JP6112079B2 - Winding control method in continuous rolling line - Google Patents
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Description
本発明は、圧延機の出側に走間切断機とテンションリールを有する連続式圧延ラインにおける巻取制御方法に関するものである。 The present invention relates to a winding control method in a continuous rolling line having a running cutter and a tension reel on the exit side of the rolling mill.
圧延機の出側に走間切断機とテンションリール（複数）を有する連続式圧延ラインでは、圧延機で圧延された被圧延材（例えば、鋼帯）をテンションリールでコイルに巻き取る。その際に、一方のテンションリールで所定量の被圧延材をコイルに巻き取ったら、後続する被圧延材を走間切断機で走間切断し、切断後の被圧延材の先端を他方のテンションリール（マンドレル）に巻き付けて、コイルに巻き取るようにしている。 In a continuous rolling line having a running cutter and tension reels on the exit side of the rolling mill, a material to be rolled (for example, a steel strip) rolled by the rolling mill is wound around a coil by the tension reel. At that time, when a predetermined amount of the rolled material is wound on the coil by one tension reel, the subsequent rolled material is cut by running with a running cutting machine, and the tip of the rolled material after cutting is tensioned to the other tension. It is wound around a reel (mandrel) and wound around a coil.
そのようにして、走間切断後の被圧延材先端をテンションリールに巻き付ける時には、一般的に、被圧延材先端を安定的に巻き付けるために、被圧延材の走行速度すなわち圧延機の最終スタンドの出側速度にリード率と呼ばれる補正を乗じた周速度でテンションリールを回転させる（すなわち、テンションリールの周速度を被圧延材の走行速度よりリード率分だけ速くする）。そして、被圧延材先端がテンションリールに巻き付き始めたら、テンションリールと被圧延材の速度差は急速に小さくなり、被圧延材先端がテンションリールに巻き付いた後は、テンションリールの速度を被圧延材の走行速度に同期させて、張力制御に移行する。 As described above, when winding the tip of the material to be rolled after running cut around the tension reel, generally, in order to stably wind the tip of the material to be rolled, the traveling speed of the material to be rolled, that is, the final stand of the rolling mill. The tension reel is rotated at a peripheral speed obtained by multiplying the delivery speed by a correction called a lead rate (that is, the peripheral speed of the tension reel is made faster than the running speed of the material to be rolled by the lead rate). When the tip of the material to be rolled starts to wind around the tension reel, the speed difference between the tension reel and the material to be rolled rapidly decreases, and after the tip of the material to be rolled winds around the tension reel, the speed of the tension reel The control shifts to tension control in synchronism with the traveling speed.
ただし、巻き付け開始直後には、被圧延材の走行速度に対するテンションリールの周速度の正の速度差によって、テンションリールのトルクが増加して、被圧延材に大きな張力が急激にかかるため、板厚が薄い被圧延材の場合には、この急峻な張力変動（スパイク状の過張力）が板破断の原因となったり、板厚変動を生じさせたりすることがある。 However, immediately after the start of winding, the tension reel torque increases due to the positive speed difference of the peripheral speed of the tension reel with respect to the travel speed of the material to be rolled, and a large tension is suddenly applied to the material to be rolled. In the case of a thin material to be rolled, this steep tension fluctuation (spike-like over-tension) may cause a plate breakage or cause a thickness fluctuation.
これに対して、上記のような、巻き付け後の急峻な張力変動への対応策として、特許文献１のように、あらかじめ被圧延材の速度に対してテンションリールの速度を下げておき、巻き付け後に、徐々にテンションリールの速度を上げていく方法がある。 On the other hand, as a countermeasure to the steep tension fluctuation after winding as described above, the speed of the tension reel is lowered in advance with respect to the speed of the material to be rolled as in Patent Document 1, and after winding There is a method of gradually increasing the speed of the tension reel.
また、圧延機出側に圧延機出側張力制御用のブライドルロールを配置し、走間切断から巻き付けまでの間の張力変動による板厚変動を防止する方法も一般的に用いられている。 In addition, a method is generally used in which a bridle roll for controlling the exit side tension of the rolling mill is arranged on the exit side of the rolling mill to prevent the plate thickness fluctuation due to the tension fluctuation between the running cut and winding.
しかしながら、特許文献１に記載の方法は、マンドレルに被圧延材の先端を差し込んで固定するグリッパーを備えた方式のテンションリールでは実施できるが、ベルトラッパーとマンドレルで被圧延材の先端を挟み込む方式のテンションリール（ベルトラッパー方式のテンションリール）では実施が難しい。すなわち、ベルトラッパー方式のテンションリールの場合は、被圧延材先端を安定的に巻き付けるために、特許文献１とは逆に、テンションリールの周速度を被圧延材の走行速度より速くする（正の速度差をもたせる）必要があるからである。 However, although the method described in Patent Document 1 can be implemented with a tension reel of a type having a gripper that inserts and fixes the tip of the material to be rolled into a mandrel, the method of sandwiching the tip of the material to be rolled with a belt wrapper and a mandrel is used. It is difficult to implement with a tension reel (belt wrapper type tension reel). That is, in the case of a belt wrapper type tension reel, in order to stably wind the tip of the material to be rolled, contrary to Patent Document 1, the peripheral speed of the tension reel is made faster than the running speed of the material to be rolled (positive It is necessary to have a speed difference.
また、圧延機出側にブライドルロールを配置する方法は、既存の圧延機へ適用するには、コスト上や設備レイアウト上、困難であることが多い。 In addition, the method of arranging bridle rolls on the exit side of the rolling mill is often difficult in terms of cost and equipment layout to be applied to existing rolling mills.
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、圧延機の出側に走間切断機とテンションリールを有する連続式圧延ラインにおいて、テンションリールに被圧延材先端を巻き付ける際に、板破断や板厚変動を抑制しつつ、安定した巻き付けを行うことができる連続式圧延ラインにおける巻取制御方法を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and in a continuous rolling line having a running cutter and a tension reel on the exit side of the rolling mill, when the tip of the material to be rolled is wound around the tension reel. An object of the present invention is to provide a winding control method in a continuous rolling line capable of performing stable winding while suppressing plate breakage and plate thickness fluctuation.
上記課題を解決するために、本発明は以下のような特徴を有している。 In order to solve the above problems, the present invention has the following features.
［１］圧延機の出側に走間切断機とテンションリールを有する連続式圧延ラインにおける巻取制御方法であって、被圧延材の先端をテンションリールに巻き付ける際に、被圧延材の走行速度に対するテンションリールの周速度の正の速度差に応じて、テンションリールのトルク指令値に負の補正量を付与することを特徴とする連続式圧延ラインにおける巻取制御方法。 [1] A winding control method in a continuous rolling line having a running cutting machine and a tension reel on the exit side of the rolling mill, and when the tip of the material to be rolled is wound around the tension reel, the traveling speed of the material to be rolled A winding control method in a continuous rolling line, wherein a negative correction amount is applied to the torque command value of the tension reel in accordance with a positive speed difference in the peripheral speed of the tension reel relative to the tension reel.
［２］前記負の補正量は、前記正の速度差によってテンションリールに生じるトルク変動量を補償するものであることを特徴とする前記［１］に記載の連続式圧延ラインにおける巻取制御方法。 [2] The winding control method in the continuous rolling line according to [1], wherein the negative correction amount compensates for a torque fluctuation amount generated in the tension reel due to the positive speed difference. .
本発明によれば、圧延機の出側に走間切断機とテンションリールを有する連続式圧延ラインにおいて、テンションリールに被圧延材先端を巻き付ける際に、板破断や板厚変動を抑制しつつ、安定した巻き付けを行うことができる。 According to the present invention, in a continuous rolling line having a running cutting machine and a tension reel on the exit side of the rolling mill, while winding the material to be rolled around the tension reel, while suppressing plate breakage and plate thickness fluctuation, Stable winding can be performed.
本発明の一実施形態における巻取制御方法を図面に基づいて説明する。 A winding control method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１は、本発明の一実施形態において対象とする連続式圧延ラインを示すものであり、鋼帯の冷間圧延機（図示せず）の出側に走間切断機１０とカローゼル型テンションリール２０を備えている。なお、図１中の１１はデフレクターロールである。
FIG. 1 shows a continuous rolling line as an object in an embodiment of the present invention, and a running
そして、カローゼル型テンションリール２０は、Ｎｏ．１テンションリール２１（Ｎｏ．１マンドレル２１ａ）とＮｏ．２テンションリール２２（Ｎｏ．２マンドレル２２ａ）を有している。
The carousel
これによって、一方のテンションリール（ここでは、Ｎｏ．１テンションリール２１）で所定量の鋼帯１をコイル２に巻き取ったら、後続する鋼帯１を走間切断機１０で走間切断し、切断後の鋼帯１の先端を他方のテンションリール（ここでは、Ｎｏ．２テンションリール２２）にベルトラッパー２３を使用して巻き付け、コイルに巻き取るようにしている。
As a result, when a predetermined amount of steel strip 1 is wound around the
その上で、この実施形態においては、鋼帯１の先端をテンションリール（ここでは、Ｎｏ．２テンションリール２２）に巻き付ける際に、鋼帯１の走行速度に対してＮｏ．２テンションリール２２の周速度に正の速度差を与えるとともに、その正の速度差に応じて、Ｎｏ．２テンションリール２２のトルク指令値に負の補正量を付与するようにしている。
In addition, in this embodiment, when the tip of the steel strip 1 is wound around a tension reel (No. 2
これによって、鋼帯１の走行速度に対してＮｏ．２テンションリール２２の周速度に正の速度差を与えた場合に生じるＮｏ．２テンションリール２２のトルク増加を補償・相殺して、鋼帯１に急峻な張力変動が作用することを防止すようにする。
As a result, no. No. generated when a positive speed difference is given to the peripheral speed of the 2-
以下に、この実施形態における巻取制御方法をさらに詳しく述べる。 Hereinafter, the winding control method in this embodiment will be described in more detail.
まず、テンションリールのトルク指令値に付与する負のトルク補正量については、その基準値τｔを下記の（１）式で算出する。 First, for a negative torque correction amount to be added to the tension reel torque command value, a reference value τ t is calculated by the following equation (1).
ここで、
τｔ：テンションリールのトルク補正値（モーター軸）の基準値［Ｎｍ］
Ｇ：補正ゲイン
Ｊ：テンションリールの慣性モーメント（モータ軸）［ｋｇｍ２］（定数）
ω：テンションリールのモータ回転速度［ｒａｄ／ｓ］
ｔ：時間［ｓ］
here,
τ t : Tension reel torque correction value (motor shaft) reference value [Nm]
G: Correction gain
J: Moment of inertia of tension reel (motor shaft) [kgm 2 ] (constant)
ω: Motor speed of the tension reel [rad / s]
t: Time [s]
そして、（１）式の右辺のｄω／ｄｔは、実績値を用いるか、予測値とするかの２通り考えられるが、上記の正の速度差が急速に変化する時間は数百ｍｓ程度であることと、テンションリールの速度指令値・トルク指令値の演算周期が数ｍｓ〜数十ｍｓ程度であることを考えると、予測値として計算しておくのが妥当だと考えられる。 The dω / dt on the right side of the equation (1) can be considered in two ways, using actual values or predicted values. The time during which the positive speed difference rapidly changes is about several hundred ms. Considering the fact that the calculation period of the speed command value / torque command value of the tension reel is about several ms to several tens of ms, it is considered appropriate to calculate the predicted value.
その際の計算式は下記の（２）式を用いる。 The following formula (2) is used as a calculation formula at that time.
ここで、
ＲＧ：変速機のギア比（定数）
Ｄ：マンドレル径
ν：マンドレル周速度
νｃ：走間切断速度
Ｒｌ：待機リード率
ｔｔ：巻き付き時間（定数）
here,
R G : Gear ratio of transmission (constant)
D: Mandrel diameter
ν: Mandrel peripheral speed
ν c : Cutting speed between runs
R l : standby read rate
t t : Winding time (constant)
ちなみに、上記において、待機リード率Ｒｌは鋼帯先端がテンションリールに巻き付きを開始する前の状態のリード率である。また、巻き付き時間ｔｔは鋼帯先端がテンションリールに巻き付き始めてから、テンションリールの速度を被圧延材の走行速度に同期させて張力制御に移行を開始するまでの時間である。 Incidentally, in the above, the standby lead rate R 1 is the lead rate in a state before the steel strip tip starts to be wound around the tension reel. The winding time t t is the time from when the steel strip tip starts to wind around the tension reel to when the tension reel speed is synchronized with the traveling speed of the material to be rolled and the transition to tension control is started.
次に、制御の開始タイミングは、鋼帯の走間切断が完了した時とし、制御の終了タイミングは、テンションリールの速度が被圧延材の走行速度と同期した時とする。 Next, the start timing of the control is when the cutting between the steel strips is completed, and the end timing of the control is when the speed of the tension reel is synchronized with the travel speed of the material to be rolled.
なお、制御の終了タイミングは、鋼帯の走間切断完了から５秒後や、巻き付きが完了して加速を開始した時などにしてもよい。 Note that the end timing of the control may be 5 seconds after the completion of the cutting of the steel strip or when the winding is completed and acceleration is started.
そして、テンションリールのトルク指令値に付与する負のトルク補正量については、図２に示すように、鋼帯の走行速度（圧延機出側速度の設定値）に対するテンションリールの周速度（実績値）の正の速度差の変化に応じて付与するようにしている。 As for the negative torque correction amount to be applied to the torque command value of the tension reel, as shown in FIG. 2, the peripheral speed (actual value) of the tension reel with respect to the running speed of the steel strip (setting value of the rolling mill delivery speed) ) In accordance with the change in the positive speed difference.
すなわち、制御開始時には、正の速度差（テンションリール周速度実績値−圧延機出側速度設定値）は待機リード率となるので、トルク指令値に付与する負のトルク補正量（トルク指令値から減じるトルク補正量）は、上記の基準値τｔとし、正の速度差（テンションリール周速度実績値−圧延機出側速度設定値）が小さくなるに応じて、トルク指令値から減じるトルク補正量を段階的に小さくしていく。 That is, at the start of the control, the positive speed difference (the actual value of the tension reel peripheral speed−the rolling mill delivery side speed setting value) becomes the standby lead rate, and therefore the negative torque correction amount (from the torque command value) to be added to the torque command value. The torque correction amount to be reduced is the above-mentioned reference value τ t, and the torque correction amount to be reduced from the torque command value as the positive speed difference (actual tension reel peripheral speed actual value−rolling mill delivery side speed setting value) decreases. Is gradually reduced.
このようにして、この実施形態においては、鋼帯の冷間圧延機の出側に走間切断機１０とテンションリール２０（２１、２２）を有する連続式圧延ラインにおいて、テンションリール２０（２１、２２）に鋼帯１の先端を巻き付ける際に、板破断や板厚変動を抑制しつつ、安定した巻き付けを行うことができる。
Thus, in this embodiment, in the continuous rolling line having the running
なお、この実施形態では鋼帯を対象にしているが、本発明は他の金属帯についても適用することができる。 In this embodiment, the steel strip is targeted, but the present invention can also be applied to other metal strips.
１ 鋼帯
２ コイル
１０ 走間切断機
１１ デフレクターロール
２０ テンションリール（カローゼル型テンションリール）
２１ Ｎｏ．１テンションリール
２１ａ Ｎｏ．１マンドレル
２２ Ｎｏ．２テンションリール
２２ａ Ｎｏ．２マンドレル
２３ ベルトラッパー
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21 No. 1
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