JP2000336433A - 連続焼鈍炉内ヘルパロール制御装置 - Google Patents

連続焼鈍炉内ヘルパロール制御装置

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JP2000336433A
JP2000336433A JP11145885A JP14588599A JP2000336433A JP 2000336433 A JP2000336433 A JP 2000336433A JP 11145885 A JP11145885 A JP 11145885A JP 14588599 A JP14588599 A JP 14588599A JP 2000336433 A JP2000336433 A JP 2000336433A
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temperature
gain
continuous annealing
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annealing furnace
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Tomoaki Sekiguchi
知昭 関口
Nariyoshi Takase
成宜 高瀬
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 連続焼鈍炉1内のヘルパロール3を、当該ヘ
ルパロール3位置のストリップ張力を比例積分器7を備
えてフィードバック制御するように、モータ制御するヘ
ルパロール制御装置において、炉内の温度変動によるス
トリップ張力の張力変動を抑制する。 【解決手段】 比例積分器7に用いるゲイン20を再設
定可能にし、連続焼鈍炉1内の温度18に最適なゲイン
20を対応させる温度−ゲイン変換テーブル19を予め
作成して、炉温18を監視し、該炉温18の変動に伴い
変換テーブル19を用いてゲイン20を更新することに
より、常に最適なゲインを用いてストリップ張力の制御
を可能にして、制御性を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、製鉄工場などの
焼鈍ラインに組み込まれた連続焼鈍炉に関し、特に被焼
鈍材の張力変動を抑制するための、炉内ヘルパロール制
御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図6に示すように、連続焼鈍炉1では、
ストリップ2と呼ばれる例えば鉄板などの被焼鈍材を、
炉1内に複数のヘルパロール3を配して通板し、連続焼
鈍炉1を加熱して、連続焼鈍炉1出側でストリップ速度
のマスター制御をすることにより炉1内でストリップ2
に一定の張力を与えながらストリップ2を焼鈍する。各
ヘルパロール3はそれぞれモータを備えて、各ヘルパロ
ール3位置におけるストリップ2の張力変動を抑制する
ように制御される。図7は、各ヘルパロール3に備えら
れた従来のヘルパロール制御装置のブロック図である。
図において、4は予め設定された、連続焼鈍炉1内のス
トリップ張力目標値、5はストリップ張力測定値、6は
連続焼鈍炉1内のストリップ速度設定値、7は比例積分
器、8はモータ制御部、9はヘルパロール3のモータ、
10は速度制御装置11、電流制御装置12およびイン
バータ回路13で構成されたインバータ装置、14はパ
ルスジェネレータからなるストリップ速度検出装置であ
る。
【0003】比例積分器7には、ストリップ張力目標値
4とストリップ張力測定値5との偏差15が入力され、
この偏差15が0になるように予め設定されたゲインを
用いてストリップ速度補正値16を算出して出力する。
このストリップ速度補正値16でストリップ速度設定値
6を補正してモータ制御部8によりヘルパロール3のモ
ータ9を制御する。このときストリップ速度検出装置1
4で検出されるストリップ速度検出値が補正されたスト
リップ速度補正設定値17と一致するようにモータ9を
制御する。このように、ストリップ張力測定値5はフィ
ードバック制御によりストリップ張力目標値4に追従す
る。
【0004】このときのストリップ張力の目標値4への
追従性を決定させる比例積分器7のゲインは、連続焼鈍
炉1を加熱する前に予め張力変動が最小となるように設
定する。図8に示すように、ゲインが大きいと制御量が
大き過ぎ、張力はハンチングを起こし、またゲインが小
さいと制御量が足りないため、張力変動に対する追従性
が悪化して、目標値4通りの張力に収束する時間が長く
なる。従って、ゲインは、実績値によりストリップ2の
張力変動が最小となるような適切な値に、人が入念に調
整して設定するものであった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来、比
例積分器7のゲインは連続焼鈍炉1の加熱前に設定して
いたが、実際に被焼鈍材を通板して連続焼鈍炉1を加熱
してストリップ2を焼鈍すると、炉1内の温度がゲイン
設定の際の温度条件とは異なり、変動する。また連続焼
鈍炉1では、ストリップ2の板厚や張力値等の異なるも
のを連続して焼鈍するものであり、ストリップ張力目標
値4およびストリップ速度設定値6等の焼鈍条件を変更
して処理する。この様な条件変更によっても連続焼鈍炉
1内の温度は変動するものである。
【0006】ところで、被焼鈍材が弾性変形する際のフ
ックの法則は、通常下記の式(1)で表される。 e=σ/E ・・・・(1) 但し、e;ひずみ σ;応力 E;ヤング率
【0007】ここでヤング率Eに及ぼす温度の影響を図
9に示すが、温度の上昇に伴いヤング率Eは低下するも
のである。連続焼鈍炉1では通常400〜800℃で被
焼鈍材を処理し、用いられる被焼鈍材は殆どの場合、鉄
(Fe)である。このように、温度変動によりヤング率
Eが変化し、ストリップ2(被焼鈍材)に張力(応力
σ)をかけたときのひずみeが変動する。連続焼鈍炉1
の加熱前に、ストリップ2の張力変動が最小となるよう
な値に設定されたゲインを用いてヘルパロール3のモー
タ9を制御する従来のものでは、上記のような加熱後の
連続焼鈍炉1内の温度変動、即ちストリップ2の温度変
動によるストリップ2のひずみの変動に対応できない。
例えば、連続焼鈍炉1内が高温になり、ストリップ2の
ひずみが大きく即ち弾性的に変形しやすくなると、スト
リップ張力は張力変動に対する追従性が悪化し、逆に、
連続焼鈍炉1内が低温になり、ストリップ2のひずみが
小さく即ち弾性的に変形しにくくなると、ストリップ張
力は、ハンチングが大きくなる(図8参照)。このよう
に、加熱後の連続焼鈍炉1内の温度変動によりストリッ
プ張力の制御性が悪くなるという問題点があった。
【0008】この発明は、上記のような問題点を解消す
るために成されたものであって、連続焼鈍炉内の温度変
動の際に、ストリップ張力の張力変動を抑制でき、常に
良好なストリップ張力の制御性を保持できるヘルパロー
ル制御装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明に係る請求項1
記載の連続焼鈍炉内ヘルパロール制御装置は、連続焼鈍
炉内の被焼鈍材における張力目標値と検出された張力値
との偏差に応じて、予め設定されたゲインを用いてスト
リップ速度補正値を算出する比例積分器を備え、上記張
力値をフィードバック制御するように、上記ストリップ
速度補正値によりストリップ速度設定値を補正してヘル
パロールのモータを制御する装置構成であって、上記連
続焼鈍炉内の温度検出手段と、該温度検出手段により検
出された炉内温度に基づいて、過渡状態における上記張
力値と上記張力目標値との偏差を低減するようにゲイン
を再設定するゲイン設定手段とを有するものである。
【0010】またこの発明に係る請求項2記載の連続焼
鈍炉内ヘルパロール制御装置は、請求項1において、温
度検出手段が、連続焼鈍炉内の複数箇所の温度をそれぞ
れ測定し、その温度分布により制御対象ヘルパロール位
置における炉内温度を検出するものである。
【0011】またこの発明に係る請求項3記載の連続焼
鈍炉内ヘルパロール制御装置は、請求項1または2にお
いて、ゲイン設定手段が、炉内温度とゲインの値とを対
応させる変換テーブルを備えたものである。
【0012】またこの発明に係る請求項4記載の連続焼
鈍炉内ヘルパロール制御装置は、請求項1または2にお
いて、ゲイン設定手段が、予め設定された演算式を用い
て炉内温度からゲインの値を算出するものである。
【0013】またこの発明に係る請求項5記載の連続焼
鈍炉内ヘルパロール制御装置は、請求項1または2にお
いて、ゲイン設定手段が、検出された炉内温度と張力値
とに基づいてゲインの値を算出するものである。
【0014】
【発明の実施の形態】実施の形態1.以下、この発明の
実施の形態1を図について説明する。図1は、連続焼鈍
炉1内の各ヘルパロール3に備えられた、この発明の実
施の形態1によるヘルパロール制御装置のブロック図で
ある。図において、4〜17は従来のものと同様であ
り、4は予め設定された、連続焼鈍炉1内のストリップ
張力目標値、5は検出された張力値としてのストリップ
張力測定値、6は連続焼鈍炉1内のストリップ速度設定
値、7は比例積分器、8はモータ制御部、9はヘルパロ
ール3のモータ、10は速度制御装置11、電流制御装
置12およびインバータ回路13で構成されたインバー
タ装置、14はパルスジェネレータからなるストリップ
速度検出装置である。また、18は連続焼鈍炉1内に備
えた温度検出器により検出された炉内温度(以下、炉温
18と称す)、19は炉温18を比例積分器7で用いる
ゲイン20に変換するための、ゲイン設定手段としての
変換テーブルである。
【0015】比例積分器7には、ストリップ張力目標値
4とストリップ張力測定値5との偏差15が入力され、
この偏差15が0になるように、予め変換テーブル19
からの入力によって設定されたゲイン20を用いてスト
リップ速度補正値16を算出し、出力する。このストリ
ップ速度補正値16でストリップ速度設定値6を補正し
てモータ制御部8によりヘルパロール3のモータ9を制
御する。このときストリップ速度検出装置14で検出さ
れるストリップ速度検出値が補正されたストリップ速度
補正設定値17と一致するようにモータ9を制御する。
このように、ストリップ張力測定値5はフィードバック
制御によりストリップ張力目標値4に追従する。
【0016】このときのストリップ張力の目標値4への
追従性を決定させる比例積分器7のゲイン20は、予め
作成された変換テーブル19により炉温18に対応して
求められ、炉温18の変動により更新される。図2に示
すように、例えば50℃間隔の炉内温度に対して予め張
力変動が最小となるようにゲイン20を設定して変換テ
ーブル19を作成する。実際に測定された炉温18から
ゲイン20を算出するには、例えば炉温18が520℃
の場合、500℃と550℃との2つのデータから比例
計算によって求める。
【0017】この実施の形態では、比例積分器7のゲイ
ン20を、変換テーブル19を用いて、過渡状態におけ
る目標値4と張力測定値5との偏差15を低減するよう
に炉温18の変動に対応させて更新する。このため、加
熱後の連続焼鈍炉1内の温度変動、即ちストリップ2の
温度変動によるストリップ2のひずみの変動に対応して
ゲイン20を適切な値に変化させることができる。例え
ば、連続焼鈍炉1内が高温になり、ストリップ2のひず
みが大きく即ち弾性的に変形しやすくなると、ゲイン2
0が増加してストリップ張力の張力変動に対する追従性
を向上させる。逆に、連続焼鈍炉1内が低温になり、ス
トリップ2のひずみが小さく即ち弾性的に変形しにくく
なると、ゲイン20が減少してストリップ張力の張力変
動に対する追従性を低下させ、ハンチングを抑制する。
このように、加熱後の連続焼鈍炉1内の温度変動による
ストリップ張力の張力変動を抑制し、ストリップ張力目
標値4およびストリップ速度設定値6等の焼鈍条件の変
更の際にも、過渡状態におけるストリップ張力の目標値
4との偏差が低減でき、常に良好なストリップ張力の制
御性が保持できる。
【0018】実施の形態2.上記実施の形態1では、予
め作成された変換テーブル19により、炉温18に基づ
いて比例積分器7のゲイン20を決定するものであり、
この炉温18は連続焼鈍炉1内の温度検出器により検出
されるものであるが、この実施の形態2では、図3に示
すように、連続焼鈍炉1内に複数個備えられた温度検出
器により複数個の炉温データ21a、21b、、21e
を検出し、炉内温度分布算出装置22により制御対象で
あるヘルパロール3位置の炉温23を算出する。この算
出されたヘルパロール位置の炉温23に基づいて、予め
作成された変換テーブル19により、上記実施の形態1
と同様に比例積分器7のゲイン20を決定する。この実
施の形態では、複数個の炉温データ21により当該ヘル
パロール3位置の炉温23を算出するため、連続焼鈍炉
1内の温度分布の均一性が若干悪いものであっても、制
御対象である当該ヘルパロール3位置のストリップ2温
度がほぼ正確に検出できる。このため、ストリップ2の
温度変動によるストリップ2のひずみの変動に対応して
ゲイン20を適切な値に変化させることが、さらに信頼
性良く行うことができ、ストリップ張力の制御性が一層
向上する。
【0019】実施の形態3.上記実施の形態1および2
では、ゲイン設定手段に変換テーブル19を用いたが、
図4に示すように、予め設定された演算式24を用い
て、炉温18(23)に対応するゲイン20を算出して
も良い。例えば上記実施の形態1で用いた変換テーブル
19における、50℃間隔の炉内温度に対応するゲイン
値からは、図2に示すような近似曲線が算出でき、この
近似曲線を演算式24として予め設定しておくことで、
ゲイン20を算出する。これにより、変換テーブル19
のメッシュによるゲイン20算出の精度低下を防止で
き、適切なゲイン20を高い精度で算出して用いること
ができ、ストリップ張力の制御性が一層向上する。
【0020】実施の形態4.上記実施の形態3で用いた
演算式24は、ゲイン20を炉温18の関数とした演算
式24であったが、図5に示すように、ゲイン20を炉
温18およびストリップ張力測定値5の関数とした演算
式25により、炉温18とストリップ張力測定値5とに
対応したゲイン20を求めるようにしても良い。ストリ
ップ張力の制御に用いられるゲイン20は、制御される
ストリップ張力測定値5に当然大きく影響されるもので
あり、炉温18とストリップ張力測定値5とに対して張
力変動ができるだけ低減できるゲイン20が算出できる
演算式25を予め設定して用いることにより、さらにス
トリップ張力の制御性が向上する。
【0021】
【発明の効果】以上のようにこの発明に係る請求項1記
載の連続焼鈍炉内ヘルパロール制御装置は、連続焼鈍炉
内の温度検出手段と、該温度検出手段により検出された
炉内温度に基づいて、過渡状態における上記張力値と上
記張力目標値との偏差を低減するようにゲインを再設定
するゲイン設定手段とを有するため、連続焼鈍炉内の温
度変動によるストリップ張力の張力変動を抑制し、焼鈍
条件の変更の際にも常に良好なストリップ張力の制御性
が保持できる。
【0022】またこの発明に係る請求項2記載の連続焼
鈍炉内ヘルパロール制御装置は、請求項1において、温
度検出手段が、連続焼鈍炉内の複数箇所の温度をそれぞ
れ測定し、その温度分布により制御対象ヘルパロール位
置における炉内温度を検出するため、制御対象である当
該ヘルパロール位置のストリップ温度がほぼ正確に検出
でき、ストリップ張力の制御性が一層向上する。
【0023】またこの発明に係る請求項3記載の連続焼
鈍炉内ヘルパロール制御装置は、請求項1または2にお
いて、ゲイン設定手段が、炉内温度とゲインの値とを対
応させる変換テーブルを備えたため、過渡状態における
上記張力値と上記張力目標値との偏差を低減できるゲイ
ンの設定が容易で確実に行うことができ、常に良好なス
トリップ張力の制御性が保持できる。
【0024】またこの発明に係る請求項4記載の連続焼
鈍炉内ヘルパロール制御装置は、請求項1または2にお
いて、ゲイン設定手段が、予め設定された演算式を用い
て炉内温度からゲインの値を算出するため、適切なゲイ
ンを高い精度で算出して用いることができ、ストリップ
張力の制御性が一層向上する。
【0025】またこの発明に係る請求項5記載の連続焼
鈍炉内ヘルパロール制御装置は、請求項1または2にお
いて、ゲイン設定手段が、検出された炉内温度と張力値
とに基づいてゲインの値を算出するため、適切なゲイン
をさらに高い精度で算出して用いることができ、ストリ
ップ張力の制御性が一層向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1によるヘルパロール
制御装置のブロック図である。
【図2】 この発明の実施の形態1によるヘルパロール
制御装置に用いる変換テーブルを示す図である。
【図3】 この発明の実施の形態2によるヘルパロール
制御装置のブロック図である。
【図4】 この発明の実施の形態3によるヘルパロール
制御装置のブロック図である。
【図5】 この発明の実施の形態4によるヘルパロール
制御装置のブロック図である。
【図6】 連続焼鈍炉の構成を示す概略図である。
【図7】 従来のヘルパロール制御装置のブロック図で
ある。
【図8】 ストリップ張力の応答性を示す図である。
【図9】 温度とヤング率の関係を示す図である。
【符号の説明】
1 連続焼鈍炉、2 ストリップ(被焼鈍材)、3 ヘ
ルパロール、4 ストリップ張力目標値、5 張力値と
してのストリップ張力測定値、6 ストリップ速度設定
値、7 比例積分器、8 モータ制御部、9 モータ、
15 偏差、16 ストリップ速度補正値、18 炉内
温度、19 変換テーブル、20 ゲイン、22 炉内
温度分布算出装置、23 炉内温度、24,25 演算
式。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 連続焼鈍炉内の被焼鈍材における張力目
    標値と検出された張力値との偏差に応じて、予め設定さ
    れたゲインを用いてストリップ速度補正値を算出する比
    例積分器を備え、上記張力値をフィードバック制御する
    ように、上記ストリップ速度補正値によりストリップ速
    度設定値を補正してヘルパロールのモータを制御する連
    続焼鈍炉内ヘルパロール制御装置において、上記連続焼
    鈍炉内の温度検出手段と、該温度検出手段により検出さ
    れた炉内温度に基づいて、過渡状態における上記張力値
    と上記張力目標値との偏差を低減するようにゲインを再
    設定するゲイン設定手段とを有することを特徴とする連
    続焼鈍炉内ヘルパロール制御装置。
  2. 【請求項2】 温度検出手段が、連続焼鈍炉内の複数箇
    所の温度をそれぞれ測定し、その温度分布により制御対
    象ヘルパロール位置における炉内温度を検出するもので
    あることを特徴とする請求項1記載の連続焼鈍炉内ヘル
    パロール制御装置。
  3. 【請求項3】 ゲイン設定手段が、炉内温度とゲインの
    値とを対応させる変換テーブルを備えたものであること
    を特徴とする請求項1または2記載の連続焼鈍炉内ヘル
    パロール制御装置。
  4. 【請求項4】 ゲイン設定手段が、予め設定された演算
    式を用いて炉内温度からゲインの値を算出するものであ
    ることを特徴とする請求項1または2記載の連続焼鈍炉
    内ヘルパロール制御装置。
  5. 【請求項5】 ゲイン設定手段が、検出された炉内温度
    と張力値とに基づいてゲインの値を算出するものである
    ことを特徴とする請求項1または2記載の連続焼鈍炉内
    ヘルパロール制御装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108707729A (zh) * 2018-07-24 2018-10-26 邯郸钢铁集团有限责任公司 一种连续退火炉现场手动纠偏装置及其纠偏方法

Cited By (2)

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CN108707729A (zh) * 2018-07-24 2018-10-26 邯郸钢铁集团有限责任公司 一种连续退火炉现场手动纠偏装置及其纠偏方法
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