JP3928513B2 - Steel length measuring device and steel size control method using the same - Google Patents

Steel length measuring device and steel size control method using the same Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱間板圧延機近傍の劣悪な環境下で、鋼材の圧延長さを高精度に測定する装置及びこれを用いて高精度に鋼材寸法（長さ・厚み）を制御する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱間で鋼材の長さを測定する方法としては、例えば、仕上げ圧延機の圧延ロール又は圧延ロール直近に設けられた接触式ロールに取り付けられたパルス発振器（ＰＬＧ）を用いて、その出力パルスをカウントし、そのカウント数により鋼材長さを測定する方法や、圧延機直近に設けた放射線式厚み計や光学式幅計等を用いて、スラブ実貫重量と、測定された厚みや幅とに基づき、鋼材長さを逆算推定する方法が知られている。
【０００３】
また、実開昭５８−８９８１２号公報に開示されているように、可動ミラーを鋼材の長さ方向に走査し、その鋼材が発する赤外線領域を検出することにより当該鋼材の長さを算出する方法もある。
【０００４】
さらに、特公平５−８５２４７号公報に開示されているように、鋼材の長さを非接触で測定する手法の一つとして、いわゆるレーザドップラー方式の速度計（以下、適宜ＬＤＶという）を利用した手法が知られている。レーザドップラー速度計は、製造ラインを搬送中の鋼材表面に２方向からレーザ光を照射し、各反射光の間に生じるドップラー現象を利用したものであり、ドップラー信号のドップラー周波数に基づき鋼材の移動速度Ｖを算出するものである。鋼材の長さは、前記レーザドップラー速度計により算出した移動速度Ｖと計測時間Ｔとに基づいて算出される。
【０００５】
ここで、レーザドップラー速度計は、原理上、２方向からのレーザ光が交差する部分に鋼材表面が存在する場合にしか、速度を測定できないものである。一般的に知られているレーザドップラー速度計の場合、前記レーザ光が交差する部分、つまり測定可能範囲は、鋼材の厚み方向に２００ｍｍ程度に限定され、この範囲を超えると測定不能となる。しかし、厚板圧延においては、圧延条件によって、厚板の先端部に上反りが頻繁に発生する場合があり、この上反りの高さは大きいもので５００ｍｍ以上となる。従って、被測定鋼材として、上反りが生じた厚板を測定する場合には、先端部に測定不能となる部位が生じることがあり、これが測長誤差の原因となる。このように、レーザドップラー速度計単体では、大きな反りが生じた先端部を検出することはできず、これにより測長誤差が生じるため、レーザドップラー速度計とは別に、鋼材の先端部を検出するための先端検出器を設置して、測長精度を向上させる試みもなされている。より具体的には、前述した特公平５−８５２４７号公報にも開示されているように、光学式の先端検出器で鋼材の先端を検出したタイミングで移動速度の積分を開始し、これによって算出された長さに、先端検出器とレーザドップラー速度計との設置間隔を加算することにより、鋼材の長さとして算出すること等が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したＰＬＧを用いた方法では、例えば、鋼材と圧延ロール間の滑りや慣性の他、先進率予測誤差などが測長精度に影響するため、十分な精度が得られないという問題がある。
【０００７】
また、前述したように、実測した厚みや幅から鋼材長さを推定する方法では、鋼材内の厚み偏差や幅偏差に起因した測長誤差が生じるといった問題の他、特に、放射線式厚み計を用いる場合には、（１）鋼材が厚物材である場合には、放射線の透過強度が減少することにより、厚み計の測定誤差が大きくなり、ひいては、測長誤差も大きくなるという問題や、（２）鋼材をデスケーリングする際に、デスケーリング水によって放射線の透過強度が減少し、同様にして測長誤差が生じるため、デスケーリングしないタイミングで厚みを測定しなければならなかったり、圧延機から離間した位置に設置されている厚み計しか適用できず、鋼材の長さによっては、測定のためにわざわざ鋼材を厚み計の設置位置まで搬送する必要が生じるといった問題がある。
【０００８】
また、前述した可動ミラーを用いた方法では、測定のために鋼材を一度停止させる必要があるため、圧延能率に悪影響を及ぼすという問題がある。また、測定長が可動ミラーの駆動範囲に限定され、実際には１０ｍ程度が限界であるため、長尺の鋼材であれば、測定部位を変えて何回も測定しなければならず、これも圧延能率に悪影響を及ぼすことになる。
【０００９】
さらに、前述した先端検出器及びレーザドップラー速度計を圧延機直近に設けて鋼材長さを測定する方法では、霧状水滴やデスケーリング水の影響で、先端検出器やレーザドップラー速度計の誤動作が生じ、高精度の測定がなされていないのが実状である。無論、レーザドップラー速度計等の設置位置を圧延機から遠ざければ遠ざけるほど、霧状水滴やデスケーリング水の影響は少なくなるものの、圧延中に測定を行う場合、鋼材の長さによっては、レーザドップラー速度計等が設置されている下流まで鋼材を搬送する必要が生じるため、時間的ロスに通じ、圧延能率を優先させる圧延ラインでは適用されていないのが現状である。
【００１０】
また、先端検出器としては、鋼材の自発光を検出するべく、赤外線検出方式のＨＭＤ（Hot Metal Detector）がよく用いられているが、このＨＭＤは、光学系の耐久性やメンテナンス性を高めたり、レンズへの汚れ付着を防止するという観点から、圧延ライン横の斜め上方から鋼材先端を検出するように配置されるのが通常である。しかし、このようなＨＭＤの配置では、ＨＭＤから測定対象である鋼材先端までの距離が比較的長くなってしまうため、その間に存在する霧状水滴によって光が散乱したり、測定視野が広くなり過ぎたり、鋼材からの放射光が搬送ロール表面で反射してＨＭＤに入射する場合があるなど、鋼材の先端検出精度が低いという問題がある。
【００１１】
一方、従来より、レーザドップラー速度計を用いて測定した鋼材長さに基づき、鋼材の寸法（厚み・長さ）を制御する方法は、例えば、前述した特公平５−８５２４７号公報に開示されているが、その鋼材長さの測定は、最終パスの１パス前に限定されたものである。
【００１２】
上記のように最終パスの１パス前に限定されるのは、従来の鋼材長さ測定装置の測定精度が不十分なため、測定されたパスから２パス以上後の鋼材長さを推定するのが困難であったためである（パス数が増えると圧下率が大きくなり、原理的に、圧下率分だけ、最終パスでの鋼材長さ予測精度が悪くなる）。このように、従来の制御方法は、１パス前に測定された鋼材長さに基づき、当該パスでの鋼材長さを制御し得るに留まるものであった。
【００１３】
しかしながら、従来の制御方法では、例えば、圧延機の後面（下流側）にのみ長さ測定装置を設置している場合、前面仕上げの鋼材（最終パスで圧延機の上流側に搬送される鋼材）に対してしか、測長結果に基づく長さ制御を実施できず、時間的ロスに通じる鋼材の移動や、最終圧延方向の修正を行わなければならないという圧延能率上の問題がある。
【００１４】
本発明は、斯かる従来技術の問題点を解決するべくなされたものであり、熱間板圧延機近傍の劣悪な環境下で、鋼材の圧延長さを高精度に測定する装置及びこれを用いて高精度に鋼材寸法（長さ・厚み）を制御する方法を提供することを課題とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するべく、本発明は、請求項１に記載の如く、熱間板圧延設備における熱間板圧延機の入側及び出側の少なくとも一方に設置されたレーザドップラー速度計を備えた鋼材長さ測定装置であって、前記レーザドップラー速度計は、前記熱間板圧延機近傍のパスラインより下方に設置され、前記熱間板圧延機に対して前記レーザドップラー速度計の設置位置よりも離間した位置で且つ前記熱間板圧延機のパスラインより下方に設置された赤外線検出方式の先端検出器、又は、前記熱間板圧延機に対して前記レーザドップラー速度計の設置位置よりも離間した位置で且つ前記熱間板圧延機のパスラインより上方に設置された発信器及び下方に設置された受信器を具備するマイクロ波方式の先端検出器と、鋼材の反り形状計測手段と、前記先端検出器及び前記レーザドップラー速度計の設置間隔と、前記先端検出器で鋼材の先端を検出した時間と、前記レーザドップラー速度計で計測した移動速度とに基づき鋼材長さを演算し、前記反り形状計測手段で計測した鋼材の反り形状に基づき、前記演算した鋼材長さを補正する演算手段とを備えることを特徴とする鋼材長さ測定装置を提供するものである。
【００１６】
請求項１に係る発明によれば、レーザドップラー速度計が、パスラインより下方に設置されるため、熱間板圧延機の近傍であっても、霧状水滴やデスケーリング水などの環境の影響を受け難く、精度良く速度を計測することが可能である。また、先端検出器として、赤外線検出方式の先端検出器（ＨＭＤ）を備える場合、当該ＨＭＤがパスラインより下方に設置されるため、前記レーザドップラー速度計の場合と同様に、霧状水滴などの環境の影響を受け難く、精度良く鋼材の先端を検出可能である。なお、請求項１に係る発明のレーザドップラー速度計やＨＭＤは、パスラインより下方に設置されるが、熱間板圧延設備が具備する隣り合う搬送ロールの間隙に光路を確保するように設置すればよい。また、先端検出器として、マイクロ波方式の先端検出器を備える場合、マイクロ波は、霧状水滴の大きさに比べて長い波長を有している（霧状水滴はμｍオーダーだが、マイクロ波の波長はｃｍオーダーである）ため、霧状水滴による散乱が生じず、霧状水滴が充満する環境下でも安定して使用することができ、精度良く鋼材の先端を検出可能である。以上のように、レーザドップラー速度計及び先端検出器（ＨＭＤ又はマイクロ波方式）の双方の精度を高めることができるため、両者を利用した請求項１に係る発明によれば、高精度に鋼材長さを測定することが可能である。
【００１７】
なお、演算手段は、先端検出器及びレーザドップラー速度計の設置間隔と、先端検出器で鋼材の先端を検出した時間と、レーザドップラー速度計で計測した移動速度とに基づき、例えば、前記検出した時間から移動速度の積分を開始し、これによって算出された長さに、前記設置間隔を加算することにより、鋼材長さを演算することが可能である。また、先端検出器は、赤外線検出方式及びマイクロ波方式のいずれを適用することも可能であるが、両者を共に備えるようにし、演算手段の演算の際には、いずれか一方の先端検出器が先端を検出した時間を使用する構成とすることも可能である。斯かる構成によれば、故障等により、いずれか一方の先端検出器が仮に鋼材の先端を検出できないような事態になったとしても、他方がこれを補完することができるため、鋼材長さの測定に万全を期すことができる。
【００１８】
また、請求項１に係る発明によれば、演算手段は、反り形状計測手段（例えば、側方から鋼材先端を撮像するように配置されたＣＣＤカメラ等で構成される）で計測した鋼材の反り形状（例えば、反りの高さや曲率など）に基づき、レーザドップラー速度計で計測した移動速度等に基づき演算された鋼材長さを補正する。このため、補正をせずに単にレーザドップラー速度計で計測した移動速度等に基づき鋼材長さを演算する場合（この場合は、鋼材の水平面への投影長さが演算されることになる）に比べ、より一層、測定精度を高めることができる。なお、補正方法としては、種々の方法を適用可能であるが、例えば、反り形状（反りの高さや曲率）と測定誤差（実際の長さと投影長さとの差）との相関関係を予め採取して記憶（相関曲線の式を記憶する等）しておき、反り形状計測手段で計測した反り形状と、前記相関関係とから、測定誤差を算出し、当該測定誤差分だけ補正するような方法が考えられる。
【００１９】
また、前記課題を解決するべく、本発明は、請求項２に記載の如く、熱間板圧延設備における熱間板圧延機の入側及び出側の少なくとも一方に設置されたレーザドップラー速度計を備えた鋼材長さ測定装置であって、前記レーザドップラー速度計は、前記熱間板圧延機近傍のパスラインより下方に設置され、前記熱間板圧延機に対して前記レーザドップラー速度計の設置位置よりも離間した位置で且つ前記熱間板圧延機のパスラインより下方に設置された赤外線検出方式の先端検出器、又は、前記熱間板圧延機に対して前記レーザドップラー速度計の設置位置よりも離間した位置で且つ前記熱間板圧延機のパスラインより上方に設置された発信器及び下方に設置された受信器を具備するマイクロ波方式の先端検出器と、前記先端検出器及び前記レーザドップラー速度計の設置間隔と、前記先端検出器で鋼材の先端を検出した時間と、前記レーザドップラー速度計で計測した移動速度とに基づき鋼材長さを演算する演算手段とを備え、前記演算手段は、前記レーザドップラー速度計を構成するレーザの鋼材からの反射光を検出し始めた時間と前記先端検出器で鋼材の先端を検出した時間との間において、前記レーザドップラー速度計で計測した移動速度を積分し、当該積分により算出した距離と、予め記憶した前記距離及び鋼材の反り形状に起因した測定誤差の相関関係とに基づき、前記演算した鋼材長さを補正することを特徴とする鋼材長さ測定装置としても提供される。
【００２０】
本発明の発明者らは、レーザドップラー速度計を構成するレーザの鋼材からの反射光を検出し始めた時間と先端検出器で鋼材の先端を検出した時間との間において、レーザドップラー速度計で計測した移動速度を積分し、当該積分により算出した距離（先端検出器が鋼材の先端を検出した位置と、レーザドップラー速度計を構成するレーザが言わば鋼材の先端だと認識した位置との距離に対応することになる）と、鋼材の反り形状（反り高さな ど）とが相関関係を有することを見出した。従って、前記算出した距離と、測定誤差（実際の長さと投影長さとの差）との間も相関関係を有すると考えられる。
【００２１】
請求項２に係る発明は、斯かる発明者らの知見に基づき完成されたものであり、請求項１のように鋼材の反り形状を計測する代わりに、前記算出した距離を用いることを特徴とし、当該算出した距離と、予め記憶した前記距離及び鋼材の反り形状に起因した測定誤差の相関関係（相関曲線の式等で記憶される）とに基づき、鋼材長さを補正するものである。請求項２に係る発明によっても、鋼材の反り形状を加味した補正を施すことになるため、より一層、測定精度を高めることができると共に、レーザドップラー速度計及び演算手段が、鋼材の反り形状計測手段の代替となるため、別途新たな反り形状計測手段を備える必要が無く、その分、装置構成が簡易になり、メンテナンス性に優れると共に、コスト増加を抑制できるという利点を有する。
【００２２】
請求項１又は請求項２に係る発明の好ましい構成として、請求項３に記載の如く、前記レーザドップラー速度計及び前記赤外線検出方式の先端検出器のうち少なくともいずれか一方が、パスラインに向かって光路をエアパージするように構成されたエアパージノズルを具備する筐体内に設置され、前記エアパージノズルは、噴出するエアの流速が当該エアパージノズルの径方向に略一定となるように構成されており、前記筐体は、前記エアパージノズルの先端と前記パスラインとの距離が、前記エアパージノズル内径の５倍以下となるように配置される。
【００２３】
エアパージノズルから噴出するエアの流速が、エアパージノズルの径方向に略一定である場合、いわゆるポテンシャルコア（ノズル先端（エア噴出口）での流速が保持される流速一定領域）の長さが、エアパージノズル内径の約５倍になることが知られている。
【００２４】
請求項３に係る発明によれば、エアパージノズルの先端とパスラインとの距離が、乱流の生じていないポテンシャルコアが形成される範囲内となるため、測定誤差要因となる周辺の霧状水滴等を光路に巻き込むことなく、より一層、測定精度を高めることが可能である。
【００２５】
また、前記課題を解決するべく、本発明は、請求項４に記載の如く、熱間板圧延設備における熱間板圧延機の入側及び出側の少なくとも一方に設置されたレーザドップラー速度計を備えた鋼材長さ測定装置であって、前記レーザドップラー速度計は、前記熱間板圧延機近傍のパスラインより下方に設置され、前記熱間板圧延機に対して前記レーザドップラー速度計の設置位置よりも離間した位置で且つ前記熱間板圧延機のパスラインより下方に設置された赤外線検出方式の先端検出器、又は、前記熱間板圧延機に対して前記レーザドップラー速度計の設置位置よりも離間した位置で且つ前記熱間板圧延機のパスラインより上方に設置された発信器及び下方に設置された受信器を具備するマイクロ波方式の先端検出器と、前記先端検出器及び前記レーザドップラー速度計の設置間隔と、前記先端検出器で鋼材の先端を検出した時間と、前記レーザドップラー速度計で計測した移動速度とに基づき鋼材長さを演算する演算手段とを備え、前記赤外線検出方式の先端検出器は、パスラインに向かって光路をエアパージするように構成されたエアパージノズルを具備する筐体内に設置され、前記エアパージノズルは、噴出するエアの流速が当該エアパージノズルの径方向に略一定となるように構成され、前記筐体は、前記エアパージノズルの先端と前記パスラインとの距離が、前記エアパージノズル内径の５倍以下となるように配置されており、前記マイクロ波方式の先端検出器は、前記発信器と前記受信器との間で且つパスライン下方に配置され、前記発信器から発信されたマイクロ波を前記受信器に向けて反射させる反射板を更に具備することを特徴とする鋼材長さ測定装置としても提供される。
【００２６】
請求項４に係る発明においては、赤外線検出方式の先端検出器が、請求項３に係る発明 と同様に、エアパージノズルを具備する筐体内に設置される。このため、測定誤差要因となる周辺の霧状水滴等を光路に巻き込むことなく、より一層、赤外線検出方式の先端検出器の測定精度を高めることが可能である。
【００２７】
また、請求項４に係る発明によれば、マイクロ波方式の先端検出器は、熱間板圧延機に対してレーザドップラー速度計の設置位置よりも離間した位置で且つ熱間板圧延機のパスラインより上方に設置された発信器と、下方に設置された受信器と、発信器と受信器との間で且つパスライン下方に配置され、発信器から発信されたマイクロ波を受信器に向けて反射させる反射板とを備える。マイクロ波を受信器に向けて反射させる反射板が受信器と同様にパスライン下方に配置されているので、受信器には、側方からマイクロ波が入射することになる。よって、マイクロ波を受信する受信部を側方に向けて受信器を配置することができる。受信部が側方を向いた配置とすれば、受信部にスケールが堆積することが少なく、頻繁なメンテナンスが必要になるという問題を解決することができる。また、周辺設備で反射するマイクロ波の影響を低減することが可能である。
【００２８】
また、請求項４に係る発明の好ましい構成として、請求項５に記載の如く、鋼材の反り形状計測手段を更に備え、前記演算手段は、前記反り形状計測手段で計測した鋼材の反り形状に基づき、前記演算した鋼材長さを補正する構成を挙げることができる。
【００２９】
請求項５に係る発明によれば、請求項１に係る発明と同様に、鋼材の反り形状計測手段で計測した鋼材の反り形状によって鋼材長さが補正されるため、より一層、鋼材長さの測定精度を高めることができる。
【００３０】
また、請求項４に係る発明の好ましい構成として、請求項６に記載の如く、前記演算手段は、前記レーザドップラー速度計を構成するレーザの鋼材からの反射光を検出し始めた時間と前記先端検出器で鋼材の先端を検出した時間との間において、前記レーザドップラー速度計で計測した移動速度を積分し、当該積分により算出した距離と、予め記憶した前記距離及び鋼材の反り形状に起因した測定誤差の相関関係とに基づき、前記測定した鋼材長さを補正する構成としてもよい。
【００３１】
請求項６に係る発明によれば、請求項１に係る発明と同様に、レーザドップラー速度計で計測した移動速度を積分して算出された距離と、予め記憶した前記距離及び鋼材の反り形状に起因した測定誤差の相関関係とに基づき鋼材長さが補正される。請求項６に係る発明によれば、レーザドップラー速度計及び演算手段が、請求項５における鋼材の反り形状計測手段の代替となるため、別途新たな反り形状計測手段を備える必要が無く、その分、装置構成が簡易になり、メンテナンス性に優れると共に、コスト増加を抑制できるという利点を有する。
【００３２】
また、請求項４〜６のいずれかに係る発明の好ましい構成として、請求項７に記載の如く、前記レーザドップラー速度計が、パスラインに向かって光路をエアパージするように構成されたエアパージノズルを具備する筐体内に設置され、前記エアパージノズルは、噴出するエアの流速が当該エアパージノズルの径方向に略一定となるように構成されており、前記筐体は、前記エアパージノズルの先端と前記パスラインとの距離が、前記エアパージノズル内径の５倍以下となるように配置されていることを特徴とする構成を挙げることができる。
【００３３】
請求項７に係る発明によれば、請求項３に係る発明と同様に、測定誤差要因となる周辺の霧状水滴等を光路に巻き込むことなく、より一層、レーザドップラー速度計の測定精度を高めることが可能である。
【００３４】
また、本発明は、請求項８に記載の如く、多パスの熱間レバース圧延において、請求項１から７のいずれかに記載の鋼材長さ測定装置を用いて鋼材の長さを制御する方法であって、
前記鋼材長さ測定装置で測定した圧延最終パスのｎ（ｎ＝１又は２）パス前での鋼材長さＬm-nと、鋼材厚みｔm-nと、最終パスでの鋼材の目標厚みｔaimとにより、最終パスでの推定鋼材長さＬmを以下の式（１）で推定するステップと、
Ｌm＝Ｌm-n・（ｔm-n／ｔaim） ・・・（１）
最終パスでの鋼材の目標長さをＬaimとしたとき、
（ａ）Ｌm≧Ｌaimである場合、
目標厚みｔaimで最終パスを圧延し、
（ｂ）Ｌm＜Ｌaimである場合、
最終パスでの鋼材の目標長さＬaimを達成可能な目標厚みｔaim'を以下の式（２）で計算すると共に、
ｔaim'＝ｔaim・（Ｌm／Ｌaim） ・・・（２）
最終パスでの目標厚みの公差内にある下限値をｔaimminとしたとき、
（ｂ−１）ｔaim'≧ｔaimminである場合、
目標厚みｔaim'で最終パスを圧延し、
（ｂ−２）ｔaim'＜ｔaimminである場合、
目標厚みｔaimで最終パスを圧延するステップとを有することを特徴とする鋼材長さの制御方法を提供するものである。
【００３５】
請求項８に係る発明によれば、高精度に鋼材長さを測定できる測定装置を用いることにより、最終パスの１パス前（ｎ＝１）に限らず、２パス前（ｎ＝２）に測定した鋼材長さを利用した高精度な制御が可能であるため、従来のように、圧延機の後面に鋼材長さ測定装置を設置している場合、前面仕上げの鋼材に対してしか、測長結果に基づく長さ制御を実施できないといった圧延能率上の問題を解消することが可能である。また、従来であれば、製品長さが受注長さに足りなくなれば、当該受注長さに鋼材を切り出すことができなくなるため、原材料であるスラブの重量を多めにして（製品長さが長くなるようにクロップ代を付与）対処していたが、本制御方法によって制御精度が向上することにより、余分なクロップ代を削減できるため、歩留まりの向上も図ることができる。
【００３６】
また、本発明は、請求項９に記載の如く、多パスの熱間レバース圧延において、請求項１から７のいずれかに記載の鋼材長さ測定装置を用いて鋼材の厚みを制御する方法であって、
前記鋼材長さ測定装置で測定した圧延最終パスのｎ（ｎ＝１又は２）パス前での鋼材長さＬm-nと、鋼材厚みｔm-nと、最終パスでの鋼材の目標長さＬaimとにより、以下の式（３）で計算される最終パスでの鋼材の狙い厚みｔaimで最終パスを圧延することを特徴とする鋼材厚みの制御方法を提供するものである。
ｔaim＝ｔm-n・（Ｌm-n／Ｌaim） ・・・（３）
【００３７】
請求項９に記載の発明によれば、高精度に鋼材長さを測定できる測定装置を用いることにより、最終パスの１パス前（ｎ＝１）に限らず、２パス前（ｎ＝２）に測定した鋼材長さを利用した高精度な制御が可能であるため、従来のように、前面仕上げの鋼材に対してしか、測長結果に基づく厚み制御を実施できないといった圧延能率上の問題を解消することが可能である。また、鋼材が厚物材である場合、製品厚みを受注厚みに合致させることが困難であるため、一般に広く厚み公差が設定されている。本制御方法によれば、高精度の厚み制御が可能であるため、公差下限を狙ったスラブ設計により、余分なスラブ重量を削減することにより、歩留まり向上を図ることができる。なお、前記鋼材厚みｔm-nとしては、圧延ロールの圧下位置から推定される厚み（いわゆるゲージ厚）を用いることができる他、放射線厚み計等によって実測した厚みを用いても良い。
【００３８】
さらに、本発明は、請求項１０に記載の如く、多パスの熱間レバース圧延において、請求項１から７のいずれかに記載の鋼材長さ測定装置を用いて鋼材の厚みを制御する方法であって、
前記鋼材長さ測定装置で測定した圧延最終パスのｎ（ｎ＝１又は２）パス前での鋼材長さＬm-nと、鋼材厚みｔm-nと、実貫比ａと、最終パスでの鋼材の目標長さＬaimとにより、以下の式（４）で計算される最終パスでの鋼材の狙い厚みｔaimで最終パスを圧延することを特徴とする鋼材厚みの制御方法を提供するものである。
ｔaim＝ｔm-n・｛Ｌm-n／（ａ・Ｌaim）｝ ・・・（４）
【００３９】
請求項１０に記載の発明によれば、高精度に鋼材長さを測定できる測定装置を用いることにより、最終パスの１パス前（ｎ＝１）に限らず、２パス前（ｎ＝２）に測定した鋼材長さを利用した高精度な制御が可能であり、従来のように、前面仕上げの鋼材に対してしか、測長結果に基づく厚み制御を実施できないといった圧延能率上の問題を解消することが可能である。また、本制御方法によれば、高精度の厚み制御が可能であるため、公差下限を狙ったスラブ設計により、余分なスラブ重量を削減することにより、歩留まり向上を図ることができる。なお、実貫比ａは、実スラブ重量の設計重量に対する比率を意味し、例えば、加熱炉内に挿入するスラブ重量の実測定値を実スラブ重量とし、圧延後の（目標厚み×目標幅×目標長さ×比重）を設計重量として、両者の比率を算出した値である。また、前記鋼材厚みｔm-nとしては、圧延ロールの圧下位置から推定される厚み（いわゆるゲージ厚）を用いることができる他、放射線厚み計等によって実測した厚みを用いても良いのは、前述した請求項９の場合と同様である。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の一実施形態について説明する。
【００４１】
図１は、本発明の一実施形態に係る鋼材長さ測定装置を示す概略構成図であり、図２は、図１に示す鋼材長さ測定装置の設置環境を示す概略図である。図１に示すように、本実施形態に係る鋼材長さ測定装置１００は、多パスの熱間レバース圧延を行う熱間板圧延機（以下、圧延機という）５出側近傍（本実施形態では、圧延機５から６ｍ下流の位置）のパスラインＰＬより下方に設置されたレーザドップラー速度計（ＬＤＶ）１と、圧延機５に対してＬＤＶ１の設置位置よりも離間した位置（本実施形態では、圧延機５から９ｍ離れた位置）で且つパスラインＰＬより下方に設置された赤外線検出方式の先端検出器（ＨＭＤ）２と、圧延機５に対してＬＤＶ１の設置位置よりも離間した位置（本実施形態では、圧延機５から１５ｍ離れた位置）で且つパスラインＰＬより上方に設置された発信器３１及び下方に設置された受信器３２を具備するマイクロ波方式の先端検出器３と、ＬＤＶ１、ＨＭＤ２及びマイクロ波方式の先端検出器３からの出力信号を受信し、鋼材Ｓの長さを演算するＣＰＵ等からなる演算手段４とを備えている。なお、本実施形態では、演算手段４は、ＬＤＶ１とは別体であるとして説明したが、ＬＤＶ１自体が演算手段４を具備する構成とすることも可能である。この場合、ＨＭＤ２及びマイクロ波方式の先端検出器３からの出力信号は、ＬＤＶ１に送信されることになる。
【００４２】
図２に示すように、ＬＤＶ１は、鋼材Ｓ上面に乗っている大量の冷却水Ｗの影響で測定不能となるのを回避するべく、パスラインＰＬより下方であって、隣り合う搬送ロール５２の間隙に光路を確保するように設置されている。このように、搬送ロール５２の狭い間隙から測定することは、先端部に下反りが生じている鋼材Ｓの直撃を回避する上でも有効である。また、本実施形態に係るＬＤＶ１の設置位置は、デスケーリング水を鋼材Ｓに噴出するためのデスケスプレー５１が設置された位置から、３つの搬送ロール５２分だけ下流側に離間した位置に相当する位置であると共に、上部のデスケスプレー５１から噴出された水が、ＬＤＶ１に隣接する上流側の搬送ロール５１に直撃する位置でもある。なお、この位置は、鋼材長さ測定装置１００を設置する前に、ファイバースコープで複数箇所の設置位置調査を行った際、鋼材通過時には、デスケスプレー５１の水や搬送ロール用クーラント５３の水が、直接ＬＤＶ１の光路に侵入してこないことを確認できた場所の内、最も圧延機５に近い位置である。
【００４３】
図１に示すように、本実施形態に係るＬＤＶ１は、防水・防塵用のステンレス製筐体１１内に設置されている。筐体１１は、パスラインＰＬに向かって、ＬＤＶ１１の光路をエアパージするように構成されたエアパージノズル１２を具備する。
【００４４】
図３は、本実施形態に係る筐体の概略構成及びエアパージノズルの原理を説明する説明図である。図３に示すように、筐体１１が具備するエアパージノズル１２は、噴出するエアの流速がエアパージノズル１２の径方向に略一定となるように構成されている。より具体的には、エアパージノズル１２は、吸入した圧空を増幅するための空気増幅器１２１と、吸入した圧空を吹き出す環状のスリットが形成された環状スリットエアノズル１２２とを備えることにより、エアパージノズル１２の先端（環状スリットエアノズル１２２の先端）から噴出するエアの流速が、エアパージノズル１２の径方向に略一定となるように構成されている。これにより、噴出されるエアのポテンシャルコアＰの長さは、エアパージノズル１２の内径（本実施形態では５０ｍｍ）の約５倍となる。本実施形態に係る筐体１１は、エアパージノズル１２と鋼材Ｓとの干渉を回避できる程度に、エアパージノズル１２の先端とパスラインＰＬとの距離を離間させる一方で、測定誤差要因となる周辺の霧状水滴等を光路に巻き込むことが無いように、ポテンシャルコアＰが形成される範囲内にＬＤＶ１の光路を存在させるべく、前記距離が、エアパージノズル１２内径の５倍以下となるように配置されている（本実施形態では、エアパージノズル１２の先端が、搬送ローラ５２の中心より上方に位置することになる）。なお、ＬＤＶ１は、圧延機５の駆動モータや鋼材Ｓが圧延機５に噛み込む時等から伝達する振動を回避するべく、防振ゴム１３を介して筐体１１内に支持されている。
【００４５】
図１に示すように、本実施形態に係るＨＭＤ２も、前述したＬＤＶ１の場合と同様に、防水・防塵用のステンレス製筐体２１内に設置されており、筐体２１は、パスラインＰＬに向かって、ＨＭＤ２の光路をエアパージするように構成されたエアパージノズル２２（図３に示すエアパージノズル１２と同様の構成）を具備する。エアパージノズル２２の先端とパスラインＰＬとの距離が、エアパージノズル２２内径の５倍以下となるように配置（本実施形態では、エアパージノズル２２の先端が、搬送ローラの中心より上方に位置することになる）されている点も、エアパージノズル１２の場合と同様である。斯かる構成により、霧状水滴によって光が散乱したり、測定視野が広くなり過ぎたり、鋼材からの放射光が搬送ロール表面で反射してＨＭＤ２に入射するといった従来の問題を、より一層抑制することが可能である。
【００４６】
マイクロ波方式先端検出器３は、前述したように、パスラインＰＬより上方に設置された発信器３１と、下方に設置された受信器３２とを具備し、発信器３１と受信器３２との間における鋼材Ｓの有無に応じて、受信強度が変化することにより鋼材Ｓの先端を検出するものである。ここで、マイクロ波は、霧状水滴の大きさに比べて長い波長を有している（霧状水滴はμｍオーダーだが、マイクロ波の波長はｃｍオーダーである）ため、霧状水滴による散乱が生じず、霧状水滴が充満する環境下でも安定して使用することができるという利点を有する。しかしながら、発信器３１から発信されたマイクロ波が広がり、周辺設備（搬送ロールやガイド等）において反射したマイクロ波が受信器３２で検出されてしまう場合（誤差要因となる）もあり得るため、本実施形態では、発信器３１から発信されたマイクロ波を直接受信する場合と、周辺設備での反射を介して受信する場合とを識別し易い構成を採用している。以下、これについて説明する。
【００４７】
図４は、マイクロ波方式先端検出器３の構成をより詳細に示す斜視図である。図４に示すように、本実施形態に係るマイクロ波方式先端検出器３は、パスライン上方に設置された発信器３１及び下方に設置された受信器３２の他、発信器３１と受信器３２との間で且つパスライン下方に設置された金属製の反射板３３を具備している。発信器３１は、マイクロ波（右回りの円偏波）を反射板３３に向けて下方に発信するように配置されている。発信器３１から発信されたマイクロ波は、水平面に対して略４５度傾斜した反射板３３によってパスライン側方に反射し、側方に受信部３２１が向けられた受信器３２によって受信される。ここで、発信器３１から発信された右回りの円偏波は、金属製の反射板３３で反射する際に、左回りの円偏波に変換されると共に、受信器３２が左回りの円偏波のみを検出するように構成されているため、反射板３３で１回反射されたマイクロ波を感度良く検出することができる。これに対し、発信器３１から発信されたマイクロ波の内、周辺設備（搬送ロール５２等）で反射したマイクロ波は、周辺設備で数回反射した後に受信器３２に入射する（反射経路に応じて左回りの円偏波と右回りの円偏波が混合する）ことが多いため、周辺設備で反射するマイクロ波の影響を低減することが可能である。
【００４８】
なお、図４に示すように、受信器３２の受信部３２１を側方に向ける配置は、以下のような利点も有する。すなわち、パスラインより下方に配置される受信器３２の受信部３２１が、仮に発信器３１の発信部３１１と対向するように上方に向けられているとすれば、鋼材Ｓのスケールが受信部３２１に堆積し、当該スケールによってマイクロ波の透過が遮られる可能性があるため（誤動作の原因となる）、これを回避するには、頻繁なメンテナンスが必要になるという問題がある。これに対し、本実施形態に係る受信器３２は、受信部３２１が側方に向いた配置であるため、スケールが堆積することも少なく、好都合である。さらに、受信器３２内部をエアパージすれば、より一層、スケールの堆積を低減し、安定した動作を維持することが可能である。
【００４９】
演算手段４は、ＬＤＶ１、ＨＭＤ２及びマイクロ波方式先端検出器３からの出力信号を受信し、鋼材Ｓの長さを演算する。より具体的には、演算に使用する先端検出器として、ＨＭＤ２及びマイクロ波方式先端検出器３のいずれか一方を選択し（以下、選択したものを先端検出器Ｄという）、先端検出器Ｄ及びＬＤＶ１の設置間隔と、先端検出器Ｄで鋼材Ｓの先端を検出した時間と、ＬＤＶ１で計測した移動速度とに基づき鋼材長さを演算する。以下、演算手段４における演算内容について、より具体的に説明する。
【００５０】
ＬＤＶ１は、鋼材Ｓが測定可能域に搬入され、レーザ反射光を検出し始めるタイミングで、鋼材Ｓの先端部が到達したと判断して測定を開始する。具体的には、ＬＤＶ１は、レーザ反射光を検出したことを示す信号（速度計オン信号）及び鋼材Ｓの移動速度Ｖ（ｔ）を演算手段４に出力する。なお、鋼材Ｓの尾端がＬＤＶ１の光路を抜けることにより、レーザ反射光を検出しなくなったことを示す信号（速度計オフ信号）も演算手段４に出力される。
【００５１】
また、演算手段４は、ＨＭＤ２がオン（つまり、ＨＭＤ２が鋼材Ｓの先端を検出したことを意味する）になったことを示す信号（ＨＭＤオン信号）、マイクロ波方式先端検出器３がオン（つまり、マイクロ波方式先端検出器３が鋼材Ｓの先端を検出したことを意味する）になったことを示す信号（マイクロ波方式先端検出器オン信号）の他、圧延機５に設けられたロードセルがオフ（つまり、鋼材Ｓが圧延機５を抜けたことを意味する）になったことを示す信号（ロードセルオフ信号）も受信するように構成されている。
【００５２】
演算手段４は、上記各信号を受信した時間（速度計オン信号を受信した時間ｔ１、速度計オフ信号を受信した時間ｔ２、ＨＭＤオン信号を受信した時間ｔ３、マイクロ波方式先端検出器オン信号ｔ４、ロードセルオフ信号を受信した時間ｔ５）及び移動速度Ｖ（ｔ）に基づき、以下の式（５）に従い、略リアルタイムで（１０ｍｓｅｃ毎に）、長さＬ（ｔ）を演算する。
t
Ｌ（ｔ）＝∫ Ｖ（ｔ）ｄｔ ・・・（５）
t1
【００５３】
より具体的には、
（ａ）ＨＭＤ２が先端を検出した際（ｔ＝ｔ３）の長さＬ３、
（ｂ）先端検出器３が先端を検出した際（ｔ＝ｔ４）の長さＬ４、
（ｃ）ロードセルがオフになった際（ｔ＝ｔ５）の長さＬ５、
（ｄ）鋼材Ｓの尾端がＬＤＶ１の光路を抜けた際（ｔ＝ｔ２）の長さＬ２を演算する。
【００５４】
また、演算手段４には、ＬＤＶ１及びＨＭＤ２の設置間隔Ｓ１（本実施形態では３ｍ）、ＬＤＶ１及び先端検出器３の設置間隔Ｓ２（本実施形態では９ｍ）、ロードセル及びＬＤＶ１の設置間隔Ｓ３（本実施形態では６ｍ）が予め記憶されている。
【００５５】
演算手段４は、上記各演算結果（Ｌ２〜Ｌ５）と、上記予め記憶された各設置間隔（Ｓ１〜Ｓ３）とに基づき、鋼材長さＬｍを以下のようにして算出する。
（Ａ）鋼材Ｓの尾端がＬＤＶ１の光路を抜けた場合（速度計オフ時間ｔ２が送信された場合）であって、
（ｉ）先端検出器ＤとしてＨＭＤ２を選択した場合、以下の式（６）で演算し、
Ｌｍ＝Ｌ２−Ｌ３＋Ｓ１ ・・・（６）
（ii）先端検出器Ｄとして先端検出器３を選択した場合、以下の式（７）で演算する。
Ｌｍ＝Ｌ２−Ｌ４＋Ｓ２ ・・・（７）
（Ｂ）鋼材Ｓの尾端がＬＤＶ１の光路を抜けなかった場合（速度計オフ時間ｔ２が送信されず、ロードセルオフ時間ｔ５が送信された場合）であって、
（ｉ）先端検出器ＤとしてＨＭＤ２を選択した場合、以下の式（８）で演算し、
Ｌｍ＝Ｌ５−Ｌ３＋Ｓ１＋Ｓ３ ・・・（８）
（ii）先端検出器Ｄとして先端検出器３を選択した場合、以下の式（９）で演算する。
Ｌｍ＝Ｌ５−Ｌ４＋Ｓ２＋Ｓ３ ・・・（９）
【００５６】
なお、先端検出器Ｄの選択方法としては、（ａ）鋼材の寸法等に応じて、或いは、これに因らず、予めいずれか一方の先端検出器（２又は３）を固定的に選択することにし、選択した先端検出器Ｄの出力信号のみを演算に使用するという形態が可能である他、（ｂ）常時はいずれか一方の先端検出器を選択し、選択した先端検出器Ｄからの出力信号を演算に使用するが、故障等により、当該先端検出器Ｄの出力信号が得られなかった場合には、他方の先端検出器Ｄを使用するという形態も採用可能である。
【００５７】
以上に説明したように、本実施形態に係る鋼材長さ測定装置１００によれば、ＬＤＶ１は、パスラインＰＬより下方に設置されるため、熱間板圧延機５の近傍であっても、霧状水滴やデスケーリング水などの環境の影響を受け難く、精度良く速度を計測することが可能である。また、ＨＭＤ２がパスラインＰＬより下方に設置されるため、ＬＤＶ１の場合と同様に、霧状水滴などの環境の影響を受け難く、精度良く鋼材Ｓの先端を検出可能である。さらに、マイクロ波方式先端検出器３は、マイクロ波が、霧状水滴の大きさに比べて長い波長を有しているため、霧状水滴による散乱が生じず、霧状水滴が充満する環境下でも安定して使用することができ、精度良く鋼材Ｓの先端を検出可能である。従って、ＬＤＶ１及び先端検出器（ＨＭＤ２及びマイクロ波方式先端検出器３）の双方の精度を高めることができるため、両者を利用して演算手段４において算出された鋼材長さＬｍも精度の良い結果が得られることになる。
【００５８】
本実施形態に係る鋼材長さ測定装置１００は、さらに高精度に鋼材Ｓの長さを測定するべく、前記鋼材長さＬｍを、鋼材Ｓの反り形状に基づき補正するように構成されている。つまり、補正をせずに単にＬＤＶ１で計測した移動速度等に基づき演算した鋼材長さＬｍは、厳密には鋼材Ｓの水平面への投影長さを意味することになるため、反り形状を反映した補正を施すことにより、より一層、測定精度を高めることができる。本実施形態では、鋼材Ｓの反り形状に基づき補正する方法として、（１）鋼材の反り形状計測手段を別途設ける方法と、（２）先端検出器及びＬＤＶの計測値を利用する方法との、いずれかを選択し得るように構成されている。以下、これについて具体的に説明する。
【００５９】
（１）鋼材の反り形状計測手段を別途設ける方法
本方法では、図１に示すように、鋼材Ｓの反り形状を測定するべく、鋼材Ｓの先端部を側方から２次元撮像装置であるＣＣＤカメラ６（本実施形態では、ＬＤＶ１の設置位置から下流に３ｍの位置に設置）で撮像する（鋼材Ｓの自発光を利用する）。撮像された画像は、演算手段４に送信され、これに公知の画像処理手法を適用することにより、鋼材Ｓの反り形状（反り高さ、反り曲率等）を算出し、当該算出した反り形状に基づき、前記鋼材長さＬｍを補正する。なお、画像の撮像タイミングは、例えば、演算手段４がＨＭＤオン信号を受信してから所定時間経過後に撮像する（演算手段４が具備する画像メモリ（図示せず）に静止画として記憶する）など、種々の方法を適用可能である。
【００６０】
図５は、反り形状（反り高さ）と、鋼材長さの測定誤差との関係例を示すグラフである。ここで、図５の横軸は、上記のようにして撮像した画像から算出した反り高さを示す。また、図５の縦軸は、鋼材長さＬｍ（熱膨張を考慮して補正したもの）と、鋼材Ｓの実測長さ（ホットレベラーで反りや平坦を矯正した後、冷間で実測した長さ）との差である測定誤差を示す。図５に示すように、反り高さと測定誤差には、反り高さが大きくなると測定誤差が小さくなる（鋼材長さＬｍが実測長さよりも短くなる）という相関があることが分かる。従って、図５に示すような両者の相関関係を予め採取し、演算手段４に記憶（相関直線の式を記憶する等）しておくことにより、実際に補正を行う場合には、ＣＣＤカメラ６で撮像した画像を演算手段４で画像処理することにより算出した反り高さと、前記記憶した相関関係とに基づき、測定誤差を算出し、鋼材長さＬｍに対して当該測定誤差分の補正を施すことが可能である。これにより、より一層、鋼材長さの測定精度を高めることができる。
【００６１】
なお、本実施形態では、鋼材Ｓの先端部を撮像する２次元撮像装置としてＣＣＤカメラ６を用いたが、デスケーリングの際に生じる霧状水滴によって誤動作することを回避するべく、撮像する際にはデスケーリングしないようにすることや、デスケーリングの影響を受けないところまで圧延機５からＣＣＤカメラ６を離間させることの他、霧状水滴の影響を受け難い赤外線検出方式のカメラとすることも可能である。
【００６２】
（２）先端検出器及びＬＤＶの計測値を利用する方法
一般に、レーザ光を被測定材表面に対して略垂直に照射し、略垂直に反射光を受光する構成において、被測定材表面を傾けた場合、反射光の光量は傾き角に応じて変化し、傾き角が大きくなるほど減少する。従って、反射光の光量を観察すれば、前記傾き角をある程度検知できることになる。ＬＤＶ１は、所定角度で観察（検出）した反射光量が所定のしきい値を超えた場合に、レーザ反射光が検出されたことを意味する速度計オン信号を出力するように構成されている。つまり、被測定材である鋼材Ｓの反り角度（反り形状表面の水平面に対する角度）が、所定の角度まで小さくなった場合に、速度計オン信号を出力する（言わば鋼材Ｓの先端を検出したと認識する）ことになる。従って、反りの有無に関わらず精度良く先端を検出できる先端検出器Ｄが検出した鋼材Ｓの先端位置と、ＬＤＶ１を構成するレーザが検出した鋼材Ｓの先端位置との距離（以下、先端検出誤差という）を算出すれば、先端検出誤差が大きければ大きいほど、反りの大きい（実際の先端位置から反り角度が小さくなる位置までの距離が長い）鋼材Ｓであることが認識できると考えられる。
【００６３】
図６は、以上の知見に基づき、反り形状（反り高さ）と、先端検出誤差との関係を調査した結果の一例を示すグラフである。ここで、図６の横軸は、前述した２次元撮像装置で撮像した画像から算出した反り高さを示す。また、図６の縦軸は、先端検出器としてＨＭＤを選択した場合の先端検出誤差を示す。なお、先端検出誤差は、先端検出器Ｄ（図６の場合はＨＭＤ２）が検出した鋼材Ｓの先端位置と、ＬＤＶ１を構成するレーザが検出した鋼材Ｓの先端位置との距離を意味し、具体的には、図６の場合、前述したＬ２から式（６）で演算されたＬｍを減算した値（＝Ｌ３−Ｓ１）、又は、前述した（Ｌ５＋Ｌ３）から式（８）で演算されたＬｍを減算した値（＝Ｌ３−Ｓ１）である。図６に示すように、反り高さが大きくなれば、先端検出誤差（図６の縦軸の絶対値）も大きくなり、両者が相関関係を有することが分かる。つまり、前述した（１）の補正方法において使用する反り高さの代わりに、先端検出誤差を鋼材長さＬｍの補正に使用できることを示唆するものである。
【００６４】
図７は、先端検出誤差と、鋼材長さの測定誤差との関係例を示すグラフである。ここで、図７の横軸は、先端検出誤差を示す（ただし、図６の場合と異なり、先端検出誤差をＳ１−Ｌ３で示している）。また、図７の縦軸は、鋼材長さＬｍ（熱膨張を考慮して補正したもの）と、鋼材Ｓの実測長さ（冷間で反り形状に沿って実測した長さ）との差である測定誤差を示す。図７に示すように、先端検出誤差と測定誤差には、先端検出誤差が大きくなると測定誤差が小さくなる（鋼材長さＬｍが実測長さよりも短くなる）という相関があることが分かる。従って、図７に示すような両者の相関関係を予め採取し、演算手段４に記憶（相関直線の式を記憶する等）しておくことにより、実際に補正を行う場合には、演算手段４で算出した先端誤差と、前記記憶した相関関係とに基づき、測定誤差を算出し、鋼材長さＬｍに対して当該測定誤差分の補正を施すことが可能である。これにより、より一層、鋼材長さの測定精度を高めることができる。なお、図７では、先端検出器としてＨＭＤ２を選択した場合の先端検出誤差と測定誤差との関係を示し、この相関関係を補正に使用することについて説明したが、無論、マイクロ波方式先端検出器３を選択した場合の先端検出誤差（この場合、先端検出誤差はＳ２−Ｌ４となる）を使用して、図７と同様の相関関係を予め採取しておき、これを用いて補正を行うことも可能である。
【００６５】
以上に説明したように、本実施形態に係る鋼材長さ測定装置１００によれば、鋼材長さを高精度に測定することが可能であるため、測定された鋼材長さ（反り形状に基づく補正を含む）を利用して、高精度な鋼材寸法（長さ・厚み）の制御も可能である。具体的には、演算手段４で演算した鋼材長さを、制御用プロセスコンピュータに送信し、当該プロセスコンピュータにより、以下に示すような寸法制御を行うことが可能である。
【００６６】
（Ａ）鋼材の長さ制御
鋼材長さ測定装置１００で測定した圧延最終パスのｎ（ｎ＝１又は２）パス前での鋼材長さＬm-nと、鋼材厚みｔm-nと、最終パスでの鋼材の目標厚みｔaimとにより、最終パスでの推定鋼材長さＬmを以下の式（１）で推定するステップと、
Ｌm＝Ｌm-n・（ｔm-n／ｔaim） ・・・（１）
最終パスでの鋼材の目標長さをＬａｉｍとしたとき、
（ａ）Ｌm≧Ｌaimである場合、
目標厚みｔaimで最終パスを圧延し、
（ｂ）Ｌm＜Ｌaimである場合、
最終パスでの鋼材の目標長さＬaimを達成可能な目標厚みｔaim'を以下の式（２）で計算すると共に、
ｔaim'＝ｔaim・（Ｌm／Ｌaim） ・・・（２）
最終パスでの目標厚みの公差内にある下限値をｔaimminとしたとき、
（ｂ−１）ｔaim'≧ｔaimminである場合、
目標厚みｔaim'で最終パスを圧延し、
（ｂ−２）ｔaim'＜ｔaimminである場合、
目標厚みｔaimで最終パスを圧延するステップとにより、鋼材長さを制御することが可能である。
【００６７】
本制御方法によれば、最終パスの１パス前（ｎ＝１）に限らず、２パス前（ｎ＝２）に測定した鋼材長さを利用した高精度な制御が可能であるため、従来のように、前面仕上げの鋼材に対してしか、測長結果に基づく長さ制御を実施できないといった圧延能率上の問題を解消することが可能である。また、従来であれば、製品長さが受注長さに足りなくなれば、当該受注長さに鋼材を切り出すことができなくなるため、原材料であるスラブの重量を多めにして（製品長さが長くなるようにクロップ代を付与）対処していたが、本制御方法によって制御精度が向上することにより、余分なクロップ代を削減できるため、歩留まりの向上も図ることができる。
【００６８】
（Ｂ）実貫比を考慮しない鋼材の厚み制御
鋼材長さ測定装置１００で測定した圧延最終パスのｎ（ｎ＝１又は２）パス前での鋼材長さＬm-nと、鋼材厚みｔm-nと、最終パスでの鋼材の目標長さＬaimとにより、以下の式（３）で計算される最終パスでの鋼材の狙い厚みｔaimで最終パスを圧延することにより、鋼材厚みを制御することが可能である。
ｔaim＝ｔm-n・（Ｌm-n／Ｌaim） ・・・（３）
【００６９】
本制御方法によれば、最終パスの１パス前（ｎ＝１）に限らず、２パス前（ｎ＝２）に測定した鋼材長さを利用した高精度な制御が可能であるため、従来のように、前面仕上げの鋼材に対してしか、測長結果に基づく厚み制御を実施できないといった圧延能率上の問題を解消することが可能である。また、鋼材が厚物材である場合、製品厚みを受注厚みに合致させることが困難であるため、一般に広く厚み公差が設定されている。本制御方法によれば、高精度の厚み制御が可能であるため、公差下限を狙ったスラブ設計により、余分なスラブ重量を削減することにより、歩留まり向上を図ることができる。なお、前記鋼材厚みｔm-nとしては、圧延ロールの圧下位置から推定される厚み（いわゆるゲージ厚）を用いることができる他、放射線厚み計等によって実測した厚みを用いても良い。
【００７０】
（Ｃ）実貫比を考慮した鋼材の厚み制御
鋼材長さ測定装置１００で測定した圧延最終パスのｎ（ｎ＝１又は２）パス前での鋼材長さＬm-nと、鋼材厚みｔm-nと、実貫比ａと、最終パスでの鋼材の目標長さＬaimとにより、以下の式（４）で計算される最終パスでの鋼材の狙い厚みｔaimで最終パスを圧延することにより、鋼材厚みを制御することが可能である。
ｔaim＝ｔm-n・｛Ｌm-n／（ａ・Ｌaim）｝ ・・・（４）
【００７１】
本制御方法によれば、最終パスの１パス前（ｎ＝１）に限らず、２パス前（ｎ＝２）に測定した鋼材長さを利用した高精度な制御が可能であり、従来のように、前面仕上げの鋼材に対してしか、測長結果に基づく厚み制御を実施できないといった圧延能率上の問題を解消することが可能である。また、本制御方法によれば、高精度の厚み制御が可能であるため、公差下限を狙ったスラブ設計により、余分なスラブ重量を削減することにより、歩留まり向上を図ることができる。なお、実貫比ａは、実スラブ重量の設計重量に対する比率を意味し、例えば、加熱炉内に挿入するスラブ重量の実測定値を実スラブ重量とし、圧延後の（目標厚み×目標幅×目標長さ×比重）を設計重量として、両者の比率を算出した値である。また、前記鋼材厚みｔm-nとしては、圧延ロールの圧下位置から推定される厚み（いわゆるゲージ厚）を用いることができる他、放射線厚み計等によって実測した厚みを用いても良い。
【００７２】
【実施例】
以下、実施例を示すことにより、本発明の特徴をより一層明らかにする。
【００７３】
（１）装置構成
図１〜図４を用いて説明したのと同様の装置構成で、本発明に係る鋼材長さ測定装置及びこれを用いた鋼材寸法制御方法の評価試験を実施した。
【００７４】
より具体的には、ＬＤＶとして、焦点距離が１０００ｍｍ、焦点深度が±１００ｍｍ、レーザ交差角が約３°、速度平均化時間が１０ｍｓｅｃのものを使用した。なお、一方のレーザ光は、他方のレーザ光に比べ、音響光学素子によって４０ＭＨｚ相当の波長シフトを施している。また、ＬＤＶのドップラー周波数測定は、ＤＳＰによって行われ、速度出力と共に、平均化時間中の速度測定成功率ＱＦ（Quality Factor）値（％）も出力するように構成されている。
【００７５】
また、ＬＤＶ及びＨＭＤの筐体が具備するエアパージノズルの内径は５０ｍｍであり、エアパージノズルの先端がパスラインから２００ｍｍになるように配置した。エアパージノズルを構成する空気増幅器は、増幅率５倍のものを使用し、これに圧空２ｍ３／分（４ｋｇ／ｃｍ２）を供給することにより、筐体の側壁に設けられた内径１００ｍｍの配管を通じてブロアエアを８ｍ３／分吸入し、１０ｍ３／分のエアを噴出可能とした。さらに、この空気増幅器に、環状スリットエアノズル（吸入する圧空の流量は０．５ｍ３／分程度）を付加することにより、１０．５ｍ３／分のエアをエアパージノズルの先端から鋼材裏面に向けて噴出した（流速は約８０ｍ／秒となる）。
【００７６】
また、マイクロ波方式先端検出器としては、発信するマイクロ波の周波数が２４ＧＨｚで、受信器の応答速度が５ｍｓｅｃのものを用い、図４に示すのと同様に配置した。
【００７７】
さらに、反り形状計測手段として使用する２次元撮像装置は、近赤外（１μｍ付近）にも感度を有する、画素数が６４０×４８０の白黒ＣＣＤカメラを使用した。
【００７８】
（２）動作確認試験
以上に説明した構成を有する鋼材長さ測定装置で、まず、動作の安定性を確認した。
【００７９】
図８に、動作確認試験の結果を示す。図８の（ａ）はＬＤＶによる速度測定結果を、（ｂ）は前述したＱＦ値を、（ｃ）はＨＭＤオン信号を、（ｄ）はマイクロ波方式先端検出器オン信号を、それぞれ示す。図８に示すように、速度測定中は、常に、ＱＦは１００％であり、安定な測定ができていることが分かる。また、ＨＭＤ及びマイクロ波方式先端検出器についても鋼材の先端を確実に検出できていることが分かる。
【００８０】
（３）先端検出器の先端検出精度評価試験
ＨＭＤの光路上を鋼材の先端が通過し、その後、マイクロ波方式先端検出器の送受信器間を鋼材の先端が通過するまでの長さ測定値（前述したＬ４−Ｌ３に相当）と、両先端検出器間の実際の距離とを比較することにより、先端検出精度を評価した。その結果を図９に示す。図９は、本実施例に係る鋼材測定装置を設置後、約半年間に亘って前記長さを測定したデータであり、図９中の各点（黒点）は２０〜６０枚の鋼材に対する平均値を、エラーバーは測定値のばらつき（３σ）を、それぞれ示す。図９に示すように、半年間に亘り、３σで１００ｍｍ程度の精度が得られることが分かった。これは、鋼材寸法の制御に十分な精度であると言える。
【００８１】
（４）鋼材長さ測定精度評価試験
圧延速度が１５０〜３００ｍｐｍの最終パスで、厚みが１０〜１００ｍｍ、幅が２０００〜３１２０ｍｍの鋼材を、長さ１０ｍ〜５３ｍに圧延した際の、長さ測定精度（反り形状補正をする場合と補正をしない場合の双方について）を評価した。なお、比較例として、ＬＤＶ単体による長さ測定と、ＰＬＧによる長さ測定も実施した。測定精度（３σ）は、熱間で測定した値に最終仕上げ温度に基づき熱膨張補正した値と、冷間でメジャーによって測定した値とを比較することにより評価した。評価結果を表１に示す。
【表１】

Figure 0003928513
【００８２】
表１に示すように、従来のＰＬＧによる測定方法（測定精度±４５０ｍｍ）や、反り発生時に測定精度が悪化（測定精度±５００ｍｍ）するＬＤＶ単体に比べ、本実施例では、測定精度が大幅に向上（測定精度±１００ｍｍ）することが分かった。
【００８３】
（５）最終パスでの鋼材長さ推定精度評価試験
途中パスでの鋼材長さ測定装置による測定長さ（反り形状補正を施した測長値）を基にして、最終パスの長さを推定した値と、最終パスでの実測長さとを比較した。その結果を図１０に示す。ここで、図１０の（ａ）は最終パスの１パス前での測長値を用いて推定した値の精度を、（ｂ）は最終パスの２パス前での測長値を用いて推定した値の精度を、それぞれ示す。なお、図１０の縦軸は、長さ推定誤差、つまり、前述した式（１）における推定鋼材長さＬｍ（熱膨張を考慮して補正したもの）と、実測長さ（冷間で実測した長さ）との差を、横軸は、実測長さを、それぞれ示す。
【００８４】
図１０に示すように、最終パスの１パス前での測長値を用いた場合、最終パスでの長さ予測誤差は、±１００ｍｍ程度であるのみならず、２パス前での測長値を用いた場合でも、±２００ｍｍ程度であり、良好な推定精度が得られることが分かった。
【００８５】
（６）鋼材寸法制御精度評価試験
前述した本発明に係る鋼材の厚み制御方法（実貫比を考慮した厚み制御）を適用した場合の厚み制御精度と、前述した本発明に係る鋼材の長さ制御方法を適用した場合の長さ制御精度とについて評価した。図１１は、その評価結果であり、（ａ）は厚み制御精度の評価結果を、ｂ）は長さ制御の評価結果を、それぞれ示す。なお、図１１（ａ）の縦軸は厚み制御誤差、つまり、（実際の製品厚み−狙い厚み）／狙い厚み×１００（％）を、横軸は実貫比を、それぞれ示す。また、図１１（ｂ）の縦軸は長さ制御誤差、つまり、（実際の製品長さ−目標長さ）／目標長さ×１００（％）を、横軸は実貫比を、それぞれ示す。
【００８６】
図１１（ａ）に示すように、従来の制御方法で得られる製品厚みは、平均して狙い厚みより薄くなるように圧延されていることが分かる。これは、従来、鋼材長さ測定装置の精度不良に起因して、正確な鋼材長さが分からなかったため、オペレータが厚み公差内で薄めを狙うように手介入を行っていたことが原因である（逆に、長さについては、図１１（ｂ）に示すように、従来の制御方法では平均して長めに圧延される）。このことは、結果的に、鋼材の厚み精度を悪化させる要因の一つであった。本発明に係る制御方法によれば、精度の良い鋼材長さ測定装置を寸法制御に適用することにより、寸法精度を向上させることができた上に、オペレータの手介入も大幅に低減することができた。
【００８７】
なお、表２に、従来の制御方法を適用していた場合と、本発明に係る制御方法を適用した後との、月当たり平均の長さ不足発生量及び厚み制御誤差を示す。表２に示すように、本発明に係る制御方法を適用することにより、厚み制御精度を大幅に向上でき、更に、オペレータの手介入がない場合の長さ不足の発生を低減することもできた。
【表２】
Figure 0003928513
【００８８】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明に係る鋼材長さ測定装置によれば、レーザドップラー速度計が、パスラインより下方に設置されるため、熱間板圧延機の近傍であっても、霧状水滴やデスケーリング水などの環境の影響を受け難く、精度良く速度を計測することが可能である。また、先端検出器として、赤外線検出方式の先端検出器（ＨＭＤ）を備える場合、当該ＨＭＤがパスラインより下方に設置されるため、前記レーザドップラー速度計の場合と同様に、霧状水滴などの環境の影響を受け難く、精度良く鋼材の先端を検出可能である。或いは、先端検出器として、マイクロ波方式の先端検出器を備える場合、マイクロ波は、霧状水滴の大きさに比べて長い波長を有しているため、霧状水滴による散乱が生じず、霧状水滴が充満する環境下でも安定して使用することができ、精度良く鋼材の先端を検出可能である。以上のように、レーザドップラー速度計及び先端検出器（ＨＭＤ又はマイクロ波方式）の双方の精度を高めることができるため、高精度に鋼材長さを測定することが可能である。
【００８９】
また、高精度に鋼材長さを測定できる本発明に係る鋼材測定装置を用いた鋼材寸法制御方法によれば、最終パスの１パス前に限らず、２パス前に測定した鋼材長さを利用した高精度な制御が可能であるため、従来のように、前面仕上げの鋼材に対してしか、測長結果に基づく寸法（長さ・厚み）制御を実施できないといった圧延能率上の問題を解消することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明の一実施形態に係る鋼材長さ測定装置を示す概略構成図である。
【図２】 図２は、図１に示す鋼材長さ測定装置の設置環境を示す概略図である。
【図３】 図３は、図１に示す筐体の概略構成及びエアパージノズルの原理を説明する説明図である。
【図４】 図４は、図１に示すマイクロ波方式先端検出器の構成をより詳細に示す斜視図である。
【図５】 図５は、反り形状（反り高さ）と、図１に示す鋼材長さ測定装置によって測定した鋼材長さの測定誤差との関係例を示すグラフである。
【図６】 図６は、反り形状（反り高さ）と、図１に示すＬＤＶによる先端検出誤差との関係を調査した結果の一例を示すグラフである。こ
【図７】 図７は、図１に示すＬＤＶによる先端検出誤差と、図１に示す鋼材長さ測定装置によって測定した鋼材長さの測定誤差との関係例を示すグラフである。
【図８】 図８は、本発明の一実施例に係る鋼材長さ測定装置の動作確認結果を示す。
【図９】 図９は、本発明の一実施例に係る鋼材長さ測定装置を構成する先端検出器の先端検出精度評価結果を示す。
【図１０】 図１０は、本発明の一実施例に係る鋼材寸法制御方法における最終パスでの鋼材長さ推定精度評価結果を示す。
【図１１】 図１１は、本発明の一実施例に係る鋼材寸法制御方法における鋼材寸法制御精度評価結果を示す。
【符号の説明】
１…レーザドップラー速度計（ＬＤＶ）
２…赤外線検出方式先端検出器（ＨＭＤ）
３…マイクロ波方式先端検出器 ４…演算手段 ５…熱間板圧延機
１００…鋼材長さ測定装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to an apparatus for measuring the rolling length of a steel material with high accuracy in a poor environment near a hot plate rolling mill and a method for controlling the steel material dimensions (length / thickness) with high accuracy using the apparatus. .
[0002]
[Prior art]
  As a method of measuring the length of the steel material in the hot state, for example, a pulse generator (PLG) attached to a rolling roll of a finishing rolling mill or a contact-type roll provided in the immediate vicinity of the rolling roll is used to output the output pulse. Counting and measuring the steel material length by the number of counts, using a radiation thickness gauge or optical width gauge provided in the immediate vicinity of the rolling mill, etc., to the slab actual penetration weight and the measured thickness and width Based on this, a method for estimating the length of a steel material by back calculation is known.
[0003]
  Further, as disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 58-89812, a method of calculating the length of a steel material by scanning a movable mirror in the length direction of the steel material and detecting an infrared region emitted by the steel material. There is also.
[0004]
  Furthermore, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 5-85247, a so-called laser Doppler velocimeter (hereinafter referred to as LDV as appropriate) was used as one of the methods for measuring the length of a steel material in a non-contact manner. Techniques are known. The laser Doppler velocimeter uses laser light from two directions to irradiate the surface of the steel material being transported through the production line and utilizes the Doppler phenomenon that occurs between each reflected light. The steel material moves based on the Doppler frequency of the Doppler signal. The speed V is calculated. The length of the steel material is calculated based on the moving speed V calculated by the laser Doppler velocimeter and the measurement time T.
[0005]
  Here, in principle, the laser Doppler velocimeter can measure the velocity only when the surface of the steel material is present at a portion where the laser beams from two directions intersect. In the case of a generally known laser Doppler velocimeter, the portion where the laser beams intersect, that is, the measurable range is limited to about 200 mm in the thickness direction of the steel material, and if this range is exceeded, measurement becomes impossible. However, in thick plate rolling, warping frequently occurs at the tip of the thick plate depending on the rolling conditions, and the height of this warping is large and is 500 mm or more. Therefore, when measuring a thick plate that has warped as a steel material to be measured, a portion where measurement is impossible may occur at the tip, which causes a measurement error. In this way, the laser Doppler velocimeter alone cannot detect the tip portion where a large warp has occurred, and this causes a measurement error. Therefore, the tip portion of the steel material is detected separately from the laser Doppler velocimeter. Attempts have also been made to improve the measurement accuracy by installing a tip detector for this purpose. More specifically, as disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Publication No. 5-85247, the integration of the moving speed is started at the timing when the tip of the steel material is detected by the optical tip detector, and the calculation is thereby performed. It has been proposed to calculate the length of the steel material by adding the installation interval between the tip detector and the laser Doppler velocimeter to the measured length.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
  However, in the method using PLG described above, there is a problem that sufficient accuracy cannot be obtained because, for example, the advanced rate prediction error affects the length measurement accuracy in addition to the slip and inertia between the steel material and the rolling roll. .
[0007]
  In addition, as described above, in the method of estimating the steel material length from the actually measured thickness and width, in addition to the problem that a length measurement error due to the thickness deviation and width deviation in the steel material occurs, in particular, a radiation thickness gauge is used. When using, (1) When the steel material is a thick material, the measurement error of the thickness gauge increases due to a decrease in the transmission intensity of the radiation, and consequently the length measurement error also increases, (2) When descaling a steel material, the transmission intensity of radiation is reduced by the descaling water, and a measurement error occurs in the same way. Therefore, the thickness must be measured at a timing without descaling, or a rolling mill Only thickness gauges installed at positions away from the instrument can be applied, and depending on the length of the steel material, it may be necessary to transport the steel material to the installation position of the thickness gauge for measurement. There is.
[0008]
  In addition, the above-described method using the movable mirror has a problem in that the rolling efficiency is adversely affected because the steel material needs to be stopped once for measurement. In addition, since the measurement length is limited to the driving range of the movable mirror and is actually about 10 m, if it is a long steel material, it must be measured many times by changing the measurement site. This will adversely affect the rolling efficiency.
[0009]
  Furthermore, in the method in which the tip detector and the laser Doppler velocimeter described above are installed in the immediate vicinity of the rolling mill and the steel material length is measured, the tip detector and the laser Doppler velocimeter malfunction due to the effects of water droplets and descaling water. The actual situation is that the measurement is not performed with high accuracy. Of course, the farther the installation position of the laser Doppler velocimeter, etc., is from the rolling mill, the less the influence of water droplets and descaling water, but when performing measurements during rolling, depending on the length of the steel material, the laser Since it is necessary to transport the steel material to the downstream where the Doppler speedometer or the like is installed, the present situation is that it is not applied to a rolling line that leads to time loss and prioritizes rolling efficiency.
[0010]
  In addition, as a tip detector, an infrared detection type HMD (Hot Metal Detector) is often used to detect the self-luminescence of the steel material. This HMD improves the durability and maintainability of the optical system. From the viewpoint of preventing dirt from adhering to the lens, it is usually arranged to detect the tip of the steel material from an obliquely upper side of the rolling line. However, in such an arrangement of the HMD, the distance from the HMD to the steel material tip to be measured becomes relatively long, so that light is scattered by the mist-like water droplets existing between them, and the measurement field of view becomes too wide. There is a problem that the detection accuracy of the tip of the steel material is low, for example, the radiated light from the steel material may be reflected on the surface of the transport roll and enter the HMD.
[0011]
  On the other hand, conventionally, a method for controlling the dimensions (thickness / length) of a steel material based on the steel material length measured using a laser Doppler velocimeter is disclosed in, for example, the above-mentioned Japanese Patent Publication No. 5-85247. However, the measurement of the steel length is limited to one pass before the final pass.
[0012]
  As described above, it is limited to one pass before the final pass because the measurement accuracy of the conventional steel length measuring device is insufficient, so that the length of the steel after two passes or more is estimated from the measured pass. This is because the rolling reduction increases as the number of passes increases, and in principle, the steel material length prediction accuracy in the final pass is reduced by the rolling reduction. Thus, the conventional control method can only control the steel material length in the said pass based on the steel material length measured 1 pass before.
[0013]
  However, in the conventional control method, for example, when the length measuring device is installed only on the rear surface (downstream side) of the rolling mill, the steel material of the front finish (steel material conveyed to the upstream side of the rolling mill in the final pass) However, the length control based on the length measurement result cannot be performed, and there is a problem in rolling efficiency that the steel material must be moved and the final rolling direction must be corrected, which leads to a time loss.
[0014]
  The present invention has been made to solve the problems of the prior art, and uses an apparatus for measuring the rolling length of a steel material with high accuracy in a poor environment in the vicinity of a hot plate rolling mill. It is an object of the present invention to provide a method for controlling a steel material dimension (length / thickness) with high accuracy.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above-mentioned problems, the present invention includes a laser Doppler velocimeter installed on at least one of an inlet side and an outlet side of a hot plate rolling mill in a hot plate rolling facility as described in claim 1. It is a steel material length measuring device, wherein the laser Doppler speedometer is installed below a pass line in the vicinity of the hot plate rolling mill, and from the installation position of the laser Doppler speed meter with respect to the hot plate rolling mill In addition, a tip detector of an infrared detection system installed at a position separated from the pass line of the hot plate rolling mill, or a position where the laser Doppler velocimeter is installed with respect to the hot plate rolling mill A microwave-type tip detector comprising a transmitter installed at a spaced position and above a pass line of the hot plate rolling mill and a receiver installed below.Steel warpage shape measuring means,Calculate the steel length based on the installation interval of the tip detector and the laser Doppler velocimeter, the time when the tip of the steel material is detected by the tip detector, and the moving speed measured by the laser Doppler velocimeterThen, based on the warp shape of the steel material measured by the warp shape measuring means, the calculated steel material length is corrected.The present invention provides a steel length measuring device comprising a computing means.
[0016]
According to the first aspect of the invention, since the laser Doppler velocimeter is installed below the pass line, the influence of the environment such as mist droplets and descaling water even in the vicinity of the hot plate mill. The speed can be measured with high accuracy. Further, when an infrared detector type tip detector (HMD) is provided as a tip detector, since the HMD is installed below the pass line, as in the case of the laser Doppler speedometer, It is difficult to be affected by the environment, and the tip of the steel material can be detected with high accuracy. The laser Doppler velocimeter and the HMD of the invention according to claim 1 are installed below the pass line, but should be installed so as to secure an optical path in the gap between adjacent conveyance rolls provided in the hot plate rolling equipment. That's fine. In addition, when a microwave-type tip detector is provided as the tip detector, the microwave has a longer wavelength than the size of the mist-like water droplet (the mist-like water droplet is on the order of μm, but the microwave Since the wavelength is in the order of cm), scattering due to mist-like water droplets does not occur, it can be used stably even in an environment filled with mist-like water droplets, and the tip of the steel material can be detected with high accuracy. As described above, since the accuracy of both the laser Doppler velocimeter and the tip detector (HMD or microwave method) can be increased, according to the invention according to claim 1 using both, the length of the steel material is highly accurate. It is possible to measure the thickness.
[0017]
  The calculation means is based on the installation interval of the tip detector and the laser Doppler velocimeter, the time when the tip of the steel material is detected by the tip detector, and the moving speed measured by the laser Doppler velocimeter, for example, the detection. It is possible to calculate the steel length by starting the integration of the moving speed from time and adding the installation interval to the length calculated by this. The tip detector can be applied to either an infrared detection method or a microwave method. However, both of the tip detectors are provided so that either one of the tip detectors can be used for calculation by the calculation means. It is also possible to employ a configuration in which the time when the tip is detected is used. According to such a configuration, even if one of the tip detectors cannot detect the tip of the steel material due to a failure or the like, the other can supplement this, so the length of the steel material You can be sure of the measurement.
[0018]
  According to the first aspect of the present invention, the calculation means is a warp of the steel material measured by the warp shape measurement means (for example, a CCD camera or the like arranged so as to image the tip of the steel material from the side). Based on the shape (for example, the height of curvature and curvature), the steel length calculated based on the moving speed measured by the laser Doppler velocimeter is corrected. For this reason, when calculating the steel length based on the moving speed measured by the laser Doppler velocimeter without correction (in this case, the projection length of the steel on the horizontal plane is calculated). In comparison, the measurement accuracy can be further improved. Various methods can be applied as the correction method. For example, the correlation between the warp shape (warp height and curvature) and the measurement error (difference between actual length and projection length) is collected in advance. A method of calculating a measurement error from the warp shape measured by the warp shape measuring means and the correlation, and correcting only the measurement error. Conceivable.
[0019]
  Further, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a laser Doppler velocimeter installed on at least one of an inlet side and an outlet side of a hot plate rolling machine in a hot plate rolling facility as described in claim 2. A steel material length measuring device provided, wherein the laser Doppler speedometer is installed below a pass line in the vicinity of the hot plate mill, and the laser Doppler speed meter is installed on the hot plate mill. Infrared detection type tip detector installed at a position spaced apart from the position and below the pass line of the hot plate rolling mill, or the laser Doppler velocimeter installed position with respect to the hot plate rolling mill A microwave type tip detector comprising a transmitter installed at a position farther away than the pass line of the hot plate rolling mill and a receiver installed below, and the tip detector and the front A calculation means for calculating a steel material length based on an installation interval of the laser Doppler velocimeter, a time when the tip of the steel material is detected by the tip detector, and a moving speed measured by the laser Doppler velocimeter; The means measured with the laser Doppler velocimeter between the time when the reflected light from the steel material of the laser constituting the laser Doppler velocimeter was detected and the time when the tip of the steel material was detected with the tip detector. The moving speed is integrated, and the calculated steel length is corrected based on the distance calculated by the integration and the correlation between the distance stored in advance and the measurement error caused by the warped shape of the steel. It is also provided as a steel length measuring device.
[0020]
  The inventors of the present invention use a laser Doppler velocimeter between the time when the reflected light from the steel material of the laser constituting the laser Doppler velocimeter is detected and the time when the tip of the steel material is detected by the tip detector. The measured moving speed is integrated, and the distance calculated by the integration (the distance between the position where the tip detector detects the tip of the steel and the position where the laser constituting the laser Doppler velocimeter recognizes the tip of the steel is called And the warpage shape of the steel material (the warp height) And the like have a correlation. Therefore, it is considered that there is a correlation between the calculated distance and the measurement error (difference between the actual length and the projection length).
[0021]
  The invention according to claim 2 has been completed based on the knowledge of the inventors, and is characterized in that the calculated distance is used instead of measuring the warped shape of the steel material as in claim 1. The steel length is corrected based on the calculated distance and the correlation (stored in the correlation curve equation or the like) of the measurement error caused by the distance stored in advance and the warp shape of the steel. According to the invention according to claim 2, since the correction considering the warp shape of the steel material is performed, the measurement accuracy can be further improved, and the laser Doppler velocimeter and the calculation means can measure the warp shape of the steel material. Since it is an alternative to the means, it is not necessary to provide a new warp shape measuring means separately, and accordingly, the apparatus configuration is simplified, the maintenance is excellent, and the cost increase can be suppressed.
[0022]
  As a preferred configuration of the invention according to claim 1 or 2, as described in claim 3, at least one of the laser Doppler velocimeter and the infrared detector type tip detector is directed toward the pass line. The air purge nozzle is installed in a housing having an air purge nozzle configured to air purge the optical path, and the air purge nozzle is configured such that the flow velocity of the ejected air is substantially constant in the radial direction of the air purge nozzle, The casing is arranged such that the distance between the tip of the air purge nozzle and the pass line is not more than 5 times the inner diameter of the air purge nozzle.
[0023]
  When the flow velocity of air ejected from the air purge nozzle is substantially constant in the radial direction of the air purge nozzle, the length of the so-called potential core (the constant flow velocity region where the flow velocity at the nozzle tip (air jet outlet) is maintained) is the length of the air purge. It is known to be about 5 times the nozzle inner diameter.
[0024]
  According to the invention of claim 3, since the distance between the tip of the air purge nozzle and the pass line is within the range in which a potential core in which no turbulent flow is generated is formed, peripheral mist-like water droplets that cause measurement errors It is possible to further increase the measurement accuracy without entraining the light in the optical path.
[0025]
  In order to solve the above problems, the present invention provides a laser Doppler velocimeter installed on at least one of an inlet side and an outlet side of a hot plate rolling mill in a hot plate rolling facility as described in claim 4. A steel material length measuring device provided, wherein the laser Doppler speedometer is installed below a pass line in the vicinity of the hot plate mill, and the laser Doppler speed meter is installed on the hot plate mill. Infrared detection type tip detector installed at a position spaced apart from the position and below the pass line of the hot plate rolling mill, or the laser Doppler velocimeter installed position with respect to the hot plate rolling mill A microwave type tip detector comprising a transmitter installed at a position farther away than the pass line of the hot plate rolling mill and a receiver installed below, and the tip detector and the front A calculation means for calculating a steel material length based on an installation interval of the laser Doppler velocimeter, a time when the tip of the steel material is detected by the tip detector, and a moving speed measured by the laser Doppler velocimeter; The detection-type tip detector is installed in a housing having an air purge nozzle configured to air purge the optical path toward the pass line, and the air purge nozzle has a flow velocity of the ejected air in the radial direction of the air purge nozzle. The casing is arranged such that the distance between the tip of the air purge nozzle and the pass line is 5 times or less the inner diameter of the air purge nozzle, and the microwave system The tip detector is disposed between the transmitter and the receiver and below a pass line, and transmits a microwave transmitted from the transmitter. It is provided as steel length measuring apparatus characterized by further comprising a reflector for reflecting the serial receiver.
[0026]
  In the invention according to claim 4, the infrared detector type tip detector is the invention according to claim 3. In the same manner as described above, it is installed in a housing having an air purge nozzle. For this reason, it is possible to further improve the measurement accuracy of the tip detector of the infrared detection method without involving peripheral mist-like water droplets or the like that cause measurement errors in the optical path.
[0027]
  According to the invention of claim 4, the microwave type tip detector is located at a position farther away from the installation position of the laser Doppler velocimeter than the hot plate rolling mill and the path of the hot plate rolling mill. A transmitter installed above the line, a receiver installed below, and between the transmitter and the receiver and below the path line, the microwave transmitted from the transmitter is directed to the receiver. And a reflecting plate to be reflected. Since the reflection plate that reflects the microwave toward the receiver is disposed below the pass line, like the receiver, the microwave is incident on the receiver from the side. Therefore, the receiver can be arranged with the receiving unit for receiving the microwave directed to the side. If the receiving unit is arranged sideways, the problem that the scale hardly accumulates on the receiving unit and frequent maintenance is required can be solved. In addition, it is possible to reduce the influence of microwaves reflected by peripheral equipment.
[0028]
  Further, as a preferred configuration of the invention according to claim 4, as described in claim 5, a steel material warpage shape measuring means is further provided, and the computing means is based on the warpage shape of the steel material measured by the warpage shape measuring means. The structure which correct | amends the said calculated steel material length can be mentioned.
[0029]
  According to the invention according to claim 5, since the steel material length is corrected by the warp shape of the steel material measured by the steel material warp shape measuring means, similarly to the invention according to claim 1, the steel material length is further increased. Measurement accuracy can be increased.
[0030]
  Further, as a preferred configuration of the invention according to claim 4, as described in claim 6, the calculation means starts detecting the reflected light from the steel material of the laser constituting the laser Doppler velocimeter and the tip. Integrating the moving speed measured by the laser Doppler velocimeter during the time when the tip of the steel material was detected by the detector, resulting from the distance calculated by the integration, the distance stored in advance and the warped shape of the steel material It is good also as a structure which correct | amends the measured steel material length based on the correlation of a measurement error.
[0031]
  According to the invention according to claim 6, as in the invention according to claim 1, the distance calculated by integrating the moving speed measured by the laser Doppler velocimeter, the distance stored in advance, and the warped shape of the steel material. The steel length is corrected based on the correlation of the measurement error caused. According to the invention of claim 6, the laser Doppler velocimeter and the calculation means replace the steel warpage shape measuring means in claim 5, and therefore it is not necessary to separately provide a new warp shape measuring means. The apparatus configuration is simplified, and it is excellent in maintainability and has an advantage that cost increase can be suppressed.
[0032]
  Further, as a preferred configuration of the invention according to any one of claims 4 to 6, as described in claim 7, the laser Doppler velocimeter includes an air purge nozzle configured to air purge the optical path toward the pass line. The air purge nozzle is installed in a housing, and the air purge nozzle is configured so that a flow velocity of the ejected air is substantially constant in a radial direction of the air purge nozzle, and the housing includes a tip of the air purge nozzle and the path. A configuration in which the distance to the line is arranged to be not more than 5 times the inner diameter of the air purge nozzle can be mentioned.
[0033]
  According to the invention of claim 7, as in the invention of claim 3, the measurement accuracy of the laser Doppler velocimeter is further enhanced without involving peripheral mist-like water droplets or the like that cause measurement errors in the optical path. It is possible.
[0034]
  The present invention also includes claims.8In multi-pass hot lever rolling as described in claim 1,7A method for controlling the length of a steel material using the steel material length measuring device according to any one of
  The steel material length Lm-n before n (n = 1 or 2) pass of the rolling final pass measured by the steel length measuring device, the steel material thickness tm-n, and the target thickness taim of the steel material in the final pass And estimating the estimated steel length Lm in the final pass by the following equation (1):
  Lm = Lm-n. (Tm-n / taim) (1)
  When the target length of steel in the final pass is Laim,
  (A) When Lm ≧ Laim,
  Roll the final pass with the target thickness taim,
  (B) When Lm <Laim,
  The target thickness taim ′ that can achieve the target length Laim of the steel material in the final pass is calculated by the following equation (2), and
  taim '= taim · (Lm / Laim) (2)
  When the lower limit within the tolerance of the target thickness in the final pass is taimmin,
  (B-1) When taim '≧ taimmin,
  Roll the final pass with the target thickness taim '
  (B-2) When taim '<taimmin,
  And a step of rolling a final pass at a target thickness taim.
[0035]
  Claim8According to the invention which concerns on, by using the measuring apparatus which can measure steel material length with high precision, the steel material measured not only 1 pass before the last pass (n = 1) but before 2 passes (n = 2) Since high-precision control using the length is possible, when the steel length measuring device is installed on the rear surface of the rolling mill as in the past, the length measurement result is only applied to the front-finished steel. It is possible to eliminate the problem in rolling efficiency that the length control based on this cannot be performed. Further, conventionally, if the product length is less than the order length, the steel material cannot be cut out to the order length, so the slab, which is the raw material, is made heavy (the product length becomes long). However, since the control accuracy is improved by the present control method, the extra crop cost can be reduced, so that the yield can be improved.
[0036]
  The present invention also includes claims.9In multi-pass hot lever rolling as described in claim 1,7A method for controlling the thickness of a steel material using the steel material length measuring device according to any one of
  The steel material length Lm-n before the rolling final pass n (n = 1 or 2) measured by the steel material length measuring device, the steel material thickness tm-n, and the target length Laim of the steel material in the final pass Thus, the present invention provides a method for controlling the thickness of a steel material, characterized in that the final pass is rolled at a target thickness taim of the steel material in the final pass calculated by the following equation (3).
  taim = tm-n (Lm-n / Laim) (3)
[0037]
  Claim9According to the invention described in the above, by using a measuring device capable of measuring the steel material length with high accuracy, the measurement was performed not only one pass before the final pass (n = 1) but also two passes before (n = 2). Since high-precision control using the steel length is possible, it is possible to eliminate the rolling efficiency problem that thickness control based on the length measurement result can only be performed on the front-finished steel as in the past. Is possible. Further, when the steel material is a thick material, it is difficult to match the product thickness to the order thickness, and thus a thickness tolerance is generally set widely. According to this control method, since the thickness can be controlled with high accuracy, the yield can be improved by reducing the excess slab weight by the slab design aiming at the lower limit of tolerance. As the steel material thickness tm-n, a thickness estimated from the rolling position of the rolling roll (so-called gauge thickness) can be used, and a thickness measured by a radiation thickness meter or the like may be used.
[0038]
  Furthermore, the present invention provides the claims.10In multi-pass hot lever rolling as described in claim 1,7A method for controlling the thickness of a steel material using the steel material length measuring device according to any one of
  The steel length Lm-n, the steel thickness tm-n, the actual penetration ratio a, and the final pass in the final rolling pass n (n = 1 or 2) measured by the steel length measuring device. According to the target length Laim of the steel material, there is provided a method for controlling the steel material thickness, characterized in that the final pass is rolled with the target thickness taim of the steel material in the final pass calculated by the following equation (4). .
  taim = tm-n. {Lm-n / (a.Laim)} (4)
[0039]
  Claim10According to the invention described in the above, by using a measuring device capable of measuring the steel material length with high accuracy, the measurement was performed not only one pass before the final pass (n = 1) but also two passes before (n = 2). High-precision control using the steel length is possible, and it is possible to solve the rolling efficiency problem that thickness control based on the length measurement result can only be performed on the steel material with the front finish as before. Is possible. Further, according to the present control method, it is possible to control the thickness with high accuracy. Therefore, the yield can be improved by reducing the excess slab weight by the slab design aiming at the lower limit of tolerance. The actual penetration ratio a means the ratio of the actual slab weight to the design weight. For example, the actual measured value of the slab weight inserted into the heating furnace is defined as the actual slab weight, and after rolling (target thickness × target width × target Length × specific gravity) is a value obtained by calculating the ratio between the two, using the design weight. Further, as the steel material thickness tm-n, the thickness estimated from the rolling position of the rolling roll (so-called gauge thickness) can be used, and the thickness measured by a radiation thickness meter or the like may be used as described above. Claims9It is the same as the case of.
[0040]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0041]
  FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a steel length measuring device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an installation environment of the steel length measuring device illustrated in FIG. As shown in FIG. 1, a steel length measuring apparatus 100 according to this embodiment includes a hot plate rolling machine (hereinafter referred to as a rolling mill) 5 that performs multi-pass hot lever rolling (in the present embodiment). The laser Doppler velocimeter (LDV) 1 installed below the pass line PL at a position 6 m downstream from the rolling mill 5 and a position spaced apart from the installation position of the LDV 1 with respect to the rolling mill 5 (in this embodiment) , An infrared detection type tip detector (HMD) 2 installed at a position 9 m away from the rolling mill 5 and below the pass line PL, and a position spaced apart from the installation position of the LDV 1 with respect to the rolling mill 5 ( In the present embodiment, a microwave type tip detector 3 including a transmitter 31 installed at a position 15 m away from the rolling mill 5 and above the pass line PL and a receiver 32 installed below, LDV1, It receives the output signal from the MD2 and microwave method tip detector 3, and a computation unit 4 including a CPU or the like for calculating the length of the steel material S. In the present embodiment, the calculation unit 4 has been described as being separate from the LDV 1, but the LDV 1 itself may include the calculation unit 4. In this case, output signals from the HMD 2 and the microwave tip detector 3 are transmitted to the LDV 1.
[0042]
  As shown in FIG. 2, the LDV 1 is located below the pass line PL and adjacent to the adjacent transport rolls 52 in order to avoid being unmeasurable due to the large amount of cooling water W riding on the upper surface of the steel material S. It is installed so as to secure an optical path in the gap. Thus, measuring from the narrow gap of the transport roll 52 is also effective in avoiding a direct hit of the steel material S in which the lower end warps. In addition, the installation position of the LDV 1 according to the present embodiment corresponds to a position separated from the position where the deskespray 51 for ejecting descaling water to the steel material S by the three transport rolls 52 to the downstream side. It is also a position where water ejected from the upper desk spray 51 hits the upstream transport roll 51 adjacent to the LDV 1 directly. It should be noted that this position is determined when the installation position of the steel material length measuring apparatus 100 is checked with a fiberscope, and when the steel material passes, the water of the deskespray 51 and the water of the coolant 53 for the transport roll are used. However, it is the position closest to the rolling mill 5 among the places where it can be confirmed that the light does not directly enter the optical path of the LDV 1.
[0043]
  As shown in FIG. 1, the LDV 1 according to the present embodiment is installed in a waterproof / dust-proof stainless steel casing 11. The housing 11 includes an air purge nozzle 12 configured to air purge the optical path of the LDV 11 toward the pass line PL.
[0044]
  FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the schematic configuration of the housing and the principle of the air purge nozzle according to the present embodiment. As shown in FIG. 3, the air purge nozzle 12 provided in the housing 11 is configured such that the flow velocity of the air to be ejected is substantially constant in the radial direction of the air purge nozzle 12. More specifically, the air purge nozzle 12 includes an air amplifier 121 for amplifying the sucked compressed air and an annular slit air nozzle 122 formed with an annular slit for blowing out the sucked compressed air. The flow rate of air ejected from the tip (tip of the annular slit air nozzle 122) is configured to be substantially constant in the radial direction of the air purge nozzle 12. Thereby, the length of the potential core P of the air to be ejected is about five times the inner diameter of the air purge nozzle 12 (50 mm in this embodiment). The housing 11 according to the present embodiment separates the distance between the tip of the air purge nozzle 12 and the pass line PL to such an extent that interference between the air purge nozzle 12 and the steel material S can be avoided, while at the same time the peripheral area that causes measurement errors. The distance is arranged so that the optical path of the LDV 1 is within the range where the potential core P is formed so that the mist-like water droplets are not caught in the optical path, and the distance is 5 times or less the inner diameter of the air purge nozzle 12. (In this embodiment, the tip of the air purge nozzle 12 is positioned above the center of the transport roller 52). The LDV 1 is supported in the housing 11 via a vibration isolating rubber 13 in order to avoid vibrations transmitted from when the drive motor of the rolling mill 5 or the steel material S is engaged with the rolling mill 5.
[0045]
  As shown in FIG. 1, the HMD 2 according to the present embodiment is also installed in a waterproof / dust-proof stainless steel casing 21 as in the case of the LDV 1 described above, and the casing 21 is connected to the pass line PL. An air purge nozzle 22 (same configuration as the air purge nozzle 12 shown in FIG. 3) configured to air purge the optical path of the HMD 2 is provided. Arranged so that the distance between the tip of the air purge nozzle 22 and the pass line PL is not more than 5 times the inner diameter of the air purge nozzle 22 (in this embodiment, the tip of the air purge nozzle 22 is located above the center of the transport roller. This is the same as the case of the air purge nozzle 12. Such a configuration further suppresses conventional problems such as scattering of light by mist-like water droplets, an excessively wide measurement field of view, and reflection of light emitted from the steel material on the surface of the transport roll and entering the HMD 2. It is possible.
[0046]
  As described above, the microwave tip detector 3 includes the transmitter 31 installed above the pass line PL and the receiver 32 installed below, and includes the transmitter 31 and the receiver 32. The front end of the steel material S is detected by changing the reception intensity according to the presence or absence of the steel material S. Here, since the microwave has a longer wavelength than the size of the mist water droplet (the mist water droplet is on the order of μm, but the wavelength of the microwave is on the cm order), the scattering by the mist water droplet is It does not occur and has an advantage that it can be used stably even in an environment filled with mist-like water droplets. However, since the microwave transmitted from the transmitter 31 spreads and the microwave reflected by the peripheral equipment (such as a transport roll and a guide) may be detected by the receiver 32 (which causes an error), this In the embodiment, a configuration is used in which it is easy to distinguish between a case where the microwave transmitted from the transmitter 31 is directly received and a case where the microwave is received via reflection at peripheral equipment. This will be described below.
[0047]
  FIG. 4 is a perspective view showing the configuration of the microwave tip detector 3 in more detail. As shown in FIG. 4, the microwave type tip detector 3 according to the present embodiment includes a transmitter 31 and a receiver 32 in addition to a transmitter 31 installed above the path line and a receiver 32 installed below. And a metal reflector 33 installed below the pass line. The transmitter 31 is arranged to transmit a microwave (clockwise circularly polarized wave) downward toward the reflection plate 33. The microwave transmitted from the transmitter 31 is reflected to the side of the pass line by the reflecting plate 33 inclined approximately 45 degrees with respect to the horizontal plane, and is received by the receiver 32 having the receiving unit 321 directed to the side. Here, the clockwise circularly polarized wave transmitted from the transmitter 31 is converted into a counterclockwise circularly polarized wave when reflected by the metallic reflector 33, and the receiver 32 is rotated counterclockwise. Since only the polarization is detected, the microwave reflected once by the reflecting plate 33 can be detected with high sensitivity. On the other hand, among the microwaves transmitted from the transmitter 31, the microwaves reflected by the peripheral equipment (such as the transport roll 52) are reflected by the peripheral equipment several times and then enter the receiver 32 (depending on the reflection path). Therefore, it is possible to reduce the influence of microwaves reflected by peripheral equipment.
[0048]
  In addition, as shown in FIG. 4, the arrangement | positioning which orient | assigns the receiving part 321 of the receiver 32 to a side also has the following advantages. That is, if the receiving part 321 of the receiver 32 arranged below the pass line is directed upward so as to face the transmitting part 311 of the transmitter 31, the scale of the steel material S is the receiving part 321. Since there is a possibility that microwave transmission is blocked by the scale (causing malfunction), there is a problem that frequent maintenance is required to avoid this. On the other hand, the receiver 32 according to the present embodiment is convenient because the receiving unit 321 is arranged sideways, so that scales are hardly deposited. Furthermore, if the inside of the receiver 32 is purged with air, it is possible to further reduce scale deposition and maintain stable operation.
[0049]
  The calculating means 4 receives the output signals from the LDV 1, the HMD 2 and the microwave tip detector 3 and calculates the length of the steel material S. More specifically, one of the HMD 2 and the microwave type tip detector 3 is selected as the tip detector used for the calculation (hereinafter, the selected one is referred to as the tip detector D), and the tip detector D and The steel material length is calculated based on the installation interval of the LDV1, the time when the tip of the steel material S is detected by the tip detector D, and the moving speed measured by the LDV1. Hereinafter, the calculation contents in the calculation means 4 will be described more specifically.
[0050]
  The LDV 1 starts the measurement by determining that the tip of the steel material S has arrived at the timing when the steel material S is brought into the measurable range and starts detecting the laser reflected light. Specifically, the LDV 1 outputs a signal (speedometer on signal) indicating that the laser reflected light has been detected and the moving speed V (t) of the steel material S to the computing means 4. A signal (speedometer off signal) indicating that the laser reflected light is no longer detected by the tail end of the steel material S passing through the optical path of the LDV 1 is also output to the computing means 4.
[0051]
  Further, the calculation means 4 is a signal (HMD on signal) indicating that the HMD 2 is turned on (that is, the HMD 2 has detected the tip of the steel material S), and the microwave tip detector 3 is turned on ( That is, the load cell provided in the rolling mill 5 in addition to the signal (microwave type tip detector on signal) indicating that the microwave type tip detector 3 has detected the tip of the steel material S). Is also configured to receive a signal (load cell off signal) indicating that the steel material S has been turned off (that is, the steel material S has exited the rolling mill 5).
[0052]
  The calculating means 4 receives the above signals (time t1 when the speedometer on signal is received, time t2 when the speedometer off signal is received, time t3 when the HMD on signal is received, microwave tip detector on signal Based on t4, the time t5 when the load cell off signal is received, and the moving speed V (t), the length L (t) is calculated substantially in real time (every 10 msec) according to the following equation (5).
                  t
      L (t) = ∫ V (t) dt (5)
                  t1
[0053]
  More specifically,
  (A) Length L3 when HMD2 detects the tip (t = t3),
  (B) Length L4 when the tip detector 3 detects the tip (t = t4),
  (C) Length L5 when the load cell is turned off (t = t5),
  (D) The length L2 when the tail end of the steel material S passes through the optical path of the LDV1 (t = t2) is calculated.
[0054]
  The calculation means 4 includes an installation interval S1 between the LDV1 and the HMD2 (3 m in this embodiment), an installation interval S2 between the LDV1 and the tip detector 3 (9 m in this embodiment), an installation interval S3 between the load cell and the LDV1 (this In the embodiment, 6m) is stored in advance.
[0055]
  The calculation means 4 calculates the steel material length Lm as follows based on the calculation results (L2 to L5) and the installation intervals (S1 to S3) stored in advance.
  (A) When the tail end of the steel material S passes through the optical path of the LDV1 (when the speedometer off time t2 is transmitted),
  (I) When HMD2 is selected as the tip detector D, it is calculated by the following equation (6),
        Lm = L2-L3 + S1 (6)
  (Ii) When the tip detector 3 is selected as the tip detector D, calculation is performed using the following equation (7).
        Lm = L2-L4 + S2 (7)
  (B) When the tail end of the steel material S does not pass through the optical path of the LDV1 (when the speedometer off time t2 is not transmitted and the load cell off time t5 is transmitted),
  (I) When HMD2 is selected as the tip detector D, calculation is performed using the following equation (8):
        Lm = L5-L3 + S1 + S3 (8)
  (Ii) When the tip detector 3 is selected as the tip detector D, the following equation (9) is used for calculation.
        Lm = L5-L4 + S2 + S3 (9)
[0056]
  As a selection method of the tip detector D, (a) either one of the tip detectors (2 or 3) is fixedly selected in advance in accordance with or not depending on the size of the steel material. In addition, it is possible to use only the output signal of the selected tip detector D for calculation, and (b) always select either one of the tip detectors, and select from the selected tip detector D. Although the output signal is used for the calculation, when the output signal of the tip detector D cannot be obtained due to a failure or the like, a mode in which the other tip detector D is used can also be adopted.
[0057]
  As described above, according to the steel material length measuring apparatus 100 according to the present embodiment, the LDV 1 is installed below the pass line PL. It is difficult to be affected by the environment such as water droplets and descaling water, and it is possible to measure the speed with high accuracy. In addition, since the HMD 2 is installed below the pass line PL, the tip of the steel material S can be detected with high accuracy without being affected by the environment such as mist-like water droplets as in the case of the LDV 1. Furthermore, since the microwave tip detector 3 has a longer wavelength than the size of the mist-like water droplet, the microwave tip detector 3 does not scatter due to the mist-like water droplet and is filled with the mist-like water droplet. However, it can be used stably, and the tip of the steel material S can be detected with high accuracy. Therefore, since both the LDV1 and the tip detector (HMD2 and the microwave tip detector 3) can be improved in accuracy, the steel length Lm calculated by the calculation means 4 using both of them is also an accurate result. Will be obtained.
[0058]
  The steel material length measuring apparatus 100 according to the present embodiment is configured to correct the steel material length Lm based on the warped shape of the steel material S in order to measure the length of the steel material S with higher accuracy. That is, the steel material length Lm calculated based on the moving speed measured by the LDV 1 without correction is strictly the projection length of the steel material S on the horizontal plane, and thus reflects the warped shape. By performing the correction, the measurement accuracy can be further increased. In the present embodiment, as a method of correcting based on the warp shape of the steel material S, (1) a method of separately providing a warp shape measuring means of the steel material, and (2) a method of using the measured values of the tip detector and the LDV, Either one can be selected. This will be specifically described below.
[0059]
  (1) Method of separately providing means for measuring the warp shape of steel
  In this method, as shown in FIG. 1, in order to measure the warp shape of the steel material S, the tip of the steel material S is laterally viewed from the CCD camera 6 which is a two-dimensional imaging device (in this embodiment, from the position where the LDV 1 is installed). (Installed at a position of 3 m downstream)) (Self-light emission of the steel material S is used). The captured image is transmitted to the calculation means 4, and by applying a known image processing method thereto, the warp shape (warp height, warp curvature, etc.) of the steel material S is calculated, and the calculated warp shape is obtained. Based on this, the steel material length Lm is corrected. Note that the image capture timing is, for example, captured after a predetermined time has elapsed since the calculation unit 4 received the HMD ON signal (stored as a still image in an image memory (not shown) provided in the calculation unit 4). Various methods can be applied.
[0060]
  FIG. 5 is a graph showing an example of the relationship between the warp shape (warp height) and the measurement error of the steel material length. Here, the horizontal axis of FIG. 5 indicates the warp height calculated from the image captured as described above. Moreover, the vertical axis | shaft of FIG. 5 is steel material length Lm (corrected in consideration of thermal expansion), and the actual measurement length of the steel material S (the length measured in cold after correcting warpage and flatness with a hot leveler). The measurement error, which is the difference from As shown in FIG. 5, it can be seen that there is a correlation between the warp height and the measurement error that the measurement error decreases (the steel material length Lm becomes shorter than the actual measurement length) as the warp height increases. Accordingly, the correlation between the two as shown in FIG. 5 is collected in advance and stored in the computing means 4 (for example, the correlation line equation is stored). A measurement error is calculated based on the warp height calculated by image processing of the image picked up by the calculation means 4 and the stored correlation, and the steel material length Lm is corrected by the measurement error. It is possible. Thereby, the measurement precision of steel material length can be improved further.
[0061]
  In the present embodiment, the CCD camera 6 is used as a two-dimensional image pickup device that picks up the tip of the steel material S. However, when taking an image in order to avoid malfunctioning due to mist-like water droplets generated during descaling. In addition to avoiding descaling, separating the CCD camera 6 from the rolling mill 5 until it is not affected by descaling, it can also be an infrared detection type camera that is not easily affected by water droplets. Is possible.
[0062]
  (2) Method of using the tip detector and the measured value of LDV
  In general, in a configuration in which laser light is irradiated substantially perpendicularly to the surface of the material to be measured and the reflected light is received substantially vertically, when the surface of the material to be measured is tilted, the amount of reflected light changes according to the tilt angle. As the tilt angle increases, it decreases. Therefore, if the amount of reflected light is observed, the tilt angle can be detected to some extent. The LDV 1 is configured to output a speedometer on signal indicating that laser reflected light has been detected when the amount of reflected light observed (detected) at a predetermined angle exceeds a predetermined threshold value. That is, when the warp angle of the steel material S as the material to be measured (the angle of the warped shape surface with respect to the horizontal plane) is reduced to a predetermined angle, a speedometer ON signal is output (in other words, the tip of the steel material S is detected). Will recognize). Therefore, the distance (hereinafter referred to as tip detection error) between the tip position of the steel material S detected by the tip detector D that can accurately detect the tip regardless of the presence of warpage and the tip position of the steel material S detected by the laser constituting the LDV1. It can be considered that the greater the tip detection error, the greater the warp (the longer the distance from the actual tip position to the position where the warp angle becomes smaller), the steel S can be recognized.
[0063]
  FIG. 6 is a graph showing an example of a result of investigating the relationship between the warp shape (warp height) and the tip detection error based on the above knowledge. Here, the horizontal axis of FIG. 6 indicates the warp height calculated from the image captured by the above-described two-dimensional imaging apparatus. Further, the vertical axis in FIG. 6 indicates the tip detection error when the HMD is selected as the tip detector. The tip detection error means the distance between the tip position of the steel material S detected by the tip detector D (HMD2 in the case of FIG. 6) and the tip position of the steel material S detected by the laser constituting the LDV1. Specifically, in the case of FIG. 6, a value (= L3−S1) obtained by subtracting Lm calculated in Expression (6) from L2 described above, or Lm calculated in Expression (8) from (L5 + L3) described above. Is a value obtained by subtracting (= L3-S1). As shown in FIG. 6, as the warp height increases, the tip detection error (absolute value on the vertical axis in FIG. 6) also increases, indicating that both have a correlation. That is, it suggests that the tip detection error can be used for correcting the steel length Lm instead of the warp height used in the correction method (1) described above.
[0064]
  FIG. 7 is a graph showing an example of the relationship between the tip detection error and the steel length measurement error. Here, the horizontal axis of FIG. 7 indicates the tip detection error (however, unlike the case of FIG. 6, the tip detection error is indicated by S1-L3). Moreover, the vertical axis | shaft of FIG. 7 is a difference with steel material length Lm (what was corrected in consideration of thermal expansion), and the actual measurement length of steel material S (the length actually measured along the curvature shape in cold). Indicates a measurement error. As shown in FIG. 7, it can be seen that there is a correlation between the tip detection error and the measurement error that the measurement error becomes smaller (the steel material length Lm becomes shorter than the actually measured length) as the tip detection error increases. Therefore, when the correlation between the two as shown in FIG. 7 is collected in advance and stored in the calculation means 4 (such as storing the correlation line equation), the correction means 4 It is possible to calculate a measurement error based on the tip error calculated in step 1 and the stored correlation, and to correct the measurement error for the steel material length Lm. Thereby, the measurement precision of steel material length can be improved further. FIG. 7 shows the relationship between the tip detection error and the measurement error when the HMD 2 is selected as the tip detector, and the use of this correlation for correction has been described. Of course, the microwave tip detector is used. Using the tip detection error when 3 is selected (in this case, the tip detection error is S2-L4), the same correlation as in FIG. 7 is collected in advance, and correction is performed using this. Is also possible.
[0065]
  As described above, according to the steel material length measuring apparatus 100 according to the present embodiment, it is possible to measure the steel material length with high accuracy, and thus the measured steel material length (correction based on the warp shape). It is also possible to control the steel material dimensions (length / thickness) with high accuracy. Specifically, the length of the steel material calculated by the calculation means 4 can be transmitted to a control process computer, and the dimension control as shown below can be performed by the process computer.
[0066]
  (A) Steel length control
  The steel material length Lm-n before the n (n = 1 or 2) pass of the final rolling pass measured by the steel material length measuring device 100, the steel material thickness tm-n, and the target steel thickness taim in the final pass And estimating the estimated steel length Lm in the final pass by the following equation (1):
  Lm = Lm-n. (Tm-n / taim) (1)
  When the target length of steel in the final pass is Laim,
  (A) When Lm ≧ Laim,
  Roll the final pass with the target thickness taim,
  (B) When Lm <Laim,
  The target thickness taim ′ that can achieve the target length Laim of the steel material in the final pass is calculated by the following equation (2), and
  taim '= taim · (Lm / Laim) (2)
  When the lower limit within the tolerance of the target thickness in the final pass is taimmin,
  (B-1) When taim '≧ taimmin,
  Roll the final pass with the target thickness taim '
  (B-2) When taim '<taimmin,
  The length of the steel material can be controlled by the step of rolling the final pass at the target thickness taim.
[0067]
  According to this control method, it is possible to perform high-precision control using the steel length measured not only one pass before the final pass (n = 1) but also two passes before (n = 2). As described above, it is possible to solve the rolling efficiency problem that the length control based on the length measurement result can only be performed on the steel material having the front finish. Further, conventionally, if the product length is less than the order length, the steel material cannot be cut out to the order length, so the slab, which is the raw material, is made heavy (the product length becomes long). However, since the control accuracy is improved by the present control method, the extra crop cost can be reduced, so that the yield can be improved.
[0068]
  (B) Steel thickness control without considering actual penetration ratio
  The steel material length Lm-n, the steel material thickness tm-n before the n (n = 1 or 2) pass of the final rolling pass measured by the steel material length measuring apparatus 100, and the target steel length Laim in the final pass. Thus, it is possible to control the steel material thickness by rolling the final pass with the target thickness taim of the steel material in the final pass calculated by the following equation (3).
  taim = tm-n (Lm-n / Laim) (3)
[0069]
  According to this control method, it is possible to perform high-precision control using the steel length measured not only one pass before the final pass (n = 1) but also two passes before (n = 2). As described above, it is possible to solve the problem in rolling efficiency such that the thickness control based on the length measurement result can be performed only on the front-finished steel material. Further, when the steel material is a thick material, it is difficult to match the product thickness to the order thickness, and thus a thickness tolerance is generally set widely. According to this control method, since the thickness can be controlled with high accuracy, the yield can be improved by reducing the excess slab weight by the slab design aiming at the lower limit of tolerance. As the steel material thickness tm-n, a thickness estimated from the rolling position of the rolling roll (so-called gauge thickness) can be used, and a thickness measured by a radiation thickness meter or the like may be used.
[0070]
  (C) Steel thickness control considering actual penetration ratio
  The steel material length Lm-n, the steel material thickness tm-n, the actual penetration ratio a, and the final pass in the final rolling pass n (n = 1 or 2) measured by the steel material length measuring device 100. It is possible to control the steel material thickness by rolling the final pass with the target thickness taim of the steel material in the final pass calculated by the following formula (4) based on the target length Laim of the steel material.
  taim = tm-n. {Lm-n / (a.Laim)} (4)
[0071]
  According to this control method, it is possible to perform high-precision control using the steel length measured not only one pass before the final pass (n = 1) but also two passes before (n = 2). As described above, it is possible to solve the rolling efficiency problem such that the thickness control based on the length measurement result can be performed only on the front-finished steel material. Further, according to the present control method, it is possible to control the thickness with high accuracy. Therefore, the yield can be improved by reducing the excess slab weight by the slab design aiming at the lower limit of tolerance. The actual penetration ratio a means the ratio of the actual slab weight to the design weight. For example, the actual measured value of the slab weight inserted into the heating furnace is defined as the actual slab weight, and after rolling (target thickness × target width × target Length × specific gravity) is a value obtained by calculating the ratio between the two, using the design weight. As the steel material thickness tm-n, a thickness estimated from the rolling position of the rolling roll (so-called gauge thickness) can be used, and a thickness measured with a radiation thickness meter or the like may be used.
[0072]
【Example】
  Hereinafter, the features of the present invention will be further clarified by showing examples.
[0073]
  (1) Device configuration
  With the same apparatus configuration as described with reference to FIGS. 1 to 4, an evaluation test of a steel material length measuring device according to the present invention and a steel material size control method using the same was performed.
[0074]
  More specifically, an LDV having a focal length of 1000 mm, a focal depth of ± 100 mm, a laser crossing angle of about 3 °, and a speed averaging time of 10 msec was used. Note that one laser beam is subjected to a wavelength shift corresponding to 40 MHz by an acousto-optic device compared to the other laser beam. The LDV Doppler frequency measurement is performed by the DSP, and is configured to output a speed measurement success rate QF (Quality Factor) value (%) during the averaging time together with the speed output.
[0075]
  Further, the inner diameter of the air purge nozzle included in the LDV and HMD housings was 50 mm, and the tip of the air purge nozzle was arranged to be 200 mm from the pass line. The air amplifier that constitutes the air purge nozzle uses an amplifier with a gain of 5 times.3/ Min (4kg / cm2) Is supplied to the blower air through a pipe with an inner diameter of 100 mm provided on the side wall of the housing.3/ Min inhalation, 10m3Per minute air can be ejected. Furthermore, this air amplifier has an annular slit air nozzle (the flow rate of the suctioned compressed air is 0.5 m).310.5 m)3/ Min of air was ejected from the tip of the air purge nozzle toward the back of the steel material (the flow rate was about 80 m / sec).
[0076]
  Further, as the microwave type tip detector, a microwave having a frequency of 24 GHz transmitted and a response speed of the receiver of 5 msec was used and arranged in the same manner as shown in FIG.
[0077]
  Further, the two-dimensional imaging device used as the warp shape measuring means used a monochrome CCD camera having a sensitivity of the near infrared (near 1 μm) and having 640 × 480 pixels.
[0078]
  (2) Operation confirmation test
  First, the stability of the operation was confirmed with the steel length measuring device having the above-described configuration.
[0079]
  FIG. 8 shows the result of the operation check test. 8A shows the speed measurement result by LDV, FIG. 8B shows the QF value, FIG. 8C shows the HMD on signal, and FIG. 8D shows the microwave tip detector on signal. As shown in FIG. 8, during the speed measurement, the QF is always 100%, and it can be seen that stable measurement can be performed. Moreover, it turns out that the front-end | tip of steel materials can be detected reliably also about HMD and a microwave system front-end | tip detector.
[0080]
  (3) Tip detection accuracy evaluation test of tip detector
  A length measurement value (equivalent to L4-L3 mentioned above) until both ends of the steel material pass through the optical path of the HMD, and then between the transmitter and receiver of the microwave type tip detector. The tip detection accuracy was evaluated by comparing the actual distance between detectors. The result is shown in FIG. FIG. 9 is data obtained by measuring the length over about half a year after installing the steel material measuring apparatus according to the present example, and each point (black dot) in FIG. 9 is an average of 20 to 60 steel materials. The error bar indicates the variation (3σ) of the measured value. As shown in FIG. 9, it was found that an accuracy of about 100 mm was obtained at 3σ over a half year. This can be said to be accurate enough to control the steel material dimensions.
[0081]
  (4) Steel length measurement accuracy evaluation test
  Length measurement accuracy (corrected when correcting warp shape) when rolling a steel material having a thickness of 10 to 100 mm and a width of 2000 to 3120 mm to a length of 10 to 53 m in the final pass at a rolling speed of 150 to 300 mpm For both cases). In addition, as a comparative example, the length measurement by LDV single-piece | unit and the length measurement by PLG were also implemented. The measurement accuracy (3σ) was evaluated by comparing the value measured hot and the thermal correction corrected based on the final finishing temperature with the value measured with a measure in the cold. The evaluation results are shown in Table 1.
[Table 1]
Figure 0003928513
[0082]
  As shown in Table 1, in this example, the measurement accuracy is greatly improved compared to the conventional measurement method using PLG (measurement accuracy ± 450 mm) and the LDV single unit whose measurement accuracy deteriorates (measurement accuracy ± 500 mm) when warping occurs. It was found to improve (measurement accuracy ± 100 mm).
[0083]
  (5) Steel length estimation accuracy evaluation test in the final pass
  Based on the measured length (measured length with warp shape correction) measured by the steel length measuring device in the middle path, the estimated value of the length of the final path was compared with the measured length in the final path. . The result is shown in FIG. Here, (a) in FIG. 10 is the accuracy of the value estimated using the length measurement value one pass before the final pass, and (b) is the estimation using the length measurement value two passes before the final pass. The accuracy of each value is shown below. The vertical axis in FIG. 10 represents the length estimation error, that is, the estimated steel length Lm (corrected in consideration of thermal expansion) in the above-described equation (1) and the actually measured length (measured cold). The abscissa indicates the actually measured length.
[0084]
  As shown in FIG. 10, when the length measurement value of the last pass is used, the length prediction error in the last pass is not only about ± 100 mm, but also the length measurement value of two passes before. Even in the case where is used, it is about ± 200 mm, and it was found that good estimation accuracy can be obtained.
[0085]
  (6) Steel size control accuracy evaluation test
  Thickness control accuracy when the above-described steel thickness control method according to the present invention (thickness control considering actual penetration ratio) is applied, and length when the above-described steel length control method according to the present invention is applied The control accuracy was evaluated. FIG. 11 shows the evaluation results. (A) shows the evaluation results of the thickness control accuracy, and (b) shows the evaluation results of the length control. In FIG. 11A, the vertical axis represents thickness control error, that is, (actual product thickness−target thickness) / target thickness × 100 (%), and the horizontal axis represents the actual penetration ratio. In addition, the vertical axis in FIG. 11B indicates the length control error, that is, (actual product length−target length) / target length × 100 (%), and the horizontal axis indicates the actual penetration ratio. .
[0086]
  As shown to Fig.11 (a), it turns out that the product thickness obtained by the conventional control method is rolled so that it may become thinner than target thickness on average. This is due to the fact that the operator has manually intervened to aim for thinning within the thickness tolerance because the accurate steel length was not known due to poor accuracy of the steel length measuring device. (Conversely, as shown in FIG. 11 (b), the length is rolled longer on average in the conventional control method). As a result, this was one of the factors that deteriorated the thickness accuracy of the steel material. According to the control method of the present invention, by applying an accurate steel length measuring device to dimensional control, dimensional accuracy can be improved and operator intervention can be greatly reduced. did it.
[0087]
  Table 2 shows the average shortage occurrence amount and thickness control error per month when the conventional control method is applied and after the control method according to the present invention is applied. As shown in Table 2, by applying the control method according to the present invention, it was possible to greatly improve the thickness control accuracy, and it was also possible to reduce the occurrence of insufficient length when there is no operator intervention. .
[Table 2]
Figure 0003928513
[0088]
【The invention's effect】
  As described above, according to the steel material length measuring apparatus according to the present invention, since the laser Doppler speedometer is installed below the pass line, even in the vicinity of the hot plate rolling mill, It is difficult to be affected by the environment such as water droplets and descaling water, and it is possible to measure the speed with high accuracy. Further, when an infrared detector type tip detector (HMD) is provided as a tip detector, since the HMD is installed below the pass line, as in the case of the laser Doppler speedometer, It is difficult to be affected by the environment, and the tip of the steel material can be detected with high accuracy. Alternatively, when a microwave-type tip detector is provided as the tip detector, the microwave has a longer wavelength than the size of the mist-like water droplets, so that the mist-like water droplets do not scatter. Can be used stably even in an environment filled with water droplets, and the tip of a steel material can be detected with high accuracy. As described above, since the accuracy of both the laser Doppler velocimeter and the tip detector (HMD or microwave method) can be increased, the steel length can be measured with high accuracy.
[0089]
  Moreover, according to the steel material dimension control method using the steel material measuring apparatus according to the present invention that can measure the steel material length with high accuracy, the steel material length measured not only before the last pass but also before the second pass is used. Because it is possible to control with high accuracy, it eliminates the problem of rolling efficiency such that the dimension (length / thickness) control based on the length measurement result can only be performed on the front-finished steel as in the past. It is possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a steel length measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing an installation environment of the steel length measuring apparatus shown in FIG.
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of a housing and a principle of an air purge nozzle shown in FIG.
4 is a perspective view showing the configuration of the microwave type tip detector shown in FIG. 1 in more detail. FIG.
FIG. 5 is a graph showing an example of the relationship between the warp shape (warp height) and the measurement error of the steel length measured by the steel length measuring device shown in FIG. 1;
6 is a graph showing an example of a result of investigating a relationship between a warp shape (warp height) and a tip detection error by the LDV shown in FIG. 1; This
7 is a graph showing an example of a relationship between a tip detection error by the LDV shown in FIG. 1 and a steel length measurement error measured by the steel length measuring apparatus shown in FIG. 1;
FIG. 8 shows the operation confirmation result of the steel length measuring apparatus according to one embodiment of the present invention.
FIG. 9 shows the result of evaluating the tip detection accuracy of the tip detector constituting the steel length measuring device according to one embodiment of the present invention.
FIG. 10 shows a steel material length estimation accuracy evaluation result in the final pass in the steel material size control method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 11 shows a steel material size control accuracy evaluation result in the steel material size control method according to one embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
  1 ... Laser Doppler speedometer (LDV)
  2… Infrared detection tip detector (HMD)
  3 ... Microwave tip detector 4 ... Calculation means 5 ... Hot plate rolling mill
100 ... Steel length measuring device

Claims (10)

熱間板圧延設備における熱間板圧延機の入側及び出側の少なくとも一方に設置されたレーザドップラー速度計を備えた鋼材長さ測定装置であって、
前記レーザドップラー速度計は、前記熱間板圧延機近傍のパスラインより下方に設置され、
前記熱間板圧延機に対して前記レーザドップラー速度計の設置位置よりも離間した位置で且つ前記熱間板圧延機のパスラインより下方に設置された赤外線検出方式の先端検出器、又は、前記熱間板圧延機に対して前記レーザドップラー速度計の設置位置よりも離間した位置で且つ前記熱間板圧延機のパスラインより上方に設置された発信器及び下方に設置された受信器を具備するマイクロ波方式の先端検出器と、
鋼材の反り形状計測手段と、
前記先端検出器及び前記レーザドップラー速度計の設置間隔と、前記先端検出器で鋼材の先端を検出した時間と、前記レーザドップラー速度計で計測した移動速度とに基づき鋼材長さを演算し、前記反り形状計測手段で計測した鋼材の反り形状に基づき、前記演算した鋼材長さを補正する演算手段とを備えることを特徴とする鋼材長さ測定装置。A steel material length measuring device equipped with a laser Doppler speedometer installed on at least one of an inlet side and an outlet side of a hot plate rolling mill in a hot plate rolling facility,
The laser Doppler speedometer is installed below a pass line near the hot plate rolling mill,
Infrared detection type tip detector installed at a position spaced apart from the installation position of the laser Doppler velocimeter with respect to the hot plate mill and below the pass line of the hot plate mill, or Provided with a transmitter installed at a position spaced from the installation position of the laser Doppler speedometer with respect to the hot plate mill and above the pass line of the hot plate mill, and a receiver installed below A microwave tip detector that
Steel warpage shape measuring means,
The steel material length is calculated based on the installation interval of the tip detector and the laser Doppler velocimeter, the time when the tip of the steel material is detected by the tip detector, and the moving speed measured by the laser Doppler velocimeter , A steel length measuring apparatus comprising: a calculating means for correcting the calculated steel length based on the warped shape of the steel measured by the warped shape measuring means . 熱間板圧延設備における熱間板圧延機の入側及び出側の少なくとも一方に設置されたレーザドップラー速度計を備えた鋼材長さ測定装置であって、
前記レーザドップラー速度計は、前記熱間板圧延機近傍のパスラインより下方に設置され、
前記熱間板圧延機に対して前記レーザドップラー速度計の設置位置よりも離間した位置で且つ前記熱間板圧延機のパスラインより下方に設置された赤外線検出方式の先端検出器、又は、前記熱間板圧延機に対して前記レーザドップラー速度計の設置位置よりも離間した位置で且つ前記熱間板圧延機のパスラインより上方に設置された発信器及び下方に設置された受信器を具備するマイクロ波方式の先端検出器と、
前記先端検出器及び前記レーザドップラー速度計の設置間隔と、前記先端検出器で鋼材の先端を検出した時間と、前記レーザドップラー速度計で計測した移動速度とに基づき鋼材長さを演算する演算手段とを備え、
前記演算手段は、前記レーザドップラー速度計を構成するレーザの鋼材からの反射光を検出し始めた時間と前記先端検出器で鋼材の先端を検出した時間との間において、前記レーザドップラー速度計で計測した移動速度を積分し、
当該積分により算出した距離と、予め記憶した前記距離及び鋼材の反り形状に起因した測定誤差の相関関係とに基づき、前記演算した鋼材長さを補正することを特徴とする鋼材長さ測定装置。 A steel material length measuring device equipped with a laser Doppler speedometer installed on at least one of an inlet side and an outlet side of a hot plate rolling mill in a hot plate rolling facility,
The laser Doppler speedometer is installed below a pass line near the hot plate rolling mill,
Infrared detection type tip detector installed at a position spaced apart from the installation position of the laser Doppler velocimeter with respect to the hot plate mill and below the pass line of the hot plate mill, or Provided with a transmitter installed at a position spaced from the installation position of the laser Doppler speedometer with respect to the hot plate mill and above the pass line of the hot plate mill, and a receiver installed below A microwave tip detector that
Calculation means for calculating a steel material length based on an installation interval of the tip detector and the laser Doppler velocimeter, a time when the tip of the steel material is detected by the tip detector, and a moving speed measured by the laser Doppler velocimeter. And
The calculation means is configured to use the laser Doppler velocimeter between the time when the reflected light from the steel material of the laser constituting the laser Doppler velocimeter is detected and the time when the tip of the steel material is detected by the tip detector. Integrate the measured moving speed,
A steel material length measuring apparatus that corrects the calculated steel material length based on a distance calculated by the integration and a correlation between the distance stored in advance and a measurement error caused by a warped shape of the steel material . 前記レーザドップラー速度計及び前記赤外線検出方式の先端検出器のうち少なくともいずれか一方が、パスラインに向かって光路をエアパージするように構成されたエアパージノズルを具備する筐体内に設置され、
前記エアパージノズルは、噴出するエアの流速が当該エアパージノズルの径方向に略一定となるように構成されており、
前記筐体は、前記エアパージノズルの先端と前記パスラインとの距離が、前記エアパージノズル内径の５倍以下となるように配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の鋼材長さ測定装置。 At least one of the laser Doppler velocimeter and the infrared detector type tip detector is installed in a housing having an air purge nozzle configured to air purge an optical path toward a pass line,
The air purge nozzle is configured such that the flow velocity of the jetted air is substantially constant in the radial direction of the air purge nozzle,
3. The steel material length according to claim 1, wherein the casing is arranged such that a distance between a tip of the air purge nozzle and the pass line is 5 times or less of an inner diameter of the air purge nozzle. Measuring device. 熱間板圧延設備における熱間板圧延機の入側及び出側の少なくとも一方に設置されたレーザドップラー速度計を備えた鋼材長さ測定装置であって、
前記レーザドップラー速度計は、前記熱間板圧延機近傍のパスラインより下方に設置さ れ、
前記熱間板圧延機に対して前記レーザドップラー速度計の設置位置よりも離間した位置で且つ前記熱間板圧延機のパスラインより下方に設置された赤外線検出方式の先端検出器、又は、前記熱間板圧延機に対して前記レーザドップラー速度計の設置位置よりも離間した位置で且つ前記熱間板圧延機のパスラインより上方に設置された発信器及び下方に設置された受信器を具備するマイクロ波方式の先端検出器と、
前記先端検出器及び前記レーザドップラー速度計の設置間隔と、前記先端検出器で鋼材の先端を検出した時間と、前記レーザドップラー速度計で計測した移動速度とに基づき鋼材長さを演算する演算手段とを備え、
前記赤外線検出方式の先端検出器は、パスラインに向かって光路をエアパージするように構成されたエアパージノズルを具備する筐体内に設置され、
前記エアパージノズルは、噴出するエアの流速が当該エアパージノズルの径方向に略一定となるように構成され、
前記筐体は、前記エアパージノズルの先端と前記パスラインとの距離が、前記エアパージノズル内径の５倍以下となるように配置されており、
前記マイクロ波方式の先端検出器は、前記発信器と前記受信器との間で且つパスライン下方に配置され、前記発信器から発信されたマイクロ波を前記受信器に向けて反射させる反射板を更に具備することを特徴とする鋼材長さ測定装置。 A steel material length measuring device equipped with a laser Doppler speedometer installed on at least one of an inlet side and an outlet side of a hot plate rolling mill in a hot plate rolling facility,
The laser Doppler speedometer is installed below a pass line near the hot plate rolling mill ,
Infrared detection type tip detector installed at a position spaced apart from the installation position of the laser Doppler velocimeter with respect to the hot plate mill and below the pass line of the hot plate mill, or Provided with a transmitter installed at a position spaced from the installation position of the laser Doppler speedometer with respect to the hot plate mill and above the pass line of the hot plate mill, and a receiver installed below A microwave tip detector that
Calculation means for calculating a steel material length based on an installation interval of the tip detector and the laser Doppler velocimeter, a time when the tip of the steel material is detected by the tip detector, and a moving speed measured by the laser Doppler velocimeter. And
The infrared detector tip detector is installed in a housing having an air purge nozzle configured to air purge the optical path toward the pass line,
The air purge nozzle is configured such that the flow velocity of the jetted air is substantially constant in the radial direction of the air purge nozzle ,
The housing is arranged such that the distance between the tip of the air purge nozzle and the pass line is 5 times or less the inner diameter of the air purge nozzle ,
The microwave type tip detector is disposed between the transmitter and the receiver and below a pass line, and includes a reflector that reflects the microwave transmitted from the transmitter toward the receiver. Furthermore, the steel material length measuring apparatus characterized by the above-mentioned . 鋼材の反り形状計測手段を更に備え、It further comprises a steel warp shape measuring means,
前記演算手段は、前記反り形状計測手段で計測した鋼材の反り形状に基づき、前記演算した鋼材長さを補正することを特徴とする請求項４に記載の鋼材長さ測定装置。The steel material length measuring apparatus according to claim 4, wherein the computing means corrects the computed steel material length based on a warped shape of the steel material measured by the warped shape measuring means. 前記演算手段は、The computing means is
前記レーザドップラー速度計を構成するレーザの鋼材からの反射光を検出し始めた時間と前記先端検出器で鋼材の先端を検出した時間との間において、前記レーザドップラー速度計で計測した移動速度を積分し、The moving speed measured by the laser Doppler velocimeter is measured between the time when the reflected light from the steel material constituting the laser Doppler velocimeter is detected and the time when the tip of the steel material is detected by the tip detector. Integrate,
当該積分により算出した距離と、予め記憶した前記距離及び鋼材の反り形状に起因した測定誤差の相関関係とに基づき、前記測定した鋼材長さを補正することを特徴とする請求項４に記載の鋼材長さ測定装置。The length of the measured steel material is corrected based on the distance calculated by the integration and the correlation of the measurement error caused by the distance and the warped shape of the steel material stored in advance. Steel length measuring device. 前記レーザドップラー速度計は、パスラインに向かって光路をエアパージするように構成されたエアパージノズルを具備する筐体内に設置され、The laser Doppler velocimeter is installed in a housing having an air purge nozzle configured to air purge the optical path toward the pass line;
前記エアパージノズルは、噴出するエアの流速が当該エアパージノズルの径方向に略一定となるように構成されており、  The air purge nozzle is configured such that the flow velocity of the jetted air is substantially constant in the radial direction of the air purge nozzle,
前記筐体は、前記エアパージノズルの先端と前記パスラインとの距離が、前記エアパージノズル内径の５倍以下となるように配置されていることを特徴とする請求項４から６のいずれかに記載の鋼材長さ測定装置。  The said housing | casing is arrange | positioned so that the distance of the front-end | tip of the said air purge nozzle and the said pass line may be 5 times or less of the said air purge nozzle internal diameter. Steel material length measuring device. 多パスの熱間レバース圧延において、請求項１から７のいずれかに記載の鋼材長さ測定装置を用いて鋼材の長さを制御する方法であって、
前記鋼材長さ測定装置で測定した圧延最終パスのｎ（ｎ＝１又は２）パス前での鋼材長さＬm-nと、鋼材厚みｔm-nと、最終パスでの鋼材の目標厚みｔaimとにより、最終パスでの推定鋼材長さＬmを以下の式（１）で推定するステップと、
Ｌm＝Ｌm-n・（ｔm-n／ｔaim） ・・・（１）
最終パスでの鋼材の目標長さをＬaimとしたとき、
（ａ）Ｌm≧Ｌaimである場合、
目標厚みｔaimで最終パスを圧延し、
（ｂ）Ｌm＜Ｌaimである場合、
最終パスでの鋼材の目標長さＬaimを達成可能な目標厚みｔaim'を以下の式（２）で計算すると共に、
ｔaim'＝ｔaim・（Ｌm／Ｌaim） ・・・（２）
最終パスでの目標厚みの公差内にある下限値をｔaimminとしたとき、
（ｂ−１）ｔaim'≧ｔaimminである場合、
目標厚みｔaim'で最終パスを圧延し、
（ｂ−２）ｔaim'＜ｔaimminである場合、
目標厚みｔaimで最終パスを圧延するステップとを有することを特徴とする鋼材長さの制御方法。In hot Rebasu rolling multi-pass, a method for controlling the length of the steel with a steel length measuring apparatus according to any one of claims 1 to 7,
The steel material length Lm-n before n (n = 1 or 2) pass of the rolling final pass measured by the steel length measuring device, the steel material thickness tm-n, and the target thickness taim of the steel material in the final pass And estimating the estimated steel length Lm in the final pass by the following equation (1):
Lm = Lm-n. (Tm-n / taim) (1)
When the target length of steel in the final pass is Laim,
(A) When Lm ≧ Laim,
Roll the final pass with the target thickness taim,
(B) When Lm <Laim,
The target thickness taim ′ that can achieve the target length Laim of the steel material in the final pass is calculated by the following equation (2), and
taim '= taim · (Lm / Laim) (2)
When the lower limit within the tolerance of the target thickness in the final pass is taimmin,
(B-1) When taim '≧ taimmin,
Roll the final pass with the target thickness taim '
(B-2) When taim '<taimmin,
Rolling the final pass with a target thickness taim. 多パスの熱間レバース圧延において、請求項１から７のいずれかに記載の鋼材長さ測定装置を用いて鋼材の厚みを制御する方法であって、
前記鋼材長さ測定装置で測定した圧延最終パスのｎ（ｎ＝１又は２）パス前での鋼材長さＬm-nと、鋼材厚みｔm-nと、最終パスでの鋼材の目標長さＬaimとにより、以下の式（３）で計算される最終パスでの鋼材の狙い厚みｔaimで最終パスを圧延することを特徴とする鋼材厚みの制御方法。
ｔaim＝ｔm-n・（Ｌm-n／Ｌaim） ・・・（３）In multi-pass hot lever rolling, a method for controlling the thickness of a steel material using the steel material length measuring device according to any one of claims 1 to 7 ,
The steel material length Lm-n before the rolling final pass n (n = 1 or 2) measured by the steel material length measuring device, the steel material thickness tm-n, and the target length Laim of the steel material in the final pass And rolling the final pass with the target thickness taim of the steel material in the final pass calculated by the following formula (3).
taim = tm-n (Lm-n / Laim) (3) 多パスの熱間レバース圧延において、請求項１から７のいずれかに記載の鋼材長さ測定装置を用いて鋼材の厚みを制御する方法であって、
前記鋼材長さ測定装置で測定した圧延最終パスのｎ（ｎ＝１又は２）パス前での鋼材長さＬm-nと、鋼材厚みｔm-nと、実貫比ａと、最終パスでの鋼材の目標長さＬaimとにより、以下の式（４）で計算される最終パスでの鋼材の狙い厚みｔaimで最終パスを圧延することを特徴とする鋼材厚みの制御方法。
ｔaim＝ｔm-n・｛Ｌm-n／（ａ・Ｌaim）｝ ・・・（４）In multi-pass hot lever rolling, a method for controlling the thickness of a steel material using the steel material length measuring device according to any one of claims 1 to 7 ,
The steel length Lm-n, the steel thickness tm-n, the actual penetration ratio a, and the final pass in the final rolling pass n (n = 1 or 2) measured by the steel length measuring device. A method for controlling the thickness of a steel material, comprising rolling the final pass with a target thickness taim of the steel material in the final pass calculated by the following equation (4) based on the target length Laim of the steel material.
taim = tm-n. {Lm-n / (a.Laim)} (4)
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4407844B2 (en) * 2008-03-25 2010-02-03 住友金属工業株式会社 Seamless pipe manufacturing method and seamless pipe manufacturing billet length determination method
JP5233372B2 (en) * 2008-04-03 2013-07-10 新日鐵住金株式会社 Steel plate warpage detection system and method
DE102010009213A1 (en) 2010-02-25 2011-10-06 Sms Siemag Ag Method and device for determining the speed of a rolling stock
JP6221708B2 (en) * 2013-12-06 2017-11-01 新日鐵住金株式会社 Level meter and level measurement method
CN110645896B (en) * 2019-08-22 2021-04-20 四川建筑职业技术学院 Strip steel fiber strip length measuring method and measuring device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104515471A (en) * 2013-09-30 2015-04-15 宝山钢铁股份有限公司 Method for measuring length of steel plate

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