JP3132207B2 - 走行ストリップの形状検出方法、装置及び、圧延装置 - Google Patents

走行ストリップの形状検出方法、装置及び、圧延装置

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JP3132207B2 JP04347667A JP34766792A JP3132207B2 JP 3132207 B2 JP3132207 B2 JP 3132207B2 JP 04347667 A JP04347667 A JP 04347667A JP 34766792 A JP34766792 A JP 34766792A JP 3132207 B2 JP3132207 B2 JP 3132207B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、張力がかかった状態で
走行しているストリップの形状検出方法、装置及び、圧
延装置に係り、特に、冷間圧延鋼帯に用いるのに好適
な、光切断法を応用して、ストリップに張力をかけても
顕在化してしまう急峻度の非常に大きい形状について
も、測定が可能な走行ストリップの形状検出方法、装
置、及びこの形状検出技術を利用した走行ストリップの
圧延装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】走行ストリップ、例えば冷間圧延鋼帯の
形状をオンラインで検出する技術には、大きく分けて、
接触法によるものと、非接触法によるものがある。
【0003】前者の接触法としては、幅方向に分割され
たロール式のロードセルから、幅方向の張力分布を測定
する方法が代表的であるが、鋼帯に張力をかけても長手
方向の座屈が直らず、顕在化してしまう形状について
は、張力分布が零となってしまうため、そのように急峻
な形状については、正確な急峻度などの形状評価指標を
求めることができないという問題点を有していた。
【0004】一方、後者の非接触法については、電磁気
的な方法や、超音波を用いた方法、光学的な方法など、
多数の技術が提案されているが、その中で光切断法は、
他の方法に比べて、板面から離れて測定が可能であるた
め、高速処理ラインで広く用いられている。
【0005】この光切断法には、例えば特開昭55−1
21106で出願人が提案したように、検出すべき波形
の1波長以上の長さを有する直線状のスリット光を、走
行ストリップの移送方向と平行にストリップの表面に投
射し、走行ストリップの表面形状に応じて変位されたス
トリップ表面の映像を撮像して、これから走行ストリッ
プの表面形状を検出する技術や、特開昭55−2467
9で提案されているように、やはり板材の長手方向に1
条又は複数条の細長い光ビームを投射し、この光ビーム
によって板材の表面上に表われた光像を撮像し、得られ
た出力を基準値と比較して、平坦度の良否、不良の種類
程度を検出する技術がある。
【0006】
【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、特開
昭55−121106や特開昭55−24679で提案
された技術は、いずれも、走行ストリップの長手方向に
光を投影していたため、ストリップ幅方向の形状を検出
するのには適しておらず、ストリップ幅方向の形状を検
出するためには、例えば多数のスリット光を互いに平行
にストリップ表面に投影して、撮像する必要があり、装
置が複雑化して、コストがかかるという問題点を有して
いた。
【0007】即ち、広幅薄板の形状不良で重要なものの
1つに、幅内での板厚不均一による部分伸びによって生
じる耳伸びや腹伸びがあるが、これらを高精度でリアル
タイムにモニタする技術は、従来未完成であり、とりわ
け、冷間圧延で幅方向の形状制御手段である、ロールベ
ンディングやロールシフトと連結させて、ダイナミック
な制御に利用し得るモニタ候補は未完成であった。
【0008】本発明は、前記従来の問題点を解消するべ
く成されたもので、走行ストリップの耳伸びや腹伸び等
の形状変化を、比較的簡単な装置により、高応答且つ高
精度で、オンライン上でモニタすることが可能な、走行
ストリップの形状検出方法及び装置を提供することを第
1の目的とする。
【0009】又、本発明は、前記本発明による形状検出
技術を用いて、走行ストリップの幅方向形状を制御する
ことが可能な、走行ストリップの圧延装置を提供するこ
とを第2の目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、走行ストリッ
プの形状検出に際して、張力がかかった状態で走行して
いるストリップの表面に、幅方向に光を投影し、投影し
た光を前記ストリップ表面において反射させ、この反射
光の受光位置を、ストリップの所定長さにわたって重畳
し、得られた幅方向の反射光受光位置分布の振幅パター
ンによってストリップの形状を検出するようにして、前
記第1の目的を達成したものである。
【0011】又、前記幅方向に投影される光を、ストリ
ップの幅方向に長いスリット光としたものである。
【0012】又、前記幅方向に投影される光を、ストリ
ップの幅方向に走査されるスポット光としたものであ
る。
【0013】本発明は、又、走行ストリップの形状検出
装置において、張力がかかった状態で走行しているスト
リップの表面に、幅方向に光を投影する投影手段と、該
投影手段によって投影された光がストリップ表面におい
て反射した光を受光する受光手段と、反射光の受光位置
を、ストリップの所定長さにわたって重畳し、該重畳像
の振幅のストリップ幅方向の変化によって、ストリップ
の形状を判定する形状判定手段とを備えることにより、
前記第1の目的を達成したものである。
【0014】又、本発明は、走行ストリップの圧延装置
において、前記投影手段と、前記受光手段と、前記形状
判定手段と、該形状判定手段による形状判定結果に応じ
て、ストリップの幅方向形状を制御する形状制御手段と
を備えることにより、前記第2の目的を達成したもので
ある。
【0015】
【作用】本発明においては、張力がかかった状態で走行
しているストリップの表面に、従来とは異なり、幅方向
に光を投影し(ストリップの幅方向に長いスリット光の
投影又はスポット光をストリップの幅方向に走査)、
光した光を前記ストリップ表面において反射させ、この
反射光の受光位置を、ストリップの所定長さにわたって
重畳し、得られた幅方向の反射光受光位置分布の振幅パ
ターンによってストリップの形状を検出するようにして
いる。
【0016】即ち、本発明によれば、張力をかけて顕在
化する形状に対して、ストリップ10の幅方向に例えば
スリット光を照射するため、図1に示す如く、急峻度の
大きい形状については、反射光の受光位置(受光部1
2)の振幅(ばらつき)が大きくなり、一方、図2に示
す如く、急峻度の小さい形状については、受光部12に
おける受光位置の振幅が小さくなる。従って、このよう
な受光像を、所定時間保持して重ね合せることにより、
反射光の受光位置分布(図3参照)の振幅(図4参照)
を求めれば、幅方向の形状分布を求めることが可能とな
る。
【0017】ここで、受光像を重畳しているのは、耳伸
びや腹伸び等の形状不良は、局部的に短いストリップ長
さで現われるのではなく、その発生原因により、必ずあ
る長さ現われ、徐々に変化する性質があるためである。
従って、これら局部伸びによる波打ちの数個の波数分を
重ねてプロフィールを得ることができる。
【0018】前記幅方向の光は、ストリップの幅方向に
長いスリップ光であっても、又は、ストリップの幅方向
に走査されるスポット光であってもよい。
【0019】更に、本発明による形状検出技術を形状制
御手段と組合せることによって、オンラインでストリッ
プの幅方向形状を制御することができる。
【0020】
【実施例】以下図面を参照して、本発明の実施例を詳細
に説明する。
【0021】本発明が適用される圧延装置は、図5に示
す如く、ワークロールベンダー22と冷却ゾーンが制御
可能なノズルヘッダー24を有する、例えば4スタンド
の圧延機(ミル)20を有している。
【0022】前記ミル20は、ストリップ(例えば冷間
圧延鋼帯)10を圧延するワークロール20Aと、該ワ
ークロール20Aを補強するバックアップロール20B
を備えており、該ワークロール20Aの曲りを前記ワー
クロールベンダー22で制御することによって、ストリ
ップ10の幅方向の形状制御が可能とされている。
【0023】ストリップ10は圧延後、例えば鋼板洗浄
装置26及びシャー28を経て、テンションリール30
に巻き取られる。
【0024】本実施例においては、ミル20の出側に、
従来と同じく、分割ロールを用いて幅方向張力分布を測
定する方式の、接触法による張力分布測定式形状検出器
40が設けられており、この形状検出器40は、張力が
かかることによって顕在化しない形状を張力分布から測
定し、形状制御用計算機42を介して前記ワークロール
ベンダー22を操作するようにされている。
【0025】前記鋼板洗浄装置26とシャー28の間に
は、本発明による非接触方式の光学式形状検出器50が
設けられている。この光学式形状検出器50は、外部か
らの光の影響を遮断するための暗室52と、該暗室52
内に収納されたスリット光光源54と、ストリップ10
の表面により反射された光受光するテレビカメラ56
とを備えている。
【0026】前記テレビカメラ56によって撮影された
帯状光像は、本発明に従って、受光後の画像処理及びス
トリップの板幅方向の形状パターン処理を行う画像処理
用計算機60に入力され、該計算機60におけるパター
ン処理結果に従って、冷却流量制御部62が、前記ノズ
ルヘッダー24から噴射される冷却水のストリップ幅方
向パターンを変化させて、幅方向の形状制御を行う。
【0027】本実施例において、従来と同じ前記張力分
布測定式形状検出器40でオンライン測定される幅方向
形状の例を図6に示す。図7に示した、オフラインで測
定した実形状に比べて、図の左端の急峻度の高い部分の
情報が失われている。これに対して、本発明に係る光学
式形状検出器50による測定結果は、図8に示す如くで
あり、従来の張力分布測定方式の形状検出器40では測
定困難であった、板端から40mm程度の範囲に発生する
局部伸びの測定が可能である。
【0028】従って、この光学式形状検出器50による
形状測定結果を、例えばノズルヘッダー24におけるス
トリップ幅方向の冷却水分布に反映することによって、
局部伸びによる急峻度の高い部分の形状不良を低減する
ことができる。
【0029】発明者の実験では、急峻度1.0%以上の
形状不良を低減することができた。
【0030】本実施例においては、張力分布測定式形状
検出器40と光学式形状検出器50を組合せて、張力分
布測定式形状検出器40の出力によりワークロールベン
ダー22を制御し、光学式形状検出器50の出力により
ノズルヘッダー24を制御するようにしているので、特
に良好な形状制御が可能である。なお、形状制御を行う
ための具体的な構成はこれに限定されず、例えば光学式
形状検出器50の出力によりワークロールベンダー22
を制御し、張力分布測定式形状検出器40の出力により
ノズルヘッダー24を制御するようにしたり、あるい
は、張力分布測定式形状検出器40による制御を省略し
たりすることも可能である。
【0031】又、前記実施例においては、本発明が冷間
圧延鋼帯の形状検出に適用されていたが、本発明の適用
範囲はこれに限定されない。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来技術では測定困難であった、ストリップに張力をか
けても顕在化してしまう急峻度の非常に大きい形状を、
高応答、且つ高精度でインラインモニタすることが可能
となる。
【0033】従って、本発明による形状検出結果を利用
して、走行ストリップの形状を、オンラインで制御する
ことが可能となる。
【0034】発明者の実験によれば、従来の張力分布測
定式形状検出器のみを使用した形状制御によれば、急峻
度が1%を外れる割合は1.1%であったのが、本発明
による光学式形状検出器を併用した形状制御では、急峻
度が1%を外れる割合が0.7%に低下することが確認
できた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理を説明するための、急峻度が大で
ある場合の受光位置の例を示す線図
【図2】同じく急峻度が小である場合の受光位置の例を
示す線図
【図3】同じく、長手方向に重畳した後の受光位置分布
の例を示す線図
【図4】同じく振幅の例を示す線図
【図5】本発明の実施例の構成を示す工程図
【図6】前記実施例の張力分布測定式形状検出器で測定
されるオンライン形状の例を示す線図
【図7】オフラインで測定した実形状の例を示す線図
【図8】前記実施例の光学式形状検出器で測定されるオ
ンライン形状の例を示す線図
【符号の説明】
10…ストリップ 12…受光部 20…ミル 24…ノズルヘッダー 50…光学式形状検出器 54…スリット光光源 56…テレビカメラ 60…画像処理用計算機 62…冷却流量制御部
フロントページの続き (72)発明者 小野 智睦 岡山県倉敷市水島川崎通一丁目(番地な し) 川崎製鉄株式会社 水島製鉄所内 (56)参考文献 特開 昭54−76180(JP,A) 特開 昭60−259904(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01B 11/24 B21C 51/00

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】張力がかかった状態で走行しているストリ
    ップの表面に、幅方向に光を投影し、投影した光を前記
    ストリップ表面において反射させ、 この反射光の受光位置 を、ストリップの所定長さにわた
    って重畳し、 得られた幅方向の反射光受光位置分布の振幅パターンに
    よってストリップの形状を検出することを特徴とする走
    行ストリップの形状検出方法。
  2. 【請求項2】請求項1において、前記幅方向に投影され
    る光が、ストリップの幅方向に長いスリット光であるこ
    とを特徴とする走行ストリップの形状検出方法。
  3. 【請求項3】請求項1において、前記幅方向に投影され
    る光が、ストリップの幅方向に走査されるスポット光で
    あることを特徴とする走行ストリップの形状検出方法。
  4. 【請求項4】張力がかかった状態で走行しているストリ
    ップの表面に、幅方向に光を投影する投影手段と、 該投影手段によって投影された光がストリップ表面にお
    いて反射した光を受光する受光手段と、 反射光の受光位置 を、ストリップの所定長さにわたって
    重畳し、該重畳像の振幅のストリップ幅方向の変化によ
    って、ストリップの形状を判定する形状判定手段と、 を備えたことを特徴とする走行ストリップの形状検出装
    置。
  5. 【請求項5】張力がかかった状態で走行しているストリ
    ップの表面に、幅方向に光を投影する投影手段と、 該投影手段によって投影された光がストリップ表面にお
    いて反射した光を受光する受光手段と、 反射光の受光位置 を、ストリップの所定長さにわたって
    重畳し、該重畳像の振幅のストリップ幅方向の変化によ
    って、ストリップの形状を判定する形状判定手段と、 該形状判定手段による形状判定結果に応じて、ストリッ
    プの幅方向形状を制御する形状制御手段と、 を備えたことを特徴とする走行ストリップの圧延装置。
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