JP4314920B2

JP4314920B2 - 金属帯の巻取り制御方法

Info

Publication number: JP4314920B2
Application number: JP2003280601A
Authority: JP
Inventors: 健治馬立; 義夫山野; 紀夫井上; 孝行桑原; 賢一三塚
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2003-07-28
Filing date: 2003-07-28
Publication date: 2009-08-19
Anticipated expiration: 2023-07-28
Also published as: JP2005046868A

Description

本発明は、金属帯の巻取り制御方法に関する。

従来、金属帯の巻取り制御を行う際には、カメラ等を用いて金属帯の端部位置を検出し金属帯の中心位置を制御しながら、金属帯切断時に巻取り張力を定常張力の４０〜８０％に下げるようにしていた（例えば、特許文献１参照）。
特許第３２７５５７３号公報（請求項１、図３）

金属帯をシャーで切断した際には、定常巻取り時の金属帯張力の状態からシャーカット後の張力ゼロの状態に急激に張力が変化し、それによって金属帯が上下にばたつき、長手方向にも振動が生じてコイルの巻きズレが生じやすい。上記特許文献１の技術は、このような巻きズレを極力少なくするために金属帯切断時の巻取り張力を定常張力より一定の割合で下げることとしたものである。しかしながら、同文献には、巻取りコイル径（単に、コイル径ともいう）の大きさに応じて巻取り張力を変更することについては何も開示されていない。
特許文献１の技術は、あくまでも巻取りコイル径とは無関係に切断時における一律な巻取り張力の低下率を規定したものであり、このような一律で一定の巻取り張力値であると、特にコイル径が小さい場合には必ずしも最適な巻取り張力値とはならず、巻きズレ改善効果が十分に発揮されないことがあった。

本発明者らはこの問題の究明に努めた結果、コイル径にあった適正な張力範囲を見出し、本発明に至ったものである。したがって、本発明は、金属帯切断時におけるコイルの巻きズレを極力少なくするために、金属帯切断時の巻取り張力を巻取りコイル径に対応した適正な値に変更するようにした巻取り制御方法を提供することを目的としている。

本発明に係る金属帯の巻取り制御方法は、金属帯中心位置のリール位置制御を用いた金属帯の巻取り制御方法において、金属帯切断時の巻取り張力を切断直前の巻取りコイル径に対応させて下げるように変更するとともに、巻取りコイル径が小さいときは定常張力の５％、巻取りコイル径が大きいときは定常張力の９５％とする範囲で金属帯切断時の巻取り張力を下げることを特徴とするものである。

金属帯切断時に、金属帯巻取り張力を定常張力より下げると、金属帯切断時の急激な張力変動を減ずることができるので、長手方向の振動に起因するピンチロール（金属帯巻取り張力を確保しているロール）以降の金属帯のたるみやばたつきを抑制することができる。そのうえでさらに、本発明では、金属帯巻取り張力を定常張力より下げる下げ方を切断直前の巻取りコイル径の大きさによって変更させ、かつコイル径によって定常張力の５〜９５％の範囲で変更、下げるようにしている。すなわち、コイル径が小さいときには巻取り張力が大きいと、金属帯の張力によってコイル自身が引っ張られるような状態（テンションリール軸受台から浮いている状態）になるので、そのような状態を避けるために金属帯切断時の巻取り張力を極端に下げることにしている。一方、コイル径が大きくなるにつれて、巻取り張力は小さくなり、また巻取りコイル重量が巻取り張力より大きくなっていくので、切断直前の張力（切断時巻取り張力）を定常張力（１００％）に対してそれほど低下させなくとも巻きズレは起こらず、安定した巻取りが可能となる。このように、切断時の巻取り張力を、コイル径が一番小さいときは定常張力の５％、コイル径が一番大きいときは定常張力の９５％とし、この範囲内でコイル径に合わせて適正な張力範囲とすることで、コイル径の小から大の全範囲にわたって巻きズレを大幅に減少させることができる。

したがって、本発明の金属帯巻取り制御方法は、金属帯切断時の巻取り張力を巻取りコイル径に対応して適正な張力範囲としたものであるので、コイル径の小から大の全範囲にわたって巻きズレを大幅に減少させることができるという効果がある。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明において使用する金属帯巻取り装置の概要を示す斜視図、図２はこの金属帯巻取り装置のリール位置制御系のブロック図である。図１、図２において、１は金属帯、２は金属帯１を巻き取る巻取機（テンションリール）、３は金属帯張力を確保できるロール（ピンチロール）、４は巻取機２の位置を動かすシリンダ、５はピンチロール３の直前に設置されて金属帯１の両端を監視するカメラ、６は金属帯中心位置演算装置、７はリール位置制御装置である。

本実施形態の金属帯巻取り装置においては、ピンチロール３の直前に設置したカメラ５により、金属帯１の両端位置を常時監視するようにしている。ピンチロール直前の位置では金属帯１のパスラインの変動がその切断時においても少ないからである。そして、カメラ５の信号は、図２に示すごとく金属帯中心位置演算装置６に取り込まれ、演算にて金属帯中心位置を求める。求めた金属帯中心位置が予め設定された目標位置に一致するようにリール位置制御装置７によって、シリンダ４を前後に動かして位置ズレ量を修正し、これによって巻取機２の位置を制御しながら金属帯１を巻き取る。このリール位置制御は巻取機２に金属帯１が巻き付いて張力が確立したときにオンとなり、切断された金属帯１の尾端位置が金属帯張力を確立しているピンチロール３の位置に到達するまで継続される。

金属帯切断時には、巻取機２の回転数および金属帯１の板厚より算出される巻取りコイル径に応じて、巻取り張力を定常張力よりも減少させる。図３は、金属帯切断時の張力変更の一例を示す張力パターンである。横軸は巻取りコイル径、縦軸はピンチロール出側の巻取り張力（但し、ピンチロール出側の張力設定値１００％に対する切断直前の張力変更割合）を示すものである。また、図４は、コイル径Ｄ₁ｍｍとＤ₂ｍｍ（但し、Ｄ₁＜Ｄ₂）の場合の張力パターンの比較図である。横軸は時間、縦軸はピンチロール出側の張力設定値１００％に対する切断直前の巻取り張力の変更割合を示す。
図３、図４に示すように、金属帯は巻き緩み防止のため、その金属帯に必要な張力で巻き取られており、金属帯の切断直前の巻取りコイル径が、例えば、Ｄ₁ｍｍの場合、その金属帯の予定された切断点がシャー前に到達し、シャーカット準備点（Ａ点）となったと同時に張力も定常張力より下げ始め、コイル径Ｄ₁ｍｍに応じた所定のシャーカット張力でシャーカット点（Ｂ点）まで継続し、シャーカット完了後（Ｃ点）、次コイル（例えば、コイル径Ｄ₂ｍｍの場合）の巻取り用の定常張力に復帰させるものである。このシャーカット張力の下げ代（低下率）は図３、図４に示すように巻取りコイル径に応じて下げ代を変更している。例えば、コイル径φ７５０ｍｍの場合は設定張力（定常張力）の５％まで下げる。一方、コイル径φ２５００ｍｍの場合は設定張力（定常張力）の９５％までしか巻取り張力を下げていない。また、実際には設備によってはコイル径がφ７５０ｍｍ以下、φ２５００ｍｍ以上の場合もあり、巻取り張力は、φ７５０ｍｍ以下でも定常張力の５％まで下げる、φ２５００ｍｍ以上でも定常張力の９５％まで下げる。

このように巻取りコイル径によって切断時の巻取り張力を変更する理由について、図５を参照しながら説明する。図５は、コイル径差によって巻きズレが発生しやすいことを示す説明図である。図５（ａ）のように、コイル径が小さいときは、巻取り張力が大きいため、金属帯の張力によってコイル自身が引っ張られるような状態（テンションリール軸受台８から浮いた状態）になっている。このような状態でシャーカットを行うとコイルが、テンションリール軸受台８に下がりこれを起点に巻きズレが発生する。また、同図（ｂ）のように、コイル径が大きい場合は、巻取り張力が小さく、巻取りコイル重量が巻取り張力より大きくなるので、テンションリール軸受台８に載った安定した状態で巻取りを行うことができる。したがって、このような状態でシャーカットを行っても巻きズレは発生しにくい。
このようにコイル径が小さいときと大きいときとでは巻取り張力による巻きズレに与える影響度が異なるため、切断直前の巻取り張力を変更する必要がある。
本実施形態の金属帯巻取り制御方法は、前述のように金属帯切断時に巻取りコイル径に合わせて巻取り張力を下げることにしているので、小径コイルでも図７のような外周巻きズレ９の発生率を大幅に減らすことができ、従来に増して大幅な巻きズレもほとんど発生しなくなった。

表１に本発明の実施例を示す。実施例は巻取りコイル径に合わせて適切な切断直前の張力値（定常張力を１００とした場合の低下率）を設定したものであり、比較例は一部を除き前記特許文献１の張力範囲内であるが、コイル径とは対応させずに、かつ実施例の切断直前張力値よりも大きく外れた割合に設定したものである。また、従来技術はコイル径とは無関係に定常張力と同じ値に設定したものである。

表１の結果からも明らかなように、各実施例ともそれぞれのコイル径に適合した適切な切断直前張力値となっているために、巻きズレ量は１ｍｍ未満に抑えられている。これに対して、従来技術および比較例では切断直前張力値がコイル径に全く適合していないため、巻きズレ量が３ｍｍ以上と大きくなっている。また、比較例のコイル径１６００ｍｍの場合、切断直前張力値が３０％と小さすぎるため、巻きズレの悪化だけでなく金属帯が垂れ下がってスリキズも発生した。

図６は、コイル径別の１ｍｍ以上の巻きズレ発生本数を比較したグラフである。各棒グラフ上の数値は、コイル本数５００本中の巻きズレ発生本数を示している。
本発明の場合、従来技術（特許文献１の技術を含む）と比較すると、コイル径が小さいφ１２００ｍｍ以下の場合において、特に大幅に巻きズレ発生本数が少なくなっていることがわかる。具体的には、巻きズレ発生本数は、従来技術では計１４９本であったのに対して、本発明では計２０本と著しく減少した。なお、コイル径φ１４００ｍｍ以上の場合、巻きズレ発生本数は本発明の方が若干少ないもののそれほどの差は見られない。

本発明における切断直前張力値は巻取りコイル径の関数としてあらわすことができるものであり、実験によると、巻取りコイル径の範囲に対する切断直前張力値の適正範囲および更に好ましい範囲は表２のとおりである。

したがって、本発明の金属帯巻取り制御方法は、金属帯の切断時に、巻取りコイル径の範囲と、切断直前張力の適正範囲あるいは更に好ましい範囲とが、表２のいずれかの関係を満たすようにすればよい。それによって、コイル径の小から大の全範囲にわたって、巻きズレを大幅に減少させることが可能となる。

本発明の実施の形態における金属帯巻取り装置の外観図である。金属帯巻取り制御系のブロック図である。巻取りコイル径毎の張力変更パターン図である。巻取りコイル径による張力変更パターンの比較図である。コイル径差によって巻きズレが発生しやすいことを示す説明図である。実施例におけるコイル径別の巻きズレ発生本数を示すグラフである。コイル巻きズレの説明図である。

符号の説明

１金属帯
２巻取機（テンションリール）
３ピンチロール
４シリンダ
５カメラ
６金属帯中心位置演算装置
７リール位置制御装置
８テンションリール軸受台
９外周巻きズレ

Claims

金属帯中心位置のリール位置制御を用いた金属帯の巻取り制御方法において、金属帯切断時の巻取り張力を切断直前の巻取りコイル径に対応させて下げるように変更するとともに、巻取りコイル径が小さいときは定常張力の５％、巻取りコイル径が大きいときは定常張力の９５％とする範囲で金属帯切断時の巻取り張力を下げることを特徴とする金属帯の巻取り制御方法。