專利名稱：連續(xù)壓延機壓延進行中的板厚變更裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及連續(xù)壓延機壓延進行中的板厚變更裝置，特別是涉及利用壓下補償控制動態(tài)地對朝著所提供的目標(biāo)板厚改變的體積流量進行速度補償?shù)姆€(wěn)定的壓延進行中改變板厚的控制方法。
背景技術(shù)：
已有的連續(xù)壓延機壓延進行中的板厚變更裝置根據(jù)壓延材料的材質(zhì)、尺寸和壓延溫度等，在壓延之前預(yù)先計算壓延進行中板厚改變前后各機架的送出側(cè)板厚、壓延速度、軋輥間隙、壓延載荷、壓延負(fù)荷等，將其設(shè)定于各機架。在壓延開始，壓延材料的板厚變更開始點到達(dá)各機架的時刻，依序開始改變各機架的壓下位置及軋輥速度，在到達(dá)壓延材料的板厚變更終點的時刻，使變更開始的壓下位置及軋輥速度變?yōu)樵O(shè)定值，在壓延過程中制造不同板厚的產(chǎn)品。
但是，在從板厚變更開始到結(jié)束的過程中，如果體積流量經(jīng)常保持設(shè)定值，則問題就不會發(fā)生，但是實際上由于板厚會發(fā)生誤差，為了使體積流量保持一定值，在改變軋輥速度時，如果不對設(shè)定的變更附加動態(tài)修正，則不能穩(wěn)定地進行壓延加工。因此，以往在壓延進行中改變板厚時，板厚的變更量受到較大的限制。
因而，在以往的連續(xù)壓延機壓延進行中的板厚變更裝置中，以板厚變更開始點到達(dá)第1機架起到變更結(jié)束點通過第1支架為止的全過程中的壓延機全部機架的狀態(tài)作為一階段(stage)，一邊管理階段編號一邊計算階段進度。又，計算在各機架的板厚設(shè)定變更量和與速度設(shè)定變更量對應(yīng)的階段進度的乘積，對每一機架的板厚設(shè)定值和與速度設(shè)定變更量對應(yīng)的階段進度的乘積，對每一機架計算所有階段的總和，以此求各機架的板厚及軋輥速度的變更指令值(見例如專利文獻1，即日本特開2001-293508號公報第9頁圖3)。
已有的連續(xù)壓延機壓延進行中的板厚變更裝置，如上所述以板厚和軋輥速度兩者作為目標(biāo)值提供，根據(jù)該目標(biāo)值進行控制，因此在因溫度不均勻等因素而在板厚的改變上發(fā)生誤差的情況下，存在著不能使體積流量保持一定的問題。又，如果板厚誤差變大下去，則壓延的穩(wěn)定性就要發(fā)生問題。又，由于機架之間的張力不為一定值，存在著即使是對壓延的穩(wěn)定性沒有影響的小板厚誤差，也會對板材寬度的精度等發(fā)生影響的問題。
本發(fā)明是為了解決上面所述的存在問題而作出的，其目的在于，得到即使從壓延進行中板厚變更開始到結(jié)束期間，因干擾等問題而產(chǎn)生板厚的目標(biāo)值和實際值的偏離，也能保持體積流量一定，穩(wěn)定地進行壓延的連續(xù)壓延機壓延進行中板厚變更裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的連續(xù)壓延機壓延進行中板厚變更裝置為，沿著壓延材料傳送方向連續(xù)配置多臺壓延機，利用多臺壓延機一邊對所述壓延材料進行壓延加工，一邊改變各壓延機的送出出側(cè)板厚和軋輥速度的連續(xù)壓延機壓延進行中板厚變更裝置，具備在壓延材料的板厚變更開始點到達(dá)各壓延機的時刻，輸出預(yù)先設(shè)定的送出側(cè)板厚的目標(biāo)板厚、壓延進行中變更所需要的時間、以及目標(biāo)壓延載荷的工序(process)計算機、在壓延進行中變更所需要的時間里，一邊使所述送出側(cè)實際板厚及對所述壓延材料的實際壓延載荷越來越接近所述目標(biāo)板厚及所述目標(biāo)壓延載荷，一邊輸出目標(biāo)板厚指令值及目標(biāo)壓延載荷指令值的壓延進行中板厚變更控制裝置，根據(jù)目標(biāo)板厚指令值及目標(biāo)壓延載荷指令值控制壓延機的軋輥間隙，將送出側(cè)板厚調(diào)整為目標(biāo)板厚，同時輸出送出側(cè)板厚調(diào)整中的所述實際板厚及所述軋輥間隙的自動板厚控制裝置、利用自動板厚控制裝置，根據(jù)向目標(biāo)板厚控制時的實際板厚或所述軋輥間隙，使在板厚變更開始點達(dá)到壓延機的上游側(cè)或下游側(cè)壓延機的軋輥速度動態(tài)改變的動態(tài)速度控制裝置。


圖1是表示本發(fā)明實施形態(tài)1的連續(xù)壓延機及其壓延進行中板厚變更裝置的結(jié)構(gòu)方框圖。
圖2是表示本發(fā)明實施形態(tài)1的第1級控制器(壓延進行中板厚變更裝置)內(nèi)各控制器的結(jié)構(gòu)方框圖。
圖3是表示在有5個基座壓下裝置的連續(xù)壓延機上，板厚變更點通過第3機架時第1級控制器5的控制流程的說明圖。
圖4是表示本發(fā)明實施形態(tài)3的第1級控制器(壓延進行中板厚變更裝置)內(nèi)的各控制器的結(jié)構(gòu)方框圖。
圖5是表示本發(fā)明實施形態(tài)4的第1級控制器(壓延進行中板厚變更裝置)內(nèi)的各控制器的結(jié)構(gòu)方框圖。
圖6是表示本發(fā)明實施形態(tài)5的第1級控制器(壓延進行中板厚變更裝置)內(nèi)的各控制器結(jié)構(gòu)方框圖。
圖7是表示本發(fā)明實施形態(tài)6第1級控制器(壓延進行中板厚變更裝置)內(nèi)的各控制器的結(jié)構(gòu)方框圖。
符號說明1 壓延機、機架2 環(huán)頂機3 壓延材料4 第2級工序計算機5 第1級控制器、壓延進行中板厚變更裝置51 壓延進行中板厚變更控制(FGC)裝置52 自動板厚控制(AGC)裝置53、53A、53B、53C、53D動態(tài)速度控制裝置531 壓下補償控制(DRC)裝置532 環(huán)頂機控制(Looper Control)裝置533 軋機連續(xù)控制(Mill Successive Control)裝置具體實施形態(tài)實施形態(tài)1以下參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實施形態(tài)1。圖1是表示本發(fā)明實施形態(tài)1的連續(xù)壓延機及壓延進行中板厚變更裝置的結(jié)構(gòu)方框圖，圖2為表示本發(fā)明實施形態(tài)1的第1級控制器(壓延進行中板厚變更裝置)內(nèi)的各控制器的結(jié)構(gòu)方框圖。
在圖1中，在連續(xù)壓延機1的各機架間配置環(huán)頂機2，將壓延材料3從畫面右側(cè)傳送到左側(cè)。
傳感器一旦感知到壓延材料3的板厚變更開始點來到壓延機進入側(cè)，第2級工序計算機4就將控制信息傳送到第1級控制器5。第1級控制器5根據(jù)傳送的控制信息控制各壓延機1。
第2級工序計算機4作為控制信息向第1級控制器5輸出目標(biāo)板厚、壓延載荷、FGC時間(為使軋輥間隙、軋輥速度達(dá)到目標(biāo)值所需要的時間)和控制參數(shù)。
在圖2中第1級控制器5由壓延進行中的板厚變更控制(FGC)裝置51、自動板厚控制(AGC)裝置52、動態(tài)速度控制裝置53構(gòu)成。
第2級工序計算機4接收到板厚變更開始點通過各機架的信號后，輸出控制信息，第1級控制器5為在控制信息輸入的時刻控制各壓延機，板厚變更開始點每次通過機架時FGC裝置就開動。
FGC裝置51通過AGC裝置52控制軋輥間隙。還通過動態(tài)速度控制裝置53控制軋輥速度。通過這三個裝置，實現(xiàn)壓延進行中板厚變更的功能。
壓延進行中板厚變更控制中的軋輥間隙使用第1級控制器3的AGC裝置中內(nèi)藏的AGC控制器算法進行控制。FGC裝置51配合從前面的材料的目標(biāo)板厚向后面的材料的目標(biāo)板厚轉(zhuǎn)移，把利用RAMP功能改變的實際壓延載荷F、目標(biāo)板厚htarget輸出，AGC裝置52用實際壓延載荷F和目標(biāo)板厚htarget作為輸入信號。
還有，所謂RAMP功能就是對應(yīng)于從前面的材料的目標(biāo)板厚到后面的材料的目標(biāo)板厚的變更，使目標(biāo)板厚和壓延載荷相應(yīng)變更的功能。
在板厚變更開始點到達(dá)對象機架的時刻，F(xiàn)GC裝置51把向AGC裝置52輸入的壓延載荷的輸入信號變更為根據(jù)前面的材料的最終實際壓延載荷值，由第2級工序計算機設(shè)定模式計算出的后面的材料的目標(biāo)壓延載荷。還有，目標(biāo)壓延載荷預(yù)先設(shè)定于第1級控制器。
又，在變更目標(biāo)壓延載荷的同時，F(xiàn)GC裝置51把向AGC裝置52輸入的目標(biāo)板厚的輸入信號，從前面的材料的目標(biāo)板厚變?yōu)楹竺娴牟牧系哪繕?biāo)板厚。
AGC裝置52根據(jù)被變更后的目標(biāo)壓延載荷及目標(biāo)板厚，改變軋輥間隙ΔS。
壓延進行中板厚變更控制中的軋輥速度通過第1級控制器5的動態(tài)速度控制裝置53進行控制。
由于動態(tài)速度控制裝置53的輸入信號、即板厚或軋輥間隙的變化，結(jié)果是動態(tài)速度控制裝置的輸出、即軋輥速度ΔV也發(fā)生變化，但是保持機架間的體積流量為一定值。
實施形態(tài)2圖3是在有5個基座壓下裝置的連續(xù)壓延機上，板厚變更點通過第3機架的情況下的，第1級控制器5的控制流程的說明圖。
還有，這里從圖右側(cè)開始把各機架稱為第1機架、第2機架、……。
又，這種控制即使壓下裝置的數(shù)目和作為控制對象的機架發(fā)生變化也可以同樣考慮。
還有，在圖3中，對于和上面所述(參照圖1)一樣的零部件，標(biāo)以同一符號，省略其詳細(xì)說明。
在圖3中，動態(tài)的速度控制裝置53由壓下補償控制(DRC)裝置531和環(huán)頂機控制(Looper control)裝置532、軋機連續(xù)控制(Mill Successive Control)裝置533構(gòu)成。
在本發(fā)明的壓延進行中板厚變更方法中，板厚變更開始點到達(dá)例如第i機架時，實施第i機架的壓下變更，并向第2級工序計算機4設(shè)定的目標(biāo)值板厚變更板厚，同時不用第2級工序計算機4的設(shè)定值，而全部用第1級控制器一側(cè)計算的值控制用于保持體積流量的軋輥速度變更量。這一變更如下所述實施。
如上所述，第2級工序計算機4發(fā)送控制器5進行控制時所需要的控制信息(FGC時間、后面的材料的板厚、后面的材料的預(yù)測壓延載荷、控制參數(shù))。
FGC裝置51在板厚變更開始點到達(dá)第i機架的時刻，對作為對象的AGC裝置52，提供從第2級工序計算機4輸出的后面的材料的目標(biāo)板厚和壓延載荷的預(yù)測值。AGC裝置52在從迄今為止一直使用于板厚控制的前面的材料的目標(biāo)板厚和實際壓延載荷更換為從FGC裝置51輸出的后面的材料的目標(biāo)板厚和預(yù)測壓延載荷后，變更軋輥間隙。
但在更換的時候，利用FGC裝置51的RAMP功能，要求規(guī)定的時間，線性地向目標(biāo)值轉(zhuǎn)移進行變更。
AGC裝置52在控制軋輥間隙的同時，根據(jù)動態(tài)速度控制裝置53采用的方式向動態(tài)速度控制裝置53的壓下補償控制(DRC)裝置531輸出從板厚變更開始點到變更終止點變化的實際板厚、即實測板厚(測厚計測得的板厚)hGM、壓下位置變更量和塑性系數(shù)變更量等。
AGC裝置52在板厚變更開始點到變更終止點之間，依次輸出實際板厚(厚度計測得的板厚)hGM、壓下位置變更量、塑性系數(shù)變更量、壓延載荷的實際值等的時時刻刻的狀態(tài)。
動態(tài)速度控制裝置53由于靠近板厚變更開始點的上流側(cè)的質(zhì)量流(板厚×板速度)的變化，為保持質(zhì)量流一定而改變上流側(cè)的板速度。還有，下流側(cè)由于還繼續(xù)進行先行材料的壓延，所以下流側(cè)的速度不變更。
一旦從AGC裝置52輸出實際板厚(厚度計測得的板厚)hGM、壓下位置變更量和塑性系數(shù)變更量等，DRC裝置531就根據(jù)這些量計算出軋輥速度的修正量(與現(xiàn)在的軋輥速度的偏差)。
還有，環(huán)頂機控制裝置532根據(jù)利用環(huán)頂機2檢測出的扭矩，計算機架之間板的張力，對軋輥速度修正量進行補償。
一旦例如第2至第3機架間的扭矩上升，則第2至第3機架間板的張力也就上升。環(huán)頂機控制裝置532在第2機架到第3機架間板的張力一旦上升，就稍稍減緩第2機架的軋輥速度(第3機架的軋輥速度不變)，使第2機架和第3機架間的板的張力下降。
又，由DRC裝置531計算的軋輥速度的修正量，再與用環(huán)頂機控制裝置532補償?shù)能堓佀俣鹊男拚肯嗉又?，向控制軋輥速度的軋機連續(xù)控制裝置533輸出軋輥速度的修正量。
軋機連續(xù)控制裝置533同時以相同比例變更上流側(cè)機架的速度，以使壓延材料3的傳送速度的平衡不變。
假定例如第3機架的速度僅回落5％。第3機架速度一旦回落后不變，則第2機架～第3機架間的板的張力減緩，不能夠取得平衡，因此必須使第2、第1機架的速度都同時回落5％，以此控制該速度。
這樣，環(huán)頂機控制裝置532經(jīng)常監(jiān)控張力并調(diào)節(jié)軋輥速度，利用軋機連續(xù)控制裝置533控制各機架的軋輥速度，這樣就能進行取得質(zhì)量流平衡的操作。
這樣，通過將這一連串動作適用于從板厚變更開始點到終止點的壓延進行中板厚變更控制方法，不需要根據(jù)設(shè)定模型(setup model)的設(shè)定計算值，能夠包含實際誤差，動態(tài)地決定軋輥速度。
還有，由于動態(tài)地依次修正速度，所以能進行穩(wěn)定的操作，在壓延進行中板厚變更開始到終止之間，即使由于干擾使板厚的目標(biāo)值和實際值產(chǎn)生偏離，也能夠保持體積流量一定，能穩(wěn)定進行壓延。
還有，通過利用這些裝置的，將這一連串動作適用于從板厚變更開始點到終止點的板厚變更控制方法，控制系統(tǒng)穩(wěn)定，與以往相比，能提高間隙移動速度的應(yīng)變性，能減少板厚變更時的斜度部份。從而原材料利用率的提高顯而易見。
再者，由于速度控制系統(tǒng)的穩(wěn)定，與以往相比，能加大間隙移動量，能更多彩地選擇前面的材料和后面的材料的搭配。
還有，上面說明的是改變板厚變更開始點通過的機架的上流側(cè)機架的軋輥速度，但是也可以考慮采用變更下流側(cè)的方式。以最后的機架為速度的基準(zhǔn)，據(jù)此變更上游側(cè)的機架的軋輥速度并使平衡得到保持的方法，以及以第1機架為速度的基準(zhǔn)，據(jù)此變更下游側(cè)的機架的軋輥速度的方法，無論哪一種都可以實施。本實施形態(tài)是以最后的機架的速度為基準(zhǔn)改變上流機架的方法。
實施形態(tài)3圖4是表示本發(fā)明實施形態(tài)3的第1級控制器(壓延進行中板厚變更裝置)內(nèi)的各控制器的結(jié)構(gòu)方框圖。
在圖4中，對于與前面(參照圖2)相同的部份，標(biāo)以相同的符號或在符號后面加A，省略其說明。
如圖4所示，作為動態(tài)速度控制裝置53A的壓下補償裝置531的軋輥速度修正量的計算方法，可以采用根據(jù)體積流量一定的原則，從板厚變動量求軋輥速度修正量的方式(Δh方式)。
這是向來在保持一定的目標(biāo)板厚時計算速度修正量用的方式，利用替換目標(biāo)值的方法，可以作為FGC裝置的一部分的使用。
這計算式為下列式(1)～(5)。
數(shù)1ΔVn(t)Vn=-1-rnCn+rn(ΔHn(t)Hn-Δhn(t)hn)]]>+1-rn+1Cn+1+rn+1(ΔHn+1(t)Hn+1-Δhn+1(t)hn+1)-ΔHn+1(t)Hn+1-Δhn+1(t)hn+1---(1)]]>ΔVn(t)＝Vn(t)-Vn… (2)ΔHn(t)＝Hn(t)-Hn… (3)Δhn(t)＝hn(t)-hn… (4)rn=Hn-hnHn---(5)]]>這里，Hn(t)、hn(t)、Vn(t)分別為時時刻刻都在變化的，第n機架入側(cè)的板厚(跟蹤前一機架的厚度計測定的板厚，mm)、出側(cè)板厚(厚度計測得的板厚，mm)、軋輥速度；Hn、hn、Vn表示其基準(zhǔn)值。Hn、hn用由板厚計測定的值或利用厚度測量(gaugemeter)式計算的值。
還有，ΔHn、Δhn、rn、Cn分別表示入側(cè)板厚偏差(＝當(dāng)前值-Lock ON值)[mm]、出側(cè)板厚偏差(＝當(dāng)前值-Lock ON值)[mm]、壓下率[-]、前滑率系數(shù)(f＝rn/Cn)[-]。
本方式是理論推導(dǎo)出的公式，對各種各樣的干擾有效。壓延進行中的變更，通常在穩(wěn)定的壓延狀態(tài)中實施，因此在壓延進行中進行變更前片刻鎖住，將控制量和實際值存儲在存儲器中，根據(jù)計算出的軋輥速度修正量進行速度修正，就能進行合適的控制。
這樣，根據(jù)板厚變動量計算出軋輥速度修正量，就能進行合適的控制。
實施形態(tài)4圖5是表示本發(fā)明實施形態(tài)4的第1級控制器(壓延進行中板厚變更裝置)內(nèi)的各控制器的結(jié)構(gòu)方框圖。
在圖5，對于與上面所述(參照圖2)相同的部份，標(biāo)以同一符號或符號后附加「B」，省略詳細(xì)說明。
如圖4所示，作為動態(tài)速度控制裝置53A的壓下補償裝置531中的軋輥速度修正量的計算方法，可采用對軋輥間隙的變動量只考慮軋機常數(shù)和塑性系數(shù)來求軋輥速度修正量的方式(Δs方式)。
這是向來在保持一定的目標(biāo)板厚時，用來計算軋輥速度的修正量的方式，可以利用切換目標(biāo)值，作為FGC裝置的一部分使用。
這一計算公式為下列公式(6)和公式(7)。
數(shù)2ΔVn(t)Vn=1hn+1·Mn+1Mn+1+Qn+1·ΔSn+1(t)---(6)]]>ΔSn(t)＝Sn(t)-Sn…(7)還有，ΔSn(t)是時時刻刻變化的第n機架的壓下位置，Sn表示其基準(zhǔn)值。
還有，Mn表示軋機常數(shù)(設(shè)定值)[ton/mm]，
(數(shù)3)QnQn表示塑性系數(shù)(設(shè)定值)(ton/m)。ΔSn表示軋輥間隙偏差(＝當(dāng)前值-LockOn值)(mm)。
上述實施形態(tài)3所示的Δh方式中，壓延狀態(tài)不十分穩(wěn)定的情況下，厚度計測得的板厚的誤差是主要原因，有不能得到真實板厚值的情況，極端的情況下，可能會出現(xiàn)與速度修正量極性相反的情況。與此相反，在本方式中，由于相對于軋輥間隙的變動量決定軋輥速度修正量，必要的速度修正量與軋輥間隙變動量必定是極性一致的。通過本方式進行控制，雖然放棄了速度修正量的絕對值的嚴(yán)密性，但是與Δh方式相比，更可能得到穩(wěn)定的操作狀態(tài)。
實施形態(tài)5圖6是表示本發(fā)明實施形態(tài)5的第1級控制器(壓延進行中板厚變更裝置)內(nèi)的各控制器結(jié)構(gòu)方框圖。
在圖6中，對與上面所述(參照圖2)相同的部份，賦予相同的符號或在符號后面加“C”，省略其詳細(xì)說明。
上述實施形態(tài)4中，作為壓下補償法控制裝置531的軋輥速度修正量的計算方法，敘述了根據(jù)從某一基準(zhǔn)的壓下位置變更量，計算對第(n-1)機架的軋輥速度的修正量的ΔS方式壓下補償方法，對于ΔS方式壓下補償法的軋輥速度修正方法，還考慮入側(cè)板厚變動和壓延材料的塑性系數(shù)變動，改良邏輯上進行了改良(改良型ΔS方式)。
變動前級壓延機的出側(cè)板厚，以便對由這一變動引起的第n～(n+1)機架間的質(zhì)量流平衡變動又能作出對應(yīng)的第n機架的軋輥速度修正。
還有，針對壓延材料的塑性系數(shù)變化情況的第n～(n+1)機架間的質(zhì)量流變動，又能夠進行合適的軋輥速度修正，使之能進行穩(wěn)定的壓延加工。
用軋機常數(shù)M、壓延材料塑性系數(shù)Q(t)、壓下位置S(t)、入側(cè)板厚H(t)表達(dá)出側(cè)板厚變動h(t)的公式如式(8)所示。
數(shù)4h(t)=MM+Q(t)S(t)+MM+Q(t)H(t)---(8)]]>
公式(8)利用某一基準(zhǔn)值和相對于基準(zhǔn)值的變動表達(dá)，則得出以下公式(9)和(10)。在式(9)和(10)中，Q(t)為時刻變化的塑性系數(shù)，Q為其基準(zhǔn)值。
數(shù)5h+Δh(t)=MM+Q+ΔQ(t)(S+ΔS(t))+Q+ΔQ(t)M+Q+ΔQ(t)(H+ΔH(t))---(9)]]>ΔQ(t)＝Q(t)-Q…(10)用(M+Q)除式(9)的右邊的分母、分子就得到下式(11)。
數(shù)6h+Δh(t)=MM+Q1+ΔQ(t)M+Q(S+ΔS(t))+QM+Q1+ΔQ(t)M+Q(H+ΔH(t))+ΔQ(t)M+Q1+ΔQ(t)M+Q(H+ΔH(t))---(11)]]>又，考慮到(數(shù)7)，數(shù)71/{ΔQ(t)/(M+Q)＜＜1采用泰勒展開，保留到二次項為止，得式(12)。
數(shù)8h+Δh(t)=MM+QS+QM+QH]]>+MM+QΔS(t)+QM+QΔH(t)]]>+M(M+Q)2{(H+ΔH(t))-(S+ΔS(t))}·(ΔQ(t)-ΔQ(t)2M+Q)---(12)]]>根據(jù)式(12)，壓下量變動ΔS(t)、入側(cè)板厚變動ΔH(t)、壓延材料塑性系數(shù)變動ΔQ(t)引發(fā)的出側(cè)板厚變動Δh(t)如下式(13)所示。
數(shù)9Δh(t)=MM+QΔS(t)+QM+QΔH(t)]]>+M(M+Q)2(H(t)-S(t))·(ΔQ(t)-ΔQ(t)2M+Q)---(13)]]>其中，H(t)＝H+ΔH(t)，S(t)＝S+ΔS(t)。
將式(13)代入式(1)中，得到下式(14)。
數(shù)10ΔVn(t)Vn=1hn+1{Mn+1Mn+1+Qn+1ΔSn+1(t)+Qn+1Mn+1+Qn+1ΔHn+1(t)]]>+Mn+1(Mn+1+Qn+1)2(Hn+1(t)-Sn+1(t))·(ΔQn+1(t)-ΔQn+1(t)2Mn+1+Qn+1)}-ΔHn+1(t)Hn+1]]>+1-rn+1Cn+1+rn+1(ΔHn+1(t)Hn+1-Δhn+1(t)hn+1)-1-rnCn+rn(ΔHn(t)Hn-Δhn(t)hn)---(14)]]>式(14)的第3、4項是以入側(cè)板厚和出側(cè)板厚表達(dá)滑動率的項。這些關(guān)于滑動率的項，因為與上式1、2項相比十分小，因此即使忽略不計也沒有什么特別的問題，以下的式(15)那樣的速度修正亦可。
數(shù)11ΔVn(t)Vn=1hn+1{Mn+1Mn+1+Qn+1ΔSn+1(t)+Qn+1Mn+1+Qn+1ΔHn+1(t)]]>+Mn+1(Mn+1+Qn+1)2(Hn+1(t)-Sn+1(t))]]>(ΔQn+1(t)-ΔQn+1(t)2Mn+1+Qn+1)}-ΔHn+1(t)Hn+1---(15)]]>
實施形態(tài)6圖7是表示本發(fā)明實施形態(tài)6的第1級控制器(壓延進行中板厚變更裝置)內(nèi)的各控制器的結(jié)構(gòu)方框圖。
圖7中，和上面所述(參照圖2)一樣的部份，賦予相同的符號或在符號后附加「D」，省略其詳細(xì)說明。
如圖7所示，作為壓下補償法控制裝置531的軋輥速度修正量的計算方法，可采用上述實施形態(tài)5所述的改良型Δs方式。本方式的效果就象實施形態(tài)5所說明的那樣，前級機架的出側(cè)板厚變動、以及塑性系數(shù)變動大的壓延進行中的板厚變更中，其效果表現(xiàn)得特別顯著。通常的壓延中，由于干擾等原因而產(chǎn)生的板厚變動，也有板厚控制效果，板厚變動為數(shù)十微米。
另一方面，因為在壓延材料最薄的最后機架上也有200微米左右的變動，所以與通常壓延時的板厚變動相比，在壓延進行中板厚變更時的板厚變更量大一個數(shù)量級。因此，在板厚控制系統(tǒng)工作時，可以采用因壓延進行中板厚變更而改變的板厚指令值取代上述公式中的入側(cè)板厚。
又，對于壓延材料塑性系數(shù)，同樣也采用壓延進行中變更前后的壓延材料塑性系數(shù)，只有按照壓延進行中板厚變更模式，從前面的材料的塑性系數(shù)變更為后面的材料的塑性系數(shù)即可。在這種情況下，式(15)變成以下的式(16)～(18)。
數(shù)12ΔVn(t)Vn=1hn+1,A{Mn+1Mn+1+Qn+1,AΔSn+1(t)+Qn+1,AMn+1+Qn+1ΔHn+1*(t)]]>+Mn+1(Mn+1+Qn,A+1)2(Hn+1*(t)+Sn+1(t))·(ΔQn+1*(t)-ΔQn+1*(t)2Mn+1+Qn+1,A)}-ΔHn+1*(t)Hn+1,A---(16)]]>ΔHn*(t)＝Hn*(t)-Hn，A*… (17)ΔQn*(t)＝Qn*(t)-Qn，A…(18)在式(16)中，上面附加的符號*的是指令值，添加字母“A”的是設(shè)定為前面的材料進行計算得到的設(shè)定值。
但是，適用于壓延進行中板厚變更時，最上游側(cè)的機架上，可以容易地設(shè)想前滑率將有很大的變化，所以對這個機架有必要注意。
式(16)導(dǎo)出時，有下式所示的假設(shè)，即數(shù)131/{ΔQ(t)/(M+Q)＜＜1但是由于ΔQ像下游機架那樣變化很大，計算軋輥速度修正量時最好是考慮到ΔQ(t)2項(二次微小項)，而反之在上游機架的塑性變動小，因而即使忽略也沒有問題。
關(guān)于入側(cè)板厚，在測厚計式等板厚推定值或設(shè)置板厚傳感器的情況下，也可以使用該測定值。
又，關(guān)于壓延材料塑性系數(shù)，也可以將塑性系數(shù)作為壓延載荷、入側(cè)板厚、出側(cè)板厚的函數(shù)，預(yù)先作為表格準(zhǔn)備好其數(shù)值供使用。
又可以如下式(19)所示求出。
數(shù)15Q*(t)=F(t)H(t)+h(t)---(19)]]>壓下補償控制裝置531的結(jié)構(gòu)在壓延時進行變更的時間以外與ΔS方式的壓下補償控制裝置相同，因此在從前面的材料壓延時經(jīng)過壓延中變更時到對后續(xù)材料壓延為止的時間里不必切換控制系統(tǒng)，只用相同的方式就能夠使質(zhì)量流的平衡穩(wěn)定化。因此，不會發(fā)生由于控制系統(tǒng)切換引起的誤差。而且由于不必準(zhǔn)備通常壓延時和壓延進行中變更厚度時用的控制系統(tǒng)，能夠簡化裝置的總體結(jié)構(gòu)。
又可以在全部機架中，忽略ΔQ(t)2如項目的式(20)所示，新導(dǎo)入調(diào)整增益Gh。
數(shù)17ΔVn(t)Vn=Ghhn+1,A{Mn+1Mn+1+Qn+1,AΔSn+1(t)+Qn+1,AMn+1+Qn+1ΔHn+1*(t)]]>+Mn+1Mn+1+Qn,A+1(Hn+1*(t)-Sn+1(t))·ΔQn+1,A(t)}-ΔHn+1*(t)Hn+1,A---(20)]]>
發(fā)明效果如上所述，采用本發(fā)明的話，由于具備在壓延材料的板厚變更開始點達(dá)到各壓延機的時刻，輸出預(yù)先設(shè)定的送出側(cè)板厚的目標(biāo)板厚、壓延進行中變更所需要的時間、以及目標(biāo)壓延載荷的第2級工序(process)計算機、在壓延進行中變更所需要的時間里，一邊使出側(cè)實際板厚及對壓延材料的實際壓延載荷越來越接近目標(biāo)板厚及目標(biāo)壓延載荷，一邊輸出目標(biāo)板厚指令值及壓延載荷指令值的壓延進行中板厚變更控制裝置、根據(jù)目標(biāo)板厚指令值及壓延載荷指令值控制壓延機的軋輥間隙，將出側(cè)板厚調(diào)整為目標(biāo)板厚，同時輸出出側(cè)板厚調(diào)整中的實際板厚及軋輥間隙的自動板厚控制裝置、利用自動板厚控制裝置，根據(jù)向目標(biāo)板厚控制時的實際板厚或軋輥間隙，使在板厚變更開始點到達(dá)的壓延機的上游或下游側(cè)的壓延機的軋輥速度動態(tài)改變的動態(tài)速度控制裝置，從壓延進行中板厚變更開始到結(jié)束之間，即使因干擾等問題而產(chǎn)生的板厚目標(biāo)值與實際值的偏離，又能夠保持體積流量為一定值，能夠進行穩(wěn)定的壓延。能夠取得連續(xù)壓延機壓延進行中板厚變更裝置。
權(quán)利要求
1.一種連續(xù)壓延機壓延進行中的板厚變更裝置，該裝置沿著壓延材料傳送方向連續(xù)配置多臺壓延機，利用所述多臺壓延機一邊對所述壓延材料進行壓延加工一邊改變所述各壓延機的送出側(cè)板厚及軋輥速度，其特征在于，具備在所述壓延材料的板厚變更開始點到達(dá)所述各壓延機的時刻，輸出預(yù)先設(shè)定的所述送出側(cè)板厚的目標(biāo)板厚、壓延進行中變更所需要的時間、以及目標(biāo)壓延載荷的工序(process)計算機、在所述壓延進行中變更所需要的時間里，一邊使所述送出側(cè)實際板厚及對所述壓延材料的實際壓延載荷越來越接近所述目標(biāo)板厚及所述目標(biāo)壓延載荷，一邊輸出目標(biāo)板厚指令值及目標(biāo)壓延載荷指令值的壓延進行中板厚變更控制裝置、根據(jù)所述目標(biāo)板厚指令值及所述目標(biāo)壓延載荷指令值控制所述壓延機的軋輥間隙，將所述送出側(cè)板厚調(diào)整為所述目標(biāo)板厚，同時輸出所述送出側(cè)板厚調(diào)整中的所述實際板厚及所述軋輥間隙的自動板厚控制裝置、以及根據(jù)利用所述自動板厚控制裝置向所述目標(biāo)板厚控制時的所述實際板厚或所述軋輥間隙，使在所述板厚變更開始點到達(dá)的壓延機的上游或下游側(cè)的壓延機的軋輥速度動態(tài)改變的動態(tài)速度控制裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)壓延機壓延進行中的板厚變更裝置，其特征在于，包含根據(jù)所述實際板厚或所述軋輥間隙，計算出從所述板厚變更開始點到所述壓延進行中板厚變更所要的時間經(jīng)過為止的時間里，使體積流量保持一定用的軋輥速度修正量的壓下補償控制手段，以及根據(jù)所述軋輥速度修正量，使所述板厚變更點開始到達(dá)的壓延機的上游側(cè)或下游側(cè)的壓延機的軋輥速度同時變更的連續(xù)控制手段。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的連續(xù)壓延機壓延進行中的板厚變更裝置，其特征在于，所述壓下補償控制手段根據(jù)從所述板厚變更開始點到達(dá)的時刻到所述壓延進行中板厚變更所要的時間經(jīng)過為止的時間里的實際板厚的變動量，計算所述軋輥速度的修正量。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的連續(xù)壓延機壓延進行中的板厚變更裝置，其特征在于，所述壓下補償控制手段根據(jù)從所述板厚變更開始點到達(dá)的時刻到所述壓延進行中板厚變更所要的時間經(jīng)過為止的時間里所述軋輥間隙的變動量、軋機常數(shù)及塑性系數(shù)，計算出所述軋輥速度的修正量。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的連續(xù)壓延機壓延進行中的板厚變更裝置，其特征在于，所述壓下補償控制手段根據(jù)所述壓延材料的入側(cè)板厚的變動量和所述塑性系數(shù)的變動量，計算出把所述體積流量保持一定用的所述軋輥速度修正量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的連續(xù)壓延機壓延進行中的板厚變更裝置，其特征在于，所述壓下補償控制手段根據(jù)從所述板厚變更開始點到達(dá)的時刻到所述壓延進行中板厚變更所要的時間經(jīng)過為止的時間里的所述壓延材料的入側(cè)板厚的變動量和所述塑性系數(shù)的變動量，計算出所述軋輥速度的修正量。
全文摘要
本發(fā)明涉及從板厚變更開始到結(jié)束，即使有外來干擾等引起板厚偏離目標(biāo)值，也能保持體積流量一定，得到穩(wěn)定壓延的連續(xù)壓延機壓延進行中的板厚變更裝置，具備在板厚變更開始點到達(dá)各壓延機(1)的時刻輸出目標(biāo)板厚，壓延進行中變更所需時間及目標(biāo)壓延載荷的第2級工序計算機(4)、一邊使出側(cè)實際板厚及材料的實際壓延載荷越來越接近目標(biāo)板厚及目標(biāo)壓延載荷，一邊輸出指令值的壓延進行中板厚變更控制裝置(51)、控制軋輥間隙，調(diào)整出側(cè)板厚，同時輸出出側(cè)板厚調(diào)整中的實際板厚及軋輥間隙的自動板厚控制裝置(52)、根據(jù)實際板厚或軋輥間隙，使板厚變更開始點到達(dá)的壓延機(1)的上游或下游側(cè)的軋輥速度動態(tài)改變的動態(tài)速度控制裝置(53)。
文檔編號B21B37/26GK1524636SQ0315931
公開日2004年9月1日 申請日期2003年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月26日
發(fā)明者下田直樹, 丸下貴弘, 高木克之, 之, 弘 申請人:三菱電機株式會社