(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸洗槽入側または出側にループピットが設けられた酸洗設備において酸洗槽内の鋼板のループ深さを制御する方法であって、ループピット内のループ深さ計測値から推定されるループピット内の張力値と、酸洗槽内のループ深さ目標値から推定される酸洗槽内張力目標値とに基づき、酸洗槽内の目標ループ深さとなるように、酸洗槽とループピットとの間に配置されたロールのモータ速度またはロールのモータトルクを制御することを特徴とする鋼板のループ深さ制御方法。
【請求項２】
ループピット内のループ深さ計測値から推定されるループピット内の張力値と、酸洗槽内のループ深さ目標値から推定される酸洗槽内張力目標値とについて、酸洗槽とループピットとの間に設置されたロールのメカニカルロス力およびライン加減速時のロール加減速力分を修正する請求項１記載の鋼板のループ深さ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、鋼板のループ深さ制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋼板の冷間圧延において、酸洗工程では酸洗槽で鋼板をループ状にして酸洗液に浸漬し、鋼板を搬送しながら酸洗処理する。酸洗槽内のループ深さが小さすぎると、鋼板が酸洗液面上を通過し酸洗不良となる。また、ループ深さが大きすぎると、ループの下端部が酸洗槽の底面を擦り、鋼板表面に擦り傷が生じる。このため、酸洗槽とループピットの間に配置したロールのトルクを制御し、適正なループ深さを保持するようにしている。ループ深さは、例えば１０m程度のスパンで１００〜２００mmの範囲内に収めなければならない。したがって、高精度でループ深さを制御する必要があり、酸洗槽内のループ深さを検出し、これに基づいてループ深さを制御するようにしている。
【０００３】
しかし、酸洗装置内は腐食性雰囲気にあるので、酸洗装置内に設けたループ深さセンサは劣化しやすいという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、ループ深さセンサの精度劣化を防ぐことができ、高精度でループ深さを制御することができる鋼板のループ深さ制御方法を提供することを課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明の鋼板のループ深さ制御方法は、酸洗槽入側または出側にループピットが設けられた酸洗設備において酸洗槽内の鋼板のループ深さを制御する方法であって、ループピット内のループ深さ計測値から推定されるループピット内の張力値と、酸洗槽内のループ深さ目標値から推定される酸洗槽内張力目標値とに基づき、酸洗槽内の目標ループ深さとなるように、酸洗槽とループピットとの間に配置されたロールのモータ速度またはロールのモータトルクを制御する。
【０００６】
酸洗槽内のループ深さを制御するのに、酸洗槽内のループ深さセンサを用いず、ループピット内のループ深さセンサを用いるために、酸洗槽外の大気中でループ深さを計測することができるので、ループ深さセンサーの劣化を招くことはない。
【０００７】
上記ループ深さ制御方法において、酸洗槽とループピットとの間に設置されたロールのメカニカルロス力やライン加減速運転時のロール加減速力の影響により酸洗槽内ループ深さが影響を受けル場合には、ループピット内のループ深さ計測値から推定されるループピット内の張力値と、酸洗槽内のループ深さ目標値から推定される酸洗槽内張力目標値について、酸洗槽とループピットとの間に設置されたロールのメカニカルロス力分やライン加減速時のロール加減速分を修正することにより、酸洗槽内ループ深さの制御の精度を高めることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
この発明の鋼板のループ深さ制御方法では、上述のようにループピット２０（図１参照）内のループ深さ計測値から推定されるループピット内の張力値と、酸洗槽１２内のループ深さ目標値から推定される酸洗槽内張力目標値とに基づき酸洗槽内の目標ループ深さとなるように、酸洗槽１２とループピット２０の間に配置されたロール１４b〜１４d、１６のモータ速度またはロール１４b〜１４d、１６のモータトルクを制御する。
【０００９】
その原理を説明すると、酸洗槽内張力Ｆp、酸洗槽内ループ幅(ループスパン)Ｗp、酸洗槽内ループ深さＤp、および酸洗槽内ループ重量Ｇpとの間に次の式（１）の関係があることが知られている。
Ｆp＝Ｇp・Ｗp2／８Ｄp    （１）
なお、Ｇp＝比重量・板厚・板幅である。
一方、ループピットにおいても、同様にしてループピット内ループ幅Ｗl、ループピット内ループ深さＤl、およびループピット内ループ重量Ｇlからループピット内張力Ｆlを求めることができる。すなわち、
Ｆl＝Ｇl・Ｗl2／８Ｄl    （２）
また、酸洗槽からループピットまでに配置されたロール（リンガーロールやピンチロールなど）に生じるメカニカルロス力Ｆmやライン加減速時のロールの加減速力Ｆadによる酸洗槽内ループ深さ変動が無視できない場合、式（３）示す。
Ｆp＝Ｆl＋Σ（Ｆroll[i]−Ｆm[i]−Ｆad[i]）    （３）
なお、Ｆroll[i]：酸洗槽からループピットまでに配置されたｉ番目のロール  のモータ目標力
Ｆm[i]：酸洗槽からループピットまでに配置されたｉ番目のロールのメ  カニカルロス力
Ｆad[i]：酸洗槽からループピットまでに配置されたｉ番目のロールの  加減速力の関係がある。
【００１０】
式（１）〜（３）により、ループピット内ループ深さＤlを計測してループピット内張力Ｆlを推定し、酸洗槽内張力Ｆpとの差を求め、酸洗槽からループピットまでに配置された全ロールのモータ目標力の総計を求める。そして、前記モータ目標力の総計を例えばモータの容量比により各モータに配分し、式（４）のように各ロールのモータ目標力Ｆroll[i]を求める。
Ｆroll[i]＝Ｆm[i]＋Ｆad[i]−ｋ[i]（Ｆp−Ｆl）      （４）
なお、ｋ[i]は１以下であり、Σｋ[i]＝１である。
この各モータ目標力Ｆroll[i]にモータ実績力がなるように各ロールのモータ速度または各ロールのモータトルクをそれぞれ制御することにより、酸洗槽内張力Ｆpすなわち酸洗槽内ループ深さＤpを制御することができる。
【００１１】
図１は、この発明のループ深さ制御方法を実施する酸洗設備の一例であり、設備主要部の概略を示している。酸洗装置１０の入側にはアンコイラー、ルーパー、張力調整装置、レベラ−その他の装置が、出側には、ブライドル、トリマー、シャー、デフレクターロール、テンションリールなどがそれぞれ設けられているが、説明を簡単にするためにこれらはブライドルを除き省略している。また、酸洗槽１２は実際には複数であるが、１槽だけしか図示していない。
【００１２】
酸洗装置１０は酸洗槽入側にリンガーロール１４ａが、出側に３基のリンガーロール１４b〜１４ｄとピンチロール１６が設けられている。上記リンガーロール１４ａ〜１４dとピンチロール１６は、それぞれ独立してＡＣモーター３０ａ〜３０d、３２で駆動される。ＡＣモーター３０ａ〜３０d、３２は、インバータ装置４０a〜４０d、４２から電力が供給される。ＡＣモーター３０ａ〜３０d、３２の速度は、自動速度制御器（ＡＳＲ）７０ａ〜７０d、７２により制御される。
【００１３】
酸洗槽１２の出側にループピット２０が配置されている。ループピット２０は例えばテンションリールからのコイル払出しのために、出側ライン運転が停止したときのバッファーとして機能する。ループピット内ループ５のループ深さを計測するループ深さセンサ２２が、ループピット２０の上部に設けられている。ループ深さセンサ２２として、例えば超音波距離計、レーザ距離計などが用いられる。
【００１４】
ブライドル２５は、３本のブライドルロール２７ａ〜２７ｃからなっている。各ロール２７ａ〜２７ｃは、それぞれ独立してＡＣモーター３４ａ〜３４ｃで駆動される。ＡＣモーター３４ａ〜３４ｃは、インバータ装置４４a〜４４cから電力が供給される。ＡＣモーター３４ａ〜３４ｃの速度は、自動速度制御器７４ａ〜７４ｃにより制御される。
【００１５】
上記ＡＣモーター３０いずれも制御装置５０からの速度目標値となるように自動速度制御器７０により速度制御される。酸洗装置１０のリンガーロール１４ａ〜１４d、ピンチロール１６の板基準速度は、中央板基準速度制御器５２により制御される。中央板基準速度制御器５２は自動速度制御装置７０a〜７０d、７２を介してインバータ４０a〜４０d、４２に接続されている。
【００１６】
酸洗装置１０のリンガーロール１４aの自動速度制御器７０aにメカニカルロス力補正器５６aおよびロール加減速力接補正器５８aがＰＩ制御器６０aを介して接続されている。また、リンガーロール１４b〜１４d、およびピンチロール１６の自動速度制御器７０b〜７０d、７２に、各ロール目標力配分器５９がＰＩ制御器６０a〜６０d、６２を介して接続されている。各ロール目標力配分器５９とＰＩ制御器６０a〜６０d、６２との間に、メカニカルロス力補正器５６b〜５６d、７６およびロール加減速力接補正器５８a〜５８d、７８が接続されている。
【００１７】
制御装置５０は、ループ深さ・張力変換器８６を備えている。ループ深さ・張力変換器８６は、入力側が前記ループ深さセンサ２２に接続されており、ループ深さセンサ２２からの信号に基づきループ深さを張力に変換する。ループ深さ・張力変換器８６の出力側は、酸洗槽内ループ目標深さ・張力変換器５４の出力側に接続されている。
【００１８】
ブライドル２５のロール２７ａ〜２７ｃの板基準速度は、出側板基準速度制御器８４により制御される。出側板基準速度制御器８４は自動速度制御器７４ａ〜７４ｃを介してインバータ４４ａ〜４４ｃに接続されている。ループピット内ループ深さ目標値設定器８０が、ループ深さ制御器８２を介して出側板基準速度制御器８４の出力側に接続されている。ループピット内ループ深さ目標値設定器８０の出力側には、前記ループ深さセンサ２２が接続されている。
【００１９】
上記制御装置５０において、自動速度制御器７０はインバータ装置（インバータの制御器を含む）に組み込まれた制御プログラムにより制御される。自動速度制御器７０以外の装置は、インバータ装置にハード的にインターフェイスされたプログラマブルコントローラにより制御される。
【００２０】
上記のように構成された制御装置５０によるループ深さ制御について説明する。図２は、酸洗槽内ループ深さ制御の手順を示すフローチャートである。
ステップＳ１；板基準速度および鋼板寸法(板厚および板幅)を設定する。板基準速度は、オペレータにより任意に設定される。
ステップＳ２；鋼板寸法(板厚および板幅)に基づいて、酸洗槽内ループ目標深さを満たす、酸洗槽内張力目標値を求め設定する。
ステップＳ３；酸洗槽内張力目標値からステップＲ２で求めたループピット内張力を差し引き、酸洗槽とループピットとの間に設置された全ロールの目標力の総計とする。
ステップＳ４；ステップＳ３で求めた目標力を酸洗槽とループピットの間に設置された各ロールの目標力に配分する。
ステップＳ５；上記ステップＳ４の目標力にメカニカルロス力を加える。メカニカルロス力は、あらかじめ求められており、図４はその一例を示している。メカニカルロス力は、図４に示すように板速度に対し複数の直線を連結した折れ線で近似している。なお、図２の「……同左」は、酸洗槽出側リンガーロール１４ｂ〜ピンチロール１６の各ロールについてＳ５〜Ｓ１０までのステップを実行することを示している。
ステップＳ６；上記ステップＳ５の目標力にロール加減速力を加える。ロール加減速力は、あらかじめ求められている。
ステップＳ７；上記ステップＳ６の目標力から、インバータから求められる実績値を差し引く。
ステップＳ８；上記ステップＳ７の差力をＰＩ制御器に入力する。
ステップＳ９；上記ステップＳ１にて設定される板基準速度に上記ステップＳ８のＰＩ制御器の出力である速度修正量を付加し、速度目標値とする。
ステップＳ１０；上記ステップＳ９の速度目標値を各ロールモータ自動速度制御器に入力する。
ステップＲ１；ループピット内ループ深さを計測する。
ステップＲ２；ステップＲ１で計測したループピット内のループ深さ計測値によりループピット内ループ張力を求める。
【００２１】
図３は、ループピット内ループ深さ制御の手順を示すフローチャートである。
ステップＳ２１；板基準速度を設定する。板基準速度はオペレータにより任意に設定される。
ステップＳ２２；ループ深さ目標値と、ステップＲ１１で計測されたループ深さ実績値との差を求める。ループ深さ目標値はあらかじめ設定される。
ステップＳ２３；上記ステップＳ２２の差をループピット内ループ深さ制御器に入力する。
ステップＳ２４；上記ステップＳ２１にて設定される板基準速度に上記ステップＳ２３のループピット内ループ深さ制御器の出力である速度修正量を付加し、速度目標値とする。
ステップＳ２５：上記ステップＳ２１の速度目標値をブライドルの各ロールモータの自動速度制御器に入力する。
【００２２】
なお、例えばテンションリールからのコイルの払出しのために、出側ライン運転が停止し、中央ライン運転は酸洗品質確保のために停止しない場合に、上記のループピット内深さ制御は打切りとなり、出側ライン運転を再開した場合に上記ループ深さ制御は入りとなる。
【００２３】
鋼板１を酸洗ラインに沿って搬送しながら、酸洗槽１２で連続的に酸洗する（図１参照）。ループピット２０内のループ深さ５を上記手順に従って制御し、酸洗槽１２内に適正なループ深さ３を形成して鋼板１の酸洗液面上通過あるいは酸洗槽底面との接触を防ぐ。
【００２４】
この発明は、上記実施の形態に限られるものではない。例えば、酸洗槽入側に設けたループピットによりループ深さ制御を行なうことも可能である。この場合、図１において酸洗装置１０の右側をライン入側とみなし、酸洗装置１０の左側をライン出側とみなす。酸洗槽内ループ深さ制御は、モータの自動速度制御器によらず、モータトルク制御器によるとしてもよい。また、ロールモータはＡＣモータでなく、ＤＣモータとしてもよい。
【００２５】
【発明の効果】
この発明では、酸洗槽内のループ深さの制御において、酸洗槽外の大気中でループ深さを計測することができるので、ループ深さセンサーの劣化を招くことはない。このため、酸洗槽内のループ深さを高い精度で制御することができ、鋼板に前記酸洗不良あるいは擦り傷が生じることはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のループ深さ制御方法を実施する酸洗設備の一例を示すもので、酸洗設備主要部の概略図である。
【図２】酸洗槽内ループ深さ制御の手順を示すフローチャートである。
【図３】ループピット内ループ深さ制御の手順を示すフローチャートである。
【図４】メカニカルロスと板速度との関係を示す線図である。
【符号の説明】
１  鋼板
３  酸洗槽内のループ
５  ループピット内のループ
１０  酸洗装置
１２  酸洗槽
１４  リンガーロール
１６  ピンチロール
２０  ループピット
２２  ループ深さセンサ
２５  ブライドル
２７  ブライドルロール
３０  ＡＣモータ
４０  インバータ
５０  制御装置
５２  中央板基準速度制御器
５４  酸洗槽内ループ深さ・張力トルク変換器
５６  メカニカルロス力補正器
５８  加減速力補正器
５９  各ロール目標力分配器
６０  ＰＩ制御器
７０  自動速度制御器
８０  ループピット内ループ深さ目標値設定器
８２  ループピット内ループ深さ制御器
８４  出側板基準速度設定器
８６  ループ深さ・張力変換器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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