JPH04197509A - 連続圧延機の張力制御方法 - 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、複数のスタンドを備えた連続圧延機のスタン
ド間の張力を制御する方法に関する。

〔従来の技術〕

圧延を行う複数のスタンドを連続的に配置し、加熱され
た鋼板等の圧延材を連続的に圧延する熱間連続圧延機に
おいて、スタンド間における圧延材のスタンド間張力は
、圧延材の板厚、板幅の精度及び板形状に及ぼす影響が
大きく、これを一定値に保持する張力制御を行うことが
要求されている。このため、熱間連続圧延機では、各ス
タンド間の前記スタンド間張力を安定維持する機能を有
するルーパを各スタンド間に配し、前記スタンド間張力
の変化分をルーパ角度の調節によって吸収する張力制御
方法を実施している。

また、圧延材の適材性の問題上、ルーパの角度変動を極
力抑制する制御を行うことも非常に重要な課題となって
いる。このような課題を解決するものとしては、スタン
ドロール周速度を操作することによりスタンド間張力の
制御を行い、ルーパ自体は角度を一定に保持する角度一
定制御方法が実用化されている。このような角度一定制
御方法−では、ルーパ角度変動が極めて少なく、圧延材
の通行性の向上が図られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前述の如きルーパの張力制御方法では、
圧延スタンド間のスタンド間張力の変化の吸収は、圧延
材に接触しているルーパにて直接行われるため、張力応
答性は高いのであるが、種々の外乱によって過大な張力
変動があった場合には、ループ吸収によりルーバ角度の
変動が大きくなり、特に圧延材噛み込みトップ部（特に
板厚が２ｍｍまでの薄物圧延材のトップ部）において、
前記ルーパ角度の変動が発生し易く、通行性が悪化する
という問題があった。

また、前述の如きルーパの角度一定制御方法では、ルー
バ角度を一定に制御するため通行性に関しては安定して
いるが、スタンド間張力の制御をロール周速度にて操作
するため、張力制御の応答性が低く、張力変動が従来に
比べて大きく、板厚。

板幅の寸法精度及び圧延材形状に悪影響を及ぼし易いと
いう問題があった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、通行
性と、寸法精度及び圧延材形状との両方を共に良好にす
ることが可能とする連続圧延機の張力制御方法を提供す
ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る連続圧延機の張力制御方法は、圧延ロール
を備えた複数のスタンドと、各スタンド間に配され、そ
の角度を調節することによって圧延材の張力を調節する
ルーパとを有し、圧延材を各スタンドに連続通材して各
スタンドで連続的に圧延する連続圧延機のスタンド間の
張力を制御する方法において、前記スタンド間での圧延
材の通材方向の下流側スタンドに圧延材が噛み込まれた
時に、そのスタンド間のルーパの角度をその基準角度よ
りも大きい所定角度に設定し、その後、ルーパの角度を
所定の減少速度で前記基準角度まで減少させると共にそ
の上流側スタンドの圧延ロールの周速度を調節すること
によって、スタンド間の張力を制御し、ルーパの角度が
基準角度になった後は、ルーパの角度を調節することに
よって、スタンド間の張力を制御することを特徴とする
。

〔作用〕

本発明にあっては、スタンド間での圧延材の通材方向の
下流側スタンドに圧延材が噛み込まれた時に、そのスタ
ンド間のルーパの角度をその基準角度よりも大きい所定
角度に設定するので、圧延材に対するルーパの押圧力が
大きく、スタンド間の張力に対するルーパの調節力か高
められる。その後は、前記ルーパの角度を所定の減少速
度で減少させることにより、前記調節力を維持しつつル
ーパの角度を基準角度にするが、これと共にその上流側
スタンドの圧延ロールの周速度を調節することによって
そのスタンド間の張力が制御される。

この圧延ロールの周速度の調節による張力の制御は、圧
延ロールの慣性力の影響によってその応答性が比較的に
低いものであるので、圧延材の噛み込み後のしばらくの
間に現れ易い過大なスタンド間の張力変動に追従した急
激な制御が行われないので、通行性が安定した制御が行
われる。そして、ルーバ角度が基準角度になった後は、
ルーパの角度の調節によって直接的にスタンド間の張力
が制御されるので、応答性が高い張力制御が行われる。

〔実施例〕

以下本発明をその実施例を示す図面に基づいて説明する
。

第１図は本発明に係る連続圧延機の張力制御方法の実施
に適用する制御装置の第１制御系の構成信号を示す模式
的ブロック図である。

図中１は連続圧延機のスタンドｉ、ｉ＋１間に配置され
、白抜矢符方向へ送給される被圧延材Ａのスタンド間張
力の適正化のために上昇下降するルーパを示している。

前記スタンドｉは圧延ロール１０１、１０１を備え、ス
タンドｉ＋１は圧延ロール１０２゜１０２を備えている
。なお該ルーパ１は、先端部にルーパロール１ａを備え
たルーバアーム１ｂがルーパ駆動装置１ｃの駆動によっ
て傾動される構造となっており、その傾動によって上昇
下降することとなり、これによって被圧延材Ａをその下
面側から押圧保持しつつ被圧延材Ａに適宜張力を付与し
、更にスタンドｉ、ｉ＋１間に被圧延材Ａの適宜ループ
量を確保するようになっている。

前記ルーパ１の基端部にはルーパアーム１ｂの角度を検
出する角度検出器２及びルーパ駆動装置１ｃの駆動トル
クを検出するトルク検出器３が付設されている。前記角
度検出器２の検出結果であるルーパ角度検出信号は、ル
ーバの設定角度を表すルーパ設定角度信号が角度設定器
９から別途入力される減算器１０ａへ与えられるように
なっている。

また前記トルク検出器３の検出結果であるトルク検出信
号は、圧力・トルク変換器６へ与えられるようになって
いる。角度設定器９にはスタンドｉ＋１に圧延材Ａが噛
み込まれた場合に、所定の検出器（図示せず）から圧延
材噛み込み信号が与えられるようになっており、角度設
定器９では前記圧延材噛み込み信号が与えらない場合は
、ルーバの基準角度を表すルーパ設定角度信号を減算器
１０ａへ与え、前記圧延材噛み込み信号が与えらた場合
は後述する如く経時的に変化する設定角度を表すルーパ
設定角度信号を減算器１０ａへ与えるようになっている
。

前記減算器１０ａでは前記ルーパ設定角度信号からルー
パ角度検出信号を減算してルーバ角度偏差を求め、求め
られたルーバ角度偏差を第１ルーバ角度制御器４１へ与
える。第１ルーパ角度制御器旧では与えられたルーバ角
度偏差に基づいて、ルーバ角度偏差を零となすべくルー
バ駆動信号をサーボアンプ盤５へ与えるようになってい
る。サーボアンプ盤５では与えられたルーバ駆動信号を
増幅してルーパ駆動装置１ｃへ与えるようになっている
。

ルーパ駆動装置１ｃでは与えられたルーバ駆動信号に基
づいてルーバを駆動するようになっている。　　゛また
、圧力・トルク変換器６では、与えられた圧力検圧信号
をこれに対応するトルク信号に変換してトルク検出信号
を求め、求められたトルク検出信号を、各スタンドｉ、
　ｉ＋１間におけるスタンド間張力の基準値である基準
トルク信号が別途入力される減算器１０ｂへ与えるよう
になっている。

減算器１０ｂでは、与えられた基準トルク信号からトル
ク検出信号を減算して張力偏差を求め、求められたルー
パトルク偏差を速度系張力制御器８１へ与える。速度系
張力制御器８１では、与えられたトルク偏差に基づいて
、トルク偏差を零となすべくスタンドｉのロール駆動モ
ータ（図示せず）の速度制御を行う速度制御信号を速度
制御器８に与えるようになっている。速度制御器８では
、与えられた速度制御信号に応じてスタンドｉのロール
駆動モータの速度を制御してスタンドｉの圧延ロール１
０１．１０１の周速度を調節し、これによってスタンド
ｉ、ｉ＋１間におけるスタンド間張力を一定に制御する
ようになっている。

第２図は本発明に係る連続圧延機の張力制御方法の実施
に適用する制御装置の第２制御系の構成信号を示す模式
的ブロック図であり、第２図において第１図と一致する
ものには、同番号を付し、説明を省略する。

角度検出器２の検出結果であるルーパ角度検出信号は、
ルーパ角度に応じた基準張力を求める第２張力制御器７
２と、ルーバ１の基準角度を表すルーパ基準角度信号が
別途入力される減算器１０ｄへ与えられるようになって
いる。また、トルク検出器２の検出結果であるトルク検
出信号は、圧力・トルク変換器６へ与えられるようにな
っている。

前記減算器１０ｄでは前記ルーパ基準角度信号からルー
パ角度検出信号を減算してルーバ角度偏差を求め、求め
られたルーバ角度偏差を第２ルーバ角度制御器４２へ与
える。第２ルーパ角度制御器４２では、ルーバ角度偏差
に基づいて、ルーバ角度偏差を零となすべくスタンドｉ
のロール駆動モータの速度制御を行う速度制御信号を速
度制御器８に与えるようになっている。速度制御器８で
は、与えられた速度制御信号に応じてスタンドｉのロー
ル駆動モータの速度を制御してスタンドｉの圧延ロール
１０１．１０１の周速度を調節し、これによってルーパ
アーム１ｂの角度をルーバ基準角度に制御するようにな
っている。

前記第２張力制御器７２には、与えられる基準張力値か
ら、求められた基準トルク値を基準トルク信号として減
算器１０ｃに与えるようになっている。

また、前記圧力・トルク変換器６に与えられた圧力検出
信号は、トルク値に変換され、トルク検出信号として減
算器１０ｃに与えられるようになっている。

減算器１０ｃでは与えられた基準トルク信号からトルク
検出信号を減算してトルク偏差を求め、この減算結果を
ルーパ駆動信号としてサーボアンプ盤５へ与えるように
なっている。サーボアンプ盤５では与えられたルーパ駆
動信号を増幅してルーパ駆動装置ＩＣへ与えるようにな
っている。ルーパ駆動装置ＩＣでは与えられたルーパ駆
動信号に基づいて駆動トルクを調節し、これによってス
タンド・　　ｉ、ｉ＋１間におけるスタンド間張力を制
御する。

前述の如く構成された第１制御系では、スタンド間張力
の制御は、第１張力制御器７１によりスタンドｉの圧延
ロール１０１．１０１の周速度を調節することによって
行い、ルーパ角度は、第１ルーパ角度制御器４１により
ルーパ駆動装置ＩＣの駆動制御を行うことによって所定
のルーパ基準角度に制御される。

また、第２制御系では、スタンド間張力の制御は、第２
張力制御器７２によりルーパ駆動装置１ｃの駆動トルク
を調節してルーパ角度を調節することによって行い、ル
ーパ角度は、第２ルーパ角度制御器４２により前記モー
タの速度を調節することによって所定のルーバ基準角度
に制御される。

次に、前述の如き第１制御系及び第２制御系を用いてス
タンド間張力の制御を行う方法について説明する。第３
図はスタンド間張力の制御方法を経時的に表したタイミ
ングチャートであり、第３図（ａ）は圧延材への先端の
通過タイミング、第３図（ｂ）はスタンドミー２．ｉ−
１間の制御タイミング、第３図（Ｃ＞はスタンドｉ−１
，ｉ間の制御タイミング、第３図（ｄ）はスタンドｉ、
ｉ＋１間の制御タイミングを示している。

第３図（ａ）に示される如く、圧延材Ａの先端がスタン
ドｉ−１に達すると、スタンドｉ−２，ｉ−１間では第
１制御系を用いたスタンド間張力の制御である第１制御
ａを開始する。この第１制御ａでは、圧延材Ａの先端部
がスタンドｉ＋１に噛み込まれた時点でスタンドミー２
．ｉ−１間のルーパｌのルーパ角度を所定の最大角度θ
。、８まで増加させてルーパ位置を上昇させた後、前記
ルーパ角度を前記ルーバ基準角度まで後述する下降率α
で減少させてルーパ位置を下降させる。

前記下降率αは、次のように定める。前記下降率はスタ
ンド間の張力変化量Ｔ６が所定の許容値を超えないよう
に決定される。張力変化量Ｔ６とルーパの角度変化率６
とは下記（１）式に示される如き関係がある。

Ｔ　　＝にσ・Ｌθ　・６　・・・（１）但し、Ｋσ：
圧延材Ａの板バネゲイン Ｌθ：ルーバ角度−材料長さ変換係数 前記下降率αは、前記（１）式に基づいて得られる下記
（２）式に示す如く決定できる。

このようなルーパ位置の制御を行う第１制御ａは、スタ
ンドミー２．ｉ−１間に続くスタンドｉ−１，ｉ間及び
スタンドｉ、ｉ＋１においても同様に行う。前記第１制
御ａは、例えばスタンドｉ−１，ｉでは第３図（Ｃ）に
示される如く圧延材Ａの先端部がスタンドｉに噛み込ま
れた時点で開始し、スタンドｉ、ｉ＋１では第３図（ｄ
）に示される如く圧延材への先端部のスタンドｉに噛み
込まれた時点で開始する。

そして、全スタンドに圧延材Ａが通板され、各スタンド
間で順次第１制御ａが開始された後、ルーパ角度が前記
ルーバ基準角度になった、圧延材への移動方向の上流側
のスタンド間から順に第１制御ａに関する制御信号を所
定時間保持する信号保持制御りを実行する。信号保持制
御りの終了後は、前記上流側のスタンド間から順に第２
制御系を用いたスタンド間張力の制御である第２制御す
を開始し、圧延が終了するまで各スタンド間では、第２
制御すを継続する。前記信号保持制御りは第３図（ａ）
にｊにて示される如き圧延材Ａの巻き取り機への噛み込
みタイミングまでに全スタンド間において終了するよう
になっている。

このように、圧延材Ａのスタンドへの噛み込み時には第
１制御系を用いた張力制御を行い、その後は第２制御系
を用いた張力制御を行うと、第１制御系ではルーバの角
度変動が少ない制御を行うので、噛み込み時のルーバの
角度変動が抑制されて適材性が良く、一方、第２制御系
ではルーバ角度を調節する張力制御を行うので、噛み込
み後の定常圧延時に応答性が高い制御が行える。

また、第１制御系から第２制御系へ制御系を切換える場
合は、制御信号を所定時間保持する信号保持制御の実行
後に行うので、制御系の切換時の不安定な動作が抑止さ
れる。

〔効果〕

以上詳述した如く、本発明に係る連続圧延機の張力制御
方法では、スタンド間での圧延材の通材方向の下流側ス
タンドに圧延材が噛み込まれた時に、そのスタンド間の
ルーバの角度をその基準角度よりも大きい所定角度に設
定するので、スタンド間の張力に対するルーバの調節力
が高くなり、さらに、その後は、前記ルーバの角度が所
定の減少速度で前記基準角度まで減少させることにより
前記調節力を維持しつつルーパ角度を基準角度にするが
、応答性が低い張力制御が行われるので、圧延材の噛み
込み後に現れ易い過大なスタンド間の張力変動に対して
急激に追従しない安定Ｌ７た張力制御が行われるので、
適材性が良好になり、ルーパ角度が基準角度になった後
は、ルーバの角度の調節によって直接的にスタンド間の
張力が制御されるため、応答性が高い張力制御が行われ
るので、寸法精度及び圧延材形状が良好になる等、本発
明は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る連続圧延機の張力制御方法の実施
に適用する制御装置の第１制御系の構成信号を示す模式
的ブロック図、第２図はその制御装置の第２制御系の構
成を示す模式的ブロック図、第３図はスタンド間張力の
制御方法を経時的に表したタイミングチャートである。 １・・・ルーバ　　４１・・・第１ルーパ角度制御器４
２・・・第２ルーパ角度制御器　　７１・・・第１張力
制御器　　７２・・・第２張力制御器　　８１・・・速
度系張力制御器　　１０１．１０２・・・圧延ロール　
　ｉ、ｉ＋１・・・スタンド　　人・・・圧延材

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、圧延ロールを備えた複数のスタンドと、各スタンド
   間に配され、その角度を調節することによって圧延材の
   張力を調節するルーパとを有し、圧延材を各スタンドに
   連続通材して各スタンドで連続的に圧延する連続圧延機
   のスタンド間の張力を制御する方法において、前記スタ
   ンド間での圧延材の通材方向の下流側スタンドに圧延材
   が噛み込まれた時に、そのスタンド間のルーパの角度を
   その基準角度よりも大きい所定角度に設定し、 その後、ルーパの角度を所定の減少速度で前記基準角度
   まで減少させると共にその上流側スタンドの圧延ロール
   の周速度を調節することによって、スタンド間の張力を
   制御し、ルーパの角度が基準角度になった後は、ルーパ
   の角度を調節することによって、スタンド間の張力を制
   御することを特徴とする連続圧延機の張力制御方法。