JP2004255444A - テンションレベラによる伸び率制御方法 - Google Patents

テンションレベラによる伸び率制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】テンションレベラによる伸び率制御において、ライン低速運転時に短時間で目標の伸び率に調整できるようにする。
【解決手段】連続的に搬送される帯板を、テンションレベラを通過させながら、該帯板の伸び率を目標値に制御する伸び率制御を行う際、ライン速度が0〜70mpmまでのライン低速運転時には、張力制御(C)を適用し、帯板の伸び率実績(E)が、目標値(0.2%)に対して所定の基準範囲に入った後、伸び率制御(D)に切り換える。
【選択図】 図2

Description

【0001】
【発明が属する技術分野】
本発明は、テンションレベラによる伸び率制御方法、特に連続的に搬送される鋼板等の帯板の形状を矯正する際に適用して好適な、テンションレベラによる伸び率制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、圧延工場においては、連続的に搬送される鋼板(帯板)を、千鳥格子状に配列された複数のロールからなるテンションレベラに通板し、各ロールに接触させながら張力を付与することにより所定の伸び率に制御し、該鋼板の形状を矯正することが行なわれている。
【0003】
このようなテンションレベラ設備で鋼板形状を矯正する場合は、通常ライン速度が0mpm(m/min)の時点からラインの運転を開始し、例えば70mpmの所定の低速状態にした後、この状態で演算により求められる伸び率実績を所望の目標値に調整した後、該伸び率を維持しながら徐々に加速して高速状態にする伸び率制御が行なわれている。
【0004】
このようなテンションレベラ設備における伸び率制御では、ライン速度が低速の状態では伸び率の演算精度が低いことから、この状態で伸び率が目標値に収束するまでに時間がかかる。そのため、その間にテンションレベラを通過した長さ分の鋼板は伸び率不良となることから、製品歩留りの低下を招いている。
【0005】
そこで、このような問題点を改善するべく、ライン速度が低速状態にあるときの伸び率演算精度等の向上を図るための技術が提案されている。具体的には、テンションレベラの入側及び出側に設置されている伸び率演算用のPLG(パルスジェネレータ)等の回転速度検出器から、伸び率演算機能を有する伸び率制御装置へ入力される検出信号のサンプリング時間を短くすることにより、より細かい間隔で伸び率実績を演算する手法が採られている。
【0006】
又、サンプリング周期を一定とすると、検出信号のサンプリング数が低速状態に比べ高速状態の方が非常に多くなるため、高速状態における演算負荷が高くなり、オーバーフロー等の問題を生じる。そのため、伸び率演算に支障の無い範囲で、回転速度検出器から入力される検出信号のサンプリング時間(間隔)をラインの低速状態と高速状態とで切り換えて、低速状態に比べて高速状態のサンプリング周期を長くすることにより、伸び率制御装置の演算負荷の軽減を図る手法も採られている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記のようにライン速度が低速状態にあるときの伸び率演算精度を、サンプリング時間を短くすることにより向上させたとしても、伸び率実績は正確に測定できるものの、伸び率制御はテンションレベラの入側及び出側にそれぞれ設置されているブライドルロール(後述する図1を参照)を回転させるための伸び率制御用モータの速度制御に依存しているため、伸び率を設定値(目標値)へ収束させるのに時間がかかり、製品歩留り向上という観点では効果が薄いという問題があった。
【0008】
又、前述した伸び率制御装置に入力される検出信号のサンプリング時間を、低速状態と高速状態とで切り換えて変更する方法は、中央集積回路(CPU)のメモリ容量の問題から、希望する周期へ変更することができないために、伸び率演算精度の向上を図ることができなかったり、又、ブラックボックス化された装置では、サンプリング時間の変更ができないことから、それを可能とするために装置の大改造が必要となり、改造費用の増加を招いたりするという問題があった。
【0009】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、ライン低速運転時に短時間で目標の伸び率に調整することができ、結果として歩留り向上を図ることができるテンションレベラによる伸び率制御方法を提供することを課題とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は、テンションレベラによる伸び率制御方法において、連続的に搬送される帯板を、テンションレベラを通過させながら、該帯板の伸び率を目標値に制御する伸び率制御を行う際、ライン低速運転時には、張力制御を適用し、帯板の伸び率実績が、目標値に対して所定の基準範囲に入った後、伸び率制御に切り換えることにより、前記課題を解決したものである。
【0011】
本発明は、又、上記テンションレベラによる伸び率制御方法において、前記張力制御と伸び率制御を、前記テンションレベラの入側と出側にそれぞれ配設されているブライドルロールの回転速度を制御して行うようにしたものである。
【0012】
即ち、本発明においては、ライン運転開始からの低速運転中においては、伸び率制御用モータの制御応答の速い「張力制御」を適用し、伸び率実績が目標値(伸び率設定値)に対して所定の基準範囲(例えば、目標値±0.1%以内)に入った段階で、「伸び率制御」へ切り換えるようにしたので、ライン低速運転時に短時間で目標の伸び率に調整することができ、結果として歩留りの向上を図ることができる。
【0013】
従って、ライン低速運転時における伸び率演算精度向上のためにサンプリング時間を短くするため等の設備改造は不要となり、改造コストの最少化を図ることが可能となる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【0015】
図1は、本発明に係る実施形態の伸び率制御方法に適用されるテンションレベラ設備の概要を示すブロック図である。
【0016】
本実施形態に適用されるテンションレベラ設備は、矢印方向に連続的に搬送される帯状の鋼板(帯板)Sを通過させ、その形状を矯正するためのテンションレベラ10を備えており、該テンションレベラ10の前後には入側ブライドルロール12Aと出側ブライドルロール12Bがそれぞれ配設され、これら各ブライドルロール12A、12Bによりテンションレベラ10を通過する鋼板Sの搬送速度や張力等が調整される、すなわち、張力制御と伸び率制御がなされるようになっている。
【0017】
又、これらブライドルロール12A、12Bには、パルスジェネレータ(PLG)からなる入側回転速度検出器14A、出側回転速度検出器14Bがそれぞれ設置されていると共に、テンションレベラ10と出側ブライドルロール12Bとの間には鋼板Sの張力を測定する張力計(TM)16が配設されている。
【0018】
又、入側、出側の各ブライドルロール12A、12Bは、メインモータ(M)18によりそれぞれ伝動装置(Gear)20A、20Bを介して回転されると共に、伝動装置20Cを介して伸び率制御用モータ(SM)22によっても回転され、テンションレベラ10を通過する鋼板Sの伸び率が制御されるようになっている。
【0019】
そして、上記メインモータ18は、速度指令装置(MRH)24から入力される指令信号に基づいて速度制御装置(ASR)26Aにより回転速度が制御され、伸び率制御用モータ(SM)22は、上記速度指令装置24からの指令信号に基づく速度指令装置26Bと張力制御装置(ATR)28のいずれかによって回転速度が制御可能になっている。
【0020】
又、この伸び率制御用モータ22を制御する速度制御装置26Bと張力制御装置28は、切換スイッチ30によりいずれか一方が選択可能になっており、このスイッチ30は切換機能を有する伸び率/張力制御装置32により切り換えられるようになっている。
【0021】
そして、この伸び率/張力制御装置32には、前記入側回転速度検出器14Aから入側ブライドルロール12Aの回転速度、出側回転速度検出器14Bから出側ブライドルロール12Bの回転速度、張力計16から張力の各検出値が入力されると共に、上位計算機34から予め設定されている伸び率と張力の各設定値(目標値)が入力されるようになっている。又、この伸び率/張力制御装置32では、入力される入側ブライドルロールの回転速度と出側ブライドルロールの回転速度の比をとって、伸び率実績値として演算する。その実績値が、入力された上記伸び率設定値に対して所定の基準範囲内に達すると、切換スイッチ30により張力制御装置28による張力制御と速度制御装置26Bによる伸び率制御との間で切り換えが行われるようになっている。
【0022】
上記張力制御装置28による張力制御は、伸び率制御用モータ22の電流制御に介される事から制御応答が速い特徴を有しているため、ライン運転開始(0mpm)から、例えば70mpmまでの低速運転中に適用され、伸び率実績が、例えば伸び率設定値の±0.1%以下に入った段階で、通常の速度制御装置26Bによる伸び率制御へ切り換えるようにする。なお、ここで実行される張力制御のための設定値は、鋼板の種類やサイズ等に応じて予め作成した設定テーブルに基づいて設定するようになっている。
【0023】
次に、本実施形態の作用を、図2のタイムチャートに従って説明する。
【0024】
この図2には、上から順に(A)ライン速度(鋼板の通過速度)、(B)張力入/切、(C)張力制御入/切、(D)伸び率制御入/切、(E)伸び率実績について経時的な変化を対応させて示してある。なお、このラインは、ライン最高速度が1342mpmであり、溶接機を有する半バッチラインを使用している。
【0025】
まず、ライン速度が0mpmから運転を開始し、所定の張力を設定すると同時に、前記張力制御装置28により伸び率制御用モータ22を回転制御する張力制御を入れ、ライン速度が70mpmの低速状態まで加速し、その状態を維持する低速運転を行なう。
【0026】
又、前記伸び率/張力制御装置32では、運転開始後に前記入側と出側の回転速度検出器14A、14Bから入力される回転速度に基づいて、伸び率実績の演算を開始する。そして、演算された伸び率実績が目標値(ここでは、0.2%)に近づいた時点(この例では、ライン速度が70mpmに達した時点が相当する)で切換スイッチ30を速度制御装置26B側に切換え、それまでの張力制御から通常の伸び率制御に切り換える。その後、伸び率実績が目標値に一致した後(ここでは、運転開始から約3秒後)に、ライン速度を低速状態からさらに加速する。
【0027】
ライン運転を停止する時には、ライン速度を減速させ、低速状態に達した時点(この例では70mpm)で逆にそれまでの伸び率制御から張力制御に切換え、ライン運転停止と同時に張力設定を切り、張力制御を切る。
【0028】
次に、比較のために従来の伸び率制御方法について、前記図2に相当する図3に示すタイムチャートに従って説明する。但し、従来は張力制御が行なわれていないため、(C)の欄は除いてある。
【0029】
従来は、予め所定の張力を設定した後、ライン運転を開始し、ライン速度が70mpmの低速状態に達した時点で伸び率制御を開始すると共に、伸び率実績の演算を開始する。演算された伸び率実績が目標値に実質的に一致するまでは低速状態の運転を継続し、一致した後(ここでは、開始から約60秒後)に加速を開始する。
【0030】
又、図4には、従来方法と本発明方法によるテンションレベラ(T/L)による伸び率とライン速度の関係を、それぞれ曲線a、bで示す。この曲線aのように、従来から伸び率は低速状態で伸び易く、高速状態になるに連れ、飽和することが知られている。
【0031】
前記図3に示したように、ライン速度に関係なく、常時、伸び率制御を行なう従来の方法に対し、本実施形態では制御応答の速い張力制御を低速時に適用したことから、曲線bに示す如く、伸び率の収束性を大幅に向上することができるようになった。
【0032】
以上詳述した本実施形態においては、前記図3に示した従来の伸び率制御では、ライン運転からライン一定速度を70mpmに保持した状態で、伸び率が設定値に収束するまでに要する時間が約60秒であった。このラインでは、伸び率実績が伸び率設定値に収束するのを待って運転速度を上昇させるため、この間にテンションレベラを通過した部分(約70m)が全て不良となり、大きな製品歩留りの低下を招いていた。又、前記のように適用設備が半バッチ式であれば、各コイル毎に上記の作業が繰り返されていた。
【0033】
これに対して、前記図2に示した本発明の伸び率制御では、ライン運転開始からライン速度を70mpmに保持した状態でも、伸び率が設定値に収束するまでに要する時間が約3秒程度となったため、その直後からライン速度を上昇することが可能となり、伸び率不良部を短くすることができたため、製品歩留りの大幅な向上を図ることができるという良好な結果が得られた。即ち、1コイル当りの伸び率不良部が、従来の伸び率制御では約70mであったものを、本発明の伸び率制御では3.5mになり、約1/20に激減することができ、歩留りを大幅に向上することができた。
【0034】
以上詳述した如く、本実施形態によれば、ライン運転開始から制御応答の速い張力制御を適用することにより、ライン低速時における伸び率実績を設定値へ収束させる時間を短縮させると共に、伸び率設定値の±0.1%以内に収束した時点から、伸び率制御へ切り換えるようにしたので、ライン低速状態から高速状態の全範囲において、伸び率が安定して得られるようになり、製品歩留りの大幅な向上を達成することができた。
【0035】
以上、本発明について具体的に説明したが、本発明は、前記実施形態に示したものに限られるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【0036】
例えば、本発明に適用されるテンションレベラ設備や具体的な制御態様は、前記実施形態に示したものに限定されない。
【0037】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、ライン低速運転時に短時間で目標の伸び率に調整することができ、結果として歩留りの向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る一実施形態の伸び率制御方法に適用されるテンションレベラ設備の概要を示すブロック図
【図2】本実施形態による伸び率制御の特徴を示すタイムチャート
【図3】従来の伸び率制御方法の特徴を示すタイムチャート
【図4】テンションレベラによる伸び率とライン速度の関係を示す線図
【符号の説明】
10…テンションレベラ
12A…入側ブライドルロール
12B…出側ブライドルロール
14A…入側回転速度検出器
14B…出側回転速度検出器
16…張力計
18…メインモータ
20A〜20C…伝動装置
22…伸び率制御用モータ
24…速度指令装置
26A、26B…速度制御装置
28…張力制御装置
30…切換スイッチ

Claims (2)

  1. 連続的に搬送される帯板を、テンションレベラを通過させながら、該帯板の伸び率を目標値に制御する伸び率制御を行う際、
    ライン低速運転時には、張力制御を適用し、帯板の伸び率実績が、目標値に対して所定の基準範囲に入った後、伸び率制御に切り換えることを特徴とするテンションレベラによる伸び率制御方法。
  2. 前記張力制御と伸び率制御を、前記テンションレベラの入側と出側にそれぞれ配設されているブライドルロールの回転速度を制御して行うことを特徴とする請求項1に記載の伸び率制御方法。
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