JPH0331426A - 連続焼鈍炉におけるストリップの張力制御方法 - 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〉 本発明は、連続焼鈍炉におけるストリップの張力制御方
法に関する。

〈従来の技術〉 従来から冷間圧延工程において、適当な圧延率で冷間圧
延されたストリップは、加工硬化して加工性は極めて悪
くなることから、成形加工に供するために再結晶後にお
いて結晶粒を適度の大きさに成長せしめ、さらに深絞り
性などに有利な結晶方位とする軟質化焼鈍が施されるの
が一般的であり、近年、バッチ式焼鈍炉に比して連続焼
鈍炉が多用されるようになってきている。

このような連続焼鈍炉は、加熱帯、均熱帯および冷却帯
等から構成される。そして、加熱帯および均熱帯にはラ
ジアントチェーブなどの間接加熱方式が採用され、また
炉内でストリップが蛇行しないように適正な張力制御が
なされる。

ここで、ストリップの炉内における張力制御について少
し詳しく説明すると、第７図に示すように、連続焼鈍炉
ｌへ送り込まれるストリップＳは炉内に配設された複数
の下部ハースロール群２゜上部ハースロール群３に交互
に懸回されて熱処理される。

このとき、自動張力制御装置４に張力指令信号Ｔ、と図
示しないテンシゴンメータがらフィードバックされる実
張力信号ＴＩ４とが人力されて演算処理され、その制御
信号によって、速度制御装置５、電流制御ｎ装置６を介
して下部ハースロール駆動モータ群７．上部ハースロー
ル駆動モータ群８がそれぞれ制御されることにより、炉
内におけるストリップＳの張力が所定の範囲に制御され
る。

〈発明が解決しようとする！！題〉 しかしながら、上記した従来の連続焼鈍炉内におけるス
トリップＳの張力制御系においては、ストリップ温度と
炉内雰囲気などの影響によってハースロールの幅方向に
温度分布を生じることから、以下のような問題を惹起す
る。

すなわち、ハースロールの各部がその温度分布に応じて
熱膨張してハースロールクラウン形状が変化するが、そ
のクラウン形状が極度な凸状の場合はストリップにいわ
ゆるバックリングと称する絞りを生じ、また凹状になっ
た場合はストリップの蛇行を招くことになる。そして、
凸状、凹状いずれのクラウン形状が悪化した場合でもス
トリップに破断を生じることになり、設備停止を余儀無
くされる。

このような問題を解消する手段として、たとえば特開昭
５３−１３０２１１号公報や特公昭５７−２３７３３号
公報に開示されているように、ハースロールに冷却ガス
を吹き付けるとか、ヒータによってハースロールのスト
リップ非接触部の温度制御をするなどの装置が提案され
ている。

しかし、ストリップ形状が悪化すると、ストリップ幅方
向におけるストリップとハースロールとの接触は一様で
な（なってストリップとハースロール間の熱授受量が変
化してしまい、ハースロールのクラウン形状が単純な凸
状や凹状からＭ状やＷ状の複雑な形状になるから、前記
した従来の技術をもってしても対処することが困難であ
る。

なお、ハースロールのクラウン形状が単純な凸状や凹状
てあっても、前記した従来技術ではハースロール長手方
向の温度分布に対する応答性が十分得られないから、特
にストリップの幅が変更されたような場合は即座に対応
することができないという課題がある。

本発明は、上記のような従来例の有する課題を解決すべ
くなされたものであって、ストリップの安定走行を実現
し得る連続焼鈍炉におけるストリップの張力制御方法を
提供することを目的とする。

く課題を解決しようとする手段〉 本発明は、連続焼鈍炉内に交互に上下に配設される複数
のハースロールに懸回されて熱処理されるストリップの
張力を所定の張力設定値に基づいて制御するに際し、前
記ハースロールの内の１本の内表面温度を測定してロー
ル幅方向の温度分布パターンを測定する工程と、該温度
分布パターンに応じて前記張力設定値を補正する工程と
、該補正された張力設定値によって前記ハースロールを
個別に駆動するモータの速度を自動的に制御する工程２
、からなることを特徴とする連続焼鈍炉におけるストリ
ップの張力制御方法である。

〈作　　　川〉 本発明によれば、連続焼鈍炉内のハースロールの内のｌ
木を測温ロールにし、そのロール幅方向の温度分布パタ
ーンを測定して、その温度分布パターンから凸状や凹状
、さらにはＭ状やＷ状の形状を判定するようにしたので
、その形状に対応したストリップの張力制御を的確に実
施することができる。

〈実施例〉 以下に、本発明の実施例について、図面を参照して詳し
く説明する。

第１図は、本発明に係る実施例を模式的に示す概要図で
ある。なお、図中、従来例と同一部材は同一符号を付し
ている。

図に示すように、連続焼鈍炉ｌの上部ハースロール群３
の１本のハースロールを測温ロール１１とし、その測定
された実ロール温度信号をロール温度分布解析装置１２
に入力して温度分布を解析してから、張力補正装置１３
において張力指令信号Ｔ。

を補正し、その補正信号ΔＴを自動張力制御袋π４に入
力することにより、張力制御系の設定変更を行う。

測温ロール１１は、第２図に詳しく示すように、ハース
ロール３ａの内表面に複数の熱電対１４ａ〜ｑを、たと
えばｌＯＯ〜２５０閣の適当な間隔で埋め込んで構成さ
れ、測定された温度信号はリード線１５によってスリッ
プリング１６を介して外部に取り出す。

なお、熱電対１４の取付間隔、取付本数などは、炉内で
熱処理されるストリップＳの寸法に応じて決定すればよ
いが、より均一な温度分布を得るためにロール周方向に
も取付けるのが望ましい。

ロール温度分布解析装置１２においては、温度分布の解
析手法として例えば４次関数近似や直交関数分解などを
用いるようにして、検出されたロール温度分布からより
的確に凸、凹、Ｍ、Ｗのそれぞれの形状を判別する。

そして、温度分布に凸、凹の度合いが大きいと判定され
た場合は、ストリップＳの絞り、蛇行が予測されるから
、張力補正装置ｆ１３において張力を下げるように張力
指令信号Ｔ、を補正し、また、Ｍ、　Ｗ形の温度分布が
生じていると判定された場合は、ハースロールとストリ
ップの間に非接触部分が生じていると判断されるから、
張力指令信号Ｔ３を上昇させるよう補正を施す。

ここで、測温ロール１１によって検出されたロール温度
分布が第３図に示すようなパターンである場合について
、直交関数分解を用いて解析する手順を説明する。

まず、測温ロール１１によって検出されるロール長手方
向の温度分布パターンβをロール長手方向座標真の関数
として直交関数に展開する。ここでは、０次からｎ次ま
での直交関数φ１（２）（ただし、ｉ−０，１，・・・
ｎ）を用いて、下記（１）式のように温度分布βを表現
する。

β−Ａ、φ、休）＋Ａ、φ１（２）＋Ａ２φ、（ト）＋
・・・＋Ａ１１φ、（Ｘ）　　　　−・−・−・−・・
−・・・−・（１）ここで、 Ａ、〜Ａｏ　；各直交関数φｉ休）の係数１＝ｍのとき
、ΣφＬ（２）・φ、（→＝１１’ｍのとき、Σφｔに
）・φ、に）−〇應 つぎに、（１）式の各直交関数φ１（幻をグラフ化する
と、第４図（ａ）〜（ｄ）に示すようになる。

ここで、φ。（Ｘ）はロール長手方向の温度平均値であ
るからパターンとは関係がなく、また、高次である５次
以上の直交関数φｔ　（Ｘ）　（ｉ≧５）は無視するこ
とができるから、それぞれ省略する。

また、φ、　（Ｘ）とφ、（×）とは非対象成分である
から、温度分布パターンβには無いと考えてよい。

そこで、残ったφ、　（Ｘ）とφ４（幻について吟味す
ると、φ、伽）については、第４図（ロ）から明らかな
ように、係数Ａｔがプラスのとき凹形、マイナスのとき
凸形となり、φ、伽）については係数Ａ４がプラスのと
きＷ形、マイナスのときＭ形となる。

そして、解析の結果、係数Ａ、が存在する場合には、張
力補正装置１３において下記（２）式により張力補正値
ΔＴを演算する。

ΔＴ　＝　ｋｌ・１　ｐ−ａ　１　・ＴＩ　・−−−＝
・＝・−・−ｅ）ここで、ｋｔｉ例えば０．１などの定
数また、係数Ａ２が存在する場合は、下記（３）式によ
り張力補正値ΔＴを演算する。

ΔＴ−ｋ、・ＩＡ□１・Ｔ、・−・−・−・・輛・−・
（３）ここで、ｋｚｉ例えば−０，１などの定数このよ
うにして求められた張力補正値ΔＴを自動張力制御装置
４に入力して張力指令信号Ｔ、を補正することにより、
張力制御系の設定変更がなされて、ストリップＳに絞り
や蛇行を生じないような張力制御がなされる。

なお、上記した係数Ａｚ、Ａａが一定値を越えた場合に
のみ張力制御が作動するように、上下限のデッドバンド
ゾーンを設けるようにすれば、より安定した制御を行う
ことが可能である。

また、上記した係数Ａ！　、Ａｓの時間的変化率を追跡
して、変化率が大きくなった場合やその絶対値が大きく
なった場合は、オペレータにアラームを出すとともに、
ストリップの炉内速度を修正するガイダンスを出す機能
を付加するようにしてもよい。

第４図は、本発明方法を連続焼鈍炉の冷却帯に適用した
ときのロール幅方向の温度分布を示したものである。な
お、比較のために従来例での温度分布を第５図に示した
。

第５図の従来例においては、ロールセンタ温度が低くて
ストリップエツジ部温度が高く、さらにロールエツジ部
温度が低いというＭ形の温度分布を呈していたが、本発
明を適用した第４図では、ストリップ接触部がほぼフラ
ットな関西形に改善されていることがわかる。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、測温ロールを用
いてストリップの幅方向温度分布を測定して、そのパタ
ーンに従って張力を制御することによりストリップとハ
ースロールとの接触状況をＩＡ整するようにしたので、
短時間でロール温度分布を制御することが可能となる。

これによって、ストリップの絞りや蛇行の発生を抑制す
ることができるから、連続焼鈍炉の稼働率や生産性の向
上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る実施例を模式的に示す概要図、
第２図は、測温ロールの構成を示す断面図、第３図は、
測温ロールによるロール温度分布の検出パターン例を示
す特性図、第４図（ａ）〜（ロ）は、直交関数分解を用
いて解析するときの説明図、第５図は、本発明方法を適
用したときの測温ロールの温度分布の特性図、第６図は
、従来例による測温ロールの温度分布の特性図、第７図
は、連続焼鈍炉の張力制御の従来例を模式的に示す概要
図である。 ！・・・連続焼鈍炉。 ２・・・下部ハースロール群。 ３…上部ハースロール群。 ４・・・自動張力制御装置。 ５・・・速度制御装置。 ６・・・電流制御装置。 ７・・・下部ハースロール駆動モータ群。 ８・・・上部ハースロール駆動モータ群。 １１・・・測温ロール。 １２・・・ロール温度分布解析装置。 ■３・・・張力補正装置。 １４・・・熱電対。 Ｓ・・・ストリップ。 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 連続焼鈍炉内に交互に上下に配設される複数のハースロ
   ールに懸回されて熱処理されるストリップの張力を所定
   の張力設定値に基づいて制御するに際し、 前記ハースロールの内の１本の内表面温度を測定してロ
   ール幅方向の温度分布パターンを測定する工程と、 該温度分布パターンに応じて前記張力設定値を補正する
   工程と、 該補正された張力設定値によって前記ハースロールを個
   別に駆動するモータの速度を自動的に制御する工程と、 からなることを特徴とする連続焼鈍炉におけるストリッ
   プの張力制御方法。