JP4047524B2

JP4047524B2 - スリット圧延の製品単重調整方法及びその調整装置

Info

Publication number: JP4047524B2
Application number: JP2000232051A
Authority: JP
Inventors: 剛司森本
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2000-07-31
Filing date: 2000-07-31
Publication date: 2008-02-13
Anticipated expiration: 2020-07-31
Also published as: JP2002035833A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スリット圧延の製品単重調整方法及びその調整装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
圧延材を長手方向に沿って複数本（一般には２本であるが最近では３本とか４本とかもある）の条材に分離するスリット圧延は、圧延速度を必要以上に高めることなく、製品（鉄筋バーなど）の生産能力を倍増できる技術である。
このスリット圧延では、各条ごとの製品の単重（単位重量）を均一にすることに細心の注意が払われるものとなっており、従来から様々な方法による製品単重調整方法が試されている。
【０００３】
例えば、分割後における条材のループ量を測定したうえで、これを元に、圧延機の入り側部分に設けられた入口ガイドを圧延機のロール軸方向に移動させる方法（特公昭５７−１２３号公報参照）、圧延機自体を圧延機のロール軸方向に移動させる方法（特開昭５３−３３９６３号公報参照）、圧延ロールをそのロール軸方向に移動させる方法（特許第２７３６２８４号公報等参照）等がある。
また、分割後における条材の先端位置（即ち、圧延後の長さ）の違いを測定したうえで、これを元に、圧延機の入り側部分に設けられた入口ガイドを圧延機のロール軸方向に移動させる方法（特許第２７８６７６２号公報参照）がある。
【０００４】
更に、分割後における条材の断面積の大小を測定したうえで、これを元に、圧延機の入り側部分に設けられた入口ガイドを圧延機のロール軸方向に移動させる方法（特開平９−１５５４４９号公報参照）がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
条材のループ量を制御因子とする製品単重調整方法では、ループ量と入口ガイド等を移動させる量との相関関係が一義的に確立されたものではないため、正確な調整及び安定した制御が難しいということがあった。また、分割される条材の本数が２本を越えるような場合では、そもそも、それぞれのループ量を分けて正確に測定すること自体、困難であった。
条材の先端位置を制御因子とする製品単重調整方法では、条材の先端が測定位置を通過しない限り測定ができないため、完全なバッチ式となり、きめ細かい制御ができないということがあった。特に、分割の途中で位置ズレが生じたような場合においては何ら対応できないということがあった。
【０００６】
条材の断面積を制御因子とする製品単重調整方法も、条材が測定位置（例えば冷却床）へ到達しない限り測定ができないため、完全なバッチ式となり、きめ細かい制御ができないということがあった。なお、条材の断面積を測定する場合に、作業者がノギスを用いて行うこともあったが、この場合には高温環境下での過酷労働となり、また作業者の熟練度などによって測定値に差が出てしまうということがあった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、製品の単重を均一化するため、単重バラツキの影響が最も大きい圧延途中材の形状を直接検出することで、初期設定及び操業中の調整や制御が、作業者の熟練度や個人差に影響されることなく簡単、正確、且つ常時行え、更に制御が容易且つ安定して行えるようにしたスリット圧延の製品単重調整方法及びその調整装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は次の手段を講じた。
即ち、本発明に係るスリット圧延の製品単重調整方法では、スリット前（分割前）である入側圧延材の形状（断面積ではなく、外面の形体を言う）、即ち、輪郭を含む造型形状を検出し、この検出結果により認識される圧延材の外面の基準位置から幅端部までの寸法を両端部に亘ってそれぞれ求め、求めた寸法の寸法差に基づき単重調整を行うようにするものである。
【０００８】
入側圧延材に対して行う形状の検出は、入側圧延材に付与されたピーナツ造型の中で基準とすべき外面の窪み部から幅方向端部までの所定範囲を１区画分として、これを幅方向の両側で行うものである。
すなわち、入側圧延材を２本の条材に分割する場合で言えば、上記した「基準とすべき窪み部」は中央に１本だけであるから、当然にこの中央の窪み部を指すことになり、従ってその両脇方において、幅方向端部までの形状を検出することになる。
【０００９】
これに対し、入側圧延材を３本以上の奇数本の条材に分割することも可能であり、この場合、入側圧延材に中央配置となる窪み部は存在しないことになるので、入側圧延材の幅方向両端部から数えてそれぞれ同数番目となる窪み部（即ち、複数本）が、上記した「基準とすべき窪み部」に相当することになる。
そしてこの場合は、基準とすべき各別の窪み部から、それぞれ幅方向端部までの形状を検出することになる。
また、入側圧延材を４本以上の偶数本の条材に分割することも当然にあり得るが、この場合は、中央配置となる窪み部に限らず、入側圧延材の幅方向両端部から数えてそれぞれ同数番目となる複数の窪み部を、上記した「基準とすべき窪み部」に相当させることができる。
【００１０】
従って、この基準とすべき窪み部（１本又は複数本）からそれぞれ幅方向端部までの形状を検出することになる。
入側圧延材の形状を検出した両側区画の結果からは、それぞれについて入側圧延材の幅方向寸法を求めることができ、これらから相互間の寸法差を求め、この寸法差に基づいてスリット形成位置の調整を行うものとすればよい。
入側圧延材に対して行う形状の検出として、入側圧延材における断面幅情報及び断面高さ情報について行うようにすればよい。
【００１１】
入側圧延材の各情報がそれぞれの所定値からずれたとき（具体例を挙げれば、分割時点の入側圧延材が異常に細くなっているとき等）には、入側圧延材に対してピーナッツ造型を施すスタンドよりも更に上流でのテンション及びカリバ摩耗の状態が悪化しているものと推定して、この推定結果を単重調整に反映させるものとすればよい。
一方、本発明に係る製品単重調整装置は、圧延機と、この圧延機で圧延された圧延材を長手方向に沿って複数本の条材に分割する分割装置とを有するスリット圧延装置に対して付設するものであって、分割装置の直前の圧延機及び分割装置に対する入側圧延材の輪郭を含む造型形状を検出すると共に、この検出結果により認識される圧延材の外面の基準位置から幅端部までの寸法を両端部に亘ってそれぞれ求める形状検出装置と、該形状検出装置で求められた前記寸法の寸法差に基づき、分割装置直前の圧延機より上流となる圧延機と圧延材とを必要に応じて圧延機のロール軸方向で所定の位置合わせする位置決め装置とを有したものとなっている。
【００１２】
なお、この位置決め装置として、圧延機と圧延材とを位置合わせ（相対移動）させる方法としては、圧延機の入り側部分に設けられた入口ガイドを圧延機のロール軸方向に移動させる方法、圧延機自体を圧延機のロール軸方向に移動させる方法、圧延ロールをそのロール軸方向に移動させる方法、或いは圧延材を入口ガイド以外の部分で圧延機のロール軸方向に移動させる方法等のうちから、適宜方法を採用すればよいものである。
形状検出装置は、入側圧延材に対して圧延機のロール軸方向へ沿った形状を認識したうえで、この認識形状を中心振り分けとなる両側の区画に分けて寸法割り出しをし且つそれらを比較可能になっているものとする。
【００１３】
また、形状検出装置は、入側圧延材にレーザを照射するレーザ照射部と、入側圧延材に照射されたレーザ光を撮像する撮像部とを有したものとすればよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
図９は、スリット圧延装置１を概略的に示したものであって、このスリット圧延装置１は、複数の圧延機２〜７と、このうちの所定の圧延機４，５で圧延された圧延材１０を長手方向に沿って複数本の条材１１に分割する分割装置１２とを有している。
図例では分割される条材１１の本数を４本としているので、圧延機２から３にかけて、当初、角材状態又は丸材状態（図示略）であった圧延材１０は徐々に扁平化されてゆき、圧延機４により、幅方向に均等間隔で３本の窪み部１３が付与された通称ピーナッツとして造型される（以下では、このピーナツ造型とされた圧延材１０のことを、圧延機５及び分割装置１２に対して入側関係にあることから、「入側圧延材１０ａ」と言うものとする）。
【００１５】
また、次の圧延機５によって窪み部１３が更に薄肉化されることによって通称メガネとして形成され、その後、分割装置１２によって各条材が分割され、次の圧延機６で通称リーダオーバルとされる状態を経て、次の圧延機７で製品形状に成形されるものである。
そして、本発明に係る製品単重調整方法は、このスリット圧延装置１の中にあって、圧延材１０をスリット可能な状態のメガネ条に圧延する直前段階、即ち、図９では分割装置１２の直前に設けられた圧延機５よりも上流側であって、圧延機４の入側及び出側となる部分に、本発明に係る製品単重調整装置１５が設けられている。
【００１６】
図３に示すように、この製品単重調整装置１５は、上記入側圧延材１０ａの形状（断面積ではなく、外面の形体）を検出する形状検出装置１６と、この形状検出装置１６の検出結果に基づき、圧延機４と圧延材１０とを必要に応じて圧延機４のロール軸方向で所定に位置合わせする位置決め装置１７とを有したものとなっている。
形状検出装置１６は、入側圧延材１０ａにレーザを照射する（図４参照）レーザ照射部２０と、入側圧延材１０ａに照射されたレーザ光を撮像する撮像部２１とを有している。
【００１７】
そして、この撮像部２１には情報処理部（図示略）が設けられており、図１に示すように、入側圧延材１０ａに付与されているピーナツ造型をその輪郭として取り込んだうえで、この中で幅方向中央の窪み部１３を認識して、これを基準に両脇方の幅方向端部までの範囲の左右２区画分（即ち、中心振り分けとなる両側範囲）で、それぞれ幅方向寸法Ｂ₁，Ｂ₂を割り出しし、そしてこれら両幅方向寸法Ｂ₁とＢ₂とを互いに比較するものとなっている。
そして、この比較によって図２（ａ）に示すようなＢ₁＜Ｂ₂を原因とする寸法差ΔＢが検出されたときには、位置決め装置１７を作動させて、この寸法差ΔＢを吸収すべくスリット形成位置Ｘを同図中右方へずらす調整を行えばよいし、反対に、図２（ｂ）に示すようなＢ₁＞Ｂ₂を原因とする寸法差ΔＢが検出されたときには、位置決め装置１７を作動させて、この寸法差ΔＢを吸収すべくスリット形成位置Ｘを同図中左方へずらす調整を行えばよい。
【００１８】
レーザ照射部２０は、入側圧延材１０ａが赤熱した状態にあることから、これとの色区別を付けやすいグリーンレーザ等を出力するように波長の設定をしておくのが好ましい。
また撮像部２１にはＣＣＤカメラ等を採用することができ、特に、入側圧延材１０ａの外面上で反射するレーザ光だけを抽出して認識可能にするためのフィルター（図示略）を具備させたものとするのが好適である。
位置決め装置１７は、圧延機４と圧延材１０とを相対移動させることでスリット形成位置Ｘの調整を行うものであって、この具体的方法としては、例えば圧延機４の入り側部分に設けられた入口ガイド２３を圧延機４のロール軸方向に移動させる方法を採用すればよい。
【００１９】
この入口ガイド２３の移動は、ねじ送り機構等のスライド機構（図示略）をモータ駆動する構造を採用すればよく、場合によっては制御量を表示させて人手により移動操作を行わせるようにしてもよい。
この他、位置決め装置１７には、圧延機４自体をそのロール軸方向に移動させる方法、圧延ロール４Ａをそのロール軸方向に移動させる方法、或いは入側圧延材１０ａを入口ガイド２３以外の部分で圧延機４のロール軸方向に移動させる方法等を採用することもできる。
【００２０】
なお、上記形状検出装置１６では、入側圧延材１０ａにおいて、その幅方向の中央配置となる窪み部１３を基準とした両脇方の幅方向寸法Ｂ₁，Ｂ₂を比較する場合に限らない。
例えば、図１に示したように、中央配置となる窪み部１３を基準とせずにその両側の窪み部１３ａを基準として、これらから両脇方の幅方向寸法Ｂ₃，Ｂ₆を比較するようにしてもよい。
図５に示すように、入側圧延材１０ａに対して、その上方から上面形状を認識してこれから断面幅情報（図６に示す全幅寸法Ｂ₀参照）を検出する形状検出装置３０や、入側圧延材１０ａに対して、その幅方向両側から側面形状を認識してこれから断面高さ情報（図６に示す高さ寸法Ｈ₁，Ｈ₂参照）を検出する形状検出装置３１，３２を、設けることもできる。
【００２１】
これら形状検出装置３０〜３２は、上記した形状検出装置１６と略同じようなもので、図示は省略するが、それぞれレーザ照射部と情報処理部付き撮像部とを有したものとなっている。
なお、入側圧延材１０ａの断面高さ情報を検出する形状検出装置３１，３２は、この両者間で投影方式（一方を投光器、他方を受光器とする方式）を構成しているものでもよい。
そして、これら形状検出装置３０〜３２によって求められる入側圧延材１０ａの各情報が、それぞれの所定値からずれたときには、入側圧延材１０ａに対し、上記圧延機４（ピーナッツ造型を施すスタンド）よりも更に上流でのテンション及びカリバ摩耗の状態が悪化しているものと推定する。
【００２２】
そして、この推定結果を元に、その旨の表示を行って作業者に報知したり、自動制御をしたりして、単重調整に反映させるものとすればよい。
例えば、テンション調整例としては、圧延機２，３，４間等にルーパを設置して、圧延材１０に対して故意的にループ状態を生じさせたり、圧延機２，３等のミルモータ制御による回転数の制御をしたりして、テンションの軽減乃至解放（又はその逆）を図る方法がある。
また、カリバ摩耗に対しては、各圧延機２，３での圧下量の制御やロールメンテナンスなどが考えられる。
【００２３】
このようにすることで、ミスロールを未然に防ぎ、品質向上、生産性向上、歩留まり向上等に繋がる。
図７は、入側圧延材１０ａを２本の条材１１に分割する場合であり、上記した「基準とすべき窪み部１３」は中央に１本だけになる。
そのため当然に、上記形状検出装置１６では、入側圧延材１０ａにおいて、その幅方向の中央配置となる窪み部１３を基準とした両脇方の幅方向寸法Ｂ₇，Ｂ₈を比較するものである。
【００２４】
図８は、入側圧延材１０ａを３本以上の奇数本の条材１１に分割する場合である。
そのため、この入側圧延材１０ａにおいて中央配置となる窪み部は存在しないことになる。
そこで、入側圧延材１０ａの幅方向両端部から数えてそれぞれ同数番目となる窪み部１３（即ち、複数本）が、上記した「基準とすべき窪み部」に相当することになる。すなわち、上記形状検出装置１６では、入側圧延材１０ａにおいて、基準とすべき各別の窪み部１３から、幅方向寸法Ｂ₉とＢ₁₁とを比較するものである。
【００２５】
ところで、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、実施の形態に応じて適宜変更可能である。
例えば、入側圧延材１０ａが、角形の横並びしたような断面形状であっても、本発明は適用可能である。
形状検出装置１６，３０，３１，３２等においてレーザ方式を採用することは特に限定されるものではなく、その他の適宜方式に置換可能である。
また、上記実施形態で圧延機２〜４として説明した部分での圧延機の設置台数は何ら限定されるものではない。
【００２６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係るスリット圧延の製品単重調整方法及びその調整装置では、製品の単重を均一化するため、単重バラツキの影響が最も大きい圧延途中材の形状を直接検出することで、初期設定及び操業中の調整や制御が、作業者の熟練度や個人差に影響されることなく簡単、正確、且つ常時行え、更に制御が容易且つ安定して行えるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るスリット圧延の製品単重調整方法で圧延材の外形状を認識する様子を説明した図である。
【図２】図１による外形状認識を元にスリット形成位置を調整する状況を説明した圧延材の断面図である。
【図３】製品単重調整装置を示す側面図である。
【図４】圧延材に対してレーザ光を当てた状況を示す斜視図である。
【図５】圧延材の断面幅情報及び断面高さ情報を検出するための形状検出装置を示した正面図である。
【図６】本発明に係るスリット圧延の製品単重調整方法で圧延材の外形状（主として断面幅情報及び断面高さ情報）を認識する様子を説明した図である。
【図７】圧延材を２本の条材に分割する場合における幅方向寸法割り当てを示した圧延材の断面図である。
【図８】圧延材を３本以上の奇数本の条材に分割する場合における幅方向寸法割り当てを示した圧延材の断面図である。
【図９】スリット圧延装置を概略的に示した斜視図である。
【符号の説明】
１スリット圧延装置
２〜７圧延機
１０圧延材
１０ａスリット前の入側圧延材
１１条材
１２分割装置
１３窪み部
１５製品単重調整装置
１６形状検出装置
１７位置決め装置
２０レーザ照射部
２１撮像部
Ｘスリット形成位置

Claims

圧延材（１０）を長手方向に沿って複数本の条材（１１）に分離するスリット圧延の製品単重調整方法において、スリット前の入側圧延材（１０ａ）の輪郭を含む造型形状を検出し、この検出結果により認識される圧延材の外面の基準位置から幅端部までの寸法を両端部に亘ってそれぞれ求め、求めた寸法の寸法差に基づき単重調整を行うことを特徴とするスリット圧延の製品単重調整方法。
前記入側圧延材（１０ａ）に対して行う形状の検出は、入側圧延材（１０ａ）に付与されたピーナツ造型の中で基準とすべき外面の窪み部（１３）から幅方向端部までの所定範囲を１区画分として、これを幅方向の両側で行うことを特徴とする請求項１記載のスリット圧延の製品単重調整方法。
前記入側圧延材（１０ａ）に対して行う形状の検出として、入側圧延材（１０ａ）における断面幅情報及び断面高さ情報について行い、これらが各所定値からずれたときに、入側圧延材（１０ａ）に対してピーナッツ造型を施すスタンドよりも更に上流でのテンション及びカリバ摩耗の状態を推定して、この推定結果を単重調整に反映させることを特徴とする請求項１記載のスリット圧延の製品単重調整方法。
圧延機（４，５）と、該圧延機（４，５）で圧延された圧延材（１０）を長手方向に沿って複数本の条材（１１）に分割する分割装置（１２）とを有するスリット圧延装置（１）に対して付設するスリット圧延の製品単重調整装置であって、
前記分割装置（１２）の直前の圧延機（５）及び前記分割装置（１２）に対する入側圧延材（１０ａ）の輪郭を含む造型形状を検出すると共に、この検出結果により認識される圧延材の外面の基準位置から幅端部までの寸法を両端部に亘ってそれぞれ求める形状検出装置（１６）と、該形状検出装置（１６）で求められた前記寸法の寸法差に基づいて分割装置（１２）直前の圧延機（５）より上流となる圧延機（４）と圧延材（１０）とを必要に応じて圧延機（４）のロール軸方向で所定の位置合わせする位置決め装置（１７）とを有していることを特徴とするスリット圧延の製品単重調整装置。
前記形状検出装置（１６）は、入側圧延材（１０ａ）に対して圧延機（４）のロール軸方向へ沿った形状を認識したうえで、この認識形状を中心振り分けとなる両側の区画に分けて寸法割り出しをし且つそれらを比較可能になっていることを特徴とする請求項４記載のスリット圧延の製品単重調整装置。
前記形状検出装置（１６）は、入側圧延材（１０ａ）にレーザを照射するレーザ照射部（２０）と、入側圧延材（１０ａ）に照射されたレーザ光を撮像する撮像部（２１）とを有していることを特徴とする請求項４記載のスリット圧延の製品単重調整装置。
圧延材（１０）を長手方向に沿って複数本の条材（１１）に分離するスリット圧延の製品単重調整方法において、スリット前の入側圧延材（１０ａ）の形状を検出し、この検出結果に基づき単重調整を行うようにしており、
前記入側圧延材（１０ａ）に対して行う前記形状の検出は、前記入側圧延材（１０ａ）に付与されたピーナツ造型の中で基準とすべき外面の窪み部（１３）から幅方向端部までの所定範囲を１区画分として、これを幅方向の両側で行うことを特徴とするスリット圧延の製品単重調整方法。
圧延機（４，５）と、該圧延機（４，５）で圧延された圧延材（１０）を長手方向に沿って複数本の条材（１１）に分割する分割装置（１２）とを有するスリット圧延装置（１）に対して付設するスリット圧延の製品単重調整装置であって、
前記分割装置（１２）の直前の圧延機（５）及び前記分割装置（１２）に対する入側圧延材（１０ａ）の形状を検出する形状検出装置（１６）と、該形状検出装置（１６）の検出結果に基づいて分割装置（１２）直前の圧延機（５）より上流となる圧延機（４）と圧延材（１０）とを必要に応じて圧延機（４）のロール軸方向で所定の位置合わせする位置決め装置（１７）とを有し、前記形状検出装置（１６）は、入側圧延材（１０ａ）に対して圧延機（４）のロール軸方向へ沿った形状を認識したうえで、この認識形状を中心振り分けとなる両側の区画に分けて寸法割り出しをし且つそれらを比較可能になっていることを特徴とするスリット圧延の製品単重調整装置。