JPS631130B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は連続圧延機における板厚制御方法に関
する。

複数台の圧延スタンドから成る連続圧延機にお
いては、板厚を所望の値に制御するため、一般に
各圧延スタンドの圧下位置、ロール速度等を制御
する。このとき、各圧延スタンドには、電動機の
トルク制限、機械系に対する荷重制限を満足する
ように、かつ圧延後形状の良い板を得るように圧
下負荷を最適に配分する。

一方、板厚制御は、被圧延材の噛込時または操
作員により与えられたタイミングに、例えば下記
のゲージメータ式(1)により算出したスタンド出側
板厚を基準板厚として設定する。

HO＝SO＋Ｐ／Ｍ ……(1) ここでHOはスタンド出側板厚、SOは圧下位
置、Ｐは圧延荷重、Ｍはミル剛性係数である。

そして、圧延中は、上記式(1)式により、スタン
ド出側板厚を算出し、該スタンド出側板厚の前記
基準板厚に対する偏差に基いて圧延スタンドの圧
下位置を制御する（これをゲージメータ板厚制御
という）。

さらに、最終板厚の加工程度を一層向上させる
ため、最終圧延スタンドの出側に、例えばＸ線を
利用した板厚偏差検出器を設け、これから得られ
る板厚偏差信号によりゲージメータ板厚制御の板
厚基準を補正するのが通常である。

以上のような板厚制御下においては、各圧延ス
タンドの圧下が、それぞれ独自に駆動される。こ
のため、噛込前に設定された最適負荷配分がくず
れてしまうおそれがある。例えば、熱間連続圧延
機においては、被圧延材の長手方向における温度
勾配が存在し、圧延が進むにつれて、上流側圧延
スタンドで、この温度勾配によつて生ずる板厚変
動の増加を抑制する様に圧下が駆動され、このた
め上流側スタンドの負荷が重くなる。また、板厚
検出器までの材料移送時間の短い圧延スタンドほ
ど、即ち下流側の圧延スタンドほど、板厚偏差に
よる基準板厚値の補正量が大きく、このため負荷
の変化が大きくなる。このようにして負荷のアン
バランスが生ずると、操業上、あるいは板材の品
質上（主として形状に関し）悪影響が現われる。

本発明の目的は、上記の問題を解決し、板厚制
御の本来機能を損うことなく、各圧延スタンドの
圧下負荷の配分を適切な状態に保つことができる
板厚制御方法を提供することにある。

本発明は、接続圧延スタンドの複数の圧延スタ
ンドの各々の出側板厚を検出し、基準板厚との差
に基にて各圧延スタンドの圧下位置を制御する連
続圧延機における板厚制御方法において、各圧延
スタンドについて初期設定圧下位置と、該設定位
置を含む制限範囲とを定め、各圧延スタンドの実
際の圧下位置を検出し、検出された圧下位置が前
記制限範囲外のものとなつたとき当該圧延スタン
ドまたは当該圧延スタンドより上流側の圧延スタ
ンドの自動板厚制御の基準板厚を修正することに
より、圧下位置を定められた制限範囲内に移動さ
せることを特徴とする連続圧延スタンドにおける
板厚制御方法を提供するものである。

本発明の一実施例における、基準板厚の修正は
次のようにして行われる。

(1) 最適負荷の観点から、それぞれの圧延スタン
ドについて、予め定められた初期圧下位置に対
して、上側および下側に所定の巾の範囲を設定
する。そして、いずれかの圧延スタンドにおい
て、圧延中の実際の圧下位置が当該所定の範囲
から外れたこと、即ち圧下位置変動超過が生じ
たこと、および当該圧延スタンドの下流にある
圧延スタンドの少くとも一つにおいて変動超過
が生じていないつまり最下流のり圧延スタンド
から当該圧延スタンドまでの全ての圧延スタン
ドが同一方向へ変動超過となつていないことを
条件として、当該圧延スタンドの板厚制御部
に、基準板厚を修正するための負荷配分適正化
補正信号を与える。

板厚制御を行つている圧延スタンドのうち、
最下流の圧延スタンドにおいて、変動超過が生
じたときは、最終板厚を所望の値に維持するた
め、最下流の圧延スタンドの板厚制御部には補
正信号を与えず、一つ上流側の圧延スタンドの
板厚制御部に、最下流の圧延スタンドの変動超
過を解消させる方向の補正信号を与える。

該上流側の圧延スタンドについても、最下流
の圧延スタンドと同一方向の変動超過（ともに
過大またはともに過小）が生じたときは、該上
流側の圧延スタンドよりもさらに上流側の圧延
スタンドの板厚制御部に補正信号を与える。

(2) 基準板厚修正時の各圧延スタンドにおける自
動板厚制御の基準板厚の修正は、圧下位置が所
定の範囲から外れている間、基準板厚を所定の
修正速度（単位時間当りの修正量）で増加或い
は減少させることにより行う。基準板厚を修正
することにより、圧下位置が所定の範囲内に入
つた時点或るいは範囲内に入つてから一定時間
経過後、基準板厚の修正を停止し、その時点の
修正量を保持する。このとき、基準板厚の修正
速度は、そのときの自動板厚制御にとつて過大
な外乱とならない速度であればよい。

以下説明の簡明を図るため、圧延スタンドが３
台ある場合を例に挙げて図面を参照しながら述べ
る。

第１図は、本発明に係る制御方法の実施に用い
られる制御装置と、圧延機本体とを示したもので
ある。圧延機本体は、圧延スタンドＲ１〜Ｒ３
と、各圧延スタンドの圧下駆動を行う電動機Ｍ１
〜Ｍ３とを含む。各圧延スタンドには、圧下位置
を検出する圧下位置検出器Ｓ１〜Ｓ３と圧延荷重
を検出する圧延荷重検出器LC１〜LC３とが設け
られている。また、最終圧延スタンドＲ３の出側
には板厚検出器Ｘが設けられている。

各圧延スタンドに対しては、板厚制御回路Ｃ１
〜Ｃ３が設けられている。圧延スタンドＲ１に対
して設けらた板厚制御回路Ｃ１は、圧下位置検出
器Ｓ１から圧下位置検出値を受け、圧延荷重検出
器LC１から圧延荷重検出値を受け、既述のゲー
ジメータ式(1)により圧延スタンドＲ１の出側板厚
の実際の値を算出し、この算出値と基準板厚との
差、即ち板厚変動を求め、板厚偏差検出器Ｘによ
り得られる最終板厚の実厚み偏差により補正を加
え、補正された値に基いて圧下駆動電動機Ｍ１を
駆動する。

板厚制御回路Ｃ２，Ｃ３も、圧延スタンドＲ
２，Ｒ３に対して、上記と同様の制御を行う。

板厚制御回路Ｃ１〜Ｃ３に与えられる基準板厚
は、負荷配分適正化制御回路によつて修正され
る。この負荷配分適正制御回路は、各圧延スタン
ドの初期設定圧下位置と、実際の圧下位置の検出
値との差を監視する圧下位置監視制御回路１と、
最終スタンドＲ３以外の圧延スタンドに対して設
けられ、板厚制御回路Ｃ１，Ｃ２に与えられる基
準板厚を修正する基準板厚修正制御回路２１，２
２とを含む。

圧下位置監視制御回路１には、予め初期設定圧
下位置So１，So２，So３が与えられており（例
えば、被圧延材の噛込み信号にて入力される）、
また、制限巾Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３（例えば、初期設
定圧下位置の数％と定められる）が与えられてお
り、これらに基いて圧下位置検出器Ｓ１，Ｓ２，
Ｓ３より入力される実際の圧下位置が、初期設定
圧下位置So１，So２，So３を中心とし、制御巾
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の範囲内にあるかどうかを判定
する。

スイツチ１１ａ，１２ａ，１３ａ，１３ｂ，１
４ａ，１４ｂは、圧下位置監視制御回路１の出力
により制御される。スイツチ１１ａ，１２ａは修
正の開始、終了を制御し、スイツチ１３ａ，１３
ｂ，１４ａ，１４ｂは修正の方向を決定する。

修正速度設定器１５，１６は所定の大きさの信
号を与えるもので、これにより修正速度が定ま
る。反転器１７，１８は、信号の正負の符号ない
しは極性を反転する。積分器１９，２０は修正速
度設定器１５，１６から、反転器１７，１８を介
し、または介さずに与えられる修正速度信号を積
分して、基準板厚の補正信号を形成する。

以上のうち、スイツチ１１ａ，１３ａ，１３
ｂ、修正速度設定器１５、反転器１７および積分
器１９により、板厚制御回路Ｃ１に対する基準板
厚修正制御回路２１が構成され、またスイツチ１
２ａ，１４ａ，１４ｂ、修正速度設定器１６、反
転器１８および積分器２０により、板厚制御回路
Ｃ２に対する基準板厚修正制御回路２２が構成さ
れている。

第２図ａ〜Ｃは、本実施例の制御方法におい
て、それぞれ異なる情況のときに行われる制御動
作を示すものである。これらの図において、So
１，So２，So３は、最適負荷配分の観点から予
め定められた各スタンドの初基設定圧下位置であ
る。UL１，UL２，UL３は、各スタンドの初期
設定圧下位置So１，So２，So３を中心とする所
定の制限巾Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３範囲の上限値、LL
１，LL２，LL３は上記所定の範囲の下限値であ
る。実際の圧下位置が、それぞれ上記所定の範囲
内に入つていれば板厚制御の基準板厚は修正され
ない。実際の圧下位置が所定の範囲から外れる
と、それぞれの情況に応じて基準板厚の修正が行
われる。第２図ａ〜Ｃは、基準板厚の修正の３つ
の例を示したものである。

第２図ａに示すように、上流側から２番目の圧
延スタンドＲ２の実際の圧下位置が、上限UL２
よりも大きく、２Ａで示す位置にあり、かつ最下
流の圧延スタンドＲ３の圧下位置３Ａが所定の範
囲内にあるときは、このことが圧下位置監視制御
部１で判定され、スイツチ１２ａ，１４ａが閉じ
るよう制御される。この結果、修正速度設定器１
６からの修正速度信号を極性反転したものが積分
器２０により積分される。積分値は基準板厚の補
正量として板厚制御回路Ｃ２に与えられる。これ
により基準板厚が一定の修正速度で減少する。こ
の結果、圧延スタンドＲ２の実際の圧下位置は初
期設定値So２の方向に移動する。これに従い、
圧延スタンドＲ２の出側板厚が減少し、圧延スタ
ンドＲ３の圧下位置は、板厚制御により上限値
UL３の方に移動する。

第２図ｂに示すように、最下流の圧延スタンド
Ｒ３の実際の圧下位置３Ａが、上限値UL３を越
えており、かつ一つ上流側の圧延スタンドＲ２の
実際の圧下位置２Ａが、上限値UL２よりも小さ
いときには、このことが圧下位置監視制御装置１
により判定され、スイツチ１２ａ，１４ｂが閉じ
るように制御される。これにより、修正速度設定
器１６からの修正速度信号が積分器２０により積
分される。積分値は基準板厚の補正量として板厚
制御回路Ｃ２に与えられる。これにより基準板厚
が一定の修正速度で増大する。これに従い、圧延
スタンドＲ２の出側板厚が増大し、圧延スタンド
Ｒ３の圧下位置は板厚制御の結果として、初期設
定値So３に向かう。

第２図Ｃに示すように、最下流の圧延スタンド
Ｒ３およびそれにより一つ上流側の圧延スタンド
Ｒ２の双方において、実際の圧下位置３Ａ，２Ａ
が上限値UL３，UL２よりも大きく、かつさらに
上流側の圧延スタンドＲ１の圧下位置１Ａが上限
値UL１よりも小さいときは、このことが圧下位
置監視制御回路１により判定され、スイツチ１１
ａ，１３ｂが閉じるように制御される。これによ
り、修正速度設定器１５からの修正速度信号が積
分器１９により積分される。積分値は基準板厚の
補正量として板厚制御回路Ｃ１に与えられる。こ
れにより、基準板厚が一定の修正速度で増大す
る。これに従い、圧延スタンドＲ１の出側板厚が
増大し、圧延スタンドＲ２，Ｒ３の圧下位置は板
厚制御の結果として、初期設定値So２，So３に
向かう。

第２図ａ，ｂ，ｃの３列は実際に生じ得る負荷
アンバランスの代表的な情況例であり、その他に
も種々の情況が予想される。しかし、いずれの情
況においても、前述したように、変動超過が１台
の圧延スタンドのみに生じている場合には、原則
としてその変動超過の生じている圧延スタンドに
対し基準板厚修正を行ない、例外として最終スタ
ンドが変動超過のときには、最終板厚を維持する
ために最終スタンドの１つ上流側の圧延スタンド
で基準板厚を修正する。また、複数台の圧延スタ
ンドで変動超過が生じている場合には、原則とし
て変動超過の生じている各圧延スタンドに対し基
準板厚修正を行ない、例外として最終スタンドか
ら連続して複数台の圧延スタンドが同一方向へ変
動超過となつているときには、最終板厚維持のた
めにそれら変動超過となつている圧延スタンド群
の１つ上流側の圧延スタンドで基準板厚修正を行
なう。

このような修正動作により、上記の原則の場合
には、直接的にその修正のなされた圧延スタンド
の変動超過が解消され、またこの修正の影響は当
該修正のなされた圧延スタンドの特に下流側の各
圧延スタンドの板厚制御に現われるが、それによ
つて下流側の圧延スタンドが変動超過になるよう
であれば、その変動超過はそれぞれ個々に上記の
如き基準板厚修正によつて解消される。また上記
の例外の場合には、修正に係る上流側スタンドで
の基準板厚修正がその下流側に及ぼす影響によつ
て間接的に下流側スタンドの変動超過が解消さ
れ、またこの下流側の変動超過を解消する前に修
正に係る上流側スタンドが変動超過となるようで
あれば、更に１つ上流側の圧延スタンドに対し基
準板厚修正が行なわれ、またかかる上流側での修
正によつては下流側スタンドのうちの一部につい
てのみしかその変動超過を解消できないときに
は、解消できなかつた下流側スタンドの変動超過
はそれぞれ個々に上記の原則の場合の修正によつ
て解消される。このようにして、どのような負荷
アンバランス情況においても、最終的にはいずれ
の圧延スタンドも変動超過とならないように調整
される。

第３図は、かかる基準板厚修正における各圧延
スタンドの圧下位置、基準板厚および実板厚の経
時変化を、第２図ｂの場合を例に示したものであ
る。

同図において、SA２は圧延スタンドR₂の圧下
位置、SA３は圧延スタンドR₃の圧下位置、HC
２は圧延スタンドR₂の基準板厚、Ｈ２は圧延ス
タンドR₂の実出側板厚及びＨ３は圧延スタンド
R₃の実出側板厚を示している。

SA２，SA３に示すように、時刻t₁において圧
延スタンドR₂の圧下位置は所定の制限範囲内で
あり、最終スタンドである圧延スタンドR₃の圧
下位置が所定の制限範囲の上限を超過している場
合、HC２に示すように圧延スタンドR₂の基準板
厚を一定の傾きで増加させる。

この結果、圧延スタンドR₂の自動板厚制御は、
先の一定の傾きで増加させた基準板厚に追従し、
その圧下位置がSA２に示すように増加する。そ
して、この基準板厚に対応したＨ２に示す実出側
板厚が産出される。この増加した実出側板厚は、
スタンド間の移送時間が経過後、圧延スタンド
R₃に到達する。圧延スタンドR₃の自動板厚制御
はこの増加した実出側板厚を入側板厚とし、その
変動分を消去すべく圧下位置をSA３に示すよう
に減少させ、圧延スタンドR₃の所定制限範囲内
に到達させる。

次にこの圧延スタンドR₃の圧下位置が所定制
御範囲内に到達した時刻t₂において、圧延スタン
ドR₂はHC２に示すように基準板厚の増加を中止
し、その値を保持する。これに伴い、圧延スタン
ドR₂の圧下位置も保持され、その結果、圧延ス
タンドR₃の圧下位置も、圧延スタンドR₂の保持
した実出側板厚が圧延スタンドR₃に到達する移
送時間後（時刻t₃）から、保持される。

以上のようにして、圧延スタンドR₃の出側板
厚（製品板厚）を所望板厚に保持しつつ、圧延ス
タンドR₂及びR₃の各圧下位置をそれぞれの所定
制限範囲内に移動することができる。

圧下位置監視制御回路１は、実際の圧下位置が
制限巾の範囲内に入つた時、または入つてから所
定の時間が経過した時、スイツチ１１ａ，１２ａ
等を開き、基準板厚の修正を終らせる。この修正
の終了により自動的に基準板厚の修正量が決まる
ことになる。

圧下位置監視制御回路１および基準板厚修正制
御回路２１，２２は被圧延材Ｐが圧延機内に存在
する間で、板厚制御回路Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３による
板厚制御が実行されている間は、常に、ダイナミ
ツクに基準板厚の修正およびこれによる圧下負荷
のアンバランスの補正を行う。

圧延スタンドＲ１，Ｒ２，Ｒ３の初期設定圧下
位置を中心とする制限巾Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３は、固
定された値である必要はなく、被圧延材の種類等
により変更可能とすることにより、一層高精度の
負荷配分適正化を図ることができる。

尚上記の実施例では、基準板厚制御回路２１，
２２に積分器１９，２０を設けているが、代りに
一次遅れ要素を用いてもよい。このように一次遅
れ要素を用いても、板圧制御にとつて大きな外乱
となるのを防ぐことができる。

以上のように、本発明によれば、簡単な回路構
成により、圧下負荷のアンバランスを補正するこ
とができ、被圧延材の品質を高精度にかつ安定し
たものにすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る板厚制御方法の実施に用
いられる装置の一例を示す概略図、第２図ａ乃至
Ｃは本発明の板厚制御方法による圧下位置の変化
を示す線図、第３図は第２図ｂに対応する本発明
の板厚制御方法における圧下位置、基準板厚及び
実板厚の経時変化を示す線図である。 Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３…圧延スタンド、Ｍ１，Ｍ
２，Ｍ３…圧下駆動電動機、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３…
圧下位置検出器、LC１，LC２，LC３…圧延荷
重検出器、Ｘ…板厚偏差検出器、Ｐ…被圧延材、
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３…板厚制御回路、１…圧下位置
監視制御回路、１１ａ，１２ａ，１３ａ，１３
ｂ，１４ａ，１４ｂ…スイツチ、１５，１６…修
正速度設定器、１７，１８…反転器、１９，２０
…積分器、２１，２２…基準板厚修正制御回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 連続圧延スタンドの複数の圧延スタンドの出
   側板厚を検出し、基準板厚との差に基いて各圧延
   スタンドの圧下位置を制御する連続圧延機におけ
   る板厚制御方法において、各圧延スタンドについ
   て初期設定圧下位置と、該設定位置を含む制限範
   囲とを定め、各圧延スタンドの実際の圧下位置を
   検出し、検出された圧下位置が前記制限範囲外の
   ものとなつたとき当該圧延スタンドまたは当該圧
   延スタンドより上流側の圧延スタンドの基準板厚
   を修正することを特徴とする連続圧延スタンドに
   おける板厚制御方法。