JPH0636938B2 - ステツケルミルの巻取り制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ステツケルミルの保熱炉付巻取り機の起動タ
イミングを制御する巻取り制御装置に関する。

〔従来の技術〕

まず、ステツケルミルの概要を説明する。第４図にステ
ツケルミルの一例を示す。なお、各符号に附したサフイ
ツクスａは前面側（または入側）を意味し、ｂは後面側
（または出側）を示すこととして区別するものとする。
圧延機１の両側に配置された保熱炉付巻取り機（以下コ
イラーフアーネスという。）４ａ，４ｂ，と、コイラー
フアーネスを構成するコイラーフアーネスマンドレル
（以下マンドレルと略記する。）５ａ，５ｂ，圧延材の
先後端をおさえる上ピンチロール６ａ，６ｂ，下ピンチ
ロール、７ａ，７ｂ，圧延材の先端をマンドレルに設け
られたスリツトに導びくための炉内ガイド８ａ，８ｂ，
テーブルガイド１０ａ，１０ｂ，圧延中の圧延材の通板
を助けるガイドロール９ａ，９ｂよりなる。

第４図を用いて更に、ステツケルミルによる圧延を簡単
に説明する。圧延材１１は前面側から運ばれてきて、前
面コイラーフアーネス４ａの下を通過し、圧延材１で圧
延され、後面コイラーフアーネス４ｂのマンドレル５ｂ
に巻き取られる。通常、これを初パス（第１パス）と称
している。圧延材の後端が圧延機をぬけると、圧延機
１，後面コイラーフアーネス４ｂは停止し、第１パス完
了となる。次に前面コイラーフアーネス４ａのテーブル
ガイド１０ａ，炉内ガイド８ａが上昇し、マンドレル５
ａは、スリツトを圧延材１１が突入する位置にグリツプ
あわせをして停止し、次のパスの巻き取り準備が完了す
る。この状態で圧延機は逆転し、偶パスが開始される。
圧延材は第１パスと同様に前面コイラーフアーネス４ａ
のマンドレル５ａに巻き取られ、圧延材１１の後端が圧
延機１をぬけると圧延機１，前面マンドレル５ａは停止
する。第１パス完了とは逆に、後面コイラーフアーネス
４ｂ側の炉内ガイド８ｂ，テーブルガイド１０ｂが上昇
し、後面マンドレル５ｂもスリツトを圧延材が突入する
位置にグリツプあわせをして停止し、準備完了となる。
ここで圧延機１は正転し、圧延材１１を後面コイラーフ
アーネス４ｂで巻き取る。以下パスを交互に繰り返し、
最後のパス（奇パス）となると、後面コイラーフアーネ
ス４ｂ側のテーブルガイド１０ｂが下降し、圧延を開始
すると圧延材１１は後面コイラーフアーネス４ｂの下を
通過し、図示していないが、ダウンコイラへ進む。圧延
材を全てダウンコイラ側に送り出して、１本の圧延を終
了する。圧延材は１１はダウンコイラで巻きとられ、ホ
ツトコイルとなる。以上がステツケルミルによる圧延の
簡単な説明である。

従来、マンドレルの起動タイミングは圧延材１１の圧延
機１への噛み込み後、圧延機１の速度を積分し、圧延材
１１の先端が圧延機から進んだ距離を予測し、その距離
がマンドレルのスリツトに所定の巻きしろ分が到達した
距離となつたことで起動のタイミングを認識しており、
その起動タイミングで制御していた。

次に、巻き取りの詳しい説明をする。第４図において、
偶パス完了を説明すると、後面コイラーフアーネス４ｂ
から圧延材１１が巻きほぐれ、前面コイラーフアーネス
４ａのマンドレル５ａに巻き取られ、圧延材１１が圧延
機１をぬけたところで偶パス完了となる。この状態で、
圧延材１１は先又は後端を残して前面コイラーフアーネ
ス４ａ内に巻き取られて保熱された状態になつている。
前述したように奇パスの準備が完了すると圧延機１が正
転し、圧延材１１は前面コイラーフアーネス４ａから送
り出され、圧延機１で圧延され、先端が後面コイラーフ
アーネス４ｂのマンドレル５ｂに巻き付く。

ここで、第５図を用いて、この巻きつきの詳細な説明を
する。

第５図（ａ）は圧延機１により圧延された圧延材１１の
先端が後面コイラーフアーネス４ｂのマンドレル５ｂの
スリツト内に突入しているところを示す。

第５図（ｂ）はマンドレル５ｂが起動され、圧延材１１
を巻き取り始めているところを示す。

第５図（ｃ）を巻き付きが完了し、張力制御に入る直前
を示している。すなわち、圧延材先端はマンドレルのス
リツトにひつかけて巻取りを行なつていることがわか
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の技術ではこの巻き取りの起動タイミングに関し、
圧延材の圧延条件により例えば先端温度が低い場合や、
または圧下装置を調整し、ロールギヤツプを変更して通
板しようとした場合等、圧延材の進度のばらつきに応じ
た補正は何も行なわれていなかつた。例えば、起動タイ
ミングが遅れた場合、コイラーフアーネス内に圧延材の
たるみが発生し、それを遅れて巻き始めるため、圧延材
がマンドレルにまつわりつきながら巻き取られることと
なり、圧延材がふくらんだりして内壁を破損するような
要因となる。また逆に早すぎるとスリツトに先端がひつ
かからず、空振りし、巻き取りを失敗する。この場合、
圧延機を停止し、次いで逆転させて再度巻き取りをやり
直さなければならず、圧延材先端の温度が過度に低下
し、長手方向に一定の温度状態での圧延ができず、厚み
変動をきたしたりする。更にはマンドレルのスリツトで
の巻き取りしろは、以下の理由によりスリツトの長さ
（深さ）より短い方が良い。すなわち、圧延方向が切替
り、巻きほぐされた時に、スリツト中にスリツトの長さ
（深さ）より長い圧延材が残つている場合、その部分が
折り重つて入つていたり、いわゆるアコーデオン状にな
つていたりする場合がある。そのままではスリツトから
ぬけなくなつたり、これとは逆に折り重つたままで抜
け、そのまま圧延機に到達し、折り込み圧延をしてしま
う恐れもある。

このように、従来の技術では、このマンドレルの圧延材
巻き取りにおける一定の巻き取りしろでの起動タイミン
グの制御まではなされていなかつた。

本発明はこの圧延材先端の巻き取りしろを安定に制御し
つつ巻き取ることが可能な起動タイミングで起動しうる
巻き取り制御装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために、本発明は圧延材のミル送
り出し速度を検出する速度検出手段と、該速度検出手段
が出力する速度検出値により圧延材先端の進行距離を演
算する進行距離演算手段と、該進行距離と予め定めた基
準起動タイミング距離とが一致した時に巻取機を起動す
る起動制御手段とを備えたステッケルミルの巻取り制御
装置において、前記ミルの入側における前記圧延材の板
厚を検出する板厚検出手段と、前記ミルの圧延荷重を検
出する荷重検出手段と、前記速度検出手段からの圧延材
速度と前記ミルのロールギヤップ情報及び前記圧延荷重
により前記ミルの出側における圧延材の板厚を演算し、
該圧延材のミル出側板厚と前記ミル入側板厚とにより先
進率を演算し、該先進率と前記圧延材速度により前記圧
延材先端の進行距離を演算する演算手段とを設けたこと
を特徴とする。

〔作用〕

上記本発明の構成によれば、各検出器により入側板厚
Ｈ，圧延荷重Ｐ，圧延材の速度ｖが検出され、これらの
検出値と圧下装置からのロールギヤツプＳにより起動制
御装置２０においては、まず、出側板厚ｈがゲージメー
タ式により算出され、その算出値に基づいて圧下率ｒが
算出され、その算出値に基づいて先進率が算出され、そ
の算出値が積分されて圧延材の進行距離Ｌが求められ
る。求められた進行距離Ｌは予め定められた起動タイミ
ング距離Ｌｏが比較され、その差分が零となつたとき圧
延材の先端位置が巻き取り機の起動タイミングに達した
ものとして巻き取り機に起動指令が出力される。

このようにして圧延条件に係る各要素を検出して演算
し、圧延材の進度の変動に応じた補正を行うことにより
圧延後の圧延材の形状を把握し、正確な圧延材の進行距
離が得られるため最適な起動タイミングで巻取りを開始
することができるので、巻取失敗等の不具合を解消する
ことができる。

〔実施例〕

次に本発明に係る実施例を図面に基づいて説明する。第
１図において符号１〜１１は第４図と同様であるのでそ
の詳細な説明を省略する。圧下位置制御装置１２，ロー
ドセル１３，Ｘ線厚み計１４ａ，１４ｂ，圧延機ロール
駆動用モータ１５，マンドレル駆動用モータ１６ａ，１
６ｂ，モータ用レオナード装置１７，１８ａ，１８ｂ，
圧延機の速度検出器１９と、本発明の制御装置２０であ
る。

本発明の制御装置２０では、圧延材１１が圧延機１にか
みこむと、圧延荷重Ｐが発生し、ロードセルから荷重信
号Ｐが入力される。この荷重信号Ｐから、比較器２１に
より、ロールオン信号が作成される。一方、圧延荷重Ｐ
とロールギヤツプＳより、（１）式により圧延材の出側
板厚ｈを求める。

ここで、Ｓ：ロールギヤツプ Ｐ：荷重 Ｋ：ミル定数 である。

更に、Ｘ線厚み計１４ａ，１４ｂからパスの方向により
切替られるが、入側板厚Ｈが検出され入力されている。
この入側板厚Ｈと、前述の出側板厚ｈから，圧下率ｒ
（２）式により、割り算器、加算器により演算検出され
る。

更に、先進率ｆは、圧下率のほぼ1/4になることから、
（２）式を用いて求めた圧下率ｒより（３）式を用い
て、先進率ｆが演算検出される。

ｆ＝r/4 …(3) この先進率ｆは、第５図に示すようにロードオン後有効
となる。ロードオフの時は、“０”となるようにしてあ
る。

一方、圧延機の速度ｖが速度検出器１９より入力されて
おり、その速度ｖにロール径、ギヤ比等を掛け、正逆転
することから絶対値計算器２７で絶対値をとつておく。
その速度に先進率ｆを掛け、積分器２８で積分し、圧延
材先端の進行距離が演算検出される。この値と、あらか
じめ与えられた起動タイミング距離Ｌｏを比較し、その
差分を比較器２１で“０”となることを検出すると、圧
延機の速度検出器１９からの速度フイードバツク値にゲ
タ分を加算した速度パターンでコイラーフアーネスが回
るように起動指令が出力される。以上のタイムチヤート
を第２図に示す。

上から、圧延機の速度ｖ，圧延荷重Ｐ，計算により求め
た先進率ｆ，先端位置，ロードオン信号，起動指令を示
してある。

荷重信号立上りでロードオンを検出し、かつ、先進率が
計算で求められるため、積分器２８が働き、先端位置が
演算検出される。所定のＬｏとなつたところで起動指令
が出力されるところが示されている。本発明の実施例で
は圧延機速度は９０mPmＬｏは４４００mm、先端の巻取
りしろは３００mmとなるように起動タイミングを演算し
ている。この時入側板厚は１７mm，出側板厚は14.5mm
で、先進率は3.7％であり、圧延がコンスタントであれ
ば、圧延材は1.555mm/Ｓで進んでおり、４４００mm進む
のには2.28秒かかるこの状況で、３００mmの材料の進行
は0.2秒である。すなわち、ロードオン後、0.2秒程度の
遅れや進みがあると、空振りしたり、アコーデイオンと
なる恐れがある。

以上は、圧延材が正側又は逆側のいずれか一方向につい
ての説明であるが、第１図に示すように、本発明はパス
切替によつて両側に対しても有効に適用することができ
る。

Ｘ線厚み計が片側（後面側）しかつけられない場合の本
発明の適用例として、以下の如く制御する。初パスは、
入側板厚Ｈは粗の厚みとして固定値とする。初パスは本
発明の方法で後面マンドレルの起動タイミングを制御す
る。続いて、偶パスは後面Ｘ線の信号は入側板厚となる
ので、同様に本発明の方法で、前面マンドレルを起動す
る。この偶パスの終了直前に、ゲージメータで求めた出
側板厚を記憶しておき、次の奇パスの入側板厚Ｈとして
使用する回路を追加し設けておく。

さらに、Ｘ線厚み計がない場合の本発明の適用例とし
て、安定したマンドレルの起動タイミングを制御するこ
とができる。第３図にその具体例を示す。すなわち、初
パスは入側板厚Ｈを固定とするが、各パスの終了直前の
出側板厚を記憶しておき、次のパスの入側板厚として使
用する。本例によれば既設のステツケルミルに簡単な回
路を追加するだけで安定したマンドレルの起動タイミン
グの制御が可能となる。又、巻き取りが安定するため、
温度の低い先後端の圧延に専念することができ、質の良
い圧延を行うことができる。

〔発明の効果〕

以上述べた如く、本発明によれば、圧延条件に係る各検
出信号に基づいて圧延材の進度の変動に応じた補正を行
ない圧延材の先端の進行距離を正確に求めることがで
き、そしてその算出値と予め定められた基準起動タイミ
ング距離に基づいて最適な起動タイミングで巻取機を起
動できるので巻取失敗等の不具合を引き起すことなく円
滑に圧延材を巻取ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すブロツク図、第２図は制
御装置各部の信号波形を示す波形図、第３図はＸ線厚み
計がない場合の他の実施例を示すブロツク図、第４図は
ステツケルミルにおける巻取り機の構成を示す概要図、
第５図（ａ）〜（ｃ）は同巻取り機における巻き取り動
作を工程順に示した概要図である。 １……圧延機、２……バツクアツプロール、３……ワー
クロール、４……コイラーフアーネス、５……マンドレ
ル、６……上ピンチロール、７……下ピンチロール、８
……炉内ガイド、９……ガイドロール、１０……テーブ
ルガイド、１１……圧延材、１２……圧下装置、１３…
…ロードセル、１４……Ｘ線厚み計、１５……モータ、
１６……モータ、１７，１８……レオナード装置、１９
……速度検出器、２０……巻取り制御装置、２１……比
較器、２２……指令装置、２３……割算器、２４……掛
算器、２５……足算器、２６……パルス発生器、２７…
…絶対値計算器、２８……積分器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 弘喜 神奈川県相模原市大山町１番30号 日本金 属工業株式会社相模原製造所内 (56)参考文献 特開 昭59−74241（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−240335（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧延材のミル送り出し速度を検出する速度
   検出手段と、該速度検出手段が出力する速度検出値によ
   り圧延材先端の進行距離を演算する進行距離演算手段
   と、該進行距離と予め定めた基準起動タイミング距離と
   が一致した時に巻取機を起動する起動制御手段とを備え
   たステッケルミルの巻取り制御装置において、前記ミル
   の入側における前記圧延材の板厚を検出する板厚検出手
   段と、前記ミルの圧延荷重を検出する荷重検出手段と、
   前記速度検出手段からの圧延材速度と前記ミルのロール
   ギヤップ情報及び前記圧延荷重により前記ミルの出側に
   おける圧延材の板厚を演算し、該圧延材のミル出側板厚
   と前記ミル入側板厚とにより先進率を演算し、該先進率
   と前記圧延材速度により前記圧延材先端の進行距離を演
   算する演算手段とを設けたことを特徴とするステッケル
   ミルの巻取り制御装置。