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JPH06154829A - 板圧延における板厚・張力制御方法 - Google Patents

板圧延における板厚・張力制御方法

Info

Publication number
JPH06154829A
JPH06154829A JP3276837A JP27683791A JPH06154829A JP H06154829 A JPH06154829 A JP H06154829A JP 3276837 A JP3276837 A JP 3276837A JP 27683791 A JP27683791 A JP 27683791A JP H06154829 A JPH06154829 A JP H06154829A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
control
tension
plate thickness
interference
rolling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3276837A
Other languages
English (en)
Inventor
Keisuke Monno
恵介 門野
Shigeru Kuroda
茂 黒田
Kazuhiro Hirohata
和宏 広畑
Koichi Hirase
幸一 平瀬
Shunji Goto
俊二 後藤
Shinichiro Hanada
真一郎 花田
Namio Suganuma
七三雄 菅沼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
Priority to JP3276837A priority Critical patent/JPH06154829A/ja
Publication of JPH06154829A publication Critical patent/JPH06154829A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Control Of Metal Rolling (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 板厚制御と張力制御を、同一のワークロール
に対する異なる制御ループからのロール周速度制御が干
渉するとき、干渉度に応じて最適な制御方式に移行し、
板厚精度の向上及び操業安定化を図る。 【構成】 板厚実績、張力実績等のプロセスデータを用
いて、ファジー理論により板厚制御と張力制御の干渉度
合いをダイナミックに推定・評価し、得られた干渉度に
応じて干渉を小さくするために、張力バンド幅(不感
帯)の変更、更に、干渉度を用いて、前段及び前々段ス
タンド速度への制御出力配分を変更し、干渉を除去す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、板圧延における板厚
・張力制御方法に係り、特に、普通鋼板等の金属板の冷
間圧延に好適な、板圧延における板厚制御・張力制御方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車用等深絞り部品に使用される鋼板
においては、プレス成形し易いように、該鋼板への潤滑
油の付着性を向上させる必要がある。
【0003】このため、従来から、鋼板の冷間タンデム
圧延機の最終段において、ミクロな凹凸(ダル目)を付
けたロールで、荷重(圧下力)を一定とするいわゆるダ
ル圧延が行われていた。
【0004】ここで、均一なダル目を鋼板に転写し、高
品質の製品とするためには、圧延荷重変動を最小限にし
なければならず、そのため圧延荷重変動に対する厳しい
許容範囲が設けられ、従って、圧下操作に制限が生じて
いた。
【0005】一方、鋼板の塑性係数が大きくなる後段の
圧延機においては、圧下位置操作に対する板厚変化の度
合いが小さいため、従来は、ロール周速度操作によって
板厚制御を行い、又、圧下操作によって張力制御を行う
のが一般的であった。
【0006】しかしながら、前述の如く、ダル圧延にお
いては圧下操作に厳しい許容範囲が設定されるため、十
分な張力制御を行うことができない。
【0007】これに対しては、圧延荷重変動が許容範囲
を越える場合、張力制御を圧下操作から速度操作に切換
えることが考えられる。
【0008】このようにすると、同一のワークロールに
対して、ロール周速度を操作することにより、板厚を制
御するループと、張力を制御するループが生じ、両制御
が干渉するという問題が発生する。
【0009】これを図7及び図8に基づいて説明する。
【0010】図7に示されるように、5段の圧延機から
なるタンデム圧延機1において、No.5スタンドでダル
圧延を実施するとき、その操業の前提条件は、適正なダ
ル目を転写するため圧下は一定、又タンデム圧延機1全
体の基準速度となるので、ロール周速は一定となる。
【0011】一方、No.4スタンドのワークロールの周
速は、次のように異なった制御ループから別々の制御を
受けることになる。
【0012】即ち、No.4スタンドとNo.5の間の板張
力は、上限は破断防止、又は下限は緩むことによる形状
(平坦度)不良が発生することを防止する目的で、張力
計2から得られた板張力の実測値に基づいて、張力制御
装置3により速度制御装置4を介して張力が基準値に保
たれるように、No.4スタンドのワークロール周速が制
御される。
【0013】一方、No.5スタンドでダル圧延を実施す
ることから、このNo.5スタンドでは周速を一定にしな
ければならず、このためには、No.4スタンドでワーク
ロール周速を制御して、板厚を完成させなければならな
い。
【0014】ここでは、ワークロール周速が高速の場合
は板厚が大きくなり、低速の場合は板厚が小さくなる。
【0015】出側板厚(仕上げ板厚)は、No.5スタン
ドの出側で板厚計5により実測され、この実測値は、板
厚制御装置6を経て、No.3スタンドの速度制御装置7
及びNo.4スタンドの速度制御装置4に操作指令として
出力される。
【0016】図7の符号8は、圧下制御装置を示す。
【0017】上記のように、No.4スタンドのワークロ
ール周速が、異なった制御ループから別々の制御を受け
ると、図8に示されるように、両制御が干渉する場合が
ある。
【0018】図8から明らかなように、スタンド間張力
が基準値より低く、且つ出側板厚(仕上り板厚)が基準
値より小さい場合と、スタンド間張力が基準値より高
く、且つ出側板厚が基準値より大きい場合は、共に、板
厚制御と張力制御の操作指令が互いに逆方向に出力さ
れ、両制御の干渉が生じてしまう。この干渉の確率は2
/4である。
【0019】このような現象は、スケジュールー変更
点、即ち鋼板のトップ・エンドで起り易く、主として、
材料の硬度むら、板厚変動、設定計算モデルの誤差等が
原因となっている。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】これに対して、従来
は、上記のような干渉を避けるための有効な手段がな
く、予め張力制御の許容範囲(バンド幅)を広く設計す
るあるいは板厚制御の制御出力の配分を前段高負荷とし
ておく等の、干渉発生を想定した制御系とせざるを得な
かった。
【0021】上記のように、常に張力制御バンド幅を拡
大しておくと、急激な張力変動に追従できず、操業安定
性が阻害されるという問題点がある。
【0022】又、板厚制御出力の前段への高負荷配分
は、無駄時間が大きくなるため制御ゲインを十分上げら
れず、板厚精度向上の障害となるいう問題点があった。
【0023】この発明は、上記従来の問題点に鑑みてな
されたものであって、常に、上記のような張力制御バン
ド幅の拡大あるいは板厚制御出力の前段への高負荷配分
等の処置を取ることなく、板厚制御と張力制御の干渉状
態から、干渉度に応じて制御方法を変更することによっ
て、板厚精度の向上及び操業の安定化を図ることができ
るようにした、板圧延における板厚・張力制御方法を提
供することを目的とする。
【0024】
【課題を解決するための手段】この発明は、ワークロー
ルの圧延荷重が許容範囲内のとき、前段のワークロール
に対する圧下操作による張力制御を行い、且つ該前段の
ワークロールに対する周速度操作による板厚制御を行う
板圧延における板厚・張力制御方法において、前記前段
のワークロールに対する周速度操作によって、入側板張
力を制御する制御ループを、前記板厚の制御ループとは
別個に設け、前記ワークロール出側板厚実測値、及び、
入側板張力実測値から出側板厚偏差及び張力偏差を求め
ると共に、前段のロール周速度制御出力を検出し、前記
出側板厚偏差、張力偏差、ロール周速度制御出力及び圧
延荷重から、ファジー理論により、前記異なる制御ルー
プによる板厚制御と張力制御との干渉度を求め、張力制
御のための圧下操作によれば、前記ワークロールの圧延
荷重が前記許容範囲を越えているとき、張力制御をワー
クロール周速度操作に切換えて、前記干渉度に基づき、
該干渉度が低下する方向に、前記張力制御の許容範囲を
変更し、これによってもなお前記板厚制御と張力制御の
干渉を解消できないときは、前記干渉度に基づき、前記
前段のワークロール及び前々段のワークロール周、速度
の、制御出力配分を、干渉度が低下する方向に変更する
ことを特徴とするものである。
【0025】
【作用及び効果】この発明によれば、板厚制御と張力制
御の干渉度合いをダイナミックに推定評価し、必要に応
じて板厚制御と張力制御を最適な制御方式に移行するよ
うにしているので、板厚制御系としては最高の板厚精度
が出せる最適なゲイン配分、又張力制御系としても操業
安定化を図るための最適な張力バンド幅としておくこと
ができ、従って、板厚精度の向上及び操業安定化を図る
ことができるという優れた効果を有する。
【0026】
【実施例】以下、本発明に係る板圧延における板厚・張
力制御方法を、該方法を実施するための装置を示す図1
を参照して説明する。
【0027】本発明方法を実施するための板厚・張力制
御システム10は、5段構成の冷間タンデム圧延機12
に用いられるものであり、この冷間タンデム圧延機12
は、No.5スタンドでダル圧延を行うものである。
【0028】前記板厚・張力制御システム10は、No.
5スタンド出側の板厚を測定する板厚計14と、No.4
及びNo.5スタンド間の板張力を測定する張力計16
と、No.3及びNo.4スタンドのロール周速をそれぞれ
制御する速度制御装置18、20と、前記板厚計14の
計測値が入力され、且つこれに基づきNo.3及びNo.4
スタンドのロール周速を前記速度制御装置18、20を
介して制御する板厚制御装置22と、前記張力計16の
計測値が入力され、且つ、No.4、No.5スタンド間の
張力を制御するために前記速度制御装置20に指令を出
力する張力制御装置24と、No.5スタンドでの圧延荷
重を測定する圧延荷重計26と、前記板厚計14、張力
計16、圧延荷重計26及び板厚制御装置22の出力が
入力され、板厚制御と張力制御の干渉度を推定評価する
ための板厚・張力協調制御装置28とを含んで構成され
ている。
【0029】前記板厚・張力協調制御装置28は、入力
値を約40m Secで高速サンプリングし、ファジー理論
を用いて干渉度の推定・評価をし、前記板厚制御装置2
2及び張力制御装置24を介して、それぞれNo.3及び
No.4スタンドのロール周速を操作し、約200m Sec
の制御同期にて板厚制御と張力制御の協調制御を行うも
のである。
【0030】次に、前記板厚・張力協調制御装置28に
おける干渉度の推定・評価の過程について説明する。
【0031】まず、板厚・張力協調制御装置28では、
板厚計14の実測値に基づいて、スタンド出側板厚偏差
Hと、張力計16の実測値に基づいて、No.4、No.5
スタンド間張力偏差Tを求め、これらの偏差と、板厚制
御装置22からの速度操作出力Mから、図2に示される
ようなメンバーシップ関数により、連続量である制御対
象からの検出値で、定性的な知識、例えば板厚が厚い、
張力が低い等、に対する確信度に変換する。
【0032】次に、図3に示されるルールに基づいて、
板厚制御と張力制御が干渉する傾向にある度合い、即
ち、干渉度を求める。
【0033】例えば、板厚が薄い、即ち板厚偏差が負
(HN)、張力が低い、即ち張力偏差が負(TN)で、
且つ、速度操作出力が増速方向(MP)であれば、IN
B即ち干渉する傾向にある度合いは負の方向に大という
ことになる。
【0034】上記ルールの具体的な演算は次の式(1)
で行う。
【0035】 INB=MIN(HN、TN、MP) …(1)
【0036】次に得られたINB、INS、IZ、IP
S、IPBから、次の(2)式により加重平均をとり、
最終的に以降の干渉を避ける操作をするための指標とな
る「干渉度I」という連続量に変換する。
【0037】 I=(ρ1 INB−ρ2 INS+ρ3 IZ+ρ4 IPS+ρ5 IPB)/ (INB+INS+IZ+IPS+IPB) …(2)
【0038】ここで、重み係数ρ1〜ρ5を適当に定め
ることで、干渉度Iを−1<I<1のように規格化する
ことが可能である。
【0039】なお、推論結果のINB、IPB及びIZ
は複数存在するので、次の(3)式〜(5)式のように
和を取る。
【0040】 INB=INB(1) +INB(2) +・・・ =MAX(INB(1) 、INB(2) 、・・・) …(3) IPB=IPB(1) +IPB(2) +・・・ =MAX(INB(1) 、INB(2) 、・・・) …(4) IZ=IZ(1) +IZ(2) +・・・ =MAX(INB(1) 、INB(2) 、・・・) …(5)
【0041】次に、前記得られた干渉度Iに応じて、干
渉防止の操作をダイナミックに実施する。
【0042】まず、圧延荷重計26により検出された圧
延荷重変動が許容範囲内であれば、張力制御装置24を
介してNo.5スタンドの圧下装置30を操作し、張力制
御を実施する。
【0043】圧延荷重が許容範囲を越えた場合は、No.
4スタンドのロール速度操作に移行する。
【0044】このとき、ロール速度操作による板厚制御
と張力制御が干渉する場合には、第1に、次に示される
張力制御バンド幅(不感帯)変更を実行する。
【0045】即ち、干渉度Iを用いて、張力制御上下限
値を図4に示されるβを用いて、次の(6)式及び
(7)式に基づいて変更する。
【0046】 Tu * =(Tmax −Tu )・β+Tu …(6) TL * =(Tmin −TL )・β+TL …(7) Tu 、Tu * :変更前後の張力上限値 TL 、TL * :変更前後の張力下限値 Tmax :張力許容上限値(限界値) Tu :張力上限値 Tl :張力下限値 Tmin :張力許容下限値(限界値) β=f (I)
【0047】上記のように、張力制御バンド幅の変更を
実行しても、2つの制御の干渉が解消しない場合は、次
の板厚制御出力配分ゲインの変更を実行する。
【0048】即ち、干渉度Iを用いてNo.3、No.4ス
タンド速度への制御出力配分を、次の(8)式及び
(9)式によって実行する。
【0049】g3 * = g3 +α g4 …(8) g4 * =(1−α) g4 …(9) g3 、 g3 * :変更前後でのNo.3スタンド制御出力配
分ゲイン g4 、 g4 * :変更前後でのNo.4スタンド制御出力配
分ゲイン α=f (I)
【0050】ここで、配分の係数αは、図5に基づいて
干渉度Iに応じて決定される。
【0051】図6に、上記本発明実施例と、図7の従来
の制御システムでの圧延結果を比較して示す。
【0052】この図から明らかなように、本発明によれ
ば、従来の制御システムと比較して、板厚制御と張力制
御の干渉時間を半分以下にすることができ、結果として
目標板厚への収束が速くなり、スケジュール変更点前後
での板厚精度を向上させることができると共に、操業安
定性も向上させることができた。
【0053】なお、上記実施例は、タンデム圧延機の最
終段においてダル圧延を行う場合のものであるが、本発
明はこれに限定されるものでなく、板厚制御と張力制御
を同一のワークロールに対して異なる制御ループによ
り、ロール周速度操作によって行う場合に一般的に適用
されるものである。又、本実施例での操作端はNo.3、
No.4スタンドのロール周速度及びNo.5スタンドの圧
下位置操作としているが、これに干渉度に応じてNo.4
スタンドの圧下位置操作を加えて、No.4スタンド出側
板厚目標をダイナミックに変更する制御とすることもで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明に係る板圧延における板厚・張
力制御方法を実施するための制御システムを示すブロッ
ク図である。
【図2】図2は、同制御システムにおける板厚・張力協
調制御装置での、干渉度の推定・評価に用いるメンバー
シップ関数を示す線図である。
【図3】図3は、同メンバーシップ関数を経て変換され
た確信度から制御の干渉度合いを求める推論ルールを示
す図である。
【図4】図4は、干渉度に基づいて張力制御バンド幅を
変更する際の係数と干渉度との関係を示す線図である。
【図5】図5は、板厚制御出力配分変更を実行する際
の、係数と干渉度との関係を示す線図である。
【図6】図6は、上記制御システムと従来の制御システ
ムによる圧延結果を比較して示す線図である。
【図7】図7は、従来のダル圧延を行うタンデム圧延機
の制御システムを示すブロック図である。
【図8】図8は、同従来のタンデム圧延機及び制御シス
テムにおける板厚制御と張力制御との干渉を示す図であ
る。
【符号の説明】
10…板厚・張力制御システム、 12…冷間タンデム圧延機、 14…板厚計、 16…張力計、 18、20…速度制御装置、 22…板厚制御装置、 24…張力制御装置、 26…圧延荷重計、 28…板厚・張力協調制御装置、 30…圧下装置。
フロントページの続き (72)発明者 広畑 和宏 岡山県倉敷市水島川崎通一丁目(番地な し) 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 平瀬 幸一 岡山県倉敷市水島川崎通一丁目(番地な し) 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 後藤 俊二 岡山県倉敷市水島川崎通一丁目(番地な し) 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 花田 真一郎 岡山県倉敷市水島川崎通一丁目(番地な し) 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 菅沼 七三雄 岡山県倉敷市水島川崎通一丁目(番地な し) 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ワークロールの圧延荷重が許容範囲内のと
    き、前段のワークロールに対する圧下操作による張力制
    御を行い、且つ該前段のワークロールに対する周速度操
    作による板厚制御を行う板圧延における板厚・張力制御
    方法において、 前記前段のワークロールに対する周速度操作によって、
    入側板張力を制御する制御ループを、前記板厚の制御ル
    ープとは別個に設け、 前記ワークロール出側板厚実測値、及び、入側板張力実
    測値から出側板厚偏差及び張力偏差を求めると共に、前
    段のロール周速度制御出力を検出し、 前記出側板厚偏差、張力偏差、ロール周速度制御出力及
    び圧延荷重から、ファジー理論により、前記異なる制御
    ループによる板厚制御と張力制御との干渉度を求め、 張力制御のための圧下操作によれば、前記ワークロール
    の圧延荷重が前記許容範囲を越えているとき、張力制御
    をワークロール周速度操作に切換え、前記干渉度に基づ
    き、該干渉度が低下する方向に、前記張力制御の許容範
    囲を変更し、これによってもなお前記板厚制御と張力制
    御の干渉を解消できないときは、前記干渉度に基づき、
    前記前段のワークロール及び前々段のワークロール周、
    速度の、制御出力配分を、干渉度が低下する方向に変更
    することを特徴とする板圧延における板厚・張力制御方
    法。
JP3276837A 1991-09-27 1991-09-27 板圧延における板厚・張力制御方法 Pending JPH06154829A (ja)

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