(57)【要約】【課題】計算機による変形抵抗計算値の誤差によるロールギャップ設定誤差を補正し、走間板厚変更位置における板厚のオフゲージ不良を抑制した走間板厚変更制御装置を得る。【解決手段】複数圧延スタンドを備えた冷間連続圧延機で各圧延スタンドのロールギャップとロール速度を入力された計算による各スタンドのロールギャップとロール速度の設定値に制御する冷間連続圧延機の走間板厚変更制御装置において、上流の圧延スタンドの入側と出側における板厚を求める板厚測定手段８，９、上流の圧延スタンドの圧延荷重を計測する圧延荷重計測手段１１、これらの板厚と圧延荷重に基づき上記計算によるロールギャップ設定値の変形抵抗に関する計算誤差を補正する補正量を算出する設定値補正手段１２、補正量に基づき下流の圧延スタンドのロールギャップ設定値を補正して各圧延スタンドのロールギャップとロール速度を制御する走間板厚変更制御手段３を備えた。【選択図】図１
2005186085.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の圧延スタンドを有する冷間連続圧延機において、各圧延スタンドのロールギャップとロール速度を、入力された計算により求められた各スタンドのロールギャップとロール速度の設定値に制御する冷間連続圧延機の走間板厚変更制御装置であって、
上流の圧延スタンドの入側および出側における板厚を求める板厚測定手段と、
上記上流の圧延スタンドの圧延荷重を計測する圧延荷重計測手段と、
上記求められた板厚および計測された圧延荷重に基づき上記計算により求められたロールギャップ設定値の変形抵抗に関する計算誤差を補正するための補正量を算出する設定値補正手段と、
上記補正量に基づいて下流の圧延スタンドのロールギャップ設定値を補正して上記各圧延スタンドのロールギャップとロール速度を制御する走間板厚変更制御手段と、
を備えたことを特徴とする冷間連続圧延機の走間板厚変更制御装置。
【請求項２】
上記板厚測定手段が、上記上流の圧延スタンドの入側および出側にそれぞれ設けられた板厚計からなることを特徴とする請求項１に記載の冷間連続圧延機の走間板厚変更制御装置。
【請求項３】
上記板厚測定手段において、上記上流の圧延スタンドの出側の板厚が、該上流の圧延スタンドに設置された圧延荷重計測器からの圧延荷重計測値と圧下シリンダからのロールギャップ計測値によって計算により求められ、入側の板厚が板厚計により計測されて求められることを特徴とする請求項１に記載の冷間連続圧延機の走間板厚変更制御装置。
【請求項４】
下流の圧延スタンドの入側における板厚を求める第２の板厚測定手段をさらに備え、求められた板厚に基づき上記設定値補正手段および走間板厚変更制御手段により上記下流の圧延スタンドのロールギャップ設定値を補正して制御することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の冷間連続圧延機の走間板厚変更制御装置。
【請求項５】
上記第２の板厚測定手段が、上記下流の圧延スタンドの入側に設けられた板厚計からなることを特徴とする請求項４に記載の冷間連続圧延機の走間板厚変更制御装置。
【請求項６】
上記第２の板厚測定手段において、上記下流の圧延スタンドの入側における板厚が、上記下流の圧延スタンドの１つ上流の圧延スタンドに設置された圧延荷重計測器からの圧延荷重計測値と圧下シリンダからのロールギャップ計測値によって計算により求められることを特徴とする請求項４に記載の冷間連続圧延機の走間板厚変更制御装置。
【請求項７】
複数の圧延スタンドを有する冷間連続圧延機において、各圧延スタンドのロールギャップとロール速度を、入力された計算により求められた各スタンドのロールギャップとロール速度の設定値に制御する冷間連続圧延機の走間板厚変更制御装置であって、
圧延スタンドの出側における被圧延材の速度を計測する被圧延材速度計測手段と、
上記圧延スタンドのロール回転速度を計測するロール回転速度計測手段と、
上記計測された被圧延材の速度およびロール回転速度に基づき上記計算により求められたロール速度設定値の計算誤差を補正するための補正量を算出する設定値補正手段と、
上記補正量に基づいて上記圧延スタンドのロール速度設定値を補正して上記各圧延スタンドのロールギャップとロール速度を制御する走間板厚変更制御手段と、
を備えたことを特徴とする冷間連続圧延機の走間板厚変更制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、圧延ラインにおける冷間連続圧延機の走間板厚変更制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数の圧延スタンドを有する冷間連続圧延機においては、圧延する前に異なる仕様の被圧延材を溶接して連続圧延を実施するために、生産管理計算機から伝送される被圧延材の寸法などの情報を基にプロセス計算機において各スタンドのロールギャップとロール速度の設定値を計算し、その設定値に制御する走間板厚変更制御装置がある。
【０００３】
しかしながら、ロールギャップとロール速度の設定値の計算に使用している計算機の情報と実際とは必ずしも一致しない。特に母材板厚については、走間板厚変更位置が熱延製品の先端または尾端にあたり、また溶接している部分にもあたることから管理情報との差が大きい場合があり、このような状況で走間板厚変更を実施すると、設定値計算で想定している条件と実際の圧延条件の間に差が発生するため、ロールギャップとロール速度を設定値どおりに制御しても走間板厚変更位置近傍での板厚のオフゲージ不良を招く。
【０００４】
また、ロール速度設定値の計算における、モデル式を基に計算される先進率は計算誤差(計算で求まった値に含まれる実際の値との誤差)を含んでいるので、走間板厚変更制御装置でロール速度を設定値どおりに制御してもスタンド出側における被圧延材の速度が目標値にならないため、被圧延材の速度と板厚の関係を一定とすることができず、走間板厚変更位置近傍での板厚のオフゲージ不良を招く。
【０００５】
このような問題を解決するための方策として従来、走間板厚変更位置前後において最適な位置の母材板厚を計測し、その計測値を基にロールギャップ設定値を補正する方法がある(例えば特許文献１参照)。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２２６６１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら従来の装置においては、母材板厚の誤差によるロールギャップ設定値の誤差分を補正する計算を実施する際に、プロセス計算機においてモデル式を基に計算される変形抵抗の計算誤差を考慮していないため、補正をしても依然としてロールギャップ設定値に誤差が含まれる。また、先進率の計算誤差によるロール速度設定値の誤差を補正する手段を有していないため、オフゲージ不良を抑制する効果が大きくない等の問題があった。
【０００８】
この発明は以上のような問題を解決するためになされたもので、プロセス計算機における変形抵抗計算値の誤差によるロールギャップ設定誤差を補正したり、先進率計算値の誤差によるロール速度設定誤差を補正することで、走間板厚変更位置における板厚のオフゲージ不良を抑制し、製品の板厚精度や歩留の向上を図ることのできる走間板厚変更制御装置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】
【０００９】
この発明は、複数の圧延スタンドを有する冷間連続圧延機において、各圧延スタンドのロールギャップとロール速度を、入力された計算により求められた各スタンドのロールギャップとロール速度の設定値に制御する冷間連続圧延機の走間板厚変更制御装置であって、上流の圧延スタンドの入側および出側における板厚を求める板厚測定手段と、上記上流の圧延スタンドの圧延荷重を計測する圧延荷重計測手段と、上記求められた板厚および計測された圧延荷重に基づき上記計算により求められたロールギャップ設定値の変形抵抗に関する計算誤差を補正するための補正量を算出する設定値補正手段と、上記補正量に基づいて下流の圧延スタンドのロールギャップ設定値を補正して上記各圧延スタンドのロールギャップとロール速度を制御する走間板厚変更制御手段と、を備えたことを特徴とする冷間連続圧延機の走間板厚変更制御装置にある。
【発明の効果】
【００１０】
上流スタンドの入側および出側に設置された板厚計の計測値と圧延荷重計測器の計測値を基に変形抵抗の計算誤差を同定し、その結果に基づいて下流スタンドのロールギャップ設定値を補正して制御することにより、プロセス計算機における変形抵抗計算値の誤差によるロールギャップ設定誤差を補正することが可能となり、走間板厚変更位置近傍における板厚のオフゲージ不良を抑制して製品の板厚精度や歩留の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１はこの発明の一実施の形態による走間板厚変更制御装置を含む冷間連続圧延機の制御装置の構成を示す。図１において、生産管理計算機１は被圧延材の寸法などの仕様の管理を行う。プロセス計算機２は圧延に必要な設定値を計算する。走間板厚変更制御部３はプロセス計算機２によって計算されたロールギャップとロール速度の設定値に以下に説明する誤差補正を施して走間板厚の変更制御を行う。圧延スタンド４は上下ロールＲによって構成される。圧下シリンダ５は圧延スタンド４のロールギャップを調整する。モータ６は圧延スタンド４を回転させる。先行材７は走間板厚変更における先行する部分、後行材８はこれに続く部分である。
【００１２】
板厚計９は上流スタンド(図右側の圧延スタンド)の入側に設置され、板厚計１０は上流スタンド出側に設置されて、それぞれ被圧延材の板厚を計測する。圧延荷重計測器１１はで、圧延スタンド４にかかる圧延荷重を計測する。設定値補正部１２は板厚計９、１０および圧延荷重計測器１１の計測値を基に、ロールギャップ設定値の補正量を計算して走間板厚変更制御部３へ送る。
【００１３】
次に動作について説明する。図１において基本的には、生産管理計算機１によって母材板厚や製品(仕上げ)板厚、板幅といった被圧延材の寸法などの圧延仕様がプロセス計算機２に指示される。この指示内容に基づいて、プロセス計算機２は各圧延スタンド４での板厚目標値や張力設定値を決定し、変形抵抗や摩擦係数、圧延荷重、先進率の計算を行って走間板厚変更を実施するための各スタンド４のロールギャップとロール速度の設定値を求める。
【００１４】
プロセス計算機２にて決定されたロールギャップとロール速度の設定値は、走間板厚変更開始前に予め走間板厚変更制御部３へ伝送される。走間板厚変更制御部３においては、走間板厚変更位置をトラッキングしながら、先行材７から後行材８へロールギャップとロール速度の設定値を変更するための制御を行う。
【００１５】
走間板厚変更制御部３での走間板厚変更位置のトラッキングは、例えば実際には生産管理計算機１、プロセス計算機２を介して被圧延材の寸法などの仕様として被圧延材上の走間板厚変更位置の情報が送られてきて、これに基づきロール速度や先進率等から計算により走間板厚変更位置を随時求める。また、被圧延材の走間板厚変更位置には例えば穴等のマーカが設けられており、これを図示しないセンサで検出してこれらからの信号に基づいて走間板厚変更位置の補正を行う場合もある。
【００１６】
走間板厚変更制御部３がトラッキングを行って先行材７と後行材８における走間板厚変更位置が上流スタンド(図右端の圧延スタンド４)を通過したことを検出すると、この時の上流スタンド入側の板厚を板厚計９によって、出側の板厚を板厚計１０によって計測し、設定値補正部１２に出力する。また、上流スタンドにかかる圧延荷重を圧延荷重計測器１１によって計測し、設定値補正部１２に出力する。
【００１７】
設定値補正部１２には、プロセス計算機２によって計算された、入側板厚変化が圧延荷重に与える影響係数および出側板厚変化が圧延荷重に与える影響係数等を予め伝送しておき(計算された各設定値およびミル定数等も同様に伝送、以下同様)、下流スタンドの走間板厚変更開始までに以下の式(１)によって変形抵抗の計算誤差を同定し、式(２)によって下流スタンドのロールギャップ補正量を計算する。
【００１８】
【数１】
2005186085.tif 000003
【００１９】
設定値補正部１２は式(２)によるロールギャップ補正量の計算結果を走間板厚変更制御部３へ伝送し、走間板厚変更制御部３においてプロセス計算機２から予め伝送されているロールギャップ設定値に加算して、走間板厚変更位置をトラッキングしながら、下流スタンドにおいて先行材７から後行材８へロールギャップ設定値を変更する。
【００２０】
以上のように、上流スタンドの入側および出側に設置された板厚計の計測値と圧延荷重計測器の計測値を基に変形抵抗の計算誤差を同定し、その結果に基づいて下流スタンドのロールギャップ設定値を補正して制御することにより、プロセス計算機２における変形抵抗計算値の誤差によるロールギャップ設定誤差を補正することが可能となり、走間板厚変更位置近傍における板厚のオフゲージ不良を抑制して製品の板厚精度や歩留の向上を図ることができる。
【００２１】
実施の形態２．
図２はこの発明の別の実施の形態による走間板厚変更制御装置を含む冷間連続圧延機の制御装置の構成を示す。図２において上記実施の形態のものと同一もしくは相当部分は同一符号で示す。ゲージメータ板厚計算部１３は、圧下シリンダ５によるロールギャップ計測値と、圧延荷重計測器１１による圧延荷重計測値を用いて、公知であるゲージメータ式により上流スタンド出側の板厚を計算する。
【００２２】
次に動作について説明する。図２において、走間板厚変更位置のトラッキング、上流スタンドの入側板厚と圧延荷重の計測、設定値補正部１２での計算方法、および走間板厚変更制御部３での制御方法は実施の形態１のものと同様である。
【００２３】
ゲージメータ板厚計算部１３では、上流スタンドにおける圧下シリンダ５によるロールギャップ計測値と、圧延荷重計測器１１による圧延荷重計測値を用いて、以下の式(３)を用いて上流スタンド出側における板厚偏差を計算する。各設定値、ミル定数等はプロセス計算機２より伝送される(以下同様)。
【００２４】
【数２】
2005186085.tif 000004
【００２５】
ゲージメータ板厚計算部１３はその計算結果を設定値補正部１２へ出力し、実施の形態１における出側板厚偏差計測値の代わりに上述の式(２)に適用する。
【００２６】
以上のように、上流スタンドの出側に板厚計が設置されていない場合でも、上流スタンドの圧下シリンダ５と圧延荷重計測器１１でそれぞれ計測されたロールギャップと圧延荷重により出側板厚を算出することができるので、これを用いることで実施の形態１と同様に製品の板厚精度や歩留の向上を図ることができる。
【００２７】
実施の形態３．
図３はこの発明のさらに別の実施の形態による走間板厚変更制御装置を含む冷間連続圧延機の制御装置の構成を示す。図３において上記実施の形態のものと同一もしくは相当部分は同一符号で示す。板厚計１４はロールギャップ設定値の補正対象である下流スタンドにおける入側板厚を計測する。
【００２８】
次に動作について説明する。図３において、走間板厚変更位置のトラッキング、上流スタンドにおける変形抵抗計算誤差の計算方法、走間板厚変更制御部３での制御方法は実施の形態１のものと同様である。
【００２９】
設定値補正部１２では、上述の式(２)により求められる変形抵抗計算誤差を用いて下流スタンドのロールギャップ設定値補正量を計算するにあたり、設定計算で想定している下流スタンドの入側板厚と実際の入側板厚には誤差が存在するので、この誤差を解消するために走間板厚変更位置が下流スタンドの入側に設置された板厚計１４を通過したことをトラッキングによって検知し、走間板厚変更位置での計測値を用いて、以下の式(４)により補正量を計算する(各影響係数、設定値およびミル定数は上記実施の形態と同様にプロセス計算機２より)。
【００３０】
【数３】
2005186085.tif 000005
【００３１】
設定値補正部１２は式(４)によるロールギャップ補正量の計算結果を走間板厚変更制御部３へ伝送し、走間板厚変更制御部３においてプロセス計算機２から予め伝送されているロールギャップ設定値に加算して、走間板厚変更位置をトラッキングしながら、下流スタンドにおいて先行材７から後行材８へロールギャップ設定値を変更する。
【００３２】
以上のように、下流スタンドの入側における走間板厚変更位置の板厚を計測し、その計測値を下流スタンドのロールギャップ補正量計算に反映して制御することによってロールギャップ設定精度を向上させることで、走間板厚変更位置における板厚のオフゲージ不良を抑制して製品の板厚精度や歩留の向上を図ることができる。
【００３３】
なお、実施の形態３においては、上流スタンドにおける変形抵抗計算誤差の同定方法は実施の形態１の場合だけでなく、実施の形態２の場合でも同様の制御を実施することが可能である。
【００３４】
実施の形態４．
図４はこの発明のさらに別の実施の形態による走間板厚変更制御装置を含む冷間連続圧延機の制御装置の構成を示す。図４において上記実施の形態のものと同一もしくは相当部分は同一符号で示す。ゲージメータ板厚計算部１５はロールギャップ設定値の補正対象である下流スタンドの１つ上流のスタンドにおける圧下シリンダ５によるロールギャップ計測値と、圧延荷重計測器１１による圧延荷重計測値を用いて、公知であるゲージメータ式により該当スタンド出側の板厚を計算する。
【００３５】
次に動作について説明する。図４において、走間板厚変更位置のトラッキング、上流スタンドにおける変形抵抗計算誤差の計算方法、走間板厚変更制御部３での制御方法は実施の形態１のものと同様である。また、ロールギャップ補正量の計算方法は実施の形態３のものと同様である。
【００３６】
ゲージメータ板厚計算部１５では、ロールギャップ設定値の補正対象である下流スタンドの１つ上流のスタンドにおける圧下シリンダ５によるロールギャップ計測値と、圧延荷重計測器１１による圧延荷重計測値を用いて、以下の式(５)を用いて該当スタンド出側における板厚偏差を計算する(各設定値およびミル定数は上記実施の形態と同様にプロセス計算機２より)。
【００３７】
【数４】
2005186085.tif 000006
【００３８】
上述の式(５)によって計算された板厚偏差はロールギャップ設定値の補正対象である下流スタンドの入側板厚偏差であるので、ゲージメータ板厚計算部１５はその計算結果を設定値補正部１２へ出力し、実施の形態３における入側板厚偏差計測値の代わりに上述の式(４)に適用する。
【００３９】
以上のように、下流スタンドの入側に板厚計が設置されていない場合でも、その１つ上流のスタンドの圧下シリンダ５と圧延荷重計測器１１でそれぞれ計測されたロールギャップと圧延荷重により下流スタンドの入側板厚を算出することができるので、これを用いることで実施の形態３と同様に製品の板厚精度や歩留の向上を図ることができる。
【００４０】
なお、実施の形態４においては、上流スタンドにおける変形抵抗計算誤差の同定方法は実施の形態１の場合だけでなく、実施の形態２の場合でも同様の制御を実施することが可能である。
【００４１】
実施の形態５．
図５はこの発明のさらに別の実施の形態による走間板厚変更制御装置を含む冷間連続圧延機の制御装置の構成を示す。この実施の形態はロール速度設定値の補正に関する。図５において上記実施の形態のものと同一もしくは相当部分は同一符号で示す。圧延スタンド出側に設置された速度計１６は、被圧延材の出側の搬送速度を計測する。圧延スタンド４の設置されたパルスジェネレータ１７はで、モータ６からの信号に従って圧延スタンド４のロールＲの回転速度を計測する。設定値補正部１８はで、速度計１６およびパルスジェネレータ１７の計測値を基にロール速度設定値の補正量を計算する。
【００４２】
次に動作について説明する。プロセス計算機２におけるロール速度設定値の計算にあたっては、目標とする被圧延材の速度と板厚の関係を各スタンド間において一定とするように、以下の式(６)および(７)を用いている。
【００４３】
【数５】
2005186085.tif 000007
【００４４】
図５において、先行材７と後行材８における走間板厚変更位置が圧延スタンド４を通過したことを走間板厚変更制御部３がトラッキングを行って検知する。この時の圧延スタンド出側の被圧延材の速度を速度計１６によって計測し、設定値補正部１８に出力する。また、ロールの回転速度をパルスジェネレータ１７によって計測し、設定値補正部１８に出力する。
【００４５】
設定値補正部１８には、プロセス計算機２によって計算された先進率計算値を予め伝送しておき、以下の式(８)によって該当スタンドのロール速度補正量を計算する(各設定値はプロセス計算機２より伝送)。
【００４６】
【数６】
2005186085.tif 000008
【００４７】
設定値補正部１８はその結果を走間板厚変更制御部３へ伝送し、走間板厚変更制御部３においてプロセス計算機２から予め伝送されているロール速度設定値に加算して、先行材７から後行材８へロール速度設定値を変更する。
【００４８】
以上のように、圧延スタンドの出側に設置された速度計の計測値に基づいて該当圧延スタンドのロール速度設定値を補正して制御することにより、プロセス計算機２における先進率計算誤差によるロール速度設定誤差を補正することが可能となり、走間板厚変更位置近傍における板厚のオフゲージ不良を抑制して製品の板厚精度や歩留の向上を図ることができる。
【００４９】
なお、上記各実施の形態において、走間板厚変更制御部３、設定値補正部１２，１８、ゲージメータ板厚計算部１３，１５は例えばコンピュータで構成され得る。また、この発明は上記各実施の形態だけに限定されず、これらの可能な組み合わせを全て含むことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】この発明の実施の形態１による走間板厚変更制御装置を含む冷間連続圧延機の制御装置の構成を示す。
【図２】この発明の実施の形態２による走間板厚変更制御装置を含む冷間連続圧延機の制御装置の構成を示す。
【図３】この発明の実施の形態３による走間板厚変更制御装置を含む冷間連続圧延機の制御装置の構成を示す。
【図４】この発明の実施の形態４による走間板厚変更制御装置を含む冷間連続圧延機の制御装置の構成を示す。
【図５】この発明の実施の形態５による走間板厚変更制御装置を含む冷間連続圧延機の制御装置の構成を示す。
【符号の説明】
【００５１】
１  生産管理計算機、２  プロセス計算機、３  走間板厚変更制御部、４  圧延スタンド、５  圧下シリンダ、６  モータ、７  先行材、８  後行材、９，１０，１４  板厚計、１１  圧延荷重計測器、１２，１８  設定値補正部、１３，１５  ゲージメータ板厚計算部、１６  速度計、１７  パルスジェネレータ。
【図１】
2005186085.tif 000009
【図２】
2005186085.tif 000010
【図３】
2005186085.tif 000011
【図４】
2005186085.tif 000012
【図５】
2005186085.tif 000013