剛性であり、
連続圧延機ユニットの圧延機ロールギャップ間の距離と帯板の運動速度に基づいて、以下の式に従って、圧延機制御システムによるロールギャップ調整の時間遅延量を算出し、
Δｔ＝Ｌ／Ｖ
ここで、Δｔは、圧延機によるロールギャップ調整の時間遅延量であり、Ｌは、連続圧延機ユニットの圧延機のロールギャップ間の距離であり、Ｖは、スタンド間の帯板の運動速度であり、
Δｔの時間遅延後に、圧延機の圧下システムにより、ロールギャップ調整を実施する。
Further, the method of calculating the roll gap adjustment amount of the next stand based on the fluctuation signal of the strip thickness at the strip outlet of the previous stand, and adjusting the roll gap by the rolling control system of the rolling mill according to the calculated roll gap adjustment amount to control the strip thickness includes the following steps:
Based on the amount of fluctuation in the thickness of the strip during the actual rolling operation of the rolling mill, the roll gap adjustment amount is calculated according to the following formula:
ΔS=Δh·Q/C′
Here, ΔS is the roll gap adjustment amount, Δh is the fluctuation value of the strip thickness, Q is the plasticity coefficient of the strip, and C′ is the total rigidity of the base of the rolling mill.
According to the distance between the roll gaps of the rolling mills of the continuous rolling mill unit and the moving speed of the strip, calculate the time delay amount of the roll gap adjustment by the rolling mill control system according to the following formula:
Δt=L/V
where Δt is the time delay of the roll gap adjustment by the rolling mill, L is the distance between the roll gaps of the rolling mills of the continuous rolling mill unit, and V is the motion speed of the strip between the stands;
After a time delay of Δt, the roll gap adjustment is performed by the rolling mill reduction system.
本発明は従来技術と比べて以下のメリットを有する。 The present invention has the following advantages over conventional technology:
本発明では、ワークロール振動試験分析の手法を用いて実際圧延作動での前のスタンド出口における帯板の板厚の変動値を算出し、算出された値を次のスタンドでのフィードフォワードＡＧＣの算出に用いる。このようなワークロール振動試験分析に基づく熱間連続圧延機のフィードフォワードの板厚制御方法により、圧延ワークロールの振動時の各スタンド間の帯板の板厚変動の数値を得て、その数値をフィードフォワードＡＧＣの制御過程に用いることで、本発明は、圧延機が振動する場合の帯板の板厚変動が製品帯板の板厚の偏差に与える影響を大幅に取り除くことができ、設備を増設せずに帯板の製品の品質を確保し、全巻帯鋼の長手方向の製品厚さ精度向上と圧延安定性の確保に積極的な意義がある。 In the present invention, the method of work roll vibration test analysis is used to calculate the thickness variation of the strip at the exit of the previous stand during actual rolling operation, and the calculated value is used to calculate the feedforward AGC in the next stand. By using such a feedforward thickness control method for a hot continuous rolling mill based on work roll vibration test analysis to obtain the numerical value of the thickness variation of the strip between each stand when the rolling work rolls vibrate, and using this numerical value in the control process of the feedforward AGC, the present invention can largely eliminate the influence of the thickness variation of the strip when the rolling mill vibrates on the thickness deviation of the product strip, ensuring the quality of the strip product without adding additional equipment, and being of positive significance in improving the product thickness accuracy in the longitudinal direction of the full-wrap strip and ensuring rolling stability.
本発明の実施例または従来技術の技術手段をより一層明らかに説明するために、以下、実施例または従来技術に対する説明における図面について、簡単に説明する。以下の図面は本発明の実施例に関したものであり、当業者にとって、創造的な労働を行うことなく、これらの図面に基づいて、他の図面が得られることは明らかである。 In order to more clearly explain the technical means of the embodiments of the present invention or the prior art, the drawings in the description of the embodiments or the prior art are briefly described below. The following drawings relate to the embodiments of the present invention, and it is obvious to those skilled in the art that other drawings can be obtained based on these drawings without creative labor.
本発明に係る技術手段をより明らかにするために、以下、本発明の実施例における図面を参照しながら、本発明の実施例における技術手段を明らか且つ完全に説明し、説明される実施例が全ての実施例ではなく、本発明の一部の実施例に過ぎないことはいうまでもない。当業者が本発明における実施例に基づいて創造的労動を行うことなく得た他の実施例は、全て本発明が保護する範囲に含まれるものとする。 In order to clarify the technical means of the present invention, the technical means in the embodiments of the present invention will be described clearly and completely below with reference to the drawings in the embodiments of the present invention. It goes without saying that the described embodiments are not all the embodiments, but only some of the embodiments of the present invention. All other embodiments that a person skilled in the art can obtain based on the embodiments of the present invention without exerting any creative effort are considered to be within the scope of protection of the present invention.
なお、本発明の明細書および特許請求の範囲、および上述の図面における「第１」、「第２」等の用語は、類似の対象を区別するためのものであり、特定の順序または優先順位を説明するためのものではない。本明細書に記載された本発明の実施例が、本明細書に図示または記載された以外の順序で実施できるように、そのように使用されたデータは、適当な状況でお互いに交換できることが理解されるべきである。さらに、「含む」および「有する」の用語及びそれらの変形は、非排他的な包括をカバーすることを意図し、例えば、一連のステップまたはユニットを含むプロセス、方法、システム、製品または装置は、明らかに記載されたステップまたはユニットに限定される必要はなく、明らかに記載されていない、またはその他のプロセス、方法、製品または装置に固有の他のステップまたは装置を含むことができる。 In addition, the terms "first", "second", and the like in the present specification and claims, and in the drawings described above, are intended to distinguish between similar objects, and are not intended to describe a particular order or priority. It should be understood that the data so used can be interchanged with one another in appropriate circumstances, so that the embodiments of the present invention described herein can be practiced in orders other than those shown or described herein. Furthermore, the terms "comprise" and "have" and variations thereof are intended to cover non-exclusive inclusions, e.g., a process, method, system, product, or apparatus that includes a series of steps or units need not be limited to the steps or units expressly described, but can include other steps or units that are not expressly described or that are inherent to other processes, methods, products, or apparatus.
図１に示すように、本発明は、ワークロール振動試験分析に基づく熱間連続圧延機のフィードフォワード板厚制御方法を提供し、以下のステップを含む。 As shown in FIG. 1, the present invention provides a feedforward thickness control method for a hot continuous rolling mill based on work roll vibration test analysis, and includes the following steps:
ステップ１：圧延ワークロールの軸受台に加速度センサが配置され、その加速度センサにより、圧延工程における圧延ワークロールの原始振動加速度信号を取得する。 Step 1: An acceleration sensor is placed on the bearing stand of the rolling work roll, and the acceleration sensor acquires the original vibration acceleration signal of the rolling work roll during the rolling process.
具体的には、磁気基盤付きの一軸加速度センサにより、圧延工程が開始される前にセンサを圧延ワークロールの軸受台の垂直位置に取り付ける。圧延工程が開始されると、加速度センサ及び振動信号取得部により、圧延ワークロールの原始振動加速度信号Ａ（ｔ）を取得し、加速度センサは、ＩＣＰ一軸加速度センサで、感度は２５０である。振動信号取得部のサンプリング周波数は１０００Ｈｚである。原始振動加速度信号は、図２に示されている。 Specifically, a uniaxial acceleration sensor with a magnetic base is attached to the vertical position of the bearing stand of the rolling work roll before the rolling process is started. When the rolling process is started, the acceleration sensor and vibration signal acquisition unit acquire the original vibration acceleration signal A(t) of the rolling work roll. The acceleration sensor is an ICP uniaxial acceleration sensor with a sensitivity of 250. The sampling frequency of the vibration signal acquisition unit is 1000 Hz. The original vibration acceleration signal is shown in Figure 2.
ステップ２：圧延ワークロールの原始振動加速度信号をノイズ低減処理し、圧延ワークロールのノイズ低減後の実際の振動加速度信号ａ（ｔ）を得る。 Step 2: The original vibration acceleration signal of the rolling work roll is subjected to noise reduction processing to obtain the actual vibration acceleration signal a(t) after noise reduction of the rolling work roll.
ステップ２は、具体的に、以下のステップを含む。 Specifically, step 2 includes the following steps:
ステップ２．１：ウェーブレット解析法を用いて圧延ワークロールの原始振動加速度信号をウェーブレット分解し、「ｄｂ４」ウェーブレット基底を選択し、分解階層を５層とし、即ち原始振動加速度信号を５層ウェーブレット分解する。 Step 2.1: Use the wavelet analysis method to perform wavelet decomposition of the original vibration acceleration signal of the rolling work roll, select the "db4" wavelet base, and set the decomposition hierarchy to five layers, that is, perform five-layer wavelet decomposition of the original vibration acceleration signal.
ステップ２．２：高頻度部分のウェーブレット係数を閾値処理し、以下の式に従い、閾値を０．３として選択する。
ウェーブレット係数が該閾値より大きい場合、圧延ワークロールの振動加速度信号により制御され、該閾値より小さい場合、ノイズにより制御されると判断し、低頻度のウェーブレット係数を保留し、第１～第５層の高頻度係数ごとにハード閾値の方法を用いてノイズ低減処理を行う。 If the wavelet coefficient is greater than the threshold, it is determined that it is controlled by the vibration acceleration signal of the rolling work roll, and if it is less than the threshold, it is determined that it is controlled by noise.The low-frequency wavelet coefficients are reserved, and noise reduction processing is performed using the hard threshold method for each of the high-frequency coefficients of the first to fifth layers.
ステップ２．３：逆変換を行い、圧延ワークロールの実際の振動加速度信号を再構成し、即ち、ウェーブレット分解により得られた低頻度係数とハード閾値のノイズ低減処理後の第１～第５層の高頻度係数を逆ウェーブレット変換して再構成して、ノイズ低減後の圧延ワークロールの実際の振動加速度信号を得る。図３に、実際の加速度信号が示されている。 Step 2.3: Perform inverse transformation and reconstruct the actual vibration acceleration signal of the rolling work roll, i.e., the low-frequency coefficients obtained by wavelet decomposition and the high-frequency coefficients of the first to fifth layers after the hard threshold noise reduction process are inverse wavelet transformed and reconstructed to obtain the actual vibration acceleration signal of the rolling work roll after noise reduction. The actual acceleration signal is shown in Figure 3.
ステップ３：積分方法を用いて、圧延ワークロールの振動変位データを得る。 Step 3: Use the integration method to obtain vibration displacement data of the rolling work roll.
ステップ３は、具体的に、以下のステップを含む。 Step 3 specifically includes the following steps:
ステップ３．１：台形積分法を用いてノイズ低減後の実際の圧延ワークロールの振動加速度信号を一次積分処理し、図４に示すように、圧延ワークロールの振動速度信号を得て、計算式は、以下の通りである。
ステップ３．２：台形積分法を用いて、圧延ワークロールの振動速度信号を一次積分処理し、圧延ワークロール振動変位信号を得て、計算式は、以下の通りである。
ステップ４：圧延ワークロールの振動変位データと圧延機出口における帯板の板厚との関係に基づいて、圧延機出口における帯板の板厚変動データを得る。 Step 4: Obtain thickness fluctuation data for the strip at the exit of the rolling mill based on the relationship between the vibration displacement data for the rolling work rolls and the thickness of the strip at the exit of the rolling mill.
ステップ４は、具体的に、以下のステップを含む。 Step 4 specifically includes the following steps:
ステップ４．１：圧延機跳ね返り方程式により、圧延ワークロールが振動する場合の帯板の板厚値を得て、計算式は、以下の通りである。
ｈ＝Ｓｐ＋ｘ（ｔ）
ここで、ｈは、実際の圧延作動における帯板の板厚値であり、Ｓｐは、圧延機の負荷時のロールギャップ値であり、ｘ（ｔ）は、圧延ワークロールの振動変位である。
Step 4.1: According to the rolling mill bounce equation, the thickness value of the strip when the rolling work roll vibrates is obtained, and the calculation formula is as follows:
h = S p + x (t)
Here, h is the thickness value of the strip in an actual rolling operation, S p is the roll gap value when the rolling mill is under load, and x(t) is the vibration displacement of the rolling work roll.
そのうち、圧延機の負荷時のロールギャップＳｐは、以下の式に従い、算出される。
Ｓｐ＝Ｓ′＋Ｐ／Ｃ′
ここで、Ｓ′は、圧延機の無負荷時のロールギャップであり、Ｐは、圧延機の予め設定された圧延力であり、Ｃ′は、圧延機のベースの総剛性である。
Among them, the roll gap S p of the rolling mill under load is calculated according to the following formula.
S p =S'+P/C'
where S' is the unloaded roll gap of the rolling mill, P is the preset rolling force of the rolling mill, and C' is the total stiffness of the base of the rolling mill.
ステップ４．２：圧延機制御システムにより設定された帯板の板厚設定値ｈ０とステップ４．１で得られた実際の圧延作動における板厚ｈに基づいて、実際の圧延作動における帯板の板厚の変動値Δｈを求め、計算式は、以下の通りである。
Δｈ＝ｈ０－ｈ
ここで、Δｈは、実際の圧延作動における帯板の板厚の変動量であり、ｈ０は、圧延機出口における帯板の板厚設定値であり、ｈは、実際圧延作動における帯板の板厚値である。
Step 4.2: Based on the strip thickness setting value h0 set by the rolling mill control system and the strip thickness h in the actual rolling operation obtained in step 4.1, a fluctuation value Δh of the strip thickness in the actual rolling operation is calculated, and the calculation formula is as follows:
Δh=h 0 −h
Here, Δh is the amount of variation in the thickness of the strip during actual rolling operation, h 0 is the set thickness value of the strip at the exit of the rolling mill, and h is the thickness value of the strip during actual rolling operation.
ステップ５：前のスタンドの帯板出口における帯板の板厚の変動データに基づいて、次のスタンドのロールギャップ調整量を算出し、算出されたロールギャップ調整量に応じて、圧延機の圧下制御システムによりロールギャップ調整を実施して、板厚制御を行う。 Step 5: Based on the fluctuation data of the strip thickness at the strip outlet of the previous stand, the roll gap adjustment amount for the next stand is calculated, and the roll gap is adjusted by the rolling mill's reduction control system according to the calculated roll gap adjustment amount, thereby controlling the strip thickness.
ステップ５は、具体的に、以下のステップを含む。 Specifically, step 5 includes the following steps:
ステップ５．１：圧延機の実際作動における帯板の板厚の変動量に基づき、以下の式に従いロールギャップ調整量を算出する。
ΔＳ＝Δｈ・Ｑ／Ｃ′
ここで、ΔＳは、ロールギャップ調整量であり、Δｈは、帯板の板厚の変動量であり、Ｑは、帯板の塑性係数であり、Ｃ′は、圧延機のベースの総剛性である。
Step 5.1: Based on the variation in thickness of the strip during the actual operation of the rolling mill, calculate the roll gap adjustment amount according to the following formula:
ΔS=Δh·Q/C′
Here, ΔS is the roll gap adjustment amount, Δh is the amount of variation in the thickness of the strip, Q is the plasticity coefficient of the strip, and C′ is the total rigidity of the base of the rolling mill.
ステップ５．２：圧延機ユニットの圧延機ロールギャップ間の距離及び帯板の運動速度に応じて、以下の式に従って、圧延機制御システムによるロールギャップ調整の時間遅延量を算出する。
Δｔ＝Ｌ／Ｖ
ここで、Δｔは、圧延機によるロールギャップ調整の時間遅延量であり、Ｌは、連続圧延機ユニットの圧延機ロールギャップ間の距離であり、Ｖは、スタンド間の帯板の運動速度である。
Step 5.2: According to the distance between the roll gaps of the rolling mill units and the moving speed of the strip, calculate the time delay amount of the roll gap adjustment by the rolling mill control system according to the following formula:
Δt=L/V
where Δt is the time delay of the roll gap adjustment by the rolling mill, L is the distance between the roll gaps of the rolling mill unit, and V is the speed of motion of the strip between the stands.
ステップ５．３：Δｔの時間遅延後に、圧延機の圧下システムによりロールギャップ調整を実施し、板厚差を取り除く。 Step 5.3: After a time delay of Δt, the rolling mill's reduction system adjusts the roll gap to remove the thickness difference.
上記実施例では、ワークロール振動試験分析の手法を用いて実際圧延作動での前のスタンド出口における帯板の板厚の変動値を算出し、算出された該変動値を次のスタンドでのフィードフォワードＡＧＣの算出に用いる。このようなワークロール振動試験分析に基づく熱間連続圧延機のフィードフォワードの板厚制御方法により、圧延ワークロールの振動時の各スタンド間の帯板の板厚の変動値を得て、その変動値をフィードフォワードＡＧＣの制御過程に用いることで、本発明は、圧延機が振動する場合の板厚変動が製品帯板の板厚の偏差に与える影響を大幅に取り除くことができ、設備を増設せずに帯板の製品の品質を確保し、全巻帯鋼の長手方向の製品厚さ精度向上と圧延安定性の確保に積極的な意義がある。 In the above embodiment, the work roll vibration test analysis method is used to calculate the thickness fluctuation value of the strip at the exit of the previous stand during actual rolling operation, and the calculated fluctuation value is used to calculate the feedforward AGC in the next stand. By using such a feedforward thickness control method for a hot continuous rolling mill based on work roll vibration test analysis to obtain the thickness fluctuation value of the strip between each stand when the rolling work roll vibrates, and using the fluctuation value in the control process of the feedforward AGC, the present invention can largely eliminate the influence of thickness fluctuation when the rolling mill vibrates on the thickness deviation of the product strip, ensuring the quality of the strip product without adding additional equipment, and is of positive significance in improving the product thickness accuracy in the longitudinal direction of the full-wrap strip steel and ensuring rolling stability.
最後に以下の通り、説明すべきである。上記の各実施例は、本発明の技術手段に対する説明にすぎなく、技術手段を限定するものではない。本発明について、上述した各実施例を参照して詳しく説明したが、上述した各実施例に記載の技術手段を修正し、またはその中の一部や全部の技術的特徴を同等切替してもよく、これら修正や切替を行っても、対応する技術手段の本質は本発明の実施例における技術手段の範囲から逸脱することはないとのことは、当業者に理解されよう。 Finally, it should be explained as follows: The above embodiments are merely explanations of the technical means of the present invention, and are not intended to limit the technical means. The present invention has been described in detail with reference to the above embodiments, but it will be understood by those skilled in the art that the technical means described in the above embodiments may be modified, or some or all of the technical features therein may be equivalently switched, and even if such modifications or switching are made, the essence of the corresponding technical means will not deviate from the scope of the technical means in the embodiments of the present invention.
（付記）
（付記１）
圧延ワークロールの軸受台に配置された加速度センサにより、圧延工程における圧延ワークロールの原始振動加速度信号を取得することと、
前記圧延ワークロールの原始振動加速度信号をノイズ低減処理し、圧延ワークロールのノイズ低減後の振動加速度信号を取得することと、
前記ノイズ低減後の振動加速度信号を数値積分して、圧延ワークロールの振動変位信号を取得することと、
圧延ワークロールの振動変位信号と圧延機出口における帯板の板厚との関係に基づいて、圧延機出口における帯板の板厚の変動データを取得することと、
前のスタンドの前記圧延機出口における帯板の板厚の変動データに基づいて、次のスタンドのロールギャップ調整量を算出し、算出されたロールギャップ調整量に応じて圧延機の圧下制御システムによりロールギャップ調整を実施して、板厚制御を行うことと、を含む、ことを特徴とするワークロール振動試験分析に基づく熱間連続圧延機のフィードフォワード板厚制御方法。
(Additional Note)
(Appendix 1)
Acquiring an original vibration acceleration signal of the rolling work roll in a rolling process by an acceleration sensor disposed on a bearing stand of the rolling work roll;
performing noise reduction processing on the original vibration acceleration signal of the rolling work roll to obtain a noise-reduced vibration acceleration signal of the rolling work roll;
Numerical integration of the noise-reduced vibration acceleration signal to obtain a vibration displacement signal of the rolling work roll;
Obtaining fluctuation data of the thickness of the strip at the exit of the rolling mill based on a relationship between the vibration displacement signal of the rolling work roll and the thickness of the strip at the exit of the rolling mill;
a roll gap adjustment amount for a next stand based on fluctuation data of the thickness of the strip at an exit of the rolling mill of a previous stand, and a roll gap adjustment by a reduction control system of the rolling mill in accordance with the calculated roll gap adjustment amount, thereby controlling the thickness.
（付記２）
圧延工程における圧延ワークロールの原始振動加速度信号を取得することは、
圧延工程が開始される前に、磁気基盤付きの加速度センサを圧延ワークロールの垂直方向に取り付け、圧延工程が開始されると、前記加速度センサが圧延ワークロールの原始垂直方向振動加速度信号を収集することを含む、ことを特徴とする付記１に記載のワークロール振動試験分析に基づく熱間連続圧延機のフィードフォワード板厚制御方法。
(Appendix 2)
Obtaining the original vibration acceleration signal of the rolling work roll in the rolling process includes:
2. A feedforward thickness control method for a hot continuous rolling mill based on work roll vibration test analysis according to claim 1, comprising attaching an acceleration sensor with a magnetic base in a vertical direction to the rolling work roll before the rolling process is started, and collecting an original vertical vibration acceleration signal of the rolling work roll when the rolling process is started, using the acceleration sensor.
（付記３）
前記加速度センサは、ＩＣＰ一軸加速度センサであり、感度は２５０である、ことを特徴とする付記１に記載のワークロール振動試験分析に基づく熱間連続圧延機のフィードフォワード板厚制御方法。
(Appendix 3)
The feedforward thickness control method for a hot continuous rolling mill based on work roll vibration test analysis according to claim 1, characterized in that the acceleration sensor is an ICP uniaxial acceleration sensor and has a sensitivity of 250.
（付記４）
前記圧延ワークロールの原始振動加速度信号をノイズ低減処理して、圧延ワークロールのノイズ低減後の振動加速度信号を取得することは、
ウェーブレット解析法を用いて、圧延ワークロールの振動加速度信号をノイズ低減処理することを含む、ことを特徴とする付記１に記載のワークロール振動試験分析に基づく熱間連続圧延機のフィードフォワード板厚制御方法。
(Appendix 4)
The noise reduction processing of the original vibration acceleration signal of the rolling work roll to obtain a vibration acceleration signal after noise reduction of the rolling work roll is performed.
2. A feedforward thickness control method for a hot continuous rolling mill based on work roll vibration test analysis according to claim 1, comprising: performing noise reduction processing on a vibration acceleration signal of a rolling work roll using a wavelet analysis method.
（付記５）
ウェーブレット解析法を用いて、圧延ワークロールの振動加速度信号をノイズ低減処理することは、
前記圧延ワークロールの前記原始振動加速度信号について、１つのウェーブレット基底を選択して、１つのウェーブレット分解の階層Ｎを決定し、前記原始振動加速度信号をＮ層ウェーブレット分解してウェーブレット変換を行うことと、
高頻度のウェーブレット係数を閾値処理し、閾値を１つ保留し、前記ウェーブレット係数が前記閾値より大きい場合、圧延ワークロールの振動加速度信号により制御され、前記ウェーブレット係数が前記閾値より小さい場合、ノイズにより制御され、低頻度のウェーブレット係数を保留し、ハード閾値方法を用いて第１～第Ｎ層の高頻度係数ごとにノイズ低減処理を行うことと、
ウェーブレット分解により得られた低頻度係数と閾値ノイズ低減処理後の第１～第Ｎ層の高頻度係数を逆ウェーブレット変換して再構成して、ノイズ低減後の実際の圧延ワークロールの振動加速度信号を得ることと、を含む、ことを特徴とする付記４に記載のワークロール振動試験分析に基づく熱間連続圧延機のフィードフォワード板厚制御方法。
(Appendix 5)
The noise reduction processing of the vibration acceleration signal of the rolling work roll using the wavelet analysis method is
Selecting one wavelet basis for the original vibration acceleration signal of the rolling work roll, determining one wavelet decomposition layer N, and performing wavelet transformation on the original vibration acceleration signal through N-layer wavelet decomposition;
Threshold the high-frequency wavelet coefficients, reserve one threshold value, and when the wavelet coefficient is greater than the threshold value, it is controlled by the vibration acceleration signal of the rolling work roll, and when the wavelet coefficient is less than the threshold value, it is controlled by noise. Reserve the low-frequency wavelet coefficients, and use a hard threshold method to perform noise reduction processing for each of the first to Nth layers of high-frequency coefficients;
and reconstructing the low-frequency coefficients obtained by the wavelet decomposition and the high-frequency coefficients of the first to Nth layers after threshold noise reduction processing by inverse wavelet transform to obtain a vibration acceleration signal of an actual rolling work roll after noise reduction.
（付記６）
前記ノイズ低減後の振動加速度信号を数値積分して、圧延ワークロールの振動変位信号を取得することは、
台形積分法により前記ノイズ低減後の圧延ワークロールの振動加速度信号を一次積分処理して、圧延ワークロールの振動速度信号を得ることと、
前記圧延ワークロールの振動速度信号を一次積分処理して、圧延ワークロールの振動変位信号を得ることと、を含む、ことを特徴とする付記１に記載のワークロール振動試験分析に基づく熱間連続圧延機のフィードフォワード板厚制御方法。
(Appendix 6)
Numerical integration of the noise-reduced vibration acceleration signal to obtain a vibration displacement signal of the rolling work roll,
performing a first-order integration process on the vibration acceleration signal of the rolling work roll after the noise reduction by a trapezoidal integration method to obtain a vibration velocity signal of the rolling work roll;
and performing primary integration processing on the vibration velocity signal of the rolling work roll to obtain a vibration displacement signal of the rolling work roll.
（付記７）
圧延ワークロールの振動変位信号と圧延機出口における帯板の板厚との関係に基づいて、圧延機出口における帯板の板厚の変動データを取得することは、以下のステップを含み、
圧延機の跳ね返り方程式により、圧延工程での圧延機出口における帯板の板厚値を得て、圧延工程での圧延機出口における帯板の板厚値が以下の式に従って算出され、
ｈ＝Ｓｐ＋ｓ（ｔ）
ここで、ｈは、圧延工程での圧延機出口における帯板の板厚値であり、Ｓｐは、圧延機の負荷時のロールギャップ値であり、ｓ（ｔ）は、圧延ワークロールの振動変位であり、
圧延機の負荷時のロールギャップは、以下の式により算出され、
Ｓｐ＝Ｓ′＋Ｐ／Ｃ′
ここで、Ｓ′は、圧延機の無負荷時のロールギャップであり、Ｐは、圧延機の予め設定された圧延力であり、Ｃ′は、圧延機のベースの総剛性であり、
圧延機出口における帯板の板厚設定値と実際の圧延作動における板厚値に基づいて、以下の式に従って、実際の圧延工程における帯板の板厚の変動量を算出し、
Δｈ＝ｈ０－ｈ
ここで、Δｈは、実際の圧延作動における帯板の板厚の変動量であり、ｈ０は、圧延機出口における帯板の板厚設定値であり、ｈは、実際の圧延作動における帯板の板厚値である、ことを特徴とする付記１に記載のワークロール振動試験分析に基づく熱間連続圧延機のフィードフォワード板厚制御方法。
(Appendix 7)
Acquiring fluctuation data of the thickness of the strip at the exit of the rolling mill based on the relationship between the vibration displacement signal of the rolling work roll and the thickness of the strip at the exit of the rolling mill includes the following steps:
According to the rolling mill bounce equation, the thickness value of the strip at the exit of the rolling mill in the rolling process is obtained, and the thickness value of the strip at the exit of the rolling mill in the rolling process is calculated according to the following formula:
h = S p + s (t)
Here, h is the thickness value of the strip at the exit of the rolling mill in the rolling process, S p is the roll gap value under load of the rolling mill, and s(t) is the vibration displacement of the rolling work roll.
The roll gap of the rolling mill under load is calculated by the following formula:
S p =S'+P/C'
where S′ is the roll gap of the rolling mill when no load is applied, P is the preset rolling force of the rolling mill, and C′ is the total stiffness of the base of the rolling mill.
Based on the set thickness value of the strip at the exit of the rolling mill and the thickness value in the actual rolling operation, the fluctuation amount of the strip thickness in the actual rolling process is calculated according to the following formula:
Δh=h 0 −h
Here, Δh is a fluctuation amount of the strip thickness in an actual rolling operation, h 0 is a set thickness value of the strip at the exit of the rolling mill, and h is a thickness value of the strip in an actual rolling operation.
（付記８）
前のスタンドの前記圧延機出口における帯板の板厚の変動データに基づいて、次のスタンドのロールギャップ調整量を算出し、算出されたロールギャップ調整量に応じて圧延機の圧下制御システムによりロールギャップ調整を実施することは、以下のステップを含み、
圧延機の実際の圧延作動における帯板の板厚の変動量に基づいて、以下の式に従って、ロールギャップ調整量を算出し、
ΔＳ＝Δｈ・Ｑ／Ｃ′
ここで、ΔＳは、ロールギャップ調整量であり、Δｈは、帯板の板厚の変動値であり、Ｑは、帯板の塑性係数であり、Ｃ′は、圧延機のベースの総剛性であり、
連続圧延機ユニットの圧延機ロールギャップ間の距離と帯板の運動速度に基づいて、以下の式に従って、圧延機制御システムによるロールギャップ調整の時間遅延量を算出し、
Δｔ＝Ｌ／Ｖ
ここで、Δｔは、圧延機によるロールギャップ調整の時間遅延量であり、Ｌは、連続圧延機ユニットのロールギャップ間の距離であり、Ｖは、スタンド間の帯板の運動速度であり、
Δｔの時間遅延後に、圧延機の圧下システムによりロールギャップ調整を実施する、ことを特徴とする付記１に記載のワークロール振動試験分析に基づく熱間連続圧延機のフィードフォワード板厚制御方法。
(Appendix 8)
Calculating the roll gap adjustment amount of the next stand based on the fluctuation data of the thickness of the strip at the exit of the rolling mill of the previous stand, and performing the roll gap adjustment by the rolling control system of the rolling mill in accordance with the calculated roll gap adjustment amount includes the following steps:
Based on the amount of fluctuation in the thickness of the strip during the actual rolling operation of the rolling mill, the roll gap adjustment amount is calculated according to the following formula:
ΔS=Δh·Q/C′
Here, ΔS is the roll gap adjustment amount, Δh is the fluctuation value of the strip thickness, Q is the plasticity coefficient of the strip, and C′ is the total rigidity of the base of the rolling mill.
According to the distance between the roll gaps of the rolling mills of the continuous rolling mill unit and the moving speed of the strip, calculate the time delay amount of the roll gap adjustment by the rolling mill control system according to the following formula:
Δt=L/V
where Δt is the time delay of the roll gap adjustment by the rolling mill, L is the distance between the roll gaps of the continuous rolling mill unit, and V is the motion speed of the strip between the stands.
2. A feedforward thickness control method for a hot continuous rolling mill based on work roll vibration test analysis according to claim 1, characterized in that after a time delay of Δt, a roll gap adjustment is performed by a rolling mill reduction system.
Claims (6)
前記圧延ワークロールの原始振動加速度信号をノイズ低減処理し、圧延ワークロールのノイズ低減後の振動加速度信号を取得することと、
前記ノイズ低減後の振動加速度信号を数値積分して、圧延ワークロールの振動変位信号を取得することと、
圧延ワークロールの振動変位信号と圧延機出口における帯板の板厚との関係に基づいて、圧延機出口における帯板の板厚の変動データを取得することと、
前のスタンドの前記圧延機出口における帯板の板厚の変動データに基づいて、次のスタンドのロールギャップ調整量を算出し、算出されたロールギャップ調整量に応じて圧延機の圧下制御システムによりロールギャップ調整を実施して、板厚制御を行うことと、を含み、
前記圧延ワークロールの振動変位信号と圧延機出口における帯板の板厚との関係に基づいて、圧延機出口における帯板の板厚の変動データを取得することは、以下のステップを含み、
圧延機の跳ね返り方程式により、圧延工程での圧延機出口における帯板の板厚値を得て、圧延工程での圧延機出口における帯板の板厚値が以下の式に従って算出され、
ｈ＝Ｓ ｐ ＋ｓ（ｔ）
ここで、ｈは、圧延工程での圧延機出口における帯板の板厚値であり、Ｓ ｐ は、圧延機の負荷時のロールギャップ値であり、ｓ（ｔ）は、圧延ワークロールの振動変位であり、
圧延機の負荷時のロールギャップは、以下の式により算出され、
Ｓ ｐ ＝Ｓ′＋Ｐ／Ｃ′
ここで、Ｓ′は、圧延機の無負荷時のロールギャップであり、Ｐは、圧延機の予め設定された圧延力であり、Ｃ′は、圧延機のベースの総剛性であり、
圧延機出口における帯板の板厚設定値と実際の圧延作動における板厚値に基づいて、以下の式に従って、実際の圧延工程における帯板の板厚の変動量を算出し、
Δｈ＝ｈ ０ －ｈ
ここで、Δｈは、実際の圧延作動における帯板の板厚の変動量であり、ｈ ０ は、圧延機出口における帯板の板厚設定値であり、ｈは、実際の圧延作動における帯板の板厚値であり、
前記前のスタンドの前記圧延機出口における帯板の板厚の変動データに基づいて、次のスタンドのロールギャップ調整量を算出し、算出されたロールギャップ調整量に応じて圧延機の圧下制御システムによりロールギャップ調整を実施することは、以下のステップを含み、
圧延機の実際の圧延作動における帯板の板厚の変動量に基づいて、以下の式に従って、ロールギャップ調整量を算出し、
ΔＳ＝Δｈ・Ｑ／Ｃ′
ここで、ΔＳは、ロールギャップ調整量であり、Δｈは、帯板の板厚の変動値であり、Ｑは、帯板の塑性係数であり、Ｃ′は、圧延機のベースの総剛性であり、
連続圧延機ユニットの圧延機ロールギャップ間の距離と帯板の運動速度に基づいて、以下の式に従って、圧延機制御システムによるロールギャップ調整の時間遅延量を算出し、
Δｔ＝Ｌ／Ｖ
ここで、Δｔは、圧延機によるロールギャップ調整の時間遅延量であり、Ｌは、連続圧延機ユニットのロールギャップ間の距離であり、Ｖは、スタンド間の帯板の運動速度であり、
Δｔの時間遅延後に、圧延機の圧下システムによりロールギャップ調整を実施する、ことを特徴とするワークロール振動試験分析に基づく熱間連続圧延機のフィードフォワード板厚制御方法。 Acquiring an original vibration acceleration signal of the rolling work roll in a rolling process by an acceleration sensor disposed on a bearing stand of the rolling work roll;
performing noise reduction processing on the original vibration acceleration signal of the rolling work roll to obtain a noise-reduced vibration acceleration signal of the rolling work roll;
Numerical integration of the noise-reduced vibration acceleration signal to obtain a vibration displacement signal of the rolling work roll;
Obtaining fluctuation data of the thickness of the strip at the exit of the rolling mill based on a relationship between the vibration displacement signal of the rolling work roll and the thickness of the strip at the exit of the rolling mill;
Calculating a roll gap adjustment amount for the next stand based on fluctuation data of the thickness of the strip at the exit of the rolling mill of the previous stand, and performing roll gap adjustment by a rolling control system of the rolling mill according to the calculated roll gap adjustment amount to control the thickness of the strip .
Obtaining fluctuation data of the thickness of the strip at the exit of the rolling mill based on the relationship between the vibration displacement signal of the rolling work roll and the thickness of the strip at the exit of the rolling mill includes the following steps:
According to the rolling mill bounce equation, the thickness value of the strip at the exit of the rolling mill in the rolling process is obtained, and the thickness value of the strip at the exit of the rolling mill in the rolling process is calculated according to the following formula:
h = S p + s (t)
Here, h is the thickness value of the strip at the exit of the rolling mill in the rolling process, S p is the roll gap value under load of the rolling mill, and s(t) is the vibration displacement of the rolling work roll.
The roll gap of the rolling mill under load is calculated by the following formula:
S p =S'+P/C'
where S′ is the roll gap of the rolling mill when no load is applied, P is the preset rolling force of the rolling mill, and C′ is the total stiffness of the base of the rolling mill.
Based on the set value of the strip thickness at the exit of the rolling mill and the thickness value in the actual rolling operation, the fluctuation amount of the strip thickness in the actual rolling process is calculated according to the following formula:
Δh=h 0 −h
Here, Δh is the amount of fluctuation in the thickness of the strip during actual rolling operation, h 0 is the set thickness value of the strip at the exit of the rolling mill, and h is the thickness value of the strip during actual rolling operation.
Calculating a roll gap adjustment amount of a next stand based on fluctuation data of the thickness of the strip at the exit of the rolling mill of the previous stand, and performing roll gap adjustment by a rolling control system of the rolling mill in accordance with the calculated roll gap adjustment amount includes the following steps:
Based on the amount of fluctuation in the thickness of the strip during the actual rolling operation of the rolling mill, the roll gap adjustment amount is calculated according to the following formula:
ΔS=Δh·Q/C′
Here, ΔS is the roll gap adjustment amount, Δh is the fluctuation value of the strip thickness, Q is the plasticity coefficient of the strip, and C′ is the total rigidity of the base of the rolling mill.
According to the distance between the roll gaps of the rolling mills of the continuous rolling mill unit and the moving speed of the strip, calculate the time delay amount of the roll gap adjustment by the rolling mill control system according to the following formula:
Δt=L/V
where Δt is the time delay of the roll gap adjustment by the rolling mill, L is the distance between the roll gaps of the continuous rolling mill unit, and V is the motion speed of the strip between the stands.
A feedforward thickness control method for a hot continuous rolling mill based on work roll vibration test analysis , characterized in that after a time delay of Δt, roll gap adjustment is performed by a rolling mill reduction system .
圧延工程が開始される前に、磁気基盤付きの加速度センサを圧延ワークロールの垂直方向に取り付け、圧延工程が開始されると、前記加速度センサが圧延ワークロールの原始垂直方向振動加速度信号を収集することを含む、ことを特徴とする請求項１に記載のワークロール振動試験分析に基づく熱間連続圧延機のフィードフォワード板厚制御方法。 Obtaining the original vibration acceleration signal of the rolling work roll in the rolling process includes:
2. The feedforward thickness control method for a hot continuous rolling mill based on work roll vibration test analysis according to claim 1, further comprising: before the rolling process is started, an acceleration sensor with a magnetic base is attached in a vertical direction of the rolling work roll; and when the rolling process is started, the acceleration sensor collects an original vertical vibration acceleration signal of the rolling work roll.
ウェーブレット解析法を用いて、圧延ワークロールの振動加速度信号をノイズ低減処理することを含む、ことを特徴とする請求項１に記載のワークロール振動試験分析に基づく熱間連続圧延機のフィードフォワード板厚制御方法。 The noise reduction processing of the original vibration acceleration signal of the rolling work roll to obtain a vibration acceleration signal after noise reduction of the rolling work roll is performed.
2. The method for feedforward thickness control of a hot continuous rolling mill based on analysis of work roll vibration tests according to claim 1, further comprising: using wavelet analysis to reduce noise in the vibration acceleration signal of the rolling work roll.
前記圧延ワークロールの前記原始振動加速度信号について、１つのウェーブレット基底を選択して、１つのウェーブレット分解の階層Ｎを決定し、前記原始振動加速度信号をＮ層ウェーブレット分解してウェーブレット変換を行うことと、
高頻度のウェーブレット係数を閾値処理し、閾値を１つ保留し、前記ウェーブレット係数が前記閾値より大きい場合、圧延ワークロールの振動加速度信号により制御され、前記ウェーブレット係数が前記閾値より小さい場合、ノイズにより制御され、低頻度のウェーブレット係数を保留し、ハード閾値方法を用いて第１～第Ｎ層の高頻度係数ごとにノイズ低減処理を行うことと、
ウェーブレット分解により得られた低頻度係数と閾値ノイズ低減処理後の第１～第Ｎ層の高頻度係数を逆ウェーブレット変換して再構成して、ノイズ低減後の実際の圧延ワークロールの振動加速度信号を得ることと、を含む、ことを特徴とする請求項４に記載のワークロール振動試験分析に基づく熱間連続圧延機のフィードフォワード板厚制御方法。 The noise reduction processing of the vibration acceleration signal of the rolling work roll using the wavelet analysis method is
Selecting one wavelet basis for the original vibration acceleration signal of the rolling work roll, determining one wavelet decomposition layer N, and performing wavelet transformation on the original vibration acceleration signal through N-layer wavelet decomposition;
Threshold the high-frequency wavelet coefficients, reserve one threshold value, and when the wavelet coefficient is greater than the threshold value, it is controlled by the vibration acceleration signal of the rolling work roll, and when the wavelet coefficient is less than the threshold value, it is controlled by noise. Reserve the low-frequency wavelet coefficients, and use a hard threshold method to perform noise reduction processing for each of the first to Nth layers of high-frequency coefficients;
and reconstructing the low-frequency coefficients obtained by the wavelet decomposition and the high-frequency coefficients of the first to Nth layers after the threshold noise reduction process by inverse wavelet transform to obtain the vibration acceleration signal of the actual rolling work roll after noise reduction.
台形積分法により前記ノイズ低減後の圧延ワークロールの振動加速度信号を一次積分処理して、圧延ワークロールの振動速度信号を得ることと、
前記圧延ワークロールの振動速度信号を一次積分処理して、圧延ワークロールの振動変位信号を得ることと、を含む、ことを特徴とする請求項１に記載のワークロール振動試験分析に基づく熱間連続圧延機のフィードフォワード板厚制御方法。 Numerical integration of the noise-reduced vibration acceleration signal to obtain a vibration displacement signal of the rolling work roll,
performing a first-order integration process on the vibration acceleration signal of the rolling work roll after the noise reduction by a trapezoidal integration method to obtain a vibration velocity signal of the rolling work roll;
and performing first-order integration processing on the vibration velocity signal of the rolling work roll to obtain a vibration displacement signal of the rolling work roll.
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