(57)【要約】【課題】  ランプ状の硬度ムラが原因で発生する、出側板厚に残るわずかなオフセット誤差を除去する圧延機の制御方法及び装置。  被圧延材にランプ状に変化する硬度ムラが有る場合、現状のモニター制御（積分制御）では出側板厚外乱を除去できず、オフセット状の板厚偏差が残る問題があった。【解決手段】  タンデム圧延の前段スタンドまたはリバース圧延の前パスの圧延結果から硬度ムラの変化レートを予測し、積分制御に補正を加えることで板厚偏差のオフセット誤差を抑制する。【選択図】  図１
2018134659.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数台の圧延機により構成される連続圧延機、または、特定の圧延機で複数回の圧延を実施するリバース圧延機として構成される圧延装置であって、所定のパスあるいは所定の段においてロールが被圧延材に与える荷重に基づき、被圧延材の長手方向の長さに相当する位置情報に対応させて、硬度情報を演算して硬度データテーブルに記憶する演算部と、前記所定のパスの後のパスあるいは前記所定の段の後の段で、前記硬度データテーブルから圧延位置に応じて読み出した硬度ムラ情報に基づいて前記ロールの間隔であるロールギャップを制御する制御部を有することを特徴とする圧延機の制御装置。
【請求項２】
請求項１において、前記ロールギャップの制御は硬度ムラの影響を除去するようになされることを特徴とする圧延機の制御装置。
【請求項３】
請求項１において、出側板厚のオフセット誤差を除去するように２重積分を行い、前記２重積分に基づいてロールギャップを制御する制御部を有することを特徴とする圧延機の制御装置。
【請求項４】
請求項１において、前記硬度情報は、圧延設定に基づいた圧延荷重と実績荷重に基づいて得られることを特徴とする圧延機の制御装置置。
【請求項５】
請求項４において、前記硬度情報は、平均変更抵抗に基づいた硬度ムラ係数であることを特徴とする圧延機の制御装置。
【請求項６】
請求項１において、前記硬度情報の変化率が所定値より大きい場合に、目標板厚と実績板厚の偏差に応じた積分値をフィードバック制御の入力側とすることを特徴とする圧延機の制御装置。
【請求項７】
所定のパスあるいは所定の段においてロールが被圧延材に与える荷重に基づき、先端からの長さに相当する位置情報に対応させて、硬度ムラ情報を演算して硬度ムラデータテーブルに記憶し、前記所定のパスの後のパスあるいは前記所定の段の後の段で、前記硬度ムラデータテーブルから圧延位置に応じて読み出した硬度ムラ情報に基づいて、複数台の圧延機により構成される連続圧延機または特定の圧延機で複数回の圧延を実施するリバース圧延機として構成される圧延装置における前記ロールの間隔であるロールギャップを制御する圧延機の制御方法。
【請求項８】
所定のパスあるいは所定の段においてロールが被圧延材に与える荷重に基づき、先端からの長さに相当する位置情報に対応させて、硬度ムラ情報を演算して硬度ムラデータテーブルに記憶し、前記所定のパスの後のパスあるいは前記所定の段の後の段で、前記硬度ムラデータテーブルから圧延位置に応じて読み出した硬度ムラ情報に基づいて、複数台の圧延機により構成される連続圧延機または特定の圧延機で複数回の圧延を実施するリバース圧延機として構成される圧延装置における前記ロールの間隔であるロールギャップを制御するように計算機に実行させる圧延機の制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧延機の制御装置、圧延機の制御方法及び圧延機の制御プログラムに係り、特に、母材の硬度変動に起因する板厚変動を抑制するのに好適な圧延機の制御装置、圧延機の制御方法及び圧延機の制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
薄い金属材料を効率的に生産するプラントとして圧延機が知られている。この圧延機は、圧延スタンドを複数台並べて順に圧延するか、あるいは、一つの圧延スタンドで往復して繰り返し圧延することで、被圧延材を徐々に圧延することで、所望の板厚に調整する。
【０００３】
一般に、圧延スタンドの出側に設けられた板厚計の検知結果に基づいて、被圧延材に加えられた圧下力或いは被圧延材に加えられた張力を制御することで、板厚を所望の値に調整する。所望の板厚を得るための制御手法の一つにいわゆるモニター制御がある。このモニター制御では、出側の板厚計の測定値に基づいて積分制御を行う。このような技術は、例えば、特開２０１３-１９３１０２号公報（特許文献１）に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１９３１０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
薄い金属材料を効率的に生産するプラントである圧延機においては、被圧延材の硬度ムラによる板厚不良が発生する場合が有る。硬度ムラとは、被圧延材の硬さ（変形抵抗）が一様でない場合を言い、長手方向（圧延方向）に硬度ムラが有ると、被圧延材の潰れ方が異なるため圧延機出側板厚に板厚変動が発生する。
板厚計の検知結果に基づく積分制御によって、通常出側の板厚偏差は０近辺に保たれるが、材料の硬度ムラのような、入側板厚以外の外乱が発生した場合、板厚偏差が発生する。  例えば、硬度の高い箇所があった場合に本来は圧下を強く締めて圧延しなければならないところ、硬度の高い箇所は次回の圧延においても硬度の高い箇所として残り、硬度ムラは複数回の圧延の後も残り続ける。
【０００６】
特に、その外乱がランプ状または時間的に変化し続けた場合に積分制御では偏差を取りきれず、その間、出側板厚に一定のオフセットが残った状態になる。
【０００７】
このように、従来の技術では、変形抵抗変動が考慮されてないために、硬度ムラに起因する板厚偏差の除去は困難であった。
【０００８】
本発明の目的は、硬度ムラに起因する板厚偏差の除去が可能な圧延機の制御装置、圧延機の制御方法及び圧延機の制御プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明では、数台の圧延機により構成される連続圧延機、または、特定の圧延機で複数回の圧延を実施するリバース圧延機として構成されるものであって、所定のパスあるいは所定の段においてロールが被圧延材に与える荷重に基づき、被圧延材の長手方向の長さに相当する位置情報に対応させて、硬度情報を演算して硬度データテーブルに記憶する演算部と、前記所定のパスの後のパスあるいは前記所定の段の後の段で、前記硬度データテーブルから圧延位置に応じて読み出した硬度ムラ情報に基づいて前記ロールの間隔であるロールギャップを制御する制御部を有するように構成した。
【００１０】
あるいは、タンデム圧延の前段スタンドまたはリバース圧延の前パスの圧延結果から硬度ムラの変化レートを予測し、積分制御においてその変化レートをキャンセル可能な補正量を算出し、後段スタンドまたはリバース圧延の次パスの積分制御に補正を加える。
【００１１】
さらに予測制御の誤差による極小のオフセットについても、２重積分器による補正出力によって除去することを可能とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、硬度ムラによって出側板厚に与える影響を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明を適用したシングルスタンド圧延機の制御構成例を示す図。
【図２】入側板厚制御装置２０、新出側板厚制御装置５１の概要を示す図。
【図３】上下作業ロール間で実行される圧延の様子を示す図。
【図４】可逆式圧延機における本発明適用の概要を示す図
【図５】状態量の移送処理を用いて硬度ムラ係数の演算・記憶を示す図。
【図６】硬度ムラ係数データテーブルを示す図。
【図７】データテーブルから硬度ムラ係数の取出しを示す図。
【図８】本発明の新出側板厚制御の制御ブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施例として、図１に示すような、圧延機１基と入側テンションリール、出側テンションリールより構成されるシングルスタンド圧延機へ適用する場合につき説明する。
【００１５】
図１に、シングルスタンド圧延機の制御構成を示す。シングルスタンド圧延機は、圧延機１の圧延方向（本図の場合は左から右方向）に対して入側に入側ＴＲ（テンションリール）２、出側に出側ＴＲ３を持ち、圧延は、入側ＴＲ２から巻き出された被圧延材をローラ２１０を介して圧延機１に供給して圧延した後、ローラ２１１を介して出側ＴＲ３で巻き取る事により行われる。圧延機１は、被圧延材３０をはさんで被圧延材３０側から上作業ロール１２１Ａ、下作業ロール１２１Ｂ、上中間ロール１２２Ａ、下中間ロール１２２Ｂ、上バックアップロール１２３Ａ、下バックアップロール１２３Ｂより構成され、上下作業ロール間のロールギャップを変更する事で、被圧延材の板厚を制御する事を可能とするためのロールギャップ制御装置７と圧延機１の速度を制御するためのミル速度制御装置４が設置される。入側ＴＲ２および出側ＴＲ３は電動機にて駆動されるが、その電動機と電動機を駆動するための装置として、入側ＴＲ制御装置５および出側ＴＲ制御装置６が設置される。
【００１６】
図１に示されるシングルスタンド圧延機の制御構成において各ブロックで示される機能は、計算機で実行されるプログラムとして構成しても良い。その場合、各「…装置」として記述された機能は計算機の記憶領域にソフトエアとして格納されて計算機で実行される。図１に示されるシングルスタンド圧延機の制御は、１つの計算機で実行することが可能であり、また、複数の計算機で分散して実行することが可能である。
【００１７】
圧延時は、圧延速度設定装置１０より速度指令がミル速度制御装置４に対して出力され、ミル速度制御装置４は、圧延機１の速度を一定とするような制御を実施する。圧延機１の入側、出側では、被圧延材に張力をかける事で圧延を安定かつ効率的に実施する。そのために必要な張力を計算するのが入側張力設定装置１１および出側張力設定装置１２である。張力設定装置１１および１２にて計算された入側および出側張力設定値より、設定張力を被圧延材に加えるために必要な電動機トルクを得るための電流値を、入側張力電流変換装置１５および出側張力電流変換装置１６により求めて、入側ＴＲ制御装置５および出側ＴＲ制御装置６に与える。入側ＴＲ制御装置５および出側ＴＲ制御装置６では、与えられた電流となるように電動機電流を制御し、電動機電流より入側ＴＲ２および出側ＴＲ３に与えられる電動機トルクにより被圧延材に所定の張力を与える。
【００１８】
入側張力電流変換装置１５、出側張力電流変換装置１６は、ＴＲ機械系およびＴＲ制御装置のモデルに基き張力設定値となるような電流設定値（電動機トルク設定値）を演算するが、制御モデルに誤差を含むため、圧延機１の入側および出側に設置された入側張力計８および出側張力計９で測定された実績張力を用いて、入側張力制御装置１３および出側張力制御装置１４により張力設定値に補正を加えて、入側張力電流変換装置１５、出側張力電流変換装置１６に与え、入側ＴＲ制御装置５および出側ＴＲ制御装置６へ設定する電流値を変更する。
【００１９】
また、被圧延材の板厚は製品品質上重要であるため、板厚制御が実施される。圧延機１出側の板厚は、出側板厚計１７にて検出された実績板厚（板厚偏差）より新出側板厚制御装置５１が圧延機１のロールギャップをロールギャップ制御装置７を用いて操作することで制御される。また、圧延機１入側の板厚は、入側板厚計１９にて検出された実績板厚（板厚偏差）より入側板厚制御装置２０が、圧延機出側板厚が一定となるように圧延機１のロールギャップをロールギャップ制御装置７を用いて操作することで制御される。
【００２０】
ここで、シングルスタンド圧延機における被圧延材の変形抵抗変動である硬度ムラが発生する場合において、硬度ムラにより発生する板厚変動を最小限とするような制御方法を検討する。
【００２１】
圧延は、図３に示すように、上下作業ロール間で被圧延材を潰す事により実施される。この時、被圧延材３０は、入側張力Tbおよび出側張力Tfにより引っ張られ、上下作業ロール間のギャップ（ロールギャップ）Sにより決定される、圧延荷重Pにより潰される事で入側板厚Hは出側板厚hとなる。同時に圧延現象により作業ロール速度より入側板速度は遅くなり、出側板速度は速くなる。作業ロール速度VRの場合、入側速度Veおよび出側速度Voとなる。作業ロール速度VRと、入側速度Veおよび出側速度Voの関係は図３に示すように、先進率fおよび後進率ｂを用いて表すことができる。
【００２２】
図２に入側板厚制御装置２０の概要を示す。入側板厚制御装置２０においては、入側板厚計１９にて測定した入側板厚偏差ΔH（目標板厚と実績板厚の偏差）を、圧延機１直下まで移送処理演算２０１をし、入側板厚偏差とロールギャップの変換ゲインQ/M２０２、制御ゲインGFF２０３をかけたフィードフォワード制御を行い、制御出力を圧延機1のロールギャップ制御装置７に出力する。ここでTFFは入側板厚計からミル直下までの移送時間から入側板厚制御の制御遅れを引いた時間であり、e-TFF*Sのブロックは、入側板厚計の測定値をミル直下まで移送する処理である。
【００２３】
新出側板厚制御５１においては、出側板厚計１７にて測定した出側板厚偏差Δh（目標板厚と実績板厚の偏差）に、出側板厚偏差〜ロールギャップへの変換ゲイン(M+Q)/M、制御ゲインGFBをかけて積分処理するフィードバック制御をメインの制御として行う。
【００２４】
一方、冷間圧延の材料は、その上位工程における製造プロセスによって、硬度ムラを持つ場合があり、材料の硬さが変化することは圧延現象における外乱の１つであり、同じ圧下で圧延していても出側の製品板厚に変動が生じてくる。熱間圧延後のスラブを冷ます際に一定間隔で支えを配置し、この支えとの接触箇所で温度下降速度が速く、そうでない箇所と比べ温度ムラが生じた結果、硬度の高い箇所として現れてくる場合がある。この温度ムラが冷間圧延の材料コイルでは長周期でかつランプ状の外乱として、1コイルの中に数箇所が現れており、モニター制御では出側板厚に一定のオフセットを生じさせてしまう要因となっている。
【００２５】
圧延においては板厚を一定の目標板厚に圧延することを目標に実施される為、材料の硬度ムラがあった場合、硬度の高い箇所はより圧下を強く締めて圧延し、厚みを出そうとする。このため、硬度の高い箇所は次回の圧延においても硬度の高い箇所として残り、材料の硬度ムラは複数回の圧延の後も残り続ける。
【００２６】
そのため、新出側板厚制御５１では、出側板厚偏差Δhに基づいた積分処理するフィードバック制御と共に、材料の硬度ムラを検出して次回以降の圧延に利用する板厚制御の補正制御を実施する。
【００２７】
この補正制御として、可逆式圧延機は圧延方向を切替えて複数回の圧延を行う為、図４に示したように第nパスで左から右へ圧延を実施した場合、第n+1パスでは右から左へと圧延を実施した場合の制御の概略を説明する。
【００２８】
図４の第nパスの圧延時、第nパスの圧延で得られた硬度ムラの情報を第n+1パスで利用するため、第nパス硬度ムラ変動データテーブル５０６−２を用意する。第nパスにおいて、硬度ムラ変動データを算出して、出側TR３に巻き取られたコイルの位置と合わせて、第nパス硬度ムラ変動データテーブル５０６−２へと記憶する。
【００２９】
第n+1パスにおいては、出側TR３から巻き出されたコイルの位置に応じて、第nパス硬度ムラ変動データテーブル５０６−２から硬度ムラ変動データを取り出し、板厚制御の補正を行う。この時、同時に入側TR２の側で、さらに第n+2パスで使用するために、第n+1パス硬度ムラ変動データテーブル５０６−２を作成しておく。これにより第1パスを除く、第2パス以降では前回パスの硬度ムラ変動データを使用した板厚制御の補正が可能となる。
【００３０】
なお、第nパスにおいて板厚制御の補正を行うために、第n-1パスにおいて、第n-1パスの圧延動作に伴って第n-1パス硬度ムラ変動データテーブル５０６−１に硬度ムラ変動データを記憶する。
【００３１】
ここで、第n-1パス硬度ムラ変動データテーブル５０６−１、第nパス硬度ムラ変動データテーブル５０６−２、第n+1パス硬度ムラ変動データテーブル５０６−３を総称して硬度ムラ変動データテーブル５０６と称する。また、硬度ムラ変動データテーブル５０６において、第n-1パス、第nパス、第n+1パスは代表的なデータテーブルであり、第n-1パスより前の硬度ムラ変動データテーブル、第n+1パスより後の硬度ムラ変動データテーブルも必要に応じて格納される。
【００３２】
以下、硬度ムラ変動データテーブルの作成、及び板厚制御の補正への利用方法について、詳細を記述していく。
【００３３】
図８に新出側板厚制御装置５１の制御構成を示す。
【００３４】
新出側板厚制御５１においては、出側板厚計１７にて測定した出側板厚偏差Δhを入力として、外乱補正量Δhintを加算して、積演算部５１２で出側板厚偏差〜ロールギャップへの変換ゲイン(M+Q)/Mをかけて、積演算部５１３で制御ゲインGFBをかけて、積演算部５１４でＴＰＬＣ/ＴＤをかけて、フィードバック制御部５１５で二重積分である積分処理するフィードバック制御を行い、ロールギャップ制御量ΔSMNを演算する。さらに、ロールギャップ制御量ΔSMNとロールギャップ補正量ΔsQを加算して、新出側板厚制御５１の出力値として、圧延機１のロールギャップ制御装置７に出力する。ロールギャップ制御装置７においては、入側板厚制御装置２０および新出側板厚制御装置５１より受け取った制御指令値に、実際のロールギャップが合致するように制御を行う。圧延機１の出側板厚変動は、変動発生位置の圧延機１直下では検出できず、圧延機１から離れた位置に設置された出側板厚計１７にて検出するため、板厚変動発生から検出までの無駄時間が存在する。そのため、フィードバック制御は通常積分制御としている。
積分制御において、積分のゲインGFBをあげていくと実績値が目標値に近づく応答速度は速くなるが、0.4以上に設定すると、実績値が目標値をオーバーシュートまたはアンダーシュートをして戻る時間が発生する為、結果的には時間がかかる。このため、ゲインは0.3程度に設定にするのが安定して高い応答が得られる。
【００３５】
図５、図６を用いて、硬度ムラ推定装置５０における硬度ムラ推定部５０４と硬度ムラ変動データ記憶部/出力部５０５について記述する。
【００３６】
硬度ムラ推定部５０４では、材料の硬度ムラを変形抵抗のばらつきにより推定する。出側TR３に巻き取られたコイルの位置xにおける変形抵抗km(x)のばらつきを示す硬度ムラ係数K(x)を以下の数１式の通り、定義する。ここで、km,n：nパスの圧延設定に基づく平均変形抵抗を示す。
【００３７】
【数１】
2018134659.tif 000003
【００３８】
圧延荷重を求める式として、km:平均変形抵抗(kN/mm2), b:板幅(mm)、R’:扁平ワークロール半径(mm)、QP:張力による補正項、DP:摩擦係数、圧下率に関する補正項、P:圧延荷重(kN)を用いた式が数２式の通りにある。
【００３９】
【数２】
2018134659.tif 000004
【００４０】
ここで、数３式の通り、同一回の圧延において、入出張力、摩擦係数、圧下量（率）、板幅は一定と考え、圧延荷重と変形抵抗（材料の硬度ムラ）が比例すると考える。
【００４１】
【数３】
2018134659.tif 000005
【００４２】
これにより、硬度ムラ係数K(x)は、数４式の通り、nパスの圧延設定に基づく圧延荷重Pnと出側TR３に巻き取られたコイルの位置xにおける荷重P(x)を元に、次式によって算出を行うことが可能となる。
【００４３】
【数４】
2018134659.tif 000006
【００４４】
設備に荷重計がある場合、実績荷重を用いて演算可能であるが、荷重計が無い場合は、図５の荷重推定部５０２によって実績荷重の推定を行う。荷重推定部５０２では、ロールギャップ測定装置５４で測定したミルのロールギャップの値を移送処理装置５０１にて出側板厚計の位置まで移送処理を行う。荷重推定部５０２では、移送されたロールギャップs、設備とロールによって決定されるミル定数Mと出側板厚計１７で測定した出側板厚偏差Δhをもとに、以下の数５式により荷重P(x)を導出する。ここで、hrefは出側板厚計の設定値(mm)を示す。
【００４５】
【数５】
2018134659.tif 000007
【００４６】
さらに、移送処理装置５０３にて硬度ムラ推定部５０４に移送処理された出側板厚計位置まで移送された入側板厚計の測定値ΔH及び、出側板厚計の測定値Δhを利用することで、DP:摩擦係数、圧下率に関する補正項、R’:扁平ワークロール半径(mm)の変化量を考慮した変形抵抗の導出も可能となる。
【００４７】
硬度ムラ変動データ記憶部/出力部５０５は、機能(1)として硬度ムラ変動データの記憶機能を有し、次パスの圧延時に補正回路で使用するため、硬度ムラ推定部５０４で推定された変形抵抗を元に硬度ムラ係数K(x)を計算する。
【００４８】
図５に、硬度ムラ変動データテーブル５０６を示す。硬度ムラ変動データテーブル５０６には、各パス毎に対応付けて、コイルの位置xの記憶領域、硬度ムラ係数K(x)の記憶領域、硬度ムラ係数微分値dK(x)/dxの記憶領域、ランプ状外乱発生区間フラグf(x)の記憶領域を有している。
【００４９】
計算された硬度ムラ係数K(x)は、出側テンションリールターン数演算装置５３によって求められる出側TR３に巻き取られたコイルの位置xと紐付けて、図６に示すような各パスの硬度ムラ変動データテーブル５０６を作成していく。出側テンションリールターン数演算装置５３は、出側TR３の電動機の回転検出器の検出値を元に、テンションリールのターン数iを演算する。ターン数iを元に、出側TR３に巻き取られたコイルの位置xは以下の数６式によって算出できる。
【００５０】
【数６】
2018134659.tif 000008
【００５１】
ここで、DO:コイル外径(mm)、DI：コイル内径(mm)、hn：第nパスの出側板厚(mm)、LDTR~MILL：MILLから出側TRまでの距離(m)、x: 出側TRに巻き取られたコイルの位置(m)を示す。
硬度ムラ変動データテーブル５０６に保存する硬度ムラ係数K(x)、硬度ムラ係数微分値dK(x)/dx、ランプ状外乱発生区間フラグf(x)については、以下の数７式に基づいて演算を行う。テーブルに保存するデータの演算は、出側TRに巻き取られたコイルの位置がΔx m進んだごとに実施する。ランプ状外乱発生区間フラグf(x)は、1mあたりの硬度ムラ係数の変化量である硬度ムラ係数の微分値dK(x)/dxをもとに、閾値THを超えた場合において、硬度ムラによるランプ状の外乱が発生している区間として判定を行う。
【００５２】
【数７】
2018134659.tif 000009
【００５３】
次に、図７を用いて硬度ムラ変動データ記憶部/出力部５０５について、記述する。
【００５４】
硬度ムラ変動データ記憶部/出力部５０５は、機能(2)として硬度ムラ変動データの出力機能を有し、前回パスで作成された硬度ムラ変動データテーブル５０６から、出側TR３から巻き出されたコイルの位置xと一致する箇所を読み出し、硬度ムラ係数K(x)とランプ状外乱区間発生フラグf(x)を新出側板厚変動装置５１に出力する。出側テンションリールターン数演算装置５３は、出側TR３の電動機の回転検出器の検出値を元に、テンションリールのターン数iを演算する。出側TRから巻き出されたコイルの位置xは、巻き取り時と同様に出側TRのターン数iを元に、以下の数８式によって求める。
【００５５】
【数８】
2018134659.tif 000010
【００５６】
ここで、Hn+1：第(n+1)パスの入側板厚であり、前回パス（第nパス）の出側板厚と等しい。
【００５７】
図８において、新出側板厚制御装置５１は、材料の硬度ムラ変動に対する補正機能として、硬度ムラ変動FF補正部５１１とランプ状外乱補正回路５１２を有している。新出側板厚制御装置５１は、出側板厚計１７の出側板厚偏差Δhとランプ状外乱補正回路５１２の出力Δhintに基づきロールギャップ操作量ΔsMNを演算して、硬度ムラ変動ＦＦ補正部５１１の出力ΔsQを加算してロールギャップ制御装置７に出力する。
【００５８】
硬度ムラ変動FF補正部５１１は、予め前回パスで検出した硬度ムラ係数K(x)を用いてGAP補正操作量ΔsQを演算する。前パスにおける変形抵抗の変化率が次パス以降の材料にも引き継がれるとして、出側TR３から巻き出されたコイルの位置xにおける変形抵抗km(x)は、(n+1)パスの圧延設定に基づく平均変形抵抗km,n+1を用いて、次式の数９式によって導出される。
【００５９】
【数９】
2018134659.tif 000011
【００６０】
この時、変形抵抗の変化による荷重の増減ΔPは、(n+1)パスの圧延設定に基づく設定荷重Pset,n+1を用いて以下の数１０式により算出できる。
【００６１】
【数１０】
2018134659.tif 000012
【００６２】
荷重と出側板厚とミルギャップの関係は、ミル定数Mを用いて以下数１１式のゲージメータ式で表せる。
【００６３】
【数１１】
2018134659.tif 000013
【００６４】
上記式を出側板厚を算出する形に整理しなおすと次のような数１２式になる。
【００６５】
【数１２】
2018134659.tif 000014
【００６６】
ここで、変形抵抗に変動があり、荷重偏差ΔPが発生した時の出側板厚変動をキャンセルする為のGAP操作量ΔsQは、Δh=0として上の式を解くことにより数１３式として求められる。
【００６７】
【数１３】
2018134659.tif 000015
【００６８】
こうして求められたGAP操作量ΔsQを出側板厚制御によるGAP操作量ΔSMNに足し込んで、硬度ムラ変動による板厚変動を補正する。
【００６９】
次に、ランプ状外乱補正回路５１２について記述する。ランプ状外乱補正回路５１２は、出側板厚計の測定値Δhを積分部５１２２で積分演算し、さらに、上下制限部５１２３で処理をして、外乱補正量Δhintを出力する。
【００７０】
ランプ状外乱補正回路５１２は、硬度ムラ推定装置５０からのランプ状外乱発生区間フラグf(x)が１となる硬度ムラによるランプ状の外乱が発生している区間において、２重積分器による補正を出力する。
【００７１】
２重積分器を用いた出力では、外乱が一定の傾きでランプ状に変化する区間においてはオフセットの除去に有効であるが、逆に、外乱が収まったり、それまでと違う変化が起こった場合、それ自身が制御の外乱となってしまう。この量が大きい場合、制御はオーバーシュートやアンダーシュートを引き起こすので、２重積分項の出力は極力小さな範囲で機能させる必要がある。
【００７２】
ここで、２重積分器の出力が逆に制御系の外乱として作用して板厚制御のオーバーシュートやアンダーシュートを引き起こすのを防ぐための対策として、ランプ状外乱発生区間フラグf(x)が0となる区間においては、外乱区間外リセット回路５１２１によって、２重積分器の出力Δh’intを0にする。さらに、2重積分器の出力によって制御不安定となることを防ぐ為、ランプ状外乱補正回路５１２の最終出力量Δhintには、上下限の上下限制限部５１２３を設ける。
【００７３】
Δh’int、Δhintは、以下の数１４式によって演算する。ここで、x1はx以上でランプ状外乱発生区間フラグf(x)が0となる位置であり、ランプ状の外乱の発生開始位置における巻出側に位置するTRのターン数を示している。Max、minは上下限の制限回路の上限値と下限値を示す。
【００７４】
【数１４】
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【００７５】
以上により、ランプ状外乱補正回路５１２は、前パスからのランプ状外乱発生区間フラグf(x)を元に、２重積分器を用いた補正項Δhintを以上の通り演算し、板厚制御の補正を実現する。
【００７６】
本実施例においては、シングルスタンド圧延機の制御構成を例に説明したが、タンデム圧延機において、前段のスタンドの圧延実績に基づいて、後段のスタンドの作業ロール間のギャップを制御しても良いのはもちろんである。
【符号の説明】
【００７７】
出側テンションロール  ３
ロールギャップ制御装置  ７
出側板厚計  １７
硬度ムラ推定部装置  ５０
新出側板厚制御装置  ５１
硬度ムラデータテーブル  ５０６
出側テンションロールターン数演算装置  ５３
【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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【図８】
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