JPH06293466A - 金属ストリッププロセスラインにおける張力制御方法 - Google Patents
金属ストリッププロセスラインにおける張力制御方法Info
- Publication number
- JPH06293466A JPH06293466A JP8363793A JP8363793A JPH06293466A JP H06293466 A JPH06293466 A JP H06293466A JP 8363793 A JP8363793 A JP 8363793A JP 8363793 A JP8363793 A JP 8363793A JP H06293466 A JPH06293466 A JP H06293466A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tension
- roll
- modulus
- young
- weld point
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
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- Controlling Sheets Or Webs (AREA)
- Registering, Tensioning, Guiding Webs, And Rollers Therefor (AREA)
- Control Of Heat Treatment Processes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 金属ストリップの溶接点が制御パスを通過す
る場合も、安定した張力制御を行うことのできる制御方
法を提供すること。 【構成】 異なる板サイズの金属ストリップを長手方向
に溶接して一連のストリップを形成し、このストリップ
をプロセスラインに通板する場合の張力制御方法におい
て、前記金属ストリップの板サイズおよび実測した板温
により等価的なヤング率を求め、溶接点が制御パスに達
した際、起こり得る張力変動を推定し、トラッキングに
より溶接点が制御パスに達した際、推定した張力変動を
抑制するようにロール位置を変化させる。
る場合も、安定した張力制御を行うことのできる制御方
法を提供すること。 【構成】 異なる板サイズの金属ストリップを長手方向
に溶接して一連のストリップを形成し、このストリップ
をプロセスラインに通板する場合の張力制御方法におい
て、前記金属ストリップの板サイズおよび実測した板温
により等価的なヤング率を求め、溶接点が制御パスに達
した際、起こり得る張力変動を推定し、トラッキングに
より溶接点が制御パスに達した際、推定した張力変動を
抑制するようにロール位置を変化させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属ストリッププロセ
スラインにおける張力制御に関し、特に連続プロセスラ
インで用いられる複数本のブライドルロールにサイズの
異なるストリップを溶接した金属ストリップを巻付け
て、連続的に通板しながら張力を目標値に制御する方法
に関する。
スラインにおける張力制御に関し、特に連続プロセスラ
インで用いられる複数本のブライドルロールにサイズの
異なるストリップを溶接した金属ストリップを巻付け
て、連続的に通板しながら張力を目標値に制御する方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】通常、連続焼鈍、酸洗、表面処理等、金
属ストリップを連続して通板しながら化学処理、熱処理
等を行う連続プロセスラインにおいては、化学処理、熱
処理等を行うプロセス部において良好な処理を行い、か
つ、安定して通板するために、プロセス部の金属ストリ
ップの張力を適正な範囲内に制御することが重要であ
る。金属ストリップの張力が適正値に比して過大である
と、金属ストリップに幅縮みやヒートバックルが生じる
ので、安定して通板することができない。また一方、金
属ストリップの張力が適正値に比して過小であると、ス
トリップが蛇行し、ストリップ端が炉壁等に接触して板
破断が発生したり、板がフラッタリング（ばたつき）を
起こすことによって良好な化学処理ができない等の問題
が発生する。また、連続焼鈍ライン等でロールの片側の
パスで急速に温度が変化したり、溶接点が通過したりす
ると、片側のパスにのみ大きな張力変動が起きる。
属ストリップを連続して通板しながら化学処理、熱処理
等を行う連続プロセスラインにおいては、化学処理、熱
処理等を行うプロセス部において良好な処理を行い、か
つ、安定して通板するために、プロセス部の金属ストリ
ップの張力を適正な範囲内に制御することが重要であ
る。金属ストリップの張力が適正値に比して過大である
と、金属ストリップに幅縮みやヒートバックルが生じる
ので、安定して通板することができない。また一方、金
属ストリップの張力が適正値に比して過小であると、ス
トリップが蛇行し、ストリップ端が炉壁等に接触して板
破断が発生したり、板がフラッタリング（ばたつき）を
起こすことによって良好な化学処理ができない等の問題
が発生する。また、連続焼鈍ライン等でロールの片側の
パスで急速に温度が変化したり、溶接点が通過したりす
ると、片側のパスにのみ大きな張力変動が起きる。
【０００３】従来、このような張力変動を吸収するため
の方法として、特開昭５７−８５７５４号公報には、張
力の変動を張力検出器と負荷電流値により検出し、ライ
ン速度基準に張力偏差量を加えることにより、張力制御
を行う方法が開示されている。しかし、この方法では、
電気速度制御の応答性の限界のため高周波の張力変動を
吸収できない。
の方法として、特開昭５７−８５７５４号公報には、張
力の変動を張力検出器と負荷電流値により検出し、ライ
ン速度基準に張力偏差量を加えることにより、張力制御
を行う方法が開示されている。しかし、この方法では、
電気速度制御の応答性の限界のため高周波の張力変動を
吸収できない。
【０００４】また、特開昭５９−１２８１５０号公報に
は、２本のデフレクタロールの間に１本のフリーロール
を設置し、張力検出器と張力指令値より得られた張力偏
差を張力制御装置を用いてフリーロールを上下に駆動さ
せるモータの電流を制御し、フリーロールの上下方向の
移動速度を制御することにより張力制御を行う方法が開
示されている。しかし、この方法ではパスの片側に発生
した張力変動を吸収しようとするパスの反対側に逆に張
力変動を与えてしまうという問題が生じる。
は、２本のデフレクタロールの間に１本のフリーロール
を設置し、張力検出器と張力指令値より得られた張力偏
差を張力制御装置を用いてフリーロールを上下に駆動さ
せるモータの電流を制御し、フリーロールの上下方向の
移動速度を制御することにより張力制御を行う方法が開
示されている。しかし、この方法ではパスの片側に発生
した張力変動を吸収しようとするパスの反対側に逆に張
力変動を与えてしまうという問題が生じる。
【０００５】このような従来の問題点を解消するため、
本出願人は、先に、ロールの前段または後段に横パス
（制御パス）を挿入し、ロールを移動させることによ
り、反対側のパスに起きる張力変動を小さく抑制する張
力制御装置を提案した（特願平４−３１９５８７号）。
本出願人は、先に、ロールの前段または後段に横パス
（制御パス）を挿入し、ロールを移動させることによ
り、反対側のパスに起きる張力変動を小さく抑制する張
力制御装置を提案した（特願平４−３１９５８７号）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、板サイズ
（幅×厚さの断面積で表す）や板温が異なる金属ストリ
ップを長手方向の端部で溶接し、連続してプロセス部で
の処理を行うことが効率的であるが、前記の張力制御装
置にこのような金属ストリップを通す場合、溶接点の前
後で大きく張力が変動するため、通常のＰＩＤ制御で
は、張力が一定になるまでの整定時間が長くなったり張
力制御が不安定であると板の破断等に到るおそれがあ
る。
（幅×厚さの断面積で表す）や板温が異なる金属ストリ
ップを長手方向の端部で溶接し、連続してプロセス部で
の処理を行うことが効率的であるが、前記の張力制御装
置にこのような金属ストリップを通す場合、溶接点の前
後で大きく張力が変動するため、通常のＰＩＤ制御で
は、張力が一定になるまでの整定時間が長くなったり張
力制御が不安定であると板の破断等に到るおそれがあ
る。
【０００７】本発明が解決すべき課題は、金属ストリッ
プの溶接点が制御パスを通過する場合も、安定した張力
制御を行うことのできる制御方法を提供することにあ
る。
プの溶接点が制御パスを通過する場合も、安定した張力
制御を行うことのできる制御方法を提供することにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明は、異なる板サイズの金属ストリップを長手
方向に溶接して一連のストリップを形成し、このストリ
ップをプロセスラインに通板する場合の張力制御方法に
おいて、前記金属ストリップの板サイズおよび実測した
板温により等価的なヤング率を求め、溶接点が制御パス
に達した際、起こり得る張力変動を推定し、トラッキン
グにより溶接点が制御パスに達した際、推定した張力変
動を抑制するようにロール位置を変化させるようにした
ものである。
め、本発明は、異なる板サイズの金属ストリップを長手
方向に溶接して一連のストリップを形成し、このストリ
ップをプロセスラインに通板する場合の張力制御方法に
おいて、前記金属ストリップの板サイズおよび実測した
板温により等価的なヤング率を求め、溶接点が制御パス
に達した際、起こり得る張力変動を推定し、トラッキン
グにより溶接点が制御パスに達した際、推定した張力変
動を抑制するようにロール位置を変化させるようにした
ものである。
【０００９】
【作用】鋼板のヤング率は、温度により一つの関数とし
て与えられる。温度については、鋼板によってあらかじ
め設定された温度もしくは鋼板が通過中に放射式温度形
によって実際の温度を測定することにより情報を得る。
その温度に対し、あらかじめ定められた関数をもって鋼
板のヤング率を求め、また、溶接中をトラッキングして
いくことにより、鋼板が制御パスに到達した際に、次式
より鋼板張力を推定する。
て与えられる。温度については、鋼板によってあらかじ
め設定された温度もしくは鋼板が通過中に放射式温度形
によって実際の温度を測定することにより情報を得る。
その温度に対し、あらかじめ定められた関数をもって鋼
板のヤング率を求め、また、溶接中をトラッキングして
いくことにより、鋼板が制御パスに到達した際に、次式
より鋼板張力を推定する。
【００１０】 Ｔr ＝Ｔf ×（Ｅr ／Ｅf ）×（Ａr ／Ａf ） ただし、Ｔr ：後方材の張力 Ｔf ：前方材の張
力 Ｅr ：後方材のヤング率 Ｅf ：前方材のヤング率 Ａr ：後方材の断面積 Ａf ：前方材の断面積
力 Ｅr ：後方材のヤング率 Ｅf ：前方材のヤング率 Ａr ：後方材の断面積 Ａf ：前方材の断面積
【００１１】これに対し、溶接点通過後の鋼板の張力の
目標をＴtarget−Ｔの張力変動が発生すると予想でき、
その張力変動をあらかじめ発生させないよう、溶接点通
過時にロール位置を制御する。
目標をＴtarget−Ｔの張力変動が発生すると予想でき、
その張力変動をあらかじめ発生させないよう、溶接点通
過時にロール位置を制御する。
【００１２】
【実施例】図１は本発明の張力制御方法を実施するため
の設備の構成を示す概略図である。図中１〜６はハース
ロール、７〜１２は各ハースロールの駆動モータ、１３
は放射温度計、１４は溶接点検出器、１５は張力検出
器、１６はハースロール４を昇降駆動する油圧シリンダ
である。
の設備の構成を示す概略図である。図中１〜６はハース
ロール、７〜１２は各ハースロールの駆動モータ、１３
は放射温度計、１４は溶接点検出器、１５は張力検出
器、１６はハースロール４を昇降駆動する油圧シリンダ
である。
【００１３】図１の設備において、板サイズ（幅×厚み
の断面積）がＡ0 〔ｍ2 〕からＡ1〔ｍ2 〕に変化し、
板温より求められるヤング率がＥ0 〔Ｋｇ／ｍ2 〕から
Ｅ1〔Ｋｇ／ｍ2 〕に変化し、また鋼板速度がｖ〔ｍ／
ｍｉｎ〕であるとする。鋼板の溶接点がロール３にかか
ってからロール４に到達するまでの時間は、Ｌ／ｖ〔ｍ
ｉｎ〕である。この間に、板サイズがＡ0 からＡ1 に、
ヤング率がＥ0からＥ1 に変わる。この状況を図２に示
す。
の断面積）がＡ0 〔ｍ2 〕からＡ1〔ｍ2 〕に変化し、
板温より求められるヤング率がＥ0 〔Ｋｇ／ｍ2 〕から
Ｅ1〔Ｋｇ／ｍ2 〕に変化し、また鋼板速度がｖ〔ｍ／
ｍｉｎ〕であるとする。鋼板の溶接点がロール３にかか
ってからロール４に到達するまでの時間は、Ｌ／ｖ〔ｍ
ｉｎ〕である。この間に、板サイズがＡ0 からＡ1 に、
ヤング率がＥ0からＥ1 に変わる。この状況を図２に示
す。
【００１４】鋼板の溶接点がロール３からロール４に到
る途中の板サイズおよびヤング率は次の式で表される。 Ａ(t) ＝Ａ0 ＋｛（Ａ1 −Ａ0 ）／（Ｌ／ｖ）｝×ｔ Ｅ(t) ＝Ｅ0 ＋｛（Ｅ1 −Ｅ0 ）／（Ｌ／ｖ）｝×ｔ 但し、ｔは溶接点がロール３に達した時点を０とする。
る途中の板サイズおよびヤング率は次の式で表される。 Ａ(t) ＝Ａ0 ＋｛（Ａ1 −Ａ0 ）／（Ｌ／ｖ）｝×ｔ Ｅ(t) ＝Ｅ0 ＋｛（Ｅ1 −Ｅ0 ）／（Ｌ／ｖ）｝×ｔ 但し、ｔは溶接点がロール３に達した時点を０とする。
【００１５】したがって、溶接点検出器１４により検出
した溶接点をロール３の位置に来るまでトラッキング
し、溶接点がロール３に到達した時点でＡ(t) ，Ｅ(t)
に基づきフィードフォワード補正を行う。
した溶接点をロール３の位置に来るまでトラッキング
し、溶接点がロール３に到達した時点でＡ(t) ，Ｅ(t)
に基づきフィードフォワード補正を行う。
【００１６】鋼板の張力は一般にＴ＝（ＡＥ／Ｌ）∫
（ｖ4 −ｖ3 ）ｄｔ＝（ＡＥ／Ｌ）ｘで表される。ここ
でｖ3 はロール３の速度、ｖ4 はロール４の速度、ｘは
ロールの位置である。
（ｖ4 −ｖ3 ）ｄｔ＝（ＡＥ／Ｌ）ｘで表される。ここ
でｖ3 はロール３の速度、ｖ4 はロール４の速度、ｘは
ロールの位置である。
【００１７】鋼板の断面積、ヤング率がそれぞれＡ(t)
，Ｅ(t) になったとすると、 Ｔ(t) ＝［｛Ａ(t) Ｅ(t) ｝／Ｌ］×ｘ＝｛Ａ(t) Ｅ(t) ／ＡＥ｝Ｔ したがって目標張力Ｔとの差は、 Ｔ(t) −Ｔ＝［｛Ａ(t) Ｅ(t) ／ＡＥ｝−１］Ｔ
，Ｅ(t) になったとすると、 Ｔ(t) ＝［｛Ａ(t) Ｅ(t) ｝／Ｌ］×ｘ＝｛Ａ(t) Ｅ(t) ／ＡＥ｝Ｔ したがって目標張力Ｔとの差は、 Ｔ(t) −Ｔ＝［｛Ａ(t) Ｅ(t) ／ＡＥ｝−１］Ｔ
【００１８】この分の張力変動をロールの位置の移動に
より制御するので、 ［｛Ａ(t) Ｅ(t) ｝／Ｌ］×ｘ＝［｛Ａ(t) Ｅ(t) ／ＡＥ｝−１］Ｔ ｘ＝［Ｌ／ＡＥ−Ｌ／｛Ａ(t) Ｅ(t) ｝］Ｔ
より制御するので、 ［｛Ａ(t) Ｅ(t) ｝／Ｌ］×ｘ＝［｛Ａ(t) Ｅ(t) ／ＡＥ｝−１］Ｔ ｘ＝［Ｌ／ＡＥ−Ｌ／｛Ａ(t) Ｅ(t) ｝］Ｔ
【００１９】上式のようなｘの時間関数をつくり、フィ
ードフォワード補正を行う。また同様に考えて、ロール
速度に対して補正を行うことも可能である。図３は、本
発明による制御のブロック図である。
ードフォワード補正を行う。また同様に考えて、ロール
速度に対して補正を行うことも可能である。図３は、本
発明による制御のブロック図である。
【００２０】図４に、本発明による補正を行ったときの
張力変動と、補正なしの場合の張力変動を示したシミュ
レーション結果である。本シミュレーションでは、板サ
イズを０．２×８００〔ｍｍ〕から０．２５×１０００
〔ｍｍ〕に、ヤング率を１４０００〔Ｋｇ／ｍｍ2 〕か
ら１６０００〔Ｋｇ／ｍｍ2 〕に変化させ、ライン速度
を１０００〔ｍ／ｍｉｎ〕、張力目標値を２００Ｋｇと
した。図４から分かるように、板サイズが変化すると補
正をしない場合には１０％程度の張力変動があるが、本
発明の補正を行った場合は張力変動は２％程度に抑制さ
れている。
張力変動と、補正なしの場合の張力変動を示したシミュ
レーション結果である。本シミュレーションでは、板サ
イズを０．２×８００〔ｍｍ〕から０．２５×１０００
〔ｍｍ〕に、ヤング率を１４０００〔Ｋｇ／ｍｍ2 〕か
ら１６０００〔Ｋｇ／ｍｍ2 〕に変化させ、ライン速度
を１０００〔ｍ／ｍｉｎ〕、張力目標値を２００Ｋｇと
した。図４から分かるように、板サイズが変化すると補
正をしない場合には１０％程度の張力変動があるが、本
発明の補正を行った場合は張力変動は２％程度に抑制さ
れている。
【００２１】
【発明の効果】上述したように、本発明によれば、金属
ストリップの溶接点が制御パスを通過する場合も、安定
した張力制御を行うことができる。
ストリップの溶接点が制御パスを通過する場合も、安定
した張力制御を行うことができる。
【図１】 本発明を実施した張力制御装置の構成を示す
概略構成図である。
概略構成図である。
【図２】 溶接点がパスを通過するときの断面積とヤン
グ率の変化を示すグラフである。
グ率の変化を示すグラフである。
【図３】 本発明の制御系の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図４】 本発明による補正を行った場合と行わない場
合の張力変動のシミュレーション結果を示すグラフであ
る。
合の張力変動のシミュレーション結果を示すグラフであ
る。
１〜６ ハースロール、７〜１２ 各ハースロールの駆
動モータ、１３ 放射温度計、１４ 溶接点検出器、１
５ 張力検出器、１６ 油圧シリンダ
動モータ、１３ 放射温度計、１４ 溶接点検出器、１
５ 張力検出器、１６ 油圧シリンダ
Claims (1)
- 【請求項１】 異なる板サイズの金属ストリップを長手
方向に溶接して一連のストリップを形成し、このストリ
ップをプロセスラインに通板する場合の張力制御方法に
おいて、前記金属ストリップの板サイズおよび実測した
板温により等価的なヤング率を求め、溶接点が制御パス
に達した際、起こり得る張力変動を推定し、トラッキン
グにより溶接点が制御パスに達した際、推定した張力変
動を抑制するようにロール位置を変化させることを特徴
とする金属ストリッププロセスラインにおける張力制御
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8363793A JPH06293466A (ja) | 1993-04-09 | 1993-04-09 | 金属ストリッププロセスラインにおける張力制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8363793A JPH06293466A (ja) | 1993-04-09 | 1993-04-09 | 金属ストリッププロセスラインにおける張力制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06293466A true JPH06293466A (ja) | 1994-10-21 |
Family
ID=13807984
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8363793A Withdrawn JPH06293466A (ja) | 1993-04-09 | 1993-04-09 | 金属ストリッププロセスラインにおける張力制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06293466A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102674052A (zh) * | 2011-03-10 | 2012-09-19 | 富士机械工业株式会社 | 卷绕装置及卷绕控制方法 |
-
1993
- 1993-04-09 JP JP8363793A patent/JPH06293466A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102674052A (zh) * | 2011-03-10 | 2012-09-19 | 富士机械工业株式会社 | 卷绕装置及卷绕控制方法 |
| CN102674052B (zh) * | 2011-03-10 | 2016-01-06 | 富士机械工业株式会社 | 卷绕装置及卷绕控制方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000704 |