(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前後にブライドルを備えた圧延機の入側直前に酸洗槽を、出側直後にルーパを配し、上記酸洗槽、上記圧延機および上記ルーパに連続して金属板を通板して処理する鉄鋼プロセスラインの上記各ブライドルおよび上記圧延機にそれぞれモータを備えて、この各モータ制御により上記金属板の速度および張力を制御する鉄鋼プロセスライン制御装置において、
上記圧延機前側ブライドル、上記圧延機後側ブライドル、上記圧延機のいずれか１つのモータ制御が、所定の速度指令値を用いてモータ回転速度を一定に保持する速度制御であり、他の２つのモータ制御が、上記圧延機直前、直後の金属板張力をそれぞれ所定の張力値に保持するように、各モータに与えられた速度指令値を補正してモータ回転速度を速度制御するものであることを特徴とする鉄鋼プロセスライン制御装置。
【請求項２】
モータを備えた酸洗槽入側ブライドルを上記酸洗槽の前側に配し、
上記圧延機後側ブライドル、上記圧延機のどちらか一方のモータ制御が、所定の速度指令値を用いてモータ回転速度を一定に保持する速度制御であり、上記酸洗槽入側ブライドルのモータ制御が、該酸洗槽内の金属板のループ量を所定の値に保持するように、当該モータに与えられた速度指令値を補正してモータ回転速度を速度制御することを特徴とする請求項１に記載の鉄鋼プロセスライン制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、鉄鋼プロセスラインにおける圧延機に関し、被圧延材である金属板の速度および張力の制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鉄鋼プロセスラインで用いられる冷間圧延機では、酸洗処理された後の鉄などの金属板を通板して圧延するものであり、金属板を蛇行、破断することなくライン運転でき、しかも圧延機の前後で、それぞれ金属板が所定の張力を保持できるように、金属板の速度および張力の制御（以下、主幹制御と称す）を行う制御装置を備えている。
図６は、従来の圧延機の主幹制御を行うライン制御装置の構成を示す図である。図において、１は圧延機、２および３は圧延機１前後に備えられた圧延機入側ブライドルおよび圧延機出側ブライドル、４は被圧延材である金属板、５ａ、５ｂ、５ｃはそれぞれ圧延機１、圧延機１前後のブライドル２、３に備えられたモータ、６ａ〜６ｃはそれぞれモータ５ａ〜５ｃの速度検出器、７ａ、７ｂは圧延機１直前、直後で金属板４の張力を検出する張力検出器である。また、８ａ〜８ｃはそれぞれモータ５ａ〜５ｃの駆動制御回路、９ａ、９ｂは圧延機１直前、直後の金属板４の張力を制御する張力制御回路（ＡＴＲ回路）、１０はライン全体の速度管理を行うライン速度管理回路（ＭＲＨ回路）、１１ａ、１１ｂはＭＲＨ回路１０からの速度指令値を補正するための補正係数決定回路（ＲＨ回路）、１２ａ、１２ｂはバイアス指令である。
【０００３】
次に、動作について説明する。圧延機１のモータ５ａは、速度制御回路（ＡＳＲ回路）８ａと速度検出器６ａとを備えて、モータ回転速度をＭＲＨ回路１０からの所定の速度指令値に保持するように速度制御する。圧延機１前後のブライドル２、３のモータ５ｂ、５ｃは、ＡＴＲ回路９ａ、９ｂにより、圧延機１直前、直後で検出される金属板４の張力をそれぞれ所定の張力値に保持するように、（ＡＳＲ＋ＣＬＣ）回路８ｂ、８ｃでトルク（電流）制御する。これは、モータ５ｂ、５ｃのトルク分電流指令を計算して、モータトルクが指令通り一定になるように制御する。モータ回転速度の指令としては、補助的にバイアス指令１２ａ、１２ｂとして与えられる。このバイアス指令１２ａ、１２ｂは、ＭＲＨ回路１０からの所定の速度指令値にＲＨ回路１１ａ、１１ｂで決定される補正係数を乗じた値に上乗せされて、（ＡＳＲ＋ＣＬＣ）回路８ｂ、８ｃに与えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の圧延機１の主幹制御を行うライン制御装置は以上のように構成されており、圧延機１のモータ制御が、モータ回転速度を所定の速度指令値に保持するものであり、圧延機１前後のブライドル２、３のモータ制御は、圧延機１直前、直後の金属板４の張力をそれぞれ所定の張力値に保持するように、トルク制御するものであった。金属板４の圧延処理では、圧延機１前後の金属板４の速度は大きく変動するものであるが、圧延機１前後のブライドル２、３のモータ制御が所定の金属板張力を保持するためのトルク制御であるため、圧延機１入側および出側において金属板４の速度変動が抑制されない。
このため、圧延機１入側、出側に、例えば、酸洗槽、ルーパ等、他の装置、部材によるセクションを備えて、金属板４を連続的に通板して処理しようとすると、このような圧延機１入側、出側のセクションに金属板４の張力変動を与えてしまい、そのセクションでの通板性や処理の信頼性が悪くなる。また、逆に圧延機１入側、出側のセクションでの金属板４の張力変動も圧延機１側に伝わり、圧延機１での主幹制御に悪影響を及ぼすものであった。
【０００５】
この発明は、上記のような問題点を解消するために成されたものであって、圧延機入側、出側に備えられるセクションと圧延機間での、金属板の張力変動などの相互の悪影響を抑制し、良好で安定した通板性を得て、鉄鋼プロセスラインの生産性向上が可能になる鉄鋼プロセスライン制御装置を提供することを目的とする。さらに、そのような鉄鋼プロセスライン制御装置に適した制御方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る請求項１記載の鉄鋼プロセスライン制御装置は、前後にブライドルを備えた圧延機の入側直前に酸洗槽を、出側直後にルーパを配し、上記酸洗槽、上記圧延機および上記ルーパに連続して金属板を通板して処理する鉄鋼プロセスラインの上記各ブライドルおよび上記圧延機にそれぞれモータを備えて、この各モータ制御により上記金属板の速度および張力を制御する。そして、上記圧延機前側ブライドル、上記圧延機後側ブライドル、上記圧延機のいずれか１つのモータ制御が、所定の速度指令値を用いてモータ回転速度を一定に保持する速度制御であり、他の２つのモータ制御が、上記圧延機直前、直後の金属板張力をそれぞれ所定の張力値に保持するように、各モータに与えられた速度指令値を補正してモータ回転速度を速度制御するものである。
【０００７】
またこの発明に係る請求項２記載の鉄鋼プロセスライン制御装置は、請求項１において、モータを備えた酸洗槽入側ブライドルを上記酸洗槽の前側に配し、上記圧延機後側ブライドル、上記圧延機のどちらか一方のモータ制御が、所定の速度指令値を用いてモータ回転速度を一定に保持する速度制御であり、上記酸洗槽入側ブライドルのモータ制御が、該酸洗槽内の金属板のループ量を所定の値に保持するように、当該モータに与えられた速度指令値を補正してモータ回転速度を速度制御するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図に基づいて説明する。図１は、この発明の実施の形態１による、鉄鋼プロセスラインの主幹制御を行うライン制御装置の構成を示す図である。図において、１３は圧延機、１４および１５は圧延機１３前後に備えられた圧延機入側ブライドルおよび圧延機出側ブライドル、１６は圧延機１３入側直前に備えられた酸洗槽、１７は酸洗槽入側ブライドル、１８は通板された被圧延材である金属板、１９ａ〜１９ｄはそれぞれ圧延機１３、圧延機１３前後のブライドル１４、１５、酸洗槽入側ブライドル１７に備えられたモータ、２０ａ〜２０ｄは各モータ１９ａ〜１９ｄの回転速度を検出する速度検出器、２１ａ、２１ｂは圧延機１３直前、直後で金属板１８の張力を検出する張力検出器である。また、２２ａ〜２２ｄは各モータ１９ａ〜１９ｄの回転速度を制御する速度制御回路（ＡＳＲ回路）、２３ａ、２３ｂは圧延機１３直前、直後の金属板１８の張力を制御する張力制御回路（ＡＴＲ回路）、２４はライン全体の速度管理を行うライン速度管理回路（ＭＲＨ回路）、２５ａ、２５ｂはＭＲＨ回路１０からの速度指令値を補正するための補正係数決定回路（ＲＨ回路）である。
図に示すように、圧延機１３入側直前に酸洗槽１６を、圧延機１３出側直後にルーパを備え、金属板１８を、酸洗槽１６、圧延機１３およびルーパに連続して通板して、その金属板１８の速度および張力を制御する。
【０００９】
次に、動作について説明する。
圧延機出側ブライドル１５のモータ制御は、ＡＳＲ回路２２ｃと速度検出器２０ｃとを備えて、モータ回転速度をＭＲＨ回路２４からの所定の速度指令値に保持するように速度制御するものであり、このモータ制御が、ライン速度の主制御を構成する。
圧延機入側ブライドル１４および圧延機１３のモータ制御は、圧延機１３直前、直後の張力検出器２１ａ、２１ｂで検出される金属板１８の張力を、ＡＴＲ回路２３ａ、２３ｂによりそれぞれ所定の張力値に保持するように、ＡＳＲ回路２２ｂ、２２ａでモータ回転速度を速度制御する。これは、ＭＲＨ回路２４からの速度指令にＲＨ回路２５ｂ、２５ａで決定される補正係数を乗じた速度指令値が与えられ、この速度指令値を、ＡＴＲ回路２３ａ、２３ｂにより金属張力を所定の値に保持するように補正して、速度制御するものである。
また、酸洗槽入側ブライドル１７のモータ制御は、圧延機入側ブライドル１４のモータ１９ｂに与えられる同一の速度指令値が与えられて、該指令値に保持するように速度制御する。
【００１０】
以上のようにこの実施の形態では、圧延機出側ブライドル１５のモータ制御をライン速度の主制御を構成するものとし、モータ回転速度を所定の速度指令値に保持する。即ち、その位置において金属板１８の速度は一定となる様に制御され、圧延機１３出側に備えられた出側セクション（ルーパ）に、金属板１８の張力変動を与えない。また、ルーパにおいて、金属板１８は所定の位置で切断されることがあるが、この場合も、ルーパからの張力変動が圧延機１３側に伝わることがない。さらに、他のモータ制御も、全て速度制御を用いており、一定の速度指令値を保持するものでなくても、各部分の速度変動を極力抑制するように制御される。即ち、圧延機１３入側においても、金属板１８の速度変動が抑制でき、圧延機１３入側に備えられた入側セクション（酸洗槽１６）に与える金属板１８の張力変動を低減できる。
【００１１】
なお、上記実施の形態では、ルーパにおいて、金属板１８の速度変動や張力変動が大きくなると、金属板１８が蛇行したり破断したりし易い比較的薄い金属板１８を用いる場合に特に効果的で、良好な通板性が得られる。
【００１２】
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２を図に基づいて説明する。図２は、この発明の実施の形態２による、鉄鋼プロセスラインの主幹制御を行うライン制御装置の構成を示す図である。
図において、１３〜２５ａは上記実施の形態１と同じもの、２５ｃはＭＲＨ回路１０からの速度指令値を補正するための補正係数決定回路（ＲＨ回路）である。
この実施の形態２においても、圧延機１３入側直前に酸洗槽１６を、圧延機１３出側直後にルーパを備え、金属板１８を、酸洗槽１６、圧延機１３およびルーパに連続して通板して、その金属板１８の速度および張力を制御する。
【００１３】
次に、動作について説明する。
圧延機入側ブライドル１４のモータ制御は、ＡＳＲ回路２２ｂと速度検出器２０ｂとを備えて、モータ回転速度をＭＲＨ回路２４からの所定の速度指令値に保持するように速度制御するものであり、このモータ制御が、ライン速度の主制御を構成する。
圧延機１３および圧延機出側ブライドル１５のモータ制御は、圧延機１３直前、直後の張力検出器２１ａ、２１ｂで検出される金属板１８の張力を、ＡＴＲ回路２３ａ、２３ｂによりそれぞれ所定の張力値に保持するように、ＡＳＲ回路２２ａ、２２ｃでモータ回転速度を速度制御する。これは、ＭＲＨ回路２４からの速度指令にＲＨ回路２５ａ、２５ｃで決定される補正係数を乗じた速度指令値が与えられ、この速度指令値を、ＡＴＲ回路２３ａ、２３ｂにより金属張力を所定の値に保持するように補正して、速度制御するものである。
また、酸洗槽入側ブライドル１７のモータ制御は、圧延機入側ブライドル１４のモータ１９ｂに与えられる同一の速度指令値が与えられて、該指令値に保持するように速度制御する。
【００１４】
以上のようにこの実施の形態では、圧延機入側ブライドル１４のモータ制御をライン速度の主制御を構成するものとし、モータ回転速度を所定の速度指令値に保持する。即ち、その位置において金属板１８の速度は一定となる様に制御され、圧延機１３入側に備えられた入側セクション（酸洗槽１６）に、金属板１８の張力変動を与えない。また、入側セクションでの張力変動がある場合も圧延機１３側に伝わることがない。また、酸洗槽入側ブライドル１７のモータ制御は、圧延機入側ブライドル１４のモータ１９ｂに与えられる同一の速度指令値が与えられ、該指令値に保持するものであるため、酸洗槽１６内では、金属板１８は一定の速度および張力が保持できる。
さらに、他のモータ制御も、全て速度制御を用いており、一定の速度指令値を保持するものでなくても、各部分の速度変動を極力抑制するように制御される。即ち、圧延機１３出側においても、金属板１８の速度変動が抑制でき、圧延機１３出側に備えられた出側セクション（ルーパ）に与える、金属板１８の張力変動を低減できる。
【００１５】
なお、この実施の形態では、酸洗槽１６内での金属板１８の酸洗処理において、金属板１８が材質的に一定の速度や張力が要求される材質で構成される場合に特に効果的で、良好な通板性が得られ、処理の信頼性が向上する。
【００１６】
実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３を図に基づいて説明する。図３は、この発明の実施の形態３による、鉄鋼プロセスラインの主幹制御を行うライン制御装置の構成を示す図である。
図において、１３〜２５は上記実施の形態１、２と同じものであり、この実施の形態３においても、圧延機１３入側直前に酸洗槽１６を、圧延機１３出側直後にルーパを備え、金属板１８を、酸洗槽１６、圧延機１３およびルーパに連続して通板して、その金属板１８の速度および張力を制御する。
【００１７】
次に、動作について説明する。
圧延機１３のモータ制御は、ＡＳＲ回路２２ａと速度検出器２０ａとを備えて、モータ回転速度をＭＲＨ回路２４からの所定の速度指令値に保持するように速度制御するものであり、このモータ制御が、ライン速度の主制御を構成する。
圧延機１３前後のブライドル１４、１５のモータ制御は、圧延機１３直前、直後の張力検出器２１ａ、２１ｂで検出される金属板１８の張力を、ＡＴＲ回路２３ａ、２３ｂによりそれぞれ所定の張力値に保持するように、ＡＳＲ回路２２ｂ、２２ｃでモータ回転速度を速度制御する。これは、ＭＲＨ回路２４からの速度指令にＲＨ回路２５ｂ、２５ｃで決定される補正係数を乗じた速度指令値が与えられ、この速度指令値を、ＡＴＲ回路２３ａ、２３ｂにより金属張力を所定の値に保持するように補正して、速度制御するものである。
また、酸洗槽入側ブライドル１７のモータ制御は、圧延機入側ブライドル１４のモータ１９ｂに与えられる同一の速度指令値が与えられて、該指令値に保持するように速度制御する。
【００１８】
以上のようにこの実施の形態では、圧延機１３のモータ制御をライン速度の主制御を構成するものとし、モータ回転速度を所定の速度指令値に保持する。即ち、圧延機１３において金属板１８の速度は一定となる様に制御される。また、他のモータ制御も、全て速度制御を用いており、一定の速度指令値を保持するものでなくても、各部分の速度変動を極力抑制するように制御される。即ち、圧延機１３の入側、出側においても、金属板１８の速度変動が抑制でき、圧延機１３入側、出側に備えられるセクションに与える、金属板１８の張力変動を低減できる。
【００１９】
なお、この実施の形態では、圧延処理の信頼性を優先させたい場合に有効で、圧延された金属板１８の品質の精度を向上させることができる。
【００２０】
実施の形態４．
次に、この発明の実施の形態４を図に基づいて説明する。図４は、この発明の実施の形態４による、鉄鋼プロセスラインの主幹制御を行うライン制御装置の構成を示す図である。
図において、１３〜２５は上記実施の形態１〜３と同じもの、２６は酸洗槽１６内での金属板１８のループ位置（ループ量）を検出するループ位置検出器、２７はループ位置を制御するループ位置制御回路（ＡＬＣ回路）である。
この実施の形態４では、上記実施の形態１で示した主幹制御に、酸洗槽１６内の金属板１８のループ位置の制御を付加したものである。
【００２１】
次に、動作について説明する。
圧延機１３および圧延機１３前後のブライドル１４、１５のモータ制御は、上記実施の形態１と同様であり、圧延機出側ブライドル１５のモータ制御をライン速度の主制御を構成するものとする。
また、酸洗槽入側ブライドル１７のモータ制御は、ループ位置検出器２６で検出される酸洗槽１６内の金属板１８のループ位置を、ＡＬＣ回路２７によりループ基準値に保持するように、ＡＳＲ回路２２ｄでモータ回転速度を速度制御する。これは、圧延機入側ブライドル１４のモータ１９ｂに与えられる同一の速度指令値が与えられて、ループ位置検出器２６で検出されるループ位置とループ基準値との偏差を無くすようにゲインを乗じて積分制御で上記速度指令値を補正し、速度制御するものである。
【００２２】
以上のようにこの実施の形態では、酸洗槽１６内の金属板１８のループ位置の制御を付加したため、上記実施の形態１による効果に加えて、酸洗槽１６内で金属板１８のループ量が一定となり、酸洗処理の信頼性が向上する。またその際、酸洗槽入側ブライドル１７のモータ１９ｄの速度指令値を補正して、該モータ制御により上記ループ位置の制御を行うこととしたため、酸洗槽１６出側、即ち圧延機１３入側の金属板１８の速度変動が抑制でき、圧延処理の信頼性が向上する。
【００２３】
なお、この実施の形態では、上記実施の形態１に酸洗槽１６内の金属板１８のループ位置の制御を付加したが、上記実施の形態３に同様のループ位置制御を付加しても良い。その場合も、上記実施の形態３による効果に加えて、酸洗槽１６内で金属板１８のループ量が一定となり、酸洗処理の信頼性が向上するとともに、圧延機１３入側の金属板１８の速度変動が抑制でき、圧延処理の信頼性がさらに向上する。
【００２４】
実施の形態５．
次に、この発明の実施の形態５を図に基づいて説明する。図５は、この発明の実施の形態５による、鉄鋼プロセスラインのライン制御方法を示す図であり、上記実施の形態４で示したライン制御装置を用い、圧延機１３を使用しない場合を示すものである。
圧延機１３は不使用のため、開放状態でモータ１９ａ（図示せず）は回転させない。圧延処理がないため、圧延機１３前後で、金属板１８の速度および張力の変化は無く、圧延機１３直前の金属板張力のみ制御する。
圧延機出側ブライドル１５のモータ制御をライン速度の主制御とするが、ＭＲＨ回路２４からの所定の速度指令値は、圧延機入側ブライドル１４および酸洗槽入側ブライドル１７の各モータにもそのまま与えられ、それぞれ張力制御あるいはループ位置の制御を伴って速度制御する。
このように、圧延機１３で圧延処理をしない場合にも、良好で安定した通板性を確保できる。
【００２５】
なお、この実施の形態によるライン制御方法は、上記実施の形態１または２で示したライン制御装置にも適用でき、同様の効果を奏する。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように、この発明に係る請求項１記載の鉄鋼プロセスライン制御装置は、前後にブライドルを備えた圧延機の入側直前に酸洗槽を、出側直後にルーパを配し、上記酸洗槽、上記圧延機および上記ルーパに連続して金属板を通板して処理する鉄鋼プロセスラインの上記各ブライドルおよび上記圧延機にそれぞれモータを備えて、この各モータ制御により上記金属板の速度および張力を制御する。そして、上記圧延機前側ブライドル、上記圧延機後側ブライドル、上記圧延機のいずれか１つのモータ制御が、所定の速度指令値を用いてモータ回転速度を一定に保持する速度制御であり、他の２つのモータ制御が、上記圧延機直前、直後の金属板張力をそれぞれ所定の張力値に保持するように、各モータに与えられた速度指令値を補正してモータ回転速度を速度制御するため、圧延機入側、出側での金属板の速度変動が抑制され、圧延機入側の酸洗槽、出側のルーパへ金属板の張力変動を与えたり、逆に受け入れたりすることが抑制でき、金属板の速度および張力の制御性が向上すると共に、良好で安定した通板性が得られる。
【００２７】
またこの発明に係る請求項２記載の鉄鋼プロセスライン制御装置は、圧延機後側ブライドル、圧延機のどちらか一方のモータ制御が、モータ回転速度を所定の速度指令値に保持する速度制御であって、上記酸洗槽入側ブライドルのモータ制御が、該酸洗槽内の金属板のループ量を所定の値に保持するように、当該モータに与えられた速度指令値を補正してモータ回転速度を速度制御するため、酸洗処理および圧延処理の信頼性が向上し、通板性も一層向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１による、鉄鋼プロセスライン制御装置の構成を示す図である。
【図２】  この発明の実施の形態２による、鉄鋼プロセスライン制御装置の構成を示す図である。
【図３】  この発明の実施の形態３による、鉄鋼プロセスライン制御装置の構成を示す図である。
【図４】  この発明の実施の形態４による、鉄鋼プロセスライン制御装置の構成を示す図である。
【図５】  この発明の実施の形態５による、鉄鋼プロセスラインの制御方法を示す図である。
【図６】  従来の鉄鋼プロセスライン制御装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１３  圧延機、１４  圧延機入側ブライドル、１５  圧延機出側ブライドル、
１６  酸洗槽、１７  酸洗槽入側ブライドル、１８  金属板、
１９ａ〜１９ｄ  モータ、２０ａ〜２０ｄ  速度検出器、
２１ａ，２１ｂ  張力検出器、２２ａ〜２２ｄ  速度制御回路、
２３ａ，２３ｂ  張力制御回路、２４  ライン速度管理回路、
２６  ループ位置検出器、２７  ループ位置制御回路。
【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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