JP2963240B2 - タンデム圧延機の張力制御方法 - Google Patents
タンデム圧延機の張力制御方法Info
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Description
タンデム圧延機により圧延を実施する際のスタンド間に
おける被圧延材張力の制御に利用しうる。
特開昭56−139210号,特開昭57−19321
3号,特開昭59−118220号,及び特開昭59−
127917号の各公報に開示されている。
おける被圧延材(以下、圧延材という)張力は圧延板厚
に影響を及ぼす。そこで従来は、スタンド間にル−パを
配設しこのル−パによりスタンド間の圧延材張力を一定
に維持するようにしている。図5に、タンデム仕上圧延
機の一例を示す。ル−パは電動機IMで駆動される。ル
−パ高さ制御器H.Cおよびル−パ張力制御器により、
ル−パの高さが設定範囲内にありかつストリップのスタ
ンド間張力が目標値に安定するように電動機IMのトル
ク(電流)が制御される。ストリップの圧延板厚はフィ
−ドフォワ−ド板厚制御機能F.Fと自動板圧制御機能
AGCで制御される。図5中のAGCのブロックに接続
したSRは圧下レオナ−ド、SMは圧下電動機、S0は
ロ−ルギャップ検出器、LCは圧延荷重計であり、F1
〜F7が各スタンドである。各スタンドの圧延ロ−ルは
ロ−ル駆動電動機Mで回転駆動され、この速度を主機レ
オナ−ドSRが制御する。SACはサクセッシブまたは
マスフロ−制御入力を意味する。
−パの応答性(数rad/sec)および圧延速度(Mによる
速度)の応答性(十数rad/sec)が、ロ−ル開度を定め
る油圧圧下位置制御装置(SR+SM)の応答性(百数十rad/
sec)に比べて桁違いに低いので、圧下位置(ロ−ル開
度)の変更によるスタンド間張力の変化をルーパにより
十分制御できない。張力変動が生じると、AGC制御が
乱されて、板厚が目標値からずれたり薄物の圧延材の圧
延時に平坦度不良が生じたりする。例えば検出した板厚
が目標値より大きくなると、AGCがロール間間隙を狭
くするように圧下を調整するが、それによって該スタン
ドの下流側スタンド間の圧延材張力が小さくなり、その
結果、当該スタンドの圧延反力が見かけ上大きくなり、
AGCはさらに板厚を小さくする方向に動き、目標より
も板厚が薄くなる。
(ロ−ル開度)制御により抑制している。従来のこの一
態様を図6に示し、図7には図6に示す圧延設備の、圧
延制御機能を示す。この例では、#1スタンドにおいて
圧下による板厚制御を実施し、#2〜#4スタンドでは
ロ−ル周速(スタンド間ロ−ル周速比)により板厚を決
定する。スタンド間張力が変化し、許容範囲を外れると
圧下により張力を許容範囲に戻す(圧下による張力制限
制御)。#4−5スタンド間において速度による張力モ
ニタAGC(スタンド間ロ−ル周速比制御による板厚制
御)を実施する。図6においてAPCは圧下位置制御装
置、ATCは張力制御機能、ASRがロ−ル周速比制御
による板厚制御機能である。これらの制御機能の内容を
図7に示す。 スタンド間ロ−ル周速比により板厚を決
定しロ−ル周速比制御により板厚を制御し、圧下により
スタンド間張力を制御する場合、油圧圧下位置制御装置
の応答性が高いので、ロ−ル周速の変化による張力変化
を十分吸収する速応性が高い張力制御が実現する。
ンドの張力制御による圧下の変化は上流側張力(iスタ
ンドとi−1スタンド間の圧延材張力)と下流側張力
(iスタンドとi+1スタンド間の圧延材張力)の両者
に変化をもたらす。これらの変化は、各スタンドにおい
て張力制御による圧下の変化を誘起し、これらが前方張
力および後方張力に変化をもたらす。すなわちiスタン
ドにおける張力制御による更なる圧下の変化を誘起す
る。このようにしてスタンド間で張力制御が相互作用し
て張力制御が微小であるが発振してしまう。
合、上流側スタンド間張力は大きく変化するが下流側ス
タンド間張力はほとんど変化しないので、このような問
題は大きくはない。しかし熱間圧延の場合には、下流側
スタンド間張力の変化が無視できず、上述の問題が起り
易い。この種の問題に内在する圧延挙動を更に詳しく説
明する。図8に、熱間タンデム圧延において、スタンド
間ロ−ル周速比により板厚を決定しロ−ル周速比制御に
より板厚を制御し圧下によりスタンド間張力を制御する
場合の、制御系のブロック図を示す。図8に示す記号及
び以下に示す記号は次の通りの事項を意味する。
味する。 (1) #2スタンド上流側張力偏差(張力のゆるみ:ΔT
(1)−)を検出する。
置を上げる(ΔS (2)+)。
+)
(2)が小さくなる(Δf (2)−)。冷間圧延ではΔf
(2)はほとんど零である。 γ(2)=(H(2)−h(2))/
H(2),f(2)=func(γ(2),μ(2),R(2))。
が減速する(Δv (2)−)。
する(ΔV (2)+)。
(Δv (1)=0)。
張力=#1スタンド前方張力が張る(ΔT(1)+)。
が吸収される。冷間圧延の場合には、係数B (2)が小さ
いため、圧下による張力制御の効果は下流スタンドには
大きくは波及しない。しかし熱間圧延の場合には次の問
題が大きくなる。
V (2)=0)。
ンド前方張力=#3スタンド後方張力が張る(ΔT (2)
+)。
を導入した場合にはここまでの変化となる。以下、全ス
タンドに圧下による張力制御系を導入している場合につ
いて説明する。
ンドの張力制御系(C (3))が圧下位置を下げる(ΔS
(3)−)。
スタンド後方張力=#2スタンド前方張力が緩む(ΔT
(2)−)。
板厚が(更に)増してしまう(Δh (2)++)。
ド後方張力=#1スタンド前方張力が(更に)張る(Δ
T (1)++)。◇このようにして圧下による張力制御が
過制御になり張力制御系が微小であるが発振する。この
種の発振は、板厚精度の悪化につながる。
速の変化およびその他の要因によるスタンド間張力変化
を効果的に防止しかつ張力制御を安定に行なうスタンド
間張力制御装置を提供することを課題とする。
に、圧延スタンドの上流側スタンド間の被圧延材張力を
測定し、上流側スタンド間の被圧延材張力実績値と上流
側スタンド間の被圧延材張力目標値との偏差を実質的に
零にすべく、前記圧延スタンドのロール間間隙を修正す
るタンデム圧延機の張力制御方法において、上流側スタ
ンド間の被圧延材張力実績値と上流側スタンド間の被圧
延材張力目標値との偏差に基づいて前記圧延スタンドの
ロール間間隙修正量を算出すると共に、該ロール間間隙
修正量により前記圧延スタンドの下流側スタンド間の被
圧延材張力が変動する量を算出し、該下流側スタンド間
の被圧延材張力変動量を実質的に零にする当該スタンド
ロール回転速度変更量及び当該スタンドより上流のスタ
ンドの回転速度変更量を算出し、前記圧延スタンドのロ
ール間間隙修正量とロール回転速度修正量を同時に変更
することで前記圧延スタンドの下流側スタンド間の被圧
延材張力に影響を及ぼすことなく、前記圧延スタンドの
上流側スタンド間の被圧延材張力を制御する。
延スタンドの下流側スタンド間の被圧延材張力が変動す
る量の算出にあたっては、該ロール間間隙修正量により
生ずる当該スタンドの先進率変化を算出し、該先進率変
化に基づいて下流側スタンド間の被圧延材張力変化量を
算出する。
響は、主に圧延ロール間間隙変更に伴う先進率の変化を
定量化することによって定量化できる。先進率は、例え
ば圧延のモデル式である次の第(1)式で表わすことがで
きる。
味する。 また、前方張力と後方張力を加味して次の第
(2)式の計算を実施すれば、更に正確に先進率を求める
ことができる。
の張力変動を打ち消すように当該圧延スタンドのロール
回転速度、上流側圧延スタンド、もしくは下流側圧延ス
タンドのロ−ル回転速度を調整すれば、前方(下流側ス
タンド間)張力の変化を実質的に零にでき、板厚精度を
高めることができる。
おけるタンデム圧延機の構成を一例として示す。図1を
参照すると、この実施例では、7基の圧延スタンド#
1,#2,#3,#4,#5,#6,及び#7が設けら
れている。各々の圧延スタンドには、圧下位置を調整す
るための油圧圧下機構と、圧延ロ−ルを回転駆動する主
機速度モ−タが設けられている。また、ロ−ル位置、即
ちロ−ル間間隙を検出するロ−ル位置検出器と、圧延荷
重を検出するロ−ドセルが各圧延スタンドに設けられて
いる。更に、隣接する圧延スタンドの間には、圧延材
(鋼材)の張力を検出する張力計がそれぞれ設けられて
いる。
2に示す。なお図2には3基の圧延スタンドとそれに対
応する制御系を示してあるが、他の圧延スタンドについ
ても同様の制御が実施される。図2においては、中央の
i番目の圧延スタンドとそれに関連する要素は、その符
号に「(i)」を付して他のスタンドと区別し、それより
1スタンド上流側の圧延スタンドに対応する要素は、符
号に「(i-1)」を付し、1スタンド下流側の圧延スタン
ドに対応する要素は、符号に「(i+1)」を付してある。
る。圧下制御装置PCは、圧下位置指令に基づいて油圧
圧下機構を制御し、圧下位置(ロ−ル間間隙)を調整す
る。この実施例では、圧下位置指令信号は張力制御装置
TCから出力される。板厚計算装置SHは、次に示すゲ
−ジメ−タ式に基づいてスタンド出側板厚を計算し、計
算結果を速度補正装置VA(i)及びVA(i+1)に出力す
る。
れた張力計が出力するスタンド上流側張力に基づいて、
圧下位置指令信号を出力する。この装置の構成を図3に
示す。図3を参照すると、入力される検出張力と予め設
定された張力設定値との差分、即ち張力偏差T(i-1)-T
(i-1)が、不感帯処理装置(横軸が入力レベル,縦軸が
出力レベルを示し、各々零に設定すれば不感帯処理は無
いものと等価となる。)101を介してPI制御装置1
02に入力され、PI制御装置102が圧下位置指令信
号ΔS(i)を生成する。
(i)には、張力制御装置TC(i)の出力する圧下位置指令
信号ΔS(i),板厚計算装置SH(i-1)の出力する前スタ
ンド出側板厚h(i-1),及び板厚計算装置SH(i)の出力
する当スタンド出側板厚が入力される。速度補正装置V
A(i)の構成を図3に示す。図3を参照すると、入力さ
れる前スタンド出側板厚信号h(i-1)は、圧延材の移動
速度に応じて時間を遅らせる遅延要素111を通り、該
前スタンドの入側板厚H(i)として、板厚計算装置SH
(i)から出力される当スタンド出側板厚h(i-1)と共に先
進率計算装置112に入力される。また、先進率計算装
置112は、張力制御装置TC (i)から出力される圧下
位置指令信号を取り込んで、下式のようにスタンド出側
板厚h(i)をh'(i)に補正する。
味する。 これらの入力信号に基づいて、先進率計算装置
112においては、前に示した第(1)式(又は第(2)式)
の計算を実施して、当スタンドにおける先進率f (i)
を計算する。メモリ113は、制御開始時の先進率f0
(i)を記憶し保持する。従って変換装置114には、制
御開始時の先進率と現在の先進率との偏差f0(i)−f
(i)、すなわち先進率の変化分が入力される。変換装置
114は、入力される先進率の変化分をロ−ル周速度の
変化に換算する。その計算結果が、PI制御装置115
に入力される。PI制御装置115は、ロ−ル周速度変
更指令ΔVr(i)を出力する。
の出側にはX線板厚計が設置されている。このX線板厚
計の出力する検出板厚信号が、図2に示すX線モニタ板
厚制御装置XHCに入力される。X線モニタ板厚制御装
置XHCは、予め設定された出側板厚目標値と入力され
る検出板厚との差分、即ち板厚偏差に基づいて、その偏
差を修正するように各スタンド間のロ−ル周速度比を修
正する。この修正結果に基づいて、各々の圧延スタンド
に対応付けられた7つのロ−ル周速度基準信号を生成
し、それらを主機モ−タ速度制御装置MVCに対して出
力する。
ニタ板厚制御装置XHCの出力する7つのロ−ル周速度
基準信号と、各速度補正装置VA(1)〜VA(7)の出力す
るロ−ル周速度偏差指令とに基づいて、各圧延スタンド
の主機モ−タ速度基準信号を生成する。主機モ−タ速度
制御装置MVCの構成を図4に示す。図4に示すよう
に、この主機モ−タ速度制御装置MVCは、各スタンド
間のマスフロ−が変化しないように、サクセシブをとり
ながら、各スタンドの主機モ−タ速度を調整する。7番
スタンドのロ−ル周速度基準とVA(7)からのロ−ル周
速度偏差指令によって生成された7番スタンドのロ−ル
周速度は、ロ−ル周速度からモ−タ回転速度に変換され
て出力される。同様に6番スタンドのロ−ル周速度は、
6番スタンドのロ−ル周速度基準とVA(6)からのロ−
ル周速度偏差指令によって生成されるが、7番スタンド
のロ−ル周速度に応じて修正された後で、モ−タ回転速
度に変換されて出力される。5番スタンドのロ−ル周速
度は、5番スタンドのロ−ル周速度基準とVA(5)から
のロ−ル周速度偏差指令によって生成され、6番スタン
ドのロ−ル周速度に応じて修正される。同様に、4番ス
タンドのロ−ル周速度は、4番スタンドのロ−ル周速度
基準とVA(4)からのロ−ル周速度偏差指令によって生
成され、5番スタンドのロ−ル周速度に応じて修正さ
れ、3番スタンドのロ−ル周速度は、3番スタンドのロ
−ル周速度基準とVA(3)からのロ−ル周速度偏差指令
によって生成され、4番スタンドのロ−ル周速度に応じ
て修正され、2番スタンドのロ−ル周速度は、2番スタ
ンドのロ−ル周速度基準とVA(2)からのロ−ル周速度
偏差指令によって生成され、3番スタンドのロ−ル周速
度に応じて修正され、1番スタンドのロ−ル周速度は、
1番スタンドのロ−ル周速度基準とVA(1)からのロ−
ル周速度偏差指令によって生成され、2番スタンドのロ
−ル周速度に応じて修正される。
張力変化の外乱が加わった場合に次のように制御が実施
される。図2を参照しながら説明する。
ゆるみ:−)を検出する。
を修正(圧下位置:+)。
げる。
(i):+)。
さくなる(Δf(i):−)。
令の変化に応じて、先進率の変化による影響を補償する
ように、ロ−ル周速度Vr(i)を上げる。
i番スタンド出側の圧延材張力も変化しない。
乱の影響が及ばない。
入側の張力偏差が打ち消されるので、i−1番スタンド
出側の張力変化及び板速度変化はなくなり、i−1番ス
タンド入側の張力変化もなく、i−1番スタンドの張力
制御系には外乱の影響が及ばない。
には、上記動作と逆方向の制御が実施され、いずれにし
ても、i番スタンドの張力制御系のみで外乱の影響が補
償され、その影響がi−1番スタンド及びi+1番スタ
ンドに及ぶことはないので、隣接するスタンドの張力制
御系がお互いに干渉する現象は生じない。
(2)式に示す計算式から先進率を計算する場合には、i
−1番目とi番目スタンド間の張力計の出力を後方張力
σb (i)とし、i番目とi+1番目スタンド間の張力計の
出力を前方張力σf (i)として検出した結果を利用すれ
ばよい。
ンド入側における張力変動をi番スタンドの圧下量(圧
下位置)の修正によって抑制するとともに、圧下量の修
正によって生じるi番スタンドの先進率の変化に対応し
て、各スタンドのロ−ル回転速度を修正するので、i番
スタンド下流側における張力変化を抑制でき、i番スタ
ンドにおける張力制御の影響がi−1スタンド及びi+
1スタンドに及ぶのを防止して、複数の制御系間の干渉
によって生じる発振を避けることができる。これによっ
て精度の高い板厚制御が実現する。
である。
示すブロック図である。
の構成を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
ク図である。
である。
ある。
ク図である。
素 112:先進率計算装置 113:メモリ 114:変換装置 TC(i),TC(i-1),TC(i+1):張力制御装置 PC(i),PC(i-1),PC(i+1):圧下制御装置 SH(i),SH(i-1),SH(i+1):板厚計算装置 VA(i),VA(i-1),VA(i+1):速度補正装置 XHC:X線モニタ板厚制御装置 MVC:主機モ−タ速度制御装置
Claims (2)
- 【請求項1】圧延スタンドの上流側スタンド間の被圧延
材張力を測定し、上流側スタンド間の被圧延材張力実績
値と上流側スタンド間の被圧延材張力目標値との偏差を
実質的に零にすべく、前記圧延スタンドのロール間間隙
を修正するタンデム圧延機の張力制御方法において、 上流側スタンド間の被圧延材張力実績値と上流側スタン
ド間の被圧延材張力目標値との偏差に基づいて前記圧延
スタンドのロール間間隙修正量を算出すると共に、該ロ
ール間間隙修正量により前記圧延スタンドの下流側スタ
ンド間の被圧延材張力が変動する量を算出し、該下流側
スタンド間の被圧延材張力変動量を実質的に零にする当
該スタンドロール回転速度変更量及び当該スタンドより
上流のスタンドの回転速度変更量を算出し、前記圧延ス
タンドのロール間間隙修正量とロール回転速度修正量を
同時に変更することで前記圧延スタンドの下流側スタン
ド間の被圧延材張力に影響を及ぼすことなく、前記圧延
スタンドの上流側スタンド間の被圧延材張力を制御する
ことを特徴とするタンデム圧延機の張力制御方法。 - 【請求項2】前記ロール間間隙修正量により前記圧延ス
タンドの下流側スタンド間の被圧延材張力が変動する量
の算出にあたっては、該ロール間間隙修正量により生ず
る当該スタンドの先進率変化を算出し、該先進率変化に
基づいて下流側スタンド間の被圧延材張力変化量を算出
することを特徴とする請求項1に記載のタンデム圧延機
の張力制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3169586A JP2963240B2 (ja) | 1991-07-10 | 1991-07-10 | タンデム圧延機の張力制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3169586A JP2963240B2 (ja) | 1991-07-10 | 1991-07-10 | タンデム圧延機の張力制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0515915A JPH0515915A (ja) | 1993-01-26 |
JP2963240B2 true JP2963240B2 (ja) | 1999-10-18 |
Family
ID=15889231
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3169586A Expired - Lifetime JP2963240B2 (ja) | 1991-07-10 | 1991-07-10 | タンデム圧延機の張力制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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Families Citing this family (4)
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---|---|---|---|---|
JP3713294B2 (ja) * | 1994-03-31 | 2005-11-09 | オリンパス株式会社 | 内視鏡用処置具 |
US8197894B2 (en) | 2007-05-04 | 2012-06-12 | H.C. Starck Gmbh | Methods of forming sputtering targets |
US8246903B2 (en) | 2008-09-09 | 2012-08-21 | H.C. Starck Inc. | Dynamic dehydriding of refractory metal powders |
US9120183B2 (en) | 2011-09-29 | 2015-09-01 | H.C. Starck Inc. | Methods of manufacturing large-area sputtering targets |
-
1991
- 1991-07-10 JP JP3169586A patent/JP2963240B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPH0515915A (ja) | 1993-01-26 |
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