JP2008212971A

JP2008212971A - スキンパスミルに付設するテンション測定装置およびこの装置を用いた張力測定方法

Info

Publication number: JP2008212971A
Application number: JP2007053083A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Goto; 弘後藤; Hidekazu Inada; 英一稲田
Original assignee: Nittetsu Plant Designing Corp; Nippon Steel Engineering Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Engineering Co Ltd; Nippon Steel Plant Designing Corp
Priority date: 2007-03-02
Filing date: 2007-03-02
Publication date: 2008-09-18
Anticipated expiration: 2027-03-02
Also published as: JP4491470B2

Abstract

【課題】冷間での薄鋼板に調質を行うスキンパスミルの前後にテンション測定装置を設け、しかも材料の降伏点が低くかつ降伏点伸びが大きい薄鋼材であっても、スキンパスミルによって調質圧延を可能とするスキンパスミルに付設するテンション測定装置および該装置を用いた張力測定方法を提供する。
【解決手段】薄鋼板１７を冷間時に調質するスキンパスミル１２の前後またはその一方に配置されるテンション測定装置１０、１１であって、１または２の固定配置されたデフレクタロール２２、２３と組み合わされて配置され、巻き付け角度を確保して薄鋼板１７の張力を測定するテンションメータロール２４を、測定位置と退避位置との間で移動可能に配置したテンション測定装置、およびこれを用いた張力測定方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、連続薄板圧延鋼板（例えば、溶融亜鉛めっきされた鋼板を含む、以下、単に「薄鋼板」という）のラインにおいて、インラインスキンパスミルの前後（片側のみの場合も含む）に設置されたテンション測定装置によって、薄鋼板に発生する腰折れを防止するスキンパスミルに付設するテンション測定装置およびこの装置を用いた張力測定方法に関する。

例えば、溶融亜鉛めっき鋼板（薄鋼板の一例）などにおいて、そのままでは鋼板加工時に発生する降伏点伸びを無くすために、材料自体に約１％程度の伸びを与えるスキンパス圧延（調質圧延）が行われている。このスキンパスミルの前後には、デフレクタロールとその中央に配置されたテンションメータロールを用い、鋼板に発生するテンション（即ち、張力）をテンションメータロールに設けられたロードセルで測定するテンション測定装置が配置されていた。そして、従来の冷間圧延設備においては、このようなテンション測定装置の、デフレクタロールおよびテンションメータロールの位置は固定であった。

一方、特許文献１に示すように、熱間圧延ラインにおいては、同公報の、図２、図３、図４に示されるように、同一通板レベル位置にある対となる押さえロールまたは対となる圧延機の中央にテンションメータロールを配置し、通過する圧延材（即ち、鋼板）を変形させてその張力を測定する装置が提案されている。

特開平１１−７７１５８号公報

しかしながら、従来のスキンパスミルの前後に配置されたテンション測定装置においては、デフレクタロールおよびテンションメータロールの位置が固定であったので、通過する冷間圧延材によっては、降伏点が低くかつ降伏点伸びの大きい材料の場合に、材料が繰り返し曲げ応力を受けながら通板されて、鋼板に腰折れが発生するので、通板する板に制限があるという問題があった。なお、ここで、腰折れとは、鋼板がロールによって曲げられて通板する場合、鋼板の塑性変形が不規則に発生し、鋼板表面に凸状の模様が発生することをいう。

なお、このような設備において、ロールの直径を大きくすると鋼板の変形は減少するが、鋼板の全てを考慮して腰折れが発生しないようにロールの径を決めることは難しく、また、そのようなテンション測定装置は大型化するという問題がある。
一方、特許文献１には、通過する鋼板を折り曲げてテンションメータロールに掛かった荷重を測定して鋼板のテンションを測定するテンション測定装置を備えている。ところで、特許文献１の場合は通過する鋼板が温度６００℃以上に加熱されている熱延鋼板であるので、腰折れが発生するという問題はなかった。そして、特許文献１においてテンションメータロールが昇降するのは、鋼板、特に鋼板の端部を圧延ラインに通過させる場合、テンションメータロールが邪魔になるので、テンションメータロールを退避させるためであった。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、冷間での薄鋼板に調質を行うスキンパスミルの前後（片側のみの場合も含む）にテンション測定装置を設け、しかも材料の降伏点が低くかつ降伏点伸びが大きい薄鋼板であっても、スキンパスミルによって調質圧延を可能とするスキンパスミルに付設するテンション測定装置およびこの装置を用いた張力測定方法を提供することを目的とする。

前記目的に沿う第１の発明に係るスキンパスミルに付設するテンション測定装置は、薄鋼板を冷間時に調質するスキンパスミルの前後またはその一方に配置されるテンション測定装置であって、
１または２の固定配置されたデフレクタロールと組み合わされて配置され、巻き付け角度を確保して前記薄鋼板の張力を測定するテンションメータロールを、測定位置と退避位置との間で移動可能に配置した。

第１の発明に係るテンション測定装置において、前記テンションメータロールはシリンダーによって昇降可能に配置されて測定位置と退避位置の間を移動するようにするのが好ましい。

第２の発明に係るスキンパスミルに付設するテンション測定装置を用いた張力測定方法は、薄鋼板を冷間で調質するスキンパスミルの前後に、ブライドルロールを配置し、該スキンパスミルと前後の前記ブライドルロールとの間に、１または２の固定配置されたデフレクタロールと、該デフレクタロールと組み合わせて配置され巻き付け角度を確保して前記薄鋼板の張力を測定するテンションメータロールとを備えた入側および出側のテンション測定装置をそれぞれ設けて、前記スキンパスミルの前後の前記薄鋼材の張力を測定する方法であって、それぞれの前記テンション測定装置のテンションメータロールを測定位置から張力測定をしない退避位置に移動できる構造とし、
低降伏点で降伏点伸びを有する前記薄板材に対して、前記入側および出側のテンション測定装置のテンションメータロールを移動させる条件を、
１）前記スキンパスミルによって調質圧延をしない場合には、前記入側および出側のテンション測定装置のテンションメータロールを退避位置に移動させ、
２）前記スキンパスミルによって調質圧延を行う場合には、前記入側のテンション測定装置のテンションメータロールを退避位置に移動させ、前記出側のテンション測定装置のテンションメータロールを測定位置に移動させるとする。

そして、第２の発明に係る張力測定方法において、前記薄鋼板は降伏点が２５ｋｇ／ｍｍ²以下で降伏点伸びが大きい薄鋼板を調質圧延する場合が好ましい。

請求項１、２記載のスキンパスミルに付設するテンション測定装置においては、テンションメータロールを測定位置と退避位置との間で移動できるので、薄板材に腰折れが発生する場合には、テンションメータロールを退避させることによって、スキンパスミルを用いて調質することができる。
そして、スキンパスミルの前後にこのようなテンション測定装置がない場合には、前後のブライドルロールを駆動するモータや、スキンパスミルを駆動するモータの電流値から通過する薄鋼板の張力を大凡測定できるが、このようなテンション測定装置をスキンパスミルの前後または一方に設けることによって、より精度の高い張力を測定でき、これによってより細かい張力の制御が可能となる。

また、請求項３、４記載のスキンパスミルに付設したテンション測定装置を用いた張力測定方法においては、鋼種および加工条件に応じて、テンションメータロールを作動させるか否かを選定できる。従って、１）低降伏点で降伏点伸びが大きく、スキンパスをかけない材料では、スキンパスミルの前後のテンション測定装置のテンションメータロールを退避させるが、スキンパスミルでの張力変動は生じないので、問題は生じない、２）低降伏点で降伏点伸びが大きく、スキンパスをかける場合には、入側のテンション測定装置のテンションメータロールのみを退避させるが、スキンパスをかけることによって、材料の降伏点伸びが隠蔽されるので、出側のテンション測定装置にて腰折れが発生することがない、３）上記以外の鋼種では、入側および出側のテンションメータロールは退避させないので、薄鋼材に対してより精度の高い張力制御ができる。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１は本発明の一実施の形態に係るスキンパスミルに付設するテンション測定装置およびそれを用いた張力測定方法の説明図、図２は同テンション測定装置の側面図、図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ同テンション測定装置の使用方法の説明図である。

図１〜図３に示すように、本発明の一実施の形態に係るテンション測定装置１０、１１は薄鋼板１７を冷間時に調質するスキンパスミル（調質圧延機）１２の入側および出側にそれぞれ設けられている。スキンパスミル１２は通常の薄板圧延機であって、この実施の形態においては、例えば、それぞれ回転駆動される上下の小径ロール１３、１４、更にその上下に大径ロール１５、１６をそれぞれ有し、これらのロール１３〜１６を介して例えば厚みが０．４〜３．２ｍｍ程度の薄鋼板１７を約０．５〜１．５％程度圧延している。

図２に示すように、テンション測定装置１０（１１も実質的に同様であるので同一の番号を付してその説明を省略する）は、スキンパスミル１２に連結される取付け架台１８を備えている。この取付け架台１８は左右の垂直部１９、２０とこれらの下部を連結する水平部２１とを有し、垂直部１９、２０の上部にはデフレクタロール（固定配置されたロール）２２、２３が図示しない軸受を介してそれぞれ回転自由に取付けられている。そして、このデフレクタロール２２、２３の中央下部にテンションメータロール２４が配置されている。テンションメータロール２４は、垂直部２０の中間位置に軸受部２５を介して揺動可能に取付けられているアーム２６の上部中間位置に回動可能に取付けられている。

アーム２６は下方から油圧シリンダー２７によって押圧されて、アーム２６の先側が垂直部１９の中間位置に設けられているストッパー２８に当接し、この状態で、デフレクタロール２２、２３の下端より、テンションメータロール２４の上端が上位置にあって、通過する薄鋼板１７を押上げ、薄鋼板１７がテンションメータロール２４に部分的に巻き付けられ、巻き付け角度を確保して薄鋼板１７の張力がテンションメータロール２４に掛かり、テンションメータロール２４の下部に設けられたロードセル２９によって薄鋼板１７の張力を測定できるようになっている。なお、油圧シリンダー２７の中間部は取付け金具３０を介して水平部２１に回動可能に取付けられている。油圧シリンダー２７は縮むと、テンションメータロール２４が下がり、デフレクタロール２２、２３の下端よりテンションメータロール２４の上端が下位置になって、薄鋼板１７が水平配置されたデフレクタロール２２、２３やテンションメータロール２４によって変形されることなくテンション測定装置１０を通過できるようになっている。

図１に示すように、テンション測定装置１０の入側には入側ブライドルロール群３１が、出側には出側ブライドルロール群３２が設けられている。入側ブライドルロール群３１は第１〜第４のブライドルロール３３〜３６からなり、それぞれ減速機構を介して駆動モータ３７〜４０によって回転駆動されている。それぞれの駆動モータ３７〜４０はそれぞれ自動速度調整機４１〜４４を介して制御装置（電力供給系統も含む）４５に接続されている。
また、出側ブロライドロール群３２は、第５、第６のブライドルロール４６、４７を有し、これらは減速機を介して駆動モータ４８によって連結され、駆動モータ４８は自動速度調整機４９を介して制御装置（電力供給系統も含む）５０に接続されている。

スキンパスミル１２の大径ロール１５、１６は減速機を介して大型の駆動モータ５１によって回転駆動され、駆動モータ５１は自動速度調整機５２を介して制御装置（電力供給系統も含む）５３に接続されている。また、大径ロール１５、１６は油圧シリンダー５４によって薄鋼板１７を所定の圧力で挟持する。その押圧力はロードセル５５によって検知され、制御装置５６に入力され、加圧力設定器５６ａによって入力された値と比較して、油圧シリンダー５４の圧力が所定値になるように調整している。

テンション測定装置１０のテンションメータロール２４の圧力はロードセル２９によって検知され、その出力は制御装置４５に入力されている。そして、テンション測定装置１０を作動させた場合、テンション設定器５７によって設定された張力を入側ブライドルロール群３１とスキンパスミル１２との間の薄鋼板１７が保つように自動制御されている。なお、このテンション測定装置１０を作動させない場合には、スキンパスミル１２の駆動モータ５１に流れている電流から薄鋼板１７の張力を演算し、これを制御装置４５に送って、テンション設定器５７によって設定された張力を薄鋼板１７が保つように制御している。この場合、薄鋼板１７の張力を直接測定するわけではないので、テンション測定装置１０を用いる場合に比較して粗い制御となる。

また、テンション測定装置１１においては、テンションメータロール２４で測定された荷重はロードセル２９で検知され、制御装置５３に入力される。制御装置５３にはテンション設定器５８が設けられ、テンション測定装置１１のロードセル２９で検知された出力とテンション設定器５８の設定値を比較して、駆動モータ５１を制御し、所定の張力がスキンパスミル１２と出側ブライドルロール群３２との間の薄鋼板１７にかかるように自動制御している。

そして、テンション測定装置１１を使用しない場合、即ちテンションメータロール２４を下降させた場合には、出側ブライドルロール群３２の駆動モータ４８の電流を制御装置５０によって検知し、トルク演算として張力を検知し、制御装置５３または制御装置４５に入力して、テンション測定装置１１のロードセル２９の代替として使用している。スキンパスミル１２およびテンション測定装置１０、１１を使用しない場合には、この電流によって入側ブライドルロール群３１を制御するし、スキンパスミル１２を使用する場合にはスキンパスミル１２を制御することもできる。

続いて、このテンション測定装置１０、１１を有するスキンパスミル１２の運転方法（即ち、テンション測定装置１０、１１を用いた張力測定方法）について説明する。
１）低降伏点で降伏点伸びが大きく、円形曲げをかけると腰折れが発生し易い材料（例えば、降伏点が２５ｋｇ／ｍｍ²以下の材料）であり、特に、精密な調質圧延を必要としない薄鋼板１７については、図３（Ｃ）に示すように、入側および出側のテンション測定装置１０、１１のテンションメータロール２４を退避位置に下げて、スキンパスミル１２も開いてそのま薄鋼板１７を通過させる。

２）低降伏点で降伏点伸びが大きい材料で、スキンパスミル１２で調質圧延を行う場合には、図３（Ｂ）に示すように、入側のテンション測定装置１０のテンションメータロール２４を下げて、出側のテンション測定装置１１のテンションメータロール２４を測定位置に上げて張力測定を行い、制御装置５３にその出力をフィードバックする。なお、薄鋼板１７はスキンパスをかけることによって材料が更に伸びを発生することはないので、出側のテンション測定装置１１で腰折れが発生することはない。

３）上記以外の鋼種、即ち、スキンパスをかける必要があり、しかも腰折れしない薄鋼板１７については、図３（Ａ）に示すように入側および出側のテンション測定装置１０、１１を作動させて、スキンパスミル１２の入側および出側での薄鋼板１７の張力を正確に制御する。

前記実施の形態においては具体的に数字を用いて説明したが、本発明の要旨を変更しない範囲で数値変更は可能である。
また、前記実施の形態においては、スキンパスミルの両側にテンション測定装置１０、１１を設けたが、例えば、入側のテンション測定装置１０を省略し、出側のテンション測定装置１１を使用する場合（またはその逆）も本発明は適用される。

本発明の一実施の形態に係るスキンパスミルに付設するテンション測定装置およびそれを用いた張力測定方法の説明図である。同テンション測定装置の側面図である。（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ同テンション測定装置の使用方法の説明図である。

符号の説明

１０、１１：テンション測定装置、１２：スキンパスミル、１３、１４：小径ロール、１５、１６：大径ロール、１７：薄鋼板、１８：取付け架台、１９、２０：垂直部、２１：水平部、２２、２３：デフレクタロール、２４：テンションメータロール、２５：軸受部、２６：アーム、２７：油圧シリンダー、２８：ストッパー、２９：ロードセル、３０：取付け金具、３１：入側ブライドルロール群、３２：出側ブライドルロール群、３３：第１のブライドルロール、３４：第２のブライドルロール、３５：第３のブライドルロール、３６：第４のブライドルロール、３７〜４０：駆動モータ、４１〜４４：自動速度調整機、４５：制御装置、４６：第５のブライドルロール、４７：第６のブライドルロール、４８：駆動モータ、４９：自動速度調整機、５０：制御装置、５１：駆動モータ、５２：自動速度調整機、５３：制御装置、５４：油圧シリンダー、５５：ロードセル、５６：制御装置、５６ａ：加圧力設定器、５７、５８：テンション設定器

Claims

薄鋼板を冷間時に調質するスキンパスミルの前後またはその一方に配置されるテンション測定装置であって、
１または２の固定配置されたデフレクタロールと組み合わされて配置され、巻き付け角度を確保して前記薄鋼板の張力を測定するテンションメータロールを、測定位置と退避位置との間で移動可能に配置したことを特徴とするスキンパスミルに付設するテンション測定装置。
請求項１記載のテンション測定装置において、前記テンションメータロールはシリンダーによって昇降可能に配置されて測定位置と退避位置の間を移動することを特徴とするスキンパスミルに付設するテンション測定装置。
薄鋼板を冷間で調質するスキンパスミルの前後に、ブライドルロールを配置し、該スキンパスミルと前後の前記ブライドルロールとの間に、１または２の固定配置されたデフレクタロールと、該デフレクタロールと組み合わせて配置され巻き付け角度を確保して前記薄鋼板の張力を測定するテンションメータロールとを備えた入側および出側のテンション測定装置をそれぞれ設けて、前記スキンパスミルの前後の前記薄鋼材の張力を測定する方法であって、それぞれの前記テンション測定装置のテンションメータロールを測定位置から張力測定をしない退避位置に移動できる構造とし、
低降伏点で降伏点伸びを有する前記薄板材に対して、前記入側および出側のテンション測定装置のテンションメータロールを移動させる条件を、
１）前記スキンパスミルによって調質圧延をしない場合には、前記入側および出側のテンション測定装置のテンションメータロールを退避位置に移動させ、
２）前記スキンパスミルによって調質圧延を行う場合には、前記入側のテンション測定装置のテンションメータロールを退避位置に移動させ、前記出側のテンション測定装置のテンションメータロールを測定位置に移動させるとすることを特徴とするスキンパスミルに付設したテンション測定装置を用いた張力測定方法。
請求項３記載の張力測定方法において、前記薄鋼板は降伏点が２５ｋｇ／ｍｍ²以下で降伏点伸びのある薄鋼板であることを特徴とするスキンパスミルに付設したテンション測定装置を用いた張力測定方法。