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JPH0256963B2 - - Google Patents
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JPH0256963B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0256963B2
JPH0256963B2 JP57177379A JP17737982A JPH0256963B2 JP H0256963 B2 JPH0256963 B2 JP H0256963B2 JP 57177379 A JP57177379 A JP 57177379A JP 17737982 A JP17737982 A JP 17737982A JP H0256963 B2 JPH0256963 B2 JP H0256963B2
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JP
Japan
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dimension
stand
block mill
product
dimensions
Prior art date
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Yukio Noguchi
Koshiro Aoyanagi
Takao Kawanami
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B37/00Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/16Control of thickness, width, diameter or other transverse dimensions
    • B21B37/165Control of thickness, width, diameter or other transverse dimensions responsive mainly to the measured thickness of the product
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B1/00Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/16Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling wire rods, bars, merchant bars, rounds wire or material of like small cross-section
    • B21B1/18Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling wire rods, bars, merchant bars, rounds wire or material of like small cross-section in a continuous process

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Metal Rolling (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、線材あるいは棒材を、単独の電動機
に連結されてコモンドライブされる速度比固定の
多段スタンドのブロツクミルにより圧延するに際
し、正確に寸法を制御する方法に関する。 この種のブロツクミルは、多数のスタンドが設
けられる割合にはミルを設置するためのスペース
が小さくてすみ、また、ロールは片持式のため、
ロール組替のための工数が少なくてすむという利
点がある。一方、コモンドライブのため、各スタ
ンドの速度比はギヤ比によつて固定されるため、
スタンド間の速度比、したがつてスタンド間張力
を調整することができないという欠点がある。 一方、近年、線材または棒材の圧延においても
寸法精度に関する要求は厳しくなり、二次加工に
おける引抜を省略できるような高寸法精度線材も
開発されつつある。 従来、線材の寸法制御方法としては、特開昭54
−128469「線材圧延における寸法制御方法」にあ
るような、連続圧延の影響係数の理論を利用し
て、ブロツクミルの後方において測定される製品
天地寸法(最終スタンドの圧下方向の寸法)を目
標値からの偏差に比例して最終スタンドのロール
隙を調整することにより、同じく測定される製品
左右寸法(天地寸法と直角方向の寸法)について
は目標値との偏差に比例して影響係数の大きいNo.
1スタンド(最初のスタンド)のロール隙を調整
することにより、フイードバツク制御する方法が
公知である。しかしながら、最近の仕上ブロツク
ミルの仕上速度は線径5.5φの場合、60〜100m/
sにも達するため、フイードバツクする間に制御
されないで圧延される材料長さは仕上寸法で数十
mに達し、実用上適用し難い。 本発明は、このような難点を解決してコイル全
長にわたり高寸法精度圧延を行なう方法を提供す
ることを目的とするものである。 本発明の要旨を第1図を用いて以下に述べる。
この図で1,3,5,7,9は仕上ブロツ竪ミル
の竪ロール、2,4,6,8,10は同水平ロー
ル、11はこれらに共通の駆動電動機、12はギ
ヤボツクス、13は被圧延材である。14は素材
(被圧延材)温度Toを計測する温度計、15は素
材天地寸法Hoを計測する寸法計、16は素材左
右寸法Boを計測する寸法計、17は製品天地寸
法h(10)を計測する寸法計、18は製品左右寸
法b(10)を計測する寸法計である。また19〜
23,29は演算装置、24〜28は温度又は寸
法の目標値設定器、30,31は圧下装置であ
る。而して、演算装置19〜23および29にお
いては、測定値と目標値設定器24〜28からの
目標値を比較して偏差を算出しその偏差に応じて
最終スタンド1におけるロール間隙の所要変化量
が演算算出される。Tor,Hor,Borは素材温度、
天地寸法、左右寸法の各目標値を示し、hr(10),
br(10)は製品天地寸法、左右寸法の目標値を示
す。更に点線はフイードバツク制御系、実線はフ
イードフオワード制御系を示す。ここで、ブロツ
クミルにおける各スタンドのロール圧下方向を天
地方向と呼ぶ。従つて、たとえば、No.1スタンド
が垂直ロール対からなり、以下水平ロール対、垂
直ロール対と順次後続していくミルにあつては、
No.1,3,5,7,9スタンドにあつては、水平
方向が天地方向であり、鉛直方向が左右である。
一方、No.2,4,6,8,10スタンドにあつて
は、鉛直方向が天地であり、水平方向が左右方向
である。本発明では第一に、ブロツクミル前方に
おいて計測される材料のフロント部の素材温度
To、素材天地寸法Ho、素材左右寸法Boをそれ
らの目標値Tor,Hor,Borとする。第二に、ブ
ロツクミル後方において計測されるフロント部の
製品天地寸法h(10)をその目標値hr(10)との偏
差が0になるように最終スタンドのロール隙SR
(10)を影響係数BH1(10,10,3)=1から決ま
る量だけ変化することにより、また製品左右寸法
b(10)についても同様な方法によりNo.1スタン
ドのロール隙SR(1)を変化することにより、フ
イードバツク制御を行ない、プリセツトする。第
三に、フロント部以降ミドル部、テイル部迄の圧
延については、計測される素材温度To、素材天
地寸法Ho、素材左右寸法Boの各々の目標値Tor
Hor,Borとの偏差と各々の製品左右寸法b(10)
に対する影響係数BB(10,1,1),BB(10,
1,2),BB(10,2,2)から決まる各々の製
品左右寸法の変動量の和と打消し合う量をNo.1ス
タンド圧下の影響係数BB(10,1,3)から決
まる量だけ、そのロール隙SR(1)を変化する方
法によりフイードフオワード制御を行なう。この
際、製品天地寸法h(10)についてはその変動量
が小さいため制御しない。ここで、フイードフオ
ワード制御のみでは製品天地寸法h(10)、製品左
右寸法b(10)の目標値との偏差の累積を制御す
ることはできないため、これに加えて、製品天地
寸法h(10)については最終スタンドのロール隙
SR(10)を、また、製品左右寸法についてはNo.1
スタンドのロール隙SR(1)を第一に述べたもの
と同様に調整するフイードバツク制御を行なうこ
とにより補償する。 このように本発明は素材温度Toの影響係数
BB10,j,1,j=1,2も考慮したフイード
フオワード制御のため精度と応答性が良く、ま
た、フイードフオワード制御の誤差による偏差の
累積はフイードバツク制御により補償するためコ
イル全長にわたり安定した寸法制御ができるのが
特長である。 以下、影響係数、制御方法、実施例を5.5φ仕上
材について詳細に説明する。 第一に影響係数について述べる。素材温度、素
材天地寸法、素材左右寸法が各々目標値To=850
℃、Ho=Bo=17.1φのときの圧延条件の初期値
を第1表に示す。
The present invention relates to a method for accurately controlling dimensions when rolling a wire or bar using a block mill having a fixed speed ratio and a multi-stage stand connected to a single electric motor and driven by a common drive. This type of block mill requires less space to install the mill compared to the large number of stands provided, and the rolls are cantilevered, so
This has the advantage that the number of man-hours required for roll change is small. On the other hand, because it is a common drive, the speed ratio of each stand is fixed by the gear ratio,
A disadvantage is that the speed ratio between the stands, and therefore the inter-stand tension, cannot be adjusted. On the other hand, in recent years, requirements regarding dimensional accuracy have become stricter even in the rolling of wire rods or bars, and wire rods with high dimensional accuracy that can omit drawing in secondary processing are being developed. Conventionally, as a method for controlling the dimensions of wire rods, there was
−128469 “Dimension control method in wire rod rolling” Utilizing the theory of the influence coefficient of continuous rolling, the product vertical dimension (dimension in the rolling direction of the final stand) measured at the rear of the block mill is changed from the target value. By adjusting the roll gap of the final stand in proportion to the deviation from the target value, the No.
A method of controlling feedback by adjusting the roll gap of one stand (first stand) is known. However, the finishing speed of recent finishing block mills is 60 to 100 m/min when the wire diameter is 5.5φ.
s, the length of the material rolled without control during feedback reaches several tens of meters in finished size, making it difficult to apply in practice. It is an object of the present invention to provide a method for overcoming these difficulties and performing rolling with high dimensional accuracy over the entire length of the coil. The gist of the present invention will be described below using FIG.
In this figure, 1, 3, 5, 7, and 9 are the vertical rolls of the finishing vertical mill, 2, 4, 6, 8, and 10 are the horizontal rolls, 11 is the drive motor common to these, 12 is the gearbox, and 13 is the It is a rolled material. 14 is a thermometer that measures the material (rolled material) temperature To; 15 is a dimension meter that measures the material's vertical dimension Ho; 16 is a dimension meter that measures the material's left-right dimension Bo; 17 is the product's vertical dimension h (10) A dimension meter 18 is a dimension meter that measures the left and right dimension b (10) of the product. Also 19~
23 and 29 are arithmetic units, 24 to 28 are temperature or dimension target value setting devices, and 30 and 31 are reduction devices. The calculation devices 19 to 23 and 29 compare the measured values and the target values from the target value setters 24 to 28 to calculate the deviation and determine the required change in the roll gap at the final stand 1 according to the deviation. The amount is calculated. To r , H r , B r are the material temperatures;
Indicates the target values for the vertical and horizontal dimensions, h r (10),
b r (10) indicates the target values for the product's top and bottom dimensions and left and right dimensions. Further, the dotted line indicates the feedback control system, and the solid line indicates the feedback control system. Here, the roll rolling direction of each stand in the block mill is called the vertical direction. Therefore, for example, in a mill where the No. 1 stand consists of a pair of vertical rolls, followed by a pair of horizontal rolls and then a pair of vertical rolls,
For stands No. 1, 3, 5, 7, and 9, the horizontal direction is the vertical direction, and the vertical direction is the left and right directions.
On the other hand, for No. 2, 4, 6, 8, and 10 stands, the vertical direction is the top and bottom, and the horizontal direction is the left-right direction. In the present invention, firstly, the material temperature at the front part of the material is measured in front of the block mill.
Let To, the material's top and bottom dimensions Ho, and the material's left and right dimensions Bo be their target values To r , Hor , and Bor . Second, the roll gap SR of the final stand is adjusted so that the deviation from the target value h r (10) of the product vertical dimension h (10) of the front section measured at the rear of the block mill is 0.
By changing (10) by the amount determined from the influence coefficient BH1 (10, 10, 3) = 1, and by using the same method for the product left and right dimension b (10), the roll gap SR (1) of No. 1 stand is calculated. By changing the value, feedback control is performed and preset is performed. Thirdly, for rolling from the front part to the middle part and the tail part, the target values To r of the measured material temperature To, material vertical dimension Ho, material left and right dimension Bo,
Deviation from Ho r and Bo r and each product's left and right dimensions b (10)
The influence coefficient BB (10, 1, 1), BB (10,
1, 2), the amount determined from the influence coefficient BB (10, 1, 3) of the No. 1 stand reduction by the amount that cancels out the sum of the variations in the left and right dimensions of each product determined from BB (10, 2, 2) Feedforward control is performed by changing the roll gap SR(1). At this time, the product vertical dimension h(10) is not controlled because its variation is small. Here, since it is not possible to control the cumulative deviation of the product vertical dimension h (10) and the product lateral dimension b (10) from the target values by feed forward control alone, in addition to this, the product vertical dimension h (10) Regarding (10), the roll gap of the final stand is
SR (10), and No. 1 for product left and right dimensions.
This is compensated for by performing feedback control to adjust the roll gap SR(1) of the stand in the same manner as described above. In this way, the present invention has an influence coefficient of the material temperature To.
Feedback control takes BB10, j, 1, j = 1, 2 into consideration, resulting in good accuracy and responsiveness.In addition, since the accumulation of deviations due to errors in feedforward control is compensated for by feedback control, the overall length of the coil is reduced. Its feature is that stable dimensional control is possible over a wide range. Below, the influence coefficient, control method, and examples will be explained in detail for the 5.5φ finished material. First, let's talk about the influence coefficient. Material temperature, material top and bottom dimensions, material left and right dimensions are each target value To = 850
Table 1 shows the initial values of the rolling conditions when ℃ and Ho=Bo=17.1φ.

【表】 この圧延条件を影響係数の基準圧延条件とし
て、独立変数Y(j,k)が第2表のように変化
したときの影響係数の定義式を式(1)〜(5)に示す。 BH1(j,j,k)=ΔH1(i)/H1(i)/ΔY(i
,k)/Y(i,k)…(1) Y(j,k):独立変数 H1(i):出側高さ BB(i,j,k)=ΔB1(i)/B1(i)/ΔY(i
,k)/Y(i,k)……(2) B1(i):出側幅 BTF(i,j,k)=Δtf(i)/kfn(i)/ΔY(
i,k)/Y(i,k)……(3) tf(i):前方張力 BV0(i,j,k)=Δvb(i)/vb(i)/ΔY(i
,k)/Y(i,k)…(4) vb(1):1スタンド入側速度 BF(i,j,k)=Δf(i)/1+f(i)/ΔY(
i,k)/Y(i,k)……(5) f(i):先進 添字 i:従属変数のスタンドNo. j:独立変数のスタンドNo.等 k: 〃 の分類No.第2表参照
[Table] Using this rolling condition as the reference rolling condition for the influence coefficient, the formulas (1) to (5) show the definition of the influence coefficient when the independent variable Y (j, k) changes as shown in Table 2. . BH1 (j, j, k) = ΔH 1 (i) / H 1 (i) / ΔY (i
,k)/Y(i,k)...(1) Y(j,k): Independent variable H 1 (i): Exit height BB(i,j,k)=ΔB 1 (i)/B 1 (i)/ΔY(i
, k)/Y(i, k)...(2) B 1 (i): Exit width BTF(i, j, k) = Δt f (i)/k fn (i)/ΔY(
i, k)/Y(i, k)...(3) tf(i): Forward tension BV0(i, j, k)=Δv b (i)/v b (i)/ΔY(i
, k)/Y(i, k)...(4) vb(1): 1 stand entrance speed BF(i, j, k) = Δf(i)/1+f(i)/ΔY(
i, k)/Y(i, k)...(5) f(i): Advanced Subscript i: Stand No. of dependent variable. j: Stand No. of independent variable, etc. k: Classification No. of 〃 Table 2 reference

【表】 この場合、Y(j,k)の変化量が小さく、第
2表に示す値程度ならば影響係数の値はほとんど
変化せず線形であることは理論および実験により
確認されている。また、基準圧延条件が寸法制御
の範囲内で変化しても、影響係数の値の変化は微
小であり、実用上は一定値としてよい。 ここで、本発明における影響係数の算出方法は
以下のようにして求めた。変形、負荷、温度のユ
ニツトモデルからなる非線形方程式を解いて基準
条件での圧延特性(寸法、圧延荷重、トルク、動
力、圧延材温度)を定量的に求め、それからの圧
延条件の変化量は微小として線形計算により変化
した後の圧延特性を求め、両者の変化率を独立変
数で除算して影響係数を求めた。一方、特開昭54
−128469における影響係数の算出方法は、ミル剛
性は寸法変化に影響を及ぼさない程大きいと仮定
して、変形モデル(幅広がり、先進、断面積)を
線形化し、これと連続の式から影響係数を求めて
いる。 本発明における理論計算の特長は、計算法は複
雑であるが、温度が寸法に及ぼす影響を考慮して
いること、および基準圧延条件と変化した圧延条
件を定量的に高精度に計算できることにあり、影
響係数についても先行特許における値以上の精度
をもつ。したがつて、本発明において、第1表の
圧延条件の初期値は理論計算により精度良く求ま
るため、素材温度、素材天地寸法、素材左右寸法
が各々の目標値であるとき、製品寸法が目標値に
なるようにフイードバツク制御するときの、最終
スタンドおよびNo.1スタンドのロール隙の調整量
は微小であり材料フロント部のプリセツトは短時
間に行なわれる。 つぎに、影響係数の精度と計算例について述べ
る。素材径が幅に及ぼす影響(素材径大)を第2
図aに、No.1スタンド圧下が幅に及ぼす影響(No.
1強圧下)を第2図bに、No.5スタンド圧下が幅
に及ぼす影響(No.5強圧下)を第2図cに、No.9
スタンド圧下がスタンド幅に及ぼす影響(No.9強
圧下)を第2図dに、また、各スタンド圧下(強
圧下)が仕上幅(製品左右寸法)に及ぼす影響を
第3図に示す。△′は特開昭54−128469のモデル、
▲′は特開昭54−128469の実測値(鉛)、〇印は本
モデルの場合である。ここで、本発明におけるモ
デルを特開昭54−128469におけるモデルおよび鉛
圧延における実測値と比較した。本発明のモデル
は実測値とよく一致すること、素材径、No.1スタ
ンド、No.9スタンド、最終スタンド圧下が製品左
右寸法に及ぼす影響係数が大きく、No.2〜No.8ス
タンド圧下の影響係数が小さいことがわかる。素
材温度、素材天地寸法、素材左右寸法が各スタン
ドの天地寸法、左右寸法、前方張力、No.1スタン
ド入側速度、各スタンドの先進に及ぼす影響係数
を第3表に示す。
[Table] In this case, it has been confirmed by theory and experiment that if the amount of change in Y(j,k) is small and is about the value shown in Table 2, the value of the influence coefficient hardly changes and is linear. Further, even if the reference rolling conditions change within the range of dimensional control, the change in the value of the influence coefficient is minute and may be kept as a constant value in practice. Here, the method of calculating the influence coefficient in the present invention was determined as follows. A nonlinear equation consisting of a unit model of deformation, load, and temperature is solved to quantitatively determine the rolling characteristics (dimensions, rolling load, torque, power, and temperature of the rolled material) under standard conditions, and the amount of change in rolling conditions thereafter is minute. The rolling characteristics after the change were determined by linear calculation, and the influence coefficient was determined by dividing the rate of change of both by the independent variable. On the other hand, Japanese Patent Publication No. 54
The method for calculating the influence coefficient in -128469 is to linearize the deformation model (width spread, advance, cross-sectional area) assuming that the mill stiffness is so large that it does not affect dimensional changes, and then use this and the continuity equation to calculate the influence coefficient. I'm looking for. The features of the theoretical calculation in the present invention are that although the calculation method is complex, it takes into consideration the effect of temperature on dimensions, and that it is possible to quantitatively calculate the standard rolling conditions and changed rolling conditions with high accuracy. , the influence coefficient is also more accurate than the value in the prior patent. Therefore, in the present invention, since the initial values of the rolling conditions shown in Table 1 are determined with high accuracy through theoretical calculations, when the material temperature, material vertical dimension, and material horizontal dimension are each target value, the product dimension is determined to be the target value. When performing feedback control to achieve this, the amount of adjustment of the roll gaps of the final stand and No. 1 stand is minute, and the presetting of the material front part is done in a short time. Next, we will discuss the accuracy of the influence coefficient and a calculation example. The effect of material diameter on width (large material diameter) is the second
Figure a shows the effect of No. 1 stand reduction on the width (No.
Fig. 2b shows the effect of No. 5 stand reduction on the width (No. 5 strong reduction), Fig. 2 c shows the effect of No. 5 stand reduction on the width,
Figure 2d shows the effect of stand reduction on the stand width (No. 9 strong reduction), and Figure 3 shows the effect of each stand reduction (strong reduction) on the finished width (product lateral dimensions). △′ is the model of JP-A-54-128469,
▲′ is the actual measured value (lead) of JP-A-54-128469, and the 〇 mark is for this model. Here, the model in the present invention was compared with the model in JP-A-54-128469 and actual values in lead rolling. The model of the present invention has good agreement with actual measured values, has a large influence coefficient of the material diameter, No. 1 stand, No. 9 stand, and final stand reduction on the product's left and right dimensions, and has a large influence coefficient on the product's left and right dimensions. It can be seen that the influence coefficient is small. Table 3 shows the influence coefficients of material temperature, material vertical dimensions, and horizontal material dimensions on the vertical dimensions, horizontal dimensions, forward tension, No. 1 stand entry speed, and advancement of each stand of each stand.

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】 この基準圧延条件では素材温度Toの製品寸法
に及ぼす影響係数は、To=850→800℃に変化す
る場合、製品天地寸法については、BH1(10,
1,1)=−0.030、製品左右寸法についてはBB
(10,1,1)=−0.238である。また、To=850
→900℃に変化するときの影響係数はBH1(10,
2,1)=−0.024、BB(10,2,1)=0.500であ
る。したがつて、この圧延条件では素材温度が製
品天地寸法に及ぼす影響は微小であるが、製品左
右寸法に及ぼす影響は無視できないことがわか
る。 次に、フイードバツク制御によるプリセツト方
法、フイードフオワード制御による寸法制御方法
について述べる。 フイードバツク制御による製品天地寸法のプリ
セツト方法を第4図a、製品左右寸法のプリセツ
ト方法を第4図bに示す。製品天地寸法は、状態
0における初期値h0(10)と目標値hr(10)との偏
差、および最終スタンドの圧下の影響係数BH1
(10,10,3)=1から決まる最終スタンドのロー
ル隙変化量により状態1へ制御する。 すなわち、最終スタンドのロール隙は h1(10)=hr(10) ……(6) SR1(10)=SR0(10)+h1(10)−h0(10) ……(7) により決定される。ここに、h0(10),h1(10),hr
(10)は各々、製品天地寸法の初期値、プリセツ
ト値、目標値であり、SR0(10),SR1(10)は
各々、最終スタンドロール隙の初期値、プリセツ
ト値である。 製品左右寸法は、状態1における目標値br(10)
との偏差、およびNo.1スタンドの圧下の影響係数
BB10,1,3から決まるNo.1スタンドロール隙
変化量により状態2へ制御する。ここで状態1に
おける製品左右寸法b1(10)、状態2におけるNo.1
スタンドロール隙SR2(1)は式(8)〜(10)によ
り求まる。 b1(10)=b0(10)・(1+BB10,10,3)・(
SR1(10)−SR0(10))/h0(10))……(8) b(10)=br(10) ……(9) SR2(1)=SR1(1)+h1(1)・(b2(10)−
b1(10))/BB(10,1,3)・b1(10)……(10) 状態2における製品天地寸法h210は h2(10)=h1(10)・(1+BH1(10,1,3)
・(SR2(1)−SR1(1))/h1(1))……(11) であり、BH1(10,1,3)=0.0368であるからh2
(10)h1(10)であることがわかる。以上で、材
料フロント部の素材温度、素材天地寸法、素材左
右寸法を目標値Tor,Hor,Borとしたとき、製
品天地寸法、製品左右寸法が目標値hr(10),br
(10)になるように、圧延条件は、状態0の初期
値から状態2へフイードバツク制御によりプリセ
ツトされる。 つぎに、フロント部以降のミドル部、テイル部
迄の圧延において、外乱として、素材温度がTo
→To+ΔTo、素材天地寸法がHo→Ho+ΔHo、
素材左右寸法がBo→Bo+ΔBoへ変化したときの
寸法制御方法について述べる。 素材温度が製品天地寸法へ及ぼす影響を第5図
aに、素材温度が製品左右寸法へ及ぼす影響を第
5図bに示す。状態3(To+ΔTo,Ho,Bo)に
おける製品寸法は式(12),(13)により求まる。 h3(10)=h2(10)・(1+BH1(10,1,1)
・ΔTo/To……(12) b3(10)=b2(10)・(1+BB(10,1,1)・
ΔTo/To……(13) 素材天地寸法が製品天地寸法へ及ぼす影響を第
5図cに、素材天地寸法が製品左右寸法へ及ぼす
影響を第5図dに示す。状態4(To+ΔTo,Ho
+ΔHo,Bo)における製品寸法は式(14),(15)に
より求まる。 h4(10)=h3(10)・(1+BH1(10,1,2)
・ΔHo/Ho)……(14) b4(10)=b3(10)・(1+BB(10,1,2)・
ΔHo/Ho)……(15) 素材左右寸法が製品天地寸法へ及ぼす影響を第
5図eに、素材左右寸法が製品左右寸法へ及ぼす
影響を第5図fに示す。状態5(To+ΔTo,Ho
+ΔHo,Bo+ΔBo)における製品寸法は式(16),
(17)により求まる。 h5(10)=h4(10)・(1+BH1(10,2,2)
・ΔBo/Bo)……(16) b5(10)=b4(10)・(1+BB(10,2,2)・
ΔBo/Bo)……(17) 以上で、外乱ΔTo,ΔHo,ΔBoにより、製品
寸法は状態5のh5(10),b5(10)へ変化する。そ
こで、製品寸法の目標値hr(10)br(10)との偏差
およびNo.1スタンド圧下の影響係数BB(10,1,
3)から決まる量だけNo.1スタンドのロール隙を
変化するフイードフオワード制御により製品左右
寸法を目標値に制御する必要がある。 ここで、状態6におけるNo.1スタンドのロール
隙SR6(1)、製品高さh6(10)は式(18),(19),(2
0),(21)により求まる。 b6(10)=br(10) ……(18) SR5(1)=SR2(1) ……(19) SR6(1)=SR5(1)+h1(1)・(b6(10)−
b5(10))/BB(10,1,3)・b5(10)……(20) h6(10)=h5(10)・(1+BH(10,1,3)・
(SR6(1)−SR5(1))/h5(1))……(21) 素材(材料)フロント部のブロツクミル出側に
おける製品天地寸法、左右寸法が、目標天地寸
法、目標左右の許容範囲内に制御された時点で、
素材のその部分のブロツクミル入側での素材温
度、天地寸法、左右寸法の測定値を目標値とし、
ブロツクミル入側での素材温度、天地寸法、左右
寸法の測定値の目標値からの偏差と影響係数を用
いるフイードフオワード制御を開始する。従つ
て、素材フロント部の一部分に対しては、フイー
ドフオワード制御は行われないけれども、その部
分は素材全長の中で極く僅かである。 このようにして製品左右寸法を状態6に制御す
る方法を第5図hに示す。この場合、製品天地寸
法については、その変化は状態3〜6迄微小であ
り、フイードフオワード制御する必要はない。 ここでフイードフオワード制御の場合、製品寸
法の目標値からの偏差の累積に対しては無効であ
るため、プリセツト方法と同様な方法でフイード
バツク制御を兼用して、それを補償する必要があ
る。このようにして、プリセツト以降、テイル部
迄の圧延については、フイードフオワード制御+
フイードバツク制御により製品寸法を安定して制
御することができる。 つぎに、実施例について述べる。 0.06%C鋼、冷間仕上寸法5.5φ、仕上速度
60m/sについて、素材温度の目標値To=850
℃、素材寸法の目標値Ho=Bo=17.1〓のときのフ
イードバツク制御によるプリセツト方法の実施例
を第4表に、外乱ΔTo,ΔHo,ΔBoに対するフ
イードフオワード制御方法を第5表に示す。
[Table] Under this standard rolling condition, the influence coefficient of the material temperature To on the product dimensions is as follows: When To changes from 850 to 800℃, the product top and bottom dimensions are BH1 (10,
1, 1) = -0.030, BB for product left and right dimensions
(10, 1, 1) = -0.238. Also, To=850
→The influence coefficient when changing to 900℃ is BH1 (10,
2, 1) = -0.024, BB (10, 2, 1) = 0.500. Therefore, it can be seen that under these rolling conditions, the influence of the material temperature on the vertical dimensions of the product is minute, but the influence on the horizontal dimensions of the product cannot be ignored. Next, a presetting method using feedback control and a dimensional control method using feedback control will be described. A method for presetting the top and bottom dimensions of the product using feedback control is shown in FIG. 4a, and a method for presetting the lateral dimensions of the product is shown in FIG. 4b. The product vertical dimensions are determined by the deviation between the initial value h 0 (10) and the target value h r (10) in state 0, and the influence coefficient BH1 of the final stand reduction.
Control is performed to state 1 based on the roll gap change amount of the final stand determined from (10, 10, 3)=1. In other words, the roll gap at the final stand is h 1 (10) = h r (10) ……(6) SR 1 (10) = SR 0 (10) + h 1 (10) − h 0 (10) ……(7 ) is determined by Here, h 0 (10), h 1 (10), h r
(10) are the initial value, preset value, and target value of the product top and bottom dimensions, respectively, and SR 0 (10) and SR 1 (10) are the initial value and preset value, respectively, of the final stand roll gap. The product left and right dimensions are the target values b r (10) in condition 1.
and the influence coefficient of the rolling reduction of No. 1 stand.
Control is performed to state 2 based on the No. 1 stand roll gap change amount determined from BB10, 1, and 3. Here, product left and right dimensions b 1 (10) in condition 1, No. 1 in condition 2
The stand roll gap SR 2 (1) is determined by equations (8) to (10). b 1 (10) = b 0 (10)・(1+BB10,10,3)・(
SR 1 (10) - SR 0 (10)) / h 0 (10)) ... (8) b (10) = b r (10) ... (9) SR 2 (1) = SR 1 (1) +h 1 (1)・(b 2 (10)−
b 1 (10)) / BB (10, 1, 3)・b 1 (10)……(10) Product vertical dimension h 2 10 in condition 2 is h 2 (10)=h 1 (10)・(1+BH1 (10,1,3)
・(SR 2 (1) - SR 1 (1))/h 1 (1))...(11) Since BH1 (10, 1, 3) = 0.0368, h 2
(10) It turns out that h 1 (10). In the above, when the material temperature at the front part of the material, the material top and bottom dimensions, and the material left and right dimensions are set to the target values To r , H r , and Bor , the product top and bottom dimensions and the product left and right dimensions are set to the target values h r (10), b r
(10), the rolling conditions are preset from the initial values of state 0 to state 2 by feedback control. Next, during rolling from the front section to the middle section and tail section, the material temperature To
→To+ΔTo, material vertical dimension is Ho→Ho+ΔHo,
We will discuss the dimension control method when the left and right dimensions of the material change from Bo to Bo + ΔBo. Figure 5a shows the influence of material temperature on the product's vertical dimensions, and Figure 5b shows the influence of material temperature on the product's lateral dimensions. The product dimensions in state 3 (To + ΔTo, Ho, Bo) are determined by equations (12) and (13). h 3 (10) = h 2 (10)・(1+BH1(10,1,1)
・ΔTo/To……(12) b 3 (10)=b 2 (10)・(1+BB(10,1,1)・
ΔTo/To...(13) Figure 5c shows the influence of the material vertical dimension on the product vertical dimension, and Figure 5d shows the influence of the material vertical dimension on the product lateral dimension. State 4 (To+ΔTo, Ho
The product dimensions at +ΔHo, Bo) are determined by equations (14) and (15). h 4 (10) = h 3 (10)・(1+BH1(10,1,2)
・ΔHo/Ho)……(14) b 4 (10)=b 3 (10)・(1+BB(10,1,2)・
ΔHo/Ho)...(15) Figure 5e shows the influence of the left and right dimensions of the material on the top and bottom dimensions of the product, and Figure 5f shows the influence of the left and right dimensions of the material on the left and right dimensions of the product. State 5 (To + ΔTo, Ho
The product dimensions at +ΔHo, Bo+ΔBo) are expressed by formula (16),
Determined by (17). h 5 (10) = h 4 (10)・(1+BH1(10,2,2)
・ΔBo/Bo)……(16) b 5 (10)=b 4 (10)・(1+BB(10,2,2)・
ΔBo/Bo)...(17) As described above, the product dimensions change to h 5 (10) and b 5 (10) in state 5 due to the disturbances ΔTo, ΔHo, and ΔBo. Therefore, the deviation from the target value h r (10) b r (10) of product dimensions and the influence coefficient BB (10, 1,
It is necessary to control the product's left and right dimensions to the target value using feed forward control that changes the roll gap of the No. 1 stand by an amount determined from 3). Here, the roll gap SR 6 (1) and product height h 6 (10) of No. 1 stand in state 6 are calculated by formulas (18), (19), (2
0), (21). b 6 (10)=b r (10) ……(18) SR 5 (1)=SR 2 (1) ……(19) SR 6 (1)=SR 5 (1)+h 1 (1)・( b 6 (10)−
b 5 (10)) / BB (10, 1, 3)・b 5 (10)……(20) h 6 (10)=h 5 (10)・(1+BH(10, 1, 3)・
(SR 6 (1) - SR 5 (1)) / h 5 (1))...(21) Material Once controlled within the acceptable range,
The measured values of the material temperature, vertical dimension, and left and right dimensions at the entrance side of the block mill for that part of the material are set as target values,
Feedforward control is started using the deviation of the measured values of the material temperature, vertical dimension, and horizontal dimension at the entrance side of the block mill from the target values and the influence coefficient. Therefore, although feed forward control is not performed for a portion of the front portion of the material, that portion is extremely small within the total length of the material. A method for controlling the left and right dimensions of the product to state 6 in this manner is shown in FIG. 5h. In this case, the change in the vertical dimensions of the product is minute from state 3 to state 6, and there is no need for feedforward control. In the case of feedback control, it is ineffective against the cumulative deviation of product dimensions from the target value, so it is necessary to use a method similar to the preset method to compensate for this. . In this way, the rolling from the preset to the tail section is controlled by feed forward control +
Feedback control allows stable control of product dimensions. Next, examples will be described. 0.06% C steel, cold finishing dimension 5.5φ, finishing speed
For 60m/s, target value of material temperature To = 850
Table 4 shows an example of the presetting method using feedback control when the target value Ho=Bo=17.1 of material dimensions is shown in Table 4, and Table 5 shows the feedback control method for disturbances ΔTo, ΔHo, and ΔBo.

【表】 *1:各手順間の変化
0.06%℃鋼、 60m/s at 5.5〓、 入側
温度T=850℃
入側天地、左右寸法H=B=17.10mm
[Table] *1: Changes between each procedure
0.06%℃ steel, 60m/s at 5.5〓, entrance temperature T 0 = 850℃
Entrance side top and bottom, left and right dimensions H 0 = B 0 = 17.10mm

【表】 この場合、フイードフオワード制御を行なつて
いるため、制御されない製品長さは、ロール隙の
変化速度で決まり、仕上速度60m/sで6m、
100m/sで10m程度であり、従来の制御方法に
比較してその長さはかなり短縮され、コイル全長
にわたり寸法変動を許容範囲内に制御できる。
[Table] In this case, since feedforward control is performed, the uncontrolled product length is determined by the speed of change of the roll gap, and is 6 m at a finishing speed of 60 m/s.
The length is approximately 10 m at 100 m/s, which is considerably shorter than conventional control methods, and dimensional fluctuations can be controlled within an allowable range over the entire length of the coil.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明のコモンドライブブロツクミ
ルにおける寸法制御方法を示す概略図である。第
2図は、素材径、No.1スタンド圧下、No.5スタン
ド圧下、No.9スタンド圧下が各スタンド左右寸法
に及ぼす影響係数を示す図である。第3図は、各
スタンド圧下が製品左右寸法に及ぼす影響係数を
示す図である。第4図は、フイードバツク制御に
よるプリセツト方法を示す図である。第5図は素
材温度ΔTo、素材天地寸法ΔHo、素材左右寸法
ΔBoの外乱が製品天地寸法、製品左右寸法へ及
ぼす影響、およびNo.1スタンドロール隙を操作量
として、フイードフオワード制御により製品左右
寸法を制御する方法を示す図である。 図面で1,3,5,9はコモンドライブブロツ
クミルの堅ロール、2,4,6,8,10は同水
平ロール、13は被圧延材、To,Ho,Boはブ
ロツクミル前段における素材温度、天地寸法、左
右寸法、h(10),b(10)はブロツクミル後段に
おける圧延製品の天地寸法、左右寸法、Tor
Hor,Borは素材温度、天地寸法、左右寸法の目
標値、hr(10),br(10)は製品天地寸法、左右寸
法の目標値である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a method for controlling dimensions in a common drive block mill of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing the influence coefficients of the material diameter, No. 1 stand reduction, No. 5 stand reduction, and No. 9 stand reduction on the left and right dimensions of each stand. FIG. 3 is a diagram showing the influence coefficient of each stand reduction on the left and right dimensions of the product. FIG. 4 is a diagram showing a presetting method using feedback control. Figure 5 shows the influence of disturbances of material temperature ΔTo, material vertical dimension ΔHo, material horizontal dimension ΔBo on product vertical dimension, product horizontal dimension, and No. 1 stand roll gap as the manipulated variable, and the product is manufactured by feed forward control. It is a figure which shows the method of controlling a left-right dimension. In the drawing, 1, 3, 5, and 9 are hard rolls of the common drive block mill, 2, 4, 6, 8, and 10 are the same horizontal rolls, 13 is the material to be rolled, To, Ho, and Bo are the material temperatures at the front stage of the block mill, The top and bottom dimensions, left and right dimensions, h(10) and b(10) are the top and bottom dimensions and left and right dimensions of the rolled product in the latter stage of the block mill, To r ,
H r and B r are the target values for the material temperature, top and bottom dimensions, and left and right dimensions, and h r (10) and b r (10) are the target values for the product top and bottom dimensions and left and right dimensions.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 その軸心が相互に90゜交叉する圧延ロールの
組を交互に配設した多段スタンドからなるコモン
ドライブブロツクミルによつて線材或は棒材を圧
延するに際し、 前記ブロツクミルの入側において、素材の温
度、素材天地寸法(ブロツクミルの最始スタンド
におけるロール圧下方向の寸法)および素材左右
寸法(ブロツクミルの最始スタンドにおけるロー
ル圧下方向に直角な方向の寸法)を測定するとと
もに、 上記ブロツクミルの出側において、圧延製品の
天地寸法(最終スタンドにおけるロール圧下方向
の寸法)ならびに左右寸法(最終スタンドにおけ
るロール圧下方向に直角な方向の寸法)を測定
し、 素材の前方部分(フロント部)に関し、前記ブ
ロツクミルの出側において測定した圧延製品の天
地寸法の測定結果と圧延製品の目標天地寸法を比
較し、その偏差を零とすべく、ブロツクミルの最
終スタンドにおけるロール間隙の大きさを操作量
とするフイードバツク制御を行なうとともに、前
記ブロツクミルの出側において測定した圧延製品
の左右寸法の測定結果と圧延製品の目標左右寸法
を比較し、その偏差を零とすべくブロツクミルの
最始スタンドにおけるロール間隙の大きさを操作
量とするフイードバツク制御を行ない、 次いで、素材尾端部までの圧延に関し、上記ブ
ロツクミルの入側において測定した素材の前方部
分(フロント部)における素材の温度、素材天地
寸法および素材左右寸法の値を目標値とし、この
目標値からの偏差に基づいてブロツクミルの最始
スタンドにおけるロール間隙を操作量とする、素
材温度の影響を織り込むフイードフオワード制御
を行うとともに、 前記ブロツクミルの出側において測定した圧延
製品の天地寸法と圧延製品の目標天地寸法を比較
し、その偏差を零とすべくブロツクミルの最終ス
タンドにおけるロール間隙の大きさを操作量とす
るフイードバツク制御を行ないさらに、ブロツク
ミルの出側において測定した圧延製品の左右寸法
と製品左右寸法目標設定器28によつて入力され
る圧延製品の目標左右寸法を比較しその偏差を演
算算出するとともに(8)〜(10)式によつて最始スタン
ドにおけるロール間隙量の所要変化量を演算算出
しその結果を圧下装置30に入力し、それに基づ
いて最始スタンドにおけるロール間隙量を変化さ
せるフイードバツク制御を行う、 ことからなる線材圧延における寸法制御方法。 b1(10)=b0(10)・(1+BB(10,10,3)・
(SR1(10)−SR0(10)/h0(10)))……(8) b2(10)=br(10) ……(9) SR2(1)=SR1(1) +h1(1)・(b2(10)−b1(10))/BB(10,
1,3)・b1(10)……(10) こゝでb(10)は製品左右寸法、h(10)は製品
天地寸法、添字0は初期値、添字1,2は状態
1,2、添字rは目標値、BB,BHは影響係数、
SR(10),SR(1)は最終,No.スタンドロール隙
を示す。
[Scope of Claims] 1. When rolling a wire or bar by a common drive block mill consisting of a multi-stage stand in which sets of rolling rolls whose axes intersect with each other at 90 degrees are arranged alternately, the block mill On the entry side of the block mill, measure the temperature of the material, the vertical dimension of the material (dimension in the direction of roll reduction at the first stand of the block mill), and the horizontal dimension of the material (dimension in the direction perpendicular to the direction of roll reduction at the first stand of the block mill). , At the exit side of the block mill, measure the vertical dimension (dimension in the direction of roll reduction at the final stand) and lateral dimension (dimension in the direction perpendicular to the direction of roll reduction at the final stand), and measure the front part of the material (front dimension). Regarding part), the measurement result of the vertical dimension of the rolled product measured at the exit side of the block mill was compared with the target vertical dimension of the rolled product, and in order to reduce the deviation to zero, the size of the roll gap at the final stand of the block mill was determined. In addition to performing feedback control using the manipulated variable, the measurement result of the horizontal dimension of the rolled product measured at the exit side of the block mill is compared with the target horizontal dimension of the rolled product, and in order to reduce the deviation to zero, Feedback control is performed using the size of the roll gap as the manipulated variable, and then, regarding rolling to the tail end of the material, the temperature of the material at the front part of the material measured at the entry side of the block mill, and the vertical dimensions of the material are measured. The values of the left and right dimensions of the material are set as target values, and based on the deviation from the target values, the roll gap at the first stand of the block mill is set as the manipulated variable, and feedforward control is performed that takes into account the influence of material temperature. Compare the vertical dimension of the rolled product measured at the exit side of the block mill with the target vertical dimension of the rolled product, and perform feedback control using the size of the roll gap at the final stand of the block mill as the manipulated variable in order to reduce the deviation to zero. , Compare the lateral dimension of the rolled product measured at the exit side of the block mill with the target lateral dimension of the rolled product inputted by the product lateral dimension target setter 28, calculate the deviation, and (8) to (10) It consists of calculating the required amount of change in the roll gap amount at the first stand using a formula, inputting the result to the rolling down device 30, and performing feedback control to change the roll gap amount at the first stand based on it. Dimension control method in wire rod rolling. b 1 (10) = b 0 (10)・(1+BB(10,10,3)・
(SR 1 (10) - SR 0 (10) / h 0 (10))) ... (8) b 2 (10) = b r (10) ... (9) SR 2 (1) = SR 1 ( 1) +h 1 (1)・(b 2 (10)−b 1 (10))/BB(10,
1, 3)・b 1 (10)...(10) Here, b (10) is the product's left and right dimensions, h (10) is the product's top and bottom dimensions, subscript 0 is the initial value, subscripts 1 and 2 are the state 1, 2. The subscript r is the target value, BB, BH are the influence coefficients,
SR(10) and SR(1) indicate the final and No. stand roll gaps.
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