JP5966313B2 - 金属帯の蛇行矯正装置 - Google Patents

Description

本発明は、金属帯の連続処理ラインの横型ルーパー設備における、金属帯の蛇行を矯正するための蛇行矯正装置に関する。

金属帯の連続処理ラインにおける横型ルーパー設備は、ループカーがループセクション内を走行することにより、ループセクション内の金属帯容量を増減させる装置である。ループセクションの入側または出側とループカー間の金属帯は、スイングロールおよびキャリアロールによって支持されている。通常これらのロールには、金属帯の蛇行を矯正するために、金属帯の進行方向とは直角方向に０°〜５°程度の「スキュー角度」が付けられている。

しかし、連続処理ラインが、例えばライン速度が速い酸洗ラインの場合には、「スキュー角度」を付けるのみでは金属帯の蛇行を抑制しきれず、それ故、処理される金属帯が幅広材（例えば１７００ｍｍ以上）の場合は、周辺設備までの余裕代が少ないこともあり、減速操業を行っている。
ここで、特許文献１には、隣接するロール間に磁石を配置し、その磁力により金属帯をロール側に強く引き付けることにより、ロールのスキュー角度による蛇行矯正能力を向上させ得るとする技術が提案されている。また、特許文献２には、スイングロールをシリンダによってステアリングさせてスキュー角度を変化させることにより、蛇行矯正能力を向上させ得るとする技術が提案されている。

特開平１１−２２１６０９号公報 実公平６−３８５６２号公報

しかしながら、特許文献１に示されるような、磁石による金属帯への押し付け力の増加では、例えば上記酸洗ラインにおいては、金属帯表面の形状が悪い圧延材を通すため、ロールの摩耗量の増大につながり、ロールの寿命が短くなるという問題がある。
また、特許文献２に示されるような、スイングロールをシリンダによりステアリングしてスキュー角度を変化させる技術は、ステアリング用のシリンダ、スイングロールおよびロール架台をスイングシリンダで動かす必要があり、既設設備を改造する場合、ステアリング用のシリンダの増設、スイングロールおよびロール架台の増設に加え、スイングシリンダの容量を増加する改造など、改造する範囲が大きくなるという問題がある。

そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、スイングロールおよびキャリアロールの少なくとも一方の蛇行矯正能力を向上させることで、ループセクション内の金属帯の蛇行を抑制し得る金属帯の蛇行矯正装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る金属帯の蛇行矯正装置は、金属帯の連続処理ラインに用いられ、ループセクションの入側または出側とループカー間の金属帯がスイングロールおよびキャリアロールによって支持されるとともに、ループカーがループセクション内を走行することにより、ループセクション内の金属帯容量を増減させる横型ルーパー設備に装備され、搬送中の金属帯の蛇行を矯正する金属帯の蛇行矯正装置であって、前記スイングロールの出側での金属帯の蛇行方向と蛇行量を検出する蛇行検出センサと、前記スイングロールおよび前記キャリアロールの少なくとも一方を金属帯表面との対向方向にカント角度を付けるように揺動させるアクチュエータと、前記蛇行検出センサの検出情報を取得するとともに前記アクチュエータを制御可能な制御部とを備え、前記制御部は、前記蛇行検出センサの検出情報に基づいて、前記アクチュエータを制御して前記カント角度を金属帯の蛇行を抑止するように可変することを特徴とする。

本発明の一態様に係る金属帯の蛇行矯正装置によれば、スイングロールおよびキャリアロールの少なくとも一方のカント角度を可変させることができるので、当該ロールの蛇行矯正能力を向上させ、ループセクション内の金属帯の蛇行を抑制することができる。
そして、このような構成であれば、カント角度を可変させることができるので、蛇行が検出されないときには、例えばカント角度を零とすることもできるし、必要十分な最小限の角度にすることができる。そのため、例えば特許文献１に示されるような、磁石による金属帯への押し付け力を増すような構成とは蛇行抑制の作用機序が異なるため、例えば金属帯表面の形状が悪い圧延材を通す酸洗ラインにおいても、ロールの摩耗量の増大を抑制できる。

また、スイングロールおよびキャリアロールの長さは９００ｍｍ程度である。そのため、例えばカント角度を０°〜３°の範囲で可変する構成とすれば、３°のカント角度を付ける場合、ロール端を５０ｍｍ程度上昇させる程度の設備で実施可能である。したがって、例えば上記特許文献２に開示されるような、ステアリング機構を設ける構成に比べて設備の小型化を図ることができる。

上述のように、本発明によれば、スイングロールおよびキャリアロールの少なくとも一方の蛇行矯正能力を向上させ、ループセクション内の金属帯の蛇行を抑制することができる。

本発明の一態様に係る横型ルーパー設備の一実施形態を説明する模式図である。 図１のスイングロールによるガイド部を示す平面図である。 図２の要部拡大図である。 図３のＡ矢視図である。 蛇行矯正処理を説明するフローチャートである。 スイングロールのカント角度を変更する動作を説明する図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。
この例は、連続処理ライン（例えば酸洗ライン（不図示））に付設された横型ルーパー設備であり、図１に示すように、横型ルーパー設備１の入側から出側に向けて金属帯Ｋが同図左右につづら折り状に折り返されながら連続的に搬送される構成である。そして、ループカー３がループセクション２内を走行することにより、ループセクション２内の金属帯容量を増減させるものである。なお、この例は、同図の上下に二台のループカー３が走行する仕様である。

詳しくは、図１に示すように、この横型ルーパー設備１は、ループセクション２の入側および出側とループカー３間の金属帯Ｋが、金属帯Ｋの幅方向でそれぞれが対をなすとともに所定の間隔をおいて搬送方向に並ぶ複数のキャリアロール４およびスイングロール５によって支持されている。同図では、ループカー３の車輪とは反対側のロール（同図でループカー３の上側の列に並ぶ黒塗りされたロール）がスイングロール５であり、ループカー３の車輪側のロール（同図でループカー３の下側の列に並ぶ白抜きされたロール）がキャリアロール４である。なお、スイングロール５およびキャリアロール４の長さは９００ｍｍ程度である。

これらスイングロール５およびキャリアロール４には、金属帯Ｋの蛇行を矯正するために、金属帯Ｋの進行方向とは直角方向に０°〜５°程度の「スキュー角度」が予めそれぞれに付けられている。そして、搬送方向の一端（同図の左端）が固定端支持ローラ９に巻回され、搬送方向の他端（同図の右端）がループカー３と一体に移動される移動端支持ローラ８に巻回され、金属帯Ｋを連続的に搬送可能になっている。

また、この横型ルーパー設備１には、上下それぞれのスイングロール５列の出側に、金属帯Ｋの蛇行方向と蛇行量を検出する蛇行検出センサ２２が配置されている。この蛇行検出センサ２２は、例えば超音波センサや光センサであって、複数の検出子が金属帯Ｋの幅方向に沿って金属帯Ｋに対向配置されており、対向方向の金属帯Ｋ表面で反射された超音波や光を受信することで金属帯Ｋの蛇行方向と蛇行量を検出可能なものである。また、蛇行検出センサ２２としてカメラを配置してもよい。この場合には、金属帯Ｋの両端にカメラをそれぞれ設置し、金属帯Ｋの両端の位置（ラインセンタ（金属帯Ｋの中央）からの距離差）を各カメラで撮像し、その撮像した情報を画像処理することで金属帯Ｋの蛇行を検知する構成としてもよい。そして、この蛇行検出センサ２２によって取得された検出情報は、制御部２０に入力されるように構成されている。

そして、本実施形態の各キャリアロール４と各スイングロール５には、上記スキュー角度に加えて、金属帯Ｋ表面との対向方向の「カント角度」を変えられるアクチュエータが装備されており、上記制御部２０は、そのアクチュエータを制御可能とされ、蛇行検出センサ２２の検出情報に基づいてアクチュエータを制御して、金属帯Ｋの蛇行を抑止するようにカント角度を可変するようになっている。
なお、キャリアロール４とスイングロール５の構成は、スイングロール５が退避位置５ｂへの移動機構を有し（図３に示す）、キャリアロール４がこれを有しない点以外は同様なので、以下、主にスイングロール５について詳細に説明し、キャリアロール４についてはその図示および機構説明を適宜省略する。

図２に示すように、上記スイングロール５（およびキャリアロール４）は、金属帯Ｋの幅方向両側に対称配置されて対をなしている。スイングロール５は、通常は搬送位置５ａに位置しているが、ループカー３がループセクション２内を走行するときには、ループカー３との干渉を防止するために、図３に示す移動機構により揺動されて退避位置５ｂに退避されるようになっている。一方、ループカー３の車輪側のキャリアロール４は、ループカー３との干渉問題がないため、搬送位置５ａに位置したままとされる。

つまり、図３に一対のスイングロール５部分を拡大図示するように、各スイングロール５は、ロール架台１１上に自身の軸線を中心に回転自在に枢支され、ロール架台１１の基端側（同図において金属帯Ｋの幅方向外側の位置）が、水平揺動軸１４によって枢支されている。さらに、ロール架台１１基端部（同図において金属帯Ｋの幅方向外側の端部）が水平揺動用アーム１３を介して水平揺動用シリンダ１２のシリンダロッドに連結されている。これにより、水平揺動用シリンダ１２の伸縮によって、ロール架台１１が水平揺動軸１４を中心に揺動され、水平揺動用シリンダ１２を短縮したときには、搬送位置５ａに位置し、水平揺動用シリンダ１２を伸長したときには、退避位置５ｂに位置するようになっている。そして、搬送位置５ａにおいては、各スイングロール５（および各キャリアロール４）は、スキュー角度αが、上記のように、金属帯Ｋの進行方向とは直角方向に０°〜５°程度与えられるように停止位置が設定されている。これにより、搬送される金属帯Ｋには、同図の符号Ｆに示すように、金属帯Ｋの幅方向中央側に向けて金属帯Ｋを押し出そうとする力がはたらくことにより、金属帯Ｋの蛇行が抑制される。

ここで、上記各スイングロール５（および各キャリアロール４）は、各スイングロール５（および各キャリアロール４）を金属帯Ｋ表面との対向方向にカント角度を付けるように揺動させるアクチュエータを更に備えている。
詳しくは、図４に示すように、各スイングロール５（および各キャリアロール４）は、ロール５の両端に支軸６を有し、この支軸６が軸受７によって回転自在に枢支されるものであるが、金属帯Ｋの中央寄りの支軸７（同図の右側）は、軸線が搬送方向を向く上下揺動軸１７を介してロール架台１１先端上面に枢支されている。また、金属帯Ｋの端部寄りの支軸７（同図の左側）は、上下揺動用ジャッキ１６を介してロール架台１１基端上面に固定されている。この上下揺動用ジャッキ１６は、ラック＆ピニオン機構が内蔵されたジャッキ装置であって、上下を向くラックの上端部が支軸７下部に連結される一方、ピニオン側の入力軸が上下揺動用モータ１５の出力軸に連結されている。この上下揺動用モータ１５としてサーボモータが用いられ、上記制御部２０の制御信号に応じ、所定量の正逆転および停止位置の保持が可能になっている。本実施形態では、カント角度を０°〜３°の範囲で可変する設定とされている。なお、上記アクチュエータとしてはこれら上下揺動用ジャッキ１６および上下揺動用モータ１５を含む機構が対応する。

そして、連続処理ラインの搬送処理のプログラムが実行されると、制御部２０では、図５に示す、蛇行矯正処理が実行されて、同図のステップＳ１に移行する。ステップＳ１では、上記蛇行検出センサ２２からの検出情報を取得し、続くステップＳ２では、金属帯Ｋが「蛇行」しているか否かが判定される。つまり、上記蛇行検出センサ２２からの検出情報に基づき、金属帯Ｋが「蛇行」している（Ｙｅｓ）との判定がされたときにはステップＳ３に移行し、そうでないとき（Ｎｏ）にはステップＳ１に処理を戻す。ステップＳ３では、一連のカント角補正処理が実行される。つまり、各スイングロール５（および各キャリアロール４）それぞれの上下揺動用モータ１５を所定方向に所定量だけ駆動し、その駆動方向と駆動量に応じて上下揺動用ジャッキ１６のラックを上下させることで金属帯Ｋの端部寄りの支軸７を上下し、これにより、各スイングロール５（および各キャリアロール４）のカント角βが、「蛇行」を抑制するカント角とされる。

次に、この横型ルーパー設備１の蛇行矯正装置の動作およびその作用・効果について説明する。
この横型ルーパー設備１は、制御部２０が、上記蛇行検出センサ２２からの検出情報に基づき（ステップＳ１）、金属帯Ｋが「蛇行」しているとの判定をすると（ステップＳ２のＹｅｓ）、各スイングロール５（および各キャリアロール４）それぞれの上下揺動用モータ１５を駆動し、その駆動方向と駆動量に応じて上下揺動用ジャッキ１６のラックを所定量上下させ、金属帯Ｋの端部寄りの支軸７が上下して、カント角βが可変される（ステップＳ３）。このときの制御は、例えば、検出された「蛇行」が小さければ、図６（ａ）に示すように、小さなカント角β１とされ、検出された「蛇行」が大きければ、図６（ｂ）に示すように、大きなカント角β２とされることで、各スイングロール５（および各キャリアロール４）のカント角βが、「蛇行」を抑制するように設定されたカント角となる。これにより、設定されたカント角β１、β２に応じて、搬送される金属帯Ｋには、同図の符号Ｆ１およびＦ２にそれぞれ示すように、金属帯Ｋの幅方向中央側に向けて金属帯Ｋを押し出そうとする力がはたらくため、金属帯Ｋの蛇行を抑制することができる。

このように、この横型ルーパー設備１によれば、金属帯Ｋの蛇行を矯正する装置として、金属帯Ｋの蛇行方向と蛇行量を検出する蛇行検出センサ２２と、スイングロール５およびキャリアロール４を金属帯Ｋとの対向方向に揺動させてロール４，５にカント角度βを付与可能なアクチュエータと、蛇行検出センサ２２の検出情報に基づいて、金属帯Ｋの蛇行を抑制するようにカント角度βを付与する制御部２０とを有するので、スイングロール５またはキャリアロール４のカント角度βを可変させ、これにより、当該ロールの蛇行矯正能力を向上させて、ループセクション２内の金属帯Ｋの蛇行を抑制することができる。

そして、このような構成であれば、カント角度を可変させることができるので、蛇行が検出されないときには、例えばカント角度を零とすることもできるし、必要十分な最小限の角度にすることができる。よって、例えば特許文献１に示されるような、磁石による金属帯への押し付け力を増すような構成とは蛇行抑制の作用機序が異なるため、この例のように、金属帯Ｋの表面の形状が悪い圧延材を通す酸洗ラインにおいても、ロールの摩耗量の増大を抑制できる。

また、上記スイングロール５およびキャリアロール４の長さは９００ｍｍ程度であり、本実施形態では、カント角度を０°〜３°の範囲で可変する設定とされているため、例えば３°のカント角度を付ける場合、ロール端を５０ｍｍ程度上昇させる程度の設備で実施可能なので、例えば上記特許文献２に開示されるような、ステアリング機構を設ける構成よりも設備の小型化を図る上で好適である。
なお、本発明に係る金属帯の蛇行矯正装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能なことは勿論である。
例えば、上記実施形態では、キャリアロール４を主に説明しつつ、キャリアロール４およびスイングロール５それぞれに「カント角度」を変えられる機構を備える例を説明したが、これに限らず、「カント角度」を変えられる機構は、キャリアロール４およびスイングロール５の少なくとも一方に装備されていれば、金属帯Ｋの蛇行を抑制することができる。

１ 横型ルーパー設備
２ ループセクション
３ ループカー
４ キャリアロール
５ スイングロール
６ 支軸
７ 軸受
８ 移動端支持ローラ
９ 固定端支持ローラ
１１ ロール架台
１２ 水平揺動用シリンダ
１３ 水平揺動用アーム
１４ 水平揺動軸
１５ 上下揺動用モータ
１６ 上下揺動用ジャッキ
１７ 上下揺動軸
２０ 制御部
２２ 蛇行検出センサ
Ｈ 搬送方向
Ｋ 金属帯
α スキュー角度
β カント角度

Claims (2)

1. 金属帯の連続処理ラインに用いられ、ループセクションの入側または出側とループカー間の金属帯がスイングロールおよびキャリアロールによって支持されるとともに、ループカーがループセクション内を走行することにより、ループセクション内の金属帯容量を増減させる横型ルーパー設備に装備され、搬送中の金属帯の蛇行を矯正する金属帯の蛇行矯正装置であって、
   前記スイングロールおよび前記キャリアロールは、金属帯の幅方向の左右に一対をなして配置されており、
   前記一対のスイングロールは、金属帯の搬送位置でのスキュー角度を所定に設定するスキュー角度設定手段と、金属帯の搬送位置でのカント角度を設定するカント角度設定手段とを備え、
   前記カント角度設定手段は、前記一対のスイングロールの出側での金属帯の蛇行方向と蛇行量を検出する蛇行検出センサと、前記一対のスイングロールを金属帯表面との対向方向にカント角度を付けるように揺動させるアクチュエータと、前記蛇行検出センサの検出情報を取得するとともに前記アクチュエータを制御可能な制御部とを備え、前記制御部は、前記蛇行検出センサの検出情報に基づいて、前記アクチュエータを制御して前記カント角度を金属帯の蛇行を抑止するように可変とし、
   前記スキュー角度設定手段は、各スイングロールが金属帯の搬送位置と退避位置とに位置するように各スイングロールを水平方向に揺動可能に構成され、前記搬送位置において、各スイングロールに所定のスキュー角度が与えられるように停止位置が設定されていることを特徴とする金属帯の蛇行矯正装置。
2. 前記一対のスイングロールは、各スイングロールの軸線を中心に各スイングロールを回転自在に枢支するロール架台上に設けられ、
   前記スキュー角度設定手段は、前記ロール架台が水平方向に揺動可能に構成されることで構成され、
   前記カント角設定手段は、前記アクチュエータが、前記ロール架台と一体で回動されるように前記ロール架台の上に搭載されている請求項１に記載の金属帯の蛇行矯正装置。

Images