JPH0225250A - 急冷金属薄帯の蛇行制御装置 - 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） この発明は溶融金属から直接製造した急冷金属薄帯（以
下薄帯と示す）の搬送において蛇行を制御する装置に関
し、特に高温、高速、そして低張力の下に搬送される薄
帯の蛇行を早期に検知して迅速かつ適切に対処すること
により薄帯の巻取り及び通板が阻害される程度の蛇行を
回避しようとするものである。

（従来の技術） 最近、溶融金属から直接薄帯を製造する急冷金属薄帯製
造法の研究が盛んで、例えばアモルファス合金、高珪素
鋼およびＮｉ基超超合金の興味ある材料への通用が進め
られている。また鉄鋼メーカーを中心として単ロール法
、双ロール法およびメルトドラッグ法等の種々のプロセ
スが開発され一部は商業化してプラント建設にまで至っ
ている。

しかしながらこの薄帯の製造を連続的に、しかも工業的
規模で実施するには解決すべき種々の問題があり、その
１つに薄帯回送時の蛇行がある。

すなわち厚さが１ｍｍ前後の薄帯を連続的に製造するた
めには冷却ロールの周速が０．１〜１０ｍ／ｓとなる高
速回転が必要で、さらに鋳造後の薄帯はｌｌｌ１ｆｆｌ
厚以下でかつ冷却ロール出側で１０００〜■２００°Ｃ
と高温で、その引張強さおよび伸びも小さいため、コイ
ルとして巻取るために必要な大きな張力を薄（ＩＦに負
荷することが難しい。

そこで発明者らは先に特開昭６１−８８９０４号公報に
記載のピンチロールによる張力分割装置を提案した。こ
の装置は冷却ロールとピンチロール間で低張力下での搬
送を行い、ピンチロールと巻取リール間で適正張力を負
荷して巻取るものである。

しかじ薄帯に板厚偏差や板形状不良（反り、耳伸び）が
ある場合、低張力下での搬送中に蛇行が発生し易く、蛇
行の発生によって通板不能や巻取り形状悪化等のトラブ
ルが生じ、連続的に大量のコイルを製造することが不可
能であった。ここに薄帯の蛇行を極力防止する必要性が
生じ、かかる蛇行修正を行う装置としては従来ステアリ
ング装置カ知られているにレフニュースＮα１６，１９
８２年３月参照）。

この装置は薄帯が巻掛けられたロールを移動させること
によって薄帯の位置を修正するものである。ステアリン
グロールが十分な機能を果たすためにはガイドロールに
薄帯が９０度以上の範囲にわたって巻付き、蛇行検出セ
ンサーをステアリングロール出側に配置することが望ま
しい。ところが製造後の急冷薄帯は温度が７００〜１２
００°Ｃと高く、かつその強度が小さいため、大きな巻
付角度が得られない。またステアリングロール出側には
巻取リール及び搬送装置があり、出側での測定が不可能
であった。

一方、他の蛇行制御装置としては、特開昭６２１０１３
１４　号公報においてストリップの推力を測定し蛇行を
修正するものが、また特開昭６３１０１１５号公報にお
いては圧延ロールの入側もしくは出側において蛇行を検
出し、圧下修正により蛇行を防止する装置がそれぞれ提
案されているが、いずれもホットストリップミルへの付
設例で冷却ロール及びピンチロールでは高圧下の圧延は
行っておらず、溶融金属から直接薄帯を製造する象、冷
薄帯プロセスにこの制御装置を適用することは無益であ
る。

（発明が解決しようとする課題） そこでこの発明は、象、冷薄帯プロセスにおける薄帯の
搬送時に生じ易い蛇行を存利に防止し得る制御装置につ
いて提案することを目的とする。

（課題を解決するための手段） この発明は、冷却ロール表面で熔融金属を急冷凝固させ
て製造した急冷金属薄帯を巻取リールへ送す込むピンチ
ロールとこの薄帯を巻付ける巻取リールとの間に、 薄帯の搬送ラインを横切る向きに配したステアリングロ
ール、 このステアリングロールの軸線と搬送ラインとの交角が
変化する動きをステアリングロールに与える駆動手段、 ステアリングロールの入側で薄帯の両側端の位置を検知
する検出器および 薄帯に付加された張力の測定器、を設置し、さらに検出
器からの出力信号の差を演算して蛇行量を算出する蛇行
量演算器、 検出器の出力信号の和を演算して算出した薄帯の幅、測
定器の出力信号から算出した薄帯に付加された張力およ
び蛇行量演算器にて算出した蛇行量に基づいて蛇行制御
ゲインを演算して算出する蛇行制御ゲイン演算器および この蛇行制御ゲイン演算器からの出力に基づいて駆動手
段によるステアリングロールの変位を制御する制御手段
、をそなえてなる急冷金属薄帯の蛇行制御装置である。

（作　用） さてステアリングロールへの薄帯の巻付角度はたかだか
２０度程度しか得られず、また巻取リール直近で薄帯張
力を測定する必要があるため、この発明ではピンチロー
ルと巻取リール間にステアリングロールを設置し、かつ
ステアリングロール入側に蛇行を検知する検出器を設け
た。ここでステアリングロールを冷却ロールとピンチロ
ール間に設置しないのは、この領域では薄帯の温度が１
０００〜１２００°Ｃと高く、また薄帯強度が小さいた
めに低張力搬送を行っており、蛇行修正の効果が十分得
られないことによる。なおその効果を高めるためステア
リングロールの巻付角度を大きくとったり、薄帯への張
力設定を大きくすることも考えられるが、容易に破断が
生じるために不適である。

さらに高温、高速、低張力搬送系を通板中の薄帯は蛇行
変動が大きく、張力の変動、板幅の変化により蛇行修正
効果は異なる。そこでこの発明は上記問題点に対して板
幅や板張力の変動に拘らず、薄帯の蛇行を早期に検出し
て迅速かつ適切に、常に一定の蛇行制御効果を与えられ
る構成とした。

（実施例） 以下この発明に従う蛇行制御について第１図を参照しつ
つ説明する。

同図（ａ）は双ロール式急冷薄帯製造装置に付設した例
を示した。さてタンデイツシュ９より冷却ロール５に注
入された溶鋼は冷却凝固され薄帯３となり、薄帯３はデ
フレフクロール８およびピンチロール４を介して巻取り
−ル６で巻取られる。

ここでピンチロール４にて冷却ロール５とピンチロール
４との間を低張力に制御し、一方ピンチロール４と巻取
り−ル６との間はステアリングロール１の搬送ラインに
対する傾きを調整することにより任意の張力に制御する
構成とした。

すなわちピンチロール４の出側に蛇行を検出する検出器
２を設け、検出された蛇行量に従って蛇行制御ゲイン演
算器７によりステアリングロールｌの移動の指令を油圧
シリンダー１０に与えるわけである。

さらに同図（ｂ）に蛇行制御装置の詳細を示す。

ピンチロール４の出側における薄帯３の両端の位置をス
テアリングロール１の入側で例えばカメラを用いた検出
器２にて検出（図示はしないが薄帯３の下に投光器があ
りカメラで端部を検出し易くしである）し、ついで検出
器２がらの信号差すなわち薄帯３の蛇行量を蛇行量演算
器１１にて算出し、この蛇行量と予め決定した、設定器
１３からの許容蛇行量とを比較演算器１４で比較演算す
る。比較演算結果を蛇行偏差出力として蛇行ゲイン演算
器７に入力し適切なゲインをかけて蛇行修正信号とする
。

一方、検出器２からの信号和と例えばロードセル等の張
力の測定器１８からの信号（張力）及び上位ｃｐｕ　（
プロセスコンピュータ）１６からの板厚、鋼種等の情報
信号を蛇行ゲイン演算器７に入力し、その結果、各実験
条件に応じた蛇行修正信号を求め、制御手段に入力する
。すなわちサーボ弁１７に入力し、サーボ弁１７は油圧
シリンダー１０の圧油の流入、流出量をコントロールし
てステアリングロール１の移動量を調整する。

第２図にステアリングロール１の駆動手段の一例を示す
。

ステアリングロール１の両端部を支持するチョック１９
が測定器１８を介してフレーム２１上に組込まれている
。サーボ弁１７から送られる信号により油圧シリンダー
■０が往復動し、この動きがガイド２０を介してピボッ
ト２２を中心に伝わり、フレーム２１に対してステアリ
ングロールｌの移動がなされる。

ステアリングロール１はその軸線と薄帯との交角が変化
するように移動され、すなわち蛇行した薄帯に応じて常
に薄帯と軸線とが直交するように調整される。ここにス
テアリングロール１の具体的な動きを第３図に示すよう
に、薄帯３がＷＳ側へ蛇行すればステアリングロール１
は矢印Ｐ方向に移動し逆にＤＳ側へ蛇行すればステアリ
ングロール１は矢印Ｐと逆方向に移動する。

また蛇行防止の観点から、ステアリングロールｌに適切
なりラウンを形成することも存効である。

例えば３００ｍｍφ外径７００ｍｍ幅のロールで半径が
３ｍｍとなるラジアルクラウンをつける。

さらに蛇行の検出器としては不活性ガスの噴射圧力を利
用しそのノズルにおける受圧を検出し、薄帯の位置を検
知して蛇行量を検出する手段や、渦流式変位センサーに
より薄帯のエツジ（導電体の変位）を検出する手段等が
あるが、高温、高速で搬送される薄帯の端部をより正確
に測定するためこの発明では第１図に示す光学的検出装
置がより有利に適合する。本方式は薄帯端部にそれぞれ
薄帯を挟んで投光器と受光器を設け、両端部における光
量差によってその蛇行量を検出するものである。

なお急冷薄帯プロセスにおいては薄帯端部の赤熱（７０
０°Ｃ以上）及び形状不良（例えばのこぎり状）など薄
帯の端部検出に対する外乱が生じることがある。

これに対しては、光学式検出センサー（イメージセンサ
−カメラ）に赤外タットフィルタ　（赤外領域を分光す
る）を用いたり、走査周期、カメラ絞りの調整により信
号を平均化して外乱を取り除くことができる。

（発明の効果） この発明によれば、高温、高速で通板する薄帯に対して
連続的に巻取りを行う場合であっても、とくに低張力搬
送系を通板する薄帯の蛇行を早期に検出して操業条件に
よって蛇行制御ゲインを変更することができるため、常
に安定した蛇行制御を行い得る。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）はこの発明に従う蛇行制御装置を
示す説明図、 第２図（ａ）および（ｂ）はステアリングロールの駆動
手段を示す上面図および正面図、第３図は薄帯の蛇行に
応じたステアリングロールの傾動を示す説明図、 である。 １・・・ステアリングロール ２・・・検出器　　　　　　３・・・薄帯４・・・ピン
チロール　　　５・・・冷却ロール６・・・巻取リール
　　　　７・・・蛇行制御ゲイン演算器８・・・デフレ
フクロール　９・・・タンデイツシュ１０・・・油圧シ
リンダー　　１１・・・蛇行量演算器１２・・・板幅演
算器　　　　１３・・・設定器１４・・・比較器　　　
　　　１５・・・張力演算器１６・・・ＣＰＬＩ（７’
ロセスコンピユータ）１７・・・サーボ弁 １８・・・測定器 ２０・・・ガイド ２２・・・ピボット １９・・・チョック ２１・・・ベース 第２図 （ａ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、冷却ロール表面で溶融金属を急冷凝固させて製造し
   た急冷金属薄帯を巻取リールへ送り込むピンチロールと
   この薄帯を巻付ける巻取リールとの間に、 薄帯の搬送ラインを横切る向きに配したステアリングロ
   ール、 このステアリングロールの軸線と搬送ラインとの交角が
   変化する動きをステアリングロールに与える駆動手段、 ステアリングロールの入側で薄帯の両側端の位置を検知
   する検出器および 薄帯に付加された張力の測定器、を設置し、さらに検出
   器からの出力信号の差を演算し て蛇行量を算出する蛇行量演算器、 検出器の出力信号の和を演算して算出した薄帯の幅、測
   定器の出力信号から算出した薄帯に付加された張力およ
   び蛇行量演算器にて算出した蛇行量に基づいて蛇行制御
   ゲインを演算して算出する蛇行制御ゲイン演算器および この蛇行制御ゲイン演算器からの出力に基づいて駆動手
   段によるステアリングロールの変位を制御する制御手段
   、をそなえてなる急冷金属薄帯の蛇行制御装置。