JPH0618655B2 - 調質圧延機張力異常低下回避法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ミル入側と出側でストリップをブライドルロ
ールにより拘束してこれらのブライドルロールを機械的
に連結して駆動して伸率を制御し、かつミル圧下位置お
よびミル速度を操作することによりミル入側ストリップ
張力およびミル出側ストリップ張力を制御する方式の調
質圧延機のストリップ張力制御に関する。

〔従来の技術〕

ミル入側と出側でストリップをブライドルロールにより
拘束してこれらのブライドルロールを機械的に連結して
駆動して伸率を制御し、かつミル圧下位置およびミル速
度を操作することによりミル入側ストリップ張力および
ミル出側ストリップ張力を制御する方式の調質圧延機の
伸率制御系およびストリップ張力制御系（特開昭59−12
7917号公報参照）を第４図に示す。

ミル４の入側および出側のブライドルロール５および６
は機械的に連結されており、一つのモーター１により駆
動される。また、差動ギヤ２を介して与えられるモータ
ー３の回転数を調節することにより、入側・出側ブライ
ドロール５−６間に任意の速度差〔％〕（＝伸率）を与
えることができる。

一般に、調質圧延での圧下率（＝伸率）は１％前後であ
り、これに相当するモーター３の回転数をライン速度に
応じて設定すれば、±0.１％の精度で設定伸率を実現す
ることが可能である。

ところが、このブライドルロールを機械的に連結して駆
動して行う伸率制御はブライドルロール間のストリップ
張力つまりミル入側・出側ストリップ張力に関しては無
関係な制御系であるため、調質圧延機４入側・出側スト
リップ張力を適正な値に制御する必要があり、次の様な
ストリップ張力制御系を構成している。

当該ストリップ張力制御系は２つの制御系で構成されて
いる。ひとつは和張力制御系７でありもうひとつは差張
力制御系８である。

和張力制御系７はミル入側ストリップ張力Ｔｅとミル出
側ストリップ張力Ｔｄとの和（Ｔｅ＋Ｔd）を、ミル圧
下を操作端として目標値（Ｔｅ^＊＋Td^*）に制御する系
であり、入側張力計９、出側張力計１０、コントローラ
ー１１、圧下シリンダ１２等で構成されている。

差張力制御系８はミル入側ストリップ張力Ｔｅとミル出
側ストリップ張力Ｔｄとの差（Ｔｄ−Ｔe）を、ミル速
度を操作端として目標値（Ｔｄ^＊−Te^*）に制御する系
であり、入側張力計９、出側張力計１０、コントローラ
１３、ミルモーター１４等で構成されている。

この他にこの種のストリップ張力制御としては、ミル入
側ストリップ張力を圧下で制御し、ミル出側ストリップ
張力をミル速度で制御するという方式（第５図参照）あ
るいは、ミル入側ストリップ張力をミル速度で制御し、
ミル出側ストリップ張力をミル圧下で制御する方式（第
６図参照）がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

ブライドルロール５，６はストリップ１５をしっかり拘
束して、ブライドルロール間のストリップに張力を発生
させる装置であるが、近年、以下の三つの理由によりブ
ライドルロールとストリップ間の摩擦係数μが低下し、
スリップが生じ易い傾向にある。すなわち、 高生産性の要求から、ラインの高速化が著しい。ライ
ン速度が上昇すると、第７図に示すようにブライドルロ
ールとストリップ間の摩擦係数μが低下する。またウ
エット調質圧延の場合、ライン速度が上昇すると圧延油
がミル出側に持ち出される量が多くなる。即ち、ミル出
側ブライドルロールとストリップ間の摩擦係数μは低下
する方向である。ストリップ表面の高鮮映性化の要求
から、ストリップ表面の粗度を低下させる傾向にあり、
よってブライドルロールとストリップ間の摩擦係数μが
低下する方向である。

これらに対する策としては、ブライドルロールの粗度を
上げてブライドルロールとストリップ間の摩擦係数μの
向上を図る方法が考えられるが、実際は、ストリップの
表面品質確保の観点からブライドルロールの粗度はさほ
ど上げられず、従ってあまり効果がない。

さて、ブライドルロールとストリップ間にストリップが
発生した時にどのような現象が生じるかを以下に述べ
る。

なお、ここで取り上げる調質圧延機ストリップ張力制御
系は第４図に示す和張力制御系７と差張力制御系８の２
つの制御系で構成されるものとする。

まずミル入側のブライドルロール５とストリップ１５間
にストリップが発生した場合について述べる。

この時、ミル入側のストリップ張力Ｔｅが低下する。
上記により差張力制御系８に偏差が生じ、ミル速度
を大きくする方向に制御操作が行われる。上記と同
じタイミングで和張力制御系７に偏差が生じ、圧下を開
放する方向に制御操作が行われ、後進率が低下する。
上記およびによりミル入側のストリップ速度は大き
くなる。ここで、ミル入側ブライドルロール５の速度は
一定であるから、ミル入側ブライドルロール５とストリ
ップ１５間のスリップ速度は増大する方向となる。

一方、ミル出側のブライドルロール６とストリップ１５
間にスリップが発生した場合は、ミル側のストリップ
張力Ｔｄが低下する。上記により差張力制御系８に
偏差が生じ、ミル速度を小さくする方向に制御操作が行
われる。上記と同じタイミングで和張力制御系７に
偏差が生じ、圧下を開放する方向に制御操作が行われ、
先進率が低下する。上記およびによりミル出側の
ストリップ速度が小さくなる。ここで、ミル出側ブライ
ドルロール６の速度は一定であるから、ミル出側ブライ
ドルロール６とストリップ間のスリップ速度は増大する
方向となる。

第８図にブライドルロールとストリップ間にスリップが
発生した場合の、ミル入側ストリップ張力、ミル出側ス
トリップ張力、ストリップ張力制御各操作量（ストリッ
プ張力制御信号）およびブライドルロールとストリップ
間のスリップ速度の変化状態を示す。

この図から分かるように、ブライドルロールとストリッ
プ間のスリップ速度がある程度以下の時には、ミル入側
・出側ストリップ張力の低下およびストリップ張力制御
各操作量の変化は殆どみられない。よって、たとえブラ
イドルロールとストリップ間にスリップが発生したとし
てもそのスリップ速度が小さい領域（第８図中Ａ）に於
いてブライドルロールとストリップ間の摩擦係数μの低
下は小さく、両者の間には十分なグリップ力が働いてい
ると考えられる。

ところが、スリップ速度がある程度を超えるとと、急激
なストリップ張力の低下およびストリップ張力制御各操
作量の変化が起こり始める。つまりこれは、両者間のグ
リップ力の急激な低下が起こった、すなわち摩擦係数μ
が急激に低下したと考えられる。このことからブライド
ルロールとストリップ間のスリップ速度と摩擦係数μと
の関係は第９図の如くなると推察される。

故に、スリップが発生してもスリップ速度を第８図中Ａ
の範囲に抑えておけば張力異常低下状態にまでは至るこ
とがないと言える。

ところが、ブライドルロールとストリップ間にスリップ
が生じた時にストリップ張力制御が作動したままである
と、前述したようにストリップ張力制御によって両者間
のスリップ速度を増大させてしまい、グリップ力の低下
によりロストテンション状態を助長してしまう結果とな
る。

また、以上のことは、ミル入側ストリップ張力を圧下で
制御し、ミル出側ストリップ張力をミル速度で制御する
という方式（第５図参照）あるいは、ミル入側ストリッ
プ張力をミル速度で制御し、ミル出側ストリップ張力を
ミル圧下で制御する方式（第６図参照）の調質圧延機の
ストリップ張力制御方法についてもあてはまる。

まず、ミル入側ストリップ張力を圧下で制御し、ミル出
側ストリップ張力をミル速度で制御するという方式のス
トリップ張力制御方法について述べる。（第５図参照） ミル入側のブライドルロール５とストリップ１５間にス
リップが発生した場合、ミル入側のストリップ張力が
低下する。上記によりミル入側ストリップ張力制御
系１６に偏差が生じ、圧下を開放する方向に制御操作が
行なわれる。圧下が開放する方向に操作されると先進
率が低下し、ミル出側のストリップ速度が小さくなり、
ミル出側張力が高まる方向となる。上記に対してミ
ル出側ストリップ張力制御系１７により、ミル速度が大
きくする方向に制御操作される。一方、圧下が開放す
る方向に操作されると後進率が低下する。上記およ
びによりミル入側のストリップ速度は大きくなる。こ
こで、ミル入側ブライドルロール５の速度は一定である
から、すなわちミル入側ブライドルロール５とストリッ
プ１５間のスリップ速度は増大する方向となる。

一方、ミル出側のブライドルロール６とストリップ間に
スリップが発生した場合は、ミル出側のストリップ張
力が低下する。上記によりミル出側ストリップ張力
制御系１７に偏差が生じ、ミル速度が小さくする方向に
制御操作がおこなわれる。上記によりミル入側のス
トリップ張力が低下する。上記に対しミル入側スト
リップ張力制御系１６が作動し、圧下を開放する方向に
制御操作が行なわれ、先進率が低下する。上記およ
びにより、ミル出側のストリップ速度は小さくなる。
ここで、ミル出側ブライドルロール６の速度は一定であ
るから、すなわちミル出側ブライドルロール６とスリッ
プ１５間のスリップ速度は増大する方向となる。

次に、ミル入側ストリップ張力をミル速度で制御し、ミ
ル出側ストリップ張力を圧下で制御するという方式のス
トリップ張力制御方法について述べる。（第６図参照）
ミル入側のブライドルロール５とストリップ１５間にス
リップが発生した場合、ミル入側のストリップ張力が
低下する。上記によりミル入側ストリップ張力制御
系１６に偏差が生じ、ミル速度を大きくする方向に制御
操作がおこなわれる。上記によりミル出側のストリ
ップ張力が低下する。上記に対しミル出側ストリッ
プ張力制御系１７が作動し、圧下を開放する方向に制御
操作が行なわれ、後進率が低下する。上記および
により、ミル入側のストリップ速度は大きくなる。ここ
で、ミル入側ブライドルロール５の速度は一定であるか
ら、すなわちミル入側ブライドルロール５とストリップ
１５のスリップ速度は増大する方向となる。

一方、ミル出側のブライドルロール６とストリップ１５
間にスリップが発生した場合は、ミル出側のストリッ
プ張力が低下する。上記によるミル出側ストリップ
張力制御系１７に偏差が生じ、圧下を開放する方向に制
御操作が行なわれる。圧下が開放する方向に操作され
ると後進率が低下し、ミル入側のストリップ速度は大き
くなり、ミル入側張力が高まる方向となる。上記に
対してミル入側ストリップ張力制御系１６により、ミル
速度を小さくする方向に制御操作される。一方、圧下
が開放する方向に操作されると先進率が低下する。上
記およびによりミル出側のストリップ速度は小さく
なる。ここで、ミル出側ブライドルロール６の速度は一
定であるから、すなわちミル出側ブライドルロール６と
ストリップ１５間のスリップ速度は増大する方向とな
る。

ブライドルロールとストリップ間のスリップ速度の増大
によりストリップ張力異常低下状態に至ることは、既述
した通りである。

ストリップ張力異常低下は最悪の場合、ストリップの絞
り込み、破断を誘発する。また、絞り込み、破断にまで
至らないとしても、前述したようにストリップ張力制御
の操作として圧下の開放操作を行う為、その結果、スト
リップ形状の乱れ、ストリップ表面粗度不良、伸率不良
などの不具合が生じていた。

〔課題を解決するための手段および実施例〕

本発明は前記の問題点を解決するためにブライドルロー
ルとストリップ間のスリップ速度を検出して、スリップ
速度があるレベル以上になった場合はストリップ張力制
御信号を保持し、前述のストリップ張力制御の悪作用に
よりスリップが増大され、ストリップ張力異常低下状態
に至ることを防止する。

第１図は本発明の実施例装置の説明図である。

尚第１図は第４図の伸率制御系、張力制御系の図示を省
略している。

１８，２０は無駆動ロールに取りつけたパルス発信器、
１９，２１は駆動ロールに取りつけたパルス発信器であ
る。ここで、単位時間に発生したパルス発信器１８と１
９のパルス数の差をミル入側ブライドルロール５とスト
リップ１５のスリップ速度Ｓｅ、また同様に単位時間内
に発生したパルス発信器２０と２１のパルス数の差をミ
ル出側ブライドルロール６とストリップ１５のスリップ
速度Ｓｄ、として検出する。更にスリップ速度ＳｅとＳ
ｄの絶対値の大なる方を常に選択し、これをＳとする。

次に、スリップ速度Ｓに対しレベル判定をおこなう。一
定の絶対値レベルＳａより大なるＳを検出した場合はス
リップ発生と判断し、ストリップ張力制御信号を保持せ
しめる。

ここで、Ｓａは第８図中Ｂの範囲内であり、かつ測定ノ
イズより大なる値である。

また、ストリップ張力制御信号を保持した後、Ｓが一定
の絶対値レベルＳｂより小になった場合には、ストリッ
プ張力制御信号の保持を解除し、通常の制御にもどる。

ここで、ＳｂはＳａより小なる値である。Ｓａ，Ｓｂは
実データに基づき決定するのが望ましい。

第２図は上記実施例装置による実施結果を示したもので
ある。この図から明らかなようにスリップ速度がＳａ以
上っになった場合、ストリップ張力制御信号を保持する
ことによりストリップ張力制御の悪作用によるスリップ
増大が防止され、ストリップ張力異常低下が回避される
ことが明らかである。

又スリップが自動的に減少してゆくことも明らかであ
る。

また、以下に示す方法を付加すれば、ストリップ張力制
御信号を保持した後のスリップの解消を早期化すること
ができる。

第３図にてこれを説明する。スイッチＳＷ１は次の条件
で作動する。Ｓ＞ＳａでＯＮ、Ｓ＜ＳｂにてＯＦＦ。つ
まり、入側、出側いずれかのブライドルロールでスリッ
プが発生したと判断され、ストリップ張力制御信号が保
持される場合のみスイッチＳＷ１がＯＮとなる。

また、いずれのブライドルロールでスリップが発生した
かにより、スリップＳＷ２をきりかえる。入側ブライド
ルロールでスリップが発生した場合はＳＷ２をＰ２側
に、出側ブライドルロールでスリップが発生した場合に
はＳＷ２をＰ１側に切り換える。スリップのない場合に
はＳＷ２は中立点にある。

まず、入側ブライドルロール５でスリップが発生した場
合について説明する。この時、前述したようにスイッチ
ＳＷ１がＯＮとなり、演算増幅器２２に入側ブライドル
ロール５でのスリップ速度が入力され、その結果圧下シ
リンダー１２を介してミル圧下が締め込む方向に操作さ
れる。

ミル圧下が締め込まれると後進率が大きくなる、つまり
ミル入側のストリップ速度が小さくなるため、入側ブラ
イドルロール５とストリップ１５のスリップ速度が減少
する方向となり、早期に入側ブライドルロール５とスト
リップ１５間のスリップが解消され、グリップ力が回復
する。

ここで、ミル圧下を締め込む方向に操作すると先進率も
大きくなるのでこのままではミル出側ストリップ張力が
低下してしまうが、このとき前述のようにスイッチＳＷ
２を切換え、本例では入側ブライドルロールでスリップ
が発生したことから該スイッチはＰ２側に切り換わり、
ミル出側ストリップ張力をミル速度で出側ストリップ張
力設定値あるいは出側ストリップ張力許容下限値２５に
なるように制御する系１０，ＳＷ２，２３，１４が構成
され、ミル出側ストリップ張力の低下を防止する。また
この時、ミル速度は小さくなる方向に操作されるが、こ
の操作はミル入側ストリップ速度を小さくする方向であ
り、ブライドルロールとストリップ間のグリップ力で早
期回復を助ける方向となる。

次に、出側ブライドルロール６でスリップが発生した場
合について説明する。この時、同様にスイッチＳＷ１が
ＯＮとなり、演算増幅器２２に出側ブライドルロールで
のスリップ速度が入力され、その結果圧下シリンダー１
２を介してミル圧下が締め込む方向に操作される。

ミル圧下が締め込まれると先進率が大きくなる、つまり
ミル出側のストリップ速度が大きくなるため、出側ブラ
イドルロール６とストリップ１５のスリップ速度が減少
する方向となり、早期に出側ブライドルロールとストリ
ップ間のスリップが解消され、グリップ力が回復する。

ここで、ミル圧下を締め込む方向に操作すると後進率も
大きくなるのでこのままではミル入側ストリップ張力が
低下してしまうが、このとき前述のようにスイッチＳＷ
２がＰ１側に切り換わり、ミル入側ストリップ張力をミ
ル速度で入側ストリップ張力設定値あるいは入側ストリ
ップ張力許容下限値２４になるように制御する系９，Ｓ
Ｗ２，２３ １４が構成され、ミル入側ストリップ張力
の低下を防止する。またこの時、ミル速度は大きくなる
方向に操作されるが、この操作はミル出側ストリップ速
度を大きくする方向であり、ブライドルロールとストリ
ップ間のグリップ力の早期回復を助ける方向となる。

以上が、ストリップ張力制御信号保持後、スリップを早
期解消させる方法である。また、本方法のなかで安全の
ために、ミル圧下操作量およびミル速度操作量に上下限
値を設けることは言うまでもない。

また、スリップが解消されたときは、スイッチＳＷ１，
ＳＷ２ともにＯＦＦとなり、通常のストリップ張力制御
が行われる。

〔発明の効果〕

以上説明した如く、本発明の調質圧延機張力異常低下回
避法によれば、ミル入側あるいは出側ブライドルロール
でスリップが発生しても、ストリップ張力制御の悪作用
によりスリップが増大されることがなくなり、よって張
力異常低下状態に至ることを回避できる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明法の実施例の説明図、 第２図は本発明の実施効果を示すチャート例、 第３図はスリップ解消を早期化する為の方法の実施例説
明図、 第４図は調質圧延機の伸率制御系及びストリップ張力制
御系の構成の説明図、 第５図、第６図はストリップ張力制御系の変形例の説明
図、 第７図はブライドルロール・ストリップ間の摩擦係数と
ブライドルロール回転速度との関係図、 第８図は調質圧延機張力異常低下状態発生時の一般的チ
ャート例を示す図、 第９図はブライドルロールとストリップ間のスリップ速
度と摩擦係数の関係の推定図である。 １…モーター、２…差動ギヤ、３…モーター、４…ミル
（調質圧延機）、５…ミル入側ブライドルロール、６…
ミル出側ブライドルロール、７…和張力制御系、８…差
張力制御系、９…入力張力計、10…出側張力計、11…コ
ントローラ、12…圧下シリンダー、13…コントローラ、
14…ミルモーター、15…ストリップ、16…入側張力制御
系、17…出側張力制御系、22,23…演算増幅器、24…入
側ストリップ張力設定値あるいは入側ストリップ張力許
容下限値、25…出側ストリップ張力設定値あるいは出側
ストリップ張力許容下限値。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ミル入側と出側でストリップをブライドル
   ロールにより拘束してこれらのブライドルロールを機械
   的に連結して駆動して伸率を制御し、かつミル圧下位置
   およびミル速度を操作することにより入側ストリップ張
   力およびミル出側ストリップ張力を制御する調質圧延機
   に於いて、ミル入側ブライドルロールおよびミル出側ブ
   ライドルロールにスリップ検出器を設け、ミル入側、出
   側何れかのブライドルロールとストリップ間にスリップ
   が発生した場合、それを検知してストリップ張力制御信
   号を保持させることによりスリップの増大を抑制し、ブ
   ライドルロールとストリップ間のスリップに起因する張
   力異常低下を回避せしめることを特徴とする調質圧延機
   張力異常低下回避法。