(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ルーパーキャリッジの少なくとも二つのコーナー部にそれぞれ設けられルーパーキャリッジを牽引するチェーン又はワイヤロープに取付金具を介して連結されたジャッキ機構と、前記ルーパーキャリッジの傾斜量を検出する傾斜計と、ルーパー内の鋼板の蛇行量を検出する蛇行検出器と、前記ルーパーキャリッジの高さを検出するレベル計と、前記傾斜計、前記蛇行検出器および前記レベル計からの検出信号を受信するとともに、前記ルーパーキャリッジのコーナー部の昇降量を前記ジャッキ機構に指令し、前記ジャッキ機構による前記ルーパーキャリッジの傾斜量を制御する手段と、を有することを特徴とする竪型ルーパーの鋼板蛇行防止装置。
【請求項２】
請求項１に記載の竪型ルーパーの鋼板蛇行防止装置を用いて鋼板の蛇行を防止するに際して、予め求めておいた鋼板の蛇行量、ルーパーキャリッジの傾斜量およびルーパーキャリッジ高さの関係に基づいて、鋼板の片伸びを発生させない許容傾斜量を超えないように前記ルーパーキャリッジの傾斜量を決定することを特徴とする竪型ルーパーの鋼板の蛇行防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製鉄所の連続焼鈍設備等で使用される竪型ルーパーの鋼板蛇行防止装置および鋼板の蛇行防止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、溶融亜鉛めっき鋼板の連続製造ラインにおいては、鋼板搬送速度の変動対策および鋼板接続対策として竪型ル−パ−を設け、ル−パ−にて所定量の鋼板を貯蔵するようになっている。
【０００３】
竪型ル−パ−には、図６のように、多数対の上下ロ−ル（上ルーパーロール３３、下ルーパーロール３４）が配設され、これら上下ロ−ルを鋼板３０が交互に巻き掛けられながら進行するようになっている。上ル−パ−ロ−ル３３は、ルーパーキャリッジ３２上に所定間隔をもって設けられ、ルーパーキャリッジ３２ごと水平に吊り下げられている。このル−パ−キャリッジ３２は、四つのコーナー部において４本のチェ−ンまたはワイヤーロープ３６によりスプロケットまたはシーブ３５を介して、駆動スプロケットまたはドラム３８に連結されており、キャリッジ駆動機構３７により必要に応じてチェ−ンまたはワイヤーロープ３６を巻取りまたは払出しすることにより、ルーパーキャリッジ３２ごと上ル−パ−ロ−ル３３が昇降するようになっている。
【０００４】
従来の竪型ル−パ−においては、稼働中における各チェ−ンまたはワイヤーの伸び量が異なるためにルーパーキャリッジが傾斜することや、あるいは鋼板の形状が不均一であることにより、ル−パ−内で鋼板の蛇行が発生し、運転不能に陥ることがある。このため、対策として、蛇行発生の少ない範囲の運転条件、例えばル−パ−ストロ−ク（ルーパーキャリッジの昇降範囲）を制限するなどの手段が採られていた。しかしながら、設備稼働率の低下を招いていた。このほかに、ルーパー内に蛇行矯正ロールを設置する対策もある。しかし、設置スペースの制約上、設置数に限りがあり、矯正能力に限界がある。
【０００５】
このような、竪型ルーパーにおける鋼板の蛇行を防止する技術としては、特許文献１に開示された装置がある。この技術に基づく竪型ルーパーの鋼板蛇行防止装置は、ルーパーの入側および出側の少なくとも一方で鋼板の蛇行量を検出し、この検出結果に基づきルーパーキャリッジを牽引するチェーンまたはワイヤロープの長さを個々に調整して、ルーパーキャリッジを傾動することで、ル−パ−内での鋼板の蛇行を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２６７１３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示される竪型ルーパーの鋼板蛇行防止装置には、設備が複雑になるという問題点があった。すなわち、チェーンまたはワイヤーロープには伸びがあり、その伸び量は、長さと荷重に影響されるため、鋼板の蛇行量の検出結果に基づき、ルーパーキャリッジを傾動させて蛇行を防止するには、個々のチェーンまたはワイヤーロープの調整長さを、その時点でのチェーンまたはワイヤーロープの全長（キャリッジ高さ）と荷重（張力）による伸び量を考慮して決定せねばならず、これらの検出装置、制御装置が必要となり、設備が複雑かつ高価になるという問題点があった。
【０００８】
さらに、上述した従来の竪型ルーパーの鋼板蛇行防止装置には、ルーパーストロークが短いときに鋼板の片伸びが発生するという問題点がある。鋼板端部の伸びをδ、伸びひずみをε、上下ロール間の鋼板長さをＬ、鋼板の縦弾性係数をＥとすると、ルーパーキャリッジを傾動することにより鋼板端部に加わる引張応力σは、σ＝Ｅ・ε＝Ｅ・（δ／Ｌ）となる。これに鋼板のユニット張力ＵＴ（鋼板張力／鋼板断面積）を足した値が、鋼板の降伏点σｙを越えた場合（σｙ＜σ＋ＵＴの場合）、鋼板端部が塑性変形するため、片伸びが発生する。この引張応力は、ロール間の鋼板長さＬが小さいほど大きくなるため、ルーパーストロークの短いところでは、ルーパーキャリッジを傾動させて蛇行を防止するとともに、片伸びの発生しない範囲で傾動させる必要がある。しかしながら、従来の装置では、鋼板の蛇行量のみをみてルーパーキャリッジを傾動させるため、片伸びを発生させてしまう。
【０００９】
本発明は、前記課題を解決し、簡易な設備で鋼板の蛇行を防止できる竪型ルーパーの鋼板蛇行防止装置および鋼板の蛇行防止方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決する本発明の手段は、下記のとおりである。
［１］ルーパーキャリッジの少なくとも二つのコーナー部にそれぞれ設けられルーパーキャリッジを牽引するチェーン又はワイヤロープに取付金具を介して連結されたジャッキ機構と、前記ルーパーキャリッジの傾斜量を検出する傾斜計と、ルーパー内の鋼板の蛇行量を検出する蛇行検出器と、前記ルーパーキャリッジの高さを検出するレベル計と、前記傾斜計、前記蛇行検出器および前記レベル計からの検出信号を受信するとともに、前記ルーパーキャリッジのコーナー部の昇降量を前記ジャッキ機構に指令し、前記ジャッキ機構による前記ルーパーキャリッジの傾斜量を制御する手段と、を有することを特徴とする竪型ルーパーの鋼板蛇行防止装置。
［２］［１］に記載の竪型ルーパーの鋼板蛇行防止装置を用いて鋼板の蛇行を防止するに際して、予め求めておいた鋼板の蛇行量、ルーパーキャリッジの傾斜量およびルーパーキャリッジ高さの関係に基づいて、鋼板の片伸びを発生させない許容傾斜量を超えないように前記ルーパーキャリッジの傾斜量を決定することを特徴とする竪型ルーパーの鋼板の蛇行防止方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る竪型ルーパーの鋼板蛇行防止装置においては、蛇行検出器によりルーパー内の鋼板の蛇行量を検出し、傾斜計によりルーパーキャリッジの傾斜量を検出する。この蛇行検出器からの検出信号と傾斜計からの検出信号に基づき、蛇行量が最小となるようにジャッキ機構に、ルーパーキャリッジのコーナー部の昇降指令を発し、この指令を受けてジャッキ機構によるルーパーキャリッジの傾斜量を制御するようにしたので、チェーンまたはワイヤーロープの全長（ルーパーキャリッジ高さ）と荷重（張力）による伸び量を考慮した制御は不要となり、簡易な設備でル−パ−内での鋼板の蛇行を防止することができるようになる。
また、レベル計によりルーパーキャリッジ高さを検出し、このレベル計からの検出信号に応じて、鋼板端部に塑性変形が発生することのない範囲で、傾斜計により検出されるルーパーキャリッジの傾斜量を制御するようにしているので、ルーパーストロークの短いところでの鋼板の片伸びを発生させることなく、蛇行を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のワイヤーロープ方式の竪型ルーパーの鋼板蛇行防止装置を示す斜視図である。
【図２】蛇行量とルーパーキャリッジの傾斜量との関係を示す図である。
【図３】ルーパーキャリッジの高さＺと許容傾斜量（片伸びの発生しない傾斜量Ｃの最大値）との関係を示す図である。
【図４】ルーパーキャリッジに傾斜がない状態での鋼板の蛇行状態を示す断面図である。
【図５】本発明の竪型ルーパーの鋼板蛇行防止装置により、鋼板の蛇行を修正した状態を示す断面図である。
【図６】従来の竪型ルーパーの鋼板蛇行防止装置を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に係る竪型ルーパーの鋼板蛇行防止装置においては、蛇行検出器によりルーパー内の鋼板の蛇行量を、傾斜計によりルーパーキャリッジの傾斜量（以下、単に「ルーパーキャリッジ傾斜量」と称することもある。）を検出し、検出信号を制御手段に送り、これに基づき制御手段は、鋼板蛇行量が最小となるよう、キャリッジの各コーナー部に設けたジャッキ機構に昇降量修正指令を出す。ジャッキ機構が制御手段からの指令信号を受けとると、ジャッキ機構の駆動源は水平軸ウォームを回転させ、水平軸ウォームはウォーム歯車を垂直軸まわりに回転させ、ウォーム歯車とともに回転する垂直軸ジャッキは取付金具に対して昇降し、ルーパーキャリッジを牽引するチェーン又はワイヤロープを介してルーパーキャリッジの傾斜量を変化させる。
【００１４】
このとき、ルーパーキャリッジ傾斜量は、ルーパーキャリッジ高さによって鋼板の片伸びが発生しない許容傾斜量が存在する。このため、レベル計によりルーパーキャリッジ高さを検出し、このレベル計からの検出信号に応じて、ルーパーキャリッジ傾斜量が鋼板の片伸びが発生しない許容傾斜量に達した場合、ジャッキ機構に昇降量修正指令を停止し、ルーパーキャリッジの傾斜を停止するようにしている。したがって、ルーパーストロークの短いところでも、ルーパーキャリッジ傾動による鋼板の片伸びを発生させることなく、蛇行を防止することができる。
【００１５】
以下、本発明について具体的に説明する。図１は本発明の一実施形態に係るワイヤロープ方式の竪型ルーパーの鋼板蛇行防止装置を示す斜視図である。
【００１６】
図１において、３０は鋼板、３２はルーパーキャリッジ、３３は上ルーパーロール、３４は下ルーパーロール、３５はシーブ、３６はワイヤロープ、３７はキャリッジ駆動機構、３８はドラム、４０は取付金具、４１はジャッキ機構、４６はジャッキ機構駆動源である。１は傾斜計、２は制御手段（制御装置）、３はレベル計、４は蛇行検出器（ＣＰＣセンサー）である。傾斜計１は、傾斜を測定できるものであれば特に制限されない。本発明では、振り子が磁気センサ中心となるようサーボをかけ、サーボ量（電流出力）から傾斜量を算出する、振り子を利用した傾斜計を用いている。また、レベル計３は、キャリッジ高さを算出できるものであれば特に制限されないが、本発明では、ドラム軸端に取付けた回転検出器（いわゆるＰＬＧ、エンコーダ）で回転量を検出し、キャリッジ高さを算出するものである。
【００１７】
本装置では、少なくとも二つのコーナー部として、ルーパーキャリッジ３２の鋼板幅方向の一方の端部側の二つのコーナー部に、ルーパーキャリッジ３２を牽引するワイヤロープ３６に、取付金具４０を介してジャッキ機構４１が連結されている。
【００１８】
ルーパーキャリッジ傾斜量と蛇行量との関係はルーパーキャリッジの高さにより異なるため、実設備での試験や操業条件の解析から、ルーパーキャリッジ傾斜量と蛇行量との関係を、ルーパーキャリッジ高さに対応させて予め求めておく。図２は、鋼板の連続処理設備の入側ルーパーで、板厚０．８ｍｍ、板幅１８８０ｍｍの鋼板（軟鋼材）をルーパーキャリッジ３２に傾斜がない状態（図４参照）で通板し、蛇行発生時にルーパーキャリッジの高さを変えたときの蛇行量Ａとルーパーキャリッジ傾斜量Ｃとの関係をルーパーキャリッジ高さＺに対応させて求めた一例を示す。蛇行量は、鋼板の幅方向位置を検出するＣＰＣセンサー（蛇行検出器４）により測定している。ルーパーキャリッジ高さＺは、設備仕様の最大高さに対する割合（％）である。蛇行量は、図１のＸ軸右方向への蛇行量である。また、ルーパーキャリッジ傾斜量は、図５に示すように、上ルーパーロール３３の左側軸受に対する右側軸受の上昇量である。
【００１９】
また、ルーパーキャリッジ高さにより鋼板の片伸びが発生しない許容傾斜量が異なるため、鋼板の片伸びが発生しない許容傾斜量について、実設備での試験や操業条件の解析から、ルーパーキャリッジ高さに対応させて予め求めておく。図３は、鋼板の連続処理設備の入側ルーパーで、板厚０．８ｍｍ、板幅１８８０ｍｍの鋼板（軟鋼材）をルーパーキャリッジ３２に傾斜がない状態で通板し、ルーパーキャリッジの高さＺと許容傾斜量（片伸びの発生しない傾斜量Ｃの最大値）との関係を求めた一例を示す。ここで、鋼板端部の伸びδ（ｍｍ）、伸びひずみε、上下ロール間の鋼板長さＬ（ｍｍ）、鋼板の縦弾性係数Ｅ（Ｎ／ｍｍ２）とすると、ルーパーキャリッジを傾動することにより鋼板端部に加わる引張応力σ（Ｎ／ｍｍ２）は、σ＝Ｅ・ε＝Ｅ・（δ／Ｌ）となる。これに鋼板のユニット張力ＵＴ（鋼板張力／鋼板断面積）を足した値が、鋼板の降伏点σｙを越えた場合（σｙ＜σ＋ＵＴの場合）、鋼板端部が塑性変形する。このため、片伸びが発生する。軸受間距離Ｄでは、傾斜量Ｃ＝δ×Ｄ／Ｅであるため、ルーパーキャリッジ高さＺと許容傾斜量（片伸びの発生しない傾斜量Ｃの最大値）との関係は、図３のようになる。例えば、Ｚ＝９０％では、許容傾斜量は４０ｍｍとなる。Ｚ＝３０％では、許容傾斜量は１８ｍｍとなる。
【００２０】
本発明では、傾斜計１からの検出信号と蛇行検出器４からの検出信号に基づいて、ジャッキ機構４１の昇降量Ｂにより蛇行量が最小となるルーパーキャリッジ傾斜量Ｃを制御するので、図５のように、ルーパーキャリッジ３２の傾斜量を調整する。
【００２１】
制御手段２には、サイズ毎に、種々のルーパーキャリッジ高さＺに対応させて、ルーパーキャリッジ傾斜量と蛇行量との関係が記憶されている。また、鋼板の片伸びが発生しない許容傾斜量（片伸びの発生しない傾斜量Ｃの最大値）が入力、記憶されている。
【００２２】
本装置では、傾斜計１によりルーパーキャリッジ３２の傾斜量Ｃを検出するとともに、蛇行検出器４によりルーパー内の鋼板３０の蛇行量Ａを検出する。そして、傾斜計１および蛇行検出器４からの検出信号を制御手段２に送り、これに基づき制御手段２は、鋼板蛇行量が最小となるルーパーキャリッジ傾斜量を算出する。鋼板蛇行量が最小となるルーパーキャリッジ傾斜量は、ルーパーキャリッジ３２の高さに対応させて予め算出しておく。
【００２３】
このとき、レベル計３によりルーパーキャリッジ高さを検出する。制御手段２は、このレベル計３からの検出信号に応じて、傾斜計１で検出されるルーパーキャリッジ傾斜量と、鋼板の片伸びが発生しない許容傾斜量とを比較する。次いで、制御手段２は、鋼板蛇行量が最小となるよう、キャリッジの各コーナー部に設けたジャッキ機構４１に昇降指令を送る。ジャッキ機構４１が制御手段２からの指令信号を受けとると、ジャッキ機構駆動源４６は水平軸ウォームを回転させ、水平軸ウォームはウォーム歯車を垂直軸まわりに回転させ、ウォーム歯車とともに回転する垂直軸ジャッキは取付金具４０に対して昇降し、ルーパーキャリッジ３２の傾斜量を変化させる。そして、ルーパーキャリッジ傾斜量が、鋼板の片伸びが発生しない許容傾斜量に達したとき、制御手段２は、ジャッキ機構４１への昇降指令を停止する。その結果、ルーパーキャリッジ３２の傾斜が停止する。したがって、ルーパーストロークの短いところでも、キャリッジ傾斜による鋼板の片伸びを発生させることなく、蛇行を防止することができる。また、チェーンやワイヤロープの長さを変えることなく、ルーパーキャリッジを鋼板幅方向に傾動させることができるので、簡易な設備にできる。
【００２４】
なお、前記実施形態では、ワイヤロープ方式の竪型ルーパーの鋼板蛇行防止装置について説明したが、本発明はチェーン方式の竪型ルーパーについても適用できるのはもちろんである。チェーン方式では、シーブに代えてスプロケット、ドラムに代えて駆動スプロケットが用いられる。
【実施例１】
【００２５】
本実施形態で説明した竪型ルーパーでは、ルーパーキャリッジに傾斜がない状態（図４）で、キャリッジ高さＺ＝３０％のとき、板端の形状が不均一な鋼板は、ＣＰＣセンサーで確認すると蛇行量Ａ＝９０ｍｍ発生していた。従来の技術では、ルーパーキャリッジ傾斜量が１９ｍｍ以上では、蛇行量を減らすことはできるものの、鋼板の片伸びを発生させてしまっていた。
【００２６】
図３に示すように、Ｚ＝３０％のとき、９０ｍｍの蛇行は、許容傾斜量である１８ｍｍより少ないルーパーキャリッジ傾斜量をとることにより、鋼板の片伸びを発生させることなく、蛇行量を減らすことができ、良好な結果が得られた。
【符号の説明】
【００２７】
１    傾斜計
２    制御手段
３    レベル計
４    蛇行検出器（ＣＰＣセンサー）
３０  鋼板
３２  ルーパーキャリッジ
３３  上ルーパーロール
３４  下ルーパーロール
３５  スプロケットまたはシーブ
３６  チェーンまたはワイヤーロープ
３７  キャリッジ駆動機構
３８  駆動スプロケットまたはドラム
４０  取付金具
４１  ジャッキ機構
４６  ジャッキ機構駆動源
５０  ガイドロール
５１  ガイドレール
Ｚ    キャリッジ高さ
Ａ    蛇行量
Ｂ    昇降量
Ｃ    ルーパーキャリッジ傾斜量
【要約】
【課題】簡易な設備で鋼板の蛇行を防止できる竪型ルーパーの鋼板蛇行防止装置および鋼板の蛇行防止方法を提供することを目的とする。
【解決手段】ルーパーキャリッジの少なくとも二つのコーナー部にそれぞれ設けられルーパーキャリッジを牽引するチェーン又はワイヤロープに取付金具を介して連結されたジャッキ機構と、前記ルーパーキャリッジの傾斜量を検出する傾斜計と、ルーパー内の鋼板の蛇行量を検出する蛇行検出器と、前記ルーパーキャリッジの高さを検出するレベル計と、前記傾斜計、前記蛇行検出器および前記レベル計からの検出信号を受信するとともに、前記ルーパーキャリッジのコーナー部の昇降量を前記ジャッキ機構に指令し、前記ジャッキ機構による前記ルーパーキャリッジの傾斜量を制御する手段と、を有する竪型ルーパーの鋼板蛇行防止装置。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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