JPH05156371A - 連続焼鈍ラインの炉内張力制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、ストリップのサイズや状態等の変
化にかかわらず、精度良く炉内ストリップの張力を制御
できる装置を提供しようとするものである。 【構成】 連続焼鈍炉内の水平パス部（Ａ）（Ｂ）
（Ｃ）を、ストリップのカテナリ量を計測し得るように
形成せしめ、前記水平パス部（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）におい
てそのカテナリ量を計測するカテナリセンサ１を配設す
る。さらに、該カテナリセンサ１の計測値と比較される
べき炉内張力値を計測するロードセル２と、前記カテナ
リセンサ１とロードセル２との計測値を比較し、炉内駆
動ロールのロール速度を制御する制御手段（図示なし）
を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、連続焼鈍ラインのう
ち炉内のストリップの張力を制御する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にＣＡＬ、ＧＡＬ等連続焼鈍ライン
を通過するストリップ張力制御は、全体としてみると炉
入側ブライドルロールのロール駆動速度によって制御さ
れているが、そのうち炉内ストリップ張力に関しては、
次のように制御が行われる。図４を用いて詳細に説明す
ると、まず加熱帯（直火帯）、均熱帯、ガスジェット冷
却帯および徐冷帯の炉内各所にそれぞれ配送された、テ
ンションメータであるロードセル２により実張力を測定
し、次に制御機器系においてその実測定値を予め設定さ
れている設定値と比較し、その偏差をみて設定値に見合
うように炉内各セクション毎の駆動ロール３′のモータ
速度を補正して制御するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来、連続焼鈍ライン
における炉内ストリップの張力制御は以上のように行な
われているが、この制御には次のような問題点があっ
た。

【０００４】まず、テンションメータであるロードセル
の検出精度に起因する問題がある。すなわち、連続焼鈍
ラインを通過するストリップは板厚・板巾サイズが一定
ではなく（たとえば板厚：0.3〜3.2mm、板巾600〜1880m
m）、薄物から厚物、広巾から狭巾等連続的にそのサイ
ズが変化するため、テンションメータとして使用するロ
ードセルの仕様定格荷重は最大板厚・板巾のストリップ
の場合を想定して決定されることになる。しかし、これ
は一方で薄物および狭巾ストリップ通板の際ロードセル
にかかる荷重が定格の５〜６％程度であるため、このよ
うな薄物および狭巾ストリップの張力測定時にはその精
度が非常に悪くならさるを得ず、したがって、前記駆動
ロールのモータの制御も正確に行い得ないものとなっ
て、炉内張力も不安定となっていたものである。

【０００５】また、上述したようにロードセルにより測
定された実張力は制御機器系において設定される設定値
と比較され、その補正分だけ駆動ロールのモータ回転数
を制御するのであるが、回転数を補正すべき補正値は次
に示すように一定ではない。すなわち、焼鈍するストリ
ップの材質および焼鈍温度の変化や炉内ロールの表面の
劣化等により、ストリップとロール間の摩擦係数（μ）
が変化し、またストリップの材質・温度によりヤング係
数が変化してベンドロスが変わってしまうことに加え、
さらに炉内ロールの無負損失が一定でないため、炉内駆
動ロールのモータ回転速度補正値は常に変化してしまう
ものなのである。しかし、現状のロードセルを用いた張
力制御では上述した精度の不正確さも相俟って、変化す
る補正値まで把握できず、固定した補正値によりロール
のモータ回転速度を制御せざるを得なかったのである。

【０００６】以上の点より、従来の炉内ストリップの張
力制御方式では、特に薄物および薄物狭巾の炉内張力制
御がうまくいかず、このため、 ストリップのネッキングの発生 絞りおよび板破断の発生 炉内での板のバタツキ等によるスリキズの発生 等の問題が顕在化していた。

【０００７】本発明は、従来技術の以上のような問題に
鑑み創案されたもので、ストリップのサイズや状態等の
変化にかかわらず、精度よく炉内ストリップの張力を制
御できる装置を提供しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】連続焼鈍ラインのうち、
炉内ストリップの張力は、ロードセルの実張力測定誤差
およびロールとストリップの摩擦係数（μ）の変化等に
より変動するが、仮に炉内に水平パス部が設けられ、か
つそのカテナリ量が計測できるとすれば、上記要因によ
る張力変動にともない、水平パス部のストリップのカテ
ナリ量も変動することになる。

【０００９】ところで、このようなストリップのカテナ
リ量はその張力と一定の関係にある。すなわち、図２を
用いて説明すると（δ：カテナリ量、ｗ：ストリップ単
位の重量、Ｌ：ロール間距離、Ｔ：ストリップ張力とす
る）ストリップのカテナリ量δは下記数式（１）であら
わすことができ、この式によれば、下記数式（２）が得
られることになる。

【００１０】

【数１】

【００１１】

【数２】

【００１２】したがって、カテナリ量δが得られれば、
下記数式（２）から上記要因によって種々変動する張力
値Ｔも得られることになる。

【００１３】本発明者らは、まず以上のようなカテナリ
量と張力変動の関係に着目し、カテナリ量から実張力値
を得る構成を種々検討した。

【００１４】しかし、焼鈍炉内の水平パス部には一般に
安定してロールを通板させるべくサポートロール等を配
しており、カテナリ量を計測し得る構成とはなっていな
いのが実情である。

【００１５】そこで、本発明者らは連続焼鈍炉内の水平
パス部について、そこをたとえば前記サポートロール等
を全て排除する等してストリップのカテナリ量を計測し
得るように形成せしめ、カテナリ量からの張力値を求め
得るようにするとともに、ロードセルの計測値と比較す
ることによって、より正確な張力制御を行わせるべく、
本発明を完成させるに至った。

【００１６】すなわち、本発明に係る炉内張力制御装置
は、連続焼鈍炉内の水平パス部を、ストリップのカテナ
リ量を計測し得るように形成せしめ、前記水平パス部に
おいてそのカテナリ量を計測するカテナリセンサと、該
カテナリセンサの計測値と比較されるべき炉内張力値を
計測するロードセルと、前記カテナリセンサとロードセ
ルとの計測値を比較し、炉内駆動ロールのロール速度を
制御する制御手段とを備えたことを特徴とするものであ
る。

【００１７】

【作用】連続焼鈍炉内のストリップラインのうち、スト
リップのカテナリ量を計測し得るように形成された水平
パス部においてカテナリセンサによりそのカテナリ量を
計測する。

【００１８】一方、炉内所定位置に配されたロードセル
によりさらに炉内ストリップ張力値を計測する。制御手
段において、カテナリ量は炉内実張力として演算され、
その計測値はロードセルの張力値と比較され、その際の
ストリップの最適の補正値が算出されることになる。こ
の補正値により、制御手段が炉内駆動ロールのモータ回
転数を制御し、最適の張力が炉内ストリップに付与され
る。

【００１９】

【実施例】本発明の具体的実施例を図面に基づき説明す
る。なお、本発明は以下の実施例に何ら限定されるもの
ではない。

【００２０】図１は本発明に係る張力制御装置の装置構
成の一例を示す概略図である。

【００２１】本実施例では、図示のように焼鈍炉の各炉
セクション接続部毎の水平パス部、すなわち直火帯と均
熱帯との間のパス部（Ａ）、均熱帯とガスジェット帯と
の間のパス部（Ｂ）、ガスジェット帯と徐冷帯との間の
パス部（Ｃ）は、そこを通板するストリップのカテナリ
量を計測し得るようにサイドロール等を一切配設しない
構成となっている。

【００２２】そして、前記水平パス部（Ａ）（Ｂ）
（Ｃ）には、通板するストリップの上部側にカテナリセ
ンサ１がそれぞれ配設されているとともに、該カテナリ
センサ１に対応するように炉内各所にロードセル２が配
設されており、さらに前記カテナリセンサ１の計測値
と、前記ロードセル２の計測値とを比較して駆動ロール
のモータ回転数を制御する電算機（図示なし）が炉外に
配置されている。

【００２３】前記カテナリセンサ１は、いずれも水平パ
ス部の中間位置であってストリップパスラインより80mm
上部に設置されている。パスラインの上部に設置される
ため、スケールおよび耐火物の落下等による破損の問題
がないものとなっている。また、カテナリセンサ１は種
々のサイズ、素材のものでも良いが、本実施例では巾45
0mm×長1000mmのサイズのもので、耐熱性に優れるＳＵ
Ｓ製のものが用いられる。このカテナリセンサ１は、ス
トリップまでの距離を測定し、その変化量に対応させて
静電容量を変化させてストリップカテナリ変動量を計測
し、それを、ストリップ張力値を算出する基準とするも
のである。すなわち、図２を用いて説明すると、張力変
動によりストリップ張力が下るとカテナリセンサ１と水
平パス部のストリップとの距離Ｈ₁、Ｈ₂が変わるが、こ
れをセンサ１がそれとストリップとの間の静電容量の変
化としてカテナリ量を計測するものであり、このカテナ
リ量から前記電算機においてストリップ張力値を算出す
るものである。カテナリ量から張力値の算出は、もちろ
ん上記数式（２）を用いる。

【００２４】前記ロードセル２は、テンションメータと
して直接ストリップ張力値を計測するのに用いられる。
この計測値は後述する電算機においてカテナリセンサ１
の計測値と比較されることになる。

【００２５】前記電算機は、前記カテナリセンサ１によ
って計測したカテナリ量を炉内実張力として演算して算
出するとともに、制御ブロックを示す図３に示すよう
に、その演算値と前記ロードセル２によって計測した張
力値とを比較し、その際の炉内ストリップの最適の補正
値を算出し、その補正値により各セクションのヘルパロ
ール３のモータ回転数を制御する。

【００２６】以上よりなる本実施例では、カテナリセン
サ１により炉内ストリップのカテナリ量を計測するとと
もに、ロードセル２によりストリップ張力を計測する。
ロードセル２では測定が困難となる薄物および狭巾スト
リップの場合でもカテナリセンサ１でのストリップカテ
ナリ量が計測可能なため、本実施例では電算機において
そのカテナリ量からストリップの正確な張力が算出でき
ることになる。さらに、電算機において、カテナリ量か
らの張力値とロードセル２の計測値とを比較することに
より、その際のストリップの最適補正値を算出でき、そ
の補正値によりモータ回転数を制御するため、ストリッ
プの状態およびサイズ等に関係なくストリップに最適の
張力を付与することができるものとなっている。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る張力
制御装置によれば、連続焼鈍炉内を通過するストリップ
のサイズや状態等にかかわりなく、最適の張力を付与す
ることができ、またそれゆえ次のような顕著な派生効果
が得られるものである。 炉内絞り、炉内破断が従来方式に、比較して極端に
改善される。 板のバタツキ等によるスリキズが大幅に減少する。 炉内の通板性が改善され、ライン速度の高速化が可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る連続焼鈍ラインの炉内張力制御装
置の一実施例を示す概略図である。

【図２】ストリップのカテナリ量と張力値との関係を説
明するための説明図である。

【図３】本実施例の張力制御方式を概説した制御ブロッ
ク図である。

【図４】従来の張力制御方式を概説した制御ブロック図
である。

【符号の説明】

１ カテナリセンサ ２ ロードセル ３ ヘルパロール

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続焼鈍炉内の水平パス部を、ストリッ
   プのカテナリ量を計測し得るように形成せしめ、前記水
   平パス部においてそのカテナリ量を計測するカテナリセ
   ンサと、該カテナリセンサの計測値と比較されるべき炉
   内張力値を計測するロードセルと、前記カテナリセンサ
   とロードセルとの計測値を比較し、炉内駆動ロールのロ
   ール速度を制御する制御手段とを備えたことを特徴とす
   る連続焼鈍ラインの炉内張力制御装置。