JP2018158408A - クロップカット制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】スクラップ情報とデータ識別項目との紐付けを行うことにより、短時間で圧延材ごとに紐付けられたシャーカット精度及び歩留りを算出すること。
【解決手段】クロップカット制御システムは、圧延材の一部をクロップシャーによりカットして得られたクロップの画像データを取得するカメラと、前記画像データからシャーカット精度および歩留りを算出するとともに、当該算出結果を前記圧延材のデータ識別項目と紐付ける演算装置と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、クロップカット制御システムに関する。

例えば熱間圧延設備においては、加熱炉にて加熱されたスラブを粗圧延し、粗圧延後の鋼板を仕上圧延し、コイラで巻取り、次工程へ送る。このとき、粗圧延後の鋼板（粗バー）を仕上圧延機に供給する前に、鋼板の先端部と尾端部のクロップをクロップシャーにより切断する。これをクロップカットという。熱延仕上圧延機入側では仕上スタンド通板性確保のため、クロップシャーにおいて粗バーの先端・尾端の不定形部を切断除去している。

特開平２−２１２０１４号公報

従来、シャーカット精度及び歩留りを算出する際は、シャーカットしたクロップ（スクラップ）をバケットに落とし、バケットにて冷却した後に人間の手で測定し、算出していた。その際、バケット内には複数種の圧延材が混在することが多く、各圧延材ごとのシャーカット精度及び歩留りを算出することは困難であった。

また、シャーカット直後のスクラップは温度が高く、シャーカット精度及び歩留りを算出する際には、バケット内でスクラップを冷却する時間がかかるなど、上記算出に時間を要するという問題があった。シャーカット後の実績データを早急に入手し、迅速にシャーカット精度を調整するという要求に応えるのが難しかった。

また、先行技術として、特許文献１がある。ここに開示されている技術は、熱間圧延過程において圧延材の端部に生じたオーバーラップまたは層割れの起点を、圧延材の端部を側面から撮像した画像から検出する手段と、検出された起点に基づいて前記圧延材に対するクロップ切断位置を算出する方法である。更に圧延材の材質および寸法に応じてその切断量を補正し、これによって最適なクロップ切断位置を決定する方法である。

しかし、この方法ではコイル番号などのデータ識別項目との紐付けは行っておらず、各圧延材のシャーカット精度及び歩留りを算出することはできないという問題があった。

本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、スクラップ情報とデータ識別項目との紐付けを行うことにより、短時間で圧延材ごとに紐付けられたシャーカット精度及び歩留りを算出することを目的とする。

本発明の一態様によれば、圧延材の一部をクロップシャーによりカットして得られたクロップの画像データを取得するカメラと、前記画像データからシャーカット精度および歩留りを算出するとともに、当該算出結果を前記圧延材のデータ識別項目と紐付ける演算装置と、を備えたクロップカット制御システムが提供される。

圧延材ごとに迅速なシャーカット精度の調整が可能になる。

（ａ）は実施形態の鉄鋼圧延設備の模式図であり、（ｂ）は実施形態のクロップカット制御システムの模式図。 クロップの模式斜視図。 他の実施形態の鉄鋼圧延設備の模式図。

以下、図面を参照し、実施形態について説明する。なお、各図面中、同じ要素には同じ符号を付している。

図１（ａ）は、実施形態の鉄鋼圧延設備の模式図である。

図１（ａ）には、例えば熱間圧延設備の一構成例を示す。圧延材（鋼鈑）は、圧延機で往復圧延される場合を除き、原則的に、図の左から右に搬送（通板）される。

この熱間圧延設備は、加熱炉１で加熱した後の圧延材を粗圧延する粗圧延機２と、粗圧延後の圧延材（粗バー）３の先端部および尾端部のクロップ（不定形部）をカットするクロップシャー（クロップカット装置）４と、圧延材（粗バー）３を仕上げ圧延する仕上げ圧延機８と、仕上げ圧延後の圧延材５を冷却するランナウト９と、仕上げ圧延後の圧延材５を巻き取るコイラ６とを有している。

加熱炉１にて加熱されたスラブは粗圧延機２で粗圧延され、粗圧延後の圧延材（粗バー）３はクロップシャー４でクロップカットされた後、仕上げ圧延機８で仕上げ圧延され、仕上げ圧延後の圧延材５はランナウト９で冷却された後、コイラ６にコイル７として巻き取られ、次工程へと送られる。

図１（ｂ）は、実施形態のクロップカット制御システムの模式図である。

クロップシャー４は、圧延材（粗バー）３の先端部および尾端部をカットする。
図２は、カットされた不定形部であるクロップ２０の一例を示す。

図１（ｂ）に示すように、クロップシャー４の下方にクロップシュート２３が設けられ、クロップシュート２３の下方にスクラップバケット２２が設けられている。

カットされたクロップ２０は、クロップシュート２３に落下し、そのクロップシュート２３を滑り落ち、スクラップバケット２２に回収される。

クロップシュート２３の近傍には、クロップ２０の画像データを取得するカメラ２４ａ、２４ｂが設置されている。

カメラ２４ａはクロップシュート２３を滑り落ちるクロップ２０の平面を撮影し、この画像データから演算装置２５はクロップ２０の平面形状を自動認識する。カメラ２４ｂはクロップシュート２３を滑り落ちるクロップ２０の側面を撮影し、この画像データから演算装置２５はクロップ２０の側面形状を自動認識する。

圧延ラインの上方におけるクロップシャー４の近傍にはカメラ２１ａ、２１ｂが設置されている。

カメラ２１ａ、２１ｂは、クロップシャー４でカットされた直後で、クロップシュート２３に落ちる前のクロップ２０の画像データを取得する。この画像データによっても、演算装置２５はクロップ２０の平面形状および側面形状を自動認識することができる。

また、カメラ２１ａ、２１ｂは、クロップカットされる前の圧延材（粗バー）３の先端部および尾端部の画像データを取得することもできる。この画像データから演算装置２５は上記先端部および尾端部の平面形状および側面形状を認識することができる。

演算装置２５は、上記クロップ２０の画像データ（形状データ）から、スクラップ情報を算出する。スクラップ情報は、クロップ２０の幅Ｗ、厚さＴ、長さＬ、体積、および質量のうちの少なくとも１つを含む。

さらに、演算装置２５は、上記スクラップ情報から、シャーカット精度および歩留まりを算出する。

カットするクロップ２０の質量（長さ）の割合が高いほど、歩留まりが悪い。

クロップシャーカットには、仕上げ圧延機８への通販の妨げとなり得る不定形部を確実に除去しつつ、なるべく切り落とす部分を短くするよう（無駄を小さくするよう）、切断位置の精度が求められる。

実施形態によれば、カメラ２１ａ、２１ｂ、２４ａ、２４ｂを使ったクロップ２０の画像取得、およびその画像データを使った演算装置２５の演算処理により、クロップ２０の冷却時間を待たずに、さらに人間の手で測定することなく、迅速にシャーカット精度と歩留りの算出を行うことができる。

また、演算装置２５は、圧延材のデータ識別項目を有する。データ識別項目は、圧延材の鋼種、幅、厚さ、長さ、体積、および質量のうちの少なくとも１つを含む。さらに、データ識別項目は、コイラ６に巻き取られた圧延材（コイル７）に対応付けられたコイル番号（識別番号）も含む。

そして、演算装置２５は、シャーカット精度および歩留りの算出結果を、データ識別項目と紐付ける（関連づける）。これにより、個々の圧延材ごとに対応付けられたシャーカット精度及び歩留りを算出することが可能となる。

そのために、カメラ２１ａ、２１ｂ、２４ａ、２４ｂは、スクラップバケット２２に回収されて混在する前のクロップ２０を撮影する。なお、カメラ２１ａ、２１ｂ、２４ａ、２４ｂは少なくともいずれか１つあればよい。

また、カメラ２１ａ、２１ｂ、２４ａ、２４ｂは、時間軸上で連続した複数の静止画像、または動画データを撮影してもよい。連写した複数の静止画、または動画から切り出した複数の画像から得られたクロップ２０の長さ等のスクラップ情報の平均データを使うことで、より正確にシャーカット精度及び歩留りを算出することも可能となる。

次に、図３は、実施形態の冷間圧延設備の一構成例を示す模式図である。

この冷間圧延設備は、圧延材の搬送経路の入口端に巻戻し機３１を備え、出口端にテンションリール４１を備える。

巻戻し機３１とテンションリール４１との間に、圧延材の搬送経路に沿って、シャー３３、溶接機３４、ルーパ３５、蛇行修正装置３６、加熱装置３７、タンデム圧延機３８、およびシャー４０が設置されている。

巻戻し機３１は、熱延鋼板等の圧延材を巻いたコイル３２から圧延材（鋼板）４２を巻き戻し、搬送経路へ圧延材４２を順次払い出す。巻戻し機３１から払い出された圧延材４２は、図示しないピンチロール等を経て、巻戻し機３１よりも圧延材４２の搬送方向の下流側に位置する溶接機３４へ順次搬送される。

溶接機３４は、巻戻し機３１から払い出された複数の圧延材４２を順次受け入れ、これら複数の圧延材４２のうちの搬送方向に先行する圧延材(先行材)の尾端部と、この先行材に後続する圧延材（後行材）の先端部とを溶接する。これにより、複数の圧延材４２の先尾端部同士を接合してなる鋼帯３９を形成する。シャー３３により後行材の先端部と先行材の尾端部を所定の長さに切断した後、溶接機３４はその切断端面同士を相互に突き合わせて接合する。

ルーパ３５は、冷間圧延等の連続処理が施される鋼帯３９を適宜蓄積または払い出すための装置である。ルーパ３５は、溶接機３４と蛇行修正装置３６との間に配置され、鋼帯３９を蓄積または払い出しする。これにより、ルーパ３５内における鋼帯３９の滞留時間が調整される。このルーパ３５による鋼帯３９の蓄積または払い出しは、溶接機３４による鋼板溶接の際に生じる鋼帯の搬送休止時間等を吸収するために行われる。

加熱装置３７は、順次搬送される鋼帯３９を冷間圧延前に加熱する。タンデム圧延機３８は、順次搬送される鋼帯３９を連続的に冷間圧延するタンデム型の圧延機である。

シャー４０は、タンデム圧延機３８の出側とテンションリール４１との間に配置され、タンデム圧延機３８による冷間圧延後の鋼帯３９を所定の長さに切断する。シャー４０は、鋼帯３９における上記接合部の前後の２カ所を切断し、接合部を切り落とす。

テンションリール４１は、シャー４０によって切断された鋼帯３９をコイル状に巻き取る。

図１（ｂ）を参照して前述した実施形態のクロップカット制御システムおよびその動作は、図３の冷間圧延設備におけるシャー３３、４０によるカットにも適用することができる。すなわち、図１（ｂ）におけるシャー４を、シャー３３または４０に置き換えて上記説明を適用することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…加熱炉、２…粗圧延機、３…粗圧延後の鋼板、４…クロップシャー、５…仕上げ圧延後の鋼板、６…コイラ、７…コイル、８…仕上げ圧延機、９…ランナウト、２０…クロップ、２１ａ，２１ｂ，２４ａ，２４ｂ…カメラ、２２…スクラップバケット、２３…クロップシュート、２５…演算装置、３１…巻戻し機、３２…コイル、３３…シャー、３４…溶接機、３５…ルーパ、３６…蛇行修正装置、３７…加熱装置、３８…タンデム圧延機、３９…鋼帯、４０…シャー、４１…テンションリール、４２…鋼板

Claims (4)

1. 圧延材の一部をクロップシャーによりカットして得られたクロップの画像データを取得するカメラと、
   前記画像データからシャーカット精度および歩留りを算出するとともに、当該算出結果を前記圧延材のデータ識別項目と紐付ける演算装置と、
   を備えたクロップカット制御システム。
2. 前記演算装置は、前記画像データから、前記クロップの幅、厚さ、長さ、体積、および質量のうちの少なくとも１つを含むスクラップ情報を算出する請求項１記載のクロップカット制御システム。
3. 前記データ識別項目は、前記圧延材の鋼種、幅、厚さ、長さ、体積、質量、およびコイル番号のうちの少なくとも１つを含む請求項１または２に記載のクロップカット制御システム。
4. 前記クロップは、クロップシュートを介してスクラップバケットに回収され、
   前記カメラは、前記スクラップバケットに回収される前のクロップを撮影する請求項１〜３のいずれか１つに記載のクロップカット制御システム。

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