JPS6313765B2 - - Google Patents
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- JPS6313765B2 JPS6313765B2 JP54131808A JP13180879A JPS6313765B2 JP S6313765 B2 JPS6313765 B2 JP S6313765B2 JP 54131808 A JP54131808 A JP 54131808A JP 13180879 A JP13180879 A JP 13180879A JP S6313765 B2 JPS6313765 B2 JP S6313765B2
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- JP
- Japan
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- stand
- rolling
- tension
- temperature
- deformation resistance
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- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 68
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 44
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
- B21B37/48—Tension control; Compression control
- B21B37/52—Tension control; Compression control by drive motor control
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Metal Rolling (AREA)
- Metal Rolling (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は連続圧延機のスタンド間張力制御方法
にかかり、特に間接的に張力を検出する場合の材
料温度の影響を補正する方法に関するものであ
る。
にかかり、特に間接的に張力を検出する場合の材
料温度の影響を補正する方法に関するものであ
る。
連続圧延機におけるスタンド間張力制御は、製
品寸法精度の向上及び圧延作業の安定化の面で重
要な役割を果たしている。スタンド間に異常な張
力あるいはたるみが発生すると均一な製品寸法が
得られないばかりか、圧延操業にも悪影響を及ぼ
し、時には圧延操業不可能という状態をもまね
く。
品寸法精度の向上及び圧延作業の安定化の面で重
要な役割を果たしている。スタンド間に異常な張
力あるいはたるみが発生すると均一な製品寸法が
得られないばかりか、圧延操業にも悪影響を及ぼ
し、時には圧延操業不可能という状態をもまね
く。
従来の連続圧延機におけるスタンド間張力制御
方法として、 (1) 張力検出器をスタンド間等に取り付け張力を
直接検出して制御する方法、 (2) 圧延変数（例えば圧延トルク、圧延荷重）か
ら間接的に張力を検出して制御する方法、 があり、本発明は(2)の方法に関係している。
方法として、 (1) 張力検出器をスタンド間等に取り付け張力を
直接検出して制御する方法、 (2) 圧延変数（例えば圧延トルク、圧延荷重）か
ら間接的に張力を検出して制御する方法、 があり、本発明は(2)の方法に関係している。
上記(2)の方法の代表例として、無張力時、ある
いは目標張力時の圧延トルクと張力変動時の圧延
トルクの差を検出し、その差に応じて圧延機駆動
電動機の速度を制御してスタンド間張力を一定に
保つ方法がある。
いは目標張力時の圧延トルクと張力変動時の圧延
トルクの差を検出し、その差に応じて圧延機駆動
電動機の速度を制御してスタンド間張力を一定に
保つ方法がある。
先ず、この方法を図面を参照して説明する。第
１図は連続圧延機を１スタンド及び（ｉ＋１）ス
タンドで代表した場合配置図である。また第２図
はｉスタンドの圧延トルクG1の時間的変化を示
している。材料１３が時点tiにｉスタンドに咬み
込まれ、時点ti＋１に（ｉ＋１）スタンドに達す
るまでは無張力状態である。この無張力状態でｉ
スタンドの圧延トルクGiを検出し、その値を基準
圧延トルクGiMとして記憶しておき、（ｉ＋１）ス
タンド咬み込みにより生じたｉスタンドの圧延ト
ルクGiとの変動分（GiM−Gi）を求めると、この
圧延トルクの変動分（GiM−Gi）がスタンド間張
力に対応するトルクとなる。
１図は連続圧延機を１スタンド及び（ｉ＋１）ス
タンドで代表した場合配置図である。また第２図
はｉスタンドの圧延トルクG1の時間的変化を示
している。材料１３が時点tiにｉスタンドに咬み
込まれ、時点ti＋１に（ｉ＋１）スタンドに達す
るまでは無張力状態である。この無張力状態でｉ
スタンドの圧延トルクGiを検出し、その値を基準
圧延トルクGiMとして記憶しておき、（ｉ＋１）ス
タンド咬み込みにより生じたｉスタンドの圧延ト
ルクGiとの変動分（GiM−Gi）を求めると、この
圧延トルクの変動分（GiM−Gi）がスタンド間張
力に対応するトルクとなる。
スタンド間を無張力とするためには、ｉスタン
ドの圧延機駆動電動機の速度修正量を△Niとし
て △Ni＝gi（GiM−Gi） ………(1) 〔但し、giはスタンドごとに定まる定数〕 を算出して電動機の速度を△Niだけ修正してい
る。
ドの圧延機駆動電動機の速度修正量を△Niとし
て △Ni＝gi（GiM−Gi） ………(1) 〔但し、giはスタンドごとに定まる定数〕 を算出して電動機の速度を△Niだけ修正してい
る。
しかし一般に圧延トルクは材料の温度変化によ
つても変化するので、上記の方法では材料にスキ
ツド等による温度変化が生ずると、無張力であつ
ても、温度変化によるトルクの変動分を張力の変
動と誤検出し、これによつて誤つた張力制御を行
なう欠点がある。
つても変化するので、上記の方法では材料にスキ
ツド等による温度変化が生ずると、無張力であつ
ても、温度変化によるトルクの変動分を張力の変
動と誤検出し、これによつて誤つた張力制御を行
なう欠点がある。
この改善方法として、圧延トルクの他に圧延荷
重の情報も使用して制御する方法があるが、圧延
荷重計を構造上取り付けられない場合があり、ま
たコスト上にも問題がある。
重の情報も使用して制御する方法があるが、圧延
荷重計を構造上取り付けられない場合があり、ま
たコスト上にも問題がある。
本発明は上記の点を考慮してなされたもので、
圧延荷重計のない連続圧延機においても材料温度
の影響を除去して高精度なスタンド間張力制御が
可能となる合理的な連続圧延機のスタンド間張力
制御方法を提供するものである。
圧延荷重計のない連続圧延機においても材料温度
の影響を除去して高精度なスタンド間張力制御が
可能となる合理的な連続圧延機のスタンド間張力
制御方法を提供するものである。
以下、まず本発明の原理を第１図に示すｉ及び
（ｉ＋１）スタンドの２スタンドの場合を対象に
して説明する。
（ｉ＋１）スタンドの２スタンドの場合を対象に
して説明する。
ｉスタンドの所要圧延トルクは次の(2)式で示さ
れる。
れる。
Gi＝2bi・R2 i・Qgi・kni ………(2)
但し、bi：板幅、
Ri：ロール半径、
Qgi：トルク関数で、このトルク関数
は、理論によれば、 Qgi＝Ｆ（Hi、hi、Ri、tbi、tfi のように表わせる。即ち、ｉスタンドのトルク関
数Qgiは、入厚Hi出厚hi、ロール半径Ri、後方張
力tbi、前方張力tfiの関数で、温度には無関係の値
である。
は、理論によれば、 Qgi＝Ｆ（Hi、hi、Ri、tbi、tfi のように表わせる。即ち、ｉスタンドのトルク関
数Qgiは、入厚Hi出厚hi、ロール半径Ri、後方張
力tbi、前方張力tfiの関数で、温度には無関係の値
である。
圧延トルク式(2)は圧延理論に基づいて導出され
るもので、圧延トルクは板幅、ロール半径の自
乗、トルク関数、平均変形抵抗に比例する形にな
つている。
るもので、圧延トルクは板幅、ロール半径の自
乗、トルク関数、平均変形抵抗に比例する形にな
つている。
kni：平均変形抵抗。
ここで平均変形抵抗kniはｉスタンドにおける
材料温度θiの関数であり、次の(3)式であたえられ
る。
材料温度θiの関数であり、次の(3)式であたえられ
る。
kni＝Ｆ（ε、ε〓、θi） ………(3)
但し、ε：歪、
ε〓：歪速度、
θi：材料温度。
圧延中は材料の中での歪εと歪速度ε〓の変化は
小さいので、一定と考えられ、従つて平均変形抵
抗kniは次の(4)式で表わすことができる。
小さいので、一定と考えられ、従つて平均変形抵
抗kniは次の(4)式で表わすことができる。
但し、Ａ、Ｂ、ｍ、ｎ、Ｋは材質と変形条件に
よつて決まる定数。
よつて決まる定数。
また(2)式を変形すると、
Gi／kni＝2biR2 iQgi ………(5)
となり、(5)式の右辺は温度に無関係な値になる。
本発明は(4)式に示すように、圧延トルクと平均変
形抵抗の比が温度の影響を受けないことを利用し
ている。
本発明は(4)式に示すように、圧延トルクと平均変
形抵抗の比が温度の影響を受けないことを利用し
ている。
従つて、材料が（ｉ＋１）スタンドに咬み込む
前にｉスタンドの無張力時の圧延トルクGiMと平
均変形抵抗kniMとの比GiM／kniMを演算して記憶
しておき、材料が（ｉ＋１）スタンドに咬み込ん
だ後に生じたｉスタンドの実際の圧延トルクGiと
平均変形抵抗kniとの比を求めて両者を比較し、
次の(6)式に示すように、 GiM／kniM−Gi／kni＝０ ………(6) その差が零となるように電動機の速度を制御すれ
ば、ｉ〜（ｉ＋１）スタンド間の張力は無張力と
なる。
前にｉスタンドの無張力時の圧延トルクGiMと平
均変形抵抗kniMとの比GiM／kniMを演算して記憶
しておき、材料が（ｉ＋１）スタンドに咬み込ん
だ後に生じたｉスタンドの実際の圧延トルクGiと
平均変形抵抗kniとの比を求めて両者を比較し、
次の(6)式に示すように、 GiM／kniM−Gi／kni＝０ ………(6) その差が零となるように電動機の速度を制御すれ
ば、ｉ〜（ｉ＋１）スタンド間の張力は無張力と
なる。
また(6)式は次の様に変形できる。
GiM／kniM・kni−Gi＝０ ………(7)
(7)式の左辺の第１項は温度の影響を考慮した圧
延トルクをあらわすので、無張力制御とするため
には圧延機駆動電動機の速度修正量△Niとして △Ni＝gi（GiM／kniM・kni−Gi） ………(8) を演算し圧延機駆動電動機の速度を△Niだけ修
正すればスタンド間張力を無張力に制御すること
ができる。
延トルクをあらわすので、無張力制御とするため
には圧延機駆動電動機の速度修正量△Niとして △Ni＝gi（GiM／kniM・kni−Gi） ………(8) を演算し圧延機駆動電動機の速度を△Niだけ修
正すればスタンド間張力を無張力に制御すること
ができる。
第３図は本発明の一実施例を示す構成図であ
る。
る。
第３図において、１はｉスタンド及び（ｉ＋
１）スタンドの圧延ロール、２は被圧延材料温度
を検出する温度計、３は温度計２で検出した材料
温度信号を温度計から当該スタンドまでの走行時
間だけ遅延させる遅延装置、４は遅延装置３で遅
延された温度信号を入力として上記走行時間中の
温度降下によるｉスタンドの材料温度を算出し、
その材料温度よりｉスタンドの平均変形抵抗を演
算する平均変形抵抗演算装置、５はｉスタンドの
圧延ロールを駆動する電動機、６はｉスタンドの
駆動圧延トルクを演算する圧延トルク演算装置、
７はｉスタンドの圧延トルクと平均変形抵抗との
比を演算する割算器、８は無張力時の圧延トルク
と平均変形抵抗との比を記憶する記憶装置、９は
上記の記憶動作をさせるとき閉じる接点、１０は
８で記憶した無張力時の圧延トルク／平均変形抵
抗比と、平均変形抵抗演算装置４で演算された平
均変形抵抗の積を演算する掛算器、１１は電動機
の速度基準を上記△Niだけ修正する速度基準修
正装置、１２は電動機の速度制御装置である。
１）スタンドの圧延ロール、２は被圧延材料温度
を検出する温度計、３は温度計２で検出した材料
温度信号を温度計から当該スタンドまでの走行時
間だけ遅延させる遅延装置、４は遅延装置３で遅
延された温度信号を入力として上記走行時間中の
温度降下によるｉスタンドの材料温度を算出し、
その材料温度よりｉスタンドの平均変形抵抗を演
算する平均変形抵抗演算装置、５はｉスタンドの
圧延ロールを駆動する電動機、６はｉスタンドの
駆動圧延トルクを演算する圧延トルク演算装置、
７はｉスタンドの圧延トルクと平均変形抵抗との
比を演算する割算器、８は無張力時の圧延トルク
と平均変形抵抗との比を記憶する記憶装置、９は
上記の記憶動作をさせるとき閉じる接点、１０は
８で記憶した無張力時の圧延トルク／平均変形抵
抗比と、平均変形抵抗演算装置４で演算された平
均変形抵抗の積を演算する掛算器、１１は電動機
の速度基準を上記△Niだけ修正する速度基準修
正装置、１２は電動機の速度制御装置である。
本発明において、張力制御は次のように行なわ
れる。材料は温度計２を通過後、ｉスタンド、
（ｉ＋１）スタンドの順に圧延される。まず、材
料の先端が温度計２の直下に到達した時点より材
料温度を検出する。温度計２により検出された材
料温度は遅延装置３により、温度計２から各スタ
ンドまでの材料移送時間だけ遅延される。平均変
形抵抗演算装置４は遅延装置３で遅延された材料
温度信号θから、ｉスタンドでの材料温度θiを計
算し、その材料温度θiより平均変形抵抗kniを算出
する。ｉスタンドの材料温度θiは周知の関係式を
利用して得られる。例えば温度計２からｉスタン
ドまで冷却装置がなく輻射のみで温度降下する場
合は、輻射による温度モデルに対する下記(9)式を
用いて、θiが算出される。
れる。材料は温度計２を通過後、ｉスタンド、
（ｉ＋１）スタンドの順に圧延される。まず、材
料の先端が温度計２の直下に到達した時点より材
料温度を検出する。温度計２により検出された材
料温度は遅延装置３により、温度計２から各スタ
ンドまでの材料移送時間だけ遅延される。平均変
形抵抗演算装置４は遅延装置３で遅延された材料
温度信号θから、ｉスタンドでの材料温度θiを計
算し、その材料温度θiより平均変形抵抗kniを算出
する。ｉスタンドの材料温度θiは周知の関係式を
利用して得られる。例えば温度計２からｉスタン
ドまで冷却装置がなく輻射のみで温度降下する場
合は、輻射による温度モデルに対する下記(9)式を
用いて、θiが算出される。
但し、c1；材料によつて決まる定数、
t1；温度計２からｉスタンドまでの材
料移送時間。
料移送時間。
又、冷却装置がある場合は、水冷却による温度モ
デルに関する下記(10)式を用いてθiが算出される。
デルに関する下記(10)式を用いてθiが算出される。
θi＝θA＋（θ−θA）ec2〓t1………(10)
但し、θA；ｔ周囲温度、
C2；材料によつて定まる定数、
α；熱伝達係数、
t1；温度計２からｉスタンドまでの材料移送時
間。
間。
上記のようにして求めた各スタンドの材料温度
より、各スタンドの平均変形抵抗kniが(4)式に従
つて計算される。
より、各スタンドの平均変形抵抗kniが(4)式に従
つて計算される。
一方、駆動電動機５より下記周知の式(11)を用い
て、圧延トルクGiが演算装置６により計算され
る。
て、圧延トルクGiが演算装置６により計算され
る。
Gi＝a1Vi−riIi／NiIi−a2dNi／dt−（a3Ni＋a4）
…(11) 但し、Vi，Ii，Ni，riはそれぞれスタンド駆動
電動機の電圧、電流、回転数、電機子抵抗、a1〜
a4は定数である。
…(11) 但し、Vi，Ii，Ni，riはそれぞれスタンド駆動
電動機の電圧、電流、回転数、電機子抵抗、a1〜
a4は定数である。
ここで、材料が（ｉ＋１）スタンドに咬み込む
前にｉスタンドの無張力時の圧延トルクGiMと平
均変形抵抗kniMから演算装置７により圧延トル
ク／平均変形抵抗GiM／kniMが計算され、記憶装
置８に記憶される。次に、（ｉ＋１）スタンドに
材料が咬み込んだ後のｉスタンドの平均変形抵抗
kniと記憶装置８に記憶した無張力時のｉスタン
ドの圧延トルク／平均変形抵抗比GiM／kniMの積
すなわち GiM／kniM ………(12) が掛算器１０により計算される。次に掛算器１０
の出力すなわち(12)式で示される量からｉスタンド
の圧延トルクGiが減算され、材料温度変動の影響
のない真のスタンド間張力に対応する圧延トルク （GiM／kniM・kni−Gi） ……（13） が得られる。
前にｉスタンドの無張力時の圧延トルクGiMと平
均変形抵抗kniMから演算装置７により圧延トル
ク／平均変形抵抗GiM／kniMが計算され、記憶装
置８に記憶される。次に、（ｉ＋１）スタンドに
材料が咬み込んだ後のｉスタンドの平均変形抵抗
kniと記憶装置８に記憶した無張力時のｉスタン
ドの圧延トルク／平均変形抵抗比GiM／kniMの積
すなわち GiM／kniM ………(12) が掛算器１０により計算される。次に掛算器１０
の出力すなわち(12)式で示される量からｉスタンド
の圧延トルクGiが減算され、材料温度変動の影響
のない真のスタンド間張力に対応する圧延トルク （GiM／kniM・kni−Gi） ……（13） が得られる。
次に(8)式に従つて速度基準修正装置１１が速度
基準修正量△Niを算出し、速度制御装置１２を
通してｉスタンドの電動機の回転速度を△Niだ
け修正し、これによつてｉスタンドと（ｉ＋１）
スタンド間の張力制御が行なわれる。
基準修正量△Niを算出し、速度制御装置１２を
通してｉスタンドの電動機の回転速度を△Niだ
け修正し、これによつてｉスタンドと（ｉ＋１）
スタンド間の張力制御が行なわれる。
尚、本発明でｉスタンドと（ｉ＋１）スタンド
間の張力を無張力とせず、ある目標値に制御する
場合は(8)式を次式、すなわち △Ni＝gi（GiM／kniMkni−Gi−△GTREF） ………（14） のように変形して、制御すればよい。ここで
（14）式の△GTREFはスタンド間目標張力に対応す
るトルクである。
間の張力を無張力とせず、ある目標値に制御する
場合は(8)式を次式、すなわち △Ni＝gi（GiM／kniMkni−Gi−△GTREF） ………（14） のように変形して、制御すればよい。ここで
（14）式の△GTREFはスタンド間目標張力に対応す
るトルクである。
以上説明したように、本発明によれば連続圧延
機の入口における材料温度から各圧延スタンドに
おける材料温度を予測し、これによつて温度変化
による材料の変形抵抗の変化が圧延トルクに及ぼ
す影響を補償して、スタンド間張力制御に対する
材料温度の影響を防止する高精度の連続圧延機の
スタンド間張力制御方法を得ることができる。
機の入口における材料温度から各圧延スタンドに
おける材料温度を予測し、これによつて温度変化
による材料の変形抵抗の変化が圧延トルクに及ぼ
す影響を補償して、スタンド間張力制御に対する
材料温度の影響を防止する高精度の連続圧延機の
スタンド間張力制御方法を得ることができる。
第１図は連続圧延機をｉスタンド及び（ｉ＋
１）スタンドで代表した場合の配置図、第２図は
圧延トルクGiの時間的変化の一例を示す図、第３
図は本発明の一実施例を示すブロツク図である。 １……圧延ロール、２……温度計、３……遅延
装置、４……平均変形抵抗演算装置、５……圧延
機駆動電動機、６……圧延トルク演算装置、７…
…割算器、８……記憶装置、９……記憶動作接
点、１０……掛算器、１１……速度基準修正装
置、１２……速度制御装置、１３……圧延材料。
１）スタンドで代表した場合の配置図、第２図は
圧延トルクGiの時間的変化の一例を示す図、第３
図は本発明の一実施例を示すブロツク図である。 １……圧延ロール、２……温度計、３……遅延
装置、４……平均変形抵抗演算装置、５……圧延
機駆動電動機、６……圧延トルク演算装置、７…
…割算器、８……記憶装置、９……記憶動作接
点、１０……掛算器、１１……速度基準修正装
置、１２……速度制御装置、１３……圧延材料。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 圧延荷重計が取付けられない、複数の圧延ス
タンドから成る連続圧延機において、圧延機入口
における材料温度θを測定し、この測定した時点
の材料温度に基づいて、この温度測定した時点の
材料がｉスタンドに咬み込むときの材料温度θiを
予測し、この予測温度θiと圧延スケジユールに基
づき予測される歪ε及び歪速度ε〓を用いて前記材
料の変形抵抗を計算し、この計算した変形抵抗
KmiMと下流の（ｉ＋１）スタンドに咬み込む
前にｉスタンドの無張力時の圧延トルクGiMと
の比（GiM／KmiM）を記憶し、この記憶値に、（ｉ ＋１）スタンドに材料が咬み込んだ後の予測した
ｉスタンドの変形抵抗Kmiを乗じたもの
（GiM／KmiM・Kmi）と、（ｉ＋１）スタンドに材料 が咬み込んだ後のｉスタンドの圧延トルクGiと
の差が、所定のスタンド間張力値に相当する量に
なるよう、ｉスタンドの駆動電動機の速度を制御
することを特徴とする連続圧延機のスタンド間張
力制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13180879A JPS5656711A (en) | 1979-10-15 | 1979-10-15 | Controlling method for interstand tension of continuous rolling mill |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13180879A JPS5656711A (en) | 1979-10-15 | 1979-10-15 | Controlling method for interstand tension of continuous rolling mill |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5656711A JPS5656711A (en) | 1981-05-18 |
| JPS6313765B2 true JPS6313765B2 (ja) | 1988-03-28 |
Family
ID=15066585
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13180879A Granted JPS5656711A (en) | 1979-10-15 | 1979-10-15 | Controlling method for interstand tension of continuous rolling mill |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5656711A (ja) |
-
1979
- 1979-10-15 JP JP13180879A patent/JPS5656711A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5656711A (en) | 1981-05-18 |
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