JPH0940246A - 鋼板張力制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は安定した鋼板張力制御を行なうこと
のできる鋼板張力制御装置を提供することを課題として
いる。 【解決手段】 本発明の鋼板張力制御装置は、ルーパー
設備30に搬入される板材１の搬入速度とルーパー設備か
ら搬出される板材の搬出速度とからサポートロール回転
速度を演算数するサポートロール速度演算回路20とサポ
ートロール回転速度によってトルク制御信号を補正する
加減速補償信号を出力する加減速補償回路21とトルク制
御信号に過減速補償信号を加算して板材の搬送速度を補
正する速度加算部22とを備えたことを特徴としている。 【効果】 本発明により鋼板張力制御の信頼性を向上さ
せることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼板等の板材を連
続的に表面処理あるいは冷間圧延等を施す連続鋼板処理
設備における鋼板張力制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】連続鋼板処理設備として、コイル（巻き
帯）状に巻かれた板材を巻き戻して板材搬送機構により
表面処理や冷間圧延等の処理設備に搬送し、板材の表面
処理や冷間圧延等の処理を施した後、製品コイルとして
巻き取る一連の処理を行うようにしたものがある。

【０００３】このような連続鋼板処理設備においては処
理設備に対して板材を途切れる事なく連続的に供給し続
けるため板材搬送機構の上流側にルーパー（板材溜め込
み）設備と呼ばれる設備を設け、コイルより巻き戻され
た板材をルーパー設備内に滞留させた状態で処理設備に
板材を連続的に供給するようにしている。従って、巻き
戻されたコイル板材が終端に至っても板材がルーパー設
備内に滞留している間に、次のコイルを引き出して先の
コイル板材に溶接等の手段でつなげることにより連続的
な板材の供給を行うことができる。

【０００４】ところで、処理設備の板材を連続的に供給
する一方で、これにつながった板材が、ルーパー設備入
側では搬送状態と停止状態を繰り返すわけであるから、
このような板材加減速の繰り返しは、処理設備に供給さ
れる板材の張力変動を引き起こす。表面処理あるいは冷
間圧延等の処理設備での入側での張力変動は、例えば焼
鈍炉を持った表面処理設備においては板材の変形、傷の
要因になり、また冷間圧延設備においては板厚変動の要
因となる。従って、処理設備入側での板材の張力変動制
御は鋼板の品質管理上、非常に重要であり、これを制御
するため、ルーパー設備出側との処理設備入り側に従来
より張力制御装置が用いられている。

【０００５】即ち、従来のルーパー設備では、板材が複
数段のループカー（張力付加用車）と複数段の固定ロー
ル（回転体）の間に走行可能に張られ、ルーパー設備入
側から出側にかけて各段のループカーと固定ロール間を
そうこうしていくことで板材の滞留放出が行われる。

【０００６】つまり、ループカーを一方向に移動する
と、固定ロール間の距離が伸び、板材１は間を走行する
ので板材滞留がされることになる。逆に、ループカーが
反対方向に移動すると、滞留された板材は放出される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の設備では、ルー
パー入側の板材の搬送速度Ｖｅが変化する。

【０００８】これは、主に溶接作業のため板材停止と板
材滞留のための搬送を繰り返すために起こる。従って、
ルーパー側の板材の搬送速度は頻繁に変化が起こってお
り、以下に述べる問題発生の原因となっている。

【０００９】ルーパー設備内には、板材の滞留放出用に
ループカー、搬送のための固定ロールとループカー上の
キャリアロール及び、板材のサポートのために複数台の
サポートロールが設置されれいる。ルーパー設備の入出
側の板材搬送速度が変化しない場合、すべての搬送ロー
ルすなわちキャルアロール、固定ロール、並びにすべて
のサポートロールの回転速度は一定である。しかし、ル
ーパー設備の入側の板材が加減速、停止すると、搬送ロ
ール並びにサポートロールも速度が変化することにな
る。このとき、まず板材の速度変化と搬送のためのロー
ル並びにサポートロールの回転速度変化は、板材張力変
動を引き起こす。

【００１０】すなわち、板材の速度または搬送ロール並
びにサポートロールの回転速度が変化する場合、板材自
体の重量による慣性分と搬送ロール並びにサポートロー
ルの慣性分をも加減速しなければならない。これに必要
な加減速パワーは、板材に対する張力付加分あるいは減
少分となる。しかし、トルク制御は、これら慣性力によ
る張力変化分を正確に予測して制御しているわけではな
く、結果として変化し、測定された張力変化に対してト
ルクの調整をしているにすぎない。従って、板材の速度
と搬送ロール並びにサポートロールの回転速度は変化
は、ルーパー設備出側の板材張力の変動を引き起こす。

【００１１】上述した慣性力変化による板材の張力変動
は製品の歩留まりを悪化させたり、板材の振動により操
業上の不具合を引き起こす要因となる。

【００１２】しかしながら、上述した原因による張力変
動に対して、板材と搬送ロールは対策されているが、サ
ポートロールに対しては十分な対策が講じられていな
い。

【００１３】本発明は、上記事情を鑑みてなされたもの
であり、ルーパー設備における板材速度変動及び搬送ロ
ールの回転数変動に加えてサポートロールの回転数変動
による張力変動を抑制する張力制御装置を提供すること
を目的とし、ひいては板材の変形や板厚変動を抑制す
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の鋼板張力制御装
置は、ループカーと固定ロールの間に板材を滞留させる
ルーパー設備と、ループカーと固定ロールの間に設置さ
れて板材を支持するサポートロールと、ルーパー設備に
直列に設置されて板材を搬送させる板材搬送機構と、板
材に働く張力を検出して張力測定値を出力する張力検出
器と、張力制御の基準となる張力設定値を予め与える張
力設定器と、張力測定値を張力設定値と比較して張力差
値を出力する張力加算部と、板材搬送機構に基準となる
速度基準設定値を予め与える搬送速度基準設定器と、張
力差値を速度基準設定値と比較して速度差値を出力する
速度補正器と、速度補正器から出力された補正信号によ
って速度制御信号を補正される速度制御回路と、速度制
御信号によって板材搬送機構にトルク制御信号を与える
トルク制御回路とからなる鋼板張力制御装置において、
ルーパー設備に搬入される板材の搬入速度とルーパー設
備から搬出される板材の搬出速度とからサポートロール
回転速度を演算するサポートロール速度演算回路と、サ
ポートロール回転速度によってトルク制御信号を補正す
る加減速補償回路と、トルク制御信号に加減速補償信号
を加算して板材の搬送速度を補正する速度加算部とを備
えたことを特徴としている。また、請求項２に記載した
鋼板張力制御装置は、ループカーと固定ロールの間に板
材を滞留させるルーパー設備と、ループカーと固定ロー
ルの間に設置されて板材を支持するサポートロールと、
ルーパー設備に直列に設置されて板材を搬送させる板材
搬送機構と、板材に働く張力を検出して張力測定値を出
力する張力検出器と、張力制御の基準となる張力設定値
を予め与える張力設定器と、張力測定値を張力設定値と
比較して張力差値を出力する張力加算部と、板材搬送機
構に基準となる速度基準設定値を予め与える搬送速度基
準設定器と、張力差値を速度基準設定値と比較して速度
差値を出力する速度補正器と、速度補正器から出力され
た補正信号によって速度制御信号を補正される速度制御
回路と、速度制御信号によって板材搬送機構にトルク制
御信号を与えるトルク制御回路とからなる鋼板張力制御
装置において、ルーパー設備に搬入される板材の搬入速
度設定値とルーパー設備から搬出される板材の搬出速度
設定値とからサポートロール回転速度を演算するサポー
トロール速度演算回路と、サポートロール回転速度によ
ってトルク制御信号を補正する加減速補償信号を出力す
る加減速補償回路と、トルク制御信号に加減速補償信号
を加算して板材の搬送速度を補正する速度加算部とを備
えたことを特徴としている。

【００１５】

【発明の実施例の形態】次に本発明の鋼板張力制御装置
の実施例の形態を説明する。図１において、ルーパー設
備30はキャリアロール２ｃ１を搭載したループカー２ａ
と固定ロール２ｂとサポートロール３とから構成され、
ループカー２ａと固定ロール２ｂの間に板材１を滞留さ
せる設備である。キャリアロール２ｃｍ，２ｃｎはキャ
リアロール２ｃ１と並列に設置され、板材１を折り返す
のに使用される。また、サポートロール３はループカー
２ａと固定ロール２ｂの間に設置されて板材１を支持す
るロールである。板材搬送機構11はルーパー設備30に直
列に設置され、電動機によって駆動されて板材１を搬送
させる機構である。張力検出器５は板材搬送機構11の出
力側に設置され、板材１に働く張力を検出して張力測定
値を出力する検出器である。張力設定器６は板材搬送機
構11の制御回路に基準となる張力設定値を予め与える設
定器である。張力加算部７は張力設定器６および張力検
出器５に接続され、張力測定値を張力設定値と比較して
張力差値を出力する演算部である。搬送速度基準設定器
４は板材搬送機構に基準となる速度基準設定値を予め与
える搬送速度の設定器である。速度補正器８は搬送速度
基準設定器４および張力加算部７の出力端子に接続さ
れ、張力差値を速度基準設定値と比較して速度差値を出
力する補正器である。速度制御回路９は補正器８に接続
され、速度補正器８から出力された補正信号によって速
度制御信号を補正する回路である。トルク制御回路10は
速度制御信号によって板材搬送機構11にトルク制御信号
を与える回路である。サポートロール速度演算回路20は
ルーパー設備30に搬入される板材１の搬入速度とルーパ
ー設備30から搬出される板材１の搬出速度とからサポー
トロール回転速度を演算する回路である。加減速補償回
路21はサポートロール速度演算回路20に接続され、サポ
ートロール回転速度によってトルク制御信号を補正する
加減速補償信号を出力する回路である。速度加算部22は
加減速補償回路21および速度制御回路９に接続され、ト
ルク制御信号に加減速補償信号を加算して板材１の搬送
速度を補正する加算部である。尚、サポートロール速度
演算回路20の入力振動として搬入される板材１の搬入速
度設定値と搬出される板材１の搬出速度設定値とするこ
ともできる。

【００１６】このルーパー設備30では、板材１が、複数
段のループカー２ａと複数段の固定ロール２ｂの間に走
行可能に張られ、ルーパー設備30の入側から出側にかけ
て各段のループカー２ａと固定ロール２ｂ間を走行して
いくことで板材１の滞留放出が行われる。

【００１７】つまり、ループカー２ａを方向Ｘ１に移動
すると、固定ロール２ｂの間の距離が伸び、板材１はル
ープカー２ａと固定ロール２ｂの間を走行するので板材
１の滞留がされることになる。逆に、ループカー２ａ
が、方向Ｘ２に移動すると、滞留された板材１は放出さ
れる。

【００１８】上記作用により、ルーパー設備30の入側の
搬送速度Ｖｅに依らず、ルーパー設備30の出側では板材
１の搬送が続行され、鋼板の表面処理工程あるいは冷間
工程等が連続的に継続される。

【００１９】一方、張力制御装置では、ルーパー設備30
の出側の板材１の速度が搬送速度基準設定器４により搬
送速度基準（ＶＲＥＦｄ；Verocity REFeremce deliver
y,すなわち目標速度）に設定されている。また、張力検
出器５により検出されるルーパー設備30の出側での板材
張力と張力設定器６により設定される張力基準（ＴＲＥ
Ｆ；Tension REFerence ）との偏差が、張力加算部７に
より加算され、この偏差に基づいて搬送速度基準（ＶＲ
ＥＦｄ）が速度補正器８に補正される。さらに、補正さ
れた搬送速度基準は、速度制御回路９（ＡＳＲ；Automa
tic Speed Regulator)に入力され、対応するトルク基準
が計算される。そして、トルク基準に基づきトルク制御
回路10（ＡＴＲ）によって板材搬送機構11がトルク制御
される。ここで張力変動がない場合は、板材１の搬送速
度Ｖｄが搬送速度の目標値である搬送速度基準（ＶＲＥ
Ｆｄ）に近づくように制御されている。しかし、実際の
は板材１の張力は変動しているので、検出された板材１
の張力値（ＴＦＢＫ；Tension Feed Back)と張力基準Ｔ
ＲＥＦの偏差を基に、搬送速度基準（ＶＲＥＦｄ）が修
正され、この修正された値をもとに速度制御回路９から
トルク基準が求められ、板材搬送がトルク制御されてい
る。

【００２０】また、図示しない手段により、ルーパー設
備30の入側の板材１も必要な搬送速度基準に制御されて
いる。

【００２１】そして、この張力制御装置では、搬送速度
基準（ＶＲＥＦｄ）を設定する搬送速度基準設定器４
と、ルーパー設備30の出側の板材１の張力を設定する張
力設定器６と、ルーパー設備30の出側において張力を検
出する張力検出器５と、検出された板材張力と張力基準
の偏差を検出する張力加算部７と、張力加算部７で計算
された値により、搬送速度基準（ＶＲＥＦｄ）を補正す
る速度補正器８と、入力された搬送速度値にするための
トルク基準を計算する速度制御回路９と、板材搬送機構
11をトルク制御するトルク制御回路10と、板材１を次設
備へ送りだすための板材搬送機構11とを設けている。

【００２２】さらに、張力制御装置は、ルーパー設備30
の入出側の搬送速度Ｖｅ，Ｖｄより各ループカー２ａと
固定ロール２ｂ間のサポートロール３の各々の回転速度
を求めるサポートロール速度演算回路20と、サポートロ
ール３の回転に必要な加減速パワーによる張力付加分で
ある加減速補償量を演算する加減速補償回路21と、加減
速補償回路21よりトルク基準を補正する速度加算部22と
が加えられ、これら全体より構成されている。ここでサ
ポートロール速度演算回路20はサポートロール速度演算
手段であり、加減速補償回路21と速度加算部２２とは張
力変動抑制手段を成している。

【００２３】また、図示しない手段により、ルーパー設
備入側の板材も必要な搬送速度基準（ＶＲＥＦｅ）に制
御されている。さらに、図示しない手段により、入側搬
送速度Ｖｅと出側搬送速度Ｖｄが得られている。

【００２４】このように構成された連続鋼板設備の張力
制御装置の作用を説明する。

【００２５】まず、張力変動がない場合、板材の出側搬
送速度Ｖｄが搬送速度基準設定器４により与えられる搬
送速度の目標値である搬送速度基準（ＶＲＥＦｄ）に近
づくように板材搬送機構11がトルク制御されている。

【００２６】ところが、実際には、種々の理由により板
材張力は変動する。そこで、張力検出器５によりルーパ
ー設備出側の板材の張力が常に検出され、検出された、
板材１の張力値と張力設定器６で与えられた張力基準の
偏差を基に、搬送速度基準設定器４より与えられる搬送
速度基準（ＶＲＥＦｄ）が修正され、この修正された値
をもとに速度制御回路９によりトルク基準が求められ
る。このトルク基準は、加減速補償回路21により計算さ
れた加減速補償量を用いて加算部22で補正され、補正さ
れたトルク基準を基に板材搬送機構11がトルク制御回路
10によりトルク制御される。

【００２７】ここで加減速補償量は、サポートロール速
度演算回路20より求められた各ループカー２ａと固定ロ
ール２ｂ間のサポートロール３の回転速度から計算され
る。次にサポートロール速度演算回路20と加減速補償回
路21の作用を述べ、加減速報償量がどのように計算され
るかを説明する。図１においてルーパー内ループカー２
ａと固定ロール２ｂ前後の板材の搬送速度Ｖ₁ 、Ｖ₂ 、
Ｖ_2m-1、Ｖ_2m、Ｖｎはルーパー設備入側の搬送速度Ｖ
ｅ、出側の搬送速度をＶｄとすると、 Ｖ₁ ＝Ｖｅ Ｖ₂ ＝Ｖｅ−２・（Ｖｅ−Ｖｄ）／ｎ Ｖ₃ ＝Ｖ₂ Ｖ₄ ＝Ｖｅ−４・（Ｖｅ−Ｖｄ）／ｎ Ｖ₅ ＝Ｖ₄ Ｖ_2m＝Ｖｅ−２_m ・（Ｖｅ−Ｖｄ）／ｎ （１） Ｖ_2m＋１＝Ｖ_2m Ｖ_n ＝Ｖｄ である。ここで、ｎはルーパー板材条数、ｍは搬送ロー
ルの段数を示す。最下段の搬送ロールをｍ＝１段目、最
上段の搬送ロールはｍ＝ｎ／２段であらわされる。サポ
ートロール速度演算回路20は（１）式により、時々刻々
と変わるルーパー入側の搬送速度Ｖｅと出側の搬送速度
Ｖｄに対して板材各部分の速度をもとめる。また、サポ
ートロール３の回転は、板材１の搬送に伴っているの
で、各サポートロール３の回転速度も求めることができ
る。

【００２８】加減速補償回路21は、通常、ループカー２
ａと固定ロール２ｂ間の板材の慣性力による加減速パワ
ーと、搬送ロールの慣性力による加減速パワーが計算さ
れている。

【００２９】さらにループカー２ａの位置によって本数
の異なるサポートロールの慣性力による加減速パワーを
計算している。

【００３０】ここでサポートロール３の加減速パワーは
ループカー２ａの位置データを用いる。たとえば、ルー
プカー２ａが固定ロール２ｂに最も近い位置（短端）に
ありループカー２ａの移動方向がＸ１方向の場合、固定
ロール２ｂからループカー２ａが離れるに従ってサポー
トロール３の本数が段階的に増える。また、ループカー
２ａが固定ロール２ｂに最も遠い位置（長端）にありル
ープカー２ａの移動方向がＸ２方向の場合、固定ロール
２ｂからループカー２ａが近づくに従ってサポートロー
ル３の本数が段階的に増える。

【００３１】次に求められたサポートロールの加減速パ
ワーと、通常考慮されている板材、搬送ロールの加減速
パワーとを合計した加減速パワーによりトルク補正であ
る過減速補償量を計算する。

【００３２】このように本実施例によれば連続鋼板処理
設備の張力制御装置において、ルーパー設備の入出側搬
送速度Ｖｅ、Ｖｄを入力してループカー２ａと固定ロー
ル２ｂの間のサポートロール３の回転速度を算出するサ
ポートロール速度演算回路を設け、通常考慮されている
板材と搬送ロールに加えて、さらにサポートロールの慣
性力による加減速パワーを計算する過減速補償回路を設
けてトルク基準の補正を行うようにしたので、ルーパー
設備入出側での搬送速度変化による張力変動に対して張
力変動の抑制を行い、ひいては板材の変形や板厚変動を
抑制し、安定操業と歩留まりの向上がはかれる。また、
従来装置に簡単な回路要素を付加するだけでよいので、
従来装置の安価な改造により所定の効果を得ることが出
来る。

【００３３】

【発明の効果】本発明によればルーパー設備における板
材速度変動及びサポートロールの回転数変動による張力
変動を抑制する連続鋼板処理設備の張力制御装置を提供
することができ、ひいては板材の変形や板厚変動を抑制
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す鋼板張力制御装置の構
成図である。

【符号の説明】

１ 板材、２ａ ループカー、２ｂ 固定ロール、２ｃ
キャリアロール、３ サポートロール、４ 搬送速度
基準設定器、５ 張力検出器、６ 張力設定器、７ 張
力加算部、８ 速度補正器、９ 速度制御回路、10 ト
ルク制御回路、11 板材搬送機構、20 サポートロール
速度演算回路 21 加減速補償回路、22 速度加算部、

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ループカーと固定ロールの間に板材を滞
   留させるルーパー設備と、前記ループカーと固定ロール
   の間に設置されて前記板材を支持するサポートロール
   と、前記ルーパー設備に直列に設置されて前記板材を搬
   送させる板材搬送機構と、前記板材に働く張力を検出し
   て張力測定値を出力する張力検出器と、張力制御の基準
   となる張力設定値を予め与える張力設定器と、前記張力
   測定値を前記張力設定値と比較して張力差値を出力する
   張力加算部と、前記板材搬送機構に基準となる速度基準
   設定値を予め与える搬送速度基準設定器と、前記張力差
   値を前記速度基準設定値と比較して速度差値を出力する
   速度補正器と、この速度補正器から出力された補正信号
   によって速度制御信号を補正される速度制御回路と、前
   記速度制御信号によって前記板材搬送機構にトルク制御
   信号を与えるトルク制御回路とからなる鋼板張力制御装
   置において、前記ルーパー設備に搬入される板材の搬入
   速度と前記ルーパー設備から搬出される板材の搬出速度
   とからサポートロール回転速度を演算するサポートロー
   ル速度演算回路と、前記サポートロール回転速度によっ
   て前記トルク制御信号を補正する加減速補償回路と、前
   記トルク制御信号に前記加減速補償信号を加算して前記
   板材の搬送速度を補正する速度加算部と、を具備してな
   る鋼板張力制御装置。
2. 【請求項２】 ループカーと固定ロールの間に板材を滞
   留させるルーパー設備と、前記ループカーと固定ロール
   の間に設置されて前記板材を支持するサポートロール
   と、前記ルーパー設備に直列に設置されて前記板材を搬
   送させる板材搬送機構と、前記板材に働く張力を検出し
   て張力測定値を出力する張力検出器と、張力制御の基準
   となる張力設定値を予め与える張力設定器と、前記張力
   測定値を前記張力設定値と比較して張力差値を出力する
   張力加算部と、前記板材搬送機構に基準となる速度基準
   設定値を予め与える搬送速度基準設定器と、前記張力差
   値を前記速度基準設定値と比較して速度差値を出力する
   速度補正器と、この速度補正器から出力された補正信号
   によって速度制御信号を補正される速度制御回路と、前
   記速度制御信号によって前記板材搬送機構にトルク制御
   信号を与えるトルク制御回路とからなる鋼板張力制御装
   置において、前記ルーパー設備に搬入される板材の搬入
   速度設定値と前記ルーパー設備から搬出される板材の搬
   出速度設定値とからサポートロール回転速度を演算する
   サポートロール速度演算回路と、前記サポートロール回
   転速度によって前記トルク制御信号を補正する加減速補
   償信号を出力する加減速補償回路と、前記トルク制御信
   号に前記加減速補償信号を加算して前記板材の搬送速度
   を補正する速度加算部と、を具備してなる鋼板張力制御
   装置。