JPH0470084B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は連続圧延機における被圧延材の張力制
御法に係り、特にシヤーによる切断時における連
続圧延機の張力制御法に関する。

連続圧延機の一例を第１図に示す。

第１図において、取出リール１から取出される
被圧延材はデフロール２を介して溶接器３に導か
れ、さらにデフロール２及び入側ブライドルロー
ル４を介して圧延スタンド５に導かれる。圧延ス
タンド５によつて圧延された被圧延材は出側ブラ
イドルロール７に導かれる。圧延スタンド出側直
後における被圧延材の張力はテンシヨンメータ６
で検出される。出側ブライドルロール７から送出
される被圧延材はデフロール２を介してサイドト
リマー８に導かれている。サイドトリマー８から
送出される被圧延材は、出側ブライドルロール９
及びフライングシヤー１０を通して巻取リール１
１に巻取られる。巻取リール１１としては一般
に、カローゼルリールと称される２台のリールを
具えたものが用いられる。

このように構成される連続圧延機においては２
台の巻取リールを交互に使用することによつて、
圧延機を停止させることなく連続して圧延でき
る。

ところで、連続的に圧延しながらフライングシ
ヤー１０により被圧延材を切断すると、切断と同
時に巻取リール１１によつて被圧延材に加えられ
ている張力（巻取り張力）が喪失され、これによ
つて、フライングシヤー１０の上流側被圧延材に
作用されている張力に急激な変動が生ずる。この
張力変動は圧延スタンド５における圧延精度を低
下させたり、サイドトリマー８におけるサイドト
リミング不良の要因となり、オフゲージ（不良
品）発生の原因となる。

このような切断時の張力変動に伴う不良品の発
生を防止させる方法としては、例えば特公昭55−
13815号公報に記載されている方法が知られてい
る。この方法は巻取リールによる巻取張力を変化
させるに従いブライドルロールによる張力を変え
てサイドトリマーにおける張力を一定に制御する
ものである。

しかしながら、巻取リールによる張力とブライ
ドルロールによる張力を同時に変化させている
が、サイドトリマーまで伝搬するまでの時間が
各々異なる。このため、巻取リールとブライドル
ロールの張力指令を変更している間はサイドトリ
マーの張力が一定にできないという問題点を有す
る。

本発明の目的はシヤー切断時におけるサイドト
リマーの被圧延材の張力変動を許容範囲内に抑制
することができる張力制御法を提供することにあ
る。

本発明の特徴とするところは圧延スタンド出側
直後における被圧延材の張力を検出し、この張力
が所定値となるようにブライドルロールを制御す
ると共に、巻取リールの巻取張力を圧延スケジユ
ールで定まる第１テーパレートで減少させ、シヤ
ーによつて被圧延材を切断する際には予め前記巻
取リールの巻取張力を、ブライドルロールによる
張力制御応答時間に基づき定めた前記第１テーパ
レートより大きい変化率の第２テーパレートで切
断時張力まで減少させるとともに、ブライドルロ
ールの張力を前記第２のテーパレートによる張力
変動を吸収するように制御する点にある。

第２図、第３図に本発明の一実施例を示す。

第２図は巻取リールの張力制御装置の詳細を示
し、第３図はブライドルロールの張力制御装置の
詳細を示している。

第２図、第３図において第１図と同一符号のも
のは相当物を示す。

まず、第２図において、出側ブライドルロール
７，９、巻取リール１１には、駆動直流モータ１
３Ａ〜１３Ｃがそれぞれ連結されている。フライ
イングシヤー１０の入側デフロール２と直流モー
タ１３Ｃには、各々回転数に応じたパルス信号を
出力するパルス発信器１２Ａ，１２Ｂが設けられ
ている。直流モータ１３Ａ〜１３Ｃは各々モータ
制御装置１４Ａ〜１４Ｃによつて制御される。圧
延スタンド５には圧延速度検出器１５が係合され
ている。コイル径演算器１６にはパルス発信器１
２Ａ，１２Ｂよりパルス信号が入力されている。
演算器１６の出力はテーパ張力演算器１７に入力
されている。また、演算器１７には切換器１９を
介して、基準テーパレート（第１テーパレート）
１８又は最大テーパレート（第２テーパレート）
２０が入力されるようになつている。ここでテー
パレートとは、第４図ｃに示すt₁t₂間又はt₂t₃間
の張力の傾きで、張力制御時に用いる張力の時間
変化率のことである。被圧延材は巻取リールによ
つてコイル状に巻き取られていき、コイルの巻き
始めは強い張力で巻き、コイル径が大きくなるに
従つて徐々に弱い張力で巻き取るように巻取張力
を制御していくのである。

ここでいう基準テーパレート（第１テーパレー
ト）とは、最小コイル径から最大コイル径に至る
までの間に、巻き取り時点の張力が巻き始め時点
の張力に対して約20〜40％の割合で減少されるよ
うな条件を満たす張力変化率のことをいう。次に
最大テーパレート（第２テーパレート）とは、圧
延スタンド出側のテンシヨンメータで張力を検出
してから張力制御が終了するまでの期間内に、切
断時に所定の切断張力となるように巻取張力を減
少させるときの張力変化率のことである。そし
て、サイドトリミング又は圧延に支障をきたさな
い範囲で最大の張力変化率となるようにした変化
率を許容最大テーパレートというのである。演算
器１７の出力は巻取リール１１のモータ制御装置
１４Ｃに入力されている。第１テーパレートは巻
取リールの最大コイル径や板厚などの圧延スケジ
ユールによつて決定され、また、第２テーパレー
トはブライドルロール７，９によつて張力制御応
答時間によつて決定される。通常、第２テーパレ
ートの方が第１テーパレートより大きくなる。パ
ルス積算器２１にはパルス発信器１２Ａによりパ
ルス信号が入力されており、この積算器２１の出
力は減算器２３Ａに入力されている。減算器２３
Ａの他の入力端にはトラツキング装置２２が接続
されており、出力は減算器２３Ｃに入力されてい
る。減算器２３Ｂには設定器２６Ｃから巻取リー
ル１１の張力設定値が入力されており、減算器２
３Ｂの他の入力端には設定器２６Ａから切断時張
力設定信号T_CUTが入力されている。減算器２３
Ｂの出力は割算器２４Ａに入力されており、この
割算器２４Ａの他の入力端には設定器２７から最
大張力変化率２７が入力されている。割算器２４
Ａの出力は乗算器２５Ａに入力されており、乗算
器２５Ａの他の入力端には圧延速度検出器１５よ
り速度検出信号が入力されている。この乗算器２
５Ａの出力は前記減算器２３Ｃに入力されてお
り、減算器２３Ｃの出力は前記切換器１９に入力
されている。

以上のように構成されており、巻取リール１１
によつて被圧延材に加えられる巻取張力は巻取コ
イルの形状を良くするために、第１テーパレート
に基づき巻き始めは大きな張力としコイル径が増
大されるにつれて所定の割合で減少させるよう制
御されている。一方、必要以上に巻取張力を低減
させるとコイル形状が悪くなるので、切断時張力
に低減させる場合にはその時間を極力短くするこ
とが必要となる。

以下、さらに詳細に説明すると、コイル径演算
器１６では、パルス受信器１２Ａ，１２Ｂから
各々出力されるパルス信号周波数P_DF，P_TRと、デ
フロール径D_DFとから、次式(1)によりコイル径を
演算し、制御開始時からのコイル径増加量をテー
パ張力演算器１７に出力している。

Ｄ＝D_DF×P_DF／P_TR ……(1) テーパ張力演算器１７ではコイル径増加量と基
準テーパレート１８とを乗算してコイル径に応じ
た巻取張力を算出し、この巻取張力に基づいた巻
取張力制御信号をモータ制御装置１４Ｃに出力し
ている。一方、減算器２３Ｂにおいて、入力され
る張力設定信号T_Pと切断時張力設定信号T_CUTと
の張力差が演算される。割算器２４Ａにおいては
張力差を最大張力変化率２７で割算をすることに
より、巻取張力を最大張力変化率でもつて減少さ
せるに要する時間が演算される。乗算器２５Ａに
おいてこの時間と圧延速度とを乗算することによ
つてその時間に応じた巻取り長、即ち、切断時に
張力を低減させるに必要な最小巻取り長L_MINが算
出される。また、パルス積算器２１ではパルス信
号周波数P_DFをカウントして圧延材の巻取コイル
長を積算している。トラツキング装置２２には次
の切断点までの目標巻取コイル長が記憶されてい
る。減算器２３Ａでは、入力される巻取コイル長
と目標巻取コイル長とから、残りの巻取り長L_R
を演算している。減算器２３Ｃにおいては、入力
される最小巻取り長L_MINと残りの巻取り長L_Rとを
比較し、それらが一致したときに切換指令信号を
切換器１９に出力する。これによつて、テーパ張
力演算器１７に入力される張力テーパレートが最
大テーパレート２０に切換えられ、巻取張力は許
容される次第の低減率で急速に所定の切断時張力
にまで減少される。巻取リール１１の巻取張力を
変えると圧延スタンド出側の張力も変化するが、
この張力変動はブライドルロール７，９の張力制
御によつて吸収される。この動作は第３図に基づ
いて説明する。

第３図において、減算器２３Ｄにはテンシヨン
メータ６で検出した圧延張力検出信号T_Pと設定
器２６Ｂから圧延張力目標値T_POとが入力されて
おり、出力は切換器２９Ａ，２９Ｂに各々入力さ
れている。切換器２９Ａ，２９Ｂの切換出力の一
方は各々乗算器２５Ｂ，２５Ｃを介して、他方は
各々直接モータ制御装置１４Ａ，１４Ｂに入力さ
れている。比較器２８にはブライドルロール７，
９の駆動直流モータ１３Ａ，１３Ｂの検出負荷量
（モータ電流）が入力されている。比較器２８の
出力に応じて切換器２９Ａ，２９Ｂの切換が行わ
れるようになつている。即ち、この切換器２９
Ａ，２９Ｂでは、２台のブライドルロール７，９
に負荷を分配させる時は、乗算器２５Ｂ，２５Ｃ
にそれぞれ、負荷配分に応じた出力信号を出力
し、一方のブライドルロールにだけ負荷を与える
時は、乗算器２５Ｂ，２５Ｃのいずれかをバイパ
スするように切換え、モータ制御装置１４Ａまた
は１４Ｂを直接駆動するように出力信号を出力す
るのである。また、検出負荷量は加算器３３によ
つて加算され、この合計負荷量が割算器２４Ｂ，
２４Ｃに各々入力されている。割算器２４Ｂ，２
４Ｃには各々直流モータ１３Ａ，１３Ｂから検出
負荷量が入力されており、割算器２４Ｂ，２４Ｃ
の出力は乗算器２５Ｂ，２５Ｃに入力されてい
る。フライングシヤー１０には刃物位置を検出可
能なセルシン発信器３０が設けられており、セル
シン発信器３０からはシヤー切断を検知して切断
動作信号が出力される。位置検出器３１には切断
動作信号と圧延速度信号とが入力されており、位
置検出器３１の出力指令によつて切換器２９Ｃの
切換えが行われるようになつている。切換器２９
Ｃには張力補正値３２が入力されており、位置検
出器３１からの指令によつて張力補正値３２をモ
ータ制御装置１４Ｂに出力するようになつてい
る。

以上のように構成されており、切断時の張力変
動を検出するとともに各ブライドルロールの負荷
量を検出し、各ブライドルロールの負荷余裕量と
所定の最適張力変化範囲とに基づいて張力変動量
を各々のブライドルロール７，９に分担させるこ
とによつて吸収させ、圧延スタンド５の出側張力
を一定に保持させ、その結果として、サイドトリ
マー８の張力を許容範囲で制御できる。

以下、これについてさらに詳しく説明する。

比較器２８には、直流モータ１３Ａ，１３Ｂの
許容最大負荷量、ブライドルロール７と９間の最
適張力変化範囲、圧延スタンド５出側における最
適張力変化範囲などの設定値が予め記憶されてい
る。そこで比較器２８においては、入力される２
台のブライドルロール７，９の負荷量（モータ電
流）と設定値とを比較することにより、それぞれ
のブライドルロールの負荷余裕量の有無及び最適
張力変化範囲内にあるか否かを演算し、これに基
づいて駆動力制御信号を切換器２９Ａ，２９Ｂに
出力している。一方、減算器２３Ｄにおいては、
圧延張力検出信号T_Pと圧延張力目標値T_POとの偏
差を演算するとともに、２台のブライドルロール
７，９に負荷を分配させる指令を与えるか、ある
いは一方のブライドルロールにのみ指令を与える
かの決定を行なつている。一方のブライドルロー
ルにのみ指令を与える場合には、乗算器２５Ｂ又
は２５Ｃをバイパスさせて、駆動力制御信号をモ
ータ制御装置１４Ａ又は１４Ｂに出力する。な
お、割算器２４Ｂ，２４Ｃでは２台のブライドル
ロールの合計負荷量に対する各々のブライドルロ
ールの負荷配分比が演算されており、それぞれ対
応させて乗算器２５Ｂと２５Ｃとに入力されてい
る。従つて減算器２３Ｄから負荷分配指令が出力
されている場合には、ブライドルロールの駆動力
制御信号は乗算器２５Ｂ，２５Ｃによつて前記配
分比に応じて補正された各モータ制御装置１４
Ａ，１４Ｂに入力れる。

また、張力補正値３２は切断時に喪失される巻
取張力に基づいて、予め圧延スタンド及びサイド
トリマにおける張力変動量を予測し、この予測値
に応じて定められたものである。しかし、切断が
なされてから実際に圧延スタンド及びサイドトリ
マにおいて張力変動が生じるまでには時間遅れが
ある。この時間を張力伝搬応答時間と称してお
り、張力の伝搬応答関数は次式(2)で表わされる。
なお、式(2)において、ΔTは張力変化、Ｅはヤン
グ率、Ａは断面積、ｖは圧延速度、Ｌは伝搬距離
（機器間距離）である。

ΔT＝EA／ｖ／１＋Ｌ／ｖＳ …(2) その他の遅れ要素として、単なる制御系の遅れ
があるが、制御系の遅れは定数として扱うことが
できるので遅れ補正は容易である。しかし、張力
伝搬応答に伴う遅れは圧延速度によつて大きく左
右されるので、張力補正値３２を出力させるタイ
ミングは、切断動作信号が入力されてから圧延速
度に応じて一次遅れ補正させたタイミングによ
り、切換器２９Ｃを切換えて補正している。

従つて、特定のブライドルロールに過大な負荷
を負わせることなく、張力変動に対応させてブラ
イドルロールの負荷量を制御させていることか
ら、圧延スタンド出側張力を一定に保持させるこ
とができ、且つサイドトリマにおける張力変動を
一定範囲内に抑制させることができるという効果
がある。

また、本実施例によれば、巻取張力喪失に伴う
張力の変動に圧延スタンドまたはサイドトリマに
伝搬されるタイミングに合わせて、張力変動を吸
収させることができるという効果がある。

ここで、上記した第２図、第３図の実施例にお
ける張力制御動作を第４図を用いて説明する。

第４図ａ〜ｃの横軸には時間ｔが示されてお
り、同図ａにブラドルロール７の張力パターン
T_BR1が、同図ｂにブラドルロール９の張力パター
ンT_BR2が、同図ｃに巻取リール１１による巻取張
力パターンT_TRがそれぞれ示されている。

第４図ｃに示したように、t₁にてコイル系に応
じ且つ基準テーパレートに応じたテーパ張力制御
が開始され、巻取張力パターンT_TRが減少されて
いる。これによつてブラドルロールの張力パター
ンT_BR1，T_BR2が増加され、圧延スタンド出側張力
が一定に保持されている。t₂〜t₄において第４図
ｃに示されたように、許容最大テーパレートによ
り巻取張力を切断時張力に低減させている。一
方、このt₂〜t₄間における張力変動に応動して、
第４図ａ，ｂに示されたように張力パターン
T_BR1，T_BR2が増大されているが、t₃においてブラ
ドルロール９が最適張力変化範囲を超えたため、
T_BR2は一定値に保持され、t₃〜t₄間においてはブ
ラドルロール７のみにより張力補正制御を行わせ
ている。t₅において切断が行われ、これによる巻
取張力喪失はブライドルロール９の張力パターン
T_BR2を補正することによつて吸収される。なお、
t₅における切断と同時にブライドルロール９にお
ける張力の吸収が実効あるようにするため、t₅の
若干前でブライドルロール９の張力を増加制御す
るようにしている（第４図ｂのt₅近傍参照）。t₆
は被圧延材が次の巻取リールに巻き付いたことを
示している。

以上説明したように、本発明によれば、シヤー
切断時における被圧延材の張力変動を大幅に抑
制・緩和させ、不良品の発生を低減させることが
できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は連続圧延機の一例の系統構成図、第２
図、第３図は本発明の一実施例を示す構成図、第
４図は動作を説明するための線図である。 ５……圧延スタンド、６……テンシヨンメー
タ、７，９……ブライドルロール、８……サイド
トリマー、１０……フライングシヤー、１１……
巻取リール、１５……圧延速度検出器、１６……
コイル径演算器、１７……テーパ張力演算器、１
８……基準テーパレート、２０……最大テーパレ
ート、２２……トラツキング装置、２６Ａ……切
断時張力設定信号、２６Ｂ……圧延張力目標値、
２７……最大張力変化率。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被圧延材を圧延する圧延スタンドと、前記圧
   延スタンドから送出される前記被圧延材の張力を
   制御するブライドルロールと、前記被圧延材をコ
   イル状に巻取る巻取リールと、該巻取リールの入
   側に設けられ、前記被圧延材を切断するシヤーと
   を備えて成る連続圧延機において、 前記圧延スタンド出側直後における前記被圧延
   材の張力を検出し、当該張力が所定値となるよう
   に前記ブライドルロールを制御すると共に、 前記巻取リールの巻取張力を前記被圧延材の前
   記巻取リールのコイル径の増加量に応じて定めら
   れる第１のテーパレートで減少させ、 前記シヤーによつて前記被圧延材を切断する際
   には、切断に先だつて、前記巻取リールの巻取張
   力を、少なくとも、前記被圧延材の張力検出から
   前記ブライドルロールによる前記被圧延材の張力
   制御を終えるまでに要する時間に相当する切断前
   の期間内において、前記第１のテーパレートより
   大きい第２のテーパレートをもつて所定の切断張
   力まで減少させるようにするとともに、 前記ブライドルロールの張力を前記第２のテー
   パレートによる張力変動を吸収するように制御す
   ることを特徴とする連続圧延機の張力制御方法。