JP3677864B2

JP3677864B2 - 帯状材の通板方向変換装置及び通板方向変換方法

Info

Publication number: JP3677864B2
Application number: JP10982496A
Authority: JP
Inventors: 陽俊山下; 忠明八角; 一光三本竹
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1996-04-30
Filing date: 1996-04-30
Publication date: 2005-08-03
Anticipated expiration: 2016-04-30
Also published as: JPH09295730A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷延鋼板等からなる帯状材の通板方向の変換に係り、走行する帯状材をヘリカル状に巻き掛け且つ非接触状態で通板方向を変換する通板方向変換装置及びその通板方向変換方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
走行する帯状材をヘリカル状にフロータに巻き掛け且つ非接触状態で通板方向を変換する、所謂ヘリカルフロータ式の通板方向変換装置は、非接触状態で帯状材の通板方向を変換できると共に、ベンドフロータ式の通板方向変換装置に比べて通板変換方向の自由度が大きい。
【０００３】
このため、この種の通板方向変換装置は、近年、色々なプロセスラインで採用され、特に、二以上の工程を連続させることが省力化や歩留り向上等に大きな効果があることから、パスラインの延在方向が異なる二つのプロセスを連続させるケースも増えている。そして、非接触すなわち擦り疵が生じることなく帯状材の通板方向を変換可能な点で、上記ヘリカルフロータ式の通板方向変換装置は有用とされている。
【０００４】
従来、上記のように鋼帯等の帯状材をヘリカル状に浮上支持し非接触状態で通板方向を変換する装置としては、例えば特開昭５１−２５２７４号公報等に記載されているものが知られている。
【０００５】
この装置は、図９及び図１０に示すように、円筒状のフロータ５０と、そのフロータ５０表面の帯状材巻き掛け位置（通板位置）Ｌに沿って設けられ所定圧力の流体を噴き出し可能な多数の噴出孔５１とを備え、さらに、上記フロータ５０に対する帯状材５２の入側及び出側に、ぞれぞれ帯状材５２を案内するガイドロール５３，５４を配設して構成される。
【０００６】
そして、搬送されてきた帯状材５２は、入側のガイドロール５３に案内されて、上記フロータ５０の表面に沿って斜めに巻き掛けられ、当該フロータ５０に沿って通板する間に通板方向が変換されつつ、順次、出側のガイドロール５４を経て次工程に送られる。
【０００７】
ここで、上記フロータ５０に巻き掛けられた部分の帯状材５２は、噴出孔５１から噴き出される流体によってフロータ５０表面から浮上支持され、フロータ５０と非接触状態で移動する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の通板方向変換装置では、単にフロータ５０に帯状材５２を巻き掛けて噴出する流体により浮上支持しているだけであるので、例えば，次に示す▲１▼〜▲４▼のような通板条件の変動が生じたときには、フロータ５０からの帯状材５２の浮上量が変動してしまう。
【０００９】
▲１▼ 噴出孔５１から噴出する流体の圧力が変動した場合
▲２▼ 通板方向変換装置を含む区画での加減速に伴い帯状材に張力変動が生じた場合
▲３▼ 通板方向変換装置に隣接する区画での加減速に伴って発生する張力変動の当該通板方向変換装置を含む区画への伝播により帯状材に張力変動が生じた場合
▲４▼ 帯状材５２の板厚や板幅寸法が変化した場合
上記のように帯状材５２の浮上量が変動してしまうと、上記入側のガイドローラ５３と出側のガイドローラ５４との間の帯状材５２のパスライン長が変化して、出側位置の帯状材５２が当該帯状材５２の板幅方向へずれてしまう。この浮上量の変動による板幅方向への変動は、帯状材５２を所定のラセン角をもってヘリカル状に巻き掛けているために生じるもので、ヘリカルフロータ式の通板方向変換装置に特有のものである。
【００１０】
即ち、上記のように浮上量が変化すると、上記ヘリカル状にフロータ５０に巻き掛けられているために、帯状材５２に蛇行や片寄りが発生すると共に、上記ガイドロール５３，５４との摩擦による拘束も影響して帯状材に捩じれや斜行が生じるおそれがあるという問題がある。例えば、浮上量が大きくなると、図１１に示すように蛇行が生じる。図１１中、Δｈは、目標とする浮上量からの偏差を示し、ΔＨは、そのときに生じる蛇行量及びその方向を示している。また、上記蛇行と共に、図１２に示すように斜行も生じる。図１２中、一点鎖線は、帯状材５２の片寄りに応じた、板端部の位置の変化を示している。
【００１１】
ここで、従来の通板方向変換装置では、上記通板方向変換時の板幅方向への揺動を抑えるために、例えば特開平４−５５２５４号公報などに記載されるように、フロータ５０表面の帯状材巻き掛け位置（通板位置）Ｌに沿って帯状材５２を案内するサイドプレート等を設ける場合もあるが、帯状材５２が板幅方向へ揺動すると、その帯状材５２がサイドプレート等と擦れ合い帯状材５２の品質を落とす一因となる。
【００１２】
なお、従来、ベンドフロータ式の通板方向変換装置においては、特開平２−２０４２６４号に記載されているように、帯状材の段付き点の通過の際に張力制御を行うものも開示されているが、ベンドフロータ式は、同一平面内で通板方向を変換するものであり、ヘリカルフロータ式のように帯状材に「ひねり」を加えて通板方向を変換しないため、浮上量の変化は蛇行・片寄りとは無関係である。このため、上記特開平２−２０４２６４号に記載されている張力制御は、単に、段付き点通過の際に、帯状材とフロータとの非接触状態を確保するためだけのものであり、浮上量を目標浮上量に高精度に制御するものではない。
【００１３】
これに対して、ヘリカルフロータ式では、上述のように、浮上量の変化により、帯状材とフロータ表面との接触による擦り疵等の危険性以外に、蛇行発生の危険性を有する。即ち、浮上量の変化により一旦片寄りが発生すると、これが起因となって周期的に片寄りを繰り返す蛇行へと発展する。これは、ライン速度が大きいほど蛇行の振幅が大きくなるので、ライン速度を上げる際の阻害要因となる。また、上記片寄りの発生は、場合によっては帯状材５２の破断トラブルの原因となり、稼働率の低下を招く要因となるという問題がある。
【００１４】
また、浮上量が小さくなる程、フロータと帯状材との隙間が小さくなり、帯状材を浮上させる流体の流速が早くなって帯状材にバタツキが生じ易く板折れや擦り疵の原因となるが、このとき、ヘリカルフロータ式では「ひねり」が加えられていることにより板幅方向に傾きが生じ易く、上記擦り疵等も発生し易い。この点からもヘリカルフロータ式では、ベンドフロータ式よりも浮上量の変動の抑制が要求される。
【００１５】
このように、ヘリカルフロータ式の通板方向変換装置では、浮上量の制御が生産能率に大きく影響を与えるため、ベンドフロータ式よりも遙に高精度に制御することが要求されるが、従来のヘリカルフロータ式の通板方向変換装置では、浮上量を高精度に制御する有効な手段が開示されていない。従って、ライン速度を上げる程、この装置を採用したプロセスラインにおいて頻繁に蛇行が発生し、生産能率を大きく低下させていた。即ち、ヘリカルフロータ式の通板方向変換装置を用いてせっかく複数のプロセスラインを連続化させても、十分な効果を享受できないという問題があった。
【００１６】
なお、通常のラインのように鋼帯の板厚や板幅に応じて張力を設定するだけでは、噴出する流体の温度変化（密度変化）等による浮上量の変動は抑制できない。
【００１７】
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、浮上量の変動を板幅方向の変位量を介して高精度に制御することで、帯状材の片寄りや蛇行の発生を防止し生産能率を上げることが可能なヘリカルフロータ式の通板方向変換装置を提供することを課題としている。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のうち請求項１に記載した帯状材の通板方向変換装置は、走行する帯状材を所定のラセン角をもって巻き掛け当該帯状材の通板方向を変換させるフロータを備え、そのフロータから噴き出す流体により上記帯状材を浮上支持する非接触式の通板方向変換装置において、
上記フロータに巻き掛けられた帯状材に張力を付与する張力付与装置と、フロータに巻き掛けられた帯状材の目標パスラインからの板幅方向の変位を検出する変位検出手段と、変位検出手段が検出した変位に基づき、該変位を抑えるように上記張力付与装置を介して帯状材の張力を調整する張力調整手段とを備えることを特徴としている。
【００１９】
次に、請求項２に記載した帯状材の通板方向変換方法は、走行する帯状材を所定のラセン角をもってフロータに巻き掛け、そのフロータから噴き出す流体により上記帯状材を浮上支持した状態で通板方向を変換する通板方向変換方法において、
フロータに巻き掛けられた帯状材の目標パスラインからの板幅方向の変位を検出し、該変位に基づき、フロータに巻き掛けられた帯状材における、少なくとも当該フロータへの出側位置での目標パスラインからの板幅方向の変位を抑えるように、フロータに巻き掛けられた帯状材の張力を制御することを特徴としている。
【００２０】
本発明においては、帯状材の目標パスラインからの板幅方向の変位に基づきフロータからの帯状材の浮上量の変化を推測し、その浮上量の変化が小さくなるように張力を制御することで浮上量が目標の値に維持され、それによって、上記板幅方向の変位、つまりパスラインの変動が抑えられる。
【００２１】
ここで、上記帯状材の板幅方向の変位に基づき帯状材の浮上量の変化が推定可能な理由について説明する。
帯状材は、所定のラセン角θをもって半周だけフロータに巻き掛けられているとした場合、図７やフロータ表面を展開した図８に示すように、巻き掛け開始点Ａからみた巻き掛け終了点Ｂは、フロータの軸方向にπ・Ｒ・tan θだけ変位している。ここで、Ｒは、フロータに巻き掛けられている帯状材の曲率半径である。
【００２２】
この状態から帯状材の浮上量がΔｈだけ大きくなると、帯状材が同じラセン角θを維持するとすると、巻き掛け終了点ＢはＢ′に移動し、当該巻き掛け終了点Ｂは、π・Δｈ・tan θだけフロータの軸方向へ変位してしまう。即ち、巻き掛け終了点Ｂは、浮上量の変化Δｈに比例した量だけ板幅方向に変位する。即ち、目標パスラインからの帯状材の板幅方向の変位をΔＣとすると、下記（１）式に示す関係があることが分かる。
【００２３】
ΔＣ ∝ Δｈ・・・（１）
また、フロータに巻き掛けられた帯状材に生じている張力Ｔと噴出流体による圧力Ｐとは、力の釣り合いから、下記（２）式のような関係がある。なお、式を見やすくするため、以降の式ではラセン角を４５度とした場合で表している。
【００２４】
（Ｔ／Ｗ）＝２・Ｒ・Ｐ・・・（２）
ここで、
Ｗ：帯状材の幅
Ｒ：帯状材のフロータ巻き掛け位置での曲率半径
を表している。
【００２５】
また、上記圧力Ｐは、帯状材の浮上量ｈと噴出流量Ｑにより下記（３）式のように表現できる。
Ｐ＝ζＱ²／｛２・（Ｌ・ｈ）²｝・・・（３）
ここで、
ζ：比例定数
Ｌ：帯状材のフロータへの巻き掛け長さ
を表している。
【００２６】
従って、上記（２）式及び（３）式から、張力Ｔと浮上量ｈとは、次のような比例関係にあることが分かる。
Ｔ ∝１／（ｈ²）・・・（４）
従って、上記（１）式及び（４）式から、次の関係にあることが分かる。
【００２７】
Ｔ ∝ １／（ΔＣ）²・・・（５）
これにより、浮上量の変化つまり帯状材の板幅方向への変位量は、張力値に変換して表現可能であるので、パスラインの変位量から浮上量の変化を推定し、帯状材に生じている張力を制御することで、パスラインの変動は抑制可能となる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施の形態では、帯状体として鋼帯６を例に説明する。
【００２９】
まず構成について説明すると、本実施の形態の通板方向変換装置では、図１に示すように、装置本体を構成するフロータ１の入側及び出側に張力付与装置を構成するブライドルロール２，３が配設されている。
【００３０】
上記フロータ１は、図２に示すように、その本体の外観形状が円筒形状をしている。そのフロータ１の表面には、例えば４５度のラセン角に沿ってヘリカル状に延在する鋼帯６巻き掛け位置（鋼帯６の通板方向）Ｌに、多数の噴出孔４が開設されている。各噴出孔４は、フロータ１内部に設けられた流通路に連通し、その流通路に供給される流体である気体を設定圧力で噴き出すようになっている。
【００３１】
ここで、上記流体は、コスト上からは空気が好ましいが、窒素等の他の流体から構成してもよい。また、図２では、各噴出孔４の開口形状を円形の穴として図示しているが各噴出孔４をスリット状の開口部などにより形成してもよい。図２中、５ａは上記流通路のうちの気体の流入路を、５ｂは流出路を表している。
【００３２】
また、フロータ１の入側に配置される入側ブライドルロール２は、４本のロール２ａ〜２ｄから構成され、例えば、図３に示すように配置されることで、走行する鋼帯６に所定の張力を付与可能となっている。その各ロール２ａ〜２ｄは、それぞれ入側駆動モータ７によって回転駆動される。
【００３３】
上記入側駆動モータ７は、それぞれコントローラ８からの電流指令に応じた駆動トルクを各ロール２ａ〜２ｄに供給する。
また、上記入側駆動モータ７には、それぞれパルス発信器９が接続されている。パルス発信器９は、入側駆動モータ７の駆動軸の回転から各ロール２ａ〜２ｄの回転数を検知し、その検知信号（パルス信号）をコントローラ８に供給可能となっている。
【００３４】
また、上記入側ブライドルロール２とフロータ１との間には、張力検出手段を構成する、２本のデフレクタロール１０及びテンションメータロール１１が配置されている。その２本のデフレクタロール１０とテンションメータロール１１とは、鋼帯６のパスラインに沿って千鳥状に配置され、２本のデフレクタロール１０間に位置する鋼帯６に上方からテンションメータロール１１を当接することで、当該テンションメータロール１１により、入側ブライドルロール２と出側ブライドルロール３との間の鋼帯６の張力が検知可能となっている。
【００３５】
そのテンションメータロール１１には、ロードセル１２が取り付けられ、そのロードセル１２は、テンションメータロール１１に負荷された鋼帯６の張力に応じた荷重を検出し、その検出信号を、コントローラ８に供給可能となっている。
【００３６】
また、フロータ１の出側に配置される出側ブライドルロール３も、上記入側ブライドルロール２と同じ装置構成をしている。即ち、４本のロール３ａ〜３ｄから構成されて、走行する鋼帯６に所定の張力を付与可能となっている。その各ロール３ａ〜３ｄは、それぞれ出側駆動モータ１３によって回転駆動される。さらに、上記出側駆動モータ１３にはそれぞれパルス発信器１４が接続され、そのパルス発信器１４は、各ロール３ａ〜３ｄの回転数を検知して、その検知信号をコントローラ８に供給可能となっている。
【００３７】
上記出側駆動モータ１３は、コントローラ８からの電流指令値に応じた駆動トルクで回転するようになっている。
また、上記鋼帯６のフロータ１に対する巻き掛け終了側に対して変位検出手段である鋼帯位置検出器１５が配設されている。その鋼帯位置検出器１５は、ＣＣＤカメラ等で構成され、図４に示すように、鋼帯６の外面に外側から対向して配置された検出器本体１５ａと、その検出器本体１５ａをフロータ１表面に支持するブラケット１５ｂとからなる。
【００３８】
そして、鋼帯６の板幅方向両端部の各位置をそれぞれ検出し、コントローラ８に供給可能となっている。なお、板幅方向両端部の位置を検出するのは、鋼帯６の板幅方向中央部の位置を求めるためであるが、その２点は、互いに鋼帯６の走行方向に直交する位置にある必要はない。特に、通板方向変換中の鋼帯６には、「ひねり」が生じているので、上記２点は必ずしも鋼帯６の走行方向に直交する位置とならないが、平均値をとることで確実に中央位置が検出することができる。
【００３９】
ここで、本実施の形態では、上記鋼帯位置検出器１５をＣＣＤカメラから構成しているが、これに限定されず他の鋼帯位置検出器１５であってもよい。
コントローラ８は、図５に示されるように、主に、板幅中央位置演算器８Ａ、位置偏差算出器８Ｂ、張力設定値演算器８Ｃ、張力制御装置８Ｄ、入側及び出側の速度制御装置８Ｅ，８Ｇ、及び入側及び出側の電流制御装置８Ｆ，８Ｈから構成される。
【００４０】
上記板幅中央位置演算器８Ａでは、鋼帯位置検出器１５から検出位置における板幅方向両端部の位置ａ，ｂを入力し、その二つの位置の平均化を行うことで、巻き掛け出側における、鋼帯６の実際の平均中央位置（板幅方向中央部）を算出して位置偏差算出器８Ｂに供給する。
【００４１】
位置偏差算出器８Ｂでは、上記供給された平均中央位置から目標中心位置Ｃ_REFを減算して位置偏差ΔＣを求め、その位置偏差ΔＣを張力設定値演算器８Ｃに供給する。ここで、上記目標中心位置Ｃ_REFは、上記検出位置での目標パスライン上の位置である。
【００４２】
張力設定値演算器８Ｃでは、下記（６）式に基づいて、位置偏差ΔＣを対応する張力値Ｔ_Mに変換し、その求めた張力値Ｔ_Mを補正張力値として第１加算器８Ｊに供給する。
【００４３】
Ｔ_M＝Ｋ・｛１／（ΔＣ）²｝・・・（６）
ここで、上記Ｋは比例定数である。また上記式は、上述の（５）式に基づくものである。
【００４４】
第１加算器８Ｊでは、ロードセル１２からの荷重信号により鋼帯６に付与されている実際の張力を求め、その張力に上記補正張力値Ｔ_Mを加算し、加算した張力を張力制御装置８Ｄに供給する。
【００４５】
張力制御装置８Ｄでは、供給された張力を対応する速度指令値に変換して、速度補正値Ｖ_Mとして第２加算器８Ｋに供給する。
第２加算器８Ｋでは、鋼帯６の通板速度等から決定された基準速度指令値Ｖ_REFを入力し、その基準速度指令値Ｖ_REFに上記張力制御装置８Ｄから供給された速度補正値Ｖ_Mを加算して出側速度制御装置８Ｅに供給する。
【００４６】
出側速度制御装置８Ｅでは、入力した速度指令値を電流指令値に変換して出側電流制御装置８Ｆに供給し、出側電流制御装置８Ｆは、供給された電流指令値に応じた電流値で出側ブライドルロール３の駆動モータ１３を駆動する。
【００４７】
ここで、上記出側速度制御装置８Ｅは、出側駆動モータ１３に接続されたパルス発信器１４からの信号に基づき速度指令のフィードバック制御を行っている。また、上記出側電流制御装置８Ｆも電流値のフィードバック制御を行っている。
【００４８】
一方、入側速度制御装置８Ｇには、上記基準速度指令値Ｖ_REFが供給される。その入側速度制御装置８Ｇでは、入力した速度指令値を電流指令値に変換して入側電流制御装置８Ｈに供給し、入側電流制御装置８Ｈは、供給される電流指令値に応じた電流値で入側ブライドルロール２の駆動モータ７を駆動する。
【００４９】
ここで、上記入側速度制御装置８Ｇは、入側駆動モータ７に接続されたパルス発信器９からの信号に基づき速度指令のフィードバック制御を行っている。また、上記出側電流制御装置８Ｈも電流値のフィードバック制御を行っている。
【００５０】
このように、コントローラ８は、入側ブライドルロール２の回転速度を基準として出側ブライドルロール３の回転速度を調整することで、フロータ１に巻き掛けられた両ブライドルロール２，３間の鋼帯６に所定の張力が付与可能となっていると共に、その張力を鋼帯６の出側位置での位置偏差ΔＣに基づき調整するようになっている。
【００５１】
ここで、上記コントローラ８及び張力検出手段によって張力調整手段が構成される。
なお、鋼帯６の入側は、図示していないステアリングロール等によって鋼帯６が目標パスライン上を通過するようにセンタリング調整が実施されるようになっている。
【００５２】
次に、上記通板方向変換装置の動作や作用などについて説明する。
鋼帯６は、順次、入側ブライドルロール２に案内されつつフロータ１に巻き掛けられて、噴出気体によって浮上支持されることでフロータ１と非接触状態で通板方向が変換され、続いて、出側ブライドルロール３に案内されて次工程に送られる。
【００５３】
このとき、鋼帯６の通板になんら変動がない定常状態、即ち、フロータ１に対する鋼帯６の巻き掛け終了位置の中心位置が目標中心位置Ｃ_REFと通過している状態、つまりパスラインに変動がない状態では、入側速度制御装置８Ｇは、基準速度指令Ｖ_REFに応じた電流指令値を入側駆動モータ７に供給し、入側駆動モータ７は、基準速度指令Ｖ_REFに応じて入側ブライドルロール２を回転駆動する。
【００５４】
同時に、張力制御装置８Ｄが、ロードセル１２からの信号に基づき、現在の張力値を維持するように速度補正値Ｖ_Mを求めて第２加算器８Ｋに供給し、上記基準速度指令Ｖ_REFに速度補正値Ｖ_Mを加算した出側速度指令値を出側速度制御装置８Ｅに供給する。そして、その出側速度制御装置８Ｅが、その出側速度指令値に応じた駆動トルクで出側駆動モータ１３を駆動することで出側ブライドルロール３が所定の駆動トルクで回転する。
【００５５】
このようにして両ブライドルロール２，３間の鋼帯６に対し一定の張力が付与された状態が維持される。この結果、フロータ１からの鋼帯６の浮上量が目標とする浮上量に制御される。即ち、鋼帯６の幅方向への変動が抑えられて、鋼帯６は、目標とするパスラインに沿って安定して通板方向が変換され次工程に送られる。
【００５６】
上記定常状態から、鋼帯６の通板速度が変動したり、噴出孔４からの気体の圧力が設定圧力から変動したりすると、両ブライドルロール２，３間の鋼帯６の張力が変動して、フロータ１からの鋼帯６の浮上量が変化する。浮上量が変化すると、その浮上量の変化分に比例した量だけ、鋼帯６は、目標パスラインの位置から板幅方向に変位する。
【００５７】
すると、コントローラ８は、鋼帯位置検出器１５からの信号に基づき、板幅中央位置演算器８Ａで平均中央位置を算出し、次いで、位置偏差算出器８Ｂ及び張力設定値演算器８Ｃにより、目標中心位置Ｃ_REFからの偏差分に応じた補正すべき補正張力値Ｔ_Mを算出し、現在の張力にその補正張力を加算した張力となるように、出側速度制御装置８Ｅ等を介して、出側ブライドルロール３に付与する駆動トルクが調整される。
【００５８】
この結果、気体の圧力変動等に応じて生じた両ブライドルロール２，３間の鋼帯６の張力変動による浮上量変動が吸収されて、鋼帯６の巻き掛け出側位置は確実に目標中心位置Ｃ_REFを通過するように調整される。これにより、両ブライドルロール２，３間のパスライン長の変動が抑えられ当該パスラインは安定する。
【００５９】
即ち、気体の圧力変動などの定常状態からの変動に合わせて、両ブライドルロール２，３間の鋼帯６の実際の張力が自動的に調整されるので、気体の圧力などが一時的に変化してもフロータ１からの鋼帯６の浮上量が確実に一定に保持されて、鋼帯６は、確実に目標パスラインに沿って通板方向が変換されるようになる。
【００６０】
さらにまた、上記定常状態から一時的に生じた変動による浮上量の変化ばかりでなく、通板する鋼帯６の板幅が変わるなど通板条件が変化しても、確実に、鋼帯６が目標中心位置Ｃ_REFを通過するように、つまり浮上量の変動が抑えられるように張力が自動的に調整されて、鋼帯６の板幅方向の変化が抑えられパスラインは安定する。
【００６１】
このように、本実施の形態の通板方向変換装置では、非接触方式であっても、フロータ１による通板方向変換時のパスラインが常に所望の位置に保持され、フロータ１出側での鋼帯６の幅方向への蛇行や片寄りの発生を抑えることができる。この結果、焼鈍工程などの下流側に非接触式の通板方向変換装置を適用して二以上の工程を連続化させても、従来よりもライン速度を上げて操業することが可能となる。
【００６２】
また、鋼帯６の板厚等の変更や操業条件等が変更しても、両ブライドルロール２，３間の鋼帯６の張力が適正な値に自動的に調整され、当該両ブライドルロール２，３間の鋼帯６のパスラインが所望の位置に調整されて安定する。
【００６３】
また、操業条件の変化によりパスラインを変更する場合には、コントローラ８に供給する目標中心位置Ｃ_REFを変更することで、通板方向の変換が自動的に行われる。
【００６４】
ここで、上記実施の形態では、フロータ１の外観形状を円柱形状としているが、これに限定されるものではない。フロータ１は、鋼帯６が巻き掛ける部分のみが所定の略円弧形状を有していればよい。
【００６５】
また、上記張力制御では、入側ブライドルロール２を基準として出側ブライドルロール３の回転速度を調整する場合について説明しているが、出側ブライドルロール３を基準として入側ブライドルロール２の回転速度を調整して鋼帯６に付与する張力を調整してもよい。
【００６６】
さらに、張力付与装置は、上記のようなブライドルロール２，３に限定されず、ダンサーロール等、他の周知の張力付与装置であってもよい。このとき、ブライドルロールとダンサーロール等とを組み合わせて使用してもよい。
【００６７】
なお、ダンサーロール及びそれに結合された駆動系は慣性が大きいので、張力付与装置としてダンサーロールとブライドルロールとの両方を設けた場合には、位置偏差ΔＣが小さい、即ち補正すべき張力が小さいときには、ブライドルロールで調整し、大きな位置偏差ΔＣに対してはダンサーロールの移動で吸収するようにしてもよい。
【００６８】
また、上記実施の形態では、鋼帯６の巻き掛け終了位置の板幅方向の変位のみを使用しているが、巻き掛け開始位置が中央位置にあまり拘束されることがなければ、鋼帯６の巻き掛け開始位置にも鋼帯位置検出器を設けて、巻き掛け開始位置側に対する相対的な巻き掛け終了位置側の板幅方向への変位に基づいて張力を調整すればよい。もっとも、巻き掛け開始位置での板幅方向への変位は、通板方向変換中に増幅されて巻き掛け終了側で大きな変位となり易く、蛇行が問題となるのはフロータ１の出側であるので、鋼帯６の巻き掛け終了位置の板幅方向の変位のみによる張力制御でも蛇行抑制には有効である。
【００６９】
【実施例】
実際に、上記のような張力制御を実施した通板方向変換装置を使用した場合と従来のように張力制御を行わない通板方向変換装置を使用した場合について、蛇行状況を確認してみたところ、図６に示すような結果が得られた。図６中、Ａは、本発明に基づくものである。一方、Ｂは、比較のために従来のように張力制御を実施しなかった場合である。また、張力付与装置としては、ブライドルロールを使用した。
【００７０】
ここで、目標の浮上量を２０mmに設定し、張力付与装置としてはブライドルロールを使用し、鋼帯は厚さ０．６mm、板幅１２００mmのものを使用した。
【００７１】
この図６から分かるように、張力制御を実施しないと、ライン速度を上げる程蛇行量が非常に大きくなるが、本実施の形態の装置では、ライン速度を上げても蛇行量の増加は小さく抑えられている。即ち、鋼帯のパスラインからの変位量がゼロとなるように張力を制御することで、ライン速度を上げても蛇行を小さく抑えることが可能であることが分かる。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明の帯状材の通板方向変換装置及び通板方向変換方法では、フロータに巻き掛けられて通板方向を変換する部分の帯状材の張力を板幅方向への変化に応じて調整することで帯状材の浮上量の変動を抑えるので、噴き出す流体の圧力が一時的に設定圧力から変動するなど通板状態に一時的な変動が生じてもその変動が確実に吸収される。この結果、フロータからの帯状材の浮上量が目標値に常に保持され、両ブライドルロール間のパスラインが所望位置に維持され安定する。
【００７３】
さらに、通板する鋼帯が変換されるなど操業条件が変換されても、確実に且つ自動的に帯状材の浮上量が目標浮上量に制御されて、パスラインの板幅方向への変動が抑えられる。
【００７４】
これによって、本発明により帯状材の通板方向を変換する場合には、ライン速度を上げても、帯状材がフロータと接触することによる擦り疵等が回避されると同時に、帯状材に生じる蛇行が小さく抑えられて、生産能率の向上を図ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る帯状材の通板方向変換装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るフロータを示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る入側ブライドルロール及び張力検出手段の構成を示す概略側面図である。
【図４】板幅方向の変位の検出を示す断面図である。
【図５】コントローラのブロック図である。
【図６】ライン速度と蛇行との関係を示す図である。
【図７】浮上量の変化と板幅方向への変位との関係を示す図である。
【図８】浮上量の変化と板幅方向への変位との関係を説明するための図である。
【図９】従来のフロータを示す図である。
【図１０】従来の帯状材の通板方向変換装置を示す図である。
【図１１】浮上量の変動に伴う蛇行の状態を示す図である。
【図１２】浮上量の変動に伴う斜行の状態を示す図である。
【符号の説明】
１フロータ
２入側ブライドルロール
３出側ブライドルロール
６鋼帯
８コントローラ
８Ａ板幅中央位置演算器
８Ｂ位置偏差算出器
８Ｃ張力設定演算器
８Ｄ張力制御装置
８Ｅ入側速度制御装置
８Ｇ出側速度制御装置
１２ロードセル
１５鋼帯位置検出器
Ｖ_REF基準速度指令
Ｃ_REF目標中央位置

Claims

走行する帯状材を所定のラセン角をもって巻き掛け当該帯状材の通板方向を変換させるフロータを備え、そのフロータから噴き出す流体により上記帯状材を浮上支持する非接触式の通板方向変換装置において、
上記フロータに巻き掛けられた帯状材に張力を付与する張力付与装置と、フロータに巻き掛けられた帯状材の目標パスラインからの板幅方向の変位を検出する変位検出手段と、変位検出手段が検出した変位に基づき、該変位を抑えるように上記張力付与装置を介して帯状材の張力を調整する張力調整手段とを備えることを特徴とする帯状材の通板方向変換装置。
走行する帯状材を所定のラセン角をもってフロータに巻き掛け、そのフロータから噴き出す流体により上記帯状材を浮上支持した状態で通板方向を変換する通板方向変換方法において、
フロータに巻き掛けられた帯状材の目標パスラインからの板幅方向の変位を検出し、該変位に基づき、フロータに巻き掛けられた帯状材における、少なくとも当該フロータへの出側位置での目標パスラインからの板幅方向の変位を抑えるように、フロータに巻き掛けられた帯状材の張力を制御することを特徴とする帯状材の通板方向変換方法。