JP2016153138A - 冷間圧延または調質圧延における振動異常検出方法および装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】冷間圧延ラインまたは調質圧延機の鋼板に発生する弦振動の異常を検出することができる、冷間圧延または調質圧延における振動異常検出方法および装置を提供することを目的とするものである。
【解決手段】冷間圧延機の各スタンド間または冷間圧延機出側の小径ロールの内、少なくとも１つの小径ロールで検出した振動信号を収集する、振動信号収集ステップと、収集した振動信号の高速フーリエ変換方式の周波数解析を行い、振動信号に含まれる周波数成分とそのスペクトル値を得る、ＦＦＴ周波数解析の実行ステップと、
該ＦＦＴ周波数解析の実行ステップで得た周波数成分の内、下記の（１）式で演算される鋼板の弦振動の周波数ｆと同じ周波数成分のスペクトル値が、予め設定した閾値を超過した場合に振動異常が生じていると判定する、振動異常判定ステップとを有する。
【選択図】図３
【解決手段】冷間圧延機の各スタンド間または冷間圧延機出側の小径ロールの内、少なくとも１つの小径ロールで検出した振動信号を収集する、振動信号収集ステップと、収集した振動信号の高速フーリエ変換方式の周波数解析を行い、振動信号に含まれる周波数成分とそのスペクトル値を得る、ＦＦＴ周波数解析の実行ステップと、
該ＦＦＴ周波数解析の実行ステップで得た周波数成分の内、下記の（１）式で演算される鋼板の弦振動の周波数ｆと同じ周波数成分のスペクトル値が、予め設定した閾値を超過した場合に振動異常が生じていると判定する、振動異常判定ステップとを有する。
【選択図】図３
Description
本発明は、冷間圧延または調質圧延における振動異常検出方法および装置に関するものである。
冷間圧延機やテンションレベラーなどの鋼板処理設備においては、異常振動（チャタリング）によって鋼板表面に幅方向のマーク（チャタマーク）が生じ、鋼板長手方向に縞状の模様となることが知られている。これまで、このような異常振動を検出する技術として種々の提案がなされてきた。
例えば、特許文献１では、冷間圧延機の各部（ミルハウジング、上下バックアップロールチョック、上下ワークロールチョック、軸受など）で検出した振動の周波数解析を行い、予め定めた周波数成分の振動エネルギーが設定値を超えた場合に、振動異常と判定する方法をとっている。
また、特許文献２では、スタンド間の鋼板張力変動の周波数解析を行い、鋼板の固有振動数を含む周波数帯における実行強度から振動異常を判定している。
これに対して、本発明者らが、冷間圧延機または調質圧延機（以下、単に「圧延機」ともいう）で発生するチャタマークについて調査を行ったところ、圧延機入出側の鋼板に弦振動が発生し、鋼板に繰り返し曲げが付与されることでチャタマークが発生する場合があることが分かった。
そこで、チャタマークの発生を減らすべく、冷間圧延ライン及び調質圧延機の鋼板に発生する弦振動の異常振動を検出することに思い至った。
しかしながら、上述した冷間圧延ラインや調質圧延機の鋼板に発生する弦振動は、圧延機自体の振動を解析する特許文献１、またはスタンド間の鋼板張力変動の周波数解析を行う特許文献２の技術では、検出することが困難である。
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、冷間圧延ラインまたは調質圧延機の鋼板に発生する弦振動の異常を検出することができる、冷間圧延または調質圧延における振動異常検出方法および装置を提供することを目的とするものである。
上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有している。
［１］ 冷間圧延機の各スタンド間または冷間圧延機入出側の小径ロールの内、少なくとも１つの小径ロールで検出した振動信号を収集する、振動信号収集ステップと、収集した振動信号の高速フーリエ変換方式の周波数解析を行い、振動信号に含まれる周波数成分とそのスペクトル値を得る、ＦＦＴ周波数解析の実行ステップと、
該ＦＦＴ周波数解析の実行ステップで得た周波数成分の内、下記の（１）式で演算される鋼板の弦振動の周波数ｆと同じ周波数成分のスペクトル値が、予め設定した閾値を超過した場合に振動異常が生じていると判定する、振動異常判定ステップと、
を有することを特徴とする冷間圧延における振動異常検出方法。
該ＦＦＴ周波数解析の実行ステップで得た周波数成分の内、下記の（１）式で演算される鋼板の弦振動の周波数ｆと同じ周波数成分のスペクトル値が、予め設定した閾値を超過した場合に振動異常が生じていると判定する、振動異常判定ステップと、
を有することを特徴とする冷間圧延における振動異常検出方法。
ｆ＝（ｎ／２Ｌ）（Ｕ／ρ）１／２ ・・・（１）
ここで、
ｎ：振動モードの次数：［無次元］
Ｌ：鋼板の弦長：［ｍ］
Ｕ：鋼板に付与するユニット張力（単位断面積当たりの張力）＝Ｔ／Ａ
Ｔ：鋼板に付与する張力：［Ｎ］＝［ｋｇ・ｍ／ｓ２］
Ａ：鋼板の断面積（板厚×板幅）：［ｍ２］
ρ：鋼板の密度：［ｋｇ／ｍ３］
［２］ 上記［１］に記載の冷間圧延における振動異常検出方法において、
前記振動異常判定ステップの処理にあたっては、
前記周波数ｆに各々±10%以内の範囲を持たせた周波数帯で判断することを特徴とする冷間圧延における振動異常検出方法。
ここで、
ｎ：振動モードの次数：［無次元］
Ｌ：鋼板の弦長：［ｍ］
Ｕ：鋼板に付与するユニット張力（単位断面積当たりの張力）＝Ｔ／Ａ
Ｔ：鋼板に付与する張力：［Ｎ］＝［ｋｇ・ｍ／ｓ２］
Ａ：鋼板の断面積（板厚×板幅）：［ｍ２］
ρ：鋼板の密度：［ｋｇ／ｍ３］
［２］ 上記［１］に記載の冷間圧延における振動異常検出方法において、
前記振動異常判定ステップの処理にあたっては、
前記周波数ｆに各々±10%以内の範囲を持たせた周波数帯で判断することを特徴とする冷間圧延における振動異常検出方法。
［３］ 冷間圧延機の各スタンド間または冷間圧延機入出側の小径ロールの内、少なくとも１つの小径ロールに取付け振動を測定する振動計と、
該振動計からの振動信号の高速フーリエ変換方式の周波数解析を行い、振動信号に含まれる周波数成分とそのスペクトル値を得て、
得られた周波数成分の内、下記の（１）式で演算される鋼板の弦振動の周波数ｆと同じ周波数成分のスペクトル値が、予め設定した閾値を超過した場合に振動異常が生じていると判定する、演算装置と、
を具備することを特徴とする冷間圧延における振動異常検出装置。
該振動計からの振動信号の高速フーリエ変換方式の周波数解析を行い、振動信号に含まれる周波数成分とそのスペクトル値を得て、
得られた周波数成分の内、下記の（１）式で演算される鋼板の弦振動の周波数ｆと同じ周波数成分のスペクトル値が、予め設定した閾値を超過した場合に振動異常が生じていると判定する、演算装置と、
を具備することを特徴とする冷間圧延における振動異常検出装置。
ｆ＝（ｎ／２Ｌ）（Ｕ／ρ）１／２ ・・・（１）
ここで、
ｎ：振動モードの次数：［無次元］
Ｌ：鋼板の弦長：［ｍ］
Ｕ：鋼板に付与するユニット張力（単位断面積当たりの張力）＝Ｔ／Ａ
Ｔ：鋼板に付与する張力：［Ｎ］＝［ｋｇ・ｍ／ｓ２］
Ａ：鋼板の断面積（板厚×板幅）：［ｍ２］
ρ：鋼板の密度：［ｋｇ／ｍ３］
［４］ 調質圧延機入出側の小径ロールの内、少なくとも１つの小径ロールで検出した振動信号を収集する、振動信号収集ステップと、収集した振動信号の高速フーリエ変換方式の周波数解析を行い、振動信号に含まれる周波数成分とそのスペクトル値を得る、ＦＦＴ周波数解析の実行ステップと、
該ＦＦＴ周波数解析の実行ステップで得た周波数成分の内、下記の（１）式で演算される鋼板の弦振動の周波数ｆと同じ周波数成分のスペクトル値が、予め設定した閾値を超過した場合に振動異常が生じていると判定する、振動異常判定ステップと、
を有することを特徴とする調質圧延における振動異常検出方法。
ここで、
ｎ：振動モードの次数：［無次元］
Ｌ：鋼板の弦長：［ｍ］
Ｕ：鋼板に付与するユニット張力（単位断面積当たりの張力）＝Ｔ／Ａ
Ｔ：鋼板に付与する張力：［Ｎ］＝［ｋｇ・ｍ／ｓ２］
Ａ：鋼板の断面積（板厚×板幅）：［ｍ２］
ρ：鋼板の密度：［ｋｇ／ｍ３］
［４］ 調質圧延機入出側の小径ロールの内、少なくとも１つの小径ロールで検出した振動信号を収集する、振動信号収集ステップと、収集した振動信号の高速フーリエ変換方式の周波数解析を行い、振動信号に含まれる周波数成分とそのスペクトル値を得る、ＦＦＴ周波数解析の実行ステップと、
該ＦＦＴ周波数解析の実行ステップで得た周波数成分の内、下記の（１）式で演算される鋼板の弦振動の周波数ｆと同じ周波数成分のスペクトル値が、予め設定した閾値を超過した場合に振動異常が生じていると判定する、振動異常判定ステップと、
を有することを特徴とする調質圧延における振動異常検出方法。
ｆ＝（ｎ／２Ｌ）（Ｕ／ρ）１／２ ・・・（１）
ここで、
ｎ：振動モードの次数：［無次元］
Ｌ：鋼板の弦長：［ｍ］
Ｕ：鋼板に付与するユニット張力（単位断面積当たりの張力）＝Ｔ／Ａ
Ｔ：鋼板に付与する張力：［Ｎ］＝［ｋｇ・ｍ／ｓ２］
Ａ：鋼板の断面積（板厚×板幅）：［ｍ２］
ρ：鋼板の密度：［ｋｇ／ｍ３］
［５］ 上記［４］に記載の調質圧延における振動異常検出方法において、
前記振動異常判定ステップの処理にあたっては、
前記周波数ｆに各々±10%以内の範囲を持たせた周波数帯で判断することを特徴とする調質圧延における振動異常検出方法。
ここで、
ｎ：振動モードの次数：［無次元］
Ｌ：鋼板の弦長：［ｍ］
Ｕ：鋼板に付与するユニット張力（単位断面積当たりの張力）＝Ｔ／Ａ
Ｔ：鋼板に付与する張力：［Ｎ］＝［ｋｇ・ｍ／ｓ２］
Ａ：鋼板の断面積（板厚×板幅）：［ｍ２］
ρ：鋼板の密度：［ｋｇ／ｍ３］
［５］ 上記［４］に記載の調質圧延における振動異常検出方法において、
前記振動異常判定ステップの処理にあたっては、
前記周波数ｆに各々±10%以内の範囲を持たせた周波数帯で判断することを特徴とする調質圧延における振動異常検出方法。
［６］ 調質圧延機入出側の小径ロールの内、少なくとも１つの小径ロールに取付け振動を測定する振動計と、
該振動計からの振動信号の高速フーリエ変換方式の周波数解析を行い、振動信号に含まれる周波数成分とそのスペクトル値を得て、
得られた周波数成分の内、下記の（１）式で演算される鋼板の弦振動の周波数ｆと同じ周波数成分のスペクトル値が、予め設定した閾値を超過した場合に振動異常が生じていると判定する、演算装置と、
を具備することを特徴とする調質圧延における振動異常検出装置。
該振動計からの振動信号の高速フーリエ変換方式の周波数解析を行い、振動信号に含まれる周波数成分とそのスペクトル値を得て、
得られた周波数成分の内、下記の（１）式で演算される鋼板の弦振動の周波数ｆと同じ周波数成分のスペクトル値が、予め設定した閾値を超過した場合に振動異常が生じていると判定する、演算装置と、
を具備することを特徴とする調質圧延における振動異常検出装置。
ｆ＝（ｎ／２Ｌ）（Ｕ／ρ）１／２ ・・・（１）
ここで、
ｎ：振動モードの次数：［無次元］
Ｌ：鋼板の弦長：［ｍ］
Ｕ：鋼板に付与するユニット張力（単位断面積当たりの張力）＝Ｔ／Ａ
Ｔ：鋼板に付与する張力：［Ｎ］＝［ｋｇ・ｍ／ｓ２］
Ａ：鋼板の断面積（板厚×板幅）：［ｍ２］
ρ：鋼板の密度：［ｋｇ／ｍ３］
ここで、
ｎ：振動モードの次数：［無次元］
Ｌ：鋼板の弦長：［ｍ］
Ｕ：鋼板に付与するユニット張力（単位断面積当たりの張力）＝Ｔ／Ａ
Ｔ：鋼板に付与する張力：［Ｎ］＝［ｋｇ・ｍ／ｓ２］
Ａ：鋼板の断面積（板厚×板幅）：［ｍ２］
ρ：鋼板の密度：［ｋｇ／ｍ３］
本発明により、冷間圧延ラインまたは調質圧延機の鋼板に発生する弦振動の異常を検出することができ、これによりチャタマークの発生を減らすことができる。
本発明を実施するための形態を、図面および数式に基づいて以下に説明を行う。
図１は、本発明の一実施形態における冷間圧延ラインの概要を示す図である。図中、１は＃１スタンド、２は＃２スタンド、３は＃３スタンド、４は＃４スタンド、５はテンションメータロール、５aは振動計、６はデフロール、６aは振動計、７はパスラインロール、７aは振動計、８は鋼板、９は演算装置、１０は警報装置、１１はスリーロール、および１１ａは振動計をそれぞれ表す。
図１に示す冷間圧延機は、１〜４の符号で示す４つのスタンドから構成される。＃１スタンド１の上流には、振動計５aを取付けたテンションメータロール５、および振動計１１aを取付けた形状矯正用のスリーロール１１がそれぞれ順に配置されている。
そして、＃１スタンド１、＃２スタンド２、および＃３スタンド３の間には、振動計５aを取付けたテンションメータロール５および振動計６aを取付けたデフロール６がそれぞれ順に配置されている。
さらに、最終段の＃４スタンド４の下流において、振動計６aを取付けたデフロール６、振動計５aを取付けたテンションメータロール５、および振動計７aを取付けた一対のパスラインロール７を経て、テンションリール（図示せず）で鋼板８を巻き取っている。
そして、＃１スタンド１、＃２スタンド２、および＃３スタンド３の間には、振動計５aを取付けたテンションメータロール５および振動計６aを取付けたデフロール６がそれぞれ順に配置されている。
さらに、最終段の＃４スタンド４の下流において、振動計６aを取付けたデフロール６、振動計５aを取付けたテンションメータロール５、および振動計７aを取付けた一対のパスラインロール７を経て、テンションリール（図示せず）で鋼板８を巻き取っている。
本発明では、テンションメータロール５、スリーロール１１、デフロール６、およびパスラインロール７といった小径ロールに、それぞれ振動計５a、振動計１１a、振動計６a、および振動計７aを設置し、鋼板の弦振動を計測する。振動計としては、圧電素子型振動センサが好適であるが、その他如何なる方式の振動センサを用いてもよい。
なお、上述の冷間圧延ラインにおける各種小径ロールの配置については、例示でありこの構成に限られるものでない。
各振動計で計測した振動データは、それぞれ演算装置９に送られ、周波数の解析がなされその解析結果に基づいて弦振動の異常判定がなされる。そして、弦振動の異常が見つかった場合は、警報装置１０にアラーム発信を行い、弦振動異常の回避処理が行われる。
図２は、本発明の一実施形態における調質圧延機への適用例を示す図である。図中、５はテンションメータロール、５aは振動計、７はパスラインロール、７aは振動計、８は鋼板、９は演算装置、１０は警報装置、１２はアンチクリンピングロール、１２aは振動計、１３はアンチクロスブレーキ、１３aは振動計、１４はミルハウジング、および１５はポリッシャーをそれぞれ表す。
図１に示す調質圧延機は、上下のワークロールにそれぞれにポリッシャー１５を備えたミルハウジング１４からなる。調質圧延機の上流から鋼板８は、振動計５aを取付けたテンションメータロール５、振動計７aを取付けたパスラインロール７、および振動計１２aを取付けたアンチクリンピングロール１２を経て、ミルハウジング１５に至る。
そして、調質圧延機で調質圧延された鋼板８は、振動計１３aを取付けたアンチクロスブレーキ１３、振動計７aを取付けたパスラインロール７、振動計５aを取付けたテンションメータロール５、および振動計７aを取付けたパスラインロール７を順に経る。
本発明では、テンションメータロール５、アンチクリンピングロール１２、アンチクロスブレーキ１３、およびパスラインロール７といった小径ロールに、それぞれ振動計５a、振動計１２a、振動計１３a、および振動計７aを設置し、鋼板の弦振動を計測する。振動計としては、圧電素子型振動センサが好適であるが、その他如何なる方式の振動センサを用いてもよい。
なお、上述の調質圧延機の入出における各種小径ロールの配置については、例示でありこの構成に限られるものでない。
そして、前述の冷間圧延ラインの場合と同様に、各振動計で計測した振動データは、それぞれ演算装置９に送られ、周波数の解析がなされその解析結果に基づいて弦振動の異常判定がなされる。そして、弦振動の異常が見つかった場合は、警報装置１０にアラーム発信を行い、弦振動異常の回避処理が行われる。
図３は、本発明における処理フローの一例を示す図である。先ず、Step01で、各小径ロールに取付けた振動計からの振動信号を収集する。
そして、Step02で、FFT周波数解析を行う。すなわち、収集した振動信号に対して高速フーリエ変換（Fast Fourier Transform、FFT）方式の周波数解析を行い、振動信号に含まれる周波数成分とその大きさ（スペクトル値）を得る。
次の、Step03で、FFT周波数解析した結果から振動異常かどうかの判定を行う。
図４は、鋼板の弦振動における各振動モードの例（１〜４次モード）を示す図である。
各振動モードにおける周波数ｆ（Hz）は、以下に示す（１）式によって決定される。
ｆ＝（ｎ／２Ｌ）（Ｕ／ρ）１／２ ・・・（１）
ここで、
ｎ：振動モードの次数：［無次元］
Ｌ：鋼板の弦長：［ｍ］
Ｕ：鋼板に付与するユニット張力（単位断面積当たりの張力）＝Ｔ／Ａ
Ｔ：鋼板に付与する張力：［Ｎ］＝［ｋｇ・ｍ／ｓ２］
Ａ：鋼板の断面積（板厚×板幅）：［ｍ２］
ρ：鋼板の密度：［ｋｇ／ｍ３］
本発明では、FFT周波数解析した周波数成分の内、上記（１）式で求めた周波数での振動の大きさ（スペクトル値）が予め設定した閾値を超過した場合に、振動異常が生じていると判定する。なお、弦長Ｌは、振動を計測した小径ロールとその小径ロールの直前に位置するロールとの間の鋼板の長さを指す。
ここで、
ｎ：振動モードの次数：［無次元］
Ｌ：鋼板の弦長：［ｍ］
Ｕ：鋼板に付与するユニット張力（単位断面積当たりの張力）＝Ｔ／Ａ
Ｔ：鋼板に付与する張力：［Ｎ］＝［ｋｇ・ｍ／ｓ２］
Ａ：鋼板の断面積（板厚×板幅）：［ｍ２］
ρ：鋼板の密度：［ｋｇ／ｍ３］
本発明では、FFT周波数解析した周波数成分の内、上記（１）式で求めた周波数での振動の大きさ（スペクトル値）が予め設定した閾値を超過した場合に、振動異常が生じていると判定する。なお、弦長Ｌは、振動を計測した小径ロールとその小径ロールの直前に位置するロールとの間の鋼板の長さを指す。
振動異常が生じていない（Step03でNo）の場合は、Step04で検知終了の条件に達していなければ、Step01に戻り、Step04で検知終了となるまで上記処理を継続する。
振動異常が生じたと判定（Step03でYes）した場合は、Step05で、警報装置１０に振動異常が生じた旨のアラーム発信を行う。
アラーム発信を受け、Step06で、鋼板に付与する張力の調整などの回避処理（Step06）を行って、Step01に戻り処理を続ける。
以上のような処理によって、チャタマーク発生の一原因となる鋼板の弦振動の異常を検出し、弦振動異常を回避することができる。なお、本発明においては、冷間圧延機のスタンド数は、１スタンド以上のスタンドを備えた圧延機に適用することができる。
また、本発明は、鋼板製造ラインにおいて、鋼板に張力を付加して所定の処理を行う工程、例えば、テンションレベラー等においても適用することができる。
［実施例１］
本発明の実施例１として、前述した図１の装置構成における振動異常検出について、以下に述べる。本実施例では、＃４スタンド４のワークロールと下流のデフロール６との間の弦振動を対象とした。
本発明の実施例１として、前述した図１の装置構成における振動異常検出について、以下に述べる。本実施例では、＃４スタンド４のワークロールと下流のデフロール６との間の弦振動を対象とした。
図５は、実施例１における弦振動の周波数と鋼板に付与するユニット張力との関係を示した図である。図５の作成にあたっては、＃４スタンド４のワークロールと下流のデフロール６との間の鋼板の弦長Lを1.1m、鋼板の密度ρを7850kg/m3としている。１〜６次モードについて、鋼板に付与するユニット張力の増加に伴って、（１）式で計算される弦振動の周波数が増加している。
弦振動の異常検知は、＃４スタンド４の下流にデフロール６に取付けた振動計６ａで検出した振動をFFT周波数解析を行い、その周波数成分のスペクトル値が、（１）式で計算される弦振動周波数に予め設定した閾値を超過したかどうかで判断する。
例えば、設定ユニット張力が6.5kgf/mm2の場合には、41Hz(1次モード)、82Hz(2次モード)、123Hz(3次モード)、164Hz(4次モード)・・・の周波数成分のスペクトル値が設定した閾値を超えた場合異常と判断する。
なお、閾値の設定にあたっては、収集データ、ならびにチャタマークの検査結果を蓄積し、トライ＆エラーにて閾値改良を順次重ねるようにする。
図６は、振動異常のための閾値設定周波数帯の様子を示す図である。実操業では、ユニット張力は設定値に対し±10%の範囲内の変動があるため、着目する周波数にも図６に示すように各々±10%以内の範囲を持たせた周波数帯で判断するようにする。
このようにして、この実施例では、圧延機出側（＃４スタンド出側）において弦振動の異常を事前に検知し対処するようにしたので、チャタマーク発生を減らすことができた。
なお、他の小径ロールでも振動信号を用いた同様の処理を行うことにより、広範囲での弦振動による振動異常を的確に検知することができ、チャタマーク発生をより減らすことができる。例えば、＃１スタンド１と＃２スタンド２間のテンションメータロール５に取付けた振動計５aの振動信号のFFT周波数解析を行い振動異常の判定を行うことにより、＃１スタンド１のワークロールと（＃１スタンド１と＃２スタンド２間のテンションメータロール５）との弦長における弦振動の異常を検知することができる。
すなわち、対象とした小径ロールの振動信号の周波数解析と振動異常の判定により、対象とした小径ロールとその小径ロールの直前に位置するロールとの間の弦長における弦振動の異常を検知することができる。
［実施例２］
本発明を前述した図２のように調質圧延機に適用した例を以下に述べる。本実施例では、アンチクロスブレーキ１３と下流のパスラインロール７との間の弦振動を対象とした。
［実施例２］
本発明を前述した図２のように調質圧延機に適用した例を以下に述べる。本実施例では、アンチクロスブレーキ１３と下流のパスラインロール７との間の弦振動を対象とした。
図７は、実施例２における弦振動の周波数と鋼板に付与するユニット張力との関係を示している。図７の作成にあたっては、アンチクロスブレーキ１３とパスラインロール７との間の鋼板の弦長を0.9m、鋼板の密度ρを7850kg/m3としている。
弦振動の異常検知は、パスラインロール７に取り付けた振動計７ａで検出した振動をFFT周波数解析し、その周波数成分のスペクトル値が、（１）式で計算される弦振動周波数に予め設定した閾値を超過したかどうかで判断する。
例えば、設定ユニット張力が6.5kgf/mm2の場合には、50Hz(１次モード)、100Hz(２次モード)、150Hz(３次モード)、200Hz(４次モード)・・・の周波数成分のスペクトル値が設定した閾値を超えた場合異常と判断する。閾値の設定方法と閾値設定周波数帯は実施例１と同様に決定することができる。
また、他の小径ロールでも振動信号を用いた同様の処理を行うことにより、広範囲での弦振動による振動異常を的確に検知することができ、チャタマーク発生をより減らすことができる。例えば、調質圧延機入側のパスラインロール７に取り付けた振動計７ａの振動信号のFFT周波数解析を行い振動異常の判定を行うことにより、テンションメータロール５との弦長における弦振動の異常を検知することができる。
すなわち、対象とした小径ロールの振動信号の周波数解析と振動異常の判定により、対象とした小径ロールとその小径ロールの直前に位置するロールとの間の弦長における弦振動の異常を検知することができる。
１ ＃１スタンド
２ ＃２スタンド
３ ＃３スタンド
４ ＃４スタンド
５ テンションメータロール
５a 振動計
６ デフロール
６a 振動計
７ パスラインロール
７a 振動計
８ 鋼板
９ 演算装置
１０ 警報装置
１１ スリーロール
１１a 振動計
１２ アンチクリンピングロール
１２a 振動計
１３ アンチクロスブレーキ
１３a 振動計
１４ ミルハウジング
１５ ポリッシャー
２ ＃２スタンド
３ ＃３スタンド
４ ＃４スタンド
５ テンションメータロール
５a 振動計
６ デフロール
６a 振動計
７ パスラインロール
７a 振動計
８ 鋼板
９ 演算装置
１０ 警報装置
１１ スリーロール
１１a 振動計
１２ アンチクリンピングロール
１２a 振動計
１３ アンチクロスブレーキ
１３a 振動計
１４ ミルハウジング
１５ ポリッシャー
Claims (6)
- 冷間圧延機の各スタンド間または冷間圧延機入出側の小径ロールの内、少なくとも１つの小径ロールで検出した振動信号を収集する、振動信号収集ステップと、収集した振動信号の高速フーリエ変換方式の周波数解析を行い、振動信号に含まれる周波数成分とそのスペクトル値を得る、ＦＦＴ周波数解析の実行ステップと、
該ＦＦＴ周波数解析の実行ステップで得た周波数成分の内、下記の（１）式で演算される鋼板の弦振動の周波数ｆと同じ周波数成分のスペクトル値が、予め設定した閾値を超過した場合に振動異常が生じていると判定する、振動異常判定ステップと、
を有することを特徴とする冷間圧延における振動異常検出方法。
ｆ＝（ｎ／２Ｌ）（Ｕ／ρ）１／２ ・・・（１）
ここで、
ｎ：振動モードの次数：［無次元］
Ｌ：鋼板の弦長：［ｍ］
Ｕ：鋼板に付与するユニット張力（単位断面積当たりの張力）＝Ｔ／Ａ
Ｔ：鋼板に付与する張力：［Ｎ］＝［ｋｇ・ｍ／ｓ２］
Ａ：鋼板の断面積（板厚×板幅）：［ｍ２］
ρ：鋼板の密度：［ｋｇ／ｍ３］ - 請求項１に記載の冷間圧延における振動異常検出方法において、
前記振動異常判定ステップの処理にあたっては、
前記周波数ｆに各々±10%以内の範囲を持たせた周波数帯で判断することを特徴とする冷間圧延における振動異常検出方法。 - 冷間圧延機の各スタンド間または冷間圧延機入出側の小径ロールの内、少なくとも１つの小径ロールに取付け振動を測定する振動計と、
該振動計からの振動信号の高速フーリエ変換方式の周波数解析を行い、振動信号に含まれる周波数成分とそのスペクトル値を得て、
得られた周波数成分の内、下記の（１）式で演算される鋼板の弦振動の周波数ｆと同じ周波数成分のスペクトル値が、予め設定した閾値を超過した場合に振動異常が生じていると判定する、演算装置と、
を具備することを特徴とする冷間圧延における振動異常検出装置。
ｆ＝（ｎ／２Ｌ）（Ｕ／ρ）１／２ ・・・（１）
ここで、
ｎ：振動モードの次数：［無次元］
Ｌ：鋼板の弦長：［ｍ］
Ｕ：鋼板に付与するユニット張力（単位断面積当たりの張力）＝Ｔ／Ａ
Ｔ：鋼板に付与する張力：［Ｎ］＝［ｋｇ・ｍ／ｓ２］
Ａ：鋼板の断面積（板厚×板幅）：［ｍ２］
ρ：鋼板の密度：［ｋｇ／ｍ３］ - 調質圧延機入出側の小径ロールの内、少なくとも１つの小径ロールで検出した振動信号を収集する、振動信号収集ステップと、収集した振動信号の高速フーリエ変換方式の周波数解析を行い、振動信号に含まれる周波数成分とそのスペクトル値を得る、ＦＦＴ周波数解析の実行ステップと、
該ＦＦＴ周波数解析の実行ステップで得た周波数成分の内、下記の（１）式で演算される鋼板の弦振動の周波数ｆと同じ周波数成分のスペクトル値が、予め設定した閾値を超過した場合に振動異常が生じていると判定する、振動異常判定ステップと、
を有することを特徴とする調質圧延における振動異常検出方法。
ｆ＝（ｎ／２Ｌ）（Ｕ／ρ）１／２ ・・・（１）
ここで、
ｎ：振動モードの次数：［無次元］
Ｌ：鋼板の弦長：［ｍ］
Ｕ：鋼板に付与するユニット張力（単位断面積当たりの張力）＝Ｔ／Ａ
Ｔ：鋼板に付与する張力：［Ｎ］＝［ｋｇ・ｍ／ｓ２］
Ａ：鋼板の断面積（板厚×板幅）：［ｍ２］
ρ：鋼板の密度：［ｋｇ／ｍ３］ - 請求項４に記載の調質圧延における振動異常検出方法において、
前記振動異常判定ステップの処理にあたっては、
前記周波数ｆに各々±10%以内の範囲を持たせた周波数帯で判断することを特徴とする調質圧延における振動異常検出方法。 - 調質圧延機入出側の小径ロールの内、少なくとも１つの小径ロールに取付け振動を測定する振動計と、
該振動計からの振動信号の高速フーリエ変換方式の周波数解析を行い、振動信号に含まれる周波数成分とそのスペクトル値を得て、
得られた周波数成分の内、下記の（１）式で演算される鋼板の弦振動の周波数ｆと同じ周波数成分のスペクトル値が、予め設定した閾値を超過した場合に振動異常が生じていると判定する、演算装置と、
を具備することを特徴とする調質圧延における振動異常検出装置。
ｆ＝（ｎ／２Ｌ）（Ｕ／ρ）１／２ ・・・（１）
ここで、
ｎ：振動モードの次数：［無次元］
Ｌ：鋼板の弦長：［ｍ］
Ｕ：鋼板に付与するユニット張力（単位断面積当たりの張力）＝Ｔ／Ａ
Ｔ：鋼板に付与する張力：［Ｎ］＝［ｋｇ・ｍ／ｓ２］
Ａ：鋼板の断面積（板厚×板幅）：［ｍ２］
ρ：鋼板の密度：［ｋｇ／ｍ３］
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