JP2017121647A - 縞鋼板の突起配置測定方法および測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光学装置を用いずに縞鋼板の突起の配置を測定することができる縞鋼板の突起配置測定方法および測定装置を提供する。
【解決手段】熱間圧延機で圧延して得られた縞鋼板の突起の配置をオンラインで測定するにあたり、熱間圧延機の出側に縞鋼板全幅の板厚を同時測定可能な多チャンネルタイプの板厚計を設置し、その板厚計で縞鋼板の全幅の板厚プロファイルデータを測定し、その板厚プロファイルデータから突起部の配置を求める。
【選択図】 図７

Description

本発明は、鋼板表面に圧延方向に平行な突起が付いている縞鋼板の突起の配置をオンラインで測定する縞鋼板の突起配置測定方法および測定装置に関する。

縞鋼板は、鋼板表面に突起形状が連続して複数存在しており、鋼板が熱間圧延ラインにて模様付きの仕上圧延ロールによって圧延されてコイル状に巻き取られて製造される。

縞鋼板を製造する際には、突起部の板幅方向の位置と突起の高さが所定の範囲内にあることが必要であり、鋼板のずれ等により突起部の位置が所定の範囲からはずれないように、縞鋼板の突起部の配置を形状測定装置等によりオンラインで測定することが求められる。

従来、熱間圧延ラインにおいては、鋼板の表面形状は、光切断法等による幅方向一次元形状測定法、非接触変位計を二次元的に配置して測定する方法、モアレ縞を利用する方法等を用いた形状測定装置で測定している（例えば、特許文献１、２）。

特開昭５１−１３８４６７号公報 特開２００７−２１２１５９号公報

しかし、上記形状測定装置は光学装置であるため、光路上の蒸気や鋼板表面の水乗りの影響を受けやすい。特に裏面については水や蒸気が溜まりやすく環境が劣悪であり、測定に適していいない。さらに、フィードバック制御精度を高めるために測定装置は可能な限り仕上ミル出側直近が好ましいが、ヒュームが発生するため、光学装置を設置することが困難である。また、たとえ環境対策を施したとしても、このような光学系の測定装置が付加設備として必要である。

したがって、本発明は、上記のような光学装置を用いずに縞鋼板の突起の配置を測定することができる縞鋼板の突起配置測定方法および測定装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明は、以下の（１）〜（８）を提供する。

（１）熱間圧延機で圧延して得られた縞鋼板の突起の配置をオンラインで測定する縞鋼板の突起配置測定方法であって、
前記熱間圧延機の出側に縞鋼板全幅の板厚を同時測定可能な多チャンネルタイプの板厚計を設置し、前記板厚計で縞鋼板の全幅の板厚プロファイルデータを測定し、前記板厚プロファイルデータから前記突起部の配置を求めることを特徴とする縞鋼板の突起配置測定方法。

（２）前記板厚計は、Ｘ線板厚計またはγ線板厚計であることを特徴とする（１）に記載の縞鋼板の突起配置測定方法。

（３）前記板厚プロファイルデータから前記縞鋼板のエッジ位置および突起部のピーク位置を自動検出することを特徴とする（１）または（２）に記載の縞鋼板の突起配置測定方法。

（４）前記熱間圧延機の出側に板幅計を設置し、前記板幅計にて測定された前記縞鋼板の幅データと前記板厚プロファイルデータから求められた前記縞鋼板のエッジ位置から算出された幅データを比較して、前記板厚プロファイルデータの幅方向の測定誤差を計数補正することを特徴とする（１）から（３）のいずれかに記載の縞鋼板の突起配置測定方法。

（５）熱間圧延機で圧延して得られた縞鋼板の突起の配置をオンラインで測定する縞鋼板の突起配置測定装置であって、
前記熱間圧延機の出側に設置された、縞鋼板全幅の板厚を同時測定可能な多チャンネルタイプの板厚計と、
前記板厚計で測定された縞鋼板の全幅の板厚プロファイルデータから前記突起部の配置を求める演算処理部と
を有することを特徴とする縞鋼板の突起配置測定装置。

（６）前記板厚計は、Ｘ線板厚計またはγ線板厚計であることを特徴とする（５）に記載の縞鋼板の突起配置測定装置。

（７）前記演算処理部は、前記板厚プロファイルデータから前記縞鋼板のエッジ位置および突起部のピーク位置を自動検出することを特徴とする（５）または（６）に記載の縞鋼板の突起配置測定装置。

（８）前記熱間圧延機の出側に設置された板幅計をさらに有し、
前記演算処理部は、前記板幅計にて測定された前記縞鋼板の幅データと前記板厚プロファイルデータから求められた前記縞鋼板のエッジ位置から算出された幅データを比較して、前記板厚プロファイルデータの幅方向の測定誤差を計数補正することを特徴とする（５）から（７）のいずれかに記載の縞鋼板の突起配置測定装置。

本発明によれば、縞鋼板の全幅の板厚を同時測定可能な多チャンネルタイプの板厚計を用いて縞鋼板の突起の配置を測定するので、光学装置を用いずに縞鋼板の突起の配置を測定することができる。

本発明の一実施形態に係る縞鋼板の突起配置測定方法が適用される熱間圧延設備を示す概略図である。 図１の熱間板厚設備に設けられた板厚計を示す概略図である。 図２の板厚計により縞鋼板の板厚を測定している状態を説明するための図である。 縞鋼板の突起部と図２の板厚計により測定された板厚プロファイルデータとを示す図である。 縞鋼板の突起部の配置と板厚プロファイルデータのサンプリング間隔を示す図である。 全幅の板厚プロファイルデータを示す図である。 縞鋼板の突起部の配置を求める際の演算ロジックを示す図である。 エッジ部から突起部１条目までの距離のオンライン測定値と実測値とを比較して示す図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る縞鋼板の突起配置測定方法が適用される熱間圧延設備を示す概略図である。この熱間圧延設備は、７台の仕上圧延機（Ｆ１〜Ｆ７）を備えた仕上圧延機群１０で圧延して得られた縞鋼板１を、ランナウトテーブル２０で冷却した後、巻取設備３０で巻取るものであり、仕上圧延機群１０の出側に板厚・突起部配置測定装置４０を有している。板厚・突起配置測定装置４０は、板厚計５０と、板厚計５０からの測定信号を演算処理する演算処理部６０とを有している。また、仕上圧延機Ｆ７の出側には、板厚計５０の下流側に板幅計７０が設けられている。

仕上圧延機群１０は、粗圧延機群によって粗圧延された鋼板を７台の仕上圧延機（Ｆ１〜Ｆ７）で仕上圧延して、適当な板厚の縞鋼板１を得るものであり、例えば、最初または２番目の仕上圧延機（Ｆ１またはＦ２）に溝付きロールを組み込んで圧延方向に形成された突起部を有する縞鋼板１を形成する。

板厚・突起部配置測定装置４０の板厚計５０は、Ｘ線板厚計として構成されており、図２にも示すように、Ｃフレーム５１と、Ｃフレーム５１の上側フレーム５１ａの内部に設けられたＸ線源５２と、Ｃフレーム５１の下側フレーム５１ｂの内部に設けられた検出部５３とを有し、縞鋼板１の全幅の板厚を同時測定可能な多チャンネルタイプとして構成されている。すなわち、検出部５３は板幅方向に配列された複数の検出器５４を有しており、図３に示すように、Ｘ線源５２から放射状に射出され、縞鋼板１を透過したＸ線が各検出器５４により検出され、これにより縞鋼板１の全幅同時に板厚測定可能となる。したがって、連続して通板される縞鋼板１の板厚プロファイルを全幅同時に測定することができる。検出部５３の各検出器５４は、所定のサンプリング時間内にサンプリングされたＸ線に基づいて板厚を計測する。なお、板厚計５０として、Ｘ線の代わりにγ線を用いたγ線板厚計を用いてもよい。

また、板厚計５０で測定された板厚プロファイルデータは縞鋼板の突起部配置と相関を持った形状で測定されるから、本実施形態では、この板厚プロファイルデータから突起部の配置を求める。すなわち、板厚計５０は突起配置測定部としても用いられる。

図４は、縞鋼板の突起部と測定された板厚プロファイルデータとを示す図である。図４（ａ）は縞鋼板１の表面に突起部１ａが形成されている場合、図４（ｂ）は縞鋼板１の裏面に突起部１ｂが形成されている場合、図４（ｃ）は縞鋼板１の表面の突起部１ａおよび裏面の突起部１ｂの両方が形成されている場合である。この図に示すように板厚プロファイルデータは、突起部の表・裏に関係なく板厚値として測定されることから、適宜の表・裏共通の演算処理フローで突起部の座標を取得して突起部の配置すなわち、鋼板エッジからの幅方向の位置および高さ位置を求めることが可能となる。

図５に示すように、例えば縞鋼板１の表面に突起部１ａが形成されている場合、突起部１ａは幅方向に複数、圧延方向に連続して形成され、板厚プロファイルデータ１００は圧延方向に所定間隔でサンプリングされる。

板幅は板幅計７０により高精度で測定できるため、板厚プロファイルデータより検出される鋼板エッジ位置から算出した板幅測定値と、板幅計７０の板幅測定値を比較して、板厚プロファイルデータの幅方向の測定誤差を計数補正することにより、幅方向の測定精度を向上させることもできる。

なお、縞鋼板１の突起部配置の検出は、必ずしも全ての突起部で行う必要はなく、例えば縞鋼板１の幅方向両端部のみで行ってもよい。

次に、縞鋼板の突起部の座標をオンラインで取得して突起部の配置を求めるための演算処理フローの例について説明する。図６は全幅の板厚プロファイルデータを示す図、図７は縞鋼板の突起部の配置を求める際の演算ロジックを示す図である。

図６に示すように、板厚計５０では、全幅の板厚プロファイルデータとして、ドライブ側（ＤＳ）からフリー側（ＦＳ）に至るプロファイルが得られるが、図７の演算ロジックにより、複数の突起部のピーク（Ｐｅａｋ［１］〜Ｐｅａｋ［Ｌ］）の位置を、ＤＳ端部側をＸ＝０とするＸＹ座標上のデータとして自動検出される。また、縞鋼板のエッジ位置も自動検出される。

図７の演算ロジックでは、最初に以下のようにしてＰｅａｋ［１］のデータを取得する。まず、データの初期化（Ｐｅａｋ＝０、Ｆｌｇ＝０）を行い、板厚プロファイルデータの平滑化を行う（ステップ１）。次に、全幅のプロファイルデータＹ（Ｘ）の平均値（Ａｖｅ）および標準偏差σを求め、しきい値（Ａｖｅ＋σ（Ａｖｅ×ｋ＋σ×ｋ′（ｋ、ｋ′は調整用係数）））を算出する（ステップ２）。次に、プロファイルデータＹ（Ｘ）をＸ＝０（ＤＳ側）からＡｖｅ＋σと比較し、Ｙ（Ｘ）＞Ａｖｅ＋σかどうか判断する（ステップ３）。Ｙ（Ｘ）＞Ａｖｅ＋σであればＦｌｇ＝１とし（ステップ４）、Ｙの値をピーク候補値（Ｐｅａｋ）と比較してＹ（Ｘ）＞Ｐｅａｋかどうか判断する（ステップ５）。Ｙ（Ｘ）＞ＰｅａｋであればＰｅａｋ＝Ｙ（Ｘ）として格納する（ステップ６）。Ｙ（Ｘ）＞Ｐｅａｋである間、ステップ３〜ステップ６の処理を繰り返し、ピーク候補値を更新する。ステップ５でＹ（Ｘ）＞Ｐｅａｋでないと判断された場合は、Ｐｅａｋ＝Ｙ（Ｘ）として格納せずにステップ３に戻り、Ｙ（Ｘ）＞Ａｖｅ＋σである間、ステップ３〜５の処理を繰り返す。ステップ３でＹ（Ｘ）＞Ａｖｅ＋σでないと判断された場合は、Ｆｌｇ＝１かどうか判断し（ステップ７）、Ｆｌｇ＝１でなければＰｅａｋを最終の値に決定する（ステップ８）。そして、Ｐｅａｋ＝Ｙ（ａ）のａと鋼板のエッジ部（ｅ）から、Ｐｅａｋ［１］のエッジからの距離（エッジ距離）Ｄ＝ＡＢＳ（ａ−ｅ）を算出する（ステップ９）。これによりＰｅａｋ［１］の位置が求められる。

以上の処理を全ての突起部、または測定しようとする突起部に対して行うことにより、それらの突起部の配置をオンラインで求めることができる。

本実施形態によれば、板厚計５０の板厚プロファイルデータを利用することにより、別途に光学装置を使用することなく、突起部の配置をオンライン測定することができる。さらに、上述したように、板幅計７０の板幅測定値を用いて板厚プロファイルデータの幅方向の測定誤差を計数補正することにより、幅方向の測定精度が向上され、突起部の配置をより高精度でオンライン測定することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々変形が可能である。例えば上記実施形態では、多チャンネル板厚計のＸ線源が一つの場合について示したが、Ｘ線源が複数であってもよい。さらにまた、上記実施形態では、多チャンネルの板厚計としてＸ線板厚計またはγ線板厚計を用いた場合を示したが、これに限らずレーザー板厚計等の他の板厚計を用いることもできる。

以下、本発明の実施例について説明する。
ここでは、Ｘ線視野幅４ｍｍのＸ線板厚計を使用し、突起部の幅４〜２０ｍｍの縞鋼板の突起部のオンライン測定を行った。その結果を図８に示す。図８は、エッジ部から突起部１条目までの距離のオンライン測定値と実測値とを比較して示す図である。図８のオンライン測定値と実測値との偏差平均は±４ｍｍとなり、Ｘ線視野幅４ｍｍと同値となった。以上の結果から、突起部配置をオンラインで測定可能であることが確認された。

１ 縞鋼板
１ａ，１ｂ 突起部
１０ 仕上圧延機群
２０ ランナウトテーブル
３０ 巻取設備
４０ 板厚・突起部配置測定装置
５０ 板厚計
５１ Ｃフレーム
５２ Ｘ線源
５３ 検出部
５４ 検出器
６０ 演算処理部
７０ 板幅計
１００ 板厚プロファイルデータ

Claims (8)

1. 熱間圧延機で圧延して得られた縞鋼板の突起の配置をオンラインで測定する縞鋼板の突起配置測定方法であって、
   前記熱間圧延機の出側に縞鋼板全幅の板厚を同時測定可能な多チャンネルタイプの板厚計を設置し、前記板厚計で縞鋼板の全幅の板厚プロファイルデータを測定し、前記板厚プロファイルデータから前記突起部の配置を求めることを特徴とする縞鋼板の突起配置測定方法。
2. 前記板厚計は、Ｘ線板厚計またはγ線板厚計であることを特徴とする請求項１に記載の縞鋼板の突起配置測定方法。
3. 前記板厚プロファイルデータから前記縞鋼板のエッジ位置および突起部のピーク位置を自動検出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の縞鋼板の突起配置測定方法。
4. 前記熱間圧延機の出側に板幅計を設置し、前記板幅計にて測定された前記縞鋼板の幅データと前記板厚プロファイルデータから求められた前記縞鋼板のエッジ位置から算出された幅データを比較して、前記板厚プロファイルデータの幅方向の測定誤差を計数補正することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の縞鋼板の突起配置測定方法。
5. 熱間圧延機で圧延して得られた縞鋼板の突起の配置をオンラインで測定する縞鋼板の突起配置測定装置であって、
   前記熱間圧延機の出側に設置された、縞鋼板全幅の板厚を同時測定可能な多チャンネルタイプの板厚計と、
   前記板厚計で測定された縞鋼板の全幅の板厚プロファイルデータから前記突起部の配置を求める演算処理部と
   を有することを特徴とする縞鋼板の突起配置測定装置。
6. 前記板厚計は、Ｘ線板厚計またはγ線板厚計であることを特徴とする請求項５に記載の縞鋼板の突起配置測定装置。
7. 前記演算処理部は、前記板厚プロファイルデータから前記縞鋼板のエッジ位置および突起部のピーク位置を自動検出することを特徴とする請求項５または請求項６に記載の縞鋼板の突起配置測定装置。
8. 前記熱間圧延機の出側に設置された板幅計をさらに有し、
   前記演算処理部は、前記板幅計にて測定された前記縞鋼板の幅データと前記板厚プロファイルデータから求められた前記縞鋼板のエッジ位置から算出された幅データを比較して、前記板厚プロファイルデータの幅方向の測定誤差を計数補正することを特徴とする請求項５から請求項７のいずれか１項に記載の縞鋼板の突起配置測定装置。

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