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轧制控制装置、轧制控制方法以及存储装置

申请号 CN201710570257.4 申请日 2017-07-13 公开(公告)号 CN107639118B 公开(公告)日 2019-08-02
申请人 株式会社日立制作所; 发明人 服部哲;
摘要 本 发明 提供一种 轧制 控制装置、轧制控制方法以及存储装置,不降低产品的制造品质而缩短轧制作业时间。本发明的轧制控制装置具备轻压下板厚度变更控制单元,其执行例如以下的控制:在向入侧板厚(h2)的轧制材料施加轧制负荷(P3)来正在进行使轧制材料成为出侧板厚(h3)的轧制控制时,使向轧制材料施加的轧制负荷减少至出侧板厚成为与上述入侧板厚(h2)大致相同的板厚的轧制负荷(Pe3)的控制;在向轧制材料施加了轧制负荷(Pe3)的状态下使 轧辊 的旋转停止,并且向相反的旋转方向开始轧辊的旋转的控制;以及将向轧制材料施加的轧制负荷从轧制负荷(Pe3)增加至出侧板厚成为出侧板厚(h4)那样的轧制负荷(P4)的第4控制。
权利要求

1.一种单机架轧机轧制控制装置,该单机架轧机具备上下配置的2个轧辊,一边向夹在上述2个轧辊之间的轧制材料施加负荷使上述轧辊旋转,一边使上述轧制材料经过上述2个轧辊之间,由此对上述轧制材料进行轧制,所述轧制控制装置的特征在于,具备轻压下板厚度变更控制单元,
该轻压下板厚度变更控制单元按照以下记载的控制的顺序执行以下控制:
第1控制,在向入侧板厚为第1板厚的轧制材料施加第1负荷来正在执行使上述轧制材料的出侧板厚成为第2板厚的轧制时,使向上述轧制材料施加的负荷从上述第1负荷减少到上述轧制材料的出侧板厚成为与上述第1板厚大致相同的板厚的第2负荷;
第2控制,在向上述轧制材料施加了上述第2负荷的状态下,使上述轧辊的旋转停止;
第3控制,在向上述轧制材料施加了上述第2负荷的状态下,向相反的旋转方向开始上述轧辊的旋转;以及
第4控制,使向上述轧制材料施加的负荷从上述第2负荷增加到上述轧制材料的出侧板厚成为比上述第2板厚薄的第3板厚的第3负荷。
2.根据权利要求1所述的轧制控制装置,其特征在于,
还具备间行板厚度变更控制单元,
该间行板厚度变更控制单元执行第5控制,该第5控制是在向入侧板厚为第1板厚的轧制材料施加第1负荷来正在执行使上述轧制材料的出侧板厚成为第2板厚的轧制时,在使上述轧辊一直旋转的状态下将向上述轧制材料施加的负荷从上述第1负荷变更为上述轧制材料的出侧板厚成为与上述第2板厚不同的第4板厚的第4负荷。
3.根据权利要求2所述的轧制控制装置,其特征在于,
还具备轧制顺序控制单元,该轧制顺序控制单元对于通过上述单机架轧机的轧辊对上述轧制材料进行多次轧制来制造由板厚相互不同的在长度方向上划分的多个部分构成的产品带卷时的轧制顺序进行控制,
上述轧制顺序控制单元具备:
轻压下方法轧制控制单元,其在上述轧制材料的两端部以外的位置变更上述轧制材料的轧制方向的情况下,按照包含了通过使用上述轻压下板厚度变更控制单元的控制来变更上述轧制方向的控制的控制顺序,对上述制造时的轧制进行控制;以及
间行板厚度变更方法轧制控制单元,其在上述轧制材料的两端部以外的位置变更上述轧制材料的板厚的情况下,按照包含了通过使用上述间行板厚度变更控制单元的控制来变更上述板厚的控制的控制顺序,对上述制造时的轧制进行控制。
4.根据权利要求3所述的轧制控制装置,其特征在于,
上述轧制顺序控制单元还具备:
作业时间推定单元,其根据所输入的上述产品带卷的长度方向的板厚分布的产品规格,推定按照基于上述轻压下方法轧制控制单元的控制顺序制造上述产品带卷时的第1作业时间以及按照基于上述间行板厚度变更方法轧制控制单元的控制顺序制造上述产品带卷时的第2作业时间;以及
轧制顺序选择单元,其将上述第1作业时间与上述第2作业时间进行比较,在上述第1作业时间比上述第2作业时间短的情况下,选择基于上述轻压下方法轧制控制单元的轧制顺序来作为上述制造时的轧制顺序,在上述第1作业时间为上述第2作业时间以上的长度的情况下,选择基于上述间行板厚度变更方法轧制控制单元的轧制顺序来作为上述制造时的轧制顺序。
5.一种轧制控制方法,其特征在于,
单机架轧机具备上下配置的2个轧辊,一边向夹在上述2个轧辊之间的轧制材料施加负荷使上述轧辊旋转,一边使上述轧制材料经过上述2个轧辊之间,由此对上述轧制材料进行轧制,
上述轧制控制方法通过上述单机架轧机的轧制控制装置按照以下记载的控制的顺序执行以下控制:
第1控制,在向入侧板厚为第1板厚的轧制材料施加第1负荷来正在执行使上述轧制材料的出侧板厚成为第2板厚的轧制时,使向上述轧制材料施加的负荷从上述第1负荷减少到上述轧制材料的出侧板厚成为与上述第1板厚大致相同的板厚的第2负荷;
第2控制,在向上述轧制材料施加了上述第2负荷的状态下,使上述轧辊的旋转停止;
第3控制,在向上述轧制材料施加了上述第2负荷的状态下,向相反的旋转方向开始上述轧辊的旋转;以及
第4控制,使向上述轧制材料施加的负荷从上述第2负荷增加到上述轧制材料的出侧板厚成为比上述第2板厚薄的第3板厚的第3负荷。
6.根据权利要求5所述的轧制控制方法,其特征在于,
上述轧制控制装置还执行第5控制,该第5控制是在向入侧板厚为第1板厚的轧制材料施加第1负荷来正在执行使上述轧制材料的出侧板厚成为第2板厚的轧制时,在使上述轧辊一直旋转的状态下将向上述轧制材料施加的负荷从上述第1负荷变更为上述轧制材料的出侧板厚成为与上述第2板厚不同的第4板厚的第4负荷。
7.一种使用了单机架轧机的轧制控制装置的轧制控制方法,该单机架轧机具备上下配置的2个轧辊,一边向夹在上述2个轧辊之间的轧制材料施加负荷使上述轧辊旋转,一边使上述轧制材料经过上述2个轧辊之间,由此对上述轧制材料进行轧制,上述轧制控制方法的特征在于,
上述轧制控制装置具备:
轻压下板厚度变更控制单元,其按照以下记载的控制的顺序执行以下控制:第1控制,在向入侧板厚为第1板厚的轧制材料施加第1负荷来正在执行使上述轧制材料的出侧板厚成为第2板厚的轧制时,使向上述轧制材料施加的负荷从上述第1负荷减少到上述轧制材料的出侧板厚成为与上述第1板厚大致相同的板厚的第2负荷;第2控制,在向上述轧制材料施加了上述第2负荷的状态下,使上述轧辊的旋转停止;第3控制,在向上述轧制材料施加了上述第2负荷的状态下,向相反的旋转方向开始上述轧辊的旋转;以及第4控制,使向上述轧制材料施加的负荷从上述第2负荷增加到上述轧制材料的出侧板厚成为比上述第2板厚薄的第3板厚的第3负荷;以及
间行板厚度变更控制单元,其执行第5控制,该第5控制是在向入侧板厚为第1板厚的轧制材料施加第1负荷来正在执行使上述轧制材料的出侧板厚成为第2板厚的轧制时,在使上述轧辊一直旋转的状态下将向上述轧制材料施加的负荷从上述第1负荷变更为上述轧制材料的出侧板厚成为与上述第2板厚不同的第4板厚的第4负荷,
上述轧制控制装置在对于通过上述单机架轧机的轧辊对上述轧制材料进行多次轧制来制造由板厚相互不同的在长度方向上划分的多个部分构成的产品带卷时的轧制顺序进行控制时,
当在上述轧制材料的两端部以外的位置变更上述轧制材料的轧制方向的情况下,按照包含了通过使用上述轻压下板厚度变更控制单元的控制来变更上述轧制方向的控制的第一轧制顺序,对上述制造时的轧制进行控制,
当在上述轧制材料的两端部以外的位置变更上述轧制材料的板厚的情况下,按照包含了通过使用上述间行板厚度变更控制单元的控制来变更上述板厚的控制的第二轧制顺序,对上述制造时的轧制进行控制。
8.根据权利要求7所述的轧制控制方法,其特征在于,
上述轧制控制装置还执行如下步骤:
作业时间推定步骤,其根据所输入的上述产品带卷的长度方向的板厚分布的产品规格,推定通过上述第一轧制顺序制造上述产品带卷时的第1作业时间以及通过上述第二轧制顺序制造上述产品带卷时的第2作业时间;以及
轧制顺序选择步骤,其将上述第1作业时间与上述第2作业时间进行比较,在上述第1作业时间比上述第2作业时间短的情况下,选择上述第一轧制顺序来作为上述制造时的轧制顺序,在上述第1作业时间为上述第2作业时间以上的长度的情况下,选择上述第二轧制顺序来作为上述制造时的轧制顺序。
9.一种存储装置,其存储了使计算机执行权利要求5至8中的任意一项所述的轧制控制方法的程序。

说明书全文

轧制控制装置、轧制控制方法以及存储装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种轧制控制装置、轧制控制方法以及存储装置。

背景技术

[0002] 作为对板等轧制材料进行轧制的轧机的一个方式,具有单机架轧机,该单机架轧机具备1组轧辊以及设在该轧辊两侧的张卷筒。在单机架轧机中,从相对于轧制方向设置在入侧的入侧张力卷筒卷出的轧制材料,通过上述轧辊进行轧制而使板厚变薄,并被相对于轧制方向设置在出侧的出侧张力卷筒卷取。在使用这样的单机架轧机的轧制操作中,在将轧制材料的两端插入了张力卷筒的状态下一边改变轧制方向,一边通常通过多次轧制来加工成产品规格的板厚。
[0003] 在单机架轧机的轧制中,有时要求制造在1个轧制材料中板厚不同的产品。在这样的情况下,在板厚度变更量小时,在轧制过程中变更上下轧辊(作业辊)的间隔即辊隙来变更出侧板厚。此外,在板厚度变更量大的情况下,将轧制材料在长度方向上例如分为板厚度厚的前半部和板厚度薄的后半部,将前半部和后半部均轧制成厚的一方的产品厚度,仅将后半部轧制成薄的一方的产品厚度,由此来制造板厚不同的产品。
[0004] 然而,使用上述那样的方法,特别是在板厚度变更量大的情况下,仅对后半部进一步轧制多次,因此需要在前半部和后半部的边界部暂停轧制,改变轧制方向。结果,在暂停了轧制的地方产生大的板厚变动,轧制材料的制造成品率降低。
[0005] 为了避免该制造成品率的降低,即使在板厚度变更量大的情况下,也可以在轧制过程中变更辊隙来变更出侧板厚。然而,在该情况下,需要与产品板厚度薄的一方相应地决定要轧制的次数,存在轧制时间变长,作业效率下降的问题。
[0006] 在专利文献1中记载了如下内容:在串列式轧机中,根据轧制材料的产品规格求出轧制所需要的机架数,在机架数有裕度的情况下,在焊接点经过时放开轧机机架使其成为不使用状态,此外,在机架数不足的情况下,在焊接点经过时压下轧机机架使其成为使用状态来获得需要的产品厚度,由此有效地利用多个轧机机架。
[0007] 在单机架轧机中,变更脉冲数(通过轧机对轧制材料进行轧制的次数)相当于在串列式轧机中变更轧机的机架数。在该含义中考虑通过使用在专利文献1中公开的技术,在单机架轧机中根据轧制材料的产品板厚度变更脉冲数即可。
[0008] 然而,在单机架轧机中,若使脉冲数增加,则需要多次改变轧制方向。为了改变轧制方向,需要使轧机停止,需要与专利文献1所公开的不使轧机停止而切换轧机的使用状态和不使用状态的技术不同的技术。即,实际上需要不使产品的制造品质降低,基于产品的板厚等规格根据所需要的轧制脉冲数,决定作业效率最高的轧制方向的变更定时,实现最短时间的轧制作业的技术等。
[0009] 专利文献1:日本专利5422032号公报

发明内容

[0010] 鉴于以上的现有技术的问题点,本发明的目的在于提供一种在单机架轧机的轧制中,不使产品的制造品质下降而能够缩短轧制作业时间的轧制控制装置、轧制控制方法以及程序。
[0011] 为了实现上述发明的目的,本发明的轧制控制装置是单机架轧机的轧制控制装置,该单机架轧机具备上下配置的2个轧辊,一边向夹在上述2个轧辊之间的轧制材料施加负荷使上述轧辊旋转,一边使上述轧制材料经过上述2个轧辊之间,由此对上述轧制材料进行轧制,轧制控制装置的特征在于,具备轻压下板厚度变更控制单元,其按照以下记载的控制的顺序执行以下控制:第1控制,在向入侧板厚为第1板厚的轧制材料施加第1负荷来正在执行使上述轧制材料的出侧板厚成为第2板厚的轧制时,使向上述轧制材料施加的负荷从上述第1负荷减少到上述轧制材料的出侧板厚成为与上述第1板厚大致相同的板厚的第2负荷;第2控制,在向上述轧制材料施加了上述第2负荷的状态下,使上述轧辊的旋转停止;第3控制,在向上述轧制材料施加了上述第2负荷的状态下,使上述轧辊开始向相反旋转方向旋转;以及第4控制,使向上述轧制材料施加的负荷从上述第2负荷增加到上述轧制材料的出侧板厚成为比上述第2板厚薄的第3板厚的第3负荷。
[0012] 根据本发明,提供一种在单机架轧机的轧制中,不降低产品的制造成品率而能够缩短轧制作业时间的轧制控制装置、轧制控制方法以及程序。附图说明
[0013] 图1表示本发明实施方式的单机架轧机以及轧制控制装置的全体结构例。
[0014] 图2表示与通过轧辊进行的轧制材料的轧制现象以及轧制控制相关的参数的例子。
[0015] 图3表示轧制控制装置中的左侧板厚控制部的功能结构的例子。
[0016] 图4表示轧制控制装置中的右侧板厚控制部的功能块结构的例子。
[0017] 图5表示单机架轧机对轧制材料进行轧制的轧制进程的例子。
[0018] 图6表示通过轧制而得到的产品带卷的产品规格的例子,(a)是产品规格(1)的例子,(b)是产品规格(2)的例子。
[0019] 图7表示用于制造产品带卷的以往的一般的轧制顺序例子的前半部。
[0020] 图8表示用于制造产品带卷的以往的一般的轧制顺序例子的后半部。
[0021] 图9表示在制造产品带卷时基于间行板厚度变更方法的轧制顺序的例子。
[0022] 图10汇总表示在间行板厚度变更方法中使用的各路径的各产品部中的修正后的出侧板厚以及轧制负荷的计算公式的例子。
[0023] 图11详细说明间行板厚度变更方法的图。
[0024] 图12表示在制造产品带卷时基于轻压下方法的轧制顺序的例子的前半部。
[0025] 图13表示在制造产品带卷时基于轻压下方法的轧制顺序的例子的后半部。
[0026] 图14详细说明轻压下方法。
[0027] 图15是针对图6所示的产品规格(1)的产品带卷制造,将轧制顺序的不同的要点相对比地进行表示。
[0028] 图16是针对图6所示的产品规格(2)的产品带卷制造,将轧制顺序的不同的要点相对比地进行表示。
[0029] 图17表示本实施方式的轧制控制装置所包含的轧制顺序控制部的结构例。
[0030] 图18表示产品带卷图形DB(数据库)的结构例。
[0031] 图19表示赋予了最大轧制速度Vo时的轧制速度图形的基本形的例子。
[0032] 图20表示基于间行板厚度变更方法的轧制顺序的各路径中的轧制速度图形的例子。
[0033] 图21表示基于轻压下方法的轧制顺序的各路径的轧制速度图形的例子。
[0034] 图22表示用于对基于间行板厚度变更方法的轧制顺序中的各路径中的各引导部以及产品部的轧制长度进行计算的计算式的例子。
[0035] 图23表示用于对基于轻压下方法的轧制顺序的各路径中的各引导部以及产品部的轧制长度进行计算的计算式的例子。
[0036] 图24表示作业时间推定处理的处理流程的例子。

具体实施方式

[0037] 以下,参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。另外,在各附图中,对于共同的构成要素赋予同一符号,并省略重复的说明。
[0038] 《1.轧机以及轧制控制装置的结构》
[0039] 图1表示本发明实施方式的单机架轧机100以及轧制控制装置200的全体结构例。如图1所示,本实施方式的单机架轧机100以构成轧制机架的轧辊1、设于该轧辊1左侧的左侧TR(张力卷筒)3L、以及设于右侧的右侧TR(张力卷筒)3R为主要构成要素。在此,轧辊1夹入轧制材料2,由设于上侧的上作业辊1au、上中间辊1bu、上支持辊1cu以及设于下侧的下作业辊1ad、下中间辊1bd、下支持辊1cd构成。
[0040] 在这样的单机架轧机100中,从左侧TR3L卷出的轧制材料2在被轧辊1轧制后被右侧TR3R卷取,由此来进行轧制方向为右行的轧制。此外,从右侧TR3R卷出的轧制材料2在被轧辊1轧制后被左侧TR3L卷取,由此来进行轧制方向为左行的轧制。
[0041] 此外,如图1所示,单机架轧机100中设有轧制控制所需要的各种测量仪以及控制装置。作为测量仪,设有左侧张力计4L、右侧张力计4R、左侧板厚计5L、右侧板厚计5R、左侧TR旋转仪7L、右侧TR旋转仪7R、轧制负荷仪8等。
[0042] 在此,左侧张力计4L以及右侧张力计4R分别被设成附属于左侧差压辊(Differential Roll)6L以及右侧差压辊6R,测量轧制时的轧制材料2的左侧以及右侧的张力。此外,左侧板厚计5L以及右侧板厚计5R测量轧制时的轧制材料2的入侧以及出侧的板厚。此时,哪一侧为入侧或出侧根据轧制方向而改变。此外,左侧TR旋转仪7L以及右侧TR旋转仪7R分别测量左侧TR3L以及右侧TR3R的旋转量(转速次数以及旋转)。此外,轧制负荷仪8被设成附属于轧辊1,测量通过轧辊1向轧制材料2施加的负荷。
[0043] 此外,作为控制装置,设有左侧TR控制装置9L、右侧TR控制装置9R、辊隙控制装置10、轧机速度控制装置11等。在此,左侧TR控制装置9L以及右侧TR控制装置9R对分别驱动左侧TR3L以及右侧TR3R的电动机进行控制。此外,轧机速度控制装置11对驱动上作业辊1au以及下作业辊1ad的电动机进行控制。此外,辊隙控制装置10对上作业辊1au与下作业辊1ad之间的间隙部即辊隙的大小进行控制。另外,对轧制材料2进行轧制时,通过轧制控制装置200对这些控制装置进行恰当的控制。
[0044] 接着,在说明轧制控制装置200的结构前,说明由轧辊1进行的轧制材料2的轧制现象。
[0045] 图2表示与通过轧辊1进行的轧制材料2的轧制现象以及轧制控制相关的参数的例子,其中,H:入侧板厚,h:出侧板厚,P:轧制负荷,M:轧机常数,Q:塑性常数,Tb:入侧张力,Tf:出侧张力,k:变形阻力,μ:摩擦系数,f:前滑,b:后滑,Ve:入侧速度;Vo:出侧速度,VR:作业辊速度;S:辊隙,E:杨氏模量,ν:泊松比,Bw:板宽。如图2所示,通过轧辊1的上作业辊1au和下作业辊1ad夹住轧制材料2而进行挤压降低轧制材料2的板厚,由此来进行轧制。
[0046] 此时,通过入侧张力Tb以及出侧张力Tf拉伸轧制材料2,并通过从上作业辊1au和下作业辊1ad受到的轧制负荷P压下轧制材料2来对其进行轧制,由此相对于入侧板厚H成为出侧板厚h。另外,轧制负荷P由辊隙S决定。
[0047] 并且,在这样的轧制现象中,轧制材料2的入侧速度Ve比作业辊速度VR慢,出侧速度Vo比作业辊速度VR快。在此,关于作业辊速度VR与入侧速度Ve以及出侧速度Vo的关系,如图2所示能够使用前滑f以及后滑b来表示。并且,此时重要的是轧制材料2向哪一侧前进,将轧制材料2前进的方向称为轧制方向。此外,以轧辊1为基准,将轧制方向侧称为出侧,将与轧制方向相反的一侧称为入侧。在考虑轧制现象时,重要的是相对于轧制方向入侧、出侧位于哪一侧。
[0048] 接着,返回到图1的说明,对轧制控制装置200的结构进行说明。如图1所示,轧制控制装置200具备轧制速度设定部18。轧制速度设定部18根据由轧制顺序控制部20按照产品带卷规格而设定的轧制顺序,计算轧制中的轧制材料2在当前位置(轧辊1的正下方位置)的轧制速度,并将该计算出的轧制速度输出到轧机速度控制装置11。轧机速度控制装置11按照接收到的轧制速度,对驱动上作业辊1au以及下作业辊1ad的电动机进行控制,来进行将作业辊速度VR保定恒定等的控制。另外,在本说明书中,以右行轧制方向的轧机速度为正向用正值来进行表示,以左行轧制方向的轧机速度为负向用负值来进行表示。
[0049] 此外,轧制控制装置200具备左侧张力设定部13L、右侧张力设定部13R、左侧张力控制部14L、右侧张力控制部14R、左侧张力电流变换部15L以及右侧张力电流变换部15R。在此,左侧张力设定部13L以及右侧张力设定部13R按照由轧制顺序控制部20设定的轧制顺序,计算稳定且高效地进行轧制材料2的轧制所需要的张力。此外,左侧张力控制部14L以及右侧张力控制部14R使用由左侧张力计4L和右侧张力计4R测量出的实测值与由左侧张力设定部13L和右侧张力设定部13R计算出的计算值之间的差值,对左侧张力设定部13L和右侧张力设定部13R计算出的张力进行修正。
[0050] 该修正后的张力为应向轧制材料2施加的张力,该张力通过左侧TR3L和右侧TR3R的旋转扭矩来实现。因此,左侧张力电流变换部15L和右侧张力电流变换部15R将上述修正后的张力变换为用于获得相当于该张力的电动机扭矩的电流值。然后,将该变换后的电流值输出到左侧TR控制装置9L和右侧TR控制装置9R。
[0051] 左侧TR控制装置9L以及右侧TR控制装置9R根据接收到的电流值,驱动左侧TR3L以及右侧TR3R的电动机,向轧制材料2施加由左侧张力设定部13L以及右侧张力设定部13R设定的张力。
[0052] 另外,左侧张力电流变换部15L以及右侧张力电流变换部15R根据张力卷筒的机械系统及其控制模型,将张力值变换为电流值(电动机扭矩值),但在控制模型中含有误差。因此,在本实施方式中,经由左侧张力控制部14L和右侧张力控制部14R求出由左侧张力计4L和右侧张力计4R实测的张力值与左侧张力设定部13L和右侧张力设定部13R计算出的计算值之间的差值等。然后,根据该差值等,对由左侧张力设定部13L和右侧张力设定部13R计算出的张力进行修正。因此,在本实施方式中将误差抑制成最小限。
[0053] 此外,轧制控制装置200具备轧制负荷设定部19、负荷控制部17、左侧板厚控制部16L以及右侧板厚控制部16R。轧制负荷设定部19按照由轧制顺序控制部20指定的轧制顺序,计算实现所指定的板厚的轧制负荷。负荷控制部17将轧制负荷设定部19计算出的轧制负荷通过由轧制负荷仪8实测的轧制负荷进行修正,然后输出到辊隙控制装置10。但是,在产品品质方面轧制材料2的板厚是重要的,因此通过左侧板厚控制部16L和右侧板厚控制部
16R进行在下面说明的控制,将其结果反映到向辊隙控制装置10输出的轧制负荷中。即,将从负荷控制部17输出的轧制负荷在基于左侧板厚控制部16L和右侧板厚控制部16R的控制结果进行了修正后输出到辊隙控制装置10。
[0054] 轧制顺序控制部20根据作为对轧制材料2进行轧制的结果而获得的产品带卷的规格,决定详细的轧制顺序,并且根据从左侧TR旋转仪7L和右侧TR旋转仪7R得到的信息,计算轧制中的轧制材料2的长度方向的当前位置。并且,轧制顺序控制部20将所决定的轧制顺序以及长度方向的当前位置输出到左侧张力设定部13L、右侧张力设定部13R、轧制速度设定部18以及轧制负荷设定部19。另外,轧制顺序控制部20的结构以及功能是本实施方式特有的,因此另外参照附图在后面进行详细说明。
[0055] 具有如上结构的轧制控制装置200由计算机实现,该计算机具备运算处理装置(CPU:Central Processing Unit中央处理单元)、存储装置(ROM(Read OnlyMemory只读存储器)、RAM(Random Access Memory随机存取存储器)、硬盘装置等)。并且,通过上述运算处理装置执行存储在上述存储装置中的预定程序,来实现构成轧制控制装置200的以负荷控制部17为首的各部的功能。
[0056] 此外,用于实现轧制控制装置200的计算机并不限于1台。也可以通过经由网络、通信线可相互通信地连接的多台计算机来实现轧制控制装置200。
[0057] 图3表示轧制控制装置200中的左侧板厚控制部16L的功能块结构的例子,图4表示轧制控制装置200中的右侧板厚控制部16R的功能块结构的例子。如图3所示,左侧板厚控制部16L包含前馈板厚控制部30和反馈板厚控制部40而构成,此外,如图4所示,右侧板厚控制部16R也为同样的结构。另外,在图3和图4中,将轧制材料2的轧制方向设为右行。
[0058] 如图3所示,前馈板厚控制部30针对向轧辊1的由入侧板厚计(在图3的例子中为左侧板厚计5L)测量出的入侧板厚偏差ΔH,通过移送时间补偿部31进行移送处理直至轧辊1的正下方为止。然后,进行对该结果乘以将入侧板厚偏差ΔH变换为辊隙S的变换增益32以及控制增益33(GFF)的前馈控制,并将其控制结果输出到轧辊1的辊隙控制装置10。
[0059] 另外,所谓移送处理是指进行时间补偿的处理,该时间补偿由将测量出入侧板厚偏差ΔH的轧制材料2的位置移送至轧辊1的正下方为止的时间TEX-MILL与入侧板厚控制用控制输出定时偏移量ΔTFF之间的时间差TFF来决定。此外,通过塑性常数Q与轧机常数M的比来赋予变换增益32。其中,TFF=TEX-MIL-ΔTFF,TEX-MIL:从左侧板厚计5L至轧制辊1为止的移送时间,ΔTFF:入侧板厚控制用控制输出定时偏移量。
[0060] 如图4所示,反馈板厚控制部40对于来自轧辊1的由出侧的板厚计(在图4的例子中为右侧板厚计5R)测量出的出侧板厚偏差Δh乘以变换增益41以及控制增益42(GFB)。然后,进行对该结果进行积分处理43的反馈控制,并将其控制结果输出到轧辊1的辊隙控制装置10。另外,变换增益41是将出侧板厚偏差Δh变换为辊隙S的增益,是由塑性常数Q和轧机常数M决定的值。其中,TFF=TEX-MIL-ΔTFF,TEX-MIL:从右侧板厚计5R至轧制辊1为止的移送时间,ΔTFF:入侧板厚控制用控制输出定时偏移量。
[0061] 根据图3和图4,当轧制方向为右行时,向左侧板厚控制部16L的前馈板厚控制部30输入来自左侧板厚计5L的信号,但没有向反馈板厚控制部40输入的信号。此外,当轧制方向为右行时,向右侧板厚控制部16R的反馈板厚控制部40输入来自右侧板厚计5R的信号,但没有向前馈板厚控制部30输入的信号。这表示当轧制方向为右行时,左侧板厚控制部16L承担前馈板厚控制,右侧板厚控制部16R承担反馈板厚控制。
[0062] 与此相对,当轧制方向为左行时,切换向前馈板厚控制部30和反馈板厚控制部40输入的信号。即,向左侧板厚控制部16L的前馈板厚控制部30输入来自右侧板厚计5R的信号,此外,向左侧板厚控制部16L的前馈板厚控制部30输入来自右侧板厚计5R的信号。也就是说,当轧制方向为左行时,左侧板厚控制部16L承担反馈板厚控制,右侧板厚控制部16R担当前馈板厚控制。
[0063] 因此,当轧制方向为右行时,向辊隙控制装置10施加由来自左侧板厚控制部16L的前馈控制输出以及来自右侧板厚控制部16R的反馈控制输出而决定的信号来作为控制指令值。此外,当轧制方向为左行时,向辊隙控制装置10施加由来自左侧板厚控制部16L的反馈控制输出以及来自右侧板厚控制部16R的前馈控制输出而决定的信号来作为控制指令值。
[0064] 另外,在图1中将设于轧辊1的左侧和右侧的板厚计、张力卷筒等根据设的位置称为左侧板厚计5L、右侧板厚计5R、左侧TR3L、右侧TR3R等。在本实施方式中,它们的作用根据轧制方向而改变,因此,以下根据轧制方向,将他们适当改称为入侧板厚计、出侧板厚计、入侧TR、出侧TR等。
[0065] 《2.轧制进程》
[0066] 图5表示单机架轧机100轧制轧制材料2的轧制进程的例子中。在图5中,母材厚H1为轧制材料2在开始轧辊1的轧制作业紧前的板厚,第1路径表示第1次的轧制。在第1轧制(第1路径)中,将母材厚H1减薄至出侧板厚h1,在第2次轧制(第2路径)中,将入侧板厚h1减薄至出侧板厚h2。同样地进行第3次(第3路径)轧制、第4次(第4路径)轧制,在第5次轧制(第5路径)中,将入侧板厚h4减薄至出侧板厚h5。此外,将各路径的轧制时的轧辊1的入侧以及出侧的轧制材料2的张力设为入侧张力以及出侧张力,表示为Tb1~Tb5、Tf1~Tf5。
[0067] 另外,这些板厚以及张力根据轧制材料2的材质、轧辊1的能力(最大负荷、驱动轧辊1、张力卷筒的电动机的载流容量)等、轧制油(在轧制时为了上作业辊1au、下作业辊1ad与轧制材料2之间的润滑而使用的油)等而不同。因此,通常由轧制的作业技术人员根据经验设定这些值。在该情况下,使用轧制现象的模型,例如能够通过计算机求出使轧制负荷在各路径中恒定的板厚。此外,关于张力,可以根据轧制材料2的应力等测定结果按照一定规则求出。在此,可以通过任意方法预先求出在轧制进程中设定的板厚、张力。
[0068] 变形阻力取决于轧制材料的材质,因此表示轧制材料2的硬度。可以通过拉伸试验等机械的方法对每个材质实验性地求出变形阻力值。并且,用μ表示上作业辊1au、下作业辊1ad与轧制材料2之间的摩擦系数。摩擦系数μ取决于上作业辊1au、下作业辊1ad的速度和表面粗糙度,但是为了方便,在此设为固定值。
[0069] 若决定了单机架轧机100中的入侧板厚H、出侧板厚h、入侧张力Tb、出侧张力Tf、变形阻力km以及摩擦系数μ,则可以使用公知的轧制负荷式求出所需要的轧制负荷P。作为公知的轧制负荷式,例如有布兰德-福特(BLAND&FORD)式,但在此省略说明,将轧制负荷P表示为入侧板厚H、出侧板厚h、入侧张力Tb、出侧张力Tf、变形阻力km以及摩擦系数μ的函数。即,将轧制负荷P表示为P=P(H,h,Tb,Tf,km,μ)。因此,通过以下的轧制负荷式来计算图5的轧制进程的第1路径~第5路径的轧制负荷P1~P5。轧制负荷式为:
[0070] P1=P(H1,h1、Tb1,Tf1,km1,μ)
[0071] P2=P(h1,h2,Tb2,Tf2,km2,μ)
[0072] P3=P(h2,h3,Tb3,Tf3,km3,μ)
[0073] P4=P(h3,h4,Tb4,Tf4,km4,μ)
[0074] P5=P(h4,h5,Tb5,Tf5,km5,μ)。
[0075] 图6表示通过轧制而得到的产品带卷的产品规格的例子,(a)是产品规格(1)的例子,(b)是产品规格(2)的例子。这些产品带卷是按照图5所示的轧制进程制造的。
[0076] 如图6(a)所示,产品规格(1)的产品带卷由板厚h3的产品部A、板厚h4的产品部B、板厚h5的引导部A、引导部B、引导部C构成。引导部A、引导部B、引导部C例如是作为焊接部而使用或者是在向张力卷筒卷绕等的作业中使用的部分,在向顾客交付时,进行切取废弃处理。此外,在图6(a)中,LA、LB表示产品部A、产品部B的长度,LDA、LDB、LDC表示引导部A、引导部B、引导部C的长度。另外,产品部A、产品部B的长度LA、LB当然远大于引导部A、引导部B、引导部C的长度LDA、LDB、LDC。
[0077] 同样,图6(b)所示的产品规格(2)的产品带卷由板厚h3的产品部C、板厚h5的引导部D、引导部E构成。并且,LC表示产品部C的长度,LDD、LDE表示引导部D、引导部E的长度。
[0078] 《3.用于产品带卷制造的轧制顺序》
[0079] <3.1现有的一般的轧制顺序>
[0080] 图7表示用于制造产品带卷的以往的一般的轧制顺序例子的前半部。此外,图8表示用于同样地制造产品带卷的以往的一般的轧制顺序例子的后半部。另外,在图7、图8的例子中,设为制造图6所示的产品规格(1)的产品带卷。
[0081] 此外,在图7、图8中的括号内的带编号的顺序表示用于制造上述产品带卷的轧制顺序中包含的下位级别的顺序。另外,括号内所记载的顺序以下在图9、图12、图13中也同样表示下位级别的顺序。
[0082] 首先,如图7(顺序1)所示,将带卷(轧制材料2)的全长从母材厚H1(用细虚线表示的厚度位置)轧制到第1路径的出侧板厚h1(用粗的点划线表示的厚度位置)。接着,在(顺序2)中,改变轧制方向,将带卷全长轧制到第2路径的出侧板厚h2。在这些第1路径、第2路径的轧制中,向轧制中的带卷分别施加轧制负荷P1、P2。另外,第1路径、第2路径等各路径的入侧板厚、出侧板厚、轧制负荷等值基于图5所示的轧制进程。
[0083] 接着,在(顺序3)~(顺序5)中,在带卷的前端部作成引导部A。首先,在(顺序3)中,从带卷前端部开始至带卷位置CP(1)-1为止进行使出侧板厚为第3路径的出侧板厚h3的轧制。接着,在(顺序4)中,改变轧制方向,直到带卷前端部为止进行使出侧板厚为第4路径的出侧板厚h4的轧制。并且,在(顺序5)中,改变轧制方向,从带卷前端部开始至带卷位置CP(1)-1为止进行使出侧板厚为第5路径的出侧板厚h5的轧制。
[0084] 通过到此为止的图7所示的轧制顺序作成引导部A,因此在图8(顺序6)中,从带卷位置CP(1)-1开始至带卷的后端部为止,进行使出侧板厚为第3路径的出侧板厚h3的轧制。另外,在图8的(顺序6)及其以后,用粗实线表示已轧制的带卷部分。
[0085] 接着,在(顺序7)中,使轧制方向反转,从带卷的后端部开始至带卷位置CP(1)-2为止,进行使出侧板厚为第4路径的出侧板厚h4的轧制。接着,为了作成引导部B,从带卷位置CP(1)-2开始至带卷位置CP(1)-3为止,进行使出侧板厚为第5路径的出侧板厚h5的轧制。最后,为了作成引导部C,从带卷位置CP(1)-4开始至带卷后端部为止,进行使出侧板厚为第5路径的出侧板厚h5的轧制。
[0086] 以上,根据图7和图8所示的一连串的轧制顺序,制造图6所示的产品规格(1)的产品带卷。在此,如图7的(顺序3)~(顺序5)所示,在第3路径的带卷前端部实施3次轧制,使带卷前端部的板厚成为h5是因为产品部A、产品部B的长度压倒性地长于引导部A、引导部B、引导部C的长度。也就是说,在(顺序5)及其以后,不需要使带卷返回至前端部,因此能够缩短轧制时间。
[0087] 图15是针对图6所示的产品规格(1)的产品带卷制造,将轧制顺序的不同要点对比地进行表示。另外,对于图15所记载的间行板(Inter travel plate)厚度变更方法以及轻压下方法,之后详细说明。
[0088] 在图15中,带箭头的粗实线表示轧制对象的带卷的轧制范围和轧制方向。此外,图中的倒三角标记(▽)表示需要停止轧辊1来变更压下位置即轧制负荷的位置。通常,当使轧辊1在压下状态下停止时,停止的位置的板厚变薄,成为偏离产品公差的部位(以下,将这样的部位称为停止痕迹)。
[0089] 在以往的一般的轧制顺序中,在变更板厚的情况下,在压下状态下使轧辊1停止后变更压下位置即轧制负荷。因此,当通过以往的一般的轧制顺序制造产品规格(1)的产品带卷时,在产品带卷内(除两端以外的部位)的4个地方产生由于停止痕迹引起的板厚不良。在该产品带卷内产生的停止痕迹成为使产品带卷的品质劣化的重大原因。
[0090] 因此,为了提高产品带卷的品质,重要的是不在产品带卷内产生停止痕迹。因此,作为不产生停止痕迹的板厚度变更方法,以下对间行板厚度变更方法以及轻压下方法进行说明。
[0091] <3.2基于间行板厚度变更方法的轧制顺序>
[0092] 图9表示在制造产品带卷时基于间行板厚度变更方法的轧制顺序的例子。在间行板厚度变更方法中,对于出侧板厚,除了在带卷两端部轧制方向反转时以外,不使轧辊1停止而变更压下位置即轧制负荷。因此,在产品带卷内不会产生因停止痕迹引起的板厚不良。
[0093] 另外,图9所示的轧制顺序是制造图6所示的产品规格(1)的产品带卷的顺序,此外,该轧制进程按照图5所示的轧制进程。并且,在此,关于轧辊1的轧制能力,无法将图5所示的各路径的出侧板厚进一步减薄。于是,无法与产品部B的出侧板厚h4相符地通过4次轧制制造产品规格(1)的产品带卷,无论如何也要进行5次轧制。
[0094] 在(顺序1)的第1路径的轧制中,将轧制对象的母材带卷全长从前端部向后端部,一边变更在各产品部以及各引导部的轧制负荷一边进行轧制。此时,关于产品部A以及产品部B的出侧板厚以及轧制负荷,修正为比图5的轧制进程所示的出侧板厚、轧制负荷小的值。在图9中,将产品部A、产品部B的修正后的出侧板厚记载为hlTl、hlT2,此外,将修正后的轧制负荷记载为P1Tl、P1T2。
[0095] 在(顺序2)~(顺序5)的第2路径~第5路径的轧制中,在使轧制方向反转后,与(顺序1))同样地跨越轧制对象的带卷的全长一边变更轧制负荷一边进行轧制。在该情况下,对于产品部A以及产品部B的出侧板厚以及轧制负荷,也被修正为比图5的轧制进程所示的出侧板厚、轧制负荷小的值。另外,在图9中,该修正后的值在(顺序2)中记载为h2Tl、h2T2、P2Tl、P2T2,…(省略)…,在(顺序5)中记载为h5T1、h5T2、P5T1、P5T2。
[0096] 如以上所述,在使用间行板厚度变更方法的带卷的轧制顺序中,对于轧制对象的带卷在带卷全长中不使轧辊1停止一边适当变更出侧板厚以及轧制负荷一边进行轧制。因此,在产品带卷内不会产生由停止痕迹引起的板厚不良,因此产品带卷的品质提高。
[0097] 另一方面,在使用间行板厚度变更方法的带卷的轧制顺序中,在各路径中均跨越轧制对象的带卷的全长进行轧制,并且,对于产品部进行用于作成引导部所需要的轧制次数的轧制。因此,例如在图6所示的产品规格(1)的产品带卷等中,与以往的一般的轧制顺序相比,有时作为全体的轧制时间变长。轧制时间变长表示轧制的作业效率下降。并且,在图6所示的产品规格(2)的产品带卷中,因为产品部C的长度压倒性地长于引导部D、E的长度,因此作业效率的降低更大。
[0098] 图10汇总表示在间行板厚度变更方法中使用的各路径的各产品部中的修正后的出侧板厚以及轧制负荷的计算式的例子。在图10中,hiTl、hiT2(i=1、……、5)表示第i路径的产品部A、产品部B的修正出侧板厚,P2Tl、P2T2表示第i路径的产品部A、产品部B的修正轧制负荷。此外,作为计算轧制负荷的函数,与上述同样地可以使用布兰德-福特式等。
[0099] 图11详细说明间行板厚度变更方法,在此,以图9的(顺序3)的区域A的部分的动作为例详细进行说明。在间行板厚度变更方法中,使轧辊1保持运转(即,轧制速度恒定的状态下),通过将轧制负荷例如从P3变更为P3Tl,从而将出侧板厚从h3变更为h3Tl。此外,在该期间,使入侧张力以及出侧张力保持恒定。
[0100] 能够根据张力卷筒(左侧TR3L、右侧TR3R)的累计旋转次数求出图6所示的产品规格(1)的产品带卷的从带卷前端部开始的长度或从带卷后端部开始的长度。例如,在将产品带卷中的产品部A的长度设为LA时,第3路径的入侧的长度根据质量流量恒定定律成为(h5/h2)·LA。因此,能够求出各路径中的图6(a)中记载的直到带卷位置CP(1)-1~CP(1)-4为止的长度、引导部A、B、C的锥部长度LT等。
[0101] 并且,如果根据这些信息生成轧制负荷变更等操作开始定时点,并与入侧板厚的变化相应地变更轧制负荷,则作为结果变更出侧板厚。在此,可以使用各路径中的锥部的长度以及入侧速度的实际值来求出轧制负荷的变更时间。
[0102] 以上那样的间行板厚度变更必须在出侧板厚<入侧板厚的条件下进行,此时的轧制材料2(轧制对象带卷)的轧制在塑性变形区域的状态下进行。
[0103] <3.3基于轻压下方法的轧制顺序>
[0104] 图12表示在制造产品带卷时基于轻压下方法的轧制顺序的例子的前半部。此外,图13表示在制造相同的产品带卷时基于轻压下方法的轧制顺序的例子的后半部。另外,在图12、图13的例子中,制造图6所示的产品规格(1)的产品带卷。
[0105] 在轻压下方法中,其特征为在使轧制材料2(轧制对象带卷)成为弹性变形状态的状态下变更轧制方向。一般,轧制材料21在轧制状态下处于出侧板厚h比入侧板厚H薄的塑性变形状态。在该状态下,在减小轧制负荷、入侧张力、出侧张力时,转移至轧制材料2的入侧板厚和出侧板厚大致相等的弹性变形状态。在弹性变形状态下,轧制材料2虽然被轧辊1压下而暂时板厚变薄,但当从轧辊1的正下方偏移时板厚变薄恢复,入侧板厚和出侧板厚大致相同。将该状态称为轻压下,在轻压下状态下,即使使轧辊1停止也不会在轧制材料2上出现停止痕迹。另外,严格地说,在轻压下状态下也产生细微的板厚变动,但是该板厚变动量与在轧制状态下使轧辊1停止时相比十分小因此可以忽略。
[0106] 因此,在为了变更轧制方向而使轧制停止时,若使轧制材料2为弹性变形状态即轻压下状态,则不会使产品带卷内出现停止痕迹。因此,若利用该轻压下方法,则不会使产品带卷的品质劣化,能够通过与以往的一般的轧制顺序大致相同的生产效率制造产品带卷。
[0107] 以下,参照图12和图13对基于轻压下方法的轧制顺序进行说明。首先,在图12(顺序1)中,将带卷(轧制材料2)的全长从母材厚H1(用细虚线表示的厚度位置)轧制到第1路径的出侧板厚h1(用粗的点划线表示的厚度位置)。接着,在(顺序2)中,改变轧制方向,将带卷全长轧制到第2路径的出侧板厚h2。另外,这些第1路径、第2路径的轧制与以往的一般的轧制顺序相同(参照图7)。
[0108] 接着,在(顺序3)中,为了作成引导部A,施加轧制负荷P3从前端部到带卷位置CP(1)-1轧制卷带,在将轧制负荷减轻至轧制负荷Pe2后,停止该轧制。在此,轧制负荷Pe2为出侧板厚与入侧板厚h2大致相同的轧制负荷,此时,带卷的被轧制部分成为弹性变形状态。接着,在(顺序4)中,在一直施加了轧制负荷Pe3的状态即带卷的被轧制部分为弹性变形状态时,将轧制方向变更为右行后重新开始进行轧制。并且,使轧制负荷增加至轧制负荷P4并轧制到带卷前端部。
[0109] 接着,(顺序5)的轧制将轧制方向设为右行,对于带卷全长进行基于间行板厚度变更的轧制。另外,此时,在带卷位置CP(1)-1进行从出侧板厚h5向出侧板厚h3的间行板厚度变更。
[0110] 接着,在图13的(顺序6)中,将轧制方向变更为左行,直到带卷位置CP(1)-2为止通过轧制负荷P4进行成为出侧板厚h4的轧制,在将轧制负荷减少为轧制负荷Pe3以使带卷的被轧制部分成为弹性变形状态后停止轧制。然后,在(顺序7)中,在弹性变形状态下将轧制方向变更为右行后,使轧制负荷上升至轧制负荷P5来轧制到带卷位置CP(1)-3。由此,得到出侧板厚h5的引导部B。之后,使轧制负荷降低至轧制负荷Pe4,到带卷位置CP(1)-4为止持续进行成为出侧板厚h4的轧制。最后,在带卷位置CP(1)-4基于间行板厚度变更,直至后端部为止进行成为出侧板厚h5的轧制,并结束轧制。
[0111] 另外,在(顺序7)的从带卷位置CP(1)-3至带卷位置CP(1)-4为止的轧制中,入侧板厚与出侧板厚相同,因此能够进行轻压下的轧制。另外,还可通过在放开了压下的状态,即上作业辊1au、下作业辊1ad不与轧制材料2接触的状态下,通过左侧TR3L或右侧TR3R卷取轧制材料2,来进行该部分的带卷移动。
[0112] 图14详细说明轻压下方法,在此详细说明了图12的从(顺序3)转移至(顺序4)时的动作。如图12所示,在轻压下方法中,当使(顺序3)的轧辊1的轧制负荷P3减少至轧制材料2的出侧板厚h3与入侧板厚h2相同的轧制负荷Pe2(根据需要张力也减少)时,轧辊1正下方近旁的轧制材料2成为弹性变形状态。在轧制材料2成为弹性变形状态的地方,使轧辊1进行的轧制暂停,在使轧制方向反转后重新开始轧制。由此,能够抑制在轧制材料2(带卷)中产生停止痕迹。
[0113] 另外,在使用该轻压下方法的轧制中,也能够求出轧制过程中的轧制材料2的从带卷前端部或从后端部开始的位置,能够计算轧制负荷、入侧张力、出侧张力的变更开始定时和变更时间。
[0114] 如上所述,图15是针对图6所示的产品规格(1)的产品带卷的制造,将轧制顺序的不同要点相对比地进行表示。此外,图16是针对图6所示的产品规格(2)的产品带卷的制造,将轧制顺序的不同要点相对比地进行表示。
[0115] 在图15和图16中,带箭头的粗实线表示轧制对象的带卷的轧制范围和轧制方向。此外,图中的倒三角标记(▽)表示需要停止轧辊1来变更压下位置即轧制负荷的位置,换言之,表示产生停止痕迹的位置。此外,图中的粗虚线表示在压下开放的状态下可移动(卷取)轧制对象的带卷的部分。
[0116] 如图15和图16所示,基于轻压下方法的轧制顺序的特征为,能够得到与以往的一般的轧制顺序大致相同的作业效率,并且,在产品带卷内不会产生停止痕迹引起的板厚不良。此外,基于间行板厚度变更方法的轧制顺序的特征为,对于轧制对象的带卷的全长进行需要次数的轧制,因此作业效率容易降低,但在产品带卷内不会产生停止痕迹引起的板厚不良。
[0117] 然而,根据在1个产品带卷中形成的引导部的数量等,有时基于间行板厚度变更方法的轧制顺序的作业效率高于基于轻压下方法的轧制顺序。这是因为基于间行板厚度变更方法的轧制顺序使轧辊1停止的次数少。顺便说一下,在图15的例子中,在基于间行板厚度变更方法的轧制顺序中,其停止次数只是在带卷两端停止时的5次,但是在基于轻压下方法的轧制顺序中,在形成引导部A、B时也停止,因此总计为7次。因此,根据该停止时间、引导部A、B的长度等,认为有时基于间行板厚度变更方法的轧制顺序的作业效率高。
[0118] 因此,本实施方式的轧制控制装置200具备如下功能:根据轧制对象带卷的产品带卷规格,评价基于间行板厚度变更方法的轧制顺序以及基于轻压下方法的轧制顺序各自的作业效率,选择作业效率好的轧制顺序。并且,按照通过该功能选择的轧制顺序,对轧制对象带卷的轧制进行控制。通过轧制控制装置200的轧制顺序控制部20(参照图1)来实现这些功能。以下,对轧制顺序控制部20的详细情况进行说明。
[0119] 《4.轧制顺序控制部20的结构以及功能》
[0120] 图17表示本实施方式的轧制控制装置200所包含的轧制顺序控制部20的结构例。如图17所示,轧制顺序控制部20包含间行板厚度变更方法轧制控制部21、轻压下方法轧制控制部22、长度方向位置识别部23、产品带卷制造方法选择部24等而构成。
[0121] 在图17中,产品带卷制造方法选择部24对输入的产品带卷规格,推定分别使用间行板厚度变更方法以及轻压下方法时的轧制的作业时间,并选择作业时间短的一方作为产品带卷制造时的轧制顺序。在此,产品带卷规格是指例如图6所示的产品规格(1)、(2)的带卷长度方向的板厚分布等信息等。此外,长度方向位置识别部23根据由左侧TR旋转仪7L或右侧TR旋转仪7R检测出的左侧TR3L或右侧TR3R的旋转次数,计算轧制材料2中的轧辊1的正下方部分的长度方向位置(例如,从前端部开始的长度)。
[0122] 在通过产品带卷制造方法选择部24选择了间行板厚度变更方法的情况下,启动间行板厚度变更方法轧制控制部21的动作。间行板厚度变更方法轧制控制部21按照图9等所示的基于间行板厚度变更方法的轧制顺序,计算在由长度方向位置识别部23计算出的轧制对象带卷的长度方向位置的轧制负荷、轧制速度、左侧张力以及右侧张力。然后,将该计算出的轧制负荷、轧制速度、左侧张力以及右侧张力输出到图1中说明的轧制负荷设定部19、轧制速度设定部18、左侧张力设定部13L以及右侧张力设定部13R。
[0123] 此外,在通过产品带卷制造方法选择部24选择了轻压下方法的情况下,启动轻压下方法轧制控制部22的动作。轻压下方法轧制控制部22按照图12、图13等所示的基于轻压下方法的轧制顺序,计算在由长度方向位置识别部23计算出的轧制对象带卷的长度方向位置的轧制负荷、轧制速度、左侧张力以及右侧张力。然后,将该计算出的轧制负荷、轧制速度、左侧张力以及右侧张力输出到在图1中说明的轧制负荷设定部19、轧制速度设定部18、左侧张力设定部13L以及右侧张力设定部13R。
[0124] 并且,如图17所示,产品带卷制造方法选择部24包含轧制顺序选择部25、间行板厚度变更方法作业时间推定部26、轻压下方法作业时间推定部27、产品带卷图形选择部28等子模块而构成。产品带卷图形选择部28例如根据由制造管理者等输入的产品带卷的识别名称,从产品带卷图形DB50中选择相当于该输入的识别名称的产品带卷的长度方向的板厚分布信息。另外,另外使用图18对产品带卷图形DB50的结构进行说明。
[0125] 间行板厚度变更方法作业时间推定部26根据通过产品带卷图形选择部28选择的产品带卷的长度方向的板厚分布信息,生成使用间行板厚度变更方法的轧制顺序,并且推定按照该轧制顺序时的轧制总时间(作业时间)。此外,轻压下方法作业时间推定部27根据通过产品带卷图形选择部28选择的产品带卷的长度方向的板厚分布信息,生成使用轻压下方法的轧制顺序,并且推定按照该轧制顺序时的轧制总时间(作业时间)。
[0126] 轧制顺序选择部25将间行板厚度变更方法作业时间推定部26推定出的作业时间与轻压下方法作业时间推定部27推定出的作业时间进行比较,选择作业时间短的轧制顺序。然后,根据该结果,将该结果通知给间行板厚度变更方法轧制控制部21或轻压下方法轧制控制部22。另外,此时,将选择的产品带卷的长度方向的板厚分布信息也一并通知给间行板厚度变更方法轧制控制部21或轻压下方法轧制控制部22。
[0127] 图18表示产品带卷图形DB(数据库)50的结构例。如图18所示,产品带卷图形DB50是预先登记有制造的产品带卷的长度方向的板厚分布信息的数据库。即,将产品带卷的长度方向的板厚分布信息与产品带卷的识别名称对应起来登记在产品带卷图形DB50中。此外,在产品带卷图形DB50中,按照引导部的数量和产品部的板厚数(具有不同板厚的产品部的数量)等对所登记的产品带卷的长度方向的板厚分布信息进行了分类。
[0128] 此外,可以将通过产品带卷图形选择部28选择产品带卷的长度方向的板厚分布,通过间行板厚度变更方法作业时间推定部26以及轻压下方法作业时间推定部27推定作业时间,并且,通过轧制顺序选择部25选择轧制顺序的结果登记到产品带卷图形DB50中。
[0129] 例如,在图18中对于规格(1)的产品带卷,表示了选择基于间行板厚度变更方法的轧制顺序的作业时间比选择基于轻压下方法的轧制顺序的作业时间短。相反,对于规格(2)的产品带卷,表示了选择基于轻压下方法的轧制顺序的作业时间比选择基于间行板厚度变更方法的轧制顺序的作业时间短。并且,还可以将关于该选择的轧制顺序的详细的顺序信息(图9、图12、图13等中所示的顺序信息)一并登记在产品带卷图形DB50中。
[0130] 如上所述,若在产品带卷图形DB50中登记有轧制顺序的选择结果、轧制顺序的详细信息,则在轧制与该登记的产品带卷规格相同的产品带卷规格的带卷时,不需要重新推定作业时间等。因此,能够减轻包含产品带卷制造方法选择部24的计算机的负荷。
[0131] 另外,在以上的产品带卷制造方法选择部24的说明中,间行板厚度变更方法作业时间推定部26以及轻压下方法作业时间推定部27根据被赋予的产品带卷的长度方向的板厚分布信息,生成各自的轧制顺序。这里的轧制顺序是指在图9、图12、图13等中所示的具体的轧制顺序,但大多情况下,熟练的作业技术者的接入能够有效地生成这样的轧制顺序。因此,生成用于实现间行板厚度变更方法作业时间推定部26以及轻压下方法作业时间推定部27的计算机程序,使得作业技术者能够适当介入。
[0132] 图19表示被赋予了最大轧制速度Vo时的轧制速度图形的基本形的例子。在此,在轧制开始时,轧制速度以预定的加速度α加速到最大轧制速度Vo,在轧制停止时,轧制速度从最大轧制速度Vo开始以预定的加速度-α减速。此时,可以将轧制长度l计算为轧制速度图形所表示的梯形的面积。并且,可以通过在图19的四边形框内所示的计算式来计算从轧制开始到轧制停止的轧制时间t。其中,轧制时间为:
[0133]
[0134] 因此,间行板厚度变更方法作业时间推定部26以及轻压下方法作业时间推定部27在根据被赋予的产品带卷的长度方向的板厚分布信息来生成各自的轧制顺序时,首先,生成图20、图22所示那样的轧制速度图形。在此,图20表示基于间行板厚度变更方法的轧制顺序的各路径中的轧制速度图形的例子,图21表示基于轻压下方法的轧制顺序的各路径的轧制速度图形的例子。在此,引导部A、B、C的轧制速度在各路径中均设为VL,产品部A、B的各路径的轧制速度设为Vl~V5。另外,关于这些轧制速度图形,严格而言与现实的轧制时的速度图形不同,但在推定轧制时间方面没有问题。
[0135] 轧制对象的带卷的轧制长度根据产品带卷的交纳目的地、母材带卷的大小(长度)等而不同,但在轧制该轧制对象的带卷前,由作业技术者或操作员决定制造什么样的产品带卷的信息。这些信息可以说是图17中所说的产品带卷规格的一部分,将该轧制速度等详细信息与产品规格的识别信息对应起来预先登记在产品带卷图形DB50中。
[0136] 图22表示用于对基于间行板厚度变更方法的轧制顺序的各路径中的各引导部以及产品部的轧制长度进行计算的计算式的例子。此外,图23表示用于对基于轻压下方法的轧制顺序的各路径中的各引导部以及产品部的轧制长度进行计算的计算式的例子。另外,在图22、图23中所示的计算式的例子与图6的产品规格(1)的产品带卷相关。
[0137] 一般,在轧制材料2的轧制中,质量流量恒定定律(体积恒定定律)成立,因此即使被轧制板厚×轧制长度仍恒定。因此,若知道最终的轧制长度和各路径的出侧板厚,则能够计算各路径的轧制长度。另外,在该例子中,根据图6的产品规格(1)可知引导部A、B、C的最终的轧制长度为LDA、LDB、LDC,产品部A、B的最终轧制长度为LA、LB。此外,也获知各路径中的引导部A、B、C、产品部A、B的出侧板厚。因此,能够计算各路径、各部的轧制长度。
[0138] 如上所述,若知道轧制长度和各路径中的最大轧制速度,则能够求出各路径中的轧制时间。然而,在实际的轧制作业中,在变更轧制方向时,需要由操作员进行机械操作以及确认操作结果等,需要相应的时间。因此,在作业时间中需要考虑该轧制方向切换所需要的时间。
[0139] 在基于间行板厚度变更方法的轧制顺序中,如图9所示,在(顺序1)~(顺序5)的各顺序结束时进行轧制方向的切换。此外,在基于轻压下方法的轧制顺序中,如图12、图13所示,在(顺序1)~(顺序7)的各顺序结束时进行轧制方向的切换。但是,其中,在(顺序3)以及(顺序6)结束时2次在轻压下状态下进行轧制方向的切换。通常,在轻压下状态下进行的轧制方向的切换时间与在压下状态下进行的轧制方向的切换时间不同。
[0140] 这样的轧制方向的切换时间可以通过测定实际进行的轧制作业中的切换时间来获得。因此,可以将实际获得的切换时间的平均值作为压下状态下的轧制方向切换时间、轻压下状态下的轧制方向切换时间,并存储在包含产品带卷图形DB50的存储装置等中。
[0141] 图24表示作业时间推定处理的处理流程的例子。如图24所示,间行板厚度变更方法作业时间推定部26首先根据产品带卷规格计算各轧制次数(图9中的顺序1~顺序5)的轧制长度(步骤S10)。该处理可以使用图22和图23所示的式子来计算。
[0142] 接着,间行板厚度变更方法作业时间推定部26根据各轧制次数(图9中的顺序1~顺序5)的最大速度、轧制长度等,计算轧制时间(步骤S20)。在该计算中,使用计算图20、图21所示的轧制速度图形以及图19所示的计算轧制时间的式子。此外,此时,从产品带卷图形DB50读出图20、图21所示的轧制速度图形。
[0143] 接着,间行板厚度变更方法作业时间推定部26对如上那样求出的各次的轧制时间的总和相加各次的轧制方向切换时间,来计算作业时间(步骤S30)。此外,此时,从产品带卷图形DB50读出轧制方向切换时间。
[0144] 另外,轻压下方法作业时间推定部27的作业时间推定处理的处理流程与图24相同,因此在此省略说明。
[0145] 《4.效果》
[0146] 以上,根据本发明的实施方式,不论是基于间行板厚度变更方法的轧制顺序,还是基于轻压下方法的轧制顺序,都不会在制造的产品带卷中产生由停止痕迹引起的板厚不良。因此,能够抑制产品品质的劣化。
[0147] 此外,在本实施方式中,根据产品带卷的产品规格,分别推定使用间行板厚度变更方法和轻压下方法时的作业时间,按照作业时间短的轧制顺序制造产品带卷。因此,缩短作业时间,轧制的作业效率提高。
[0148] 《5.补充》
[0149] 以上,在本实施方式中,设为轧制材料的母材厚度在带卷的长度方向上相同,即使在母材厚不同的情况下,也同样能够应用本实施方式的轧制控制装置200。
[0150] 此外,在本实施方式中,根据作业时间的推定值执行了轧制顺序的选择,但是也可以根据轧制材料的产品规格基于需要的板厚精度选择轧制顺序。通常,与基于轻压下方法的轧制顺序相比,基于间行板厚度变更方法的轧制顺序的板厚精度良好。因此,在该情况下,是否牺牲作业效率选择板厚精度良好的基于间行板厚度变更方法的轧制顺序成为该选择的基准。
[0151] 此外,在本实施方式中,以单机架轧机100为对象,但是对于能够改变轧制方向来增加轧制次数的2个机架以上的串列式轧机,也能够应用与本实施方式相同的技术。
[0152] 此外,在本实施方式中,在轻压下或间行板厚度变更时,变更轧制负荷,但即使在运算为了获得轧制负荷所需要的辊隙,并且操作辊隙来变更轧制负荷的情况下,也能够应用同样的技术。
[0153] 另外,本发明并不限于以上说明的实施方式以及变形例,还可以包括各种变形例。例如,上述的实施方式以及变形例是为了便于理解本发明而进行的详细说明,并非必须具备说明的所有结构。此外,也可以将某实施方式或变形例的结构的一部分置换成其他实施方式或变形例的结构,此外,也可以对某实施方式或变形例的结构添加其他实施方式或变形例的结构。此外,对于各实施方式或变形例的结构的一部分,也可以追加、删除、置换其他实施方式或变形例中包含的结构。
[0154] 符号说明
[0155] 100 单机架轧机
[0156] 200 轧制控制装置
[0157] 1 轧辊
[0158] 2 轧制材料
[0159] 1au 上作业辊
[0160] lbu 上中间辊
[0161] 1cu 上支持辊
[0162] 1ad 下作业辊
[0163] 1bd 下中间辊
[0164] 1cd 下支持辊
[0165] 3L 左侧张力卷筒(左侧TR)
[0166] 3R 右侧张力卷筒(右侧TR)
[0167] 4L 左侧张力计
[0168] 4R 右侧张力计
[0169] 5L 左侧板厚计
[0170] 5R 右侧板厚计
[0171] 6L 左侧差压辊
[0172] 6R 右侧差压辊
[0173] 7L 左侧TR旋转仪
[0174] 7R 右侧TR旋转仪
[0175] 8 轧制负荷仪
[0176] 9L 左侧TR控制装置
[0177] 9R 右侧TR控制装置
[0178] 10 辊隙控制装置
[0179] 11 轧机速度控制装置(轧制速度控制装置)
[0180] 13L 左侧张力设定部
[0181] 13R 右侧张力设定部
[0182] 14L 左侧张力控制部
[0183] 14R 右侧张力控制部
[0184] 15L 左侧张力电流变换部
[0185] 15R 右侧张力电流变换部
[0186] 16L 左侧板厚控制装置
[0187] 16R 右侧板厚控制装置
[0188] 17 负荷控制部
[0189] 18 轧制速度设定部
[0190] 19 轧制负荷设定部
[0191] 20 轧制顺序控制部(轧制顺序控制单元)
[0192] 21 间行板厚度变更方法轧制控制部(间行板厚度变更控制单元、间行板厚度变更方法轧制控制单元)
[0193] 22 轻压下方法轧制控制部(轻压下板厚度变更控制单元、轻压下方法轧制控制单元)
[0194] 23 长度方向位置识别部
[0195] 24 产品带卷制造方法选择部
[0196] 25 轧制顺序选择部(轧制顺序选择单元)
[0197] 26 间行板厚度变更方法作业时间推定部(作业时间推定单元)
[0198] 27 轻压下方法作业时间推定部(作业时间推定单元)
[0199] 28 产品带卷图形选择部
[0200] 30 前馈板厚控制部
[0201] 40 反馈板厚制御部
[0202] 50 产品带卷图形DB(数据库)。
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