JPS61192657A - ストリツプ監視装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、多対のロールで案内され、搬送されるストリ
ップのウオークなどを監視する監視方法に関する。

〔従来の技術〕

鉄鋼業では近年、省エネルギ、品質向上、歩留向上、生
産性向上のために種々の対策を施して来た。この結果、
生産ラインは連続化され、大型化し、複雑化している。

ストリップ製造ラインではコイル単重の増大化、製造ラ
インの長大化を生じ、このためストリップのウオーク、
形状不良などの問題を発生している。連続焼鈍設備など
ではストリップウオークの影響は大きく、形状不良によ
る品質劣化、歩留り減少、更には設備破損、休止時間の
増大などを招く。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ストリップウオークの防止方法としては■ストリップに
張力を与えてウオーク発生を阻止する、■ストリップエ
ツジ検出器を設けてウオークを検出し、回復措置をとる
、等がある。しかし、連続焼鈍設備のストリップなどは
多数の上下の案内ロール間を蛇行し、その上下案内ロー
ル間で一種の弦振動を生じており、振動周波数及び振幅
はストリップ強度、断面積、上下ロール間距離、及び速
度で変る。つれて張力もこれらに応じて変り、ウオーク
防止のための最適張力の設定が難しい。また張力制御に
は張力を検出し、設定張力との差によりロール速度を修
正し、といった負帰還制御が有効であるが、炉内のよう
な高温環境のもとでは張力の検出自体が厄介である。ま
た■の方法は、通常エツジ検出器は光学的装置で構成さ
れるので設置環境に制限があり、焼鈍炉などへは設置で
きない。

本発明は環境条件を全く考慮することがなく、既設設備
に容易に通用でき、かつウオーク防止などに通切なパラ
メータが得られるストリップ監視方法を提供しようとす
るものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は各々駆動電動機で駆動される複数のロール、及
びこれらのロールにより案内されて走行するストリップ
を有する設備のストリップ監視装置において、前記ロー
ルの任意のもの及びその左右のロールの各駆動電動機の
回転速度又はその積分値と、該任意のロールに取付けた
張力検出器の出力信号を取込んで演算式によりストリッ
プ等価バネ定数を算出する演算装置を備え、該演算装置
が出力する等価バネ定数を用いて前記ストリップの走行
状態を監視することを特徴とするものである。

本発明では、１対のロール間に存在するストリップの等
価バネ定数を、１対のロールに取付けた回転角検出器の
信号及び、ロールに設置したストリップ張力検出器の信
号を用い、演算式を用いて推定する。この方式であれば
設置環境の制限な２はなく、ウオーク防止などを確実に
行なうことができる。連続焼鈍炉を例にした装置レイア
ウトを第１図に示す。

〔実施例〕

第１図で１はストリップ、２　（ｉｔ　　ｊ、には相互
を区別する添字）は上下の案内ロール、３は張力検出器
、４はロール回転角検出器、５はロール駆動装置である
。この装置におけるストリップの等価バネ定数は次の（
１１，（２１式で示される。

Ｋ　ｉｊ＝　ａ−ｂ−Ｅ　／　１　ｉｊ　　　　　　　
　　　　・・・・・（ｌ）Ｋ　ｊｋ＝　ａ−ｂ−Ｅ　／
　ｌ　ｊｋ　　　　　　　　　　　−−（２）Ｋ　ｉｊ
　：ロール２ｔ、２ｊ間の等価バネ定数Ｋｊｋ：ロール
２ｊ、２に間の等価バネ定数ａ−ｂニストリップの断面
積 Ｅニストリップのヤング率 ｊ！ｉｊ：ロール２’１．２ｊ間のストリップ長ｊ’ｊ
ｋ：ロール２ｊ、２に間のストリップ長またロール２ｊ
の張力検出器（ロードセル）３の出力信号Ｆｊは次の（
３）式の関係がある。

Ｆｊ＝ＫｉｊΔ１２　ｉｊ＋　Ｋ　ｊｋΔｌｊｋ　　　
　　・・・・・・（３）Δｌｉ３：ロール２ｉ、　２ｊ
間のストリップ伸び量Δｌｊｋ：ロール２ｊ、　２に間
のストリップ伸び量ストリップ伸び量Δｌ　ＩＪ＋　Δ
Ｊｊｋはロール２１〜２にの回転角検出器４１〜４にの
出力（回転数）信号Ｎ　ｉ　＝　Ｎ　ｋを用いて次の（
４）、　＋５１式より求められる。

Δｊ！ｉｊ＝πＤｊＮｊ−πＤｉＮｔ　　　・・・・・
・（４）Δ１ｊｋ＝πＤＫ　ＮＫ−πＤ’３　Ｎ　ｊ　
　　・・・・・・（５）１１ｔ＋Ｄｊ、Ｄｋ：ロール２
１〜２にの外径本発明ではカルマンフィルタの手法を用
いてこれらの（３）〜（５）式より（１）、　（２１式
のストリップ等価バネ定数Ｋを推定するが、それには先
ず（６）式の仮定をおく。

・・・・・・（６） Ｅ　（Ｖ（ｒ）　　）　＝０．　　Ｅ　（Ｖ２（１）　
）　＝σｖ２上式の■（１）はホワイトノイズであり、
従ってＥ（Ｖ２（１））−σｖ２、そしてこ＼では該ノ
イズの直流成分はない即ちＥ　（Ｖ（１）　　）　＝Ｏ
とする。（６）式は等価バネ定数が時間不変であること
を示している。更に、（３）式から次の（７）式が導か
れる。

・・・・・・（７） Ｂ　（Ｗ（１））　＝　Ｑ　、　　Ｅ　（Ｗ”（ｔ）　
）　＝　ＩＩＦ２Ｗこれらの＋６１．　（７）式より、
等価バネ定数にの推定式は下記（８）〜αω式となる（
これらの式の導出過程を示すと相当に長くなるので省略
する）。

・・・・・・（９） ・・・・・・αｌ 第２図の演算装置６はロール２１〜２にの回転数Ｎ１＝
Ｎｋ及びロール２ｊの張力検出器３ｊの力する。

等価バネ定数には、（１１，（２１式で示されるように
ストリップの断面積ａ−ｂとヤング率Ｅの積をストリッ
プ長ｌで割ったものであり、ａ、ｂ、Ａは通常一定であ
るから、Ｅに比例する。そしてヤング率Ｅは温度の関数
であるから、Ｋよりストリップ温度を推定することが可
能である。これには予めストリップ種別に等価バネ定数
にと実測ストリップ温度との関係を求めてテーブルにし
ておき、演算装置が出力した等価バネ定数にで該テーブ
ルをアクセスし、該当するストリップ温度を読出すとい
う方法をとることができる。

またストリップは第３図（ａ）に示すようにロール２の
胴部に正しく乗り、搬送されるが、ウオークが発生する
と第３図（ｂ）に示すように一部がはみ出したりする。

このようになると断面積ａ−ｂが実効的に減少するから
等価バネ定数Ｋが減少する。

従って等価バネ定数を監視し、これが急変するような場
合はウオーク発生とし、警報を発する、ストリップ位置
修正手段を作動させる等の装置をとることができる。

ストリップ張力は検出器３により実測できるが、これに
は該検出器具体的にはロードセルをロール２に設置しな
ければならない。しかしロードセルは炉内などへは設置
しにくい。そこで本発明者等は該張力をロール駆動電動
機速度及び電機子電流から算出することを考えた（特願
昭５９−１４４０４１）。しかしこの方法ではローラ間
のストリップ伸び量を上記速度及び電流から算出し、該
伸び量に等価バネ定数をかけてストリ・２プ張力とする
ので、張力算出にはストリップバネ定数を知る必要があ
り、これは温度等により変るので、一定値を用いたので
は誤差が大きい。そこで連続焼鈍炉のような多数の上、
下ロールを備え、これらのロール間をストリップが蛇行
する設備では、各ロールに上記ストリップ張力算出手段
を設け、これネ定数を用いて前記ストリップ張力算出手
段に張力を算出させれば正しいストリップ張力が得られ
、効果的なウオーク防止を行なうことができる。

なおストリップ伸び率Δｌｉｊ、　　Δ１ｊｋは前記（
４）。

（５）式では各ロールによるストリップ搬送速度の差と
して求めているが、これを積分しである時間（積分時間
）内の各ロールによるストリップ搬送長の差として求め
てもよいことは勿論である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明ではロール速度及びロール荷
重（ストリップ張力）からストリップ等価バネ定数を推
定するので、温度などにより大きく変る該バネ定数の正
しい値が得られ、該バネ定数の変化からウオーク発生な
どを検知でき、またロール速度及び電機子電流からスト
リップ伸び量を推定しそれよりストリップ張力を算出す
る装置に該バネ定数を入力して正しいストリップ張力を
得ることができる、等の種々の利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の実施例を示す説明図、第
３図はウオークの説明図である。 図面で、１はストリップ、２はロール、３は張力検出器
、４は回転角検出器、５はロール駆動装置、６は演算装
置である。 出　願　人　　　新日本製鐵株式会社 代理人弁理士　　青　　柳　　　　稔 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 各々駆動電動機で駆動される複数のロール、及びこれら
   のロールにより案内されて走行するストリップを有する
   設備のストリップ監視装置において、 前記ロールの任意のもの及びその左右のロールの各駆動
   電動機の回転速度又はその積分値と、該任意のロールに
   取付けた張力検出器の出力信号を取込んで演算式により
   ストリップ等価バネ定数を算出する演算装置を備え、該
   演算装置が出力する等価バネ定数を用いて前記ストリッ
   プの走行状態を監視するようにしてなることを特徴とす
   るストリップ監視装置。