JP2004034147A - 圧延機のロールの回転状況判定装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】圧延機の直近の悪環境に電気的結線を行なう必要がなく、高速回転時でも回転異常を確実に検出できるようにする。
【解決手段】圧延機の回転状況判定装置において、圧延機から発生する圧延音を集収する集音器２２と、該集音器により変換された圧延音信号を増幅する増幅器２４と、増幅された圧延音信号からノイズを除去するフィルタ２６と、ノイズ除去された圧延音信号を周波数情報に変換する周波数変換部２８と、変換された周波数情報を成分毎に集計する周波数解析部３０と、集計された結果に基づいて回転状況を判定する状況判定判定部３２とを備えた。
【選択図】 図１
【解決手段】圧延機の回転状況判定装置において、圧延機から発生する圧延音を集収する集音器２２と、該集音器により変換された圧延音信号を増幅する増幅器２４と、増幅された圧延音信号からノイズを除去するフィルタ２６と、ノイズ除去された圧延音信号を周波数情報に変換する周波数変換部２８と、変換された周波数情報を成分毎に集計する周波数解析部３０と、集計された結果に基づいて回転状況を判定する状況判定判定部３２とを備えた。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、圧延機のロールの回転状況判定装置、特にワークロールがバックアップロールにより支持されている圧延機において、該バックアップロールの回転異常を検出する際に適用して好適な、圧延機のロールの回転状況判定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、鋼板等の被圧延材の圧延には、モータにより回転駆動される上下一対のワークロール（駆動ロール）を、それぞれ上下１対のバックアップロール（非駆動ロール）で支持する４段又はそれ以上の多段圧延機が用いられている。
【０００３】
このような多段圧延機では、モータ駆動されるワークロールの回転に追従してバックアップロールが回転するようになっているため、何らかの理由によりバックアップロールの回転状況が変化し、極端な場合には停止すると、該ワークロールに表面傷を生じさせる原因となる。ここで回転異常とは、典型的にはバックアップロールのスリップがある。又、スリップに限定されず、広く、被圧延材にロールが追従しない“不転”状況をも含める。そして、このようにワークロールに表面傷が生じると、それが被圧延材の表面に転写されることになるため、圧延製品に品質の低下を招くことになる。
【０００４】
そこで、従来は、図４に上下ワークロール（ＷＲ）１０が、それぞれ上下バックアップロール（ＢＵＲ）１２に支持されている４段圧延機に適用される場合を例に示す検出部により、バックアップロール１２の回転異常を検出している。この検出部は、便宜上、ここでは上側バックアップロールのみについて示すが、バックアップロール１２の回転軸１２Ａに付設された、鉄片からなるストライカ（ドグ）１４と、該回転軸１２Ａに近接する位置に固定された、ホール素子等からなる近接スイッチ（センサ）１６とを備えた構成からなる。
【０００５】
この検出部では、バックアップロール１２の回転に伴なって回転軸１２Ａに付設されているストライカ１４が、対応する位置の近接スイッチ１６に対して離・接を繰り返す際に、該近接スイッチ１６から出力されるＯＮ／ＯＦＦ信号を検出することにより、図５に正常時のセンサ出力を示すように、一定のタイミングでＯＮ／ＯＦＦを繰り返しているか否かにより、該ロールが正常回転しているか否かを検出している。
【０００６】
又、他にも、バックアップロールの回転軸に、ロータリーエンコーダ等の回転検出器を設置して、回転数を監視することにより回転異常を検出することも行なわれている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の回転異常検出には、以下のような問題点があった。
【０００８】
（１）圧延機（ミル）直近という、高温・振動状態で、水や圧延油等が飛散している悪環境の中に近接スイッチを設置しているため、該センサが故障し易い。
【０００９】
（２）近接スイッチや回転検出器が制御ケーブル１６Ａに接続されているため、バックアップロールの交換の度に該ケーブルの取り外しと取り付けを行なう離・結線作業が発生する。
【００１０】
（３）近接スイッチを設置する場合は、特にストライカとのギャップ調整が難しい。
【００１１】
（４）近接スイッチは、ロールが高速回転している時に、その回転状態（ＯＮ／ＯＦＦ）を検出できないため異常も検出できない。
【００１２】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、圧延機の直近の悪環境にケーブルを接続する電気的な結線を行なう必要がなく、メンテナンスが容易で、バックアップロールの交換時にも離・結線作業を行なう必要がなく、しかもロールが高速回転している時でも、回転異常等を確実に検出して、回転状況を判定することができる圧延機の回転状況判定装置を提供することを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、圧延機のロールの回転状況判定装置において、圧延機から発生する音（圧延音）を集収する集音器と、集収された音を周波数情報に変換する周波数変換手段と、変換された周波数情報を成分毎に集計する周波数解析手段と、集計された結果に基づいてロールの回転状況を判定する異常判定手段とを備えたことにより、前記課題を解決したものである。
【００１４】
なお、前記集音器は前記圧延機を構成するバックアップロールの圧延音を収集可能な位置に配設されているとよく、又、前記集音器は前記圧延機用のミルハウジングに付設されているとよい。
【００１５】
即ち、本発明においては、ロールが回転中の圧延機から発生する圧延音を集音器により集収し、集収された圧延音が有する周波数情報に基づいて、圧延機の回転異常を検出するようにしたので、検出装置を圧延機直近の悪環境を外れた位置に設置できるために、該環境下でのケーブルの離・結線作業も必要なく、メンテナンスが容易である上に、圧延ロールの高速回転時にも回転異常を確実に検出することができ、バックアップロール等のロール交換時に集音器を付け直しする必要がない。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明に係る一実施形態の圧延機の回転状況判定装置の概要を、適用される圧延機のイメージと共に示すブロック図である。
【００１８】
本実施形態の回転状況判定装置は、前記図４に示したものと同様に上下一対のワークロール（ＷＲ）１０と、これらワークロール１０をそれぞれ支持する上下一対のバックアップロール（ＢＵＲ）１２とを有し、ワークロール１０がモータ（Ｍ）１８により回転駆動される４段圧延機に適用される。
【００１９】
本実施形態の回転状況判定装置２０は、主たる構成要素を二点鎖線で囲んで示すように、前記４段圧延機から発生する圧延音を集収し、電気的な圧延音信号に変換して出力する集音器２２と、該集音器２２から出力される圧延音信号を増幅する増幅器２４と、増幅された圧延音信号から電気的ノイズ等のノイズ成分を除去するフィルタ２６と、フィルタ処理された圧延音信号をフーリエ変換等により周波数情報に変換する周波数変換部２８と、変換された周波数情報を集計する解析を行なう周波数解析部３０と、集計された結果に基づいて回転状況を判定する回転状況判定部３２とを備えている。
【００２０】
本実施形態では、前記集音器２２が、前記バックアップロール１２に近接したミルハウジング（図示せず）に付設され、該バックアップロール１２の直近の圧延音を集収できるようになっている。
【００２１】
従って、本実施形態の回転状況判定装置により、圧延開始後、常時圧延音を集収することにより、起動時や起動後の圧延機について、バックアップロール１２のスリップ等の回転異常に起因する異常音を検出することができる。
【００２２】
即ち、本実施形態においては、前記圧延機による圧延時に、前記集音器２２により圧延音を集収し、電気信号に変換した後、前記増幅器２４により増幅すると共に、前記フィルタ２６によりノイズを除去することにより、図２（Ａ）にイメージを示すような圧延音信号を得る。
【００２３】
次いで、この図２（Ａ）に示すような圧延音信号を、前記周波数変換部２８により周波数情報に変換すると共に、前記周波数解析部３０により同図（Ｂ）にイメージを示すように周波数成分毎に集計し、各成分毎の発生レベルを解析する。その後、前記回転状況判定部３２により、この解析結果と予め作成してある正常時の解析データとを比較し、回転異常が発生しているか否かを判定する。その際、図示するように回転異常による異常音が発生していると判定された場合には、この回転状況判定部３２は、警報を出力し、圧延機を自動停止させるための異常発生信号を出力する。
【００２４】
以上詳述した本実施形態によれば、バックアップロール１２の直近の音を集音器２２により集収（検出）して、その圧延音を周波数解析することにより、正常時と異常時の判定を行なうようにしたので、ミル直近の環境に関係なく回転異常を検出することができる。又、前記集音器２２は、ミルハウジング等に常設しておくことができると共に、バックアップロール側にケーブルを配線する必要がないため、バックアップロール交換時にケーブルの離・結線作業が不要である。
【００２５】
又、図３に、（Ａ）正常時、（Ｂ）スリップ発生、（Ｃ）（Ｂ）以外の異常発生に対応させて、それぞれ低速時と高速時に検出される周波数成分を集計した結果のイメージを示すように、低速から高速まで回転状態の正・異常を正確に検出することができる。
【００２６】
従って、バックアップロール１２の不転により圧延機のロール表面に擦り傷が発生し、それが製品表面に転写されることを確実に防止できる。更に、定常的に異常音をチェックすることにより、ロール偏摩耗や割損等の異常判定を行なうことも可能になる。
【００２７】
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。
【００２８】
例えば、前記実施形態では、検出対象として４段圧延機を取り上げたが、６段圧延機等の他の圧延機であってもよいことは言うまでもない。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、圧延機直近の悪環境に電気的な結線を行なう必要がなく、メンテナンスも容易で、ロールが高速回転している場合でも回転異常等を確実に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施形態の回転状況判定装置の概要を、適用される圧延機と共に示すブロック図
【図２】集音器により得られる圧延音信号と該信号を周波数解析した結果のイメージを示す線図
【図３】低速時と高速時における正常、スリップ及び他の異常について、周波数成分の解析結果のイメージを示す線図
【図４】従来の回転異常検出部の特徴を示す概略斜視図
【図５】従来の回転異常検出部が有するセンサによる正常時の出力を示す線図
【符号の説明】
１０…ワークロール
１２…バックアップロール
１８…モータ
２０…回転状況判定装置
２２…集音器
２４…増幅器
２６…フィルタ
２８…周波数変換部
３０…周波数解析部
３２…回転状況判定部
【発明が属する技術分野】
本発明は、圧延機のロールの回転状況判定装置、特にワークロールがバックアップロールにより支持されている圧延機において、該バックアップロールの回転異常を検出する際に適用して好適な、圧延機のロールの回転状況判定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、鋼板等の被圧延材の圧延には、モータにより回転駆動される上下一対のワークロール（駆動ロール）を、それぞれ上下１対のバックアップロール（非駆動ロール）で支持する４段又はそれ以上の多段圧延機が用いられている。
【０００３】
このような多段圧延機では、モータ駆動されるワークロールの回転に追従してバックアップロールが回転するようになっているため、何らかの理由によりバックアップロールの回転状況が変化し、極端な場合には停止すると、該ワークロールに表面傷を生じさせる原因となる。ここで回転異常とは、典型的にはバックアップロールのスリップがある。又、スリップに限定されず、広く、被圧延材にロールが追従しない“不転”状況をも含める。そして、このようにワークロールに表面傷が生じると、それが被圧延材の表面に転写されることになるため、圧延製品に品質の低下を招くことになる。
【０００４】
そこで、従来は、図４に上下ワークロール（ＷＲ）１０が、それぞれ上下バックアップロール（ＢＵＲ）１２に支持されている４段圧延機に適用される場合を例に示す検出部により、バックアップロール１２の回転異常を検出している。この検出部は、便宜上、ここでは上側バックアップロールのみについて示すが、バックアップロール１２の回転軸１２Ａに付設された、鉄片からなるストライカ（ドグ）１４と、該回転軸１２Ａに近接する位置に固定された、ホール素子等からなる近接スイッチ（センサ）１６とを備えた構成からなる。
【０００５】
この検出部では、バックアップロール１２の回転に伴なって回転軸１２Ａに付設されているストライカ１４が、対応する位置の近接スイッチ１６に対して離・接を繰り返す際に、該近接スイッチ１６から出力されるＯＮ／ＯＦＦ信号を検出することにより、図５に正常時のセンサ出力を示すように、一定のタイミングでＯＮ／ＯＦＦを繰り返しているか否かにより、該ロールが正常回転しているか否かを検出している。
【０００６】
又、他にも、バックアップロールの回転軸に、ロータリーエンコーダ等の回転検出器を設置して、回転数を監視することにより回転異常を検出することも行なわれている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の回転異常検出には、以下のような問題点があった。
【０００８】
（１）圧延機（ミル）直近という、高温・振動状態で、水や圧延油等が飛散している悪環境の中に近接スイッチを設置しているため、該センサが故障し易い。
【０００９】
（２）近接スイッチや回転検出器が制御ケーブル１６Ａに接続されているため、バックアップロールの交換の度に該ケーブルの取り外しと取り付けを行なう離・結線作業が発生する。
【００１０】
（３）近接スイッチを設置する場合は、特にストライカとのギャップ調整が難しい。
【００１１】
（４）近接スイッチは、ロールが高速回転している時に、その回転状態（ＯＮ／ＯＦＦ）を検出できないため異常も検出できない。
【００１２】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、圧延機の直近の悪環境にケーブルを接続する電気的な結線を行なう必要がなく、メンテナンスが容易で、バックアップロールの交換時にも離・結線作業を行なう必要がなく、しかもロールが高速回転している時でも、回転異常等を確実に検出して、回転状況を判定することができる圧延機の回転状況判定装置を提供することを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、圧延機のロールの回転状況判定装置において、圧延機から発生する音（圧延音）を集収する集音器と、集収された音を周波数情報に変換する周波数変換手段と、変換された周波数情報を成分毎に集計する周波数解析手段と、集計された結果に基づいてロールの回転状況を判定する異常判定手段とを備えたことにより、前記課題を解決したものである。
【００１４】
なお、前記集音器は前記圧延機を構成するバックアップロールの圧延音を収集可能な位置に配設されているとよく、又、前記集音器は前記圧延機用のミルハウジングに付設されているとよい。
【００１５】
即ち、本発明においては、ロールが回転中の圧延機から発生する圧延音を集音器により集収し、集収された圧延音が有する周波数情報に基づいて、圧延機の回転異常を検出するようにしたので、検出装置を圧延機直近の悪環境を外れた位置に設置できるために、該環境下でのケーブルの離・結線作業も必要なく、メンテナンスが容易である上に、圧延ロールの高速回転時にも回転異常を確実に検出することができ、バックアップロール等のロール交換時に集音器を付け直しする必要がない。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明に係る一実施形態の圧延機の回転状況判定装置の概要を、適用される圧延機のイメージと共に示すブロック図である。
【００１８】
本実施形態の回転状況判定装置は、前記図４に示したものと同様に上下一対のワークロール（ＷＲ）１０と、これらワークロール１０をそれぞれ支持する上下一対のバックアップロール（ＢＵＲ）１２とを有し、ワークロール１０がモータ（Ｍ）１８により回転駆動される４段圧延機に適用される。
【００１９】
本実施形態の回転状況判定装置２０は、主たる構成要素を二点鎖線で囲んで示すように、前記４段圧延機から発生する圧延音を集収し、電気的な圧延音信号に変換して出力する集音器２２と、該集音器２２から出力される圧延音信号を増幅する増幅器２４と、増幅された圧延音信号から電気的ノイズ等のノイズ成分を除去するフィルタ２６と、フィルタ処理された圧延音信号をフーリエ変換等により周波数情報に変換する周波数変換部２８と、変換された周波数情報を集計する解析を行なう周波数解析部３０と、集計された結果に基づいて回転状況を判定する回転状況判定部３２とを備えている。
【００２０】
本実施形態では、前記集音器２２が、前記バックアップロール１２に近接したミルハウジング（図示せず）に付設され、該バックアップロール１２の直近の圧延音を集収できるようになっている。
【００２１】
従って、本実施形態の回転状況判定装置により、圧延開始後、常時圧延音を集収することにより、起動時や起動後の圧延機について、バックアップロール１２のスリップ等の回転異常に起因する異常音を検出することができる。
【００２２】
即ち、本実施形態においては、前記圧延機による圧延時に、前記集音器２２により圧延音を集収し、電気信号に変換した後、前記増幅器２４により増幅すると共に、前記フィルタ２６によりノイズを除去することにより、図２（Ａ）にイメージを示すような圧延音信号を得る。
【００２３】
次いで、この図２（Ａ）に示すような圧延音信号を、前記周波数変換部２８により周波数情報に変換すると共に、前記周波数解析部３０により同図（Ｂ）にイメージを示すように周波数成分毎に集計し、各成分毎の発生レベルを解析する。その後、前記回転状況判定部３２により、この解析結果と予め作成してある正常時の解析データとを比較し、回転異常が発生しているか否かを判定する。その際、図示するように回転異常による異常音が発生していると判定された場合には、この回転状況判定部３２は、警報を出力し、圧延機を自動停止させるための異常発生信号を出力する。
【００２４】
以上詳述した本実施形態によれば、バックアップロール１２の直近の音を集音器２２により集収（検出）して、その圧延音を周波数解析することにより、正常時と異常時の判定を行なうようにしたので、ミル直近の環境に関係なく回転異常を検出することができる。又、前記集音器２２は、ミルハウジング等に常設しておくことができると共に、バックアップロール側にケーブルを配線する必要がないため、バックアップロール交換時にケーブルの離・結線作業が不要である。
【００２５】
又、図３に、（Ａ）正常時、（Ｂ）スリップ発生、（Ｃ）（Ｂ）以外の異常発生に対応させて、それぞれ低速時と高速時に検出される周波数成分を集計した結果のイメージを示すように、低速から高速まで回転状態の正・異常を正確に検出することができる。
【００２６】
従って、バックアップロール１２の不転により圧延機のロール表面に擦り傷が発生し、それが製品表面に転写されることを確実に防止できる。更に、定常的に異常音をチェックすることにより、ロール偏摩耗や割損等の異常判定を行なうことも可能になる。
【００２７】
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。
【００２８】
例えば、前記実施形態では、検出対象として４段圧延機を取り上げたが、６段圧延機等の他の圧延機であってもよいことは言うまでもない。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、圧延機直近の悪環境に電気的な結線を行なう必要がなく、メンテナンスも容易で、ロールが高速回転している場合でも回転異常等を確実に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施形態の回転状況判定装置の概要を、適用される圧延機と共に示すブロック図
【図２】集音器により得られる圧延音信号と該信号を周波数解析した結果のイメージを示す線図
【図３】低速時と高速時における正常、スリップ及び他の異常について、周波数成分の解析結果のイメージを示す線図
【図４】従来の回転異常検出部の特徴を示す概略斜視図
【図５】従来の回転異常検出部が有するセンサによる正常時の出力を示す線図
【符号の説明】
１０…ワークロール
１２…バックアップロール
１８…モータ
２０…回転状況判定装置
２２…集音器
２４…増幅器
２６…フィルタ
２８…周波数変換部
３０…周波数解析部
３２…回転状況判定部
Claims (3)
- 圧延機から発生する音を集収する集音器と、集収された音を周波数情報に変換する周波数変換手段と、変換された周波数情報を成分毎に集計する周波数解析手段と、集計された結果に基づいてロールの回転状況を判定する異常判定手段とを備えたことを特徴とする圧延機のロールの回転状況判定装置。
- 前記集音器が、前記圧延機を構成するバックアップロールの圧延音を集収可能な位置に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の圧延機のロールの回転状況判定装置。
- 前記集音器が、前記圧延機用のミルハウジングに付設されていることを特徴とする請求項１乃至２に記載の圧延機のロールの回転状況判定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002198786A JP2004034147A (ja) | 2002-07-08 | 2002-07-08 | 圧延機のロールの回転状況判定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002198786A JP2004034147A (ja) | 2002-07-08 | 2002-07-08 | 圧延機のロールの回転状況判定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004034147A true JP2004034147A (ja) | 2004-02-05 |
Family
ID=31706145
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002198786A Pending JP2004034147A (ja) | 2002-07-08 | 2002-07-08 | 圧延機のロールの回転状況判定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004034147A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013172208A1 (ja) * | 2012-05-16 | 2013-11-21 | 新日鐵住金株式会社 | スティックスリップ現象の予兆検出方法、予兆検出装置、及び該予兆検出方法を用いた管の冷間抽伸方法 |
| WO2019220542A1 (ja) * | 2018-05-15 | 2019-11-21 | Ｐｒｉｍｅｔａｌｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｊａｐａｎ株式会社 | 圧延設備の診断装置及び診断方法 |
-
2002
- 2002-07-08 JP JP2002198786A patent/JP2004034147A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013172208A1 (ja) * | 2012-05-16 | 2013-11-21 | 新日鐵住金株式会社 | スティックスリップ現象の予兆検出方法、予兆検出装置、及び該予兆検出方法を用いた管の冷間抽伸方法 |
| JP2013237085A (ja) * | 2012-05-16 | 2013-11-28 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | スティックスリップ現象の予兆検出方法、予兆検出装置、及び該予兆検出方法を用いた管の冷間抽伸方法 |
| US10071408B2 (en) | 2012-05-16 | 2018-09-11 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Precursor detection method and precursor detection device of stick-slip phenomenon, and method for cold-drawing pipe or tube using precursor detection method |
| WO2019220542A1 (ja) * | 2018-05-15 | 2019-11-21 | Ｐｒｉｍｅｔａｌｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｊａｐａｎ株式会社 | 圧延設備の診断装置及び診断方法 |
| JPWO2019220542A1 (ja) * | 2018-05-15 | 2021-05-27 | Ｐｒｉｍｅｔａｌｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｊａｐａｎ株式会社 | 圧延設備の診断装置及び診断方法 |
| JP7035178B2 (ja) | 2018-05-15 | 2022-03-14 | Ｐｒｉｍｅｔａｌｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｊａｐａｎ株式会社 | 圧延設備の診断装置及び診断方法 |
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