JP3356067B2 - 冷間圧延機の巻取り制御方法 - Google Patents
冷間圧延機の巻取り制御方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷間圧延機の走間
剪断巻取り時における巻取電動機の制御方法に関するも
のである。
剪断巻取り時における巻取電動機の制御方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】図４は従来の冷間圧延機での板材巻取処
理の説明図であり、同図の１は鋼板、２は案内ベルト、
３は巻取機である。また図５は、図４の巻取処理におけ
る最終スタンド・巻取機間張力、巻取機回転数及び巻取
機張力電流の説明図であり、図６は、従来の圧延側にお
ける最終スタンド出側板厚偏差と最終スタンド・巻取機
間張力並びに巻取機速度と巻取機張力電流の説明図であ
る。
理の説明図であり、同図の１は鋼板、２は案内ベルト、
３は巻取機である。また図５は、図４の巻取処理におけ
る最終スタンド・巻取機間張力、巻取機回転数及び巻取
機張力電流の説明図であり、図６は、従来の圧延側にお
ける最終スタンド出側板厚偏差と最終スタンド・巻取機
間張力並びに巻取機速度と巻取機張力電流の説明図であ
る。
【０００３】従来、指定巻取張力（最終スタンド・巻取
機間張力）に設定された巻取機３は、図４のように巻取
り準備の為に、鋼板１の案内ベルト２を抱いた状態で、
鋼板巻取り張力を、巻取電動機の張力電流に変換された
電流制限のもとに、鋼板速度より設定リード率α（例え
ば１５％程度）分速い速度で巻取機３を回転させる。そ
して鋼板１が巻取機３に巻付き始めると、鋼板１と巻取
機３や鋼板間の拘束力によって、リード率αが零まで低
下し、巻取機回転数は指示値となる。
機間張力）に設定された巻取機３は、図４のように巻取
り準備の為に、鋼板１の案内ベルト２を抱いた状態で、
鋼板巻取り張力を、巻取電動機の張力電流に変換された
電流制限のもとに、鋼板速度より設定リード率α（例え
ば１５％程度）分速い速度で巻取機３を回転させる。そ
して鋼板１が巻取機３に巻付き始めると、鋼板１と巻取
機３や鋼板間の拘束力によって、リード率αが零まで低
下し、巻取機回転数は指示値となる。
【０００４】しかし、図５のように巻取機回転数が低下
し始める過程で、巻取機３の回転エネルギーにより目標
張力以上の急峻な引っ張り応力が鋼板に掛かり、図６の
最終スタンド出側板厚偏差における破線丸印の板厚低下
のように板厚が薄くなり長大なオフゲージを発生させて
いた。図５において、巻取機３に巻付きを開始すると、
鋼板の案内ベルト２と鋼板１間の摩擦によって巻取機張
力電流が流れ始め、図４の電流制限部による上限値Ｙ
（Ａ）で一定期間ｔ２だけ流れた後に、図示の設定張力
電流値まで制御される。この過程で巻取機３の回転数
は、リード速度Δｎ分下がり、回転エネルギーの放出が
発生し、一定期間ｔ１だけ、巻取張力に過張力Ｆが発生
する。
し始める過程で、巻取機３の回転エネルギーにより目標
張力以上の急峻な引っ張り応力が鋼板に掛かり、図６の
最終スタンド出側板厚偏差における破線丸印の板厚低下
のように板厚が薄くなり長大なオフゲージを発生させて
いた。図５において、巻取機３に巻付きを開始すると、
鋼板の案内ベルト２と鋼板１間の摩擦によって巻取機張
力電流が流れ始め、図４の電流制限部による上限値Ｙ
（Ａ）で一定期間ｔ２だけ流れた後に、図示の設定張力
電流値まで制御される。この過程で巻取機３の回転数
は、リード速度Δｎ分下がり、回転エネルギーの放出が
発生し、一定期間ｔ１だけ、巻取張力に過張力Ｆが発生
する。
【０００５】上記動作を詳細に説明すると、巻取機のテ
ンションリール（以下ＴＲとも書く）に巻始めの１巻き
から約７巻きの間を強い力（図５では最終スタンド・巻
取機間張力の最終目標値より３０％増加させた張力）で
引張って巻付けることで鋼材間の拘束力が増し固い芯
（コア）が形成される。これは内径つぶれや、先端部の
横方向飛び出しを防止するための方策である。この巻始
めから約７巻きの内径コアが形成されるまでの期間を図
５のｔ２としている。また巻始めから巻取機にリード速
度Δｎ分の回転エネルギーが放出されて、回転数低下率
ｄｎ／ｄｔが零となるまでの期間を図５のｔ１としてい
る。そしてこの期間ｔ１の間に、鋼板に過張力Ｆが発生
する。図５の最終スタンド・巻取機間張力におけるハッ
チング部分がこの過張力Ｆを示している。
ンションリール（以下ＴＲとも書く）に巻始めの１巻き
から約７巻きの間を強い力（図５では最終スタンド・巻
取機間張力の最終目標値より３０％増加させた張力）で
引張って巻付けることで鋼材間の拘束力が増し固い芯
（コア）が形成される。これは内径つぶれや、先端部の
横方向飛び出しを防止するための方策である。この巻始
めから約７巻きの内径コアが形成されるまでの期間を図
５のｔ２としている。また巻始めから巻取機にリード速
度Δｎ分の回転エネルギーが放出されて、回転数低下率
ｄｎ／ｄｔが零となるまでの期間を図５のｔ１としてい
る。そしてこの期間ｔ１の間に、鋼板に過張力Ｆが発生
する。図５の最終スタンド・巻取機間張力におけるハッ
チング部分がこの過張力Ｆを示している。
【０００６】過張力Ｆは（１）式で示される。
【０００７】
【数１】
【０００８】ここで Ｆ ：張力（ｋｇ・ｆ） ＧＤ2 ：慣性能率（ｋｇ・ｆ・ｍ2 ） ｄｎ／ｄｔ：回転数低下率 ＴＲ径：テンションリールの直径（ｍ）である。
【０００９】図６によって、前記巻取機回転数が低下す
る過程で巻取張力に生じる過張力により、最終スタンド
出側の板厚が低下する（薄くなる）様子が判る。この場
合、巻取機の回転数低下率ｄｎ／ｄｔが大きいと大きな
張力が発生する。この過張力の面積は、リード率αを小
さくすれば少なくなることは明白であるが、小さくし過
ぎると巻付き失敗を発生させる危険がある為、余裕をみ
て大きくせざるを得なかった。
る過程で巻取張力に生じる過張力により、最終スタンド
出側の板厚が低下する（薄くなる）様子が判る。この場
合、巻取機の回転数低下率ｄｎ／ｄｔが大きいと大きな
張力が発生する。この過張力の面積は、リード率αを小
さくすれば少なくなることは明白であるが、小さくし過
ぎると巻付き失敗を発生させる危険がある為、余裕をみ
て大きくせざるを得なかった。
【００１０】そこで、この板厚変動を抑制するため、特
開平９−２２６９９８号公報においては、巻取りの進行
に合わせて、リード率αを、巻取り張力、材料断面積、
ヤング率及びライン速度をもとに段階的に求め、木目細
かくリード率αを可変制御する方法が示されている。
開平９−２２６９９８号公報においては、巻取りの進行
に合わせて、リード率αを、巻取り張力、材料断面積、
ヤング率及びライン速度をもとに段階的に求め、木目細
かくリード率αを可変制御する方法が示されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかし上記特許公報に
よる巻取制御方法においては、巻取り張力、材料断面積
及びヤング率のバラツキ誤差によって、リード率αをダ
イナミックに可変制御するだけでは、オフゲージの抑制
効果を充分に発揮できなかったり、巻付き失敗や、巻形
状の悪化といった問題点が発生していた。
よる巻取制御方法においては、巻取り張力、材料断面積
及びヤング率のバラツキ誤差によって、リード率αをダ
イナミックに可変制御するだけでは、オフゲージの抑制
効果を充分に発揮できなかったり、巻付き失敗や、巻形
状の悪化といった問題点が発生していた。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明に係る冷間圧延機
の巻取り制御方法は、冷間圧延機で板材を巻取るにあた
り、圧延された板材先端部を巻取機に巻取る際に発生す
る過張力による板厚変動を防止する巻取り制御方法にお
いて、巻取機の張力電流指令値を、設定した初期張力電
流値から目標張力電流値まで、巻取り開始からの巻取機
周速の低下に応じて複数のステップ状に増加させるもの
である。その結果、走間剪断巻付け時の過張力を巻取機
の制御で防止して、巻付け時の板厚オフゲージの減少が
可能となった。
の巻取り制御方法は、冷間圧延機で板材を巻取るにあた
り、圧延された板材先端部を巻取機に巻取る際に発生す
る過張力による板厚変動を防止する巻取り制御方法にお
いて、巻取機の張力電流指令値を、設定した初期張力電
流値から目標張力電流値まで、巻取り開始からの巻取機
周速の低下に応じて複数のステップ状に増加させるもの
である。その結果、走間剪断巻付け時の過張力を巻取機
の制御で防止して、巻付け時の板厚オフゲージの減少が
可能となった。
【００１３】
【発明の実施の形態】図２は本発明の実施形態に係る冷
間圧延機の巻取り制御にかかる装置の説明図である。図
２の制御装置は、プロセス計算機１０、プロセスライン
計算機（以下ＰＬ計算機とも書す）２０及び巻取電動機
制御装置３０により構成される。なお、巻取機３と結合
された４は速度検出器である。
間圧延機の巻取り制御にかかる装置の説明図である。図
２の制御装置は、プロセス計算機１０、プロセスライン
計算機（以下ＰＬ計算機とも書す）２０及び巻取電動機
制御装置３０により構成される。なお、巻取機３と結合
された４は速度検出器である。
【００１４】最初に速度検出器４について説明すると、
速度検出器４は巻取機３のテンションリールの周速を検
出するものである。従って巻取機３の回転速度をパルス
発信器等から求め、この回転速度とリール半径とから周
速を計算する。そしてリール半径は巻き太るにつれて次
第に増加するから、巻始めの時点では、巻取機マンドレ
ル（巻枠）の径（例えば５０８ｍｍ等）から半径を求
め、巻付け後は、巻取機の回転毎に板厚を加算してその
時点の半径を求める。そしてその時点のリール半径と回
転速度とから周速を算出するようにしている。なお図２
の例では、速度検出器４がテンションリールの周速を検
出するようにしているが、検出器４には、単に単位時間
の回転角度又は回転数のみを検出させ、ＰＬ計算機２０
が、この回転情報を入力し、予め記憶している巻取機マ
ンドルの径から回転毎のリール半径を算出し、各時点毎
のリール半径と回転情報とから周速を求めるようにして
もよい。
速度検出器４は巻取機３のテンションリールの周速を検
出するものである。従って巻取機３の回転速度をパルス
発信器等から求め、この回転速度とリール半径とから周
速を計算する。そしてリール半径は巻き太るにつれて次
第に増加するから、巻始めの時点では、巻取機マンドレ
ル（巻枠）の径（例えば５０８ｍｍ等）から半径を求
め、巻付け後は、巻取機の回転毎に板厚を加算してその
時点の半径を求める。そしてその時点のリール半径と回
転速度とから周速を算出するようにしている。なお図２
の例では、速度検出器４がテンションリールの周速を検
出するようにしているが、検出器４には、単に単位時間
の回転角度又は回転数のみを検出させ、ＰＬ計算機２０
が、この回転情報を入力し、予め記憶している巻取機マ
ンドルの径から回転毎のリール半径を算出し、各時点毎
のリール半径と回転情報とから周速を求めるようにして
もよい。
【００１５】次に各計算機による設定値計算処理を説明
する。まずプロセス計算機１０は、圧延仕様に基づき、
圧延鋼材の材質に適合したユニット張力を従来通り計算
して、この計算した張力設定をＰＬ計算機２０に与え
る。ＰＬ計算機２０では、与えられた鋼板張力値から下
記（２）式を用いて巻取電動機の目標張力電流値を算出
する。
する。まずプロセス計算機１０は、圧延仕様に基づき、
圧延鋼材の材質に適合したユニット張力を従来通り計算
して、この計算した張力設定をＰＬ計算機２０に与え
る。ＰＬ計算機２０では、与えられた鋼板張力値から下
記（２）式を用いて巻取電動機の目標張力電流値を算出
する。
【００１６】
【数２】
【００１７】ここで Ｉｑ１：目標張力電流値（Ａ） Ｋ ：巻取電動機の固有比例定数 Φ ：巻取電動機の毎極の磁束（ｗｂ） η ：巻取機の効率 ＴＲ径：テンションリールの直径（ｍ） ＦPR：鋼板の目標張力（ｋｇ・ｆ）である。 さらにこの目標張力電流値から、図１で後述する方法に
より、巻取機張力電流指令値を順次算出し、これらの電
流指令値を順次巻取電動機制御装置３０の電流制御部へ
供給する。巻取電動機制御装置３０は、巻取機３の張力
電流を指示された電流指令値とするように電流制限部で
一定値に制御する。
より、巻取機張力電流指令値を順次算出し、これらの電
流指令値を順次巻取電動機制御装置３０の電流制御部へ
供給する。巻取電動機制御装置３０は、巻取機３の張力
電流を指示された電流指令値とするように電流制限部で
一定値に制御する。
【００１８】次にＰＬ計算機２０は、鋼板の走間剪断準
備として、板速よりリード率分だけ速い速度（先進率＋
リード率）を速度指令値として巻取電動機制御装置３０
の速度制御部に供給する。巻取電動機制御装置３０は、
この供給された速度指令値に基づき巻取機３を板速より
リード率分だけ速い速度で空転させて鋼板の走間剪断準
備を行う。そして剪断された鋼板の巻取処理に入る。ま
た速度検出器４は、巻取機３のテンションリールの周速
を検出して巻動電動機制御装置３０にフィードバックす
る。なおＰＬ計算機２０が出力する速度指令値は、巻取
機３のテンションリールの径が巻き太るにつれて、その
径に応じた速度指令値に変更される。
備として、板速よりリード率分だけ速い速度（先進率＋
リード率）を速度指令値として巻取電動機制御装置３０
の速度制御部に供給する。巻取電動機制御装置３０は、
この供給された速度指令値に基づき巻取機３を板速より
リード率分だけ速い速度で空転させて鋼板の走間剪断準
備を行う。そして剪断された鋼板の巻取処理に入る。ま
た速度検出器４は、巻取機３のテンションリールの周速
を検出して巻動電動機制御装置３０にフィードバックす
る。なおＰＬ計算機２０が出力する速度指令値は、巻取
機３のテンションリールの径が巻き太るにつれて、その
径に応じた速度指令値に変更される。
【００１９】図１は本発明の実施形態に係る冷間圧延機
の巻取り制御方法の説明図である。また図の実線で示さ
れた巻取機張力電流指令値に対して、その下側の破線で
示された巻取機張力電流は、実際に巻取機に流れる張力
電流であり、破線の図示期間Ｔは、巻始めから摩擦によ
る張力電流が指令値となるまでに要する期間であり、こ
の期間Ｔの経過後は、実際の巻取機張力電流は指令値に
直ちに追従した値となる。
の巻取り制御方法の説明図である。また図の実線で示さ
れた巻取機張力電流指令値に対して、その下側の破線で
示された巻取機張力電流は、実際に巻取機に流れる張力
電流であり、破線の図示期間Ｔは、巻始めから摩擦によ
る張力電流が指令値となるまでに要する期間であり、こ
の期間Ｔの経過後は、実際の巻取機張力電流は指令値に
直ちに追従した値となる。
【００２０】図１においては、鋼板１を走間剪断後、ま
ず、巻取電動機の張力電流指令値を、予め設定した初期
張力電流値（目標張力電流値Ｉｑ１に係数ｋ１（０＜ｋ
１＜１）を乗算した積）として予め設定した目標張力電
流値Ｉｑ１のｘ１％に絞り巻取りを開始させる。そして
巻取機のリールに鋼板が１〜２巻きする過程で鋼板の摩
擦力と進行方向の張力によって、破線で示した実際の巻
取機３の張力電流がＩｑ１のｘ１％まで上昇後（前記期
間Ｔの経過後）、巻取機のリード率αが低下し、巻取機
のリール周速が設定リード速度から低下し始める。次に
巻取機のリール周速が、リード率αのｙ１％まで低下し
た時点で、鋼板張力が低下しないように、巻取電動機の
張力電流指令値をＩｑ１のｘ２％まで１段上昇させる
（Ｉｑ１のｘ１％＜Ｉｑ１のｘ２％）。
ず、巻取電動機の張力電流指令値を、予め設定した初期
張力電流値（目標張力電流値Ｉｑ１に係数ｋ１（０＜ｋ
１＜１）を乗算した積）として予め設定した目標張力電
流値Ｉｑ１のｘ１％に絞り巻取りを開始させる。そして
巻取機のリールに鋼板が１〜２巻きする過程で鋼板の摩
擦力と進行方向の張力によって、破線で示した実際の巻
取機３の張力電流がＩｑ１のｘ１％まで上昇後（前記期
間Ｔの経過後）、巻取機のリード率αが低下し、巻取機
のリール周速が設定リード速度から低下し始める。次に
巻取機のリール周速が、リード率αのｙ１％まで低下し
た時点で、鋼板張力が低下しないように、巻取電動機の
張力電流指令値をＩｑ１のｘ２％まで１段上昇させる
（Ｉｑ１のｘ１％＜Ｉｑ１のｘ２％）。
【００２１】さらにある時間が経過して、巻取機のリー
ル周速が、リード率αのｙ２％（ｙ１％＞ｙ２％）まで
低下した時点で、巻取電動機の張力電流指令値をＩｑ１
のｘ３％まで１段上昇させる（Ｉｑ１のｘ２％＜Ｉｑ１
のｘ３％）。さらにある時間が経過して、巻取機のリー
ル周速が、リード率αのｙ３％（ｙ２％＞ｙ３％）まで
低下した時点で、巻取電動機の張力電流指令値を目標張
力電流値Ｉｑ１に上昇させる（Ｉｑ１のｘ３％＜Ｉｑ
１）。この時点以降は従来の制御方法で巻取りを継続さ
せる。図１の制御方法により、巻取機３の速度低下率を
低くすることができ、過張力の発生及び板厚の低下を防
止できる。
ル周速が、リード率αのｙ２％（ｙ１％＞ｙ２％）まで
低下した時点で、巻取電動機の張力電流指令値をＩｑ１
のｘ３％まで１段上昇させる（Ｉｑ１のｘ２％＜Ｉｑ１
のｘ３％）。さらにある時間が経過して、巻取機のリー
ル周速が、リード率αのｙ３％（ｙ２％＞ｙ３％）まで
低下した時点で、巻取電動機の張力電流指令値を目標張
力電流値Ｉｑ１に上昇させる（Ｉｑ１のｘ３％＜Ｉｑ
１）。この時点以降は従来の制御方法で巻取りを継続さ
せる。図１の制御方法により、巻取機３の速度低下率を
低くすることができ、過張力の発生及び板厚の低下を防
止できる。
【００２２】図３は本実施形態の圧延例における最終ス
タンド出側板厚偏差と最終スタンド・巻取機間張力並び
に巻取機速度と巻取機張力電流の説明図である。図３
は、図６と比較すると、巻取機の速度低下率の勾配がゆ
るやかであり、過張力も板厚低下も発生していないこと
がわかる。
タンド出側板厚偏差と最終スタンド・巻取機間張力並び
に巻取機速度と巻取機張力電流の説明図である。図３
は、図６と比較すると、巻取機の速度低下率の勾配がゆ
るやかであり、過張力も板厚低下も発生していないこと
がわかる。
【００２３】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、冷間圧延
機で板材を巻取るにあたり、圧延された板材先端部を巻
取機に巻取る際に発生する過張力による板厚変動を防止
する巻取り方法において、巻取機の張力電流指令値を、
設定した初期張力電流値から目標張力電流値まで、巻取
り開始からその巻取機周速の低下に応じて複数のステッ
プ状に増加させるようにしたので、その結果、走間剪断
巻付け時の過張力を巻取機の制御で防止して、巻付け時
の板厚オフゲージの減少が可能となった。
機で板材を巻取るにあたり、圧延された板材先端部を巻
取機に巻取る際に発生する過張力による板厚変動を防止
する巻取り方法において、巻取機の張力電流指令値を、
設定した初期張力電流値から目標張力電流値まで、巻取
り開始からその巻取機周速の低下に応じて複数のステッ
プ状に増加させるようにしたので、その結果、走間剪断
巻付け時の過張力を巻取機の制御で防止して、巻付け時
の板厚オフゲージの減少が可能となった。
【図１】本発明の実施形態に係る冷間圧延機の巻取り制
御方法の説明図である。
御方法の説明図である。
【図２】本発明の実施形態に係る冷間圧延機の巻取り制
御にかかる装置の説明図である。
御にかかる装置の説明図である。
【図３】本実施形態の圧延例における最終スタンド出側
板厚偏差と最終スタンド・巻取機間張力並びに巻取機速
度と巻取機張力電流の説明図である。
板厚偏差と最終スタンド・巻取機間張力並びに巻取機速
度と巻取機張力電流の説明図である。
【図４】従来の冷間圧延機での板材巻取処理の説明図で
ある。
ある。
【図５】図４の巻取処理における最終スタンド・巻取機
間張力、巻取機回転数及び巻取機張力電流の説明図であ
る。
間張力、巻取機回転数及び巻取機張力電流の説明図であ
る。
【図６】従来の圧延例における最終スタンド出側板厚偏
差と最終スタンド・巻取機間張力並びに巻取機速度と巻
取機張力電流の説明図である。
差と最終スタンド・巻取機間張力並びに巻取機速度と巻
取機張力電流の説明図である。
１ 鋼板 ２ 案内ベルト ３ 巻取機 ４ 速度検出器 １０ プロセス計算機 ２０ ＰＬ計算機 ３０ 巻取電動機制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−30321（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B21C 47/00
Claims (1)
- 【請求項１】 冷間圧延機で板材を巻取るにあたり、圧
延された板材先端部を巻取機に巻取る際に発生する過張
力による板厚変動を防止する巻取り制御方法において、 巻取機の張力電流指令値を、設定した初期張力電流値か
ら目標張力電流値まで、巻取り開始からの巻取機周速の
低下に応じて複数のステップ状に増加させることを特徴
とする冷間圧延機の巻取り制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20184798A JP3356067B2 (ja) | 1998-07-16 | 1998-07-16 | 冷間圧延機の巻取り制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20184798A JP3356067B2 (ja) | 1998-07-16 | 1998-07-16 | 冷間圧延機の巻取り制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000033418A JP2000033418A (ja) | 2000-02-02 |
| JP3356067B2 true JP3356067B2 (ja) | 2002-12-09 |
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ID=16447886
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20184798A Expired - Fee Related JP3356067B2 (ja) | 1998-07-16 | 1998-07-16 | 冷間圧延機の巻取り制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3356067B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114535312B (zh) * | 2020-11-24 | 2024-08-09 | 宝山钢铁股份有限公司 | 单机架轧机带钢卷径和卷长的自修正方法 |
-
1998
- 1998-07-16 JP JP20184798A patent/JP3356067B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000033418A (ja) | 2000-02-02 |
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