专利名称：复合生产线及复合生产线的控制方法
技术领域：
本发明涉及一种复合生产线及复合生产线的控制方法。更具体而言，适用于包含冷轧机和连续处理设备的复合生产线及其控制方法。
背景技术：
以往，已知有连接有不可逆式冷轧机、以及表面处理等的处理设备的复合生产线。这样的复合生产线例如采用以下结构即，连接有两台开卷机、焊机、入侧防折器(looper)、冷轧机、出侧防折器、以及包含表面处理等的处理设备等。具体而言，当由开卷机提供金属板时，金属板传送至焊机，将其前端与上ー卷金属板的尾端焊接。金属板一起累积在入侧防折器内。将通过入侧防折器的金属板提供给冷轧机，从而利用多台冷轧机的工作轧辊将它们轧制成所希望的厚度。之后，将金属板导入出侧防折器，一通过出侧防折器，就将它们提供给处理设备，最終将它们卷绕在设置于出口侧的卷绕机上。在这样的设备中，为了连续提供金属板而设置两台开卷机，以交替提供金属板。该交替提供的金属板的前端部与上ー卷金属板的尾端在焊机中进行焊接，而在进行焊接吋，需要使金属板在焊机内停止。另外，例如在对冷轧机的工作轧辊进行更换操作等时，有时也需要停止冷轧机。在入侧防折器内，具有能累积一定程度的金属板的结构，从而在进行焊接时等停止提供金属板的情况下，通过将该防折器内的金属板送出到冷轧机内，来防止冷轧机停止。在出侧防折器内，也具有能累积一定程度的金属板的结构，从而在冷轧机停止的情况下，通过将所累积的金属板送出到处理设备内，来抑制由冷轧机的停止或速度下降所引起的、处理设备停止或处理速度下降的状态。专利文献I :日本专利特开平06-170430号公报
发明内容
如上所述，在以往的、包含不可逆式冷轧机的复合生产线中，分别在冷轧机的下游和上游设置入侧防折器和出侧防折器，在进行焊接时或冷轧机停止时，送出累积在防折器内的金属板，从而抑制整个设备的停止状态。然而，在像这样分别在冷轧机的上游和下游配置金属板累积用防折器的结构中，整个设备会变大。另外，整个设备的机器数也会増加。然而，从降低运行成本等的观点来看，希望实现设备小型化、降低机器数。因此，本发明以解决上述问题为目的，提供一种经改进的复合生产线及其控制方法，从而既能使包含冷轧机的复合生产线高效地工作，又能降低构成复合生产线的机器数，井能使设备实现小型化。为了实现上述目的，本发明的复合生产线包括卷绕开卷机，该卷绕开卷机将供轧制加工的金属板进行卷绕、开卷；焊机，该焊机设置于卷绕开卷机的下游，将由卷绕开卷机新提供的金属板与之前提供的金属板进行焊接；可逆式冷轧机，该可逆式冷轧机设置于焊机的下游，将通过的金属板进行轧制；中间防折器，该中间防折器设置于可逆式冷轧机的下游，将金属板进行累积；以及连续处理设备，该连续处理设备配置于中间防折器的下游侧，对通过中间防折器的金属板实施规定的处理。这里，所谓利用卷绕开卷机将金属板进行开卷，是送出卷绕于卷绕开卷机上的金属板的意思，另ー方面，所谓将金属板进行卷绕，是再次将金属板卷绕于卷绕开卷机上的意思。在本发明的复合生产线中，可逆式冷轧机包括能将金属板的通过方向切换成从上游向下游的正方向、或与所述正方向相反的反方向的机构。中间防折器包括能变更累积在中间防折器内的金属板的长度的机构。累积在中间防折器内的金属板是送出到可逆式冷轧机和/或连续处理设备侧的金属板。本发明的复合生产线也可以进一歩包括设置于焊机与可逆式冷轧机之间、能将金属板进行卷绕开卷的卷绕开卷机。设该卷绕开卷机能根据可逆式冷轧机内的金属板的通过方向，将金属板进行卷绕开卷。 在本发明的复合生产线中，利用可逆式冷轧机所进行的金属板的轧制处理至少可以包括第一轧制，该第一轧制沿正方向进行轧制；第二轧制，该第二轧制在第一轧制之后，沿反方向进行轧制；以及第三轧制，该第三轧制在第二轧制之后，再沿正方向进行轧制。在这种情况下，复合生产线也可以还包括预测器，该预测器在第二轧制中，对由中间防折器传送至可逆式冷轧机的金属板的长度、与由中间防折器传送至连续处理设备的金属板的长度的总长度进行预测；以及限制控制装置，该限制控制装置对由一次的轧制处理所处理的金属板的最大长度进行设定，将第一轧制所处理的金属板的长度限制在最大长度，使得所述总长度在不超过第二轧制处理前累积在中间防折器内的金属板的长度的范围内。本发明的复合生产线的控制方法是对上述本发明的某条复合生产线进行控制的控制方法，可逆式冷轧机中的金属板的轧制处理的エ序至少包括第一轧制エ序，该第一轧制エ序沿正方向进行轧制处理；第二轧制エ序，该第二轧制エ序在第一轧制エ序之后，沿反方向进行轧制处理；以及第三轧制エ序，该第三轧制エ序在第二轧制エ序之后，再沿正方向进行轧制。或者，本发明的复合生产线的控制方法可以进行轧制处理，使得在第二轧制エ序所需要的轧制时间内，由中间防折器传送至可逆式冷轧机的金属板的长度、与由中间防折器传送至连续处理设备的金属板的长度的总长度不超过就要进行第二轧制エ序之前的、中间防折器内的金属板的累积长度。或者，本发明的复合生产线的控制方法也可以将金属板分割成多个区域，对每ー个区域进行轧制处理。根据本发明的复合生产线，与使用单向的冷轧机的情况相比，通过使用可逆式冷轧机，能以较少的台数，将金属板轧制成所希望的厚度。因此，能減少冷轧机的台数，从而能使整条复合生产线实现小型化。另外，通过将卷绕开卷机设置于可逆式冷轧机的上游侧，能省略将金属板累积于可逆式冷轧机的入口侧的设备，从而能进ー步实现复合生产线的小型化。另外，通过使用卷绕开卷机、和将金属板进行累积的中间防折器，即使在包含可逆式冷轧机的复合生产线中，也能使设备高效运行而不会使处理设备停止或使处理速度降低。
图I是用于对本发明的实施方式I的复合生产线的整体结构进行说明的示意图。图2是用于对本发明的实施方式2的复合生产线的整体结构进行说明的示意图。图3是本发明的实施方式2中的、复合生产线运行时的时序图。图4是用于对本发明的 实施方式2中的、复合生产线运行时的各个状态下的速度和金属板的累积长度等值进行说明的图。图5是本发明的实施方式3中的、复合生产线运行时的时序图。图6是用于对本发明的实施方式3中的、复合生产线运行时的各个状态下的速度和金属板的累积长度等值进行说明的图。图7是用于对本发明的实施方式3中的、复合生产线运行时的各个状态下的速度和金属板的累积长度等值进行说明的图。图8是用于对本发明的实施方式3中的、复合生产线运行时的各个状态下的速度和金属板的累积长度等值进行说明的图。图9是用于对本发明的实施方式4中的、复合生产线的整体结构进行说明的示意图。标号说明2、4卷绕开卷机6金属板10 焊机12可逆式冷轧机14工作轧辊16中间防折器20连续处理设备28卷绕机202卷绕开卷机204缠卷机402预测器404限制控制装置
具体实施例方式下面參照附图，对本发明的实施方式进行说明。此外，在各附图中，对相同或相当的部分标注相同的标号，简化或省略其说明。实施方式I[复合生产线的整体结构]图I是用于对本发明的实施方式I中的复合生产线的整体结构进行说明的示意图。图I的复合生产线包括两台卷绕开卷机2、4。在卷绕开卷机2、4上，分别设置有线圈状的金属板6。在卷绕开卷机2、4的下游侧，设置有焊机10。在焊机10的下游，设置有两台可逆式冷轧机12。在可逆式冷轧机12各自的内部，设置有工作轧辊14。在可逆式冷轧机12的下游，设置有中间防折器16。在中间防折器16的下游，设置有连续处理设备20。连续处理设备20包括热处理机22、表面处理机24、以及加工处理机26。但是，连续处理设备20也可以只包括其中的任意几个设备。在连续处理设备20的下游，设置有卷绕机28。[复合生产线的各装置中的动作]卷绕开卷机2、4能分别送出金属板6，并能将所送出的金属板6进行卷绕。所谓利用卷绕开卷机2、4将金属板6进行开卷，是将由卷绕开卷机2、4进行开卷的金属板6送出到焊机10 —侧的意思，另ー方面，所谓将金属板6进行卷绕，是再将金属板6卷回到卷绕开 卷机2、4而使金属板6从焊机10 —侧返回卷绕开卷机2、4的意思。在该复合生产线中，能利用卷绕开卷机2、4，进行金属板6的送出和卷绕，从而省略了入口侧的防折器。在该复合生产线中，由卷绕开卷机2、4交替提供金属板6。S卩,例如当由一台卷绕开卷机2所提供的金属板6已全部提供出来时，接着送出设置于另一台卷绕开卷机4上的金属板6。无论来自卷绕开卷机2还是来自卷绕开卷机4，在送出新的金属板6的情况下的、复合生产线的动作都相同，下面，为了简化说明，对由一台卷绕开卷机2送出新的金属板6的情况下的、复合生产线的动作进行说明。当由卷绕开卷机2送出新的金属板6时，首先，与上ー卷金属板6进行焊接。此吋，上ー卷金属板6在尾端部6A到达焊机10内的规定位置的状态下停止。由卷绕开卷机2送出的新的金属板6同样在前端部6B到达焊机10内的规定位置的状态下停止。在焊机10中，将金属板6的前端部6B与上ー卷金属板6的尾端部6A进行焊接。当焊接结束时,焊接上的新的金属板6随着上ー卷金属板6 —起被送出到可逆式冷轧机12内。这里，可逆式冷轧机12能使金属板6流动的方向发生反转。S卩，在可逆式冷轧机12中，无论金属板6的通过方向是从上游到下游、即从焊机10—侧向中间防折器16ー侧的正方向，还是与正方向相反的反方向，都能进行轧制。由此，在可逆式冷轧机12中，能使金属板6在相同的工作轧辊14之间重复通过，从而能多次进行轧制。能使工作轧辊14的压延率在每沿ー个方向进行一次轧制时发生变化。因此，能利用一系列的轧制处理，将金属板6轧制成所希望的厚度。此外，下面，在实施方式中，在一系列的轧制处理中，将到切換传送金属板6的方向为止的期间内的每一次的处理称为“轧制道”。例如，在进行三次轧制处理的情况下，在第一轧制道中，金属板6沿正方向传送至工作轧辊14。之后，在第二轧制道中，利用卷绕开卷机2，将结束了第一轧制道的金属板6进行卷绕，从而使金属板6沿反方向通过工作轧辊14之间。之后，在第三轧制道中，再回到正方向，再沿正方向传送结束了第二轧制道的轧制的金属板6，从而使其通过工作轧辊14。将结束了用可逆式冷轧机12所进行的轧制处理的金属板6从中间防折器16传送至连续处理设备20内，进行各项处理，最后将其卷绕于卷绕机28上，以结束用生产线所进行的处理。然而，该复合生产线具有以下结构即，设置能变更金属板6的累积长度的中间防折器16，从而能利用连续处理设备20持续进行处理。具体而言，中间防折器16使帯状的金属板6形成环路(弯曲延长部)，以对其进行累积。中间防折器16还包括能使该环路的大小发生变化的机构，从而使金属板6的累积长度在从环路的大小为最大的情况下的长度、到环路的大小为最小的情况下的长度之间变化。由此，在复合生产线工作时，使可逆式冷轧机12高效地工作，并抑制连续处理设备20停止的情況。
例如，在上述金属板6的焊接的期间内，金属板6在焊机10的期间停止。因此，在该期间内，不用可逆式冷轧机12进行轧制处理，不将金属板6送入中间防折器16内。在这种情况下，将累积在中间防折器16内的、结束了轧制处理之后的金属板6传送至连续处理设备20内。由此，即使在可逆式冷轧机12停止的期间内，也能使连续处理设备20工作。另外，在沿反方向对已从可逆式冷轧机12沿正方向进行了轧制的金属板6进行轧制(反轧制道轧制)的情况下，将通过可逆式冷轧机12的金属板6—起累积在中间防折器16内。在反轧制道轧制的情况下，将所累积的金属板6从中间防折器16送出至可逆式冷轧机12—侧。与此同时，也将金属板6送出至连续处理设备20内。这里，若对各处理中的速度和最初的金属板6的长度等进行控制，以防止累积在中间防折器16内的金属板发生不够的情况，则即使在进行反轧制道轧制的情况下，连续处理设备20也能避免停止。另外，例如在以下的情况下，可逆式冷轧机12也会停止或减速。(a)在更换、重组工作轧辊14时。(b)焊点或缺陷点通过工作轧辊14吋。此时，使轧制速度减慢或停止轧制，释放エ作轧辊14的辊间隙，从而使焊点或缺陷点通过。(c)焊点、或设置于任意位置上的、用于变更目标板厚的板厚变更点通过工作轧辊14的情況。在这种情况下，也减慢轧制速度或停止轧制，而将工作轧辊14的辊间隙变更成达到所希望的目标板厚的辊间隙。在该复合生产线中，在因焊接、反轧制道轧制、以及如(a) (C)这样的其他理由而导致可逆式冷轧机12停止、减慢的情况下，累积在中间防折器16内的金属板6也会送出至连续处理设备20内。其结果是，中间防折器16的环路的大小变小。通过像这样使中间防折器16内的累积长度发生变化，能使连续处理设备20内的处理持续进行，从而具有能使生产线高效地工作、而不使整条复合生产线停止的结构。此外，中间防折器16内的金属板6在卷绕于可动辊和固定辊上的状态下形成环路。因此，即使是最小的累积状态，在中间防折器16内，也至少累积有与两个辊子相接的长度的量的金属板6。然而，在以下的实施方式中，将不包括该部分的、能送出至各装置的金属板6的累积长度设为“有效累积长度”。另外，将环路的大小为最大、最小的情况下的有效累积长度称为“最大累积长度”、“最小累积长度”。[关于压延率和轧制后的金属板长度]工作轧辊14的压延率能根据最终所需要的、轧制后的厚度来适当地进行设定。若设第η轧制道轧制前的厚度为Hn、设利用该工作轧辊14的第η轧制道轧制后的厚度为hn，则如下式(I)那样对第η轧制道压延率&11进行定义。压延率an= (Hn-hn) /Hn · · · · (I)此外，下面，η为自然数，表示该轧制处理为第几轧制道。此外，在本实施方式I中，具有两根工作轧辊14，但为了简化说明，将两根工作轧辊14的压延率统ー设为压延率a来进行说明。但是，实际上，也可以分别将每个工作轧辊 14设为不同的压延率。另外，在第η轧制道的轧制中，以压延率& 进行了轧制后的金属板的长度即轧制后长度Ln如下式⑵所示。轧制后长度Ln =轧制前的长度L(nV(l_an) · · · · (2)
[关于中间防折器的累积长度、以及各动作状态下的速度的具体的设定]在该复合生产线中，能将卷绕开卷机2、4的开卷速度、中间防折器16的追加速度设为可逆式冷轧机12的最大轧制速度以上。可逆式冷轧机12的轧制速度能比连续处理设备20的运送速度要快。下面，对利用复合生产线所进行的一系列的处理的各动作状态下的中间防折器16的有效累积长度、以及其速度的设定进行说明。这里，“轧制速度”表示在可逆式冷轧机12中进行处理并送出的金属板6的速度、即可逆式冷轧机12的出ロ侧的金属板6的速度。轧制速度能通过使工作轧辊14的转速发生变化来进行调整。下面，在实施方式中，对通过控制工作轧辊的转速来将轧制速度控制为所设定的目标值的方法进行说明。在将压延率an的可逆式冷轧机12的轧制速度设为V时，可逆式冷轧机12的入ロ侧的速度V(入侧速度)如下式(3)所示。入侧速度V = (l-an) X轧制速度V · · · · (3)另外，将连续处理设备20内的金属板6设为在一定的速度VO下进行处理的金属板。另外，将中间防折器16的金属板6的最大累积长度设为Rmax,将ー系列处理开始时的有效累积长度设为R0，将金属板6在轧制前的最初的长度设为L0。< 焊接 >由卷绕开卷机2送出金属板6，在用焊机10进行焊接时，用可逆式冷轧机12所进行的轧制停止。在进行焊接时，也以速度VO将金属板6从中间防折器16传送至连续处理设备20内。因此，若将焊接时间设为T0，则为了在进行焊接时也不使连续处理设备20停止，焊接开始时的有效累积长度Rs需要满足条件A。(条件A) Rs ^ VO X TO焊接结束后的有效累积长度RO如下式(4)所示。RO = Rs-VO XTO · · · · (4)<正方向的追加轧制>在一系列的轧制处理中，以规定次数交替进行正方向的轧制和反方向的轧制。正方向的轧制沿正方向将金属板6传送至可逆式冷轧机12内。将卷绕开卷机2或4的开卷(送出)速度设定为与可逆式冷轧机12的入口侧的速度相同的速度。在正方向的轧制中，在金属板6沿正方向通过工作轧辊14的期间、并且在处于中间防折器16的金属板6的有效累积长度小于最大累积长度Rmax的状态下的期间，将可逆式冷轧机12内的轧制速度Vn设定得比连续处理设备20的处理速度VO要快。下面，在实施方式中，将该状态下的轧制称为“追加轧制”。此外，在焊接后的第一轧制道以后，正方向的轧制(包括追加轧制和长端同步轧制)与后述的反轧制道轧制交替进行。因此，在奇数的轧制道中进行正方向的轧制(追加轧制和长端同步轧制)，在下文中，正方向的轧制中的轧制道数η是奇数。具体而言，根据下式(5)，对第η轧制道的追加轧制中的速度Vn-行设定。 Tnl= (Rmax-Rfe^1))/ (Vn-VO) · · · · (5)式中，Tnl是第η轧制道的追加轧制时间，R(Iri)是就要开始第η轧制道的追加轧制之前的有效累积长度。但是，由每一次轧制道的轧制所处理的金属板6的长度与预先设定的金属板6的长度相对应。因此，追加时的轧制速度Vn和追加轧制时间Tnl需要满足以下的条件。(条件B)
权利要求
1.一种复合生产线，其特征在于，包括 卷绕开卷机，该卷绕开卷机将供轧制加工的金属板进行卷绕、开卷； 焊机，该焊机设置于所述卷绕开卷机的下游，将由所述卷绕开卷机新提供的金属板与之前提供的金属板进行焊接； 可逆式冷轧机，该可逆式冷轧机设置于所述焊机的下游，将通过的金属板进行轧制； 中间防折器，该中间防折器设置于所述可逆式冷轧机的下游，将金属板进行累积；以及连续处理设备，该连续处理设备配置于所述中间防折器的下游侧，对通过所述中间防折器的金属板实施规定的处理， 所述可逆式冷轧机包括能将金属板的通过方向切換成从上游向下游的正方向、或与所述正方向相反的反方向的机构， 所述中间防折器包括能变更累积在所述中间防折器内的金属板的长度的机构， 累积在所述中间防折器内的金属板送出到所述可逆式冷轧机和/或所述连续处理设备侧。
2.如权利要求I所述的复合生产线，其特征在于，还包括 卷绕开卷机，该卷绕开卷机设置于所述可逆式冷轧机与所述焊机之间，能将金属板进行卷绕开卷， 根据所述可逆式冷轧机内的金属板的通过方向，利用所述卷绕开卷机将所述金属板进行卷绕开卷。
3.如权利要求I或2所述的复合生产线，其特征在干， 利用所述可逆式冷轧机所进行的金属板的轧制处理至少包括 第一轧制，该第一轧制沿所述正方向进行轧制； 第二轧制，该第二轧制在所述第一轧制之后，沿所述反方向进行轧制；以及 第三轧制，该第三轧制在所述第二轧制之后，再沿所述正方向进行轧制， 所述复合生产线还包括 预测器，该预测器在所述第二轧制中，对由所述中间防折器传送至所述可逆式冷轧机的金属板的长度、与由所述中间防折器传送至所述连续处理设备的金属板的长度的总长度进行预测；以及 限制控制装置，该限制控制装置对由一次的所述轧制处理所处理的金属板的最大长度进行设定，将所述第一轧制所处理的金属板的长度限制在所述最大长度，使得所述总长度在不超过所述第二轧制处理前累积在中间防折器内的金属板的长度的范围内。
4.一种复合生产线的控制方法，是对如权利要求I所述的复合生产线进行控制的复合生产线的控制方法，其特征在干， 所述可逆式冷轧机中的金属板的轧制处理的エ序至少包括 第一轧制エ序，该第一轧制エ序沿所述正方向进行轧制； 第二轧制エ序，该第二轧制エ序在所述第一轧制エ序之后，沿所述反方向进行轧制；以及 第三轧制エ序，该第三轧制エ序在所述第二轧制エ序之后，再沿所述正方向进行轧制。
5.如权利要求4所述的复合生产线的控制方法，其特征在干， 进行所述轧制处理，使得在所述第二轧制エ序所需要的轧制时间内，由所述中间防折器传送至所述可逆式冷轧机的金属板的长度、与由所述中间防折器传送至所述连续处理设备的金属板的长度的总长度不超过就要进行所述第二轧制エ序之前的、所述中间防折器内的金属板的累积长度。
6.如权利要求4或5所述的复合生产线的控制方法，其特征在干， 所述复合生产线还包括卷绕开卷机，该卷绕开卷机设置于所述可逆式冷轧机与所述焊机之间，能将金属板进行卷绕开卷， 在所述第二轧制エ序和所述第三轧制エ序中，根据所述金属板在所述可逆式冷轧机内的通过方向，利用所述卷绕开卷机将所述金属板进行卷绕开卷。
7.如权利要求4或5所述的复合生产线的控制方法，其特征在干， 将所述金属板分割成多个区域，对每ー个区域进行所述轧制处理。
全文摘要
本发明提供一种既能使包含冷轧机的复合生产线高效地工作、又能降低构成复合生产线的机器数、并能使设备实现小型化的复合生产线及复合生产线的控制方法。本发明的复合生产线包括卷绕开卷机，该卷绕开卷机将供轧制加工的金属板进行卷绕、开卷；焊机，该焊机设置于卷绕开卷机的下游，将由卷绕开卷机新提供的金属板与之前提供的金属板进行焊接；可逆式冷轧机，该可逆式冷轧机设置于焊机的下游，将通过的金属板进行轧制；中间防折器，该中间防折器设置于可逆式冷轧机的下游，将金属板进行累积；以及连续处理设备，该连续处理设备配置于中间防折器的下游侧，对通过中间防折器的金属板实施规定的处理。
文档编号B21B39/08GK102649129SQ20111013821
公开日2012年8月29日 申请日期2011年5月17日 优先权日2011年2月24日
发明者宫坂尚武 申请人:东芝三菱电机产业系统株式会社