(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続的に配置された水平圧延機間に応力検出装置が設けられ、この応力検出装置が設けられた水平圧延機間の下流側の水平圧延機の出側位置方向に設けられた縦圧延機により前記水平圧延機にて圧延された圧延材の板幅を制御する連続圧延機における板幅制御装置において、
前記応力検出装置にて検出した圧延材の応力値が所定の値を超えた場合その超えた応力値に基づく影響係数を考慮した板幅補正量を演算する演算手段と、
この演算手段にて演算された板幅補正量を記憶する記憶手段と、
圧延材をトラッキングするとともに異常応力変動を生じた圧延材が前記縦圧延機に到達時に前記記憶手段の出力を前記縦圧延機に送出させるトラッキング手段と
を具備することを特徴とする連続圧延機における板幅制御装置。
【請求項２】
連続的に配置された水平圧延機間に応力検出装置が設けられ、この応力検出装置が設けられた水平圧延機間の下流側の水平圧延機の出側位置方向に設けられた縦圧延機により前記水平圧延機にて圧延された圧延材の板幅を制御する連続圧延機における板幅制御装置において、
前記応力検出装置が設けられている当該水平圧延機間に圧延材の板幅を検出する板幅検出手段と、
この板幅検出手段にて検出された圧延材の板幅に基づき板幅補正量を演算する演算手段と、
この演算手段にて演算された板幅補正量を記憶する記憶手段と、圧延材をトラッキングするとともに異常応力変動を生じた圧延材が前記縦圧延機に到達時に前記記憶手段の出力を前記縦圧延機に送出させるトラッキング手段と
を具備することを特徴とする連続圧延機における板幅制御装置。
【請求項３】
連続的に配置された水平圧延機間に応力検出装置が設けられ、この応力検出装置が設けられた水平圧延機間の下流側の水平圧延機の出側位置方向に設けられた縦圧延機により前記水平圧延機にて圧延された圧延材の板幅を制御する連続圧延機における板幅制御装置において、
前記応力検出装置にて検出された圧延材の応力値が所定の値を超えた場合その応力値が圧延材の板幅に与える影響を記憶する記憶手段と、
水平圧延機間であって前記縦圧延機の上流側に設けられ圧延材の板幅を検出する板幅検出手段と、
圧延材をトラッキングするとともに異常応力変動を生じた圧延材が前記縦圧延機に到達時に前記記憶手段の出力と前記板幅検出手段の出力を前記縦圧延機に送出させるトラッキング手段と
を具備することを特徴とする連続圧延機における板幅制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄鋼等の圧延設備に係り、特に圧延機間の圧延材（ストリップという場合もある）に印加される応力（ここで応力とは張力及び圧縮力の双方を意味し、適宜張力あるいは圧縮力なる用語を使用する）を検出するルーパと、圧延材の幅方向圧下を行う縦型圧延機（適宜エッジャーミルあるいはエッジャーロールなる用語を使用する）を具備する連続圧延機にて圧延材を連続圧延する際に発生する圧延機間（スタンド間なる用語を使用する場合もある）張力（応力）変動による板幅変動をエッジャーロール開度を制御することにより圧延材板幅を調節する連続圧延機の板幅制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ホットストリップ連続圧延機における圧延材の長手方向の板厚精度は益々厳しくなり更に板幅精度に対しても向上が求められており、いろいろな手法が考えられている。
【０００３】
板厚に関する制御は、圧延ロールの開度を制御する方法又はスタンド間の板張力を制御するものがある。従来  連続圧延機においては、スタンド間圧延材のループ量とスタンド間張力を制御する方法として、まずスタンド間ループ量はルーパ高さ検出器からの信号が目標高さに追従せしめるようルーパ電動機速度を制御し、スタンド間張力は、ルーパに設置されたスタンド間張力検出器からの張力検出値が目標張力に追従せしめるように圧延機の電動機速度を制御するもがある。
【０００４】
図６は従来のループ量制御とスタンド間張力制御のシステムの構成図である。図６において、圧延材１は圧延ロール200 を有する上流スタンド（水平圧延機であって、ｉスタンドと称す）で圧延された後、圧延ロール300 を有する下流スタンド（水平圧延機であって、ｉ＋１スタンドと称す）で順次圧延される。圧延ロール200 ，300 のロール速度は、電動機201 の速度を制御する速度制御装置202 ，302 により速度制御される。
【０００５】
ルーパ211 は、それぞれのスタンド間に設置される。ルーパ211 には電動機駆動あるいは油圧駆動のものがあるか何れでも良い。この構成においては、スタンド間に発生する張力又は圧縮力及びルーパ高さをルーパ211 に設置された加速度計212 及び荷重検出器213 からの信号よりスタンド間張力を張力検出装置214 より演算し、ルーパ角度検出器215 からの信号よりルーパ高さ位置をルーパ高さ位置演算装置216 より演算し、検出されたスタンド間張力及びルーパ高さよりループ量を制御するルーパ高さ制御装置217 と張力制御に対する（ｉ＋１）スタンド主機電動機301 の速度修正量を演算する張力制御装置219 により圧延される。
【０００６】
一方板幅に関する制御は、図７に示すシステム構成が一般的である。図７はエッジャー装置を示し圧延機を上部より示した図である。
制御方式としては、板厚制御方式を応用したゲージメータ板幅制御又は荷重一定制御等が用いられている。
【０００７】
図７では、ｉスタンドと（ｉ＋１）スタンド間に設置された板幅方向を圧延するエッジャーロール220 より幅圧下される。エッジャーロール220 は、電動機221 による速度操作によりスクリュー222 を介して開度を操作する電動開度装置223 と油圧方式により油圧シリンダー224 を操作し油柱位置を高速修正する油柱位置制御装置225 より構成される。
【０００８】
これらは、エッジャーロール開度基準切替装置226 にて操作される。圧延開始前は、電動開度装置223 を操作し圧延中は油柱位置制御装置225 を操作する。
機能の動作は、まず電動開度装置223 により初期設定された開度にて圧延が開始されエッジャーロール220 に具備される開度検出器230 及び荷重検出器231 からの信号より板幅変動を予測し開度修正を行うエッジャーロール開度調整装置232 にてエッジャーロール220 のロール開度が修正される。修正は油柱位置制御装置225 により開度を操作する。
【０００９】
幅圧延では、エッジャーロール220 が設置されているスタンド間における幅変動のみを制御する方式であり、ホットストリップ連続圧延設備では粗圧延機に設置されたものである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来、ホットストリップ連続圧延設備に於けるスタンド間の圧延材のループ量とストリップ張力を制御する方法として、まずスタンド間の圧延材のループ量はルーパ高さ検出器からのループ高さ信号とルーパ高さ目標値を用いてルーパ高さ検出器からのルーパ高さ信号がルーパ高さ目標値に追従させるようにルーパ駆動電動機を速度制御する。次にスタンド間張力はスタンド間張力検出器からの張力信号と張力目標値に依りスタンド間張力演算装置からの張力信号が目標値に追従するよう圧延ロールの電動機を速度制御することにより行われていた。
【００１１】
しかし、スタンド間においては、圧延材に張力または圧縮力が働く。ルーパはこれを検出しルーパ角度を修正して張力を修正する。ところが、張力が上下限近辺まで張力が変化した場合にはルーパ及び主機速度系の応答が遅いため目標値まで制御するのに時間がかかる。これにより、板厚及び板幅が変動して材料品質精度を悪化させる。又この圧延状態においては、圧延が不安定になり事故につながる恐れもある。又オペレータは、これを瞬時に処理する事は困難であると言う問題がある。
【００１２】
そこで、本発明は上記の問題に鑑みなされたもので、スタンド間における張力変動による板幅変動を下流側エッジャーロール（縦圧延機）にて制御することにより板幅精度を向上させる連続圧延機における板幅制御装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため、次のような手段により連続圧延機における板幅制御装置を構成する。
なお、本発明の参考技術には、連続的に配置された水平圧延機間に応力検出装置が設けられ、この応力検出装置が設けられた水平圧延機間の下流側の水平圧延機の出側位置方向に設けられた縦圧延機により水平圧延機にて圧延された圧延材の板幅を制御する連続圧延機における板幅制御装置において、応力検出装置にて検出した圧延材の応力値が所定の値を超えた場合その応力値が圧延材の板幅に与える影響を記憶する記憶手段と、圧延材をトラッキングするとともに異常応力変動を生じた圧延材が縦圧延機に到達時に記憶手段の出力を縦圧延機に送出させるトラッキング手段とを具備するものがある。
【００１４】
請求項１に対応する発明は、連続的に配置された水平圧延機間に応力検出装置が設けられ、この応力検出装置が設けられた水平圧延機間の下流側の水平圧延機の出側位置方向に設けられた縦圧延機により水平圧延機にて圧延された圧延材の板幅を制御する連続圧延機における板幅制御装置において、応力検出装置にて検出した圧延材の応力値が所定の値を超えた場合その超えた応力値に基づく影響係数を考慮した板幅補正量を演算する演算手段と、この演算手段にて演算された板幅補正量を記憶する記憶手段と、圧延材をトラッキングするとともに異常応力変動を生じた圧延材が縦圧延機に到達時に記憶手段の出力を縦圧延機に送出させるトラッキング手段とを具備するものである。
【００１５】
請求項２に対応する発明は、連続的に配置された水平圧延機間に応力検出装置が設けられ、この応力検出装置が設けられた水平圧延機間の下流側の水平圧延機の出側位置方向に設けられた縦圧延機により水平圧延機にて圧延された圧延材の板幅を制御する連続圧延機における板幅制御装置において、応力検出装置が設けられている当該水平圧延機間に圧延材の板幅を検出する板幅検出手段と、この板幅検出手段にて検出された圧延材の板幅に基づき板幅補正量を演算する演算手段と、この演算手段にて演算された板幅補正量を記憶する記憶手段と、圧延材をトラッキングするとともに異常応力変動を生じた圧延材が縦圧延機に到達時に記憶手段の出力を縦圧延機に送出させるトラッキング手段とを具備するものである。
【００１６】
請求項３に対応する発明は、連続的に配置された水平圧延機間に応力検出装置が設けられ、この応力検出装置が設けられた水平圧延機間の下流側の水平圧延機の出側位置方向に設けられた縦圧延機により水平圧延機にて圧延された圧延材の板幅を制御する連続圧延機における板幅制御装置において、応力検出装置にて検出した圧延材の応力値が所定の値を超えた場合その応力値が圧延材の板幅に与える影響を記憶する記憶手段と、水平圧延機間であって縦圧延機の上流側に設けられ圧延材の板幅を検出する板幅検出手段と、圧延材をトラッキングするとともに異常応力変動を生じた圧延材が縦圧延機に到達時に記憶手段の出力と板幅検出手段の出力を縦圧延機に送出させるトラッキング手段とを具備するものである。
【００１７】
そして、本発明の参考技術では、上流側にて検出された張力の異常エリアが下流側エッジャーロールを通過する際の通過タイミングを主機電動機パルスジェネレータＰＧパルスを用いてトラッキングし、このタイミングを起動タイミングとしてパルス状にエッジャーロール開度補正量をエッジャーロール開度基準に加算させる。張力変動と幅変動の関係は、材料の材質及びサイズにより異なるので予め実験等により求めたエッジャーロール開度補正量をテーブルにて持ちその値を記憶させておき、同質同サイズのデータを抽出する方法にてロール開度補正量ΔＳｅを抽出する。
【００１８】
これに対し、請求項１に対応する発明では、上記と同様に検出した異常エリアが下流スタンドのエッジャーロールを通過する際に張力変動に対する幅の影響係数を用いて（１）式よりエッジャーロール開度補正量ΔＳｅを求め、この補正量ΔＳｅをエッジャーロール開度基準に加算させる。
【００１９】
△Ｓｅ＝ｄＷ／ｄＴｕ・△ｔｕ・ＫE               （１）
ここで、ｄＷ／ｄＴｕ：張力変動に対する板幅変動の影響係数
（尚、ここではｄＷ／ｄＴｕは変微分として表示されるべきもの）
△ｔｕ：異常エリアにおける張力変動
ＫE ：ギャップ変換係数
尚、エッジャーロール開度補正量△Ｓｅは、上流側異常エリア発生時に予め演算し記憶させる。
【００２０】
請求項２に対応する発明では、異常エリア及びエッジャーロール通過タイミングを上記と同様の方法にて求め、エッジャーロール開度補正量ΔＳｅは、スタンド間に設置した幅計からの信号を用いて（２）式より求める。
【００２１】
△Ｓｅ＝ＫE ・△Ｗｅ                            （２）
ここで、△Ｗｅ：異常エリアの板幅変動
前述の板幅変動△Ｗｅは、異常エリア発生開始直前の板幅検出値を基準とする幅変動を（３）式より求めたものを用いる。
【００２２】
△Ｗｅ＝ＷｅL −Ｗｅ                            （３）
ここで、ＷｅL ：異常エリア直前の板幅検出値
Ｗｅ：板幅検出値
この場合も、エッジャーロール開度補正量△Ｓｅを予め演算し、記憶させる。
【００２３】
請求項３に対応する発明では、下流側に設置された板幅検出器からの板幅検出値を下流側材料先端通過後あるタイミングにて記憶し、以降この記憶した板幅検出値からの変動分を零にすべくエッジャーロール開度を操作する従来のロックオン方式板幅制御と前述の補正量抽出方式とを組み合わせ、通常は従来のロックオン方式板幅制御にて板幅検出器設置スタンドの板幅制御を実施し、異常エリア通過時には従来のロックオン方式板幅制御出力を保持して本発明の参考技術である補正量抽出式にて板幅変動を制御する方式にて板幅変動を抑制する。
【００２４】
以下、本発明及び参考技術の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は本発明に係る参考技術の実施の形態を説明するブロック図である。
図１において、連続した圧延機（ｉ）（ｉ＋１）（ｉ＋２）スタンドにて圧延材１は連続圧延される。（ｉ＋１）にて圧延材１が圧延されるとルーパーロール２１６は、目標高さに制御され圧延ロール２００，３００のロール速度が目標張力を得る速度に制御される。次に（ｉ＋２）スタンドにて圧延材１が圧延されると同様に圧延ロール２００，３００，４００が目標張力を得るように速度制御される。エッジャーロール２２０は圧延材１が(ｉ＋２)スタンド噛み込み後に目標板幅になるようロール開度が設定される。
【００２５】
この状態にて発生する圧延材１の張力は、ルーパロール211 に具備される荷重計212 と加速度計213 を用いて張力演算装置214 にてスタンド間材料張力が演算される。
【００２６】
圧延時においては、圧縮力又は張力が圧延材１に働き圧縮力が異常となるとループ張力が異常（引っ張り力）となると板破断の原因となる。
本発明では、前述の要因を未然に防止するために予め設定した上下限張力値により異常張力を検出する異常張力検出装置241 より圧延時における異常張力を検出する。異常張力検出装置241 は、圧縮力による異常か、張力による異常かを判別しそれぞれの判別信号と張力値を材料位置トラッキング装置242 に出力する。
【００２７】
材料位置トラッキング装置242 は、判別信号と張力値及び圧延ロール主機電動機のパルス発信器（ＰＧ）310 のパルス出力を入力として異常エリアのトラッキングを行う。トラッキングは、圧縮力による異常エリアと張力による異常エリアの２つを行い、それぞれ別個に幅補正量抽出装置243 にパルス信号として出力する。
【００２８】
前述出力パルスは、異常エリアが（ｉ＋１）スタンド300 を通過して（ｉ＋２）スタンド400 を通過するまでＯＮパルスとなる。
このＯＮパルスが幅補正量抽出装置243 に入力されると、幅補正量抽出装置243 では材料品質とサイズ及び異常方向（圧縮又は張力）を抽出判断として予め記憶させた幅補正量記憶装置244 より補正量を抽出し下流側エッジャーロール220 のロール開度補正量△Ｓｅとしてエッジャーロール開度制御装置245 に出力する。
【００２９】
出力信号はパルス信号を出力する。
エッジャーロール開度制御装置245 は、この出力信号をエッジャーロール開度基準値ＳREF に加算し油圧圧下にてロール開度を修正する。これにより上流側にて発生した異常エリアの板幅変動を下流側にて補正する。
【００３０】
図２は本発明の第１の実施の形態を説明するためのブロック図である。
図２は、図１と同様の設備構成であり、エッジャーロール開度補正量ΔＳｅの演算方法が異なる。
【００３１】
本発明も図１の実施の形態と同様に、予め設定した上下限張力値を超える異常張力を検出する異常張力検出装置241 より圧延時における異常張力を検出する。異常張力検出装置241 は、圧縮力による異常か、張力による異常かを判別しそれぞれの判別信号と張力値を材料位置トラッキング装置242 に出力すると同時に張力値を幅補正量演算装置251 に出力する。
【００３２】
材料位置トラッキング装置242 は、図１の実施の形態と同様に圧縮力による異常エリアと張力による異常エリアの２つのトラッキングを行う。
幅補正量演算装置251 では、（ｉ）スタンド200 と（ｉ＋１）スタンド300 間にて発生した異常張力値より下流側（ｉ＋１）と（ｉ＋２）スタンド間におけるエッジャーロール開度補正量△Ｓｅを、上流側異常張力発生時に予め（１）式より求め材料位置とエッジャーロール開度補正量△Ｓｅの２次元にて幅補正量記憶装置252 に記憶させる。
【００３３】
圧延が続き異常エリアが（ｉ＋１）スタンド300 と（ｉ＋２）スタンド400 間を通過すると材料位置トラッキング装置242 より幅補正量抽出装置253 に対して（ｉ＋１）スタンド300 と（ｉ＋２）スタンド400 間通過信号が出力される。
【００３４】
（ｉ＋１）スタンド300 と（ｉ＋２）スタンド400 間通過信号が入力されると、幅補正量抽出装置253 は予め記憶させた補正量記憶装置252 より同一材料位置に対応する補正量△Ｓｅを抽出し下流側エッジャーロール220 のロール開度補正量△Ｓｅとしてエッジャーロール開度制御装置254 に出力する。
【００３５】
エッジャーロール開度制御装置254 は、出力信号△Ｓｅをエッジャーロール開度基準値ＳREF に加算し油圧圧下にてロール開度を修正する。これにより上流側にて発生した異常エリアの板幅変動を下流側にて補正する。
【００３６】
図３は本発明の第２の実施の形態を説明するためのブロック図である。
図３も図１と同様の設備構成であり、エッジャーロール開度補正量△Ｓｅの演算方法が異なる。この場合は、エッジャーロール開度補正量△Ｓｅの演算に中間スタンドに設置された板幅検出器261 の板幅検出信号を用いる。
【００３７】
本発明も図１の実施の形態と同様に、予め設定した上下限張力値により異常張力を検出する異常張力検出装置241 より圧延時における異常張力を検出する。この場合は、異常張力検出装置241 は、圧縮力による異常か、張力による異常かを判別しそれぞれの判別信号と張力値を材料位置トラッキング装置242 に出力する。
【００３８】
材料位置トラッキング装置242 は、図１の実施の形態と同様に圧縮力による異常エリアと張力による異常エリアの２つのトラッキングを行う。
幅補正量演算装置262 は、（ｉ）スタンド200 と（ｉ＋２）スタンド300 間にて発生した異常エリアでの板幅検出値より下流側（ｉ＋１）と（ｉ＋２）スタンド間におけるエッジャーロール開度補正量△Ｓｅを、上流側異常張力発生時に予め（２）式より求め材料位置とエッジャーロール開度補正量△Ｓｅの２次元にて幅補正量記憶装置263 に記憶させる。
【００３９】
圧延が続き異常エリアが（ｉ＋１）スタンド300 と（ｉ＋２）スタンド400 間を通過すると材料位置トラッキング装置242 より幅補正量抽出装置264 に対して（ｉ＋１）スタンド300 と（ｉ＋２）スタンド400 間通過信号が出力される。
【００４０】
前述の（ｉ＋１）スタンド300 と（ｉ＋２）スタンド400 間通過信号が入力されると、幅補正量抽出装置264 は予め記憶させた幅補正量記憶装置263 より同一材料位置に対応する補正量△Ｓｅを抽出し下流側エッジャーロール220 のロール開度補正量△Ｓｅとしてエッジャーロール開度制御装置265 に出力する。
【００４１】
エッジャーロール開度制御装置265 は、出力信号△Ｓｅをエッジャーロール開度基準値ＳREF に加算し油圧圧下にてロール開度を修正する。これにより上流側にて発生した異常エリアの板幅変動を下流側にて補正する。
【００４２】
図４は本発明の第３の実施の形態を説明するためのブロック図である。
図４は、図３と同じように板幅検出器が設置されているが、（ｉ＋１）スタンドの下流側に設置されている実施の形態である。
【００４３】
エッジャーロール220 入側に設置される板幅検出器361 の板幅検出値を（ｉ＋２）スタンド400 圧延開始後に幅補正量演算装置362 にて記憶し（ロックオン）、以降の圧延ではロックオン板幅からの偏差をＰＩ制御系を介してエッジャーロール開度制御装置273 に幅補正量△Ｓe,FFを出力するロックオン方式の板幅制御装置363 と、図１の実施の形態と同様に予め設定した上下限張力値により異常張力を検出する異常張力検出装置241 より圧延時における異常張力を検出し、材料位置トラッキング装置242 にて異常エリアのトラッキングを行い、（ｉ＋１）スタンド300 と（ｉ＋２）スタンド400 間通過時に予め記憶させた幅補正量△Ｓｅを幅補正量抽出装置271 より幅補正量記憶装置272 を抽出しエッジャーロール開度制御装置273 に出力する板幅制御より構成される。
【００４４】
エッジャーロール開度制御装置273 はＳREF ＋△Ｓｅ＋△Ｓe,FFをエッジャーロール220 に送出する。
図５にその詳細なブロックを示す。
【００４５】
図５においては、検出された板幅検出値Ｗｅを（ｉ＋２）スタンド400 通板開始後に記憶し以降記憶されたロックオン板幅値ＷｅL との偏差をＰＩ制御系362 −２及びホールド回路363 −３を経由してエッジャーロール開度制御装置273 に出力する。ホールド回路363 −３は、異常張力エリアが下流側（ｉ＋１）と（ｉ＋２）スタンド間を通過する際にＰＩ制御系363 −２出力をホールドする回路であり、異常張力エリアが下流側（ｉ＋２）スタンドを通過するとホールドを停止する。
【００４６】
ホールド指令は、材料位置トラッキング装置242 より出力される。
ＰＩ制御出力ホールド中は、異常張力エリア通過中であるため幅補正量記憶装置272 より抽出した補正量△Ｓｅをエッジャーロール開度制御装置273 に出力する。
この実施の形態では上流側にて発生した異常エリアの板幅変動だけでなく材料温度変化等により変化する幅変動も制御する。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、スタンド間での張力変動が下流スタンド圧延に悪影響を与えないように次の下流側スタンド間にて前述の張力変動分の幅補正をするので、最終スタンド出側の板幅精度悪化を防止することができ、且つ安定した操業を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る参考技術の実施の形態の構成を示すブロック図。
【図２】  本発明の第１の実施の形態の構成を示すブロック図。
【図３】  本発明の第２の実施の形態の構成を示すブロック図。
【図４】  本発明の第３の実施の形態の構成を示すブロック図。
【図５】  第３の実施の形態における板幅制御装置３６３の詳細ブロック図。
【図６】  従来の張力制御装置の構成を示すブロック図。
【図７】  一般的な幅制御装置の構成を示すブロック図。
【図１】
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【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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