| 【発明の名称】 |
板厚算出方法及び板厚算出装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】鞍掛 浩
【住所又は居所】岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地なし） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内
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| 【要約】 |
【課題】ロール直下の板厚を正確に且つ高応答に算出する。
【解決手段】オブザーバを用いて圧延実績からロール軸回転速度を推定し、そのロール軸回転速度からロール周速度を算出し、そのロール周速度を用いて、マスフロー一定式に従って板厚を算出する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 被圧延材の圧延実績から圧延ロールの回転速度を推定し、この圧延ロールの周速度を用いてマスフロー一定式から板厚を算出することを特徴とする板厚算出方法。
【請求項２】 被圧延材の圧延実績を収集する圧延実績収集手段と、この圧延実績収集手段で収集された被圧延材の圧延実績から圧延ロールの周速度を推定する圧延ロール周速度推定手段と、前記圧延ロール周速度推定手段で推定された圧延ロールの周速度を用いてマスフロー一定式から板厚を算出するマスフロー一定式板厚算出手段とを備えたことを特徴とする板厚算出装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば鋼板の圧延ライン等において、マスフロー（体積流量）一定式から板厚を算出する板厚算出方法及び板厚算出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、マスフロー一定式から板厚を算出するには圧延ロールの周速度が必要となる。このロールの周速度は、モータの回転速度に減速比を乗じてロール軸回転速度を求め、このロール軸回転速度に圧延ロールの円周長を乗じて求めている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際の圧延中には、圧延負荷やロールの慣性などによりロール軸に変動性の捻れが生じており、ロール軸の回転速度は、単にモータの回転速度に減速比を乗じた値になっていない。そのため、前述のようにモータの回転速度に減速比を乗じ、更に圧延ロールの円周長を乗じて求めたロールの周速度は不正確であり、従ってそれを用いて算出した板厚も不正確なものである。
【０００４】本発明は前記諸問題を解決すべく開発されたものであり、板厚を正確に算出できる板厚算出方法及び板厚算出装置を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記諸問題を解決するため、本発明のうち請求項１に係る板厚算出方法は、被圧延材の圧延実績から圧延ロールの周速度を推定し、この圧延ロールの周速度を用いてマスフロー一定式から板厚を算出することを特徴とするものである。また、本発明のうち請求項２に係る板厚算出装置は、被圧延材の圧延実績を収集する圧延実績収集手段と、この圧延実績収集手段で収集された被圧延材の圧延実績から圧延ロールの周速度を推定する圧延ロール周速度推定手段と、前記圧延ロール周速度推定手段で推定された圧延ロールの周速度を用いてマスフロー一定式から板厚を算出するマスフロー一定式板厚算出手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、圧延ラインに本発明を実施した形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態を示すもので、板厚算出方法及び板厚算出装置を示す概略構成図である。被圧延材である鋼板１は、図示の矢印方向に搬送される。従って、図示右方の圧延機が第ｉスタンドであるとすると、図示左方の圧延機は第（ｉー１）スタンドとなる。なお、図中の符号２は圧延ロール、３は圧下装置、４は駆動モータ、５はモータ軸回転速度計、６は板厚計、７は板幅計である。なお、駆動モータ４からはトルク電流Ｉt が検出されるように構成されている。
【０００７】また、この圧延ラインには、圧延中の鋼板圧延実績（板厚測定値、トルク電流、モータ軸回転速度、及び図示しない上位計算機からの目標板厚）を収集する圧延実績収集装置８、マスフロー一定式からロール直下の板厚を算出するマスフロー一定式板厚算出装置９、このマスフロー一定式板厚算出装置９で算出された板厚から、駆動モータ４の速度又は圧下装置３の圧下量を制御する圧延制御装置１０及び前記圧延実績収集装置８で収集された圧延実績から圧延ロール周速度を推定する圧延ロール周速度推定装置１１を備えている。
【０００８】図２は、前記圧延ロール周速度推定装置１１のうち、ロール軸回転速度を算出するロール軸回転速度算出装置１２を示している。このロール軸回転速度算出装置１２のうち、破線で囲まれる部分１３はオブザーバ、つまり推定器である。また、図２中破線部以外は、実プラントを模式化したものである。ここで、トルク電流Ｉt とモータ軸回転速度ωM は検出値である。モータ軸回転速度ωM から、後述のようにして算出された見掛け上のロール軸回転速度ωL を減じて回転速度差とし、それを積分器４２で積分して位相差θを算出とする。それに乗算器４３でバネ定数ｋを乗じて負荷差を算出する。前記トルク電流Ｉt に乗算器４４でトルク係数Ｃt を乗じてモータトルクτM とし、それから加減算器４５で前記負荷差を減じ、更に積分器４６で積分すると共にモータ側イナーシャＪM で除して前記モータ軸回転速度ωM となる。また、加減算器４７で前記負荷差からロール負荷τL を減じ、それを積分器４８で積分すると共にロール側イナーシャＪLで除して前記見掛け上のロール軸回転速度ωL となる。
【０００９】これに対し、オブザーバ１３内でも、前記トルク電流Ｉt に乗算器４９でトルク係数の設計値Ｃt ’を乗じてモータトルクの設計値τM ’を算出する。一方、後述のようにして算出されるロール軸回転速度の推定値ωL ＾を加減算器５０で前記モータ軸回転速度ωM から減じ、それを積分器５１で積分して実際の位相差を算出する。この実際の位相差と、後述のようにして算出された位相差の設計値を加算器５２で加算し、それに乗算器５３でバネ定数の設計値ｋ’を乗じて負荷差の設計値を算出する。この負荷差の設計値を加減算器５４で前記モータトルクの設計値τM ’から減じ、更に積分器５５で積分すると共にモータ側イナーシャの設計値ＪM ’で除してモータ軸回転速度の設計値ωM ’を算出する。
【００１０】そして、このものモータ軸回転速度の設計値ωM ’を加減算器５６で前記モータ軸回転速度ωM から減じてモータ軸回転速度差ΔωM を算出する。このモータ軸回転速度差ΔωM に乗算器５７でオブザーバゲインＫ1 を乗じて前記位相差の設計値を算出する。また、前記モータ軸回転速度差ΔωM に乗算器５８でオブザーバゲインＫ3 を乗じ、それを加減算器５９で前記負荷差の設計値から減じ、更にそれを積分器６０で積分すると共にロール側イナーシャの設計値ＪL ’で除してロール軸回転速度の設計値ωL ’を算出する。また、前記モータ軸回転速度差ΔωM に乗算器６１でオブザーバゲインＫ2 を乗じてロール軸回転速度差ΔωMを算出し、それを加算器６２で前記ロール軸回転速度の設計値ωL ’に加算してロール軸回転速度の推定値ωL ＾を算出する。
【００１１】圧延ロール周速度推定装置１１では、ロール軸回転速度算出装置１２で得られたロール軸回転速度の推定値ωL ＾から後述する間液式を用いてロールの周速度ＶR を算出する。更に、マスフロー一定式板厚算出装置９では、得られたロールの周速度ＶR を用い、後述するマスフロー一定の関係式から板厚を算出する。
【００１２】前記オブザーバは、例えば下記１式のような機械系における状態方程式を導き、この状態方程式にGopinathの正準形式を用いて設計することができる。
【００１３】
【数１】
【００１４】そして、前述のようにしてロール軸回転速度の推定値ωL ＾が得られたら、下記２式に従ってロール周速度ＶR を算出する。
【００１５】
【数２】
【００１６】更に、このロール周速度ＶR を用い、下記３式に従ってマスフロー一定式板厚ｈを算出する。
【００１７】
【数３】
【００１８】そして、このようにして算出されたマスフロー一定式板厚と目標板厚との差に基づいて、例えば前記板厚制御装置１０では、その差分値に対してＰＩ制御（比例・積分制御）によってアクチュエータを制御して目標板厚を達成する。このように、本実施形態の板厚算出方法及び板厚算出装置では、正確に推定された圧延ロール周速度を用いて板厚を算出しているため精度が高い。また、ロールバイト直下の板厚を算出することができるため、ロール出側で板厚計により計測した場合に比べて、制御に対するむだ時間がなく、高応答の制御系を構築することができる。
【００１９】加えて、実績の板厚測定値により、前記オブザーバ内設計値ヲ修正するようにすれば、更に板厚精度を向上させることが可能となる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の板厚算出方法及び板厚算出装置によれば、被圧延材の圧延実績から圧延ロールの周速度を推定し、この圧延ロールの周速度を用いてマスフロー一定式から板厚を算出することとしたため、圧延中に発生するロール軸の変動性捻れを考慮しながらロール軸回転速度或いはロール周速度を正確に求めることができ、そこから算出される板厚も正確なものとなる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１２５８
【氏名又は名称】川崎製鉄株式会社
【住所又は居所】兵庫県神戸市中央区北本町通１丁目１番２８号
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| 【出願日】 |
平成１３年６月２６日（２００１．６．２６） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６６９８０
【弁理士】
【氏名又は名称】森 哲也 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２００３−１０９１０（Ｐ２００３−１０９１０Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年１月１５日（２００３．１．１５） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−１９２４９０（Ｐ２００１−１９２４９０） |
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