JPH03277727A - 接続部でサイズを異にする連続走行金属ストリップの非接触支持制御方法 - 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） この発明は、連続焼鈍炉内などにおいて、走行している
金属ストリップを非接触下で支持案内するにあたって、
サイズの異なる金属ストリップを接続して連続走行させ
る際の有利な支持制御方法を擾案しようとするものであ
る。

（従来の技術） 金属ストリップの非接触支持装置として、金属ストリッ
プの走行経路に沿う間隔をへだてて対向配置したスリッ
トノズル対の該経路に沿う多数の配列になり、各スリッ
トノズルから気体を噴出させることにより走行中の金属
ストリップ荷重に応じた支持力を生じさせる装置が知ら
れている。

この非接触支持装置においては、ある板厚及び板幅の金
属ストリップに対するスリットノズル端からの離間距離
を所定量に保持するため、上記の支持力をある目標値と
なるように制御している。

すなわち Ｐ□−Ｆ　（Ｄ、Ｗ、　　ρｓ、ｈａ）　　　・・・（
１）ここでＰｉｌ１番目の非接触支持装置の支持力目標
値 Ｄ　＝金属ストリップの厚み Ｗ　：金属ストリップの幅 ρ１　：金属ストリップの密度 ｈｏ　ニスリットノズル端からの離間距離の目標値 と表されるから、目標とする距離に保持させるのには、
あるサイズの金属ストリップに対して、（１）式で決定
する支持力目標値のみで離間距離を制御していた。そし
て板厚ないしは板幅が異なるストリップを接続して連続
走行させる場合には、その接続部がこのｉ番目の非接触
支持装置の直上を通過した時点で（１）式から決定する
先行ストリップに対する支持力目標値から連行ストリッ
プに対する支持力目標値に変更する制御を行っていた。

（発明が解決しようとする課題） 従来の非接触支持装置の制御方法では、あるサイズの金
属ストリップに対し、支持力目標値を１種類しか設定し
ていす、板厚ないしは板幅の異なる金属ストリップを接
続して連続走行させる場合に、この接続部が非接触支持
装置の前後にわたって通過する際には、スリットノズル
端からの離間距離が目標値から大きく外れてしまう。

したがって金属ストリップがスリットノズルなどに接触
して金属ストリップ表面にすり疵を生じ、最悪の場合に
は、金属ストリップの破断に至ってしまうことから品質
上また歩留まり上、大きな問題となっていた。また走行
可能な金属ストリップ接続条件が制限されるために作業
効率上も問題が多かった。

接続部でサイズを異にする連続走行金属ストリップの離
間距離を一定に保持することで、安定した走行を可能に
する支持制御方法を提案することがこの発明の目的であ
る。

（課題を解決するための手段） この発明は、金属ストリップの走行経路に沿う間隔をへ
だてて対向配置したスリットノズル対の該経路に沿う多
数の配列になり、各スリットノズルから気体を噴出させ
ることにより、該金属ストリップの走行を非接触下に支
持案内する際、サイズが異なる金属ストリップの接続部
の移動に伴う荷重の変動に応じて、スリットノズルから
の気体噴出量を調整して、ノズル端からの離間距離を保
持することを特徴とする、接続部でサイズを異にする連
続走行金属ストリップの非接触支持制御方法である。

（作　用） 第１図にこの発明の制御を模式で示し、第２図にこの発
明を適用する非接触支持装置をそなえた連続熱処理炉を
示す。

かかる非接触支持装置は、第３図にその構造を示すよう
に、金属ストリップの走行経路に沿う間隔をへだてて対
向配置したスリットノズル対をそなえる一方、この非接
触支持装置に接続したファンにより内圧を高めて、この
スリットノズルから気体を噴出させることにより金属ス
トリップの荷重に対する支持力を生じさせる。

ｉ番目の浮揚支持装置の支持力をｐ　ｃｉとすると、支
持力ｐ　ｃｉは、１／２（Ｌｉ−１＋Ｌｉ　）間の金属
ストリップ荷重を支持する。ここでＬｉ−１は、（ｉ−
１）番目の非接触支持装置からｉ番目の非接触支持装置
までの距離（ｍ）であり、同様にし、は、ｉ番目の非接
触支持装置から（ｉ＋１）番目の非接触支持装置までの
距離（ｍ）である。

したがってｉ番目の非接触支持装置が支持しようとする
ストリップ重量は、 ｐ　ｃｉ　・　！１　・Ｗ−ρ５ ・Ｄ−Ｗ・ （Ｌ＋−＋　　＋Ｌｉ　　） となる。

ここでρ５　：金属ストリップの密度（ｋｇ／ｍ３）Ｄ
　：金属ストリップの厚み（ｏ＋） Ｗ　：金属ストリップの幅（ｍ） ｚｉｐｉ番目の非接触支持装置のライン長手方向の長さ
（ｍ） このような非接触支持装置において、第４図に示すよう
な従来の非接触支持装置の制御方法では、前述したよう
にサイズの異なる金属ストリップを接続して連続走行さ
せる場合に、金属ストリップの離間距離が目標値から大
きく外れてしまう。その理由は、ｉ番目の非接触支持装
置が支える荷重は、１／２（Ｌｔ−＋　＋Ｌ＋　）間の
荷重であるため、接続部がこの区間内にある時は、接続
部の位置により支持すべき荷重が時間とともに変化する
。よって、逆に支持力が一定の場合には、離間距離が時
間とともに変動するからである。

そこでこの発明では、接続部を追跡し、接続部がｉ番目
の非接触支持装置の前後にわたって通過する間、このｉ
番目の非接触支持装置が支持すべき金属ストリップ荷重
から、目標とする離間距離を満足する支持力を常時算出
し、この過渡的な支持力に応じてスリットノズルからの
気体噴出量を調整する制御を行うため、接続部の位置に
よらず離間距離を一定に保つことができる。したがって
接続条件によらず離間距離を一定にできるため、すり疵
、板破断の発生を防止できる。

さらに加えて、ストリップ幅が変化する接続部が非接触
支持装置の直上の受圧区域を通過する間は、受圧面積の
変動による支持力の変動をも制御する支持力に加味する
ことにより、さらに離間距離の変動を小さく抑えること
ができる。

（実施例） 第１図に従いこの発明の制御方法を具体的に説明する。

複数列存在する非接触支持装置のうち、ｉ番目の非接触
支持装置（ｉ−１，２，・・・、Ｎ）に注目する。また
連続走行させる金属ストリップの先行板（Ａストリップ
）の板厚、板幅、板密度をそれぞれり、、Ｗ、、　　ρ
、とし、同様に連行板（Ｂストリップ）の板厚、板幅、
板密度をそれぞれＤｌＷｂ、ρゎとして、以下のステッ
プの制御を行う。

ステップ１ 走行させようとする金属ストリップごとに支持力目標値
計算装置１にて、ｉ番目非接触支持装置におけるストリ
ップＡに対するスリットノズルからの気体噴出力ｐａｉ
とＢストリップを接続した際の過渡的な気体噴出力ｐｔ
ｒを計算するために必要な定数を算出する。

まず ＸニストリップＡとストリップＢとの接続部の位置（ｉ
番目の非接触支持装置を基準として０とおいた位置） Ｌｉ−＋　　：　　（ｔ　　１）番目の非接触支持装置
とｉ番目の非接触支持装置間の距離 Ｌｉ：ｉ番目の非接触支持装置と（ｉ＋ｌ）番目の非接
触支持装置間の距離 ｆｔ：ｉ番目の非接触支持装置のライン長手方向の長さ δ直　：ｉ番目の非接触支持装置のノズルギャップ ｈｏ　：目標離間距離 ｆ（Ｗ、δ、ｈ）：支持力Ｐｏ１（Ｘ）と気体噴出量Ｐ
Ａｉ、ＰＬ、との関係式。板幅 Ｗ、ノズルギヤツブ 接離間距離りとの関数。

とすると、 （１）Ｘ≦−１／２　Ｌｉ−、の時 ＰＡ，＝Ｐ．ｉ　（Ｘ）　−　ｆ　（　Ｗ，ｌ，　　δ
，　　ｈ．）　　　・（２）ここで ｚＩ！．１ （２） １／２ Ｌｉ くＸ≦０の時 Ｐい＝Ｐ０８ （ｘ）・　ｆ（ ａ δ８ ｈｏ） ・・・（４） ここで （３）　Ｏ　＜　ｘ≦１／２ Ｌ！ の時 Ｐ　Ｌ　ｉ　＝Ｐ　Ｏ　ｉ （ｘ）　・　ｆ（ Ｗ。

δ。

ｈｏ） ・・・（６） ここで ｆ。

・・・（７） となるから、上記（２）〜（７）式において、各定数と
して以下のようにおく。

・・・（９） ＦＡ＝ｆ（Ｗ、、δ８ｈ０）　　　　　　　・・・（１
０）Ｆ、＝ｆ（Ｗｂ、δ１ｈ０）　　　　　　　・・・
（１１）ステップ２ 支持力目標値計算装置１にて算出した各定数に１、ｋｚ
　、ＦＡ　、Ｆ＠を、支持力制御装置２に設定する。

スｊシどｔ走 支持力制御装置２は、次の（１２）〜（１７）式に従い
、ｉ番目の非接触支持装置の気体噴出量制御目標値Ｐ＝
（ｘ）を接続部位置Ｘの関数としてダイナミックに算出
する。

Ｐｉ　（ｘ）　＝Ｐｏ＝　（ｘ）・Ｆ　　　　　　　　
・・・（１２）ここで Ｆｏｒ　（ｘ）−に、　　’ｆ（ｘ）十ｋｚ　　　　　
　　”・（１３）であり、 ｆ（ｘ）＝　　　ＬＨ−＋　（ｘ≦−１／２　Ｌｉ−１
の場合）・・・（１４） ｆ（ｘ）＝ｘ　（−１／２　Ｌ＝−＋　＜ｘ≦１／２−
Ｌｉの場合）・・・（工５） Ｆ＝ＦＡ　　　　　　　　（ｘ≦０）　　　　　　　・
・・（１６）Ｆ　−Ｆ　＊　　　　　　（０＜　ｘ≦１
／２　Ｌｉ　）　　・（１７）実際には、支持力制御装
置２は、トラッキング装置３よりＸ＝−１／２　Ｌｉ　
、　　０．１／２　Ｌ、のポイントでパルス信号を受信
し、そのタイミングで（１２）式の気体噴出量目標値を
切り換える。

−１／２　Ｌ、−、≦Ｘ≦１／２Ｌ２間は、ｘ＝ｖ−ｔ
（ｖニライン速度、ｔ＝待時間として、■をトラッキン
グ装置３より常時受信することで時間の関数として気体
噴出量をダイナミックに算出する。

かかる制御による気体噴出量、離間距離の経時変化を第
５図に示す。同図では、 ρゎ　・Ｄ、＞ρ１　・ＤｌかつＷ、〉Ｗｂの場合を示
している。

ステップ４ 支持力制御装置２は、ダイナミックに算出した気体噴出
量制御目標値に基づき、気体噴出量の制御を行う。気体
噴出量制御の検出端は、圧力測定装置６であり、また操
作端は、ファン５である。

気体噴出量制御の方法は、通常のＰＩＤ制御でよい。

第５図に示した実施例では、先行ストリップ板幅Ｗ１が
進行ストリップ板幅Ｗ、より大であるがゆえに接続部が
−１／２ｆｉ点すなわち非接触支持装置のスリットノズ
ル端にかかった時点から徐々にストリップの受圧面積が
低下することから離間距離が小さくなる。

かかる受圧面積の変動により離間距離の変動が生じる場
合には、前記と同じ手法によって一１／２！８〜１／２
ｆ、の間で荷重変動に応した噴出量制御に、受圧面積の
変動に対応する噴出量制御を加えることにより離間距離
の変動をさらに抑制することができる（第６図参照）。

なおかかる受圧面積の変動による離間距離の変動があま
り問題でない場合には、接続部がｉ番目の非接触支持装
置の中央を通過する時に、挟幅（ストリップＢ）基準の
噴出量に切り換えればよい。

（発明の効果） この発明の制御方法は、板厚、板幅を異にするストリッ
プの溶接部が非接触支持装置を通過する際に、両方の板
厚、板幅を考慮した過渡的な支持力を用いる制御を行う
ことにより、接続部が非接触支持装置を通過する際にも
離間距離を一定に保持することができ、したがってすり
疵または板破断の発生を抑制し、また任意の金属ストリ
ップの接続が可能となって作業能率を向上させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の制御方法の模式図、第２図は、こ
の発明の制御方法を適用する非接触支持装置をそなえた
連続熱処理炉を示す図、第３図は、非接触支持装置の構
造の模式図、第４図は、従来の制御方法による気体噴出
量及び離間距離の経時変化を示す図、 第５図は、この発明の制御方法による気体噴出量及び離
間距離の経時変化を示す図、 第６図は、受圧面積の変動により離間距離が変動する場
合におけるこの発明の適用を示す図である。 ・・・支持力目標値計算装置 ・・・支持力制御袋Ｗ　　３・・・トラッキング装置・
・・非接触支持装置　　５・・・ファン・・・圧力測定
装置　　　７・・・金属ストリップ第１ 図 第２図 第３ 図 第４図 （ａ） 、↑参ル茫咎ｐハイ装置　− 第５図 （ａ） （ｂ） 善ｆｖＰ＾位置 第６ 図 （ａ） −ムーＩ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、金属ストリップの走行経路に沿う間隔をへだてて対
   向配置したスリットノズル対の該経路に沿う多数の配列
   になり、各スリットノズルから気体を噴出させることに
   より、該金属ストリップの走行を非接触下に支持案内す
   る際、 サイズが異なる金属ストリップの接続部の 移動に伴う荷重の変動に応じて、スリットノズルからの
   気体噴出量を調整して、ノズル端からの離間距離を保持
   することを特徴とする、接続部でサイズを異にする連続
   走行金属ストリップの非接触支持制御方法。