轧机控制装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种轧机控制装置及其控制方法。该轧机控制装置，是具备为了用于由轧机（１）进行轧制的被轧制材（ｕ）的开卷以及收卷，在轧机（１）的送入侧／送出侧中的至少一侧对被轧制材（ｕ）赋予张力，并且实施转矩控制的张力赋予旋转部（２、３）的轧机（１）的控制装置，具备预测在送入侧／送出侧之中的至少一侧被轧制材（ｕ）的张力变动的第一张力变动预测部（３２），根据该第一张力变动预测部（３２）的张力变动预测结果，进行在已预测了张力变动一侧的张力赋予旋转部（２）的转矩指令中加入由已预测的张力变动求出的与该张力变动转矩相符的变动量转矩的修正，以使该张力赋予旋转部（２）的速度不随被轧制材（ｕ）的张力变动而改变。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及轧机，更详细而言，涉及用于被轧制材的开巻以及收巻的张力巻筒 (tension reel)控制的轧机控制装置以及其控制方法。
技术介绍
图8是作为现有轧机的一例而表示最简单的单机座(single stand)轧机S100控 制结构的示意图。 单机座轧机S100，相对于轧机1的轧制方向(在图8中用箭头表示)，在轧机的送 入侧具有放巻被轧制材u的送入侧张力巻筒2(以下，称为送入侧TR2)，在送出侧具有对由 轧机1轧制后的被轧制材u进行收巻的送出侧张力巻筒3(以下，称为送出侧TR3)。 送入侧TR2以及送出侧TR3分别由电动机驱动，作为该电动机和用于对电动机进 行驱动控制的装置，分别设置有送入侧TR控制装置5以及送出侧TR控制装置6。 通过该结构，由轧钢机对从送入侧TR2开巻的被轧制材u进行轧制，之后在送出侧 TR3收巻，从而进行单机座轧机S100的轧制。 其中，在轧机1中，设置有用于通过变更上作业辊Rsl与下作业辊Rs2之间的距离 即辊隙(roll g即)来控制被轧制材u的轧制后的板厚(制品板厚)的辊隙控制装置7、用 于控制轧机1速度(上/下作业辊Rsl、Rs2的圆周速度)的轧制(mill)速度控制装置4。 轧制时，由轧制速度设定装置10向轧制速度控制装置4输出速度指令，轧制速度 控制装置4实施使轧机1的速度(上/下作业辊Rsl、 Rs2的圆周速度)恒定的控制。 在轧机1的送入侧(图8的轧机1的左侧)、送出侧(图8的轧机1的右侧)，通 过对被轧制材u作用张力，从而实施稳定并且有效的轧制。 为此对所需的张力进行计算的是送入侧张力设定装置11以及送出侧张力设定装 置12。 根据在送入侧/送出侧张力设定装置ll、12中计算出的送入侧以及送出侧张力设 定值，为了对被轧制材u施加送入侧以及送出侧的设定张力，在送入侧张力电流转换装置 15以及送出侧张力电流转换装置16中，求出用于获得送入侧TR2以及送出侧TR3的各自的 电动机所需的电动机转矩的电流值，并将各自的电流值提供给送入侧TR控制装置5以及送 出侧TR控制装置6。 由送入侧TR控制装置5以及送出侧TR控制装置6，将电动机的电流控制为各自被 供给的电流，并通过对送入侧TR2以及送出侧TR3提供的各自的电动机转矩，对被轧制材u 提供规定的张力。 送入侧/送出侧张力电流转换装置15、16基于TR(张力巻筒)机械系统以及 TR(张力巻筒)控制装置的模型，对成为张力设定值的电流设定值(电动机转矩设定值) 进行运算，但是，由于在控制模型中含有误差，因此，利用由设置于轧机1送入侧以及送出 侧的送入侧张力计8以及送出侧张力计9测定出的实际张力，通过送入侧张力控制13以及 送出侧张力控制14对张力设定值施加修正，之后提供给送入侧/送出侧张力电流转换装置15、 16，从而送入侧/送出侧张力电流转换装置15、 16对设定给送入侧TR控制装置5以及 送出侧TR控制装置6的电流值进行变更。 另夕卜，由于被轧制材u的板厚对制品质量上很重要，因此实施板厚控制。 送出侧板厚控制装置18根据由送出侧板厚计17检测出的实际板厚，利用辊隙控 制装置7对上/下作业辊Rsl、 Rs2进行操作来控制轧机1的辊隙，从而控制轧机1送出侧 (图8的轧机1的左侧)的板厚。 如以上所述，在单机座轧机中，用于收巻以及开巻的送出侧TR3以及送入侧TR2采 用使各自的电动机产生的转矩恒定的转矩恒定控制，且利用由送入侧/送出侧张力计8、9 检测出的实际张力来修正电动机电流指令，从而进行使施加于被轧制材u的张力恒定的控 制。 另夕卜，送入/送出侧TR2、3的各自的电动机的电动机转矩，由于是根据电动机电流 而获得的，因此也有以转矩恒定控制作为电流恒定控制的情况。(参照专利文献l以及专利 文献2。) 在通过转矩恒定控制来进行TR(张力巻筒)控制时，如专利文献3所示，存在如 下问题与应用于轧机的板厚控制相干扰而使送出侧板厚精度变差。由于与送出侧张力相 比，送入侧张力对送出侧板厚的影响更大，所以，下面对轧机1与送入侧TR2中的问题进行 说明。 图9是表示现有单机座轧机S100的送入侧TR2与轧机1之间的轧制显影的示意 图。 如图9中所示，在送入侧TR2，对送入侧TR控制装置5的输出即电动机转矩22与 由送入侧张力24(Tb)、机械条件(巻筒直径D以及巻筒齿轮比(reel gear)Gr)决定的张力 转矩25之和，也就是电动机转矩22与张力转矩25之和，进行积分，从而确定送入侧TR(张 力巻筒)速度加。另夕卜，J为送入侧TR2的惯性力矩(kg m2)。 在轧机l中，根据对辊隙变更量23( = AS)累计了如图所示的规定系数(M/ (M+Q))而得到的值、和对轧机1的送入侧张力24累计了如图所示的规定系数((5P/3Tb )/(M+Q))而得到的值，来确定送出侧板厚26，由该被确定的送出侧板厚26，根据质量流守 恒(conservation of massflow)定律来确定轧机送入侧速度21 。之后，对轧机送入侧速度 21与送入侧TR速度20之差进行积分的结果成为送入侧张力24。 另夕卜，在图9中，M为轧制常数M(kN/m) ， Q为塑性常数Q(kN/m) ， (( 3P/3Tb )/ (M+Q))为由送入侧张力变动3Tb引起的轧制载重P(kN)变动对送出侧板厚的影响系数 (kb)。 作为轧机1的基本定律具有质量流守恒定律。其根据轧机1的送入侧(在图8中 所示的轧机1的左侧)与轧机1的送出侧(在图8中所示的轧机1的右侧)的被轧制材u 连续，由下式表示。 H Ve = h V。 ......(1) H :轧机1的送入侧板厚 h :轧机1的送出侧板厚 Ve :轧机1的送入侧板速 V。轧机1的送出侧板速5 根据质量流守恒定律的式(1)，意味着当送入侧板厚恒定时，若送入侧板速变动， 则送出侧板厚变动。 在单机座轧机(在图8中所示的一台轧机1)的情况下，送入侧板速成为送入侧TR 速度。送入侧TR2使送入侧TR速度20变化为张力转矩25与电动机转矩22 —致，但是，该 变化依靠送入侧TR2的惯性和轧机1及轧制显影而进行，且不具有对送入侧速度20的变化 进行抑制的控制部。 因此，在轧机1中，由于通过板厚控制来使送出侧板厚(轧机1的送出侧的被轧制 材u的板厚)恒定，所以一旦对辊隙变更量23(= AS)进行操作，则与其相对应地轧机送入 侧速度21(轧机1的送入侧的被轧制材u的速度)发生变化，从而产生送入侧张力24(= △T)的偏差ATb。 为了对其进行抑制，送入侧TR速度20发生变动，但是，由于该变动而产生送出侧 板厚变动。根据送入侧TR2运行的送入侧张力抑制系统27，由于轧制条件，如专利文献3中 所示，有时间常数大的情况，而有时会成为带有大起伏的送出侧板厚变动的原因。 送入侧张力24也可以通过轧制显影进行抑制。当送入侧张力24变动时，轧机1的 轧制载重P发生变化，随之，轧机送入侧速度21发生变动。送入侧张力24也因为该送入侧 张力轧制显影系统28(参照图9)而发生变动。由于送入侧张力轧制显影系统28的响应， 与送入侧张力抑制系统27相比非常快，因此图9的送入侧轧制显影能够转换为如图10。 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轧机控制装置，具备张力赋予旋转部，该张力赋予旋转部为了用于由轧机进行轧制的被轧制材的开卷以及收卷，在所述轧机的送入侧／送出侧中的至少一侧对所述被轧制材赋予张力，并且实施转矩控制，所述轧机控制装置的特征在于，具备：第一张力变动预测部，其预测在所述送入侧／送出侧之中的至少一侧的所述被轧制材的张力变动，根据该第一张力变动预测部的张力变动预测结果，进行在已预测了所述张力变动一侧的张力赋予旋转部的转矩指令中加入由所述已预测的张力变动求出的与该张力变动转矩相符的变动量的转矩的修正，以使该张力赋予旋转部的速度不随所述被轧制材的张力变动而改变。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：服部哲，立花文，马场淳，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]