JPH01170517A - ステツケルミルの巻取り機制御方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ステツケルミルの巻取り機制御方法および装
置に係り、特に巻着き時の巻取り機制御に関する。

〔従来の技術〕

ステツケルミルは、第２図に示すように、圧延機１を挟
んで前、後面にそれぞれ保熱炉付き巻取り機（以下、コ
イラファーネスと称する）２（２ａ、２ｂ）を配し、圧
延材３を加熱保持した状態でコイラファーネス２ａと２
ｂとの間で交互に巻取り、圧延材３を繰り返し圧延機１
に通すことによって所定の圧延を行うものである。なお
、ここで、図中符号の添字ａ、ｂは、それぞれ圧延機１
の前面側の装置をａとし、後面側をｂとして表わし、総
括的に説明する場合には簡単のため適宜ａ、ｂを省略す
る。

第２図例では、圧延機１は上下一対のワークロール４と
バックアップロール５を有してなる、いわゆる４ＨＩＧ
Ｈ型とされている。コイラファーネス２内には、コイラ
ファーネスマンドレル（以下、単にマンドレルと称す）
６　（６ａ、６ｂ）が設けられ、図示していない電動機
によって回転さている。

また、圧延機１の前後には、それぞれ上下一対のピンチ
ロール８ａと９ａ、８ｂと９ｂおよびテーブルガイド１
０ａ、１０ｂが配されている。ピンチロール８，９は圧
延材３の先後端をおさえる作用をするものである。テー
ブルガイド１０は、圧延材３の先端をマンドレル６のス
リット７に挿入させるように導くためのものであり、図
示二点鎖線で示す位置との間で揺動可能に設けられてい
る。

また、コイラファーネス２ａ入ロ開ロ部には、炉内ガイ
ド１１　（ｌｌａ、１ｌｂ）とガイドロール１２　（１
２ａ、１２ｂ）が設けられている。炉内ガイド１１は、
前記テーブルガイド１０と共動して圧延材３の先端をマ
ンドレルのスリット７に導くためのものである。ガイド
ロール１２は、圧延中の圧延材３の通板を補助する作用
をするものである。

ここで、圧延動作の概要を説明する。

圧延材３１マ上流の粗圧延機側から送られ前面のコイラ
ファーネス２ａの下を通過し、圧延機１で圧延され、後
面のコイラファーネス２ｂのマンドレル６ｂに巻取られ
る。通常、これを初パス（第１パス）と称している。こ
のとき、テーブルガイド１０ａは水平位置に倒され、テ
ーブルガイド１０ｂはガイド位置に上昇されている８圧
延材３の後端が圧延機１をぬけると、圧延機１および後
面コイラファーネス２ｂは停止し、第１パス完了となる
。次に、前面コイラファーネス２ａのテーブルガイド１
０ａ、炉内ガイドｌｌａが上昇し、マンドレル６ａは、
スリット７ａを圧延材が突入する回転角度位置に合わせ
て停止し、圧延材３の先端が挿入されるのを待機する。

これこの時点で、圧延機１が逆転を開始して、第２パス
の圧延が始まる。圧延材３は第１パスと同様に、前面コ
イラファーネス２ａのマンドレル６ａに巻取られ、圧延
の最後に圧延材後端が圧延機１をぬけると、第１パスと
同様、圧延機１、前面コイラファーネス２ａは停止して
、第２パス完了となる。第３バスは、第１パス圧延完了
時と異なり、後面コイラファーネス２ｂ側の炉内ガイド
ｌｌｂが上昇し、後面のマンドレル６ｂのスリット７ｂ
の位置をスリット°合わせして停止し、巻取り準備が完
了する。なお、炉内ガイドｌｌｂ、テーブルガイド１０
ｂは、第１パスの圧延準備完了時には上昇しており、第
１パス目の圧延材先端の巻取りに 時には、炉内ガイドｌｌｂのみ下降し、巻取ケ支障をき
たさないようにしている。この点、前面側炉内ガイドｌ
ｌａも全く同様の動作である。また、圧延機１の圧延ロ
ールのロール開度は、各パス間に順次狭ばめられており
、圧延パスを進めるに従って、圧延材の厚みを順次所望
の板厚に圧延するに繰り返し、最後のパス（奇パス）の
ときに後面のテーブルガイド１０ｂが倒され、圧延材３
は後面コイラファーネス２ｂの下を通過して、図示して
いないダウンコイラに送り出される。そして、圧延材３
はダウンコイラに巻取られ、ステツケルミルによる１本
の圧延が完了する。

ここで、圧延Ｎ３がマンドレル６に巻着くときの動作を
第３図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を参照しながら説明する
。

第３図は、奇パスの巻着き時を示しているが、偶パスの
場合も同じである。この奇パスの前の偶パスの完了で、
圧延材３はその後端がミルを尻抜けた位置で停止した状
態で保熱されている。

第３図（Ａ）は、圧延機１により圧延された圧延材３の
先端が、後面コイラファーネス２ｂのマンドレル６ｂの
スリット７ｂ内に突入しているところを示している。

第３図（Ｂ）は、マンドレル６ｂが起動され、圧延材３
を巻取り始めたところを示している。この時点では、圧
延材３の速度はマンドレル６ｂの回転速度より速いため
、たるみが生じる。

第３図（Ｃ）は、その後、マンドレル６ｂが増速され、
圧延材３がマンドレル６ｂに緊縮状態（タイト）に巻着
く直前の状態を示している。

このように、マンドレル６ｂは、圧延材３の先端をスリ
ット７ｂにひっかけて巻取るようにしているのである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述したように、圧延材３の巻取り開始時に、圧延材３
の速度とマンドレル６ｂの回転速度とに差があると、圧
延材３にたるみが生じたり、圧延材３に加わる張力が過
大になることになる。

例えば、圧延材３の先端温度が低い場合や、形状の問題
から圧下装置に手動介入を行い、ロールギャップを変更
して通板しようとした場合などに圧延材３のくり出し量
のばらつき（速度や量）が発生する。

また、巻取り機の起動タイミングが遅れた場合には、圧
延材３のくり出し量が多くなり、コイラファーネス２ｂ
内の圧延材３のたるみを発生させる。この結果、圧延材
３がマンドレル６ｂにまつわりつきながら巻取られ、圧
延材３が膨らんだりするとコイラファーネス２ｂの内壁
を破損するような不具合を発生する。逆に、極端にマン
ドレル６ｂの速度が速すぎたりすると、スリット７ｂに
先端がひっかからず、空振りして巻取りを失敗すること
になる。

すなわち、ステツケルミルの巻取り機にあってりを開始
するようにしていることから、起動後すみやかにマンド
レル６の回転速度を圧延材３の速度に追従させる必要が
あることになる。さらに、巻着き初期においては、速度
が追従するまでに生じた圧延材３のたるみを吸収するた
めに、圧延材３の速度以上に加速するとともに、たるみ
を吸収したのちは過大な張力を発生させないように巻取
らなければならない。

このような要求を満たすため、従来は次のような制御が
なされていた。例えば、巻取り中の張力を所定値に保持
すべく、マンドレル６を駆動する電動機の電流制御（Ａ
ＣＲ制御）を行う構成としたものにあっては、巻着き初
期のマンドレル６の速度が遅れぎみとなって圧延材３が
たるむため、起動初期にフォージング電流を加えて加速
し、上記たるみを吸収するようにしていた。

しかし、この方法によれば、適切なフォージング電流値
の決定が困難で、これが大きすぎた場合には圧延材３に
過大な張力を与えてしまうことになり、逆に小さすぎる
と十分な加速が得られず、巻取りがたるんだままとなる
という開運がある。

また、従来他の方法として、巻着き初期は速度制御によ
り起動してすみやかに加速したのち、所定の張力制御に
切り換えることがなされている。

この場合の切り換えタイミングは、圧延材３のくり出し
量とマンドレル６の速度を積分して得られる巻取り量の
差が零以下になったことを検出し、これにより切り換え
るようにしたものである。

しかし、この方法によっても、圧延材３が予定の厚みよ
り薄かった場合は、巻取りがたるんでしまい、逆に予定
の厚みより厚かった場合は、実際の圧延材３のくり出し
量が少なく、速度制御による過大な張力でひっばってし
まうことがあるという問題がある。

本発明の目的は、上記従来の問題点を解決すること、言
い換えれば、圧延条件が変化した場合にあっても、巻着
き時の圧延材のたるみの発生や過大張力の付与を防止す
ることができる巻取り機の制御方法および装置を提供す
ることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記目的を達成するため、起動指令に基づい
て巻取り機を速度制御により一定の目標回転角度の範囲
内で所定の速度に上昇させ、この所定速度上昇後に巻取
り機の駆動電流が所定値以上になったとき、巻取り機を
前記速度制御から一定の目標張力に基づいた張力制御に
切り換えることを特徴とするステツケルミルの巻取り機
制御方法としたことにある。

また、上記方法を直接実施する装置としての本発明は、
起動指令に基づいて巻取り機を起動するとともに一定の
目標回転角度の範囲内で所定の速度に上昇させる速度制
御手段と、巻取り機の駆動電流を制御することにより圧
延材の巻取り張力を制御する張力制御手段と、巻取り機
の回転角度が前記目標回転角度の範囲を越えたことを検
出するとともに、この検出後に巻取り機の駆動電流が所
定値以上になったことを検出して前記速度制御手段から
前記張力制御手段に切り換え指令を出力する制御切り換
え手段と、を備えてなることを特徴とするステツケルミ
ルの巻取り機制御装置とじたことにある。

〔作用〕

すなわち、本発明は、通常圧延材がマンドレルに巻着く
のは、ズリラド合わせ位置から一定の回転角度範囲（例
えば、約１８０°）回転後に行われること、また圧延材
がマンドレルにタイトに巻着いたときは、巻取り駆動機
の駆動電流が急激に増大するという現象に鑑みなされた
ものである。

しかして、本発明によれば、巻着くまでの一定回転角度
範囲内では、速度制御により十分な起動電流が与えられ
、これにより速やかにマンドレルは圧延速度以上に加速
されることから、圧延材のたるみが吸収される。その後
に駆動電流が所定値以上になったことでタイトに巻着い
たことを検知し、これにより張力制御に切り換えられる
から、過大な張力が付与されることがなくなるのである
。

また、一定回転角度範囲内で所定の速度に加速してたる
み防止するとともに、タイトに巻着いたことを検知して
張力制御に切り換えていることから、圧延条件の変化に
影響されることがない。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例に基づいて説明する。

第１図に、本発明の一実施例の巻取り機制御装置を適用
してなるステツケルミルの全体構成図を示す。同図にお
いて、圧延機１周りおよびコイラファーネス２周りの基
本構成は、第２図従来例と同一であることから、同一符
号を付して説明を省略する。

圧延機１のワークロール４と各マンドレル６ａ、６ｂに
は、それぞれ駆動電動機としての直流電動機２１，２２
ａ、２２ｂが設けられ、それらはレオナード制御装置２
３，２４ａ、２４ｂにより制御されるようになっている
。レオナード制御装置２３は、指令装置２５から与えら
れる指令と、パルスゼネレータ２６から入力される速度
信号に基づいて、圧延速度を制御するようになっている
。また、レオナード制御装置２４は、後述するように、
各種指令に基づいて巻取り機を構成するマンドレル６の
直流電動機２２の速度制御と電流制御を行うようになっ
ている。直流電動機２２には、パルスゼネレータ２７　
（２７ａ、２７ｂ）が取り付けられており、これにより
マンドレル６の回転角度が検出されるようになっている
。また、圧延機１の前、後面側には圧延材３の後端が通
り抜けたことを検出する尻抜は検出器２８ａ、２８ｂが
それぞれ配設され、その検出信号は指令装置２５に入力
されている。

一方、巻取り機制御装置３０は、圧延材３の先端がマン
ドレル６のスリット７に突入したことを検知して出力さ
れるマンドレル起動指令により開閉されるゲート２９　
　（２９ａ、２９ｂ）を介して、指令装置２５から与え
られる指令（速度）を取り込むとともに、パルスゼネレ
ータ２７からマンドレル６の回転角度と、レオナード制
御装置２４から直流電動機２２の電流フィードバック値
等が取り込み、それらに応じてレオナード制御装置２４
ａ。

２４ｂに速度指令値、電流指令値および速度制御から張
力制御に切り換えるＡＣＲ切り換え指令とを出力するよ
うになっている。

以下、巻取り機制御装置３ｏについて、その動作ととも
に詳細に説明する。なお、第１図に奇パスの圧延が開始
されて直後を示しており、以下、この巻取りについて説
明する。

所定のスリ＝ｖｌｊ合わせ位置にて停止時、機されてい
るマンドレル６ｂのスリット７ｂに、圧延材３の先端が
突入されマンドレル起動指令が出力されると、これによ
りゲート２９ｂが開かれ、指令装置２５から速度指令が
乗算器３１ｂに導かれ、ここでドラフト３２ｂが乗じら
れたのち、ゲート３３ｂを通って第４図（ａ）に示すパ
ターンの速度指令がレオナード制御装置２４ｂに入力さ
れる。

これによりレオナード制御装置２４ｂは、直流電動機２
２ｂの速度を制御し、速やかにマンドレル６ｂの回転速
度を圧延機速度以上に設定された所定の起動時速度（例
えば、圧延機速度の３０％増）に向けて上昇させる。な
お、速度パターンは、第４図（ａ）に示すように、起動
後から起動時速度までは一定率で増速したのち、マンド
レル６ｂの一定の回転角度範囲（図示例では１８０°）
まで起動時速度に保持し、その後圧延速度まで減少させ
るようになっている。これにより、マンドレル６ｂの巻
取り量は、圧延機１のくり出し量に速やかに追従すると
ともに、たるみ分を吸収することになる。

マンドレル６ｂの起動と同時にパルスゼネレータ２７ｂ
からその回転に応じたパルス列信号が出力される。この
パルス列信号は、カウンタ３４ｂにより計数され、第４
図（ｃ）に示すように、マンドレル６ｂのスリ号・Ｆ合
わせ位置を基準とした回転量を示す回転角度信号として
、コンパレータ３５ｂと３６ｂに入力される。

コンパレータ３５ｂは、入力される回転角度信号が１８
０°以上で、２４０°以下の範囲を検知アンＶ −〜−−− し、ゲート３７ｂに開（オン）信号を出力する。

また、コンパレータ３６ｂｌｊ２７０°以上のときに検
出信号を出力する。

一方、レオナード制御装置２４ｂから入力される駆動電
流のフィードバック値は、第４図（ｃｌ）に示すように
、増速中ｔ１〜ｔｚは大きな起動電流が流れるが、速度
保持中ｔ　ｚ　−ｔ　ａは小さな値に低下し、圧延材３
がマンドレル６ｂにタイトに巻着いたときに急増するも
のとなっている。この電流フィードバック値はアンドゲ
ート３７ｂを介していることから、マンドレル６ｂが１
８０°以上回転したのちに、コンパレータ３８ｂに入力
される。

コンパレータ３８ｂには、起動電流以上の基準値が設定
されており、入力される電流フィードバック値がその基
準値を越えたときｔ５に、その検出信号を出力する。

コンパレータ３８ｂと３６ｂの検出信号は、オア回路３
９ｂにより論理和がとられ、さらにアンド回路４０ｂに
より奇パス信号との論理積をとり、オア回路４１ｂを介
してフリップフロップからなるメモリ４２ｂに１１１　
ＩＰがセットされる。このメモリ４２ｂの内容が“１１
″のときは、ＡＣＲ切り換え指令とされており、このＡ
ＣＲ切り換え指令は、レオナード制御装置２４ｂに出力
されるとともに、ゲート４３ｂの開信号とされ、さらに
インバータ４４ｂを介してゲート３３ｂの閉信号とされ
る。

すなわち、奇パス圧延が開始してマンドレル６ｂが１８
０°回転したのちのｔ６時に電流フィードバック値が基
準値を越えると、メモリ４２ｂに“１″′がセットされ
、これによりレオナード制御装置２４ｂは、第４図（ｂ
）のように、速度制御から電流制御に切り換えられると
ともに、図示していない張力制御装置から与えられる張
力指令値に基づいて、直流電動機２２ｂの電流を制御し
、圧延材３の巻取り張力を制御し、これにより過大な張
力を付与することなく円滑に通常の圧延状態に移ること
になる。

なお、コンパレータ３６ｂは演算ミスなどの万一の誤作
動をバックアップする回路であり、マンドレル６ｂの回
転角度が２７０”以上になったときにはメモリ４２ｂの
内容を“１”にセットして、ＡＣＲ切り換え指令を出力
するようにしている。

また、マンドレル６ｂの巻取り時のマンドレル６ａは、
圧延材３が圧延機１に噛み込んだことを検出するロード
オン検出器４５の検出信号が出力されるまでは速度制御
により巻はぐしとされ、噛み込み後はロードオン検出信
号と奇パス信号を入力とするアンド回路４６ａの出力に
よりセットされたメモリ４２ａの内容によって、通常の
張力制御により駆動される。

また、メモリ４２ａ、４２ｂは、圧延の各パス完了信号
によりセットされるようになっている。

以上、後面のマンドレル６ｂを例にとって動作を説明し
たが、前面のマンドレル６ａの偶パス時の動作について
も同様であることがら、説明は省略する。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、圧延材がマンド
レルに巻着くまでは速度制御により増速するとともに、
圧延速度以上の速度で巻取っていることから、圧延材の
たるみを速やかに吸収することができ、しかもタイトに
巻着いたことを駆動機の電流変化により検出して、張力
制御に切り換えていることから、巻着き時に圧延材に過
大な張力が付与されることなく、円滑に張力制御に移行
することができる。この結果、張力変動等に伴う幅方向
寸法等の精度を向上させることができるとともに、コイ
ラファーネス等に与える機械的損傷や衝撃を排除できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例装置を適用してなるステツケ
ルミルの全体構図、第２図は本発明の適用可能なステツ
ケルミルの概要構成図、第３図は本発明の解決課題を説
明するための巻取り動作を説明する図、第４図は第１図
実施例の動作を説明するためのマンドレル速度、駆動電
流値等の時間変化を示す図である。 １・・・圧延機、２・・・コイラファーネス、３・・・
圧延材、６・・・コイラファーネスマンドレル、７・・
・スリット、２２・・・直流電動機、２４・・・レオナ
ード制御装置、２６・・・パルスゼネレータ、３０・・
・巻取り機制御装置、３４・・・カウンタ、３５，３６
，３８・・・コンパレータ、４２・・・メモリ、３３，
３７，４３・・・ゲート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、巻取り軸の所定角度に位置されたスリットに圧延材
   先端が突入されたタイミングで巻取り機を起動するステ
   ツケルミルの巻取り機制御方法において、起動指令に基
   づいて巻取り機を速度制御により一定の目標回転角度の
   範囲内で所定の速度に上昇させ、この所定速度上昇後に
   巻取り機の駆動電流が所定値以上になつたとき、巻取り
   機を前記速度制御から一定の目標張力に基づいた張力制
   御に切り換えることを特徴とするステツケルミルの巻取
   り機制御方法。 ２、巻取り軸の所定角度に位置されたスリットに圧延材
   先端が挿入されたタイミングで巻取り機を起動するステ
   ツケルミルの巻取り機制御装置において、起動指令に基
   づいて巻取り機を起動するとともに一定の目標回転角度
   の範囲内で所定の速度に上昇させる速度制御手段と、巻
   取り機の駆動電流を制御することにより圧延材の巻取り
   張力を制御する張力制御手段と、巻取り機の回転角度が
   前記目標回転角度の範囲を越えたことを検出するととも
   にこの検出後に巻取り機の駆動電流が所定値以上になつ
   たことを検出して前記速度制御手段から前記張力手段に
   切り換え指令を出力する制御切り換え手段と、を備えて
   なることを特徴とするステツケルミルの巻取り機制御装
   置。