轧机的板厚控制装置的制造方法

xiaoxiao2021-2-22  133

轧机的板厚控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及乳机的板厚控制装置。
【背景技术】
[0002] 在专利文献1中记载了乳机的板厚控制装置。该板厚控制装置基于在乳制机架的 上游侧测定的乳材的板厚信息、该乳制机架的上游侧的乳制机架的乳制载荷信息等,确定 该乳制机架的塑性系数。该板厚控制装置基于确定的塑性系数,对该乳制机架的乳材进行 板厚控制。 现有技术文献 专利文献
[0003] 专利文献1:日本专利特开2008 -126307号公报

【发明内容】
发明所要解决的技术问题
[0004] 然而,专利文献1中记载的是在下游侧跟踪该乳制机架的上游侧的乳制机架信息, 并确定该乳制机架的塑性系数。由此,不能正确地确定乳材的塑性系数。
[0005] 本发明是为了解决上述问题而完成的。本发明的目的是提供一种能正确地确定乳 材的塑性系数的乳机的板厚控制装置。 解决技术问题的技术方案
[0006] 本发明所涉及的乳机的板厚控制装置包括塑性系数确定装置,该塑性系数确定装 置是基于操作对象的乳制机架的乳制载荷实际值、辊间距离实际值、及乳制常数,确定表示 乳材硬度的塑性系数。 技术效果
[0007] 采用本发明,能正确地确定乳材的塑性系数。
【附图说明】
[0008] 图1是表示利用本发明的实施方式1的乳机的板厚控制装置的乳机的结构图。 图2是表示利用本发明的实施方式1的乳机的板厚控制装置的乳机的控制框图。 图3是用于说明利用本发明的实施方式1的乳机的板厚控制装置的乳机乳制乳材时的 乳制常数与塑性系数的影响的图。 图4是用于说明利用本发明的实施方式1的乳机的板厚控制装置的乳机乳制乳材时的 乳制常数与塑性系数的影响的图。 图5是本发明的实施方式1的乳机的板厚控制装置的主要部分的框图。 图6是表示利用本发明的实施方式1的乳机的板厚控制装置的乳机的控制框图的主要 部分。 图7是用于说明本发明的实施方式1的乳机的板厚控制装置的塑性系数确定装置所具 有的塑性系数表格的图。 图8是用于说明本发明的实施方式1的乳机的板厚控制装置的辊子偏芯干扰的推定结 果的图。 图9是用于说明本发明的实施方式1的乳机的板厚控制装置的乳制载荷干扰的推定结 果的图。 图10是本发明的实施方式2的乳机的板厚控制装置的控制框图的主要部分。
【具体实施方式】
[0009]对于本发明的实施方式,参照附图进行说明。此外,在各图中,在相同或相当的部 分上标有相同的符号。适当地简化或省略该部分的重复说明。
[0010]实施方式1 图1是表示利用本发明的实施方式1的乳机的板厚控制装置的乳机的结构图。
[0011 ]在图1中,薄板热乳的乳制机架为四辑(4Hi)乳机。乳制机架具备外壳1。在外壳1内 设置有作为乳辊的上侧工作辊2a和下侧工作辊2b。上侧工作辊2a的轴的一侧与未图示的电 动机连结。在上侧工作辊2a的另一侧周边确保工作区域。下侧工作辊2b的轴的一侧与未图 示的电动机连结。在下侧工作辊2b的另一侧周边确保工作区域。
[0012] 在上侧工作辊2a的上方设置有作为乳辊的上侧支承辊3a。上侧支承辊3a支承上侧 工作辊2a。上侧支承辊3a被支承在外壳1的上部。上侧支承辊3a的轴的一侧与未图示的电动 机连结。在上侧支承辊3a的另一侧周边确保工作区域。
[0013] 在下侧工作辊2b的下方设置有作为乳辊的下侧支承辊3b。下侧支承辊3b支承下侧 工作辊2b。下侧支承辊3b被支承在外壳1的下部。下侧支承辊3b的轴的一侧与未图示的电动 机连结。在下侧支承辊3b的另一侧周边确保工作区域。
[0014] 在上侧支承辊3a的上方设置有压下装置4。例如压下装置4由电动压下装置构成。 例如压下装置4由油压驱动的油压压下装置构成。油压压下装置可高速控制。压下装置4包 括驱动侧压下装置4a与工作侧压下装置4b。驱动侧压下装置4a设置在上侧支承辊3a的一 侦L工作侧压下装置4b设置在上侧支承辊3a的另一侧。
[0015] 在下侧支承辊3b的下方设置有载荷检测器5。载荷检测器5包括驱动侧载荷检测器 5a和工作侧载荷检测器5b。驱动侧载荷检测器5a设置在下侧支承辊3b的一侧。工作侧载荷 检测器5b设置在上侧支承辊3a的另一侧。
[0016] 在压下装置4的下方设置辊间距离检测器6。辊间距离检测器6包括驱动侧辊间距 离检测器6a和工作侧辊间距离检测器6b。驱动侧辊间距离检测器6a设置在上侧支承辊3a的 一侧。工作侧辊间距离检测器6b设置在上侧支承辊3a的另一侧。
[0017]乳制载荷测定器7的输入侧连接在载荷检测器5的输出侧上。辊间距离测定器8的 输入侧连接在辊间距离检测器6的输出侧上。
[0018] 板厚控制器9的输入侧连接在乳制载荷测定器7的输出侧上。板厚控制器9的输入 侧还连接在辊间距离测定器8的输出侧上。辊间距离操作单元10的输入侧连接在板厚控制 器9的输出侧上。辊间距离操作单元10的输出侧连接在压下装置4的输入侧上。
[0019] 在下侧工作辊2b上设置有辊子转速检测器11。在乳制机架的出口侧设置有板厚测 定仪12。
[0020]乳材13由金属形成。乳材13被夹在上侧工作辊2a与下侧工作辊2b之间。其结果是 乳材13延伸。此时,上侧支承辊3a抑制上侧工作辊2a沿宽度方向弯曲。下侧支承辊3b抑制下 侧工作辊2b沿宽度方向弯曲。向乳材13施加的乳制载荷经由上侧工作辊2a、下侧工作辊2b、 上侧支承辊3a、下侧支承辊3b,被外壳1承受。
[0021 ]驱动侧载荷检测器5a检测施加在下侧支承辊3b的一侧的载荷。工作侧载荷检测器 5b检测施加在下侧支承辑3b的另一侧的载荷。乳制载荷测定器7计算驱动侧载荷检测器5a 的检测值与工作侧载荷检测器5b的检测值之和作为载荷总和。乳制载荷测定器7计算驱动 侧载荷检测器5a的检测值与工作侧载荷检测器5b的检测值之差作为载荷差。在乳制机架中 设置有未图示的弯辊装置的情况下,乳制载荷测定器7进行以弯辊力校正载荷检测器5的检 测值时的计算。
[0022]辊间距离检测器6不直接检测上侧工作辊2a与下侧工作辊2b之间的间隙(辊间距 离)。辊间距离检测器6检测压下装置4对上侧支承辊3a的压下量。辊间距离测定器8基于辊 间距离检测器6的检测值计算辊间距离。此时,辊间距离测定器8将上侧工作辊2a与下侧工 作辊2b之间的距离关隙考虑在内。
[0023] 板厚控制器9基于乳制载荷测定器7的计算值、辊间距离测定器8的计算值调整辊 间距离的设定值。此时,板厚控制器9使用由图1中未图示的确定装置所确定的乳制常数Mc、 塑性系数Qc来调整辊间距离的设定值。
[0024]辊间距离操作单元10基于由板厚控制器9调整的设定值来调整辊间距离。其结果 是乳材13达到所期望的板厚。乳材13的板厚用板厚测定仪12测量。
[0025] 此时,辊子转速检测器11检测下侧工作辊2b的转速。辊子转速检测器11检测下侧 工作辊2b的旋转位置。通过该检测,确定下侧工作辊2b的圆周方向的位置。具体地说,从横 向看将下侧工作辊2b看作是圆时,确定圆周上的基准点的位置。例如,确定该基准点相对于 铅直线的旋转角度。
[0026] 接着,使用图2说明板厚控制器9的一个示例。 图2是利用本发明的实施方式1的乳机的板厚控制装置的乳机的控制框图。
[0027] 在图2中,控制对象的乳制工艺14受到乳制常数M和塑性系数Q的影响。具体地说, 乳制工艺14具备第1影响系数14a和第2影响系数14b。第1影响系数14a对应于辊间距离对乳 制载荷的影响。第1影响系数14a为一 MQ/(M+Q)。第2影响系数14b对应于乳制载荷对板厚的 影响。第2影响系数14b为1/M。
[0028]在乳制工艺14中存在辊子偏芯干扰Δ Sd与乳制载荷干扰Δ PD。辊子偏芯干扰Δ Sd 与乳制载荷干扰A Pd不能直接测定。
[0029] 板厚控制器9对于乳制工艺14实施使用监视器AGC15、测厚计AGC16、MMC(乳制常数 可变控制)17等的处理。
[0030] 第1控制块18基于用板厚测定仪12测量的板厚实际变化量AhAeT,计算板厚测量值 变化量A hMES。此时,第1控制块18将从乳制机架到板厚测定仪12的乳材13的搬运延迟时间 考虑在内。
[0031] 监视器AGC15基于产品板厚目标值变更量Δ hxREF和板厚测定值变化量Δ hMES的偏 差,计算GM板厚目标值变更量△ hREF。
[0032] 在测厚计AGC16中,第2控制块16a用所确定的乳制常数Mc表示。在第2控制块16a 中,附加用于调整响应的系数Ct1。基于第2控制块16a的输出和辊间距离实际变化量△ SAeT, 求出GM板厚变化量Ahoi。
[0033]在测厚计AGC16中,测厚计板厚目标值变更量△ 板厚目标值变更量△ hREF 相加。其结果,求出板厚目标变更量△ h?REF。将板厚目标值变更量△ h?REF与GM板厚变化量 Ah?的偏差输 入PI控制器16b 控制器16b用比例增益KPC、积分增益K ic和拉普拉斯算子S 表示。此外,辊间距离的符号S伴有上下标或△等,而拉普拉斯算子S是单独使用的。
[0034] 向补偿增益16c输入PI控制器16b的输出。补偿增益16c用所确定的乳制常数Mc、塑 性系数Qc、用于调整响应的系数C^a 2来表示。补偿增益16c用于计算辊间距离指令值ASset。 此时,补偿增益16c将操作输出标准化。在该情况下,即使控制对象的乳制常数M、塑性系数 Q、系数Ci1W2变化,也不需要调整PI控制器16b。
[0035] MMC17要求压下装置4能够高速响应。因此,在压下装置4不是油压压下装置的情况 下,不适用MMC17。
[0036] 在MMC17中,第3控制块17a使用所确定的乳制常数Mc表示。MMC17通过调整第3控制 块17a的系数α2,可调整响应。例如,若增大系数α2,则响应变快。
[0037] 在丽C17中,油压压下响应17b与油压压下装置的响应对应。油压压下响应17b基于 将补偿增益16c的输出与第3控制块17a的输出叠加后的值来确定。其结果,调整了辊间距 离。
[0038] 接着,使用图3进行说明乳制常数M与塑性系数Q对于乳材13的板厚的的影响。 图3是用于说明利用本发明的实施方式1的乳机的板厚控制装置的乳机乳制乳材时的 乳制常数与塑性系数的影响的图。
[0039] 在图3中,乳制曲线呈现出乳制拉伸的情况。乳制拉伸因外壳1等从乳材13受到较 大的乳制载荷而产生。若乳制载荷较大,则乳制拉伸也会变大。乳制曲线用2次曲线或3次曲 线来近似。乳制曲线可通过测定得到。
[0040] 乳制常数M表示乳制拉伸的比例。乳制常数M用所指定的乳制载荷下乳制曲线的斜 率来表示。例如,在乳制载荷为600(kN)且乳制拉伸为l(mm)的情况下,乳制常数M为600(kN/ mm) 〇
[0041] 在图3中,塑性曲线通过绘制乳材13的板厚发生变化时乳制载荷的变化情况而得 到。在乳材13的强度较高的情况下,塑性曲线较陡。在乳材13的温度较低的情况下,塑性曲 线较陡。塑性曲线不能直接测定。
[0042] 塑性系数Q表示乳材13的硬度。塑性系数Q用所指定的乳制载荷下塑性曲线的斜率 来表示。
[0043]在图3中,初始状态用乳制曲线与塑性曲线的交点(a)来表示。此时,辊间距离为 Sc。乳制机架的入口侧的乳材13的板厚为H。乳制机架的出口侧的乳材13的板厚为h。
[0044]乳材13的温度下降时,塑性曲线变陡。此时的状态用乳制曲线与塑性曲线的交点 (b)来表示。其结果,出口侧的乳材13的板厚增加到h+Ah。通过板厚控制将辊间距离从Sc变 更为Sc - ASc,乳制曲线向左侧移动。此时的状态用乳制曲线与塑性曲线的交点(c)来表示。 其结果,出口侧的乳材13的板厚比h+ △ h要薄。
[0045]接着,使用图4详细说明乳制常数M与塑性系数Q的影响。 图4是用于说明利用本发明的实施方式1的乳机的板厚控制装置的乳机乳制乳材13时 的乳制常数与塑性系数的影响的图。
[0046]在图4中,乳制常数M用下述的公式(1)来表示。
[0047]【数学式1】 M=tana (1)
[0048] 考虑图4的三角形成立的关系式,tana用下述的公式(2)来表示。
[0049] 【数学式2】 p --^ = tan a (2) h - Sg
[0050] 根据公式(1)和公式(2),得到测厚计公式。测厚计公式用下述的公式(3)表示。
[0051] 【数学式3】 h = SG+- (3) 6 M
[0052] 在图4中,塑性系数Q用下述的公式(4)来表示。
[0053] 【数学式4】 -Q = tanP (4)
[0054] 考虑图4的三角形成立的关系式,塑性系数Q用下述的公式(5)来表示。
[0055] 【数学式5】 ――-=-tan β = Q (5:) H - h
[0056] 根据公式(4)和公式(5),得到塑性系数Q与入口侧乳材13的板厚H的关系。塑性系 数Q与入口侧乳材13的板厚H的关系用下述公式(6)表示。
[0057] 【数学式6】 h= H (6) Q
[0058]在图4中,若辊间距离仅打开Δ Sg,则状态从点(A)移动到点(B)。此时,乳制常数M 用下述公式(7)来表示。
[0059] 【数学式7】 -AP ----=M (7) AS.e..
[0060] 根据公式(7),乳制载荷的变化量△ P用下述的公式(8)来表示。
[0061]【数学式8】 -AP=M(ASc-Ah) (8)
[0062] 塑性系数Q用下述的公式(9)来表示。
[0063] 【数学式9】 -AP Ι = β (9)
[0064]根据公式(9),乳制载荷的变化量ΔΡ用下述的公式(10)来表示。
[0065]【数学式10】 AP = -QAh (10)
[0066]根据公式(8)和公式(10),乳材13的板厚的变化量Ah用下述的公式(11)来表示。
[0068]根据公式(10)和公式(11),乳制载荷的变化量ΔΡ用下述的公式(12)来表示。
[0070]根据公式(3),板厚的变化量Ah用下述的公式(13)来表示。
[0072] 接着,使用图5说明确定装置。 图5是利用本发明的实施方式1的乳机的板厚控制装置的主要部分的框图。
[0073] 如图5所示那样,确定装置包括乳制常数确定装置19和塑性系数确定装置20。
[0074] 乳制常数确定装置19基于乳制载荷实际变化量APaet、辊间距离实际变化量Δ Sact、板厚实际变化量△ hAeT、及辊子旋转角实际值Φ i,计算乳制常数Mid。将乳制常数Mid输入 到测厚计AGCl 6、丽C17的乳制常数Mc。此时,也存在如下情况:乳制常数Mc为通过轻触辊试 验等别的方法来确定的乳制常数Μ?5。
[0075]塑性系数确定装置20基于乳制载荷实际变化量ΔΡΑετ、辊间距离实际变化量Δ Sact、辊子旋转角实际值Φ2、及所确定的乳制常数,计算塑性系数Qid。此时,确定的乳制常数 从乳制常数M id或乳制常数Mmes中选择。将塑性系数Qid输入到测厚计AGC16的塑性系数Qc。 [00 76]接着,使用图6说明乳制常数,与塑性系数Qid的计算方法。 图6是利用本发明的实施方式1的乳机的板厚控制装置的乳机的控制框图的主要部分。 [0077]在图6中,将噪声Nh施加到图2的乳制工艺14上,观测板厚实际变化量Δ hACT。
[0078]在图6中,乳材的板厚的变化量Ah使用由噪声Nh引起的误差的并用下述的公式 (14)来表示。
[0080]辊子偏芯干扰△ Sd由乳辊的结构、乳辊的研磨精度不良等产生。例如,在具有油轴 承的支承辊上,当键槽受到数百吨至数千吨的乳制载荷时,轴会上下移动。该移动将导致产 生辊子偏芯干扰A SD。例如,在没有键槽的乳辊中,由于热膨胀的偏差等导致产生辊子偏芯 干扰Δ Sd。
[0081 ]辊子偏芯干扰a Sd可看作是与上侧支承辊3a与下侧支承辊3b的旋转周期同步的 周期性干扰。在乳制过程中,乳制速度会发生变化。由此,辊子偏芯干扰A Sd的周期会随时 间变化。辊子偏芯干扰A Sd对于上侧工作辊2a、下侧工作辊2b、上侧支承辊3a、下侧支承辊 3b的旋转角巾KO度~360度)以恒定周期进行变化。
[0082]这种情况下,辊子偏芯干扰△ Sd以k次的傅里叶级数进行近似。具体地说,辊子偏 芯干扰A Sd用下述的公式(15)来表示。
[0083] 【数学式15】 Δ Sd * aso+asicos Φ ι+bsisin Φ i+."+askcos(k Φ i)+bsksin(k Φ 1) (15)
[0084] 将公式(14)变形,并使用公式(15)可得到下述的公式(16)。
[0086] 公式(16)是用来表不乳材13在某一时刻各变量的关系的公式,一般可从乳材13得 到多个数据集,每个数据集都满足公式(16)。通过推定满足多个公式(16)的最准确的参数, 能得到乳制常数M等参数。
[0087] 例如,在对于1根乳材13可以得到N个数据集的情况下,可分别得到N个乳制载荷实 际变化量A PACT、N个辊间距离实际变化量△ SAeT、N个板厚测定值变化量△ hAeT、及N个辊子旋 转角实际值Φι。
[0088] 将N个数据代入公式(16 ),可得到N个联立方程式。为了将上述合并表述,以下定义 用矢量或矩阵来表示的变量。
[0089] Δ h- Δ S的数据集设为包含N个Δ hACT- Δ Sact要素的列矢量Ylt3 [ Δ Plcos φ isin Φ!· · .cosUii^sinaii)!)]的数据集设为N行2k列的矩阵X1,其包括包含了 N个APagt要 素的列矢量、要素仅为1的N行1 列的矩阵INX1、以及N个(i>d^sin、 C〇S的值。将在公式(16)的 右边第一项中出现的[1/Masoasibsi· · ?askbsk]1'设为列矢量θι。
[0090] 将上述合并得到下述的公式(17)。此处,噪声引起的误差ei的数据集用矢量E1来表 不。
[0091] 【数学式17】 Υι = Χιθι+Ει (17)
[0092] 为了求解公式(17),使用最优化方法。最优化方法已提出了好几个方法,但此处示 出用最一般的最小二乘法来进行确定的例子。 0:的最小二乘法的解用下述公式(18)来表示。
[0094]乳制常数确定装置19使用公式(18)计算乳制常数Mid。此时,乳制常数确定装置19 对于板厚实际值变化量A hAeT,补偿在乳制机架与板厚测定仪12之间搬运所造成的延迟时 间。通过该补偿,板厚实际值变化量A hACT^乳制载荷实际变化量△ Pact、辊间距离实际变化 量Δ Sact同步。
[0095]乳制常数M很大程度上依赖于外壳I、上侧工作辊2a、下侧工作辊2b、上侧支承辊 3a、下侧支承辊3b的机械特性。因此,每一台乳制机架都要计算乳制常数Mid。
[0096]例如,存储乳制机架的数据,乳制常数确定为M[ I ] (stored) (kN/mm)。得到相同的 乳制机架的数据,乳制常数确定为M[ I ] (raw) (kN/mm)。在上述情况下,乳制常数确定装置19 保存M[l] (raw)。在板厚控制中使用平滑化后的新乳制常数。通过进行平滑化,能够抑制由 数据偏差引起的确定结果不稳定。新乳制常数用下述的公式(19)来表示。
[0097] 【数学式19】 M[1](tobestored)=(l-a)*M[1](stored)+a*M[1](raw) (19)
[0098] 在公式(19)中,a为平滑化增益。a设定为0到I之间的数值。a越大,乳制常数M[l] (raw)越容易反映在新乳制常数中。
[0099] 对于上侧工作辊2a、下侧工作辊2b或上侧支承辊3a、下侧支承辊3b刚刚更换后的 第1根乳材13,其乳制常数也有可能与更换前的乳制常数稍有不同。因此,在刚更换后,乳制 常数确定装置19提高M[l](raw)的比例。在上述情况下,新乳制常数使用比a更大的平滑化 增益A并以下述公式(20)表示。
[0100] 【数学式2〇】 M[1](tobestored) = (1-A)*M[1](stored)+A*M[1](raw) (20)
[0101] 在上侧工作辊2a、下侧工作辊2b或上侧支承辊3a、下侧支承辊3b刚更换之后,直到 乳制了数根乳材13从而数据稳定为止,可以连续地使用A。在上述情况下,容易反映出上侧 工作辊2a、下侧工作辊2b或上侧支承辊3a、下侧支承辊3b更换后的确定结果。
[0102] 接着,以下示出确定塑性系数Q的方法。基本的想法与上述标示的乳制常数M相同。
[0103] 在图6中,乳制载荷的变化量△ P用由噪声Nh引起的误差的并用下述的公式(21)来 表不。
[0105]将公式(21)变形,得到下述的公式(22)。
[0107]此时,w用下述公式(23)来定义。
[0109]在乳材13是处于乳制前状态的板坯时,该板坯配置在未图示的加热炉内。在该加 热炉中,设置未图示的多个滑道。多个滑道大致等间隔地配置。多个滑道支承板坯。多个滑 道的内部用水冷却。因此,板坯上与滑道接触的部分的温度会下降。上述部分被称为滑痕。 [0110]乳制载荷干扰A Pd可看作与滑痕同步的周期性的干扰。在乳制过程中乳制速度会 变化。因此,乳制载荷干扰A Pd的周期根据时间变化。乳制载荷干扰△ Pd相对于上侧工作辊 2a、下侧工作辊2b、上侧支承辊3a、下侧支承辊3b的旋转角φ2(0度~360度)以恒定周期进 行变化。
[0111] 在该情况下,W以k次傅里叶级数进行近似。具体地说,w用下述的公式(24)来表示。
[0112] 【数学式24】 w ? aw〇+awicos Φ 2+bwisin Φ 2+---+awkcos(k Φ 2)+bwksin(k Φ 2) (24)
[0113] 将公式(22)变形,并使用公式(23)、公式(24)可得到下述的公式(25)。
[0115]将从乳材13得到的N个数据代入公式(25),可得到N个联立方程式。为了将这些合 并标记,以下定义用矢量或矩阵来表达的变量。
[0116] ΔΡ的数据集设为包含APagt要素的列矢量Y2J Δ SIcos Φ28?ηΦ2 ··· cos(k (i>2)sin(k(i)2)]的数据集设为N行2k列的矩阵X 2,其包括包含了N个ASact要素的列矢量、要 素仅由1构成的N行1列的矩阵Im、以及N个(i>^sin、 C〇s值。将在公式(25)的右边第一项出 现的[-MQ/(M+Q)aw0awibwi · · · awkbwk]1'设为列矢量Θ2。
[0117] 将上述合并,得到下述的公式(26)。此处,噪声引起的误差的的数据集用矢量E2来 表不。
[0118] 【数学式26】 Υ2 = Χ2Θ2+Ε2 (26)
[0119] 与公式(17)相同,用最小二乘法求解公式(26)。02的最小二乘法的解用下述公式 (27)来表示。
[0121] 塑性系数确定装置20使用公式(27)计算塑性系数Qid。此时,乳制常数M从乳制常数 Mid或乳制常数Mmes中选择。
[0122] 塑性系数Q的确定在储存了一定数量的数据的时刻进行实施。塑性系数确定装置 20将乳制机架编号、钢种、板厚划分、温度范围作为划分指标,建立塑性系数表。表中的一个 个单元称为批次。各批次与下述(A)~(D)的信息相关联。
[0123] (A)与该单元相应的乳材13的根数 (B)各乳材13的ID编号与乳制时间 (C) 各材料所得到的用于确定塑性系数所需的数据 (D) 前次确定的乳材13的ID编号
[0124] 塑性系数确定装置20使用(A)~(D)的信息在下述的时刻(a)或时刻(b)计算塑性 系数Qm。
[0125] (a)在存储了一定数量以上的新数据的时刻计算塑性系数Qid。 (b)在每次采集批次所包含的乳材13的数据时,以该批次的数据为对象计算塑性系数 Qid。
[0126] 在时刻(a)的情况下,工程师可以观察存储的数据量并适当地判断。若在某个数据 量以上,也可以自动地计算塑性系数qid。
[0127] 在时刻(b)的情况下,对某个批次(乳制机架、钢种、板厚划分、温度范围)存储数 据,塑性系数确定为Q[l、2、3、4](st 〇red)(kN/mm)。得到与该批次相同条件的乳材13的数 据,塑性系数确定设为9[1、2、3、4](瓜《)(1^/ 111111)。塑性系数确定装置20将进行平滑化后的 新塑性系数保存给该批次。在板厚控制中使用平滑化后的新塑性系数。通过进行平滑化,能 够抑制由数据偏差引起的确定结果不稳定。新塑性系数用下述的公式(27)来表示。
[0128] 【数学式28】 Q[1,2,3,4](tobestored) = (l-b)*Q[l,2,3,4](stored)+b*Q[1,2,3,4](raw) (28)
[0129] 在公式(28)中,b为平滑化增益。b设定为0到I之间的数值。b越大,塑性系数Q[l、2、 3、4] (raw)越容易反映在新乳制常数中。
[0130] 平滑化也可适用于时刻(a)的情况。也存在使用与公式(28)不同的平滑化的情况。
[0131] 接着,使用图7说明塑性系数Q的表格。 图7是用于说明本发明的实施方式1的乳机的板厚控制装置的塑性系数确定装置所具 有的塑性系数表格的图。
[0132] 在图7中,若指定乳制机架、钢种、板厚划分、温度范围,则仅指定一个批次。其结 果,将该批次与其他批次区别开来。
[0133] 接着,使用图8和图9说明乳制常数Mid与塑性系数Qid的有效性。 图8是用于说明本发明的实施方式1的乳机的板厚控制装置的辊子偏芯干扰的推定结 果的图。图9是用于说明本发明的实施方式1的乳机的板厚控制装置的乳制载荷干扰的推定 结果的图。
[0134] 如图8所示,辊子偏芯干扰的推定值与实际的干扰值基本一致。如图9所示,乳制载 荷干扰的推定值与实际的干扰值几乎一致。因此,可正确地计算乳制常数M id与塑性系数 Qid。
[0135]根据以上说明的实施方式1,塑性系数确定装置20基于操作对象的乳制机架的乳 制载荷实际值、辊间距离实际值、以及乳制常数,来确定乳材13的塑性系数。因此,能正确地 确定乳材13的塑性系数。
[0136]此外,乳制常数确定装置19基于控制对象的乳制机架的乳制载荷实际值、辊间距 离实际值、以及该乳制机架的下游侧的乳材的板厚,来确定该乳制机架的乳制常数。因此, 能正确地确定该乳制机架的乳制常数。
[0137]此外,乳制常 数确定装置19基于该乳制机架的乳辊的旋转位置来确定该乳制机架 的乳制常数。具体地说,乳制常数确定装置19使用公式(18)计算乳制常数。因此,能更正确 地确定该乳制机架的乳制常数。
[0138] 此外,乳制常数确定装置19对于乳制机架,每得到1个乳材13的数据时确定乳制常 数,并与过去确定的乳制常数进行平滑化。在乳制机架的乳辊发生更换时,乳制常数确定装 置19使用最新的确定数据的比例比通常要高。因此,能更正确地确定该乳制机架的乳制常 数。
[0139] 此外,塑性系数确定装置20基于轻触辊试验求得的乳制常数来确定乳材13的塑性 系数。因此,能更正确地确定乳材13的塑性系数。
[0140]此外,塑性系数确定装置20基于该乳制机架的乳辊的旋转位置来确定乳材13的塑 性系数。具体地说,塑性系数确定装置20使用公式(26)计算塑性系数。因此,能更正确地确 定乳材13的塑性系数。
[0141] 此外,塑性系数确定装置20使用预先采集的数据来确定乳材13的塑性系数。因此, 能使用之前的数据计算乳材13的塑性系数。
[0142] 此外,塑性系数确定装置20在对以相同或类似的钢种、板厚、乳制温度范围划分的 每个批次仅保存预先设定数量的数据的情况下,确定乳材13的塑性系数。因此,能更正确地 计算乳材13的塑性系数。
[0143] 此外,塑性系数确定装置20在对以相同或类似的钢种、板厚、乳制温度范围划分的 批次每次保存数据时,确定乳材13的塑性系数。因此,能使用最新的数据修正乳材13的塑性 系数。
[0144] 此外,在该乳制机架的下游侧未设置板厚测定仪12的情况下,可使用质量流守恒 定律,求得乳制机架的出口侧的乳材13的板厚。质量流守恒定律用下述的公式(29)来表示。
[0145] 【数学式29】 hxVx=hi(l+fi)VRi (29)
[0146] 在公式(29)中,下标X对应于假设设置了板厚测定仪12时的板厚测定仪12的正下 方位置。下标i与该乳制机架编号对应。h是乳材13的板厚。V是乳材13的速度。f是前滑率。前 滑率f根据乳制模型计算。Vr 1根据乳制机架的乳辊的转速测定。
[0147] 实施方式2 图10是本发明的实施方式2的乳机的板厚控制装置的控制框图的主要部分。此外,对于 与实施方式1相同或相当部分标注相同符号并省略说明。
[0148] 实施方式2的板厚控制器9使用所确定的辊子偏芯干扰ASd提高控制性能。具体地 说,辊间距离操作单元10在与所确定的辊子偏芯干扰A Sd相反的方向上调整辊间距离。通 过该调整,抵消辊子偏芯干扰。
[0149] 在现实中,乳辊的位置确定存在误差,油压压下装置的响应会延迟。因此,100%地 补偿辊子偏芯干扰时,会产生控制振荡等问题。因此,导入调整增益KSD。
[0150] 在图10中,将推定的辊子偏芯干扰ASd乘以调整增益KSD,计算辊子偏芯补偿量Δ Sdref。辊子偏芯补偿量Δ Sdref与辊间距离指令值Δ Sset相加。
[0151]根据以上说明的实施方式2,辊间距离操作单元10调整乳制机架的辊间距离以降 低辊子偏芯干扰的影响。因此,能更精确地控制乳材13的板厚。
[0152]此外,实施方式1及2的板厚控制装置也可以适用于四辊(4Hi)乳机以外的乳机。例 如,该板厚控制装置也可以适用于由上侧工作辊2a及下侧工作辊2b构成的二辊(2Hi)乳机。 此外,该板厚控制装置也可以适用于在四辊(4Hi)乳机上添加中间辊子的六辊(6Hi)乳机。 工业上的实用性
[0153] 如上所述,本发明所涉及的乳机的板厚控制装置能用于正确地确定乳材的塑性系 数。 符号说明
[0154] 1 外壳、 2a 上侧工作辊、 2b 下侧工作辊、 3a 上侧支承辊、 3b 下侧支承辊、 4 压下装置、 4a 驱动侧压下装置、 4b 工作侧压下装置、 5 载荷检测器、 5a 驱动侧载荷检测器、 5b 工作侧载荷检测器、 6 辊间距离检测器、 6a 驱动侧辊间距离检测器、 6b 工作侧辊间距离检测器、 7 乳制载荷测定器、 8 辊间距离测定器、 9 板厚控制器、 10 辊间距离操作单元、 11 辊子转速检测器、 12 板厚测定仪、 13 乳材、 14 乳制工艺、 14a 第1影响系数、 14b 第2影响系数、 15 监视器AGC、 16 测厚计AGC、 16a 第2控制块、 16b PI控制器、 16c 补偿增益、 17 MMC、 17a 第3控制块、 17b 油压压下响应、 18 第1控制块、 19 乳制常数确定装置、 20 塑性系数确定装置
【主权项】
1. 一种乳机的板厚控制装置,其特征在于, 包括塑性系数确定装置,该塑性系数确定装置基于操作对象的乳制机架的乳制载荷实 际值、辊间距离实际值及乳制常数,确定表示乳材硬度的塑性系数。2. 如权利要求1所述的乳机的板厚控制装置,其特征在于, 包括乳制常数确定装置,该乳制常数确定装置基于所述乳制机架的乳制载荷实际值、 辊间距离实际值、以及该乳制机架的下游侧的乳材的板厚,确定所述乳制机架的乳制常数, 所述塑性系数确定装置基于由所述乳制常数确定装置确定的乳制常数来确定所述塑 性系数。3. 如权利要求2所述的乳机的板厚控制装置,其特征在于, 所述乳制常数确定装置使用所述乳制机架的下游侧的乳材搬运速度与所述乳制机架 的乳辊的旋转速度,基于质量流守恒定律计算所述乳制机架的下游侧的乳材的板厚。4. 如权利要求2所述的乳机的板厚控制装置,其特征在于, 所述乳制常数确定装置基于所述乳制机架的乳辊的旋转位置,确定所述乳制机架的乳 制常数。5. 如权利要求4所述的乳机的板厚控制装置,其特征在于, 所述乳制常数确定装置对于所述乳制机架的下游侧的乳材的板厚,补偿从该乳制机架 到所述板厚测定仪的搬运时间,求出板厚测定值变化量,基于所述乳制机架的辊间距离偏 离恒定值的变化量,求出辊间距离实际变化量,基于所述乳制机架的乳制载荷测定值与预 先设定值的偏差,求出乳制载荷实际变化量,对包含所述板厚测定值变化量、所述辊间距离 实际变化量、所述乳制载荷实际变化量、所述乳辊的旋转位置、以及所述乳制常数的公式使 用最优化方法来确定所述乳制常数。6. 如权利要求2至5中任意一项所述的乳机的板厚控制装置,其特征在于, 所述乳制常数确定装置对于所述乳制机架,每得到1个乳材的数据时,就确定所述乳制 机架的乳制常数,并与之前的乳制常数进行平滑化,在所述乳制机架的乳辊更换后,使用最 新的确定数据的比例比通常更高。7. 如权利要求1所述的乳机的板厚控制装置,其特征在于, 所述塑性系数确定装置基于由轻触辊试验求得的乳制常数来确定所述乳材的塑性系 数。8. 如权利要求1至7中任意一项所述的乳机的板厚控制装置,其特征在于, 所述塑性系数确定装置基于所述乳制机架的乳辊的旋转位置来确定所述乳材的塑性 系数。9. 如权利要求8所述的乳机的板厚控制装置,其特征在于, 所述塑性系数确定装置基于所述乳制机架的乳制载荷测定值与预先设定值的偏差,求 出乳制载荷实际变化量,基于所述乳制机架的辊间距离偏离恒定值的变化量,求出辊间距 离实际变化量,对包含所述乳制载荷实际变化量、所述辊间距离实际变化量、所述乳辊的旋 转位置、所述乳制常数、以及所述塑性系数的公式使用最优化方法来确定所述乳材的塑性 系数。10. 如权利要求1至9中任意一项所述的乳机的板厚控制装置,其特征在于, 所述塑性系数确定装置使用预先采集的数据来确定所述乳材的塑性系数。11. 如权利要求1至9中任意一项所述的乳机的板厚控制装置,其特征在于, 所述塑性系数确定装置在以相同或类似的钢种、板厚、乳制温度范围划分的每个批次 仅保存了预先设定的数量的数据的情况下,确定所述乳材的塑性系数。12. 如权利要求1至9中任意一项所述的乳机的板厚控制装置,其特征在于, 所述塑性系数确定装置在对以相同或类似的钢种、板厚、乳制温度范围划分的批次每 次保存数据时,确定所述乳材的塑性系数。13. 如权利要求1至12中任意一项所述的乳机的板厚控制装置,其特征在于, 包括辊间距离操作单元,该辊间距离操作单元推定由所述乳制机架的乳辊偏芯引起的 辊子偏芯干扰,调整所述乳制机架的辊间距离以降低该辊子偏芯干扰的影响。
【专利摘要】提供一种能正确地确定轧材的塑性系数的轧机的板厚控制装置。因此,轧机的板厚控制装置具备塑性系数确定装置,该塑性系数确定装置基于操作对象的轧制机架的轧制载荷实际值、辊间距离实际值、以及轧制常数,确定表示轧材硬度的塑性系数。在该结构中,基于由操作对象的轧制机架得到的数据,确定轧材的塑性系数。因此,能正确地确定轧材的塑性系数。
【IPC分类】B21B37/18
【公开号】CN105492133
【申请号】CN201380079178
【发明人】今成宏幸, 堀川德二郎, 金子修, 大村和晖, 山本茂
【申请人】东芝三菱电机产业系统株式会社
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2013年8月28日
【公告号】WO2015029171A1

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