(57)【要約】【課題】  上下バックアップロールの偏芯量を上バックアップロールと下バックアップロールとについて高精度に分離して検出することができる上下バックアップロール偏芯量検出方法及び板厚制御方法を提供する。【解決手段】  ワークロールの外乱量を複数回測定して、その外乱量のうちの２つについて、線形補間により下バックアップロール又は上バックアップロールの位相を合わせて、その差の値を算出し、算出された差の値について、上バックアップロールの回転数又は下バックアップロールの回転数を基本周波数としてフーリエ級数展開を行うことにより係数を求め、その係数に基づいて上下バックアップロールの偏芯量を分離して検出することを特徴とする。【選択図】図２
2006272446.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延機の上下ワークロール間のロールギャップの外乱量に基づいて、前記圧延機の上下バックアップロールの偏芯量を検出する方法において、
前記外乱量を複数回測定して、
複数回測定された前記外乱量のうちの２つについて、線形補間により前記下バックアップロールの位相を合わせて、その差の値を算出し、
算出された前記差の値について、前記上バックアップロールの回転数を基本周波数としてフーリエ級数展開を行うことにより係数を求め、
求められた前記係数に基づいて前記上バックアップロールの偏芯量を導出するとともに、
複数回測定された前記外乱量のうちの２つについて、線形補間により前記上バックアップロールの位相を合わせて、その差の値を算出し、
算出された前記差の値について、前記下バックアップロールの回転数を基本周波数としてフーリエ級数展開を行うことにより係数を求め、
求められた前記係数に基づいて前記下バックアップロールの偏芯量を導出することにより、前記上下バックアップロールの偏芯量を前記上バックアップロールと前記下バックアップロールとについて分離して検出することを特徴とする上下バックアップロールの偏芯量検出方法。
【請求項２】
圧延機で圧延される板厚の制御方法であって、
圧延機の上下ワークロール間のロールギャップの外乱量を複数回測定して、
複数回測定された前記外乱量のうちの２つについて、線形補間により下バックアップロールの位相を合わせて、その差の値を算出し、
算出された前記差の値について、上バックアップロールの回転数を基本周波数としてフーリエ級数展開を行うことにより係数を求め、
求められた前記係数に基づいて前記上バックアップロールの偏芯量を導出するとともに、
複数回測定された前記外乱量のうちの２つについて、線形補間により前記上バックアップロールの位相を合わせて、その差の値を算出し、
算出された前記差の値について、前記下バックアップロールの回転数を基本周波数としてフーリエ級数展開を行うことにより係数を求め、
求められた前記係数に基づいて前記下バックアップロールの偏芯量を導出することにより、前記上下バックアップロールの偏芯量を前記上バックアップロールと前記下バックアップロールとについて分離して検出し、
圧延中の前記上下ワークロールのロールギャップの補正量から前記上下バックアップロールの偏芯量を除去した値を用いて前記上下ワークロールのロールギャップを調整することを特徴とする板厚制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧延機の上下バックアップロールの偏芯量を検出する方法並びにそれを用いて圧延中の鋼板等の金属板の板厚を制御する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼板等の金属板の圧延に用いられる圧延機では、バックアップロールの偏芯に起因するワークロールのロールギャップの変動によって一定周期の板厚変動が生じる。そして、圧延機における上下バックアップロールの径差が大きい場合又は、上下バックアップロールに積極的に異なる回転速度を与えるような場合においては、上下バックアップロールのロール偏芯による板厚変動を低減するために上下バックアップロールの偏芯量を分離して精度良く推定する必要がある。
【０００３】
上下バックアップロールの偏芯量を分離して検出する発明について、特許文献１に記載された「ロール偏芯量検出方法及び板厚制御方法」に係る発明がある。特許文献１においては、算出されたロールアップ外乱量を、上バックアップロール又は下バックアップロールの回転角を基準にしてフーリエ級数展開して、上バックアップロール及び下バックアップロールの回転周期に相当するロール偏芯成分を抽出する操作を、上下バックアップロールの位相がずれたときに複数回行い、かかる２つのデータ及び位相のずれとからフーリエ級数の関係により上下のバックアップロールの偏芯量を求める発明が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−１５００１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された発明においては、上下バックアップロールの偏芯量の分離手法に若干の不備があり、高精度での偏芯量の分離は不可能であるという問題点があった。
本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、上下バックアップロールの偏芯量を高精度に分離して検出することができ、同時にそれを用いて正確な板厚の制御を可能とする上下バックアップロール偏芯量検出方法及び板厚制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のうち請求項１に係る上下バックアップロールの偏芯量検出方法は、圧延機の上下ワークロール間のロールギャップの外乱量に基づいて、前記圧延機の上下バックアップロールの偏芯量を検出する方法において、
前記外乱量を複数回測定して、
複数回測定された前記外乱量のうちの２つについて、線形補間により前記下バックアップロールの位相を合わせて、その差の値を算出し、
算出された前記差の値について、前記上バックアップロールの回転数を基本周波数としてフーリエ級数展開を行うことにより係数を求め、
求められた前記係数に基づいて前記上バックアップロールの偏芯量を導出するとともに、
複数回測定された前記外乱量のうちの２つについて、線形補間により前記上バックアップロールの位相を合わせて、その差の値を算出し、
算出された前記差の値について、前記下バックアップロールの回転数を基本周波数としてフーリエ級数展開を行うことにより係数を求め、
求められた前記係数に基づいて前記下バックアップロールの偏芯量を導出することにより、前記上下バックアップロールの偏芯量を前記上バックアップロールと前記下バックアップロールとについて分離して検出することを特徴とする。
【０００６】
また、本発明のうち請求項２に係る板厚制御方法は、圧延機で圧延される板厚の制御方法であって、
圧延機の上下ワークロール間のロールギャップの外乱量を複数回測定して、
複数回測定された前記外乱量のうちの２つについて、線形補間により下バックアップロールの位相を合わせて、その差の値を算出し、
算出された前記差の値について、上バックアップロールの回転数を基本周波数としてフーリエ級数展開を行うことにより係数を求め、
求められた前記係数に基づいて前記上バックアップロールの偏芯量を導出するとともに、
複数回測定された前記外乱量のうちの２つについて、線形補間により前記上バックアップロールの位相を合わせて、その差の値を算出し、
算出された前記差の値について、前記下バックアップロールの回転数を基本周波数としてフーリエ級数展開を行うことにより係数を求め、
求められた前記係数に基づいて前記下バックアップロールの偏芯量を導出することにより、前記上下バックアップロールの偏芯量を前記上バックアップロールと前記下バックアップロールとについて分離して検出し、
圧延中の前記上下ワークロールのロールギャップの補正量から前記上下バックアップロールの偏芯量を除去した値を用いて前記上下ワークロールのロールギャップを調整することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のうち請求項１に係る上下バックアップロール偏芯量検出方法によれば、上下ワークロールの外乱量を複数回測定して、複数回測定された外乱量のうちの２つについて、線形補間により下バックアップロール又は上バックアップロールの位相を合わせて、その差の値を算出し、その値について上バックアップロール又は下バックアップロールの回転数を基本周波数としてフーリエ級数展開を行うことにより求められた係数に基づいて上下バックアップロールの偏芯量を導出することとしたため、上下バックアップロールの偏芯量を上バックアップロールと前記下バックアップロールとについて高精度に分離して検出することが可能となる。
【０００８】
また、本発明のうち請求項２に係る板厚制御方法によれば、上下ワークロールの外乱量を複数回測定して、複数回測定された外乱量のうちの２つについて、線形補間により下バックアップロール又は上バックアップロールの位相を合わせて、その差の値を算出し、その値について上バックアップロール又は下バックアップロールの回転数を基本周波数としてフーリエ級数展開を行うことにより求められた係数に基づいて上下バックアップロールの偏芯量を算出し、圧延中の上下ワークロールのロールギャップの補正量から前記上下バックアップロールの偏芯量を除去した値を用いて上下ワークロールのロールギャップを調整することとしたため、バックアップロールの偏芯量を上バックアップロールと前記下バックアップロールとについて高精度に分離して検出することができ、それらを用いて板厚の正確な制御を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明に係るの上下バックアップロール偏芯量検出方法及び板厚制御方法を適用した圧延機の概略構成図である。
圧延機１１は、図１に示すように、上下ワークロール１ａ，１ｂと、上下バックアップロール２ａ，２ｂと、上下回転角検出器３ａ，３ｂと、荷重検出器４と、ロールギャップ検出器５と、板厚検出器６と、ロール偏芯検出器７と、自動板圧制御装置８と、ロールギャップ補正装置９と、ロールギャップ調整器１０とから構成されている。
【００１０】
バックアップロール２ａ，２ｂの位相Θt，Θbは、夫々、回転角検出器３ａ，３ｂによって検出され、ロール偏芯量検出器７及びロールギャップ補正装置９に出力される。
また、圧延荷重Ｐは荷重検出器４によって、ロールギャップＳはロールギャップ検出器５によって、板厚ｈは板厚検出器６によって、夫々、検出され、ロール偏芯量検出器７に出力される。
【００１１】
ロールギャップ補正装置９は、後述するロジックにしたがって前記ロール偏芯量検出器７によって検出されたバックアップロール２ａ，２ｂの偏芯量ＳRt（Θt），ＳRb（Θb）を、自動板厚制御装置（ＡＧＣ）８で求められたＡＧＣロールギャップ補正量ΔＳAGCから減じて、補正されたロールギャップ補正量ΔＳを求め、それをロールギャップ調整器１０に出力するものである。
【００１２】
そして、ロールギャップ調整器１０は、このロールギャップ補正量ΔＳに相当する分だけ、ワークロール１ａ，１ｂのロールギャップＳを調整する。
なお、自動板厚制御装置８は、バックアップロール２ａ，２ｂの偏芯量に関わらず、圧延か従変動ΔＰの負値をミル定数Ｍで除して前記ＡＧＣロールギャップ補正量ΔＳAGCを設定するものである。
【００１３】
次に、ロール偏芯量検出器７で行われるバックアップロール２ａ，２ｂの偏芯量偏芯量ＳRt（Θt），ＳRb（Θb）算出ロジックについて説明する。
ここで、実際の板厚は、圧延荷重をミル定数で除した値と、設定上のワークロールのロールギャップと、外乱がある場合はロールギャップの外乱量との和で表れ、設定上の板厚は、圧延荷重をミル定数で除した値と、設定上のワークロールのロールギャップとの和で表れる。したがって、実際の板厚から設定上の板厚を減ずると、ワークロールのロールギャップの外乱量が得られる。
また、ワークロールのロールギャップの外乱量からバックアップロールの偏芯量を算出する手段としては、ワークロールのロールギャップの外乱量を、例えばフーリエ級数展開することにより、バックアップロールの回転周期に相当する成分、つまりバックアップロールの偏芯量を得ることができる。
【００１４】
すなわち、バックアップロール２ａ，２ｂの偏芯量を含むロールギャップの外乱量をＳdis とすると、圧延機出側の板厚を求めるゲージメータ式は、実際の板厚ｈ、圧延荷重Ｐ、ミル定数Ｍ、設定上でのロールギャップＳに対して、下記（１）式のように表れる。
ｈ＝Ｐ／Ｍ＋Ｓ＋Ｓdis    ・・・（１）
一方、設定上の板厚ｈc は、同様に下記（２）式で表れる。
ｈc ＝Ｐ／Ｍ＋Ｓ    ・・・（２）
したがって、１式から２式を減じた下記（３）式によって、ワークロール１ａ，１ｂのロールギャップの外乱量を得ることができる。
ｈ−ｈc＝Ｓdis    ・・・（３）
【００１５】
図２は、本発明に係るロール偏芯量検出器７による処理を表す流れ図である。
まず、ロール偏芯量検出器７は、上下バックアップロールの偏芯量を下記（４）式の形として、上バックアップロールの偏芯量ＳRt（Θt）と、下バックアップロールの偏芯量（Θb）とに分離して推定する。
ＳRt（Θt）＝ａｃｏｓΘt＋ｂｓｉｎΘt
ＳRb（Θb）＝ｃｃｏｓΘb＋ｄｓｉｎΘb    ・・・（４）
そして、ロール偏芯量検出器７は、式（４）におけるａ、ｂ、ｃ及びｄの各係数を求めるべく、以下の処理を行う。
【００１６】
まず、ロール偏芯量検出器７は、荷重検出器４、ロールギャップ検出器５及び板厚検出器６から入力されたデータ及び式（３）にしたがって、２回分の外乱量データＳdis1，Ｓdis2を算出する（ステップＳ１０１）。
次に、線形補正を用いて、２回分の外乱量測定データＳdis1，Ｓdis2について下バックアップロール２ｂの位相をあわせ（ステップＳ１０２）、両測定データＳdis1，Ｓdis2の差を取り（ステップＳ１０３）、外乱量差データＳdiffTを算出する（ステップＳ１０４）。
【００１７】
また、同様に、２回の測定データＳdis1，Ｓdis2について上バックアップロール２ａの位相をあわせ（ステップＳ１０５）、両外乱量測定データＳdis1，Ｓdis2の差の値を取り（ステップＳ１０６）、外乱量差データＳdiffBを算出する（ステップＳ１０７）。
この場合において、２回の測定データＳdis1，Ｓdis2について下バックアップロール２ｂの位相又は上バックアップロール２ａの位相をあわせてその差を取るので、このＳdiffT及びＳdiffBに含まれる偏芯量はΘt又はΘbのみの関数で表されることとなる。
【００１８】
また、ＳdiffT及びＳdiffBを算出したときにおける、下バックアップロール２ｂの位相をあわせたときの上バックアップロール２ａの位相差αT及び、上バックアップロール２ａの位相をあわせたときの下バックアップロール２ｂの位相差αBを算出する。
ここで、このＳdiffT及びＳdiffBには、バックアップロール２ａ，２ｂの偏芯量の他に、ノイズ等が含まれている。そこで、ＳdiffTについて上バックアップロール２ａの回転周波数を基準として、またＳdiffBについて下バックアップロール２ｂの回転周波数を基準としてフーリエ級数展開をおこない、上バックアップロール２ａ又は下バックアップロール２ｂの回転周期に相当する成分のみを抽出する（ステップＳ１０８）。
下記（５）式は、上バックアップロール２ａの位相Θtを基準にしたときのフーリエ級数展開である。また、下記（６）式は、下バックアップロール２ｂの位相Θｂを基準にしたときのフーリエ級数展開である。
【００１９】
【数１】
2006272446.tif 000003
【００２０】
【数２】
2006272446.tif 000004
【００２１】
そして、フーリエ級数展開により求めた係数ＡdiffT、ＢdiffTより、式（４）のように推定した上下バックアップロール偏芯量ＳRt（Θt），ＳRb（Θb）の係数ａ、ｂ、ｃ及びｄを下記式（７）にしたがって導出する。
【００２２】
【数３】
2006272446.tif 000005
【００２３】
式（７）により求められた係数ａ、ｂ、ｃ及びｄの値を式（４）に代入することにより、上バックアップロール偏芯量ＳRt（Θt）及び下バックアップロール偏芯量ＳRb（Θb）が推定される（ステップＳ１０９）。
したがって、ロールギャップ補正装置９では、自動板厚制御装置８で算出されたＡＧＣロールギャップ補正量ΔＳAGC から、上下二つのバックアップロール２ａ，２ｂの偏芯量ＳRt（Θt），ＳRb（Θb）を減じて、バックアップロールのロール偏芯量が補正された真のロールギャップ補正量ΔＳを算出することができる。
【００２４】
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されず、種々の変更、改良を行うことができる。
例えば、本実施形態においては、上下ワークロール１ａ，１ｂのロールギャップの外乱量の検出方法として、実際の板厚から設定上の板厚を減ずることにより検出しているが、ワークロールの外乱量を得る方法であれば、キスロール状態での圧延荷重の変動から外乱量を導出する方法等、他の方法を適用してもよい。
【実施例】
【００２５】
図３は、本発明を適用した４段圧延機において実際に圧延を行った場合の荷重変動及びワークロールの開度制御量を示す図である。
図１に示すような４段圧延機において、あらかじめ上下ワークロール１a，１ｂを接触させた状態での荷重変動実績を記録し、計算により外乱量を導出した。そして、この外乱量からバックアップロール２ａ，２ｂの偏芯量を求め、これを相殺する制御を行いながらワークロール接触状態で荷重を架けた。本実施例においては、本発明に係る板厚の制御を入、切、入と操作した結果、図３に示すように、制御切の状態に比べて制御入の状態ではバックアップロール偏芯量に起因する荷重変動が抑制されている。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本実施形態の上下バックアップロール偏芯量検出方法及び板厚制御方法を実施化した圧延機の概略構成図である。
【図２】本発明に係るロール偏芯量検出器７による処理を表す流れ図である。
【図３】本発明を適用した４段圧延機において実際に圧延を行った場合の荷重変動及びワークロールの開度制御量を示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
１ａ  ワークロール
１ｂ  ワークロール
２ａ  バックアップロール
２ｂ  バックアップロール
３ａ  回転角検出器
３ｂ  回転角検出器
４    荷重検出器
５    ロールギャップ検出器
６    板厚検出器
７    ロール偏芯量検出器
８    自動板厚制御装置
９    ロールギャップ補正装置
１０  ロールギャップ調整器
【図１】
2006272446.tif 000006
【図２】
2006272446.tif 000007
【図３】
2006272446.tif 000008