專利名稱：熱軋機的張力控制裝置及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱軋機的張力控制裝置及其控制方法，特別是涉及一種適合于使機架間的鋼板的張力控制穩(wěn)定化，降低板厚變化或?qū)挾仁湛s等鋼板品質(zhì)不良的熱軋機的張力控制裝置及其控制方法。
背景技術(shù)：
作為著眼于鋼板的板寬或板厚精度來控制熱軋機的機架間鋼板張力的現(xiàn)有技術(shù)，有以下方法。在專利文獻I中，記載了一種根據(jù)精軋機架軋出側(cè)具備的板測寬儀，測量板寬的實際值，以該實際值變?yōu)榘鍖捘繕酥档姆绞叫拚龔埩υO(shè)定值的方法。
在專利文獻2中，公開了如下的一種控制方法，基于精軋機架軋出側(cè)的板厚、板寬、板溫度的測量值的時間序列和目標板厚、目標板寬的時間序列和精軋的動態(tài)模型，以最小化評價函數(shù)的運算，最佳地設(shè)定精軋時的軋制條件(軋制機架的載荷設(shè)定或軋制機架間的張力設(shè)定等)。此外，在專利文獻3中，公示了一種在往復(fù)式熱軋機中，通過將鋼板的兩端部的張力指令值設(shè)定得較高，在除兩端外的部分將張力指令值設(shè)定得較低，來抑制鋼板的寬度收縮的控制方法。專利文獻I :日本特開2000-312909號公報專利文獻2 日本特開平9-122723號公報專利文獻3 日本特開2009-279638號公報一般地，鋼板的張力給板寬或板厚帶來的效果，是依存于鋼板的溫度進行變化的。然而，在上述現(xiàn)有方法中，除了對該點的考慮不夠充分之外，還存在以下問題。如果要高響應(yīng)地提高寬度精度，則最好是變更下游機架間的張力。另一方面，鋼板板厚較厚的地方，張力變化致使板寬發(fā)生變化的效果明顯。關(guān)于這點，想要以專利文獻I的方法使寬度控制高響應(yīng)化，若對下游機架間的張力進行操作，則因為在下游機架處板厚已經(jīng)變薄，所以為了使板寬發(fā)生變化需要使張力發(fā)生很大變化，這就可能破壞軋制的穩(wěn)定性。相反地，在變更上游機架間的張力來進行寬度控制的情況下，雖然可以進行高效的板寬控制，但在控制的結(jié)果表現(xiàn)在板測寬儀之前需要很長時間，所以存在板寬控制的響應(yīng)變遲緩的問題。專利文獻2記載的方法，雖然能夠綜合性地提高板寬和板厚的精度，但是因為是一種根據(jù)使用了評價函數(shù)的多輸入的復(fù)雜計算來確定控制指令值的方法，所以得到最佳結(jié)果需要進行許多的參數(shù)調(diào)整。因此，恐怕在控制系統(tǒng)的搭建和保養(yǎng)上需要花費很多勞力。專利文獻3記載的方法，雖然其目的在于著眼于鋼板的位置，通過變更張力控制的設(shè)定值以獲得一樣的板寬，但只不過是相對于鋼板的多種溫度變化而示出了補償它的張力變化是錐狀的情況而已。因此，對張力變化帶給板寬變化的影響考慮的不夠充分，所以在鋼板的前后端和除此以外的部位，存在板寬變動的情況。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明要解決的課題在于，采用利用了鋼板的溫度信息的簡單方法，在鋼板的長邊方向上得到均等的板寬。在本發(fā)明中，為解決上述課題，提供了一種熱軋機的張力控制裝置，該熱軋機具備多個軋制機架，該熱軋機的張力控制裝置適用于以相鄰的軋制機架為I組的至少2組以上，各組的軋制機架在上游側(cè)的軋制機架和下游側(cè)的軋制機架之間具備活套器，在將軋制機架間的鋼板的張力控制為期望值的熱軋機的張力控制裝置中，各組的軋制機架由張力指令存儲部、張力指令修正部和張力控制部控制，所述張力指令存儲部存儲張力指令值，所述張力指令修正部取得來自測量鋼板的溫度的溫度計的檢測溫度并根據(jù)鋼板的目標溫度和檢測溫度的偏差對張力指令值進行修正，所述張力控制部根據(jù)修正后的張力指令值和檢測出的張力值的偏差對各組的軋制機架進行調(diào)整。另外，在鋼板的檢測溫度比其目標溫度高時進行削弱張力控制，在鋼板的檢測溫度比其目標溫度低時進行增強張力控制。 另外，具備了張力指令修正部，所述張力指令修正部取得在熱軋機的軋出側(cè)所具備的熱軋機軋出側(cè)溫度計的檢測溫度，并根據(jù)熱軋機軋出側(cè)的目標溫度和該檢測溫度的偏差對張力指令值進行修正。另外，具備了張力指令修正部，所述張力指令修正部取得在熱軋機的送入側(cè)所具備的熱軋機送入側(cè)溫度計的檢測溫度，并根據(jù)熱軋機送入側(cè)的目標溫度和該檢測溫度的偏差對張力指令值進行修正。另外，取得從熱軋機的送入側(cè)所具備的熱軋機送入側(cè)溫度計檢測出的第I檢測溫度和從熱軋機的軋出側(cè)所具備的熱軋機軋出側(cè)溫度計檢測出的第2檢測溫度，算出熱軋機送入側(cè)的目標溫度和第I檢測溫度的偏差作為第I溫度偏差，并且算出熱軋機軋出側(cè)的目標溫度和該第2檢測溫度的偏差作為第2溫度偏差，張力指令修正部根據(jù)第I溫度偏差和第2溫度偏差之和取得修正/[目號。另外，對于多個軋制機架，將與上游側(cè)的軋制機架的組相應(yīng)的張力指令修正部的控制增益設(shè)定得比與下游側(cè)的軋制機架的組相應(yīng)的張力指令修正部的控制增益大。在本發(fā)明中，為了解決上述課題，提供了一種熱軋機的張力控制方法，所述熱軋機具備多個軋制機架，該熱軋機的張力控制方法適用于以相鄰的軋制機架為I組的至少2組以上，各組的軋制機架在上游側(cè)的軋制機架和下游側(cè)的軋制機架之間具備活套器，在將通過軋制機架的鋼板的張力控制為期望值的熱軋機的張力控制控制方法中，其特征在于，檢測鋼板的溫度，在該軋制機架間，在鋼板的檢測溫度比其目標溫度高時進行削弱張力控制，在鋼板的檢測溫度比其目標溫度低時進行增強張力控制。另外，鋼板的溫度被設(shè)定為熱軋機的下游側(cè)的溫度。另外，鋼板的溫度被設(shè)定為熱軋機的上游側(cè)的溫度。另外，鋼板的溫度是熱軋機的送入側(cè)的溫度和軋出側(cè)的溫度，根據(jù)各自與目標溫度的溫度偏差之和，進行削弱張力控制或者增強張力控制。在本發(fā)明中，為了解決上述課題，提供了一種熱軋機的張力控制方法，所述熱軋機具備多個軋制機架，該熱軋機的張力控制方法適用于以相鄰的軋制機架為I組的至少2組以上，各組的軋制機架在上游側(cè)的軋制機架和下游側(cè)的軋制機架之間具備活套器，在將通過軋制機架的鋼板的張力控制為期望值的熱軋機的張力控制控制方法中，其特征在于，檢測鋼板的溫度，對于與目標溫度的溫度偏差，在檢測溫度比其目標溫度高時進行削弱張力控制，在檢測溫度比其目標溫度低時進行增強張力控制，并且，將針對與上游側(cè)的組的軋制機架相應(yīng)的所述溫度偏差的控制增益設(shè)定得比針對與下游側(cè)的組的軋制機架間相應(yīng)的所述溫度偏差的控制增益大。發(fā)明效果張力指令修正機構(gòu)將機架間張力作為操作端，補償軋制中的鋼板溫度的變動給板厚或板寬帶來的影響。其結(jié)果，在鋼板長邊方向上能夠得到均等的板寬或板厚。另外，通過采用利用熱軋機的送入側(cè)或者軋出側(cè)所具備的溫度計測量得到的鋼板溫度，對機架間張力 進行修正，能夠?qū)崿F(xiàn)高響應(yīng)的張力控制。


圖I是表示熱軋機的張力控制裝置的第I實施例的圖。圖2是表示張力指令存儲機構(gòu)151的構(gòu)成的圖。圖3是表示負載轉(zhuǎn)矩推斷機構(gòu)155的處理的圖。圖4是推斷負載轉(zhuǎn)矩的模型的說明圖。圖5是表示活套器高度指令生成機構(gòu)156的構(gòu)成的圖。圖6是表示活套器支撐轉(zhuǎn)矩推斷機構(gòu)158的處理的圖。圖7是推斷活套器支撐轉(zhuǎn)矩的模型的說明圖。圖8是表示張力指令修正機構(gòu)171的處理的圖。圖9是表示熱軋機的張力控制裝置的第2實施例的圖。圖10是表示張力指令修正機構(gòu)901的處理的圖。圖11是表示熱軋機的張力控制裝置的第3實施例的圖。圖12是表示張力指令修正機構(gòu)1101的處理的圖。圖13是表示熱軋機的張力控制裝置的第4實施例的圖。符號說明10 :控制對象101 :機架103 :鋼板108 :活套器驅(qū)動裝置109 :驅(qū)動裝置11 :活套器111 :活套器工作缸112:活套器臂113:張力計114:高度計13 :熱軋機軋出側(cè)溫度計15 :張力控制裝置
151 :張力指令存儲機構(gòu)152 :張力控制機構(gòu)153 :速度調(diào)諧機構(gòu)155 :負載轉(zhuǎn)矩推斷機構(gòu)156 :活套器高度指令生成機構(gòu)157 :活套器高度控制機構(gòu)158 :活套器支撐轉(zhuǎn)矩推斷機構(gòu)170 :熱軋機軋出側(cè)溫度目標值 171 :張力指令修正機構(gòu)901 :張力指令修正機構(gòu)902 :熱軋機送入側(cè)溫度計903 :熱軋機送入側(cè)溫度目標值1101 :張力指令修正機構(gòu)
具體實施例方式下面，使用附圖對本發(fā)明的實施例進行說明。在本發(fā)明的熱軋機的張力控制中，簡而言之，就是測量熱軋機的鋼板的溫度，根據(jù)鋼板溫度修正張力控制目標值，驅(qū)動熱軋機的操作端。在各個實施例中，鋼板溫度的測量位置或者操作端，具體地做了特別規(guī)定。另外，還明確了鋼板的溫度和張力的關(guān)系。根據(jù)本發(fā)明，可實現(xiàn)精軋機架中的張力控制的穩(wěn)定化，提高軋制時的穩(wěn)定性、攻絲性，并且能得到高精度板寬和板厚的鋼板。[實施例I]圖I表示本發(fā)明的第I實施例。在第I實施例的熱軋機的張力控制中，特征在于根據(jù)熱軋機軋出側(cè)溫度進行修正，驅(qū)動機架的驅(qū)動裝置。在圖I中，張力控制裝置15從控制對象10 (熱軋機)接收各種信號，并將控制信號輸出給控制對象10。首先，對控制對象10的構(gòu)成進行說明。在本實施例中，控制對象10是用多個機架101連續(xù)地軋制鋼板103的串列式軋機(tandem mill)。鋼板103從圖示的左側(cè)向右側(cè)移動，隨著其從上游側(cè)的第I機架IOlF向下游側(cè)的第2機架IOlB行進，鋼板103慢慢地被軋薄。此外，實際上在上游還有多個機架，在普通的精軋機中，大多配置有6 7個左右的機架。在圖I中，僅表示了其中相鄰的2臺。在圖I中，表示的是機架101夾持鋼板103，實際上由軋制鋼板的工作輥104和支撐它的支承輥105構(gòu)成的四輥軋機的例子。驅(qū)動裝置109驅(qū)動工作輥104。雖然圖中省略掉了，但還具備驅(qū)動支承輥的驅(qū)動裝置。在機架IOlF和IOlB之間的鋼板103中，在長邊方向上產(chǎn)生拉扯鋼板的力也就是張力。相對于各機架101，將送入側(cè)的鋼板張力稱為后張力(back tension)、軋出側(cè)的鋼板張力稱為前張力(front tension)。在機架IOlF的例中，后張力是Tb、前張力是Tf。設(shè)置在機架10IF和10IB之間的活套器(Iooper) 11，由活套器工作缸111、活套器臂112等組成，通過支撐鋼板103發(fā)揮使攻絲和張力穩(wěn)定化的作用?；钐灼?1由活套器驅(qū)動裝置108控制高度，用高度計114檢測出活套器高度。另外，處于機架IOlF和機架IOlB之間的鋼板103的張力(從機架IOlF看為前張力Tf)，可以用安裝在活套器臂112上的張力計113測量。活套器通常安裝在各機架之間。如該圖和上述說明那樣，本發(fā)明的熱軋機中的操作端是驅(qū)動裝置109及活套器驅(qū)動裝置108。下面，使用圖2 圖7，對成為本發(fā)明前提的張力控制裝置15的基本構(gòu)成進行說明。此外，如上面敘述過的那樣，在第I實施例的熱軋機的張力控制中特征在于根據(jù)熱軋機軋出側(cè)溫度進行修正，驅(qū)動作為操作端的機架IOlF的驅(qū)動裝置109。關(guān)于這個特征部分，在前提構(gòu)成的說明后，用圖8進行說明。此外，作為張力控制，雖然公知有應(yīng)用最佳控制的方法等各種方法，但在本實施例中是以推斷負載轉(zhuǎn)矩進行前饋控制的方式為例進行說明的。首先，在簡單地對整體構(gòu)成進 行說明后，對各部的動作進行詳細說明。張力控制裝置15進行以前后機架和活套器為I組的軋制設(shè)備成列配置多臺之后的控制對象10的張力控制，但這里圖示出的是進行I組的前后機架和活套器的張力控制的控制電路部分。即，在圖I的張力控制裝置15中，I組的前后機架和活套器例如是機架101FU01B和活套器110，進行該張力控制的控制電路部分是機架間張力控制機構(gòu)155。因此，相對于機架101B、其后級的機架和其活套器，設(shè)置機架間張力控制機構(gòu)。另外同樣地，還相對于機架101F、其前級的機架和其活套器，設(shè)置機架間張力控制機構(gòu)155。這樣，在控制對象10整體中，具備多個機架，在以相鄰的機架為I組時，在至少2組以上的各組中具備有機架間張力控制機構(gòu)155。這些機架間張力控制機構(gòu)155將前后機架和活套器為I組的操作對象，具備相同的功能。在張力控制裝置15內(nèi)的機架間張力控制機構(gòu)155中，經(jīng)由實績收集機構(gòu)16，從控制對象10取得各機架的軋制載荷P、張力Tf、Tb、活套器高度Θ、鋼板速度等實績數(shù)據(jù)。另夕卜，從張力控制裝置15的機架間張力控制機構(gòu)155向作為操作對象的機架IOlF和活套器11，給出操作信號id和il。驅(qū)動作為其中一個操作對象的機架101的工作輥104的操作端也就是驅(qū)動裝置109，按照張力指令Tfs被控制。也就是說，張力控制機構(gòu)152進行動作以使前張力的實際值Tf與張力指令Tfs —致。其后，在速度控制機構(gòu)154中，進行驅(qū)動裝置109的速度控制運算，最終算出對驅(qū)動裝置109進行驅(qū)動的電流指令id，并對驅(qū)動裝置109輸出。此外，負載轉(zhuǎn)矩推斷機構(gòu)155，是用于進行和活套器控制系統(tǒng)的非干涉化的前饋補償器。另外，使作為另一個操作對象的活套器110進行動作的活套器驅(qū)動裝置108，按照活套器高度指令Gs控制。也就是說，活套器高度控制機構(gòu)157進行動作以使活套器高度的實際值Θ與活套器高度指令值Θ s—致，最終算出驅(qū)動活套器驅(qū)動裝置108的電流指令il，并對活套器驅(qū)動裝置108輸出?；钐灼髦无D(zhuǎn)矩推斷機構(gòu)158是用于進行和張力控制系統(tǒng)的非干涉化的前饋補償器。這樣，在本實施例中，張力通過驅(qū)動速度進行控制，活套器高度通過活套器高度控制進行控制。下面，對各部的動作進行詳細說明。圖2表示張力指令存儲機構(gòu)151的構(gòu)成。在圖例中，各機架間的鋼板103的張力指令，根據(jù)鋼種、板厚、板寬分級。例如，在鋼種為SS400、板厚為2. O 3. 0mm、板寬為900mm時，表示為I. 5kg/mm2。在這里，各機架間的板厚是用軋制制度(rolling schedule)唯一確定的,故此之后可根據(jù)鋼種、板寬和所確定的板厚確定出張力設(shè)定值。此外，除圖2的例子之外，作為分級條件還可以追加鋼板103的移動速度或機架來進行確定。將由此確定出的張力設(shè)定值設(shè)為前張力指令值Tfs，張力控制機構(gòu)152輸入該值和檢測出的前張力檢測值Tf的差△ Tf，算出成為輸入至速度控制機構(gòu)154的速度設(shè)定值Vs0速度設(shè)定值Vs可用例如(I)式所示的比例積分運算算出。其中，在(I)式中，Kl是比例增益，Tl是積分時間，S是拉普拉斯算子。[公式I]Vs = K1(1+1/T1S) ATf (I)然后，進行被稱為逐次的(successive)速度調(diào)諧處理。即，是指在下游機架IOlB中工作輥間隙或工作輥速度發(fā)生變化的時候，用上游機架IOlF補償與之相應(yīng)的速度變化量AV2的處理。應(yīng)補償?shù)乃俣茸兓緼V2，可用例如(2)式求得。其中，在(2)式中，b是下游機架IOlB的后進率，f是上游機架IOlF的先進率，AVl是下游機架的速度變化量。 [公式2]AV2 = (l-b)/(l+f) AVl (2)速度控制機構(gòu)154根據(jù)Vs+ Δ V2算出驅(qū)動驅(qū)動裝置109的電流指令(轉(zhuǎn)矩指令)Cl。Cl是根據(jù)例如(3)式算出的。(3)式是通過比例積分控制實現(xiàn)了速度控制機構(gòu)154的例子，K2是比例增益，T2是積分時間，Cln是Cl的當(dāng)前值，V是速度的實際值。此外，AV是WAV = Vs+AV2-V 求得的。[公式3]Cl = Cln+K2(l+l/T2S) AV (3)圖3表示負載轉(zhuǎn)矩推斷機構(gòu)155執(zhí)行的處理。負載轉(zhuǎn)矩推斷機構(gòu)155在步驟S31中，從實績收集機構(gòu)16取得前張力Tf、后張力Tb、軋制載荷P。在步驟S32中，根據(jù)下述方法推斷驅(qū)動裝置109的總轉(zhuǎn)矩中的與負載轉(zhuǎn)矩相當(dāng)?shù)闹礒1。圖4是表示用工作輥104軋制鋼板103的例子。鋼板103從左向右行進，P是軋制載荷，PU)是部位X中的鋼板103的每單位長度的軋制載荷。若針對部位X積分每單位長度的軋制載荷P(x)，則與載荷的總量也就是P—致。另外，R是工作輥104的半徑。此時，公知負載轉(zhuǎn)矩El可以用(4)式算出。其中，Rl是扁平輥半徑。[公式4]El = (R/Rl) / Pxdx+(R/2) (Tb-Tf) (4)負載轉(zhuǎn)矩推斷機構(gòu)155通過計算(4)式來推斷負載轉(zhuǎn)矩El。最終，將El和Cl相加后的值作為電流指令id向驅(qū)動裝置109輸出。下面，對求出另一個操作信號(電流指令信號il)的過程進行說明。在這里，實施活套器高度的控制，由活套器高度指令生成機構(gòu)156求出成為其目標信號的活套器高度指令Θ s。圖5中的一例所表示的活套器高度指令生成機構(gòu)156具備活套器高度指令存儲機構(gòu)502，其與鋼板103的通過長度L對應(yīng)地存儲活套器高度指令Θ s ;和活套器高度指令確定機構(gòu)501，其基于活套器高度指令存儲機構(gòu)502中存儲的信息來確定并輸出活套器高度。在活套器高度指令存儲機構(gòu)502中，如圖5所示，與鋼板103的通過長度L相對應(yīng)地設(shè)定3種活套器高度。第I活套器高度是相對于鋼板103的前端部提升活套器高度直至和鋼板103接觸為止的長度所對應(yīng)的活套器高度指令503 ;第2活套器高度是活套器11支撐鋼板103并進行攻絲(threading)時的恒定的活套器高度指令504 ;第3活套器高度是在鋼板103的尾端附近，使活套器高度降低從而使得活套器11和鋼板103不接觸時的高度指令505。它們與鋼板103的通過長度L相對應(yīng)地存儲起來。這里，所謂通過長度L是指活套器11支撐的鋼板103的部位距鋼板前端的距離。因此，活套器高度指令隨鋼板103的通過而發(fā)生變化?；钐灼鞲叨却_定機構(gòu)501從實績收集機構(gòu)16取得鋼板103的通過長度L，參照活套器高度指令存儲機構(gòu)502，提取活套器高度指令Θ s。然后，將提取出的Θ s作為活套器高度指令輸出。在活套器高度控制機構(gòu)157中，輸入該活套器高度指令值Θ s和活套器高度檢測值Θ的差Λ Θ。活套器高度控制機構(gòu)157根據(jù)Λ Θ算出用于驅(qū)動活套器驅(qū)動裝置108的 電流指令(轉(zhuǎn)矩指令)C2。C2通過例如(5)式算出。(5)式是通過比例 積分控制實現(xiàn)了活套器高度控制的例子，這里，Κ3是比例增益，Τ3是積分時間。[公式5]C2 = K3(1+1/T3S) Δ Θ (5)圖6表示活套器支撐轉(zhuǎn)矩推斷機構(gòu)158的處理?；钐灼髦无D(zhuǎn)矩推斷機構(gòu)158在步驟S61中，從實績收集機構(gòu)16取得前張力Tf、活套器高度Θ。在步驟S62中，根據(jù)下述方法推斷活套器驅(qū)動裝置108的總轉(zhuǎn)矩中的與用于支撐活套器的負載轉(zhuǎn)矩相當(dāng)?shù)闹礒2。圖7表示用活套器臂112支撐由機架IOlF和機架IOlB軋制的鋼板103的例子。鋼板103從左向右行進，La表示活套器臂112的長度，Θ表示活套器高度(活套器角)，β表示相對于鋼板103的水平位置的角度。此時，已知活套器支撐轉(zhuǎn)矩Ε2可以通過(6)式算出。其中，這里D是相對于活套器的角度變化的速度摩擦系數(shù)。[公式6]Ε2 = Κ1( Θ )Tf+K2( θ )+Κ3( Θ )+D(d Θ/dt) (6)另外，(6)式中的系數(shù)κ (θ)可利用板厚h和板寬b由(7)式表示。[公式7]Kl ( Θ ) = 2hbLa · con Θ sin β (7)另外，(6)式中的系數(shù)Κ2( θ )可利用鋼板103的比重P由⑶式表示。[公式8]K2 ( Θ ) = 2 P hbg · (I/con β ) La · cos θ (8)此外，(6)式中的系數(shù)Κ3(θ)，可利用(9)式表達。[公式9]Κ3 ( Θ ) = Wlgrl · cos Θ (9)這里，Wl是活套器臂112的重量，g是重力加速度，rl是從活套器臂112的支點到重心位置的距離。這些(7)式 (9)式的系數(shù)都是活套器角Θ的函數(shù)，支撐轉(zhuǎn)矩的值是變化的。對于這些系數(shù)的物理意義而言，KK Θ)是由張力產(chǎn)生的支撐轉(zhuǎn)矩，Κ2(θ)是通過支撐鋼板103的重量產(chǎn)生的支撐轉(zhuǎn)矩，Κ3(θ)是由活套器臂112的自重產(chǎn)生的支撐轉(zhuǎn)矩。
最終，使用推斷出的E2，將使E2和C2相加后的值作為電流指令il向活套器驅(qū)動裝置108輸出。根據(jù)以上運算，驅(qū)動裝置109和活套器驅(qū)動裝置108在以排出鋼板103的干涉的狀態(tài)下進行聯(lián)動動作。以上述所說明的構(gòu)成為前提適用本發(fā)明，圖8表示由本發(fā)明的第I實施例實現(xiàn)的張力指令修正機構(gòu)171的處理。在該張力指令修正機構(gòu)171中，首先，在步驟S81中，從圖I的熱軋機軋出側(cè)溫度目標值存儲機構(gòu)170取得熱軋機軋出側(cè)溫度的目標值Mfs。下一步，在步驟S82中，從圖I的熱軋機軋出側(cè)溫度計130取得熱軋機軋出側(cè)溫度的實際值Mf。然后，通過(10)式算出兩者的差值A(chǔ)FDT。Λ FDT在溫度的實際值高的時候為正值。[公式10]Δ FDT = Mfs-Mf (10)
接著，在步驟S83中，通過(11)式算出張力指令的修正值Λ Tfl并輸出。其中，在
(11)式中Ktl是比例增益。[公式11]ATfl = Ktl · AFDT (11)這樣，對于通過比例運算處理求得的張力指令的修正值ΛΤΠ，若熱軋機軋出側(cè)溫度的實際值相對于目標值越是大值則該修正值Λ TH越成為大值，反之熱軋機軋出側(cè)溫度的實際值相對于目標值越是小值則該修正值A(chǔ)Tfl越成為小值。另外，如圖I所示，從由張力指令存儲機構(gòu)151輸出的張力指令Tf s中減去張力指令修正機構(gòu)171輸出的張力指令的修正值A(chǔ)TflJP (Tfs-ATfl)成為新的張力指令值。這樣，根據(jù)本發(fā)明的第I實施例，熱軋機軋出側(cè)溫度的實際值Mf超過其目標值Mfs越高，這就意味著結(jié)果要降低張力控制機構(gòu)152的目標張力。也就是說，此時要進行削弱張力控制。同樣地，熱軋機軋出側(cè)溫度的實際值Mf越是低于目標值Mfs，這就意味著結(jié)果越要提高張力控制機構(gòu)152的目標張力。也就是說，此時要進行增強張力控制。另外，在設(shè)置了多個機架的情況下，在上游機架間和下游機架間，雖然比例增益Ktl在各機架間可以是相同的值，但由于上游機架間的張力修正效果明顯，故最好將上游機架間設(shè)為稍大的值。雖然在第I實施例中是以一個機架和活套器為例進行說明的，但在機架多級連接的串列式軋機中，若對每一機架、活套器準備同樣處理，則可以以同樣的運算實現(xiàn)。根據(jù)按照熱軋機軋出側(cè)溫度Mf來進行張力控制的第I實施例，能將在機架間注水等情況下的溫度變化迅速地反映在控制上。此外，在圖I中，熱軋機軋出側(cè)溫度計130在大多數(shù)情況下是為了軋機控制的其他控制目的而使用的，或者用于管理鋼板品質(zhì)的已設(shè)定好的溫度計，在本發(fā)明中為了張力控制而利用該信號。另外，熱軋機軋出側(cè)溫度計130設(shè)置在多個機架的最后級機架的軋出側(cè)。[實施例2]圖9表示本發(fā)明的第2實施例。在圖9中，代替熱軋機軋出側(cè)溫度Mf而使用熱軋機送入側(cè)溫度Mb來算出張力指令的修正值，驅(qū)動作為操作端的驅(qū)動裝置。圖9的構(gòu)成及功能除該點外是和圖I完全相同。
圖10表示張力指令修正機構(gòu)901進行的處理。張力指令修正機構(gòu)901首先在步驟SlOl中，從熱軋機送入側(cè)溫度目標值存儲機構(gòu)903取得熱軋機送入側(cè)溫度的目標值Mb。雖然熱軋機送入側(cè)溫度的目標值Mbs可以是固定的，但也可以根據(jù)鋼板的部位設(shè)為不同的值。下一步，在步驟S102中，從熱軋機送入側(cè)溫度計902取得熱軋機送入側(cè)溫度的實際值Mb，通過(12)式算出兩者的差值A(chǔ)FET。AFET在溫度的實際值高的時候為正值。[公式12]AFET = Mbs-Mb (12)另外，在步驟S103中，通過(13)式算出張力指令的修正值A(chǔ)Tfl并輸出。這里， Kt2是比例增益。[公式13]ATfl = Kt2 · AFET (13)這樣，關(guān)于通過比例運算處理求得的張力指令的修正值Λ Tf 1，若熱軋機送入側(cè)溫度的實際值Mb相對于目標值Mbs越是大值則該修正值Λ Tfl越成為大值，反之熱軋機送入側(cè)溫度的實際值Mb相對于目標值Mbs越是小值則該修正值Λ Tfl越成為小值。另外，如圖I所示，從由張力指令存儲機構(gòu)151輸出的張力指令Tf s中減去張力指令修正機構(gòu)901輸出的張力指令的修正值A(chǔ)TflJP (Tfs-ATfl)成為新的張力指令值。這樣，在本發(fā)明的第2實施例中，也是熱軋機送入側(cè)溫度的實際值Mb超過其目標值Mbs越高，這就意味著結(jié)果要降低張力控制機構(gòu)152的目標張力。也就是說，此時要進行削弱張力控制。同樣地，熱軋機送入側(cè)溫度的實際值Mb越是低于目標值Mbs，這就意味著結(jié)果要提高張力控制機構(gòu)152的目標張力。也就是說，此時要進行增強張力控制。另外，在設(shè)置了多個機架的情況下，在上游機架間和下游機架間，雖然比例增益Ktl在各機架間可以是相同的值，但由于上游機架間張力修正效果明顯，故最好將上游機架間設(shè)為稍大的值。雖然在本實施例中是以一組的前后機架和活套器為例進行說明的，但在機架多級連接的串列式軋機中，若對每一機架、活套器準備同樣處理，則可以以同樣的運算實現(xiàn)。根據(jù)按照熱軋機送入側(cè)溫度Mb來進行張力控制的第2實施例，因為是用上游側(cè)的溫度變化進行控制的，所以可以期待得到高速響應(yīng)。此外，在圖I中，熱軋機送入側(cè)溫度計902在大多數(shù)情況下是為了軋機控制的其他控制目的而使用的，或者用于管理鋼板品質(zhì)的已設(shè)定好的溫度計，在本發(fā)明中為了張力控制而利用該信號。另外，熱軋機軋出側(cè)溫度計902設(shè)置在多個機架的最前級機架的送入側(cè)。[實施例3]圖11表示本發(fā)明的第3實施例。在圖11中，使用軋機送入側(cè)溫度和軋機軋出側(cè)溫度算出張力指令的修正值，驅(qū)動作為操作端的驅(qū)動裝置。圖11的構(gòu)成及功能，除該點外是和圖I完全相同。圖12表示張力指令修正機構(gòu)1101進行的處理。張力指令修正機構(gòu)1101首先在步驟SlOl中，從熱軋機送入側(cè)溫度目標值存儲機構(gòu)903取得熱軋機送入側(cè)溫度的目標值Mbs。接著，在步驟S102中，從熱軋機軋出側(cè)溫度目標值存儲機構(gòu)170取得熱軋機軋出側(cè)溫度的目標值Mbf。雖然熱軋機送入側(cè)溫度的目標值Mbs和熱軋機軋出側(cè)溫度的目標值Mbf可以是固定的，但也可以根據(jù)鋼板的部位設(shè)為不同的值。下一步，在步驟S103中，從熱軋機送入側(cè)溫度計902取得熱軋機送入側(cè)溫度的實際值Mb，利用(14)式算出兩者的差值A(chǔ)FET。AFET在溫度的實際值高的時候為正值。[公式14]Δ FET = Mbs-Mb (14)下一步，在步驟S104中，從熱軋機軋出側(cè)溫度計13取得熱軋機軋出側(cè)溫度的實際值Mf，利用(15)式算出兩者的差值A(chǔ)FDT。AFDT在溫度的實際值高的時候為正值。[公式15]Δ FDT = Mfs-Mf (15) 在步驟S105中，通過(16)式算出張力指令的修正值A(chǔ)Tfl并輸出。這里，Kt3、Kt4是比例增益。[公式16]ATfl = Kt3 · Δ FDT+Kt4 · AFET (16)另外，如圖11所示，從由張力指令存儲機構(gòu)151輸出的張力指令Tfs中減去張力指令修正機構(gòu)1101輸出的張力指令的修正值Λ Tfljp (TfS-ATfl)成為新的張力指令值。按照比例增益Kt3、Kt4的大小調(diào)整在(16)式中使用的兩個溫度偏差(AFDI^PAFET)對補償值的影響的大小。Kt3相對于Kt4越大，則AFDT對于張力指令修正值的貢獻就越大；若Kt4相對于Kt3越大，則△ FET對于張力指令修正值的貢獻就越大。這樣，在本發(fā)明的第3實施例中，也是熱軋機溫度的實際值超過其目標值越高，這就意味著結(jié)果要降低張力控制機構(gòu)152的目標張力，此時要進行削弱張力控制。同樣地，熱軋機溫度的實際值越是低于其目標值，這就意味著結(jié)果要提高張力控制機構(gòu)152的目標張力，此時進行增強張力控制。另外，根據(jù)第3實施例，因為在上游側(cè)檢測出的溫度變化和在下游側(cè)檢測出的溫度變化都反映到了控制上，所以可以進行兼具第I和第2實施例特征的控制。此外，在設(shè)置了多個機架的情況下，在上游機架間和下游機架間，雖然比例增益Kt3、Kt4在各機架間可以是相同的值，但由于上游機架間張力修正效果明顯，故最好將上游機架間設(shè)為稍大的值。雖然在本實施例中是以一個機架和活套器為例進行說明的，但在機架多級連接的串列式軋機中，若對每一機架、活套器準備同樣處理，則可以以同樣的運算實現(xiàn)。根據(jù)基于熱軋機送入側(cè)溫度Mb和熱軋機軋出側(cè)溫度Mf進行張力控制的第3實施例，可以進行兼具第I和第2實施例特征的控制。此外，在圖I中，熱軋機軋出側(cè)和送入側(cè)的溫度計130和902，在大多數(shù)情況下是為了軋機控制的其他控制目的而使用的已設(shè)定好的溫度計，在本發(fā)明中為了張力控制而利用該信號。另外，熱軋機軋出側(cè)溫度計130設(shè)置在多個機架的最后級機架的軋出側(cè)，熱軋機軋出側(cè)溫度計902設(shè)置在多個機架的最前級機架的送入側(cè)。[實施例4]圖13表示本發(fā)明的第4實施例。在實施例I 實施例3中表示的是以后方機架的驅(qū)動速度消除張力的指令值和實際值的偏差的例子，但在圖13中表示的是以活套器高度的變更消除張力的指令值和實際值的偏差的例子。也就是說，在以張力指令修正機構(gòu)171的輸出ATfl修正了張力指令存儲機構(gòu)151的輸出Tfs之后，使用和張力實際值Tf之間的偏差也就是ATf，由張力控制機構(gòu)1302算出活套器高度的修正值Λ Θ I。將根據(jù)Λ Θ I對活套器高度指令生成機構(gòu)1301輸出的活套器高度的指令值Θ s進行修正后的值作為活套器高度的指令值，進行活套器高度控制。這樣，作為張力控制的操作端，雖然可選擇實施例I 3的驅(qū)動速度和本實施例的活套器高度，但任何一種情況均可以適用本發(fā)明。產(chǎn)業(yè)上的可利用性 本發(fā)明可廣泛適用于常規(guī)軋機、小型軋機等、在精軋機架間具備活套器的熱軋的串列式軋機的活套器控制中。
權(quán)利要求
1.一種熱軋機的張力控制裝置，該熱軋機具備多個軋制機架，該熱軋機的張力控制裝置應(yīng)用于以相鄰的軋制機架為I組的至少2組以上，各組的軋制機架在上游側(cè)的軋制機架和下游側(cè)的軋制機架之間具備活套器，在將軋制機架間的鋼板的張力控制為期望值的所述熱軋機的張力控制裝置中，其特征在于， 所述各組的軋制機架由張力指令存儲部、張力指令修正部和張力控制部進行控制，所述張力指令存儲部存儲張力指令值，所述張力指令修正部取得來自測量所述鋼板的溫度的溫度計的檢測溫度并根據(jù)鋼板的目標溫度和檢測溫度的偏差對所述張力指令值進行修正，所述張力控制部根據(jù)修正后的張力指令值和檢測出的張力值的偏差對所述各組的軋制機架進行調(diào)整。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱軋機的張力控制裝置，其特征在于， 在鋼板的檢測溫度比其目標溫度高時進行削弱張力控制，在鋼板的檢測溫度比其目標溫度低時進行增強張力控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱軋機的張力控制裝置，其特征在于， 所述熱軋機的張力控制裝置具備張力指令修正部，所述張力指令修正部取得在熱軋機的軋出側(cè)所具備的熱軋機軋出側(cè)溫度計的檢測溫度，根據(jù)熱軋機軋出側(cè)的目標溫度和該檢測溫度的偏差對所述張力指令值進行修正。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱軋機的張力控制裝置，其特征在于， 所述熱軋機的張力控制裝置具備張力指令修正部，所述張力指令修正部取得在熱軋機的送入側(cè)所具備的熱軋機送入側(cè)溫度計的檢測溫度，根據(jù)熱軋機送入側(cè)的目標溫度和該檢測溫度的偏差對所述張力指令值進行修正。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱軋機的張力控制裝置，其特征在于， 取得由熱軋機的送入側(cè)所具備的熱軋機送入側(cè)溫度計檢測出的第I檢測溫度和由所述熱軋機的軋出側(cè)所具備的熱軋機軋出側(cè)溫度計檢測出的第2檢測溫度，算出熱軋機送入偵_目標溫度和第I檢測溫度的偏差作為第I溫度偏差，并且算出熱軋機軋出側(cè)的目標溫度和該第2檢測溫度的偏差作為第2溫度偏差，所述張力指令修正部根據(jù)第I溫度偏差和第2溫度偏差之和取得修正/[目號。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱軋機的張力控制裝置，其特征在于， 對于多個軋制機架，將與上游側(cè)的軋制機架的組相應(yīng)的張力指令修正部的控制增益設(shè)定得比與下游側(cè)的軋制機架的組相應(yīng)的張力指令修正部的控制增益大。
7.一種熱軋機的張力控制方法，所述熱軋機具備多個軋制機架，所述熱軋機的張力控制方法應(yīng)用于以相鄰的軋制機架為I組的至少2組以上，各組的軋制機架在上游側(cè)的軋制機架和下游側(cè)的軋制機架之間具備活套器，在將通過軋制機架的鋼板的張力控制為期望值的所述熱軋機的張力控制方法中，其特征在于， 檢測所述鋼板的溫度，在該軋制機架間，在鋼板的檢測溫度高于其目標溫度時進行削弱張力控制，在鋼板的檢測溫度低于其目標溫度時進行增強張力控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的熱軋機的張力控制方法，其特征在于， 所述鋼板的溫度被設(shè)定為熱軋機的下游側(cè)的溫度。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的熱軋機的張力控制方法，其特征在于， 所述鋼板的溫度被設(shè)定為熱軋機的上游側(cè)的溫度。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的熱軋機的張力控制方法，其特征在于， 所述鋼板的溫度是熱軋機的送入側(cè)的溫度和軋出側(cè)的溫度，根據(jù)各自與目標溫度的溫度偏差之和，進行削弱張力控制或者增強張力控制。
11.一種熱軋機的張力控制方法，所述熱軋機具備多個軋制機架，所述熱軋機的張力控制方法應(yīng)用于以相鄰的軋制機架為I組的至少2組以上，各組的軋制機架在上游側(cè)的軋制機架和下游側(cè)的軋制機架之間具備活套器，在將通過軋制機架的鋼板的張力控制為期望值的所述熱軋機的張力控制控制方法中，其特征在于， 檢測所述鋼板的溫度，對于與目標溫度的溫度偏差，在檢測溫度高于其目標溫度時進行削弱張力控制，在檢測溫度低于其目標溫度時進行增強張力控制，并且， 將針對與上游側(cè)的組的軋制機架相應(yīng)的所述溫度偏差的控制增益設(shè)定得比針對與下游側(cè)的組的軋制機架間相應(yīng)的所述溫度偏差的控制增益大。
全文摘要
本發(fā)明提供一種熱軋機的張力控制裝置及控制方法，以降低鋼板溫度的影響所導(dǎo)致的板寬的偏差。以具備多個軋制機架并在機架間具備活套器的熱軋機為控制對象，在將通過熱軋機的鋼板的張力控制為期望值的熱軋機的張力控制裝置中，具備張力指令存儲機構(gòu)，其存儲張力指令值；張力指令修正機構(gòu)，其取得來自測量鋼板的溫度的溫度計的檢測溫度，并根據(jù)鋼板的目標溫度和檢測溫度的偏差對張力指令值進行修正；和張力控制機構(gòu)，其根據(jù)修正后的張力指令值和檢測出的張力值的偏差對熱軋機進行調(diào)整。
文檔編號B21B37/48GK102773264SQ20121014055
公開日2012年11月14日 申請日期2012年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月11日
發(fā)明者小林拓也, 鹿山昌宏 申請人:株式會社日立制作所