JPS63149329A - 熱間帯鋼巻取機の頭部巾小防止制御方法 - 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】 ａ、産業上の利用分野 本発明は熱間帯鋼巻取機の頭部巾防止制御方法に関し、
特に、ピンチロール以前の場所に位置するストリップの
巾小現象（以下、ネッキングと云う）等を防止するため
の新規な改良に関する。

ｂ、従来の技術 一般に、連続熱間帯鋼巻取機におけるストリツブ先端巻
付トルクは、マンドレルのスｌ−ＩＪツブ速度に対する
リード速度による瑣性エネルギーで与えられる。

従って、マンドレルリード率が大きいほど、巻付トルク
は犬となり、ストリップの頭部巻付性が良好となる。

しかしながら、この巻付トルクが太き（なればなるほど
、巻付の際に最終仕上圧延機スタンドとマンドレル間で
発生するテンション衝撃も太き（なりストリップの巾縮
み現象が増大する。

この現象をネッキングと云い熱間圧延設備における巾情
度確保のための障害となるものである。

又、厚物から薄物まで、さらに、普通鋼からステンレス
まで広範囲の成品を対象とする巻取機において、その機
械構成の強度は、厚く剛性の高（・成品を対象として設
計されており、従って、マンドレルの機械系の慣性（Ｇ
Ｄ２）が大きく、ネッキングの問題が顕在化してきてい
る。

又、近年、熱延工場において、巾制御が導入され、巾情
度の向上が図ら几てきているが、巾精度が向上すればす
るほど、トータル巾精度の限界として、このネッキング
の問題が表面化してくる。

尚、このネッキングは、まず第１に、発生位置、量の予
測が困難である。又、第２として、巾変動の傾斜が急峻
である、と云う二つの理由によって巾！Ｉ制御（ＡＷＣ
）では補正が困難である。

一方、コイラーネッキングの問題は、マンドレルに対す
るストリップ先端巻付時のテンション衝撃として捉える
ことができる。

従って、マンドレルの機械系の慣性（（）Ｄりを一定と
すると、ネッキング量は版厚、板巾及びマンドレルリー
ド率に比例する。

又、このマンドレル巻付所要トルクは、板厚、板巾及び
剛性に比例している。

このため、従来、用いらｎでいた熱間帯鋼巻取機の頭部
巾防止制御方法としては、ここではその方法を開示した
文献名等を記載していないが、その１例として、成品の
板厚、板巾及び鋼種に分割し、各区分毎にマンドレルス
ピードリード率を、演算制御装置内に設けられた定数テ
ーブルによって、最適値に設定する方法が採用さｎてき
た。

Ｃ０発明が解決しようとする問題点 従来の熱間帯鋼巻取機の頭部巾防止制御方法は、前述し
たように構成されていたため、次のような種々の問題点
が存在した。

（１）　　最終仕上圧延機スタンド先進率に数多の誤差
があるため、実質上、マンドレルリードが、その誤差に
よりゼロとなることを防止する必要性から、マンドレル
リードに、同誤差分余裕を持たせたことにより、リード
率を最適値−まで下げることが不可能であった。

（２）　　このマンドレルは、張力制御を行なっており
、無負荷運転中は、スピードリミット手段により、設定
テンション電流値になるまでの間、回転上昇（暴走）す
ることを抑えている。

このような制御状態下で、ス）　ＩＪッグ先端がマンド
レルに巻付くと、巻締る前のテンションを張る初期段階
でのマンドレル回転の微少低下により、スピードリミッ
ト手段の範囲を外へで設定テンション電流値まで、テン
ション電流が立上がる。

このため、ストリップが巻付（過程の大部分において、
マンドレルの慣性力とマンドレルのテンション出力が重
なり、テンション衝撃をさらに大きいものとしていた。

。 従って、前述の制御方法では、ストリップ先端巻付きの
際のマンドレル及び最終仕上圧延機スタンド間における
、テンション衝撃によるネッキングを避けることは出来
なかった。

つマリ、ス）　ＩＪツブのわずかな先端部のみで゛はな
く、最終仕上圧延機スタンドから先端側の全ての相当長
い距離（約１６０ｍ位）におけるストリップにおいて、
ネッキングが発生し、成品の仕上歩留りに多大の悪影響
を与えていた。

本発明は、以上のような問題点を解決するためになされ
たもので、特に、ストリップのネッキングをマンドレル
とビンチロール間にとどめ、ピンチロール以前に位置す
るストリップのネッキングを防止するようにした熱間帯
鋼巻取機の頭部巾小防止制御方法を提供することを目的
とする。

ｄ、　問題点を解決するための手段 本発明による熱間帯鋼巻取機の頭部巾小防止制御方法は
、仕上圧延機の最終仕上圧延スタンドからのストリップ
を巻取るためのマンドレルと、前記マンドレルと前記最
終仕上圧延スタンドとの間に配役さ几、バックテンショ
ンヲ保持するためのピンチロールと、前記ピンチロール
を制菌するためのピンチロール制御部とからなる熱間帯
鋼巻取機において、前記ストリップの先端が前記ピンチ
ロールを通過した時点から前記先端の位置をトラッキン
グする第１工程と、前記マンドレルにおける前記ストリ
ップの一巻目から立上がるテンション衝撃の発生過程を
予測する第２工程と、前記ピンチロールにバックテンシ
ョンを持たせる第３工程とを備えた方法である。

８０作用 本発明による熱間帯鋼巻取機の頭部中小防止方法におい
ては、ストリップの先端がマンドレルに巻付く瞬間に生
ずるテンション衝撃ト、ハックテンションとしてピンチ
ロールに持たせることにより、ピンチロール及びマンド
レル間の短い範囲のストリップに過大テンジョンがかか
ることとなり、ネッキングが発生したとしても、ストリ
ップの先端からピンチロールで挾持された短かい範囲に
とどめることが可能で、ピンチロール以前の部分のスト
リップに対するネッキングを防止することができる。

又、ピンチロールと最終仕上圧延機スタンド間で、巻取
温度制御によりストリップを冷却していることから、マ
ンドレルに到達したストリップは、すでに温度が数百度
低下しているため、ストリップの塑性係数が上がり、こ
几によってマンドレルとピンチロール間のネッキング量
自体も無視できるほどに小さくなる。

ｆ、実施例 以下、図面と共に本発明による熱間帯鋼巻取機の中小防
止制御方法について、詳細に説゛明する。

第１図から第５１迄は、本発明による制御方法を示すた
めのもので、第１図は全体構成図、第２図はタイムチャ
ート図、第６図はチャート図、第４図は第１図の要部の
詳細ブロック図、第５図はストリップの巻付を示す特性
図である。

第１図において、符号１で示さｎるものは、熱間巻取機
であり、この熱間巻取機１は、マンドレル２、ピンチロ
ール６、多数のローラ４からなるホットランテーブル５
及び最終仕上圧延愼スタンド６から構成されている。

前記ピンチロール３は、ホットランテーブル５の出口側
に（ｆｉ　ｋするローラ４と接合し、このピンチロール
６の上面には、このホラトラ／テーブル５上を送られて
くるストリップ７の先端の前退を検出するための加速度
計からなるストリップ先端検出器８が設けらｎ、このピ
ンチロール６の軸には、ピンチロール６を駆動するため
のＤＣモータからなるピンチロールモータ９が設けら凡
ている。

さらに、前記ピンチロールモータ９の軸には。

このピンチロールモータ９の回転を検出するための第１
パルスジエネレータ１０（以下、第１ＰＬＣ）と云う）
及びパイロットジェネレータ１１（以下、Ｐ（）と云う
）が、同軸状に図示しない機械軸によって接続さ几てい
る。

前記最終仕上圧延機スタンド６０ロール１２には、スト
リップ７の速度を検出するためのストリップ速度検出器
としての第２パルスジエネレータ１３（以下、第２　Ｐ
ＬＯと云う）が設けらｎている。

次に、符号１４で示さ７するものは、ピンチロール制御
部であり、このピンチロール制御′ｌｌ１部１４は、前
記ストリップ先端瑛出器８、第１ＰＬ（）　ｊ　Ｏ及び
第２　ＰＬＯ１５からの出力信号が入力される演算制御
部１５、前記ＰＣ）　１１及び演算制御部１５からの出
力信号が入力される速度制御ループ１６、前記速度制御
ループ１６の出力信号が入力される電流制御ループ１７
、前記電流制御ループ１７の出力が入力される電圧制御
ループ１８、この電圧制御ループ１８の出力信号が入力
されるゲートパルスジェネレータ１９、及び、前記ゲー
トパルスジェネレータ１９の出力信号が入力されるサイ
リスタ２０とから構成さｎている。

従って、前記第２　ＰＬＧ　１５により検出された最終
仕上圧延機スタンド６の周速は、演算制御部１５に取り
込ま几、この演算制御部１５によってストリップ速度を
演算し、速度制御ループ１６、電流制御ループ１７及び
電圧制御ループ１８からなるピンチロール速度制御ルー
プ２１に速度基準として与えている。

又、前記各制御ループ１６，１７及び１８は、各々、Ｐ
Ｃ）　１１からの速度フィードバックＭ。

電流フィードバック（Ｉｌ及び電圧フィードバック（Ｖ
Ｏ）により、基準とフィードバックの偏差を演算し制御
している。

前述のピンチロール制闘部は、より詳細には、第４図に
示すように構成され、その概略的動作について第５図の
特性図と共に説明する。

まず、前記ストリップ７の先端がマンドレル２に到達し
、１春目以降ピンチロールモータ９の速度を減速させて
バックテン７ヨンを得る場合について述べる。このピン
チロール３の速度制御は機械系の作動状況によって電気
系の制御が対応できるようになっており、前述のバック
テンションを取るため、演算制御部１５より（ストリッ
プ速度−α）の速度基準出力信号を速度制御ループ１６
へ伝達し、ピンチロールモータ９の回転数を落して、ピ
ンチロール６を、（ストリップ速度−α）の速度とする
。

このピンチロールモータ９の回転数Ｎは、Ｎ■ テに５・−で与えらｎるので、この回転数Ｎを制Φ 御するには、印加電圧Ｖを下げ几ばよい。このため、速
度制御として、電圧制御ループ１８で電圧降下制御が行
なわれると、ピンチロールモータ９は、機械系はストリ
ップを介してストリップ速度のまま印加電圧を△Ｖだけ
落したため発電機として作動し、急激に減速する。

従って、ピンチロール３の回転数即ちロール周速度は、
ストリップ７の先端がピンチロール６を通過し、マンド
レル２で巻取らｎ、−春目が巻付いてから巻締めらｎる
迄、ス）　Ｉ）ツブ７の速度より遅くなって、バックテ
ンションが得られる。

このストリップ７が最終仕上圧延機スタンド６を通過し
た時の速度は、板厚によって異なるが、第５図に示すよ
うに、通常１０〜１５　ｍ／ｓｅｃであり、ピンチロー
ル６の周速度はこの速度より、わずかに遅（するだけで
達成できる。又、この遅（する時間（ｔｌは、ストリッ
プ７の速度によって異なるが、通常、０．５〜１．５秒
で十分である。

このマンドレル２にストリップ７の先端が巻取られ始め
ると、ピンチロール３とマンドレル２間のテンションは
、ストリップ７０尾端が最終仕上圧延機スタンド６を通
過する迄は掛ける必要はなく、ピンチロール３はストリ
ップ７の速度とほぼ同速度でよい。この速度制御は、Ｐ
Ｇ　１１で検出し、フィードバックして速度基準と比較
し、その比較値が電流制御ループ１７へ印加さｎ、電流
基準１直と比較される。この電流制御ループ１７からの
出力信号である比較値は、電圧制御ループ１８へ印加さ
れた後、電圧基準と比較し、その偏差を、ゲートパルス
ジェネレータ１９及びサイリスタ２０を経てピンチロー
ルモータ９に印加することにより、このピンチロールモ
ータ９は、印加電圧Ｍによって速度制御が行われる。

本発明による熱間帯鋼巻取機の中小防止制御方法は、以
上のように陰成さｎており、以下に、その動作について
説明する。

チず、最終仕上圧延愼スタンド６から送り出さｎたスト
リップ７の先端は、ホットランテーブル５上を搬送さ几
、ピンチロール５ｆｉ４”Ｃマンドレル２に巻付こうと
するが、前述の状態において、ストリップ７の先端がピ
ンチロール３へ噛み込まれた瞬間を、前記ス）　ＩＪツ
ブ先端検出器８により検出し、このタイミングから第１
ＰＬ（）　１０によって検出されたストリップ速度（Ｖ
）を用いて、前記演算制御部１５により、ストリップ７
の先端の位置をトラッキングする。

前述のストリップ先端トラッキングにより、ストリップ
７の先端がマンドレル２に到達して一春目の動作に入り
、最終仕上圧延機スタンド６及びマンドレル２間でテン
ションを張り始める瞬間から巻付完了迄の間を予測し、
その間にピンチロール３でバックテンションが取れるよ
うに、ピンチロール３に対して（ストリップ速度Ｖ−α
）量の速度基準を与えるものである。

前述のαは、演算制御部１５内における半固定数とし、
任意に可変できるものとする。

次に、第２図及び第６図は、前記演算制御部１５に於る
頭部中小防止制御ロジックの動作タイミング及び制御フ
ローを示している。

まず、第２図において、横軸は時Ｎ１、縦軸はマンドレ
ル速度（ａ）、マンドレルテンション電流（ｂ）、ピン
チロール速度基準（Ｃ）、ピンチロール電流（ｄ）、マ
ンドレル慣性゛トルク（ｅｌ及びストリップにかかるテ
ンション（ｒ）の先端巻付時の状態を示している。

又、一点鎖線Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤにおいて、Ａはストリッ
プ７の先端がピンチロール３へ到達した時点、Ｂはスト
リップ７の先端がマンドレル２に到達した時点、Ｃはス
トリップ７の先端がマンドレル２間巻きしてテンション
が掛り始め、マンドレル２０回転がリード速度からスト
リップ７の同期速度へ変化し始める時点、Ｄはストリッ
プ７の先端がマンドレル２へ巻付きを完了した時点を各
々示している。

このマンドレル速度は、ストリップの先端がマンドレル
２に到達したタイミングＢから、巻締りを開始するＣ時
点まで微少に減速し、Ｃ時点からＤ時点にかけて、リー
ド速度からストリップ同期速度に減速し、Ｄ時点で巻付
を完了する。一方、マンドレルテンションｔ　Ｒ，（ｂ
ｌ　ハ、　Ｂ時点からＣ時点に到る速度の微少低下によ
りγ上がり、定常テンションはＣ時点ではストリップ７
へ掛っている。

このため、Ｃ時点からＤ時点に至る過程では、マンドン
ル慣性トルク（ｅ）ト、マンドレルテンション電流（ｂ
ｌによるトルクが重なり、ストリップ７に過大なテンシ
ョンが掛っている。よってピンチロール速度基準（ｃｌ
に見られる通り、Ｃ時点からＤ時点に至る間、αだけピ
ンチロール速度基準（ｃｌを減速させ、ピンチロール３
にバックテンションを持たせている。

さらに、第６図を用いて頭部中小防止制御フローについ
て説明する。

まず、ピンチロール３にストリップ７の先端が噛み込ん
だか否かを判定しく第１ステツプ２２）、この噛み込ん
だ時点から第１　ＰＬＣ）　１０により検出さｎるスト
リップ速度により、ストリップ７の先端が進んだ距ｆｌ
ＬＬｔ　　を距離カウンター（図示せず）で演算する（
第２ステツプ２５〕。又、このピンチロール３にストリ
ップ７の先端が噛み込んでいない時は、前記距離カウン
ターをリセットし、前記距￥ｋＬｔ　を零クリヤーする
（第６ステツプ２４）。

次に、ストリップ７の先端がマンドレル２に到達し、−
春目に到るまでのピンチロール３からの距１１ｆｌｆＬ
＋　　と前記距離Ｉ４　　を比較し、Ｌｔ≧Ｌ１　　が
成立したか否かを判定しく第４ステツプ２５）、ＹＥＳ
の場合にはＫに１をセットしく第５ステツプ２６）、Ｎ
ｏ　であｎばスタートに戻る。

次に、ストリップ７の先端がマンドレル２に巻付完了す
るまでのピンチロール３からストリップ７の先端迄の距
ｐｓＬ２　　と前記距離Ｌｔ　　とを比較し、Ｌｊ≧Ｌ
２が成立したか否かを判定しく第６ステツプ２７）、Ｙ
ＥＳであｎばＫを零クリヤーする（第７ステツプ２８）
。又、ＮＯであれば、この第７ステツプ２８を飛ばして
、第８ステツプ２９に行（。この第８ステツプ２９では
、Ｋ＝１が成立しているか否かを判定し　ＹＥＳであｎ
ば、ピンチロール３の現在の速度基準からあらかじめ定
めた減速度αだけ減算し、この速度を基準として出力す
る（第９ステツプ６０鬼又、ＮＯであれば、第９ステツ
プ３０に進まず、スタートに戻る。

尚、前述の距離Ｌ１　　及びＬ２　　（第５図に示す）
は、ピンチロールモータ９の電流応答などを考慮して定
めるもので、特に、第６ステツプ２７については、マン
ドレル２の速度がリード速度からストリップ７の同期速
度となるタイミングを検出して判定しても同等の作用効
果が得られる。

ｇ９発明の効果 本発明による熱間帯鋼巻取機の頭部巾小防止制御方法は
、以上のような構成と作用とを備えているため、次のよ
うな効果を得ることができる。

（１）　　ストリップの先端がマンドレルに巻付く瞬間
に発生する過大テンションに対するバックテンションを
、その瞬間にピンチロールを減速させることによって、
ピンチロールに持たせることができ、その結果、マンド
レルにより発生する過大テンションは、マンドレルとピ
ンチロール間に位置するわずかなストリップのみに掛り
、ホットランテーブル上に搬送中のストリップには掛か
らないようにすることができる。

（２）１項の効果により、ホ・ットランテーブル上の高
温状態のストリップに対するネッキングを確実に阻止す
ることができる。

（３）１項の効果により、最終仕上圧延機スタンドのロ
ール直下において発生する原車現象を確実に阻止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第５固点は、本発明による熱間帯鋼巻取機の
頭部巾小防止制御方法を示すためのもので、第１図は、
全体構成を示すブロック図、第２図は頭部中小防止制御
タイミングを示すタイムチャート図、第３図は、第１図
のピンチロール制御部の頭部巾小防止制間ロジック動作
を示すフローヂャート図、第４図は第１図の要部をより
詳細に示すブロック図、第Ｓ図はストリップの巻付状態
を示す特性図である。 １は熱間巻取機、２はマンドレル、６はピンチロール、
５はホットランテーブル、６は最終仕上圧延機スタンド
、７はストリップ、８はストリップ先端検出器、９はピ
ンチロールモータ、１０は第１ＰＬＯ，１１はＰＣ）　
、　Ｉ　Ｓは第２　ＰＬＣ）（ストリップ速度検出器）
、１４はピンチロール制御部、１５は演算制御部、１６
は速度制御ループ、１７は電流制御ループ、１８は電圧
制御ループ、２１はピンチロール速度制御ループである
。 范２図 帛３図 第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）仕上圧延機の最終仕上圧延スタンドからのストリ
   ップを巻取るためのマンドレルと、前記マンドレルと前
   記最終仕上圧延スタンドとの間に配設され、バックテン
   ションを保持するためのピンチロールと、前記ピンチロ
   ールを制御するためのピンチロール制御部とからなる熱
   間帯鋼巻取機において、前記ストリップの先端が前記ピ
   ンチロールを通過した時点から前記先端の位置をトラッ
   キングする第１工程と、前記マンドレルにおける前記ス
   トリップの一巻目から立上がるテンション衝撃の発生過
   程を予測する第２工程と、前記ピンチロールにバックテ
   ンションを持たせる第３工程とを備え、前記バックテン
   ションにより、前記ピンチロール以前の位置で発生する
   前記ストリップの巾小現象（ネツキング）を防止するよ
   うにしたことを特徴とする熱間帯鋼巻取機の頭部巾防止
   制御方法。
2. （２）前記最終仕上圧延機スタンドに設けられたストリ
   ップ速度検出器からのストリップ速度を前記ピンチロー
   ル制御部に入力するための第４工程と、前記ピンチロー
   ルに設けられたストリップ先端検出器からの検出信号を
   前記ピンチロール制御部に入力するための第５工程とを
   備えたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の熱
   間帯鋼巻取機の頭部巾小防止制御方法。