JPH0653285B2 - 圧延機における製品張力の制御方法 - Google Patents

圧延機における製品張力の制御方法

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JPH0653285B2
JPH0653285B2 JP61238214A JP23821486A JPH0653285B2 JP H0653285 B2 JPH0653285 B2 JP H0653285B2 JP 61238214 A JP61238214 A JP 61238214A JP 23821486 A JP23821486 A JP 23821486A JP H0653285 B2 JPH0653285 B2 JP H0653285B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、一般的には棒鋼材のような製品を熱的一機械
的に処理するタイプの連続圧延機に関し、さらに詳しく
は、このような圧延機における製品張力の制御方法に関
する。
従来の技術 棒鋼材圧延機における熱的一機械的処理は、製品を通常
の粗圧延スタンドと中間圧延スタンドとを通して圧延
し、次に第１のブロックを通して圧延して中間仕上げ丸
棒鋼を形成する。中間仕上げ丸棒鋼は次に一段以上の水
槽内を通され、丸棒鋼が第２のブロック内で仕上げ圧延
されるまえにオンラインで水中焼入れがなされてその表
面温度は約５００℃まで下げられる。ここで用いている
「ブロック」という用語は、通常１段または串型多段の
可変速電動モータからなる共通駆動装置で駆動される機
械的に相互に連結された多数の圧延スタンドを意味す
る。
製品が第１および第２のブロックの両方の中で連続的に
圧延されている間、ブロック間を通過する部分の製品の
張力は慎重に制御されなければならない。張力が小さす
ぎると製品はたるみを生じてねじれたりし、一方張力が
強すぎると寸法公差に影響してくる。理想的には、棒鋼
材が両ブロック内で圧延されているとき実質的には製品
にわずかに張りぎみの張力がかけられていることであ
る。しかしながらこれを行なうためには、第１および第
２のブロックの運転速度は正確に同調していなければな
らない。
過去においては、ブロックを駆動するモータの運転速度
を制御することにより、ブロック間の張力を必要レベル
に維持しようとする試みがなされてきた。このような方
法は圧延作業が比較的低速の場合はかろうじて適切であ
るが、ブロック間を通過する製品の速度がたとえば５０
ｍ／secまたはそれ以上の場合のような高速圧延条件に
おいては有効に作動することは不可能である。
通常の制御方法における主たる問題点は、第１のブロッ
クから第２のブロックへ通過する製品に対し、真に速度
の基準となるものが欠けているということである。ブロ
ック駆動用モータの運転速度は、圧延作業の間に製品と
の間に前進方向のスリップが経験されるので、真の製品
速度の指示値としては信頼できない。
発明が解決しようとする問題点 したがって、本発明は、ブロック間の製品速度を正確に
把握することができ、したがって前記製品速度に基づい
て第２のブロック駆動用モータの運転速度を適切に制御
し、この運転速度と第１のブロック駆動用モータの運転
速度との間のわずかな差によりブロック間の製品張力を
適切に制御することが可能となる圧延機における製品張
力の制御方法を提供することを目的とする。
問題点を解決するための手段及び作用 本発明に係る方法が用いられるシステムにおいては、第
１および第２のブロックの間にピンチローラユニットが
設けられる。ここで「ピンチローラユニット」という用
語は、製品を把握するが、製品の断面を顕著に変形また
は減少させないように設けられた一対の被駆動ローラを
意味する。したがってピンチローラの挾みつけの中では
目につくほどの前進方向スリップはなく、このことは、
製品速度の真の値を正確に支持するものとしてピンチロ
ーラユニットを駆動するモータの運転速度が信頼できる
ものであることを意味する。本発明によれば、製品の先
端が第２のブロックに到達する前に、下記の値が測定さ
れる。
Ａｅ＝第１のブロックに入る製品の断面積 Ａｘ＝第１のブロックから出る製品の断面積 Ｓ１＝第１のブロックを駆動する第１のモータ手段の運
転速度 Ｓ２＝第２のブロックを駆動する第２のモータ手段の運
転速度 Ｓ３＝ピンチローラユニットを駆動する第３のモータ手
段の運転速度。
また、これらの測定値を基にして下記の計算が行なわれ
る。
ｅ＝（Ａｅ）÷（Ａｘ）＝第１のブロック内における製
品の全伸び Ｒｖ＝（Ｓ１）÷（Ｓ３）＝各第１のブロックとピンチ
ローラユニットとを駆動するモータの運転速度比 Ｖ／ｔ＝（Ａｘ）・（Ｓ３）＝第１のブロックから出る
製品の単位時間あたりの容積。
ｅ，Ｒｖ及びＶ／ｔの値は記憶され、Ｓ３は第２のブロ
ックを駆動するモータの運転速度Ｓ２を設定するために
用いられる。このときは製品はまだ第２のブロックに入
っておらず、第２のブロックの圧延作用を受けていない
ので、製品は「ゼロ張力状態」にある。製品が第２のブ
ロックに入って両方のブロックで連続的に圧延されるよ
うになった後は、製品の中にわずかなブロック間張力が
かかるようにＳ２が設定される。ここで用いる「わずか
な張力」とは２ブロック間に製品を平滑に通過させて第
１のブロックから出る製品の断面積を減少させるように
作用しないようなレベルの張力を意味する。
製品が第２のブロックにはいった後、上記の測定と計算
とが反復され、ｅ，ＲｖおよびＶ／ｔの計算値が記憶さ
れているゼロ張力状態の値と比較される。もしｅの値に
許容できない偏差が検知され、その値がブロック間の製
品張力に起因するものであってＲｖまたはＶ／ｔのいず
れの許容できない偏差に基づくものでないとき、Ｓ２の
調節が行なわれてブロック間の製品張力を調節し、これ
によりｅの値を許容限界内に入れることができる。
実施例 第１図には棒鋼材圧延機の仕上げ側端部が示され、ここ
で第１のブロックＢ１は第１のモータ手段Ｍ１で駆動さ
れる。ここに用いられる「モータ手段」とは１段または
串型組み合せのいずれかで用いられた可変速電動モータ
を意味する。第１のブロックは、前段に設けられる通常
の粗圧延スタンドや中間スタンド（図示なし）から受け
る丸棒鋼を圧延するものである。製品は中間仕上げ状態
で第１のブロックから出て、次に第２のモータ手段Ｍ２
で駆動される第２のブロックＢ２内で仕上げ製品に圧延
される前に１つ以上の冷却水槽１０の中を通過させられ
る。第２のブロックＢ２からは仕上げ製品は載置ヘッド
１２に導かれ、ここでリング１４の形状に形成される。
リング１４は、コンベア１６上で相互にオフセットパタ
ンで重なり合うように載置され、コンベア上でさらに冷
却されながら最終的に再成形ステーション（図示なし）
でコイルの形で集積される。
ブロックＢ１およびＢ２は米国特許第Ｒｅ２１，１０７
号に示す例のような通常設計のものでよい。載置ヘッド
１２，水槽１０およびコンベア１６もまた当業者に既知
の標準形の機器でよい。
熱的一機械的処理をされる５．５mm径の丸棒鋼材を約１
００ｍ／secの送り速度で製造する代表的な圧延機運転
においては、製品は第１のブロックＢ１へは１１ｍ／se
cの速度ではいり、このときの温度は約８５０℃で断面
積Ａｅは約２４０mm2である。製品は第１のブロックか
ら少くとも約５０ｍ／secの速度で出て、そのときの温
度は少くとも約８５０℃で断面積Ａｘは約３８mm2であ
る。製品は水槽１０を通過するとき冷却されて第２のブ
ロックＢ２にはいる前に約５００℃以下の温度に低下さ
れる。第２のブロックの圧延作用により仕上げ断面を形
成し、その寸法が所定の５．５mmの径と２３．７６mm2
の断面積となれば理想的である。
第１および第２のブロックＢ１，Ｂ２間で製品を確実に
平滑移動させるために、製品の中にたとえば約０．２kg
/mm2というようなわずかな張力を発生するように第２の
ブロックＢ２用の第２のモータ手段Ｍ２が調節される。
このレベルの張力を維持するためには、第２のモータ手
段Ｍ２の速度制御はきわめて正確に行われねばならず、
最大誤差範囲は±０．１％であることが好ましい。
この目的を達成するために本発明によれば、ケージ１８
が第１のブロックＢ１の前に配置されて入ってくる製品
の断面積Ａｅを測定し、他のゲージ２０が同様に第１の
ブロックの後に配置されて出ていく製品の断面積Ａｘを
測定する。ピンチローラユニットＰＲは２つのブロック
Ｂ１，Ｂ２の間に位置している。ピンチローラユニット
は第３のモータ手段Ｍ３により駆動される。前述のよう
にピンチローラユニットは製品を把握するが、その断面
を変形させたり顕著に減少したりしないように設計され
る。
第１，第２および第３のモータ手段Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３の
運転速度Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３は回転計２２で測定される。
回転計２２およびゲージ２０，１８の出力はマイクロプ
ロセッサＭＰに供給され、マイクロプロセッサからの制
御信号Ｃｓは第２のブロックＢ２を駆動する第２のモー
タ手段Ｍ２の運転速度Ｓ２を制御するために用いられ
る。
さて第２図をみると、第２図は第１図のシステムのため
の制御プログラムのフローチャートであって、このプロ
グラムは３０ではじまり、ゲージ１８，２０の出力に基
づいて、製品が第１のブロックＢ１を通過したか否かの
判定がなされる。もし通過していなければプログラムは
スタートに戻る。もし通過したならば、３２，３４に示
すように、入口および出口断面積Ａｅ，Ａｘが求めら
れ、３６に示すように第１のブロックＢ１内の伸びｅが
計算される。次に３８に示すように、製品がピンチロー
ラユニットＰＲに到達したか否かの判定がなされる。も
し到達していなければプログラムはスタートに戻る。も
し到達していれば、４０，４２および４４に示すように
第１のブロックＢ１及びピンチローラＰＲの運転速度Ｓ
１，Ｓ３および第１のブロックＢ１から出る製品の断面
積Ａｘが測定される。４６，４８に示されているよう
に、これらの測定値は第１のブロックＢ１から出る単位
時間あたりの金属の容積Ｖ／ｔと運転速度Ｓ１，Ｓ３の
比Ｒｖとの計算に用いられる。
次に５０に示されるように製品が第２のブロックＢ２に
はいったか否かの判定がなされる。まだ入っていないと
きは、２つのブロックＢ１，Ｂ２の間にはゼロ張力状態
が存在し、５２に示されるように、Ｖ／ｔ，Ｒｖおよび
ｅの値が記憶され、５４に示されるようにピンチローラ
ユニットを駆動する第３のモータ手段Ｍ３の運転速度Ｓ
３に基づく出力信号（第１図におけるＣｓ）が第２のブ
ロックＢ２の運転速度Ｓ２をプレ設定するのに用いられ
る。このプレ設定速度は、ブロック間の約０．２kg/mm2
という前述のわずかな張力を形成するためのものであ
る。
５６に示されるように、製品が第２のブロックＢ２に存
在したらＲｖ，Ｖ／ｔおよびｅの計算値が記憶されてい
るゼロ張力状態のときの各値と比較される。５８に示さ
れるように、このとき値が所定限界内にあるか否かの判
定がなされる。もし限界内にあればプログラムはスター
トに戻る。
しかしながら、この比較の結果、計算値Ｒｖ，Ｖ／ｔお
よびｅのうちの１個以上の値が記憶されているゼロ張力
状態のときの各値と比較して結果が好ましくないとき
は、６０に示されるように、修正動作が必要か否かの決
定がなされなければならない。たとえば、もし第１のブ
ロックＢ１内の製品の伸びｅが許容できない変化を受け
ており、この変化がブロック間張力に起因してＲｖまた
はＶ／ｔに基づくものではないときは、６２で示される
ように第２のブロックＢ２駆動用第２のモータ手段Ｍ２
の運転速度Ｓ２が調節されてブロック間張力のレベルを
修正する。一方、もし伸びｅの変化がＲｖおよび／また
はＶ／ｔの変化に起因する場合は、第２のモータ手段Ｍ
２の運転速度Ｓ２は変化させずにそのままにして、図示
されていないが運転員に適当なメッセージが出されて圧
延機の他の調節が必要であることを指示する。このよう
な他の調節の中には、例えば、第１のブロックＢ１また
は中間圧延機における軸間隔の調節などがある。したが
って、第２図に示したフローチャートは、運転員にメッ
セージを出す必要なく、自動的に運転速度Ｓ２が調整さ
れるいわば通常の調整状態の際の制御プログラムを図示
したものといえる。
前述のとおり、ピンチローラユニットＰＲを駆動する第
３のモータ手段Ｍ３の運転速度Ｓ３は、第１および第２
のブロックＢ１，Ｂ２の中およびその間の圧延条件に対
し貴重でかつこれまで得られなかったデータを提供する
ということは当業者により評価されよう。とくに、前述
のように真の製品速度の信頼できる支持値であるＳ３の
値は、製品が第２のブロックＢ２に到達する前に第２の
ブロックＢ２駆動用第２のモータ手段Ｍ２の運転速度Ｓ
２をプレ設定するのに用いられる。運転速度Ｓ１，Ｓ２
の同調が誤っていて危険な状態のとき製品の先端が第２
のブロックに入るようなことでもあれば発生するであろ
う問題も、この予測動作により回避可能である。
Ｓ３の値はまた、第１のブロックＢ１から出る製品の単
位時間あたりの容積Ｖ／ｔを計算するためのより正確な
根拠をも与える。これはまたブロック間張力の許容でき
ない偏差の原因として、第２のブロックの駆動モータ速
度の不適正設定以外の原因を追及するための助けともな
る。
発明の効果 したがって本発明によれば、ブロック間の製品速度を正
確に把握することができ、したがって前記製品速度に基
づいて第２のブロック駆動用モータの運転速度を適切に
制御し、この運転速度と第１のブロック駆動用モータの
運転速度との間のわずかな差によりブロック間の製品張
力を適切に制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による棒鋼材圧延機の略配置図、およ
び、 第２図はシステムソフトウエアの代表例のフローチャー
トである。 １０……水槽、１８，２０……ゲージ、 Ｂ１，Ｂ２……第１および第２のブロック Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３……第１，第２および第３のモータ手
段 ＭＰ……マイクロプロセッサ ＰＲ……ピンチローラユニット

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】鋼材が第１のモータ手段で駆動される第１
    のブロック内で中間仕上げ製品に熱間圧延され、この中
    間仕上げ製品は第２のモータ手段で駆動される第２のブ
    ロック内で仕上げ製品に圧延される前に焼入れがなされ
    るところの棒鋼材の圧延機において、製品が両方の前記
    ブロック内で連続的に圧延されている間ブロック間の製
    品張力を許容レベルに維持するために前記第２のモータ
    手段の運転速度を制御する方法であって、この方法は、 (a)前記第１および第２のブロックの間に配置され第３
    のモータ手段で駆動されるピンチローラユニットを通過
    させて中間仕上げ製品を圧延することと、 (b)製品先端が前記ピンチローラユニットを出たあと前
    記第２のブロックに入るまでのゼロ張力状態の間に、下
    記の値を測定することと、 Ｓ１＝前記第１のモータ手段の運転速度 Ｓ２＝前記第２のモータ手段の運転速度 Ｓ３＝前記第３のモータ手段の運転速度 Ａｅ＝前記第１のブロックに入る製品の断面積 Ａｘ＝前記第１のブロックから出る製品の断面積 (c)製品が前記第２のブロックに入り両ブロック内で連
    続的に圧延された後に前記ブロック間を通過する製品の
    断面内に許容可能なレベルの製品張力を形成するため
    に、製品先端が前記第２のブロック内にはいる前にＳ２
    とＳ３とを比較しこの比較に基づいて前記第２のモータ
    手段の運転速度Ｓ２に対し必要な調節を行なうことと、 (d) (b)の測定値に基づいて下記の値を計算して記憶す
    ることと、 ｅ＝（Ａｅ）÷（Ａｘ）＝前記第１のブロック内におけ
    る全伸び Ｒｖ＝（Ｓ１）÷（Ｓ３）＝各第１のブロックとピンチ
    ローラユニットとを駆動するモータの運転速度比 Ｖ／ｔ＝（Ａｘ）・（Ｓ３）＝前記第１のブロックから
    出る製品の単位時間あたりの容積 (e)製品が前記第２のブロック内に入った後、(b)の測定
    を反復し、この反復測定に基づいて(d)の値を再計算す
    ることと、 (f)最計算されたｅの値と前に記憶されているｅの値と
    の間に許容できない偏差が存在しないかどうか調べるこ
    とと、および、 (g)もしこのような許容できない偏差が存在し、その値
    がブロック間の不適切レベルの製品張力に起因するもの
    であってＲｖまたはＶ／ｔのいずれの許容できない偏差
    に基づくものでないとき、第２のモータ手段の運転速度
    Ｓ２を調節してブロック間の製品張力のレベルを修正
    し、これによりｅの値を前に記憶したｅの値に対する許
    容限界内に入れることと、 を含むことを特徴とする圧延機における製品張力の制御
    方法。
  2. 【請求項２】前記中間仕上げ製品は少なくとも８５０℃
    の表面温度を有して前記第１のブロックから出ること
    と、および、前記中間仕上げ製品は前記第２のブロック
    にはいる前に表面温度が水で５００℃以下に冷却される
    ことと、を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方
    法。
  3. 【請求項３】中間仕上げ製品は少なくとも５０ｍ／sec
    の速度で前記第２のブロックに供給されることを特徴と
    する特許請求の範囲第１項または第２項に記載の方法。
JP61238214A 1985-10-09 1986-10-08 圧延機における製品張力の制御方法 Expired - Lifetime JPH0653285B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/785,724 US4665730A (en) 1985-10-09 1985-10-09 Method of controlling product tension in a rolling mill
US785724 1985-10-09

Publications (2)

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JPS62118910A JPS62118910A (ja) 1987-05-30
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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61238214A Expired - Lifetime JPH0653285B2 (ja) 1985-10-09 1986-10-08 圧延機における製品張力の制御方法

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US (1) US4665730A (ja)
EP (1) EP0219316B1 (ja)
JP (1) JPH0653285B2 (ja)
KR (1) KR920009035B1 (ja)
AT (1) ATE51775T1 (ja)
AU (1) AU591183B2 (ja)
BR (1) BR8604916A (ja)
CA (1) CA1279712C (ja)
DE (1) DE3670222D1 (ja)
ES (1) ES2015265B3 (ja)
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