JP3705872B2 - 薄板圧延材の蛇行量検出方法及び装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は,薄板圧延材の圧延操業中に該圧延材の蛇行量を検出する薄板圧延材の蛇行量検出方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
圧延等の操業中に,オンラインで薄板材の板幅,蛇行量を測定する方法及び装置が,例えば特公平8−7057号,及び特開平7−270125号公報に提案されている。なお,上記特公平8−7057号公報に提案されている発明は,板幅測定方法のみについて記載されており,蛇行量の測定については触れられていないが,蛇行量の測定にも容易に応用可能であるので,ここで従来技術として取り上げる。
上記特公平8−7057号公報に提案されている板幅測定方法(以下,第1の従来技術とする)を実施するための装置の概略図を,図4に示す。
この板幅測定装置は,板幅測定器51とたわみ測定器52とを用いて,通板張力により発生した板幅方向のたわみを補正しながら連続して板幅測定を行うものである。
上記板幅測定器51は,板材53の両端部の板幅エッジを投光器と受光器を用いた光量検出により測定し,それによって板幅W′を求める。また,上記たわみ測定器52は,レーザ光源54よりレーザ光線を板材53に向けて照射し,その反射光を同じくたわみ測定器52に設置された受光CCD素子55で受光することによって板材53の形状を測定する。そして,上記板幅測定器51によって測定された板幅W′を,上記たわみ測定器52によって測定された板材53の形状から求めた補正量で補正することによって板幅測定を行う。
また,上記特開平7−270125号公報に提案されている板幅・蛇行量測定装置(以下,第2の従来技術とする)の概略図を,図5に示す。
この板幅・蛇行量測定装置は,板材61の両端部に設置された複数組の二次元距離センサ62A〜62C,63A〜63Cの内,最適な二組を用いて板幅・蛇行量の測定を行うものである。
先ず,板材61の両端部付近に板幅方向に複数台設置された二次元距離センサ62A〜62C,63A〜63Cの中から,板材61の板幅予測値に基づいて,計算機71によって上記板材61の端部位置をカバーできる二組の二次元距離センサが選択される。二次元距離センサが選択されると,それに対応して測定信号選択装置66,67が切り換えられる。続いて上記選択された二次元距離センサから板幅方向に扇状に照射ビームLBが照射され,板材61の表面で反射した上記照射ビームLBは同じ二次元距離センサによって受光される。上記受光によって得られた信号は,それぞれ対応する信号処理装置64A〜64C,及び65A〜65Cによって処理され,測定信号選択装置66,67を介して板端部位置判定装置68,69に取り込まれ,そこで板材61の端部位置が求められる。最後に,演算処理装置70によって,上記求められた板材端部位置から板材61の板幅及び蛇行量が演算される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら,上記第1,第2の従来技術には,幾つかの問題点があった。
上記第1の従来技術では,様々な板幅に対応するため,板幅検出器51のセンサ部分(投光器,受光器)は可動部56による可動式となっており,板幅の検出精度が上記可動部56の位置精度に依存してしまうという問題点があった。
また,上記可動部56によって機構が複雑となり,コスト高となってしまう。
更に,上記板幅測定器51のセンサ部分は,投光器,受光器による光学センサであるため,圧延時の圧延油の飛散やヒュームによる影響を受けやすく,事実上圧延操業中に使用することができないという問題点もあった。
また,上記第2の従来技術では,様々な板幅に対応するため,二次元距離センサを複数組用意しなければならず,こちらもコスト高となってしまう。
また,上記第1の従来技術と同様,二次元距離センサも投光器,受光器による光学センサであるため,圧延時の圧延油の飛散やヒュームによる影響を受けやすく,事実上圧延操業中に使用することができないという問題点もあった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり,その目的とするところは,圧延操業中に圧延材の蛇行量を高精度で検出することができ,低コストで実現できる薄板圧延材の蛇行量検出方法及び装置を提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の方法は,薄板圧延材の圧延操業中に該圧延材の蛇行量を検出する薄板圧延材の蛇行量検出方法において,圧延ロールのロールギャップを左右対称にかつ中央部を狭くするようにロールギャップを変化させ,圧延材と圧延ロールの面圧分布を変化させるロールギャップ変更工程と,上記ロールギャップ変更工程を実施した結果得られる上記圧延材の張力変化量を測定する張力変化量測定工程と,上記張力変化量測定工程で得られた張力変化量に基づいて,上記圧延材の蛇行量δを,
δ=(ΔTU/ΣTU)×w
(但し,w:センサロールの1センサ幅,ΣTU:張力変化量の総和,
ΔTU:圧延材両端部の張力変化量の偏差)
によって演算する蛇行量演算工程とを具備してなることを特徴とする薄板圧延材の蛇行量検出方法として構成されている。
更に,上記蛇行量演算工程で求めた蛇行量を用いて,上記張力変化量測定工程で測定した張力変化量を補正することができる。
また,上記目的を達成するために本発明の装置は,薄板圧延材の圧延操業中に該圧延材の蛇行量を検出する薄板圧延材の蛇行量検出装置において,圧延ロールのロールギャップを左右対称にかつ中央部を狭くするようにロールギャップを変化させ,圧延材と圧延ロールの面圧分布を変化させるロールギャップ変更手段と,上記ロールギャップ変更手段による面圧分布変化の結果得られる上記圧延材の張力変化量を測定する張力変化量測定手段と,上記張力変化量測定手段によって得られた張力変化量に基づいて,上記圧延材の蛇行量δを,
δ=(ΔTU/ΣTU)×w
(但し,w:センサロールの1センサ幅,ΣTU:張力変化量の総和,
ΔTU:圧延材両端部の張力変化量の偏差)
によって演算する蛇行量演算手段とを具備してなることを特徴とする薄板圧延材の蛇行量検出装置として構成されている。
前述した薄板圧延材の蛇行量検出方法は,全て本装置上で実現することができる。
【0005】
【作用】
本発明に係る薄板圧延材の蛇行量検出装置は,薄板圧延材の圧延操業中に該圧延材の蛇行量を検出する薄板圧延材の蛇行量検出装置であって,ロールギャップ変更手段によって圧延ロールのロールギャップを左右対称に変化させることによって圧延材と圧延ロールの面圧分布を変化させ,その結果として得られる上記圧延材の張力変化量を張力変化量測定手段によって測定し,該張力変化量に基づいて蛇行量演算手段によって上記圧延材の蛇行量を演算する。その際,上記ロールギャップ変更手段によって,上記圧延ロールの中央部を狭くするようにロールギャップを変更し,上記蛇行量演算手段において,
δ=(△TU/ΣTU)×w
(但し,w:センサロールの1センサ幅,ΣTU:張力変化量の総和,
△TU:圧延材両端部の張力変化量の偏差)
によって蛇行量δを演算する。
従って,光学センサ等を用いる場合と違い,圧延時の圧延油の飛散やヒュームによる影響を受けることがないため,圧延操業中の圧延材の蛇行量を高精度で検出することができる。
また,上記蛇行量演算手段によって求めた蛇行量を用いて,上記張力変化量測定手段によって測定した張力変化量を補正することによって,より高精度の検出が可能となる。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下添付図面を参照して,本発明の実施の形態及び実施例につき説明し,本発明の理解に供する。尚,以下の実施の形態及び実施例は本発明を具体化した一例であって,本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに,図1は本発明の実施の形態に係る薄板圧延材の蛇行量検出装置の概略構成を示す図,図2は蛇行量の有無による張力変化量分布の違いを示す模式図,図3は張力測定における板端処理の説明図である。
先ず,図1を用いて,本実施の形態に係る蛇行量検出装置11を適用する薄板圧延装置12の概略構成とその圧延処理動作について簡単に説明する。
圧延材21の圧延は,一対のワークロール1によって行われる。圧延材21は,上記ワークロール1の隙間を通過することによって圧延され,センサロール2を介して巻き取りロール3に巻き取られる。上記センサロール2は,軸方向に複数に分割されたエレメントによって構成されており,各エレメントの外周面にかかる圧接力を検出する。上記圧接力は,張力が大きい部分では大きく,張力が小さい部分では小さく検出されるため,張力測定部5によって上記圧延材21の張力分布を求めることができる。続いて,形状制御部6において,上記張力分布を用いて上記圧延材21の実形状が求められ,該実形状と目標形状との偏差(誤差形状)が求められる。アクチュエータ制御部7は,上記誤差形状に基づいて該誤差形状を修正するようにアクチュエータ4を制御する。上記アクチュエータ4は,上記アクチュエータ制御部7からの指示によってワークロール4を機械的に変形させ,それによって圧延材21の形状は変化し,目標形状に近づいてゆく。
【0007】
また,上記アクチュエータ4は,ワークロール1に対してその中心位置が一致するように精度よく設置されており,上記センサロール2も,その中心が上記ワークロール1の中心と同一直線上に並ぶように精度よく設置されている。
本実施の形態に係る蛇行量検出装置11は,以上説明した様な一般的な薄板圧延装置12に対して適用できる。
図1に示すように,上記蛇行量検出装置11は,張力変化測定部8,蛇行量演算部9,及びロールギャップ変更部10で構成されている。
上記ロールギャップ変更部10は,上記アクチュエータ制御部7に対して,ワークロール1のロールギャップの変更を指示する。上記張力変化測定部8は,上記張力測定部5から得られる張力測定値を用いて,上記ロールギャップの変更による圧延材21とワークロール1との面圧分布の変化に伴う圧延材21の張力の変化量を求める。上記蛇行量演算部9は,上記張力変化測定部8によって得られた張力変化量から,圧延材21の蛇行量を演算する。
続いて,以上のように構成される蛇行量検出装置11の処理動作を,順を追って詳しく説明する。
【0008】
先ず,ロールギャップ変更部10は,アクチュエータ制御部7に指示をして,アクチュエータ4の中心部を一定量動作させる。これによって,ワークロール1の中央部が狭くなる方向に,且つ左右対称にロールギャップが変更され,その結果,圧延材21とワークロール1との面圧分布が変化する。つまり,圧延材21の板幅方向の面圧分布は,相対的に中央部が大きく,エッジ部が小さくなる。それに伴って,圧延材21の張力は,相対的に中央部で増加し,エッジ部で減少することとなる。
張力変化量測定部8は,上記ロールギャップの変更の結果として得られる圧延材21の張力変化量の板幅方向分布を,センサロール2及び張力測定部5によって得られる圧延材21の張力値の変化量を測定することによって求める。
ここで,圧延材21の中心位置とワークロール1の中心位置が完全に一致していれば,即ち圧延材21の蛇行量が0であれば,図2(a)に示すように上記張力変化量の板幅方向分布は左右対称(TU1=TU2)となるはずである。一方,圧延材21の中心位置とワークロール1の中心位置にδのずれがあれば,図2(b)に示すように上記張力変化量の板幅方向分布は左右対称とはならない(TU1≠TU2)。結果として,両端部の張力変化量には△TUの差が発生する。ここで,センサロール2による板端部の検出張力とラップ量等の関係より,次式が成立する。
ΣTU/w=△TU/δ …(1)
(但し,w:センサロールの1センサ幅,ΣTU:張力変化量の総和,
△TU:圧延材両端部の張力変化量の偏差)
これより,次式が導かれ,圧延材21の蛇行量δを一意的に求めることができる。
δ=(△TU/ΣTU)×w …(1)′
蛇行量演算部9では,上記(1)′式を用いて,圧延材21の蛇行量δを演算する。
このようにして,ロールギャップの変更による面圧分布変化によって得られた張力変化量の板幅方向分布を用いて,蛇行量の検出を行うことができる。
以上のように,蛇行量検出装置11は,圧延時の圧延油の飛散やヒュームによる影響を受けやすい光学センサ等を用いることなく,圧延操業中の圧延材の蛇行量を検出することができる。
また,機器構成が簡単であり,既存の圧延設備に対して容易に適用可能である。
【0009】
次に,上記蛇行量演算部9によって求められた蛇行量を,上記張力測定部5にフィードバックすることによって張力検出精度を向上させる方法について説明する。
図3は,センサロール2とそれに接する圧延材21の関係を模式的に表したものである。
図3に示すように,センサロール2は軸方向に並んだn個のセンサによって構成され,各センサ毎に張力を検出する。従って,圧延材21の両端部が上記各センサの境界に位置している場合(カバレッジ率(w′/w)=100%)には問題ないが,図のように両端部がセンサの中途部分に位置しているような場合(カバレッジ率(w′/w)≠100%)には,両端部の検出張力をカバレッジ率100%の状態の張力値に変換する必要がある。
そこで,張力測定部5では,検出張力にカバレッジ率の逆数を乗じることによって上記板両端部の検出張力の変換を行う。即ち,両端部の実張力は,
(実張力)=(検出張力)×(w/w′) …(2)
によって求められる。
しかし,上記ラップ量w′は,圧延材21がセンサロール2の中央に位置すること,即ち蛇行量が0であることを前提にして,板幅Wと各センサの幅に基づいて求められるものである。従って,蛇行量が0でない場合には,上記(2)式中のw′が実際の値と異なるため,板両端部の実張力を正確に求めることはできない。
そこで,上記蛇行量演算部9で求めた蛇行量によって上記ラップ量w′を補正すると,上記(2)式は次のようになる。
(実張力)=(検出張力)×{w/(w′±δ)} …(2)′
以上のように,上記蛇行量演算部9で求めた蛇行量を上記張力測定部5にフィードバックすることによって張力検出精度を向上させることができる。
以上説明したように,本実施の形態に係る蛇行量検出装置11は,圧延時の圧延油の飛散やヒュームによる影響を受けやすい光学センサ等を用いることなく,ロールギャップの変更による面圧分布の変化に伴う圧延材の張力変化量を用いて蛇行量の検出を行う。従って,圧延操業中の圧延材の蛇行量を正確に検出することができる。
また,機器構成が簡単であり,既存の圧延設備に対して容易に適用できるため,低コストで実現可能である。
また,求めた蛇行量を張力測定部にフィードバックすることによって張力検出精度を向上させることができ,より高精度の蛇行量検出が可能である。
【0010】
【実施例】
上記薄板圧延装置12に用いるアクチュエータとしては,上記実施の形態で用いたようなものに限らず,圧延材の張力分布を左右対称に変化させることが可能なものであればよい。
従って,例えば,ワークロールに対して部分的に油を吹きつけて冷却することによって局所的な形状修正を行うクーラントや,ワークロールの端部に上下方向の力を加えたときのロールの曲げ変形によって形状修正を行うベンダ等を用いることもできる。
【0011】
【発明の効果】
以上説明したように,本発明によって,圧延操業中に圧延材の蛇行量を高精度で検出することができ,低コストで実現できる薄板圧延材の蛇行量検出方法及び装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態に係る薄板圧延材の蛇行量検出装置の概略構成を示す図。
【図2】 蛇行量の有無による張力変化量分布の違いを示す模式図。
【図3】 張力測定における板端処理の説明図。
【図4】 第1の従来技術に係る板幅測定方法を実施するための装置を示す概略構成を示す模式図。
【図5】 第2の従来技術に係る板幅・蛇行量測定装置を示す概略構成を示すブロック図。
【符号の説明】
1…ワークロール 10…ロールギャップ変更部
2…センサロール 11…蛇行量検出装置
3…巻き取りロール 12…薄板圧延装置
4…アクチュエータ 21…圧延板
5…張力測定部
6…形状制御部
7…アクチュエータ制御部
8…張力変化量測定部
9…蛇行量演算部
Claims (4)
- 薄板圧延材の圧延操業中に該圧延材の蛇行量を検出する薄板圧延材の蛇行量検出方法において,
圧延ロールのロールギャップを左右対称にかつ中央部を狭くするようにロールギャップを変化させ,圧延材と圧延ロールの面圧分布を変化させるロールギャップ変更工程と,
上記ロールギャップ変更工程を実施した結果得られる上記圧延材の張力変化量を測定する張力変化量測定工程と,
上記張力変化量測定工程で得られた張力変化量に基づいて,上記圧延材の蛇行量δを,
δ=(ΔTU/ΣTU)×w
(但し,w:センサロールの1センサ幅,ΣTU:張力変化量の総和,
ΔTU:圧延材両端部の張力変化量の偏差)
によって演算する蛇行量演算工程とを具備してなることを特徴とする薄板圧延材の蛇行量検出方法。 - 上記蛇行量演算工程で求めた蛇行量を用いて,上記張力変化量測定工程で測定した張力変化量を補正してなる請求項1記載の薄板圧延材の蛇行量検出方法。
- 薄板圧延材の圧延操業中に該圧延材の蛇行量を検出する薄板圧延材の蛇行量検出装置において,
圧延ロールのロールギャップを左右対称にかつ中央部を狭くするようにロールギャップを変化させ,圧延材と圧延ロールの面圧分布を変化させるロールギャップ変更手段と,
上記ロールギャップ変更手段による面圧分布変化の結果得られる上記圧延材の張力変化量を測定する張力変化量測定手段と,
上記張力変化量測定手段によって得られた張力変化量に基づいて,上記圧延材の蛇行量δを,
δ=(ΔTU/ΣTU)×w
(但し,w:センサロールの1センサ幅,ΣTU:張力変化量の総和,
ΔTU:圧延材両端部の張力変化量の偏差)
によって演算する蛇行量演算手段とを具備してなることを特徴とする薄板圧延材の蛇行量検出装置。 - 上記蛇行量演算手段によって求めた蛇行量を用いて,上記張力変化量測定手段で測定した張力変化量を補正してなる請求項3記載の薄板圧延材の蛇行量検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26292596A JP3705872B2 (ja) | 1996-10-03 | 1996-10-03 | 薄板圧延材の蛇行量検出方法及び装置 |
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JP26292596A JP3705872B2 (ja) | 1996-10-03 | 1996-10-03 | 薄板圧延材の蛇行量検出方法及び装置 |
Publications (2)
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JPH10111104A JPH10111104A (ja) | 1998-04-28 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP26292596A Expired - Fee Related JP3705872B2 (ja) | 1996-10-03 | 1996-10-03 | 薄板圧延材の蛇行量検出方法及び装置 |
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JP (1) | JP3705872B2 (ja) |
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- 1996-10-03 JP JP26292596A patent/JP3705872B2/ja not_active Expired - Fee Related
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