JPS5913236Y2 - 連続焼鈍炉のストリップ搬送装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、電動機容量を小にし設備費を低減させた連続
焼鈍炉のス） ＩＪツブ搬送装置に関する。

連続焼鈍炉による熱処理においては、炉雰囲気温度を一
定に保って、板（ストリップ）サイズの変化による板温
の変化は通板速度を制御して補正するのが一般的であり
、通板速度の電気的制御は次の（１）式による可変電圧
制御に依る。

Ｎ＝マ／πＤ −Ｋ、（Ｖ −Ｉ Ｒ）／φ （１）こ・で
Ｎはプライドルロールなどの駆動ロールの駆動電動機の
回転数、Ｄは該ロールの直径、■はライン速度、Ｋ□は
比例定数、Ｖ、Ｉ、Ｒおよびφは駆動電動機の印加電圧
、電機子電流、抵抗、および界磁４束である。

連続焼鈍炉における速度制御は中央部の熱処理炉の板棒
送速度の制御が主目的で、そのスピードマスクは炉出側
のプライドルロールの駆動モータである。

このプライドルモータもさることながら本設備中に設置
される他のプライドルモータも含めてその容量Ｐは一般
に次式のライン速度ｖ （ｍｐｍ）を通板最大速度に、
また張力Ｔを通板最大サイズにしたとき必要な張力によ
って決定していた。

ところで炉の熱処理能力（Ｔｏｎ／Ｈｏｕｒ）には当然
限界があって供給熱量および加熱温度を所定値以上にす
ることはできない。

一般に板厚（ｍｍ）が厚い程またライン速度（ｍｐｍ）
が大なる程炉処理能力は大である必要がある。

第１図はこの間の事情を説明する図で、必要な炉処理能
力は曲線Ｃ１で示される如く板厚が小さい間は板厚に比
例して増大するが（ライン速度は一定として）構造上定
まる一定値以上には増大できない。

ライン速度■は曲線Ｃ２で示すように、板厚が小で炉処
理能力が充分である間は最高速度（設備上定まる高速限
度）Ｖｍに維持できるが、板厚が大になって炉処理能力
が限度に達すると、以後ライン速度は点線で示す如く下
げる必要があり、さもなければ板温を所望値に高めるこ
とができない。

これらの曲線Ｃ１，Ｃ２の折曲点に対応する板厚が標準
板厚であり、最高ライン速度で通板できる限界板厚であ
る。

電動機出力Ｐ（ＫＷ）は、曲線Ｃ３で示す如くストリッ
プ張力を一定にすればライン速度に比例して増大し、そ
して従来方式では最高ライン速度、最大張力を出すに必
要な出力Ｐｍを所要電動機容量としていた。

しかしながらライン速度は上述のように板厚が大になる
と下げる必要があり、従って最高ライン速度と最大張力
は同時に生ずる訳ではない。

最大張力従ってモータトルクの最大値が最高速度からず
れているなら、最高速度実現はモータの弱め界磁による
ことができる。

本考案はか・る点に着目してなされたものでその特徴と
する所は張力を加えた状態でストリップを連続的に通板
し、該ストリップを所定温度以上に加熱して熱処理する
連続焼鈍炉のストリップ搬送装置において、該ストリッ
プ搬送装置のストリップ駆動用直流電動機に、最大板厚
に対応するストリップ速度までは該電動機を全界磁にし
、以後標準板厚に対応する最高ストリップ速度まで該電
動機の界磁を速度上昇につれて弱める界磁制御装置を設
けたことにある。

第２図でこれを説明すると、曲線Ｃ１，Ｃ２は第１図と
同様な板厚対炉処理能力およびライン速度を示す。

曲線Ｃ３はライン速度に対する電動機出力を示し、点線
のように延びれば第１図と同しである。

本考案では炉処理能力が限界に達したのちはライン速度
はほぼ板厚に逆比例して下げる必要がある点に着目し、
最大板厚に対応する最低ライン速度までは全界磁で実現
するが、以後はすべて弱め界磁で実現するようにした。

このようにすると弱め界磁以後の電動機の所要出力は一
定でよい。

即ち電動機出力Ｐはトルク（これはストリップに加わる
張力でもある）をＦとしてｐ＝に１Ｆｖで表わされ、ト
ルクＦは単位張力をＵＴ、ストリップの厚みをｔとして
Ｆ＝ＵＴＸｔであるから、速度Ｖが厚みｔに逆比例する
ならＦ＝に２ＵＴ／■、従ってＰｍに、に２ＵＴとなっ
て速度Ｖに無関係な一定値をとる。

第２図ではこれは曲線Ｃ３の縦軸と平行な直線部分で示
される。

この図から明らかなように従来方式では電動機容量はＰ
ｍだけ必要であったものが、本考案ではこれがＰａです
む。

曲線Ｃ４は電動機トルクを示し、全界磁の間は最大値、
以後前述の式Ｆ ＝ Ｋ２ＵＴ／ ｖに従って減少する
。

第３図はか・る電動機を使用する連続焼鈍炉のストリッ
プ駆動系を示す。

１はペイオフリール、２はストリップ、３はストリップ
を切断するシャー、４はその切断した端部同志を溶接す
るウェルズ、５はプライドルロール、６はクリーニング
セクション、７はストランドルーパ、８は炉部、９はル
ープカー、１０は圧延機、１１はピンチロール、１２は
ストリップを切断するシャー、１３はマグネットコンベ
ア、１４はテークアツプリールである。

このシステムでは連続焼鈍、圧延を行なうので、リール
は複数個設けられ、１つのリール１からストリップが繰
り出されて焼鈍、圧延が行なわれ、それが終りに近づく
と次のリール１からストリップが繰り出され、端部をシ
ャー３で切断して揃え、ウェルズ４で溶接してストリッ
プを連続させる。

この溶接中はストリップを停止させる必要があり、一方
炉８内のストリップは連続走行させる必要があるのでス
トリップ長に変動が生じるが、ルーパ７はこれを吸収す
る。

炉８および圧延機１０通板されて焼鈍、圧延されたスト
リップ２はリール１４に巻取られるが、これも複数個設
けられており、１つのリールが巻取完了する頃シャー１
２を動作させ、以後のストリップはマグネットコンベア
１３で案内して次のリールに巻取らせる。

この際もストリップ２は一時停止させる必要がありその
時のストリップ長変動はループカー９が吸引する。

ストリップ速度を律する電動機はプライドルロール５、
圧延機１０、ピンチロール１１．および炉８内のストリ
ップ各折返し点のローラ等を駆動する電動機Ｍであるが
、これらにはすべて前述の容量に選定され前述の制御を
受ける電動機が使用される。

これらの電動機に対する速度指令系を第４図に示す。

第４図で２０はプロセスコンピュータ、２１．２２．２
３は出側、中央、入側各主幹制御装置、２４，２５．２
６は電圧、電流、速度各制御器である。

前述のように炉８およびその入側、出側ではストリップ
搬送一時停止等、駆動態様が異なるので速度指令系は３
つに分かれている。

コンピュータ２０はこれらの各主幹制御装置２１，２２
．２３に速度基準信号Ｓ１を与え、主幹制御装置２１．
２３には出側、入側オーバースピード基準信号Ｓ２．Ｓ
３がループカーおよびストランドルーパ各位置信号Ｓ４
．Ｓ５が入力され、また相互にシーケンス信号Ｓ６を交
換し、出側、中央、入側各マスター基準信号Ｓ７〜Ｓ９
を出力する。

各電動機Ｍの制御は前述の通りで標準板サイズ以下は定
トルク、それ以上は定出力運転となり、この定出力の領
域で弱め界磁が行なわれる。

第５図、第６図、および第７図は電流制御、速度制御、
および電圧制御の基本回路を示す。

電動機Ｍ１．Ｍ２・・・・・・はいずれもサイリスタ３
０を使用した静止レオナード方式で制御される。

即ち第５図（１）の電流制御の場合は検出器３１で検出
される電機子（回路）電流が、ライン速度基準信号Ｓｌ
ｌおよび張力指令信号Ｓ１□を受ける制御器３２からの
指令値Ｓ１３に一致するようにサイリスタ３０を制御し
、また電動機Ｍ１５Ｍ２・・・・・・の逆起電圧が該制
御器３２からの電動機逆起電圧指令信号Ｓ１４に一致す
るように界磁ＭＦを制御（弱め界磁）する。

第６図（１）の速度制御の場合は電動機Ｍ１．Ｍ２・・
・・・・に取付けた指速発電機３３により検出される電
動機速度が速度基準信号Ｓ工、に一致するようにサイリ
スタ３０を制御し、また電動機界磁ＭＦを第５図と同様
に制御する。

第７図（１）の電圧制御の場合は電動機電圧（サイリス
タの出力電圧）が電圧基準信号Ｓ１６に一致するように
サイリスタ３０を制御し、また電磁ＭＦを指令信号Ｓ１
７に従って制御（弱め界磁）する。

なお３４は関数発生器で、各電動機の界磁の非直線性を
補正する。

第５図〜第７図の各（２）は信号３１３〜Ｓ１６の特性
を示す。

これらの図でｔは板厚、Ｒ８は基準信号、■はライン速
度を示す。

以上説明したように本考案によれば連続焼鈍炉のストリ
ップ移送モータの容量を低減でき、しかも炉の処理能力
には支障はなく、コスト／性能の高い設備とすることが
できる。

プロセスラインにおける電動機の速度制御は、制御の容
易さおよび経済性を考えてワードレオナード方式が採用
されサイリスタが出現してからは静止レオナード方式が
広く用いられているが、現在に至るまで界磁制御は経済
性に劣ると見られ特殊な用途以外には用いられなかった
が、この界磁制御（これ自体は勿論周知であるが）を連
続焼鈍炉の特性に合わせて上述するように用いると、電
動機枠番低下、主回路電流の低下によるサイリスタ装置
、制御盤、主回路ケーブルの節減ができ、これらは界磁
制御装置による価格上昇を埋めてなお大きなコスト低減
を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は各種特性の説明図、第３図は本考
案の実施例を示す説明図、第４図は各種指令信号の系統
図、第５図〜第７図の各（１）は電流速度、電圧制御系
の結線図、同各（２）は各々の特性図である。 図面で、２はストリップ、８は焼鈍炉、Ｍ、Ｍ、、Ｍ２
はストリップ駆動電動機である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 張力を加えた状態でストリップを連続的に通板し、該ス
   トリップを所定温度以上に加熱して熱処理する連続焼鈍
   炉のストリップ搬送装置において、該ストリップ搬送装
   置のストリップ駆動用直流電動機に、最大板厚に対応す
   るス） ＩＪツブ速度までは該電動機を全界磁にし、以
   後標準板厚に対応する最高ス） ＩＪツブ速度まで該電
   動機の界磁を速度上昇につれて弱める界磁制御装置を設
   けたことを特徴とする連続焼鈍炉のストリップ搬送装置
   。