JPS5943980B2 - 炉内張力制御方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は鋼帯の炉内における張力分布を任意に制御する
炉内張力制御方式に関する。

連続熱処理炉においては鋼帯の搬送にヘルパーロールを
用いて行っている。

従来このヘルパーロールを駆動するには数本乃至数十本
のロールを１群とし、共通の電源より電源供給が行なわ
れていた。

これは主に経済的な理由によるものであるが、近年にお
ける複合組織高張力冷延鋼板等の製造に際しては、この
ために欠点も生じている。

第２図のＡ部における加熱帯においては、銅帯は次第に
昇温されて熱膨張することから、鋼帯張力が低いと銅帯
は弛みを生じて蛇行する可能性がある。

また、加熱帯の出側および均熱帯においては、銅帯は高
温状態となって軟化し、その降伏点が低下することから
、鋼帯張力が高すぎると塑性変形量が増大して銅帯の長
手方向には沖び、幅方向には縮みを生ずる可能性がある
。

これがために、その張力が高すぎると形状変形が生じる
。

この結果、銅帯に蛇行やクーリングバックル、スリップ
を生じさせることになる。

銅帯を変形させる原因は銅帯の張力のアンバランスが生
じることによるものであるが、従来においては張力が直
接的に制御されず、駆動モータに印加する電源電圧を制
御するのみであったため、張力アンバランスは是正され
なかった（張力と電源電圧とは比例関係を有せず、因果
関係も明確ではない）。

また、直流電動機の界磁電流Ｉｆを制御する方法もある
が、材料の性質や制御系を構成する素子の温度特性が変
動するので季節のみならず田こよっても制御状態が変動
し高精度が得られず、また、個別にモータの■ｆを制御
せねばならず経済的に不利である。

そこで、第１図に示すような速度指令およびパルスゼネ
レータＰＬＯの出力であるフィードバック信号及びモー
タ毎に設けられる自動張力設定器ＡＴＲ（指令値と実際
の張力値との偏差を出力する）とで制御される速度調整
器ＡＳＲと、これにより制御される駆動部Ｄｕとより成
る制御装置をヘルパーロールＨＲの個々に設置し、駆動
モータＭを張力の状態に合せて個々に制御すれば良いわ
けであるが、経済的および保守上の面から実現に乏しい
。

本発明の目的は、個々のヘルパーロールに単独の制御回
路を有することなく任意に張力分布を設定し、上記した
従来の欠点を解消する炉内張力制両方式を提供するにあ
る。

本発明は、基準のヘルパーロールの実張力を検出し、こ
の値に基づいて他のヘルパーロールモータを張カバター
ンに対応づけられる温度パターンに対応して行なわせる
ようにしたものである。

第２図は、加熱帯Ａ、均熱帯Ｂ、第１冷均帯Ｃ１第２冷
均帯りより成る連続焼鈍炉の温度パターン特性である。

この温度パターンは材料の性質等によって変動はあるも
のの、予め認知しうるばかりでなく張カバターンと対応
させつるものである。

かくして、この温度パターンより各ヘルパーロール間の
張力偏差が知られることになり、域るヘルパーロールの
張力を基準にして他のベルパーロールの張力を算出でき
ることになる。

むろん、各ヘルパーロール毎に張力計を設置すれば良い
わけであるが、極めて不経済となり実用的ではない。

第３図は本発明の実施例を示すブロック図である。

ディジタル処理装置、たとえばコンピュータ１は銅帯の
速度Ｓ１、張力Ｔｅ、鋼帯の寸法Ｓｉ及び温度パターン
ＴＰの各々に基づいて張力基準値ｓＴ及び張力偏差設定
値ＴＲを出力する。

張力偏差設定値ＴＲは次式によって算出される。

ここで、諸量を次のように定める。

Ｖｏ： ｎ番目のロールの速度 Ｌ：ロールの配置によって決まる鋼板長 ｇｏ：ｎ番目のロールの鋼板のヤング率 Ａニストリップの断面積 βａｎ：ｎ番目のロールのストップの熱膨張率θｓｎ
： ／／ ／／ ／／の温度βＢ
、：ｎ番目のロールのロールの熱膨張率θＢ ｎ ：
／／ ／／ ／／の温度゛
（１）式はｎ番目のロールと次のロールとの速度変化を
鋼板長の変化として表わしたものである。

このことから、張力偏差は速度変化により求められるこ
とになる。

基準ロール速度をｖ８とすれば、各ロールの張力偏差設
定値ＴＲは次のように示すことができる。

鋼帯の寸法Ｓｉ、温度パターンＴＰは運転に先だって与
えられ、コンピュータ内に記憶されており、速度ＳＰお
よび張力も同様に設定値として時時刻々に暇り込まれる
。

張力基準値ＳＴは一定値として自動張力調整器（Ａ、Ｔ
Ｒ）２に与えられ、実際の変動分は張力検出器（ＴＭ）
３より実測値ＡＴとして与えられる。

この張力検出器３は、例えば第１冷却帯のような温度変
化が少ないセクションに基準ロールを設け、この基準ロ
ールに取付けられて張力検出を行なうようにする。

また、張力制御範囲としては、塑性変形の生じやすい加
熱帯から基準ロール設定点までとする。

張力基準値ＳＴと実測値ＡＴとに基いて、ＡＴＲ２は其
の時点の張力指令を演算器４に出力する。

演算器４は掛算回路４１１〜４１ｎにより構成され、Ａ
ＴＲ２の出力は該回路群の各々に与えられる。

掛算回路の数は制御すべきヘルパーロール数に対応して
いる。

コンピータ１よりの張力偏差設定値ＴＲは、掛算回路４
１１〜４１ｎの全てに与えられるが、基準ロールの直前
に設けられたヘルパーロールに該当する掛算回路４１１
から加熱帯の最初のヘルパーロールに該当する掛算回路
４１１まで段階的に設定値を与えられる。

具体的には第２図に示した如き温度パターンの温度差を
張力偏差として与えることになる。

ヘルパーロール毎に設けられた掛算回路４１□〜４１ｏ
の各出力はヘルパーロールモータ５１〜５ｏの速度補正
信号となる。

この信号を速度指令に置きかえて考えれば、以後の構成
は第１図に補正回路を付加したものと構成が同一である
。

すなわち、速度検出器（ＰＬＯ７，〜ｚｎ）の出力を他
方の入力とする自動速度調整器（ＡＳＲ６，〜６ｏ）と
、この出力により制御される駆動部１１〜Ｔｏとでモー
タ制御装置が構成されている。

以上の構成により、雰囲気の温度差により銅帯の熱膨張
、塑性変形等が生じて、張力アンバランスが発生しても
本発明により除去することができ、蛇行による破断、ク
ーリングバックルの発生、スリップによる疵の発生等に
よる製品の形状変化を未然に防止することができる。

なお、第３図の実施例では、モータに直流モータの場合
を例にしたが、むろん交流モータの使用も可能である。

この場合には、ＡＳＲとモータとの間に直・交変換器を
設けるのみでよい。

（第３図には図示していないが交流電源を直流電源に変
換する交・直変換器を設ける必要がある）。

特に、交流モータを用いた場合には構造が簡単になるの
で、メンテナンス及び経済性の面で直流モータに比べ数
段有利となる。

また、第３図の実施例では、基準ロールより前段のヘル
パーロールを制御する場合を述べたが、基準ロールより
後段のヘルパーロールを制御対象に入れてよいことは勿
論である。

以上より明らかなように本発明によれは、炉内の張力バ
ランスを任意に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の制御回路のブロック図、第２図は本発明
に係る温度パターン図、第３図は本発明の実施例のブ泊
ツク図である。 １・・・・・・コンピュータ、２・・・・・・自動張力
調整装置、３・・・・・・張力検出器、４・・・・・・
演算器、５、〜５ｏ・・・・・・モータ、６１〜６ｏ・
・・・・・ＡＳＲ，７，〜７ｏ・・・・・・駆動部、Ｐ
ＬＯ・・・・・・速度検出器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数のヘルパーロールが設置された連続熱処理炉内
   の所定区域内の少くとも１ケ所の銅帯の張力を検出し、
   この検出値を基準値として前記各々のヘルパーロールに
   順次与えるべき張力偏差に対応した速度指令の前記各々
   のヘルパーロール制御装置に、前記所定区域内の温度パ
   ターンに基づいて与えることを特徴とする炉内張力制御
   方式。