JPH0532131B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は連続圧延される圧延材の圧延機（以下
圧延機をスタンドとも言う）間張力を制御する連
続圧延機の張力制御装置に関する。

〔発明の技術的背景およびその問題点〕

連続圧延機のスタンド間張力を制御するには、
先ず圧延材が最上流スタンドにのみ噛込まれてい
るときの前方張力を零と考えて、このスタンドの
ロール駆動電動機の電動機トルクおよび圧延荷重
を記憶させ、次いで、この圧延材が下流側スタン
ドに噛込まれた後の電動機トルクおよび圧延荷重
と、記憶された上記電動機トルクおよび圧延荷重
との偏差からスタンド間張力を演算し、この演算
張力が一定になるように例えば最上流スタンドの
ロール駆動電動機の速度を制御している。

しかしながら、この制御方式では最上流スタン
ドに圧延材が噛込まれた直後の電動機トルクをそ
のまま圧延トルクとしているため、圧延材を搬送
するのに消費されるトルクまでが圧延トルクに含
まれてしまい、噛込時と尻抜け時とでは実際には
一定張力であつても見掛け上変動したことにな
り、これが高精度の張力制御としては問題があつ
た。

このことを、圧延材が圧延ロールに噛込まれた
状態を示す第１図ａ、この圧延材の先端位置と圧
延機発生トルクとの関係を示す第１図ｂ、およ
び、最上流スタンドに圧延材が噛込まれた状態を
示す第２図を参照してさらに詳しく説明する。

一般に連続圧延機の張力制御では任意のスタン
ドに圧延材２が噛込まれたときの駆動トルクを
G₀₁、圧延荷重をP₀₁とし、この圧延材２がこれよ
りも１つ下流のスタンドに噛込まれたときの駆動
トルクをG₁、圧延荷重をP₁とすると共に、この
スタンド１の前方張力をt_f1とすると次式が成立
する。

t_f1＝G₁−a₀₁P₁ ……(1) 但し、a₀₁＝G₀₁／P₀₁ である。

ここで、下流側スタンド１ａをピボツトにして
スタンド１の速度を調節して張力を発生させるも
のとしたとき、スタンド１およびこれより一つ上
流のスタンド１ｂ間に働くスタンド１ｂの前方張
力、換言すれば、スタンド１の後方張力t_b1の無
視できない要素になつている。

すなわち、圧延材２は板状または棒状の１個の
鋼片であることからスタンド１および１ｂ間に張
力t_b1が発生すると、これがスタンド１および１
ａ間に伝達され、前述したスタンド１の後方張力
t_f1は次式のように表わされる。

t_f1＝G₁−a₀₁P₁＋t_b1 ……(2) なお、最上流スタンドおよびこれに隣接するス
タンド間の張力を演算するときには上記(2)式中の
t_b1を零と見做せばよく、次いで、この演算結果
を用いることによつて順次下流のスタンド間張力
を演算することができる。

ここで、連続圧延機の最上流スタンド（第１ス
タンドとも言う）１ｃに、圧延材２の先端が噛込
まれた第２図の状態を考える。このとき、圧延に
必要なトルクは前方張力が零の状態なので、前方
張力トルクは不要であるが、圧延トルクおよび摩
擦（フリクシヨン）トルクが必要である。また、
このスタンドのロールが圧延材２を噛込むために
は搬送テーブル１００が圧延材２を搬送してこれ
を噛込ませる必要がある。

しかしながら、スタンド１ｃの圧延速度と搬送
テーブル１００の搬送速度とが一致していること
は極めて稀であり、圧延速度に比して搬送速度が
小さいときに先端が噛込まれた圧延材は搬送トル
クを要する負荷となる。

この場合の搬送トルクは重量の関数として次式
のように表わされる。

G_T＝ｆ（ｗ） ……(3) ただし G_T：搬送トルク ｗ：圧延材の重量 である。

したがつて、高精度の張力制御を行なわんとす
れば、この搬送トルクを考慮する必要があり、ま
た、この搬送トルクを生ずる圧延材の重量は圧延
作業の進行と共にある初期値から零に向かつて漸
減するもので次式によつて表わされる。

ｗ＝W₀−K_w∫vdt ……(4) ただし ｗ：第１スタンド入側重量 W₀：第１スタンド入側重量初期値 K_w：係数 ｖ：圧延速度 である。

ここで、第１スタンドの入側重量の初期値W₀
は圧延材の体積（幅×厚み×長さ）と比重によつ
て決まるものであつて、これらの諸元は事前に実
測して入力することも可能ではあるが、通常は上
位の計算機からスケジユールとして設定されるこ
とが多い。

また、(4)式中の積分項K_w∫vdtのうち、∫vdtは
速度を時間で積分するもので、圧延した長さに相
当する。この(4)式の積分限界は第１スタンド入側
の重量がゼロになる迄である。以下、この積分限
界の決定方法を簡単に説明する。

いま、圧延材の長さをＬ、この圧延材に対する
圧延機入側の速度をV_e、圧延機出側の速度をV_d
とすれば圧延機出側の材料長さはＬ・V_d／V_eに
なることは明らかである。このうち、圧延機入側
の速度V_eに対して次式の演算を行う。

１＝∫V_edt …（4′） ただし １：圧延機入側での圧延済み材料長である。

従つて、この圧延済み材料長１が圧延材の長さ
Ｌに等しくなるまでの時間を上記(4)式中の積分限
界とする。

このように搬送トルクが演算張力の誤差になる
にも拘わらず、従来の張力制御装置にあつては駆
動電動機に電流、電圧および圧延機の荷重を基に
する一方、最上流スタンドの後方張力を零と見做
して張力を演算していたため搬送トルクの分だけ
誤差となり、これが張力制御の精度を下げてい
た。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情を考慮してなされたもので、
搬送トルクによる張力変動分を容易に補償し得、
これによつて高精度の張力制御を可能とする連続
圧延機の張力制御装置の提供を目的とする。

〔発明の概要〕

この目的を達成するために本発明は、最上流ス
タンドの前方無張力トルクおよび前方張力トルク
の偏差に基づいて前記最上流スタンドおよびこれ
に隣接するスタンド間の圧延材張力を算出し、こ
の演算張力を用いてスタンド間張力を制御する連
続圧延機の張力制御装置において、前記最上流ス
タンド入側の圧延材重量に対するこの最上流スタ
ンドに搬送トルクを算出し、この搬送トルクによ
つて前記張力トルクおよび有張力トルクを補正す
る搬送トルク補正装置を設けたことを特徴とする
ものである。

〔発明の実施例〕

以下、添付図面を参照して本発明の一実施例に
ついて説明する。

第３図はこの発明に係る張力制御装置に全体的
な構成を示すブロツク図で、圧延機１を駆動する
電動機３の回転速度、電流および電圧をそれぞれ
検出するための回転数検出器４、電流検出器５お
よび電圧検出器６と、圧延荷重検出器７とがトル
ク演算器８に接続されている。このトルク演算器
８は上記各検出値に基づき、所定の時間間隔で駆
動トルクを演算するもので、その出力端が圧延材
噛込時に短時間だけ導通するゲート９を介して記
憶器１０に接続される一方、この記憶器１０の記
憶データとの偏差をとる減算器１１および圧延材
の尻抜け時に短時間だけ導通するゲート１２を介
してトルク補正装置１３に接続され、さらに、記
憶器１０の記憶データとの偏差をとる減算器１４
およびこの減算器の出力とトルク補正装置との偏
差をとる減算器１５を介して補正信号演算器１６
に接続されている。

ここでトルク補正装置１３は最上流スタンド入
側の圧延材重量に対するこの最上流スタンドの搬
送トルクを算出するもの、補正信号演算器１６は
減算器１５の出力を基にして速度補正信号を演算
するもので、その出力端が電動機３を制御する電
源装置１７に接続されている。

上記の如く構成された張力制御装置の作用を以
下に説明する。

先ず、圧延機１に圧延材２が噛込まれた後はト
ルク演算器８が所定の時間間隔で駆動トルクを演
算するが、圧延材２の先端が圧延機１に噛込まれ
た直後にゲート９が導通してこの時点の駆動トル
クが記憶器１０に記憶される。そして、圧延材２
の圧延中は記憶器１０の記憶データとトルク演算
器８の出力との偏差が張力発生に要するトルクと
して補正信号演算器１６に入力される。しかしな
がら、この偏差分がそのまま張力になる訳ではな
く、トルク補正装置１３の出力分だけ減算器１５
によつて減じられた値が補正信号演算器１６に加
えられることになる。

ところで、このトルク補正装置１３は、圧延材
２が圧延機１を尻抜けする直前に導通するゲート
１２の作用により、圧延材噛込み時と尻抜け時と
の駆動トルクの差を入力して圧延材の重量から搬
送トルク−重量の関係を演算によつて求めると共
に、この演算結果を用いて圧延材の重量による搬
送トルクを求め、圧延の進行に伴つて減少し且つ
尻抜け時に零になる圧延重量の係数を搬送トルク
補正信号として出力するものである。

第４図はこのトルク補正装置１３の詳細な構成
を示すブロツク図で、これは圧延材重量の関数に
なる搬送トルクを次式に従つて求めようとするも
のである。

G_T＝K_G（W₀−Ｗ） ……(5) ただし、G_T：搬送トルク K_G：搬送トルク−圧延材重量係数Ｗ：上記(4)式
演算した重量 W₀：最上流スタンド入側圧延材重量初期置 である。

第４図において積分器２１は圧延した材料長、
すなわち、圧延重量を検出する。また、記憶器２
５は先行材の搬送トルク−圧延材重量係数を記憶
しておき、圧延材２が圧延機１を尻抜けするとき
に短時間だけ導通するゲート２６によつて、次材
圧延中の搬送トルク補正係数として記憶器２７に
記憶させる。搬送トルク補正信号としては、初期
設定長と積分器２１の出力との偏差分をとり、こ
の偏差分を初期設定長で割算した値と記憶器２７
の出力とを乗じたものとなる。

かくして、圧延材２の搬送トルクを考慮した高
精度の張力制御が行なわれる。

なお、上記実施例では搬送トルク係数を演算に
よつて求めたが、圧延材および搬送装置等によつ
て適切な値を設定してもよい。

〔発明の効果〕

以上の説明によつて明らかな如く、本発明の連
続圧延機の張力制御装置によれば、最上流スタン
ド入側の圧延材重量に対するこの最上流スタンド
の搬送トルクを算出し、この搬送トルクによつて
前方張力トルクを補正する搬送トルク補正装置を
備えているので、圧延材の搬送に供されるトルク
を無視している従来装置に比して極めて高精度の
張力制御が可能になるという優れた効果が得られ
ている。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは一般的な連続圧延機の圧延状態図、
第１図ｂはこの連続圧延機の圧延材先端位置に対
する圧延機発生トルクの変化を示す図、第２図は
この連続圧延機の圧延材搬入状態を示す図、第３
図は本発明の一実施例の構成を示すブロツク図、
第４図は同実施例の主要な要素の詳細な構成を示
すブロツク図である。 １，１ａ，１ｂ，１ｃ……圧延機、２……圧延
材、３……電動機、８……トルク演算器、９，１
１……ゲート、１０……記憶器、１１，１４，１
５……減算器、１３……トルク補正装置、１６…
…補正信号演算器、１７……電源装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 最上流スタンドの前方無張力トルクおよび前
   方有張力トルクの偏差に基づいて前記最上流スタ
   ンドおよび隣接スタンド間の圧延材張力を算出
   し、この演算張力を用いてスタンド間張力を制御
   する連続圧延機の張力制御装置において、前記最
   上流スタンド入側の圧延材重量に対するこの最上
   流スタンドの搬送トルクを算出し、この搬送トル
   クによつて前記無張力トルクおよび有張力トルク
   を補正する搬送トルク補正装置を設けたことを特
   徴とする連続圧延機の張力制御装置。