專利名稱：熱軋軋機的凸度控制裝置以及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱軋(熱間圧延)軋機(mill)的凸度(crown)控制裝 置以及方法，涉及適用于在鋼板的長軸方向使凸度均一化的控制方式。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的將凸度在鋼板的長軸方向均一化的方法在專利文獻1、 2有記 載。在專利文獻l中表示了下述方法，即在適當?shù)臅r刻將軋制中所得到的 檢測凸度鎖定(lock on),通過將鎖定值作為目標值在鋼板長軸方向進行 FF/FB控制，而將凸度在鋼板的長軸方向均一化的方法。在專利文獻2中，表示了下述方法，即注目于凸度偏差、軋制載重、 軋制速度等的變化而將上述中鎖定的時刻最佳化，提高凸度的長軸方向均 一化的程度的方法。專利文獻1特開2006-021243號公報專利文獻2特開2006-231387號公報專利文獻l的方法，軋制中的凸度檢測性越良好越有效，在由斯特格 爾軋功能夠以充分的精度測定各通行(path)或者奇通行的凸度的情況下， 或者在串列式軋機中在臺架(stand)間設(shè)置凸度計量器，能夠利用該測 定結(jié)果的情況下，為有效的方法。但是，在串列式軋機中在最終臺架出去 側(cè)只設(shè)置凸度計量器，因此在只測量作為最終的軋制結(jié)果的凸度的情況 下，或者即使測量軋制中的凸度也不能充分確保精度的情況下，存在有效 性降低的問題。此外，在專利文獻2中，表示了將鎖定時刻最佳化的方法，但并沒有 表示通過提早鎖定時刻，在鋼板長軸方向進一步將凸度均一化的方法。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的課題在于，通過在鋼板的前端和后端對凸度控制的操作端即彎曲器(bender)適當?shù)剡M行校正來進行控制，從而在前后端將凸 度為非穩(wěn)定的區(qū)域最小化，在鋼板長軸方向的大范圍將凸度均一化。該結(jié) 果在于提早鎖定時刻。還在于只采用作為最終的軋制結(jié)果即測量的凸度數(shù) 據(jù)來算定下一鋼板以后的彎曲器的校正量或校正時刻。為了解決該課題，在本申請發(fā)明中，將鋼板前后端的凸度校正的操作 量分解為前端校正量、前端校正距離、后端校正量、后端校正距離這四個值來算出，設(shè)置有蓄積在軋制結(jié)束時所檢測的鋼板長軸方向的凸度的凸度數(shù)據(jù)蓄積部；根據(jù)凸度的一覽數(shù)據(jù)進行特征提取的彎曲器調(diào)整指針提取 部；存儲有四個凸度校正的操作量的調(diào)整量保存部；根據(jù)所提取的調(diào)整指 針和所存儲的操作量分別算出前端校正量、前端校正距離、后端校正量、 后端校正距離的前端校正量算出部、前端校正距離算出部、后端校正量算 出部以及后端校正距離算出部。還具備根據(jù)上述四個算出部的輸出，算 出鋼板長軸方向的彎曲器校正量并輸出的前后端校正量部；和配合由預定 控制所決定的彎曲器值，最終地算出與鋼板長軸方向的各部位對應的彎曲 器操作量的操作量算出部。說明本發(fā)明的作用。凸度數(shù)據(jù)蓄積部中，作為制品巻繞的鋼板的凸度 附帶在距鋼板前端的距離中被蓄積。彎曲器調(diào)整指針提取部從凸度的一覽 數(shù)據(jù)中，提取前端凸度的下沖量、前端凸度到達穩(wěn)定狀態(tài)之前的距鋼板前 端的距離、后端凸度的下沖量、從穩(wěn)定狀態(tài)結(jié)束部到鋼板后端的距離這四 個特征量，作為彎曲器調(diào)整指針。前端校正量算出部、前端校正距離算出 部、后端校正量算出部、后端校正距離算出部從調(diào)整量保存部獲取各算出 部所輸出的上一次值，通過采用所提取的特征量的運算，算出下一次適用 于鋼板的四個凸度校正的操作量。進而前后端校正部綜合上述信息，算出 與鋼板長軸方向的各部位對應的彎曲器校正量，操作量算出部合成由建立 所決定的彎曲器的操作量與前后端校正部的輸出，算出與鋼板長軸方向的 各部位對應的彎曲器操作量。發(fā)明的效果通過本發(fā)明，在鋼板前后端的凸度非穩(wěn)定部(過渡狀態(tài)部)中，通過 適當?shù)男Ｕ玫较鄬Φ亟咏繕酥档耐苟?，并且在比鋼板前端部早的時刻 得到穩(wěn)定凸度，因此能夠提早鎖定時刻。進而，由于不使用軋制中的凸度信息，而按照軋制后的最終的凸度數(shù) 據(jù)計算彎曲器校正量，因此也能適用于在只測量作為最終的軋制結(jié)果的凸 度的情況或者即使能夠測量軋制中的凸度但由于各種理由而不能充分確 保精度的情況。


圖1為表示本發(fā)明的實施例1的凸度控制裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖2為表示凸度的定義的說明圖。 圖3為表示鋼板長軸方向的檢測凸度的模式圖。 圖4為表示凸度數(shù)據(jù)蓄積機構(gòu)的蓄積例的說明圖。 圖5為表示相對于鋼板長軸方向的檢測凸度，用于調(diào)整的特征量的模 式圖。圖6為表示彎曲器調(diào)整指針提取機構(gòu)的處理的流程圖。圖7為表示調(diào)整量保存機構(gòu)的保存例的說明圖。圖8為表示鋼板長軸方向的彎曲器校正量的模式圖。圖9為表示前后端校正機構(gòu)的處理的流程圖。圖10為具備實施例2的載重校正機構(gòu)的凸度控制裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖11為表示載重校正機構(gòu)的處理的流程圖。圖12為具備實施例3的溫度校正機構(gòu)的凸度控制裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖13為表示溫度校正機構(gòu)的處理的流程圖。圖14為具備實施例4的調(diào)整指針保存機構(gòu)的凸度控制裝置的結(jié)構(gòu)圖。 圖15為表示調(diào)整指針保存機構(gòu)的保存例的說明圖。 圖16為通過實施例5的凸度控制裝置組合將鎖定值作為目標值在鋼 板長軸方向上進行FF/FB控制的方式與實施例1的結(jié)構(gòu)圖。圖17為對彎曲器的前后端校正量的調(diào)整進行遠程服務的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。 圖中100 —控制裝置;102 —建立(set叩)機構(gòu)；103 —控制模型;104 — 前后端校正調(diào)整機構(gòu)；105 —前后端校正機構(gòu)；112 —彎曲器調(diào)整指針提取機構(gòu)；113 —調(diào)整量保存機構(gòu)；114一端校正量算出機構(gòu)；115 —前端校正 距離算出機構(gòu)；116 —后端校正量算出機構(gòu)；117 —后端校正距離算出機構(gòu);130 —操作量算出機構(gòu)；150 —控制對象；1002 —載重校正機構(gòu)；1202_溫度校正機構(gòu)；1401 —調(diào)整指針保存機構(gòu)。
具體實施方式
在本發(fā)明的實施方式中，在包括前后端的長軸方向上，生產(chǎn)接近目標 值的凸度均一地分布的鋼板。進而通過將凸度高精度化，也能實現(xiàn)鋼板的 形狀(寬度方向的延展率的偏差)的均一化，作為結(jié)果能夠生產(chǎn)高品質(zhì)的 制品。以下，根據(jù)附圖對本發(fā)明的實施例1 實施例6詳細地進行說明。實施例1圖1表示本發(fā)明的實施例1的凸度控制裝置的結(jié)構(gòu)圖。凸度控制裝置 100從控制對象150接收各種信號，向控制對象150輸出控制信號。首先 說明控制對象150的結(jié)構(gòu)。本實施例的控制對象150為熱軋的斯特格爾軋機，將由前一工序即粗 軋制機所生產(chǎn)的厚度30mm左右的原料152由軋機151往復軋制3 7次左 右，來生產(chǎn)2mm 10mm左右的鋼板153。以下，將各次軋制稱作通行(pass， /《7)。軋制中的鋼板通過一邊在進入側(cè)巻繞機162和出去側(cè)巻繞機163 進行巻繞， 一邊往復軋制，從而從原板的狀態(tài)逐漸變薄。在本實施例中， 在軋機151的出去側(cè)設(shè)置測定鋼板的凸度量的凸度計量器171。圖2為表示凸度的定義的說明圖。所謂凸度C為板的中央的厚度hc 與距邊緣一定距離部分的厚度hel、 he2之差，由式1表示。式1C=hc-(hei + he2〉/2hel、 he2的測定點即距邊緣的距離較多地定義為40mm，但也有25mm 或70mm的情況。如圖2所示，凸度計量器171在板寬度方向具有多個測 定點201，在檢測板寬度方向的板厚分布的基礎(chǔ)上，算出凸度量。在本實 施例中，板寬度方向的厚度分布主要為由對工作輥160賦予的鋼板寬度方 向的折彎力被控制的情況為例進行說明，但使上下的輥交叉(cross)，以 交叉角進行控制的情況下，也能同樣應用本發(fā)明。以下將折彎力稱作彎曲 (bending)力。從控制裝置100向軋機151輸出的操作量為彎曲力的設(shè)定值。此外， 凸度計量器171檢測根據(jù)控制的結(jié)果所得到的凸度，作為測量值向凸度控 制裝置ioo輸出。實際上獲取較多的信號，但只對必要的信號進行了說明。
接下來，說明凸度控制裝置100的結(jié)構(gòu)。凸度控制裝置100具有建立 機構(gòu)102，其按照生產(chǎn)目標的鋼板凸度的方式確定往復軋制的各通行的目 標凸度，參照控制模型103算出^現(xiàn)目標凸度的彎曲器指令B0。此外，具有接收凸度計量器171的測量結(jié)果的凸度接收機構(gòu)110;將所接收的凸度數(shù)據(jù)附帶在距鋼板前端的距離中并蓄積的凸度數(shù)據(jù)蓄積機構(gòu)111;根據(jù) 所蓄積的凸度數(shù)據(jù)對以后被軋制的鋼板算出在鋼板前后端適用的彎曲器 校正方式(仕様)并輸出的前后端校正調(diào)整機構(gòu)104。還具有前后端校正 機構(gòu)105，其前后端校正調(diào)整機構(gòu)104的輸出即按照彎曲器校正方式以距 鋼板前端的距離具體地算出前后端的校正量，并作為AB1輸出。并且，由 合成建立機構(gòu)102和前后端校正機構(gòu)105的輸出并輸出向工作輥160輸出 的彎曲器設(shè)定值Bref操作量算出機構(gòu)130構(gòu)成。
進而前后端校正機構(gòu)104具有根據(jù)蓄積在凸度數(shù)據(jù)蓄積機構(gòu)111中 的一塊鋼板量的凸度數(shù)據(jù)，提取用于確定彎曲器的前后端校正方式的特征 量的彎曲器調(diào)整指針提取機構(gòu)112;和蓄積當前的前后端校正的調(diào)整量的 調(diào)整量保存機構(gòu)113。此外，具有根據(jù)彎曲器調(diào)整指針提取機構(gòu)112所 提取的特征量和調(diào)整量保存機構(gòu)113的內(nèi)容，算出鋼板前端的彎曲器的校 正量的前端校正量算出機構(gòu)114;算出施加前端校正的范圍作為距鋼板前 端的距離的前端校正距離算出機構(gòu)115;算出鋼板后端的彎曲器的校正量 的后端校正量算出機構(gòu)116;和算出施加后端校正的范圍作為距鋼板后端的距離的后端校正距離算出機構(gòu)117。
以下，對各部分的處理詳細地進行說明?？刂颇Ｐ?03為用于推定軋制后的凸度量(鋼板出去側(cè)凸度量)的數(shù)式。凸度主要由施加彎曲力、軋 制前的凸度量(鋼板進入側(cè)凸度量)、軋制載重、工作輥的寬度方向的輥徑輪廓(profile)形狀(工作輥凸度)來決定，作為一例成為式2 式4 那樣的代數(shù)式。將凸度除以板厚的值稱作凸度比率，在代數(shù)式中sH表示 軋制前的凸度比率，sh為軋制后的凸度比率。
式2<formula>formula see original document page 11</formula>其中，CH:鋼板進入側(cè)凸度量(軋制前凸度量)、Ch:鋼板出去側(cè)凸 度量(軋制后凸度量)、Hc:進入側(cè)板厚、hc:出去側(cè)板厚、B:彎曲量、 P:軋制載重、CRW:工作輥凸度、A1 A5:由板厚、板寬度、鋼種等確定 的系數(shù)。建立機構(gòu)102根據(jù)為了得到目標板厚而決定的各通行的軋制載重、板 的溫度等，確定如在最終通行得到目標凸度那樣的各通行的目標凸度。之 后，將進入側(cè)凸度、進入側(cè)板厚、出去側(cè)板厚、軋制載重、以及工作輥凸度量的推定值作為輸入值，根據(jù)由式2 式4所提供的輸入值與鋼板出去 側(cè)凸度量的關(guān)系，按各通行算出實現(xiàn)各通行的目標凸度的彎曲力BO并輸 出。此外，工作輥凸度的推定通過考慮軋制中的熱膨脹量、工作輥160交 換后的磨耗所引起的輥徑的減衰效果、工作輥160的鋼板寬度方向的位移 量后的運算來確定。圖3示意性地表示從鋼板前端到后端的一般的凸度分布。從鋼板前端 301到后端302的檢測凸度C (1)相對鋼板長度(1)進行描述。由斯特 格爾軋機軋制的鋼板的凸度，由于溫度降低，因此在鋼板前后端如圖所示 具有較大的值。因此，鋼板全體的凸度分布變大，分為前端過渡狀態(tài)部303、穩(wěn)定部 304、后端過渡狀態(tài)部305。為了在鋼板長軸方向得到良好的凸度控制結(jié)果， 除了使穩(wěn)定部304的凸度接近目標值之外，還使前端過渡狀態(tài)部303與后 端過渡狀態(tài)部305的范圍盡可能變小，需要將穩(wěn)定部304確保在比鋼板長 軸方向更大的范圍。 一般地穩(wěn)定部304的凸度精度由建立機構(gòu)102的計算 結(jié)果的良好性來決定。另一方，本申請所提供的彎曲器的前后端校正方法 的目的在于增大穩(wěn)定部的范圍。圖4表示凸度數(shù)據(jù)蓄積機構(gòu)111的結(jié)構(gòu)。凸度數(shù)據(jù)蓄積機構(gòu)111獲取凸度接收機構(gòu)iio所接收的測定凸度，附帶在距鋼板前端的距離中并蓄積。 圖4中表示從鋼板前端到后端以100mm單位保存凸度的測定值的例子。以下，表示前后端校正方式調(diào)整機構(gòu)104的結(jié)構(gòu)。圖5中示意地表示 彎曲器調(diào)整指針提取機構(gòu)U2所提取的特征量。彎曲器調(diào)整指針提取機構(gòu) 112根據(jù)凸度的波形，提取前端過渡狀態(tài)部303的長度Lt、前端過渡狀態(tài) 部303的凸度的下沖(undershoot)量Ut、后端過渡狀態(tài)部305的長度 Lb、后端過渡狀態(tài)部305的凸度的下沖量Ub,來作為用于調(diào)整前后端的校 正方式的特征量。在此，Ut、 Ub在下沖的情況下取負值。檢測凸度401 中，Lt、 Ut采用鋼板前端部凸度404與穩(wěn)定部凸度405，此外，Lb、 Ub 采用穩(wěn)定部凸度405與鋼板后端部凸度406，如下那樣算出。圖6表示用于提取Lt、 Ut、 Lb、 Ub這四個特征量的算法。首先由S6-l 對每100mm的檢測凸度C (1)算出移動平均Ca (1)。移動平均Ca (1)能 夠由式5算出。式5<formula>formula see original document page 12</formula>n為依賴于凸度數(shù)據(jù)的偏差程度而確定的值，但實際上選擇2 5左右 的值的情況較多。接下來，算出各與l對應的移動方差。移動方差Cv (1) 能夠由式6算出。式6<formula>formula see original document page 12</formula>接下來，算出相當于穩(wěn)定部凸度的平均值的值。設(shè)鋼板長為L，算出 從M到L-M間的C (1)的平均值CA。平均值CA由式7算出。式7<formula>formula see original document page 13</formula>M為用于確定充分地實現(xiàn)穩(wěn)定凸度的范圍的參數(shù)，可以設(shè)定為例如L 的1/3。此時，采用鋼板的中央l/3的凸度數(shù)據(jù)算出平均值。接下來，由S6-2提取Ca(l)與CA之間的差在一定值以下并且Cv(1) 滿足一定值以下的1的最小值lmin。 1^表示從鋼板前端開始，凸度逐漸靠 近穩(wěn)定部的值，并且偏差穩(wěn)定在一定值以下為止的長度。即將前端過渡狀 態(tài)部的長度定量化。在S6-3中，在距鋼板前端的距離1比l,小的范圍，提取Ca (1) -CA 的最小值Ct,。Ct^為負時，表示凸度在鋼板前端附近已下沖，Ct^越大， 與下沖量越大對應。在S6-4中，提取Ca (1)與CA之差在一定值以下、并且Cv (1)滿 足一定值以下的1的最大值lmax。 1,表示在從鋼板后端朝向前端追溯時， 凸度向穩(wěn)定部的值逐漸靠近，并且偏差穩(wěn)定在一定值以下為止的長度。即 將后端過渡狀態(tài)部的長度定量化。在S6-5中，在距鋼板后端的距離l比1_大的范圍，提取Ca(1)-CA 的最小值Cb^。 Cb^為負時，表示凸度在鋼板后端附近已下沖，Cb,越大與下沖量越大對應。在S6-6中，通過代入l^算出Lt，通過代入Ct^算出Ut，通過代入 L-l自算出Lb ，通過代入Cbmin算出Ub 。以上，算出圖5所示的全部4個特征量。以下，表示以縮小鋼板前后 端的下沖量與過渡狀態(tài)的范圍為目的，適當?shù)卦阡摪迩昂蠖诵Ｕ龔澢鞯?方法。圖7表示調(diào)整量保存機構(gòu)113的結(jié)構(gòu)，圖8表示對鋼板長軸方向施加 的彎曲器校正量的模式圖。彎曲器校正對鋼板的前后端施加，如圖8所示， 設(shè)鋼板前端的校正范圍(距鋼板前端的校正長度)為A，鋼板前端的校正 量為B，鋼板后端的校正范圍(到鋼板后端的校正長度)為C，鋼板后端 的校正量為D。在此前后端彎曲器的校正方式的調(diào)整無非為將A、 B、 C、 D 調(diào)整為適當?shù)闹怠１緦嵤├姓{(diào)整量保存機構(gòu)113，如圖7所示由鋼種、板厚、板寬度、 通行編號來分層，與各個分層對應地保存用于彎曲器校正的調(diào)整量A、 B、C、 D。 A、 B、 C、 D的初始值根據(jù)經(jīng)驗的值等來輸入適當?shù)闹?。圖7中表示 鋼種為不銹鋼的SUS304，板厚為2. 0 3. 0，板寬度為900mm，第1通行時， 距鋼板前端實施彎曲器校正的長度A為24m，彎曲器校正量B為15Oton， 距鋼板后端的彎曲器校正范圍C為14m，校正量D為120ton。按照以不銹鋼軋制為對象的通常的斯特格爾軋機，通行次數(shù)的最大值 為7,但以高強度材料為對象的軋機中，存在通行次數(shù)的最大值需要為更 大的值的情況。此時，只需要確保調(diào)整量保存機構(gòu)113的通行次數(shù)的分層 即可。前端校正量算出機構(gòu)114、前端校正距離算出機構(gòu)115、前端校正量 算出機構(gòu)116、前端校正距離算出機構(gòu)117根據(jù)調(diào)整量保存機構(gòu)113的內(nèi) 容與根據(jù)由當前的軋制所得到的凸度波形所提取的特征量Lt、 Ut、 Lb、 Ub， 按每次通行分別算出下一次的軋制中使用的各次通行的A'、 B'、 C'、 D'?；镜乃愠龇讲咴谇昂蠖司嗤?，注目于凸度的下沖量，在下沖量大 時減小彎曲器校正量，在沒有下沖時，在減小凸度過渡狀態(tài)的范圍的方向 上調(diào)整彎曲器的校正范圍。為了算出A' D'，前端校正量算出機構(gòu)114、前端校正距離算出機構(gòu) 115、前端校正量算出機構(gòu)116、前端校正距離算出機構(gòu)117所執(zhí)行的計算 式由式8 式11定量地表示。式8(1) 0〈Ut時A， =A+aiLt*其中L*=Lt一Lt。Lt—Lt0>00 Lt—Lt0<=0 其中LtQ :基準長度，on :增益(2) Ut<=0時 A， =A + a2Ut其中a2 :增益式9(1) U一O時B， = B + a3Ut*其中U^二Ut Ut<00 o嗎其中a3 :增益(2) (KUJ寸B， =B + a4Lt* 其中Lt*=Lt—LtC)Lt—Lt0>00 Lt—LtoSO其中Lt。基準長度，(X4 :增益數(shù)io(1) 0〈Ub時C， =C + a5Lb* 其中L,二U—Lbo0其中Uo:基準長度，Ot5 :增益(2) U,O時 C， =C + a6Ub其中a6 :增益其中U,二Ub Ub<00 o^ub式11(1) u,o時D， =D + a7Ub*其中a7 :增益(2) CKUb時D， =D + a8Lb* 其中L^二U—Lb0 Lb—Lb0>00 Lb—Lb0^0其中Lbo :基準長度，a8 :增益通過求出A' D'，能夠唯一地決定對鋼板長軸方向的部位1的彎曲器 校正量ABl (1)。圖9表示前后端校正機構(gòu)105所執(zhí)行的處理步驟。S9-l中，相對于采 用前后端校正量調(diào)整機構(gòu)104的調(diào)整結(jié)果A' D'算出的鋼板長(1)的彎 曲器校正量AB1 (1)，獲取當前的軋制長l，算出對應的AB1 (1 )。S9-2中，將算出結(jié)果輸出到操作量算出機構(gòu)130。操作量算出機構(gòu)130 將由建立機構(gòu)102所輸出的彎曲器值B0與AB1 (1)相加后的值作為彎曲 器設(shè)定值Bref，輸出到控制對象150。被算出的A' D'作為新的A D， 被保存在調(diào)整量保存機構(gòu)113的相應的分層。在本實施例中，注目于距鋼板前端的距離而考慮凸度分布或彎曲器操 作量，但還考慮注目于鋼板153與工作輥160咬合開始的軋制時間。這種情況下，也能以相同的方法適用本發(fā)明。此外，在本實施例中，考慮彎曲 器作為用于控制凸度的操作端，但也可考慮并用交叉角和彎曲器來作為操 作端。這種情況下，也能以相同的方法適用本發(fā)明。實施例2接下來，說明本發(fā)明的實施例2。如果鋼板153與軋機151咬合脫落 時(尻抜ft)時，載重增加。載重增加時，與此對應而凸度增加，因此檢 測載重的增加，由彎曲器抵消伴隨該現(xiàn)象的凸度增加量，在鋼板長軸方向 得到均一的凸度上是有效的。圖10表示除了實施例1所示的前后端校正機構(gòu)105之外，具備載重 校正功能時的結(jié)構(gòu)。本實施例中具備載重接收機構(gòu)1001與載重校正機構(gòu) 1002，按照所檢測的載重進行彎曲器的校正。但是，在圖10中只表示前 后端校正機構(gòu)105，前后端校正方式調(diào)整機構(gòu)104和凸度接收機構(gòu)110等 省略。圖11表示載重校正機構(gòu)1002所執(zhí)行的處理。S11-1中載重校正機構(gòu) 1002采用由載重接收機構(gòu)1001所接收的軋機151的工作輥160的載重實 績值與通過建立所假設(shè)的值，算出載重變動。S11-2中，輸出與此對應的 彎曲器的校正量AB2。 AB2由式12算出。式12△ B2= /3 1 (Pact-Pset)其中，(31:增益，Pset:建立計算所假設(shè)的載重，Pact:從控制對象 150每次獲取的實績載重。根據(jù)式12，以距建立計算時的假設(shè)載重的偏差的形態(tài)，能夠計算載重 的變動量。計算的結(jié)果為實績載重大時，通過對應地增大彎曲器，來抑制凸度的增大。操作量算出機構(gòu)130將B0與AB1 (1)相加，將相加AB2后 的值作為彎曲器設(shè)定值Bref對控制對象150輸出。實施例3接下來說明本發(fā)明的實施例3。由斯特格爾軋機軋制的鋼板153中， 由于前后端的鋼板溫度低，因此取凸度大的值。檢測溫度的降低，由彎曲 器抵消伴隨該現(xiàn)象的凸度增加量，在鋼板長軸方向上得到均一的凸度上有效。圖12表示除了實施例1所示的前后端校正機構(gòu)105之外，具備板溫 校正功能時的結(jié)構(gòu)。本實施例中具備板溫檢測機構(gòu)1201與板溫校正機構(gòu) 1202。板溫接收機構(gòu)1201從溫度計1200接收檢測到的鋼板153的溫度。 板溫校正機構(gòu)1202基于板溫接收機構(gòu)1201所接收的板溫來校正彎曲器。圖13表示板溫校正機構(gòu)1202所執(zhí)行的處理。S13-1中，板溫校正機 構(gòu)1202采用從板溫接收機構(gòu)1201所接收的鋼板溫度實績值與通過建立所 假設(shè)的鋼板溫度，算出溫度變動。在S13-2，輸出與此對應的彎曲器的校 正量AB3。 AB3由式13算出。式13△ B3= r 1 (Tse卜Tact〉其中，Yl:增益，Tset:由建立計算假設(shè)的載重，Tact:從溫度計1200 每次獲取的實績溫度。在式13中，以距建立計算時的假設(shè)溫度的偏差的形態(tài)，算出鋼板溫 度的變動量。并且實績溫度比假設(shè)溫度小時，按照該程度增大彎曲器，從 而抑制凸度的增大。操作量算出機構(gòu)130將B0與AB3相加后的值作為彎 曲器設(shè)定值Bref向控制對象150輸出。本實施例中，為將彎曲器的前后端校正量與溫度校正量相加的結(jié)構(gòu)， 但也可考慮進一步相加載重校正量，相加B0、 AB1 (1 )、 AB2，來算出Bref 的結(jié)構(gòu)。此時也需要進行各增益的適當?shù)恼{(diào)整，但能夠以相同的方法適用本發(fā)明。實施例4接下來說明本發(fā)明的實施例4。在本實施例中，對多個鋼板蓄積軋制 結(jié)束的凸度數(shù)據(jù)，綜合地使用這些數(shù)據(jù)來進行彎曲器的校正。圖14表示實施例4的凸度控制裝置的結(jié)構(gòu)。除了實施例1的結(jié)構(gòu)外，具備蓄積彎曲器調(diào)整指針提取機構(gòu)112的輸出的調(diào)整指針保存機構(gòu)1401。 調(diào)整指針保存機構(gòu)1401蓄積彎曲器調(diào)整指針提取機構(gòu)112的輸出，在預 先決定的時刻對前端校正量算出機構(gòu)114、前端校正距離算出機構(gòu)115、 后端校正量算出機構(gòu)116、后端校正距離算出機構(gòu)117輸出蓄積結(jié)果。圖15表示調(diào)整指針保存機構(gòu)1401的結(jié)構(gòu)。對于鋼種、板厚、板寬度 的各分層，從當前軋制的鋼板(鋼板No. l)蓄積n個鋼板的特征量Lt(1) Lt (n)、 Ut (1) Ut (n)、 Lb (1) Lb (n)、 Ub (1) Ub (n)。通過 獲取它們，前端校正量算出機構(gòu)114、前端校正距離算出機構(gòu)115、后端 校正量算出機構(gòu)116、后端校正距離算出機構(gòu)117所執(zhí)行的處理與式8 式11相同。另外，也可如式14中表示的例子那樣將獲取值的單純平均作 為所使用的Lt、 Ut、 Lb、 Ub，也可如式數(shù)15表示例子那樣在當前的結(jié)果 中加上權(quán)重來進行加權(quán)平均來作為所使用的Lt、 Ut、 Lb、 Ub。式14<formula>formula see original document page 18</formula>
式15<formula>formula see original document page 18</formula>其中W (i):加權(quán)載重值此外，前端校正量算出機構(gòu)114、前端校正距離算出機構(gòu)115、后端 校正量算出機構(gòu)116、后端校正距離算出機構(gòu)117分別實施運算，作為更 新前后端校正調(diào)整機構(gòu)104的輸出的時刻，也可為鋼板的每次軋制。或者， 也可為在特征量保存機構(gòu)1401蓄積多塊鋼板的數(shù)據(jù)的時刻，前后端校正 調(diào)整機構(gòu)104進行運算，來更新輸出。在后者的情況下，由于以較多的鋼板數(shù)據(jù)實施凸度校正，因此校正的響應性降低，但能進行穩(wěn)定的前后端校 正。實施例5接下來說明將本發(fā)明與專利文獻1記載的凸度控制裝置組合起來的實施例5。圖16表示實施例5的凸度控制裝置的結(jié)構(gòu)，在軋機151的進入側(cè) 和出去側(cè)安裝凸度計量器。通過進入側(cè)凸度計量器170能夠測定相對軋機 151位于進入側(cè)的鋼板153的凸度，通過出去側(cè)凸度計量器171能夠測定 相對軋機151位于出去側(cè)的鋼板153的凸度。以下，在軋機151所進行的 往復軋制中，將每一次的軋制稱作通行(pass)，將往復軋制次數(shù)稱作通 行次數(shù)。在本實施例中，控制裝置100具有按照生產(chǎn)目標的鋼板凸度的方式 決定往復軋制的各次通行的每個目標凸度，算出參照控制模型103而實現(xiàn) 目標凸度的彎曲器指令Bset的建立機構(gòu)102;在第2次通行以后按照由后 一次通行消除由前一次通行不能滿足目標的凸度的值的方式，修正排定后 的凸度目標值，在校正所對應的彎曲器的指令值的基礎(chǔ)上輸出校正值BO 的通行間前饋(FF)控制機構(gòu)1710。此外，具有接收進入側(cè)凸度計量器 170的輸出的進入側(cè)凸度接收機構(gòu)1710;讀入并存儲在各通行的軋機進入 側(cè)中距鋼板153的前頭規(guī)定的距離附近的凸度的進入側(cè)凸度鎖定機構(gòu) 1711;鎖定成立后，獲取進入側(cè)凸度鎖定機構(gòu)1711的輸出與進入側(cè)凸度 接收機構(gòu)1710的輸出之間的偏差，按照鋼板各部位的凸度與鎖定凸度一 致的方式輸出用于校正彎曲力的校正量AB4的長軸方向凸度進入側(cè)控制 機構(gòu)1712。此外，具備接收出去側(cè)凸度計量器171的輸出的出去側(cè)凸度 接收機構(gòu)1720;在各通行的軋機出去側(cè)中，讀入并存儲距鋼板153的前頭 規(guī)定的距離附近的凸度的出去側(cè)凸度鎖定機構(gòu)1721;鎖定成立后，獲取出 去側(cè)凸度鎖定機構(gòu)1721的輸出與出去側(cè)凸度接收機構(gòu)120的輸出之間的 偏差，按照鋼板各部位的凸度與鎖定凸度一致的方式輸出用于校正彎曲力 的校正量AB5的長軸方向凸度出去側(cè)控制機構(gòu)1722。在距鋼板153前頭開始的凸度分布中，鎖定凸度在比本來的目標凸度 早的時刻得到，因此通過將鎖定凸度作為目標凸度的鋼板153長軸方向的 控制，能夠增大鋼板153的穩(wěn)定部凸度405。此外，通過通行間前饋(FF)控制機構(gòu)1710由以后的通行來補償與本來的凸度目標值之間的偏差，從 而能夠使穩(wěn)定部凸度405接近本來的目標凸度。
控制裝置100還具有操作量算出機構(gòu)1730，操作量算出機構(gòu)1730獲 取相加B0、 AB4、 AB5后的值和由實施例1所示的前后端校正機構(gòu)105的 輸出AB1,將它們相加并在鋼板153的軋制的各時刻輸出最終的彎曲器操 作量Bref。
在本實施例所示的結(jié)構(gòu)中，通過在專利文獻1所示的凸度控制裝置中 付加前后端校正機構(gòu)105，而鋼板153的前端部凸度迅速地逐漸靠近穩(wěn)定 狀態(tài)，因此能夠縮短到鎖定凸度為止的距鋼板153的前頭的距離?；蛘咴?以同一距離鎖定的情況下，能夠使鎖定凸度接近目標值。在任一種情況下 都有助于增大鋼板153的穩(wěn)定部凸度405。另外，本實施例5也可組合實 施例2、 3、 4。實施例6
實施例6為設(shè)備制造商從遠程采用互聯(lián)網(wǎng)的服務進行前后端的彎曲器 校正方式的調(diào)諧。
圖17表示實施例6的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。制造商經(jīng)由網(wǎng)絡1511、服務器1510、 通信網(wǎng)1503將鋼鐵公司1501的控制裝置100從控制對象150獲取的Lt、 Ut、 Lb、 Ub、此時的載重和溫度、板速度等的實績數(shù)據(jù)、鋼種類、板厚、 板寬度等控制信息取入到本公司的服務器1504。并且保存到調(diào)整用數(shù)據(jù)庫 1505。調(diào)整用數(shù)據(jù)庫1505的結(jié)構(gòu)與調(diào)整量保存機構(gòu)113相同即可。
制造商1502具有前后端校正機構(gòu)1506，根據(jù)來自鋼鐵公司1501的要 求，采用蓄積在調(diào)整用數(shù)據(jù)庫1505中的數(shù)據(jù)進行與各分層對應的A、 B、 C、 D的計算，將計算結(jié)果發(fā)送到鋼鐵公司1501。
模型調(diào)諧機構(gòu)1506所執(zhí)行的算法與前后端校正調(diào)整機構(gòu)104相同即 可。模型調(diào)諧的價值也可與調(diào)諧次數(shù)對應關(guān)聯(lián)，也可為與調(diào)諧的結(jié)果提高 的控制結(jié)果對應關(guān)聯(lián)的成果報酬。
除了實施例1-4所說明的斯特格爾軋機的凸度控制以外，本發(fā)明，由 于為注目于軋制后的鋼板的凸度的控制方式，因此在最終臺架出去側(cè)設(shè)置 凸度計量器的串列式軋機的凸度控制中也能以相同的結(jié)構(gòu)適用本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種熱軋軋機的凸度控制裝置，該熱軋軋機具有檢測凸度的凸度計量器和至少作為用于控制凸度的操作端的彎曲器，上述凸度控制裝置具有建立部，其由鋼板的軋制之前的建立計算算出彎曲器的設(shè)定值；凸度蓄積部，其蓄積從凸度計量器獲取的鋼板的凸度數(shù)據(jù)；前后端校正調(diào)整部，其采用所蓄積的凸度數(shù)據(jù)，算出下次在鋼板中適用的鋼板前后端的彎曲器的校正方式；前后端校正部，其根據(jù)前后端校正調(diào)整部所算出的彎曲器的校正方式和鋼板的軋制部位的信息，在鋼板軋制中算出彎曲器的校正值；和操作量算出部，其根據(jù)上述彎曲器的設(shè)定值和上述彎曲器的校正值算出彎曲器指令值并對熱軋軋機輸出。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的熱軋軋機的凸度控制裝置，其特征在于， 上述前后端校正調(diào)整部具備彎曲器調(diào)整指針提取部，其從凸度蓄積部中獲取凸度數(shù)據(jù)，通過預先決定的運算，在鋼板前端部與后端部分別提取 下沖量與過渡狀態(tài)部的長度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的熱軋軋機的凸度控制裝置，其特征在于， 上述前后端校正調(diào)整部具備前端校正量算出部，其獲取彎曲器調(diào)整指針提取部的輸出，判定凸度是否在鋼板前端部下沖，在下沖的情況下，按 照下沖量減小鋼板前端部的彎曲器校正量，在沒有下沖的情況下，按照鋼 板前端過渡狀態(tài)部的長度增大鋼板前端部的彎曲器校正量。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的熱軋軋機的凸度控制裝置，其特征在于， 上述前后端校正調(diào)整部具備前端校正距離算出部，其獲取彎曲器調(diào)整指針提取部的輸出，判定凸度是否在鋼板前端部下沖，在下沖的情況下， 按照下沖量減小鋼板前端部的彎曲器校正距離，在沒有下沖的情況下， 按照鋼板前端過渡狀態(tài)部的長度增大鋼板前端部的彎曲器校正距離。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的熱軋軋機的凸度控制裝置，其特征在于， 上述前后端校正調(diào)整部具備后端校正量算出部，其獲取彎曲器調(diào)整指針提取部的輸出，判定凸度在鋼板后端部是否下沖，在下沖的情況下，按照下沖量減小鋼板后端部的彎曲器校正量，在沒有下沖的情況下，按照鋼 板后端過渡狀態(tài)部的長度增大鋼板后端部的彎曲器校正量。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的熱軋軋機的凸度控制裝置，其特征在于， 上述前后端校正調(diào)整部具備后端校正距離算出部，其獲取彎曲器調(diào)整指針提取部的輸出，判定凸度在鋼板后端部是否下沖，在下沖的情況下， 按照下沖量減小鋼板后端部的彎曲器校正距離，在沒有下沖的情況下，按 照鋼板后端過渡狀態(tài)部的長度增大鋼板后端部的彎曲器校正距離。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的熱軋軋機的凸度控制裝置，其特征在于， 具備彎曲器調(diào)整指針提取部，其相對于從上述凸度蓄積部獲取的凸度數(shù)據(jù)，算出移動平均值、移動方差值、鋼板中央附近的平均值，以移動平 均值與鋼板中央附近的平均值為一定以下且移動方差值為一定以下的部 位距鋼板前端的距離，提取鋼板前端的過渡狀態(tài)部的長度，提取在鋼板前 端的過渡狀態(tài)部中從移動平均值減去鋼板中央附近的平均值后的值的最 小值并作為鋼板前端部的下沖量，以移動平均值與鋼板中央附近的平均值 為一定以上且移動方差值為一定以上的部位距鋼板后端的距離，提取鋼板 后端的過渡狀態(tài)部的長度，提取在鋼板后端的過渡狀態(tài)部中從移動平均值 減去鋼板中央附近的平均值后的值的最小值并作為鋼板后端的下沖量。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的熱軋軋機的凸度控制裝置，其特征在于， 上述前后端校正調(diào)整部具備調(diào)整指針保存部，其按預先決定的每個分層來蓄積多個從最近軋制的鋼板提取的鋼板前端部與后端部的下沖量和 過渡狀態(tài)部的長度，前端校正量算出部、前端校正距離部、后端校正量算出部以及后端校 正距離算出部采用與下次軋制的鋼板對應而蓄積的鋼板前端部與后端部 的下沖量和過渡狀態(tài)部的長度，分別算出前端校正量、前端校正距離、后 端校正量、后端校正距離。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的熱軋軋機的凸度控制裝置，其特征在于， 具備載重校正部，其從上述熱軋軋機獲取軋制中的載重，算出與建立計算時的假設(shè)載重的變動對凸度所帶來的影響相抵消的彎曲器校正量，作為第l彎曲器校正量輸出；和操作量算出部，其根據(jù)上述前后端校正部所輸出的第2彎曲器校正量與上述建立部所輸出的彎曲器設(shè)定值，算出彎曲器指令值并對熱軋軋機輸 出。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的熱軋軋機的凸度控制裝置，其特征在于， 具備板溫校正部，其從上述熱軋軋機獲取軋制中的鋼板溫度，算出與建立計算時的假設(shè)鋼板溫度的變動對凸度所帶來的影響相抵消的彎曲 器校正量，作為第l彎曲器校正量輸出；和操作量算出部，其根據(jù)上述前后端校正部所輸出的第2彎曲器校正量 與上述建立部所輸出的彎曲器設(shè)定值，算出彎曲器指令值并對熱軋軋機輸 出。
11. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的熱軋軋機的凸度控制裝置，其特征在于， 上述熱軋軋機在軋機的出去側(cè)具備凸度計量器，具有至少作為用于控制凸度的操作端的彎曲器， 具備建立部，其由在鋼板的軋制之前的建立計算算出該彎曲器的設(shè)定值；凸度蓄積部，其蓄積從凸度計量器獲取的鋼板的凸度數(shù)據(jù)；前后端校正調(diào)整部，其采用所蓄積的凸度數(shù)據(jù)，算出下次在鋼板中適用的鋼板前后端的彎曲器的校正方式；前后端校正部，其根據(jù)前后端校正調(diào)整部所算出的彎曲器的校正方式 和鋼板的軋制部位的信息，在鋼板軋制中算出彎曲器的校正值；出去側(cè)凸度鎖定部，其存儲從鋼板的前端開始預先決定的距離的凸度 的值并輸出；出去側(cè)長軸方向凸度控制部，其在該存儲后，獲取出去側(cè)凸度鎖定部 的輸出與凸度計量器的檢測值的偏差，按照該偏差變小的方式修正彎曲器 等的操作量；和操作量算出部，其根據(jù)上述彎曲器的設(shè)定值、彎曲器的校正值與上述 出去側(cè)長軸方向凸度控制部的輸出，算出彎曲器指令值并對熱軋軋機輸 出。
12. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的熱軋軋機的凸度控制裝置，其特征在于， 上述熱軋軋機在軋機的進入側(cè)和出去側(cè)具備凸度計量器，具有至少作為用于控制凸度的操作端的彎曲器，具備建立部，其由在鋼板的軋制之前的建立計算算出該彎曲器的設(shè) 定值；凸度蓄積部，其蓄積從凸度計量器獲取的鋼板的凸度數(shù)據(jù)；前后端校正調(diào)整部，其采用所蓄積的凸度數(shù)據(jù)，算出下次在鋼板中適 用的鋼板前后端的彎曲器的校正方式；前后端校正部，其根據(jù)前后端校正調(diào)整部所算出的彎曲器的校正方式 與鋼板的軋制部位的信息，在鋼板軋制中算出彎曲器的校正值；進入側(cè)凸度鎖定部，其存儲從鋼板的前端開始預先決定的距離的凸度 的值并輸出；進入側(cè)長軸方向凸度控制部，其在該存儲后，獲取進入側(cè)凸度鎖定部 的輸出與凸度計量器的檢測值的偏差，按照該偏差變小的方式修正彎曲器 等的操作量；出去側(cè)凸度鎖定部，其存儲從鋼板的前端開始預先決定的距離的凸度 的值并輸出；出去側(cè)長軸方向凸度控制部，其在該存儲后，獲取出去側(cè)凸度鎖定部 的輸出與凸度計量器的檢測值的偏差，按照該偏差變小的方式修正彎曲器 等的操作量；操作量算出部，其根據(jù)上述彎曲器的設(shè)定值、彎曲器的校正值、上述 進入側(cè)長軸方向凸度控制部的輸出與上述出去側(cè)長軸方向凸度控制部的 輸出，算出彎曲器指令值并對熱軋軋機輸出。
13. —種熱軋軋機的凸度控制方法，上述熱軋軋機具有檢測凸度的凸 度計量器和至少作為用于控制凸度的操作端的彎曲器，所述凸度控制方法 的特征在于，由鋼板的軋制之前的建立計算算出該彎曲器的設(shè)定值，蓄積從凸度計 量器獲取的鋼板的凸度數(shù)據(jù)，采用所蓄積的凸度數(shù)據(jù)，算出下次在鋼板中 適用的鋼板前后端的彎曲器的校正方式，根據(jù)彎曲器的校正方式與鋼板的 軋制部位的信息在鋼板軋制中算出彎曲器的校正值，根據(jù)彎曲器的設(shè)定值 與彎曲器的校正值算出彎曲器指令值并對熱軋軋機輸出。
全文摘要
本發(fā)明提供一種熱軋軋機的凸度控制裝置以及方法。由鋼板的軋制之前的建立計算算出彎曲器的設(shè)定值的建立部(102)與凸度計量器(171)所檢測的凸度量，來提取特征量，按照該值的運算將彎曲器的前后端向?qū)⑶昂蠖说倪^渡區(qū)域最小化的方向校正。因此，具備算出下次在鋼板中適用的鋼板前后端的彎曲器的校正方式的前后端校正方式調(diào)整部(104)；根據(jù)所算出的彎曲器的校正方式和鋼板的軋制部位的信息在鋼板軋制中算出彎曲器的校正值的前后端校正部(105)；根據(jù)彎曲器的設(shè)定值與彎曲器的校正值算出彎曲器指令值并對熱軋軋機輸出的操作量算出部(130)。結(jié)果將鋼板長軸方向的穩(wěn)定凸度的區(qū)域最大化，提高長軸方向的凸度的均一度。從而在鋼板的長軸方向?qū)崿F(xiàn)均一的凸度。
文檔編號B21B37/28GK101332473SQ20081012742
公開日2008年12月31日 申請日期2008年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月28日
發(fā)明者栗林健, 鹿山昌宏 申請人:株式會社日立制作所