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公開番号2021030282
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210301
出願番号2019155007
出願日20190827
発明の名称蛇行制御装置
出願人東芝三菱電機産業システム株式会社
代理人個人,個人
主分類B21B 37/68 20060101AFI20210201BHJP(本質的には材料の除去が行なわれない機械的金属加工;金属の打抜き)
要約【課題】この発明の目的は、圧延材が上流側の圧延スタンドを抜けた直後の尾端部の蛇行量を推定し、尾端部の蛇行量を早期に低減するように圧下レベリングを操作できる蛇行制御装置を提供することである。
【解決手段】蛇行制御装置(Si)は、尾端部蛇行量推定部(20)と圧下レベリング制御部(30)とを備える。尾端部蛇行量推定部(20)は、圧延材の尾端が第i-1圧延スタンド(Fi-1)を通過した直後に、第i蛇行量検出装置(Di)により検出された圧延材の蛇行量から、第i蛇行量検出装置(Di)よりも上流に位置する圧延材の尾端部に定めた制御点の制御点蛇行量を推定する。圧下レベリング制御部(30)は、制御点蛇行量を小さくするように第i圧延スタンド(Fi)のレベリング操作量を変更する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項1】
圧下レベリング装置を有し、圧延材を連続圧延するN基の圧延スタンド(N≧2)と、
前記N基の圧延スタンドの第i−1圧延スタンド(2≦i≦N)と第i圧延スタンドとの間に設置され、通過する前記圧延材の蛇行量を検出する第i蛇行量検出装置と、を有する圧延システムのための蛇行制御装置であって、
前記圧延材の尾端が前記第i−1圧延スタンドを通過した直後に、前記第i蛇行量検出装置により検出された前記圧延材の蛇行量から、前記第i蛇行量検出装置よりも上流に位置する前記圧延材の尾端部に定めた制御点の制御点蛇行量を推定する尾端部蛇行量推定部と、
前記制御点蛇行量を小さくするように前記第i圧延スタンドのレベリング操作量を変更する圧下レベリング制御部と、
を備えることを特徴とする蛇行制御装置。
続きを表示(約 1,000 文字)【請求項2】
前記圧下レベリング制御部は、前記制御点蛇行量が大きいほど、前記レベリング操作量を大きく変更すること、
を特徴とする請求項1記載の蛇行制御装置。
【請求項3】
前記制御点蛇行量は、前記第i圧延スタンドから前記制御点までの距離L
CPi
を前記第i圧延スタンドから前記第i蛇行量検出装置までの距離L
Di
で除算した値に、前記第i蛇行量検出装置により検出された蛇行量Yc
Di
を乗算して算出されること、
を特徴とする請求項1又は2記載の蛇行制御装置。
【請求項4】
前記圧延スタンドの台数Nは少なくとも3以上であり、
前記圧延システムは、前記第i圧延スタンドと前記第i+1圧延スタンドとの間に第i+1蛇行量検出装置を備え、
前記尾端部蛇行量推定部は、前記圧延材の尾端が前記第i−1圧延スタンドを通過した直後に前記第i蛇行量検出装置により検出された上流側蛇行量と、前記第i+1蛇行量検出装置により検出された下流側蛇行量との差から、前記制御点蛇行量を推定すること、
を特徴とする請求項1又は2記載の蛇行制御装置。
【請求項5】
前記制御点蛇行量は、前記第i圧延スタンドから前記制御点までの距離L
CPi
を前記第i圧延スタンドから前記第i蛇行量検出装置までの距離L
Di
で除算した値に、前記第i蛇行量検出装置により検出された上流側蛇行量Yc
Di
と前記第i+1蛇行量検出装置により検出された下流側蛇行量Yc
Di+1
との差を乗算した値に、前記下流側蛇行量Yc
Di+1
を加算して算出されること、
を特徴とする請求項4記載の蛇行制御装置。
【請求項6】
前記圧延システムは、前記第i−1圧延スタンドと前記第i圧延スタンドとの間にサイドガイドを備え、
前記圧下レベリング制御部は、前記圧延材の板幅と前記制御点蛇行量とから前記圧延材の尾端部の幅端部位置を推定し、前記幅端部位置が前記サイドガイドに接触しない位置に達するまで、前記制御点蛇行量を小さくするようにレベリング操作量を変更すること、
を特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の蛇行制御装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
この発明は、圧延材を連続圧延する圧延システムのための蛇行制御装置に関する。
続きを表示(約 5,300 文字)【背景技術】
【0002】
熱間薄板仕上げ圧延機など、複数の圧延スタンドから構成される圧延装置で圧延材を圧延するに際して、圧延材が圧延装置の幅方向中心位置からずれ、圧延ロール幅方向の左右何れかの方向に移動する現象を蛇行という。
【0003】
蛇行現象の多くは、圧延材の尾端付近で発生する。これは、圧延材が当該圧延スタンドの一つ上流側の圧延スタンドを抜け、後方張力による拘束が無くなることで、圧延中に生じた左右(ドライブサイドとワークサイド)の伸びの差が当該圧延スタンド入側での圧延材の曲がりとなって現れるためである。これを圧延することで急激に蛇行が進行することが知られている。
【0004】
また、蛇行量が大きい場合は、圧延スタンド入側に備えられたサイドガイドに衝突し、部分的に折れ曲がった状態の圧延材が圧延されることがある。これを絞り込みと呼ぶ。絞り込みが発生すると、圧延ロールに傷が生じ、圧延ロールの交換作業などが行われるため生産性が低下する。
【0005】
熱間薄板仕上げ圧延機で生じる蛇行を抑制するためには、一般的に各圧延スタンドの圧下レベリングを調整する措置がとられる。しかし、オペレータが蛇行発生を確認し、迅速かつ適切に圧下レベリングを操作するには熟練したスキルが求められる。圧下レベリングとは、圧延機のドライブサイドとワークサイドのロールギャップの差(圧下レベリング量)を制御するアクチュエータである。
【0006】
近年、スタンド間に蛇行検出用のカメラを設置し、検出した蛇行量に基づいて圧下レベリングを自動調整することで、蛇行を防止する制御技術が実用化されている。特許文献1では、圧延スタンド入側で検出した蛇行量に基づいて、下流側所定位置における圧延材の蛇行量を推定し、推定した蛇行量に基づいて、圧下レベリングを操作する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
特開2004−74207号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
ところで、圧延スタンド間は障害物(トップガイドやスプレー配管などの付帯設備)が多く、広範囲の撮像が難しい。実際には、圧延スタンド間中央付近の極限られた範囲での撮像に制限される場合が多い。したがって、上流側の圧延スタンドを抜けた直後の圧延スタンド間の圧延材の全体形状を把握することはできず、尾端付近の蛇行量を検知するのが遅れる。
【0009】
さらに、蛇行の発生しやすい、薄物の圧延あるいは後段圧延スタンドにおいては、圧延材の進行速度が速く、短時間で圧延スタンド間を通過する。そのため、圧延材尾端部のサイドガイドへの衝突を回避するためには、圧延材が上流側の圧延スタンドを抜けた直後、早期に蛇行の発生を検出し、一早く圧下レベリングを適切に操作することが必要になる。
【0010】
しかし、従来提案されている方法は、いずれも、圧延スタンド直下における蛇行量を低減するように圧下レベリングを操作している。そのため、圧下レベリングの操作は徐々に行われるが、圧延スタンド上流側の圧延材の曲がりが大きい場合は、尾端付近の蛇行量が十分に修正される前に、圧延スタンド入側のサイドガイドへ衝突することになる。
【0011】
この発明は、上述の課題を解決するためになされた。この発明の目的は、圧延材が上流側の圧延スタンドを抜けた直後の尾端部の蛇行量を推定し、尾端部の蛇行量を早期に低減するように圧下レベリングを操作できる蛇行制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0012】
この発明に係る蛇行制御装置は、圧延システムに適用される。圧延システムは、圧下レベリング装置を有し、圧延材を連続圧延するN基の圧延スタンド(N≧2)と、前記N基の圧延スタンドの第i−1圧延スタンド(2≦i≦N)と第i圧延スタンドとの間に設置され、通過する前記圧延材の蛇行量を検出する第i蛇行量検出装置と、を有する。
【0013】
蛇行制御装置は、尾端部蛇行量推定部と圧下レベリング制御部とを備える。尾端部蛇行量推定部は、前記圧延材の尾端が前記第i−1圧延スタンドを通過した直後に、前記第i蛇行量検出装置により検出された前記圧延材の蛇行量から、前記第i蛇行量検出装置よりも上流に位置する前記圧延材の尾端部に定めた制御点の制御点蛇行量を推定する。圧下レベリング制御部は、前記制御点蛇行量を小さくするように前記第i圧延スタンドのレベリング操作量を変更する。好ましくは、圧下レベリング制御部は、前記制御点蛇行量が大きいほど、前記レベリング操作量を大きく変更する。
【発明の効果】
【0014】
この発明によれば、圧延材が上流側の圧延スタンドを抜けた直後の尾端部の蛇行量(尾端部キャンパー形状)を推定し、尾端部の蛇行量を早期に低減するように圧下レベリングを操作できる。その結果、圧延材が圧延スタンドを抜けた直後に急速に発達する蛇行を一早く修正し、圧延材の尾端がサイドガイドへ衝突したり、絞り込みが発生したりするトラブルを回避できる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
この発明の実施の形態1における蛇行制御装置を適用する圧延システムの構成を説明するための図である。
この発明の実施の形態1における蛇行制御装置について説明するためのブロック図である。
この発明の実施の形態1における制御点の位置および制御点の蛇行量を推定する方法について説明するための図である。
この発明の実施の形態2における蛇行制御装置について説明するためのブロック図である。
この発明の実施の形態2における制御点の蛇行量を推定する方法について説明するための図である。
この発明の実施の形態3におけるレベリング操作量を決める方法について説明するための図である。
この発明におけるレベリング操作量および圧延材尾端の蛇行量の経時変化を示すグラフである。
蛇行制御装置が有する処理回路のハードウェア構成例を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
この発明を実施するための形態について添付の図面に従って説明する。なお、各図中、同一または相当する部分には同一の符号が付される。当該部分の重複説明は適宜に簡略化ないし省略される。
【0017】
実施の形態1.
(圧延システム)
図1は、この発明の実施の形態1における蛇行制御装置を適用する圧延システムの構成を説明するための図である。
【0018】
圧延システムは、N基の圧延スタンドF

,F

,・・・,F

を有するタンデム圧延装置を備える。Nは2以上の自然数である。圧延材1は、所定の板厚まで各圧延スタンドに連続圧延される。タンデム圧延装置は、例えば熱間薄板仕上げ圧延機である。
【0019】
各圧延スタンドF

(1≦i≦N)は、荷重検出装置M

、ロール回転速度検出装置R

、および圧下レベリング装置V

を備える。
【0020】
また、蛇行量検出装置D

,D

,・・・,D

はそれぞれ、圧延スタンドF

,F

,・・・,F

の各スタンド間に設置される。第i蛇行量検出装置D

(2≦i≦N)は、第i圧延スタンドF

の上流側に距離L
Di
離れて設置され、この位置を通過する圧延材1の蛇行量を検出する。第i蛇行量検出装置D

は、圧延材1の幅方向のエッジ位置を検出して蛇行量を算出する。例えば、圧延ロールの幅方向中央からの蛇行量が算出される。
【0021】
セットアップ装置10は、圧延材1の母材寸法、目標寸法、目標温度などの圧延条件に基づいて、圧延装置に関する各種セットアップ値を計算する。各圧延スタンドの後進率などの蛇行制御に必要なセットアップ値は、各蛇行制御装置へ出力される。例えば、セットアップ値は圧延材につき1回出力される。
【0022】
蛇行制御装置S

,S

,・・・,S

は、セットアップ装置10から取得したセットアップ値、蛇行量検出装置から取得した蛇行量、ロール回転速度検出装置から取得したロール回転速度、荷重検出装置から取得した荷重に基づいて、圧下レベリングの操作量を計算し、圧下レベリング装置へ出力する。
【0023】
(蛇行制御装置)
図2は、この発明の実施の形態1における蛇行制御装置について説明するためのブロック図である。以下の説明において、第i−1圧延スタンドF
i−1
は、第i圧延スタンドF

の1つ上流側の圧延スタンドである。第i+1圧延スタンドF
i+1
は、第i圧延スタンドF

の1つ下流側の圧延スタンドである。
【0024】
ここでは、第i圧延スタンドF

に適用する第i蛇行制御装置S

を例に、蛇行制御装置が備える機能を説明する。第i蛇行制御装置S

は、尾端部蛇行量推定部20、圧下レベリング制御部30を備える。
【0025】
尾端部蛇行量推定部20は、圧延材1の尾端が第i−1圧延スタンドF
i−1
を通過した直後に、第i蛇行量検出装置D

により検出された圧延材1の蛇行量から、第i蛇行量検出装置D

よりも上流に位置する圧延材1の尾端部に定めた制御点の制御点蛇行量を推定する。制御点および制御点蛇行量については、後述する図3の説明で併せて説明する。以下、尾端部蛇行量推定部20について詳細に説明する。
【0026】
尾端部蛇行量推定部20は、第i圧延スタンドF

より1つ上流側の第i−1圧延スタンドF
i−1
の第i−1荷重検出装置M
i−1
から取得した検出荷重に基づいて、圧延材1の尾端が第i−1圧延スタンドF
i−1
を抜けたタイミングを検知する。尾端部蛇行量推定部20は、圧延材1の尾端が第i−1圧延スタンドF
i−1
を抜けたタイミングから所定の制御周期T経過毎に以下の処理を実施する。
【0027】
まず、尾端部蛇行量推定部20は、セットアップ装置10から取得した圧延スタンドの後進率、およびロール回転速度検出装置R

から取得したロール回転速度に基づいて、第i圧延スタンドF

から制御点までの距離L
CPi
(以下、制御点の位置とも記す)を推定する。
【0028】
さらに、尾端部蛇行量推定部20は、第i蛇行量検出装置D

から取得した検出蛇行量に基づいて、第i蛇行量検出装置D

よりも上流に位置する圧延材尾端部に定めた制御点の蛇行量(制御点蛇行量)を推定する。
【0029】
図3を参照して、この発明の実施の形態1に係る尾端部蛇行量推定部20における、制御点の位置および制御点蛇行量を推定する方法を説明する。
【0030】
制御点は、圧延材の尾端が第i−1圧延スタンドF
i−1
を抜けた直後の圧延材尾端と第i蛇行量検出装置D

との間の任意の位置に設定される。好ましくは、制御点は、最も蛇行量が大きくなる圧延材尾端付近に設定される。また、圧延材1の幅方向に関して、制御点は任意の位置に設定される。例えば、制御点は圧延材1の幅方向中央に設定される。制御点の幅方向の位置は、蛇行量検出装置により検出される圧延材1の幅方向のエッジ位置と、セットアップ装置10から取得する各スタンド間における圧延材1の板幅とに基づいて算出できる。
(【0031】以降は省略されています)

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