JP4024905B2 - 圧延機の板厚制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼板等を圧延する圧延機の出側板厚を制御する板厚制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋼板等を圧延する圧延機には、圧延ロールの本数によっていろいろな種類の圧延機がある。本発明は少なくとも上下一対のバックアップロールを備えた圧延機を適用対象とし、以下の説明では一対のワークロールとバックアップロールとを備えた４段圧延機を用いて説明する。
【０００３】
圧延材の板厚制御、あるいは、張力制御にとって圧延機のロール偏芯は大きな外乱である。ロール偏芯の主な原因として、
（ａ）バックアップロール軸受けのキーの影響
（ｂ）バックアップロールの軸芯の偏り
（ｃ）ワークロールの真円度不良
などがある。このうち、（ａ）に起因する偏芯量が最も大きいとされている。
【０００４】
ロール偏芯を制御で低減する方法は種々提案され、多くの圧延プラントに適用されている。その代表的な方法が、例えば、特開昭５１−１３８４６８号公報に示されている。この方法は、バックアップロールの回転角に対応させて検出した圧延荷重信号をフーリェ変換し、バックアップロールの回転に同期した周波数成分を抽出し、これを用いてロール開度を操作している。
【０００５】
この従来の方法においては、圧延していない状態でロールを回転させて上下のロールを接触させる、いわゆる、キスロールを行わせることによって発生した荷重を検出し、この荷重をフーリェ変換してロール偏芯を検出していた。この方法は、発生した荷重信号にロール偏芯しか現れないため検出精度は高いものと言える。しかし、圧延の進行と共にロールの状態が変化することも考えられるため、この変化に対応するにはキスロールを容易に行えることがその採用条件となっている。
【０００６】
近年、冷間圧延プラントでは工程の連続化が進み、これまで、１コイルずつのバッチ圧延を行っていた既存設備も連続化のための改造を行う程になってきている。連続ミルではロールの組み替えもミル内に圧延材がある状態で行われるのが一般的であり、この場合は、前述のキスロールをさせることが不可能である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のロール偏芯制御技術は、容易にキスロールをさせ得ない連続式のタンデム冷間圧延機などには適用できず、適用しても精度の良い制御は行えなかった。
本発明は容易にキスロールをさせ得ない圧延機においても、バックアップロールの偏芯に起因する出側板厚偏差を低減することのできる圧延機の板厚制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の圧延機の板厚制御装置は、
圧延機の出側に、圧延機のバックアップロールの円周よりも短い距離だけ離隔した位置に設置され、設定値に対する板厚偏差を検出する厚み計と、
ｎを正の整数として、バックアップロールの１回転角度をｎ等分したｎ個の回転角度を検出する回転角度検出手段と、
回転角度検出手段から一つの回転角度検出信号が出力されたタイミングで圧延機の先進率を演算し、この先進率及びバックアップロールの円周又は円周に関連する値に基づき、バックアップロールの１回転に相当する圧延機の出側圧延材長を演算する圧延材長演算手段と、
圧延材長演算手段で演算された出側圧延材長と、厚み計の圧延機からの距離との差に相当する材料の移行時間だけ、厚み計の板厚偏差信号を遅延させる板厚偏差遅延手段と、
板厚偏差遅延手段で遅延せしめられた板厚偏差信号を、回転角度検出手段で検出されたバックアップロールの同一の回転角度毎に積分し、バックアップロールの回転角度に対応させてそれぞれ圧延機のロール開度操作量を演算するロール開度操作量演算手段と、
を備え、ロール開度操作量演算手段で演算されたロール開度操作量に従って圧延機のロール開度を操作するものである。
【０００９】
本発明の請求項２に記載の圧延機の板厚制御装置は、
圧延機の出側に、圧延機のバックアップロールの円周よりも短い距離だけ離隔した位置に設置され、設定値に対する板厚偏差を検出する厚み計と、
ｎを正の整数として、バックアップロールの１回転角度をｎ等分したｎ個の回転角度を検出する回転角度検出手段と
圧延機のワークロールの速度を検出するワークロール速度検出手段と、
ｊをｎ以下の任意の整数として、回転角度検出部からｊ番目のバックアップロールの回転角度検出信号が出力されたタイミングで圧延機の先進率を演算し、この先進率と圧延機のワークロールの速度とに基づいて圧延機の出側の圧延材速度を演算し、この圧延材速度とバックアップロールの（ｊ−１）番目の回転角度とｊ番目の回転角度の間の経過時間とに基づいてｊ番目の圧延機の出側圧延材長を演算して順次記憶する圧延材長演算記憶手段と、
圧延材長演算記憶手段に記憶された出側圧延材長をｊ番目から過去にさかのぼって積算し、積算値が圧延機と厚み計との間の距離に相当するバックアップロールの回転角度数を検出する厚み計到達圧延材検出手段と、
ｎ個の記憶領域を有し、厚み計で検出された板厚偏差をバックアップロールの回転角度に対応する記憶領域に順次記憶させると共に、現在の記憶領域から見て厚み計到達圧延材検出手段で検出された回転角度数だけ遅れて記憶される記憶領域の前回の板厚偏差を出力する板厚偏差記憶手段と、
板厚偏差記憶手段から出力された板厚偏差信号を回転角度検出手段で検出されたバックアップロールの同一の回転角度毎に積分し、バックアップロールの回転角度に対応させてそれぞれ圧延機のロール開度操作量を演算するロール開度操作量演算手段と、
を備え、ロール開度操作量演算手段で演算されたロール開度操作量に従って圧延機のロール開度を操作するものである。
【００１０】
本発明の請求項３に記載の圧延機の板厚制御装置は、
圧延機の出側に、圧延機のバックアップロールの円周よりも短い距離だけ離隔した位置に設置され、設定値に対する板厚偏差を検出する厚み計と、
ｎを正の整数として、バックアップロールの１回転角度をｎ等分したｎ個の回転角度を検出する回転角度検出手段と
圧延機の出側の圧延材の速度を検出する圧延材速度検出手段と、
ｊをｎ以下の任意の整数として、回転角度検出部からｊ番目のバックアップロールの回転角度検出信号が出力されたタイミングで圧延材速度検出手段で検出された圧延材速度とバックアップロールの（ｊ−１）番目の回転角度とｊ番目の回転角度の間の経過時間とに基づいてｊ番目の圧延機の出側圧延材長を演算し、順次記憶する圧延材長演算記憶手段と、
圧延材長演算記憶手段に記憶された出側圧延材長をｊ番目から過去にさかのぼって積算し、積算値が圧延機と厚み計との間の距離に相当するバックアップロールの回転角度数を検出する厚み計到達圧延材検出手段と、
ｎ個の記憶領域を有し、厚み計で検出された板厚偏差をバックアップロールの回転角度に対応する記憶領域に順次記憶させると共に、現在の記憶領域から見て厚み計到達圧延材検出手段で検出された回転角度数だけ遅れて記憶される記憶領域の前回の板厚偏差を出力する板厚偏差記憶手段と、
板厚偏差記憶手段から出力された板厚偏差信号を回転角度検出手段で検出されたバックアップロールの同一の回転角度毎に積分し、バックアップロールの回転角度に対応させてそれぞれ圧延機のロール開度操作量を演算するロール開度操作量演算手段と、
を備え、ロール開度操作量演算手段で演算されたロール開度操作量に従って圧延機のロール開度を操作するものである。
【００１１】
本発明の請求項４に記載の圧延機の板厚制御装置は、請求項１ないし３のいずれかに記載のものにおいて、
圧延機駆動電動機の回転数を検出する回転数検出手段を備え、回転角度検出手段は回転数検出手段の出力信号を積分し、積分値が所定値に到達する毎にバックアップロールの回転角度検出信号を出力するものである。
【００１２】
本発明の請求項５に記載の圧延機の板厚制御装置は、請求項１ないし３のいずれかに記載のものにおいて、
バックアップロールが１回転する毎に一つのパルスを発生する第１のパルス発生手段と、
ｍをｎ以上の整数とし、バックアップロールが１回転する毎にｍ個のパルスを発生する第２のパルス発生手段と、
を備え、回転角度検出手段は第１のパルス発生手段がパルスを発生するタイミングを基準にして、第２のパルス発生手段のｍ個のパルス信号を用いてｎ個のバックアップロールの回転角度検出信号を出力するものである。
【００１３】
本発明の請求項６に記載の圧延機の板厚制御装置は、請求項１ないし３のいずれかに記載のものにおいて、
圧延機駆動電動機の回転数を検出する回転数検出手段と、
バックアップロールが１回転する毎に一つのパルスを発生するパルス発生手段と、
を備え、回転角度検出手段は、パルス発生手段がパルスを発生するタイミングを基準にして、回転数検出手段の出力信号を積分し、積分値が所定値に到達する毎にバックアップロールの回転角度検出信号を出力するものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の第１の実施形態の構成を、圧延系統と併せて示したブロック図である。同図において、一対のワークロール１の外側にそれぞれバックアップロール２が配置されて圧延機が構成され、圧延材３はこの圧延機によって圧延される。このうち、ワークロール１に圧延機駆動電動機４が結合され、この圧延機駆動電動機４は速度制御装置５によって所定の回転数に制御される。また、圧延機のロール開度を制御するために、ロール開度制御装置６が設けられている。
【００１５】
圧延機駆動電動機４にはその回転に応じてパルスを発生し、ワークロールの速度検出にも利用することが可能な回転数検出器７が結合され、さらに、圧延機の出側には、この圧延機から見てバックアップロール２の円周よりも短い距離だけ離隔した位置に、設定値に対する板厚偏差を検出し得る厚み計８が設けられている。回転数検出器７には回転角度検出部９が接続されている。回転角度検出部９は回転数検出器７のパルス信号を入力し、バックアップロール２の１回転角度をｎ等分したｎ個の回転角度を検出するものである。圧延材長演算部１０は回転角度検出部９から回転角度検出信号が出力されたタイミングにて先進率を演算し、この先進率とバックアップロール２の半径とに基づいて、バックアップロール２の１回転に相当する圧延機の出側圧延材長を演算するものである。
【００１６】
板厚偏差遅延部１１は回転角度検出部９から回転角度検出信号が出力されたタイミングにて、圧延材長演算部１０で演算された出側圧延材長と厚み計８の圧延機からの離隔距離との差に相当する圧延材の移行時間だけ厚み計８で検出された板厚偏差信号を遅延させてロール開度操作量演算部１２に加えるものである。ロール開度操作量演算部１２はバックアップロール２の回転角度検出信号が出力されたタイミングにて、これに加えられる板厚偏差信号を同一の回転角度毎に積分し、バックアップロール２の回転角度に対応した圧延機のロール開度操作量を演算してロール開度制御装置６に加えるものである。
【００１７】
上記のように構成された第１の実施形態の動作について、図２ないし図４をも参照して以下に説明する。
本実施形態は、ロール偏芯の殆どがバックアップロール２の回転に同期していることに着目し、圧延機の出側に設置した厚み計８でバックアップロール２の回転角度に対応させて出側板厚偏差を検出し、その出側板厚偏差信号を用いて圧延機のロール開度を操作して板厚偏差を低減しようとするものである。
【００１８】
この場合、圧延機からの距離がバックアップロール２の円周より短くなる位置に厚み計８を設置したため、バックアップロール２が１回転し終わる前に、バックアップロール２の回転角度に対応した出側板厚偏差が検出でき、これをロール開度操作量の演算に用いることによって、圧延中にロールの偏芯状態が変化した場合にも対処できるようにしている。
【００１９】
具体的にはバックアップロール２の１回転の角度３６０度をｎ等分し、ｎ個の回転角度それぞれに対応した出側板厚偏差を検出すると共に、各回転角度に対応した板厚偏差を用いてその回転角度に対するロール開度操作量を演算し、操作する。ここで、例えば、ｎ＝１８０とすると２度間隔で制御することになる。
【００２０】
いま、図２（ａ）に示すように、厚み計８の圧延機からの距離をＬ_x とする。一方、バックアップロール２の半径をＲ_BUR とすると、バックアップロール２の円周Ｌ_BUR は次式で表される。
【００２１】
Ｌ_BUR ＝２・π・Ｒ_BUR …（１）
本実施形態では距離Ｌ_x と円周Ｌ_BUR との間に次式の関係が成立するように厚み計８が設置されている。
【００２２】
Ｌ_x ≦Ｌ_BUR …（２）
また、本実施形態では、圧延機から見てバックアップロール２の１回転に相当する出側圧延材長だけ離隔した位置、すなわち、先進率をｆとすればＬ_BUR （１＋ｆ）だけ離隔した位置に恰も架空の厚み計８Ａが存在するものと考える。具体的には、厚み計８で検出した板厚偏差信号を板厚偏差遅延部１１によって、距離｛Ｌ_BUR （１＋ｆ）−Ｌ_x ｝だけ圧延材３が移行する時間だけ遅延させる。この板厚偏差遅延部１１の出力信号が架空の厚み計８Ａの出力信号と見做される。
【００２３】
図２（ｂ）は既に圧延されたバックアップロール２の１回転分のロール偏芯による板厚偏差と、これから圧延される圧延材に発生すると予測されるバックアップロール２の１回転分のロール偏芯による板厚偏差とを示している。前述したように、架空の厚み計８Ａの圧延機からの距離はバックアップロール２の１回転に相当する出側圧延材長に等しいので、図示した状態における板厚偏差遅延部１１の出力信号は、バックアップロール２の１回転前の１番目の回転角度に対応した板厚偏差信号となる。
【００２４】
しかして、これ以降の圧延の進行に伴い、２番目からｎ番目までバックアップロール２の回転角度が等分した値だけずれる毎に板厚偏差遅延部１１の出力を取り出すことにより、現在の圧延状態におけるバックアップロール２の回転角度と等しい回転角度の１回転前の板厚偏差信号が得られる。
【００２５】
図１に示した第１の実施形態における回転数検出器７は圧延機駆動電動機４の回転に応じたパルス信号を出力する。この場合、圧延機駆動電動機４の回転数検出値をＮ_M とすると、バックアップロール２の回転角度Δθは次式で与えられる。
【００２６】
【数１】

この（３）式のΔθがバックアップロール１回転３６０度をｎ等分した角度Δθ_A に等しくなった時点が次の回転角度に達したタイミングであり、回転角度番号ｊを１増やせば良い。
【００２７】
図３は回転角度検出部９の処理手順を示すフローチャートである。すなわち、ステップ101 にて回転角度番号ｊを１に決定して１番目の回転角度検出信号とする。次に、ステップ102 にて積分要素を初期化し、ステップ103 にてバックアップロールの回転数の積分（パルスの計数）を実行し、ステップ104 でその積分値Δθがバックアップロールの１回転角度をｎ等分した値Δθ_A に到達したか否かを判定し、到達した場合にはステップ105 で回転角度番号ｊを１だけインクリメントとして２番目の回転角度検出信号とする。続いて、ステップ106 で回転角度番号ｊが予め設定したｎ＋１に到達したか否かを判定し、到達していなればステップ102 以下の処理を繰り返し、到達すればステップ101 以下の処理に移る。以上の処理によって、バックアップロール２が１回転する間にｎ個の回転角度検出信号が得られる。
【００２８】
この回転角度検出信号は圧延材長演算部１０、板厚偏差遅延部１１及びロール開度操作量演算部１２に加えられる。圧延材長演算部１０は回転角度検出部９から１番目の回転角度検出信号が出力されたタイミングにて、公知の圧延モデル式により先進率ｆを演算し、この先進率ｆと上記（１）式で求めたバックアップロール２の円周Ｌ_BUR とを用いてバックアップロール２の１回転に相当する出側板厚材長Ｌ_BUR （１＋ｆ）を演算して板厚偏差遅延部１１に加える。そこで、板厚偏差遅延部１１は厚み計８と架空の厚み計８Ａとの距離｛Ｌ_BUR （１＋ｆ）−Ｌ_x ｝を演算し、圧延材がこの距離だけ移行する時間を回転数検出器７の出力信号を用いて演算し、この時間だけ遅延させて厚み計８の板厚偏差信号をロール開度操作量演算部１２に加える。
【００２９】
図４はロール開度操作量演算部１２の機能を示したブロック回路図である。これは、バックアップロール２の１回転角度を等分したｎ個の板厚偏差信号Δｈ₁ 〜Δｈ_n を回転角度検出部９の角度検出信号に応じて順次サンプリングする合計ｎ個のサンプラ２１と、これら各サンプラを介して得られた信号を積分する合計ｎ個の積分器２０と、これら各積分器の出力を、それぞれ回転角度検出部９の角度検出信号に応じて順次サンプリングする合計ｎ個のサンプラ２２と、これら各サンプラを通して得られた積分器の出力を入力してロール開度信号に変換する変換係数設定器２３と、変換されたロール開度信号に調整ゲインαを乗じてロール開度の操作量ΔＳ_E を出力する調整ゲイン設定器２４とで構成されている。
【００３０】
ここで、サンプラ２１，２２は回転角度検出部９から出力されるｉ番目（ｉ＝１〜ｎ）の回転角度検出信号によって同一の積分器に接続されたものどうしが同期してオン、オフ制御される。各積分器は前回までの板厚偏差信号の積分値に今回の板厚偏差信号を積分して出力する。この出力に対して変換係数設定器２３が変換係数ＫＩを乗算して出力する。この変換係数ＫＩは次式によって与えられる。
【００３１】
【数２】

ただし、
Ｍ：圧延機の弾性係数
Ｑ：圧延材の塑性係数
である。
【００３２】
この変換係数ＫＩを乗じて得られたロール開度に、さらに、調整ゲイン設定器２４の調整ゲインαが乗じられてロール開度操作量ΔＳ_E とされるが、この調整ゲインαは制御系の安定性を考慮して、通常０．３〜０．５に設定される。
このようにして、バックアップロール２の１回転におけるｉ番目（ｉ＝１〜ｎ）の回転角度における板厚偏差に対してロール開度を操作した結果、次の１回転において板厚偏差があっても、さらに、その偏差分が積分器２０で積分されてロール開度操作量が修正されるため、板厚偏差は順次低減される。
【００３３】
かくして、第１の実施形態によれば、容易にキスロールをさせ得ない圧延機においても、バックアップロールの偏芯に起因する出側板厚偏差を低減することができる。
【００３４】
図５は本発明に係る圧延機の板厚制御装置の第２の実施形態の構成を示すブロック図である。図中、図１と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。この実施形態は圧延機駆動電動機４の速度変化等によりバックアップロール２が１回転する間に先進率が変化しても、板厚偏差を高精度にて修正しようとするもので、圧延材長演算記憶部１３は回転角度検出部９が回転角度検出信号を出力する毎に、前回に回転角度検出信号が出力されてから今回の回転角度検出信号が出力されるまでの出側圧延材長を逐次演算して記憶するものである。この圧延材長演算記憶部１３に厚み計到達圧延材検出部１４が接続されている。厚み計到達圧延材検出部１４は、現在圧延中の出側圧延材長を順次過去にさかのぼって加算し、加算値が圧延機と厚み計８との間の距離Ｌ_x になる出側圧延材長の数、すなわち、バックアップロール２の分割回転角度の数を検出し、板厚偏差記憶部１５に加える。板厚偏差記憶部１５はバックアップロール２の１回転の角度をｎ等分したそれぞれの回転角度に対応した記憶領域を有し、回転角度検出部９が回転角度検出信号を出力する毎にそれぞれ対応する記憶領域に板厚偏差を更新記憶すると共に、最新の記憶領域から厚み計到達圧延材検出部１４で検出された分割回転角度の数だけ後に更新記憶されるべき領域の１回転前の板厚偏差を出力してロール開度操作量演算部１２に加える構成になっている。
【００３５】
以下、この第２の実施形態の動作について、特に、図１に示した実施形態と異なる部分を中心にして図６をも参照して説明する。
【００３６】
回転数検出器７は圧延機駆動電動機４の回転に応じてパルス信号を出力して、回転角度検出部９及び圧延材長演算記憶部１３に加える。回転角度検出部９は回転数検出器７のパルスを計数して、バックアップロール２の回転位置が等分した角度だけずれる毎に１〜ｎの回転角度信号を出力する。圧延材長演算記憶部１３は、このうちの例えば（ｊ−１）番目の回転角度からｊ番目の回転角度に移動するまでの出側圧延材長Ｌ_j を次式によって演算する。
【００３７】
【数３】

ただし、
Ｌ_j ：ｊ番目の出側圧延材長
Ｎ_M ：電動機回転数
η ：ギヤー比
Ｒ_WR ：ワークロールの半径
Ｒ_BUR ：バックアップロールの半径
Δｔ_j ：（ｊ−１）番目からｊ番目の回転角度への圧延材移動時間
ｆ_j ：ｊ番目の回転角度の圧延時の先進率
である。この場合、先進率ｆ_j は公知の圧延理論式を用いて容易に計算できる。
この圧延材長演算記憶部１３は出側圧延材長を順次記憶する記憶領域を有し、最新の出側圧延材長を順次更新記憶させる機能を有している。
【００３８】
図６（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ圧延機に対する厚み計８の設置位置、圧延材長演算記憶部１３及び板厚偏差記憶部１５の関係を示した説明図である。ここで、厚み計８は圧延機から距離Ｌ_x だけ離隔して設置されている。圧延材長演算記憶部１３はバックアップロール２の各回転角度（１〜ｎ）にてそれぞれ演算した出側圧延材長を記憶する最大でもｎ個あれば足りる記憶領域を有し、板厚偏差記憶部１５はバックアップロール２の各回転角度（１〜ｎ）にてそれぞれ検出した板厚偏差Δｈ₁ 〜Δｈ_n を記憶するｎ個の記憶領域を有している。
【００３９】
ここで、圧延材長演算記憶部１３は回転角度の検出信号が加えられる毎に各記憶領域に記憶されたデータを図面の右方向にシフトさせると共に、最新の出側圧延材長Ｌ_j を図面の左端の記憶領域に記憶させる操作を繰り返す。従って、図面の右端の出側圧延材長Ｌ_i が過去に遡った最も古いものということができる。一方、板厚偏差記憶部１５はバックアップロール２の等分位置の１番目の回転角度の板厚偏差Δｈ₁ を図面の右端の記憶領域に、…、ｎ番目の回転角度の板厚偏差Δｈ_n を図面の左端の記憶領域にそれぞれ更新記憶する。
【００４０】
厚み計到達圧延材検出部１４は圧延材長演算記憶部１３に記憶された出側圧延材長をｊ番目から過去に遡って加算し、その値が圧延機と厚み計８との間の距離Ｌ_x に等しいか、又は、ちょうどＬ_x を越えた時点で、出側圧延材長の加算数、すなわち、分割回転角度の個数を板厚偏差記憶部１５に加える。図６ではｉ番目が最後の加算値となっている。このとき、板厚偏差記憶部１５にはｉ番目の板厚偏差Δｈ_i が更新記憶され、この記憶領域から見て、図面の左側の領域には前回分の板厚偏差が記憶されている。板厚偏差記憶部１５はｉ番目の記憶領域から見て、厚み計到達圧延材検出部１４が演算した出側圧延材長の加算数だけずれた記憶領域の板厚偏差Δｈ_j を抽出し、ロール開度操作量演算部１２に加える。ロール開度操作量演算部１２においては、この板厚偏差Δｈ_j がｊ番目の加算器に入力され、以下、図４を用いて説明したように、ロール開度の操作量ΔＳ_E が演算され、ロール開度が操作される。
【００４１】
かくして、図５及び図６に示した第２の実施形態によれば、各回転角度毎に先進率を予測して厚み計８までの出側圧延材長を求めるため、圧延機駆動電動機４の速度変化等によりバックアップロール２が１回転する間に先進率が変化しても、板厚偏差を高精度にて修正することができる。
【００４２】
図７は本発明に係る圧延機の板厚制御装置の第３の実施形態の構成を示すブロック図である。図中、図５と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。この実施形態は圧延機の出側において圧延材３の速度を検出する圧延材速度計１６を新たに設け、この圧延材速度計１６の速度検出値に基づいて圧延材長演算記憶部１３Ａが、前回に回転角度検出信号が出力されてから今回の回転角度検出信号が出力されるまでの出側圧延材長を逐次演算する点が図５と構成を異にし、従って、回転数検出器７の出力信号を圧延材長演算記憶部１３Ａに加えず、回転角度検出部９のみに加える構成になっている。
【００４３】
ここで、圧延材速度計１６はバックアップロール２の回転角度の例えばｊ番目にて、圧延材３の移行速度の実績値Ｖ_ojを出力するものとする。このとき、圧延材長演算記憶部１３Ａは回転角度検出部９から出力される回転角度検出信号の出力間隔Δｔ_j を用いて次式により出側圧延材長Ｌ_j を演算する。
Ｌ_j ＝Ｖ_oj・Δｔ_j …（６）
そして、圧延材長演算記憶部１３Ａは、この出側圧延材長Ｌ_j を図６（ｂ）に示した各記憶領域に記憶させる。
【００４４】
すなわち、図５に示した第２の実施形態では圧延材長演算記憶部１３が（５）式に従って出側圧延材長Ｌ_j を求めたのに対して、図７に示した第３の実施形態では圧延材速度計１６で検出された材料速度の実績値Ｖ_ojを用いて（６）式に従って出側圧延材長Ｌ_j を求めている。これによって、バックアップロール２が１回転する間に先進率が変化することがあっても、先進率を求める操作が不要化されると同時に、材料速度の実績値に基づいた出側圧延材長が演算されるため、板厚偏差の検出精度をさらに向上させることができる。
【００４５】
図８は本発明に係る圧延機の板厚制御装置の第４の実施形態の部分構成図である。上述した第１ないし第３の実施形態は、圧延機駆動電動機４に結合された回転数検出器７の出力に基づいて回転角度検出部９がバックアップロール２の回転角度を検出したが、ここでは、バックアップロール２に二つのパルス発生器１７，１８を直接結合し、回転角度検出部９Ａがこれらのパルス発生器の出力に基づいてバックアップロール２の回転角度検出信号を出力するものである。
【００４６】
ここで、パルス発生器１７はバックアップロール２が１回転する毎に一つのパルスを発生するものであり、パルス発生器１８はバックアップロール２が１回転する毎にｎの整数倍ｍ個（ｍ＝ｋ×ｎ；ｋは整数）のパルスを発生するものである。一方、回転角度検出部９Ａはパルス発生器１７のパルス発生タイミングを１番目のバックアップロール２の回転角度検出信号とし、２〜ｎ番目の回転角度はパルス発生器１８のパルスを用いて検出する。図９はこの関係を示したもので、特に、ｋ＝３の場合を例示している。すなわち、パルス発生器１７は（ａ）に示すようにバックアップロール２の１回転に対して一つのパルスＰＧ１を発生する。パルス発生器１８は（ｂ）に示すようにバックアップロール２の１回転に対して３×ｎ個のパルスＰＧ２を発生する。回転角度検出部９Ａは（ｃ）に示すように、パルスＰＧ１の発生時に１番目の回転角度検出信号を出力し、その後、パルスＰＧ２を３個カウントする毎に２番目ないしｎ番目の回転角度検出信号を出力する。
【００４７】
この第４の実施形態によれば、上述した各実施形態と比較してバックアップロールの回転角度の検出が高精度かつ容易に行える利点がある。
【００４８】
図１０は本発明に係る圧延機の板厚制御装置の第５の実施形態の部分構成図である。ここでは、バックアップロール２に前述のパルス発生器１７が結合され、回転角度検出部９Ｂは、パルス発生器１７が発生するパルスと回転数検出器７が発生するパルスとに基づいて回転角検出信号を出力する構成になっている。すなわち、回転角度検出部９Ｂはパルス発生器１７がパルスＰＧ１を発生するタイミングにて１番目の角度検出信号を出力し、２〜ｎ番目の回転角度はバックアップロール２の回転に対応する回転数検出器７から発生するパルスを用いて検出している。この場合、圧延機駆動電動機４の回転数検出値をＮ_M とすると、バックアップロール２の回転角度Δθは前述した（３）式で与えられる。
【００４９】
（３）式のΔθがバックアップロール１回転３６０度をｎ等分した角度Δθ_A に等しくなった時点が次の回転角度に達したタイミングであり、回転角度番号ｊを１増やせば良い。
【００５０】
図１１は回転角度検出部９Ｂの処理手順を示すフローチャートである。すなわち、ステップ111 にてパルス発生器１７の出力パルスＰＧ１を検出すると、ステップ112 で１番目の回転角度検出信号とする。次に、ステップ113 にて積分要素を初期化し、ステップ114 にてバックアップロールの回転数の積分（パルスの計数）を実行し、ステップ115 でその積分値Δθがバックアップロールの１回転角度をｎ等分した値Δθ_A に到達したか否かを判定し、到達した場合にはステップ116 で回転角度番号ｊを１だけインクリメントし、続いて、ステップ117 で回転角度番号が予め設定したｎに到達したか否かを判定し、到達していなればステップ113 以下の処理を繰り返し、到達すればステップ111 以下の処理に戻る。
【００５１】
かくして、第５の実施形態によれば、回転角度の基準位置としてパルス発生器１７の出力パルスＰＧ１を用いるので、高精度にてバックアップロールの回転角度を検出することができる。
【００５２】
なお、上記の各実施形態はいずれも一対のワークロール１の外側に一対のバックアップロール２を備えた４段圧延機を対象としたが、本発明はこれに適用を限定されるものではなく、圧延ロールの本数がより多い圧延機にも適用可能である。
【００５３】
また、上記の各実施形態では回転数検出器７や厚み計８の出力を処理する機能をコンピュータ等のディジタル信号処理装置に持たせる場合について説明したが、これらの機能の一部をハードウェアで構成することももちろん可能である。
【００５４】
【発明の効果】
本発明の請求項１に記載の圧延機の板厚制御装置によれば、バックアップロールの１回転に相当する圧延機の出側圧延材長と、厚み計の圧延機からの距離との差に相当する材料の移行時間だけ厚み計の板厚偏差信号を遅延させ、その板厚偏差信号をバックアップロールの同一の回転角度毎に積分し、各回転角度に対応させてそれぞれ圧延機のロール開度操作量を演算するので、キスロールをさせ得ない圧延機においても、バックアップロールの偏芯に起因する出側板厚偏差を低減することができる効果がある。
【００５５】
本発明の請求項２に記載の圧延機の板厚制御装置によれば、圧延機の出側圧延材長をバックアップロールの各回転角度毎に演算記憶し、これらの出側圧延材長を過去に遡って積算し、積算値が圧延機と厚み計との間の距離に相当するバックアップロールの回転角度数を検出し、この回転角度数を用いて今回圧延する位置の前回分の板厚偏差を用いてロール開度操作量を演算するようにしたので、キスロールをさせ得ない圧延機においても出側板厚偏差を低減できることに加えて、バックアップロールが１回転する間に先進率が変化しても、板厚偏差を高精度にて修正することができる効果も得られる。
【００５６】
本発明の請求項３に記載の圧延機の板厚制御装置によれば、圧延機の出側の圧延材の速度を検出し、その検出値に基づいて出側圧延材長を演算しているので、キスロールをさせ得ない圧延機においても出側板厚偏差を低減できることに加えて、先進率を求める操作が不要化されると同時に、板厚偏差の検出精度をさらに向上させることができる効果も得られる。
【００５７】
本発明の請求項４に記載の圧延機の板厚制御装置によれば、圧延制御に常用される回転数検出手段の出力信号を積分してバックアップロール回転角度を検出するので、回転検出のための新たな要素を付加する必要がないという効果も得られる。
【００５８】
本発明の請求項５に記載の圧延機の板厚制御装置によれば、第１のパルス発生手段がパルスを発生するタイミングを基準にして、第２のパルス発生手段のパルス信号を用いてバックアップロールの回転角度を検出するので、その検出が高精度かつ容易になるという効果も得られる。
【００５９】
本発明の請求項６に記載の圧延機の板厚制御装置によれば、圧延制御に常用する圧延機の回転数検出手段のほかにパルス発生手段を設けるだけでバックアップロールの回転角度を高精度にて検出できる効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る圧延機の板厚制御装置の第１の実施形態の構成を、圧延系統と併せて示したブロック図。
【図２】図１に示した第１の実施形態の動作を説明するために、厚み計の設置位置とロール偏芯による板厚偏差との関係を示した説明図。
【図３】図１に示した第１の実施形態を構成する回転角度検出部の処理手順を示すフローチャート。
【図４】図１に示した第１の実施形態を構成するロール開度操作量演算部の機能を説明するためのブロック図。
【図５】本発明に係る圧延機の板厚制御装置の第２の実施形態の構成を、圧延系統と併せて示したブロック図。
【図６】図５に示した第２の実施形態の動作を説明するために、厚み計の設置位置と記憶部の記憶領域との関係を示した説明図。
【図７】本発明に係る圧延機の板厚制御装置の第３の実施形態の構成を、圧延系統と併せて示したブロック図。
【図８】本発明に係る圧延機の板厚制御装置の第４の実施形態の構成を、圧延系統と併せて示した部分構成図。
【図９】図８に示した第４の実施形態の動作を説明するために、パルス発生器の出力パルスと回転角度検出部の出力パルスとの関係を示した図。
【図１０】本発明に係る圧延機の板厚制御装置の第５の実施形態の構成を、圧延系統と併せて示した部分構成図。
【図１１】図１０に示した第５の実施形態を構成する回転角度検出部の処理手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
１ ワークロール
２ バックアップロール
３ 圧延材
４ 圧延機駆動電動機
５ 速度制御装置
６ ロール開度制御装置
７ 回転数検出器
８ 厚み計
８Ａ 架空の厚み計
９，９Ａ，９Ｂ 回転角度検出部
１０ 圧延材長演算部
１１ 板厚偏差遅延部
１２ ロール開度操作量演算部
１３，１３Ａ 圧延材長演算記憶部
１４ 厚み計到達圧延材検出部
１５ 板厚偏差記憶部
１６ 圧延材速度計
１７，１８ パルス発生器
２０ 積分器
２１，２２ サンプラ
２３ 変換係数設定器
２４ 調整ゲイン設定器

Claims (6)

1. 圧延機の出側に、前記圧延機のバックアップロールの円周よりも短い距離だけ離隔した位置に設置され、設定値に対する板厚偏差を検出する厚み計と、
   ｎを正の整数として、前記バックアップロールの１回転角度をｎ等分したｎ個の回転角度を検出する回転角度検出手段と、
   前記回転角度検出手段から一つの回転角度検出信号が出力されたタイミングで前記圧延機の先進率を演算し、この先進率及び前記バックアップロールの円周又は円周に関連する値に基づき、前記バックアップロールの１回転に相当する前記圧延機の出側圧延材長を演算する圧延材長演算手段と、
   前記圧延材長演算手段で演算された出側圧延材長と、前記厚み計の前記圧延機からの距離との差に相当する材料の移行時間だけ、前記厚み計の板厚偏差信号を遅延させる板厚偏差遅延手段と、
   前記板厚偏差遅延手段で遅延せしめられた板厚偏差信号を、前記回転角度検出手段で検出された前記バックアップロールの同一の回転角度毎に積分し、前記バックアップロールの回転角度に対応させてそれぞれ前記圧延機のロール開度操作量を演算するロール開度操作量演算手段と、
   を備え、前記ロール開度操作量演算手段で演算されたロール開度操作量に従って前記圧延機のロール開度を操作する圧延機の板厚制御装置。
2. 圧延機の出側に、前記圧延機のバックアップロールの円周よりも短い距離だけ離隔した位置に設置され、設定値に対する板厚偏差を検出する厚み計と、
   ｎを正の整数として、前記バックアップロールの１回転角度をｎ等分したｎ個の回転角度を検出する回転角度検出手段と
   前記圧延機のワークロールの速度を検出するワークロール速度検出手段と、
   ｊをｎ以下の任意の整数として、前記回転角度検出部からｊ番目の前記バックアップロールの回転角度検出信号が出力されたタイミングで前記圧延機の先進率を演算し、この先進率と前記圧延機のワークロールの速度とに基づいて前記圧延機の出側の圧延材速度を演算し、この圧延材速度と前記バックアップロールの（ｊ−１）番目の回転角度とｊ番目の回転角度の間の経過時間とに基づいてｊ番目の前記圧延機の出側圧延材長を演算して順次記憶する圧延材長演算記憶手段と、
   前記圧延材長演算記憶手段に記憶された出側圧延材長をｊ番目から過去にさかのぼって積算し、積算値が前記圧延機と厚み計との間の距離に相当する前記バックアップロールの回転角度数を検出する厚み計到達圧延材検出手段と、
   ｎ個の記憶領域を有し、前記厚み計で検出された板厚偏差を前記バックアップロールの回転角度に対応する記憶領域に順次記憶させると共に、現在の記憶領域から見て前記厚み計到達圧延材検出手段で検出された回転角度数だけ遅れて記憶される記憶領域の前回の板厚偏差を出力する板厚偏差記憶手段と、
   前記板厚偏差記憶手段から出力された板厚偏差信号を前記回転角度検出手段で検出された前記バックアップロールの同一の回転角度毎に積分し、前記バックアップロールの回転角度に対応させてそれぞれ前記圧延機のロール開度操作量を演算するロール開度操作量演算手段と、
   を備え、前記ロール開度操作量演算手段で演算されたロール開度操作量に従って前記圧延機のロール開度を操作する圧延機の板厚制御装置。
3. 圧延機の出側に、前記圧延機のバックアップロールの円周よりも短い距離だけ離隔した位置に設置され、設定値に対する板厚偏差を検出する厚み計と、
   ｎを正の整数として、前記バックアップロールの１回転角度をｎ等分したｎ個の回転角度を検出する回転角度検出手段と
   前記圧延機の出側の圧延材の速度を検出する圧延材速度検出手段と、
   ｊをｎ以下の任意の整数として、前記回転角度検出部からｊ番目の前記バックアップロールの回転角度検出信号が出力されたタイミングで前記圧延材速度検出手段で検出された圧延材速度と前記バックアップロールの（ｊ−１）番目の回転角度とｊ番目の回転角度の間の経過時間とに基づいてｊ番目の前記圧延機の出側圧延材長を演算し、順次記憶する圧延材長演算記憶手段と、
   前記圧延材長演算記憶手段に記憶された出側圧延材長をｊ番目から過去にさかのぼって積算し、積算値が前記圧延機と厚み計との間の距離に相当する前記バックアップロールの回転角度数を検出する厚み計到達圧延材検出手段と、
   ｎ個の記憶領域を有し、前記厚み計で検出された板厚偏差を前記バックアップロールの回転角度に対応する記憶領域に順次記憶させると共に、現在の記憶領域から見て前記厚み計到達圧延材検出手段で検出された回転角度数だけ遅れて記憶される記憶領域の前回の板厚偏差を出力する板厚偏差記憶手段と、
   前記板厚偏差記憶手段から出力された板厚偏差信号を前記回転角度検出手段で検出された前記バックアップロールの同一の回転角度毎に積分し、前記バックアップロールの回転角度に対応させてそれぞれ前記圧延機のロール開度操作量を演算するロール開度操作量演算手段と、
   を備え、前記ロール開度操作量演算手段で演算されたロール開度操作量に従って前記圧延機のロール開度を操作する圧延機の板厚制御装置。
4. 圧延機駆動電動機の回転数を検出する回転数検出手段を備え、前記回転角度検出手段は前記回転数検出手段の出力信号を積分し、積分値が所定値に到達する毎に前記バックアップロールの回転角度検出信号を出力する請求項１ないし３のいずれかに記載の圧延機の板厚制御装置。
5. 前記バックアップロールが１回転する毎に一つのパルスを発生する第１のパルス発生手段と、
   ｍをｎ以上の整数とし、前記バックアップロールが１回転する毎にｍ個のパルスを発生する第２のパルス発生手段と、
   を備え、前記回転角度検出手段は前記第１のパルス発生手段がパルスを発生するタイミングを基準にして、前記第２のパルス発生手段のｍ個のパルス信号を用いてｎ個のバックアップロールの回転角度検出信号を出力する請求項１ないし３のいずれかに記載の圧延機の板厚制御装置。
6. 圧延機駆動電動機の回転数を検出する回転数検出手段と、
   前記バックアップロールが１回転する毎に一つのパルスを発生するパルス発生手段と、
   を備え、前記回転角度検出手段は、前記パルス発生手段がパルスを発生するタイミングを基準にして、前記回転数検出手段の出力信号を積分し、積分値が所定値に到達する毎に前記バックアップロールの回転角度検出信号を出力する請求項１ないし３のいずれかに記載の圧延機の板厚制御装置。

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