JPH0539527A - 帯板熱処理炉の蛇行防止制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱処理炉内の帯板の蛇行によるスリップ疵な
どの発生を防止する。 【構成】 熱処理炉内に、帯板２を搬送し得る一対の第
２のステアリングロール１７ａ・１７ｂを有する下流側
ステアリングユニット１７を設け、油圧シリンダ１８に
より左右に駆動する。帯板２の上流側に於いて検出され
た蛇行情報を制御装置２２の修正値設定部２２ａに入力
し、その情報としてのオフセット量及び上流側ステアリ
ングユニットでの修正量により、下流側ステアリングユ
ニット１７に於ける予測オフセット量を算出する。予測
オフセット量を打ち消すように、ステアリング制御部２
２ｂからシリンダ駆動部２２ｃに制御信号を出力し、油
圧シリンダ１８を駆動して、下流側ステアリングユニッ
ト１７を駆動する。 【効果】 上流側の帯板蛇行情報に基づいてフィードフ
ォワード制御を行って、ゲイン調整によらずに適切な蛇
行修正制御を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、帯板熱処理炉の蛇行防
止制御方法に関し、特に、熱処理するための炉に設けら
れた複数の帯板支持ロールにより支持されて連続的に搬
送される帯板の蛇行を修正するためのステアリングロー
ルを有する装置に適する帯板熱処理炉の蛇行防止制御方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、所定の熱サイクルにて帯板の熱
処理を行なう連続焼鈍装置内に於ては、熱処理炉内の上
下に複数の帯板支持ロールを配設し、帯板をその上下方
向に互い違いに引き廻すようにして炉内を連続的に通板
するようにしたものがある。このような装置では、搬送
される帯板が何らかの原因により蛇行する場合があり、
その蛇行を修正するためのステアリングロールが適所に
配設されている。

【０００３】上記ステアリングロールは、例えば、帯板
の搬送方向中心線に対して左右方向に揺動自在に他の帯
板支持ロールと同様の支持ロールを有し、その支持ロー
ルを上記左右方向に適宜油圧シリンダにより駆動される
ようになっている。また、例えば、帯板のステアリング
ユニット近傍を通る部分の幅方向への変位をオフセット
量として検出し得る検出センサを設け、蛇行を修正する
向きにステアリングロールを駆動する制御を、上記検出
値に基づいて比例制御若しくは積分制御を行なって、ス
テアリングロールを配置したそれぞれの場所に応じたゲ
インをもって、帯板の蛇行を修正するようにしていた。

【０００４】しかしながら、上記修正制御は、所謂フィ
ードバック制御であることから、ゲインを高めてステア
リングロールの動作速度を高めると、例えば帯板温度が
高くかつ張力が低い場合に、帯板とステアリングロール
との間に微小なスリップが生じて帯板に疵が生じるとい
う問題がある。また、反対にゲインを低くしてステアリ
ングロールの動作速度を遅くすると、例えば帯板が急激
に蛇行した場合に、ステアリングロールの応答が遅れて
帯板がロールアウトを起こすという問題が生じる。その
ため、ステアリングロールの修正動作速度のゲイン調整
が複雑化するという問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような従来技術の
問題点に鑑み、本発明の主な目的は、帯板の蛇行を修正
するためのステアリングロールの修正動作を最適化し、
急激な動作による帯板の疵の発生や帯板の急激な蛇行時
の動作遅れによるロールアウトを防止し得るように改良
された帯板熱処理炉の蛇行防止制御方法を提供すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような目的は、本発
明によれば、帯板を熱処理するための炉内に前記帯板の
搬送方向に所定の間隔をおいて配設されかつ左右に揺動
自在に設けられた上流側及び下流側ステアリングロール
と、前記上流側ステアリングロールに於ける前記帯板の
蛇行によるオフセット量を検出するための検出センサ
と、前記各ステアリングロールを前記揺動方向にそれぞ
れ駆動するための駆動手段とを有し、前記上流側オフセ
ット量を前記検出センサにより検出した場合に、前記帯
板の蛇行を修正するべく前記検出オフセット量に基づい
て前記上流側ステアリングロールを駆動し、前記帯板の
前記検出オフセット量を検出された対象部分が前記下流
側ステアリングロールに達した際の予測オフセット量を
算出し、前記予測オフセット量を打ち消すように前記下
流側ステアリングロールを駆動することを特徴とする帯
板熱処理炉の蛇行防止制御方法を提供することにより達
成される。

【０００７】

【作用】このようにすれば、上流側ステアリングロール
に於ける帯板の蛇行によるオフセット量を検出した場合
に、下流側ステアリングロールに於ける予測オフセット
量を算出して、その予測オフセット量を打ち消すように
下流側ステアリングロールを制御することにより、蛇行
防止制御をフィードフォワード制御により行うことがで
きる。

【０００８】

【実施例】以下に添付の図面に示された具体的な実施例
に基づいて本発明の構成を詳細に説明する。

【０００９】図１は、本発明が適用される連続熱処理設
備の概略構成を示している。ライン入口に設置されたペ
イオフリール１から帯板２が連続的に供給されるが、先
の帯板の終端に後の帯板の先端が溶接接続装置３にて重
ね合わせて接続され、次いでクリーニング装置４にて清
浄化され、入側ルーパ装置５にて供給量が調節されたう
えで熱処理を行なうための炉内に送り込まれる。そして
加熱炉６、均熱炉７、一次冷却炉８、過時効炉９、二次
冷却炉１０を経て所定の熱サイクルに従って熱処理され
た帯板２は、出側ルーパ装置１１にて繰出し量が調節さ
れたうえでスキンパスミル１２に送り込まる。このスキ
ンパスミル１２にて調質圧延された後、検査精整装置１
３にて不良部分の除去、あるいは分割が行なわれ、テン
ションリール１４に処理済みの帯板２が巻き取られる。
また、各炉内には、帯板２に適宜な張力を与えて帯板２
を連続的に走行させるためのハースロールを含む複数の
帯板支持ロール１５が、入口から出口に至るまでの間に
上下に互い違いに適所に配設されている。

【００１０】加熱炉６と均熱炉７との間を結ぶように炉
の下部に設けられた連通路内には、上流側ステアリング
ロールとして、帯板支持ロール１５と同一形状であって
良い一対のロール１６ａ・１６ｂ及びそれらを支持する
架台とからなる下流側ステアリングユニット１６が設け
られており、均熱炉７と一次冷却炉８との間を結ぶよう
に炉の上部に設けられた連通路内には、下流側ステアリ
ングロールとして、同様に一対のロール１７ａ・１７ｂ
を有する下流側ステアリングユニット１７が設けられて
いる。

【００１１】上記各ステアリングユニット１６・１７
は、同一構造のものであり、下流側ステアリングユニッ
ト１７について、その模式的平面図である図２を参照し
て以下に示す。下流側ステアリングユニット１７の架台
は、一対のステアリングロール１７ａ・１７ｂを互いに
平行に支持するべくそれらの軸線方向の左右に設けられ
た側板１７ｃと、それら左右の側板１７ｃの搬送方向上
流側の上方にて両者間に一体的に橋渡しされた連結板１
７ｄとからなる。この連結板１７ｄの中央は、上流側の
ステアリングロール１７ａの下方から搬送されてくる帯
板２との接線上であってロール幅の中心を通る軸心（図
２のＡ）回りに揺動自在なように、例えば炉壁に枢着さ
れている。また、両ロール１７ａ・１７ｂを上記揺動方
向に変位させるべく、側板１７ｃの一方には、例えば油
圧シリンダ１８のピストンロッドの遊端が連結されてい
る。

【００１２】帯板２は、上記両ロール１７ａ・１７ｂ上
を通過して、図１に示されるように下方の一次冷却炉８
の入口に向けて搬送される。下流側ステアリングユニッ
ト１７の下方の近傍には、帯板支持ロール１７ｂを通過
した直後の部分を挾むように互いに対峙する投受光型の
検出センサが配設されている。その投光器１９ａは、例
えば断熱材からなる箱の中に光源を有しており、帯板２
に向けて開口しかつ帯板２の幅よりも広くされた窓を介
して光を照射するようになっている。また、受光器１９
ｂは、同様に断熱材からなる箱の中に受光センサを有し
ており、投光器１９ａからの照射光のうち帯板２に遮断
されずに通過した光を受光するようになっており、帯板
２が蛇行した際の受光部分の境界線の変位により、例え
ばロール幅の中心を通る搬送中心線に対するオフセット
量を検出し得る。

【００１３】下流側ステアリングユニット１７の上流側
に設けられた前記した上流側ステアリングユニット１６
も同様に構成されており、通過する帯板２の蛇行による
オフセット量を、対応する投光器２１ａ及び受光器２１
ｂにより上記と同様に検出している。両受光器１９ａ・
２１ａの検出信号が図１に示されるように制御装置２２
に入力されており、検出されたオフセット量に応じて、
制御装置２２から、各ステアリングユニット１６・１７
を帯板２の蛇行を修正する向きに所定量を変位させるた
めの制御信号が出力される。

【００１４】制御装置２２内には、修正値設定部２２ａ
とステアリング制御部２２ｂとシリンダ駆動部２２ｃと
が設けられている。修正値設定部２２ａには、上流側ス
テアリングユニット１６に於て検出したオフセット量δ
１と、そのオフセット量δ１に基づいて蛇行を修正する
ための上流側ステアリングユニット１６による修正動作
量と、その検出時期の信号とが、帯板の蛇行情報として
入力されている。ステアリング制御部２２ｂには、修正
値設定部２２ａからの出力信号と下流側ステアリングユ
ニット１７に於ける受光器１９ｂからの検出信号とが入
力される。シリンダ駆動部２２ｃには、ステアリング制
御部２２ｂからの制御信号が入力されて、その制御信号
に応じてシリンダ駆動部２２ｃから、油圧シリンダ１８
に駆動信号が出力される。

【００１５】次に、図３のフローチャートを参照して本
実施例に於ける作動要領を以下に示す。まず、図３のス
テップＳＴ１では、上流側ステアリングユニット１６に
於ける帯板２の検出オフセット量δ１及びその検出時期
と、その検出オフセット量δ１に基づいて上流側ステア
リングユニット１６を修正動作させるための修正動作量
とによる帯板蛇行情報を修正値設定部２２ａに読み込
む。次のステップＳＴ２では、修正値設定部２２ａによ
り、帯板２の上記オフセット量δ１の検出対象部分が、
下流側ステアリングユニット１７を通過する際に於ける
予測オフセット量を下記の式に基づいて算出する。 （予測オフセット量）＝δ１−（修正操作量） ステップＳＴ３では、下流側ステアリングユニット１７
に於ける修正オフセット量δ２を、例えば修正値設定部
２２ａ内に予め記憶されているデータテーブルを用い
て、上記式の予測オフセット量に基づいて索引して決定
する。次のステップＳＴ４に於て、その修正オフセット
量δ２を許容値と比較して、許容値より大きくて修正す
る必要がある場合にはステップＳＴ５に進み、許容値以
下で修正する必要がない場合には今回の１サイクルを終
了する。

【００１６】ステップＳＴ５では、下流側ステアリング
ユニット１７を動作させる修正動作タイミングの算出を
下記の式に基づいて行なう。 （修正動作タイミング）＝Ｔ−（δ２−δ１）／Ｖ

【００１７】ここで、Ｔは、帯板２の両ユニット１６・
１７間を搬送される時間であり、Ｖは、油圧シリンダ１
８の動作速度である。上記式では、修正すべき対象部分
が下流側ステアリングユニット１７に達するまでの時間
Ｔから、修正のため油圧シリンダ１８を動作させるのに
必要な時間を減算している。

【００１８】ステップＳＴ６に於て、油圧シリンダ１８
の動作を開始する時期を、ステップＳＴ５に於ける式に
より求めた修正動作タイミングを用いて制御装置２２内
の図示されないタイマ回路により決定して、その開始時
期即ち修正対象部分が下流側ステアリングユニット１７
に達する前に、ステアリング制御部２２ｂからシリンダ
駆動部２２ｃに制御信号を出力する。その制御信号に応
じて、ステップＳＴ７に於て、シリンダ駆動部２２ｃか
ら油圧シリンダ１８に駆動信号を出力することにより、
下流側ステアリングユニット１７に修正すべき対象部分
が達するタイミングに合わせて、予測オフセット量を打
ち消す修正動作をフィードフォワード制御により行なう
ことができる。

【００１９】従って、初期調整で油圧シリンダ１８のゲ
インを上げておかなくても、帯板２の大きな蛇行に対す
る修正動作が十分対応でき、ゲインの上げ過ぎによるス
リップ疵の発生を好適に防止できる。また、上流側ステ
アリングユニット１６にて急激な帯板２の蛇行を検出し
た場合には、その発生部が下流側ステアリングユニット
１７に達する前に、下流側ステアリングユニット１７に
よる修正動作を行うことができ、上記と同様に好適に対
応してロールアウトを防止できる。

【００２０】尚、本実施例では、フイードフォワード制
御を行うステアリングロールとしての下流側ステアリン
グユニット１７を１つ設けた例を示したが、搬送路の長
さに応じて適当な間隔をおいて、同一構成によるステア
リングユニット及び検出センサを複数配置しても良く、
例えば実施例に示した連続熱処理装置などでは１０箇所
程度に設けるようにすると良い。

【００２１】

【発明の効果】このように本発明によれば、上流側に設
けた検出センサにより帯板の蛇行によるオフセット量を
検出し、かつそのオフセット量に基づいた上流側ステア
リングロールによる修正動作量を考慮して、下流側ステ
アリングロールに於ける予測オフセット量を算出して、
その予測オフセット量を打ち消すように下流側ステアリ
ングロールによる修正動作を行うことから、フィードフ
ォワード制御による好適な蛇行修正制御を行なうことが
できる。従って、装置に複数のステアリングロールを設
けている場合に各設置場所毎にそれぞれゲインを調整す
るような、複雑なゲイン調整作業を必要とせず、蛇行に
よるスリップ疵やロールアウトの発生を防止でき、好適
な蛇行防止制御を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用された帯板連続焼鈍設備の概略構
成図である。

【図２】本発明に基づくステアリングユニットの模式的
平面図及び制御装置のブロック図である。

【図３】本発明に基づくフローチャートである。

【符号の説明】

１ ペイオフリール ２ 帯板 ３ 溶接接続装置 ４ クリーニング装置 ５ 入側ルーパ装置 ６ 加熱炉 ７ 均熱炉 ８ 一次冷却炉 ９ 過時効路 １０ 二次冷却炉 １１ 出側ルーパ装置 １２ スキンパスミル １３ 検査精製装置 １４ テンションリール １５ 帯板支持ロール １６ 上流側ステアリングユニット １６ａ・１６ｂ ロール １７ 下流側ステアリングユニット １７ａ・１７ｂ ロール １７ｃ 側板 １７ｄ 連結板 １８ 油圧シリンダ １９ａ 投光器 １９ｂ 受光器 ２１ａ 投光器 ２１ｂ 受光器 ２２ 制御装置 ２２ａ 修正値設定部 ２２ｂ ステアリング制御部 ２２ｃ シリンダ駆動部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川村 浩久 君津市君津１番地 新日本製鐵株式会社君 津製鐵所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 帯板を熱処理するための炉内に前記帯
   板の搬送方向に所定の間隔をおいて配設されかつ左右に
   揺動自在に設けられた上流側及び下流側ステアリングロ
   ールと、前記上流側ステアリングロールに於ける前記帯
   板の蛇行によるオフセット量を検出するための検出セン
   サと、前記各ステアリングロールを前記揺動方向にそれ
   ぞれ駆動するための駆動手段とを有し、 前記上流側オフセット量を前記検出センサにより検出し
   た場合に、前記帯板の蛇行を修正するべく前記検出オフ
   セット量に基づいて前記上流側ステアリングロールを駆
   動し、前記帯板の前記検出オフセット量を検出された対
   象部分が前記下流側ステアリングロールに達した際の予
   測オフセット量を算出し、前記予測オフセット量を打ち
   消すように前記下流側ステアリングロールを駆動するこ
   とを特徴とする帯板熱処理炉の蛇行防止制御方法。