JPH09314227A - 圧延材巻取機の巻取り制御方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 ラッパロールの押付け圧力を変化させるのみ
で、トップエンドマークの発生防止、装置価格の低減、
制御回路の簡略化を計り得る圧延材巻取用ラッパロール
装置。 【解決手段】 圧延されて形成されたストリップを巻取
るマンドレル、およびこのマンドレルにストリップを押
し付けるラッパロール４を有し、ストリップを巻取る巻
取り機と、前記ラッパロールの押し付け圧力を制御する
制御装置と、前記マンドレルの回転に応じてストリップ
の先尾端部が前記ラッパロールの位置を通過する位置を
設定しラッパロール位置信号を形成する位置設定装置
と、この位置設定装置からのラッパロール位置信号が与
えられているときは低圧で、与えられないときは高圧の
出力を前記制御装置に与える信号形成装置とをそなえた
圧延材巻取り機の巻取り制御装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄鋼産業における
圧延材（以下、ストリップと呼ぶ）を製造し、その圧延
材を巻取るためのマンドレルと複数のラッパロールとを
有する巻取機に係り、とくにラッパロールの作動を制御
する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】連続鋳造設備等により製造されたスラブ
は、圧延に適した温度まで加熱炉あるいは均熱炉と呼ば
れる加熱装置によって加熱、均熱された上で、粗圧延機
（粗圧熱機を有しない設備もある）および仕上圧延機を
経ることにより目標とする板厚まで圧延される。

【０００３】仕上圧延機によって圧延されたホットスト
リップは、ホットランテーブルと呼ばれる搬送装置で搬
送されながら、その部分において圧延材に要求される材
料特性を有するように水冷される。水冷されながら搬送
されてきたホットストリップは、マンドレルと複数のラ
ッパロールとにより構成された巻取機によってコイル状
に巻取られ、次工程へと移送される。

【０００４】この巻取機は、圧延材の板厚あるいは板中
バリエーションの増大、省工程効果をねらった低温抽
出、低温巻取り傾向の増大、あるいは高速化傾向の増大
等により巻取機の大型化、高速化が図られている。

【０００５】巻取機の大型化に伴うマンドレルおよびラ
ッパロールの大型化により、今まではあまり問題となら
なかったトップエンドマークと呼ばれる圧延材に発生す
るきずが問題となっている。これは、ホットストリップ
の先尾端部に顕著に現れ、製品品質の低下、歩留りの低
下を招くものである。

【０００６】このトップエンドマークは、ホットランテ
ーブルによって搬送されてきたホットストリップが、マ
ンドレルとラッパロールとによってマンドレルの周囲に
巻取られる際に、ホットストリップの先尾端部に生じる
ものである。そして、２巻目以降が階段状の巻き形状と
なり、この階段状の位置（以下、ステップポジションと
呼ぶ）において、常時一定圧力で押え付けられているラ
ッパロールとの干渉、すなわちラッパロールがステップ
ポジションに衝突することにより、巻取られているホッ
トストリップの先尾端部と接触している内側面にトップ
エンドマークが発生する。とくに、巻取り開始後、数巻
き以内の範囲が問題となる。

【０００７】図４に、これらの問題を解決するための従
来の圧延材巻取用ラッパロール装置を示す。仕上圧延機
（図示せず）によって圧延されたホットストリップ１
は、ホットランテーブル（図示せず）によって搬送さ
れ、ピンチロール２を経てマンドレル３と複数のラッパ
ロール４とによって構成される巻取機に至り、コイル状
に巻取られる。

【０００８】この場合、搬送されてきたホットストリッ
プ１がマンドレル３の周囲にしっかりと巻き付くよう
に、仕上圧延機とマンドレル３との間、あるいはピンチ
ロール２とマンドレル３との間で、ホットストリップ１
に張力をかける制御が行われる。これとともに、ホット
ストリップ１は、油圧サーボバルブ５により動作制御さ
れる油圧シリンダ６を持ったラッパロール４の作用によ
り、マンドレル３上に押付けられている。

【０００９】ここで、上述の通り、先尾端部（図４
“Ａ”部）に発生するトップエンドマークを防止するた
め、図５に示す制御系によってラッパロール４の制御を
行っている。すなわちラッパロール４を、通常は一定圧
力によってマンドレル３に押付け制御しておき、ラッパ
ロール４の位置をホットストリップ１の先尾端部が通過
するときは、圧油サーボバルブ５を圧力制御から位置制
御に切替えて運用することにより、ホットストリップ１
の先尾端部のステップポジションとラッパロール４とが
衝突しない構成としている。

【００１０】ここで、油圧シリンダ６には、シリンダ位
置を検出する位置検出器７、油圧シリンダ６の入側の圧
力を検出する入側圧力検出器８、および出側の圧力を検
出する出側圧力検出器９が設けてあり、これら検出器の
各検出信号を圧力基準または位置基準に対するフィード
バック信号として用いる閉ループ制御系を構成してい
る。

【００１１】図６に、このような制御構成によってラッ
パロール４を制御した場合の動作チャートを、ある１台
のラッパロール（ここでは、ＮＯ．１ラッパロール）を
例にとって示す。この図６より理解できるように、ホッ
トストリップ１の先尾端部が、ＮＯ．１ラッパロールを
通過する範囲においては、ラッパロール４を圧力制御か
ら位置制御に切替え、ステップポジションとの干渉を防
止するよう、ラッパロール４をジャンプさせ、先尾端部
が通過完了によって、再度位置制御から圧力制御に切替
えることにより、トップエンドマークの防止とマンドレ
ル周囲へのしっかりとした巻付け力を発生させるよう制
御している。

【００１２】ここで、ホットストリップ１の先尾端部位
置は、ピンチロール２あるいはマンドレル３に付加され
た位置検出器（図示せず）によりトラッキングを行な
い、正確に演算される。ここでは、ＮＯ．１ラッパロー
ルについてのみ説明しているが、複数個ある他のラッパ
ロールについても、上述と同じ制御方式が個々のラッパ
ロール毎に付与されている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、本方式
によれば、トップエンドマークの防止とマンドレルへの
しっかりとした巻き付けという相反する現象に対し有効
である。

【００１４】しかし、圧力制御と位置制御の複雑な切替
え機能、またそれらを精度よく実施するための高速処理
可能なコントローラ、あるいは高応答のサーボバルブの
採用、高精度なトラッキング機能の具備等の制御回路の
複雑化、高価格化、調整立上げ期間の長期化等を招く結
果となっている。

【００１５】本発明は上述の問題を考慮してなされたも
ので、簡単な構成でありながら有効にトップエンドマー
クの発生防止、装置価格の低減、制御回路の簡略化を図
り得る圧延材巻取用ラッパロール装置を提供することに
ある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、ラッパロール
の押付け圧力を制御する油圧サーボバルブと、入側圧力
検出器と出側圧力検出器とを油圧シリンダ部に配設して
その検出信号をフィードバック値とし、ホットストリッ
プの先尾端部が当該ラッパロール部を通過する際に、当
該ラッパロールの押付け圧力基準値を低圧基準とし、そ
の低圧基準値に一致するように上記フィードバック値を
用いて閉ループ制御するように構成した圧延材巻取用ラ
ッパロール装置を提供するものである。

【００１７】この装置では、ホットストリップの先尾端
部がラッパロールを通過する際に、当該ラッパロールの
押付け圧力を低圧とし、先尾端部の通過完了すると高圧
押付けに戻してホットストリップの巻取り作業を行な
う。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の制御回路図、図
２は、本発明を実施した場合のラッパロールの動作を示
すタイミングチャート、図３は、巻取り機が３台のラッ
パロールを有しているとした場合の各ラッパロールの動
作を示すタイミングチャートである。

【００１９】この図１において、ラッパロール４は、油
圧サーボバルブ５により油圧シリンダ６を介してマンド
レルへの押付け圧力が制御される。また、油圧シリンダ
６には、入側圧力検出器８と出側圧力検出器９とが設け
られており、それらの検出器信号は、フィードバック値
として使用される。

【００２０】すなわち、予め定められた圧力基準値が入
力されると、油圧サーボバルブ５によって油圧シリンダ
６が駆動されてラッパロール４の押付け圧力が制御さ
れ、また油圧シリンダ６に設けられた入側圧力検出器８
および出側圧力検出器９の両検出信号が比較演算された
後、圧力基準値へのフィードバック値として使用される
ことにより、圧力制御回路の閉ループが構成される。

【００２１】ここで、各巻取り機には複数台のラッパロ
ールが設けられている。そして、各ラッパロールにはい
ずれも図１に示すような制御回路が設けられており、そ
れぞれ個別のタイミングで各ラッパロールの押付け圧力
が制御される。

【００２２】次に、図２のラッパロールの動作タイミン
グチャートを用いて、１台（ＮＯ．１ラッパロール）の
ラッパロールの動作につき説明する。

【００２３】この図２は、仕上圧延機によって圧延され
たホットストリップがホットランテーブルおよびピンチ
ロールを経て巻取機に到達し、マンドレルの周囲に巻取
られる過程での各動作タイミングを示している。そし
て、１巻目に続いて２巻目のホットストリップの先尾端
部のステップポジションがＮＯ．１ラッパロールの下部
を通過する場合、ラッパロールの押付け圧力を低圧制御
とすることにより、ＮＯ．１ラッパロールの位置は、ス
テップポジションに沿った軌跡を辿る。続いて、ステッ
プポジションの通過完了後に再び高圧制御とすることに
より、ホットストリップのマンドレルへの巻付けを確固
としたものにする。

【００２４】すなわち、低圧とはラッパロールがステッ
プポジションに沿った軌跡を辿れるような値の圧力を意
味し、高圧とはマンドレルにホットストリップを確実に
巻き付け得るような値の圧力を意味する。

【００２５】この後、ステップポジションの通過の度に
低圧制御を繰り返し行ない、トップエンドマークが問題
とならない程度の巻数となったときに、高圧圧力制御か
ら低圧圧力制御への切替え動作は完了し、以後限定され
た高圧圧力制御によって巻取り動作を実行する。

【００２６】また、巻取機には複数台のラッパロールが
装備されることが多いので、ラッパロールが３台装置さ
れた例につき、図３を使用して各ラッパロール間の圧力
切替えの動作タイミングを説明する。

【００２７】図３に示すように、３台のラッパロール、
つまりＮＯ．１ラッパロール、ＮＯ．２ラッパロールお
よびＮＯ．３ラッパロールがあるとする。そして、各ラ
ッパロールともステップポジション通過範囲を１２０°
とし、その１２０°間を低圧圧力制御とし、その他の２
４０°の範囲は高圧圧力制御とし、各ラッパロール間の
低圧切替えタイミングを１２０°の位相差を持たせるこ
とにより、常時３台の内の２台は高圧圧力制御となって
巻取り動作を実施し、残り１台はステップポジション通
過のために低圧圧力制御となる動作チャートとなる。

【００２８】

【発明の効果】本発明は上述のように、ホットストリッ
プの先尾端部のステップポジション通過時には、ラッパ
ロールの押付け圧力を高圧圧力制御から低圧圧力制御へ
切替えることにより、構成が簡単で低価格であり、かつ
調整が簡単な回路構成とすることができ、しかもトップ
エンドマークの低減により、表面きずの防止、巻き形状
の向上および歩留りの向上が図れることとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の制御回路の構成を示す図。

【図２】本発明を実施した場合のラッパロールの動作を
示すタイミングチャート。

【図３】巻取機に３台のラッパロールが装置されている
とした場合の本発明における各ラッパロールの動作を示
すタイミングチャート。

【図４】従来の巻取機の全体構成を示す図。

【図５】従来のラッパロールの制御回路を示す図。

【図６】従来のラッパロールの動作を示すタイミングチ
ャート。

【符号の説明】

１ ホットストリップ ２ ピンチロール ３ マンドレル ４ ラッパロール ５ 油圧サーボバルブ ６ 油圧シリンダ ７ 位置検出器 ８ 入側圧力検出器 ９ 出側圧力検出器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧延されて形成されたストリップを、マン
   ドレルおよびラッパロールにより構成される巻取機構に
   巻取る圧延材巻取機の巻取り制御方法において、 前記ラッパロールの前記マンドレルへの押付け圧力を、
   巻取られるストリップの先尾端部がラッパロール部を通
   過するタイミングで減少させることを特徴とする圧延材
   巻取機の巻取り制御方法。
2. 【請求項２】請求項１記載の圧延材巻取機の巻取り制御
   方法において、 前記押し付け圧力の減少期間は、前記マンドレルの１回
   転中に設定された所定回転角範囲とした圧延材巻取機の
   巻取り制御方法。
3. 【請求項３】圧延されて形成されたストリップを巻取る
   マンドレル、およびこのマンドレルにストリップを押し
   付けるラッパロールを有し、ストリップを巻取る巻取り
   機と、 前記ラッパロールの押し付け圧力を制御する制御装置
   と、 前記マンドレルの回転に応じてストリップの先尾端部が
   前記ラッパロールの位置を通過する位置を設定しラッパ
   ロール位置信号を形成する位置設定装置と、 この位置設定装置からのラッパロール位置信号が与えら
   れているときは低圧で与えられないときは高圧の出力を
   前記制御装置に与える信号形成装置とをそなえた圧延材
   巻取り機の巻取り制御装置。
4. 【請求項４】請求項３記載の装置において、 前記信号形成装置は、前記マンドレルの１回転中に設定
   された所定回転角範囲とした圧延材の巻取り制御装置。