JP2996845B2 - ストリップの先端・尾端の検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱間圧延設備にあっ
て、ストリップの先端または尾端が仕上圧延スタンドか
らマンドレルまでの間の所定位置を通過したか否かを検
出するためのストリップの先端・尾端の検出装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】熱間圧延設備は、粗圧延を行う粗圧延
機、この圧延機より搬送されてくる板材に対して最終的
な仕上げ圧延を行う仕上圧延機のほか、その出側温度を
所望値にする注水装置、圧延の完了したストリップ（材
料）を捲き取る捲取装置などを備えて構成されている。

【０００３】さらに、仕上圧延機から捲取装置に至る構
成について説明すると、仕上圧延機の後段には、ストリ
ップを後段に導くためのホットランテ−ブル（以下、Ｈ
テ−ブルという）が配設され、このＨテ−ブルの後段に
は所定間隔に複数のピンチロ−ルが配設され、ストリッ
プに所定の押圧力を付与している。各ピンチロ−ルの前
後には捲取ガイド（サイドガイド）が設けられている。
そして、最終段には板材を捲き取ってコイルを生成する
ための芯になる複数のマンドレルが配設されている。

【０００４】そして、ピンチロールによりストリップに
最適な圧力を付与し、或いはマンドレルへのストリップ
尾端の捲きつけを確実に行うためには、ストリップの先
端または尾端がピンチロール等に到達する以前にセンサ
によって検出し、到達時間の予測を行っている。この予
測に基づいてピンチロール等の制御を行っている。

【０００５】このために、熱間圧延設備においては、前
記センサとして、Ｈテーブルやピンチロールの直前の位
置にメタル検出器と称するストリップの先端・尾端検出
装置が設置されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
技術にあっては、メタル検出器が通過するストリップの
近傍に設置されているため、ストリップ表面から剥奪し
たスケールや酸化鉄等がメタル検出器の検出面に付着
し、長期の使用に伴って誤検出や最悪の場合には検出不
能を招き、ストリップの捲き取りを高精度に行うことが
できなくなる。

【０００７】これを防止するためには、検出装置を防塵
構造にする必要があるが、従来の対策は不十分であり、
作業員が定期的に清掃を行うことで対処していた。

【０００８】本発明の目的は、ストリップの先端及び尾
端を常に高精度に検出することのできるストリップの先
端・尾端の検出装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明は、熱間圧延設備内を搬送されているス
トリップの先端が設定した検出位置に到達したか否か、
或いは前記検出位置を前記ストリップの尾端が通過した
か否かを検出するためのストリップの先端・尾端の検出
装置において、該検出装置は検出用の光が前記ストリッ
プを挟んで上下方向に通過するように配設された投光部
と受光部から構成されると共に、前記投光部と受光部の
各々は防塵構造及び耐振構造を備え、かつ前記受光部の
検出出力は光信号にしている。

【００１０】そして、検出精度の経時変化を防止するた
め、前記ストリップの搬送路の下側に配設された方の前
記受光部または前記投光部に対し、その受光窓または投
光窓の表面に塵埃パージ用の水を供給するパージ手段を
設けることができる。

【００１１】

【作用】上記した手段によれば、検出装置を構成する投
光部と受光部の各々が、振動吸収ゴム等の素材を用いて
固定側に取り付けて耐振動性を向上させている。また、
投光スニット及びセンサ部が設置雰囲気内の塵埃に汚れ
ないように、投光部及び受光部には防塵フード及び防塵
ケースによる防塵手段が施されている。したがって、耐
環境性に優れ、検出精度の高い先端・尾端の検出装置を
得ることが可能になる。

【００１２】ストリップの搬送路の下側に配設された前
記受光部または前記投光部に対し、その受光窓または投
光窓の表面に対し、ノズル等を用いて清掃用の水を供給
（噴射）することにより、スケール等の塵埃の付着堆積
が防止される。この結果、光の透過性能が低下せず、検
出性能を維持することが可能になる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。

【００１４】図１は本発明によるストリップの先端・尾
端の検出装置を示す断面図及びその周辺設備を示す構成
図でる。また、図２は本発明による先端・尾端の検出装
置の設置対象となる熱間圧延設備を示す概略構成図であ
る。

【００１５】図２に示すように、複数の仕上圧延スタン
ド（ここでは一部、Ｆ４〜Ｆ７の４基のみを図示）を有
する仕上圧延機１の後段にはＨテーブル２が設置され、
その後段の上部には捲取ガイド３、ピンチロール４及び
捲取ガイド５が配設されている。ピンチロール４は、既
存の圧延設備には設けられていないものであり、ジャッ
キ（不図示）及びエアーシリンダ４ａによって昇降駆動
される。

【００１６】さらに、Ｈテーブル２の後段にはピンチロ
ール６，７，８が順次配設され、このピンチロール間に
は捲取ガイド９，１０が配設されている。ピンチロール
６〜８の他にピンチロール４を設けてツインにしている
のは、ストリップ２３が仕上圧延機１を抜け出ると、こ
の仕上圧延機１での押圧力が欠けた分をピンチロール４
で分担できるようにするためで、ピンチロール４及びピ
ンチロール６，７，８に対する制御については図１に示
している。ピンチロール６，７，８の各々の斜め下方に
は、マンドレル１１，１２，１３が配設され、その各々
にはラッパーロール１４，１５，１６が当接自在に配設
されている。

【００１７】また、ピンチロール制御及び圧延に必要な
各種の制御を実行するために制御装置１７が設けられて
いる。この制御装置１７は、工場全体を管理する不図示
のホストコンピュータ（或いはプロセスコンピュータ）
の下位コンピュータとして位置づけられ、ホストコンピ
ュータの管理のもとに本発明の処理を実行する。

【００１８】捲取ガイド３の手前には先端及び尾端の検
出器（以下、これを「先端・尾端検出装置」という）と
してのコールドメタル検出器１８が設置され、さらに捲
取ガイド５とピンチロール６の間の上部には、ストリッ
プ２３の通過を検出するためのコールドメタル検出器１
９（先端・尾端検出装置）が設けられ、同様に、ピンチ
ロール６，７の間及びピンチロール７，８の中間の上部
にはコールドメタル検出器２０，２１（先端・尾端検出
装置）が設けられ、各々の出力信号は制御装置１７に取
り込まれる。また、仕上圧延機１の最終圧延スタンドの
後段には、ストリップ２３のＨテーブル２への進入を検
出するためのホットメタル検出器２２（先端・尾端検出
装置）が設けられている。

【００１９】図２の構成において、仕上圧延機１を抜け
出たストリップ先端はＨテーブル２を通り、さらに捲取
ガイド３でガイドされながらピンチロール４の直下に送
り込まれ、所定の圧力が付与される。このとき、コール
ドメタル検出器１８，１９，２０，２１の各出力信号に
基づいてストリップ２３のピンチロール４，６，７，８
の各々への到達タイミングを予測し、ピンチロール圧下
量の制御及び各マンドレル及び各ラッパーロールの制御
が行われる。

【００２０】さらに、ストリップ２３は、捲取ガイド５
でガイドされながらピンチロール６へ送り込まれ、この
ピンチロール６に噛み込まれる。ついでストリップ２３
の先端はマンドレル１１へ送り込まれ、到達と同時にラ
ッパーロール１４によって押圧され、徐々にマンドレル
１１の周面に捲き取られ、コイルが形成される。

【００２１】そして、ストリップ尾端に対しては、同様
にコールドメタル検出器１８〜２１の各出力信号に基づ
いて仕上圧延機１のほかピンチロール４〜８をストリッ
プ２３が抜けるタイミングを予測し、この結果に基づい
て仕上圧延機１を抜けた後のピンチロール４及び他のピ
ンチロールの圧下量、さらにはマンドレル等の回転を制
御し、ストリップ尾端が綺麗に捲き付くようにする。

【００２２】図１はメタル検出器の１つの構成例を示
し、以下においては、先端・尾端検出装置がコールドメ
タル検出器１８であるとして説明する。

【００２３】先端・尾端検出装置は、投光部２４と受光
部２５から構成されている。投光部２４は、床面に立設
されたポール２６の上端に取り付けられ、レーザ光を受
光部２５へ照射する。

【００２４】投光部２４は、不図示の振動吸収ゴムを介
してポール２６に取り付けられる防塵ケース２７と、こ
の内部に配設される投光ユニット２８から成り、レーザ
光２８ａの光照射端には円筒状の防塵フード２８ａが取
り付けられている。投光ユニット２８は、検出ユニット
２９（投光ユニット２８へレーザ光を供給するためのレ
ーザ送受信ユニットも内蔵している）に接続された光フ
ァイバ３０に接続される結合手段（不図示）及び光学系
（不図示）などから成り、投光ユニット２８から出射さ
れるレーザ光２８ａはＨテーブル２の所定位置の中央部
に設けられた開口部２ａに向けて照射される。この照射
は、操業の間、絶えることなく行われている。

【００２５】一方、受光部２５はＨテーブル２の前記開
口部２ａの下部に設置されている。その構成は、Ｈテー
ブル２上にストリップ２３が存在しないときに投光部２
４からのレーザ光２８ａを受光するセンサ部３１、この
センサ部３１を密封状態にして保護するためのステンレ
ス材等を用いて作られたケース３２、このケース３２と
固定治具３４との間に介挿される耐熱ゴム３３、Ｈテー
ブル２または床面に取り付けられた部材にケース３２を
固定するための固定治具３４、ケース３２の受光窓部分
に配設されてケース３２内に塵埃が入り込まないように
するための強化ガラスを用いたガラス板３５、このガラ
ス板３５を固定するホルダー３６から構成されている。

【００２６】耐熱ゴム３３は、センサ部３１に固定治具
３４側からの振動を伝わり難くするために用いられる
が、周囲が高温の雰囲気であるために耐熱性が要求され
る。さらに、ガラス板３５の表面にスケール等が付着堆
積して透過性能が下がらないように、ガラス板３５の近
傍にノズル３７が設けられ、このノズル３７からパージ
用の水を常時噴射し、ガラス板３５の表面の投光度を維
持している。そして、ノズル３７には、パージ用浄水を
供給するための配水管３８が連結されている。

【００２７】さらに、センサ部３１には、検出光を検出
ユニット２９へ導くための光ファイバ３９が接続されて
いる。光ファイバ３９は、機械的な損傷を防ぐためにス
テンレス等の耐腐食性の素材による保護パイプ４０に挿
通して敷設されている。

【００２８】以上の構成において、ストリップ２３が受
光部２５の上に到達しない状態（受光部２５の設置位置
より仕上圧延機１側にストリップ２３の先端以降が介在
している状態）では、投光部２４からのレーザ光２８ａ
は開口部２ａを自由に通過でき、受光部２５に到達し、
ガラス板３５を通してセンサ部３１の受光面に受光され
る。このレーザ光２８ａはセンサ部３１によって光ファ
イバ３９に伝送され、さらに検出ユニット２９へ伝送さ
れる。

【００２９】このように、光ファイバ３９を用いて光の
まま取り出すことにより、電気信号に変えて取り出す場
合に比べ、ノイズの影響等を受けることがなく、安定し
た検出が可能になる。

【００３０】検出ユニット２９は、光ファイバ３９から
の光を光−電変換し、位置検出信号Ｓｄとして制御装置
１７へ出力する。位置検出信号Ｓｄは、光ファイバ３９
からの光が有るときに“Ｈ”レベル信号を出力するよう
にすることも、逆に、光が有るときに“Ｌ”レベル信号
を出力することもできるが、この実施例では光が有ると
きに“Ｈ”レベル信号を出力するものとする。

【００３１】開口部２ａ上にストリップ２３が到達する
と、開口部２ａは塞がれた状態になり、投光部２４から
のレーザ光２８ａが遮られ、センサ部３１には到達しな
い。したがって、検出ユニット２９の出力信号は、
“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベルに変化し、制御装置１７
のＣＰＵはストリップ２３が検出位置に到達したことを
判定できる。

【００３２】Ｈテーブル２上をストリップ２３が搬送さ
れている途中においては、受光部２５のセンサ部３１か
ら光情報は途絶えたままであり、検出ユニット２９は
“Ｌ”レベルの出力状態を継続している。しかし、スト
リップ２３の尾端が開口部２ａ上を通過し終わると同時
に、投光部２４の投光ユニット２８からのレーザ光２８
ａが再びセンサ部３１へ入光し、検出ユニット２９の出
力状態は、“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルに転じ、スト
リップ尾端が検出位置を通過したことを知ることができ
る。

【００３３】なお、上記したように、操業中、常時ノズ
ル３７にパージ用の水を供給し、ガラス板３５の表面が
曇らないように清掃する。なお、状況によっては常時清
掃の必要はなく、この場合には予め設定した時間（制御
装置１７のタイマで設定）が到達し、或いは光ファイバ
３９からの検出光量が設定値を下回るようになった時点
で不図示のポンプを稼働させ、ノズル３７にパージ用の
水を供給するようにすればよい。

【００３４】図３はコールドメタル検出器（ＣＭＤ）１
８等とホットメタル検出器（ＨＭＤ）２２のトラッキン
グ精度特性を示している。ホットメタル検出器は、スト
リップ２３の温度が高い状態で搬送される部位に設置さ
れることから、検出媒体に赤外線を用いている。これに
対し、コールドメタル検出器はストリップ２３の温度が
低下した状態で搬送される場所に設置されるため、検出
媒体にレーザ光等の光を用いている。

【００３５】このため、図３から明らかなように、トラ
ッキング精度は、ホットメタル検出器に比べコールドメ
タル検出器の方が良好である。したがって、ピンチロー
ル等の回転制御に用いるセンサとしては、赤外線を用い
ないコールドメタル検出器が適していることがわかる。

【００３６】なお、上記の説明においては、センサを動
作させる媒体にレーザ光を用いたが、これに限定される
ものではなく、ランプによる通常の可視光を用いてもよ
い。また、光以外の媒体、例えば超音波、マイクロ波等
を用いることもできる。

【００３７】また、前記実施例においては、センサ部３
１で光のまま外部に取り出すものとしたが、ノイズ対策
が図られるならば、センサ部３１で光−電変換を行って
電気信号の形で外部に出力するようにしてもよい。

【００３８】更には、前記実施例においては、投光部２
４を上部に設置し、受光部２５をホットランテーブルの
下部に設けるものとしたが、逆に、投光部２４を下部に
設け、受光部２５を上部に設けるようにしてもよい。こ
の場合、受光部２５にフードを設け、受光部２４側にパ
ージ手段及び防塵ガラス板を設けることになる。

【００３９】

【発明の効果】本発明は上記の通り構成されているの
で、次に記載する効果を奏する。

【００４０】請求項１のストリップの先端・尾端の検出
装置においては、熱間圧延設備内を搬送されているスト
リップの先端が設定した検出位置に到達したか否か、或
いは前記検出位置を前記ストリップの尾端が通過したか
否かを検出するためのストリップの先端・尾端の検出装
置において、該検出装置は検出用の光が前記ストリップ
を挟んで上下方向に通過するように配設された投光部と
受光部から構成されると共に、前記投光部と受光部の各
々は防塵構造及び耐振構造を備え、かつ前記受光部の検
出出力は光信号にしたので、耐環境性に優れ、検出精度
の高い先端・尾端の検出装置を得ることができる。

【００４１】請求項２のストリップの先端・尾端の検出
装置においては、前記ストリップの搬送路の下側に配設
された方の前記受光部または前記投光部に対し、その受
光窓または投光窓の表面に塵埃パージ用の水を供給する
パージ手段を設けるようにしたので、スケール等の塵埃
の付着堆積が防止され、光の透過性能を低下させること
がなく、検出性能を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるストリップの先端・尾端の検出装
置を示す断面図及びその周辺設備を示す構成図である。

【図２】本発明による先端・尾端の検出装置の設置対象
となる熱間圧延設備を示す概略構成図である。

【図３】コールドメタル検出器とホットメタル検出器の
トラッキング精度を示す特性図である。

【符号の説明】

１ 仕上圧延機 ２ Ｈテ−ブル ２ａ 開口部 ３ 捲取ガイド ４ ピンチロ−ル ５ 捲取ガイド ６，７，８ ピンチロ−ル ９，１０ 捲取ガイド １１，１２，１３ マンドレル １４，１５，１６ ラッパ−ロ−ル １７ 制御装置 １８，１９，２０，２１ メタル検出器 ２２ ホットメタル検出器 ２３ ストリップ ２４ 投光部 ２５ 受光部 ２６ ポール ２７ 防塵ケース ２８ 投光ユニット ２８ａ 防塵フード ２８ｂ レーザ光 ２９ 検出ユニット ３０ 光ファイバ ３１ センサ部 ３２ ケース ３３ 耐熱ゴム ３４ 固定治具 ３５ ガラス板 ３６ ホルダー ３７ ノズル ３８ 配水管 ３９ 光ファイバ ４０ 保護パイプ

フロントページの続き (72)発明者 樋口 利幸 千葉県君津市君津１番地 新日本製鐵株 式会社 君津製鐵所内 (56)参考文献 特開 昭52−156654（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−46592（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−119747（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−65375（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21B 39/00 G01D 5/26

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱間圧延設備内を搬送されているストリ
   ッップの先端が設定した検出位置に到達したか否か、或
   いは前記検出位置を前記ストリップの尾端が通過したか
   否かを検出するためのストリップの先端・尾端の検出装
   置において、該検出装置は検出用の光が前記ストリップ
   を挟んで上下方向に通過するように配設された投光部と
   受光部から構成されると共に、前記投光部と受光部の各
   々は防塵構造及び耐振構造を備え、かつ前記受光部の検
   出出力は光信号であることを特徴とするストリップの先
   端・尾端の検出装置。
2. 【請求項２】 前記ストリップの搬送路の下側に配設さ
   れた方の前記受光部または前記投光部に対し、その受光
   窓または投光窓の表面に塵埃パージ用の水を供給するパ
   ージ手段を設けることを特徴とする請求項１記載のスト
   リップの先端・尾端の検出装置。