JPH11350043A - 鋼帯の張力制御方法及びその装置 - Google Patents

鋼帯の張力制御方法及びその装置

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JPH11350043A
JPH11350043A JP15941398A JP15941398A JPH11350043A JP H11350043 A JPH11350043 A JP H11350043A JP 15941398 A JP15941398 A JP 15941398A JP 15941398 A JP15941398 A JP 15941398A JP H11350043 A JPH11350043 A JP H11350043A
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tension
steel strip
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JP15941398A
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Kazunari Yuasa
一成 湯浅
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Kawasaki Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】非定常部による張力制御系の不安定化を防止す
ることを課題とする。 【解決手段】設備内における、上流側のブライドルロー
ル2と処理槽1との間に、二つの張力計15,16が配
置される。二つの張力計15,16の設置位置は、互い
に非定常部Hの長さL0 +αより大きく間隔を開けてあ
る。鋼帯4の非定常部が上流側の張力計15の設置位置
を通過しない状態では、上流側の張力計15からの荷重
信号によって張力制御が行われる。また、上流側の張力
計15の設置位置を非定常部が通過する場合には、下流
側の張力計16で検出した荷重信号によって張力制御が
行われる。この結果、設備内を非定常部Hが通過する際
でも、当該非定常部Hの影響を受けることなく、精度良
く鋼帯4の張力が検出されて、良好な張力制御ができる
ようになる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ステンレス熱延鋼
板の焼鈍酸洗設備等の設備において、搬送する鋼帯の張
力を制御する鋼帯の張力制御方法及びその装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】例えば、ステンレス熱延鋼板の焼鈍酸洗
設備では、歩留り向上などのために、鋼板を連続して処
理することを目的として、先行材の尾端部と後行材の先
端部とを、リーダ材という長さ数メートルのリサイクル
板を介して溶接接合して連続した鋼帯とし、その鋼帯
を、連続して搬送して酸洗処理などを行っている。
【0003】このとき、リーダ材は、処理すべきステン
レス熱延鋼板(単に鋼板と呼ぶ)とは寸法、及び規格が
異なっていることから、鋼板とリーダ材との接合部を補
強する目的で、補強板を追加溶接する場合も多い(図2
を参照)。
【0004】また、リバース圧延処理を行うような設備
においても、板端部に上記リーダ材を溶接で接合してい
る。そして、上記のような各設備にあっては、設備内を
通過する鋼帯の張力を一つの張力計により検出し、その
検出した張力値に基づき、搬送される鋼帯の速度及び張
力を基準速度及び基準張力に制御している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記鋼
帯における補強板で補強溶接された部分(非定常部)が
張力計の設置位置を通過すると、例えば対象とする鋼板
の板厚が増加したとみなされて、鋼帯張力を過検出して
しまう。その結果、張力制御で張力を低くするように働
き、張力不足による不具合や、検出張力が大幅に変動す
ることによって制御系が不安定になるという問題があっ
た。
【0006】また、一般に鋼板よりもリーダ材は薄板で
あるので、リーダ材部分(非定常部)が張力計の設置位
置を通過する際には、逆に鋼帯張力を過少検出すること
となる。
【0007】ここで、上記非定常部で検出する張力値が
大幅に変動する理由を、張力計として一般に使用される
テンションメータで説明する。図6を参照して、テンシ
ョンメータによる検出荷重について簡単に説明する。図
6中、符号50はテンションロールを、符号50a,5
0bは補助ロールを表している。
【0008】テンションメータによる検出荷重F(k
g)は、次の(1)式で表される。 F=FT +FB +FR +FS ・・・(1) ここで、 FT :鋼帯張力による分(kg) FB :曲げモーメントによる分(kg) FR :ロール自重による分(kg) FS :鋼帯自重による分(kg) である。
【0009】また、上記FT ,FB ,FS は、次のよう
に表される。 B =ΣM/P ・・・(3) FS =(7.85×10-6×B・h・L)/2 ・・・(4) 但し、 θ1 :入側巻取り角(°) θ2 :出側巻取り角(°) T :鋼帯の張力(kg) h :板厚(mm) B :板幅(mm) M :各ローラ部の曲げモーメント(kg・mm) L,P:図6に示す距離(mm) である。
【0010】そして、(1)式に、(2)〜(4)式を
代入して整理すると、張力Tは、次のように示される。 T=K1 {F−(K3 −K4 ・h)B・h2 −FR −K2 B・h} ・・・(5) ここで、K1 〜K4 は係数である。
【0011】この(5)式から分かるように、厚さhが
変動すると、張力検出値が大きく変化してしまう。ま
た、厚さhが変化することは、テンションメータを非定
常部が通過する際に、入側巻付角度θ1 と出側巻付角度
θ2 とが急変することとなり、これによっても張力の検
出精度が大幅に低下することが分かる。
【0012】このように、非定常部が張力計の設置位置
を通過する場合には、鋼帯張力の検出精度が大幅に低下
するため、従来にあっては、補強板が張力計を通過する
際に、例えば、手動運転、自動制御ゲインの大幅低
下等の処理が余儀なくされていた。
【0013】本発明は、上記のような問題点に着目して
なされたもので、非定常部による張力制御系の不安定化
を防止することを課題としている。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のうち請求項1に記載した発明は、長手方向
の途中に非定常部を有する鋼帯を連続的に搬送して処理
する設備における、設備内を通過する鋼帯の張力を検出
し、その張力検出値に基づき鋼帯の張力を制御する張力
制御方法において、上記鋼帯の搬送方向に所定間隔を開
けて複数の張力検出位置を設定しておくと共に、上記非
定常部の位置を監視して、上記複数の張力検出位置のう
ち当該非定常部の位置が通過していない張力検出位置で
鋼帯の張力を検出することを特徴とする鋼帯の張力制御
方法を提供するものである。
【0015】本発明によれば、非定常部の位置を監視す
ることで、非定常部が通過していない張力検出位置で検
出した張力値を使用して張力制御が行われるので、非定
常部が設備内を通過する場合であっても、非定常部によ
る張力検出値の精度低下が抑えられる。
【0016】次に、請求項2に記載した発明は、請求項
1に記載した構成に対し、上記非定常部の長さよりも広
く間隔を開けて二つの張力検出位置を設定し、一方の張
力検出位置を上記非定常部が非通過状態では、一方の張
力検出位置で鋼帯の張力を検出し、非定常部が上記一方
の張力検出位置を通過するときだけ、他方の張力検出位
置で鋼帯の張力を検出することを特徴とするものであ
る。
【0017】次に、請求項3に記載した発明は、長手方
向の途中に非定常部を有する鋼帯を連続的に搬送して処
理する設備における、設備内を通過する鋼帯に所定の張
力を付与する張力付与手段と、鋼帯の張力を検出する張
力計と、張力計による検出値に基づき上記張力付与手段
を通じて鋼帯の張力を制御する張力制御手段とを備えた
鋼帯の張力制御装置において、互いに上記非定常部の長
さよりも広く間隔を開けて設置された二つの張力計と、
上記設備内を通過する非定常部の位置を監視する非定常
部監視手段と、非定常部監視手段からの信号に基づき、
二つの上記張力計のうちの一方の張力計の設置位置を上
記非定常部が通過中かどうか判定する非定常部判定手段
とを備え、張力制御手段は、非定常部判定手段からの信
号に基づき、非定常部が上記一方の張力計の設置位置を
通過中と判定した場合には他方の張力計の検出信号を使
用し、その他の場合には一方の張力計の検出信号を使用
することを特徴とする鋼帯の張力制御装置を提供するも
のである。
【0018】これらの発明によれば、非定常部の長さよ
りも広く間隔を開けて2つの張力検出位置(張力計の設
置位置)を設置しているので、一方の張力検出位置を非
定常部が通過中は、必ず他方の張力検出位置を非定常部
が通過していない。
【0019】このため、張力制御のために使用する張力
検出位置(張力計)の切換え操作が簡易となる。
【0020】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面を
参照しつつ説明する。図1は、本発明を適用する鋼帯処
理設備の構成を示す概要図である。この図1では、ステ
ンレス熱延鋼板の焼鈍酸洗設備を例示している。
【0021】その構成を説明すると、従来と同様に、処
理槽1の入側及び出側にそれぞれブラドルロール2,3
が配置されて、この二組のブライドルロール2,3によ
って、鋼帯4の搬送速度及び張力を制御している。本実
施形態では下流側のブライドルロール3で、主に鋼帯4
の搬送速度を操作し、上流側のブライドルロール2で、
主に鋼帯4の張力を操作している。上記各ブライドルロ
ール2,3の各ロール2a,2b,3a,3bの回転
は、コントローラ5からの指令に基づき回転速度が制御
される。
【0022】即ち、各ブライドルロール2,3は、ロー
ル2a,2b,3a,3bを駆動する駆動モータ6a,
6b,7a,7b、回転数を検出するパルスジェネレー
タ8,9、及びパルスジェネレータ8,9からの信号に
基づき速度制御を行う速度調節器10,11をそれぞれ
備えて、張力付与手段を構成する。
【0023】また、処理される鋼帯4は、図2に示すよ
うに、予め、先行材4aと後行材4bがリーダ材12を
通じて溶接接合されて連続し、そのリーダ材12及びそ
の近傍が非定常部Hを構成する。
【0024】ここで、このリーダ材12の付加の目的
は、鋼板4a,4bの先端部及び後端部の歩留り向上
と、不図示のテンションリールのグリッパ部へ確実に挿
入されて巻き取られるようにするためである。
【0025】また、鋼板とリーダ材12との溶接部は、
補強を目的として補強板13を数枚,別途,溶接してあ
る。なお、図2には、鋼板4a,4b、リーダ材12、
及び補強板13の各寸法(単位はmm)の一例も示してい
る。
【0026】ここで、本実施形態では、上記先行材4a
の尾端部とリーダ材12とを溶接する際に、先行材4a
の尾端部の板幅方向中央部に板厚方向に貫通する溶接点
検出穴14が開口してある。
【0027】また、本実施形態では、上記設備におい
て、上流側のブライドルロール2と処理槽1との間に、
従来とは異なり,二つの張力計15,16が配置されて
いる。この各張力計15,16は、それぞれテンション
メータであって、張力を検出するテンションロール15
a,16aの前後に、入側補助ロール15b,16b及
び出側補助ロール15c,16cが配置されて構成され
ると共に、テンションロール15a,16aの荷重をロ
ードセル15d,16dが検出し、その検出値をコント
ローラ5に供給可能となっている。
【0028】上記二つの張力計15,16の設置位置
は、図4に示すように、互いに非定常部Hの長さL0
り大きく間隔を開けてある。また、上流側ブライドルロ
ール2の上流側には、溶接点検出器17が配置され、溶
接点検出穴14の通過の有無を検出しコントローラ5に
供給している。
【0029】コントローラ5は、図3に示すように、張
力計15,16からの信号に基づき張力を演算する張力
演算手段5Cと、非定常部位置を監視する非定常部監視
手段5Aと、非定常部判定手段5Bと、張力制御手段5
Dとを備える。
【0030】非定常部監視手段5Aは、上記溶接点検出
器17から溶接点検出穴14の通過の信号を入力すると
作動し、上流側ブライドルロール2用のパルスジェネレ
ータ8からのパルス信号をカウントすることで、上記溶
接点検出穴14の通過位置をトラッキングして非定常部
Hの位置を監視する。
【0031】非定常部判定手段5Bは、上記非定常部監
視手段5Aからの信号に基づき、非定常部Hが上流側の
張力計15の位置を通過中と判定したら、その旨を張力
演算手段5Cに供給する。
【0032】非定常部Hが上流側の張力計15の位置を
通過中かどうかの判定は、例えば、図4に示すように、
非定常部監視手段5Aからの信号に基づき、上記溶接点
検出穴14が上流側の張力計15の入側補助ロール15
bを通過したことを検出したら、上流側の張力計15の
設置位置の通過を非定常部Hが開始したと判定し、上記
溶接点検出穴14が、上流側の張力計15の出側補助ロ
ール15cの位置から「非定常部Hの長さL0 +α」分
だけ離れた位置を通過したと判定したら、上流側の張力
計15の設置位置におけるの非定常部Hの通過が終了し
たと判定する。ここで、αは、余裕代であり、例えば、
(0.05〜0.20)×L0 程度に設定すればよい。
【0033】張力演算手段5Cでは、上述の(5)式に
基づき、張力計15,16のロードセル15d,16d
から入力した荷重値を張力値に換算する。但し、非定常
部判定手段5Bからの信号に基づき、通常状態(初期状
態)では、上流側の張力計15からの信号のみを張力値
に換算する処理を行い、非定常部Hが上流側の張力計1
5の設置位置を通過中だけは、下流側の張力計16から
の信号のみを張力値に換算する処理を行うように切換え
を行う。
【0034】上記使用する張力計15,16の切換え
は、例えば、図5に示すような切換えロジックAによっ
て行うことができる。この切換えロジックAは、初期状
態では、上流側の張力計15に基づく張力信号を張力制
御手段5Dに供給すると共に、上記パルスジェネレータ
8からのパルスカウントによって溶接点検出穴14の通
過位置を検出し、非定常部Hが上流側の張力計15の設
置位置を通過中は、スイッチを切り替えて、下流側の張
力計16に基づく荷重信号を張力制御手段5Dに供給す
るようになっている。
【0035】また、張力制御手段5Dは、張力演算手段
5Cからの張力信号に基づき基準張力TREF と検出張力
値との張力偏差ΔTを求め、その張力偏差ΔTを変換器
20で速度指令に変換した後に基準速度SREF に加算
し、その加算値を目標速度として上流側ブライドルロー
ル2の速度調節器10に供給している。
【0036】ここで、出側のブライドルロール3の速度
調節器11には、コントローラ5から基準速度SREF
供給される。上記構成の張力制御装置を備えた設備にあ
っては、非定常部Hが上流側の張力計15の設置位置を
通過しない状態では、上流側の張力計15からの荷重信
号によって張力制御が行われる。また、上流側の張力計
15の設置位置を非定常部Hが通過する場合には、非定
常部Hが通過していない、下流側の張力計16で検出し
た荷重信号によって張力制御が行われる。
【0037】この結果、設備内を非定常部Hが通過する
際でも、当該非定常部Hの影響を受けることなく、精度
良く鋼帯4の張力が検出されて、良好な張力制御ができ
るようになる。
【0038】ここで、上記実施形態では、通常時の張力
検出を上流側の張力計15としているが、通常時の張力
検出を下流側の張力計16としてもよい。この場合に
は、溶接点検出穴14が下流側の張力計16の設置位置
を通過するときだけ、上流側の張力計15からの荷重信
号を使用するように切り換える。
【0039】また、上記実施形態では、二つの張力計1
5,16を、上流側ブライドルロール2と処理槽1との
間に配置した例で説明しているが、下流側の張力計16
を処理槽1の出側に配置してもよい。
【0040】また、設備内に配置する張力計の数は3基
以上であってもよい。この場合には、例えば、非定常部
が設備内を通過する際に、非定常部が通過しない張力計
からの信号の平均値から張力を検出するようにしてもよ
い。
【0041】また、非定常部の位置のトラッキング(監
視)は、上記構成に限定されない。また、コントローラ
5の構成も上記構成に限定されるものではない。
【0042】
【発明の効果】以上説明してきたように、設備内を、鋼
帯の非定常部が通過する際にも、所定の精度で鋼帯の張
力が検出できるので、連続的に鋼帯を処理する場合であ
っても非定常部の外乱を受けない安定した張力制御がで
きるという効果がある。
【0043】特に、請求項2又は請求項3の発明を採用
すると、張力検出の切換え等の制御が簡易に構成され
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る装置構成を示す図で
ある。
【図2】本発明の実施の形態に係る鋼帯の非定常部を示
す図である。
【図3】本発明の実施の形態に係るコントローラの構成
を示す図である。
【図4】二つの張力計の関係等を示す図である。
【図5】張力計の切換えロジック例を示す図である。
【図6】テンションメータによる張力換算について説明
するための図である。
【符号の説明】
1 処理槽 2,3 ブライドルロール(張力付与手段) 4 鋼帯 5 コントローラ 5A 非定常部監視手段 5B 非定常部判定手段 5C 張力演算手段 5D 張力制御手段 8 パルスジェネレータ 10,11 速度調節器 12 リーダ材 13 補助板 14 溶接点検出穴 15 張力計 16 張力計 17 溶接点検出器

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 長手方向の途中に非定常部を有する鋼帯
    を連続的に搬送して処理する設備における、設備内を通
    過する鋼帯の張力を検出し、その張力検出値に基づき鋼
    帯の張力を制御する張力制御方法において、 上記鋼帯の搬送方向に所定間隔を開けて複数の張力検出
    位置を設定しておくと共に、上記非定常部の位置を監視
    して、上記複数の張力検出位置のうち当該非定常部の位
    置が通過していない張力検出位置で鋼帯の張力を検出す
    ることを特徴とする鋼帯の張力制御方法。
  2. 【請求項2】 上記非定常部の長さよりも広く間隔を開
    けて二つの張力検出位置を設定し、一方の張力検出位置
    を上記非定常部が非通過状態では、一方の張力検出位置
    で鋼帯の張力を検出し、非定常部が上記一方の張力検出
    位置を通過するときだけ、他方の張力検出位置で鋼帯の
    張力を検出することを特徴とする請求項1に記載した鋼
    帯の張力制御方法。
  3. 【請求項3】 長手方向の途中に非定常部を有する鋼帯
    を連続的に搬送して処理する設備における、設備内を通
    過する鋼帯に所定の張力を付与する張力付与手段と、鋼
    帯の張力を検出する張力計と、張力計による検出値に基
    づき上記張力付与手段を通じて鋼帯の張力を制御する張
    力制御手段とを備えた鋼帯の張力制御装置において、 互いに上記非定常部の長さよりも広く間隔を開けて設置
    された二つの張力計と、上記設備内を通過する非定常部
    の位置を監視する非定常部監視手段と、非定常部監視手
    段からの信号に基づき、二つの上記張力計のうちの一方
    の張力計の設置位置を上記非定常部が通過中かどうか判
    定する非定常部判定手段とを備え、張力制御手段は、非
    定常部判定手段からの信号に基づき、非定常部が上記一
    方の張力計の設置位置を通過中と判定した場合には他方
    の張力計の検出信号を使用し、その他の場合には一方の
    張力計の検出信号を使用することを特徴とする鋼帯の張
    力制御装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100428098C (zh) * 2006-10-19 2008-10-22 山西太钢不锈钢股份有限公司 300系不锈钢卷取变张力控制技术

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN100428098C (zh) * 2006-10-19 2008-10-22 山西太钢不锈钢股份有限公司 300系不锈钢卷取变张力控制技术

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