JPH10235423A - ブライドルロールのスリップ検出方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】鋼帯の圧延・酸洗・表面処理等のラインに設置
されるテンションブライドル装置において、鋼帯の通板
速度を正確に測定することができ、複数のブライドルロ
ールのスリップを確実に検出できるようにする。 【解決手段】テンションブライドル装置１の測定対象の
ブライドルロール２とは別に昇降可能な通板速度測定ロ
ール７を有する通板速度測定装置６を設置し、鋼帯の条
件に応じて鋼帯Ｓのロール７への巻付け角θを変更して
ロール７と鋼帯Ｓ間のスリップを防止し、正確な通板速
度の測定を可能とした上で、ロール７の回転数とロール
径とから鋼帯の通板速度Ｖ₀ を求め、ブライドルロール
の回転数とロール径とから各ブライドルロール２の周速
度Ｖ_i を求め、通板速度Ｖ₀ と各ブライドルロールの周
速度Ｖ_i とを比較して絶対値［Ｖ₀ −Ｖ_i ］が所定のし
きい値Ｖ_thより大となったときに当該ブライドルロール
と鋼帯間にスリップが発生していると判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼帯の処理ライン
に設置されて鋼帯の張力を制御するテンションブライド
ル装置において鋼帯とブライドルロール間のスリップを
検出するスリップ検出方法およびスリップ検出装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】鋼帯の圧延・酸洗・表面処理等の処理ラ
インにおいては、回転駆動装置により回転駆動される複
数のブライドルロールを備えたテンションブライドル装
置を処理部等の入側および出側に設置し、入側と出側の
テンションブライドル装置において、ブライドルロール
の回転速度を異ならせることにより、処理部等の鋼帯に
張力を付与し、あるいは鋼帯の張力を減じるようにして
いる。

【０００３】このようなテンションブライドル装置にお
いて、ブライドルロールを長期間使用した場合には、ロ
ール表面摩耗による表面粗度低下、あるいはゴムロール
ではゴム硬化による表面摩擦係数の低下が起こり、その
結果、張力を保持しきれずにスリップが発生する。この
ようなスリップが発生した場合には、鋼帯表面に擦り傷
が発生し、また搬送速度や張力の変化が発生し、例えば
所定の伸び率を付与できないといった問題が発生する。

【０００４】従って、こういった問題の発生する前に、
鋼帯とブライドルロール間のスリップを発見し、例えば
ブライドルロールの表面摩擦係数の低下が問題の場合は
ロール表面粗度を向上させたり、表面摩擦係数の経時変
化の少ない耐久性の高いロールに変更する必要があり、
また各ブライドルロールの負荷バランスが不適当な場合
はその調整を行う必要がある。そのため、従来において
は、次のようなブライドルロールのスリップ検出方法が
提案されている。

【０００５】(1) 特開昭５９−３０４２５号公報（ブラ
イドルロールのスリップ検出方法） ストリップの伸び矯正を行うテンションレベラの入側ブ
ライドルロール群および出側ブライドルロール群におけ
るブライドルロールとその前段デフレクタロールの回転
速度を検出し、それぞれの検出信号を比較している。ス
リップがない場合、ブライドルロールとデフレクタロー
ルの周速は同一であるが、ブライドルロールが摩耗して
ストリップに対してスリップすると周速が速くなるた
め、これを前段デフレクタロールの周速度と比較するこ
とで検出し、スリップ発生と判定している。

【０００６】(2) 特開平２−４２００４号公報（テンシ
ョンブライドルロール装置のスリップ検出方法） プロセスラインに設置されるテンションブライドルロー
ル装置の一対のブライドルロールの回転数を回転数検出
器で検出し、これら回転数と各ブライドルロールの直径
から各ブライドルロールの周速度を算出し、各ブライド
ルロールの周速度の差が所定設定値以上となったとき
に、金属ストリップとテンションブライドルロール装置
との間にスリップが生じていると判定している。即ち、
ブライドルロールがスリップすると、そのロールが軽負
荷となって、そのロールが他のロールに比べて周速度が
増加することを検出している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の従来技
術(1) では、デフレクタロールの周速が鋼帯の速度と一
致していることを前提にしているため、デフレクタロー
ルに対して鋼帯が十分に巻き付くような構造であれば、
問題がないが、単に接触するだけのような通常の構造の
場合、デフレクタロールと鋼帯間のスリップが発生しや
すく、ブライドルロールのスリップ測定は困難である。

【０００８】また、従来技術(2) では、一対のブライド
ルロールの周速度を比較してスリップを判断しているた
め、ブライドルロールが３本以上ある場合には、スリッ
プしているロールの特定ができない、あるいは全てのブ
ライドルロールでスリップが発生して、なおかつ各ロー
ル回転速度が一定速度の範囲内に収まっていると、スリ
ップ検出がされない場合がある。

【０００９】本発明は、前述のような問題点を解消する
ためになされたもので、その目的は、鋼帯の通板速度を
正確に測定することができ、複数のブライドルロールの
スリップを確実に検出することができるスリップ検出方
法およびスリップ検出装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のスリップ検出方法は、鋼帯を巻き付けたブ
ライドルロールを回転駆動することにより鋼帯の張力制
御を行うテンションブライドル装置におけるブライドル
ロールのスリップを検出するスリップ検出方法におい
て、図１、図２に示すように、前記ブライドルロールと
は別に設置した通板速度測定ロールを鋼帯が所定の巻付
け角θでロールに巻き付くように鋼帯に対して押し付
け、この通板速度測定ロールの回転数とロール径とから
鋼帯の通板速度Ｖ₀ を求め、ブライドルロールの回転数
とロール径とから各ブライドルロールの周速度Ｖ_i を求
め、鋼帯の通板速度Ｖ₀ と各ブライドルロールの周速度
Ｖ_i とを比較して絶対値［Ｖ₀ −Ｖ_i ］が所定のしきい
値Ｖ_thより大となったときに当該ブライドルロールと鋼
帯間にスリップが発生していると判定することを特徴と
する。

【００１１】本発明のスリップ検出装置は、鋼帯を巻き
付けたブライドルロールを回転駆動することにより鋼帯
の張力制御を行うテンションブライドル装置におけるブ
ライドルロールのスリップを検出するスリップ検出装置
において、図１、図２に示すように、鋼帯に対して進退
移動可能に支持されると共に鋼帯に対して押し付けられ
る通板速度測定ロール７とこの通板速度測定ロールに接
続された回転数検出器８を有する通板速度検出装置６
と、前記各ブライドルロール２のモータ３に接続された
回転数検出器４と、前記通板速度測定ロールの回転数と
ロール径とから鋼帯の通板速度Ｖ₀ を演算し、ブライド
ルロールの回転数とロール径とから各ブライドルロール
の周速度Ｖ_i を演算し、鋼帯の通板速度Ｖ₀ と各ブライ
ドルロールの周速度Ｖ_i とを比較して絶対値［Ｖ₀ −Ｖ
_i ］が所定のしきい値Ｖ_thより大となったときに当該ブ
ライドルロールと鋼帯間にスリップが発生していると判
定する演算処理装置５を備えていることを特徴とする。

【００１２】即ち、本発明では、先ず鋼帯の通板速度を
正確に測定するために、図１に示すように、通板速度測
定装置６を測定対象であるブライドルロール２での鋼帯
の通板速度と同速度となるような位置に設置する。さら
に、この通板速度測定装置６は、通板速度測定ロール７
と、ロール昇降装置（昇降用シリンダ）９と、一対のサ
ポートロール１０などから構成し、通板速度測定ロール
７とサポートロール１０により鋼帯Ｓに適切な巻付け角
θを持たせることで、この通板速度測定装置６での通板
速度測定ロール７と鋼帯Ｓ間のスリップを防止し、正確
な通板速度の測定を可能としている。

【００１３】また、この通板速度測定装置６において
は、通板速度測定ロール７を昇降させることで、鋼帯Ｓ
の通板速度測定ロール７への巻付け角θを調整すること
ができ、鋼帯Ｓの材質、板厚または鋼帯にかかる張力等
の条件が変わり、スリップ限界となる巻付け角θが変わ
る場合でも、通板速度測定ロール７の圧下量ｘを変える
ことで対応することができる。例えば、鋼帯Ｓの剛性が
小さい場合は、巻付け角θを大きくとり、逆に剛性が大
きい場合には巻付け角θを小さくし、通板速度測定ロー
ル７の鋼帯Ｓに対する押付け力Ｆを適切にし、スリップ
を防止するといった対応が可能である。

【００１４】具体的には、測定対象の鋼帯の板厚ｔ［ｍ
ｍ］、板幅ｗ［ｍｍ］、通板速度測定ロールと鋼帯間の
摩擦係数をμ、鋼帯に一定の張力Ｔ［Ｎ／ｍｍ² ］がか
かるとしたとき、鋼帯の通板速度測定ロールへの巻付け
角θ rad となるような通板速度測定ロールの圧下力を
Ｆ［Ｎ］とした場合、次の（１）式のような関係を保つ
場合に、通板速度測定ロール７は鋼帯Ｓとのスリップを
発生させることなく、測定が可能となる。

【００１５】

【数１】

【００１６】また、圧下力Ｆは、圧下量ｘによって変わ
る巻付け角θと、板厚ｔ、板幅ｗ、および鋼帯の縦弾性
係数Ｅによって変わってくるため、（１）式から巻付け
角θは、次の（２）式のような場合にスリップを起こさ
ない。

【００１７】

【数２】

【００１８】鋼帯の材質、板厚、張力などから（２）式
を満たす巻付け角θを求め、この巻付け角θとなるよう
に通板速度測定ロール７を鋼帯Ｓに対して押し付けれ
ば、スリップを発生しない圧下力Ｆが得られ、鋼帯の通
板速度が鋼帯の材質、板厚、張力等によらず正確に測定
され、この正確な通板速度と各ブライドルロールの周速
度が比較されることにより、複数のブライドルロールの
うちどのブライドルロールがスリップしているかを確実
に検出することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示する一実施例
に基づいて詳細に説明する。図２に本発明のスリップ検
出装置を示し、図３にスリップ検出装置における通板速
度測定装置の詳細を示す。図４は通板速度測定装置のテ
スト結果であり、図５は本発明のスリップ検出方法のフ
ローチャートである。

【００２０】図２において、複数（本実施例では４本）
のブライドルロール２を備えたテンションブライドル装
置１が、例えばテンションレベラ（図示省略）の入側お
よび出側に設置されており、各ブライドルロール２はモ
ータ３により回転駆動される。入側と出側のテンション
ブライドル装置１においてブライドルロール２の回転速
度を異ならせることにより、処理部の鋼帯に張力を付与
する。

【００２１】このようなテンションブライドル装置１に
おいて、各ブライドルロール２のモータ３に回転数検出
器（パルスジェネレーター）４を設け、これらブライド
ルロール２とは別の位置で、ブライドルロール２上の鋼
帯Ｓと同じ通板速度となるような位置に、通板速度測定
ロール７と回転数検出器（パルスジェネレーター）８を
備えた通板速度測定装置６を設置する。回転数検出器４
および回転数検出器８の検出信号は演算処理装置（カウ
ンター）５に入力し、後述するような演算処理およびス
リップの判定を行う。

【００２２】通板速度測定装置６は、鋼帯Ｓの通板速度
を正確に測定できるように構成したものであり、図３に
示すように、通板速度測定ロール７、回転数検出器８、
昇降用シリンダ９、サポートロール１０、上下可動スト
ッパー１１、ストッパー昇降装置１２からなる。通板速
度測定ロール７は、ライン方向に間隔をおいて配置した
一対のサポートロール１０間の中央に配置し、その軸受
７ａに昇降用シリンダ９のピストンロッド先端を接続
し、この昇降用シリンダ９により昇降可能とされてい
る。上下可動ストッパー１１は、通板速度測定ロール７
の軸受７ａを受けて通板速度測定ロール７の位置決めを
行い、かつ昇降用シリンダ９の圧下力Ｆを保持する部材
であり、モータ・ジャッキ方式などのストッパー昇降装
置１２により昇降させる。

【００２３】以上のような構成において、鋼帯Ｓの板厚
・剛性等の条件に応じて上下可動ストッパー１１の上下
位置をストッパー昇降装置１２により変更し、昇降用シ
リンダ９により通板速度測定ロール７を下降させ、その
軸受７ａを上下可動ストッパー１１で固定することで、
通板速度測定ロール７の圧下位置、即ち通板速度測定ロ
ール７に対する鋼帯Ｓの巻付け角θおよび圧下力Ｆが設
定される。鋼帯Ｓの材質、板厚、張力などから前述の
（２）式を満たす巻付け角θを求め、この巻付け角θと
なるように通板速度測定ロール７を鋼帯Ｓに対して押し
付ければ、スリップを発生しない圧下力Ｆが得られる。

【００２４】ここで、通板速度測定ロール７として選定
するロールとして注意すべき点は、鋼帯の通板速度が急
激に変化したときにもロール回転が追随するように、ロ
ールの重量はなるべく軽量化を図り、慣性モーメントを
小さくすることである。また、このような昇降用シリン
ダによってロールが瞬時に昇降できる構造とすること
で、例えば酸洗ラインのような鋼帯が途切れなく連続し
て通板するラインにおいては、鋼帯の溶接部や形状の悪
い部分で通板速度測定ロール７を上昇退避させてロール
の損傷を防止することが可能であり、またプロセスコン
ピューター等に上下可動ストッパー１１の位置を鋼帯の
条件に応じたテーブル値として持たせた場合には、鋼帯
の通板速度測定ロール７への巻付け角θの設定の自動化
を図ることも可能となる。

【００２５】また、通板速度測定ロール７の材質として
は、鋼帯表面に傷が付かないように、ゴムが適切であ
り、そのゴムの特性としては、摩擦係数μが高く、かつ
長期使用にも耐えられるように耐久性の高いものが良
い。摩擦係数を上げるためには、ゴムロール表面に鋼帯
通板速度の測定に支障のない範囲で表面加工を施すこと
が有効であり、また耐久性を上げるためには、鋼帯と通
板速度測定ロール間の摩擦での発熱によるゴムの劣化を
防止するために耐熱性の高いものを選択すると良い。

【００２６】以上のような構成の通板速度測定装置６を
用いて、鋼帯の通板速度測定ロール７への巻付け角θを
変え、通板速度測定ロール７と各ブライドルロール２の
速度を測定し、通板速度測定装置６の評価を行った結果
を示す。このとき、各ブライドルロール２は新品を用
い、各々の表面はテスト通板時の速度でスリップしない
位の摩擦係数μを保持している。図４(a) は、巻付け角
θがスリップ限界角より十分大きい場合の通板速度測定
ロール７と各ブライドルロール２の周速度を表してお
り、通板速度測定ロール７の周速度は各ブライドルロー
ル２の周速度と殆ど一致しており、通板速度測定ロール
７はスリップの発生がないことがわかる。図４(b) は、
巻付け角θがスリップ限界角より小さい場合の通板速度
測定ロール７と各ブライドルロール２の周速度を表して
おり、通板速度測定ロール７の周速度は、加速時および
減速時に各ブライドルロール２の周速度と異なった値を
示しており、通板速度測定ロール７はスリップしている
ことがわかる。このように、巻付け角θが鋼帯の板厚や
剛性から決まるスリップ限界角以上でないと、通板速度
測定ロール自身がスリップしてしまい、測定が不可能と
なる。

【００２７】次に、各ブライドルロール２のスリップ検
出には、測定対象となる各ブライドルロール２のモータ
３に接続したパルスジェネレーター４と、通板速度測定
装置６の通板速度測定ロール７に接続したパルスジェネ
レーター８と、各パルスジェネレーターのパルスカウン
ト出力を取り込んで回転数に変換し、各ロール２・７の
単位時間当りの回転数とロール径から各ロール２・７の
周速度を演算し、通板速度測定ロール７の周速度（鋼帯
の通板速度）と各ブライドルロールの周速度を比較して
スリップの判定を行うカウンター５を使用する。

【００２８】即ち、図５のフローチャートに示すよう
に、(1) 各ブライドルロール２のパルスジェネレーター
４および通板速度測定ロール７のパルスジェネレーター
８のパルスカウントをカウンター５に取り込み、単位時
間当りの通板速度測定ロール７の回転数Ｎ_R と各ブライ
ドルロール２の回転数Ｎ_Bi（ｉ＝１，２，３，４）を求
める。(2) この回転数Ｎ_R ，Ｎ_Biにそれぞれのロール径
Ｄ_R ，Ｄ_Biを乗じて、周速度Ｖ_R ，Ｖ_Biを求める。(3)
通板速度測定ロール７の周速度Ｖ_R （＝通板速度Ｖ₀ ）
と各ブライドルロールの周速度Ｖ_Bi（ｉ＝１，２，３，
４）を比較し、その差が所定のしきい値を超えた場合、
即ち、絶対値［Ｖ₀ −Ｖ_i ］＞Ｖ_th となった場合、そ
のブライドルロールでスリップが発生したと判定し、警
報を出力する。仮に、スリップが発生した場合には、ラ
イン速度の低下や、品質上問題なければブライドルロー
ル前後の張力を変化させるなどといったスリップに対し
て何らかの対策を講じることも可能である。

【００２９】

【発明の効果】前述の通り、本発明は、測定対象のブラ
イドルロールの他に鋼帯の通板速度を測定するための昇
降可能な通板速度測定ロールを有する通板速度測定装置
を設置し、鋼帯の条件に応じて鋼帯の通板速度測定ロー
ルへの巻付け角を変更して通板速度測定ロールと鋼帯間
のスリップを防止し、正確な通板速度の測定を可能とし
た上で、通板速度測定ロールおよび各ブライドルロール
の回転数を検出して演算処理装置に取り込み、これら回
転数に各ロール径を乗じることにより、各ロールの周速
度を求め、通板速度測定ロールの周速度と各ブライドル
ロールの周速度を比較し、その差がしきい値を超えるブ
ライドルロールにスリップが発生したと判定するように
したため、鋼帯の通板速度を鋼帯の材質、板厚、張力等
によらず正確に測定することができ、複数のブライドル
ロールのうちどのブライドルロールがスリップしている
かを確実に検出することができる。これにより、スリッ
プ発生時に通板速度を落としたり、スリップの発生して
いるブライドルロールに何らかの対策を講じることがで
き、ブライドルロールを備えたラインにおける品質向上
および安定稼動が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスリップ検出装置を示す(a) は全体
図、(b) は部分詳細図である。

【図２】本発明のスリップ検出装置の一実施例を示す側
面図である。

【図３】図２のスリップ検出装置における通板速度測定
装置の一例を示す側面図である。

【図４】本発明における各ロールの速度を示すグラフで
あり、(a) は巻付け角θがスリップ限界角より大きい場
合、(b) は巻付け角θがスリップ限界角より小さい場合
である。

【図５】本発明のスリップ検出方法のフローチャートで
ある。

【符号の説明】

１…テンションブライドル装置 ２…ブライドルロール ３…モータ ４…回転数検出器（パルスジェネレーター） ５…演算処理装置（カウンター） ６…通板速度測定装置 ７…通板速度測定ロール ８…回転数検出器（パルスジェネレーター） ９…ロール昇降装置（昇降用シリンダ） １０…サポートロール １１…上下可動ストッパー １２…ストッパー昇降装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼帯を巻き付けたブライドルロールを回
   転駆動することにより鋼帯の張力制御を行うテンション
   ブライドル装置におけるブライドルロールのスリップを
   検出するスリップ検出方法において、 前記ブライドルロールとは別に設置した通板速度測定ロ
   ールを鋼帯が所定の巻付け角θでロールに巻き付くよう
   に鋼帯に対して押し付け、この通板速度測定ロールの回
   転数とロール径とから鋼帯の通板速度Ｖ₀ を求め、ブラ
   イドルロールの回転数とロール径とから各ブライドルロ
   ールの周速度Ｖ_i を求め、鋼帯の通板速度Ｖ₀ と各ブラ
   イドルロールの周速度Ｖ_i とを比較して絶対値［Ｖ₀ −
   Ｖ_i ］が所定のしきい値Ｖ_thより大となったときに当該
   ブライドルロールと鋼帯間にスリップが発生していると
   判定することを特徴とするブライドルロールのスリップ
   検出方法。
2. 【請求項２】 鋼帯を巻き付けたブライドルロールを回
   転駆動することにより鋼帯の張力制御を行うテンション
   ブライドル装置におけるブライドルロールのスリップを
   検出するスリップ検出装置において、 鋼帯に対して進退移動可能に支持されると共に鋼帯に対
   して押し付けられる通板速度測定ロールとこの通板速度
   測定ロールに接続された回転数検出器を有する通板速度
   検出装置と、前記各ブライドルロールのモータに接続さ
   れた回転数検出器と、前記通板速度測定ロールの回転数
   とロール径とから鋼帯の通板速度Ｖ₀ を演算し、ブライ
   ドルロールの回転数とロール径とから各ブライドルロー
   ルの周速度Ｖ_i を演算し、鋼帯の通板速度Ｖ₀ と各ブラ
   イドルロールの周速度Ｖ_i とを比較して絶対値［Ｖ₀ −
   Ｖ_i ］が所定のしきい値Ｖ_thより大となったときに当該
   ブライドルロールと鋼帯間にスリップが発生していると
   判定する演算処理装置を備えていることを特徴とするブ
   ライドルロールのスリップ検出装置。