设置在轧制金属材料的轧机上的板厚控制装置中，通过上下分别检测因上侧辊及下侧辊旋转而产生的轧制载荷变动，来高精度地实施板厚控制。为此，根据上述上下辊的多个旋转位置的接触辊时载荷，上下分别提取接触辊时载荷的因辊偏心而引起的各变动分量，根据该提取的接触辊时载荷的各变动分量，上下分别提取轧制载荷的因辊偏心而引起的各变动分量。然后，根据该提取的轧制载荷的各变动分量，计算与上述各旋转位置相对应的辊隙指令值，并操作辊隙，以便减少轧制的金属材料的板厚变动。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及设置在轧制金属材料的轧机上、控制轧制的金属材料(轧制材 料)的板厚变动的板厚控制装置。
技术介绍
薄板轧制及厚板轧制的质量控制之一，有控制轧制材料的宽度方向中间部分的板厚的自动板厚控制(Automatic Gage Control: AGC)。作为实施该自动 板厚控制的具体的板厚控制方法，例如，可以举出有将设置在轧机出口侧的板 厚计的测定值进行反馈的监控AGC、使用根据压制载荷及辊隙(上下轧辊的间隙) 推定的厚度计板厚的厚度计AGC(Gage Meter AGC: GM-AGC)、以及利用轧制载 荷的轧机常数可变控制(Mill Modulus Control: MMC)等。在上述自动板厚控制中，在妨碍板厚精度提高的干扰中，在热轧中例如可 以举出有轧材的温度变动。另外，作为热轧及冷轧中共同的干扰，例如可以举 出有因张力控制的恶化而产生的张力变动、因操作人员的手动操作而引起的速 度或辊隙的变化、以及因辊结构或辊研磨精度差等而与辊的旋转位置相关联所 产生的辊偏心等。主要在支承辊的含油轴承中的油注入用的键槽受到几百吨到2 3千吨的 大的轧制载荷时，这些干扰中，上述辊偏心的产生成为引起轴振动的原因。而 且，若因辊偏心而产生轴振动，则随着辊的旋转，还产生辊隙的变动。另外， 即使是没有键槽的辊，例如辊研磨时的不对称性及热膨胀的偏移等原因，也产 生与辊旋转有关的辊隙的变动。这里，控制辊隙的装置是将辊隙检测器的检测值进行反馈，来控制压下装 置等，使得辊隙接近设定值。但是，与辊偏心等的辊的轴振动有关的干扰，不 能利用辊隙检测器来检测，即，辊的轴振动在辊隙检测器的检测值中不能显现 出。因此，即使使用辊隙检测器，也不能控制与辊的轴振动有关的干扰。但是，与上述辊的轴振动有关的干扰，由于实际上使辊隙变动，因此在轧制载荷中显 现出。因而，与辊轴振动有关的干扰在对于板厚控制是利用轧制载荷的上述匪C、 GM-AGC等中，成为妨碍板厚精度提高的很大的主要因素。另外，为了减少因轴振动等的辊偏心而引起的干扰，以往实施了辊偏心控 制。该辊偏心控制已知主要有以下的三种控制方法。另外，在以下，在仅用上下2个轧辊构成的、所谓2Hi轧机的情况下，在 用上下2个轧辊及上下2个支承辊的4个辊构成的、所谓4Hi轧机的情况下， 在用上下2个轧辊及上下2个中间辊及上下2个支承辊的6个辊构成的、所谓 6Hi轧机的情况下，以及在其它的情况下，都可以同样考虑。因而，将轧辊表 示为工作辊(Work Roll: WR)，将支承辊等的轧辊以外的辊表示为辅助辊(Back UP Roll: BUR)。(A) 辊偏心控制1在轧制轧材之前，在使上下工作辊接触并加以一定的载荷的状态(接触辊 (kiss roll)状态)下使辊旋转，检测接触辊时载荷。然后，将检测的接触辊时 载荷进行高速傅里叶变换等，来分析辊偏心频率。轧制中，假定产生分析的频 率的辊偏心，则不实施利用轧制载荷的反馈控制，输出辊隙操作量，以减少因 假定的上述辊偏心而产生的影响(例如，参照专利文献1及2)。(B) 辊偏心控制2利用设置在轧机出口侧的板厚计测定板厚变动。然后，将利用板厚计测定 的板厚变动与辊的旋转位置相关联，计算板厚偏差，并根据计算的板厚偏差， 来操作辊隙，以减少因辊偏心而引起的板厚变动(例如，参照专利文献3)。(C) 辊偏心控制3在轧材的轧制中，取入轧制载荷，并根据取入的轧制载荷来提取辊偏心分 量。然后，将提取的辊偏心分量变换为辊隙信号，来操作辊隙，以便抑制因辊 偏心而引起的轧制载荷变动(例如，参照专利文献4)。专利文献l:日本专利特开昭60-141321号公报专利文献2:日本专利特开昭62-254915号公报专利文献3:日本专利特开平11-77128号公报专利文献4:日本专利特开2002-282917号公报在专利文献1及2所述的上述辊偏心控制l所示的方法中，由于是根据接 触辊时载荷来分析辊偏心频率，并根据该分析结果来控制轧制中的辊隙操作 量，因此具有不能实现高精度的板厚控制的问题。即，在上述辊偏心控制l所 示的方法中，是将与辊的旋转位置相关联而产生的载荷的变动分量假定为正弦 波，但在实际的载荷的变动分量中，不仅显现出最低次的频率、即基频的频率分量，也有时显现出基频的2倍、3倍及其以上的频率分量。因此，在加以复 合的干扰的情况下，具有难以确定使哪个频率的干扰减少的问题。再有，辊偏心一般是辅助辊产生的原因比较多，但由于因工作辊的研磨状 态或热膨胀等也能够产生，因此轧制中辊偏心的原因有时在变化。另外，关于 接触辊时载荷的变动量的振幅，轧制的轧材的硬度等为主要因素，多数情况下 与轧制载荷的变动量的振幅不同。因此，难以对辊偏心频率进行正确分析。在专利文献3所述的上述辊偏心控制2所示的方法中，能够采用板厚控制 的轧机限于在其出口侧设置了板厚计的轧机。另外，例如在用7台机架构成的 热轧薄板串联轧机的情况下，作为产品板厚变动，虽然因后级的第5、第6、 第7机架的辊偏心而引起的板厚变动容易显现，但一般板厚计设置在第7机架 出口侧。在这种情况下，不能控制因第5、第6机架的辊偏心而引起的板厚变 动，具有不能实现高精度的板厚控制的问题。再有，为了从轧机机架到配置在它的出口侧的板厚计之间正确进行轧材的 跟踪，必须正确取得轧材速度。该轧材速度能够根据辊圆周速度及前滑率进行 计算，但对于能够实测的辊圆周速度来说，前滑率是预测值。因此，轧材速度 中包含误差，还具有不能实现正确跟踪的问题。在专利文献4所述的上述辊偏心控制3所示的方法中，由于使用辊隙操作 中实际产生的轧制载荷的变动，因此与上述辊偏心控制1及2所示的方法相比， 能够直接控制对板厚的影响大的变动分量，能够正确反映因经过轧制而变化的 辊的状态。另外，由于不需要考虑轧材的传送，因此也不会像辊偏心控制2的 情况那样产生跟踪误差。但是，由于为了提取辊偏心分量，而必须采集轧制载荷的实际值，因此具 有在轧制开始后辅助辊旋转1圈的期间不能实施高精度的板厚控制的问题。另 外，在上下配置的辅助辊直径不同时，与上下配置具有相同直径的辅助辊时相比，还具有难以实施高精度的板厚控制的问题。另外，在以下，说明上下配置的辅助辊的直径不同时、难以进行高精度的 板厚控制的理由。进行金属材料轧制的轧机， 一般比较多的是驱动工作辊的方式。在这种情 况下，l个或串联连接的电动机的动力通过副齿轮等向工作辊传递，利用传递 的动力来驱动上下工作辊。这里，为了使上下工作辊的圆周速度相同，对于被驱动的工作辊的直径以约O. 5ram以内的精度进行管理。另外，不被驱动的辅助 辊的直径管理就不那么严格，也有时它的直径有10%以上的不同。而且，在上 下辅助辊产生直径差时，除了因辊偏心而产生的短周期的轧制载荷的变动，还 加上产生被称之为摆动或起伏的长周期的轧制载荷的变动。图8所示为上下辅助辊的直径差及辊偏心对于轧制载荷及辊隙的影响的波 形图，(a)所示为轧制载荷变动的仿真结果，(b)所示为辊隙变动的仿真结果。 另外，图8(a)及(b)都是作为上辅助辊的直径是1170mm、下辅助辊的直径是 1260隱的计算的结果。另外，图8(b)的虚线表示因上辅助辊的旋转而产生的 间隙变动，点划线表示因下辅助辊的旋转而产生的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种板厚控制装置，设置在轧制金属材料的轧机上、控制因轧机机架的上下工作辊及上下辅助辊的辊偏心而引起的板厚变动，其特征在于，具有： 检测接触辊时载荷及轧制载荷的载荷检测器； 接触辊时载荷变动提取单元，该接触辊时载荷变动提取单元根据在所述上下工作辊及所述上下辅助辊的多个旋转位置利用所述载荷检测器检测的接触辊时载荷，分别提取接触辊时载荷的、所述各旋转位置的因所述上工作辊及所述上辅助辊的辊偏心而引起的变动分量、以及所述各旋转位置的因所述下工作辊及所述下辅助辊的辊偏心而引起的变动分量； 轧制载荷变动提取单元，该轧制载荷变动提取单元根据利用所述接触辊时载荷变动提取单元分别提取的接触辊时载荷的各变动分量，分别提取在所述各旋转位置利用所述载荷检测器检测的轧制载荷的、所述各旋转位置的因所述上工作辊及所述上辅助辊的辊偏心而引起的变动分量、以及所述各旋转位置的因所述下工作辊及所述下辅助辊的辊偏心而引起的变动分量； 操作量运算单元，该操作量运算单元根据利用所述轧制载荷变动提取单元分别提取的轧制载荷的各变动分量，计算与所述各旋转位置相对应的辊隙指令值，以便减少轧制的所述金属材料的板厚变动；以及 根据所述操作量运算单元计算的辊隙指令值，与各旋转位置相对应地操作辊隙的辊隙操作单元。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：今成宏幸，
申请(专利权)人：东芝三菱电机产业系统株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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