JP3333807B2 - 金属薄帯の巻取り方法 - Google Patents

金属薄帯の巻取り方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、冷却ロールを用
いた急冷プロセスによる金属薄帯の製造において、特に
冷却ロールから金属薄帯を剥離、そして巻取リールまで
搬送して巻取る際に金属薄帯の損傷を回避しようとする
ものである。
【0002】近年、冷却ロールを用いた急冷プロセスに
よる金属薄帯の製造に関する開発が進められているが、
その工業化に当たっては、急冷凝固した金属薄帯(以
下、薄帯と示す)を冷却ロールから剥離し、次いで巻取
リールまで搬送して該リールへコイル状に巻取る際に、
薄帯に与える張力に過不足があると薄帯が破断するた
め、薄帯に適正な張力を付与することが肝要である。
【0003】
【従来の技術】この薄帯の張力制御として、例えば特開
平3−106543号公報には、巻取りまでのパスライン内に
設置したダンサーロールの高さをフィードバックし、巻
取りリールの速度を変化させることによりダンサーロー
ルの高さを一定に制御することが、提案されている。
【0004】また、特開昭58−44952 号や同57−112953
号各公報には、巻取りリールの電流値を一定に制御する
トルク制御の手法が、さらに特開平3−216243号公報に
は、パスライン内に設置した張力計の出力をフィードバ
ックして、巻取りリール速度を制御する手法が、それぞ
れ開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、冷却ロール
と巻取リールとの間には、薄帯の安定走行に役立てるサ
ポートロール、あるいは冷却ロールの薄帯剥離点近傍で
薄帯をコンベヤーベルトに吸着して該ベルトにて薄帯を
搬送する吸引コンベヤー等の機器が設置されている場合
は、薄帯の板厚や表面粗さが変化して、サポートロール
と薄帯の摩擦によるロス、あるいは吸引コンベヤーと薄
帯との摩擦力に起因して薄帯に加わる張力が、製板中に
変化することがあるため、これらの機器と冷却ロールと
の間における薄帯の張力を一定に制御することはでき
ず、過張力破断、張力不足による蛇行破断が発生するこ
とになる。この問題は、上記した巻取りリールに関する
制御技術では、対処し切れないものであった。
【0006】この発明は、上記した問題点を有利に解決
しようとするもので、冷却ロール直下の薄帯剥離点近傍
での薄帯の張力を適正範囲に制御することのできる、薄
帯の巻取り方法について提案することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明は、高速回転す
る冷却ロールの表面に溶融金属を注出し、急冷凝固させ
て金属薄帯としたのち、冷却ロールのほぼ接線方向に気
体を吹付けて冷却ロールから金属薄帯を剥離し、次いで
剥離した金属薄帯を吸引コンベヤーにて吸着し、この吸
着状態のままコンベヤーのベルトを作動して金属薄帯を
巻取リール側に搬送して巻取るに当たり、金属薄帯の剥
離点における張力を測定し、この測定結果に基づいて巻
取リールの周速度を調整して、金属薄帯の剥離点張力を
フィードバック制御することを特徴とする金属薄帯の巻
取方法(第1発明)、および高速回転する冷却ロールの
表面に溶融金属を注出し、急冷凝固させて金属薄帯とし
たのち、冷却ロールのほぼ接線方向に気体を吹付けて冷
却ロールから金属薄帯を剥離し、次いで剥離した金属薄
帯を吸引コンベヤーにて吸着し、この吸着状態のままコ
ンベヤーのベルトを作動して金属薄帯を巻取リール側に
搬送して巻取るに当たり、金属薄帯の剥離点における張
力を測定し、この測定結果に基づいて吸引コンベヤーの
吸着力を調整して、金属薄帯の剥離点張力をフィードバ
ック制御することを特徴とする金属薄帯の巻取方法(第
2発明)である。
【0008】ここで、金属薄帯の剥離点張力を冷却ロー
ルの駆動モーターの電流値から算出することが、好まし
い。
【0009】なお、吸引コンベヤーとしては、通気性の
あるコンベヤーベルトを2本または3本以上のプーリで
保持して回転させ、コンベヤーの内部に設けた吸引箱よ
りコンベヤーベルトを介して空気を吸引する構造のもの
が、有利に適合する。
【0010】
【発明の実施の形態】さて、図1に、この発明の方法に
使用する薄帯の製造設備を示す。図において、符号1は
高速で回転している冷却ロールであり、この冷却ロール
1上にスリット状の開口をそなえるノズル2から溶融金
属3を注出し、溶融金属3を冷却ロール1上で急冷凝固
させて薄帯4を形成する。
【0011】次いで、薄帯4を、このロール1のほぼ接
線方向に気体、例えば圧縮空気を吹出すスリット状の開
口をそなえるエアーノズル5の空気吹付けによって、冷
却ロール1から剥離したのち、この剥離点下に設置した
吸引コンベヤー6の始端に、薄帯4の先端部を吸着さ
せ、薄帯4に吸着力を与えた状態でコンベヤーを作動し
て薄帯を搬送し、さらに直列に設置した2台目の吸引コ
ンベヤー7に受渡し、このコンベヤー7にて薄帯4を巻
取リール8側に搬送し、コンベヤー7を巻取リール8に
向けて傾けるか、押付けロールなどを用いて、薄帯4を
巻取リール8に巻付け、薄帯の巻取りを行う。なお、符
号9は、製板が定常状態になるまでの間に製造された低
品質の薄帯先端部分を導いて破砕する装置であり、この
先端部分の除去後の薄帯を巻取リール8に巻付ける。
【0012】この発明は、上記した薄帯の巻取り工程に
おいて、冷却ロール1と吸引コンベヤー6との間の薄帯
に付与される張力、とりわけ剥離点における薄帯張力を
所定の範囲にフィードバック制御することを、特徴とす
るものである。従って、剥離点における薄帯張力の測定
技術を確立することが重要になる。そこで、この発明で
は、剥離点における薄帯張力を、冷却ロール1の駆動モ
ーター10の電流値から算出することとした。
【0013】すなわち、冷却ロール1に関して、製板時
以外の無負荷の状態における一定速度運転時の電流値経
時変化、いわゆるフリクションロスを予め測定してお
き、このフリクションロスと製板中の冷却ロール1の駆
動モーター10の電流値との差を、トルク換算することに
よって剥離点張力を求めるのである。ここに、図1に示
した薄帯の製造設備を用いた、図2に薄帯製造の一典型
例における冷却ロール1の駆動モーター10の電流値変化
を示すように、図に破線で示したフリクションロスに対
して、製板中の駆動モーター10の電流値は実線のように
変化する。この変化は、冷却ロール1の周速は吸引コン
ベヤーのベルト移動速度より遅いから、薄帯製造を開始
後に、例えば板厚が厚くなると、図3に実験結果を示す
ように、吸引コンベヤーのベルトと薄帯との間の摩擦力
が大きくなって、冷却ロールと吸引コンベヤーとの間の
薄帯張力も大きくなる結果、冷却ロール1の駆動モータ
ー10の電流値が低下するのである。これは、板温度が高
くなっても同様である。従って、フリクションロスと実
際の電流値との差を薄帯の剥離点張力による仕事量と見
做すことができる。従って、薄帯の剥離点張力Tは、
【数1】T={α×(I−I0 )}/r ここで、α:トルク定数{(駆動モーターの定格トル
ク)/(同定格電流値)} r:冷却ロール半径 I0 :無負荷電流値 I:負荷時電流値 に従って、算出することができる。
【0014】次に、上記に従って求めた薄帯の剥離点張
力Tに基づいて薄帯の剥離点張力をフィードバック制御
する手順を、巻取リール(第1発明)および吸引コンベ
ヤー(第2発明)について、図1を参照して、それぞれ
具体的に説明する。なお、以下で個別に説明する、吸引
コンベヤーおよび巻取リールに関する制御を、同時に行
うことも可能である。
【0015】(第1発明)まず、製板中に、冷却ロール
1の駆動モーター10の負荷時電流値Iを測定し、この測
定値を張力演算器11に入力し、ここで上記したところに
従って張力換算を行って、得られた剥離点張力Tと目標
張力Tref との差分を、予め求めた剥離点張力Tと巻取
リール8の駆動モーター12の電流値との関係を示すテー
ブル13を利用して、上記差分を駆動モーター12の電流値
に変換し、この電流値を電流値制御器(ACR)14から
巻取リール8の駆動モーター12に出力し、巻取リール8
の周速を調整する。この操作によって、例えば板性状が
変化しても剥離点張力を一定値に制御でき、張力の過不
足に起因した破断を防止できる。
【0016】なお、以上の例では、剥離点張力と駆動モ
ーター12の電流値との関係に基づいて巻取リール8の周
速を調整したが、剥離点張力と巻取リール周速との直接
関係によって巻取リール周速を調整することも可能であ
る。さらに、第1発明は、巻取リール8の周速を調整し
て薄帯の剥離点張力を制御する形式であるから、吸引コ
ンベヤーのない薄帯製造設備、すなわち冷却ロールから
剥離した薄帯を、例えばピンチロール等によって巻取リ
ールまで搬送して巻取りを行う形式においても、適用可
能である。
【0017】(第2発明)第1発明と同様に、まず、製
板中に、冷却ロール1の駆動モーター10の負荷時電流値
Iを測定し、この測定値を張力演算器11に入力し、ここ
で上記したところに従って張力換算を行う。次いで、得
られた剥離点張力Tと目標張力Tref との差分を、予め
求めた剥離点張力Tと吸引コンベヤー6において吸引圧
P1を発生させる吸引ブロアー15の速度(ブロアー翼の回
転速度)との関係を示すテーブル16を利用して、上記差
分を吸引ブロアーモーター17の速度値に変換し、この速
度値を速度制御器(ASR)17から吸引ブロアーモータ
ー17に出力し、吸引ブロアー15における吸引圧を調整す
る。この操作によって、例えば板性状が変化しても剥離
点張力を一定値に制御でき、張力の過不足に起因した破
断を防止できる。
【0018】なお、以上の例では、剥離点張力と吸引ブ
ロアー速度との関係に基づいて吸引ブロアー15における
吸引圧を調整したが、剥離点張力と吸引ブロアーのダン
パー開度または吸引ブロアーの周波数との関係に基づい
て吸引ブロアー15における吸引圧を調整することも可能
である。
【0019】さらに、図1において吸引コンベヤー6お
よび7は真空吸引方式を示したが、マグネットを利用し
た吸引も可能であり、この場合は電磁石の電流値を調整
すればよい。また、吸引コンベヤーは1台あるいは3台
以上を設置することも可能であり、特に複数台を設置し
た場合は、2台目以降の吸引コンベヤーの吸引力を調整
してもよい。
【0020】
【発明の効果】この発明によれば、製板開始から巻取り
終了までの剥離点張力が適正に制御されるから、過張力
破断または張力不足による蛇行破断を未然に防止でき
る。また、剥離点の張力を、冷却ロールのフリクション
ロスを定量化し、製板中の冷却ロール駆動モーターの電
流値変化を測定することにより、確実に測定できるた
め、剥離点張力の制御を的確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】薄帯の製造設備を示す模式図である。
【図2】冷却ロールの駆動モーターの電流値変化から剥
離点張力を推定する手法の説明図である。
【図3】板厚と薄帯および吸引コンベヤー間の摩擦係数
との関係を示したグラフである。
【符号の説明】
1 冷却ロール 2 注湯ノズル 3 溶融金属 4 薄帯 5 エアーノズル 6 吸引コンベヤー 7 吸引コンベヤー 8 巻取リール 9 破砕装置 10 駆動モーター 11 張力演算器 12 駆動モーター 13 テーブル 14 電流値制御器 15 吸引ブロアー 16 テーブル 17 吸引ブロアーモーター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 徹 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎 製鉄株式会社 千葉製鉄所内 (72)発明者 青木 英未 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎 製鉄株式会社 千葉製鉄所内 審査官 金 公彦 (56)参考文献 特開 平1−254358(JP,A) 特開 平3−216243(JP,A) 特開 平3−238260(JP,A) 特開 昭63−123528(JP,A) 特開 平6−182508(JP,A) 特開 平7−1091(JP,A) 特開 平9−136146(JP,A) 特開 平9−122841(JP,A) 特開 平8−1286(JP,A) 特開 平7−214251(JP,A) 特開 平3−234338(JP,A) 特開 昭64−62217(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B22D 11/06 390 B22D 11/06 360 B21C 47/02

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高速回転する冷却ロールの表面に溶融金
    属を注出し、急冷凝固させて金属薄帯としたのち、冷却
    ロールのほぼ接線方向に気体を吹付けて冷却ロールから
    金属薄帯を剥離し、次いで剥離した金属薄帯を巻取リー
    ル側に搬送して巻取るに当たり、金属薄帯の剥離点にお
    ける張力を測定し、この測定結果に基づいて巻取リール
    の周速度を調整して、金属薄帯の剥離点張力をフィード
    バック制御することを特徴とする金属薄帯の巻取り方
    法。
  2. 【請求項2】 高速回転する冷却ロールの表面に溶融金
    属を注出し、急冷凝固させて金属薄帯としたのち、冷却
    ロールのほぼ接線方向に気体を吹付けて冷却ロールから
    金属薄帯を剥離し、次いで剥離した金属薄帯を吸引コン
    ベヤーにて吸着し、この吸着状態のままコンベヤーのベ
    ルトを作動して金属薄帯を巻取リール側に搬送して巻取
    るに当たり、金属薄帯の剥離点における張力を測定し、
    この測定結果に基づいて吸引コンベヤーの吸着力を調整
    して、金属薄帯の剥離点張力をフィードバック制御する
    ことを特徴とする金属薄帯の巻取り方法。
  3. 【請求項3】 金属薄帯の剥離点張力を冷却ロールの駆
    動モーターの電流値から算出する請求項1または2に記
    載の金属薄帯の巻取り方法。
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