專利名稱：熱連軋機(jī)的控制裝置以及熱連軋機(jī)的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱連軋機(jī)的控制裝置及其控制方法，特別涉及適于通過精度良好地控制軋制機(jī)座間的質(zhì)量流(鋼板板厚與板速的積)，來使鋼板前端剛咬入機(jī)座后的軋制實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定化，以得到良好的鋼板品質(zhì)的熱連軋機(jī)的控制裝置及其控制手法。
背景技術(shù)：
在熱軋的技術(shù)領(lǐng)域中，使用設(shè)有多個(gè)軋制機(jī)座、用多個(gè)軋制機(jī)座對高溫下的鋼板依次進(jìn)行加工的所謂的連軋機(jī)。在鋼板的前端咬入機(jī)座時(shí)，若鋼板的速度快于后級機(jī)座的輥速，則在機(jī)座間鋼板會彎曲，軋制會變得不穩(wěn)定。反之，若鋼板的速度慢于后級機(jī)座的輥速，則在機(jī)座間鋼板被拉伸，產(chǎn)生過大的張力，從而導(dǎo)致板寬和板厚縮小，使鋼板品質(zhì)惡化。因此，需要將各機(jī)座的輥速控制為適當(dāng)?shù)闹?，按照使質(zhì)量流(鋼板板厚與板速的積)恒定的方式來控制機(jī)座間的鋼板速度。作為順暢地進(jìn)行這樣的控制的現(xiàn)有的手法，例如在特開2007-185703號公報(bào)中示出如下方法:根據(jù)安裝于機(jī)座間的板厚計(jì)的信號和活套角、前后的機(jī)座的軋制載荷、壓下位置、輥速，來算出機(jī)座間的鋼板的活套套量，根據(jù)算出的活套套量來補(bǔ)正后面的機(jī)座的輥速。另外，例如在特開平6-335719號公報(bào)中，公開了如下方法:為了提高補(bǔ)正的響應(yīng)，實(shí)測或估計(jì)后級機(jī)座的出側(cè)板厚，來補(bǔ)正鋼板咬入后級機(jī)座前的前級機(jī)座的主機(jī)速度(工作輥速)。 專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I JP特開2007-185703號公報(bào)專利文獻(xiàn)2 JP特開平6-335719號公報(bào)但是，在這些現(xiàn)有技術(shù)中存在以下的問題。在熱軋機(jī)中通常僅在最終機(jī)座出側(cè)具備板厚計(jì)。在專利文獻(xiàn)I的手法中，除此之外還需要在機(jī)座間設(shè)置板厚計(jì)和其需要的布線、測量器盤等，系統(tǒng)會變得高價(jià)，并存在需要維護(hù)和板厚計(jì)的定期校正等的問題。另外，由于該手法僅在具備板厚計(jì)的機(jī)座間有效，在不具備板厚計(jì)的機(jī)座間，存在質(zhì)量流紊亂的現(xiàn)有的問題。進(jìn)而，即使在較多的機(jī)座間具備板厚計(jì)，從成本和保養(yǎng)的觀點(diǎn)出發(fā)，存在不現(xiàn)實(shí)的問題。另外，在專利文獻(xiàn)2的手法中，存在有在實(shí)測后級機(jī)座的出側(cè)板厚的情況下同樣需要設(shè)置板厚計(jì)這樣的問題。另外，在估計(jì)后級機(jī)座的出側(cè)板厚的情況下，存在有依賴于估計(jì)誤差從而控制的精度惡化的問題。
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明提供一種熱連軋機(jī)的控制裝置及其控制方法，即使不在機(jī)座間設(shè)置板厚計(jì)，也能不較大依賴機(jī)座間的板厚估計(jì)精度地使鋼板前端剛咬入機(jī)座后的軋制實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定化，能得到良好的品質(zhì)的鋼板。為了達(dá)成上述目的，在本發(fā)明中構(gòu)成為:熱連軋機(jī)的控制裝置以具備多個(gè)軋制機(jī)座的熱軋機(jī)為控制對象，將用該軋制機(jī)座中具備的工作輥連續(xù)軋制的鋼板的板厚、軋制機(jī)座間的鋼板的張力等的控制對象的值控制成為期望的值，所述熱連軋機(jī)的控制裝置的特征在于，具備:設(shè)置部，其計(jì)算并輸出至少各軋制機(jī)座的軋制載荷的指令值、該各軋制機(jī)座的工作輥的壓下位置的指令值、和輥速的指令值，作為用于在規(guī)定的屆次所軋制的鋼板的控制指令；和速度指令補(bǔ)正部，其以由規(guī)定的軋制機(jī)座在所述規(guī)定的屆次之前的任意的屆次、即先前的屆次所軋制的鋼板的前端部被軋制時(shí)的軋制載荷、壓下位置、輥速；和由所述規(guī)定的機(jī)座對所述先前的屆次所軋制的鋼板的所述前端部以外進(jìn)行軋制時(shí)的軋制載荷、壓下位置、輥速或者使用它們而得到的運(yùn)算結(jié)果，來補(bǔ)正該設(shè)置部輸出的輥速的指令值。或者，構(gòu)成為:熱連軋機(jī)的控制裝置以具備多個(gè)軋制機(jī)座的熱軋機(jī)為控制對象，將用該軋制機(jī)座中具備的工作輥連續(xù)軋制的鋼板的板厚、軋制機(jī)座間的鋼板的張力等的控制對象的值控制成為期望的值，所述熱連軋機(jī)的控制裝置的特征在于，具備:設(shè)置部，其計(jì)算并輸出至少各軋制機(jī)座的軋制載荷、該各軋制機(jī)座的工作輥的壓下位置和輥速的指令值，作為用于在規(guī)定的屆次所軋制的鋼板的控制指令；和速度指令補(bǔ)正部，其以在規(guī)定的軋制機(jī)座在所述規(guī)定的屆次之前任意的屆次、即先前的屆次所軋制的鋼板的前端部被軋制時(shí)的軋制載荷、壓下位置、輥速；所述先前的屆次所軋制的鋼板的所述前端部以外在所述規(guī)定的機(jī)座被軋制時(shí)的軋制載荷、壓下位置、輥速；在最終出側(cè)機(jī)座軋制所述先前的屆次所軋制的鋼板的前端部時(shí)的軋制載荷、壓下位置、輥速；和在機(jī)座軋制所述先前的屆次所軋制的鋼板的所述前端部以外時(shí)的軋制載荷、壓下位置、輥速或使用它們而得到的運(yùn)算結(jié)果，來補(bǔ)正該設(shè)置部所輸出的輥速的指令值?；蛘撸瑯?gòu)成為:熱連軋機(jī)的控制方法以具備多個(gè)軋制機(jī)座的熱軋機(jī)為控制對象，將用該軋制機(jī)座中具備的工作輥連續(xù)軋制的鋼板的板厚、軋制機(jī)座間的鋼板的張力等的控制對象的值控制成為期望的值，所述熱連軋機(jī)的控制方法的特征在于，計(jì)算至少各軋制機(jī)座的軋制載荷、該各軋制機(jī)座的工作輥的壓下位置和輥速的指令值，作為用于在規(guī)定的屆次所軋制的鋼板的控制指令，以在規(guī)定的軋制機(jī)座在所述規(guī)定的屆次之前的任意的屆次、即先前的屆次所軋制的鋼板的前端部被軋制時(shí)的軋制載荷、壓下位置、輥速；所述先前的屆次所軋制的鋼板的所述前端部以外在機(jī)座被軋制時(shí)的軋制載荷、壓下位置、輥速或者使用它們而得到的運(yùn)算結(jié)果，來補(bǔ)正該輥速的指令值，從而算出新的輥速的指令值。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，在熱連軋機(jī)中，由于參考例如前次所軋制鋼板的穩(wěn)定狀態(tài)，按照機(jī)座間的質(zhì)量流保持恒定的方式來控制各機(jī)座的輥速，因此，其結(jié)果，能使鋼板前端的軋制穩(wěn)定化，并能生廣聞品質(zhì)的鋼板。
圖1是表示本發(fā)明的熱連軋機(jī)的控制裝置的構(gòu)成的說明圖。圖2是設(shè)置單元101的處理。圖3是設(shè)計(jì) 計(jì)劃表102的構(gòu)成。圖4是速度模式表103的構(gòu)成。
圖5是前端值提取單元105的處理。圖6是穩(wěn)定值提取單元106的處理。圖7是前端值存儲單元107、穩(wěn)定值存儲單元108的構(gòu)成。圖8是速度指令補(bǔ)正單元109的處理。圖9是說明速度指令補(bǔ)正單元109的處理的示意圖。圖10是速度指令平衡單元110的處理。圖11是說明速度指令平衡單元110的處理的示意圖。符號的說明100熱連軋機(jī)的控制裝置101設(shè)置單元102設(shè)計(jì)計(jì)劃表103速度模式表
105前端值提取單元106穩(wěn)定值提取單元107前端值存儲單元108穩(wěn)定值存儲單元109速度指令補(bǔ)正單元110速度指令平衡單元150控制對象151 軋機(jī)I6O 鋼板
具體實(shí)施例方式下面，使用附圖來說明本發(fā)明的實(shí)施方式。圖1表示本發(fā)明的實(shí)施例。熱連軋機(jī)的控制裝置100例如由單一或多個(gè)計(jì)算機(jī)及其輸入輸出裝置構(gòu)成，從控制對象150接收各種信號，將控制信號輸出給控制對象150。首先說明控制對象150的構(gòu)成?！啊瓎卧彼涊d的各功能作為單一或分散為多個(gè)的計(jì)算機(jī)的軟件或輸入輸出電路而被進(jìn)行安裝。在本實(shí)施例中，控制對象150是由多個(gè)機(jī)座構(gòu)成的熱連軋機(jī)，在圖1的示例中，軋機(jī)151成為連續(xù)配置7個(gè)軋制機(jī)座152而成的構(gòu)成。在圖1中，鋼板從左向右移動，在前工序中由粗軋機(jī)生產(chǎn)出的厚度30_程度的粗制型材161通過軋機(jī)151的各軋制機(jī)座152的軋制而依次被加工得變薄，在F7出側(cè)最終作為Imm IOmm程度的鋼板160而被排出。直接軋制粗制型材161以及鋼板160意味著用工作輥153進(jìn)行軋制，在本發(fā)明中，輥速意味著工作輥153的圓周速度。在本實(shí)施例中，在軋機(jī)151的最終軋制機(jī)座(F7)出側(cè)，具備測定鋼板160板厚的板厚計(jì)154。接下來說明熱連軋機(jī)的控制裝置100的構(gòu)成。熱連軋機(jī)的控制裝置100具備:設(shè)置單元101，其針對被軋制的每塊鋼板，從上級計(jì)算機(jī)50接收鋼種類、目標(biāo)板厚、目標(biāo)板寬等的軋制所需要的信息，參考設(shè)計(jì)計(jì)劃表102、速度模式表103來對各軋制機(jī)座152計(jì)算工作輥153的壓下位置(輥間距)、工作輥153的輥圓周速度(輥速)、軋制載荷等；實(shí)際結(jié)果收集單元104，其收集軋制實(shí)際結(jié)果和對控制對象實(shí)際輸出的控制指令值；前端值提取單元105，其從實(shí)際結(jié)果收集單元104所收集的數(shù)據(jù)中提取上次被軋制的鋼板160的前端部的軋制數(shù)據(jù)；前端值存儲單元107，其存儲前端值提取單元105所提取的值；穩(wěn)定值提取單元106，其提取上次的鋼板160的軋制到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)后的各軋制機(jī)座152的輥速、軋制載荷、壓下位置；穩(wěn)定值存儲單元108，其存儲穩(wěn)定值提取單元106所提取出的值；速度指令補(bǔ)正單元109，其讀取前端值存儲單元107和穩(wěn)定值存儲單元108的內(nèi)容，對下次軋制的鋼板，補(bǔ)正由設(shè)置單元101算出的輥速；速度指令平衡單元110，其讀取速度指令補(bǔ)正單元109的輸出，考慮軋制機(jī)座間的平衡將針對每個(gè)軋制機(jī)座152的速度補(bǔ)正量限制在上下限內(nèi)；速度控制單元111，其對最終的輥速的指令進(jìn)行速度控制；和壓下位置控制單元112，其對設(shè)置單元101所輸出的壓下位置指令，使用由板厚計(jì)154測量的實(shí)際結(jié)果板厚與目標(biāo)板厚之差(板厚偏差)等的信號來控制實(shí)際的壓下位置。下面，詳細(xì)說明各部的動作。在圖2中示出設(shè)置單元101所執(zhí)行的處理。設(shè)置單元101在從上級計(jì)算機(jī)50接收到鋼種類、目標(biāo)板厚、目標(biāo)板寬等的軋制所需要的信息后，算出針對接下來要軋制的鋼板的控制指令。由于鋼板前端按照設(shè)置單元101所輸出的控制指令而被軋制，因此，為了使鋼板咬入下游機(jī)座時(shí)的動作穩(wěn)定化，需要將各機(jī)座的輥速設(shè)為不使鋼板160的質(zhì)量流紊亂的平衡性良好的指令。首先，在S2-1中，從設(shè)計(jì)計(jì)劃表102的對應(yīng)的項(xiàng)目中取入與在每個(gè)軋制機(jī)座152要使粗制型材161以及鋼板160變得多薄對應(yīng)的信息，即設(shè)計(jì)計(jì)劃表。圖3中示出設(shè)計(jì)計(jì)劃表102的構(gòu)成例。在圖3的示例中，設(shè)計(jì)計(jì)劃表針對粗制型材161與鋼板160的厚度差，以相對于厚度差的百分比來容納各軋制機(jī)座152進(jìn)行軋制的值，各設(shè)計(jì)計(jì)劃表以軋制的 鋼板的鋼種類、板厚、板寬來分層。例如考慮鋼種類為S S400、目標(biāo)板厚為2.5mm、目標(biāo)板寬為900mm的35mm粗制型材161。目標(biāo)板厚與2.0 3.0mm的分層相符，目標(biāo)板寬與IOOOmm以下的分層相符。由于是將35mm粗制型材161軋制成2.5mm的鋼板160，因此，針對板厚差32.5_，在圖3中，示出在Fl中軋制其24%，在F2軋制16%。即，在Fl中，由于下述式，即[數(shù)式I]32.5mm X 24/100 = 7.8mm因此,表示要將35mm的粗制型材軋制成27.2mm (35mm_7.8mm)。同樣地，由于下述式，即[數(shù)式2]32.5mmX 16/100 = 5.2mm因此，在F2中，將27.2mm的板軋制成22.0mm(27.2mm-5.2mm)。對于某分層，設(shè)計(jì)計(jì)劃表的各軋制機(jī)座的數(shù)值的總和為100，若反復(fù)相同的計(jì)算順序，則F7(最終機(jī)座)的出側(cè)板厚成為目標(biāo)板厚即2.5mm。如此，設(shè)置單元101在S2-1中，根據(jù)從上級計(jì)算機(jī)50接受的下次要軋制的鋼板的鋼種類、板厚、板寬來檢索設(shè)計(jì)計(jì)劃表102的相符分層處，取入各軋制機(jī)座的軋制量。接下來，在S2-2，從速度模式表103取入速度模式，計(jì)算各軋制機(jī)座的輥速。在圖4中示出速度模式表103的構(gòu)成。在每個(gè)分層，相對于鋼板160的鋼種類、目標(biāo)板厚、目標(biāo)板寬來積蓄從F7(最終軋制機(jī)座)排出鋼板160的前端時(shí)的速度(初始速度)，之后的第I加速度、第2加速度、最大速度、從最大速度減速到軋制鋼板160的尾端時(shí)的末期速度時(shí)的減速度、以及末期速度。設(shè)置單元101判定鋼板160的鋼種類、板厚、板寬，從速度模式表103中提取對應(yīng)的速度模式。例如，示出在鋼種類為SUS304、板厚為2.0
3.0mm、板寬為IOOmm以下時(shí),將初始速度設(shè)定為650mpm,將第I減速度設(shè)定為2mpm/s,將第2加速度設(shè)定為12mpm/s,將穩(wěn)定速度設(shè)定為1050mpm,將減速度設(shè)定為6mpm/s,將末期速度設(shè)定為900mpm。接下來，在S2-3估計(jì)軋制溫度。粗制型材161以及鋼板160的溫度是將由溫度計(jì)檢測出的值、和考慮了熱輻射、熱傳導(dǎo)等的溫度預(yù)測計(jì)算組合起來進(jìn)行估計(jì)的。溫度估計(jì)方法由于在熱力學(xué)的文獻(xiàn)等中進(jìn)行了大量的介紹，進(jìn)而，關(guān)于軋制中的溫度變化，例如“板軋制的理論和實(shí)際(日本鋼鐵協(xié)會)”的第6章(軋制中的溫度變化)中進(jìn)行了詳細(xì)的描述，因此省略詳細(xì)說明。在S2-4中，計(jì)算相當(dāng)于被各軋制機(jī)座軋制的鋼板的硬度的值、即變形阻力。關(guān)于變形阻力，在各種文獻(xiàn)中進(jìn)行了敘述，例如在“板軋制的理論和實(shí)際(日本鋼鐵協(xié)會)”的第7章(變形阻力)中進(jìn)行了詳細(xì)說明。作為變形阻力的代表性的計(jì)算式，使用所估計(jì)的軋制時(shí)的鋼板溫度T，如下述式那樣地賦予(“板軋制的理論和實(shí)際”7.54式)。[數(shù)式3]kf = K ε n (d ε /dt)mexp (Α/Τ)ε:形變，(d ε /dt):形變速度K、η、m、A:按每個(gè)鋼種類而確定的常數(shù)。接下來，在S2-5中計(jì)算各軋制機(jī)座的輥速。在S2-2取入的速度模式是F7出側(cè)的板速，以此為基礎(chǔ)，如以下那樣計(jì)算各軋制機(jī)座的出側(cè)板速。首先，用數(shù)式4來計(jì)算各軋制機(jī)座的出側(cè)板速。
[數(shù)式4]Vsi = Vs7XhiA7Vs1:第i機(jī)座的出側(cè)板速Ii1:第i機(jī)座的出側(cè)板厚h7:第7機(jī)座(最終軋制機(jī)座)的出側(cè)板厚接下來,使用前滑率(forward slip),根據(jù)各軋制機(jī)座的出側(cè)板速來算出各軋制機(jī)座的輥速。前滑率是輥速和出側(cè)板速的比，它們有數(shù)式5的關(guān)系。[數(shù)式5]Vri = VsiZfiVr1:第i機(jī)座的輥速fj:第I機(jī)座的前滑率前滑率同樣在“板軋制的理論和實(shí)際”的第2章(二維軋制理論)中進(jìn)行了描述，例如成為如數(shù)式6那樣的關(guān)系式已廣為人知。[數(shù)式6]f = gi (H, h, , tb, tf, kf)f:前滑率H:軋制機(jī)座的入側(cè)板厚h:軋制機(jī)座的出側(cè)板厚R':扁平輥直徑
tb:鋼板的后方張力tf:鋼板的前方張力kf:變形阻力對每個(gè)軋制機(jī)座計(jì)算數(shù)式5，求取各軋制機(jī)座的輥速。進(jìn)而在S2-6計(jì)算軋制載荷。軋制載荷也同樣地在“板軋制的理論和實(shí)際”的第2章(二維軋制理論)中進(jìn)行了描述。軋制載荷是變形阻力越大、入側(cè)板厚越厚、出側(cè)板厚越薄則越大的值，成為以數(shù)式7所示的關(guān)系式。[數(shù)式7]P = g2 (H, h, R' , tb, tf, kf, Qp> Qs)p:軋制載荷Qp:噴丸(peening)效應(yīng)Qs:壓下力函數(shù)進(jìn)而，在S2-7計(jì)算工作輥153的壓下位置(輥間距)。壓下位置算出的基本部分用數(shù)式8的關(guān)系式來表征，為了實(shí)際提高算出精度，添加各種補(bǔ)正項(xiàng)。[數(shù)式8]S = h-p/KS:壓下位置P:軋制載荷K:軋機(jī)彈簧常數(shù)設(shè)置單元101與下次要軋制的鋼板對應(yīng)，將上述那樣地計(jì)算出的輥速、壓下位置，作為控制指令而輸出。圖5示出前端值提取單元105的處理。在此，實(shí)際結(jié)果收集單元104周期性地或與鋼板的規(guī)定長度建立對應(yīng)地收集從控制對象150送來的軋制信息、鋼板溫度、熱連軋機(jī)的控制裝置100對控制對象150輸出的指令值等的實(shí)際結(jié)果數(shù)據(jù)。前端值提取單元105按每個(gè)軋制機(jī)座，從這樣的實(shí)際結(jié)果收集單元104的輸出中取入鋼板160的前端被軋制時(shí)的壓下位置、軋制載荷、輥速的值。在本實(shí)施方式中，針對壓下位置和軋制載荷取入實(shí)際結(jié)果值，針對輥速取入速度控制單元111所輸出的設(shè)定值。在S5-1中，對各軋制機(jī)座中的鋼板160的排出長度(軋制長度)是否到達(dá)規(guī)定長度進(jìn)行判定。軋制長度通常包含在從控制對象150取入的信號中，使用數(shù)式5的關(guān)系，根據(jù)各軋制機(jī)座的輥速，對使用前滑率而估計(jì)出的鋼板160的速度進(jìn)行積分，從而算出。在本實(shí)施例中，著眼于軋制長度來進(jìn)行前端部的數(shù)據(jù)的提取。在S5-1中，在判定為鋼板160的排出長度未達(dá)到規(guī)定長度的情況下，反復(fù)S5-1的處理。在判定為排出長度到達(dá)規(guī)定長度的情況下，在S5-2中，從實(shí)際結(jié)果收集單元取入該軋制機(jī)座的輥速、壓下位置、軋制載荷。在S5-3中，判定是否針對全部的軋制機(jī)座都結(jié)束了處理，在未結(jié)束的情況下，針對未結(jié)束處理的軋制機(jī)座反復(fù)S5-1 S5-2。在針對全部的車L制機(jī)座結(jié)束了鋼板前端的輥速、壓下位置、軋制載荷的取入的時(shí)間點(diǎn)，結(jié)束對該鋼板160的前端值提取單元105的處理。 在圖6示出穩(wěn)定值提取單元106的處理。穩(wěn)定值提取單元106從這樣的實(shí)際結(jié)果收集單元104的輸出中取入軋制到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的各軋制機(jī)座同一時(shí)刻的壓下位置、軋制載荷、輥速的值。在S6-1中，對鋼板160的F7排出長度(軋制長度)是否到達(dá)規(guī)定長度進(jìn)行判定。軋制長度通常包含在從控制對象150取入的信號中，使用數(shù)式5的關(guān)系，根據(jù)F7的輥速，對使用前滑率而估計(jì)出鋼板160的速度進(jìn)行積分，從而算出。在F7的軋制長度較小時(shí)，軋制成為鋼板160剛咬入后的過渡狀態(tài)，軋制長度變大后，軋制穩(wěn)定下來。著眼于這一點(diǎn)，在本實(shí)施例中著眼于軋制長度來判定軋制的穩(wěn)定性，進(jìn)行穩(wěn)定數(shù)據(jù)的提取。在S6-1中，在判定為鋼板160的F7排出長度未到達(dá)規(guī)定長度的情況下，反復(fù)S6-1的處理。在判定為F7排出長度到達(dá)規(guī)定長度的情況下，在S6-2中，從實(shí)際結(jié)果收集單元一齊取入各軋制機(jī)座的輥速、壓下位置、軋制載荷。在圖7示出前端值存儲單元107和穩(wěn)定值存儲單元108的構(gòu)成。前端值存儲單元107容納前端值提取單元105與各軋制機(jī)座軋制鋼板前端時(shí)對應(yīng)而提取并輸出的壓下位置、軋制載荷、輥速的值。例如，存儲Fl的壓下位置為30.40mm，軋制載荷為2364ton，輥速為20mpm。穩(wěn)定值存儲單元108容納穩(wěn)定值提取單元106與軋制到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)對應(yīng)而輸出的各軋制機(jī)座壓下位置、軋制載荷、輥速的值。例如，存儲Fl的壓下位置為29.78_，軋制載荷為2380ton，輥速為26.4mpm。在圖8示出速度指令補(bǔ)正單元109所執(zhí)行的處理。首先，在S8-1中，從前端值存儲單元107取入與各軋制機(jī)座對應(yīng)的前卷材前端部的壓下位置、軋制載荷、輥速。接下來，在S8-2中，從穩(wěn)定值存儲單元108取入與各軋制機(jī)座對應(yīng)的前卷材穩(wěn)定部的壓下位置、軋制載荷、輥速。在S8-3中，對每個(gè)軋制機(jī)座，算出速度指令的補(bǔ)正值，關(guān)于算出方法，使用圖9來詳細(xì)進(jìn)行說明。在圖9以第j機(jī)座(Fj)為例，示出了鋼板前端和穩(wěn)定狀態(tài)的軋制機(jī)座的動作。(a)是鋼板前端的動作，示出剛軋制鋼板前端903后的軋制載荷、壓下位置、輥速分別為口^-乂^^^^機(jī)座出側(cè)的板厚為!!。另一方面，(b)是軋制到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)后的動作，鋼板前端903位于F7 (最終軋制機(jī)座)出側(cè)，全部軋制機(jī)座進(jìn)行軋制，保持平衡。示出此時(shí)的軋制載荷、壓下位置、輥速分別為Pac；t-stab、Sac;t_stab、Vstab,另外，F(xiàn)j機(jī)座出側(cè)的板厚為h。此時(shí)，由于板厚與板速的積(質(zhì)量流)恒定，因此，若從保持平衡的狀態(tài)導(dǎo)出前端的應(yīng)有的輥速，得到數(shù)式9。[數(shù)式9] Vtop est.(l+ftop).(Stop+Ptop/M) = Vstab.(l+fstab).(Sstab+Pstab/M)Vtop est:軋制鋼板前端時(shí)的應(yīng)有的輥速ftop:軋制鋼板前端部時(shí)的前滑率Stop:軋制鋼板前端部時(shí)的壓下位置Ptop:軋制鋼板前端部時(shí)的軋制載荷M:軋機(jī)常數(shù)Vstab:軋制鋼板穩(wěn)定部時(shí)的輥速fstab:軋制鋼板穩(wěn)定部時(shí)的前滑率Sstab:軋制鋼板穩(wěn)定部時(shí)的壓下位置Pstab:軋制鋼板穩(wěn)定部時(shí)的軋制載荷V.(Ι+f)與板速對應(yīng)，(S+P/M)與板厚對應(yīng)。若設(shè)I+ ft0p -.I + f t-.b 則[數(shù)式10]Vtop est.(Stop+Ptop/M) = Vstab.(Sstab+Pstab/M)
因此，成為[數(shù)式11]Vtopest= Vstab.(Sstab+Pstab/M) / (Sstab+Pstab/M+Stop-Sstab+ (Ptop-Pstab) /M)= Vstab.h/ (h+Stop-Sstab+ (Ptop-Pstab) /M)(Sstab-Pstab/M = h)同樣地，關(guān)于F7 (最終軋制機(jī)座)，能得到[數(shù)式12]V7top est — V7stab.h7/ (h7+S7top-S7stab+ (Pytop+fVstab) /M)。另外，由于最終軋制機(jī)座為速度控制的起點(diǎn)，因此，輥速在軋制中不發(fā)生變化，因此，[數(shù)式13]V7stah = V7seto還能將速度控制的起點(diǎn)設(shè)為其它的機(jī)座。各軋制機(jī)座的速度補(bǔ)正系數(shù)a i是對上次軋制的鋼板160設(shè)定的速度指令、與根據(jù)軋制保持平衡的狀態(tài)的輥速而算出的應(yīng)有的速度指令的比。應(yīng)有的速度指令如下地求取:在各機(jī)座，使用軋制保持平衡的狀態(tài)時(shí)的鋼板厚度和鋼板前端被軋制時(shí)的鋼板厚度，按照質(zhì)量流守恒法則，將此時(shí)的輥速換算成鋼板前端的輥速。即，能用數(shù)式14來計(jì)算。成`為[數(shù)式14]a j = (Vi top est/Vi set).(V7—set/V7—top—est)— (Vi act stab/Vi set).hj/ {(hi+Si_act_top-Si_act_stab+Pi_act_op-Pi_act stab) /Mj.{(h7+S7—act—
-S+P-P) /M I /WJ
top °7_act_satb 1 7_act_top 1 7_act_stab^ 丨 m7」丨 11 1Vi act stab 第i機(jī)座軋制鋼板穩(wěn)定部時(shí)的輥速Vi set:第i機(jī)座軋制鋼板前端時(shí)的輥速設(shè)定值h1:第i機(jī)座的出側(cè)板厚Si act top 第i機(jī)座軋制鋼板前端部時(shí)的壓下位置Si act stab:第i機(jī)座軋制鋼板穩(wěn)定部時(shí)的壓下位置Pi act top 第i機(jī)座軋制鋼板前端部時(shí)的軋制載荷Pi act stab:第i機(jī)座軋制鋼板穩(wěn)定部時(shí)的軋制載荷M1:第i機(jī)座的軋機(jī)常數(shù)V7 act stab:第7機(jī)座軋制鋼板穩(wěn)定部時(shí)的輥速V7 set:第7機(jī)座軋制鋼板前端時(shí)的輥速設(shè)定值h7:第7機(jī)座的出側(cè)板厚S7 act top 第7機(jī)座軋制鋼板前端部時(shí)的壓下位置S7 act sta 第7機(jī)座軋制鋼板穩(wěn)定部時(shí)的壓下位置P7 act top 第7機(jī)座軋制鋼板前端部時(shí)的軋制載荷P7 act stab:第7機(jī)座軋制鋼板穩(wěn)定部時(shí)的軋制載荷M7:第7機(jī)座的軋機(jī)常數(shù)S卩，根據(jù)對上次軋制的鋼板的前端進(jìn)行軋制時(shí)的輥速、軋制載荷、壓下位置；鋼板的軋制達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后的輥速、軋制載荷、壓下位置，能算出用于補(bǔ)正設(shè)置單元所算出的輥速的補(bǔ)正值?；蛘撸瑸榱耸褂?jì)算簡單，還考慮如下地進(jìn)行計(jì)算:[數(shù)式15]
權(quán)利要求
1.一種熱連軋機(jī)的控制裝置，以具備多個(gè)軋制機(jī)座的熱軋機(jī)為控制對象，將用該軋制機(jī)座中具備的工作輥連續(xù)軋制的鋼板的板厚、軋制機(jī)座間的鋼板的張力等控制對象的值控制成為期望的值，所述熱連軋機(jī)的控制裝置的特征在于，具備: 設(shè)置部，其計(jì)算并輸出至少各軋制機(jī)座的軋制載荷的指令值、該各軋制機(jī)座的工作輥的壓下位置的指令值、和輥速的指令值，作為用于在規(guī)定的屆次所軋制的鋼板的控制指令；和 速度指令補(bǔ)正部，其以通過規(guī)定的軋制機(jī)座在所述規(guī)定的屆次之前的任意的屆次、即先前的屆次所軋制的鋼板的前端部所被軋制時(shí)的軋制載荷、壓下位置、輥速；和由所述規(guī)定的機(jī)座對所述先前的屆次所軋制的鋼板的所述前端部以外進(jìn)行軋制時(shí)的軋制載荷、壓下位置、輥速或者使用它們而得到的運(yùn)算結(jié)果，來補(bǔ)正該設(shè)置部輸出的輥速的指令值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱連軋機(jī)的控制裝置，其特征在于， 所述速度補(bǔ)正部通過利用了鋼板速度與鋼板厚度的積、即質(zhì)量流為恒定的運(yùn)算，將在規(guī)定的屆次之前的任意的屆次所軋制的鋼板在所述規(guī)定的機(jī)座穩(wěn)定地被連軋所述前端部以外時(shí)的機(jī)座的輥速換算成所述機(jī)座軋制前端時(shí)的機(jī)座的輥速，使用所換算的所述輥速來補(bǔ)正該設(shè)置部輸出 的輥速的指令值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱連軋機(jī)的控制裝置，其特征在于， 所述速度補(bǔ)正部使用在規(guī)定的屆次之前的任意的屆次所軋制的鋼板在機(jī)座被穩(wěn)定地軋制時(shí)的軋制載荷和壓下位置、以及機(jī)座軋制前端部時(shí)的軋制載荷和壓下位置，通過利用了質(zhì)量流為恒定的運(yùn)算，將在所述規(guī)定的屆次之前的任意的屆次所軋制的鋼板在機(jī)座被穩(wěn)定地軋制時(shí)的機(jī)座的輥速換算成各機(jī)座軋制前端部時(shí)的機(jī)座的輥速，使用所換算的輥速來補(bǔ)正該設(shè)置部輸出的輥速的指令值。
4.一種熱連軋機(jī)的控制裝置，以具備多個(gè)軋制機(jī)座的熱軋機(jī)為控制對象，將用該軋制機(jī)座中具備的工作輥連續(xù)軋制的鋼板的板厚、軋制機(jī)座間的鋼板的張力等控制對象的值控制成為期望的值，其特征在于，具備: 設(shè)置部，其計(jì)算并輸出至少各軋制機(jī)座的軋制載荷、該工作輥的壓下位置和輥速的指令值，作為用于在規(guī)定的屆次所軋制的鋼板的控制指令；和 速度指令補(bǔ)正部，其以通過規(guī)定的軋制機(jī)座在所述規(guī)定的屆次之前任意的屆次、即先前的屆次所軋制的鋼板的前端部被軋制時(shí)的軋制載荷、壓下位置、輥速；在所述先前的屆次所軋制的鋼板的所述前端部以外在所述規(guī)定的機(jī)座被軋制時(shí)的軋制載荷、壓下位置、輥速；在最終出側(cè)機(jī)座軋制在所述先前的屆次所軋制的鋼板的前端部時(shí)的軋制載荷、壓下位置、輥速；和在機(jī)座軋制所述先前的屆次所軋制的鋼板的所述前端部以外時(shí)的軋制載荷、壓下位置、輥速或使用它們而得到的運(yùn)算結(jié)果，來補(bǔ)正該設(shè)置部所輸出的輥速的指令值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱連軋機(jī)的控制裝置，其特征在于， 所述熱連軋機(jī)的控制裝置具備: 實(shí)際結(jié)果收集部，其收集所述熱連軋機(jī)的控制裝置所輸出的控制指令值以及來自所述控制對象的檢測值； 前端值提取部，其從該實(shí)際結(jié)果收集部提取軋制機(jī)座對鋼板軋制了規(guī)定長度時(shí)的軋制載荷、壓下位置、輥速，作為前端部的值； 前端值存儲部，其容納前端值提取部所提取的各軋制機(jī)座的軋制載荷、壓下位置、輥速； 穩(wěn)定值提取部，其提取所述最終出側(cè)機(jī)座對鋼板軋制了規(guī)定長度時(shí)的各機(jī)座的軋制載荷、壓下位置、輥速，作為鋼板穩(wěn)定部的值；和 穩(wěn)定值存儲部，其容納穩(wěn)定值提取部所提取的各軋制機(jī)座的軋制載荷、壓下位置、輥速， 所述速度指令補(bǔ)正部根據(jù)使用了對應(yīng)于在所述先前的屆次所軋制的鋼板而容納在前端值存儲部和穩(wěn)定值存儲部中的軋制載荷、壓下位置、輥速而得到的運(yùn)算結(jié)果，來補(bǔ)正該設(shè)置部輸出的輥速的指令值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱連軋機(jī)的控制裝置，其特征在于， 所述熱連軋機(jī)的控制裝置還具備:速度指令平衡部，其在所述速度指令補(bǔ)正部輸出的各機(jī)座的輥速的補(bǔ)正值的任一個(gè)脫離了上限值或下限值時(shí)，將該機(jī)座的補(bǔ)正值I限制在上限值或下限值來計(jì)算出補(bǔ)正值2，并按照使補(bǔ)正值I變更為補(bǔ)正值2的情況下所引起的各機(jī)座的補(bǔ)正值的相對關(guān)系的變化成為最小的方式來對各機(jī)座的補(bǔ)正值進(jìn)行修正。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱連軋機(jī)的控制裝置，其特征在于， 所述熱連軋機(jī)的控制裝置還具備:速度指令平衡部，其在所述速度指令補(bǔ)正部輸出的各機(jī)座的輥速的補(bǔ)正值的任一個(gè)脫離了上限值或下限值時(shí)，將該機(jī)座的補(bǔ)正值I限制在上限值或下限值來計(jì)算出補(bǔ)正值2，并通過將補(bǔ)正值2除以補(bǔ)正值I而得到的值與各機(jī)座的補(bǔ)正值相乘，來使各機(jī)座的補(bǔ)正值的相對變化最小化。
8.一種熱連軋機(jī)的控制方法，以具備多個(gè)軋制機(jī)座的熱軋機(jī)為控制對象，將用該軋制機(jī)座中具備的工作輥連續(xù)軋制的鋼板的板厚、軋制機(jī)座間的鋼板的張力等控制對象的值控制成為期望的值，所述熱連軋機(jī)的控制方法的特征在于， 計(jì)算至少各軋制機(jī)座的軋制載荷、該各軋制機(jī)座的工作輥的壓下位置和輥速的指令值，作為用于在規(guī)定的屆次所要軋制的鋼板的控制指令， 以通過規(guī)定的軋制機(jī)座在所述規(guī)定的屆次之前的任意的屆次、即先前的屆次所軋制的鋼板的前端部被軋制時(shí)的軋制載荷、壓下位置、輥速；所述先前的屆次所軋制的鋼板的所述前端部以外在機(jī)座被軋制時(shí)的軋制載荷、壓下位置、輥速或者使用它們而得到的運(yùn)算結(jié)果，來補(bǔ)正該輥速的指令值，從而計(jì)算出新的輥速的指令值。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的熱連軋機(jī)的控制方法，其特征在于， 通過利用了鋼板速度與鋼板厚度的積、即質(zhì)量流為恒定的運(yùn)算，將在所述規(guī)定的屆次之前的任意的屆次、即先前的屆次所軋制的鋼板的所述前端部以外在機(jī)座被穩(wěn)定地連軋時(shí)的機(jī)座的輥速換算成各機(jī)座對前端部進(jìn)行軋制時(shí)的機(jī)座的輥速， 根據(jù)所換算的所述輥速、和針對所述先前的屆次所軋制的鋼板的輥速的指令值，來補(bǔ)正為了在該屆次之后所軋制的鋼板而計(jì)算出的該輥速的指令值，從而計(jì)算出新的輥速的指令值。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的熱連軋機(jī)的控制方法，其特征在于， 計(jì)算至少軋制機(jī)座的軋制載荷、該軋制機(jī)座的工作輥的壓下位置和輥速的指令值，作為用于在所述規(guī)定的屆次所軋制的鋼板的控制指令， 通過利用了質(zhì)量流為恒定的運(yùn)算，使用在所述規(guī)定的屆次之前的任意的屆次、即先前的屆次所軋制的鋼 板在各機(jī)座穩(wěn)定地被連軋時(shí)的軋制載荷和壓下位置以及各機(jī)座軋制鋼板前端時(shí)的軋制載荷和壓下位置，將在所述規(guī)定的屆次之前的任意的屆次、即先前的屆次所軋制的鋼板在各機(jī)座穩(wěn)定地被連軋時(shí)的各機(jī)座的輥速換算成各機(jī)座軋制前端部時(shí)的各機(jī)座的輥速， 根據(jù)所換算的所述輥速、和針對所述先前的屆次所軋制的鋼板的輥速的指令值，來補(bǔ)正為了在所述規(guī)定的屆次所軋制的鋼板而計(jì)算出的該輥速的指令值，從而計(jì)算出新的輥速的指令值。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的熱連軋機(jī)的控制方法，其特征在于， 計(jì)算至少各軋制機(jī)座的軋制載荷、該各軋制機(jī)座的工作輥的壓下位置和輥速的指令值，作為用于在所述規(guī)定的屆次所軋制的鋼板的控制指令， 取入在軋制機(jī)座軋制前次所軋制的鋼板的前端部時(shí)的軋制載荷、壓下位置、輥速；在所述先前的屆次所軋制的鋼板在各機(jī)座被穩(wěn)定地連軋時(shí)的軋制載荷、壓下位置、輥速；在最終出側(cè)機(jī)座軋制所述先前的屆次所軋制的前端部時(shí)的軋制載荷、壓下位置、輥速；和在所述先前的屆次所軋制的鋼板在各機(jī)座被穩(wěn)定地連軋時(shí)的軋制載荷、壓下位置、輥速， 以使用了它們而得到的運(yùn)算結(jié)果來補(bǔ)正為了在所述規(guī)定的屆次所軋制的鋼板而計(jì)算出的該輥速 的指令值，從而計(jì)算出新的輥速的指令值。
全文摘要
熱連軋機(jī)的控制裝置具備設(shè)置值存儲單元，存儲對上次軋制的鋼板設(shè)置的各軋制機(jī)座的輥速、軋制載荷、壓下位置；穩(wěn)定值提取存儲單元，提取并取入上次鋼板的軋制達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后的各軋制機(jī)座的輥速、軋制載荷、壓下位置；速度指令補(bǔ)正單元，根據(jù)設(shè)置值存儲單元和穩(wěn)定值提取存儲單元的內(nèi)容來補(bǔ)正設(shè)置單元所算出的輥速；和速度指令平衡單元，在考慮軋制機(jī)座間的平衡，將針對各軋制機(jī)座的速度補(bǔ)正量限制在上下限內(nèi)。通過適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)正輥速，能使各軋制機(jī)座間的質(zhì)量流(板厚與板速的積)恒定化，能實(shí)現(xiàn)鋼板前端咬入下一軋制機(jī)座時(shí)動作的穩(wěn)定化和鋼板品質(zhì)的提高。由此能高精度控制鋼板前端咬入下一軋制機(jī)座時(shí)的質(zhì)量流，實(shí)現(xiàn)咬入穩(wěn)定化和鋼板品質(zhì)提高。
文檔編號B21B37/16GK103240279SQ20131003856
公開日2013年8月14日 申請日期2013年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月8日
發(fā)明者鹿山昌宏, 粕谷祥一 申請人:株式會社日立制作所