JPS5884607A - ホツトストリツプミルの張力制御装置 - Google Patents

ホツトストリツプミルの張力制御装置

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JPS5884607A
JPS5884607A JP56182537A JP18253781A JPS5884607A JP S5884607 A JPS5884607 A JP S5884607A JP 56182537 A JP56182537 A JP 56182537A JP 18253781 A JP18253781 A JP 18253781A JP S5884607 A JPS5884607 A JP S5884607A
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JP
Japan
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tension
strip
speed
stand
mill
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JP56182537A
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English (en)
Inventor
Keiichi Miura
敬一 三浦
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B38/00Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product
    • B21B38/06Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product for measuring tension or compression
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B37/00Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/48Tension control; Compression control
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    • B21B1/24Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length in a continuous or semi-continuous process
    • B21B1/26Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length in a continuous or semi-continuous process by hot-rolling, e.g. Steckel hot mill
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B15/00Arrangements for performing additional metal-working operations specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B2015/0057Coiling the rolled product
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B39/00Arrangements for moving, supporting, or positioning work, or controlling its movement, combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B39/006Pinch roll sets

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Winding, Rewinding, Material Storage Devices (AREA)
  • Control Of Metal Rolling (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、熱間連続圧延機(以下ホットストリップミル
という)の仕上圧延機最終スタンドと巻取機(以下コイ
ラーという)もしくは、コイラーの前段に設置されるピ
ンチロールとの間ノ張力制御装置に関するものである。
。 ホットストリップミルにおいては、コイラーに巻取られ
るストリップに一定の後方張力を与えることが、巻取ら
れたコイルの巻き形状面上等の為に極めて重要なことで
あって、このため、従来よりホットストリップミルのコ
イラー前段には、ビアfロールが設置され、ピンチロー
ルとコイラー間で巻取張力を所定に保つ様な設備構成と
なっている。
しかし、従来のホットストリップミル制御装置では、仕
上圧延機とピンチロールとの速度同期を正確に実現する
ことが困難であったため、仕上圧延機とピンチロール間
ひいては、ピンチロールとコイラー間の張力を一定に維
持することが困難となり、巻き形状等の品質向上及び操
業性改善の面で阻害要因となっていた。
第1図は、従来のホットストリップミルを説明するだめ
の構成図である。この図において、lは7スタンド式仕
上げ圧延機の圧延ロール、2は各圧延ロールを駆動する
電動機、3は各電動機2の速度制御装置を示す。4はピ
ンチロール、5はこのピンチロールの駆動電動機、6は
電動機5の速度制御装置である。この速度制御装置6は
、最終スタンドを担当するモータ2の速度に対応したパ
ルス数を出力する速度検出器lOからのパルス信号を、
ロール径補正装置]11先進率補正演算器12を介して
入力している。7はコイラー、8はその駆動電動機、9
はコイラーの電流制御装置で、巻取張力制御器13から
の信号を入力している。
なおSはストリップである。
このように構成される装置において、仕上圧延機lを出
たストリップSは、ピンチロール4を経てコイラー7に
巻取られる。
ここで、巻取張力制御器13は、コイル外径、ストリッ
プ断面寸法等のパラメータに応じて、所定の巻取張力を
発生するだめのコイラー電動機8の必要トルク又は電流
値を演算し、これを電流制御装@9に与え、コイラーの
巻取張力制御を行っている。
一方、ピンチロール4の速度は、ストリップSが仕上圧
延機コとピンチロール4にまたがって存在する間(スト
リップSの全長は500〜1000fflに達するのに
対し、最終スタンドとピンチロール間距離は100?n
以下である)、仕上圧延機速度と同期する必要がある。
史に正確には、仕上圧延機速度lの最終スタッドF7の
出側ストリップ速度とピンチロール4のロール周速が極
カ一致する様制御することを要求される。それ故に、第
1図に示す従来装置においては、(1)式に示すように
ピンチロール4の回転速度NPRを演算し、これを予測
的に定めていた。
但し、N7:最終スタンドF、のモータ回転速度(RP
M) D7:最終スタンドF、のロール径(mm)DPR:ピ
ンチロール4のロール径(mm)(ユ+f、);ストリ
ップSの最終スタンドF。
ロール出側先進率 しかしながら(1)式において、最終スタンドF70−
ルの出側先進率(出側ストリップ速度のロール周速に対
する比)は、オンラインで実測は困難であるため、モデ
ル式による予測値を用いなくてはならず、この為に誤差
を生じることは避けられない。筐た、各ロール径D7.
DPRも、ロール組替、摩耗による経年変化のために実
際の値と、演算器設定値間の誤差要因となる。このため
最終スタンドF7のロール速度と、 ピンチロール速度
との速度マツチングを常時実現することは困難であり、
”Lロール速度ンピンチロール速度であれば、ランナウ
トテーブル上でストリップSの浮上りを生じ、極端な場
合はランナウトテーブルの上部設置、例えば注水設備等
の破損に至る場合があった。
またF、ロール速度〈ピンチロール速度であれば、仕上
圧延機とピンチロール間の張力が過大となり、ピンチロ
ールでのローラとストリップ間のストリップにより、巻
取張力(ピノチロールとコイラー間)に外乱を与え、巻
取形状不良を発生させるうえに、ス) IJツブSの尾
端が仕上圧延機を抜ける時点で、ストリップS尾端のは
ね上りを生じ易く操業上の障害となっていた。
これらの現象を緩和する試みとして、従来装置では、ピ
ンチロール速度制御装置6に、負荷垂下特性を持たせ、
仕上圧延機とピンチロール間の速度差により、ビンチロ
ール電流が過大となると、ピンチロール速度を垂下特性
に沿って修正するか、もしくは、ストリップが仕上圧延
機とコイラー間にかかつている間、ピンチロール電流が
常に零となる様に制御する等の手法を用いていた。しか
しながら、これらの方法でも、仕上圧延機とピンチロー
ル間張力は、無制御であるためピンチロールとコイラー
間の巻取張力も、所定値には確立されず、結局、コイル
巻取形状改善(テレスコープ防止等)、操業性向上の両
面で障害があった。
本発明は、このような従来装置における欠点をなくする
ことを目的として々されたもので、特に仕上圧延機とピ
ンチロール間の速度同期誤差の改善を主眼としている。
本発明に係る装置は、仕上圧延機最終スタンドの諸デー
タ(圧延荷重、圧延トルク等)から、仕上圧+=機とビ
ンチロール間のストリップ張力を検出し、このストリッ
プ張力が所定値になるように制御する点に特徴がある。
第2図は、本発明に係る装置の一例を示す構成ブロック
図である。図において、]は什土圧延機の圧延ワークロ
ールで、ここでは7スタンド式什土圧延機を用いた場合
で、図では後半スタンドF6F7についてのみ示すっ2
はロール1の駆動電動機、3は電動機2の速度制御装置
で、電動機2に流れる電流を制御するだめのサイリスタ
を含んで構成されている。4はビンチロール、5はこの
ピンチロールの駆動電動機、6は電動機5の速度制御装
置である。この速度制御装置6は、本発明において特徴
としているストリップ張力検出手段14からの信号を入
力し、これに基づいて電動機5の速度制御を行う。7は
コイラー、8はその駆動電動機、9はコイラーの電流制
御装置、13は巻取張力制御装置、Sはストリップであ
る。コイラー7を駆動する電動機8は、巻取張力制御装
置、13からの信号に応じて、その速度が制御される。
■bi4peスタンドとF7スタンド<tti終スタン
ド)との間に設置したルーパロール、16はこのルーパ
ロール荷重検出器、]・/はルーパ駆動及び制rMコ糸
、1Bは荷重検出器16からの信号(FL)とルーパ制
御系17からの角度信号(のとを入力し、後方張力(T
b)を演算する後方張力演算器である。
ストリップ張力検出手段14において、19は最終スタ
ンドF7の電動機2の電流(■)、電圧(V)及び回転
速度(N)をそれぞれ入力信号とし、これらを演算する
ことによって圧延トルクを演算する圧延トルク演算器、
20は後方張力演算c]−8からの信−づ(T、)、圧
延トルク演算器コ、9からの信号(G、)及びF7スタ
ンドの圧延荷重検出器24からの信号(F)をそれぞれ
入力し、前方張力(Tf)を演算する前方張力演算器で
ある。21は加算器、22は張力制御器である。この張
力制御器22は、加算器2]−からの偏差信号(TfR
Ef  ”f)を入力し、これに例えばPI演算を施し
、制御信号(△■)を出力する。23は加算器で、張力
制御器22がらの信+j(△V)と先進率補正演算器1
2からの信号(NOIIを加舞し、その偏差(NO−△
■)を速度制御装置6に与えている。先進率補正演算器
12には、最終スタッド上°、の電動機速度検出器10
がらの信号(N>が、ロール径補正装置11を介して印
加されている。
なお、25.26は最終スタンドF7 とピンチロール
4間に設置したストリップ検出器(ホットメタルディテ
クタ)である。
このように構成した装置において、仕上圧延機とピンチ
ロールとの間の張力は、仕上圧延機F7スタンドのトル
ク′ゝランス式である次の(2)弐〜(4)式より求め
る。
GF = aF +b T b −cTf  ・−−−
−−−・−・−(2+GF = GM−刀と・dN  
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(3)3
’75    dt GM=(V−工・R)(アームL)/N ・・・・・・
・・・・・・ (4)但し、GF :圧延トルク(To
N−m)G14:電動機発生トルク(T ON  m 
)F :圧延荷重 (TON) Tb:後方張力 (TON) Tf:前方張力 (11’0N) a :圧延力トルクアーム係数 b :後方張力アーム係数 C:前方張力アーム係数 C)D2 ;駆動系慣性 (ToN−mt)V :電動
機1@:様子電圧(Voコt)■ :電動機電機子′電
流(Annp)N :電動機回転速度 (RPM) R:電動機電機子回路抵抗(Ω) ■L:電動機無負荷損失電流(Amp)(2)式におい
て、b、Cの値は圧延ロール径により定まる定数であり
、トルクアーム係数aは次の様にして求められる。すな
わち、ストリップSの先端が、仕上圧延機ロール−の出
側に設けた検出器25に達した時点では、Tf−0であ
るから(2)式を変形した(5)式によりaの値を求め
ることができる。
a : −−−−−−−−一・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・(5)ここでG′Fは(3)式、(4)
式より圧延トルク演算器19において演算され((3)
 、 (4)式中の各パラメータ中GD2. R、工り
は全てあらかじめ実験により測定可能であり、V、I、
Nは変数として演算器19に入力されている)、また、
Fは演算機20に変数として入力され、Tbは後述する
ルーパ制御系17からの信号として伺・られるため、前
記(5)式によりaが演↑r決定され、所定の記憶装置
に記憶される。ストリップ先端が検出器26に到着して
、所定時間後、ストリップ先端Q、4.ビンチロール4
に達するが、この時点で仕上圧延機とピンチロール開張
力即ち、F7スタンド出側張力(Tf)は、(6)式に
より、前方張力演η゛器20において求めることができ
る。
Tf、=  a、F−1−b1吐」L・・・・・・・・
・・・・・・・・・・(6)(6)式によりF7スタン
ド出側張力(Tf)が演算されると、この値(Tf)は
加算器21において、あらかじめ記憶された張力基糸値
(、T fRwf)と加算され、その偏差が張力制御器
22に加えられ、ここで、TfREf>Tf(TfRE
f<Tf)の時、ピンチロール速度制御系6を介して、
その速度を低下(上昇)させるように制御する。
なお、この装置においては、この張力制御器22にPI
演算を施すものを用いており、その制御出力(△V)は
(7)式で表わすことができる。
△v−=xp(l+ ](17百勺(TfRB+f−T
f)・・・・・・(力但し、△■:制征制用1出力ピン
チロール速度修正値に相当 KP;制御器の比例ゲイン T■;制御器の積分時定数 なお、前記(5)式、(6)式で使用されているF、ス
タンド後方張力(Tb)は、荷重検出器]6からの出 
  1力信号(PL)と、ルーパ角度検出器1″/から
の信号(θ)を入力とする後方張力演算器18において
、公知の演算式を用いて導出される。
このような装置の動作を次に、ストリップSの流れに沿
って更に説明する。
ストリップSの先端が仕上最終スタンドF7に達すると
、ルーパ15が上昇し、”l + ’? スタンド間張
力制御が開始されるとともに、後方張力(Tb)が後方
張力演算器18において演算される。ストリップSの先
端が検出器25に達すると、(5)式の演算により、ト
ルクアーム係数aが演算されこれが記憶される。この状
態でピンチロール4の速度制御装置6の速度指令値は、
y′7スタンドの速度検出器lOからの出力を用いて、
(1)式により演算される予測同期速度指令値が与えら
れている。なお、ロール径補正装置]11先進率補正演
算器12には、(])式において、D7/DPR、(1
−1−f、 )の定数があらかじめ設定されている。
ストリップ日の先端が更に進んで、検出器26に達して
所定の時間(ストリップS先端が検出器おいてなされる
とともに、制御器22において(7)式の張力制御が開
始される。制御器22の出力(△V)は、先進率補正演
算器12からの信号(No)を、仕上スタンドとピンチ
ロール間張力が所定値となる様に修正、すなわち、ピン
チロール速度を修正、制御する。これによって、仕上ス
タンドとビンチロール間張力が常に所定値になるように
制御される。このような張力制御は、ストリップSの尾
端が仕上εルF7スタンドメタルオフ時点まで継続され
る。
なお、上記の説明では、仕上圧延機とピンチロール間張
力の検出を(2)〜(6)式で行う場合を示したが、張
力検出の手法としては、仕上圧延機出側もしくはピンチ
ローラ入側等に荷重計を用いた張力検出器を設置するよ
うにしてもよい。
また、ここでは、制御器22の出力によって、ピンチロ
ール4の速度を修正したものであるが、仕上圧延機速度
もしくはその両者を修正するようにしてもよい。
以」二説明したように、本発明に係る装置によれば、ス
トリップが仕−ト圧延機と、ピンチロールの両者にまた
がっている間、両者の間でのス) IJツブに与えられ
る張力を一定に制御することができる。したがって、ピ
ンチロールとコイラー間の巻取張力を安定に維持するこ
とができ、コイル巻形状の改善ができる。
また張力制御により、仕上圧延機最終スタンドとピンチ
ロール間の速度マツチングが安定して得られるため、材
料浮上がり、尾端はね上がり等の防止ができ、品質の向
上と操業の効率アップを実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のホットストリップミルを説明するだめの
構成図、第2図は本発明に係る装置の一例を示す構成ブ
ロック図である。 1・・・・・・圧延ロール、  2.5.8・・・電動
機1.’3.5.9・・・速度制御装置、4・・・ピン
チロール、7・・・コイラー、]1・・・・・・ロール
径補正装置、]2・・・・・・先進率補正演算器、〕3
・・・・・・巻取張力制御装置、15・・・ルーバロー
ル、]6・・・・・・multi、1 ’7・・・・・
・ルーパ制御系、]8・・・・・・後方張力演算器、]
9・・・・・・FE延トルク演算器、20・・・・・・
前方張力演算?11122・・・・・・制御器、14・
・・・・・ス) IJツブ張力検出手段、S・・・・・
ストリップ。 同、各図中同一符号は同一またけ相当部を示す。 代理人  葛 野 信 −

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  ホットストリップミルの仕上圧延機最終スタ
    ンドとピンチロール間のストリップ張力を前記仕上圧延
    機最終スタンドの諸データを演算することによって検出
    し、このストリップ張力が所定の値となるように前記ピ
    ンチロールの速度及びまたは仕上圧延機の圧延速度を修
    正、制御することを特徴とするホットストリップミルの
    張力制御装置。
  2. (2)仕上圧延機最終スタンドの諸テータとして、当該
    スタンドの圧延反力、圧延トルク及び当該スタンド後方
    ルーパー張力を用いることを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載のホットストリップはルの張力制御装置。
  3. (3)  ストリップ張力の修正、制御を、ストリップ
    が仕上圧延機最終スタンドと、ピンチロールの両者に噛
    込んでいる期間に実施することを特徴とする特許請東奮
    囲第]項記載のポットストリップミルの張力制御装置、
JP56182537A 1981-11-12 1981-11-12 ホツトストリツプミルの張力制御装置 Pending JPS5884607A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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