(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数スタンドを有する熱間圧延機における圧延制御方法において、
スタンド間厚み計により計測されたｉ番目スタンド出側板厚と、ｉ＋１番目スタンド圧延荷重と、ｉ＋１番目スタンドギャップ量とに基づいてｉ番目スタンドとｉ＋１番目スタンド間における圧延材のループ量を算出し、
あらかじめ定めておいたループ量と速度補正量のテーブルから、前記算出したループ量に対応する速度補正量を抽出して、ｉ番目スタンド主機速度の速度補正を行うことを特徴とする圧延制御方法。
【請求項２】
複数スタンドを有する熱間圧延機における圧延制御方法において、
スタンド間厚み計により計測されたｉ番目スタンド出側板厚と、ｉ＋１番目スタンド圧延荷重と、ｉ＋１番目スタンドギャップ量とにより算出したｉ番目スタンド出側板速度とｉ＋１番目スタンド入側板速度とのスタンド間板速差に基づいて、ｉ番目スタンドとｉ＋１番目スタンド間における圧延材のループ量を算出し、
あらかじめ定めておいたループ量と速度補正量のテーブルから、前記算出したループ量に対応する速度補正量を抽出して、ｉ番目スタンド主機速度の速度補正を行うことを特徴とする圧延制御方法。
【請求項３】
さらに、ｉ番目スタンドとｉ＋１番目スタンド間におけるルーパ角度の実績値に基づいて、算出したループ量の補正を行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の圧延制御方法。
【請求項４】
複数スタンドを有する熱間圧延機において、
スタンド間厚み計により計測されたｉ番目スタンド出側板厚と、ｉ＋１番目スタンド圧延荷重と、ｉ＋１番目スタンドギャップ量とに基づいてｉ番目スタンドとｉ＋１番目スタンド間における圧延材のループ量を算出するループ量算出装置と、
あらかじめ定めておいたループ量と速度補正量のテーブルから、前記ループ量算出装置により算出したループ量に対応する速度補正量を抽出して、ｉ番目スタンド主機速度の速度補正を行う速度制御装置とを有することを特徴とする熱間圧延機。
【請求項５】
さらに、ｉ番目スタンドとｉ＋１番目スタンド間におけるルーパ角度実績値に基づいて、算出したループ量の補正を行うループ量補正装置を有することを特徴とする請求項４に記載の熱間圧延機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被圧延材の先端がスタンドに噛み込まれる際の初期マスフロー外乱を防止することにより、圧延材先端のマスフロー変動を抑制することが可能な熱間仕上圧延機における圧延制御方法及び熱間仕上圧延機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の複数スタンドを有する熱間仕上タンデム圧延機における圧延材先端部のマスフロー変動を抑制する方法として、例えば特許文献１（特開昭６３−２２０９１５号公報）には、ｉ＋１番目スタンドに圧延材先端部が噛み込んだときに、その前段のｉ番目スタンド出側板速と次段のｉ＋１番目スタンド入側板速を一致させるために、両スタンドの板厚偏差から先進率偏差を計算して、ｉ番目スタンドの主機速度の補正を行う方法が記載されている。
【０００３】
また、特許文献２（特開平６−３３５７１９号公報）には、ｉ＋１番目スタンドに圧延材先端部が噛み込んだときに、その前段のｉ番目スタンドの主機速度の補正を行ったのでは応答が間に合わないという問題を解決するために、ｉ＋１番目スタンドの出側板厚偏差を実測値、または、ゲージメータ板厚ではなく推定値を用いて、ｉ＋１番目スタンドに圧延材が噛み込む前にｉ番目スタンドの主機速度補正を行うことによりマスフロー外乱を抑制する方法が記載されている。
【特許文献１】特開昭６３−２２０９１５号公報
【特許文献２】特開平６−３３５７１９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、上記特許文献２に記載されている方法は、主機速度補正に用いる先進率を計算により求めているため、速度補正の精度がその推定精度に強く依存するという問題があった。
【０００５】
また、上記特許文献１に記載の方法は、スタンド出側での絶対厚みを用いて先進率の算出を行っているため先進率の算出自体は正確に行われる。しかし、算出には圧延材先端部の１点での板厚、板速度等の計測値を用いて先進率の算出を行い、それに基づきｉ番目のスタンド主機速度の速度補正を行っているため計測のタイミングにより値の変動が大きく、制御精度が大きく左右されるという問題があった。
【０００６】
そこで本発明は、被圧延材の先端がスタンドに噛み込まれる際の初期マスフロー外乱を高精度に防止することにより、圧延材先端のマスフロー変動を抑制することが可能な熱間仕上圧延機における圧延制御方法及び熱間仕上圧延機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は以下のような特徴を有する。
［１］複数スタンドを有する熱間圧延機における圧延制御方法において、
スタンド間厚み計により計測されたｉ番目スタンド出側板厚と、ｉ＋１番目スタンド圧延荷重と、ｉ＋１番目スタンドギャップ量とに基づいてｉ番目スタンドとｉ＋１番目スタンド間における圧延材のループ量を算出し、
あらかじめ定めておいたループ量と速度補正量のテーブルから、前記算出したループ量に対応する速度補正量を抽出して、ｉ番目スタンド主機速度の速度補正を行うことを特徴とする圧延制御方法。
［２］複数スタンドを有する熱間圧延機における圧延制御方法において、
スタンド間厚み計により計測されたｉ番目スタンド出側板厚と、ｉ＋１番目スタンド圧延荷重と、ｉ＋１番目スタンドギャップ量とにより算出したｉ番目スタンド出側板速度とｉ＋１番目スタンド入側板速度とのスタンド間板速差に基づいて、ｉ番目スタンドとｉ＋１番目スタンド間における圧延材のループ量を算出し、
あらかじめ定めておいたループ量と速度補正量のテーブルから、前記算出したループ量に対応する速度補正量を抽出して、ｉ番目スタンド主機速度の速度補正を行うことを特徴とする圧延制御方法。
［３］上記［１］または［２］において、さらに、ｉ番目スタンドとｉ＋１番目スタンド間におけるルーパ角度の実績値に基づいて、算出したループ量の補正を行うことを特徴とする圧延制御方法。
［４］複数スタンドを有する熱間圧延機において、
スタンド間厚み計により計測されたｉ番目スタンド出側板厚と、ｉ＋１番目スタンド圧延荷重と、ｉ＋１番目スタンドギャップ量とに基づいてｉ番目スタンドとｉ＋１番目スタンド間における圧延材のループ量を算出するループ量算出装置と、
あらかじめ定めておいたループ量と速度補正量のテーブルから、前記ループ量算出装置により算出したループ量に対応する速度補正量を抽出して、ｉ番目スタンド主機速度の速度補正を行う速度制御装置とを有することを特徴とする熱間圧延機。
［５］上記［４］において、さらに、ｉ番目スタンドとｉ＋１番目スタンド間におけるルーパ角度実績値に基づいて、算出したループ量の補正を行うループ量補正装置を有することを特徴とする熱間圧延機。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、被圧延材の先端がスタンドに噛み込まれる際の初期マスフロー外乱を高精度に防止することにより、圧延材先端のマスフロー変動を抑制することが可能な熱間仕上圧延機における圧延制御方法及び熱間仕上圧延機が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を実施するための最良の形態の一例を説明する。
【００１０】
図１は、本発明に係る圧延制御方法が適用される熱間仕上タンデム圧延機の一実施形態を示す概略構成図である。図１においては、２台の圧延スタンドのみを図示し、以下においてはこの２台の圧延スタンド（ｉ番目スタンド，ｉ＋１番目スタンド（ｉ＝１，２，・・・））間における圧延制御方法を説明するが、３台以上の圧延スタンドを有する場合においても、任意の連続する２台の圧延スタンド間において本発明が適用できる。
【００１１】
図１において、１は前段（ｉ番目スタンド）のワークロール、２は前段（ｉ番目スタンド）のバックアップロール、３は後段（ｉ＋１番目スタンド）のワークロール、４は後段（ｉ＋１番目スタンド）のバックアップロール、５はｉ番目スタンドのミル駆動モータ、６はｉ番目スタンドとｉ＋１番目スタンド間に配置されたルーパ、７はルーパ６の駆動モータ、８はルーパ６のロール、９はルーパ６のルーパ角度検出器、１９はｉ番目スタンド出側に配置されたスタンド間厚み計、１０はｉ＋１番目スタンドのスタンドギャップ実績、１１はｉ＋１番目スタンドのスタンド圧延荷重実績、１３はルーパ６のルーパ角実績、１５はルーパ６のルーパトルク指令、１６はｉ番目スタンドのスタンドミル速度指令、２０はスタンド間厚み計１９による板厚実績である。
【００１２】
また、図１において、１７は前記ｉ番目スタンドのミル駆動モータ５の主機速度を制御するスタンドミルモータ制御装置、１８は前記ルーパ６の駆動モータ７のトルクを制御するルーパモータトルク制御装置、２１は前記スタンドミルモータ制御装置１７及びルーパモータトルク制御装置１８に制御用の指令信号を送信する速度制御装置を表す。
【００１３】
以下、本発明に係る圧延制御方法において使用する変数をまとめて記載する。
Ｓｉ：ｉ番目スタンド圧下位置実績
ｖｉ：ｉ番目スタンド出側被圧延材速度実績
Ｖｉ：ｉ番目スタンド入側被圧延材速度実績
ｈｉ：ｉ番目スタンド出側板厚実績
Ｈｉ：ｉ番目スタンド入側板厚実績
Ｐｉ：ｉ番目スタンド圧延荷重実績
ＶＲｒｅｆｉ：ｉ番目スタンド速度指令
ｖｘｉ：ｉ番目スタンドとｉ＋１番目スタンド間板速差（ｖｘｉ＝Ｖｉ＋１−ｖｉ）
Ｌｔｉ：サンプリング時間ｔにおけるｉ番目スタンドとｉ＋１番目スタンド間ループ量
Ｓｍｐ：サンプリング周期
Ｍｉ：ｉスタンド固有の定数
以上の変数の基準値からの偏差をΔで表し、以下に基本となるダイナミクスの式（１）〜（４）を示す。
Δｖｉ＝（ｄｖｉ／ｄｈｉ）・Δｈｉ    ・・・（１）
ΔＶｉ＋１＝（ｄＶｉ＋１／ｄＨｉ＋１）・ΔＨｉ＋１＋（ｄＶｉ＋１／ｄｈｉ＋１）・Δｈｉ＋１    ・・・（２）
Ｌｔｉ＝Ｌｔ−１ｉ＋ｖｘｉ・Ｓｍｐ    ・・・（３）
Δｈｉ＋１＝ΔＳｉ＋１＋ΔＰｉ＋１／Ｍｉ    ・・・（４）
以下に、本発明に係る圧延制御方法について説明する。図２は、本発明に係る圧延制御の一例を示すフロー図である。ここで、以下の処理は、図１に示す速度制御装置２１で行われる。
【００１４】
この速度制御装置２１では、ｉ＋１番目スタンドに圧延材が噛み込んだ時から処理を開始する。
【００１５】
前記速度制御装置２１は処理開始後、つまり、ｉ＋１番目スタンドに圧延材が噛み込んだ時点（Ｓｔｅｐ１）において、
スタンド間厚み計１９により計測されたｉ番目スタンド出側板厚、ｉ番目スタンドとｉ＋１番目スタンド間に配置されたルーパ６のルーパ角度検出器９により検出されたルーパ角度、ｉ＋１番目スタンド圧延荷重、ｉ＋１番目スタンドギャップ量の各種実績データを取り込み（Ｓｔｅｐ２）、上記ダイナミクス式（１）〜（４）により、所定のサンプリング周期毎にｉ番目スタンドとｉ＋１番目スタンド間における圧延材のループ量Ｌｔｉを算出する（Ｓｔｅｐ３）。ここで、前記圧延材のループ量Ｌｔｉの算出に際しては、ｉ＋１番目スタンドに圧延材が噛み込んだ時点のループ量Ｌｔｉを０（ゼロ）として算出を行うことが好ましい。
【００１６】
なお、前記サンプリング周期としては、０．１秒以下が好ましい。現実に圧延材のループ量が問題となるのはｉ＋１番目スタンドに圧延材が噛み込んでから０．５秒までの時間のため、サンプリング周期を０．１秒より大きくすると、速度の補正が圧延材のループ量増加に追従できなくなる場合があるからである。
【００１７】
ここで、時間ｔにおける圧延材のｉ番目スタンドとｉ＋１番目スタンド間のループ量Ｌｔｉはルーパ６のルーパ角に相当するルーパがつくるループ量Ｒｔより下回ることはない。そのため、Ｌｔｉ＜Ｒｔの場合（Ｓｔｅｐ４，Ｙｅｓ）には、Ｌｔｉ＝Ｒｔとする補正（Ｓｔｅｐ５）を行うことが好ましい。これにより、ｉ番目スタンド主機速度操作量の補正精度をより高めることができ、より高精度にマスフロー外乱が抑制できる。
【００１８】
次に、例えば、予め用意しておいたＬｔｉをキーとするテーブルから、ｉ番目スタンドへの速度補正量ΔＶＲｒｅｆｉを得て（Ｓｔｅｐ６）、ｉ番目スタンドへ補正指令を送る（Ｓｔｅｐ７）。ここで、ΔＶＲｒｅｆｉを得るために、Ｌｔｉをキーとするテーブルを用いる代わりに、Ｌｔｉを引数とする式から算出してもよい。
【実施例１】
【００１９】
以下、本発明に係る圧延制御方法の優位性を確認するために、５スタンドを有する熱間仕上タンデム圧延機の第４番目スタンド（Ｆ４）と第５番目スタンド（Ｆ５）間をモデルにした数値シミュレーションの実施例を示す。
【００２０】
このシミュレーションにおいては、ミル定数や塑性係数等の設備定数や圧延材に関する定数は、実際に圧延された材料（低炭素鋼で目標板厚２ｍｍ）の設定計算データと実績データを用いている。
【００２１】
何も制御をしない場合には圧延材の通板が安定でなくなるようにギャップ設定に誤差を付加してシミュレーションを行っている。サンプリング周期は０．０２秒としている。
【００２２】
図３は、横軸時刻（第５番目スタンドに圧延材が噛み込んだ時点を時刻０）、縦軸を第４番目と第５番目のスタンド間のループ量としたときの本発明例（ａ）と、比較例（ｂ）として従来から知られているダイナミックセットアップ（ＤＳＵ）方法との板ループの出来方を比較した図である。図３（ｂ）からわかるように、ＤＳＵ方法を用いた比較例は、圧延材がルーパと接触しないまま許容ループ量を超えてしまい、通板が不安定となった。一方、図３（ａ）の本発明例の場合は、圧延材のループ量がルーパの調整範囲内に抑えられており、通板の安定化が図られていた。
【００２３】
また、図４は、本発明に係る圧延制御方法を用いたときの第４番目スタンド主機速度操作量と、第４番目スタンド出側板速度と第５番目スタンド入側板速度との様子をあらわした図である。第４番目スタンド出側板速度が第５番目スタンド入側板速度に近づくように、第５番目スタンド噛み込み直後から第４番目スタンド主機速度を操作しているのが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る圧延制御方法が適用される熱間仕上タンデム圧延機の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る圧延制御の一例を示すフロー図である。
【図３】本発明例（ａ）と、比較例（ｂ）として従来から知られているダイナミックセットアップ（ＤＳＵ）方法との板ループの出来方を比較した図である。
【図４】本発明に係る圧延制御方法を用いたときの第４番目スタンド主機速度操作量と、第４番目スタンド出側板速度と第５番目スタンド入側板速度との様子をあらわした図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  前段ワークロール
２  前段バックアップロール
３  後段ワークロール
４  後段バックアップロール
５  ミルモータ
６  ルーパ
７  ルーパモータ
８  ルーパロール
９  ルーパ角度検出器
１０  スタンドギャップ実績
１１  スタンド圧延荷重実績
１３  ルーパ角度実績
１４  圧下位置指令
１５  ルーパトルク指令
１６  スタンドミル速度指令
１７  スタンドミルモータ制御装置
１８  ルーパモータトルク制御装置
１９  スタンド間厚み計
２０  板厚実績
２１  速度制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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