(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の被圧延材片を縦長に接合してなる被圧延材を、タンデム配置の圧延スタンドを通して圧延するタンデム圧延機の速度制御装置において、
各圧延スタンドの速度基準を自動設定する第１の手段と、
最終圧延スタンドを除く圧延スタンドを対象として被圧延材が圧延機に噛み込まれている間、手動操作により前記速度基準に対し時間の経過につれて増加する正または負の補正量を加える第２の手段と、
補正対象の圧延スタンドを被圧延材片どうしの接合点が通過するタイミングで前記補正量を所定のレートをもってゼロクリアする第３の手段と
を備えたことを特徴とするタンデム圧延機の速度制御装置。
【請求項２】
複数の被圧延材片を縦長に接合してなる被圧延材を、タンデム配置の圧延スタンドを通して圧延するタンデム圧延機の速度制御装置において、
各圧延スタンドの速度基準を自動設定する第１の手段と、
最終圧延スタンドを除く圧延スタンドを対象として被圧延材が圧延機に噛み込まれている間、手動操作により前記速度基準に対し時間の経過につれて増加する正または負の補正量を加える第２の手段と、
前記速度基準に対する補正のための手動操作を中止したとき、その中止時点から所定時間経過したタイミングをもって前記補正量を所定のレートをもってゼロクリアする第３の手段と
を備えたことを特徴とするタンデム圧延機の速度制御装置。
【請求項３】
複数の被圧延材片を縦長に接合してなる被圧延材を、タンデム配置の圧延スタンドを通して圧延するタンデム圧延機の速度制御装置において、
各圧延スタンドの速度基準を自動設定する第１の手段と、
最終圧延スタンドを除く圧延スタンドを対象として被圧延材が圧延機に噛み込まれている間、手動操作により前記速度基準に対し時間の経過につれて増加する正または負の補正量を加える第２の手段と、
補正対象の圧延スタンドを被圧延材片どうしの接合点が通過するタイミングで前記補正量をステップ状にゼロクリアする第３の手段と、
前記接合点が通過するタイミングで前記第２の手段が直前まで出力していた補正量に相当する速度変更分を前記速度基準に加える第４の手段と
を備えたことを特徴とするタンデム圧延機の速度制御装置。
【請求項４】
複数の被圧延材片を縦長に接合してなる被圧延材を、タンデム配置の圧延スタンドを通して圧延するタンデム圧延機の速度制御装置において、
各圧延スタンドの速度基準を自動設定する第１の手段と、
最終圧延スタンドを除く圧延スタンドを対象として被圧延材が圧延機に噛み込まれている間、手動操作により前記速度基準に対し時間の経過につれて増加する正または負の補正量を加える第２の手段と、
前記速度基準に対する補正のための手動操作を中止したとき、その中止時点から所定時間経過したタイミングをもって前記補正量をステップ状にゼロクリアする第３の手段と、
前記補正量をゼロクリアしたとき前記第２の手段が直前まで出力していた補正量に相当する速度変更分を前記速度基準に加える第４の手段と
を備えたことを特徴とするタンデム圧延機の速度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄鋼等の圧延設備を構成するタンデム圧延機の速度制御装置、特に圧延スタンドの入側で被圧延材材片を縦長に接合し連続的に圧延する設備において、圧延スタンドのマニュアル速度補正手段を備えた圧延機の速度制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は、タンデム圧延機のスタンド配置と各スタンドを駆動する電動機の一般的な速度制御系を示すものである。ここでは一例としてタンデム配置の４圧延スタンドＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４からなる圧延機について説明するものとし、スタンドＦ４が最終スタンドであり、ここから最終圧延製品Ｐが排出されるものとして説明を進める。圧延スタンドＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４を個々に駆動する電動機Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４を全体として同期して運転・停止するために、マスタ速度演算装置１０が各圧延スタンドＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４の速度制御装置に対し、圧延機全体のマスタ速度Ｓｍを与える。各圧延スタンド間の速度比を決定するスタンド速度設定装置２１，２２，２３，２４が圧延材料毎に予め決められたスタンド速度比Ｓs1，Ｓs2，Ｓs3，Ｓs4を出力し、乗算器３１，３２，３３，３４においてマスタ速度Ｓｍとの乗算により自スタンドの目標速度Ｎs1，Ｎs2，Ｎs3，Ｎs4を決定する。最終スタンドＦ４を除く３スタンドＦ１〜Ｆ３にはスタンド速度補正装置４１、４２、４３が設けられており、ここに上述の目標速度Ｎs1，Ｎs2，Ｎs3が第１の入力量として入力される。各スタンド速度補正装置４１、４２、４３の第２の入力量は速度補正量演算装置６１，６２，６３から入力される。電動機Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３はスタンド速度補正装置４１、４２、４３から出力される速度基準に基づき速度制御装置５１，５２，５３を介して速度制御される。最終スタンドＦ４の電動機Ｍ４は、乗算器３４から出力される目標速度Ｎs4を速度基準として速度制御装置５４により速度制御される。
【０００３】
スタンド速度補正装置４１、４２、４３に第２の入力量を与える速度補正量演算装置６１，６２，６３はそれぞれ、手動補正量出力装置２、リミッタ３、自動補正量出力装置４、リミッタ５および加算器６からなっている。速度補正量演算装置６１，６２の加算器６は３入力型であり、第１の入力端には手動補正量出力装置２からの手動補正量がリミッタ３を通して入力され、第２の入力端には自動補正量出力装置４からの自動補正量がリミッタ５を通して入力され、第３の入力端にはそれぞれ次段（隣接下流）の速度補正量演算装置６２，６３の出力補正量がフィードバック量として入力される。速度補正量演算装置６３の加算器６は２入力型であり、第１の入力端には手動補正量出力装置２からの手動補正量がリミッタ３を通して入力され、第２の入力端には自動補正量出力装置４からの自動補正量がリミッタ５を通して入力される。自動補正量出力装置４は、ＡＧＣ（自動板厚制御）や、ルーパ制御等の自動制御系を通して算出される補正量を出力するものである。
【０００４】
図８は、図７のタンデム圧延機の速度制御系のうち、中間の圧延スタンドＦ２に属する速度制御系を選択的に表したブロック図である。図８の装置の基本的な動作説明は図７の説明と同様であるから省略し、ここでは手動補正量出力装置２について重点的に説明する。
【０００５】
図８に示している手動補正量出力装置２の内部ブロック図は一具体例を示すものであって、手動補正操作器２ａの操作時間に応じた正または負の速度補正量Ｍｎを出力する。手動補正操作器２ａは増速側にノッチ操作すると増速用接点２aaを閉じて、正の単位手動補正量ΔＶを記憶装置２ｂから読み出し、加算部２ｄを介して手動補正量演算装置２ｅに与える。同様に手動補正操作器２ａを減速側にノッチ操作すると減速用接点２adを閉じて、負の単位手動補正量−ΔＶを記憶装置２ｃから読み出し、加算部２ｄを介して手動補正量演算装置２ｅに与える。手動補正量演算装置２ｅは自スタンドに被圧延材料が噛み込んでいる間（以下、ロードオン中と称する）に、増速の単位手動補正量ΔＶもしくは減速の単位手動補正量−ΔＶが入力されるとこれを時間積分し、自スタンドに対する手動補正量Ｍｎを求め、それをリミッタ３を通して手動速度補正量Ｍnxとし加算器６を通して速度補正量演算装置６２からの速度補正量Ｓｃとし、スタンド速度補正装置４２に第２の入力量として与える。
【０００６】
手動補正量演算装置２ｅは、自スタンドを被圧延材料が抜ける（ロードオフになる）と、次の被圧延材料の圧延に備え、手動補正量Ｍｎをステップ状にゼロにリセットするが、この時はロードオフ中であるため、被圧延材料に対する影響はない。
【０００７】
図９は、通常の圧延時における手動補正操作による手動補正量Ｍｎの変化状態の一例を示すものである。図９は、手動補正により増速または減速操作されている間、正または負の方向に時間積分されて手動補正量Ｍｎが形成され、手動補正操作が解除されると、手動補正量Ｍｎが一定値を保持することが示されている。図示のごとく、手動補正量Ｍｎは破線で示すリミット値Ｓlmを超えず、材料抜け、すなわちロードオフ毎にゼロリセットされる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の圧延機の速度制御装置の問題点を図１０を参照して説明する。近年、被圧延材料を圧延機に入る前で複数本の材料片を接合し長尺物として連続圧延する技術が確立してきたが、図１０はそのような接合された被圧延材を連続圧延した場合の手動補正量Ｍｎの変化を示した図である。
【０００９】
連続圧延の場合、圧延スタンドに材料が連続して噛み込まれてくるので、材料と材料との間で手動補正量をゼロリセットすることができず、長い時間にわたって圧延工程を続けることにより手動補正量Ｍｎがリミット値Ｓlmを超えることがあり得ることを示している。時刻Ｔｏは手動補正量Ｍｎがリミット値Ｓlmに達した時刻である。従来、ゼロリセットを行わないのは、接合点が通過するタイミングで手動補正量Ｍｎをステップ状にゼロリセットすると速度の急変を生じ、前後の材料に対し明らかに悪い影響を与えるという考えからである。
【００１０】
したがって、連続圧延する場合、手動補正量Ｍｎが何本目かの被圧延材中にリミット値に達してしまい、手動による速度補正の機能が充分に発揮できないという事態を招いていた。
【００１１】
本発明の目的は、連続圧延においても手動の速度補正量がリミット値に達することなく、常に手動による速度補正の可能なタンデム圧延機の速度制御装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を解決するために、請求項１に係る発明は、複数の被圧延材片を縦長に接合してなる被圧延材を、タンデム配置の圧延スタンドを通して圧延するタンデム圧延機の速度制御装置において、各圧延スタンドの速度基準を自動設定する第１の手段と、最終圧延スタンドを除く圧延スタンドを対象として被圧延材が圧延機に噛み込まれている間、手動操作により速度基準に対し時間の経過につれて増加する正または負の補正量を加える第２の手段と、補正対象の圧延スタンドを被圧延材片どうしの接合点が通過するタイミングで補正量を所定のレートをもってゼロクリアする第３の手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項２に係る発明は、複数の被圧延材片を縦長に接合してなる被圧延材を、タンデム配置の圧延スタンドを通して圧延するタンデム圧延機の速度制御装置において、各圧延スタンドの速度基準を自動設定する第１の手段と、最終圧延スタンドを除く圧延スタンドを対象として被圧延材が圧延機に噛み込まれている間、手動操作により速度基準に対し時間の経過につれて増加する正または負の補正量を加える第２の手段と、速度基準に対する補正のための手動操作を中止したとき、その中止時点から所定時間経過したタイミングをもって補正量を所定のレートをもってゼロクリアする第３の手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項３に係る発明は、複数の被圧延材片を縦長に接合してなる被圧延材を、タンデム配置の圧延スタンドを通して圧延するタンデム圧延機の速度制御装置において、各圧延スタンドの速度基準を自動設定する第１の手段と、最終圧延スタンドを除く圧延スタンドを対象として被圧延材が圧延機に噛み込まれている間、手動操作により速度基準に対し時間の経過につれて増加する正または負の補正量を加える第２の手段と、補正対象の圧延スタンドを被圧延材片どうしの接合点が通過するタイミングで補正量をステップ状にゼロクリアする第３の手段と、接合点が通過するタイミングで第２の手段が直前まで出力していた補正量に相当する速度変更分を速度基準に加える第４の手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１５】
請求項４に係る発明は、複数の被圧延材片を縦長に接合してなる被圧延材を、タンデム配置の圧延スタンドを通して圧延するタンデム圧延機の速度制御装置において、各圧延スタンドの速度基準を自動設定する第１の手段と、最終圧延スタンドを除く圧延スタンドを対象として被圧延材が圧延機に噛み込まれている間、手動操作により速度基準に対し時間の経過につれて増加する正または負の補正量を加える第２の手段と、速度基準に対する補正のための手動操作を中止したとき、その中止時点から所定時間経過したタイミングをもって補正量をステップ状にゼロクリアする第３の手段と、補正量をゼロクリアしたとき第２の手段が直前まで出力していた補正量に相当する速度変更分を速度基準に加える第４の手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施の形態によって詳細に説明する。
【００１７】
＜実施の形態１＞
図１は請求項１に係る速度制御装置の実施の形態を示すブロック図である。図１において図７ないし図８のものと同一ないし類似の構成部分には互いに同一符号を付しており、それらの重複説明は省略する。ここでも圧延スタンドＦ２に属する速度制御系のみを図示している。図１の装置の特徴は、図８の手動補正量出力装置２に代えて、手動補正量クリア装置２ｆを有する手動補正量出力装置２０を備えたことにある。
【００１８】
手動補正量クリア装置２ｆは、被圧延材の接合点が圧延スタンドＦ２を通過するタイミングで活性となる接合点通過信号２ｇと手動補正量Ｍｎとを入力し、接合点通過のタイミングで、レートクリア量ΔＣ１を手動補正量演算装置２ｅに与える。手動補正量演算装置２ｅは手動補正量Ｍｎをレートクリア量ΔＣ１に対応するレートをもってゼロクリアする。接合点通過信号２ｇは、例えば接合処理を行う装置で得られる接合タイミングを表す時点を起点として材料の走行速度を時間積分する等により接合部を追跡して圧延スタンド通過時点を推測するトラッキング装置を用いて得ることができる。
【００１９】
図１の装置における手動補正量演算装置２ｅは、自スタンドのロードオン中に、増速の単位手動補正量ΔＶもしくは減速の単位手動補正量−ΔＶが記憶装置２ｂもしくは記憶装置２ｃから入力されると、これを積分し、自スタンドに対する手動補正量Ｍｎを求めて出力し、リミッタ３を介し手動速度補正量Ｍnxをスタンド速度補正装置４２に与え、手動による速度補正を行う。
【００２０】
図２は図１の装置による連続圧延時の手動補正量Ｍｎの変化状態を表したものである。図２から分かるように、図１の装置の作用上の特徴は、手動補正量Ｍｎが接合点通過の度にレートクリア量ΔＣ１によりゼロクリアされることである。このようにゼロクリア処理をすることにより、連続圧延の時でも手動補正量Ｍｎがリミット値Ｓlmに達することがなくなる。また、手動補正量Ｍｎのゼロクリアが所定のレートをもって行われるので、圧延機速度が急変することもなく、圧延材料に与える影響が少なく、手動補正の機能を充分活かすことができる。
【００２１】
なお、図１に示す実施の形態においては、手動補正操作器２ａを増速側または減速側に操作することにより、記憶装置２ｂまたは２ｃから単位補正量ΔＶまたは−ΔＶが読み出されるものとしたが、手動補正操作器２ａおよび記憶装置２ｂ，２ｃの部分を、手動操作器の操作角度に応じて数段階の単位補正量が出力されるか、操作角度に応じて連続的に変化する単位補正量が出力されるようにしてもよい。この変形例は以下に述べる各実施の形態においても適用可能である。
【００２２】
＜実施の形態２＞
実施の形態２は請求項２に係る発明の実施の形態である。実施の形態２は、図３に示すように、図１において手動補正クリア装置２ｆに入力される接合点通過信号２ｇの代わりに手動補正操作中という信号すなわち手動補正操作中信号２ｈの立ち下がりを用いるものである。この手動補正操作中信号２ｈは、手動補正操作器２ａを増速方向または減速方向に操作したときに閉じる接点を通して得ることができる。
【００２３】
実施の形態２によれば、実施の形態１の場合と同様に、手動補正量演算装置２ｅは、自スタンドのロードオン中に、増速の単位手動補正量ΔＶもしくは減速の単位手動補正量−ΔＶが記憶装置２ｂもしくは記憶装置２ｃから入力されると、これを積分し、自スタンドに対する手動補正量Ｍｎを求めて出力し、リミッタ３を介し手動速度補正量Ｍnxをスタンド速度補正装置４２に与え、手動による速度補正を行う。
【００２４】
一方、手動補正クリア装置２ｆは、手動補正操作中信号２ｈと手動補正量Ｍｎとを入力し、手動補正操作中信号２ｈが活性である時間はΔＣ１＝０とし、手動補正操作中信号２ｈが不活性となったタイミングで、レートクリア量ΔＣｌを手動補正量演算装置２ｅに与え、手動補正量Ｍｎを図２と同様にレートをもってゼロクリアする。
【００２５】
かくして、図３の実施の形態によっても、連続圧延に際して手動補正量Ｍｎがリミット値Ｓlmに達することがなく、また、手動補正量Ｍｎのゼロクリアが所定のレートをもって行われるので、圧延機速度が急変することもなく、連続圧延中の手動補正の機能を充分活かすことができる。
【００２６】
＜実施の形態３＞
図４は実施の形態３による、連続圧延時の手動補正量Ｍｎの変化の様子を示したものである。図４から分かるように、手動補正量Ｍｎは手動操作が行われなくなった時点から、ある時間Ｔｄを経過した時点から所定のレートクリア量ΔＣ１によりゼロクリアする。こうすることにより、連続圧延の時でも手動補正量Ｍｎがリミット値Ｓlmに達することがなくなる。また、手動補正量Ｍｎのゼロクリアがレートをもって行われるので、圧延材料に与える影響は少ない。
【００２７】
＜実施の形態４＞
図５は請求項３に係る発明の実施の形態を示すものである。図５の装置の特徴は、図１，２に示した手動補正クリア装置２ｆを含まない手動補正量出力装置２を用いるとともに、手動補正量演算装置２ｅへのゼロクリア信号の入力方法が異なり、さらにスタンド速度設定装置２２と乗算器３２との間に設定速度補正装置２２ａを介在させたことにある。手動補正量演算装置２ｅは接合点通過信号２ｇを入力し、接合点通過により手動補正量Ｍnxをステップ状にゼロクリアをする。設定速度補正装置２２ａはスタンド速度設定装置２２から与えられた材料毎の出力速度比の他に、手動補正量演算装置２ｅからリミットタ３を介して出力される手動補正量Ｍnxと、接合点通過信号２ｇとを入力し、接合点通過のタイミングでそれまで手動補正量演算装置２ｅが出力していた手動補正量Ｍnxに見合った速度補正量で速度比を補正し、手動補正量Ｍnxがステップ状にゼロになっても、スタンドの最終速度が変わらない速度比を求め出力する。
【００２８】
具体的に、この時の速度比を求める演算式を次に検討する。
スタンドの最終速度基準Ｖrxは、乗算器３２の出力速度基準Ｖｒ、手動補正量Ｍnx、リミッタ５から出力される自動補正量Ｌpx、および下流スタンドの速度補正量Ｓcxを用いて、
Ｖrx＝Ｖｒ（１＋Ｍnx＋Ｌpx＋Ｓcx）                    …（１）
で表される。ここでは、補正に関わる速度ＬpxとＳcxとの間に直接の相間関係はないものとする。接合点が通過する直前では、マスタ速度Ｓｍおよびスタンド速度比Ｓs2を用いて、
Ｖｒ＝Ｓｍ・Ｓs2                                      …（２）
であるから、最終の速度基準Ｖrxは、
Ｖrx＝Ｓｍ・Ｓs2（１＋Ｍnx）                            …（３）
で表される。
【００２９】
本実施の形態によれば、接合点通過により手動補正量Ｍnxをステップ状にゼロクリアしても、スタンド速度比補正量Ｓs2x にすることにより、最終的な速度を変えないようにするためには、下記の等式が成立しなければならない。
【００３０】
Ｓｍ・Ｓs2x ＝Ｓｍ・Ｓs2（１＋Ｍnx）                    …（４）
したがって、接合点通過で補正されるＳs2x は、
Ｓs2x ＝Ｓs2（１＋Ｍnx）                                …（５）
と表される。
【００３１】
以上の説明から明らかなように、本実施の形態によれば、連続圧延の時においても、電動機を駆動する最終の速度基準出力を変えずに、手動補正量を材料毎にゼロリセットするので、連続的に圧延する場合でも、手動補正量が制限値Ｓlmを超えることがなくなり、連続圧延中の手動補正の機能を充分活かすことができる。
【００３２】
＜実施の形態５＞
実施の形態５は請求項４に係る発明の実施の形態である。図６に示すように、実施の形態５は、図５に示す実施の形態４における接合点通過信号２ｇの代わりに、図３で述べた手動補正操作中信号２ｈを用いるものである。
【００３３】
実施の形態５においても実施の形態４と同様に手動補正をゼロクリアするが、スタンド速度比を補正するタイミングが、実施の形態４では接合点通過であったものが、ここでは手動補正の操作を止めた後、ある時間Ｔｄだけ経過した時点であるということである。
【００３４】
手動補正の操作を止め、ある時間経過したタイミングで、手動補正量をステップ状にゼロリセットするとともに、それまで出力していた手動補正量に相当する速度補正分をスタンド設定速度に対して速度補正することにより、電動機を駆動する最終的な速度基準出力を変えずに手動補正量を材料毎にゼロリセットすることができるので、材料片を複数本接合して連続的に圧延する場合でも、手動補正量が制限値を超えることがなくなり、連続圧延中の手動補正の機能を充分活かすことができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上の説明によって明らかなように、本発明によれば、連続圧延時においても手動の速度補正量が被圧延材料片毎に一旦ゼロクリアされるので、連続圧延している間に速度補正量がリミット値にかかることがなくなり、連続圧延を行っている間、常に手動の速度補正を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１に係る発明の実施の形態を示すブロック図。
【図２】図１の装置における手動補正量の変化のパターンを示す線図。
【図３】請求項２に係る発明の実施の形態を示すブロック図。
【図４】請求項２に係る発明の実施の形態における手動補正量の変化のパターン例を示す線図。
【図５】請求項３に係る発明の実施の形態を示すブロック図。
【図６】請求項４に係る発明の実施の形態を示すブロック図。
【図７】一般的なタンデム圧延機のスタンド配置とその速度制御系を示すブロック図。
【図８】図７の装置における特定の圧延スタンドのより詳細な速度制御系を示すブロック図。
【図９】従来技術による通常圧延での手動補正量の変化のパターンを示す線図。
【図１０】  従来技術による連続圧延での手動補正量の変化のパターンを示す線図。
【符号の説明】
Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４  圧延スタンド
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４  電動機
２  手動補正量出力装置
２ａ  手動補正操作器
２aa  増速用接点
２ad  減速用接点
２ｂ  記憶装置
２ｃ  記憶装置
２ｄ  加算部
２ｅ  手動補正量演算装置
２ｆ  手動補正クリア装置
２ｇ  接合点通過信号
２ｈ  手動補正操作中信号
３  リミッタ
４  自動補正量出力装置
５  リミッタ
１０  マスタ速度演算装置
２１，２２，２３，２４  スタンド速度設定装置
３１，３２，３３，３４  乗算器
４１，４２，４３  スタンド速度補正装置
２２ａ  設定速度補正装置
５１，５２，５３，５４  速度制御装置
６１，６２，６３  速度補正量演算装置
【図１】
0003669820.tif 000002
【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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【図９】
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【図１０】
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