(57)【要約】【課題】ラインを停止させ、その後再び運転を開始したときに生じる反りを低減して歩留りを向上させるレベラを用いた鋼板の反り制御方法を提供する。【解決手段】レベラ１０の入側と出側とにそれぞれ配設され、金属帯Ｓが張架されたブライドルロール１３Ａ，１３Ｂの回転速度を制御して伸び率制御及び張力制御を行うレベラ１０を用いた金属帯の反り制御方法であって、停止させた金属帯Ｓを再び搬送する際は、搬送開始前に金属帯Ｓに張力を予め与える前記張力制御を行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
テンションレベラ及びローラレベラを有し、連続的に搬送される金属帯を通過させるレベラと、前記レベラの入側と出側とにそれぞれ配設され、前記金属帯が張架されたブライドルロールとを有し、
前記金属帯の伸び率を目標値に制御する伸び率制御、並びに、
前記入側のブライドルロールと前記レベラとの間の金属帯の張力、及び前記レベラと前記出側のブライドルロールとの間の金属帯の張力を所定の張力設定値に制御する張力制御を前記ブライドルロールの回転速度を制御して行うレベラを用いた金属帯の反り制御方法であって、
停止させた前記金属帯を再び搬送する際は、搬送開始前に前記金属帯に張力を予め与える前記張力制御を行うことを特徴とするレベラを用いた金属帯の反り制御方法。
【請求項２】
前記金属帯の速度が所定の操業下限速度未満になった際は、伸び率制御から張力制御に切り換えることを特徴とする請求項１に記載のレベラを用いた金属帯の反り制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続的に搬送される鋼板等の金属帯の形状を矯正する際に適用されるレベラを用いた金属帯の反り制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、冷延鋼板等の金属帯では、形状を矯正して平坦度を得るため、一般的に、テンションレベラを使用して鋼板の形状矯正を行っている。ここで、テンションレベラとは、金属帯に張力を付与しながらロールによる繰り返し曲げ加工を施し、金属帯に軽度の伸びひずみを与えて金属帯内部のひずみを均一化して良好な平坦度を与える装置である。金属帯に与える伸びひずみは、一般に軽度であるため、金属帯には反りが発生しやすい。このため、テンションレベラは、伸長ロールユニットと、反り矯正ロールユニットから構成されるタイプが一般的である。例えば、図４に示すように、テンションレベラ２０１としては、２本のワークロール（鋼板に接触して曲げを与えるロール）を有する伸長ロールユニット２２０，２３０と、１本のワークロールとその前後のサポートロールを有する矯正ロールユニット２４０から構成されるタイプがある。
【０００３】
しかしながら、このようなテンションレベラでも充分な平坦度を得ることが困難な場合があり、このため、反り矯正用のローラレベラをテンションレベラの下流に設置した形状矯正装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
なお、ここで、ローラレベラとは、多数の小径ロールにより金属帯に繰り返し曲げを与える装置であり、金属帯の表層部を塑性変形させて、金属帯自体の内部応力を緩和する。
【０００４】
図５は、特許文献１に記載された形状矯正装置の構成を示す概略図であり、図６（ａ）は、図５（ａ）に示すテンションレベラ１０６の構成を示す概略図、図６（ｂ）は、図５（ａ）に示すローラレベラ１０７の構成を示す概略図である。
特許文献１に記載された形状矯正装置は、図５に示すように、金属帯Ｓを繰り出すペイオフリール１０１と、矯正された金属帯Ｓを巻き取りながら、金属帯Ｓに張力を与えるテンションリール１０２とを有する。
【０００５】
このペイオフリール１０１とテンションリール１０２との間に、入側ブライドルロール１０３、中央プライドルロール１０４、及び出側ブライドルロール１０５が配置されている。そして、入側ブライドルロール１０３と中央ブライドルロール１０４との間にテンションレベラ１０６が配置され、中央ブライドルロール１０４と出側ブライドルロール５１０との間にローラレベラ１０７が配置されている。以下、テンションレベラ１０６及びローラレベラ１０７を総称してレベラ１０８と呼ぶ。
【０００６】
図６（ａ）に示すように、テンションレベラ１０６は、パスライン方向に少しずらして金属帯Ｓの表裏面を挟むレベリングロール１１１，１１２と、反り矯正ロール１１３，１１４，１１５，１１６とを有する。
また、図６（ｂ）に示すように、ローラレベラ１０７は、金属帯Ｓの表面側及び裏面側に千鳥状に配置されたレベリングロール１２１を有する。レベリングロール１２１としては、個々に昇降調整を行うもの、レベリングロールブロックを一体として昇降調整を行うもの、さらに入側と出側にピンチロールを設けたもの等が、特に制限なく利用できる。
【０００７】
このような構成の形状矯正装置において、金属帯Ｓは、ペイオフリール１０１を出て、テンションレベラ１０６及びローラレベラ１０７をこの順で通され、テンションリール１０２に巻き取られる。テンションレベラ１０６では、その前後に設けられた入側ブライドルロール１０３及び中央ブライドルロール１０４で張力が与えられ、金属帯Ｓの平坦度矯正が行われる。この際の張力を調整することによって、金属帯Ｓの塑性伸びが制御される。
【０００８】
その制御方法としては、例えば、テンションレベラに関するものであるが、特許文献２に開示されているように、通常ライン速度が０ｍｐｍ（ｍ／ｍｉｎ）の時点からラインの運転を開始し、例えば７０ｍｐｍの所定の低速状態にした後、この状態で演算により求められる伸び率実績を所望の目標値に調整した後、該伸び率を維持しながら徐々に加速して高速状態にする伸び率制御が行なわれる。
【０００９】
次に、中央ブライドルロール１０４から払い出された金属帯Ｓはローラレベラ１０７で、中央ブライドルロール１０４と出側ブライドルロール１０５によって張力がかけられた状態で矯正される。
すなわち、まず、テンションレベラ１０６により鋼板Ｓの形状を矯正し、その後、ローラレベラ１０７により、漸次、鋼板Ｓの残留応力差を減少させて、当該鋼板Ｓの反りを矯正するのである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−２５９７３６号公報
【特許文献２】特開２００４−２５５４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１に記載されたような構成を有する鋼板ラインにおいては、設備の異常や、コイル不良部の切断等のために、レベラ１０８を停止しなければならない事態が発生する。すると、そのときにレベラ１０８の内部に存在していた金属帯Ｓに、プレスマークと呼ばれる欠陥や、反りが発生することがあった。
これらの問題点は以下の２点が原因であると考えられる。第１の原因は、ライン停止直前まで伸び率制御を行っているため、金属帯Ｓの張力が高い状態で、テンションレベラ１０６を通過することによって、大きな反りが発生することである。第２の原因は、ラインの運転を再開した直後は、伸び率制御で、金属帯Ｓの張力が所定値になるまで時間を要するため、低い張力でローラレベラ１０７を通過することとなり、テンションレベラ１０６通過時に生じた反りを矯正しきれず、反りが残ることである。
【００１２】
そして、このようにして反りが発生した部分は、製品として用いることができず、廃棄されるので、歩留りが低下するという問題があった。また、鋼板の反りの発生は、後工程のシャーラインにおいてもジャミング等を発生させやすい等の問題があった。
なお、上記では、テンションレベラとローラレベラとの間にブライドルロール（中央ブライドルロール）を有する場合をもとに説明したが、このような中央ブライドルロールを有さない場合も、上記と同様の問題を有する。
【００１３】
従って、本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ラインを停止させ、その後再び運転を開始したときに生じる反りを低減して歩留りを向上させるレベラを用いた鋼板の反り制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記問題を解決するため、鋭意研究した結果、次の結論に達した。すなわち、レベラを用いた鋼板の反り制御方法において、連続的に搬送される金属帯ラインが停止し、その後再び運転を開始する際の張力制御を予め行うことで前記課題が解決されることを知見した。
本発明は、前記知見に基づくものであり、本発明の請求項１に係るレベラを用いた鋼板の反り制御方法は、テンションレベラ及びローラレベラを有し、連続的に搬送される金属帯を通過させるレベラと、前記レベラの入側と出側とにそれぞれ配設され、前記金属帯が張架されたブライドルロールとを有し、
前記金属帯の伸び率を目標値に制御する伸び率制御、並びに前記入側のブライドルロールと前記レベラとの間の金属帯の張力、及び前記レベラと前記出側のブライドルロールとの間の金属帯の張力を所定の張力設定値に制御する張力制御を前記ブライドルロールの回転速度を制御して行うレベラを用いた金属帯の反り制御方法であって、
停止させた前記金属帯を再び搬送する際は、搬送開始前に前記金属帯に張力を予め与える前記張力制御を行うことを特徴としている。
【００１５】
また、本発明の請求項２に係るレベラを用いた鋼板の反り制御方法は、請求項１に記載のレベラを用いた鋼板の反り制御方法において、前記金属帯の速度が所定の操業下限速度未満になった際は、伸び率制御から張力制御に切り換えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、停止させた前記金属帯を再び搬送する際は、搬送開始前に前記金属帯に張力を予め与える前記張力制御を行うので、搬送が開始されてから目的の張力に早く到達し、テンションレベラで形成された反りに対して高い張力で矯正することができる。
従って、ラインを停止させ、その後再び運転を開始したときに生じる反りを低減して歩留りを向上させるレベラを用いた鋼板の反り制御方法を提供することができる。
【００１７】
また、本発明の請求項２に係るレベラを用いた鋼板の反り制御方法によれば、ラインが停止するよりも前に伸び率制御から張力制御に切り換えてレベラによる張力を低くしているので、圧延方向の反りの発生を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る反り制御方法の一実施形態に適用されるレベラ設備の概要を示すブロック図である。
【図２】本実施形態による伸び率制御及び張力制御の特徴を示すタイムチャートである。
【図３】実施例及び比較例における圧延方向の反りとプレスマークの高さとを示すグラフである。
【図４】従来のテンションレベラの構成を示すブロック図である。
【図５】従来のレベラ設備の概要を示すブロック図である。
【図６】図５のテンションレベラ及びローラレベラの構成を示すブロック図である。
【図７】従来のレベラ設備における伸び率制御及び張力制御の特徴を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る実施形態の反り制御方法に適用されるレベラ設備の概要を示すブロック図である。
図１に示すように、本実施形態に適用されるレベラ設備は、矢印方向に連続的に搬送される帯状の金属帯（鋼板）Ｓを通過させ、その形状を矯正するためのレベラ１０を備えている。レベラ１０は、テンションレベラ１１と、ローラレベラ１２とを有する。テンションレベラ１１は、例えば図４あるいは図６（ａ）のような構成であり、ローラレベラ１２は、例えば図６（ｂ）のような構成である。レベラ１０の前後には入側ブライドルロール１３Ａと出側ブライドルロール１３Ｂがそれぞれ配設され、これら各ブライドルロール１３Ａ、１３Ｂによりレベラ１０を通過する金属帯Ｓの搬送速度や張力等が調整される、すなわち、張力制御と伸び率制御がなされるようになっている。
【００２０】
ここで、テンションレベラ１１は、例えば図４や図６（ａ）のような構成とすればよい。なお、図１では図４の構成を例に示している。具体的には、テンションレベラ１１は、２つの伸長ロールユニット１１Ａ，１１Ｂ及び矯正ロールユニット１１Ｃから構成されている。伸長ロールユニット１１Ａ，１１Ｂは、それぞれ、上側、下側の一対のロールから構成されており、上ロール又は下ロールの上下位置を移動させることで、金属帯Ｓを挟んでちょうど金属帯Ｓに接した状態からのロールの上下方向への押込み深さを調整する。
【００２１】
また、ローラレベラ１２は、例えば図６（ｂ）のような構成とすればよい。なお、図１では図６（ｂ）の構成を例に示している。すなわち、図１のローラレベラ１２は、金属帯Ｓの表面側及び裏面側に千鳥状に配置された複数のレベリングロール１２Ａを有する。複数のレベリングロール１２Ａとしては、個々に昇降調整を行うもの、レベリングロールブロックを一体として昇降調整を行うもの、さらに入側と出側にピンチロールを設けたもの等が、特に制限なく利用できる。
【００２２】
また、これらブライドルロール１３Ａ、１３Ｂには、パルスジェネレータ（ＰＬＧ）からなる入側回転速度検出器１４Ａ、出側回転速度検出器１４Ｂがそれぞれ設置されていると共に、レベラ１０と出側ブライドルロール１３Ｂとの間には金属帯Ｓの張力を測定する張力計（ＴＭ）１６が配設されている。
また、入側、出側の各ブライドルロール１３Ａ、１３Ｂは、メインモータ（Ｍ）１８によりそれぞれ伝動装置（Ｇｅａｒ）２０Ａ、２０Ｂを介して回転されると共に、伝動装置２０Ｃを介して伸び率制御用モータ（ＳＭ）２２によっても回転され、レベラ１０を通過する金属帯Ｓの伸び率が制御されるようになっている。
【００２３】
そして、上記メインモータ１８は、速度指令装置（ＭＲＨ）２４から入力される指令信号に基づいて速度制御装置（ＡＳＲ）２６Ａにより回転速度が制御され、伸び率制御用モータ（ＳＭ）２２は、上記速度指令装置２４からの指令信号に基づく速度指令装置２６Ｂと張力制御装置（ＡＴＲ）２８のいずれかによって回転速度が制御可能になっている。
また、この伸び率制御用モータ２２を制御する速度制御装置２６Ｂと張力制御装置２８は、切換スイッチ３０によりいずれか一方が選択可能になっており、このスイッチ３０は切換機能を有する伸び率／張力制御装置３２により切り換えられるようになっている。
【００２４】
そして、この伸び率／張力制御装置３２には、前記入側回転速度検出器１４Ａから入側ブライドルロール１３Ａの回転速度、出側回転速度検出器１４Ｂから出側ブライドルロール１３Ｂの回転速度、張力計１６から張力の各検出値が入力されると共に、上位計算機３４から予め設定されている伸び率と張力の各設定値（目標値）が入力されるようになっている。また、この伸び率／張力制御装置３２では、入力される入側ブライドルロールの回転速度と出側ブライドルロールの回転速度の比をとって、伸び率実績値として演算する。その実績値が、入力された上記伸び率設定値に対して所定の基準範囲内に達すると、切換スイッチ３０により張力制御装置２８による張力制御と速度制御装置２６Ｂによる伸び率制御との間で切り換えが行われるようになっている。
【００２５】
上記張力制御装置２８による張力制御は、伸び率制御用モータ２２の電流制御に介される事から制御応答が速い特徴を有しているため、ライン運転開始（０ｍｐｍ）よりも所定時間前から、例えば５５ｍｐｍまでの低速運転中に段階的に適用され、伸び率実績が、例えば伸び率設定値の±０．１％以下に入った段階で、通常の速度制御装置２６Ｂによる伸び率制御へ切り換えるようにする。なお、ここで実行される張力制御のための設定値は、金属帯の種類やサイズ等に応じて予め作成した設定テーブルに基づいて設定するようになっている。
【００２６】
次に、本実施形態の制御動作について、図１及び図２を参照して説明する。
図２は、本実施形態による伸び率制御及び張力制御の特徴を示すタイムチャートである。図２に示すように、本実施形態の制御動作は、まず、通常のライン操業状態として、張力制御装置２８により伸び率制御用モータ２２を回転制御する伸び率制御がされている。その後、ライン運転を停止する必要が生じた際には、速度指令装置２４から速度制御装置２６Ａに減速する信号が送られることによってラインを減速させる。その後、ライン速度が所定の操業下限速度（この例では５５ｍｐｍ）未満になったことをＰＬＧ１４Ａ，１４Ｂを介して検知した伸び率／張力制御装置３２が、切換スイッチ３０を制御して張力制御に切換える。ここで、操業下限速度とは、通常操業時のライン速度として維持可能な最下限の速度であり、ラインの条件によって適宜設定される。その後、ラインが停止すると同時に伸び率／張力制御装置３２が張力制御を停止する。
【００２７】
次に、ライン速度が０ｍｐｍから運転を開始する前に、作業者が所定の張力を上位計算機３４に対して設定したことを契機に、張力制御装置２８により伸び率制御用モータ２２を回転制御する張力制御が開始される。このようにして所定時間前から予め張力制御された状態を経た後、ライン運転が開始される。その後は、速度指令装置２４から速度制御装置２６Ｂに加速する信号が送られ、ライン速度を所定の操業下限速度（この例では５５ｍｐｍ）まで段階的に加速し、その状態を維持する低速運転を行なう。
【００２８】
ここで、伸び率／張力制御装置３２では、運転開始後に前記入側と出側の回転速度検出器１４Ａ、１４Ｂから入力される回転速度に基づいて、伸び率実績の演算を開始する。そして、演算された伸び率実績が目標値に近づいた時点（この例では、ライン速度が操業下限速度：５５ｍｐｍに達した時点が相当する）で切換スイッチ３０を速度制御装置２６Ｂ側に切換え、それまでの張力制御から通常の伸び率制御に切り換える。その後、伸び率実績が目標値に一致した後に、ライン速度を低速状態からさらに加速する。
【００２９】
次に、比較のために、従来の伸び率制御方法について、図２に相当する図７に示すタイムチャートを参照して説明する。なお、この図７に示すタイムチャートは、図２にも破線として示している。
図７に示すように、従来は、伸び率制御されている通常のライン操業状態から、ラインを減速させ、ライン運転停止と同時に張力制御に切換えている。
【００３０】
金属帯の搬送を再開する際には、予め所定の張力を設定した後、ライン運転が開始されたときに、伸び率制御を開始すると共に、伸び率実績の演算を開始する。演算された伸び率実績が目標値に実質的に一致するまでは低速状態の運転を継続し、一致した後に加速を開始する。
また、特許文献２に開示のように、ライン運転開始時に張力制御を適用し、金属帯の伸び率実績が目標値に対して所定の基準内に入った後、伸び率制御に切り換える方法も考えられる。
【００３１】
このように、停止後再び運転を行う際に、運転開始と同時に、伸び率制御を行なう従来の方法、あるいは運転開始と同時に張力制御する方法に対し、本実施形態では、運転開始前から所定の張力を付与し、制御応答の速い張力制御を運転開始よりも前から開始したので、搬送が開始されてから目的の張力に早く到達し、ローラレベラにおいてテンションレベラで形成された反りに対して高い張力で矯正することができる。
【００３２】
また、ラインを停止させる際においては、ラインが停止するよりも前に伸び率制御から張力制御に切り換えてレベラによる張力を低くしているので、圧延方向の反りの発生を低減することができる。
従って、ラインを停止させ、その後再び運転を開始したときに生じる反りを低減して歩留りを向上させるレベラを用いた鋼板の反り制御方法を提供することができる。
【００３３】
なお、上記においては、テンションレベラとローラレベラとの間にブライドルロールを存さない設備を例に説明したが、ブライドルロールを有する場合でも、上記と同様に、本発明の方法により反りを低減して歩留まり向上を図ることができる。
【実施例】
【００３４】
次に、本発明に係るレベラを用いた鋼板の反り制御方法の実施例について、図３を参照して以下に説明する。
本実施例では、以下の条件の金属帯及びレベラにおいて、表１に示す実施例１〜５及び比較例１の「運転前張力」の条件で金属帯の形状矯正を行ったときの「圧延方向の反り量」、及び「プレスマークの高さ」について測定した。その結果、図３及び下記表１に示すような測定結果が得られた。なお、表１中の「運転前張力」とは、ラインを停止させた後、再び運転を開始する際に、ラインの搬送開始前に金属帯に予め与える張力制御による張力を指す。また、「プレスマーク（テンションレベラ痕）の高さ」は、テーパーゲージによって測定した。また、「プレスマーク（ローラレベラ痕）の高さ」は、テーパーゲージによって測定した。「プレスマークの高さ」は、５（ｍｍ）以下がシャーラインの通板性の点で好ましい数値である。
＜金属帯＞
型式：冷延鋼板
板厚：０．１６（ｍｍ）
板幅：８６８（ｍｍ）
【００３５】
【表１】
2011045911.tif 000003
【００３６】
図３及び表１に示すように、運転前張力制御を行っていない比較例１に対して、運転前張力制御を行っている実施例１〜５は、「圧延方向の反り」及び「プレスマークの高さ」が著しく小さくなっていることがわかる。これら実施例１〜５の中でも「運転前張力」を１０（ｋｇ／ｍｍ2）とした実施例３が反りの発生及び矯正を最も解消している。特に、図３に示すように、実施例１〜５は、いずれも圧延方向の反りが予め設定された閾値よりも低いことが認められた。
【００３７】
なお、図３中の閾値は、後工程のシャーラインにおいて、ジャミングによるエラーが生じにくい値（例えば、３０ｍｍ）である。なお、ジャミングとは通板中の鋼板が、例えば鋼板の形状不良などの理由で、設備のいずれかに引っ掛かってライン停止に至る問題である。従って、運転前張力制御を行っている実施例１〜５は、反りを低減して歩留りを向上させるだけでなく、後工程における歩留りも向上させうる効果を奏する。
【００３８】
以上、本発明について具体的に説明したが、本発明は、前記実施形態に示したものに限られるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１０  レベラ
１１  テンションレベラ
１２  ローラレベラ
１３Ａ  入側ブライドルロール
１３Ｂ  出側ブライドルロール
１４Ａ  入側回転速度検出器
１４Ｂ  出側回転速度検出器
１６  張力計
１８  メインモータ
２０Ａ〜２０Ｃ  伝動装置
２２  伸び率制御用モータ
２４  速度指令装置
２６Ａ、２６Ｂ  速度制御装置
２８  張力制御装置
３０  切換スイッチ
【図１】
2011045911.tif 000004
【図２】
2011045911.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
2011045911.tif 000008
【図６】
2011045911.tif 000009
【図７】
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