JP3666118B2

JP3666118B2 - 帯状材の搬送装置

Info

Publication number: JP3666118B2
Application number: JP10982596A
Authority: JP
Inventors: 陽俊山下; 忠明八角; 健爾飯住; 和也宮川; 雅哉土岐
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1996-04-30
Filing date: 1996-04-30
Publication date: 2005-06-29
Anticipated expiration: 2016-04-30
Also published as: JPH09295744A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、筒体の周面から噴出する流体により、帯状材を前記周面に沿って筒体の軸方向と交差する方向に浮上状態で案内する非接触案内装置を備えた帯状材の搬送装置に関し、特に、搬送中に帯状材が破断した場合に前記非接触案内装置による二次破断を防止することのできるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
連続溶融メッキラインや連続焼鈍ライン等のプロセスラインで鋼帯を支持しながら所定方向に案内する案内装置として、筒体の周面から噴出する流体により浮上状態で案内する非接触案内装置が提案されており、このような非接触案内装置としては、例えば、円筒体の周面に沿って軸方向と直交する方向に鋼帯を案内するベンドフロータ（特開平２−１６６２３６号公報参照）や、円筒体の周面に沿って螺旋状に鋼帯を案内するヘリカルターナ（特開平４−５５２５４号公報参照）などがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、プロセスラインで鋼帯が破断すると、先ず、プロセスラインを停止して、破断により生じた先行材の尾端部および後行材の先端部（使用不能部分）を切断し、次に、後行材を先行材のある位置まで通板して両者を接続する必要があり、その間プロセスラインを稼働できないため、生産能率が低下する。
【０００４】
これに加えて、プロセスラインに前述のような非接触案内装置を備えていると、鋼帯の破断が非接触案内装置上でないところで生じた場合でも、破断によって鋼帯の張力が極端に小さくなっているため、噴出流体によって鋼帯が煽られて二次破断が生じる恐れがある。具体的には、非接触案内装置の鋼帯案内面に対向配置されている保護装置や、鋼帯案内面の両サイドから突出するサイドガイドなどに鋼帯が接触して二次破断が生じることが多い。
【０００５】
このような二次破断が生じると、前述のような復旧作業を二次破断部分についても行うため、プロセスラインの停止時間が長くなる。特に、二次破断が非接触案内装置上で発生すると、破断した後行材を非接触案内装置の鋼帯案内面に巻き付ける作業が困難であるため、長い時間プロセスラインが稼働できなくなり、生産能率が著しく低下することになる。
【０００６】
したがって、非接触案内装置を備えたプロセスラインで鋼帯に破断が生じた場合には、直ちに非接触案内装置への流体の供給を停止して、二次破断を防止することが重要となるが、従来技術では、鋼帯の破断を的確に検出することが困難であり、破断の発生を見逃して二次破断を誘発することが多かった。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の問題点に着目してなされたものであり、非接触案内装置を備えたプロセスラインにおいて、鋼帯の破断を的確に検出して、二次破断を確実に防止できるようにすることを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１にかかる発明は、筒体の周面から噴出する流体により、帯状材を前記周面に沿って筒体の軸方向と交差する方向に浮上状態で案内する非接触案内装置を備えた帯状材の搬送装置において、搬送中の帯状材の張力を所定時間毎に検出する張力検出手段と、前記非接触案内装置への流体の供給を制御信号に応じて制御する流体供給制御装置と、前記張力検出手段からの張力検出値Ｔが、所定時間以上続けて下記の（１）式を満たす状態となったとき、前記流体供給制御装置に流体の供給を停止させる制御信号を出力する流体供給停止手段と、を備え、
（Ｔ₁−Ｔ）／Ｔ₁＞０．５‥‥（１）
（ただし、前記（１）式でＴ₁は設定張力である。）
さらに、前記非接触案内装置の入側および出側の少なくともいずれか一方に、制御信号に応じて進行中の帯状材を挟持してこれより下流に帯状材を進行させない帯状材進行停止部材を配置するとともに、前記張力検出手段からの張力検出値Ｔが、所定時間以上続けて前記（１）式を満たす状態となったとき、前記帯状材進行停止部材に、帯状材を挟持する制御信号を出力する帯状材進行停止手段を備えたことを特徴とする帯状材の搬送装置を提供する。
【００１０】
請求項２にかかる発明は、請求項１記載の帯状材の搬送装置において、前記非接触案内装置の入側および出側の少なくともいずれか一方に、制御信号に応じて停止可能な帯状材搬送用駆動ロールを配置するとともに、前記張力検出手段からの張力検出値Ｔが、所定時間以上続けて前記（１）式を満たす状態となったとき、前記駆動ロールに駆動を停止させる制御信号を出力することを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
図１は、非接触案内装置としてヘリカルターナを備えたプロセスラインの一例を示す概略平面図であり、図２は、本発明の一実施形態が図１のプロセスラインに適用された場合の、ヘリカルターナ近傍の装置構成を示す平面図であり、図３は、図２をＡ方向から見た側面図であり、図４は、図２のＢ−Ｂ線断面概略図である。
【００１２】
図１のプロセスラインでは、ライン芯のずれている連続焼鈍設備１１とスキンパスミル１２とが、二つのヘリカルターナ１で連結されており、上流側のヘリカルターナ１と連続焼鈍設備１１との間にはルーパ１３が、スキンパスミル１２の出側には精整設備１４が配置されている。
【００１３】
このヘリカルターナ１は、図２および３に示すように、円筒体２の半周面に螺旋帯状の案内面２１を有し、この案内面２１から気体を噴出させて、鋼帯（帯状材）Ｓを案内面２１に沿って浮上状態で案内し、進行方向を平面視で９０°変更するものである。この円筒体２の一端面には、円筒体２内に気体を導入するブロワ３が配管３１によって接続され、この配管３１には、後述の制御装置４からの制御信号Ｂに応じて開閉する自動開閉弁３２が設置されている。
【００１４】
また、このヘリカルターナ１は、図４に示すように、円筒体２の案内面２１の内側に、案内面２１の全面に形成された気体噴出口を案内面２１の幅方向両側から鋼帯Ｓの幅に応じて覆うカバー２２が設けてある。また、円筒体２の案内面２１の外側には、案内面２１に沿って半円周面状に曲げられた板材からなる保護装置２３が対向配置されている。
【００１５】
鋼帯Ｓのヘリカルターナ１の入側および出側には、それぞれ鋼帯Ｓの搬送用の駆動ロール５１，５２が設置され、各駆動ロール５１，５２を駆動させるモータ５１ａ，５２ａは制御装置４に接続され、制御装置４からの制御信号Ｍ₁，Ｍ₂によって各モータ５１ａ，５２ａの作動が制御されるようになっている。また、入側の駆動モータ５１の下流側近傍には、搬送中の鋼帯Ｓの張力を検出するテンションメータロール６が設置され、このテンションメータロール６による張力検出値Ｔは前記制御装置４に出力されるようになっている。
【００１６】
テンションメータロール６より下流でヘリカルターナ１の入側となる位置に、ピンチロール（帯状材進行停止部材）７が設置され、このピンチロール７の開閉装置７１は、制御装置４からの制御信号Ｐによって開閉するようになっている。また、下流側の駆動ロール５２より上流でヘリカルターナ１の出側となる位置には、サポートロール８が設置されている。
【００１７】
制御装置４は、例えばマイクロコンピュータで構成され、所定時間Δｔ（例えば、０．１秒）毎に入力されたテンションメータロール６からの張力検出値Ｔを用い、図５に示す演算処理を行うことによって、自動開閉弁３２、モータ５１ａ，５２ａ、開閉装置７１へ各制御信号Ｂ，Ｍ₁，Ｍ₂，Ｐを出力するものである。
【００１８】
すなわち、この演算処理では、ステップＳ１で読込まれた張力検出値Ｔから、ステップＳ２で、設定張力Ｔ₁と検出張力Ｔとの差（Ｔ₁−Ｔ）を算出する。この変化率Ｘが設定張力Ｔ₁の５０％より大きいか否かをステップＳ３で判定し、Ｘ＞０．５Ｔ₁であればステップＳ４で継続時間（Δｔ×ｎ、ｎはカウンタ）が設定時間ｔ₁（例えば、１秒）以上であるか否かを判定し、これを満たす場合には、前記（１）式を満たす状態が所定時間ｔ₁以上継続したため搬送中の鋼帯Ｓに破断が生じたと判断して、ステップＳ５で、制御信号Ｂとして自動開閉弁３２を閉じる信号“０”を、制御信号Ｍ₁としてモータ５１ａの作動を停止する信号“０”を、制御信号Ｍ₂としてモータ５２ａの作動を停止する信号“０”を、制御信号Ｐとして、開閉装置７１にピンチロール７が鋼帯Ｓを進行停止させる閉じ力を与える信号“０”を出力する。
【００１９】
ステップＳ３でＸ≦０．５Ｔ₁と判定されればステップＳ６でカウンタｎを“０”にリセットし、ステップＳ４で（Δｔ×ｎ＜ｔ₁）と判定されればステップＳ７に移行してカウンタｎに“１”を加えて、それぞれメインプログラムに復帰する。
【００２０】
なお、この演算処理でステップＳ５が実行される前は、制御信号Ｂとして自動開閉弁３２を開く信号“１”が、制御信号Ｍ₁としてモータ５１ａを作動させる信号“１”が、制御信号Ｍ₂としてモータ５２ａを作動させる信号“１”が、制御信号Ｐとして、開閉装置７１にピンチロール７を開く信号“１”が出力されるようになっている。また、ステップＳ５が実行された後には、リセットボタン等によって、各制御信号は初期状態に復帰するようになっている。
【００２１】
この制御装置４の図５に示す演算処理全体が、本発明の流体供給停止手段、帯状材進行停止手段、および帯状材搬送停止手段に相当する。
すなわち、この実施形態では、プロセスラインを搬送される鋼帯Ｓに破断が生じたことを、前記（１）式を満たす状態（すなわち、設定張力Ｔ₁と検出張力Ｔとの差（Ｔ₁−Ｔ）が、設定張力Ｔ₁の５０％より大きい状態）が所定時間ｔ₁以上継続することによって判断している。
【００２２】
ここで、鋼帯Ｓの板厚・板幅、形状、ラインスピードなどの変更によって、搬送中の鋼帯Ｓの張力を変化させる場合があること、また、搬送中の鋼帯Ｓの張力は、平常時であっても全く変動しないものではないことから、これらに起因する張力の変動と破断に起因する張力の変動とを区別する必要があるが、この実施形態の判断方法によれば、張力の変動値から鋼帯の破断を的確に検出することができる。なお、所定時間Δｔ，ｔ₁については、搬送する鋼帯Ｓの鋼種、板厚・板幅、ラインスピードなどによって適宜選定される。
【００２３】
そして、この実施形態では、この判断方法によってプロセスラインを搬送されている鋼帯Ｓに破断が生じたことが検出されると、直ちに、自動開閉弁３２が閉じてブロワ３からヘリカルターナー１への気体供給が停止されて案内面２１からの気体の噴出が停止する。これと同時に、駆動ロール５１，５２の駆動が停止されて鋼帯Ｓの搬送が停止し、ピンチロール７が鋼帯Ｓを強く挟んで鋼帯Ｓの進行が停止する。
【００２４】
したがって、鋼帯Ｓに破断が生じても、従来のように、ヘリカルターナー１の案内面２１からの噴出気体によって鋼帯Ｓが煽られて二次破断が生じることが防止される。特に、この実施形態では、鋼帯Ｓの破断と同時にヘリカルターナー１への気体供給を停止するだけでなく、鋼帯Ｓの搬送および進行をも停止しているため、気体供給を停止してから鋼帯Ｓへの気体噴出が停止するまでの間に、鋼帯Ｓが保護装置２３などに巻きついたりすることを防止することもできる。これにより、鋼帯Ｓの破断と同時にヘリカルターナ１への気体供給を停止するだけの構成の場合と比較して、より確実に二次破断を防止することができる。
【００２５】
しかしながら、鋼帯Ｓの破断と同時にヘリカルターナ１への気体供給を停止するだけの構成であっても、また、これに加えて鋼帯Ｓの搬送または進行のいずれかのみを停止する構成であっても、破断が的確に検出されるため、従来との比較において二次破断を防止できる効果がある。
【００２６】
なお、前記実施形態では、鋼帯Ｓを浮上させる流体として気体を用いているが、液体を用いてもよく、その場合には、ブロワ３に代えて所定の液体の入ったタンクなどを設置すればよい。
【００２７】
ここで、図１に示すプロセスラインで、二つのヘリカルターナ１近傍の装置構成を図２に示す装置構成とし、実際に以下の条件で１か月操業を行って、通常の破断（一次破断）および二次破断によるプロセスラインの不稼働時間を調べた。その結果を本発明の実施前との比較で図６にグラフで示す。
＜操業条件＞
使用鋼種：ぶりき原板
（板厚０．１５〜０．６０ｍｍ、板幅６５０〜１２５０ｍｍ）
ライン速度：０〜７２０ｍｐｍ
ヘリカルターナ付近での設定張力（Ｔ₁）：１．０〜２．０ｋｇ／ｍｍ²
（ユニット張力）
図６で、「ａ」は一次破断による不稼働時間を、「ｂ」は二次破断による不稼働時間を示す。このグラフから、本発明の実施によって、二次破断による不稼働時間が著しく減少し、生産能率が大きく向上することが分かる。
【００２８】
なお、前記実施形態では、帯状材進行停止部材としてピンチロール７を用いているが、本発明の帯状材進行停止部材は、制御信号に応じて進行中の帯状材を挟持してこれより下流に帯状材を進行させないものであればピンチロール７に限定されず、例えば図７に示すような、板押さえ装置７０でもよい。
【００２９】
この板押さえ装置７０は、鋼帯Ｓを挟んだ上下に、油圧シリンダ７２ａのロッド部先端に押さえ板７２ｂが固定された板押さえ部材７２が配置され、両板押さえ部材７２の油圧シリンダ７２ａが制御信号に応じて進退して、進行中の鋼帯Ｓを押さえ板７２ｂで挟持してこれより下流に帯状材を進行させないようにできるものである。また、この場合には、板押さえ装置７０より下流で且つヘリカルターナ１の入側となる位置にサポートロール８１を設置することが好ましい。なお、この板押さえ装置７０を図２のピンチロール７に代えて使用して前記と同じ実機試験を行った場合にも、同様の高い二次破断防止効果が得られた。
【００３０】
また、前記実施形態では、非接触案内装置としてヘリカルターナ１を用いた場合について述べているが、ベンドフロータの場合にも同様の効果が得られる。また、帯状材進行停止部材および駆動ロールは、非接触案内装置の入側および出側のいずれか一方のみにあっても、両方にあってもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の帯状材の搬送装置によれば、非接触案内装置を備えたプロセスラインにおいて、鋼帯の破断を的確に検出して、二次破断を確実に防止することができる。
【００３２】
特に、請求項２の装置によれば、前記効果がより高いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】非接触案内装置としてヘリカルターナを備えたプロセスラインの一例を示す概略平面図である。
【図２】本発明の一実施形態が図１のプロセスラインに適用された場合の、ヘリカルターナ近傍の装置構成を示す平面図である。
【図３】図２をＡ方向から見た側面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ線断面概略図である。
【図５】図２の制御装置で実行される演算処理を示すフローチャートである。
【図６】プロセスラインの不稼働時間を調べた結果を示すグラフである。
【図７】帯状材進行停止部材として板押さえ装置を使用した例を示す側面図である。
【符号の説明】
１ヘリカルターナ（非接触案内装置）
２円筒体
３ブロワ（流体供給装置）
４制御装置
６テンションメータロール（張力検出手段）
７ピンチロール（帯状材進行停止部材）
２１案内面
３２自動開閉弁（流体供給装置）
５１駆動ロール
５２駆動ロール
Ｓ鋼帯（帯状材）

Claims

筒体の周面から噴出する流体により、帯状材を前記周面に沿って筒体の軸方向と交差する方向に浮上状態で案内する非接触案内装置を備えた帯状材の搬送装置において、
搬送中の帯状材の張力を所定時間毎に検出する張力検出手段と、前記非接触案内装置への流体の供給を制御信号に応じて制御する流体供給制御装置と、前記張力検出手段からの張力検出値Ｔが、所定時間以上続けて下記の（１）式を満たす状態となったとき、前記流体供給制御装置に流体の供給を停止させる制御信号を出力する流体供給停止手段と、を備え、
（Ｔ₁−Ｔ）／Ｔ₁＞０．５‥‥（１）
（ただし、前記（１）式でＴ₁は設定張力である。）
さらに、前記非接触案内装置の入側および出側の少なくともいずれか一方に、制御信号に応じて進行中の帯状材を挟持してこれより下流に帯状材を進行させない帯状材進行停止部材を配置するとともに、前記張力検出手段からの張力検出値Ｔが、所定時間以上続けて前記（１）式を満たす状態となったとき、前記帯状材進行停止部材に、帯状材を挟持する制御信号を出力する帯状材進行停止手段を備えたことを特徴とする帯状材の搬送装置。
前記非接触案内装置の入側および出側の少なくともいずれか一方に、制御信号に応じて停止可能な帯状材搬送用駆動ロールを配置するとともに、前記張力検出手段からの張力検出値Ｔが、所定時間以上続けて前記（１）式を満たす状態となったとき、前記駆動ロールに駆動を停止させる制御信号を出力する帯状材搬送停止手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の帯状材の搬送装置。