JPH0824921A - 金属帯のタンデム圧延機の運転開始方法および制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ラインスタート時にスタンド間で張力が低下
するのを防ぎ、スタンド間張力を確保し、安定した圧延
操業を行う。 【構成】 金属帯２０は、初段スタンドの圧延機２１、
２段目スタンドの圧延機２２および３段目スタンドの圧
延機２３を連続的に通板して圧延される。静止状態から
の運転開始であるストールスタートは、ストールスター
ト制御装置３０によって制御され、スタンド間の張力が
規定張力、たとえば所要圧延張力の７０％以上に達して
から所定の加速レートよりも低い加速レートで金属帯２
０の通板を立上げる。張力が規定値に到達し、通板速度
も一定値に到達してから、さらに通板速度を上げる場合
には加速レートを本来の加速レートに復帰させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属帯を複数スタンド
の圧延機に連続的に通板して圧延するタンデム圧延機
を、静止状態から立ち上げる際の運転開始方法およびそ
のための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図８に示すような、初段スタンド１、２
段目スタンド２、３段目スタンド３、ブライドルロール
４、２Ｈロール５、デフレクタロール６、およびテンシ
ョンリール７を含むタンデム式冷間圧延機８は、たとえ
ば、特開平５−２１２４１０号公報や特開平５−２２８
５０４号公報などに開示されている。このような、金属
帯のタンデム式冷間圧延機８では、ラインスタート時や
連続圧延時にスタンド間張力制御を行っている。スタン
ド間張力制御では、各スタンド間の張力を検出しなが
ら、各スタンドの圧延機の速度および圧下をフィードバ
ック制御することによって、圧延張力が目標値になるよ
うに制御を行う。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のスタンド間張力
制御では、ライン停止状態からラインスタートするとき
には、図９に示すように、スタンド間で張力がダウンす
る現象が発生し、正常な圧延作業が行えなくなることが
ある。すなわち、図９（１）に示すようなライン速度の
基準速度指令に対し、図９（２）に示すようにスタンド
間張力が急激に低下してしまう現象である。この現象の
原因としては、次のようなものが考えられる。

【０００４】ａ）各スタンドの圧延機が異なるタイプで
あると、負荷がアンバランスとなり、揃速性が合わない
ことがある。前述の公報で開示されているタンデム式冷
間圧延機では、初段スタンドの圧延機と後段スタンドの
圧延機とを異なるタイプとして多機能性を持たせている
ので、初段スタンドと２段目スタンドとの間で張力ダウ
ンが生じ易い。また、初段スタンドと２段目スタンドと
の間の距離が他のスタンド間距離よりも長くなっている
ことも、初段スタンドと２段目スタンドとの間で張力ダ
ウンし易い原因である。

【０００５】ｂ）溶接部を圧延せずに通板する方法とし
て、逐次圧延法がある。逐次圧延法では、溶接部が各ス
タンドの圧延機を通過する際、その圧延機を一旦停止し
てロールを一時的にオープンにする。ロールオープン時
は、図１０に示すように、一度圧延された部分が圧延機
の上流側に戻り、ロールクローズ後の起動時はその部分
をもう一度圧延することになる。一度圧延しているの
で、圧延荷重が低くなり、起動し易くなる。起動後、未
圧延部を圧延するようになると、圧延トルクに必要な電
流までロール駆動用モータの電流が増加する間は、その
圧延機に関連する他の制御系が制御制限にかかりロック
されることになるので、スタンド間の張力ダウンが生じ
易くなる。

【０００６】すなわち、図１０（１）に示す圧延中の状
態から、図１０（２）のようにロールをオープンする
と、その時点ｔ０では、図１１（１）および（２）に示
すように、入側の張力Ｔ１Ｅと出側の張力Ｔ１２とは均
等する。しかし、初段スタンドや２段目スタンドには機
械的なガタなどや、ブライドルロール４以前のルーパ装
置などの張力によって、一度圧延された部分が上流側へ
戻ってしまう、あるいは戻してしまう。図１０（３）に
示すようにロールをクローズして圧延を再開する際に
は、図１２（１）に示すように一度圧延したところを再
度圧延することになる。図１２（２）および（３）に荷
重およびモータ電流の変化としてそれぞれ示すように、
立ち上げ時点ｔ１では、一度圧延した部分を再度圧延す
ることになるので、破線で示す負荷が大きい場合よりも
実線で示すように軽負荷で起動しやすい状態となる。こ
のように軽負荷で立ち上がってから、図１０（４）に示
す未圧延部の圧延状態に入る。

【０００７】本発明の目的は、ラインスタート時にスタ
ンド間で張力が低下するのを防ぎ、スタンド間張力を確
保し、安定した圧延操業を行うことができる金属帯のタ
ンデム圧延機の運転開始方法およびその制御装置を提供
することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、停止状態のタ
ンデム圧延機に金属帯を通板して圧延を開始する運転開
始方法において、上流側のスタンドを停止させたまま下
流側のスタンドで金属帯を引っ張り、張力が予め定める
基準張力に到達してから、上流側スタンドおよび下流側
スタンドを予め定める通板速度増加率に従って立ち上が
るように制御することを特徴とする金属帯のタンデム圧
延機の運転開始方法である。

【０００９】また本発明の前記制御は、スタンド相互間
の距離が他のスタンド相互間の距離よりも大きい連続ス
タンド間で行うことを特徴とする。

【００１０】また本発明の前記基準張力は、所要圧延張
力の７０±１０％の範囲であることを特徴とする。

【００１１】さらに本発明は、停止状態のタンデム圧延
機に金属帯を通板して圧延を開始するための装置におい
て、上流側スタンドと下流側スタンドとの間で金属帯の
張力を測定する張力測定手段と、張力測定手段からの出
力に応答して、上流側のスタンドを停止させたまま下流
側のスタンドで金属帯を引っ張り、張力が予め定める基
準張力に到達してから、上流側スタンドおよび下流側ス
タンドを予め定める通板速度増加率に従って立ち上がる
ように制御する制御手段とを含むことを特徴とする金属
帯のタンデム圧延機の制御装置である。

【００１２】

【作用】本発明に従えば、停止状態のタンデム圧延機に
金属帯を通板して圧延を開始する際に、上流側のスタン
ドを停止させたまま下流側のスタンドで金属帯を引っ張
り、張力が予め定める基準張力に到達してから、上流側
スタンドおよび下流側スタンドを予め定める通板速度増
加率に従って立ち上がるように制御する。金属帯に確実
に圧延張力を付加することができるので安定した圧延操
業を行うことができる。

【００１３】また本発明に従えば、スタンド相互間の距
離が他のスタンド相互間の距離よりも大きく、張力低下
の生じ易い連続スタンド間で、立ち上がり時に安定した
張力を付与することができる。

【００１４】また本発明に従えば、所要圧延張力の７０
±１０％の範囲を基準張力として、立ち上がり時の通板
速度制御を開始するので、張力低下を起こすことなく安
定な操業を行うことができる。

【００１５】さらに本発明に従えば、停止状態のタンデ
ム圧延機に金属帯を通板して圧延を開始するために、張
力測定手段は、上流側スタンドと下流側スタンドとの間
で金属帯の張力を測定し、制御手段は、上流側のスタン
ドを停止させたまま下流側のスタンドで金属帯を引っ張
り、張力が予め定める基準張力に到達してから、上流側
スタンドおよび下流側スタンドを予め定める通板速度増
加率に従って立ち上がるように制御する。金属帯に確実
に圧延張力を付加することができるので安定した圧延操
業を行うことができる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例につき図１〜図７に従
って説明する。図１は本発明の一実施例の電気的構成を
示し、図２は図１の実施例における制御の概念を示し、
図３は図１の実施例の制御状態を示し、図４は図３の立
ち上がり時の金属帯の状態を示し、図５は図１の実施例
の動作データを示し、図６は図１の実施例における通板
速度制御のための構成を示し、図７は図１の実施例にお
ける張力制御の考え方を示す。

【００１７】図１において、ステンレス鋼帯などの金属
帯２０は、初段スタンドの圧延機２１、２段目スタンド
の圧延機２２、３段目スタンドの圧延機２３によって連
続的に圧延される。初段スタンドの圧延機２１の上流側
のブライドルロール２４および３段目スタンド２３の下
流側の２Ｈロール２５は、圧延に必要な張力を金属帯２
０に付与するために設けられる。圧延された金属帯２０
は、デフレクタロール２６を介してテンションリール２
７によって巻取られる。このように構成されるタンデム
式圧延機２８から連続的に繰り出される金属帯２０は走
間剪断機２９によって、コイル単位で切り離される。タ
ンデム式圧延機２８はたとえば多機能形に構成され、初
段スタンドの圧延機２１のロール構成は他と異なり、ま
た２段目スタンドの圧延機２２までの距離も長い。

【００１８】運転開始（以下、「ストールスタート」と
略称する。）制御装置３０は、タンデム式圧延機２８
を、静止状態から立ち上げる制御を行う。２段目スタン
ドおよび３段目スタンドの圧延機２２，２３に対する張
力制御は、それぞれ１〜２スタンド間張力制御装置３１
および２〜３スタンド間張力制御装置３２によって行
う。３段目スタンド２３の出側に対する張力制御は、２
Ｈロール２５またはテンションリール２７に対してそれ
ぞれ設けられている３スタンド出側張力制御装置３３ま
たは３４によって行う。この切換えは切換えスイッチ３
５によって行う。ストールスタート制御装置３０に対す
るスタートの入力はスタートスイッチ３６によって行
う。

【００１９】ブライドルロール２４は、１スタンド入側
の張力制御を、張力検出器７０と、１スタンド入側張力
制御装置３９によって行う。各圧延機２１，２２，２３
に対する速度制御は、自動速度制御（以下、「ＡＳＲ」
と略称する。）装置４１，４２，４３によって行う。２
Ｈロール２５に対する電流制御または速度制御は、自動
電流制御（以下、「ＡＣＲ」と略称する。）またはＡＳ
Ｒが切換え可能なＡＣＲ／ＡＳＲ装置４４によって行
う。テンションリール２７に対する張力制御は、ＡＣＲ
装置４５によって行う。

【００２０】各圧延機２１，２２，２３および２Ｈロー
ル２５に対する圧下系の制御は、定位置制御と定荷重制
御とが切換え可能な定位置／定荷重制御装置５０，５
１，５２，５３によって行う。テンションリール２７に
対しては、トルクの最大値を制限する最大トルク制御装
置５４を設ける。各圧延機２１，２２，２３および２Ｈ
ロール２５に対する圧下力の発生は、油圧圧下装置６
０，６１，６２，６３によって行う。

【００２１】各圧延機２１，２２，２３の出側における
金属帯２０の張力は、張力計７１，７２，７３よってそ
れぞれ行う。

【００２２】ストールスタート制御装置３０は、スター
トスイッチ３６の操作に応答して、１〜２スタンド間張
力制御装置３１および２〜３スタンド間張力制御装置３
２を制御する。

【００２３】図２は、図１のストールスタート制御装置
３０による静止状態から金属帯２０の通板を立上げるス
トールスタート制御の概念を示す。時刻ｔ１０でオペレ
ータが３段目スタンド２３の出側での金属帯２０の通板
速度として７ｍｐｍまたは３０ｍｐｍを選択してスター
トスイッチ３６を押すと、各スタンド間の張力制御が入
る。ステップａ１では、初段スタンドと２段目スタンド
との間の自動張力制御（以下、「ＡＴＲ」と略称す
る。）が１〜２スタンド間張力制御装置３１によって行
われる。２〜３スタンド間張力制御装置３２も２段目ス
タンドと３段目スタンドとの間でＡＴＲ制御を行う。次
にステップａ２でたとえば設定張力の７０％以上の張力
が確立されると、速度指令ＭＲＨが０ならば、本来のラ
インスタートを行う。ラインスタートの時点ｔ１１から
は、速度指令ＭＲＨの値を、選択された通板速度までた
とえば１５０秒で上昇するような増加率で通板を開始す
る。時刻ｔ１１以降、速度の増加中は、ステップａ４で
示すように自動板厚制御（以下、「ＡＧＣ」と略称す
る。）を張力によって行う張力ＡＧＣ制御を行い、ＡＴ
ＲはＯＦＦとする。またステップａ５で示すように、第
２スタンドの圧延機である２ミルのパススケジュールに
基づく補正値ＳＳＲＨによる補正をロックオンする。こ
の補正は、速度指令ＭＲＨ＝０でクリアされる。また走
間ゲージ変更（ＦＧＣ）を行うときにも０にクリアされ
る。なお、ステップａ２では、基準張力を設定張力の７
０％以上としているけれども、７０±１０％の範囲な
ら、ほぼ同等の制御を行うことができる。

【００２４】時刻ｔ１２において、スタンド間張力が設
定張力に達し、さらに３段目スタンドの出側でのライン
速度が７ｍｐｍに到着すると、通板速度の上昇率である
加速レートが本来のレートに復帰する。スタート時点
で、オペレータが３０ｍｐｍを選択していれば、時刻ｔ
１１〜ｔ１２までの加速レートのたとえば１０倍の加速
レートである０から設定速度までの時間が１５秒である
加速レートに復帰する。スタート時点で３０ｍｐｍを選
択した場合には、破線で示すように直ちに３０ｍｐｍま
で加速する。スタート時点では７ｍｐｍを選択し、時刻
ｔ１３で改めてオペレータが３０ｍｐｍを選択するとき
には、実線で示すように加速され、時刻ｔ１４で３０ｍ
ｐｍに達する。

【００２５】図３は、ライン速度として（１）で３段目
スタンドの出側速度Ｖ３、張力として（２）で初段スタ
ンドおよび２段目スタンド間の張力Ｔ１２の立上がり状
態をそれぞれ示す。図４は、図３の時刻ｔ１０とｔ１１
との間での張力制御についてのイメージを示す。図４
（１）に示すように、初段スタンドの圧延機２１と２段
目スタンドの圧延機２２との間の金属帯２０は、静止状
態では張力が低下している場合がある。図４（２）に示
すように、初段スタンドの圧延機２１を停止させて、２
段目スタンドの圧延機２２のロールを回せば張力を確保
することができる。

【００２６】図５は、本実施例によるストールスタート
制御の際の張力変化の実測データを示す。図５（１）の
ような速度指令が与えられたとき、初段と２段目とのス
タンド間の張力は図５（２）のように変化し、２段目と
３段目のスタンド間の張力は図５（３）のように変化す
る。瞬間的な張力の変化は見られるけれども、図９のよ
うな張力ダウンの現象は発生しない。このように本実施
例によれば、圧延機の構成が異なる上に距離が長く、張
力ダウンし易い初段と２段目スタンド間でも張力ダウン
は発生しない。

【００２７】図６は、図１の実施例における速度制御に
ついての構成を示す。ストールスタート制御装置３０内
には、動作モード指令８０、リミッタ（以下、「ＬＩ
Ｍ」と略称する。）８１、ルーパ位置検出器８２、基準
速度指令（以下、「ＭＲＨ」と略称する。）発生器８
３、乗算器８４、係数発生器８５、乗算器８６が含まれ
る。ルーパ位置検出器８２は、図１のタンデム式圧延機
２８の上流側に設けられるルーパ装置内に貯蔵されてい
る金属帯２０の量に対応するルーパ位置を検出する。ル
ーパ装置は、上流側に設けられる焼鈍装置や脱スケール
装置内の通板速度を一定とし、タンデム式圧延機２８内
では変化し得るように、一定量の金属帯２０を貯蔵しな
がら通板速度の調整を行う。このようなルーパ装置にほ
とんど金属帯２０が貯蔵されていないときには、通板速
度の上限をＬＩＭで制御する必要がある。ＭＲＨ発生器
８３から発生される基準速度指令は、乗算器８４を介し
てＡＳＲ装置４１に与えられるとともに、乗算器８６で
係数発生器８５からの係数と乗算されて、ＡＴＲ装置４
０に与えられる。係数発生器８５は、初段スタンドの圧
延機２１の入側と出側との通板速度の違いを補正する。

【００２８】１〜２スタンド間張力制御装置３１内に
は、初段スタンドの圧延機２１におけるパススケジュー
ルを考慮して係数ＳＳＲＨを発生するＳＳＲＨ発生器９
０、発生されたＳＳＲＨを補正する補正器９１、補正の
前後のＳＳＲＨの比を演算する演算器９２および乗算器
９３が含まれる。補正器９１からの出力は、乗算器８４
に与えられる。２〜３スタンド間張力制御装置３２内に
は、ＳＳＲＨ発生器１００、補正器１０１、演算器１０
２、乗算器１０３および乗算器１０４が含まれる。ＳＳ
ＲＨ発生器１００からは、２段目スタンドの圧延機２２
のパススケジュールに従って係数が発生される。この係
数は、補正器１０１によって補正され、乗算器１０４で
演算器９２からの出力と乗算され、その出力は乗算器９
３と演算器１０２に与えられる。乗算器９３からの出力
はＡＳＲ装置４２に与えられる。３スタンド出側張力制
御装置３３内には、ＳＳＲＨ発生器１１０、補正器１１
１、乗算器１１３および乗算器１１４が含まれる。補正
器１１１からの出力は、乗算器１１４に与えられ、演算
器１０２からの出力と乗算される。この出力は乗算器１
０３に与えられ、その出力がＡＳＲ装置４３に与えられ
るとともに乗算器１１３にも与えられる。乗算器１１３
には、３スタンド出側張力制御装置３４内の係数発生器
１２０からの出力も与えられる。乗算器１１３の出力
は、ＡＣＲ／ＡＳＲ装置４４に与えられる。

【００２９】なお、補正器９１，１０１，１１１は、各
スタンドの張力制御やＡＧＣに基づいて係数ＳＳＲＨの
補正を行う。

【００３０】図７は、張力制御についての考え方を示
す。自動張力制御（略称「ＡＴＲ」）は、図７（１）に
示すように、張力が目標値になるように連続的にフィー
ドバック制御する。張力制限制御（略称「ＡＴＬ」）
は、図７（２）に示すように、張力変動がある範囲のバ
ンド幅を超えたときのみ張力制御を行い、張力値を制限
範囲内に収めるフィードバック制御である。冷間圧延に
おけるスタンド間張力制御の考え方として、スタンド間
張力、圧延荷重および板厚の全てを制御することは不可
能であり、３つの変数のうち、２変数を一定値に制御す
ると、残りの１変数は変動が大きくなるけれども、１変
数のみを一定値にすると残りの２変数の変動は小さくな
ることが知られている。このため、本実施例では、図１
のスタンド間張力制御装置３１，３２は、張力が目標値
となるように連続的にフィードバック制御するＡＴＲを
主として採用している。

【００３１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、通常の単
なる圧延開始とか前記逐次圧延法における圧延開始とか
において、停止状態のタンデム圧延機に金属帯を通板し
て圧延を開始する際に、上流側のスタンドを停止させた
まま下流側のスタンドで金属帯を引っ張り、張力が予め
定める基準張力に到達してから、上流側スタンドおよび
下流側スタンドを予め定める通板速度増加率に従って立
ち上がるように制御する。金属帯に確実に圧延張力を付
加することができるので、取り分けラインスタート時に
スタンド間で張力が低下するのを防ぎ、スタンド間張力
を確保し、安定した圧延操業を行うことができる。

【００３２】また本発明によれば、各スタンドの圧延機
が異なるタイプで構成されていても、またスタンド相互
間の距離が他のスタンド相互間の距離よりも大きく、張
力低下の生じ易い連続スタンド間であっても、立ち上が
り時に圧延張力を確保し、安定した操業を行うことがで
きる。

【００３３】また本発明によれば、所要圧延張力の７０
±１０％の範囲を基準張力として、立ち上がり時の通板
速度制御を開始するので、張力低下を起こすことなく安
定な操業を行うことができる。

【００３４】さらに本発明によれば、停止状態のタンデ
ム圧延機に金属帯を通板して圧延を開始するために、張
力測定手段は、上流側スタンドと下流側スタンドとの間
で金属帯の通板方向についての張力を測定する。制御手
段は、上流側のスタンドを停止させたまま下流側のスタ
ンドで金属帯を引っ張り、張力が予め定める基準張力に
到達してから、上流側スタンドおよび下流側スタンドを
予め定める通板速度増加率に従って立ち上がるように制
御する。これによって、ラインスタート時にスタンド間
で張力が低下するのを防ぎ、スタンド間張力を確保し、
安定した圧延操業を行うことができる。

【００３５】したがって本発明によれば、種々の理由で
停止状態にあるタンデム圧延機に金属帯を通板して圧延
を開始または再開するために、良好な張力制御状態を自
動的に確保することができて、安定した連続圧延操業が
可能となる。

【００３６】このように圧延開始または再開から停止に
至るまでに良好な張力制御状態を実現できることは、Ａ
ＧＣなどによる板厚制御にも大きく寄与して、被圧延板
の良好な板厚精度を確保することが可能となり、被圧延
材のオフゲージ対策およびその製造歩留の向上に大きく
貢献する。また連続圧延の能力や生産性の向上にも大き
く寄与するのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の電気的構成を示すブロック
図である。

【図２】図１の実施例における制御の概念を示すグラフ
およびブロック図である。

【図３】図１の実施例の制御状態を示すタイムチャート
である。

【図４】図１の実施例でラインスタート時の金属帯の状
態を示す簡略化した断面図である。

【図５】図１の実施例の動作データを示すグラフであ
る。

【図６】図１の実施例における通板速度制御のための構
成を示すブロック図である。

【図７】図１の実施例における張力制御の考え方を示す
グラフである。

【図８】タンデム式圧延機のライン構成を示す簡略化し
た正面図である。

【図９】タンデム式圧延機における張力ダウン現象を示
すグラフである。

【図１０】圧延中の金属帯に対するロールオープンの影
響を示す簡略化した正面図である。

【図１１】ロールオープン時に金属帯に付加される張力
の変化を示すタイムチャートである。

【図１２】ロールオープンおよびクローズ時の金属帯の
状態を示す簡略化した正面図、および荷重とモータ電流
との変化を示すグラフである。

【符号の説明】

２０ 金属帯 ２１ 初段スタンド ２２ ２段目スタンド ２３ ３段目スタンド ２４ ブライドルロール ２５ ２Ｈロール ２７ テンションリール ２８ タンデム式圧延機 ３０ ストールスタート制御装置 ３１ １〜２スタンド間張力制御装置 ３２ ２〜３スタンド間張力制御装置 ３３，３４ ３スタンド出側張力制御装置 ３６ スタートスイッチ

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 8315−4Ｅ Ｂ２１Ｂ 37/00 １２９

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 停止状態のタンデム圧延機に金属帯を通
   板して圧延を開始する運転開始方法において、 上流側のスタンドを停止させたまま下流側のスタンドで
   金属帯を引っ張り、張力が予め定める基準張力に到達し
   てから、上流側スタンドおよび下流側スタンドを予め定
   める通板速度増加率に従って立ち上がるように制御する
   ことを特徴とする金属帯のタンデム圧延機の運転開始方
   法。
2. 【請求項２】 前記制御は、スタンド相互間の距離が他
   のスタンド相互間の距離よりも大きい連続スタンド間で
   行うことを特徴とする請求項１記載の金属帯のタンデム
   圧延機の運転開始方法。
3. 【請求項３】 前記基準張力は、所要圧延張力の７０±
   １０％の範囲であることを特徴とする請求項１または２
   記載の金属帯のタンデム圧延機の運転開始方法。
4. 【請求項４】 停止状態のタンデム圧延機に金属帯を通
   板して圧延を開始するための装置において、 上流側スタンドと下流側スタンドとの間で金属帯の張力
   を測定する張力測定手段と、 張力測定手段からの出力に応答して、上流側のスタンド
   を停止させたまま下流側のスタンドで金属帯を引っ張
   り、張力が予め定める基準張力に到達してから、上流側
   スタンドおよび下流側スタンドを予め定める通板速度増
   加率に従って立ち上がるように制御する制御手段とを含
   むことを特徴とする金属帯のタンデム圧延機の制御装
   置。