JP4437753B2

JP4437753B2 - タンデム圧延機の板厚制御方法

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Publication number: JP4437753B2
Application number: JP2005041589A
Authority: JP
Inventors: 光彦佐野
Original assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Current assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Priority date: 2005-02-18
Filing date: 2005-02-18
Publication date: 2010-03-24
Anticipated expiration: 2025-02-18
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Description

この発明は、被圧延材の先端部及び尾端部における板厚変化を小さくするタンデム圧延機の板厚制御方法に関するものである。

タンデム圧延機の板厚制御においては、歩留まり向上の観点から、被圧延材長手方向の定常部のみならず、タンデム圧延機出側板厚計によるフィードバック制御を利用できない先尾端部についても板厚精度を確保する必要がある。ところが、タンデム圧延機の各スタンドにおいて、被圧延材咬込み直後、及び、尻抜け直前の圧延状態は刻々と変化しており出側板厚に対し様々な影響を与える。この要因の一つとして次スタンド咬込み時に出側張力が発生することによる影響がある。次スタンド咬込み時まで当該スタンドの出側張力はゼロだが、咬込みと同時に張力が発生する。出側張力が発生すると、当該スタンドの圧延荷重が減少し、このとき、圧延機の弾性変形量（ミル伸び）が減少するため当該スタンドの出側板厚が減少する。なお、当該スタンドが巻取装置を備えたタンデム圧延機の最終スタンドである場合には、被圧延材の先端が巻取装置へ到達し出側張力が発生する時点で、同様に最先端部の出側板厚が定常部より小さくなる現象が生じる。
また、同様の要因として前スタンド抜け時に消失する入側張力による影響がある。この入側張力の消失により当該スタンドの圧延荷重が増加し、圧延機の弾性変形量が増加するため、出側板厚が増加する。
したがって、圧延後の被圧延材の長手方向板厚分布には、先端付近及び尾端付近に大きな変動が見られる。例えば、４スタンドのタンデム圧延機で圧延した被圧延材の長手方向板厚変化の典型的な分布の一例を図９に示す。
このような出側張力発生または入側張力消失に起因する板厚変化は、被圧延材の変形抵抗、潤滑状態、及び、張力の目標値などにより異なるが、例えば、アルミニウムの熱間圧延では数１０ミクロンを超える場合があり、公差外れによる歩留まり低下の一因となっている。
このような現象に対して、従来、入側または出側張力の発生又は消失のタイミングに合わせて当該スタンドのロールギャップを変更し板厚変化を低減する方法が用いられている。この際のギャップ変更量は経験的に決めた数値を計算機の記憶領域に設けた数表（ルックアップテーブル）に記憶させておき、被圧延材の材種（合金種）、板厚、板幅などをキーとして読み出すようにするのが一般的である。
また、当該スタンドの荷重検出値に基づくフィードバック自動板厚制御機能（ＡＧＣ）により対応する方法が知られている。これは、被圧延材が次スタンドに到達する以前に、当該スタンドの自動板厚制御機能を開始しておき、次スタンド咬込み時に出側張力発生により荷重変動が生じると、自動板厚制御機能がこの荷重変動を検出してギャップを広げ板厚を一定に保とうとするものである（特許文献１参照）。

特開平１１−２５４０１２号公報

しかし、前者のルックアップテーブルにロールギャップ変更量を記憶させておき、張力の発生又は消失のタイミングに合わせてロールギャップを操作する方法を用いる場合は、現実の圧延では被圧延材の温度などの条件が刻々と変化するので、これら状況の変化によるギャップ変更量の過不足が生じるのを避け得ないという問題点があった。
また、後者の、荷重検出値に基づくフィードバック自動板厚制御機能（ＡＧＣ）により対応する方法では、ＡＧＣの制御応答の遅れによりある程度の板厚偏差が残ってしまい、この板厚偏差が公差範囲を超えて歩留まりが低下してしまう場合があるという問題点があった。図１０に最先端部からＡＧＣを適用した従来の方法によるタンデム圧延機出側での板厚変化の一例を示す。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、次スタンド咬込み時の出側張力の発生、及び、前スタンド尻抜け時の入側張力の消失に起因する板厚変化を極めて小さく抑えることができるタンデム圧延機の板厚制御方法を提供することを目的とする。

この発明に係るタンデム圧延機の板厚制御方法は、タンデム圧延機の何れかのスタンドにおいて、被圧延材の先端が下流側のスタンドまたは巻取装置に到達し当該スタンド出側に張力が作用するときの圧延荷重を予測する手段と、その予測値に基づき、前記出側張力が作用するときにスタンド出側板厚を目標値に一致させるための第一のロールギャップを計算する手段と、出側張力変化の圧延荷重変化に対する影響を表す影響係数を計算する手段と、前記影響係数及び前記出側張力の目標値に基づき前記出側張力が作用する前後の圧延荷重変化を予測する手段と、前記の張力作用時圧延荷重及び前記圧延荷重変化に基づき、前記出側張力が作用しないときにスタンド出側板厚を目標値に一致させるための第二のロールギャップを計算する手段と、前記第一のロールギャップ、前記第二のロールギャップ、及び、制御ゲイン値に基づき当該スタンドのロールギャップの修正量を計算する手段を備え、当該スタンドのロールギャップを前記出側張力の発生タイミングに合わせて前記ロールギャップ修正量にしたがって操作するものである。

この発明によれば、次スタンド咬込み時の出側張力の発生、及び、前スタンド尻抜け時の入側張力の消失に起因する被圧延材の板厚変化を極めて小さく抑えることが可能となる。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図１に基づいて説明する。図中にはタンデム圧延機内の任意のスタンド（iスタンド）、及び、隣接する下流側のスタンド（i+1スタンド）のみを示し他のスタンドは図示省略した。各スタンドにはロードセルなどの圧延荷重検出手段、及び、圧下位置検出手段（図示省略）が装備されている。なお、各スタンドには駆動モータ及びモータドライブ装置などがあるが図示省略した。また、下流側のスタンドに代えて巻取装置を用いても良い。図において、１は被圧延材、２は圧延スタンド、３は圧下装置、４は荷重検出手段、６は設定計算手段、７は圧下位置制御手段（ＨＰＣ）、８は自動板厚制御手段（ＡＧＣ）、９は咬込検出手段、１０はロールギャップ修正量計算手段、１２は一次遅れ演算手段である。

被圧延材１が当該スタンド２に到達する以前に、設定計算手段６は上位計算機（図示省略）から与えられる素材スラブ寸法、製品目標寸法などの情報に従ってパススケジュール（各スタンド出側板厚）、各スタンドの圧延荷重予測値、及び、ロールギャップ目標値を計算し、圧下位置制御手段７に設定する。圧下位置制御手段７は実際のロールギャップをロールギャップ目標値に一致させるように当該スタンド２の圧下装置３を操作する。
被圧延材１の先端が次スタンド２に到達し次スタンドの圧延荷重が検出されると、ロールギャップ修正量計算手段１０から当該スタンド出側張力発生による板厚変動を打ち消すためのロールギャップ修正量が出力され、時定数T_Fの一次遅れフィルタ１２を介して、当該スタンド２のロールギャップ目標値に加えられる。なお、スタンド間張力の発生は次スタンドモータのインパクトドロップなどにより必ずしも急峻ではなく、前記一次遅れフィルタ１２の時定数T_Fはこのような挙動を模擬するように決められる。
次スタンド咬込み後、しばらくして当該スタンド出側張力実績値が得られると、図示省略の張力制御手段が、スタンド間に設置したルーパ高さ、又は各スタンドの速度を調整し、スタンド間張力を所定の目標値に保つ。ここで、スタンド間張力の実績値は、スタンド間に設置したルーパ又は張力計による検出値、若しくは、各スタンドのトルク実績値に基づく推定値などである。
上記の制御方法において、設定計算手段６ではロールギャップ設定値を例えば次のように計算する。ここで、変数名の添え字Pは次スタンド咬込み前の出側張力が作用しない状態を示し、添え字Hは次スタンド咬込み後の出側張力が作用している状態を示している。まず、パススケジュールに基づいて各スタンドの圧延荷重予測値を計算する。この計算には、当該スタンドの入側板厚h_i-1、出側板厚目標値h_i、入側張力目標値t_bi、出側張力目標値t_fi、及び、圧延温度予測値T_i等をパラメータとする数式モデルを用いる。

被圧延材１の先端が次スタンドに到達し、出側張力が作用した状態での圧延荷重P_i ^Hは、次のように表すことが出来る。

ここで、h_i-1 ^AIMは当該スタンドの入側板厚目標値、h_i ^AIMは出側板厚目標値、t_bi ^AIMは入側張力目標値、 T_i ^Hは圧延温度予測値である。
なお、圧延温度予測値 T_i ^Hは、加熱炉またはタンデム圧延機の入側に設置した温度計による測定値、当該スタンドまでの搬送時間及び適用される冷却水量などを考慮した数式モデルにより計算する。
次に、前記圧延荷重予測値に基づき、次式により当該スタンドと次スタンドの間に張力が作用する場合のロールギャップ S_i ^Hを計算する。

ここで、ΔS_miは圧延機の弾性変形量（ミル伸び）で、圧延荷重P_iをパラメータとし、各スタンドの機械的構造で決まる関数である。
一方、ロールギャップ修正量計算手段１０ではロールギャップ修正量を例えば次のように計算する。
まず、被圧延材１の先端が次スタンドに到達し出側張力が作用する前後での当該スタンドの圧延荷重変化ΔP_i ^Hを次のように計算する。

この圧延荷重予測値に基づき、次式によりロールギャップ設定値を計算する。

したがって、当該スタンド出側板厚変化を打ち消すための当該スタンドロールギャップ修正量△Ｓ_ｉ ^Ｈは、次式により計算できる。

ここで、G_Fは制御ゲインであり、１.０以下の定数である。
図２にこの発明によるロールギャップ操作の一例を示す。被圧延材１の先端が次スタンドに到達する前の出側張力が作用しない状態でのロールギャップはＳ_ｉ ^Ｈ＋△Ｓ_ｉ ^Ｈである。被圧延材１の先端が次スタンドに到達し出側張力が作用する状態になると、ロールギャップはS_i ^Hに修正される。
このように、上記実施の形態１では、被圧延材１の先端が下流側のスタンド（i+1スタンド）または巻取装置に到達した際に当該スタンド出側張力が発生することに起因する当該スタンドの圧延荷重変化及び出側板厚変化を予測し、これら予測値に基づき被圧延材１の出側板厚の変化を相殺するように当該スタンドのロールギャップを前記出側張力の発生タイミングに合わせて操作するので、次スタンド咬込み時の出側張力の発生に起因する板厚変化を極めて小さく抑えることができる。図３は実施の形態１によるタンデム圧延機出側での板厚変化の一例を示すものであり、次スタンド咬込み時の出側張力の発生に起因する板厚変化が極めて小さく抑えられていることが分かる。
なお、上述の実施の形態１では被圧延材１の先端が当該スタンドに到達してから次スタンドに噛み込むまでの間のみロールギャップ修正量を出力し、以降はゼロとしたが、被圧延材１の先端が次スタンドに到達し次スタンドの圧延荷重が検出されて以降にロールギャップ修正量を出力するようにしても同様の効果を得ることができる。
また、図１に示した自動板厚制御装置（ＡＧＣ）は、当該スタンドの荷重実測値、及び、ロールギャップ実測値に基づき当該スタンド出側板厚が一定になるように前記のロールギャップ目標値を補正する機能である。この発明の必須の構成要素ではないが、併用することは可能であり、併用する場合には次スタンド咬込み前または次スタンド咬込み後のいずれのタイミングでＡＧＣの制御を開始してもよい。

実施の形態２．
以下、この発明の実施の形態２を図４に基づいて説明する。図中にはタンデム圧延機内の任意のスタンド（当該スタンド＝iスタンド）、及び、隣接する上流側のスタンド（前スタンド＝i-1スタンド）のみを示し、他のスタンドは図示省略した。タンデム圧延機の出側にはＸ線などを用いた板厚計が設置されている。また、上流側のスタンドに代えて巻戻装置を用いることもできる。自動板厚制御装置（ＡＧＣ）を併用することも可能である。図において、１は被圧延材、２は圧延スタンド、３は圧下装置、４は荷重検出手段、６は設定計算手段、７は圧下位置制御手段（ＨＰＣ）、８は自動板厚制御手段（ＡＧＣ）、１０はロールギャップ修正量計算手段、１１は尻抜検出手段である。

被圧延材１の尾端が前スタンドに到達し前スタンドの圧延荷重が消失すると、当該スタンド入側張力消失による板厚変動を打ち消すように当該スタンドのロールギャップが修正される。
この制御方法において、ロールギャップ修正量計算手段１０ではロールギャップ修正量を例えば次のように計算する。ここで、変数名の添字Tは前スタンド尻抜け前の入側張力が作用している状態を示し、添字Rは前スタンド尻抜け後の入側張力が作用しない状態を示す。
まず、パススケジュールに基づいて各スタンドの圧延荷重を予測する。被圧延材１の尾端が前スタンドに到達する直前（スタンド間張力が作用する状態）での当該スタンドの圧延荷重を次式により予測する。

ここで、t_fi ^AIMは出側張力目標値、T_i ^Tは圧延温度予測値である。
この圧延荷重予測値に基づき、次式によりロールギャップを計算する。

また、被圧延材１の尾端が前スタンドを抜け入側張力が作用しなくなると、入側張力目標値t_biはゼロである。したがって、次のように表すことが出来る。

ここで、T_i ^Rは圧延温度予測値である。
前記圧延荷重予測値に基づき、次式によりロールギャップ設定値を計算する。

ここでΔS_miは圧延機の弾性変形量（ミル伸び）である。
したがって、当該スタンド出側板厚変化を打ち消すための当該スタンドロールギャップ修正量ΔS_i ^Tは、次式により計算できる。

ここで、G_Bは制御ゲインであり、１.０以下の定数である。
このように、上記実施の形態２では、被圧延材１の尾端が上流側のスタンドまたは巻戻装置から抜ける際に当該スタンド入側張力が消失することに起因する当該スタンドの圧延荷重変化及び出側板厚変化を予測し、これら予測値に基づき被圧延材の出側板厚の変化が小さくなるように当該スタンドのロールギャップを入側張力の消失タイミングに合わせて操作するので、前スタンド尻抜け時の入側張力の消失に起因する板厚変化を極めて小さく抑えることができる。なお、前スタンド抜け時の入側張力の消失に起因する被圧延材の板厚変化が極めて小さく抑えられることは、図３の場合とほぼ同様である。

実施の形態３．
以下、この発明の実施の形態３を図５に基づいて説明する。上記実施の形態１において、被圧延材１の先端が下流側のスタンドまたは巻取装置に到達する直前及び直後に当該スタンドの圧延荷重実績値を採取し、これら実績値に基づき出側張力発生前後の当該スタンドの圧延荷重変化の予測式を修正し、後続材の板厚制御において修正後の圧延荷重変化予測式を用いるようにした方法である。図において、１は被圧延材、２は圧延スタンド、３は圧下装置、４は荷重検出手段、６は設定計算手段、７は圧下位置制御手段（ＨＰＣ）、８は自動板厚制御手段（ＡＧＣ）、９は咬込検出手段、１０はロールギャップ修正量計算手段、１２は一次遅れ演算手段、１３は荷重採取手段、１４は学習手段（１）である。

この方法による圧延荷重変化予測式の修正は例えば(2)式、(4)式に次のように、学習による補正項(以下学習項と記す）Z_Pi ^Hを乗じて行う。

学習項Z_Pi ^Hの初期値は１.０であり、被圧延材１が次スタンドに到達後に、咬込み前後の圧延荷重の実績値が得られる都度に更新される。この更新は次のように行う。

ここで、P_i ^P*は次スタンド咬込み前の出側張力が作用しない状態における圧延荷重実績値、P_i ^H*は次スタンド咬込み後の出側張力が作用する状態における圧延荷重実績値、添え字(OLD)は更新前の値、添え字(NEW)は更新後の値を示す。β_P ^H は圧延状況により調整する学習ゲインで、通常0.4程度とする。
なお、学習項Z_Pi ^Hを板厚、板幅、及び材種などをキーとして層別したルックアップテーブルに保存しておき、被圧延材毎に該当する層別の学習項を読み出し／更新するようにすれば、より良好な精度を得ることができる。
このように、上記実施の形態３では、スタンド出側張力が発生することに起因する当該スタンドの圧延荷重変化の予測精度を学習により高めることができるので、後続材の圧延においてロールギャップを適正に操作することができ、当該スタンド出側張力の発生に起因する板厚変化を極めて小さく抑えることができる。

実施の形態４.
以下、この発明の実施の形態４を図６に基づいて説明する。上記実施の形態２において、被圧延材１の尾端が上流側のスタンドまたは巻戻装置から抜ける直前及び直後に当該スタンドの圧延荷重の実績値を採取し、これら実績値に基づき入側張力消失の前後の当該スタンドの圧延荷重の予測式を修正し、後続材の板厚制御において修正後の圧延荷重予測式を用いるようにした方法である。図において、１は被圧延材、２は圧延スタンド、３は圧下装置、４は荷重検出手段、６は設定計算手段、７は圧下位置制御手段（ＨＰＣ）、８は自動板厚制御手段（ＡＧＣ）、１０はロールギャップ修正量計算手段、１１は尻抜検出手段、１３は荷重採取手段、１４は学習手段（１）である。

この方法による圧延荷重変化予測式の補正は、(8)式、(10)式に次のように学習項Z_Pi ^T、Z_Pi ^Rを乗じて行う。

この学習項Z_Pi ^T、Z_Pi ^Rの初期値は１.０であり、被圧延材１が前スタンド尻抜け後に、尻抜け前後の圧延荷重の実績値が得られる都度に更新される。この更新は次のように行う。

ここで、P_i ^T*は前スタンド尻抜け前の入側張力が作用する状態における圧延荷重実績値、P_i ^R*は前スタンド咬込み後の入側張力が作用しない状態における圧延荷重実績値を示す。β_P ^T、β_P ^R は圧延状況により調整する学習ゲインで、通常0.4程度である。
このように、上記実施の形態４では、スタンド入側張力が消失することに起因する当該スタンドの圧延荷重変化の予測精度を学習により高めることができるので、後続材の圧延においてロールギャップを適正に操作することができ、当該スタンド入側張力の消失に起因する板厚変化を極めて小さく抑えることができる。
なお、ここでは、張力消失前の圧延荷重と張力消失後の圧延荷重の予測式にそれぞれ学習項を付加し、各々独立に学習するようにしたが、実施の形態３と同様に、張力消失前後の荷重変化量の予測式に学習項を付加し、単一の学習項としても同様の効果を得ることができる。

実施の形態５.
以下、この発明の実施の形態５を図７に基づいて説明する。実施の形態１または実施の形態３において、当該スタンドの下流側にＸ線などを用いた板厚計１５を設置する。図において、１は被圧延材、２は圧延スタンド、３は圧下装置、４は荷重検出手段、６は設定計算手段、７は圧下位置制御手段（ＨＰＣ）、８は自動板厚制御手段（ＡＧＣ）、９は咬込検出手段、１０はロールギャップ修正量計算手段、１２は一次遅れ演算手段、１５は板厚計、１６は信号遅延手段、１７は板厚採取手段、１８はｉスタンド出側板厚変化推定手段、１９はロールギャップ不足量計算手段、２０は学習手段（２）である。

被圧延材１の先端が当該スタンドの下流側のスタンドまたは巻取装置に到達し当該スタンドの出側張力が発生した時点を基点として、当該スタンドから前記板厚計１５までの搬送時間分を遅らせたタイミング（即ち、前方張力発生時に当該スタンド直下にあった材料が板厚計に到達するタイミング：以下では張力変化検出タイミングと記す）を計算し、この張力変化検出タイミングの直前、及び、直後に板厚計直下の被圧延材１の板厚を測定する。両者の差を取ると当該スタンド出側張力の変化による板厚計位置での板厚変化の実績値Δh_N ^H*(i)が得られる。

ここで、添字(i)は出側張力の変化が生じたスタンド（＝当該スタンド）のスタンド番号、h_N ^P*は張力変化検出タイミングの直前の板厚計測定値、h_N ^H*は張力変化検出タイミングの直後の板厚計測定値、Δh_N ^H*は張力変化検出タイミングの前後での板厚計測定値変化である。
前記の板厚計位置での板厚変化実績値Δh_N ^H*(i)に基づき、出側張力発生により当該スタンド出側において生じたであろう板厚変化を推定し、この推定値に基づいてこれを打ち消すように、当該スタンドロールギャップ修正量ΔS_i ^Hの計算式（(6)式）を修正する。
この修正は(6)式に次のようにスタンド別の学習項Z_Si ^Hを加えることにより行う。

スタンド別の学習項Z_Si ^Hの初期値は０.０であり、張力変化検出タイミングで板厚計測定値が得られる毎に当該スタンドの学習項が更新される。
以下に、学習項Z_Si ^Hの更新方法を示す。
学習項張力変化検出タイミングの前後での板厚計測定値変化Δh_N ^H*(i)から、当該スタンド位置において生じていたであろう板厚変化Δh_i ^H*を次式により推定する。

ここで、影響係数Aはスタンド別に板厚等で層別されたルックアップテーブル値またはモデル式による計算値である。
板厚変化Δh_i ^H*を打ち消すために必要となるロールギャップ不足量δ_iは次式で表される。

ここで、ミル定数M_iは圧延機の弾性変形量S_miの式を数値微分して計算される。

また、塑性係数Q_iは圧延荷重モデルを数値微分して計算される。

こうして得られた必要とされるロールギャップ操作量δ_iに基づき、学習項Z_Si ^Hを次のように更新する。

ここで、β_Si ^H は学習のゲインであり、通常は０.４程度とする。
このように、上記実施の形態５では、当該スタンドの下流側に設けた板厚計で、当該スタンド出側張力の発生に起因する板厚変化を検出（推定）し、これに基づいて当該スタンド出側張力の発生タイミングにおけるロールギャップ操作量の計算式を修正するので、後続材の圧延においては、ロールギャップを適正に操作することができ、当該スタンド出側張力の発生に起因する板厚変化を極めて小さく抑えることができる。

実施の形態６.
以下、この発明の実施の形態６を図８に基づいて説明する。実施の形態２または実施の形態４において、当該スタンドの下流側にＸ線などを用いた板厚計１５を設置する。図において、１は被圧延材、２は圧延スタンド、３は圧下装置、４は荷重検出手段、６は設定計算手段、７は圧下位置制御手段（ＨＰＣ）、８は自動板厚制御手段（ＡＧＣ）、１０はロールギャップ修正量計算手段、１１は尻抜検出手段、１５は板厚計、１６は信号遅延手段、１７は板厚採取手段、１８はｉスタンド出側板厚変化推定手段、１９はロールギャップ不足量計算手段、２０は学習手段（２）である。

被圧延材１の尾端が当該スタンドの上流側のスタンドまたは巻戻装置に到達し当該スタンドの入側張力が消失した時点を基点として、当該スタンドから前記板厚計１５までの搬送時間分を遅らせたタイミング（即ち、入側張力消失時に当該スタンド直下にあった材料が板厚計に到達するタイミング：以下では張力変化検出タイミングと記す）を計算し、この張力変化検出タイミングの直前、及び、直後に板厚計直下の被圧延材１の板厚を測定する。両者の差を取ると当該スタンド入側張力の変化による板厚計位置での板厚変化の実績値Δh_N ^T*(i)が得られる。

ここで、添字(i)は入側張力の変化が生じたスタンド（＝当該スタンド）のスタンド番号、h_N ^T*は張力変化検出タイミングの直前の板厚計測定値、h_N ^R*は張力変化検出タイミングの直後の板厚計測定値、Δh_N ^T*は張力変化検出タイミングの前後での板厚計測定値変化である。
前記の板厚計位置での板厚変化実績値Δh_N ^T*(i)に基づき、入側張力消失により当該スタンド出側において生じたであろう板厚変化を推定し、この推定値に基づいてこれを打ち消すように、当該スタンドロールギャップ修正量ΔS_i ^Tの計算式（(12)式）を修正する。
この修正は(12)式に次のようにスタンド別の学習項Z_Si ^Tを加えることにより行う。

スタンド別の学習項Z_Si ^Tの初期値は０.０であり、張力変化検出タイミングで板厚計測定値が得られる毎に当該スタンドの学習項が更新される。
以下に、学習項Z_Si ^Tの更新方法を示す。
学習項張力変化検出タイミングの前後での板厚計測定値変化Δh_N ^T*(i)から、当該スタンド位置において生じていたであろう板厚変化Δh_i ^T*を次式により推定する。

ここで、影響係数Aはスタンド別に板厚等で層別されたテーブル値であり、事前に荷重モデル及び圧延機の弾性変形量の式を用いたオフライン計算により決めておいた値とする。板厚変化Δh_i ^T*を打ち消すために必要となるロールギャップ不足量δ_i ^Tは次式で表される。

ここで、ミル定数M_iは圧延機の弾性変形量S_miの式を数値微分して計算される。
また、塑性係数Q_iは圧延荷重モデルを数値微分して計算される。
こうして得られた必要とされるロールギャップ操作量δ_i ^Tに基づき、学習項Z_Si ^Tを次のように更新する。

ここで、β_Si ^T は学習のゲインであり、通常は０.４程度とする。
このように、上記実施の形態６では、当該スタンドの下流側に設けた板厚計で当該スタンド入側張力の消失に起因する板厚変化を検出（推定）し、これに基づいて当該スタンド入側張力の消失タイミングにおけるロールギャップ操作量の計算式を修正するので、後続材の圧延においては、ロールギャップを適正に操作することができ、当該スタンド入側張力の消失に起因する板厚変化を極めて小さく抑えることができる。

この発明の実施の形態１におけるタンデム圧延機の先尾端板厚制御方法を示すブロック図である。この発明によるロールギャップ操作の一例を示す模式図である。この発明によるタンデム圧延機出側での板厚変化の一例を示す特性図である。この発明の実施の形態２におけるタンデム圧延機の先尾端板厚制御方法を示すブロック図である。この発明の実施の形態３におけるタンデム圧延機の先尾端板厚制御方法を示すブロック図である。この発明の実施の形態４におけるタンデム圧延機の先尾端板厚制御方法を示すブロック図である。この発明の実施の形態５におけるタンデム圧延機の先尾端板厚制御方法を示すブロック図である。この発明の実施の形態６におけるタンデム圧延機の先尾端板厚制御方法を示すブロック図である。従来の方法によるタンデム圧延機出側での板厚変化の一例を示す特性図である。最先端部からＡＧＣを適用した従来の方法によるタンデム圧延機出側での板厚変化の一例を示す特性図である。

符号の説明

１被圧延材
２圧延スタンド
３圧下装置
４荷重検出手段
６設定計算手段
７圧下位置制御手段（ＨＰＣ）
８自動板厚制御手段（ＡＧＣ）
９咬込検出手段
１０ロールギャップ修正量計算手段
１１尻抜検出手段
１２一次遅れ演算手段
１３荷重採取手段
１４学習手段（１）
１５板厚計
１６信号遅延手段
１７板厚採取手段
１８スタンド出側板厚変化推定手段
１９ロールギャップ不足量計算手段
２０学習手段（２）

Claims

タンデム圧延機の何れかのスタンドにおいて、被圧延材の先端が下流側のスタンドまたは巻取装置に到達し当該スタンド出側に張力が作用するときの圧延荷重を予測する手段と、その予測値に基づき、前記出側張力が作用するときにスタンド出側板厚を目標値に一致させるための第一のロールギャップを計算する手段と、出側張力変化の圧延荷重変化に対する影響を表す影響係数を計算する手段と、前記影響係数及び前記出側張力の目標値に基づき前記出側張力が作用する前後の圧延荷重変化を予測する手段と、前記の張力作用時圧延荷重及び前記圧延荷重変化に基づき、前記出側張力が作用しないときにスタンド出側板厚を目標値に一致させるための第二のロールギャップを計算する手段と、前記第一のロールギャップ、前記第二のロールギャップ、及び、制御ゲイン値に基づき当該スタンドのロールギャップの修正量を計算する手段を備え、当該スタンドのロールギャップを前記出側張力の発生タイミングに合わせて前記ロールギャップ修正量にしたがって操作することを特徴とするタンデム圧延機の板厚制御方法。
タンデム圧延機の何れかのスタンドにおいて、被圧延材の尾端が上流側のスタンドまたは巻戻装置から抜けておらず当該スタンド入側張力が作用するときの圧延荷重を予測する手段と、その予測値に基づき、前記入側張力が作用するときにスタンド出側板厚を目標値に一致させるための第一のロールギャップを計算する手段と、被圧延材の尾端が上流側のスタンドまたは巻戻装置から抜けて当該スタンド入側張力が作用しないときの圧延荷重を予測する手段と、その予測値に基づき、前記入側張力が作用するときにスタンド出側板厚を目標値に一致させるための第二のロールギャップを計算する手段と、前記第一のロールギャップ、前記第二のロールギャップ、及び、制御ゲイン値に基づき当該スタンドのロールギャップの修正量を計算する手段を備え、当該スタンドのロールギャップを前記入側張力の消失タイミングに合わせて前記ロールギャップ修正量にしたがって操作することを特徴とするタンデム圧延機の板厚制御方法。
被圧延材の先端が下流側のスタンドまたは巻取装置に到達する直前及び直後に当該スタンドの圧延荷重の実績値を採取し、これら実績値に基づき張力発生に起因する当該スタンドの圧延荷重変化の予測式を修正し、後続材の板厚制御において修正後の圧延荷重変化予測式を用いるようにしたことを特徴とする請求項１記載のタンデム圧延機の板厚制御方法。
被圧延材の尾端が上流側のスタンドまたは巻戻装置から抜ける直前及び直後に当該スタンドの圧延荷重の実績値を採取し、これら実績値に基づき張力消失に起因する当該スタンドの圧延荷重変化の予測式を修正し、後続材の板厚制御において修正後の圧延荷重変化予測式を用いるようにしたことを特徴とする請求項２記載のタンデム圧延機の板厚制御方法。
当該スタンドの下流側に板厚計を設置し、被圧延材の先端が当該スタンドの下流側のスタンドまたは巻取装置に到達した時点を基点として、当該スタンドから前記板厚計までの搬送時間分を遅らせたタイミングを計算し、このタイミングの直前、及び、直後に板厚計直下の被圧延材の板厚を測定し、両者の差として出側張力変化による板厚計位置での板厚変化の実績値を得て、この実績値に基づき前記張力変化により当該スタンド出側で生じたであろう板厚変化を推定し、この推定値に基づいて当該スタンド出側張力の発生タイミングにおけるロールギャップの操作量の計算式を修正し、後続材の板厚制御において修正後のロールギャップ操作量計算式を用いるようにしたことを特徴とする請求項１又は請求項３記載のタンデム圧延機の板厚制御方法。
当該スタンドの下流側に板厚計を設置し、被圧延材の尾端が当該スタンドの上流側のスタンドまたは巻戻装置に到達した時点を基点として、当該スタンドから前記板厚計までの搬送時間分を遅らせたタイミングを計算し、このタイミングの直前、及び、直後に板厚計直下の被圧延材の板厚を測定し、両者の差として入側張力変化による板厚計位置での板厚変化の実績値を得て、この実績値に基づき前記張力変化により当該スタンド出側で生じたであろう板厚変化を推定し、この推定値に基づいて当該スタンド入側張力の消失タイミングにおけるロールギャップの操作量の計算式を修正し、後続材の板厚制御において修正後のロールギャップ操作量計算式を用いるようにしたことを特徴とする請求項２又は請求項４記載のタンデム圧延機の板厚制御方法。