(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板厚実績に基づいて被圧延材を目標板厚に制御する圧延機の板厚制御方法において、
該板厚実績が、時定数が被圧延材の長手方向について、予め決められたパターンに従って変化するローパスフィルタにより処理して変動成分を除去されていることを特徴とする圧延機の板厚制御方法。
【請求項２】
前記板厚制御が、ゲージメータ板厚を用いるフィードバック制御である場合、前記ローパスフィルタにより処理する板厚実績が、ゲージメータ板厚との定常的偏差であることを特徴とする請求項１に記載の圧延機の板厚制御方法。
【請求項３】
前記パターンが、時定数を被圧延材の先端部分では小さい値に設定し、その後定常状態に達した時点で大きい値に設定するようになっていることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧延機の板厚制御方法。
【請求項４】
前記パターンが、時定数を被圧延材に対する冷却水の噴射開始前に大きい値に設定するようになっていることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧延機の板厚制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧延機の板厚制御方法、特に熱間圧延により圧延される被圧延材の板厚を制御する際に適用して好適な圧延機の板厚制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、熱間圧延においては、図１に示すような板厚制御装置により、圧延される被圧延材の板厚フィードバック制御が行なわれている。この図に示される圧延機は、上下に配置されているワークロール１０と、該ワークロール１０を支持するバックアップロール１２とを有し、油圧圧下制御装置１４から出力される油圧シリンダ（図示せず）に対する油圧値を指令する油柱指令信号に基づいて圧下位置が調整されると共に、圧延時の圧延荷重がロードセル１６により検出されるようになっており、又、該圧延機の出側では矢印方向に搬送される圧延後の被圧延材Ｓの板厚が板厚計１８により検出されるようになっている。
【０００３】
前記油圧圧下制御装置１４は、前記ロードセル１６が出力する荷重を監視することにより、荷重の増減に伴う圧延機の撓み量を求め、それが適正になるように油柱指令信号に対して補正を行なうと共に、撓み量を補正した結果に基づく圧延機出側の板厚（以下、ゲージメータ板厚という）を、油柱指令値と荷重実績値から計算する機能を有している。
【０００４】
この板厚制御装置では、図中絶対値ＡＧＣ（Ａutomatic  Ｇauge  Ｃontrol）で示す制御系において、前記ゲージメータ板厚に、後に説明する補正を施した計算板厚と、別途予め設定してある目標板厚とを比較器２０で比較し、その偏差をＰＩコントローラ２２に入力することにより、該コントローラ２２から制御信号が前記油圧圧下制御装置１４へ伝送され、前記油柱指令信号が出力されることにより、目標板厚に制御されるようになっている。
【０００５】
前記油圧圧下制御装置１４で計算される前記ゲージメータ板厚は、実際の板厚とは定常的な偏差を持っているため、前記比較器２０へ出力する前記計算板厚は、この偏差を除去するために、圧延機出側に設置されている前記板厚計１８による測定値を用いて、該ゲージメータ板厚を板厚計による補正回路により補正を行なっている。
【０００６】
上記のようにゲージメータ板厚には定常的な偏差が生じているため、前記油圧圧下制御装置１４から出力されるゲージメータ板厚測定値に、圧延機出側から板厚計１８までの移送時間分の時間遅れ要素２４を作用させて、該板厚計１８により測定された板厚実績との誤差を比較器２６により計算する。この誤差分が次のローパスフィルタ２８により処理された後、圧延機出側のゲージメータ板厚測定値の誤差（定常的な偏差）であるとして、加算器３０において前記油圧圧下制御装置１４の出力値に加算する補正を行なって、前記比較器２０に出力する前記計算板厚としている。
【０００７】
この補正回路に設置されているローパスフィルタ２８は、板厚計測定値（板厚実績）に含まれているノイズ等の変動成分を除去する機能を有し、該フィルタ２８により前記比較器２６から出力される誤差分に含まれる急峻な変動は、雑音であるとしてカットしている。通常、このローパスフィルタ２８に設定されている時定数は一定値である。しかも、時定数を大きくすると、ゲージメータ板厚の誤差変動に追従できなくなることから、制御性能（制御精度）が低下する恐れがある等の問題点があるため、一般的に小さい時定数が設定されている。
【０００８】
なお、通常、被圧延材の先端部分は温度下降量が大きいために、温度降下量が一定となる定常状態の部分に対して優先され、最先端部分に必要な制御性能が、被圧延材の長手方向の全ての点における制御性能となるようにしている。このような制御に関しては、特開平９−６６３１０号公報に、被圧延材毎に板厚制御の比例ゲイン及び積分ゲインをテーブルに設定しておき、該テーブルを参照することにより被圧延材が必要とする制御性能を圧延材毎に微調整する技術が提案されている。
【０００９】
ところで、前記図１に示した板厚制御装置では、圧延機出側に設置されている板厚計１８の周囲には、圧延時に粉塵や蒸気等が存在するが、この板厚計１８は、Ｘ線を利用していることから、これら外乱に対しては強靭であり、正確な板厚を測定することができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、被圧延材上に水分が付着して存在する場合には、前述したようにローパスフィルタの時定数が小さいために、水分の付着厚み分を圧延機出側におけるゲージメータ板厚測定値の誤差であるとして補正を行なってしまい、圧延機出側のゲージメータ板厚測定値を実際より厚く誤認識してしまうことが起こる。
【００１１】
その結果、圧下位置制御系は、過剰に圧下位置を締め込むために、一時的に圧延機出側の板厚偏差がマイナス方向に発生して、被圧延材の板厚が公差を外れることになり、歩留りが悪化してしまうことになる。そこで、従来はこのようなトラブルを回避するために、板厚計１８による実測値（板厚実績）に基づく補正回路を使用できない場合があり、更なる歩留り悪化の要因となっていた。
【００１２】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、被圧延材上に付着した水分の存在等に影響されることなく、被圧延材の最先端部分から板厚を高精度に制御することができる圧延機の板厚制御方法を提供することを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、板厚実績に基づいて被圧延材を目標板厚に制御する圧延機の板厚制御方法において、該板厚実績が、時定数が被圧延材の長手方向について、予め決められたパターンに従って変化するローパスフィルタにより処理して変動成分を除去されていることにより、前記課題を解決したものである。特に前記板厚制御が、ゲージメータ板厚を用いるフィードバック制御である場合、前記ローパスフィルタにより処理する板厚実績が、ゲージメータ板厚との定常的偏差であるとすればよい。
【００１４】
本発明においては、前記パターンが、時定数を被圧延材の先端部分では小さい値に設定し、その後定常状態に達した時点で大きい値に設定するようになっているとよい。即ち、被圧延材の先端部分における、温度下降量が大きい先端から所定範囲の部位（先端部分）に対しては、必要な制御性能が高いために、ローパスフィルタの時定数を小さく設定し、先端部分通過後の定常状態においては、既に板厚偏差は小さくなっているため、ローパスフィルタの時定数を大きくすることができる。特に前記パターンが、時定数を被圧延材に対する冷却水の噴射開始前に大きい値に設定するようになっていることにより、途中で被圧延材に冷却水の噴射を開始した場合でも、その開始前から大きくしておくことにより、被圧延材上の付着水等に起因するノイズ成分に対して圧下位置を過剰に変化させる動作を防止することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１６】
本実施形態では、前記図１に示した板厚制御装置とハード構成が実質的に同一の装置を用いて、以下のように板厚制御を行なう。
【００１７】
即ち、圧延機の出側に設置された板厚計１８を用いて、該圧延機により圧延された被圧延材の板厚を測定すると共に、測定された板厚実績から比較器２６で算出されるゲージメータ板厚との定常的な偏差を、ローパスフィルタ２８により処理して変動成分を除去した後、該板厚実績に基づいて被圧延材を目標板厚に制御する際、前記ローパスフィルタ２８の時定数を、被圧延材の長手方向について、予め決められたパターンに従って変化させる。
【００１８】
図２は、前記ローパスフィルタ２８に設定する時定数の変更パターンの一例を示したもので、ここでは、図中“圧延機荷重検出”で示す圧延開始時から時間ｔ1までの被圧延材の先端部分に対しては小さい時定数ｘ1を設定し、定常状態に達した時間ｔ2の段階では大きな時定数ｘ2を設定する。そして、被圧延材に対する水冷を行う場合には、時間ｔ2を冷却水の噴射前に設定する。
【００１９】
本実施形態による被圧延材の板厚制御の効果を説明するに当り、まず比較のために、従来行なっている常時小さい時定数を設定した場合の制御結果を図３に示す。図中上段は板厚計１８による経時的な板厚測定値の偏差であり、下段はそれに対応する圧下位置の変化を示したものである。
【００２０】
この図３に示されるように、被圧延材上の付着水分に起因して板厚を誤認識した結果、圧下位置を過剰に締め込む圧下動作を行ってしまい、圧延機出側板厚は目標板厚より一時的に薄くなっている。
【００２１】
これに対して、本実施形態の制御方法によれば、被圧延材に水の付着が生じる時点では、ローパスフィルタの時定数が大きくなっているので、図３に相当する図４に示すように同様に水分を板厚として誤認識しているが、該ローパスフィルタにより、一時的な変動成分はノイズとしてキャンセルすることができるため、圧下位置に対しては不必要な締め込み動作を行なうことを防止でき、結果として目標板厚に対する偏差が発生することを防止できている。
【００２２】
以上詳述した本実施形態によれば、圧延機の出側に設置された板厚計を用いて、被圧延材の板厚実績と目標板厚との偏差を解消するために、積分制御ゲイン等を用いて偏差から積分演算値等を計算し、圧延機の圧下位置を調整して板厚を制御する際、板厚実績に含まれるノイズ等の変動成分が原因となる板厚制御装置の誤動作を防止するために設置されているローパスフィルタの時定数を、被圧延材の長手方向について予め決められたパターンに従って変化させることにより、必要な制御性能を最低限保証した上で、耐ノイズ性能を向上することができる。
【００２３】
従って、温度降下が大きい先端部分には小さい時定数を設定し、高い制御性能を確保すると共に、定常状態に達し、冷却水を噴射する時点では、上記時定数を大きくしておくことにより、被圧延材上に水分が存在する場合でも、圧延機出側のゲージメータ板厚測定値を誤認識することなく、圧下位置を過剰に締め込むトラブルが発生することを有効に防止できる。又、板厚計による補正回路を使用できないケースを無くすことが可能となることから、歩留りを向上することも可能となる。
【００２４】
以上、本発明について具体的に説明したが、本発明は、前記実施形態に示したものに限られるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【００２５】
例えば、前記実施形態ではゲージメータ板厚によるフィードバック制御に適用する場合を示したが、これに限定されず、実測板厚値を直接フィードバックする場合はもとより、ローパスフィルタを採用するものであれば任意の板厚制御に適用することができる。又、時定数の変更パターンも前記実施形態に示した２段階に限定されない。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、被圧延材上に付着した水分の存在等に影響されることなく、被圧延材の最先端部分から板厚を高精度に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】板厚制御装置の要部構成を示す制御ブロック図
【図２】ローパスフィルタの時定数変更パターンの一例を示す線図
【図３】板厚を誤認識した時の従来法による板厚制御動作を示す線図
【図４】板厚を誤認識した時の本発明法による板厚制御動作を示す線図
【符号の説明】
１０…ワークロール
１２…バックアップロール
１４…油圧圧下制御装置
１６…ロードセル
１８…板厚計
２０…比較機
２２…ＰＩコントローラ
２４…時間遅れ要素
２６…比較器
２８…ローバスフィルタ
３０…加算器
【図１】
0003637902.tif 000002
【図２】
0003637902.tif 000003
【図３】
0003637902.tif 000004
【図４】
0003637902.tif 000005