JPS5949796B2 - 圧延機起動補償装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は圧延機起動補償装置に係り、特に逆転式冷間圧
延機に適用してスタンドの軸受の油膜切れによる加速遅
れをなくす上で好適な圧延機起動補償装置に関する。

従来から、冷間圧延機も各種の構造をもつたものが開発
され、圧下量、圧延速度、圧延精度等全ての面で技術革
新が進んでおり多種の圧延機が出現するに至つている。

これら多くの冷間圧延機の中で、逆転式冷間圧延機のみ
は他の圧延機と違つて起動方法が独特である。即ち、逆
転式冷間圧延機は左リール、主ロール、及び右リールが
ストリップに依り繋がつており、そのままの状態で起動
（加速）される。この時主ロールのベアリングにスリー
ブベアリングが使用されている場合、油膜の状態により
軸受とシャフト間の摩擦係数が異なり、又、一般に主ロ
ーは速度制御がなされるが、・速度の低いところでは制
御回路の信号レベルの低いこと等が起因して主ロールに
加速遅れが生じ、巻戻リール及びスタンド間では板のた
るみ、巻取リール及びスタンド間では板のはりすぎ（過
張力）となり、その後急激にスタンドの速度が立ち・上
ると、巻戻リール及びスタンド間に急激な張力がかかり
板に悪い影響を及ぼし、時には板破断さえ生ずることと
なる。従つて、本発明の目的は、かかる従来技術の欠点
をなくし、このスタンドの加速遅れを改善するとともに
、板に及ぼす悪影響を取り除くことを可能ならしめた新
規の圧延機起動補償装置を提供するにある。

以下、図面に従つて本発明を更に詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る圧延機起動補償装置を
適用される逆転式冷間圧延機の概略構成図であり、１は
左リール、２はスタンド、３は右リール、４は左リール
１、右リール３に繋がつている被圧延材、５はペイオフ
リール、６はバツクアツプロール、７はワークロール、
８はデフレクタロールをそれぞれ示すものである。

かかる構成に於いて、逆転式圧延機の１パス目はペイオ
フリール５から払い出され、２パス目以降は左右の各リ
ール１，３に被圧延材４が巻きついたままで右圧延、左
圧延と数回、繰り返され、最後に右リール３に巻き取ら
れて１コイルの圧延が終了する。

逆転式冷間圧延機以外の一般的な冷間圧延機は一般にベ
ルトラツパ一と称する巻き始めにコイルが巻取リールに
巻きつくまで援助してやり数巻巻きつくと後退する機械
装置を有するが、逆転式冷間圧延機に限つて言えば、パ
ス毎にコイルエンドをスタンドから抜いていたのでは、
．パス毎に通板しなければならず作業能率が非常に悪く
なる為、停止は左右リール１，３に被圧延材４が繋がつ
た状態で行なわれる。この状態でパス方向が切り換えら
れ逆の方向に圧延される。

この時スタンド２のバツクアツプロ．−ル６のベアリン
ダにモーコールベアリング等の様に長時間放置すると油
膜が減少し、軸受とシヤフト間の摩擦係数が増し、起動
しにくい状態になると左右リール１，３及びスタンド２
を一斉起動（加速）させようとするときスタンド２の起
動遅．れがしばしば生ずることがある。スタンド２は以
前は電圧制御が採用されていたが最近は速度制御されて
いる。第２図はスタンド２に加速遅れが生じたときの速
度基準信号とスタンド２の速度の関係を示す説・明図で
あるが、この起動遅れは、制御回路の信号そのものが速
度が低い時に低レベルにあることも二次的に原因の一つ
となつている。

主ロールの起動遅れが生ずると、巻戻リールとスタンド
２間は被圧延材４がゆるみ、逆に巻取リールとスタンド
２間は被圧延材４が張られすぎることになる。

又、スタンド２が一旦回転し始めると静止摩擦から動摩
擦に移る為、ベアリンダ部の摩擦トルクは急激に減衰す
るとともに、速度制御の応答はかなり速い為、スタンド
の速度は急唆に立ち上がる。このときスタンドの起動直
前に巻戻リールとスタンド間で緩んでいた被圧延材４に
は急激に張力がかかり、逆に巻取リールとスタンド２間
に張つていた張力は一度緩み、その後設定された張カへ
移行する。この急激な張力変動は被圧延材４に悪影響を
及ぼし、板被断を生ずるケースもある。これを避けて巻
戻リール、スタンド及び巻取リールを一斉に揃速性を保
つて始動（加速）させてやる為にはスタンド２の摩擦ト
ルクに打ち勝つトルクを何らかの形で駆動電動機に与え
てやらなければならない。

第３図ａは本発明の一実施例に係る圧延機起動補償装置
を適用される逆転式圧延機のスタンドの制御回路を示し
、第３図ｂはこれに組み合わされるスタンド起動補償回
路の回路構成図を示すもので、Ｍはスタンド駆動用の電
動機、ＴＧは前記電動機Ｍの回転数を検出する為の速度
発電機、ＳＤは前記速度発電機ＴＧ出力に基いて速度帰
還信号を得る為の速度検出機、ＳＲは速度基準信号の入
力端子、ＣＤＩは電動機Ｍの電機子電流を検出する電流
検出器、ＣＤ２は電動機Ｍの界磁電流を検出する電流検
出器、ＦＲは界磁電流基準信号の入力端子、ＶＤは電機
子電圧を検出する電圧検出器、ＳＣは速度基準信号と速
度帰還信号を突き合わせて速度偏差信号を出力する速度
制御回路、ＣＣは前記速度制御回路ＳＣの出力と電流検
出回路ＣＤＩからの電流帰還信号を突き合わせて電流偏
差信号を出力する電流制御回路、ＶＣは前記電流制御回
路ＣＣの出力と電圧検出器ＶＤの出力である電圧帰還信
号を突き合わせて電圧偏差信号を出力する電圧制御回路
、ＰＨＣＩは前記電圧制御回路ＶＣの出力に基いて電動
機Ｍの制御ゲートＣＮＩに対するゲート制御信号を与え
る自動パルス移相器、ＬＣは論理回路、ＦＣＣは電流検
出回路ＣＤ２からの界磁電流帰還信号と端子ＦＲからの
界磁基準信号を突き合わせてゲート制御信号を発生する
界磁電流制御回路、ＰＨＣ２は前記ゲート制御信号に基
いて界磁の制御ゲートＣＮ２に対してゲートパルス信号
を与える自動パルス移相器である。

方、］１は圧延停止時間の入力回路、１２は圧下刃の入
力回路、１３は速度基準信号の入力回路、１４は前記圧
延停止時間と圧下刃を突き合わせて起動時の補償量を演
算する演算回路、１６は起動補償が必要な時に開路する
アナログゲート、１７は前記アナログゲート］６を介し
て速度基準信号に対して起動時の補償量を加算する加算
回路、１５は起動時補償量を加味された速度基準信号を
出力する出力回路、１８はアナログゲート１６のゲート
制御回路である。かかる構成に於いて、スタンド２の駆
動システムは、駆動している電動機Ｍとその駆動電源と
速度制御回路及び速度基準回路より構成される。

スタンド２の駆動は一般に自動界磁弱め制御付速度制御
が採用され、電動機Ｍは基底速度までは電圧により加速
され端子電圧が定格電圧に到達すると界磁を弱めること
により加速し、その後設定された圧延速度で速度制御さ
れる。第３図ｂにおいてはその速度制御の基準信号を与
えるために、演算回路１４の出力である起動補償量が加
速遅れを補償してやるためのものである。

この補償量は入力回路１１から与えられる圧延機の停止
時間と入力回路１２から与えられる圧下刃の関数として
与えられる。

即ち、Ｃ＝Ｆ（Ｆ，ｔ５，ｔ） ・・・ （
１）として演算され、その後加算回路１７で速度基準信
号と加算してスタンド２の速度基準信号として出力回路
１５から出力される。

ここで・、Ｃは補イ賞量、ｆは圧延機停止中の圧下刃、
Ｔ，は圧延機の停止時間である。一般に、スタンド２の
軸受の油膜切れによる摩擦の増加量は圧延停止時間Ｔ８
の増大とともに増大し、圧下刃ｆの増大とともに増加す
る傾向にあり、最も簡単な考え方としてはＣ＝Ｆ（Ｆ，
ｔ５）＝（Ａｌｆ＋Ａ２ｔＳ） ・・・ （２）とし
て与えられる。

但し、Ａｌ，ａ２は定数である。圧延機により多少の差
はあると考えられるので、あらかじめ必要な補償量Ｃを
ｆ及びＴ５をパラメータとしてデータをとり、数式を与
える。この補償は一度スタンドが回転し始めると「Ｏ」
となる様にゲート制御回路１８及びアナログゲート１６
により制御される。第４ａは本発明の他の実施例に係る
圧延機起動補償装置を適用される逆転式圧延機の巻取り
一の張力制御回路を示し、第４図ｂはこれに組み合わさ
れるスタンド起動補償回路の回路構成図を示す。

第４図ａにおいてＭ１は巻取リール駆動用の電動機、Ｖ
Ｄｌは前記電動機Ｍ１の電機子電圧を検出して電圧帰還
信号を発生する電圧検出器、ＣＤ３，ＣＤ４は前記電動
機Ｍ１の電機子電流を検出して電流帰還信号を発生する
電流検出器、ＬＳはラインスピード信号を入力する端子
、ＳＬは前記電圧帰還信号と電流帰還信号とラインスピ
ード信号を突き合わせて張力基準を修正する制御回路、
ＳＰは前記電圧帰還信号と電流帰還信号とラインスピー
ド信号を突き合わせてコイル径を演算する演算回路、Ｄ
Ｍはα演算回路の出力ＳＰに基いてコイル径を記憶する
コイル径メモリ、ＦＧは前記コイル径メモリＤＭ出力と
ラインスピード信号の微分値Ｄｓ／Ｄｔに基いて関数を
発生する関数発生器、ＴＳは張力基準信号の入力端子、
０Ａ１は演算増幅器、制御回路ＳＬの出力、張力基準信
号、前記関数発生器ＦＧ出力を突き合わせて張力偏差信
号を出力する張力制御回路、ＣＣｌは前記張力制御回路
０Ａ１出力と前記電流検出回路ＣＤ３からの電流帰還信
号を突き合わせて電流偏差信号を出力する電流制御回路
、ＰＨＣ３は前記電流制御回路ＣＣｌ出力に基いて電動
機Ｍ１の制御ゲートＣＮ３に対するゲート制御信号を与
える自動パルス移相器、ＬＣｌは論理回路、ＣＤ５は電
動機Ｍ１の界磁電流を検出して界磁電流帰還信号を出力
する電流検出器、ＦＣＣｌは電流検出器ＣＤ５からの界
磁電流帰還信号とコイル径メモリＤＭの出力信号を突き
合わせてゲート制御信号を発生する界磁電流制御回路、
ＰＨＣ４は前記ゲート制御信号に基いて界磁の制御ゲー
トＣＮ４に対してゲートパルス信号を与える自動パルス
移相器である。一方、２１は張力基準信号の入力回路、
２７は張力基準信号に対して演算回路１４からの起動時
補償量を加算する加算回路、２５は被圧延材４の張力に
対すノる制限値を演算して出力する制限回路、、２６は
加算回路２７の出力を制限回路２５の出力に突き合わせ
て張力限界信号を出力するリミツタ、２８は前記リミツ
タ２６に依つて制限値設定を受けた補償張力基準信号を
出力する出力回路である。かかる構成に於いて、巻取リ
ールの駆動電動機Ｍ１は圧延速度即ちラインスピードと
電動機Ｍ１の逆起電力を比例させ電流を一定に制御する
ことにより巻取張力をコイル径の増大にかかわらず一定
に制御している。第４図ｂの回路はその張力基準信号に
補償量を加算してその信号を張力基準入力端子ＬＳに与
えるための起動補償するため、スタンド２の軸受の油膜
の減少により生ずる起動遅れを被圧延材４を通して巻取
リールで引つ張る。

補償量の与え方は、スタンド２の場合と同様圧下刃と圧
延停止時間の関数Ｃ＝Ｆ（Ｆ，ｔｓ，ｔ） ・・・ （
３）で与えられる。

ここで、最も簡単な与え方としては、Ｃ−Ｆ（Ｆ，ｔ。

，ｔ）＝（Ａ，，ｆ＋Ａ，。Ｆ）一Ａ，。ｔ・・・（４
）が与えられる。

但し、Ａｌｌ，ａｌ２，ａｌ３は定数である。この場合
、ステツプ状に補償を加えることはス．トリツプに急激
な張力変動を２度生ずる事となるので時間とともに減少
する様、− Ａ，。

ｔという項を設けて出来る限り急激な張力変動を避ける
様にする。又補償量Ｃは「Ｏ」になるまで与える。制限
回路２５は板厚板幅によつて過張力とならない様ーリミ
ツトをかけるもので補償量と張力基準の和が（板厚）×
（板幅）× （限界ユニツト張力）以上にならない様
にするものである。一方、第３図の構成と第４図の構成
の補償を同時に使用することもできる。

この場合、補償量を．スタンドの制御補償量と巻取機の
制御補償量を適当な割合に分けて行なえばよいが、出来
る限りスタンドの制御補償量の割合を多くし、張力によ
る補償は被圧延材への影響を避ける様にすることが望ま
しい。以上述べた如く、本発明に依れば、スタンドの軸
受の油膜切れによる加速遅れに対して、スタンドの速度
制御の速度基準に起動補償を与えるか、巻取リールの張
力基準に起動補償を与えるか、又はスタンドの速度制御
の速度基準及び巻取リールの張力基準に起動補償を与え
る等の方法により加速遅れをなくす事が可能となり、巻
戻リール、スタンド、巻取リールを一斉に且つ被圧延材
に大きな張力変動を与える事なく加速なし得る新規の圧
延機起動補償装置を得る事が出来るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る圧延機起動補償装置を
適用される逆転式冷間圧延機の概略構成図、第２図はス
タンドに加速遅れが生じたときの速度基準信号とスタン
ドの速度の関係を示す説明図、第３図は本発明の一実施
例に係る圧延機起動補償装置を適用される逆転式圧延機
のスタンドの制御回路とこれに組み合わされるスタンド
起動補償回路の回路構成図、第４図は本発明の他の実施
例に係る圧延機起動補償装置を適用される逆転式圧延機
の巻取リールの張力制御回路とこれに組み合わされるス
タンド起動補償回路の回路構成図である。 ２ ・・・・・・スタンド、４ ・・・・・・被圧延材
、１１・・・・・・圧延停止時間の入力回路、１２・・
・・・・圧下刃の入力回路、１３・・・・・・速度基準
信号の入力回路、１４・・・・・・演算回路、１６・・
・・・・アナログゲート、１７・・・・・・加算回路、
２１・・・・・・張力基準の入力回路、２７・・・・・
・加算回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 速度基準信号に基き圧延機駆動用電動機を制御する
   速度制御回路と、圧延機の停止期間を入力する第１の入
   力回路と、圧延機の圧下力を入力する第２の入力回路と
   、前記第１の入力回路出力と第２の入力回路出力から電
   動機起動時の補償量を演算する演算回路と、前記電動機
   の起動時に前記速度基準信号に前記補償量を加算する速
   度補償回路とを備える事を特徴とする圧延機起動補償装
   置。 ２ 張力基準信号に基き圧延機巻取リール駆動用の電動
   機を制御する張力制御回路と、圧延機の停止期間を入力
   する第１の入力回路と、圧延機の圧下力を入力する第２
   の入力回路、前記第１の入力回路出力と第２の入力回路
   出力から圧延機駆動用電動機の起動時の張力補償量を演
   算する補償量演算回路と、圧延機起動時に前記張力基準
   信号に前記張力補償量を加算する張力補償回路とを備え
   る事を特徴とする圧延機起動補償装置。 ３ 速度基準信号に基き圧延機駆動用電動機を制御する
   速度制御回路と、張力基準信号に基き圧延機巻取リール
   駆動用の電動機を制御する張力制御回路と、圧延機の停
   止期間を入力する第１の入力回路と圧延機の圧下力を入
   力する第２の入力回路と、前記第１の入力回路出力と第
   ２の入力回路出力から圧延機駆動用電動機起動時の速度
   補償量を演算する速度補償演算回路と、前記第１の入力
   回路出力と第２の入力回路出力から圧延機駆動用電動機
   起動時の張力補償量を演算する張力補償演算回路と、前
   記速度補償量と張力補償量を一定の割合に分配する分配
   手段と、圧延機起動時に前記分配手段に依つて分配され
   た速度補償量を前記速度基準信号に加算する速度補償回
   路と、圧延機起動時に前記分配手段に依つて分配された
   張力補償量を前記張力基準信号に加算する張力補償回路
   とを備える事を特徴とする圧延機起動補償装置。