JP2553845B2 - 熱延ミルにおけるストリツプの巻取制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、熱延ミルにおけるホットストリップの巻取
制御方法に関する。

〔従来の技術〕

熱延ミルにおいて、ホットストリップを適切に巻き取
ることは、主として巻取コイルの巻姿の適正化、巻取温
度制御、ストリップの損傷防止などにとって重要であ
る。

従来、一般に巻取機の制御は、巻取前においては、マ
ンドレルおよびピンチロール共に速度制御を行い、スト
リップ先端の巻付後は、一様にマンドレルについては張
力制御を行い、ピンチロールについては、ストリップ尾
端が仕上スタンドを抜けるまでは、加速圧延に見合った
変化をするように速度制御され、仕上スタンドを抜けた
後は、巻取速度が一定になるように制御される。

また、ストリップ尾端が仕上スタンドを抜けた後の巻
取機の制御として、（１）特開昭59−64115号公報に
は、マンドレルを速度制御し、ピンチロールを張力制御
することが提案されている。さらに、（２）特開昭59−
169618号公報には、マンドレルを速度制御する一方で、
ピンチロールを速度制御とピンチロールの押付力制御と
の併用によって調節することが、（３）特開昭60−1153
25号公報には、マンドレルを速度制御し、ピンチロール
は押付力制御することについて、それぞれ開示がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

近年、熱延ミルで圧延される鋼板の板厚および抗張力
は増大する傾向にある。このような鋼板の巻取りに際し
ては、既設ピンチロールの構造上、あるいはピンチロー
ル駆動モータの容量上バックテンションが不足するケー
スが生じ得る。

したがって、上記一般的な方法では、ピンチロールの
バックテンションが不足する材料を巻取る場合、ストリ
ップ尾端が仕上スタンドを抜けた後においてもマンドレ
ルの張力制御を続行すると、設定張力の高い材料の場
合、ピンチロールのバックテンション不足によりマンド
レルが加速しやすくなり、自動減速不能、尾端停止位置
の不定、巻取温度制御の不安定を招く。自動減速が適切
に行われないと、ストリップの温度制御性が悪くなり、
製品の品質低下を生じ、また尾端停止位置不良がある
と、ストリップカーとの間でコイルの損傷を招く。

他方、上記（１）の方法では、ストリップとピンチロ
ール間にスリップが生じた際、ストリップの張力を張る
ための張力電流がピンチロールの加速電流となり、所定
の巻き張力が得られない等の不具合を発生する。

また（２）および（３）の方法では、ピンチロールの
押し付け制御に際して、電磁弁を用いて行っており、か
つピンチロールの速度補正を押し付け力制御によって行
わんとするものであるから、制御系の応答速度が遅く、
正確な速度制御をなし得ない。

したがって、本発明の主たる課題は、バックテンショ
ン不足等の問題を一挙に解決し、適切な巻取を行うこと
ができる制御方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決した本発明は、熱延ミルの仕上スタン
ドから出たストリップを、ピッチロールを経てマンドレ
ルに巻取るに際し： ストリップを巻付後でストリップ尾端が仕上スタンド
を抜ける前においてマンドレルを所定の張力となるよう
に負荷電流を制御する張力制御し； ストリップ尾端が仕上スタンドを抜けてから巻取完了
までの間、 前記張力制御に代えてマンドレルの速度制御を行うと
ともに、 この過程でマンドレルにかかる負荷電流値がストリッ
プ尾端の仕上スタンド抜け直前の前記張力制御時のマン
ドレルの負荷電流値と常に一致するように、ピンチロー
ルを速度制御することを特徴とする熱延ミルにおけるス
トリップの巻取制御方法である。

〔作用〕

本発明では、ストリップを巻付後でストリップ尾端が
仕上スタンドを抜ける前においてマンドレルを所定の張
力となるように負荷電流を制御する張力制御を行う。ま
た、ストリップ尾端が仕上スタンドを抜けてから巻取完
了までの間においては、前記張力制御に代えてマンドレ
ルの速度制御を行う。

これに対して、ピンチロールについては速度制御を行
う。

この場合、ストリップ尾端が仕上スタンドを抜けた時
点で、マドレル速度制御に切り換えた後においても、仕
上ミルがストリップを噛み込んでいる状態と同様なピン
チロール速度制御を行っていると、前述のように主にピ
ンチロールの構造およびその駆動モータの容量が原因と
なって、ストリップに作用するバックテンションは急激
に低下するから、バックテンション不足によって、マン
ドレルが加速してしまう。

本発明では、かかる点に鑑み、張力制御に代えてマン
ドレルの速度制御を開始した段階で、マンドレルにかか
る負荷電流値がストリップ尾端の仕上スタンド抜け直前
の前記張力制御時のマンドレルの負荷電流値と常に一致
するように、ピンチロールを速度制御するものである。

ここで、周知のように、マンドレルの駆動モータトル
クτと負荷電流値Ｉとは比例関係にある。また、マンド
レルの駆動モータトルクτと、ストリップの巻き張力Ｔ
およびコイル直径Ｄとは、τ＝Ｔ・D/2なる関係があ
る。

張力制御時において、所定の張力Ｔを得るべく、コイ
ル直径Ｄに応じてマンドレルの駆動モータトルクτを発
生させるためにマンドレルの駆動モータに対してコイル
直径Ｄに応じてマンドレルトルク指令が行われる。この
ために、マンドレルの駆動モータの負荷電流Ｉが制御さ
れる。

したがって、ストリップ尾端が仕上スタンドを抜け出
てから巻取完了までの間において、本発明に従って、マ
ンドレルにかかる負荷電流値Ｉがストリップ尾端の仕上
スタンド抜け直前の張力制御時のマンドレルの負荷電流
値と常に一致するように、ピンチロールを速度制御する
ことは、マンドレルで巻き取っているストリップにバッ
クテンションを付与しているピンチロールの速度補正を
行うことであり、これによって、所定の張力Ｔを得るべ
く、コイル直径Ｄに応じて、本来、マンドレルの駆動モ
ータが制御すべきトルクτを、代わりにピンチロール側
で間接的に制御しているものである。この点に本発明の
主たる特徴がある。

その結果、バックテンション不足によるマンドレルの
加速を防止でき、巻き張力不足、制御の応答性不良など
の事態も生じないものとなる。

〔発明の実施の形態〕

以下本発明を図面を参照しながらさらに詳説する。

本発明は、ストリップ尾端が仕上スタンドを抜け出て
から巻取完了までの間において、マンドレルおよびピン
チロール共に速度制御するものである。

これを第１図によって説明すると、熱延ミルの最終ス
タンド１を通ってストリップ２は、上下一対のピンチロ
ール３を通りマンドレル４に巻取られる。

マンドレル４は、これを駆動する駆動モータ５によっ
て駆動され、その現巻取速度は、速度発電機６によって
検出され、マンドレル速度指令に対する比較信号として
比較器７にマンドレル速度フィートバックがなされる。
マンドレル速度指令は、現巻取速度と比較器７において
比較され、それらの偏差が零となるように、マンドレル
速度制御装置８は、補正値を出力する。この出力は、マ
ンドレル電流指令として、電流検出器12からのマンドレ
ル負荷電流フィードバックと比較されその偏差は、マン
ドレル電流制御装置11を経て、サイリスタ変換器９に、
サイリスタ点孤位相角指令として与えられる。サイリス
タ変換器９は、この点孤位相角指令に基く、直流電圧を
発生し、マンドレル駆動モータ15を駆動する。

本発明においては、マンドレルは、ストリップ巻取開
始前では、速度制御が、巻付後でストリップ尾端が仕上
スタンドを抜ける前では、張力制御が、ストリップ尾端
が仕上スタンドを抜け巻き取り完了までの間は、速度制
御がなされる。

この切替のために、比較器10の手前には接点X_A,X_Bが
それぞれ設けられ、またマンドレル電流制御装置11と駆
動モータ５との間に電流検出器12が配され、その電流値
は前述のように、比較器10にフィードバックがなされる
ようになっている。

かくして、マンドレルの速度制御時には、接点X_Aがオ
ン、接点X_Bがオフとなり、マンドレル速度制御装置８に
よる速度制御がなされ、張力制御時あっては、接点X_Aが
オフ、接点X_Bがオンとなり、マンドレル張力電流指令の
みが比較器10に与えられ、これと、電流検出器12による
実負荷電流とが比較器10において比較され、偏差が零と
なるように、マンドレル電流制御装置11の出力が駆動モ
ータ５に与えられる。

一方、ピンチロール３は駆動モータ13により駆動さ
れ、駆動モータ13の回転速度（ピンチロールの回転速度
に比例）は、これに連結された速度発電機14により検出
され、ピンチロール速度フィードバックとして用いられ
る。

ピンチロール３に対しては、ピンチロール速度指令が
与えられ、これは加算器15により後述する補正値により
加算補正された後、または補正なしで比較器16に与えら
れ、この比較器16において、ピンチロール速度フィード
バックと突き合わされ、直接的なまたは加算補正後のピ
ンチロール速度指令との偏差が解消されるよう、ピンチ
ロール速度制御装置17が動作し、この出力はサイリスタ
変換装置18により交流から直流に変換された後、駆動モ
ータ13に与えられる。

ここで、ピンチロール３は、ストリップ尾端が仕上ス
タンドを抜けるまでは直接ピンチロール速度指令に基い
て駆動されるが、ストリップ尾端が仕上スタンドを抜け
た後は、次のような補正を行った後のものをピンチロー
ル13に対する速度指令とする。

マンドレル速度制御を行っている過程で、ピンチロー
ル駆動モータ13を、ストリップ尾端が仕上スタンドを抜
けた後において、仕上ミルがストリップを噛み込んでい
る状態と同様なピンチロール速度制御を行っていると、
すぐにストリップ尾端が仕上スタンドを抜けた後におい
ては、ストリップに作用するバックテンションは急激に
低下するから、バックテンション不足によって、マンド
レルが加速してしまい、前述の課題として示したような
種々の不具合を生じる。

そこで、前述の作用の欄に述べた所定のマンドレルト
ルク指令を比較器19に与えるとともに、電流検出器12か
らマンドレル負荷電流をフィードバックする。この際、
マンドレル負荷電流には、ストリップ巻取のための電流
（張力電流）、加減速のための電流、フリクションロス
のための電流が含まれているので、マンドレル電流フィ
ードバックをまず電流トルク変換器20において電流をト
ルクに変換した後、このトルクから加減速フォーミング
トルクおびメカロストルクをそれぞれ減算器21、22によ
り減算した後、真の巻取トルクとして比較器19に与え
る。

比較器19では、現マンドレル巻取トルクとマンドレル
トルク指令とを突き合わせ、それらの偏差に基いて、速
度補正用伝達関数器23を介して、速度補正値を得て、こ
れを接点X_Cをオンとしながら、比較器15にピンチロール
速度指令の補正用として与える。

速度補正用伝達関数Ｇ（Ｓ）は、（１）式で与えられ
る。

Ｇ（Ｓ）＝K_P〔１＋（1/TiS）〕 …（１） ここで1/S（S:ラプラス演算子）は積分を、K_Pは比例
ゲイン、Tiは積分時定数である。

かかる、ピンチロールの速度補正系を構成することに
よって、ピンチロール３とマンドレル４との間において
ストリップ２に作用する張力は、ストリップ尾端が仕上
スタンドを抜け、マンドレルを張力制御から速度制御に
切り換えても、バックテンション不足となることがな
い。そして、マンドレルにかかる負荷電流値が、ストリ
ップ尾端の仕上スタンド抜け直前の負荷電流値と常に一
定となるよう、ピンチロールが速度制御されるので、バ
ックテンション不足によるマンドレル加速が防止され
る。

〔発明の効果〕

以上の通り、本発明によれば、バックテンション不足
によるマンドレル加速→コイル温度外れ→品質不良とな
るトラブルが解消され、適切な巻取を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明法を実施するための装置例図である。 １……仕上スタンド、２……ストリップ、３……ピンチ
ロール、４……マンドレル、８……マンドレル速度制御
装置、17……ピンチロール速度制御装置。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱延ミルの仕上スタンドから出たストリッ
   プを、ピンチロールを経てマンドレルに巻取るに際し： ストリップを巻付後でストリップ尾端が仕上スタンドを
   抜ける前においてマンドレルを所定の張力となるように
   負荷電流を制御する張力制御し； ストリップ尾端が仕上スタンドを抜けてから巻取完了ま
   での間、 前記張力制御に代えてマンドレルの速度制御を行うとと
   もに、 この過程でマンドレルにかかる負荷電流値がストリップ
   尾端の仕上スタンド抜け直前の前記張力制御時のマンド
   レルの負荷電流値と常に一致するように、ピンチロール
   を速度制御することを特徴とする熱延ミルにおけるスト
   リップの巻取制御方法。