JPH07236916A - 連続冷間圧延機の出側張力制御方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 連続冷間圧延機の出側の金属帯の走間剪断機
による切断時に、大幅な張力の変動を防止し、これによ
って冷間圧延機による金属帯の板厚制御を高精度で行う
ようにすること。 【構成】 連続冷間圧延機の出側に走間剪断機と巻取り
機とをこの順序で設け、圧延中の金属帯の切断および巻
取りを連続的に行い、金属帯の切断する位置が冷間圧延
機の最終スタンドに到達した以後から、巻取り機による
巻取り張力を低下させ、この低い張力に保たれた状態
で、走間剪断を行い、これによって金属帯の張力の大幅
な変動を防ぎ、冷間圧延機の板厚制御を高精度で行うこ
とができるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、連続冷間圧延機からの
金属帯を、走間剪断機で切断し、巻取り機で巻取るよう
にした連続冷間圧延機の出側張力制御方法および装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、連続冷間圧延機の出側の金属
帯は、巻取り機によって連続的に巻取られるように構成
され、この冷間圧延機と巻取り機との間に、金属帯を挟
持して案内するピンチロールと、それよりも下流側に走
間剪断機とがこの順序で配置されている。図６はこのよ
うな先行技術における冷間圧延機の最終スタンドの出側
の金属帯の張力の時間経過を示すグラフである。金属帯
は、巻取り機によって、定常の圧延時には大きな張力Ｔ
Ｎ１１に定められ、時刻ｔ１１において走間剪断機で金
属帯が切断されると、その張力は参照符ＴＮ１２に急激
に大きく減少して変動する。後行材の金属帯は、ピンチ
ロールによって張力ＴＮ１３で導かれて、巻取り機にお
ける先行材の金属帯の巻取りリールとは別の巻取りリー
ルに、図６の時刻ｔ１２において巻取られ、その後、定
常の張力ＴＮ１１で操業が行われる。ピンチロールのみ
によって後行材の金属帯が走行されるときの張力は参照
符Ｔ１３で示される。

【０００３】このような図６に示される先行技術では、
定常の圧延時の張力ＴＮ１１と切断時の低下した張力Ｔ
Ｎ１２との張力変動幅ΔＴＮ１が大きく、そのため圧延
機における後行材の金属帯の板厚が大きく変動し、小さ
い張力ＴＮ１２によって板厚が大きくなり、板厚偏差外
れ、すなわちストリップオフゲージが発生することにな
る。

【０００４】この問題を解決する他の先行技術は、特開
平１−１８１９１６に開示されている。この先行技術で
は、連続冷間圧延機の最終スタンドと剪断機との間に設
けられたピンチロールのトルクを、金属帯の切断と同時
に、所定のトルクが働くように制御し、後行材の金属帯
の前方張力を保持するように構成されている。

【０００５】この先行技術では、上述のようにピンチロ
ールで金属帯を押えてトルクを作用させているけれど
も、元来、巻取り機の巻取り張力がピンチロールによる
張力よりも充分に高く構成されている場合が多く、巻取
りリールによって金属帯に作用する張力と、ピンチロー
ルによって金属帯に作用する張力とを比較すると、ピン
チロールによって金属帯に作用する張力が大幅に小さ
い。したがってこのようにピンチロールの能力が比較的
低いにもかかわらず、巻取り機の巻取り張力が充分に高
い場合には、走間剪断機による金属帯の切断時の張力変
動は、かなり大きいものとなり、これによって連続冷間
圧延機による金属帯の板厚を予め定める板厚公差以内に
収めることができない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、連続
冷間圧延機の出側の金属帯の切断時における張力の急激
な変動を抑制してその冷間圧延機による板厚の変動を防
止することができるようにした連続冷間圧延機の出側張
力制御方法および装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、連続冷間圧延
機の出側に走間剪断機と巻取り機とを設け、圧延中の金
属帯の切断、巻取りがなされる連続冷間圧延機の出側張
力の制御方法であって、金属帯の切断する位置が、連続
冷間圧延機の最終スタンドに到達した以後から、巻取り
張力を下げることを特徴とする連続圧延機の出側張力制
御方法である。

【０００８】また本発明は、連続冷間圧延機と、冷間圧
延機の出側の金属帯の張力を検出する張力検出手段と、
張力検出手段の下流側で金属帯を切断する走間剪断機
と、走間剪断機の下流側で金属帯を巻取る巻取りリール
と、巻取りリールを駆動するモータと、金属帯の走行長
さを検出する走行長さ検出手段と、走行長さ検出手段の
出力に応答し、金属帯の切断されるべき後端部が、冷間
圧延機の最終スタンドに到達した以後から、その後端部
が走間剪断機に到達するまでの期間において、巻取りリ
ール駆動モータによる金属帯の張力を、時間経過に伴っ
て低下し、金属帯の後端部が走間剪断機に到達した時点
で、その金属帯を切断する切断制御手段とを含むことを
特徴とする連続冷間圧延機の出側張力制御装置である。

【０００９】さらにまた本発明は、冷間圧延機の出側に
設けられ、金属帯の板厚を検出する板厚検出手段と、板
厚検出手段の出力に応答して、最終スタンドとその１つ
前のスタンドのロール速度差を操作して板厚が予め定め
る一定の値になるように制御する板厚制御手段とを含
み、前記切断制御手段による張力の時間変化率は、前記
板厚制御手段の制御応答が充分可能な範囲内に定めるこ
とを特徴とする。

【００１０】さらにまた本発明は、冷間圧延機と走間剪
断機との間にブライドルロールを介在することを特徴と
する。

【００１１】

【作用】本発明に従えば、たとえば鋼などのストリップ
である金属帯の先行材が、連続冷間圧延機によって圧延
終了するまでの冷間圧延機出側の金属帯の張力を、定常
の大きな値に保ち、換言すると、金属帯の切断位置が冷
間圧延機の最終スタンドに到達する時点までは、その圧
延機出側の張力を定常の大きな張力に保ち、これによっ
て先行材の金属帯の圧延は、安定して行われることにな
り、次に、その切断位置が最終スタンドに到達した以後
では、金属帯を巻取る巻取りリールを駆動するモータに
よる巻取り張力を、時間経過に伴って低下して走間剪断
機による切断のための準備状態とし、このように金属帯
の張力が低下した状態で、切断が行われる。したがって
これによって走間剪断機によって金属帯が瞬時に走間剪
断されてその金属帯の張力がステップ的に、瞬時になく
なっても、金属帯の張力変動は少ない。このように急激
な張力変動が少ないので、冷間圧延機による金属帯の板
厚の偏差がわずかとなり、ストリップオフゲージは出現
しなくなる。

【００１２】また本発明に従えば、冷間圧延機の板厚
は、板厚検出手段によって検出される板厚が変動すると
最終スタンドとその１つ前のスタンドのロール速度差を
操作して板厚が予め定める一定の値に制御されるように
板厚制御手段が設けられており、金属帯の切断前におけ
る張力の低下の時間変化率は、板厚制御手段の応答速度
以下に定め、すなわち板厚制御で対応することができる
範囲に定め、これによって金属帯の板厚変動を回避する
ことができる。こうして本発明に従えば、金属帯の走間
剪断時における急激な張力変動を防ぎ、連続冷間圧延機
による金属帯の板厚のストリップオフゲージ、すなわち
板厚偏差外れを防止することができるようになる。

【００１３】さらに本発明に従えば、冷間圧延機と走間
剪断機との間に、ブライドルロールを介在して、その冷
間圧延機とブライドルロールとの間の張力を一定に保ち
つつ、そのブライドルロールよりも下流側の金属帯の張
力を、大きな時間変化率で低下し、これによって走間剪
断直前における金属帯に作用する張力をできるだけ小さ
くし、金属帯の切断による金属帯の張力の低下変動をさ
らに一層少なくすることができる。

【００１４】

【実施例】図１は、本発明の一実施例の全体の構成を示
すブロック図である。鋼などのストリップである金属帯
１は、連続冷間圧延機２によって圧延され、その金属帯
１の張力は張力検出手段３によって検出され、さらにそ
の下流側でピンチロール４によって挟持されて案内さ
れ、走間剪断機５において切断される。金属帯１は、回
転自在に固定位置に設けられた一対の案内ロール６を経
て、カローゼルリールと呼ばれる巻取り機７における巻
取りリール８によって巻取られる。巻取りリール８は、
金属帯１を巻取るためにモータ１２によって駆動され、
そのトルク、したがって巻取り機７の金属帯１に作用す
る張力は、張力制御回路１３によって制御される。

【００１５】ベルトラッパー１４は、無端状ベルト１６
と、そのベルト１６を案内する複数のロール１７とを含
み、金属帯１の前端部を巻取りリール８で巻取るとき、
図１の状態で、そのベルト１６の走行速度が巻取りリー
ル８の周速よりも大きく設定され、金属帯１の前端部が
巻取りリール８に、ベルト１６によって案内されて巻付
けられる。この金属帯１の前端部が巻取りリール８にた
とえば１〜３巻、巻付けられた後には、ベルトラッパー
１４は矢符１８で示されるように、巻取り機７から退避
し、これによって巻取りリール８に金属帯１が巻付けら
れてコイルが形成された後に、次の新たな巻取りリール
９が、図１の参照符８で示される巻取りリールの位置に
もたらされることを可能にし、後続の金属帯の巻取り時
には、再びその参照符１４ａで示される位置からベルト
ラッパー１４が上昇して金属帯の巻取りリール９への巻
取りを達成する。

【００１６】ピンチロール４は、モータ１９によって常
に予め定める一定の電流で回転駆動される。このピンチ
ロール４に関連して金属帯１の走行長さを検出する走行
長さ検出手段２０が設けられる。この走行長さ検出手段
２０は、たとえば金属帯１が予め定める一定長さだけ走
行するたび毎にパルスを発生するパルスジェネレータな
どによって実現されることができる。

【００１７】連続冷間圧延機２では、多段（この実施例
では４段）の圧延スタンドＳ１〜Ｓ４が設けられ、各ス
タンドＳ１〜Ｓ４のワークロールは、モータＭ１〜Ｍ４
によって回転駆動される。冷間圧延機２における最終ス
タンドである第４のスタンドＳ４の出側の直後には、板
厚検出手段２１が設けられ、金属帯１の板厚が検出され
る。板厚検出手段２１の出力は、板厚制御手段２２に与
えられ、これによってモータＭ１〜Ｍ４の回転速度が制
御され、その結果、板厚検出手段２１によって検出され
る板厚が、予め定める一定の値に保たれる。板厚制御手
段２２は、第１〜第３スタンドＳ１〜Ｓ３における各ワ
ークロールの周速の比Ｒ１，Ｒ２が予め定める一定の値
にそれぞれなるように、しかも板厚検出手段２１によっ
て検出される板厚が大きくなるとそれらのワークロール
を低速に変化し、検出板厚が小さくなるとそれらのワー
クロールを高速に変化させ、さらに第４スタンドＳ４の
ワークロールの周速Ｖ４を予め定める一定の速度に保つ
ようにモータＭ１〜Ｍ４を、常に制御している。第１〜
第３スタンドＳ１〜Ｓ３の各ワークロールの周速を、Ｖ
１，Ｖ２，Ｖ３でそれぞれ表すと、比Ｒ１，Ｒ２は次の
とおりとなる。

【００１８】

【数１】

【００１９】こうして板厚検出手段２１と板厚制御手段
２２とによって、いわゆるモニターＡＧＣ（Automotic
Gage Control、自動板厚制御）が達成される。

【００２０】走行長さ検出手段２０の出力は、マイクロ
コンピュータなどによって実現される処理回路２３に与
えられ、これによって走間剪断機５が動作制御されると
ともに、張力設定回路２４に、目標とする張力の値が設
定され、その設定された張力を表す信号は張力制御回路
１３に、張力検出手段３からの出力とともに与えられ、
張力制御回路１３は、前述のようにモータ１２のトルク
を制御して、張力検出手段３によって検出される張力
が、張力設定回路２４によって設定された張力の値とな
るように制御する。

【００２１】図２は、図１に示される金属帯１の板厚検
出手段２１付近における冷間圧延機２の最終の第４スタ
ンドＳ４の出側直後の張力の時間経過を示すグラフであ
る。図３は、図１における処理回路２３の動作を説明す
るためのフローチャートである。これらの図面を参照し
て、ステップｎ１からステップｎ２に移り、金属帯１の
走行長さを走行長さ検出手段２０によって検出し、ステ
ップｎ３において、その走行長さが予め定める値、たと
えば１０００ｍとなる先行材の金属帯１の後端部が、最
終の第４スタンドＳ４に到達したかどうかを演算して求
める。その先行材の後端部が最終の第４圧延スタンドＳ
４に到達したことが時刻ｔ０において演算によって求め
られると、その後から時刻ｔ１まで、予め定める一定の
時間変化率で、張力が減少するように、巻取り機７の巻
取りリール８のモータ１２の負荷を、制御する。このた
めに処理回路２３は張力設定回路２４における設定張力
の値を、時間経過に伴って次第に低下するように設定す
る。

【００２２】時刻ｔ０以前では、モータ１２は、定常の
張力ＴＮ１となるように張力設定回路２４における設定
値が定められている。モータ１２による金属帯１の張力
が予め定める値ＴＮ２に到達した時刻ｔ１以降では、そ
の張力ＴＮ２を一定に保つ。

【００２３】そこでステップｎ５において先行材の後端
部が走間剪断機５に到達したことが走行長さ検出手段２
０の出力によって処理手段２３で演算して求められる
と、ステップｎ６に移り、走間剪断機５が動作されて金
属帯１の切断が時刻ｔ２において行われる。この走間剪
断機５による金属帯１の切断の時刻ｔ３では、金属帯１
の張力は、値ＴＮ３に低下するけれども、走間剪断のた
めの準備状態における張力ＴＮ２が比較的小さい値であ
るので、張力変動ΔＴＮ２（＝ＴＮ２−ＴＮ３）はわず
かである。そのため冷間圧延機２における板厚制御回路
２２の板厚制御動作に悪影響が及ぼされることはない。

【００２４】時刻ｔ２で金属帯１が切断された後には、
その切断された金属帯の後行材はピンチロール４によっ
て案内され、巻取り機７に導かれる。こうして後行材の
ピンチロール４によって引っ張られるときの金属帯１に
作用する張力は、図２において参照符ＴＮ４で示されて
いる。

【００２５】時刻ｔ３では、後行材の前端部がたとえば
１〜３巻、巻取りリール９に巻取られたときの圧力変動
を示し、その後は、ベルトラッパー１４は矢符１８で示
されるように下降して退避する。こうして時刻ｔ３以降
では、図３のステップｎ７においてモータ１２の負荷を
元の値に設定して、後行材の金属帯１に張力ＴＮ１が作
用するように、張力設定回路２４に張力の値を設定す
る。

【００２６】また本発明では、時刻ｔ０〜ｔ１における
金属帯１の張力の時間変化率ｄＴＮ／ｄｔは、式３に示
されるとおりであり、この時間変化率は、板厚制御手段
２２の応答速度以下に定め、すなわちこの張力の低下に
よる板厚変動を、自動板厚制御で対応することができる
範囲に収めることができる程度に、金属帯１の張力を時
間経過に伴って緩やかに低下させる。これによって冷間
圧延機２による板厚制御が高精度に達成される。

【００２７】

【数２】

【００２８】もしも仮に、金属帯１の剪断すべき位置が
最終の第４スタンドＳ４よりも上流側（図１の左方）に
あるときに金属帯の張力を変化するようにモータ１２を
制御するように構成したとすれば、先行材と後行材との
冷間圧延機２による板厚が異なるときには、その切断す
べき位置が各圧延スタンドＳ１〜Ｓ４を通過するたび毎
に、後行材の前端部を圧延するために、ワークロールの
モータＭ１〜Ｍ４の速度およびワークロールの圧下位置
を、予め定める推定した値に順次的に変化していくいわ
ゆるＦＧＣ(Flying Gage Control）を行う必要があり、
この間は通常ＡＧＣは切れている期間である。したがっ
て後行材の前端部の板厚寸法が不正確な長さが、不所望
に長くなってしまうという問題が生じる。これに対し
て、本発明では、切断すべき金属帯１の位置が最終の第
４スタンドＳ４に到達した時点以降で張力を低下させる
ようにしたので、圧延すべき板厚が先行材と後行材とで
異なる場合、後行材の板厚寸法が不正確になる長さをで
きるだけ短くすることが可能になる。

【００２９】金属帯１の切断前の張力ＴＮ２を、もっと
小さい値にすれば、張力変動ΔＴＮ２をさらに小さくす
ることができ、自動板厚制御に悪影響を及ぼすことがさ
らになくなる。このことを可能にするために、図４に示
される本発明の他の実施例では、ブライドルロール２６
を、冷間圧延機２とピンチロール４、したがって走間剪
断機５との間に介在する。この実施例は前述の実施例に
類似し、対応する部分には同一の参照符を付す。ブライ
ドルロール２６はたとえば合計４つのモータによって駆
動されるロール２７〜３０を有し、金属帯１が巻掛けら
れ、このブライドルロール２６の上流側（図４の左方）
と下流側（図４の右方）との張力のいわば縁を切ること
が可能となる。ブライドルロール２６のロール２７より
も上流側の張力は、張力検出手段３１によって検出さ
れ、ロール２７を駆動するモータ３２は、張力検出手段
３１の出力に応答して、予め定める張力が得られるよう
にモータ３２の負荷を制御する制御手段３３によって制
御される。ブライドルロール２６のロール３０よりも下
流側の金属帯１の張力は、張力検出手段３によって検出
される。ロール２８〜３０もまた個別的なモータによっ
て駆動される。その他の構成は前述の実施例と同様であ
る。

【００３０】このような実施例によれば、図５に示され
るように金属帯１の走間剪断機５で切断すべき位置が最
終の第４圧延スタンドＳ４に到達した時刻ｔ０におい
て、巻取り機７のモータ１２のトルク、したがって負荷
を、大きな時間変化率で低下させて、張力ＴＮ２ａを充
分に低い値にすることができ、そのときの張力の時間変
化率ｄＴＮ／ｄｔを、自動板厚制御の応答速度を超える
値としても、板厚制御に悪影響を及ぼすことなく、金属
帯１の板厚を高精度で制御することを可能にし、しかも
金属帯の切断時における張力ＴＮ３ａとの差である張力
変動ΔＴＮ２ａを小さくして、衝撃をなくし、円滑な圧
延操業を継続することができる。

【００３１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、金属帯の
切断すべき位置が連続冷間圧延機の最終スタンドに到達
した時点から、その金属帯に作用する巻取り張力を時間
経過に伴って低下し、これによって走間剪断機による金
属帯の切断時に発生する金属帯の張力の大きな変動を防
ぎ、冷間圧延機における板厚の変動を抑制することがで
きる。

【００３２】このような剪断前における張力の低下の時
間変化率は、冷間圧延機の板厚制御手段の応答速度以下
に定めて、その板厚制御手段が冷間圧延機のワークロー
ルの速度を変化させて板厚が予め定める値に常に保たれ
るようにし、これによって板厚制御を一層、正確に行う
ことができる。

【００３３】さらに本発明によれば、冷間圧延機と走間
剪断機との間にブライドルロールを介在して、冷間圧延
機とブライドルロールとの間の張力を大きな値に保って
圧延操業を行い、これに対して走間剪断を行うにあたっ
ては、ブライドルロールよりも下流側の金属帯の張力
を、大きな時間変化率で変化し、わずかな張力が金属帯
に作用している状態で走間剪断を行うことによって、そ
の金属帯に作用する張力変動をさらに一層少なくし、衝
撃を防ぐことができるとともに、冷間圧延機とブライド
ルロールとの間では、上述のように予め定める張力が保
たれているので、板厚に変動を来すことはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の全体の系統図である。

【図２】図１に示される実施例の連続冷間圧延機２の出
側直後における金属帯１の張力を示すグラフである。

【図３】図１に示される処理回路２３の動作を説明する
ためのフローチャートである。

【図４】本発明の他の実施例の全体の構成を示すブロッ
ク図である。

【図５】図４に示される実施例のブライドルロール２６
の張力検出手段３付近における金属帯１の張力の時間経
過を示すグラフである。

【図６】先行技術の金属帯の時間経過を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１ 金属帯 ２ 連続冷間圧延機 ３ 張力検出手段 ４ ピンチロール ５ 走間剪断機 ６ 案内ロール ７ 巻取り機 ８，９ 巻取りリール １２ 巻取りリール８駆動用モータ １３ 張力制御回路 １４ ベルトラッパー １９ モータ ２０ 走行長さ検出手段 ２１ 板厚検出手段 ２２ 板厚制御手段 ２３ 処理回路 ２４ 張力設定回路 ２６ ブライドルロール ２７〜３０ ロール ３１ 張力検出手段 ３２ モータ ３３ 張力制御手段 Ｓ１〜Ｓ４ 圧延スタンド Ｍ１〜Ｍ４ ワークロール駆動モータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２１Ｂ 37/00 ＢＢＰ 37/48 Ｂ２１Ｃ 47/26 Ａ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続冷間圧延機の出側に走間剪断機と巻
   取り機とを設け、圧延中の金属帯の切断、巻取りがなさ
   れる連続冷間圧延機の出側張力の制御方法であって、 金属帯の切断する位置が、連続冷間圧延機の最終スタン
   ドに到達した以後から、巻取り張力を下げることを特徴
   とする連続圧延機の出側張力制御方法。
2. 【請求項２】 連続冷間圧延機と、 冷間圧延機の出側の金属帯の張力を検出する張力検出手
   段と、 張力検出手段の下流側で金属帯を切断する走間剪断機
   と、 走間剪断機の下流側で金属帯を巻取る巻取りリールと、 巻取りリールを駆動するモータと、 金属帯の走行長さを検出する走行長さ検出手段と、 走行長さ検出手段の出力に応答し、金属帯の切断される
   べき後端部が、冷間圧延機の最終スタンドに到達した以
   後から、その後端部が走間剪断機に到達するまでの期間
   において、巻取りリール駆動モータによる金属帯の張力
   を、時間経過に伴って低下し、金属帯の後端部が走間剪
   断機に到達した時点で、その金属帯を切断する切断制御
   手段とを含むことを特徴とする連続冷間圧延機の出側張
   力制御装置。
3. 【請求項３】 冷間圧延機の出側に設けられ、金属帯の
   板厚を検出する板厚検出手段と、 板厚検出手段の出力に応答して、最終スタンドとその１
   つ前のスタンドのロール速度差を操作して板厚が予め定
   める一定の値になるように制御する板厚制御手段とを含
   み、 前記切断制御手段による張力の時間変化率は、前記板厚
   制御手段の制御応答が充分可能な範囲内に定めることを
   特徴とする請求項２記載の連続冷間圧延機の出側張力制
   御装置。
4. 【請求項４】 冷間圧延機と走間剪断機との間にブライ
   ドルロールを介在することを特徴とする請求項２または
   ３記載の連続冷間圧延機の出側張力制御装置。