(57)【要約】  金属材料を圧延する圧延機に設けられた板厚制御装置において、上側ロール及び下側ロールが回転することによって生じる圧延荷重変動を上下別々に検出することにより、板厚制御を高精度に実施する。このため、上記上下ロールの複数の回転位置におけるキスロール時荷重に基づいて、キスロール時荷重のロール偏芯に起因する各変動成分を上下別々に抽出し、この抽出されたキスロール時荷重の各変動成分に基づいて、圧延荷重のロール偏芯に起因する各変動成分を上下別々に抽出する。そして、この抽出された圧延荷重の各変動成分に基づいて、圧延されている金属材料の板厚変動を低減させるように、上記各回転位置に対応したロールギャップ指令値を演算し、ロールギャップを操作する。
2008090596.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属材料を圧延する圧延機に設けられ、圧延スタンドの上下ワークロール及び上下バックアップロールのロール偏芯に起因する板厚変動を制御する板厚制御装置であって、
キスロール時荷重及び圧延荷重を検出する荷重検出器と、
前記上下ワークロール及び前記上下バックアップロールの複数の回転位置において前記荷重検出器により検出されたキスロール時荷重に基づいて、キスロール時荷重の、前記各回転位置における前記上ワークロール及び前記上バックアップロールのロール偏芯に起因する変動成分と、前記各回転位置における前記下ワークロール及び前記下バックアップロールのロール偏芯に起因する変動成分とを別々に抽出するキスロール時荷重変動抽出手段と、
前記キスロール時荷重変動抽出手段によって別々に抽出されたキスロール時荷重の各変動成分に基づいて、前記各回転位置において前記荷重検出器により検出された圧延荷重の、前記各回転位置における前記上ワークロール及び前記上バックアップロールのロール偏芯に起因する変動成分と、前記各回転位置における前記下ワークロール及び前記下バックアップロールのロール偏芯に起因する変動成分とを別々に抽出する圧延荷重変動抽出手段と、
前記圧延荷重変動抽出手段によって別々に抽出された圧延荷重の各変動成分に基づいて、圧延されている前記金属材料の板厚変動を低減させるように、前記各回転位置に対応したロールギャップ指令値を演算する操作量演算手段と、
前記操作量演算手段によって演算されたロールギャップ指令値に基づいて、前記各回転位置に対応してロールギャップを操作するロールギャップ操作手段と、
を備えたことを特徴とする板厚制御装置。
【請求項２】
圧延荷重変動抽出手段は、
上下バックアップロールの直径差が所定の閾値より小さい場合に、荷重検出器によって検出された圧延荷重を所定の比率に分離することにより、圧延荷重の、上ワークロール及び前記上バックアップロールのロール偏芯に起因する変動成分と、下ワークロール及び前記下バックアップロールのロール偏芯に起因する変動成分とを抽出することを特徴とする請求項１に記載の板厚制御装置。
【請求項３】
操作量演算手段は、
金属材料の圧延開始後の所定期間は、
前記金属材料の圧延時に、圧延荷重変動抽出手段によって別々に抽出された圧延荷重の各変動成分と、
キスロール時荷重変動抽出手段によって別々に抽出されたキスロール時荷重の各変動成分、及び、前記金属材料の圧延前に実施された金属材料の圧延時に、前記圧延荷重変動抽出手段によって別々に抽出された圧延荷重の各変動成分の何れか一方と、
の所定の重み付け合算値に基づいて、ロールギャップ指令値を演算することを特徴とする請求項１に記載の板厚制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、金属材料を圧延する圧延機に設けられ、圧延される金属材料（圧延材）の板厚変動を制御する板厚制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
薄板圧延や厚板圧延における品質制御の一つに、圧延材の幅方向中央部の板厚を制御する自動板厚制御（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ：ＡＧＣ）がある。この自動板厚制御を実施する具体的な板厚制御方法としては、例えば、圧延機出側に設置された板厚計の測定値をフィードバックするモニターＡＧＣ、圧延荷重やロールギャップ（上下圧延ロールの間隙）から推定したゲージメータ板厚を用いるゲージメータＡＧＣ（Ｇａｇｅ  Ｍｅｔｅｒ  ＡＧＣ：ＧＭ−ＡＧＣ）、圧延荷重を利用するミル定数可変制御（Ｍｉｌｌ  Ｍｏｄｕｌｕｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ：ＭＭＣ）等が挙げられる。【０００３】
上記自動板厚制御において、板厚精度の向上を阻害する外乱には、熱間圧延においては、例えば、圧延材の温度変動が挙げられる。また、熱間圧延及び冷間圧延に共通な外乱としては、例えば、張力制御の劣化によって生じる張力変動、オペレータの手動操作による速度やロールギャップの変更、ロール構造やロール研磨の精度不良等によって、ロールの回転位置に関連して発生するロール偏芯等が挙げられる。【０００４】
これらの外乱のうち、上記ロール偏芯の発生は、主に支持ロールのオイルベアリングにおける油の注入のためのキー溝が数百トンから２〜３千トンという大きな圧延荷重を受けた際に、軸振れを起こすことが原因となる。そして、ロール偏芯によって軸振れが発生すると、ロールの回転に合わせてロールギャップの変動も発生する。なお、キー溝を備えていないロールでも、例えば、ロール研磨時の非対称性や熱膨張の偏り等が原因となって、ロール回転に依存したロールギャップの変動は発生する。【０００５】
ここで、ロールギャップを制御する装置は、ロールギャップが設定値に近づくように、ロールギャップ検出器の検出値をフィードバックして圧下装置等を制御する。しかし、ロール偏芯等といったロールの軸振れに依存する外乱は、ロールギャップ検出器によって検出することができない、即ち、ロールの軸振れは、ロールギャップ検出器の検出値には現れない。このため、ロールギャップ検出器を使用してもロールの軸振れに依存する外乱を制御することはできない。しかし、上記ロールの軸振れに依存する外乱は、実際にはロールギャップを変化させているため、圧延荷重には現れる。したがって、ロール軸振れに依存する外乱は、板厚の制御に圧延荷重を利用する上記ＭＭＣ、ＧＭ−ＡＧＣ等において、板厚精度の向上を阻害する大きな要因となっている。【０００６】
そして、軸振れ等といったロール偏芯に起因する外乱を低減させるため、従来から、ロール偏芯制御が実施されている。このロール偏芯制御は、主に次の３つの制御方法が知られている。
なお、以下においては、上下２個の圧延ロールのみで構成される、いわゆる２Ｈｉミルの場合、上下２個の圧延ロール及び上下２個の支持ロールの４ロールで構成される、いわゆる４Ｈｉミルの場合、上下２個の圧延ロール及び上下２個の中間ロール、上下２個の支持ロールの６ロールで構成される、いわゆる６Ｈｉミルの場合、その他の場合においても、同様に考えることができる。したがって、圧延ロールをワークロール（Ｗｏｒｋ  Ｒｏｌｌ：ＷＲ）と、支持ロール等の圧延ロール以外のロールをバックアップロール（Ｂａｃｋ  ＵＰ  Ｒｏｌｌ：ＢＵＲ）と表現する。【０００７】
（Ａ）ロール偏芯制御１
圧延材を圧延する前に、上下ワークロールを接触させて一定の荷重を掛けた状態（キスロール状態）でロールを回転させ、キスロール時荷重を検出する。そして、検出されたキスロール時荷重を高速フーリエ変換する等してロール偏芯周波数を分析する。圧延中は、分析された周波数のロール偏芯が発生するものと仮定し、圧延荷重を利用したフィードバック制御を実施せず、仮定した上記ロール偏芯による影響を低減させるようにロールギャップ操作量を出力する（例えば、特許文献１及び２参照）。
（Ｂ）ロール偏芯制御２
圧延機出側に設置された板厚計によって板厚変動を測定する。そして、板厚計によって測定された板厚変動とロールの回転位置とを関連付けて板厚偏差を演算し、演算された板厚偏差に基づいて、ロール偏芯による板厚変動を低減させるように、ロールギャップを操作する（例えば、特許文献３参照）。
（Ｃ）ロール偏芯制御３
圧延材の圧延中に圧延荷重を取り込み、取り込んだ圧延荷重からロール偏芯成分を抽出する。そして、抽出したロール偏芯成分をロールギャップ信号に変換し、ロール偏芯による圧延荷重変動を抑制するように、ロールギャップを操作する（例えば、特許文献４参照）。【０００８】
【特許文献１】日本特開昭６０−１４１３２１号公報
【特許文献２】日本特開昭６２−２５４９１５号公報
【特許文献３】日本特開平１１−７７１２８号公報
【特許文献４】日本特開２００２−２８２９１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１及び２に記載の上記ロール偏芯制御１に示す方法では、キスロール時荷重に基づいてロール偏芯周波数を分析し、その分析結果に基づいて圧延中のロールギャップ操作量を制御しているため、高精度の板厚制御が実現できないといった問題があった。即ち、上記ロール偏芯制御１に示す方法では、ロールの回転位置に関連して発生する荷重の変動成分を正弦波と仮定しているが、実際の荷重の変動成分には、最も低次の周波数、いわゆる基本周波数の周波数成分だけでなく、基本周波数の２倍、３倍、それ以上の周波数成分が現れる場合もある。このため、複合された外乱の場合に、どの周波数の外乱を低減させるか特定することが困難であるといった問題があった。
さらに、ロール偏芯は、一般に、バックアップロールが発生の原因であることが多いが、ワークロールの研磨状態や熱膨張等によっても発生し得るため、圧延中にロール偏芯の原因が変化することがある。また、キスロール時荷重の変動量の振幅は、圧延する圧延材の硬さ等が要因となり、圧延荷重の変動量の振幅とは異なる場合が多い。このため、ロール偏芯周波数の正確な分析が困難であった。【００１０】
特許文献３に記載の上記ロール偏芯制御２に示す方法では、板厚制御を適用できる圧延機は、その出側に板厚計が設置されているものに限られる。また、例えば、７スタンドで構成される熱間薄板タンデム圧延機の場合、製品板厚変動としては、後段の第５、第６、第７スタンドのロール偏芯による板厚変動が現れ易いが、一般に、板厚計は第７スタンド出側に設置される。この場合、第５、第６スタンドのロール偏芯による板厚変動は制御できず、高精度の板厚制御が実現できないといった問題があった。
さらに、圧延スタンドからその出側に配置された板厚計まで圧延材のトラッキングを正確に行うには、圧延材速度を正確に取得する必要がある。この圧延材速度は、ロール周速及び先進率に基づいて算出することが可能であるが、実測可能なロール周速に対して先進率は予測値である。このため、圧延材速度には誤差が含まれ、正確なトラッキングが実現できないといった問題もあった。【００１１】
特許文献４に記載の上記ロール偏芯制御３に示す方法では、ロールギャップの操作に、実際に発生している圧延荷重の変動を用いるため、上記ロール偏芯制御１及び２に示す方法と比較して、板厚に影響の大きい変動成分を直接的に制御でき、圧延の経過により変化するロールの状態を的確に反映することができる。また、圧延材の移送を考慮する必要がないため、ロール偏芯制御２の場合のようにトラッキング誤差も生じない。
しかし、ロール偏芯成分の抽出に圧延荷重の実績値を収集する必要があるため、圧延開始後バックアップロールが１回転する間は高精度の板厚制御が実施できないといった問題があった。また、上下に配置されたバックアップロール径が異なる場合には、同じ径を有するバックアップロールが上下に配置された場合と比較して、高精度の板厚制御が実施し難いといった問題もあった。【００１２】
なお、以下に、上下に配置されたバックアップロールの径が異なる場合に、高精度の板厚制御が困難である理由について説明する。
金属材料の圧延を行う圧延機は、一般に、ワークロールを駆動する方式のものが多い。この場合、１つ或いは直列に接続された電動機の動力はピニオンギア等を介してワークロールに伝達され、伝達された動力によって上下のワークロールが駆動される。ここで、駆動されるワークロールは、上下のワークロールの周速を同じにするために、その直径が約０．５ｍｍ以内の精度で管理されている。一方、駆動されないバックアップロールは、直径の管理がそれほど厳格ではなく、その直径が１０％以上異なる場合もある。そして、上下のバックアップロールに直径差が生じている場合には、ロール偏芯によって発生する短い周期の圧延荷重の変動に加えて、ビート或いはうねりと呼ばれる長い周期の圧延荷重の変動が発生する。【００１３】
図８は圧延荷重及びロールギャップに対する上下バックアップロールの直径差とロール偏芯との影響を示す図であり、（ａ）は圧延荷重変動のシミュレーション結果を、（ｂ）はロールギャップ変動のシミュレーション結果を示している。なお、図８（ａ）及び（ｂ）とも、上バックアップロールの直径が１１７０ｍｍ、下バックアップロールの直径が１２６０ｍｍとして演算した結果である。また、図８（ｂ）の破線は上バックアップロールの回転によって発生するギャップ変動を、一点鎖線は下バックアップロールの回転によって発生するギャップ変動を、実線は上下バックアップロールが回転することによって発生する全体のギャップ変動を示している。【００１４】
図８において、上下バックアップロールに直径差が生じている場合、その回転によって発生する各ギャップ変動は、周期の異なる正弦波として表される。そして、上記各ギャップ変動を重ね合わせることによって得られる全体のギャップ変動、及び、圧延荷重変動は、上下バックアップロールの回転（ロール偏芯）によって生じる約０．５秒程度の短い周期の波成分と、上下バックアップロールの直径差によって生じる約４．５秒程度の長い周期のうねり成分とを備えている。【００１５】
なお、図８はシミュレーション結果を示したものであるため、ギャップ変動を上下のバックアップロールに分離して表示することは容易である。しかし、実際には、圧延荷重及びロールギャップとも、上下方向に１つの値しか検出することはできない。即ち、圧延機には、圧延材の幅方向の少なくとも２箇所、即ち、作業側（Ｗｏｒｋ  Ｓｉｄｅ：ＷＳ）と電動機側（Ｄｒｉｖｅ  Ｓｉｄｅ：ＤＳ）とに荷重検出器が設置されることが多く、ＷＳ及びＤＳ独立に圧延荷重を測定できる。しかし、その測定原理上、上下のワークロールの圧延荷重を独立に検出することはできない。また、上下のバックアップロールに直径差がある場合には、上下のバックアップロールの回転速度にも差が生じるため、上下何れか一方のバックアップロールの回転速度を基準にした場合に、他方のバックアップロールの回転速度を考慮しないことになる。このため、ロール偏芯による圧延荷重の変動を十分に抑制することができない。【００１６】
上記問題を解決するためには、ロール偏芯制御３に示す方法のように、上下のバックアップロールを分離して考えることが必要である。即ち、上バックアップロールが回転することによって生じる圧延荷重変動と下バックアップロールが回転することによって生じる圧延荷重変動とを、全体の圧延荷重変動から的確に分離し、分離された上下の各圧延荷重変動に基づいて制御を実施しなければならない。しかし、特許文献４には、その具体的方法が何も開示されていない。【００１７】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、上側のロールが回転することによって生じる圧延荷重変動と下側のロールが回転することによって生じる圧延荷重変動とを的確に分離して、分離された各圧延荷重変動に応じてロールギャップを制御することにより、板厚制御を高精度に実施することができる板厚制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
この発明に係る板厚制御装置は、金属材料を圧延する圧延機に設けられ、圧延スタンドの上下ワークロール及び上下バックアップロールのロール偏芯に起因する板厚変動を制御する板厚制御装置であって、キスロール時荷重及び圧延荷重を検出する荷重検出器と、上下ワークロール及び上下バックアップロールの複数の回転位置において荷重検出器により検出されたキスロール時荷重に基づいて、キスロール時荷重の、各回転位置における上ワークロール及び上バックアップロールのロール偏芯に起因する変動成分と、各回転位置における下ワークロール及び下バックアップロールのロール偏芯に起因する変動成分とを別々に抽出するキスロール時荷重変動抽出手段と、キスロール時荷重変動抽出手段によって別々に抽出されたキスロール時荷重の各変動成分に基づいて、各回転位置において荷重検出器により検出された圧延荷重の、各回転位置における上ワークロール及び上バックアップロールのロール偏芯に起因する変動成分と、各回転位置における下ワークロール及び下バックアップロールのロール偏芯に起因する変動成分とを別々に抽出する圧延荷重変動抽出手段と、圧延荷重変動抽出手段によって別々に抽出された圧延荷重の各変動成分に基づいて、圧延されている金属材料の板厚変動を低減させるように、各回転位置に対応したロールギャップ指令値を演算する操作量演算手段と、操作量演算手段によって演算されたロールギャップ指令値に基づいて、各回転位置に対応してロールギャップを操作するロールギャップ操作手段と、を備えたものである。
【発明の効果】
【００１９】
この発明によれば、上側のロールが回転することによって生じる圧延荷重変動と下側のロールが回転することによって生じる圧延荷重変動とを的確に分離して、分離された各圧延荷重変動に応じてロールギャップを制御することにより、板厚制御を高精度に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の実施の形態１における板厚制御装置を示す全体構成図である。
【図２】測定される圧延荷重の概念を示す図である。
【図３】ワークロール及びバックアップロールの位置関係を説明するための図である。
【図４】バックアップロールの回転角度の変化に伴う圧延荷重の変動を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態１におけるキスロール時荷重変動抽出手段の動作を説明するための図である。
【図６】この発明の実施の形態１における板厚制御装置の要部を示す構成図である。
【図７】この発明の実施の形態２における板厚制御装置を示す全体構成図である。
【図８】圧延荷重及びロールギャップに対する上下バックアップロールの直径差とロール偏芯との影響を示す図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  圧延材、  ２  ハウジング、  ３  ワークロール、  ３ａ  上ワークロール、
３ｂ  下ワークロール、  ４  バックアップロール、  ４ａ  上バックアップロール、
４ｂ  下バックアップロール、  ４ｃ  基準位置、  ５  圧下装置、
６  荷重検出器、  ７  ロール回転数検出器、  ８  ロール基準位置検出器、
９  ロールギャップ検出器、  １０  キスロール時荷重変動抽出手段、
１１  圧延荷重変動抽出手段、  １２  操作量演算手段、
１３  ロールギャップ操作手段  １４  位置目盛、  １４ａ  基準位置、
１５  荷重分配手段、  １６  上側荷重変動抽出部、  １７  下側荷重変動抽出部、
１８ａ  圧延荷重記録手段、  １８ｂ  圧延荷重記録手段、
１９ａ  平均値演算手段、  １９ｂ  平均値演算手段、  ２０ａ  偏差演算手段、
２０ｂ  偏差演算手段、  ２１ａ  上側下算手段、  ２１ｂ  下側加算手段、
２２ａ  上側スイッチ、  ２２ｂ  下側スイッチ、
２３  ロールギャップ修正量演算手段、  ２４ａ  リミット、  ２４ｂ  リミット、
２５ａ  スイッチ、  ２５ｂ  スイッチ、  ２６ａ  加算器、  ２６ｂ  加算器、
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
この発明をより詳細に説明するため、添付の図面に従ってこれを説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。【００２３】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における板厚制御装置を示す全体構成図である。図１において、１は圧延機によって圧延される金属材料からなる圧延材、２は圧延機のハウジング、３は上ワークロール３ａ及び下ワークロール３ｂによって構成されるワークロール、４は上バックアップロール４ａ及び下バックアップロール４ｂによって構成されるバックアップロール、５は圧延材１に圧延荷重を作用させる圧下装置、６はキスロール時荷重及び圧延荷重を検出する荷重検出器、７はロールの回転数を検出するロール回転数検出器、８はバックアップロール４が１回転する毎に所定の基準位置を検出するロール基準位置検出器、９は上下ワークロール３ａ及び３ｂの間隙、即ち、ロールギャップを検出するロールギャップ検出器である。【００２４】
１０はキスロール時荷重変動抽出手段、１１は圧延荷重変動抽出手段である。キスロール時荷重変動抽出手段１０は、上下ワークロール３ａ、３ｂ及び上下バックアップロール４ａ、４ｂの複数の回転位置において上記荷重検出器６により検出されたキスロール時荷重に基づいて、キスロール時荷重の上記各回転位置における上ワークロール３ａ及び上バックアップロール４ａのロール偏芯に起因する変動成分と、キスロール時荷重の上記各回転位置における下ワークロール３ｂ及び下バックアップロール４ｂのロール偏芯に起因する変動成分とを別々に抽出する。圧延荷重変動抽出手段１１は、キスロール時荷重変動抽出手段１０によって別々に抽出されたキスロール時荷重の上下の各変動成分に基づいて、上記各回転位置において荷重検出器６により検出された圧延荷重の、上記各回転位置における上ワークロール３ａ及び上バックアップロール４ａのロール偏芯に起因する変動成分と、上記検出された圧延荷重の上記各回転位置における下ワークロール３ｂ及び下バックアップロール４ｂのロール偏芯に起因する変動成分とを別々に抽出する。【００２５】
１２は操作量演算手段、１３はロールギャップ操作手段である。操作量演算手段１２は、圧延荷重変動抽出手段１１によって別々に抽出された圧延荷重の上下の各変動成分に基づいて、圧延されている圧延材１の板厚変動を低減させるように、上記各回転位置に対応したロールギャップ指令値を演算する。ロールギャップ操作手段１３は操作量演算手段１２によって演算されたロールギャップ指令値に基づいて、上記各回転位置に対応してロールギャップを操作する。また、ロールギャップ操作手段１３は、例えば、ＭＭＣやＧＭ−ＡＧＣによって得られたロールギャップ量に、上記操作量演算手段１２によって演算されたロールギャップ修正量を加えた値をロールギャップの設定値として、圧下装置５を制御する。
なお、実施の形態１の以下の説明においては、一例として、上下２つのワークロール３及び上下２つのバックアップロール４の４ロールで構成される４Ｈｉミルの場合について説明する。【００２６】
板厚制御装置は上記のように構成され、圧延材１は、出側で所望の板厚となるように、ロールギャップと速度とが適切に調整されたワークロール３によって圧延される。ここで、ワークロール３は、上ワークロール３ａが上バックアップロール４ａに上方から支えられ、下ワークロール３ｂが下バックアップロール４ｂに下方から支えられることにより、ロール幅方向のたわみが少なくなるように構成される。また、バックアップロール４は、ハウジング２に対して回動自在に支持されており、圧延材１に作用させる圧延荷重にも十分に耐え得る構造を成している。【００２７】
圧下装置５は、電動機制御によるもの（電動圧下という）、油圧制御によるもの（油圧圧下という）の２種類が存在するが、油圧圧下の方が高速応答を得やすい。このため、ロール偏芯による外乱のように短い周期の波成分に対応して圧延荷重制御を実施するには、一般に、高速応答が可能な油圧圧下が採用される。また、上下ワークロール３ａ及び３ｂの間隙、即ち、ロールギャップは、上記圧下装置５によって調整される。
荷重検出器６は、例えば、ハウジング２と圧下装置５との間に埋め込まれたロードセル（Ｌｏａｄ  Ｃｅｌｌ）によって圧延荷重を直接的に測定する方法や、油圧圧下装置で検出される圧力から圧延荷重を計算する方法等によって、キスロール時荷重や圧延荷重を検出する。【００２８】
ロール回転数検出器７は、ワークロール３やこのワークロール３を駆動する電動機の軸（図示せず）に設けられ、ワークロール３等の回転数を検出する。ここで、上記ロール回転数検出器７は、例えば、ワークロール３の回転角度に応じたパルスを出力するパルス出力部と、パルス出力部から出力されたパルスを検出してワークロール３の回転角度を演算する角度演算部とを備えることにより、ワークロール３の回転数の検出とともに、より詳細な回転角度を検出できるように構成される。なお、ワークロール３とバックアップロール４との直径の比が既知である場合、ロール回転数検出器７によって検出されたワークロール３の回転数と回転角度とに基づいて、ワークロール３とバックアップロール４との間にスリップがない場合におけるバックアップロール４の回転数と回転角度とを容易に演算することができる。【００２９】
ロール基準位置検出器８は、例えば、バックアップロール４が１回転する度に、近接スイッチ等のセンサがバックアップロール４に設けられた被検出体を検出すること等によって基準位置を検出する。また、例えば、パルスジュネレータ（Ｐｕｌｓｅ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）を利用することにより、バックアップロール４の回転角度に依存したパルスを取り出し、バックアップロール４の回転角度を検出することによって基準位置を検出する。なお、図１ではロール基準位置検出器８を上バックアップロール４ａにのみ取り付けた場合を示しているが、上下バックアップロール４ａ及び４ｂにロール基準位置検出器８を取り付けて、上下バックアップロール４ａ及び４ｂの各基準位置を検出するように構成しても良い。なお、図７は他の板厚制御装置を示す全体構成図であり、図１に示す板厚制御装置に対して、ロール基準位置検出器８が取り付けられていないものを示したものである。即ち、図７に示す板厚制御装置では、ロール基準位置検出器８からの信号を利用しない。詳細については後述する。
ロールギャップ検出器９は、例えば、バックアップロール４と圧下装置５との間に設けられ、間接的に上下ワークロール３ａ及び３ｂの間に形成されるロールギャップを検出する。【００３０】
次に、図２乃至図６に基づいて、上記キスロール時荷重変動抽出手段１０、圧延荷重変動抽出手段１１、操作量演算手段１２の各構成及び動作を具体的に説明する。
図２は測定される圧延荷重の概念を示す図である。図２に示すように、圧延荷重は、バックアップロール４等にロール偏芯が生じていない場合でも、圧延材１の温度変化や板厚変化等によって、時間、即ち、ロールの回転とともに変動する。一方、バックアップロール４等にロール偏芯が生じている場合には、圧延荷重は、ロール偏芯以外による上記圧延荷重変動に、ロール偏芯による圧延荷重の変動成分を重ね合わせたものとして表される。なお、以下に説明する本板厚制御装置の具体的制御は、ロール偏芯による圧延荷重変動とロール偏芯以外による圧延荷重変動とを的確に分離するとともに、ロール偏芯による圧延荷重変動を本板厚制御装置で制御し、ロール偏芯以外による圧延荷重変動を上記ＭＭＣやＧＭ−ＡＧＣで制御することが基本的な考えである。【００３１】
次に、図３に基づいて、圧延荷重変動抽出手段１１等の各構成及び動作を説明する際に必要な事項について説明する。なお、図３はワークロール及びバックアップロールの位置関係を説明するための図である。図３において、１４は圧延機のハウジング２等に固定された、バックアップロール４の回転位置検出用の位置目盛、４ｃはバックアップロール４の一部に予め設定され、バックアップロール４の回転に連動して回転する基準位置である。上記位置目盛１４は、例えば、バックアップロール４の周囲を取り囲むように、バックアップロール４の直近外側に設けられ、バックアップロール４の全周をｎ等分するように、即ち、バックアップロール４の回転軸を中心として所定角度（３６０／ｎ度）毎に、目盛が設けられる。そして、位置目盛１４の基準位置１４ａ（固定された基準位置）を０として、第（ｎ−１）まで番号付けされる。なお、上記ｎは、例えばｎ＝３０〜４０程度の値が設定される。ここで、上記位置目盛１４は圧延荷重変動抽出手段１１等を説明するために設けられたものであり、実際の機器類に目盛自体は付されていなくても良い。【００３２】
ここで、θＷＴ０はバックアップロール４の基準位置４ｃが、固定された基準位置１４ａに一致する際のワークロール３の回転角度、θＷＴはバックアップロール４がθＢＴだけ回転した後のワークロール３の回転角度である。ここで、上記θは角度を表し、添え字の左側Ｗはワークロール３、Ｂはバックアップロール４を、添え字の右側Ｔは上側、Ｂは下側をそれぞれ表している。なお、以下においては、バックアップロール４の回転角度とは、バックアップロール４の基準位置４ｃが、固定された基準位置１４ａからバックアップロール４の回転に連動して移動する角度を表すものとする。例えば、バックアップロール４の回転角度が９０度であるとは、バックアップロール４の基準位置４ｃが、固定された基準位置１４ａからバックアップロール４の回転方向に９０度の回転した位置にあることを示している。また、バックアップロール４の回転角度が位置目盛１４の最も近接する目盛（例えば、位置目盛１４のｊ番目の目盛）にある状態を、バックアップロール４の回転角度番号がｊであるとして説明する。【００３３】
なお、上記バックアップロール４の基準位置４ｃ及び固定された基準位置１４ａに、近接センサ等のセンサとこのセンサによって検出される被検出体とを埋め込むことにより、上記センサ及び被検出体によってロール基準位置検出器８を構成しても良い。かかる場合、例えば、バックアップロール４の基準位置４ｃに設けられた近接センサが、バックアップロール４とともに回転して固定された基準位置１４ａに達することにより、基準位置１４ａに埋め込まれた被検出体が上記近接センサによって検出される。即ち、バックアップロール４の基準位置４ｃが、固定された基準位置１４ａを通過したと認識される。【００３４】
次に、図４に基づいて、圧延荷重のロール偏芯に起因する変動成分を抽出する方法について説明する。図４はバックアップロールの回転角度の変化に伴う圧延荷重の変動を示す図である。図４において、バックアップロープ４の基準位置４ｃが基準位置１４ａにある場合、即ち、バックアップロール４の回転角度番号が０の場合、圧延荷重はＰ１０を示しており、バックアップロール４の回転角度番号が１、２、３‥‥と進むにつれ、圧延荷重はＰ１１、Ｐ１２、Ｐ１３‥‥と変化していく。そして、バックアップロープ４が１回転して、回転角度番号が（ｎ−１）から再び０となり、圧延荷重Ｐ２０が採取された時点で圧延荷重Ｐ１０とＰ２０とを直線で結ぶと、この直線が、ロール偏芯による圧延荷重変動を除いた圧延荷重と見なすことができる。したがって、ロール偏芯による圧延荷重変動は、各回転角度番号において測定した圧延荷重Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３‥‥Ｐ２０と上記直線との差から求めることができる。【００３５】
なお、実際に測定される圧延荷重Ｐｉｊの値（実績値）には、温度変動・板厚変動・張力変動等による圧延荷重変動、ロール偏芯による圧延荷重変動に加え、ノイズ成分が含まれることが多い。このため、実際の圧延荷重Ｐｉｊの実績値は図４に示すようななだらかな曲線上に分布する訳ではなく、上記直線を求めるために結ぶべき始点の圧延荷重Ｐｉ０と終点の圧延荷重Ｐ（ｉ＋１）０とを特定することが困難な場合もある。そこで、圧延荷重Ｐｉ０と圧延荷重Ｐ（ｉ＋１）０との変化が大きくないものと仮定すると、測定した各圧延荷重Ｐｉ０、Ｐｉ１、Ｐｉ２、Ｐｉ３‥‥Ｐ（ｉ＋１）０と、圧延荷重Ｐｉ０、Ｐｉ１、Ｐｉ２、Ｐｉ３‥‥Ｐｉ（ｎ−１）のｎ個の平均値との差ΔＰｉｊを圧延荷重のロール偏芯に起因する変動成分と見なすことができる。この方法の利点は、圧延荷重の実績値の採取を（ｎ−１）区分目までに減少させることができ、また、ノイズ等による圧延荷重の変動にも強いことである。なお、圧延荷重の実績値にフィルタリング処理を施して、ノイズ成分を低減させることも有効な手段である。【００３６】
次に、図５に基づいて、キスロール時荷重変動抽出手段１０について説明する。図５はこの発明の実施の形態１におけるキスロール時荷重変動抽出手段の動作を説明するための図である。【００３７】
なお、キスロール時荷重変動抽出手段１０によってキスロール時荷重のロール偏芯に起因する変動成分を抽出する方法は、上記特許文献１の図３乃至図５に記載の方法に準ずる。即ち、特許文献１記載のものでは、キスロール時荷重の変動からロール偏芯量、即ちギャップ量に変換している。例えば、図３に示すブロック１０３及び１１３等で上記変換を行っている。しかし、キスロール時は、ロール偏芯による荷重変動以外の荷重の変動はないものとみなせるため、ギャップではなく荷重をそのまま扱っても良い。また、上記特許文献１記載のものでは、サンプリングパルスを発生させる装置を必要としているが、バックアップロールの回転位置が分かれば、その装置は必ずしも必要としない。また、特許文献１におけるマークパルスの発生装置は、本願のロール基準位置検出器８に相当するが、このマークパルスの発生装置についても、バックアップロールの回転位置が分かれば、その装置は必ずしも必要ではない。【００３８】
本願における動作では、図５において、先ず、上下ワークロール３ａ及び３ｂをキスロール状態として上下バックアップロール４ａ及び４ｂを回転させ、キスロール時荷重と上下バックアップロール４ａ及び４ｂの各回転角度とを、バックアップロール４の基準位置４ｃから順次測定及び記録する。この時、バックアップロール４の基準位置４ｃは、必ずしも固定された基準位置１４ａに一致させる必要はない。ここで、図５はバックアップロール４の回転角度５度毎にキスロール時荷重を測定及び記録した場合を示しており、上段の表は、上バックアップロール４ａを基準として１回転させた場合のデータの一例を示している。図５の上段の表に示す状態では、上下バックアップロール４ａ及び４ｂで１５度の回転角度差が生じている。かかる場合、上下バックアップロール４ａ及び４ｂの直径差が０であれば、上バックアップロール４ａを何回転させても上下バックアップロール４ａ及び４ｂの回転角度差は１５度の状態を維持する。しかし、上下バックアップロール４ａ及び４ｂに直径差が生じている場合には、上バックアップロール４ａの１回転後、２回転後と回転が進むに従い上下バックアップロール４ａ及び４ｂの回転角度差が大きくなる。そして、上記直径差に応じた所定の回転後に、上下バックアップロール４ａ及び４ｂの回転角度差は（１５＋３６０）度となって初期状態に戻る。図５の下段の表は、下バックアップロール４ｂを基準として１回転させた場合のデータの一例を示しており、上下バックアップロール４ａ及び４ｂで２０度の回転角度差が生じている場合を示している。なお、特許文献１では、図３に示すブロック１０２、１１２、２０３、２１３においてサンプリングパルス毎に荷重を読み込むと記載されている。本願の図５に示す例では、特許文献１記載のものにおいてサンプリングパルスを５度毎に発生させる場合に相当する。また、上記測定は、キスロール状態で実施する必要があるため、例えば、バックアップロール４やワークロール３の交換時に、圧延を開始するまでの時間を利用して実施することが可能である。【００３９】
このように、特許文献１に記載される方法に準ずる方法でキスロール時の荷重変動を測定することにより、上下バックアップロール４ａ及び４ｂの回転角度に応じたキスロール時荷重の変動成分を次式によって求めることができる。【００４０】
【数１】
2008090596.tif 000003
【００４１】
【数２】
2008090596.tif 000004
ここで、ｐＴＯＰは上バックアップロール４ａによるキスロール時荷重の変動成分、ｐＢＯＴは下バックアップロール４ｂによるキスロール時荷重の変動成分、ｐＴＯＰ０は上バックアップロール４ａによるキスロール時荷重の変動成分の振幅、ｐＢＯＴ０は下バックアップロール４ｂによるキスロール時荷重の変動成分の振幅、θＴＯＰは上バックアップロール４ａの固定された基準位置１４ａからの回転角度、θＢＯＴは下バックアップロール４ｂの固定された基準位置１４ａからの回転角度、φＴＯＰは上バックアップロール４ａの固定された基準位置１４ａからの位相差、φＢＯＴは下バックアップロール４ｂの固定された基準位置１４ａからの位相差を示している。【００４２】
次に、図６に基づいて、上記圧延荷重変動抽出手段１１、操作量演算手段１２の具体的構成及び動作について説明する。図６はこの発明の実施の形態１における板厚制御装置の要部を示す構成図である。図６において、１５は荷重分配手段、１６は上側荷重変動抽出部、１７は下側荷重変動抽出部である。荷重分配手段１５は荷重検出器６によって検出された圧延荷重Ｐを、上バックアップロール４ａと下バックアップロール４ｂとに個別に発生するものと仮定して、上バックアップロール４ａに発生する圧延荷重ＰＴと下バックアップロール４ｂに発生する圧延荷重ＰＢとに分離する。上側荷重変動抽出部１６は荷重分配手段１５によって分離された圧延荷重ＰＴに基づいて、上バックアップロール４ａの複数の回転位置における圧延荷重ＰＴｊのロール偏芯に起因する変動成分を抽出する。下側荷重変動抽出部１７は荷重分配手段１５によって分離された圧延荷重ＰＢに基づいて、下バックアップロール４ｂの複数の回転位置における圧延荷重ＰＢｊのロール偏芯に起因する変動成分を抽出する。そして、上記圧延荷重変動抽出手段１１は、荷重分配手段１５、上側荷重変動抽出部１６、下側荷重変動抽出部１７から構成される。【００４３】
また、１８ａはバックアップロール４の各回転角度番号にそれぞれ対応して設けられたｎ個の圧延荷重記録手段である。各圧延荷重記録手段１８ａには、バックアップロール４が対応する回転角度番号に達した際の圧延荷重ＰＴｊが所定期間記録される。１９ａは各圧延荷重記録手段１８ａに記録された圧延荷重ＰＴｊに基づいて、バックアップロール４が一回転する間に検出されたｎ個の圧延荷重ＰＴｊ（ｊ＝０〜（ｎ−１））の平均値を演算する平均値演算手段、２０ａは各圧延荷重記録手段１８ａにそれぞれ対応して設けられた偏差演算手段である。各偏差演算手段２０ａは、対応する圧延荷重記録手段１８ａに記録された圧延荷重ＰＴｊの上記平均値からの偏差ΔＰＴｊを、バックアップロール４が一回転する毎に演算して出力する。【００４４】
上記上側荷重変動抽出部１６は、圧延荷重記録手段１８ａ、平均値演算手段１９ａ、偏差演算手段２０ａから構成される。一方、上記下側荷重変動抽出部１７は、上側荷重変動抽出部１６と同様の構成を有し、圧延荷重記録手段１８ｂ、平均値演算手段１９ｂ、偏差演算手段２０ｂを備えている。【００４５】
また、図６における２１ａは上側加算手段、２１ｂは下側加算手段、２２ａは上側スイッチ、２２ｂは下側スイッチ、２３はロールギャップ修正量演算手段である。上側加算手段２１ａは上側荷重変動抽出部１６から出力された、圧延荷重ＰＴｊのロール偏芯による変動成分を、回転角度番号毎に加算する。下側加算手段２１ｂは下側荷重変動抽出部１７から出力された、圧延荷重ＰＢｊのロール偏芯による変動成分を、回転角度番号毎に加算する。上側スイッチ２２ａは上側加算手段２１ａによって回転角度番号毎に加算された、圧延荷重ＰＴｊのロール偏芯による変動成分を、バックアップロール４の回転角度番号に応じて出力する。下側スイッチ２２ｂは下側加算手段２１ｂによって回転角度番号毎に加算された、圧延荷重ＰＢｊのロール偏芯による変動成分を、バックアップロール４の回転角度番号に応じて出力する。ロールギャップ修正量演算手段２３は上側スイッチ２２ａの出力値と下側スイッチ２２ｂの出力値とに基づいて、バックアップロール４の回転角度番号に応じたロールギャップの修正量を演算する。【００４６】
上記操作量演算手段１２は、上側加算手段２１ａ、下側加算手段２１ｂ、上側スイッチ２２ａ、下側スイッチ２２ｂ、ロールギャップ修正量演算手段２３から構成される。ここで、上側加算手段２１ａと下側加算手段２１ｂ、並びに、上側スイッチ２２ａと下側スイッチ２２ｂとはそれぞれ同様の構成を有している。例えば、上側加算手段２１ａには、リミット２４ａ、スイッチ２５ａ、加算器２６ａが備えられている。ここで、リミット２４ａは、各偏差演算手段２０ａから入力される偏差ΔＰＴｊの上下限をチェックする。スイッチ２５ａは、バックアップロール４が一回転する毎に、即ち、平均値演算手段１９ａでの平均値の演算が終了する毎にオンされて、リミット２４ａから入力される偏差ΔＰＴｊを同時に出力する。加算器２６ａは、バックアップロール４の各回転角度番号に対応して設けられ、スイッチ２５ａから出力される偏差を回転角度番号毎に加算する。【００４７】
次に、圧延荷重変動抽出手段１１及び操作量演算手段１２の動作について説明する。
荷重検出器６では、１スタンド分の圧延荷重として１つの値しか採取することができない。そこで、荷重分配手段１５は、例えば、次式により、荷重検出器６によって検出された圧延荷重Ｐを、上バックアップロール４ａに発生する圧延荷重ＰＴと下バックアップロール４ｂに発生する圧延荷重ＰＢとに分離する。【００４８】
【数３】
2008090596.tif 000005
【００４９】
【数４】
2008090596.tif 000006
ここで、Ｐは圧延荷重実績値（荷重検出器６による検出値）、αは重み係数（一般に、０≦α≦１）、ｋ１及びｋ２は調整係数（一般に、０≦ｋ１≦１、０≦ｋ２≦１）を示している。上記重み係数αは、０．５等の固定値としても良いしか、次式によって求めても良い。【００５０】
【数５】
2008090596.tif 000007
【００５１】
なお、上下バックアップロール４ａ及び４ｂの直径差が小さい場合には、上側荷重変動抽出部１６と下側荷重変動抽出部１７との何れか一方のみを使用するように構成したり、荷重検出器６によって検出された圧延荷重Ｐを所定の比率に分離するように構成しても良い。例えば、次式によって算出される比率ｒが、ある閾値よりも小さい場合に、上下バックアップロール４ａ及び４ｂの直径差が小さいと判断するように構成する。【００５２】
【数６】
2008090596.tif 000008
ここで、ＤＴＯＰは上バックアップロール４ａの直径、ＤＢＯＴは下バックアップロール４ｂの直径を示している。なお、上記閾値としては、例えば、２〜３％程度の値が使用される。そして、比率ｒが所定の閾値よりも小さく、上側荷重変動抽出部１６のみを使用する場合には、上記式３において、α＝１、ｋ１＝０とするとともに、ｋ２＝０又は下側荷重変動抽出部１７の機能を不使用とすれば良い。【００５３】
そして、上側荷重変動抽出部１６では、バックアップロール４の回転角度番号が０の場合に荷重検出器６によって検出されて、荷重分配手段１５によって分離された圧延荷重ＰＴ０、回転角度番号が１の場合の圧延荷重ＰＴ１、回転角度番号が２の場合の圧延荷重ＰＴ２が、バックアップロール４の回転とともに、順次対応する圧延荷重記録手段１８ａに記憶される。各圧延荷重記録手段１８ａでは、バックアップロール４が１回転する間、即ち、バックアップロール４の回転角度番号が再び０となるまで、入力された圧延荷重ＰＴｊを保持する。平均値演算手段１９ａは、バックアップロール４の回転角度番号が（ｎ−１）に達した時点で、ｎ個の圧延荷重ＰＴ０〜ＰＴ（ｎ−１）に基づいて平均値を演算する。偏差演算手段２０ａは、圧延荷重ＰＴｊと平均値演算手段１９ａによって演算された上記平均値との差ΔＰＴｊをロール偏芯による圧延荷重の変動成分として出力する。そして、上側荷重変動抽出部１６は、上記動作をバックアップロール４の各回転毎に実施して、回転角度番号毎に偏差ΔＰＴｊ、即ち、ロール偏芯による圧延荷重の変動成分を出力する。【００５４】
なお、上記は、ロール偏芯による変動成分を除いた圧延荷重を、ｎ個の圧延荷重ＰＴ０〜ＰＴ（ｎ−１）の平均値とみなした場合の演算方法であるが、図４に基づいて上述したように、バックアップロール４の回転角度番号が０の場合における圧延荷重ＰＴ０及びＰＴｎを結んだ直線を、圧延荷重ＰＴｊのロール偏芯に起因する変動成分を除いたものとみなしても良い。かかる場合には、各圧延荷重ＰＴｊと上記直線との差が、偏差ΔＰＴｊ、即ち、圧延荷重ＰＴｊのロール偏芯に起因する変動成分となる。【００５５】
そして、上側加算手段２１ａでは、リミット２４ａによって各偏差演算手段２０ａの出力値が上下限チェックされた後、加算器２６ａによって、スイッチ２５ａの出力に基づき次式に示す処理が実施され、偏差ΔＰＴｊが加算される。【００５６】
【数７】
2008090596.tif 000009
ここで、Ｚｊは加算器Σｊの値、ｋは加算回数（一般に、バックアップロール４の回転数に一致）、ｊ＝０〜（ｎ−１）を示している。なお、加算器２６ａは圧延材１が圧延される前にゼロクリアされており、バックアップロール４が一回転して上記平均値演算手段１９ａによる平均値の演算が終了する毎に、一回ずつ偏差ΔＰＴｊの加算が実施される。【００５７】
また、加算器２６ａにおいて実施される処理では、過去に積算した値の影響を縮小して現時点に近い圧延荷重の変動成分の影響を大きく評価することも有効である。かかる場合には、上記式７に代え、次式に示す処理が実施される。【００５８】
【数８】
2008090596.tif 000010
ここで、ｂは忘却係数を示している。なお、回転角度番号毎に偏差ΔＰＴｊを加算することは、一般的な制御則から簡単に説明することができる。即ち、本制御対象のように、制御対象に積分系がない場合、制御器側に積分器を入れて定常偏差を除去することは制御則上からも妥当である。本発明では、制御対象が連続値系ではなく離散値系であるため、積分器ではなく加算器としている。【００５９】
上記上側スイッチ２２ａは、各加算器２６ａによって加算された偏差ΔＰＡＴｊを、バックアップロール４の回転位置に応じてロールギャップ修理量演算手段２３に対して出力する。例えば、バックアップロール４の基準位置４ｃが位置目盛１４の基準位置１４ａ、即ち目盛０を通過した時点で上側スイッチ２２ａのうちＳＷ０のみがオンされ、加算器２６ａのΣ０からΔＰＡＴ０が取り出される。また、バックアップロール４の基準位置４ｃが位置目盛１４の目盛１に達した時点でＳＷ１のみがオンされ、Σ１からΔＰＡＴ１のみが取り出される。そして、このような動作をバックアップロール４の各回転位置に対応して繰り返し実施する。【００６０】
なお、上記はバックアップロール４の回転角度番号毎に、ロール偏芯による圧延荷重の全体の変動成分から上バックアップロール４ａが回転することによって生じる変動成分を取り出す動作である。一方、全体の変動成分から下バックアップロール４ｂが回転することによって生じる変動成分も、上記と同様の方法によって取り出すことが可能である。即ち、下側荷重変動抽出部１７により、下バックアップロール４ｂに発生する圧延荷重ＰＢに基づいて、回転角度番号毎にロール偏芯による圧延荷重の変動成分が出力される。そして、この出力値に基づいて、下側加算手段２１ｂ及び下側スイッチ２２ｂを介して、バックアップロール４の回転位置に応じた偏差ΔＰＡＢがロールギャップ修理量演算手段２３に対して出力される。【００６１】
ロールギャップ修正量演算手段２３は、上側スイッチ２２ａ及び下側スイッチ２２ｂから入力される偏差ΔＰＡＴ及びΔＰＡＢに基づいて、次式により、ロール偏芯による圧延荷重の変動成分を補償するロールギャップ修正量ΔＳ（ｍｍ）を演算する。【００６２】
【数９】
2008090596.tif 000011
【００６３】
【数１０】
2008090596.tif 000012
また、ロールギャップも上下別々に操作することはできないため、上下分を加算して出力する必要がある。【００６４】
【数１１】
2008090596.tif 000013
ここで、Ｍはミル定数、Ｑは圧延材１の塑性係数、ＫＴＵＮＥは調整係数、ΔＳＴは上バックアップロール４ａ用のロールギャップ修正量、ΔＳＢは下バックアップロール４ｂ用のロールギャップ修正量、ΔＰＡＴは上バックアップロール４ａによる圧延荷重の偏差（上側スイッチ２２ａの出力）、ΔＰＡＢは下バックアップロール４ｂによる圧延荷重の偏差（下側スイッチ２２ｂの出力）である。そして、ロールギャップ操作手段１３は、ＭＭＣやＧＭ−ＡＧＣによって得られたロールギャップ量に、上記操作量演算手段１２によって演算されたロールギャップ修正量ΔＳを加えて、圧下装置５に与える。【００６５】
なお、上記構成によって圧下装置５を制御した場合、圧下装置５の応答によっては、時間遅れを無視できない場合がある。例えば、油圧圧下の応答が、遮断周波数６０ｒａｄ／ｓｅｃである場合、応答完了を１００％とすると、９５％に達する時間は０．０５ｓｅｃとなる。また、この遅れに演算時間の遅れ等が加わることも考えられる。そして、バックアップロール４の１回転に要する時間が０．５〜１秒程度であるとすると、上記０．０５ｓｅｃの時間遅れは、バックアップロール４の１回転に要する時間の１／１０〜１／２０に相当し、高精度の板厚制御が困難になる場合がある。【００６６】
かかる場合には、操作量演算手段１２のロールギャップ修正量ΔＳを出力するタイミングを早めることにより、上記課題を解決することが可能となる。例えば、図３において、分割数ｎ＝４０、バックアップロール４の１回転に要する時間を０．８秒とすると、バックアップロール４が位置目盛１４の１目盛分を進む時間は０．０２秒となる。したがって、上記０．０５秒の時間遅れが発生しているとすれば、位置目盛１４の２．５目盛分先んじてロールギャップ修正量ΔＳをロールギャップ操作手段１３に与えれば良い。【００６７】
なお、上記説明においては、バックアップロール４の回転を基準として各種計測、演算を実施したが、ワークロール３の回転を基準としても同様の制御は可能である。【００６８】
また、図６において、圧延開始時に加算器２６ａ及び２６ｂをゼロクリアすると、圧延開始後バックアップロール４が一回転する間は圧延荷重の実績値の採取が必要となって、上記制御を実施することができない。そこで、次式に示す計算を実施してΔＰＡＴ及びΔＰＡＢを算出する。なお、以下においては、図６において上側スイッチ２２ａ及び下側スイッチ２２ｂが閉じられた場合におけるΔＰＡＴの算出方法についてのみ記述し、ΔＰＡＢについては同様の算出方法であるためその記載を省略する。【００６９】
【数１２】
2008090596.tif 000014
又は【００７０】
【数１３】
2008090596.tif 000015
ここで、Ｚｊ[ｋ]は当該材の制御のための加算器２６ａの値、ｋは加算回数（一般に、バックアップロール４の回転数に一致）、Ｚｊ［ｎ：ｐｒｅｖｉｏｕｓ］は当該材の直前に圧延された材料の加算器２６ａの最終値、ｐＴＯＰｊは上バックアップロール４ａによるキスロール時荷重変動のバックアップロール４の回転角度位置ｊにおける値、βは重み係数（０≦β≦１）である。【００７１】
なお、上記式１２を適用するのは、上下バックアップロール４ａ及び４ｂの直径差が小さい時である。また、重み係数βは、圧延開始からの時間又は圧延開始からのバックアップロール４の回転数に依存して変更するものとし、一般に初期値は０で、圧延が進むにつれて１に近づけるものとする。β＝１とすると、当該材の圧延荷重を１００％使用することとなる。このため、β＝１とするタイミングは、圧延荷重変動抽出手段１１による圧延荷重変動の精度が十分高くなった時点とする。また、β＝１とするタイミングの最小値は、上バックアップロール４ａ又は下バックアップロール４ｂが一回転した時のタイミングである。【００７２】
この発明の実施の形態１によれば、ロール偏芯による圧延荷重変動がある場合に、圧延荷重変動を抑え、その変動による板厚変動を抑えることができる。また、上下バックアップロール４ａ及び４ｂの直径差が大きい場合にも適用できるため、ロールの管理の自由度が向上する。また、従来からの方法である周波数分析によりロール偏芯の圧延荷重変動を抑制する方法においては分析できない変動成分も抽出、制御できる。更に、設備構造上、板厚計も不要で、トラッキング誤差による精度低下も生じない。【００７３】
実施の形態２．
図７はこの発明の実施の形態２における板厚制御装置を示す全体構成図である。図７に示す板厚制御装置では、実施の形態１におけるロール基準位置検出器８が備えられていない。即ち、実施の形態１におけるキスロール時荷重変動抽出手段１０の説明において、特許文献１におけるマークパルスの発生装置が無い場合に相当する。【００７４】
ロール基準位置検出器８は近接スイッチで構成されることが多く、１つ１つのバックアップロール４に取り付ける必要がありコストが掛かる。また、圧延機に組み込んだ後、そのセンサからの信号を取り出すための配線が必要であり、保守作業に手間が掛かるといった問題もある。このため、ロール基準位置検出器８は無い方が設備維持の上では良い。【００７５】
一般に、ワークロール３については、ワークロール３の組み換え時等にロールを装入する必要がある。そのため、正確に回転角度を知るためのセンサも取り付けられている。そして、ワークロール３とバックアップロール４との直径は既知であるため、ワークロール３の回転角度からバックアップロール４の回転角度を知ることはできる。したがって、上記方法によれば、ロール基準位置検出器８は、必ずしも必要ではない。【００７６】
但し、圧延中等に、ワークロール３とバックアップロール４との間で滑りが発生し、両ロール間の位置関係がずれるようなことも考えられる。この場合のために、式８において忘却係数を導入して時間の経過に従って過去の情報の影響を小さくしたり、式１及び式２によるキスロール時荷重変動の同定に関して、ロール組み換え時のみならず圧延していない時間に頻繁に行うようにしたり、式３及び式４における調整係数ｋ１及びｋ２の値を小さくしたりするような工夫が必要となる。このような工夫を行うことにより、バックアップロール４の位置ずれに対しても対応することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
以上のように、この発明にかかる板厚制御装置によれば、周波数分析により分析できない変動成分も抽出及び制御でき、板厚制御をより高精度に実施することが可能となる。また、設備構造上、板厚計も不要で、トラッキング誤差による精度低下を生じることもない。
【図１】
2008090596.tif 000016
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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