JP2010066029A - 平坦度計測方法および装置、並びに平坦度制御方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡便に、金属の熱間または冷間連続圧延機における帯状体の平坦度を測定する、平坦度計測方法および装置、並びに平坦度制御方法および装置を提供することを課題とする。
【解決手段】被圧延材上の浮遊物を光学的に撮影する浮遊物撮影ステップと、撮影した撮像データから前記浮遊物の単位時間当りの移動量を算出する移動量算出ステップと、前記被圧延材の幅方向に複数区分した各区分の平均移動量を算出する平均移動量算出ステップと、算出した平均移動量に基づき前記被圧延材の平坦度を算出する平坦度算出ステップとを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、金属の熱間または冷間連続圧延機における帯状体の平坦度を測定する平坦度計測方法および装置、並びに平坦度制御方法および装置に関するものである。

従来より、加熱された被圧延材を熱間圧延する複数の熱延ミルスタンドを備えた熱延装置の熱延ミルスタンド間を移動中の被圧延材の形状や板流れ等の計測は、例えば、特許文献１や特許文献２に開示されているように、被圧延材に光を照射してその反射光を計測する光学的な測定装置によるのが一般的である。

しかしながら、上述の光学的測定装置では、測定環境中のミストが浮遊し、光学的測定における光路系を妨げ、光学的測定を困難にする。また同様に、被圧延材の被測定面上に存在するクーラントも、被圧延材および熱延装置の熱によって加熱され、蒸発して多量のオイルミストとなって測定環境中に浮遊し、光学的測定の妨げとなる、といった光学的測定装置特有の問題がある。

これに対して、特許文献３には、照射器および受光器の周辺に気体を吐出する気体ノズルを備えた気体噴流発生器を設けて浮遊物の測定環境中への侵入を防止する、又は、熱延ミルスタンドに向かう方向にクーラントを噴出するクーラント除去ノズルを設けて被圧延材上面に溢流するクーラントをせき止めてクーラントの侵入を防止する技術が開示されている。
特公平４−１４７２８号公報 特開２０００−３２９５４０号公報 特開平５−２８８５３０号公報

しかしながら、特許文献３に開示の技術は、測定箇所ごとに、気体ノズルを備えた気体噴流発生器やクーラント除去ノズルを設けなければならず設備費のコストが嵩むとともに、測定環境中の微小な浮遊物を完全に除去することは難しいという問題がある。

本発明は、これら従来技術の問題点に鑑み、簡便に、金属の熱間または冷間連続圧延機における帯状体の平坦度を測定する、平坦度計測方法および装置、並びに平坦度制御方法および装置を提供することを課題とする。

本発明の請求項１に係る発明は、被圧延材上の浮遊物を光学的に撮影する浮遊物撮影ステップと、撮影した撮像データから前記浮遊物の単位時間当りの移動量を算出する移動量算出ステップと、前記被圧延材の幅方向に複数区分した各区分の平均移動量を算出する平均移動量算出ステップと、算出した平均移動量に基づき前記被圧延材の平坦度を算出する平坦度算出ステップとを有することを特徴とする平坦度計測方法である。

また本発明の請求項２に係る発明は、被圧延材上の浮遊物を光学的に撮影するカメラと、前記被圧延材の平坦度を算出する演算処理装置とを備え、該演算処理装置は、前記カメラで撮影した撮像データから前記浮遊物の単位時間当りの移動量を算出する移動量算出手段と、前記被圧延材の幅方向に複数区分した各区分の平均移動量を算出する平均移動量算出手段と、算出した平均移動量に基づき前記被圧延材の平坦度を算出する平坦度算出手段とを備えることを特徴とする平坦度計測装置である。

また本発明の請求項３に係る発明は、請求項１に記載の平坦度計測方法を用いた、平坦度の算出結果に基づいて平坦度不良が発生しているか否かを判定する平坦度不良判定ステップと、平坦度不良が発生している場合に、平坦度不良を修正するための制御信号を発生する制御信号発生ステップとを有することを特徴とする平坦度制御方法である。

さらに本発明の請求項４に係る発明は、請求項２に記載の平坦度計測装置を用いた、平坦度の算出結果に基づいて平坦度不良が発生しているか否かを判定する平坦度不良判定手段と、平坦度不良が発生している場合に、平坦度不良を修正するための制御信号を発生する制御信号発生手段とを有することを特徴とする平坦度制御装置である。

本発明は、被圧延材上の浮遊物を光学的に撮影し、被圧延材の幅方向に複数区分した各区分での浮遊物の平均移動量を算出し、それに基づき被圧延材の平坦度を算出するようにしたので、簡便に平坦度不良(耳のび、腹のびなど)を検出することができた。また、平坦度不良検出に基づいてベンダーを操作することにより、平坦度を修正することができた。

連続圧延機における平坦度不良は、被圧延材の振動として観察される。上記被圧延材の振動は、被圧延材上の空気の流れを変化させ、この空気の流れに乗って被圧延材上の浮遊物が移動する。

この浮遊物の動きをトレーサとして計測できれば、空気の流れを間接的に計測することが可能であり、そして空気の流れが乱れている所が、被圧延材の平坦度が乱れている所である、ということに本発明者らは想到し、実験的に確かめ本発明に至ったものである。

以下、図面を参照しながら、本発明を具体的に説明する。図１は、本発明に係るシステム構成の一例を示す図である。２つの熱間連続仕上圧延スタンドの圧延ロール間を通過する圧延材の平坦度を計測・制御するラインの例であり、図中、１は圧延材、２ａは圧延ロール、２ｂは圧延ロール、３はルーパ、４は噴霧器、５は水滴、６はカメラ、７は演算処理装置、および８は制御装置をそれぞれ表す。

２つの圧延ロール２ａと２ｂの間にはルーパ３が設置され、このルーパ３が上下することによって帯状体たる圧延材１の張力をほぼ所定の値に維持することができるようになっている。したがって、圧延材１にほぼ一定の張力を与えながら長手方向に移動させる２つの支持体としては、これらルーパ３およびその下流側圧延スタンドに設けた圧延ロール２ｂが相当する。

この例では、圧延ロール２ａとルーパ３の間に、噴霧器４を設置して積極的に水滴５を、浮遊物として圧延材１上に供給している。なお、圧延材１上に供給する浮遊物としては、水滴のほかにミスト、塵などを用いることもできる。

そして、カメラ６で撮影でき、そして演算処理装置７でその移動量が算出可能な浮遊物が存在する場合は、この例のように、積極的にミスト、水滴、塵などの浮遊物の供給装置を設置しなくても良い。なお、浮遊物を撮影するカメラ６は、浮遊物を高速度で撮影できるもの(例えば、1/4000のシャッタースピードが可能な近赤外カメラなど)であれば、どのような方式のものでも構わない。

図２は、本発明に係る平坦度計測方法の処理手順の一例を示す図である。先ず、Step11は、被圧延材上の浮遊物を光学的に撮影する浮遊物撮影ステップである。次に、Step12は、撮影した撮像データから前記浮遊物の単位時間当りの移動量を算出する移動量算出ステップである。時刻(t)と時刻(t+1)の撮影結果を比較することにより、同時刻における浮遊物の移動量を算出する。なお、移動量の算出に当たっては、圧延材の速度の影響を受けないように、鉛直方向、あるいは、鉛直方向／水平方向の比を抽出しても良い。

そして、Step13は、被圧延材の幅方向に複数区分した各区分の平均移動量を算出する平均移動量算出ステップである。図３は、幅方向の各区分の平均移動量を算出する様子を模式的に示す図である。通常、センタ、クォータ、エッジの平坦度に注目しているため、区分数は５区分以上とすることが望ましい。

さらに、Step14は、算出した平均移動量に基づき前記被圧延材の平坦度を算出する平坦度算出ステップである。例えば、算出した平均移動量が一番小さいところを基準として、各幅方向区分の平均移動量と比較して平坦度とする。図４は、端部の平坦度の時間変化例を示す図である。同図では、左端の先端部における平坦度は良好であるが、その後、局所的に平坦度が悪化(変動)し、さらにその後、大きく平坦度が悪化(変動)したのち、平坦度が良好な右端のエッジとなっていることが把握できる。

最後にStep15は、平坦度の算出結果を出力する。上記Step12〜Step15は、演算処理装置７で行われる処理である。

平坦度の算出結果を受けて、制御装置８では、先ず平坦度不良が発生しているか否かを判定する。そして、平坦度不良が発生している場合に、平坦度不良を修正するための制御信号を発生する。例えば、端部の移動量が中央部よりも大きい場合、平坦度を耳伸びと判断して、ロールとの隙間を空けるようにベンダーを増加させる指令を出力し、平坦度不良を修正する、といった具合である。

本発明に係るシステム構成の一例を示す図である。 本発明に係る平坦度計測方法の処理手順の一例を示す図である 幅方向の各区分の平均移動量を算出する様子を模式的に示す図である。 端部の平坦度の時間変化例を示す図である。

符号の説明

１ 圧延材
２ａ 圧延ロール
２ｂ 圧延ロール
３ ルーパ
４ 噴霧器
５ 水滴
６ カメラ
７ 演算処理装置
８ 制御装置

Claims (4)

1. 被圧延材上の浮遊物を光学的に撮影する浮遊物撮影ステップと、
   撮影した撮像データから前記浮遊物の単位時間当りの移動量を算出する移動量算出ステップと、
   前記被圧延材の幅方向に複数区分した各区分の平均移動量を算出する平均移動量算出ステップと、
   算出した平均移動量に基づき前記被圧延材の平坦度を算出する平坦度算出ステップとを有することを特徴とする平坦度計測方法。
2. 被圧延材上の浮遊物を光学的に撮影するカメラと、
   前記被圧延材の平坦度を算出する演算処理装置とを備え、
   該演算処理装置は、
   前記カメラで撮影した撮像データから前記浮遊物の単位時間当りの移動量を算出する移動量算出手段と、
   前記被圧延材の幅方向に複数区分した各区分の平均移動量を算出する平均移動量算出手段と、
   算出した平均移動量に基づき前記被圧延材の平坦度を算出する平坦度算出手段とを備えることを特徴とする平坦度計測装置。
3. 請求項１に記載の平坦度計測方法を用いた、平坦度の算出結果に基づいて平坦度不良が発生しているか否かを判定する平坦度不良判定ステップと、
   平坦度不良が発生している場合に、平坦度不良を修正するための制御信号を発生する制御信号発生ステップとを有することを特徴とする平坦度制御方法。
4. 請求項２に記載の平坦度計測装置を用いた、平坦度の算出結果に基づいて平坦度不良が発生しているか否かを判定する平坦度不良判定手段と、
   平坦度不良が発生している場合に、平坦度不良を修正するための制御信号を発生する制御信号発生手段とを有することを特徴とする平坦度制御装置。