JP2015047606A - シートバー接合部の冷却方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シートバー接合部の冷却において、人工疵に頼らずシートバー接合部を的確に検出して当該検出した部位およびその近傍のみを確実に冷却できる方法および装置を提供する。
【解決手段】シートバー７の先行材と後行材を、走行中に、接合台車１で接合後、仕上圧延機で連続的に仕上圧延する前に、前記接合してなる接合部に、冷却台車６で冷却を施すにあたり、前記接合後のシートバーにメジャリングロール２を接触させ、前記接合台車１と前記冷却台車６との間にとった放射温度測定位置に設置した放射温度計３による前記接合部の検出時点から、前記メジャリングロール２で前記放射温度測定位置を起点とした前記接合部のトラッキングを行って、精度良い接合部の冷却を施す。
【選択図】図１

Description

本発明は、シートバー接合部の冷却方法および装置に関し、詳しくは、鋼の連続熱間圧延におけるシートバー接合後の接合部の冷却方法および装置に係り、特に、シートバーを接合した後、仕上圧延機に入るまでに、シートバー接合部を高精度で検出してシートバー接合部およびその周辺のみを確実に冷却し、その後の仕上圧延において接合部の破断のない安定した圧延を図ることが可能な、シートバー接合部の冷却方法および装置に関するものである。

鋼の熱間圧延において、加熱炉から抽出したシートバーを一本ずつ圧延するのではなく、仕上圧延機に入る前に、先行するシートバーの後端部と後行するシートバーの先端部とを接合してから連続的に仕上圧延する連続圧延方法が提案され、実用化されている。
この連続圧延において、シートバー接合部の盛り上がり除去のため、また、接合部を的確に冷却するため、正確な接合部の検出方法が求められている。かかる検出方法に関する従来技術として、例えば、特許文献１では、放射温度計にて接合部を検出し搬送テーブルロールのエンコーダからの回転パルス信号によりトラッキングする方法が提案されている。また、特許文献２では、溶接接合部のバリを一部残した人工疵で接合部を検出する方法が提案されている。

特開平１１−７０６号公報 特開２０００−５１９４２号公報

しかしながら、特許文献１では、放射温度計にて接合部を検出後、搬送テーブルロールの回転数に基づいて切削装置駆動タイミングを決定しており、搬送テーブルロールの摩耗によりそのロール径に誤差がある場合や搬送テーブルロールのスリップが発生した場合に、切削位置がずれるという問題点があった。
また、特許文献２では、フラッシュバット溶接にてシートバーを接合し溶接部の人工疵を活用して接合部を検出しており、例えば誘導加熱接合方式のように人工疵を入れずに接合を行う方式に対しては適用できない。

そこで、本発明は、シートバー接合部の冷却において、人工疵に頼らずシートバー接合部を的確に検出して当該検出した部位およびその近傍のみを確実に冷却できるようにすることを課題とした。

本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意検討し、その結果、放射温度計でシートバーの接合部を検出後、この検出した位置を起点として、トラッキングのための専用設備であるメジャリングロールによって前記シートバーの接合部の走行位置をトラッキングすることにより、前記シートバーの接合位置を的確に検出して当該検出した位置およびその周辺のみを確実に冷却できることを知見し、本発明を成した。

すなわち、本発明は以下のとおりである。
（１） 粗圧延後の熱間鋼片であるシートバーの先行材と後行材を、走行中に、接合台車で接合後、仕上圧延機で連続的に仕上圧延する前に、前記接合してなる接合部に、冷却台車で冷却を施すシートバー接合部の冷却方法であって、
前記接合後のシートバーにメジャリングロールを接触させ、前記接合台車と前記冷却台車との間にとった放射温度測定位置に設置した放射温度計により前記接合部を検出した時点から、前記メジャリングロールで前記放射温度測定位置を起点とした前記接合部のトラッキングを行いながら前記冷却を施すことを特徴とするシートバー接合部の冷却方法。
（２） 前記接合部のトラッキングを開始する前に、前記接合が完了した時点から前記メジャリングロールにより、前記接合が完了した位置を起点とした前記シートバーのトラッキングを行うことを特徴とする前記（１）に記載のシートバー接合部の冷却方法。
（３） 粗圧延後の熱間鋼片であるシートバーの先行材と後行材を、走行中に、接合台車で接合後、連続的に仕上圧延する前に、前記接合してなる接合部に、冷却台車で冷却を施すシートバー接合部の冷却装置であって、
前記接合後のシートバーに接触させるメジャリングロールと、前記接合台車と前記冷却台車との間にとった放射温度測定位置に設置した前記接合部を検出する放射温度計とを用い、該放射温度計により前記接合部を検出した時点から、前記メジャリングロールで前記放射温度測定位置を起点とした前記接合部のトラッキングを行いながら前記冷却を施す構成としてなることを特徴とするシートバー接合部の冷却装置。
（４） 前記接合部のトラッキングを開始する前に、前記接合が完了した時点から前記メジャリングロールにより、前記接合が完了した位置を起点とした前記シートバーのトラッキングを行うことを特徴とする前記（３）に記載のシートバー接合部の冷却装置。

本発明によれば、シートバーの接合部を放射温度計で検出し、この検出した位置を起点としてメジャリングロールで前記接合部のトラッキングを行いながら、前記接合部を冷却するようにしたので、接合部およびその周辺のみを位置精度良く冷却することができる。したがって、接合部の冷却不足による仕上圧延時の圧延荷重の不安定化や接合部の破断を抑止でき、圧延の安定化に寄与できる。

本発明装置の一例を示す概略図である。 本発明方法の実施形態の一例を示すフロー図である。 放射温度計による温度測定データの一例を示す温度チャート図である。 本発明例と従来例の冷却位置ずれの比較を示すヒストグラムである。

図１は、本発明装置（本発明（３）（４）を総称して云う）の一例を示す概略図である。図１において、接合台車１はシートバー７の先行材尾端と後行材先端を誘導加熱で接合する。このとき、シートバー７の搬送中に、接合台車１を走行させながら前記接合を行うため、シートバー７が接合台車１から離れる位置が接合完了位置となる。接合完了位置に接合部が発生したものとみなし、ここを起点（本発明（２）（４）に係る起点）としたトラッキング（シートバートラッキング）が開始される。但し、この段階では、放射温度計によりシートバーの接合部位置は未だ検出されてはいない。前記シートバートラッキングでは、メジャリングロール２を設置して、その回転数からシートバー（又はシートバー上の或る位置）をトラッキングする。

メジャリングロール２は、トラッキングのための専用設備であり、該トラッキングは、メジャリングロール２の回転数に応じた量（この量を、起点からのトラッキング対象位置の「進捗」と云う）を規定することで達成される。本発明の場合、前記進捗とは或る時間毎のシートバーの走行距離のことである。
メジャリングロール２は走行する長尺体に接触させて回転させる無駆動ロールであり、これを用いた場合は、駆動ロールである搬送テーブルロールのエンコーダからの回転パルス信号によりトラッキングする場合（特許文献１）と比べて、無駆動であるがゆえに、シートバーとロールとのスリップが殆ど無く、しかも、摩耗しにくくて摩耗によるロール径の誤差は極めて小さくて、精度良いトラッキングが可能である。

すなわち、従来の特許文献１に記載される搬送テーブルロールは、駆動されて無理にでもシートバーを搬送するのが本来の機能であるため、シートバーが搬送テーブルロールに接する表面の状態やシートバーの重量によって、搬送テーブルロールとシートバーとの間にスリップが発生しやすい。これに対して、メジャリングロールは無駆動であって、搬送機能を必要としないからシートバー表面にロール面を密着できてスリップを防止できるわけである。なお、メジャリングロールのロール面にはスリップ防止のためのローレット加工による溝、円周方向溝や幅方向溝を設けたり、摩擦力の大きい材料を設けるとよい。

尚、図１において、４はシートバーの幅端部を誘導加熱するエッジヒータ、５はシートバーの全幅を誘導加熱するバーヒータである。
更に、放射温度計３を用いて、走行中のシートバーの表面温度を放射温度測定位置から測定し、この測定結果から最高温度を検出し、最高温度を示すシートバー位置を接合部とすることにより、接合部をより正確に検出する。最高温度を検出した時点で、放射温度測定位置を起点（本発明（１）（３）に係る起点）として、メジャリングロール２により接合部のトラッキング（接合部トラッキング）が開始される。その後、冷却台車６を用いて、シートバーの接合部に水を噴射して冷却する。このとき、放射温度計３およびメジャリングロール２により、放射温度測定位置を起点として接合部位置を正しくトラッキングできているので、そのトラッキング位置に基づいて冷却台車６では、シートバーの接合部及びその周辺の範囲のみを的確に冷却することができる。

図２は、本発明方法（本発明（１）（２）を総称して云う）の実施形態の一例を示すフロー図である。
まず、接合台車１によってシートバーの先行材尾端と後行材先端が接合される（接合完了）。前述のように接合完了位置に接合部が発生したものとみなし、ここを起点（本発明（２）（４）に係る起点）としたトラッキング（シートバートラッキング）が開始される。

本例では、前記シートバートラッキングの接合完了位置が温度計より手前の所定距離Ａに到達すると、放射温度計３にてシートバー表面温度の監視を開始し、時々刻々変化するシートバー表面温度について、以前のシートバー表面温度と今回のシートバー表面温度との高低を比較し、今回のシートバー表面温度が高い場合、シートバートラッキングとは別に行う接合部トラッキングについて、その初期値を０（ゼロ）にリセットし、その後、接合部トラッキング初期値に接合部トラッキングの進捗を積算する。これを接合部トラッキングが放射温度測定位置の後の所定距離Ｂに到達するまで繰り返すことにより、放射温度測定位置でシートバーの最高温度を特定し、そのシートバーの最高温度位置での接合部トラッキングを初期値とする。なお、接合部トラッキングは、シートバートラッキングをそのまま活用して、以前より今回のシートバー表面温度が高い場合、シートバートラッキングを０（ゼロ）にリセットして、接合部トラッキングとしてもよい。

その後、さらに、メジャリングロール２の回転数による前記接合部トラッキングの進捗を積算する。
前記接合部トラッキングが冷却台車スタート位置に到達すると、冷却台車６が起動し、トラッキングされた接合部を狙って冷却水が噴射される。
なお、シートバー上へのスケールや水乗りの影響で、放射温度計３による測定温度が、図３のようにノイズを含む恐れがある。そこで、前記所定距離Ａと所定距離Ｂとの間の温度監視区間をマスクするとよく、このマスク用の手段としては、或る閾値温度（例えば９５０℃）以上の放射エネルギーのみを透過させる光学式フィルタや温度データの電子的な閾値処理などが挙げられる。

また、放射温度測定位置は、図１に示すメジャリングロール２と冷却台車スタート位置との間に設置することに限定されず、接合完了位置とメジャリングロール２との間に設置してもよい。この場合も上述したとおりの図２のフローをとることができて、精度良く接合部およびその周辺を冷却できる。
なお、放射温度測定位置を図１に示すメジャリングロール２と冷却台車スタート位置との間に設置すると、放射温度計での接合位置検出から冷却台車までの距離が短いため、メジャリングロールの回転数が少なくて、測定誤差が著しく小さくなって高精度のトラッキングが可能である。

また、放射温度測定位置を接合完了位置とメジャリングロールとの間に設置すると、冷却台車近くに設置されたエッジヒータ４やシートバーヒータ５との設置場所の干渉がなく、設置しやすい。

鋼の熱間連続圧延ラインおいて、図１、図２に示した実施形態で本発明を実施した例（本発明例）及び従来例について述べる。なお、冷却台車の冷却ノズルから噴射した冷却水のシートバー前後方向における冷却長さを５０ｍｍとした。
本発明例では、加熱炉で加熱後、順次抽出された鋼スラブを、粗圧延機で粗圧延してなるシートバーの先行材と後行材（計２本）を接合台車１で接合し、この接合後のシートバーに対し、本発明方法に則って、前記シートバートラッキングに続いて、前記接合部トラッキングを行いつつ冷却台車６による接合部の冷却を行い、引続き仕上圧延機で連続的に仕上圧延する操業とした。

一方、従来例では、前記接合後のシートバーに対し、「放射温度計３にて最高温度を検出した時点からの経過時間×搬送テーブルロールの回転数×同ロールのロール周長」を逐次（０．１秒毎に）演算し、この演算結果である接合部の推定移動距離が、放射温度測定位置から冷却台車スタート位置までの距離に達した時点で、冷却台車６による冷却を開始するようにした。これ以外の操業条件は、本発明例と同様である。

そして、本発明例と従来例について、前記冷却後のシートバー表面の様子を目視観察して、接合部位置と冷却位置（冷却が実行された位置）を夫々検出し、冷却位置ずれ（接合部位置と冷却位置の相互間距離であり、接合部位置が冷却位置より上流側にあった場合を負、下流側にあった場合を正とした）を測定した。その結果をヒストグラムにまとめて図４に示す。

図４より、本発明例では、冷却位置ずれは、５．４±１５．９ｍｍと小さく、３σ（標準偏差σの３倍）でも５０ｍｍ以内と良好であった。その結果、接合部およびその周辺を的確に冷却できて、安定して仕上圧延が可能であった。
これに比べて、従来例では、冷却位置ずれは、−７７．２±５２．４ｍｍと大きく、３σでは１５０ｍｍ以上と悪化していた。その結果、仕上圧延で荷重変動が大きくて不安定な圧延を強いられた。

以上から、本発明による冷却位置ずれの方が小さくて、本発明により接合部の検出位置精度が向上し、良好な結果が得られた。

１ 接合台車
２ メジャリングロール
３ 放射温度計
４ エッジヒータ
５ バーヒータ
６ 冷却台車
７ シートバー

Claims (4)

1. 粗圧延後の熱間鋼片であるシートバーの先行材と後行材を、走行中に、接合台車で接合後、仕上圧延機で連続的に仕上圧延する前に、前記接合してなる接合部に、冷却台車で冷却を施すシートバー接合部の冷却方法であって、
   前記接合後のシートバーにメジャリングロールを接触させ、前記接合台車と前記冷却台車との間にとった放射温度測定位置に設置した放射温度計により前記接合部を検出した時点から、前記メジャリングロールで前記放射温度測定位置を起点とした前記接合部のトラッキングを行いながら前記冷却を施すことを特徴とするシートバー接合部の冷却方法。
2. 前記接合部のトラッキングを開始する前に、前記接合が完了した時点から前記メジャリングロールにより、前記接合が完了した位置を起点とした前記シートバーのトラッキングを行うことを特徴とする請求項１に記載のシートバー接合部の冷却方法。
3. 粗圧延後の熱間鋼片であるシートバーの先行材と後行材を、走行中に、接合台車で接合後、連続的に仕上圧延する前に、前記接合してなる接合部に、冷却台車で冷却を施すシートバー接合部の冷却装置であって、
   前記接合後のシートバーに接触させるメジャリングロールと、前記接合台車と前記冷却台車との間にとった放射温度測定位置に設置した前記接合部を検出する放射温度計とを用い、該放射温度計により前記接合部を検出した時点から、前記メジャリングロールで前記放射温度測定位置を起点とした前記接合部のトラッキングを行いながら前記冷却を施す構成としてなることを特徴とするシートバー接合部の冷却装置。
4. 前記接合部のトラッキングを開始する前に、前記接合が完了した時点から前記メジャリングロールにより、前記接合が完了した位置を起点とした前記シートバーのトラッキングを行うことを特徴とする請求項３に記載のシートバー接合部の冷却装置。

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