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技術 一体型ブライドルロールとその張力制御方法

出願人 JFEスチール株式会社
発明者 増田博昭
出願日 2002年4月2日 (18年1ヶ月経過) 出願番号 2002-099704
公開日 2003年10月14日 (16年6ヶ月経過) 公開番号 2003-290824
状態 未査定
技術分野 巻取り、巻戻し、材料蓄積装置
主要キーワード 薄板鋼 ラインレイアウト 連続材 張力バランス 張力制御器 張力比 機器周辺 動力駆動
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2003年10月14日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (3)

課題

ブライドルロールに適用する駆動用電動機の容量を最小化するとともに、ライン張力バランスを最適化し、 個別のブライドルロールに無理な負荷がかかってトリップする等の不具合を解消する。

解決手段

動力駆動される1対または2対のロールから構成され、 入出側の張力を調整し制御する前段ブライドルロールと、 該前段ブライドルロールと同様の後段ブライドルロールと、前記の両ブライドルロール間に配設してなる搬送ロールおよび/または処理設備と、から構成され、後段ブライドルロール出側での後段出側張力値を測定し、 測定した張力値張力設定装置の設定値との偏差に基づいて、前段ブライドルロール、後段ブライドルロール、および、両ブライドルロール間に配設してなる搬送ロールおよび/または処理設備、を一体的に制御する。

概要

背景

帯状材を処理するプロセスラインにおいては、ライン中に設置されたブライドルロールによりラインをセクション単位に分割し、 当該セクションの張力をセクション前後に位置するブライドルロールで制御し、当該セクション所定の張力を確保することが行われている。

ブライドルロールは、 それぞれ動力駆動される1対のロールから構成され、 該1対のロールのロール駆動バランスをとって入側と出側間の張力制御を行う。また、同様にして2対のロールで構成される場合もある。なお、プロセスラインで処理される帯状材は、 長い帯状連続材であることから、あるセクションで発生した張力変動が他のセクションにも影響を及ぼすことがある。ただし、基本的には、 ブライドルロールを境に各セクションで独立した制御を行っており、 それぞれのセクションで、操業上の目標値として設定された張力設定となるように張力制御が実現されている。

図2に、帯状材のプロセスライン(一部分)の代表例を模式的に示す。図示例で、 No.1とNo.2のペイオフリール5a、5bから払い出された帯状材10は、ブライドルロール1Br 、2Br を通過し、ルーパー6でのルーパー処理の後、 ブライドルロール3Br を経て、処理設備(ここでは、クリーニング設備)7で所定の処理が行われ、 ブライドルロール4Br を介して炉8に搬送される。なお、ここでは、炉8から後の工程について図示を省略している。

ここで、ブライドルロール3Br 、4Br は、それぞれ動力駆動される1対のロールから構成されてなり、また、ブライドルロール1Br 、2Br は、2対のロールで構成されてなる。

概要

ブライドルロールに適用する駆動用電動機の容量を最小化するとともに、ラインの張力バランスを最適化し、 個別のブライドルロールに無理な負荷がかかってトリップする等の不具合を解消する。

動力駆動される1対または2対のロールから構成され、 入出側の張力を調整し制御する前段ブライドルロールと、 該前段ブライドルロールと同様の後段ブライドルロールと、前記の両ブライドルロール間に配設してなる搬送ロールおよび/または処理設備と、から構成され、後段ブライドルロール出側での後段出側張力値を測定し、 測定した張力値と張力設定装置の設定値との偏差に基づいて、前段ブライドルロール、後段ブライドルロール、および、両ブライドルロール間に配設してなる搬送ロールおよび/または処理設備、を一体的に制御する。

目的

本発明は、 従来、セクション毎別個に制御されてきたブライドルロールの制御方法を見直し、 それらを一体的に制御することで、 ブライドルロールに適用する駆動用電動機の容量を最小化するとともに、ラインの張力バランスを最適化し、 個別のブライドルロールに無理な負荷がかかってトリップする等の不具合を解消した一体型ブライドルロールとその張力制御方法を提供するものである。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

動力駆動される1対または2対のロールから構成され、 入出側の張力を調整し制御する前段ブライドルロールと、該前段ブライドルロールと同様の機能を有する後段ブライドルロールと、前記の両ブライドルロール間に配設してなる搬送ロールおよび/または処理設備と、から構成してなり、前記の両ブライドルロールと、搬送ロールおよび/または処理設備とが、一体的に制御され、その入出側の張力を調整してなることを特徴とする一体型ブライドルロール。

請求項2

請求項1に記載の一体型ブライドルロールの張力制御方法であって、後段ブライドルロール出側での後段出側張力値を測定し、測定した後段出側張力値と、張力設定装置で設定した張力設定値偏差に基づいて、前段ブライドルロール、後段ブライドルロール、および、両ブライドルロール間に配設してなる搬送ロールおよび/または処理設備、を一体的に制御して張力制御を行うことを特徴とする一体型ブライドルロールの張力制御方法。

技術分野

0001

本発明は、金属帯、特に好適には薄板鋼帯に代表される帯状材を処理するプロセスラインにおける各セクション間の張力の調整・制御を行うブライドルロールに関する。

背景技術

0002

帯状材を処理するプロセスラインにおいては、ライン中に設置されたブライドルロールによりラインをセクション単位に分割し、 当該セクションの張力をセクション前後に位置するブライドルロールで制御し、当該セクション所定の張力を確保することが行われている。

0003

ブライドルロールは、 それぞれ動力駆動される1対のロールから構成され、 該1対のロールのロール駆動バランスをとって入側と出側間の張力制御を行う。また、同様にして2対のロールで構成される場合もある。なお、プロセスラインで処理される帯状材は、 長い帯状連続材であることから、あるセクションで発生した張力変動が他のセクションにも影響を及ぼすことがある。ただし、基本的には、 ブライドルロールを境に各セクションで独立した制御を行っており、 それぞれのセクションで、操業上の目標値として設定された張力設定となるように張力制御が実現されている。

0004

図2に、帯状材のプロセスライン(一部分)の代表例を模式的に示す。図示例で、 No.1とNo.2のペイオフリール5a、5bから払い出された帯状材10は、ブライドルロール1Br 、2Br を通過し、ルーパー6でのルーパー処理の後、 ブライドルロール3Br を経て、処理設備(ここでは、クリーニング設備)7で所定の処理が行われ、 ブライドルロール4Br を介して炉8に搬送される。なお、ここでは、炉8から後の工程について図示を省略している。

0005

ここで、ブライドルロール3Br 、4Br は、それぞれ動力駆動される1対のロールから構成されてなり、また、ブライドルロール1Br 、2Br は、2対のロールで構成されてなる。

発明が解決しようとする課題

0006

一般的に、ブライドルロールの各ロールを駆動する電動機の容量は、 前後のセクション間の最大張力段差に基づいて設計される。しかし、実際に、連続焼鈍ライン連続溶融亜鉛めっきラインなどのプロセスラインで厳密な張力制御を要求されるのは、 例えば、 プロセスラインが連続溶融亜鉛めっきラインである場合、 「払い出し機」、「炉セクション」、「巻取り機」、「浴機器」、「精整機器周辺」、「ルーパー」などに限定される。それ以外の機器においては、蛇行を防止できる程度の張力を確保し、 かつ、製品品質に問題がない程度までに過張力を緩和できていれば十分であり、 厳密な張力制御は要求されない。

0007

このような場合、 当該セクションがラインレイアウト都合上などで各々離れた場所にブライドルロールを有していると、ラインスペック上の最大張力段差から求まる駆動電動機容量は、実際操業で要求される容量と比較すると過大なものとなりやすい。また、セクション間に印加される張力も過大なものとなる傾向にあり、 場合によっては、 ブライドルロールを駆動する電動機がトリップしてしまうこともあった。

0008

図2の場合では、ブライドルロール3Br の入側はルーパー6であり、 そのルーパーのロール位置が変化する時に張力が大きく変動する。一方、 ブライドルロール4Br の出側の炉8では、帯状材10を加熱することから、 過大な張力がかかると幅細りや破断の恐れがあり、印加する張力を小さくし、 かつ、一定とすることが好ましい。

0009

また、ブライドルロール3Br 、4Br 間にはクリーニング設備7が配設されているが、 クリーニング設備7の処理は、帯状材の張力にはほとんど影響されることがなく、常に一定レベルでのクリーニングを行うことが可能である。このようなプロセスラインにおいて、 従来は、個別の張力制御を行っていたことから、 それぞれのブライドルロールに過大な駆動電動機容量が要求されることになり、また、場合によっては、 ブライドルロールを駆動する電動機がトリップすることになる。

0010

本発明は、 従来、セクション毎別個に制御されてきたブライドルロールの制御方法を見直し、 それらを一体的に制御することで、 ブライドルロールに適用する駆動用電動機の容量を最小化するとともに、ラインの張力バランスを最適化し、 個別のブライドルロールに無理な負荷がかかってトリップする等の不具合を解消した一体型ブライドルロールとその張力制御方法を提供するものである。

課題を解決するための手段

0011

本発明は、動力駆動される1対または2対のロールから構成され、 該1対または2対のロールの入出側の張力を調整し制御する前段ブライドルロールと、 該前段ブライドルロールと同様の機能を有する後段ブライドルロールと、前記の両ブライドルロール間に配設してなる搬送ロールおよび/または処理設備と、から構成してなり、前記の両ブライドルロールと、搬送ロールおよび/または処理設備とが、一体的に制御され、その入出側の張力を調整してなることを特徴とする一体型ブライドルロールによって上記課題を解決した。

0012

また、本発明は、 上記に記載の一体型ブライドルロールの張力制御方法であって、後段ブライドルロール出側での後段出側張力値を測定し、 測定した後段出側張力値と、張力設定装置で設定した張力設定値偏差に基づいて、前段ブライドルロール、後段ブライドルロール、および、両ブライドルロール間に配設してなる搬送ロールおよび/または処理設備、を一体的に制御して張力制御を行うことを特徴とする一体型ブライドルロールの張力制御方法によって上記課題を解決した。

発明を実施するための最良の形態

0013

図1に基づき、以下に、本発明の一体型ブライドルロールとその張力制御方法の好適な実施の形態について説明する。なお、図1に示す本発明の一体型ブライドルロールを図2に例示のプロセスラインに適用する場合、前段ブライドルロール1がブライドルロール3Br 、後段ブライドルロール2がブライドルロール4Br 、当該両ブライドルロール間に配設してなる処理設備7がクリーニング設備に相当する。なお、図2では図示しないが、 クリーニング設備中に搬送ロールが含まれるのは当然である。また、ブライドルロールは2対のロールとする構成であっても良い。

0014

一方、ブライドルロール間において帯状材を搬送するだけの場合があることも当然であり、 この場合、 ブライドルロール間にはヘルパーロールに代表されるような搬送ロールが配置される。本発明の一体型ブライドルロールは、それぞれ動力駆動される1対(または2対)のロールから構成される前段ブライドルロール1と、同様に1対(または2対)のロールから構成される後段ブライドルロール2の間に、ヘルパーロール等の搬送ロール3および/またはクリーニング設備等の処理設備7が配設されてなり、 これら、両方のブライドルロールと、搬送ロールおよび/または処理設備とが、一体的に制御されてなることを特徴とするものである。

0015

次に、図1に基づき、 以上で説明した、前段と後段のブライドルロール1、2と、搬送ロール3および/または処理設備7を一体的に制御する制御方法の好適例について説明する。本発明では、 従来、別々に制御されていた前段ブライドルロール1と後段ブライドルロール2、および、両ブライドルロール間に配設された搬送ロール3および/または処理設備7を一体的に制御することを特徴とする。

0016

すなわち、後段ブライドルロール2出側に設けた張力測定装置(TM、テンションメータ)4で後段出側張力値(T3 )を測定し、 測定した後段出側張力値(T3 )と、張力設定装置21で設定した張力設定値を加算器27に入力し、 その偏差出力をATR装置23に入力し、テンションを一定とする制御を行う。ATR装置23の出力は、前段、後段それぞれのブライドルロール1、2を制御するASR装置24a 、24b に入力され、更にACR装置25a 、25b に伝送される。

0017

また、同時に、搬送ロール3および/または処理設備7を制御するASR/AVR装置26にも入力されて全体の一体的な制御が行われる。また、張力設定装置21で設定した張力設定値は、ロードバランス回路装置22にも入力され、前段ブライドルロール1と後段ブライドルロール2のロードバランスが制御されることになる。

0018

なお、張力設定装置21では、前段ブライドルロール1の入側張力(T1 )の設定値ベースとした設定が行われ、最終的に後段出側張力値(T3 )の制御を行うとともに、 前後段ブライドルロール1、2間の張力値(T2 )も制御され、プロセスライン全体のバランスをとるようにされる。

0019

本発明の一体型ブライドルロールとその張力制御方法を、図2に例示のプロセスラインにおけるブライドルロール3Br 、4Br とその間に配設されたクリーニング設備7に対して適用し、 実際の操業を実施した。これを本発明例とする。一方、 ブライドルロール3Br 、4Br とその間に配設されたクリーニング設備7のそれぞれを個別に制御する従来例での操業を併せて実施した。

0020

表1に、両者の操業における張力比相対値)を比較して示す。

0021

0022

従来例では、 主にルーパーの変動(3Br 入側)に起因して、3Br〜4Br 間での帯状材の張力比が1〜5と大きく変動し、 その張力比が例えば最大値(「5」)となった場合には、ブライドルロール4Br にトリップが発生するという問題があった。また、このトリップを回避するためには、 ブライドルロールを駆動する電動機の容量を無駄に大きくしておく必要があった。

0023

一方、 本発明例では、ルーパーの変動に対し、3Br〜4Br 間での帯状材の張力比が2.5 程度とほぼ一定となり、 安定した搬送が可能となる。そのため、ブライドルロール4Br にトリップが発生することもなくなった。

発明の効果

0024

本発明によって、ブライドルロールに適用する駆動用電動機の容量を最小化するとともに、ラインの張力バランスを最適化し、 個別のブライドルロールに無理な負荷がかかってトリップする等の不具合を解消することができた。

図面の簡単な説明

0025

図1本発明の一体型ブライドルロールとその張力制御方法を説明する模式図である。
図2ブライドルロールを適用したラインの一例を示す模式図である。

--

0026

1前段ブライドルロール(3Br )
2後段ブライドルロール(4Br )
3搬送ロール(ヘルパーロール)
4張力測定装置(TM)
5a No.1ペイオフリール
5b No.2ペイオフリール
6ルーパー
7処理設備(クリーニング設備)
熱処理炉
10帯状材(金属帯)
21張力設定装置
22ロードバランス回路装置
23ATR装置
24a 、24bASR装置
25a 、25bACR装置
26ASR/AVR装置
27加算器
1Br 〜4Br ブライドルロール
ATR 自動張力制御器(Automatic Tension Regulator )
ASR自動速度制御器(Automatic Speed Regulator )
ACR 自動電流制御器(Automatic Current Regulator )
AVR自動電圧制御器(Automatic Voltage Regulator )

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