JPH069708B2

JPH069708B2 - ステツケルミルの巻取り機制御方法および装置

Info

Publication number: JPH069708B2
Application number: JP33133287A
Authority: JP
Inventors: 良博上金; 洋之岡本; 弘喜加藤
Original assignee: NIPPON KINZOKU KOGYO KK; Hitachi Ltd
Current assignee: NIPPON KINZOKU KOGYO KK; Hitachi Ltd
Priority date: 1987-12-25
Filing date: 1987-12-25
Publication date: 1994-02-09
Anticipated expiration: 2009-02-09
Also published as: JPH01170517A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、ステツケルミルの巻取り機制御方法および装
置に係り、特に巻着き時の巻取り機制御に関する。

〔従来の技術〕

ステツケルミルは、第２図に示すように、圧延機１を挟
んで前，後面にそれぞれ保熱炉付き巻取り機（以下、コ
イラフアーネスと称する）２（２ａ，２ｂ）を配し、圧
延材３を加熱保持した状態でコイラハアーネス２ａと２
ｂとの間で交互に巻取り、圧延材３を繰り返し圧延機１
に通すことによつて所定の圧延を行うものである。な
お、ここで、図中符号の添字ａ，ｂは、それぞれ圧延機
１の前面側の装置をａとし、後面側をｂとして表わし、
総括的に説明する場合には簡単のため適宜ａ，ｂを省略
する。

第２図例では、圧延機１は上下一対のワークロール４と
バツクアツプロール５を有してなる、いわゆる４ＨＩＧ
Ｈ型とされている。コイラフアーネス２内には、コイラ
フアーネスマンドレル（以下、単にマンドレルと称す）
６（６ａ，６ｂ）が設けられ、図示していない電動機に
よつて回転されるようになつている。マンドレル６に
は、圧延材を３をグリツプするためのスリツト７（７
ａ，７ｂ）が設けられている。

また、圧延機１の前後には、それぞれ上下一対のピンチ
ロール８ａと９ａ，８ｂと９ｂおよびテーブルガイド１
０ａ，１０ｂが配されている。ピンチロール８，９は圧
延材３の先後端をおさえる作用をするものである。テー
ブルガイド１０は、圧延材３の先端をマンドレル６のス
リツト７に挿入させるように導くためのものであり、図
示二点鎖線で示す位置との間で揺動可能に設けられてい
る。

また、コイラフアーネス２ａ入口開口部には、炉内ガイ
ド１１（１１ａ，１１ｂ）とガイドロール１２（１２
ａ，１２ｂ）が設けられている。炉内ガイド１１は、前
記テーブルガイド１０と共動して圧延材３の先端をマン
ドレルのスリツト７に導くためのものである。ガイドロ
ール１２は、圧延中の圧延材３の通板を補助する作用を
するものである。

ここで、圧延動作の概要を説明する。

圧延材３は上流の粗圧延機側から送られ前面のコイラフ
アーネス２ａの下を通過し、圧延機１で圧延され、後面
のコイラフアーネス２ｂのマンドレル６ｂに巻取られ
る。通常、これを初パス（第１パス）と称している。こ
のとき、テーブルガイド１０ａは水平位置に倒され、テ
ーブルガイド１０ｂはガイド位置に上昇されている。

圧延材３の後端が圧延機１をぬけると、圧延機１および
後面コイラフアーネス２ｂは停止し、第１パス完了とな
る。次に、前面コイラフアーネス２ａのテーブルガイド
１０ａ、炉内ガイド１１ａが上昇し、マンドレル６ａ
は、スリツト７ａを圧延材が突入する回転角度位置に合
わせて停止し、圧延剤３の先端が挿入されるのを待機す
る。これをスリツト合わせと称しており、この状態で第
２パス（偶数ハスー以下偶パスと称す）の巻取り準備が
完了する。

この時点で、圧延機１が逆転を開始して、第２パスの圧
延が始まる。圧延材３は第１パスと同様に、前面コイラ
フアーネス２ａのマンドレル６ａに巻取られ、圧延の最
後に圧延材後端が圧延機１をぬけると、第１パスと同
様、圧延機１、前面コイラフアーネス２ａは停止して、
第２パス完了となる。第３パスは、第１パス圧延完了時
と異なり、後面コイラフアーネス２ｂ側の炉内ガイド１
１ｂが上昇し、後面のマンドレル６ｂのスリツト７ｂの
位置をスリツト合わせして停止し、巻取り準備が完了す
る。なお、炉内ガイド１１ｂ、テーブルガイド１０ｂ
は、第１パスの圧延準備完了時には上昇しており、第１
パス目の圧延材先端の巻取り時には、炉内ガイド１１ｂ
のみ下降し、巻取りに支障をきたさないようにしてい
る。この点、前面側炉内ガイド１１ａも全く同様の動作
である。また、圧延機１の圧延ロールのロール開度は、
各パス間に順次狭ばめられており、圧延パスを進めるに
従つて、圧延材の厚みを順次所望の板厚に圧延するよう
になつている。

このようにして、奇数パス（以下、奇パスと略す）と偶
パスの圧延を交互に繰り返し、最後のパス（奇パス）の
ときに後面のテーブルガイド１０ｂが倒され、圧延材３
は後面コイラフアーネス２ｂの下を通過して、図示して
いないダウンコイラに送り出される。そして、圧延材３
はダウンコイラに巻取られ、ステツケルミルによる１本
の圧延が完了する。

ここで、圧延材３がマンドレル６に巻着くときの動作を
第３図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）を参照しながら説明す
る。

第３図は、奇パスの巻着き時を示しているが、偶パスの
場合も同じである。この奇パスの前の偶パスの完了で、
圧延材３はその後端がミルを尻抜けた位置で停止した状
態で保熱されている。

第３図（Ａ）は、圧延機１により圧延された圧延材３の
先端が、後面コイラフアーネス２ｂのマンドレル６ｂの
スリツト７ｂ内に突入しているところを示している。

第３図（Ｂ）は、マンドレル６ｂが起動され、圧延材３
を巻取り始めたところを示している。この時点では、圧
延材３の速度はマンドレル６ｂの回転速度より速いた
め、たるみが生じる。

第３図（Ｃ）は、その後、マンドレル６ｂが増速され、
圧延材３がマンドレル６ｂに緊縮状態（タイト）に巻着
く直前の状態を示している。

このように、マンドレル６ｂは、圧延材３の先端をスリ
ツト７ｂにひつかけて巻取るようにしているのである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述したように、圧延材３の巻取り開始時に、圧延材３
の速度とマンドレル６ｂの回転速度とに差があると、圧
延材３にたるみが生じたり、圧延材３に加わる張力が課
題になることになる。

例えば、圧延材３の先端温度が低い場合や、形状の問題
から圧下装置に手動介入を行い、ロールギヤツプを変更
して通板しようとした場合などに圧延材３のくり出し量
のばらつき（速度や量）が発生する。

また、巻取り機の起動タイミングが遅れた場合には、圧
延材３のくり出し量が多くなり、コイラフアーネス２ｂ
内の圧延材３のたるみを発生させる。この結果、圧延材
３がマンドレル６ｂにまつわりつきながら巻取られ、圧
延材３が膨らんだりするとコイラフアーネス２ｂの内壁
を破損するような不具合を発生する。逆に、極端にマン
ドレル６ｂの速度が速すぎたりすると、スリツト７ｂに
先端がひつかからず、空振りして巻取りを失敗すること
になる。

すなわち、ステツケルミルの巻取り機にあつては、圧延
材３の先端がマンドレル６のスリツト７に突入すると同
時に、マンドレル６を起動して巻取りを開始するように
していることから、起動後すみやかにマンドレル６の回
転速度を圧延材３の速度に追従させる必要があることに
なる。さらに、巻着き初期においては、速度が追従する
までに生じた圧延材３のたるみを吸収するために、圧延
材３の速度以上に加速するとともに、たるみを吸収した
のちは過大な張力を発生させないように巻取らなければ
ならない。

このような要求を満たすため、従来は次のような制御が
なされていた。例えば、巻取り中の張力を所定値に保持
すべき、マンドレル６を駆動する電動機の電流制御（Ａ
ＣＲ制御）を行う構成としたものにあつては、巻着き初
期のマンドレル６の速度が遅れぎみとなつて圧延材３が
たるむため、起動初期にフオージング電流を加えて加速
し、上記たるみを吸収するようにしていた。

しかし、この方法によれば、適切なフオージング電流値
の決定が困難で、これが大きすぎた場合には圧延材３に
過大な張力を与えてしまうことになり、逆に小さすぎる
と十分な加速が得られず、巻取りがたるんだままとなる
という問題がある。

また、従来他の方法として、巻着き初期は速度制御によ
り起動してすみやかに加速したのち、所定の張力制御に
切り換えることがなされている。この場合の切り換えタ
イミングは、圧延材３のくり出し量とマンドレル６の速
度を積分して得られる巻取り量の差が零以下になつたこ
とを検出し、これにより切り換えるようにしたものであ
る。

しかし、この方法によつても、圧延材３が予定の厚みよ
り薄かつた場合は、巻取りがたるんでしまい、逆に予定
の厚みより厚かつた場合は、実際の圧延材３のくり出し
量が少なく、速度制御による過大な張力でひつぱつてし
まうことがあるという問題がある。

本発明の目的は、上記従来の問題点を解決すること、言
い換えれば、圧延条件が変化した場合にあつても、巻着
き時の圧延材のたるみの発生や過大張力の付与を防止す
ることができる巻取り機の制御方法および装置を提供す
ることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記目的を達成するため、起動指令に基づい
て巻取り機を速度制御により一定の目標回転角度の範囲
内で所定の速度に上昇させ、この所定速度上昇後に巻取
り機の駆動電流が所定値以上になつたとき、巻取り機を
前記速度制御から一定の目標張力に基づいた張力制御に
切り換えることを特徴とするステツケルミルの巻取り機
制御方法としたことにある。

また、上記方法を直接実施する装置としての本発明は、
起動指令に基づいて巻取り機を起動するとともに一定の
目標回転角度の範囲内で所定の速度に上昇させる速度制
御手段と、巻取り機の駆動電流を制御することにより圧
延材の巻取り張力を制御する張力制御手段と、巻取り機
の回転角度が前記目標回転角度の範囲を越えたことを検
出するとともに、この検出後に巻取り機の駆動電流が所
定値以上になつたことを検出して前記速度制御手段から
前記張力制御手段に切り換え指令を出力する制御切り換
え手段と、を備えてなることを特徴とするステツケルミ
ルの巻取り機制御装置としたことにある。

〔作用〕

すなわち、本発明は、通常圧延材がマンドレルに巻着く
のは、スリツト合わせ位置から一定の回転角度範囲（例
えば、約１８０゜）回転後に行われること、また圧延材
がマンドレルにタイトに巻着いたときは、巻取り駆動機
の駆動電流が急激に増大するという現象に鑑みなされた
ものである。

しかして、本発明によれば、巻着くまでの一定回転角度
範囲内では、速度制御により十分な起動電流が与えら
れ、これにより速やかにマンドレルは圧延速度以上に加
速されることから、圧延材のたるみが吸収される。その
後に駆動電流が所定値以上になつたことでタイトに巻着
いたことを検知し、これにより張力制御に切り換えられ
るから、過大な張力が付与されることがなくなるのであ
る。

また、一定回転角度範囲内で所定の速度に加速してたる
み防止するとともに、タイトに巻着いたことを検知して
張力制御に切り換えていることから、圧延条件の変化に
影響されることがない。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例に基づいて説明する。

第１図に、本発明の一実施例の巻取り機制御装置を適用
してなるステツケルミルの全体構成図を示す。同図にお
いて、圧延機１周りおよびコイラフアーネス２周りの基
本構成は、第２図従来例と同一であることから、同一符
号を付して説明を省略する。

圧延機１のワークロール４と各マンドレル６ａ，６ｂに
は、それぞれ駆動電動機としての直流電動機２１，２２
ａ，２２ｂが設けられ、それらはレオナード制御装置２
３，２４ａ，２４ｂにより制御されるようになってい
る。レオナード制御装置２３は、指令装置２５から与え
られる指令と、パルスゼネレータ２６から入力される速
度信号に基づいて、圧延速度を制御するようになつてい
る。また、レオナード制御装置２４は、後述するよう
に、各種指令に基づいて巻取り機を構成するマンドレル
６の直流電動機２２の速度制御と電流制御を行うように
なつている。直流電動機２２には、パルスゼネレータ２
７（２７ａ，２７ｂ）が取り付けられており、これによ
りマンドレル６の回転速度が検出されるようになつてい
る。また、圧延機１の前，後面側には圧延材３の後端が
通り抜けたことを検出する尻抜け検出器２８ａ，28ｂが
それぞれ配設され、その検出信号は指令装置２５に入力
されている。

一方、巻取り機制御装置３０は、圧延材３の先端がマン
ドレル６のスリツト７に突入したことを検知して出力さ
れるマンドレル起動指令により開閉されるゲート２９
（２９ａ，２９ｂ）を介して、指令装置２５から与えら
れる指令（速度）を取り込むとともに、パルスゼネレー
タ２７からマンドレル６の回転角度と、レオナード制御
装置２４から直流電動機２２の電流フイードバツク値等
が取り込み、それらに応じてレオナード制御装置24ａ，
２４ｂに速度指令値、電流指令値および速度制御から張
力制御に切り換えるＡＣＲ切り換え指令とを出力するよ
うになつている。

以下、巻取り機制御装置３０について、その動作ととも
に詳細に説明する。なお、第１図に奇パスの圧延が開始
されて直後を示しており、以下、この巻取りについて説
明する。

所定のスリット合わせ位置にて停止待機されているマン
ドレル６ｂのスリツト７ｂに、圧延材３の先端が突入さ
れマンドレル起動指令が出力されると、これによりゲー
ト２９ｂが開かれ、指令装置２５から速度指令が乗算器
３１ｂに導かれ、ここでドラフト３２ｂが乗じられたの
ち、ゲート３３ｂを通つて第４図（ａ）に示すパターン
の速度指令がレオナード制御装置２４ｂに入力される。
これによりレオナード制御装置２４ｂは、直流電動機２
２ｂの速度を制御し、速やかにマンドレル６ｂの回転速
度を圧延機速度以上に設定された所定の起動時速度（例
えば、圧延機速度の３０％増）に向けて上昇させる。な
お、速度パターンは、第４図（ａ）に示すように、起動
後から起動時速度までは一定率で増速したのち、マンド
レル６ｂの一定の回転角度範囲（図示例では１８０゜）
まで起動時速度に保持し、その後圧延速度まで減少させ
るようになつている。これにより、マンドレル６ｂの巻
取り量は、圧延機１のくり出し量に速やかに追従すると
ともに、たるみ分を吸収することになる。

マンドレル６ｂの起動と同時にパルスゼネレータ２７ｂ
からその回転に応じたパルス列信号が出力される。この
パルス列信号は、カウンタ３４ｂにより計数され、第４
図（ｃ）に示すように、マンドレル６ｂのスリット合わ
せ位置を基準とした回転量を示す回転角度信号として、
コンパレータ３５ｂと３６ｂに入力される。

コンパレータ３５ｂは、入力される回転角度信号が１８
０゜以上で、２４０゜以下の範囲を検知し、アンドゲー
ト３７ｂに開（オン）信号を出力する。また、コンパレ
ータ３６ｂは２７０゜以上のときに検出信号を出力す
る。

一方、レオナード制御装置２４ｂから入力される駆動電
流のフイードバツク値は、第４図（ｄ）に示すように、
増速中ｔ₁〜ｔ₂は大きな起動電流が流れるが、速度保持
中ｔ₂〜ｔ₃は小さな値に低下し、圧延材３がマンドレル
６ｂにタイトに巻着いたときに急増するものとなつてい
る。この電流フイードバツク値はアンドゲート３７ｂを
介していることから、マンドレル６ｂが１８０゜以上回
転したのちに、コンパレータ３８ｂに入力される。コン
パレータ３８ｂには、起動電流以上の基準値が設定され
ており、入力される電流フイードバツク値がその基準値
を越えたときｔ₅に、その検出信号を出力する。

コンパレータ３８ｂと３６ｂの検出信号は、オア回路３
９ｂにより論理和がとられ、さらにアンド回路４０ｂに
より奇パス信号との論理積をとり、オア回路４１ｂを介
してフリツプフロツプからなるメモリ４２ｂに“１”が
セツトされる。このメモリ４２ｂの内容が“１”のとき
は、ＡＣＲ切り換え指令とされており、このＡＣＲ切り
換指令は、レオナード制御装置２４ｂに出力されるとと
もに、ゲート４３ｂの開信号とされ、さらにインバータ
４４ｂを介してゲート３３ｂの閉信号とされる。

すなわち、奇パス圧延が開始してマンドレル６ｂが１８
０゜回転したのちのｔ₅時に電流フイードバツク値が基
準値を越えると、メモリ４２ｂに“１”がセツトされ、
これによりレオナード制御装置２４ｂは、第４図（ｂ）
のように、速度制御から電流制御に切り換えられるとと
もに、図示していない張力制御装置から与えられる張力
指令値に基づいて、直流電動機２２ｂの電流を制御し、
圧延材３の巻取り張力を制御し、これにより過大な張力
を付与することなく円滑に通常の圧延状態に移ることに
なる。

なお、コンパレータ３６ｂは演算ミスなどの万一の誤作
動をバツクアツプする回路であり、マンドレル６ｂの回
転角度が２７０゜以上になつたときにはメモリ４２ｂの
内容を“１”にセツトして、ＡＣＲ切り換え指令を出力
するようにしている。

また、マンドレル６ｂの巻取り時のマンドレル６ａは、
圧延材３が圧延機１に噛み込んだことを検出するロード
オン検出器４５の検出信号が出力されるまでは速度制御
により巻ほぐしとされ、噛み込み後はロードオン検出信
号と奇パス信号を入力とするアンド回路４６ａの出力に
よりセツトされたメモリ４２ａの内容によつて、通常の
張力制御により駆動される。

また、メモリ４２ａ，４２ｂは、圧延の各パス完了信号
によりセツトされるようになつている。

以上、後面のマンドレル６ｂを例にとつて動作を説明し
たが、前面のマンドレル６ａの偶パス時の動作について
も同様であることから、説明は省略する。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、圧延材がマンド
レルに巻着くまでは速度制御により増速するとともに、
圧延速度以上の速度で巻取つていることから、圧延材の
たるみを速やかに吸収することができ、しかもタイトに
巻着いたことを駆動機の電流変化により検出して、張力
制御に切り換えていることから、巻着き時に圧延材に過
大な張力が付与されることなく、円滑に張力制御に移行
することができる。この結果、張力変動等に伴う幅方向
寸法等の精度を向上させることができるとともに、コイ
ラフアーネス等に与える機械的損傷や衝撃を排除でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例装置を適用してなるステツケ
ルミルの全体構図、第２図は本発明の適用可能なステツ
ケルミルの概要構成図、第３図は本発明の解決課題を説
明するための巻取り動作を説明する図、第４図は第１図
実施例の動作を説明するためのマンドレル速度、駆動電
流値等の時間変化を示す図である。１…圧延機、２…コイラフアーネス、３…圧延材、６…
コイラフアーネスマンドレル，７…スリツト、２２…直
流電動機、２４…レオナード制御装置、２６…パルスゼ
ネレータ、３０…巻取り機制御装置、３４…カウンタ、
３５，３６，３８…コンパレータ、４２…メモリ、３
３，３７，４３…ゲート。

───────────────────────────────────────────────────── 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―30 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63−33116（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−41615（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−44127（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】巻取り軸の所定角度に位置されたスリツト
に圧延材先端が突入されたタイミングで巻取り機を起動
するステツケルミルの巻取り機制御方法において、起動
指令に基づいて巻取り機を速度制御により一定の目標回
転角度の範囲内で所定の速度に上昇させ、この所定速度
上昇後に巻取り機の駆動電流が所定値以上になつたと
き、巻取り機を前記速度制御から一定の目標張力に基づ
いた張力制御に切り換えることを特徴とするステツケル
ミルの巻取り機制御方法。
【請求項２】巻取り軸の所定角度に位置されたスリツト
に圧延材先端が挿入されたタイミングで巻取り機を起動
するステツケルミルの巻取り機制御装置において、起動
指令に基づいて巻取り機を起動するとともに一定の目標
回転角度の範囲内で所定の速度に上昇させる速度制御手
段と、巻取り機の駆動電流を制御することにより圧延材
の巻取り張力を制御する張力制御手段と、巻取り機の回
転角度が前記目標回転角度の範囲を越えたことを検出す
るとともにこの検出後に巻取り機の駆動電流が所定値以
上になつたことを検出して前記速度制御手段から前記張
力手段に切り換え指令を出力する制御切り換え手段と、
を備えてなることを特徴とするステツケルミルの巻取り
機制御装置。