JPH11129012A - 圧延機出側の金属帯の張力制御方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属帯の走間切断時における金属帯のスリッ
プ疵の発生を防止し、金属帯の板厚変動を抑制し、金属
帯の形状を安定化する。 【解決手段】 第１減算回路２６は、目標張力設定回路
２３、指令張力設定回路２４および換算回路２５を介し
て送られてくる指令電流と、電流検出器１８からの検出
電流との電流偏差を求め、第２減算回路３０は、増分速
度設定回路２８および指令周速度設定回路２９を介して
送られてくる指令周速度と、周速度検出器１７からの検
出周速度との速度偏差を求める。リミッタ回路３１は、
限界速度差設定回路３３からの速度偏差の上限値および
下限値に基づいて速度偏差を制限し、電流制御回路３４
は、電流偏差をリミッタ回路３１の出力で補正してブラ
イドルロールの駆動モータ１１の電流を制御する。速度
偏差の上下限値の適正な設定によって、課題を解決する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、連続圧延設備にお
ける圧延機出側の金属帯の張力制御方法および装置に関
し、特に金属帯の走間切断時における張力制御方法およ
び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、連続圧延設備に設けられる圧
延機、たとえば冷間圧延機の出側では、金属帯に高い張
力を付与して冷間圧延が行われており、これによって金
属帯の板厚変動の防止および形状の安定化が図られてい
る。通常、冷間圧延機の出側には、ブライドルロール、
走間切断機、巻取機がこの順序で配置され、巻取機とブ
ライドルロールとによって張力負荷を分担して高い張力
が金属帯に付与できるように構成されている。定常圧延
時における圧延機出側の金属帯の張力制御は、圧延機出
側の金属帯の張力（以後、圧延機出側張力と呼ぶ）が所
定の張力になるようにブライドルロールの分担する張力
負荷を制御することによって行われている。すなわち、
ブライドルロールは圧延機出側張力が所定の張力に比べ
て低いときには、ブライドルロールの駆動モータの電流
を上げ、圧延機出側張力が所定の張力に比べて高いとき
には、前記電流を下げてブライドルロールに加わる回転
トルクを補正している。

【０００３】これに対して金属帯の走間切断時には、圧
延機出側張力を巻取機とブライドルロールとによって分
担していたものを、ブライドルロールのみで負担しなけ
ればならないので、切断直後から切断された金属帯の先
端が再度巻取機に巻付くまでの期間中、金属帯の張力が
低下する。このため、ブライドルロールの駆動モータは
金属帯の張力を所定の張力に保つために、電流を上げて
補正しようとする。しかしながら、走間切断時にはブラ
イドルロールと金属帯との接触圧力が小さいので、接触
面で滑り、金属帯にスリップ疵が発生することがある。
スリップ疵は、製品品質上の重大欠陥であり、その程度
にかかわらず許容されないので、その発生を完全に防止
しなければならない。

【０００４】前記問題を解決するための先行技術として
は、特開平７−１６６２９号公報が開示されている。前
記先行技術では、図１０（２）中に推移線Ｕ１として示
すように金属帯が走間切断される時刻ｔ１１から、切断
された金属帯の先端が再度巻取機のリールに巻付く時刻
ｔ１２までの期間中、ブライドルロールの周速度が走間
切断前のブライドルロールの周速度と同一になるように
制御されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記先行技術の制御方
法では、スリップ疵の発生は防止できるものの、金属帯
に対して張力を付与することはできないので、図１０
（１）に示すように金属帯が走間切断されてから切断さ
れた金属帯の先端が再度巻取機に巻付くまでの期間（時
刻ｔ１１〜ｔ１２）中、張力が低下したままで回復する
ことはできない。この結果、前記期間中、金属帯の板厚
変動が大きくなるとともに、金属帯の形状が悪化すると
いう問題がある。

【０００６】本発明の目的は、金属帯の走間切断時にお
いて、金属帯のスリップ疵の発生を防止することが可能
であり、さらに金属帯の板厚変動の抑制および形状の安
定化を可能とする圧延機出側の金属帯の張力制御方法お
よび装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、圧延機出側に
複数のブライドルロールと、走間切断機と、巻取機とを
この順序で配置し、走行する金属帯の切断、巻取りが行
われる連続圧延設備における圧延機出側の金属帯の張力
制御方法において、圧延機出側の金属帯の走行速度を検
出し、金属帯の切断点の走行距離を検出し、前記走行距
離に応答し、金属帯の切断点が走間切断機よりも上流側
の予め定める位置に到達してから切断された金属帯が巻
取機に再び巻取られるまでの走行期間中、前記検出した
金属帯の走行速度と各ブライドルロールの周速度との差
を、金属帯のスリップ疵の発生が回避できるように小さ
く制限することを特徴とする圧延機出側の金属帯の張力
制御方法である。

【０００８】本発明に従えば、金属帯の切断前後の一定
期間中、金属帯の走行速度と各ブライドルロールの周速
度との差が制限されるので、切断後の金属帯とブライド
ルロールとの速度差に起因する金属帯のスリップ疵の発
生を防止することができる。

【０００９】また本発明は、圧延機出側に複数のブライ
ドルロールと、走間切断機と、巻取機とをこの順序で配
置し、ブライドルロールおよび巻取機によって圧延機出
側の金属帯に張力を付与しながら金属帯の巻取りを行
い、予め定める金属帯の切断点で走間切断が行われる連
続圧延設備における圧延機出側の金属帯の張力制御装置
において、各ブライドルロールの駆動モータは、制御信
号が与えられることによって回転速度が可変であって、
圧延機の出側の金属帯の走行速度を検出する走行速度検
出手段と、圧延機の出側に設けられ、金属帯の張力を検
出する張力検出手段と、各ブライドルロールの周速度を
検出する周速度検出手段と、各ブライドルロールの駆動
モータに与える制御信号を検出する制御信号検出手段
と、金属帯の切断点を検出する切断点検出手段と、金属
帯の切断点の走行距離を前記切断点検出手段の設置位置
を起点として検出する走行距離検出手段と、前記駆動モ
ータに制御信号を与える制御信号発生手段を有し、前記
走行速度検出手段、切断点検出手段および走行距離検出
手段の出力に応答し、金属帯の切断点の走行距離を検出
し、金属帯の切断点が走間切断機の上流側の予め定める
位置に到達してから巻取機に到達するまでの走行期間
中、前記張力検出手段、周速度検出手段および制御信号
検出手段の出力に応答し、各ブライドルロールの駆動モ
ータの回転速度を金属帯のスリップ疵の発生が回避でき
るように小さく制限するとともに、切断後の金属帯の張
力が早期に所定張力に回復するように制御する制御手段
とを含むことを特徴とする圧延機出側の金属帯の張力制
御装置である。

【００１０】本発明に従えば、各検出手段の出力に基づ
いて各ブライドルロールの駆動モータの回転速度を小さ
く制限する制御手段が設けられているので、ブライドル
ロールの周速度を抑制して金属帯のスリップ疵の発生を
防止することができる。また制御手段によって切断後の
金属帯の張力が切断時よりも増大するように制御される
ので、切断時に低下した金属帯の張力を早期に回復させ
ることができる。また走行速度検出手段、切断点検出手
段および切断点の走行距離検出手段が設けられているの
で、金属帯の切断点の走行位置を検知することが可能で
あり、金属帯の切断点が所定位置に到達してから巻取機
に到達するまでの期間を正確に把握することができる。
したがって、前記ブライドルロールの周速度の抑制され
る期間を短くすることができる。

【００１１】また本発明の前記制御手段は、予め設定さ
れる圧延機出側の金属帯の目標張力から巻取機が分担す
る金属帯の目標張力を減算してブライドルロールが分担
する金属帯の目標張力を求める目標張力設定回路と、目
標張力設定回路および張力検出手段の出力に基づいて、
ブライドルロールが分担する金属帯の目標張力を補正
し、ブライドルロールが分担する金属帯の指令張力を求
める指令張力設定回路と、前記求めた指令張力を指令電
流に換算する換算回路と、前記制御信号検出手段は電流
検出手段であって、換算回路および電流検出手段の出力
に基づいて、前記求めた指令電流と検出電流との電流偏
差を求める第１減算回路と、圧延機出側の金属帯の走行
速度に対するブライドルロールの周速度の増分量を設定
する増分速度設定回路と、増分速度設定回路の出力に基
づいて、ブライドルロールの指令周速度を求める指令周
速度設定回路と、指令周速度設定回路および周速度検出
手段の出力に基づいて、前記求めた指令周速度と検出周
速度との速度偏差を求める第２減算回路と、前記求めた
速度偏差の制限範囲を、金属帯のスリップ疵の発生が回
避できるように、かつ切断後の金属帯の張力が切断時よ
りも増大するように設定する限界速度差設定回路と、第
２減算回路および限界速度差設定回路の出力に基づい
て、前記求めた速度偏差を制限するリミッタ回路と、前
記制御信号発生手段は、電流制御回路であって、第１減
算回路およびリミッタ回路の出力に基づいて、前記求め
た電流偏差を補正して補正電流偏差を求め、前記期間
中、前記求めた補正電流偏差が零になるようにブライド
ルロールの駆動モータの電流を制御する電流制御回路と
を含むことを特徴とする。

【００１２】本発明に従えば、第１減算回路が設けられ
ているので、ブライドルロールの駆動モータの指令電流
と検出電流との電流偏差を求めることができ、第２減算
回路が設けられているのでブライドルロールの指令周速
度と検出周速度との速度偏差を求めることができる。ま
た、限界速度差設定回路が設けられているので、前記求
めた速度偏差の制限範囲を、金属帯の表面にスリップ疵
が発生しないように、かつ切断後の金属帯の張力が切断
時よりも増大するように設定することができる。またリ
ミッタ回路が設けられているので、前記求めた速度偏差
を制限することができる。さらに電流制御回路が設けら
れているので、前記求めた電流偏差を補正して補正電流
偏差を求め、前記求めた補正電流偏差が零になるように
ブライドルロールの駆動モータの電流を制御することが
できる。これによって、制御手段はブライドルロールの
駆動モータの電流を抑制することが可能であり、金属帯
のスリップ疵の発生を防止し、切断後の金属帯の張力を
早期に所定張力に回復することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態で
ある張力制御装置の概略構成を示す系統図である。図１
には、本実施の形態の張力制御装置１が設けられている
圧延設備、たとえば連続冷間圧延設備の概略構成が併せ
て示されている。連続冷間圧延設備は、先行して通板さ
れる金属帯、たとえば鋼帯７と後続して通板される鋼帯
７とを順次溶接し、鋼帯７を走行させながら連続的に冷
間圧延し、冷間圧延された鋼帯７をコイル状に巻取りな
がら切断点で切断する設備である。切断点は、鋼帯７の
予め定める切断位置であり、通常溶接点が切断点とな
る。しかしながら、同一素材内で板厚の変更が行われる
ときには板厚変更点が切断点となる。本実施の形態の連
続冷間圧延設備は、冷間圧延機２と、４本のブライドル
ロール３ａ〜３ｄと、走間切断機５と、巻取機６とをこ
の順序で配置して構成されている。

【００１４】冷間圧延機２は、４段圧延機を４基直列に
配置したタンデム圧延機であり、各４段圧延機にはワー
クロールとバックアップロールとが上下一対それぞれ設
けられている。冷間圧延機２は、鋼帯７に張力を付与し
ながら所定の板厚まで冷間圧延する。ブライドルロール
３ａ〜３ｄは、鋼帯７に張力を付与する装置であり、鋼
帯７を４本のブライドルロール３ａ〜３ｄに巻掛けた状
態で駆動モータ１１ａ〜１１ｄによって個別に回転駆動
される。各ブライドルロール３ａ〜３ｄは直円柱状のロ
ールであり、同一のロール外径を有している。なお、以
後ブライドルロール３ａ〜３ｄおよび駆動モータ１１ａ
〜１１ｄを総称してブライドルロール３および駆動モー
タ１１とそれぞれ呼ぶことがある。鋼帯７への張力の付
与は、各ブライドルロール３ａ〜３ｄの周速度を圧延機
出側の鋼帯７の走行速度よりも高速にすることによって
行われる。これによって、各ブライドルロール３に接触
している鋼帯７の走行速度は、圧延機出側の鋼帯７の走
行速度よりも高速になるので、圧延機出側の鋼帯７には
張力が付与される。

【００１５】駆動モータ１１は、三相誘導電動機であ
り、駆動モータ１１は与えられる制御信号、たとえば電
流制御信号によって回転速度を可変される。電流制御信
号は、後述のように制御信号発生手段である電流制御回
路３４から発信される。本実施の形態では、図２に示す
ように、電力は三相交流電源１４からインバータ１５を
介して駆動モータ１１に供給される。インバータ１５
は、可変電圧可変周波数の電力変換器であり、駆動モー
タ１１の速度制御およびトルク制御は、制御信号である
インバータの電流を制御することによって行われる。制
御信号は制御信号検出手段である電流検出手段１８によ
って検出される。前記制御中、インバータに供給される
電流が大きくなるほど駆動モータ３の速度およびトルク
は大きくなり、鋼帯７に付与される張力は大きくなる。
各駆動モータ１１ａ〜１１ｄは、すべて同一の定格容量
を有しており、各ブライドルロール３ａ〜３ｄをすべて
同一の周速度になるように回転駆動する。

【００１６】走間切断機５は、上下一対の回転刃を有す
る切断機であり、鋼帯７を走行状態のまま切断する。巻
取機６は、カローゼルリールと呼ばれる巻取機であり、
２個の巻取リール６ａ，６ｂを有する。２個の巻取リー
ル６ａ，６ｂは交互に使用され、一方の巻取リール６ａ
における先行材である鋼帯７の巻取りが完了すると、後
続の後行材である鋼帯７は他方の巻取リール６ｂに巻取
られる。巻取機６は、鋼帯７の巻取速度が一定になるよ
うに巻取リール６ａ，６ｂの回転速度を制御して鋼帯７
を巻取る。前記ブライドルロール３ｄの下方には、スナ
バロール８が設けられている。スナバロール８は、油圧
シリンダ１２によって自在に昇降可能であり、鋼帯７の
切断時には、上昇してブライドルロール３ｄとスナバロ
ール８との間に鋼帯７を挟持する。ブライドルロール３
ｄと走間切断機５との間には、ピンチロール４が設けら
れている。また冷間圧延機２の上流側には、２本の入側
ブライドルロール１３ａ，１３ｂが設けられている。

【００１７】鋼帯７は、入側ブライドルロール１３ａ，
１３ｂの上流側に設けられている溶接機（図示せず）に
おいて、先行材の後端部と後行材の先端部とを溶接さ
れ、溶接機出側で切断点にパンチャで穴をあけられ、冷
間圧延機にて冷間圧延され、ブライドルロール３および
走間切断機５を経て巻取機６の一方の巻取リール６ａに
巻取られる。巻取中、鋼帯７の切断点が走間切断機５に
到達すると鋼帯７の切断が行われ、切断された鋼帯７の
先端部は、巻取機６の他方の巻取リール６ｂに巻取られ
る。冷間圧延中の圧延機出側張力は、ブライドルロール
３と巻取機６とによって分担して付与される。ブライド
ルロール３と巻取機６とがそれぞれ分担する張力負荷
は、設備仕様によって定められる。

【００１８】張力制御装置１は、冷間圧延機出側の鋼帯
７の張力を制御する装置であり、走行速度検出手段であ
る走行速度検出器１６と、張力検出手段である張力検出
器９と、周速度検出手段である周速度検出器１７と、電
流検出手段である電流検出器１８と、切断点検出手段で
ある切断点検出器１９と、走行距離検出手段である移動
距離検出器２０と、制御手段である制御装置１０とを含
んで構成される。走行速度検出器１６は、たとえばパル
ス発生器とパルスカウンタから成り、冷間圧延機２の出
側における鋼帯７の走行速度を検出する。パルス発生器
は、冷間圧延機２の最終スタンドのワークロールを駆動
する電動機に取付けられており、発生パルス数は、パル
スカウンタによってカウントされる。前記走行速度は、
単位時間あたりの発生パルス数にパルスレート（ｍｍ／
パルス）を乗算することによって求められる。

【００１９】張力検出器９は、たとえばテンションロー
ルと荷重計とから成り、テンションロールの荷重から張
力を求める検出器である。張力検出器９は、冷間圧延機
２とブライドルロール３ａとの間に設けられ、圧延機出
側の鋼帯７の張力を検出する。周速度検出器１７は、た
とえばパルス発生器とパルスカウンタから成り、その構
成および作用は走行速度検出器１６と全く同一である。
周速度検出器１７のパルス発生器は、各ブライドルロー
ル３ａ〜３ｄの駆動モータ１１ａ〜１１ｄにそれぞれ取
付けられており、各ブライドルロール３ａ〜３ｄの周速
度を個別に検出する。電流検出器１８は、電流計であ
り、前述のように各ブライドルロール３ａ〜３ｄの駆動
モータ１１ａ〜１１ｄに供給される電流をそれぞれ個別
に検出する。

【００２０】切断点検出器１９は、たとえば投光器と光
センサとから成る穴検出器であり、入側ブライドルロー
ル１３ａの出側に近接して設けられる。切断点検出器１
９は、鋼帯７の切断点に形成されている穴を検出して検
出信号を発信する。走行距離検出器２０は、たとえばパ
ルス発生器とパルスカウンタから成り、鋼帯７の切断点
の移動距離を検出する。走行距離検出器２０のパルス発
生器は、たとえば入側ブライドルロール１３ａの駆動モ
ータに取付けられており、発生パルス数はパルスカウン
タによってカウントされる。

【００２１】鋼帯７の切断点の走行距離は、パルスカウ
ンタの積算パルス数にパルスレート（ｍｍ／パルス）を
乗算することによって求められる。したがって、鋼帯７
の切断点が切断点検出器１９を通過した時点でパルスカ
ウンタのパルス数を零にすれば、パルスカウンタの積算
パルス数に基づいて、鋼帯７の切断点の走行距離を切断
点検出器１９を起点として求めることができる。また圧
延機入側の鋼帯７の走行速度は、走行距離検出器２０の
パルスカウンタの単位時間当たりの発生パルス数にパル
スレート（ｍｍ／パルス）を乗算することによって求め
ることができる。さらに、鋼帯７の切断点が切断点検出
器１９の設置位置から予め定める所定位置に到達するま
での走行所要距離は、設備距離および冷間圧延による板
長増加量に基づいて算出される。前記板長増加量は、走
行速度検出器１６によって検出される圧延機出側の鋼帯
７の走行速度と、走行距離検出器２０によって検出され
る圧延機入側の鋼帯７の走行速度との比率に基づいて求
められる。これによって、鋼帯７の切断点の走行距離が
前記求めた走行所要距離と一致したとき、鋼帯７の切断
点が所定位置に到達したと判断されるので、鋼帯７の切
断点が所定位置に到達するタイミングを正確に把握する
ことができる。制御装置１０は、たとえばコンピュータ
によって実現され、前記切断点の所定位置到達判定を行
うとともに、後述のように前記各検出器の出力に応答し
てブライドルロール３の駆動モータ１１の電流、換言す
れば圧延機出側張力を制御する。

【００２２】図１を参照して、切断点検出器１９は、鋼
帯７の切断点を検出して検出信号を走行距離検出器２０
および制御装置１０に送る。走行距離検出器２０は、切
断点検出器１９の出力に応答してパルスカウンタのカウ
ント値を零にするとともに、鋼帯７の切断点の走行距離
を表すパルス積算値を制御装置１０に送る。走行速度検
出器１６は、圧延機出側の鋼帯７の走行速度を検出して
検出信号を制御装置１０に送る。張力検出器９は、圧延
機出側の鋼帯７の張力を検出して検出信号を制御装置１
０に送る。周速度検出器１７は、ブライドルロール３の
周速度を検出して検出信号を制御装置１０に送る。電流
検出器１８は、ブライドルロール３の駆動モータ１１の
電流を検出して検出信号を制御装置１０に送る。制御装
置１０は、走行速度検出器１６、切断点検出器１９およ
び走行距離検出器２０の出力に応答し、前述のように鋼
帯７の切断点の位置を検知し、鋼帯７の切断点が所定位
置に到達したか否かを判定し、鋼帯７の切断点が走間切
断機５の上流側の予め定める所定位置に到達してから巻
取機６に到達するまでの走行期間を求める。また前記張
力検出器９、周速度検出器１７および電流検出器１８の
出力に応答し、前記求めた期間中、各ブライドルロール
３ａ〜３ｄの駆動モータ１１ａ〜１１ｄの電流を鋼帯７
にスリップ疵が発生しないように制限すなわち抑制する
とともに、切断後の鋼帯７の張力が切断時よりも増大す
るように制御する。

【００２３】スリップ疵は、ブライドルロール３の周速
度と鋼帯７の走行速度との差ΔＶに基づいて発生する鋼
帯７の表面疵であり、目視観察によって判定される。ス
リップ疵は、図３に示すように前記差ΔＶがΔＶ１を超
えると発生し、差ΔＶが大きくなるにつれて疵の数が多
くなる。スリップ疵は、前述のように発生が全く許容さ
れないので、スリップ疵の許容限度を表す直線Ｌ１は疵
の数が零の位置に存在し、前記差ΔＶ１が前記差の限界
値となる。

【００２４】このように、走行速度検出器１６、切断点
検出器１９および走行距離検出器２０が設けられてお
り、これによって、鋼帯７の切断点が所定位置に到達す
るタイミングを正確に把握することができるので、鋼帯
７の切断点が走間切断機５の上流側の予め定める所定位
置に到達してから、巻取機３に到達するまでの走行期間
を正確に求めることができる。したがって、前記予め定
める所定位置を走間切断機５に近接させることができ、
ブライドルロール３の駆動モータ１１の電流が抑制され
る前記期間を短くすることができる。この結果、電流、
換言すれば張力の抑制されない期間を長くすることがで
き、大きな張力を切断直前まで鋼帯７に付与することが
できる。なお制御装置１０の構成および動作については
後述する。

【００２５】図４は、図１に示す制御装置の電気的構成
を示すブロック図である。図４には、制御装置の構成の
うち鋼帯７の張力制御にかかわる部分の構成のみが示さ
れている。制御装置１０は、目標張力設定回路２３と、
指令張力設定回路２４と、換算回路２５と、第１減算回
路２６と、増分速度設定回路２８と、指令周速度設定回
路２９と、第２減算回路３０と、リミッタ回路３１と、
限界速度差設定回路３３と、電流制御回路３４とを含ん
で構成される。目標張力設定回路２３は、ブライドルロ
ール３が分担する鋼帯７の目標張力Ｔ_Bを求める減算回
路である。ブライドルロール３が分担する鋼帯７の目標
張力Ｔ_Bは圧延機出側の鋼帯７の目標張力Ｔｔから巻取
機が分担する鋼帯７の目標張力Ｔ_Rを減算することによ
って求められる。算出式を（１）式に示す。 Ｔ_B ＝ Ｔｔ − Ｔ_R …（１）

【００２６】圧延機出側の鋼帯７の目標張力Ｔｔは、圧
延条件によって予め定められる目標張力であり、巻取機
６が分担する鋼帯７の目標張力Ｔ_Rは、ブライドルロー
ル３と巻取機６との前記張力負荷分配率に基づいて定め
られる目標張力である。本実施の形態では、前記求めた
ブライドルロール３が分担する鋼帯７の目標張力Ｔ_Bに
基づいて、鋼帯７の張力制御が行われる。目標張力設定
回路２３の出力は、指令張力設定回路２４に送られる。
指令張力設定回路２４は、ブライドルロール３が分担す
る鋼帯７の指令張力Ｔｃを求める回路である。前記指令
張力Ｔｃは、張力検出器９によって検出された圧延機出
側張力をＴ，張力偏差をΔＴとすると、（２），（３）
式によって求められる。指令張力設定回路２４の出力は
換算回路２５に送られる。 ΔＴ ＝ Ｔ_B − （Ｔ − Ｔ_R） …（２） Ｔ_C ＝ Ｔ_B ＋ ΔＴ …（３）

【００２７】換算回路２５は、張力を電流に換算する回
路であり、前記求めた指令張力Ｔｃを指令電流Ｉｃに換
算する。換算回路２５の出力は第１減算回路２６に送ら
れる。第１減算回路２６は、電流偏差ΔＩを求める回路
であり、電流偏差ΔＩは、電流検出器１８によって検出
されたブライドルロール３の駆動モータ１１の検出電流
をＩとすると（４）式によって求められる。第１減算回
路２６の出力は、電流制御回路３４に送られる。 ΔＩ ＝ Ｉ_C − Ｉ …（４）

【００２８】増分速度設定回路２８は、圧延機出側の鋼
帯７の走行速度に対するブライドルロール３の周速度の
増分量ΔＦを設定する回路である。前述のように、鋼帯
７への張力の付与は、ブライドルロール３の周速度を圧
延機出側の鋼帯７の走行速度よりも高速にすることによ
って行われるので、前記増分量ΔＦは、圧延機出側の鋼
帯７の目標張力Ｔｔに基づいて設定される。増分速度設
定回路２８の出力は、指令周速度設定回路２９に送られ
る。

【００２９】指令周速度設定回路２９は、ブライドルロ
ール３の指令周速度Ｒｃを求める回路であり、指令周速
度Ｒｃは、圧延機出側の鋼帯７の目標走行速度をＦとす
れば（５）式によって求められる。指令周速度設定回路
２９の出力は第２減算回路３０に送られる。 Ｒ_C ＝ Ｆ ＋ ΔＦ …（５）

【００３０】ここで、圧延機出側の鋼帯７の走行速度と
して目標値Ｆが用いられ、走行速度検出器１６の検出値
が用いられないのは、検出値を用いると応答遅れが生じ
るからである。しかしながら、走行速度制御が行われて
いるので、目標値と検出値とは一致しており、指令周速
度Ｒｃは検出値に基づいて求められる値と同等である。

【００３１】第２減算回路３０は、速度偏差ΔＲを求め
る回路であり、速度偏差ΔＲは周速度検出器１７によっ
て検出されたブライドルロール３の検出周速度をＲとす
ると、（６）式によって求められる。第２減算回路３０
の出力は、リミッタ回路３１に送られる。 ΔＲ ＝ Ｒ_C − Ｒ …（６）

【００３２】限界速度差設定回路３３は、前記求めた速
度偏差ΔＲの制限範囲を設定する回路である。前記制限
範囲の上限値ΔＬｕは、ブライドルロール３の周速度が
過大にならないように、換言すれば鋼帯７にスリップ疵
が全く発生しないように設定され、前記制限範囲の下限
値ΔＬｄは、ブライドルロール３の周速度が過小になら
ないように、換言すれば切断後の鋼帯７の張力が切断時
よりも増大するように設定される。限界速度差設定回路
３３の出力は、リミッタ回路３１に送られる。

【００３３】リミッタ回路３１は、前記求めた速度偏差
ΔＲを制限する回路であり、図５に示すように制限範囲
の上限値ΔＬｕを超える速度偏差ΔＲおよび制限範囲の
下限値ΔＬｄ未満の速度偏差ΔＲはいずれもカットされ
て上限値ΔＬｕおよび下限値ΔＬｄとして出力される。
本実施の形態では、制限範囲の上限値ΔＬｕは零に設定
される。したがって、リミッタ回路３１の出力は負とな
る。リミッタ回路３１の出力は、速度を電流に換算して
電流制御回路３４に送られる。電流制御回路３４は、ブ
ライドルロール３の駆動モータ１１の電流を制御する回
路である。電流制御回路３４における制御は、前記求め
た電流偏差ΔＩとリミッタ回路３１の出力とを加算して
補正電流偏差ΔＩａを求め、前記求めた補正電流偏差Δ
Ｉａが零になるように前記駆動モータ１１の電流を制御
することによって行われる。

【００３４】図６は、本発明の張力制御方法を説明する
ためのフローチャートである。ステップａ１では、連続
冷間圧延設備における鋼帯７の張力制御が開始される。
ステップａ２では、第１張力制御が開始される。第１張
力制御は、圧延機出側の鋼帯７の張力が予め定める目標
張力になるようにブライドルロール３の駆動モータ１１
の電流を制御する方法であり、後述のように指令電流Ｉ
ｃと検出電流Ｉとの差である電流偏差ΔＩが零となるよ
うに制御される。ステップａ３では、鋼帯７の切断点が
所定位置に到達したか否かが判断される。この判断は、
走行速度検出器１６、切断点検出器１９および走行距離
検出器２０の出力に基づいて、制御装置１０によって行
われる。所定位置は、走間切断機５の上流側の予め定め
られる位置、たとえば冷間圧延機２の最終スタンドであ
る。前記判断が否定であれば、ステップａ２に戻り、第
１張力制御を続行する。前記判断が肯定であれば、ステ
ップａ４に進む。

【００３５】ステップａ４では、第２張力制御が行われ
る。第２張力制御は、前記リミッタ回路３１の出力信号
を電流制御回路３４に送って前記第１張力制御の電流偏
差ΔＩをマイナス補正し、前記駆動モータ１１の電流を
抑制する制御方法である。第２制御は、鋼帯７の切断前
後にわたって行われる。ステップａ５では、後行材であ
る鋼帯７の先端部が巻取機６に到達し、切断された鋼帯
７の先端部が巻取リールに巻付けられたか否かが判断さ
れる。この判断が否定であれば、ステップａ４に戻り、
第２張力制御を続行する。この判断が肯定であれば、ス
テップａ２に戻り、再度第１張力制御が行われる。この
ような処理は、連続圧延設備における鋼帯７の連続圧延
が終了するまで繰返される。

【００３６】このように、第２張力制御が鋼帯７の切断
直前から、鋼帯７が切断されて再度リールに巻付けられ
るまでの期間中行われるので、切断後の張力低下時に前
記駆動モータ１１の電流を抑制することができる。した
がって、ブライドルロール３の周速度の増大を抑制する
ことができる。第２張力制御における電流偏差ΔＩの補
正方法については後述する。

【００３７】図７は、図６に示す第１張力制御の制御方
法を説明するためのフローチャートである。ステップｂ
１では、鋼帯７の第１張力制御が開始される。ステップ
ｂ２では、ブライドルロール３の分担する鋼帯７の目標
張力Ｔ_Bの設定が行われる。前記目標張力Ｔ_Bの設定は、
（１）式に基づいて行われる。ステップｂ３では、圧延
機出側張力および前記駆動モータ１１の電流の検出が行
われる。圧延機出側張力Ｔの検出は、張力検出器９によ
って行われ、電流Ｉの検出は電流検出器１８によって行
われる。ステップｂ４では、指令張力Ｔｃの設定が前記
（２），（３）式に基づいて行われる。ステップｂ５で
は、指令張力Ｔｃが指令電流Ｉｃに換算される。前記換
算は、換算回路２５によって行われる。ステップｂ６で
は、電流偏差ΔＩの算出が（４）式に基づいて行われ
る。ステップｂ７では、電流制御回路３４によって電流
制御が行われる。電流制御は、前記求めた電流偏差ΔＩ
が零になるように駆動モータ１１の電流を制御すること
によって行われる。ステップｂ８では、鋼帯７の切断点
が走間切断機５に到達したか否かが判断される。この判
断が否定であれば、ステップｂ３に戻り、前記処理が繰
返される。この判断が肯定であれば、制御対象の鋼帯７
の第１張力制御が終了する。

【００３８】図８は、図６に示す第２張力制御における
電流偏差の補正方法を説明するためのフローチャートで
ある。ステップｃ１でスタートし、ステップｃ２では、
増分速度ΔＦ、目標走行速度Ｆおよび限界速度差の設定
が行われる。前述のように、増分速度は増分速度設定回
路２８において圧延機出側の鋼帯７の目標張力Ｔｔに基
づいて設定され、限界速度差である速度偏差ΔＲの上限
値ΔＬｕおよび下限値ΔＬｄは、限界速度差設定回路３
３においてブライドルロール３の周速度が過大および過
小にならないようにそれぞれ設定される。すなわち、速
度偏差ΔＲの上限値ΔＬｕは補正後に鋼帯７にスリップ
疵が全く発生しないように設定され、速度偏差ΔＲの下
限値ΔＬｄは補正後に切断後の鋼帯７の張力が切断時よ
りも増大するように設定される。また、目標走行速度Ｆ
は鋼帯７の圧延パススケジュールに基づいて設定され
る。

【００３９】ステップｃ３では、ブライドルロール３の
周速度Ｒの検出が周速度検出器１７によって行われる。
ステップｃ４では、指令周速度Ｒｃの設定が（５）式に
基づいて行われる。ステップｃ５では、速度偏差ΔＲの
算出が（６）式に基づいて行われる。ステップｃ６で
は、速度偏差ΔＲの制限が行われる。速度偏差ΔＲの制
限は、上下限値を外れる速度偏差ΔＲをカットすること
によって行われる。すなわち、速度偏差ΔＲが上限値Δ
Ｌｕを超えるときにはΔＲ＝ΔＬｕとされ、速度偏差Δ
Ｒが下限値ΔＬｄ未満のときにはΔＲ＝ΔＬｄとされ、
速度偏差ΔＲが上下限値の範囲内であるときには、ΔＲ
＝ΔＲとされる。ステップｃ７では、速度が電流に換算
されて前記制限された速度偏差から電流偏差の補正値が
求められる。ステップｃ８では、補正電流偏差ΔＩａが
電流偏差ΔＩに前記求めた補正値を加算することによっ
て求められる。ステップｃ９では、電流偏差ΔＩの補正
が完了する。

【００４０】図９は、張力制御中における圧延機出側の
鋼帯の張力およびブライドルロールの周速度の推移を示
すグラフである。図９には、前記推移のうち鋼帯７の切
断前後における推移が示されている。時刻ｔ１では、前
記第１張力制御が行われており、鋼帯７には圧延条件に
基づく高い張力が付与されている。時刻ｔ１前後におけ
る圧延機出側張力およびブライドルロール３の周速度
は、一定に保持される。時刻ｔ２では、鋼帯７の切断点
が所定位置である冷間圧延機２の最終スタンドに到達す
る。また前記第２張力制御が開始され、圧延機出側張力
の低減が開始される。圧延機出側張力の低減は、鋼帯７
の切断に備えて、ブライドルロール３のみによって張力
負荷を担うために行われる。時刻ｔ３では、前記張力の
低減が終了し、張力はほぼ半分に低下する。時刻ｔ４で
は、鋼帯７の走間切断が行われる。走間切断によって、
圧延機出側張力は一旦大幅に低下し、時間経過とともに
次第に増加する。これに対して、ブライドルロール３の
周速度は、図９中に推移線Ｒ１として示すように僅かに
増加した後ほぼ一定に保たれる。時刻ｔ５では、切断さ
れた鋼帯７の先端が巻取機６の巻取リールに巻取られ、
再度前記第１張力制御が開始される。前記巻取リールへ
の巻付けによって、圧延機出側張力は急増し、ブライド
ルロール３の周速度は低下して、増加前の水準まで戻
る。巻取リール巻付け後の圧延機出側張力は、切断直前
の水準にほぼ一定に保たれる。時刻ｔ６では、圧延機出
側張力の増加が開始され、時刻ｔ７で元の高い張力水準
に復帰する。

【００４１】このように、鋼帯７の切断点が走間切断機
５よりも上流側の所定位置に到達してから、切断された
鋼帯７が巻取機６に再び巻取られるまでの期間（時刻ｔ
２〜時刻ｔ５）中、前記駆動モータ１１の電流を抑制し
た第２張力制御が行われるので、走間切断後におけるブ
ライドルロール３の周速度の増加量を過大にならないよ
うに制御することができる。したがって、切断後におけ
る鋼帯７のスリップ疵の発生を防止することができる。
また、第２張力制御によって、ブライドルロール３の周
速度の増加量が過小にならないように制御されるので、
切断後の鋼帯７の張力が切断時よりも増大する。したが
って、切断後の鋼帯７の板厚変動を抑制することがで
き、切断後の鋼帯７の形状を安定化させることができ
る。

【００４２】

【発明の効果】以上のように請求項１記載の本発明によ
れば、切断後の金属帯の走行速度とブライドルロールの
周速度との速度差を小さくすることができるので、金属
帯のスリップ疵の発生を防止することができる。したが
って、金属帯の製造歩留まりを向上することができる。

【００４３】また請求項２記載の本発明によれば、切断
後の金属帯の張力を切断時よりも増大させることができ
るので、切断時に低下した金属帯の張力を早期に回復さ
せることができる。したがって、切断後の金属帯の板厚
変動を抑制でき、金属帯の形状を安定化させることがで
きる。また、金属帯の切断点が所定位置に到達してから
巻取機に到達するまでの期間を正確に把握することがで
きるので、ブライドルロールの駆動モータの前記電流の
抑制される前記期間を短くすることができる。したがっ
て、電流の抑制されない期間を長くすることができ、大
きな張力を切断直前まで金属帯に付与することができ
る。

【００４４】また請求項３記載の本発明によれば、制御
手段には限界速度差設定回路、リミッタ回路および電流
制御回路が設けられているので、ブライドルロールの駆
動モータの電流を抑制することができる。また金属帯の
スリップ疵の発生を防止し、切断後の金属帯の張力を切
断時よりも増大することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態である張力制御装置の概
略構成を示す系統図である。

【図２】図１に示す駆動モータの電源の構成を示すブロ
ック図である。

【図３】ブライドルロールの周速度と鋼帯の走行速度と
の差ΔＶと、スリップ疵の数との関係を示すグラフであ
る。

【図４】図１に示す制御装置の電気的構成を示すブロッ
ク図である。

【図５】図４に示すリミッタ回路の出力と速度偏差ΔＲ
との関係を示すグラフである。

【図６】本発明の張力制御方法を説明するためのフロー
チャートである。

【図７】図６に示す第１張力制御の制御方法を説明する
ためのフローチャートである。

【図８】図６に示す第２張力制御における電流偏差の補
正方法を説明するためのフローチャートである。

【図９】張力制御中における圧延機出側の鋼帯の張力お
よびブライドルロールの周速度の推移を示すグラフであ
る。

【図１０】先行技術の張力制御中における圧延機出側の
鋼帯の張力およびブライドルロールの周速度の推移を示
すグラフである。

【符号の説明】

１ 張力制御装置 ２ 冷間圧延機 ３ ブライドルロール ５ 走間切断機 ６ 巻取機 ７ 鋼帯 ９ 張力検出器 １０ 制御装置 １１ 駆動モータ １６ 走行速度検出器 １７ 周速度検出器 １８ 電流検出器 １９ 切断点検出器 ２０ 走行距離検出器 ２３ 目標張力設定回路 ２４ 指令張力設定回路 ２５ 換算回路 ２６ 第１減算回路 ２８ 増分速度設定回路 ２９ 指令周速度設定回路 ３０ 第２減算回路 ３１ リミッタ回路 ３３ 限界速度差設定回路 ３４ 電流制御回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧延機出側に複数のブライドルロール
   と、走間切断機と、巻取機とをこの順序で配置し、走行
   する金属帯の切断、巻取りが行われる連続圧延設備にお
   ける圧延機出側の金属帯の張力制御方法において、 圧延機出側の金属帯の走行速度を検出し、金属帯の切断
   点の走行距離を検出し、前記走行距離に応答し、金属帯
   の切断点が走間切断機よりも上流側の予め定める位置に
   到達してから切断された金属帯が巻取機に再び巻取られ
   るまでの走行期間中、前記検出した金属帯の走行速度と
   各ブライドルロールの周速度との差を、金属帯のスリッ
   プ疵の発生が回避できるように小さく制限することを特
   徴とする圧延機出側の金属帯の張力制御方法。
2. 【請求項２】 圧延機出側に複数のブライドルロール
   と、走間切断機と、巻取機とをこの順序で配置し、ブラ
   イドルロールおよび巻取機によって圧延機出側の金属帯
   に張力を付与しながら金属帯の巻取りを行い、予め定め
   る金属帯の切断点で走間切断が行われる連続圧延設備に
   おける圧延機出側の金属帯の張力制御装置において、 各ブライドルロールの駆動モータは、制御信号が与えら
   れることによって回転速度が可変であって、 圧延機の出側の金属帯の走行速度を検出する走行速度検
   出手段と、 圧延機の出側に設けられ、金属帯の張力を検出する張力
   検出手段と、 各ブライドルロールの周速度を検出する周速度検出手段
   と、 各ブライドルロールの駆動モータに与える制御信号を検
   出する制御信号検出手段と、 金属帯の切断点を検出する切断点検出手段と、 金属帯の切断点の走行距離を前記切断点検出手段の設置
   位置を起点として検出する走行距離検出手段と、 前記駆動モータに制御信号を与える制御信号発生手段を
   有し、前記走行速度検出手段、切断点検出手段および走
   行距離検出手段の出力に応答し、金属帯の切断点の走行
   距離を検出し、金属帯の切断点が走間切断機の上流側の
   予め定める位置に到達してから巻取機に到達するまでの
   走行期間中、前記張力検出手段、周速度検出手段および
   制御信号検出手段の出力に応答し、各ブライドルロール
   の駆動モータの回転速度を金属帯のスリップ疵の発生が
   回避できるように小さく制限するとともに、切断後の金
   属帯の張力が早期に所定張力に回復するように制御する
   制御手段とを含むことを特徴とする圧延機出側の金属帯
   の張力制御装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、 予め設定される圧延機出側の金属帯の目標張力から巻取
   機が分担する金属帯の目標張力を減算してブライドルロ
   ールが分担する金属帯の目標張力を求める目標張力設定
   回路と、 目標張力設定回路および張力検出手段の出力に基づい
   て、ブライドルロールが分担する金属帯の目標張力を補
   正し、ブライドルロールが分担する金属帯の指令張力を
   求める指令張力設定回路と、 前記求めた指令張力を指令電流に換算する換算回路と、 前記制御信号検出手段は電流検出手段であって、換算回
   路および電流検出手段の出力に基づいて、前記求めた指
   令電流と検出電流との電流偏差を求める第１減算回路
   と、 圧延機出側の金属帯の走行速度に対するブライドルロー
   ルの周速度の増分量を設定する増分速度設定回路と、 増分速度設定回路の出力に基づいて、ブライドルロール
   の指令周速度を求める指令周速度設定回路と、 指令周速度設定回路および周速度検出手段の出力に基づ
   いて、前記求めた指令周速度と検出周速度との速度偏差
   を求める第２減算回路と、 前記求めた速度偏差の制限範囲を、金属帯のスリップ疵
   の発生が回避できるように、かつ切断後の金属帯の張力
   が切断時よりも増大するように設定する限界速度差設定
   回路と、 第２減算回路および限界速度差設定回路の出力に基づい
   て、前記求めた速度偏差を制限するリミッタ回路と、 前記制御信号発生手段は、電流制御回路であって、第１
   減算回路およびリミッタ回路の出力に基づいて、前記求
   めた電流偏差を補正して補正電流偏差を求め、前記期間
   中、前記求めた補正電流偏差が零になるようにブライド
   ルロールの駆動モータの電流を制御する電流制御回路と
   を含むことを特徴とする請求項２記載の圧延機出側の金
   属帯の張力制御装置。