複合生產線及複合生產線的控制方法
2023-05-29 11:09:51 3
專利名稱：複合生產線及複合生產線的控制方法
技術領域：
本發明涉及一種複合生產線及複合生產線的控制方法。更具體而言，適用於包含冷軋機和連續處理設備的複合生產線及其控制方法。
背景技術：
以往，已知有連接有不可逆式冷軋機、以及表面處理等的處理設備的複合生產線。這樣的複合生產線例如採用以下結構即，連接有兩臺開卷機、焊機、入側防折器(looper)、冷軋機、出側防折器、以及包含表面處理等的處理設備等。具體而言，當由開卷機提供金屬板時，金屬板傳送至焊機，將其前端與上ー卷金屬板的尾端焊接。金屬板一起累積在入側防折器內。將通過入側防折器的金屬板提供給冷軋機，從而利用多臺冷軋機的工作軋輥將它們軋製成所希望的厚度。之後，將金屬板導入出側防折器，一通過出側防折器，就將它們提供給處理設備，最終將它們卷繞在設置於出口側的卷繞機上。在這樣的設備中，為了連續提供金屬板而設置兩臺開卷機，以交替提供金屬板。該交替提供的金屬板的前端部與上ー卷金屬板的尾端在焊機中進行焊接，而在進行焊接吋，需要使金屬板在焊機內停止。另外，例如在對冷軋機的工作軋輥進行更換操作等時，有時也需要停止冷軋機。在入側防折器內，具有能累積一定程度的金屬板的結構，從而在進行焊接時等停止提供金屬板的情況下，通過將該防折器內的金屬板送出到冷軋機內，來防止冷軋機停止。在出側防折器內，也具有能累積一定程度的金屬板的結構，從而在冷軋機停止的情況下，通過將所累積的金屬板送出到處理設備內，來抑制由冷軋機的停止或速度下降所引起的、處理設備停止或處理速度下降的狀態。專利文獻I :日本專利特開平06-170430號公報
發明內容
如上所述，在以往的、包含不可逆式冷軋機的複合生產線中，分別在冷軋機的下遊和上遊設置入側防折器和出側防折器，在進行焊接時或冷軋機停止時，送出累積在防折器內的金屬板，從而抑制整個設備的停止狀態。然而，在像這樣分別在冷軋機的上遊和下遊配置金屬板累積用防折器的結構中，整個設備會變大。另外，整個設備的機器數也會増加。然而，從降低運行成本等的觀點來看，希望實現設備小型化、降低機器數。因此，本發明以解決上述問題為目的，提供一種經改進的複合生產線及其控制方法，從而既能使包含冷軋機的複合生產線高效地工作，又能降低構成複合生產線的機器數，井能使設備實現小型化。為了實現上述目的，本發明的複合生產線包括卷繞開卷機，該卷繞開卷機將供軋制加工的金屬板進行卷繞、開卷；焊機，該焊機設置於卷繞開卷機的下遊，將由卷繞開卷機新提供的金屬板與之前提供的金屬板進行焊接；可逆式冷軋機，該可逆式冷軋機設置於焊機的下遊，將通過的金屬板進行軋制；中間防折器，該中間防折器設置於可逆式冷軋機的下遊，將金屬板進行累積；以及連續處理設備，該連續處理設備配置於中間防折器的下遊側，對通過中間防折器的金屬板實施規定的處理。這裡，所謂利用卷繞開卷機將金屬板進行開卷，是送出卷繞於卷繞開卷機上的金屬板的意思，另ー方面，所謂將金屬板進行卷繞，是再次將金屬板卷繞於卷繞開卷機上的意思。在本發明的複合生產線中，可逆式冷軋機包括能將金屬板的通過方向切換成從上遊向下遊的正方向、或與所述正方向相反的反方向的機構。中間防折器包括能變更累積在中間防折器內的金屬板的長度的機構。累積在中間防折器內的金屬板是送出到可逆式冷軋機和/或連續處理設備側的金屬板。本發明的複合生產線也可以進一歩包括設置於焊機與可逆式冷軋機之間、能將金屬板進行卷繞開卷的卷繞開卷機。設該卷繞開卷機能根據可逆式冷軋機內的金屬板的通過方向，將金屬板進行卷繞開卷。 在本發明的複合生產線中，利用可逆式冷軋機所進行的金屬板的軋制處理至少可以包括第一軋制，該第一軋制沿正方向進行軋制；第二軋制，該第二軋制在第一軋制之後，沿反方向進行軋制；以及第三軋制，該第三軋制在第二軋制之後，再沿正方向進行軋制。在這種情況下，複合生產線也可以還包括預測器，該預測器在第二軋制中，對由中間防折器傳送至可逆式冷軋機的金屬板的長度、與由中間防折器傳送至連續處理設備的金屬板的長度的總長度進行預測；以及限制控制裝置，該限制控制裝置對由一次的軋制處理所處理的金屬板的最大長度進行設定，將第一軋制所處理的金屬板的長度限制在最大長度，使得所述總長度在不超過第二軋制處理前累積在中間防折器內的金屬板的長度的範圍內。本發明的複合生產線的控制方法是對上述本發明的某條複合生產線進行控制的控制方法，可逆式冷軋機中的金屬板的軋制處理的エ序至少包括第一軋制エ序，該第一軋制エ序沿正方向進行軋制處理；第二軋制エ序，該第二軋制エ序在第一軋制エ序之後，沿反方向進行軋制處理；以及第三軋制エ序，該第三軋制エ序在第二軋制エ序之後，再沿正方向進行軋制。或者，本發明的複合生產線的控制方法可以進行軋制處理，使得在第二軋制エ序所需要的軋制時間內，由中間防折器傳送至可逆式冷軋機的金屬板的長度、與由中間防折器傳送至連續處理設備的金屬板的長度的總長度不超過就要進行第二軋制エ序之前的、中間防折器內的金屬板的累積長度。或者，本發明的複合生產線的控制方法也可以將金屬板分割成多個區域，對每ー個區域進行軋制處理。根據本發明的複合生產線，與使用單向的冷軋機的情況相比，通過使用可逆式冷軋機，能以較少的臺數，將金屬板軋製成所希望的厚度。因此，能減少冷軋機的臺數，從而能使整條複合生產線實現小型化。另外，通過將卷繞開卷機設置於可逆式冷軋機的上遊側，能省略將金屬板累積於可逆式冷軋機的入口側的設備，從而能進ー步實現複合生產線的小型化。另外，通過使用卷繞開卷機、和將金屬板進行累積的中間防折器，即使在包含可逆式冷軋機的複合生產線中，也能使設備高效運行而不會使處理設備停止或使處理速度降低。
圖I是用於對本發明的實施方式I的複合生產線的整體結構進行說明的示意圖。圖2是用於對本發明的實施方式2的複合生產線的整體結構進行說明的示意圖。圖3是本發明的實施方式2中的、複合生產線運行時的時序圖。圖4是用於對本發明的 實施方式2中的、複合生產線運行時的各個狀態下的速度和金屬板的累積長度等值進行說明的圖。圖5是本發明的實施方式3中的、複合生產線運行時的時序圖。圖6是用於對本發明的實施方式3中的、複合生產線運行時的各個狀態下的速度和金屬板的累積長度等值進行說明的圖。圖7是用於對本發明的實施方式3中的、複合生產線運行時的各個狀態下的速度和金屬板的累積長度等值進行說明的圖。圖8是用於對本發明的實施方式3中的、複合生產線運行時的各個狀態下的速度和金屬板的累積長度等值進行說明的圖。圖9是用於對本發明的實施方式4中的、複合生產線的整體結構進行說明的示意圖。標號說明2、4卷繞開卷機6金屬板10 焊機12可逆式冷軋機14工作軋輥16中間防折器20連續處理設備28卷繞機202卷繞開卷機204纏卷機402預測器404限制控制裝置
具體實施例方式下面參照附圖，對本發明的實施方式進行說明。此外，在各附圖中，對相同或相當的部分標註相同的標號，簡化或省略其說明。實施方式I[複合生產線的整體結構]圖I是用於對本發明的實施方式I中的複合生產線的整體結構進行說明的示意圖。圖I的複合生產線包括兩臺卷繞開卷機2、4。在卷繞開卷機2、4上，分別設置有線圈狀的金屬板6。在卷繞開卷機2、4的下遊側，設置有焊機10。在焊機10的下遊，設置有兩臺可逆式冷軋機12。在可逆式冷軋機12各自的內部，設置有工作軋輥14。在可逆式冷軋機12的下遊，設置有中間防折器16。在中間防折器16的下遊，設置有連續處理設備20。連續處理設備20包括熱處理機22、表面處理機24、以及加工處理機26。但是，連續處理設備20也可以只包括其中的任意幾個設備。在連續處理設備20的下遊，設置有卷繞機28。[複合生產線的各裝置中的動作]卷繞開卷機2、4能分別送出金屬板6，並能將所送出的金屬板6進行卷繞。所謂利用卷繞開卷機2、4將金屬板6進行開卷，是將由卷繞開卷機2、4進行開卷的金屬板6送出到焊機10 —側的意思，另ー方面，所謂將金屬板6進行卷繞，是再將金屬板6卷回到卷繞開 卷機2、4而使金屬板6從焊機10 —側返回卷繞開卷機2、4的意思。在該複合生產線中，能利用卷繞開卷機2、4，進行金屬板6的送出和卷繞，從而省略了入口側的防折器。在該複合生產線中，由卷繞開卷機2、4交替提供金屬板6。S卩,例如當由一臺卷繞開卷機2所提供的金屬板6已全部提供出來時，接著送出設置於另一臺卷繞開卷機4上的金屬板6。無論來自卷繞開卷機2還是來自卷繞開卷機4，在送出新的金屬板6的情況下的、複合生產線的動作都相同，下面，為了簡化說明，對由一臺卷繞開卷機2送出新的金屬板6的情況下的、複合生產線的動作進行說明。當由卷繞開卷機2送出新的金屬板6時，首先，與上ー卷金屬板6進行焊接。此吋，上ー卷金屬板6在尾端部6A到達焊機10內的規定位置的狀態下停止。由卷繞開卷機2送出的新的金屬板6同樣在前端部6B到達焊機10內的規定位置的狀態下停止。在焊機10中，將金屬板6的前端部6B與上ー卷金屬板6的尾端部6A進行焊接。當焊接結束時,焊接上的新的金屬板6隨著上ー卷金屬板6 —起被送出到可逆式冷軋機12內。這裡，可逆式冷軋機12能使金屬板6流動的方向發生反轉。S卩，在可逆式冷軋機12中，無論金屬板6的通過方向是從上遊到下遊、即從焊機10—側向中間防折器16ー側的正方向，還是與正方向相反的反方向，都能進行軋制。由此，在可逆式冷軋機12中，能使金屬板6在相同的工作軋輥14之間重複通過，從而能多次進行軋制。能使工作軋輥14的壓延率在每沿ー個方向進行一次軋制時發生變化。因此，能利用一系列的軋制處理，將金屬板6軋製成所希望的厚度。此外，下面，在實施方式中，在一系列的軋制處理中，將到切換傳送金屬板6的方向為止的期間內的每一次的處理稱為「軋制道」。例如，在進行三次軋制處理的情況下，在第一軋制道中，金屬板6沿正方向傳送至工作軋輥14。之後，在第二軋制道中，利用卷繞開卷機2，將結束了第一軋制道的金屬板6進行卷繞，從而使金屬板6沿反方向通過工作軋輥14之間。之後，在第三軋制道中，再回到正方向，再沿正方向傳送結束了第二軋制道的軋制的金屬板6，從而使其通過工作軋輥14。將結束了用可逆式冷軋機12所進行的軋制處理的金屬板6從中間防折器16傳送至連續處理設備20內，進行各項處理，最後將其卷繞於卷繞機28上，以結束用生產線所進行的處理。然而，該複合生產線具有以下結構即，設置能變更金屬板6的累積長度的中間防折器16，從而能利用連續處理設備20持續進行處理。具體而言，中間防折器16使帯狀的金屬板6形成環路(彎曲延長部)，以對其進行累積。中間防折器16還包括能使該環路的大小發生變化的機構，從而使金屬板6的累積長度在從環路的大小為最大的情況下的長度、到環路的大小為最小的情況下的長度之間變化。由此，在複合生產線工作時，使可逆式冷軋機12高效地工作，並抑制連續處理設備20停止的情況。
例如，在上述金屬板6的焊接的期間內，金屬板6在焊機10的期間停止。因此，在該期間內，不用可逆式冷軋機12進行軋制處理，不將金屬板6送入中間防折器16內。在這種情況下，將累積在中間防折器16內的、結束了軋制處理之後的金屬板6傳送至連續處理設備20內。由此，即使在可逆式冷軋機12停止的期間內，也能使連續處理設備20工作。另外，在沿反方向對已從可逆式冷軋機12沿正方向進行了軋制的金屬板6進行軋制(反軋制道軋制)的情況下，將通過可逆式冷軋機12的金屬板6—起累積在中間防折器16內。在反軋制道軋制的情況下，將所累積的金屬板6從中間防折器16送出至可逆式冷軋機12—側。與此同時，也將金屬板6送出至連續處理設備20內。這裡，若對各處理中的速度和最初的金屬板6的長度等進行控制，以防止累積在中間防折器16內的金屬板發生不夠的情況，則即使在進行反軋制道軋制的情況下，連續處理設備20也能避免停止。另外，例如在以下的情況下，可逆式冷軋機12也會停止或減速。(a)在更換、重組工作軋輥14時。(b)焊點或缺陷點通過工作軋輥14吋。此時，使軋制速度減慢或停止軋制，釋放エ作軋輥14的輥間隙，從而使焊點或缺陷點通過。(c)焊點、或設置於任意位置上的、用於變更目標板厚的板厚變更點通過工作軋輥14的情況。在這種情況下，也減慢軋制速度或停止軋制，而將工作軋輥14的輥間隙變更成達到所希望的目標板厚的輥間隙。在該複合生產線中，在因焊接、反軋制道軋制、以及如(a) (C)這樣的其他理由而導致可逆式冷軋機12停止、減慢的情況下，累積在中間防折器16內的金屬板6也會送出至連續處理設備20內。其結果是，中間防折器16的環路的大小變小。通過像這樣使中間防折器16內的累積長度發生變化，能使連續處理設備20內的處理持續進行，從而具有能使生產線高效地工作、而不使整條複合生產線停止的結構。此外，中間防折器16內的金屬板6在卷繞於可動輥和固定輥上的狀態下形成環路。因此，即使是最小的累積狀態，在中間防折器16內，也至少累積有與兩個輥子相接的長度的量的金屬板6。然而，在以下的實施方式中，將不包括該部分的、能送出至各裝置的金屬板6的累積長度設為「有效累積長度」。另外，將環路的大小為最大、最小的情況下的有效累積長度稱為「最大累積長度」、「最小累積長度」。[關於壓延率和軋制後的金屬板長度]工作軋輥14的壓延率能根據最終所需要的、軋制後的厚度來適當地進行設定。若設第η軋制道軋制前的厚度為Hn、設利用該工作軋輥14的第η軋制道軋制後的厚度為hn，則如下式(I)那樣對第η軋制道壓延率&11進行定義。壓延率an= (Hn-hn) /Hn · · · · (I)此外，下面，η為自然數，表示該軋制處理為第幾軋制道。此外，在本實施方式I中，具有兩根工作軋輥14，但為了簡化說明，將兩根工作軋輥14的壓延率統ー設為壓延率a來進行說明。但是，實際上，也可以分別將每個工作軋輥 14設為不同的壓延率。另外，在第η軋制道的軋制中，以壓延率& 進行了軋制後的金屬板的長度即軋制後長度Ln如下式⑵所示。軋制後長度Ln =軋制前的長度L(nV(l_an) · · · · (2)
[關於中間防折器的累積長度、以及各動作狀態下的速度的具體的設定]在該複合生產線中，能將卷繞開卷機2、4的開卷速度、中間防折器16的追加速度設為可逆式冷軋機12的最大軋制速度以上。可逆式冷軋機12的軋制速度能比連續處理設備20的運送速度要快。下面，對利用複合生產線所進行的一系列的處理的各動作狀態下的中間防折器16的有效累積長度、以及其速度的設定進行說明。這裡，「軋制速度」表示在可逆式冷軋機12中進行處理並送出的金屬板6的速度、即可逆式冷軋機12的出ロ側的金屬板6的速度。軋制速度能通過使工作軋輥14的轉速發生變化來進行調整。下面，在實施方式中，對通過控制工作軋輥的轉速來將軋制速度控制為所設定的目標值的方法進行說明。在將壓延率an的可逆式冷軋機12的軋制速度設為V時，可逆式冷軋機12的入ロ側的速度V(入側速度)如下式(3)所示。入側速度V = (l-an) X軋制速度V · · · · (3)另外，將連續處理設備20內的金屬板6設為在一定的速度VO下進行處理的金屬板。另外，將中間防折器16的金屬板6的最大累積長度設為Rmax,將ー系列處理開始時的有效累積長度設為R0，將金屬板6在軋制前的最初的長度設為L0。由卷繞開卷機2送出金屬板6，在用焊機10進行焊接時，用可逆式冷軋機12所進行的軋制停止。在進行焊接時，也以速度VO將金屬板6從中間防折器16傳送至連續處理設備20內。因此，若將焊接時間設為T0，則為了在進行焊接時也不使連續處理設備20停止，焊接開始時的有效累積長度Rs需要滿足條件A。(條件A) Rs ^ VO X TO焊接結束後的有效累積長度RO如下式(4)所示。RO = Rs-VO XTO · · · · (4)在一系列的軋制處理中，以規定次數交替進行正方向的軋制和反方向的軋制。正方向的軋制沿正方向將金屬板6傳送至可逆式冷軋機12內。將卷繞開卷機2或4的開卷(送出)速度設定為與可逆式冷軋機12的入口側的速度相同的速度。在正方向的軋制中，在金屬板6沿正方向通過工作軋輥14的期間、並且在處於中間防折器16的金屬板6的有效累積長度小於最大累積長度Rmax的狀態下的期間，將可逆式冷軋機12內的軋制速度Vn設定得比連續處理設備20的處理速度VO要快。下面，在實施方式中，將該狀態下的軋制稱為「追加軋制」。此外，在焊接後的第一軋制道以後，正方向的軋制(包括追加軋制和長端同步軋制)與後述的反軋制道軋制交替進行。因此，在奇數的軋制道中進行正方向的軋制(追加軋制和長端同步軋制)，在下文中，正方向的軋制中的軋制道數η是奇數。具體而言，根據下式(5)，對第η軋制道的追加軋制中的速度Vn-行設定。 Tnl= (Rmax-Rfe^1))/ (Vn-VO) · · · · (5)式中，Tnl是第η軋制道的追加軋制時間，R(Iri)是就要開始第η軋制道的追加軋制之前的有效累積長度。但是，由每一次軋制道的軋制所處理的金屬板6的長度與預先設定的金屬板6的長度相對應。因此，追加時的軋制速度Vn和追加軋制時間Tnl需要滿足以下的條件。(條件B)
權利要求
1.一種複合生產線，其特徵在於，包括 卷繞開卷機，該卷繞開卷機將供軋制加工的金屬板進行卷繞、開卷； 焊機，該焊機設置於所述卷繞開卷機的下遊，將由所述卷繞開卷機新提供的金屬板與之前提供的金屬板進行焊接； 可逆式冷軋機，該可逆式冷軋機設置於所述焊機的下遊，將通過的金屬板進行軋制； 中間防折器，該中間防折器設置於所述可逆式冷軋機的下遊，將金屬板進行累積；以及連續處理設備，該連續處理設備配置於所述中間防折器的下遊側，對通過所述中間防折器的金屬板實施規定的處理， 所述可逆式冷軋機包括能將金屬板的通過方向切換成從上遊向下遊的正方向、或與所述正方向相反的反方向的機構， 所述中間防折器包括能變更累積在所述中間防折器內的金屬板的長度的機構， 累積在所述中間防折器內的金屬板送出到所述可逆式冷軋機和/或所述連續處理設備側。
2.如權利要求I所述的複合生產線，其特徵在於，還包括 卷繞開卷機，該卷繞開卷機設置於所述可逆式冷軋機與所述焊機之間，能將金屬板進行卷繞開卷， 根據所述可逆式冷軋機內的金屬板的通過方向，利用所述卷繞開卷機將所述金屬板進行卷繞開卷。
3.如權利要求I或2所述的複合生產線，其特徵在幹， 利用所述可逆式冷軋機所進行的金屬板的軋制處理至少包括 第一軋制，該第一軋制沿所述正方向進行軋制； 第二軋制，該第二軋制在所述第一軋制之後，沿所述反方向進行軋制；以及 第三軋制，該第三軋制在所述第二軋制之後，再沿所述正方向進行軋制， 所述複合生產線還包括 預測器，該預測器在所述第二軋制中，對由所述中間防折器傳送至所述可逆式冷軋機的金屬板的長度、與由所述中間防折器傳送至所述連續處理設備的金屬板的長度的總長度進行預測；以及 限制控制裝置，該限制控制裝置對由一次的所述軋制處理所處理的金屬板的最大長度進行設定，將所述第一軋制所處理的金屬板的長度限制在所述最大長度，使得所述總長度在不超過所述第二軋制處理前累積在中間防折器內的金屬板的長度的範圍內。
4.一種複合生產線的控制方法，是對如權利要求I所述的複合生產線進行控制的複合生產線的控制方法，其特徵在幹， 所述可逆式冷軋機中的金屬板的軋制處理的エ序至少包括 第一軋制エ序，該第一軋制エ序沿所述正方向進行軋制； 第二軋制エ序，該第二軋制エ序在所述第一軋制エ序之後，沿所述反方向進行軋制；以及 第三軋制エ序，該第三軋制エ序在所述第二軋制エ序之後，再沿所述正方向進行軋制。
5.如權利要求4所述的複合生產線的控制方法，其特徵在幹， 進行所述軋制處理，使得在所述第二軋制エ序所需要的軋制時間內，由所述中間防折器傳送至所述可逆式冷軋機的金屬板的長度、與由所述中間防折器傳送至所述連續處理設備的金屬板的長度的總長度不超過就要進行所述第二軋制エ序之前的、所述中間防折器內的金屬板的累積長度。
6.如權利要求4或5所述的複合生產線的控制方法，其特徵在幹， 所述複合生產線還包括卷繞開卷機，該卷繞開卷機設置於所述可逆式冷軋機與所述焊機之間，能將金屬板進行卷繞開卷， 在所述第二軋制エ序和所述第三軋制エ序中，根據所述金屬板在所述可逆式冷軋機內的通過方向，利用所述卷繞開卷機將所述金屬板進行卷繞開卷。
7.如權利要求4或5所述的複合生產線的控制方法，其特徵在幹， 將所述金屬板分割成多個區域，對每ー個區域進行所述軋制處理。
全文摘要
本發明提供一種既能使包含冷軋機的複合生產線高效地工作、又能降低構成複合生產線的機器數、並能使設備實現小型化的複合生產線及複合生產線的控制方法。本發明的複合生產線包括卷繞開卷機，該卷繞開卷機將供軋制加工的金屬板進行卷繞、開卷；焊機，該焊機設置於卷繞開卷機的下遊，將由卷繞開卷機新提供的金屬板與之前提供的金屬板進行焊接；可逆式冷軋機，該可逆式冷軋機設置於焊機的下遊，將通過的金屬板進行軋制；中間防折器，該中間防折器設置於可逆式冷軋機的下遊，將金屬板進行累積；以及連續處理設備，該連續處理設備配置於中間防折器的下遊側，對通過中間防折器的金屬板實施規定的處理。
文檔編號B21B39/08GK102649129SQ20111013821
公開日2012年8月29日 申請日期2011年5月17日 優先權日2011年2月24日
發明者宮坂尚武 申請人:東芝三菱電機產業系統株式會社