JP4977877B2

JP4977877B2 - カテナリー制御方法および鋼帯の製造方法

Info

Publication number: JP4977877B2
Application number: JP2008007981A
Authority: JP
Inventors: 裕二國島
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2008-01-17
Filing date: 2008-01-17
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2028-01-17
Also published as: JP2009166100A

Description

本発明は、例えば酸洗設備やコーティングラインなどの鋼板用処理セクションの液槽における鋼帯のカテナリー量を制御するカテナリー制御方法および鋼帯の製造方法に関するものである。

図３は、カテナリー量を計測する方法を説明する図である。鋼帯は、液槽内でカテナリー部を形成している。この鋼帯のカテナリー量の変化、すなわちカテナリー深さDの変化は、液槽内に設置されたカテナリーセンサにより直接に位置変化として計測される。計測原理としては、レーザー式距離計、超音波式距離計、電磁式距離計、および静電容量式などが用いられている。そして、カテナリー部張力Ｔとカテナリー深さＤには以下の関係があることが知られていた。

Ｔ＝ｗｓ^２／８Ｄ・・・・・・・（１）
ここで、ｓはカテナリー部スパン、ｗは鋼板線密度を示し、張力Ｔはテンションメーターにより測定可能である。

従来のカテナリー制御方法は、この計測信号によりブライドルロール、ピンチロールなどの鋼帯搬送ロールを速度制御(ASR)するという方法であった。

上述のカテナリーセンサによる制御では、センサー出力が非線形かつ距離が離れるとセンサ感度が悪くなることから、加減速等の過渡状態からカテナリーレベルが安定するまでかなりの時間を要していた。

そこで対策として、特許文献１に開示されている技術がある。この技術は、入側の第１の速度制御ブライドルロールと出側の第２の速度制御ブライドルロールとの間に、鋼帯に一定の張力を付与する第３のブライドルロールを配置し、第１と第３のブライドルロールの間の鋼帯の実張力を検出して、この検出した実張力と目標張力に基づいて第１と第２のブライドルロールを速度制御(ASR)するというものである。
特開昭６３−３０６１５５号公報

しかしながら、特許文献１に開示の技術では、ブライドルロールを１組増設する必要があるため、設備費が高くなるという問題がある。また、カテナリー部とテンションメーター間の付与張力Ｔ_ＴＢＲを、ブライドル電流のみで考慮している。しかし、このブライドル電流には、本来の電流Ｉ_ａの他にメカロスＩ_ｍや加減速トルク分Ｉ_ｉｃなどの誤差を含み、さらに、ブライドル出側張力は酸洗ラインなどの厚物材におけるベンディングロスによるテンションビルドアップ△Ｔ_ｂｅｎｄなどの加味が必要であるという問題がある。以下で、Ｋは係数を表す。

Ｔ_ＴＢＲ＝Ｋ×（Ｉ_ａ−Ｉ_ｉｃ−Ｉ_ｍ）＋△Ｔ_ｂｅｎｄ
本発明では、これら従来技術の問題点に鑑み、設備費を低減し、メカロス・加減速誤差およびベンディングロスの誤差要因を反映した応答性のよいカテナリー制御方法および鋼帯の製造方法を提供することを課題とする。

本発明の請求項１に係る発明は、張力およびカテナリーレベルの実測値に基づき張力を調整してカテナリーレベルを制御するカテナリー制御方法であって、カテナリーレベル目標値から算出される張力目標値をカテナリーレベルの実測値で補正し、カテナリーレベルの実測値がカテナリーレベル目標値になった時には、その時の張力実測値を新たな張力目標値とすることを特徴とするカテナリー制御方法である。

また本発明の請求項２に係る発明は、請求項１に記載のカテナリー制御方法を用いて鋼帯の処理を行うことを特徴とする鋼帯の製造方法である。

本発明によれば、張力制御系の目標値をカテナリー実績で補正し、カテナリーセンサー感度が確保できないレベルでは、張力制御系を主にカテナリー制御を行うようにしたので、メカロス・加減速誤差およびベンディングロスの誤差要因を反映した応答性のよいカテナリー制御が可能となる。

図１は、本発明に係るカテナリー制御を実現する装置構成例を示す図である。図中、１は鋼帯、２は入側ブライドルロール、３は出側ブライドルロール、４はカテナリー部、５は入側速度制御装置、６は出側速度制御装置、７はカテナリーセンサ、および８はテンションメーターをそれぞれ表す。

鋼帯１は、入側ブライドルロール２と出側ブライドルロール３の間にカテナリー部４を形成している。入側ブライドルロール２の後、カテナリー部４の直近にテンションメーター８を配置する。さらに、カテナリー部４の最下部に、カテナリーセンサ７を配置する。なお、カテナリーセンサとしては、レーザー式距離計、超音波式距離計、電磁式距離計、および静電容量式などがいずれを用いても良く、計測原理を特定するものでない。

入側速度制御装置５では、テンションメーター８で測定した張力、カテナリーセンサ７で測定したカテナリー深さ、および速度基準に基づいて、入側ブライドルロール２の速度を制御すべく駆動モータ（図示せず）に駆動指令を出す。出側速度制御装置６では、速度基準に基づいて、出側ブライドルロール３の速度を制御すべく駆動モータ（図示せず）に駆動指令を出す。

図２は、本発明に係るカテナリー制御方法の処理ブロック例を示す図である。まず前述した（１）式に基づき張力目標値Ｔ^＊を求める。すなわち、カテナリーレベル目標値Ｄ^＊から、次の（２）式に基づき張力目標値Ｔ^＊を求める。
T^＊＝ws^２/8D^＊・・・・・・・（２）
そして、張力目標値Ｔ^＊に、カテナリーセンサ測定値(パスラインとセンサ距離の補正を行った)に基づきカテナリー補正を行う。その後、張力実績値および速度基準との比較行い、モーター速度フィードバック値とともに速度制御装置(ASR)に入力され、速度制御装置(ASR)から速度指令値としてモーターに出力されるという流れをとる。

なお、前述のカテナリー補正は、カテナリーレベルが安定したところで、補正量をロックオンし、以降、張力制御のみで制御する。さらに、板サイズ、鋼種変更時など操業の変動時には、先のロックオンを解除する。

すなわち、カテナリー制御のベースをテンションメーターによる張力制御とし、カテナリーセンサー測定値がカテナリーレベル目標値になった時の張力実績を、張力制御の目標値として制御する。また、カテナリーセンサー感度が確保できないレベルでは、張力制御系を主にカテナリー制御を行う。これは、カテナリーセンサのみによる制御では、センサー出力が非線形かつ距離が離れるとセンサ感度が悪くなることから、加減速等の過渡状態からカテナリーレベルが安定するまでかなりの時間を要していた点を解決するものである。

板厚1.20〜6.99mm、板幅600〜1650mmの一般鋼を処理する酸洗ラインにて、加減速時のカテナリー復帰時間が従来では６０ｓｅｃであったところ、本発明では２０ｓｅｃ以下と応答性能の向上が期待できる。

以上、本発明では、特許文献１のように第３のブライドルロールを増やさなくて済むことにより、設備費の低廉化およびメンテナンス費用削減を図ることができ、また張力制御系の目標値を、カテナリー実績で補正することでメカロスやベンディングロスなどの誤差要因を反映した制御が可能である。さらに、カテナリーセンサー感度が確保できないレベルでは、張力制御系を主にカテナリー制御を行うことにより、応答性の向上が可能である。

本発明に係るカテナリー制御を実現する装置構成例を示す図である。本発明に係るカテナリー制御方法の処理ブロック例を示す図である。カテナリー量を計測する方法を説明する図である。

符号の説明

１鋼帯
２入側ブライドルロール
３出側ブライドルロール
４カテナリー部
５入側速度制御装置
６出側速度制御装置
７カテナリーセンサ
８テンションメーター

Claims

張力およびカテナリーレベルの実測値に基づき張力を調整してカテナリーレベルを制御するカテナリー制御方法であって、
カテナリーレベル目標値から算出される張力目標値を、カテナリーレベルの実測値で補正し、
カテナリーレベルの実測値がカテナリーレベル目標値になった時には、その時の張力実測値を新たな張力目標値とすることを特徴とするカテナリー制御方法。
請求項１に記載のカテナリー制御方法を用いて鋼帯の処理を行うことを特徴とする鋼帯の製造方法。