JPS5992321A - 反り量の監視を行なう張力計 - Google Patents

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、金属ストリップの冷間圧延技術に関する。更
に、本発明はストリップ製品の張力および反り（平面度
）を制御する装置に関する。

反りとは、直線状の縁部に対する圧延された薄板材のス
トリップ巾の縁部の湾曲量を定義する。

従来技術は、ストリップの反りの管理を行なうための多
くの器具を開示している。典型的には、これらの従来技
術の装置は、ストリップ製品を監視する検出素子から受
取る信号に応答して金属加工ロールの１つの温度特性を
変化させることにより、前記ロールの形状を変化させる
ものである。

例えば、Ｂｏｉｓｖｅｒｔ等の米国特許第４，２８２，
５１１号は、空気り・ソションにより支持され薄板金属
製品と接触する区分ごれたロータの形態の「曲面メータ
」を開示している。区分ロータからの空圧信号は電気信
号に変換され、この信号は更に金属ロールｍＩＬの冷却
材の分布状態を制御する。Ｐｅａｒｓｏｎの米国特許第
３．４８９．３０８号の教示内容は若干似ている。

前記の２つの米国特許の［曲面メータｊは、前述の如く
、ロールの冷却材の分布およびロールの温度特性を変化
させることにより加工ロールの輪郭を変化させるための
装置と共働して作動するように構成されている。このよ
うな装置は巾の広い板材の横断形状を充分に監視するこ
とができるか、狭い薄板材の巾と対応する距離における
ロールの表面を横断する熱勾配が大きくないため、狭い
ストリップの場合にはこれらは有効ではない１、 従来の「張力計」は、単に、縦列で作動する隣接する圧
延スタンドの中間のストリップにおけるＩ張力を監視す
るのみで、反りを監視する能力はない。例えば、Ｍｉｃ
ｈｅｌの米国特許第２，３４５，７８５号および同第２
，５４４，４８７号を参照されたい。

従って、本発明の目的は、運動状態にある金属ストリン
プの反りの検出および連続的な監視のための簡単な保守
か比較的少ない装置の提供にある。

本発明の別の目的は、張力の測定および反りの測定の両
方の能力を看する張力３＋の提供にある。

更に他の目的は、巾の狭いストリフプの反りを監視する
装置の提供にある。

本発明の他の目的および適用範囲については、添付図面
に関して以下の詳細な記述を読むことにより明らかにな
るであろう。

７に発り」は、連動する金属ストリップの反りの測定、
および必要に応じてその張力の測定のための・張力計を
提供するものである。この張力計は、如何なる冷間圧延
機と関連しても使用することができる。その教示内容が
参考のため本文に引用されるｉ′願と同しく譲渡された
係属中の特許出願「金属ストリップ用冷間圧延機」　（
本願と同日出ＷＪ）の圧延スタンドと組合せて使用され
る銹、張力計と関連する制御回路は、可動加工ロールの
他のロールに対する傾斜度を変化させるように、前記出
願に開示された空隙調整装置の少なくとも１つを作動さ
せるための指令信号な生じる。

本発明の張力計は、金属の薄板材のストリ・ンプを弔カ
ドで支持するための円筒状のローラを含んでいる。この
円筒状ローラは、ベアリングおよびその各端部における
独立的な支持装置を介して圧延された金属ストリフプの
中心線の両側に取付けられた２つのロートφセルに対す
るハウジングを緩やかに畳う板に対して取付けられてい
る。ｉｊＪ撓セトを右する隔ｊ１りが前記ハウジングの
開口頂部およびロートφセルを覆っている。円筒状のロ
ーラを支持するＬ配板は、躯着点において前記ハウシン
グｊ−に支持され、突起部により可撓性を有する隔１１
φを合して外ロード・セルに当接する板の下側で支持さ
れている。このような構成により、前記板およびこれに
取付けられた円筒状のローラは、圧延された金属７トリ
、プの中心線に対して直角をなす軸心の同門に枢動する
。前記張力計は、前記ロー）・・セル、Ｌの全荷重の関
数としてのストリ・ンプのＪ張力の監視および（または
）２つのロード中セル１−に及はされる圧力間の差の関
数としての７トリツプの反りの監視のため使用すること
ができる。

本発明は、特に、前掲の係属中の特許出願により教示さ
れる如き自動反り制御（Ａ　ＣＣ）のための制御回路に
おいて使用される反り制御信号の生成において有効であ
る。本発明の張力計により生成されるこの反り制御信号
は、ロード・セルに及ぼされる作用力間の差を表わす。

前記の係属中の特許出頭の教示内容によれば、前記の作
用力の差を表わす電圧信号は実際の反りに対する値に変
換され、これは更に反り値零をり−えるため空隙調整装
芒の再設定のための制御信号に変換される。また、必黄
ににして、この張力信号は自動張力制御において使用す
ることができ、この場合この信号はワインタまたはブリ
ドルにおける圧延機の運転速度またはトルクの変更のた
め使用される。

張力計の２つの断面によるｗ面図を示す第１図および第
２図においては、金属ストリップ１１は充分に規定され
た角度で検出ロール１２１の周囲に折り曲げられる。検
出ロール１２１は２本の柱体１２３と１２３′によって
連動可能な頂部板１２４上に載置され、前記柱体は精密
高速ベアリング１２２　、１２２’を支持してロール１
２１が非常に僅かな摩擦で回転することを許容する。頂
部板１２４は、メトリ１．ブの中心綿服に位置する枢動
ボタン１２５の周囲に枢動する。頂部板１２４の下側に
おける２つの別の突起部１３１　、１３１’は応力計タ
イプの２つの高精度ロー１ζ・セル１２７．１２７′に
対して当接し、これにより頂部板１２４に対する３点支
持を提供する。頂部板１２４にはハウジング争ボックス
１２６七に重なる周辺部フランジ１３２が設けられ、こ
のため頂部板１２４を所定位置に維持する。麩鍮製のシ
ム材の非常に薄い隔膜シール１２８がハウジング＋２８
の頂部に勾し接着されて、これを介して大きな誤差もな
く荷重か伝達できまたロード・セル１２７　、　ｉ２？
’を勺ってこれを保護する水密シールを形成する。

ロード中セル１２７　、１２７’はストリップの中心線
の両側に均等に離間され、精度の高い増幅器１２９に対
し、て接続されている。（この増幅器は任意に張力計か
ら遠く離れて配置することができる）増幅器１２９は水
密のコネクタ１３０を介して２つの出力信号を提供し、
このコネクタはまた増幅器に対して直流電源（図示せず
）を提供する。１つの出力信号８７はロー　ド・セル１
２７　、１２７’における負荷の和に比例するが、他方
の出力ＪＡ号１１５はロード・セルの読みにおける差に
比例し、どちらのロード・セルか大きな負荷を読出した
かに従って正または負の極性をとることかできる。

信号８７のイ１的まド記の数式によりストリップの単位
弓しカに変換することができる。即ち、Ｔ＝　ａ　（Ｖ
−ＶＯ）　７　ｔ　ｗ　／ｌａｎ　ｘ＋ｔａｈ　ｙ）１
．（式１） イリし、ａは゛電圧当りのポンド単位の垂直方向の作用
力（和）（ローＦ・セル＋増幅器の利得（ｌｌＪ）、■
は′重圧信号８７（ストリップか存イ［する時）、ｙｏ
は電圧信号８７（ヌトリ・ンプか存在しない１１″？）
、１はストリップの肉厚（イ２・チ）、Ｗはストリップ
の幅員（インチ）、ｘは角度１３１の大きさ、ｙは角度
＋３２の大きさ、′ｆはストリ・、プの単位張力（ボン
ド／′１ｎ２）である。

この計算は１作動中風丁の如くコンピュータにおいて反
復して演ηさ、れる・ 信号１１５の値は、下記の式によりスト１ルンプの７５
・り即ち曲率度に変換することかできる。即ち、 ｃ　＝７７７６　　Ｓ　ｂ　（ｅ　−ｅｏ　）　／Ｅｔ
ｗ３（ｔａｎ　ｘ十ｔａｎｙ）、−”（式２） 但し、Ｓはロート・セルの中心間間隔（インチ）、ｂは
゛電圧当りのポット単位の垂直方向の作用力（庁）（ロ
ード・セル士増幅器の利得値）、ｅはストリップか存在
する時の信号１１５の電圧、ｅｏはストリップが存在し
ない時の信号１１５の電ハニ、Ｅはストリップのヤング
率（ｌｂ／　１ｎ２）、ｔはスト１ルンフの肉厚（イン
チ）、Ｗはスト１ルンフ０の幅（−１（インチ＞、Ｘは
角度１３１の大きさ、Ｙｉ士角度！３２の大ぎさ、Ｃは
約１．８ｍ（６フイート）の弦長さの反り（インチ）で
ある。

弦の陵さとしての反りの前述の定義は金属産業において
は標準的である。もしｃ＝０であれ１ｆ、ス）・リップ
は直線状である。Ｃに対する商業的な公差は約］、８ｍ
（６フイート）において約±３．８１ｍｍ　（０，５イ
ンチ）である。

前記のＣを得る式は、（ａ）ストリップにこれを直線状
に弾性的に引張するに充分な張力が存在［る場合及び（
ｂ）ストリップが張力計の中心にある場合に妥当する。

実際に、これらの条件は。

ストリップのカイトが中心にあって装置の水準が正確で
あることを前提として、Ｃの値が小さければ妥当する。

反りの（ｉｌが大きくなる時、ストリップは検出Ｕ−ル
！２１上で短い方（張力が比較的大きい）の縁部がある
側に向けて運動を開始する。このため、＋１１定される
反りか真の反り値を僅かに越えることになる。しかし、
反りの値が更に大きくなる詩、ヌトリ・ンプを平坦にな
るよう弾性的に引張するに充分な張力が存在し、従って
片側では上方に反ろうとする傾向を有し測定するロール
の片側と接触しなくなり、ストリップの一方の縁部しが
検出ロー・ルしにない状態となる。この場合、測定され
た反すイぬは実際の反り値より／Ｊ’ｌさく、前記ロー
ルと接触しないストリップの縁部は目には「波打つ」よ
うに見える。前掲の係属中の特許出願に記載された自動
制御手順は二のような諸要因にも拘らず成やし、一旦反
りが小さくなると（これは望ましい圧転状態となる）、
実際の反り量は電圧１１５から計算されるイ１へとｔ２
′！８；に一致することになる。前記の式は作動中コン
ピュータにより反復的に演算される。

望ましい実施態様では、たとえ本装置が自動操ｆＬを含
む場合でも、反りと張力の両方のオペレータのための表
示を含む。この表示は計数的あるいは指針式のいずれで
もよい。自動制御装置が利用されない場合は、オペレー
タは表示を監視して手動制御装置を用いて必要に応じて
周期的な調整を行なうことができる。

本発明は、その主旨あるいは特有の特性から逸脱するこ
となく他の特定の形態において実施することが可能であ
る。従って、本文に述べた実施態様はあらゆる観点から
例示であって限定と見做されるべ５ものではなく、本発
明の範囲は本文の記述ではなく頭六のｌ特許請求の範囲
によって示されており　従って特許請求の範囲の相等内
容に該当する全ての変史例はその内に包含されるべきも
のであろう

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による反り監視用張力計の金属ストリッ
プの前進方向に関する縦断面図、および第２図は第１図
の線２−２に関する縦断面図である。 １１・・・金属ストリップ、１２１・・・検出ロール、
！２２．１２２’・・・ベアリング、　１２３　、　＋
２３’・・・ヰ１体、１２４・・・頂部板、１２５−・
・枢動ボタン、１２６・・・ハウシンク、　　＋２７．
１２７’・・・ロード・セル、１２８・・・隔壁シール
、１２３・・・増幅器、１３０・・・コネクタ、１３１
゜１３１°・・・突起部、１３２・・・フランジ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、圧延機を出る張力下の圧延された金属ストリップの
   平坦度を監視する装置において、開口頂部を有するハウ
   ジングと、 圧延された金属ストリップの中心線の両側において前記
   ハウジング内に取付けられた圧力検出のだめの少なくと
   も２つのロード会セルと、前記ハウジングとで一つの枢
   着点において及び前記ロード・セルに対して当接する頂
   部板の下側の突起部により支持される頂部板と、崩記頂
   部板の頂部においてベアリングおよび各端部における独
   立的な支持手段を介して取付けられた円筒状ローラとを
   設け、該円筒状ローラは、す１ｊ記ストリツプの横断方
   向の張力の差が前記ロード会セルにより検出されるよう
   に、圧延された金属ストリップの支持を提供することを
   特徴とする装置。 ２、前記ハウジングの開口頂部および前記ロード・セル
   先覆う可撓性を有する隔膜を更に設け、以て前記突起部
   が前記可撓性を有する除膜を介してｎｉｉ記ロード・セ
   ルに対し当接することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の装置。 ３　、　ｔｊｉ記円筒状ローラに対して金属ストリップ
   により与えられる全作用力に対応する第１の電圧信号を
   生成する装置と。 前記ロード・セルの一方に対する負荷と前記セルの第２
   のものに対する負荷の間の差に対応する第２の電圧信号
   を生成する装置とを更に設けることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の装置。