JP2013104094A - 鋼帯の連続通板ラインにおける蛇行修正装置および蛇行修正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】鋼帯の連続通板ラインにおいて、操業条件によって鋼帯のパスラインが変化した場合でも、的確に蛇行修正能力を発揮することができる鋼帯の蛇行修正装置および蛇行修正方法を提供する。
【解決手段】電磁石３、４を鋼帯１の面外方向に移動する電磁石面外方向機構５、６を用いて、ルーパー容量に応じて電磁石３、４の位置を鋼帯面外方向に移動しながら蛇行修正を行うようにし、具体的には、あらかじめルーパー容量と鋼帯１のパスライン変化の関係を定式化しておき、操作量演算装置９に入力されるルーパー容量からパスライン変化を計算し、そのパスライン変化を相殺するように電磁石３、４の鋼帯面外方向位置を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、鋼帯の連続通板ラインにおける鋼帯幅方向の蛇行を修正する蛇行修正装置および蛇行修正方法に関する。

一般に、鋼帯を搬送ロール（以下、単に「ロール」ともいう）によって連続的に通板する鋼帯の連続通板ラインでは、通板する鋼帯の形状不良や鋼帯幅方向の非対称な張力分布あるいはロール間の平行度の狂い等により、鋼帯幅方向に鋼帯が振れる蛇行現象を生じる場合がある。蛇行が発生すると、ロール面と鋼帯間にスリップを生じてスリキズが発生したり、ロール面上で鋼帯エッジ部の片側に過度の張力がかかって鋼帯に生じる応力が降伏点を超えて塑性変形し形状欠陥を生じたり、またより深刻な場合ではロール端を鋼帯エッジ部が乗り越えてしまい操業不能に陥る場合等がある。上記の意味で、蛇行を抑止することは、歩留り向上・安定操業の達成という上で重要な課題である。

こうした蛇行を防止するために、特許文献１では、鋼帯が張架される搬送ロールの入側および出側の少なくとも一方において、走行する鋼帯に対して電磁石の磁力（吸引力）により鋼帯の面外方向の変位（面外変形）を付与し、糸巻効果にて鋼帯を幅方向に移動させて蛇行を修正する低コストかつ応答性の良好な蛇行修正方法が提案されている。

特開２００５−２４０１１７号公報

しかしながら、上記の特許文献１の技術においては、鋼帯の張力の変化などの操業条件によって鋼帯のパスライン（鋼帯位置）が変化した場合に、面外変形を付与する前の電磁石と鋼帯との間隔が変化してしまい、設計通りの蛇行修正能力が発揮できないという問題点があった。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、鋼帯の連続通板ラインにおいて、操業条件によって鋼帯のパスラインが変化した場合でも、的確に蛇行修正能力を発揮することができる鋼帯の蛇行修正装置および蛇行修正方法を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するため、本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、搬送ロールの入側または出側の少なくとも一方において、通板する鋼帯を電磁石の吸引力を用いて鋼帯の面外方向に変位させることで、前記鋼帯を幅方向に移動させて糸巻効果により鋼帯の蛇行を修正する鋼帯の蛇行修正技術において、操業条件に応じて電磁石を面外方向に移動させながら鋼帯を面外方向に変位させることで、的確に蛇行を修正できることを見出し、以下の鋼帯の蛇行修正装置および蛇行修正方法を提供するに至ったものである。

すなわち、本発明は以下の特徴を有している。

［１］鋼帯を搬送ロールによって連続的に通板する鋼帯の連続通板ラインにおいて、鋼帯の蛇行を修正する蛇行修正装置であって、前記搬送ロールの入側および出側の少なくとも一方に配置された電磁石と、該電磁石の吸引力を制御する操作量を演算する操作量演算装置とを有し、前記電磁石の吸引力を用いて、通板する鋼帯を当該鋼帯の面外方向に変位させることで当該鋼帯の蛇行を修正するとともに、前記電磁石を鋼帯の面外方向に移動させる面外方向移動機構をさらに有し、該面外方向移動機構を用いて、操業条件に応じて前記電磁石を鋼帯面外方向に移動させることを特徴とする、鋼帯の連続通板ラインにおける蛇行修正装置。

［２］前記搬送ロールは、ルーパー設備の搬送ロールであり、前記ルーパー設備のルーパー容量に応じて前記電磁石の鋼帯面外方向への移動を制御することを特徴とする前記［１］に記載の、鋼帯の連続通板ラインにおける蛇行修正装置。

［３］ルーパー容量により変化する鋼帯位置に応じて、鋼帯位置が電磁石から遠ざかる場合には前記電磁石を鋼帯に近づける方向に移動させ、鋼帯位置が電磁石に近づく場合には前記電磁石を鋼帯から遠ざける方向に移動させることを特徴とする前記［２］に記載の、鋼帯の連続通板ラインにおける蛇行修正装置。

［４］鋼帯を搬送ロールによって連続的に通板する鋼帯の連続通板ラインにおいて、鋼帯の蛇行を修正する蛇行修正方法であって、前記搬送ロールの入側および出側の少なくとも一方に電磁石を配置し、該電磁石の吸引力を用いて、通板する鋼帯を当該鋼帯の面外方向に変位させることで当該鋼帯の蛇行を修正するとともに、前記電磁石を鋼帯の面外方向に移動する面外方向移動機構を有し、該面外方向移動機構を用いて、操業条件に応じて前記電磁石を鋼帯面外方向に移動させることを特徴とする、鋼帯の連続通板ラインにおける蛇行修正方法。

［５］前記搬送ロールは、ルーパー設備の搬送ロールであり、前記ルーパー設備のルーパー容量に応じて前記電磁石の鋼帯面外方向への移動を制御することを特徴とする前記［４］に記載の、鋼帯の連続通板ラインにおける蛇行修正方法。

［６］ルーパー容量により変化する鋼帯位置に応じて、鋼帯位置が電磁石から遠ざかる場合には前記電磁石を鋼帯に近づける方向に移動させ、鋼帯位置が電磁石に近づく場合には前記電磁石を鋼帯から遠ざける方向に移動させることを特徴とする前記［５］に記載の、鋼帯の連続通板ラインにおける蛇行修正方法。

本発明によれば、鋼帯の連続通板ラインにおいて、操業条件によって鋼帯のパスラインが変化した場合でも、的確に蛇行修正能力を発揮することができる。

本発明の一実施形態における蛇行修正装置の構成を示す概要図である。 本発明の一実施形態におけるフィードバック制御系を示すブロック図である。 本発明の一実施形態における蛇行修正装置を適用する縦型ルーパー設備を示す概要図である。 電磁石−鋼帯間隔と吸引力の関係を示すグラフである。

本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、ここでは、鋼帯の連続通板ライン（鋼帯の連続通板設備）として、縦型ルーパー設備を対象にして説明する。

図１は、本発明の一実施形態における蛇行修正装置の構成を示す概要図（図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は側面図）であり、図２はこの実施形態で用いられるフィードバック制御系のブロック図である。また、図３はこの実施形態が対象にしている縦型ルーパー設備を示す図である。

図１において、鋼帯１が張架される搬送ロール２の入側には、電磁石３および電磁石４が鋼帯１の裏面側の両端部に鋼帯１と対向して配置され、これらの電磁石３および電磁石４は、それぞれ駆動手段であるアンプ７およびアンプ８によって駆動されることにより、大きさが変更可能な磁力を鋼帯１に及ぼして面外変形を与える。アンプ７、８は操作量演算装置９に接続されており、操作量演算装置９から入力される操作量に応じて、電磁石３、４に通電する電流値を変化させることで、前記操作量に応じた磁力が各電磁石３、４にて発生する構成となっている。そして、搬送ロール２の入側には、鋼帯１の幅方向位置を検出するセンサ（鋼帯幅方向位置測定器）１０が設けられており、検出結果（鋼帯幅方向計測位置）が操作量演算装置９に入力されることにより、鋼帯１の幅方向位置のフィードバック制御を行う。さらに、電磁石３、４をそれぞれ鋼帯１の面外方向に移動させる電磁石面外方向移動機構５、６が設置されており、操業条件に応じて、操作量演算装置９からの出力により、電磁石面外方向移動機構５、６を用いて電磁石３、４の面外方向位置の制御を行う。

次に、上記のフィードバック制御系について具体的に説明する。図２において、鋼帯幅方向位置測定器１０からの鋼帯幅方向計測位置を操作量演算装置９に入力する。操作量演算装置９は、鋼帯１の幅方向目標位置（目標値）に対する鋼帯幅方向計測位置の偏差が零になるように指令値を計算し、その指令値に対応した指令電圧をアンプ７、８から適切な方のアンプを選んで、適切なアンプ側に指令電圧を出力する。アンプ７またはアンプ８は、指令電圧に対応した電流を電磁石３または電磁石４に出力し、これに対応して電磁石３または電磁石４は所望の電磁力を発生して鋼帯１に及ぼし、この電磁力（吸引力）にて、鋼帯１を面外変形させることで鋼帯１の蛇行修正を行う。

そして、図１、２に示した本発明の一実施形態における蛇行修正装置を図３に示すような縦型ルーパー設備２０に設置した場合について述べる。なお、図３に示すように、縦型ルーパー設備２０には、搬送ロール２として、固定ロール２ａと昇降ロール２ｂが配置されている。

縦型ルーパー設備２０では、操業条件すなわちルーパー容量（縦型ルーパー設備２０に収納されている鋼帯１の長さ）によって鋼帯１のパスラインが変化する（図３において、実線はルーパー容量が多い場合、点線はルーパー容量が少ない場合）。これに対して、電磁石３、４の吸引力は、図４に示すように、電磁石−鋼帯間隔によって変化する。そのため、電磁石３、４が固定配置されている場合には、ルーパー容量の変化によって鋼帯１のパスラインが変化すると、電磁石３、４の吸引力も変化することになる。電磁石３、４による鋼帯１の吸引力が大きいほど蛇行修正能力が大きくなるため、ルーパー容量変化により電磁石３、４による鋼帯１の吸引力が小さくなると的確に蛇行修正能力を発揮することができなくなる。

そこで、電磁石３、４を鋼帯１の面外方向に移動する電磁石面外方向機構５、６を用いて、ルーパー容量に応じて電磁石３、４の位置を鋼帯面外方向に移動しながら蛇行修正を行う。

具体的には、あらかじめルーパー容量と鋼帯１のパスライン変化の関係を定式化しておき、操作量演算装置９に入力されるルーパー容量からパスライン変化を計算し、そのパスライン変化を相殺するように電磁石３、４の鋼帯面外方向位置を制御する。例えば、ルーパー容量の下限値を０％、上限値を１００％として、ルーパー容量が５０％から９０％に増える場合に、鋼帯１のパスラインが電磁石３、４から５ｍｍ離れる方向にずれるとすると、電磁石３、４を鋼帯１に近接する方向に５ｍｍ移動させる。

このようにして、この実施形態においては、ルーパー容量に応じて電磁石３、４を鋼帯面外方向に移動させることで、鋼帯１と電磁石３、４の距離を一定に保ち、常に設計通りの電磁石吸引力を発揮することが可能となり、ルーパー容量（操業条件）によって鋼帯のパスラインが変化した場合でも、的確に蛇行修正能力を発揮することができる。

なお、この実施形態においては、搬送ロール２の入側に電磁石を設置しているが、搬送ロール２の出側に電磁石を設置してもよい。さらには、搬送ロール２の入側と出側の両方に電磁石を設置してもよい。

そして、この実施形態においては、縦型ルーパー設備でのルーパー容量変化に対応した場合ついて説明したが、本発明は、水平方向に通板する鋼帯における搬送ロール間での張力変化によるカテナリー変化など、操業条件の変化と鋼帯のパスラインの変化の関係が明らかな場合について、同様に適用が可能である。

本発明は、各種産業用途に供される強磁性を有する帯状体（鋼帯等）の製造過程において、その帯状体の蛇行防止に利用することができる。

１ 鋼帯
２ 搬送ロール
２ａ 固定ロール
２ｂ 昇降ロール
３、４ 電磁石
５、６ 電磁石面外方向移動機構
７、８ アンプ
９ 操作量演算装置
１０ センサ（鋼帯幅方向位置測定器）
２０ 縦型ルーパー設備

Claims (6)

1. 鋼帯を搬送ロールによって連続的に通板する鋼帯の連続通板ラインにおいて、鋼帯の蛇行を修正する蛇行修正装置であって、前記搬送ロールの入側および出側の少なくとも一方に配置された電磁石と、該電磁石の吸引力を制御する操作量を演算する操作量演算装置とを有し、前記電磁石の吸引力を用いて、通板する鋼帯を当該鋼帯の面外方向に変位させることで当該鋼帯の蛇行を修正するとともに、前記電磁石を鋼帯の面外方向に移動させる面外方向移動機構をさらに有し、該面外方向移動機構を用いて、操業条件に応じて前記電磁石を鋼帯面外方向に移動させることを特徴とする、鋼帯の連続通板ラインにおける蛇行修正装置。
2. 前記搬送ロールは、ルーパー設備の搬送ロールであり、前記ルーパー設備のルーパー容量に応じて前記電磁石の鋼帯面外方向への移動を制御することを特徴とする請求項１に記載の、鋼帯の連続通板ラインにおける蛇行修正装置。
3. ルーパー容量により変化する鋼帯位置に応じて、鋼帯位置が電磁石から遠ざかる場合には前記電磁石を鋼帯に近づける方向に移動させ、鋼帯位置が電磁石に近づく場合には前記電磁石を鋼帯から遠ざける方向に移動させることを特徴とする請求項２に記載の、鋼帯の連続通板ラインにおける蛇行修正装置。
4. 鋼帯を搬送ロールによって連続的に通板する鋼帯の連続通板ラインにおいて、鋼帯の蛇行を修正する蛇行修正方法であって、前記搬送ロールの入側および出側の少なくとも一方に電磁石を配置し、該電磁石の吸引力を用いて、通板する鋼帯を当該鋼帯の面外方向に変位させることで当該鋼帯の蛇行を修正するとともに、前記電磁石を鋼帯の面外方向に移動する面外方向移動機構を有し、該面外方向移動機構を用いて、操業条件に応じて前記電磁石を鋼帯面外方向に移動させることを特徴とする、鋼帯の連続通板ラインにおける蛇行修正方法。
5. 前記搬送ロールは、ルーパー設備の搬送ロールであり、前記ルーパー設備のルーパー容量に応じて前記電磁石の鋼帯面外方向への移動を制御することを特徴とする請求項４に記載の、鋼帯の連続通板ラインにおける蛇行修正方法。
6. ルーパー容量により変化する鋼帯位置に応じて、鋼帯位置が電磁石から遠ざかる場合には前記電磁石を鋼帯に近づける方向に移動させ、鋼帯位置が電磁石に近づく場合には前記電磁石を鋼帯から遠ざける方向に移動させることを特徴とする請求項５に記載の、鋼帯の連続通板ラインにおける蛇行修正方法。

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