(57)【要約】【課題】圧延機と巻取機の間の過張力により発生する板厚変動を抑制し、製品の歩留まりを向上させる。【解決手段】板材を板厚制御装置４が配された圧延機で圧延しながら巻取り機２で巻き取る圧延設備における板厚制御方法において、巻取り開始時の過張力により発生する板厚変動量を事前に実測して記憶しておき、巻取り開始直前から過張力がなくなるまでの間に相当する板長さ区間である補償区間について、上記記憶値に基づいて板厚変動量を低減するための板厚補償量を計算し、上記板厚制御装置４において、目標板厚を、上記補償区間前の製品板厚から補償区間中は製品板厚に板厚補償量を加算した補償後板厚に変更し、補償区間後は再び製品板厚に変更するように圧延機１を制御する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板材を板厚制御装置が配された圧延機で圧延しながら巻取り機で巻き取る圧延設備における板厚制御方法において、巻取り開始時の過張力により発生する板厚変動量を事前に実測して記憶しておき、巻取り開始直前から過張力がなくなるまでの間に相当する板長さ区間である補償区間について、上記記憶値に基づいて板厚変動量を低減するための板厚補償量を計算し、上記板厚制御装置において、目標板厚を、補償区間前の製品板厚から補償区間中は製品板厚に板厚補償量を加算した補償後板厚に変更し、補償区間後は再び製品板厚に変更するように圧延機を制御することを特徴とする板厚制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載の板厚制御方法において、上記板厚制御装置で補償区間の板厚を補償後板厚に制御する際、圧延機のロールギャップ変化により発生するタンデム圧延機スタンド間のマスフローバランス崩れを最小にするように、目標板厚を、製品板厚から補償後板厚へ、補償後板厚から製品板厚へと変更する板厚切替区間について、目標板厚を滑らかに補完するようにしたことを特徴とする板厚制御方法。
【請求項３】
請求項１に記載の板厚制御方法において、前材の実績値から補償区間の位置を同定、学習し、これを次材以降の補償区間の位置とすることにより補償区間位置の精度を向上させるようにしたことを特徴とする板厚制御方法。
【請求項４】
請求項１に記載の板厚制御方法において、前材の実績値から板厚補償量を同定、学習し、これを次材以降の板厚補償量とすることにより板厚補償量の精度を向上させるようにしたことを特徴とする板厚制御方法。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の板厚制御方法において、板厚補償量は、実測による板厚変動量の半分としたことを特徴とする板厚制御方法。
【請求項６】
圧延機のロールギャップを制御する板厚制御装置、該板厚制御装置に目標板厚を指示する板厚補償量計算装置、被圧延材の巻取り開始時の過張力により発生する板厚変動量を事前に実測して記憶し、上記板厚変動量を上記板厚補償量計算装置に与える板厚変動量の記憶装置、圧延機から巻取機に至る被圧延板材の長さを計算する板材圧延長さ計算装置、該板材圧延長さ計算装置からの指令を受けて被圧延材の巻取り開始直前から過張力がなくなるまでの間に相当する板長さ区間である補償区間を示すタイミングを上記板厚制御装置に与える制御タイミング発生装置を備え、上記板厚補償量計算装置は、上記板厚変動量の記憶装置の記憶値に基づいて、上記補償区間中の目標板厚を、上記区間前の製品板厚から製品板厚に板厚補償量を加算した補償後板厚に変更するようにしたことを特徴とする板厚制御装置。
【請求項７】
請求項６に記載の板厚制御装置において、制御タイミング発生装置にデータを与える制御開始板長さ記憶装置と、前材の実績値から補償区間の位置を同定、学習し、これにより上記制御開始板長さ記憶装置のデータを更新して次材以降の補償区間の位置とする制御開始板長さ学習装置を備えたことを特徴とする板厚制御方法。
【請求項８】
請求項６に記載の板厚制御装置において、前材の実績値から板厚補償量を同定、学習し、これにより上記板厚変動量の記憶装置のデータを更新して次材以降の板厚補償量とする板厚変動量の学習装置を備えたことを特徴とする板厚制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、板材の巻取り時に発生する過張力による板厚変動を防止する板厚制御方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の板厚制御方法では、板材巻取り時に発生する過張力を巻取り機の電流から測定しその測定値と板厚変動の関係から圧延機のロールギャップ修正量を決定しており、特許文献１、特許文献２に示されたものがその例である。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−５８０６号公報
【０００４】
【特許文献２】
特開昭５８−７０９１２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の板厚制御方法は、巻取り時の板厚変動の原因となる過張力の検出部、過張力から生じる板厚変動量を補償・制御するためのロールギャップ制御部からなるフィードバック制御である。よって、過張力を検出してから板厚制御までの間に時間遅れが存在し、巻き付き開始直後の最も過張力がかかる部分に対して十分な制御ができないという問題があった。
【０００６】
また、過張力を検出してから板厚制御までの間に時間遅れを最短とするため板厚制御のロールギャップ修正を急峻に行わなければならず、圧延機がタンデム圧延の場合、最終スタンドとその上流スタンドとの間のマスフローバランスが悪化し、スタンド間での過張力が発生し、板厚、板幅が変動するという問題があった。
【０００７】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、板材が巻取り機に巻き付く時に発生する板厚変動の全てを抑制することを目的とする。また、その制御がスタンド間マスフローバランスの外乱とならないような制御方法及び装置を提供することを目的とする。また、その制御精度を安定・高精度に維持するための学習方法を採用した方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る板厚制御方法は、板材を板厚制御装置が配された圧延機で圧延しながら巻取り機で巻き取る圧延設備における板厚制御方法において、巻取り開始時の過張力により発生する板厚変動量を事前に実測して記憶しておき、巻取り開始直前から過張力がなくなるまでの間に相当する板長さ区間である補償区間について、上記記憶値に基づいて板厚変動量を低減するための板厚補償量を計算し、上記板厚制御装置において、目標板厚を、補償区間前の製品板厚から補償区間中は製品板厚に板厚補償量を加算した補償後板厚に変更し、補償区間後は再び製品板厚に変更するように圧延機を制御するものである。
【０００９】
また、この発明に係る板厚制御装置は、圧延機のロールギャップを制御する板厚制御装置、該板厚制御装置に目標板厚を指示する板厚補償量計算装置、被圧延材の巻取り開始時の過張力により発生する板厚変動量を事前に実測して記憶し、上記板厚変動量を上記板厚補償量計算装置に与える板厚変動量の記憶装置、圧延機から巻取機に至る被圧延板材の長さを計算する板材圧延長さ計算装置、該板材圧延長さ計算装置からの指令を受けて被圧延材の巻取り開始直前から過張力がなくなるまでの間に相当する板長さ区間である補償区間を示すタイミングを上記板厚制御装置に与える制御タイミング発生装置を備え、上記板厚補償量計算装置は、上記板厚変動量の記憶装置の記憶値に基づいて、上記補償区間中の目標板厚を、上記区間前の製品板厚から製品板厚に板厚補償量を加算した補償後板厚に変更するようにしたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１において、板材３は圧延機１で圧延され巻取り機２で巻き取られる。圧延機１のロールギャップは板厚を所望の板厚に制御するための板厚制御装置（以下ＡＧＣと呼ぶ）４により制御される。この発明における板厚制御方法は、補償後板厚を計算する板厚補償量計算装置５、事前に実測した板厚変動量を記憶する記憶装置８、板材３の先端からの圧延長さを計算する板材圧延長さ計算装置６、板厚変動量を補償するタイミングを発生する制御タイミング発生装置７、制御開始板長さを記憶する記憶装置９を用いて実施される。
【００１１】
次に板厚制御方法を説明する。巻取り機２の巻き取り開始時に発生する板厚変動は、圧延機１の最終スタンド出側直後で発生する。この板厚変動量を記憶装置８から読み出す。板厚補償量計算装置５では板厚変動量の半分の量を板厚補償量として製品板厚に加算することにより、補償後板厚を計算する。板厚変動量は目標値を０として、±αの許容量がある。対象とする板厚変動は、従来マイナス側のみに発生するため、変動量の全量を補償するとプラス側にオーバーする。この点を考慮し、上記のように板厚変動量の半分の量を補償すると±α内におさまる。ＡＧＣ４では板厚補償区間に対して目標板厚を製品板厚から補償後板厚にステップ状に変化させることにより、図２に示すように板厚変動が上限の公差板厚＋α、下限の公差板厚−α内に入るように制御する。なお、Ａは目標板厚であり、ａは目標板厚における補償後の目標板厚（すなわち補償後板厚）部分、Ｂは実績板厚を示している。
【００１２】
ここで、板厚補償区間は、制御タイミング発生装置７から開始タイミングと完了タイミングとして与えられる。制御タイミング発生装置７では、板材圧延長さ計測装置６から得られた板先端からの圧延長さと、記憶装置９に記憶された制御開始板長さを比較して、制御の開始、完了のタイミングを決定する。制御開始タイミングは板先端からの圧延長さが制御開始板長さのｘｍ前として決定される。制御完了タイミングは板先端からの圧延長さが制御開始板長さのｙｍ後として決定される。なお、板材圧延長さ計測装置６では圧延機１のロール回転数から板の圧延長さを推定する。これらの動作により巻取り開始時の板厚変動が巻取り開始直前から精度良く制御される。
【００１３】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、ＡＧＣ４で制御目標とする目標板厚Ａを製品板厚から補償後板厚ａへとステップ状に変えているが、図３に示すように、ＡＧＣ４で補償区間の板厚を補償後板厚に制御する際、目標板厚Ａを、製品板厚から補償後板厚ａへ、補償後板厚ａから製品板厚へと変更する板厚切替区間について、目標板厚Ａを滑らかに補完する。
【００１４】
これによりＡＧＣ４における圧延機１のロールギャップの修正が緩やかになるため、圧延機１のロールギャップ変化により発生するタンデム圧延機スタンド間のマスフローバランス崩れを最小に抑えることができ、圧延機最終スタンドとその一つ上流のスタンドの間で発生する張力変動が緩和され、スタンド間での板材幅、厚み変動、通板性不良を防ぐことができる。
【００１５】
実施の形態３．
上記実施の形態１に対し、図４では板厚変動量の学習装置１０及び板厚計１２を設けている。その他の構成は図１と同様なので、同一要素に同一符号を付して説明を省略する。学習装置１０では、圧延された板材３について巻取り開始時の板厚変動を板厚計１２からの信号を使って抽出し、これを学習値として、記憶装置８に記憶された板厚変動量を更新する。学習値は、板材の材質、製品板厚、製品板幅といった製品区分毎に分類して更新される。このように板厚変動量を適応制御することにより、板厚変動量を正確な値近づけることができ、歩留まり向上が図れる。
【００１６】
実施の形態４．
上記実施の形態１に対し、図５では制御開始板長さの学習装置１１を設けている。その他の構成は図４と同様なので、同一要素に同一の符号を付して説明を省略する。学習装置１１では、圧延された板材３について巻取り開始時の板厚変動が発生した位置を、板厚計１２からの信号と板材圧延長さ計算装置６で計測された板長さ使って抽出し、これを学習値として、記憶装置９に記憶された制御開始板長さを更新する。学習値は、板材の材質、製品板厚、製品板幅といった製品区分毎に分類して更新される。このように制御開始板長さを適応制御することにより、補償制御の開始、完了タイミングの精度が向上し、歩留まり向上が図れる。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の板厚制御方法及び装置によれば、板材が巻取り機に巻き付く時に発生する板厚変動の全てを抑制することができ、また、その制御がスタンド間マスフローバランスの外乱とならないような制御方法を提供することができるため、制御精度を向上させ、品質のよい製品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態１に係る板厚制御方法を実施する板厚制御装置を示す図である。
【図２】実施形態１による目標板厚の変更方法を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態２に係る板厚制御方法における目標板厚の変更方法を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態３に係る板厚制御方法を実施する板厚制御装置を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態４に係る板厚制御方法を実施する板厚制御装置を示す図である。
【符号の説明】
１  圧延機、                        ２  巻取機、
３  板材、                          ４  ＡＧＣ（板厚制御装置）、
５  板厚補償量計算装置、            ６  板材圧延長さ計算装置、
７  制御タイミング発生装置、        ８  板厚変動量の記憶装置、
９  制御開始板長さの記憶装置、    １０  板厚変動量の学習装置、
１１  制御開始板長さの学習装置、    １２  板厚計。
【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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