JP4351598B2 - 鋼板の伸び率計測装置および伸び率計測方法 - Google Patents

Description

本発明は、圧延機の入側および出側の測長ロールによって圧延鋼板の伸び率を測定する装置において、ロール径測定誤差に起因した伸び率測定誤差をキャンセルし、正確な伸び率を測定する装置に関するものである。

一般に、鋼板を圧延する際に、圧延機前後での鋼板の伸び率を計測するとき、圧延機やレベラー等鋼板に伸び率を付与する装置の入出側に鋼板と密着して回転する入側ロールおよび出側ロールを設置し、各ロールに接続された回転検出のためのパルス発生器からのパルス信号を用いて、入側鋼板が入側ロールから一定距離送り出される毎に、同一期間中に出側ロールを通過する板長さを検出し、それら値に基づいて次式にて伸び率を算出している。
ε＝（ｌ_Ｄ−ｌ_Ｅ）／ｌ_Ｅ × １００ ［％］ （１）
ここで、εは鋼板の伸び率、ｌ_Ｅは、上記入側ロールに取付けられたパルス発生器により、あらかじめ設定された距離分入側鋼板が走行したことを検出した際の長さ計測値であり、ｌ_Ｄはｌ_Ｅを測定した際に、出側ロールに取付けられたパルス発生器により測定された出側鋼板の走行距離である。

しかしながら当該技術において、伸び率を測定する為のロールは、ロール径の測定誤差やロール自体の磨耗、熱膨張によって鋼板長を正確に測定できていない可能性があり、（１）式で算出される伸び率に誤差が生じるという問題があった。

このような問題を解決する方法として、［特許文献１］に開示されている方法がある。この方法は、搬送される鋼板の速度を非接触で計測可能な速度計を用いて測定し、その検出値に基づいて鋼板の伸び率を測定するものである。この方法では、ロール径測定誤差に起因した伸び率測定誤差を低減させることは可能であるが、鋼板速度が低い場合、非接触の速度検出器はその測定精度が低下するため、それに起因した伸び率測定誤差が増大するという問題があった。
特開平９−１７８４６０号公報

本発明は、鋼板の圧延工程で測長ロールを用いて鋼板の伸び率を測定するときに、鋼板速度にかかわらず、ロール径誤差をキャンセルして従来よりも高精度に伸び率を測定する方法を提供することを目的とする。

本発明に係る鋼板の伸び率計測装置は、圧延機やテンションレベラー等、鋼板に所定の伸び率を付与する装置の入側及び出側にそれぞれ圧延材と共動する入側ロールおよび出側ロールを設け、これらロールそれぞれに接続された回転検出のための第１および第２のパルス発生器から出力される、走行する圧延材の伸び率計測する単位長あたりのパルス数に基づいて圧延材の伸び率をオンラインで計測する鋼板の伸び率計測装置において、非圧延時の入側ロールの第１のパルス発生器から出力されたパルス数と、出側ロールの第２のパルス発生器から出力されたパルス数と、入側ロールおよび出側ロールそれぞれのロール径の測定値とに基づいて、ロール径測定誤差による伸び率計測誤差を算出するための伸び率補正係数を予め算出し、圧延中に該伸び率補正係数と、前記第２のパルス発生器と第１のパルス発生器それぞれから出力されたパルス数の比とから伸び率計測誤差を算出する伸び率補正値演算手段と、圧延中に前記第１のパルス発生器と第２のパルス発生器それぞれから出力されたパルスの数と、前記入側ロールおよび出側ロールそれぞれのロール径の予め測定した測定値とに基づいて伸び率測定値を演算する伸び率演算手段と、該伸び率測定値に前記伸び率計測誤差を加えて真の伸び率として算出する補正演算手段とを備えたことを特徴とする鋼板の伸び率計測装置である。

本発明の鋼板の伸び率計測方法は、圧延機やテンションレベラー等、鋼板に所定の伸び率を付与する装置の入側及び出側にそれぞれ圧延材と共動する入側ロールおよび出側ロールを設け、これらロールそれぞれに接続された回転検出のための第１および第２のパルス発生器から出力される、走行する圧延材の伸び率計測する単位長あたりのパルス数に基づいて圧延材の伸び率をオンラインで計測する鋼板の伸び率計測方法において、非圧延時の入側ロールの第１のパルス発生器から出力されたパルス数と、出側ロールの第２のパルス発生器から出力されたパルス数と、入側ロールおよび出側ロールそれぞれのロール径の測定値とに基づいて、ロール径測定誤差による伸び率計測誤差を算出するための伸び率補正係数を予め算出し、圧延中に該伸び率補正係数と、前記第２のパルス発生器と第１のパルス発生器それぞれから出力されたパルス数の比とから伸び率計測誤差を算出する伸び率補正値演算ステップと、圧延中に前記第１のパルス発生器と第２のパルス発生器それぞれから出力されたパルスの数と、前記入側ロールおよび出側ロールそれぞれのロール径の予め測定した測定値とに基づいて伸び率測定値を演算する伸び率演算ステップと、該伸び率測定値に前記伸び率計測誤差を加えて真の伸び率として算出する補正演算ステップとを備えたことを特徴とする鋼板の伸び率計測方法である。

本発明の伸び率測定装置によれば、ロール径測定誤差に起因した伸び率計測誤差を補正することが出来るため、鋼板速度にかかわらず伸び率測定値の精度を向上化させることが可能となる。

以下、本発明の原理を説明する。
図１は、圧延機やテンションレベラー等、鋼板に所定の伸び率を付与する際の一般的な伸び率計測装置に関する機械設備構成の一例である。本発明に係る伸び率測定装置においても、機械設備構成は図１と同様のものを使用する。

図１を用いて、本発明の伸び率計測方法を説明する。ｄ_Ｅを入側ロール３のロール径の測定値、ｄ_Ｄを出側ロール４のロール径の測定値、実際のロール径をそれぞれ、ｘ・ｄ_Ｅ、ｙ・ｄ_Ｄと定義する。ここで、ｘ，ｙは、ロール径測定誤差を表す為の定数で、測定誤差が０であれば、それぞれｘ＝１，ｙ＝１となる。また、入出側各ロールに取付けられたパルス発生器７，８の１回転当たりに発生するパルス数をｐ［ｐｐｒ］、ロール３，４とパルス発生器７，８との連結ギヤ５，６のギヤ比をｇとそれぞれ定義する。

今、入側ロール３にて伸び率計測単位長さ分、鋼板１の圧延機２に対する入側部分が走行することを検出するまでの間に、入側ロール３に取付けられたパルス発生器７から出力されたパルスの総数がａ、同期間に出側ロールパルス発生器８から出力されたパルスの総数がｂであったとすると、真の入側鋼板走行距離ｌ_Ｅおよび、そのときの真の出側鋼板走行距離ｌ_Ｄは、それぞれ
ｌ_Ｅ＝（ａ×π×ｘ×ｄ_Ｅ）／（ｇ×ｐ） （２）
ｌ_Ｄ＝（ｂ×π×ｙ×ｄ_Ｄ）／（ｇ×ｐ） （３）
となる。よって、真の伸び率実績εは、次式で定義される。
ε＝（ｌ_Ｄ−ｌ_Ｅ）／ｌ_Ｅ＝（ｂ×ｙ×ｄ_Ｄ）／（ａ×ｘ×ｄ_Ｅ）−１ （４）
一方、実際に検出される測定伸び率（見かけの伸び率）ε′は、次式で表すことが出来る。
ε′＝（ｌ_Ｄ′−ｌ_Ｅ′）／ｌ_Ｅ′＝（ｂ×ｄ_Ｄ）／（ａ×ｄ_Ｅ）−１ （５）
ここで、ｌ_Ｅ′及びｌ_Ｄ′はそれぞれ、上記ｌ_Ｅ及びｌ_Ｄに対する測定誤差を含んだ見かけの入側鋼板走行距離及び出側鋼板走行距離である。
したがって、真の伸び率εと、見かけの伸び率（測定伸び率）ε′との誤差ε_ｅｒｒは、次式で表すことが出来る。
ε_ｅｒｒ＝ε−ε′＝（ｂ×ｄ_Ｄ×（ｙ−ｘ））／（ａ×ｘ×ｄ_Ｅ） （６）

一方、図１において、圧延機１により鋼板に伸び率が付与されていない状態時に、ある一定期間入側および出側ロールが板と共動して回転した際、入側ロール３のパルス発生器７にて発生するパルス総数がα、出側ロール４のパルス発生器８にて発生するパルス総数がβであった場合、ロールと鋼板１との間にスリップ等の非接触状態が発生しなければその他の誤差要因は不変とすることができるので、次式が成立する。
α／（ｇ×ｐ）×π×ｘ×ｄ_Ｅ ＝β／（ｇ×ｐ）×π×ｙ×ｄ_Ｄ （７）
（７）式を（６）式に代入してｘとｙを消去すると、伸び率計測誤差ε _ｅｒｒ は、次式で表される。
ε_ｅｒｒ＝（ｂ／ａ）×（（α×ｄ_Ｅ−β×ｄ_Ｄ）／（β×ｄ_Ｅ）） （８）
ここで、Ｋ を伸び率補正係数として
Ｋ＝（（α×ｄ_Ｅ−β×ｄ_Ｄ）／（β×ｄ_Ｅ） （９）
と定義する。
そして、伸び率計測誤差ε _ｅｒｒ は、伸び率補正計数を用いて次式で表される。
ε_ｅｒｒ＝（ｂ／ａ）×Ｋ （１０）
真の伸び率εは、実測伸び率（みかけの伸び率）ε′と上記伸び率計測誤差ε_ｅｒｒとの和で定義されることになるため、ロール径測定誤差や、ロール自体の磨耗、熱膨張等に起因した伸び率計測誤差をキャンセルした真の伸び率εが、次式にて測定することが可能となる。
ε＝ε′＋ε_ｅｒｒ＝ε′＋Ｋ×（ｂ／ａ） （１１）

本発明の一実施例の伸び率測定装置の構成を図２に示す。図中、図１と同一の符号を付したものは、それぞれ同一の要素を示している。また、伸び率演算装置１０は、従来の伸び率計測装置にて用いられる演算装置で、当該装置によって検出される伸び率測定値ε′には、前述のように未知のロール径測定誤差等に起因した誤差が含まれている。

以下図２を用いて上記原理に基づいて構成された本発明の動作を説明する。
まず、通板毎等に伸び率を付与しない状態で鋼板１をある一定距離間通板し、その際に伸び率補正値演算装置９にて入側ロール３のパルス発生器７および出側ロールのパルス発生器８にて発生するパルス数α及びβより上記（９）式にて伸び率補正係数Ｋを演算し、記憶しておく。そして、圧延機２等により実際に付与した伸び率を測定する際には、上記（９）式を用いて伸び率補正値演算手段９にて、伸び率計測誤差ε_ｅｒｒを演算し、上記（５）式を用いて伸び率演算手段１０にて演算される誤差を含んだ伸び率測定値ε′に、加算器で構成される補正演算手段１４にて加えることで、ロール径測定誤差や、ロール自体の磨耗、熱膨張等に起因した伸び率測定誤差をキャンセルした真の伸び率εを出力するものである。

なお、上記実施例では入側ロール、出側ロールとも無駆動のロールを想定しているが、当該ロールは通板鋼板との接触し、板と共動するロールであれば良く、駆動ロールであってもよい。

鋼板に所定の伸び率を付与する際の一般的な伸び率計測装置に関する機械設備構成の概略図である。 本発明の鋼板の伸び率計測装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ 鋼板
２ 圧延機
３ 圧延機入側ロール
４ 圧延機出側ロール
５ 入側ロール−入側パルス発生器間連結ギヤ
６ 出側ロール−出側パルス発生器間連結ギヤ
７ 入側パルス発生器
８ 出側パルス発生器
９ 伸び率補正値演算手段
１０ 伸び率演算手段
１４ 補正演算手段
ε_ｅｒｒ 伸び率測定誤差
ε′ 伸び率測定値
ε 真の伸び率

Claims (2)

1. 圧延機やテンションレベラーを含む、鋼板に所定の伸び率を付与する装置の入側及び出側にそれぞれ圧延材と共動する入側ロールおよび出側ロールを設け、これらロールそれぞれに接続された回転検出のための第１および第２のパルス発生器から出力される、走行する圧延材の伸び率計測する単位長あたりのパルス数に基づいて圧延材の伸び率をオンラインで計測する鋼板の伸び率計測装置において、
   非圧延時の入側ロールの第１のパルス発生器から出力されたパルス数と、出側ロールの第２のパルス発生器から出力されたパルス数と、入側ロールおよび出側ロールそれぞれのロール径の測定値とに基づいて、ロール径測定誤差による伸び率計測誤差を算出するための伸び率補正係数を予め算出し、
   圧延中に該伸び率補正係数と、前記第２のパルス発生器と第１のパルス発生器それぞれから出力されたパルス数の比とから伸び率計測誤差を算出する伸び率補正値演算手段と、
   圧延中に前記第１のパルス発生器と第２のパルス発生器それぞれから出力されたパルスの数と、前記入側ロールおよび出側ロールそれぞれのロール径の予め測定した測定値とに基づいて伸び率測定値を演算する伸び率演算手段と、
   該伸び率測定値に前記伸び率計測誤差を加えて真の伸び率として算出する補正演算手段とを備えたことを特徴とする鋼板の伸び率計測装置。
2. 圧延機やテンションレベラーを含む、鋼板に所定の伸び率を付与する装置の入側及び出側にそれぞれ圧延材と共動する入側ロールおよび出側ロールを設け、これらロールそれぞれに接続された回転検出のための第１および第２のパルス発生器から出力される、走行する圧延材の伸び率計測する単位長あたりのパルス数に基づいて圧延材の伸び率をオンラインで計測する鋼板の伸び率計測方法において、
   非圧延時の入側ロールの第１のパルス発生器から出力されたパルス数と、出側ロールの第２のパルス発生器から出力されたパルス数と、入側ロールおよび出側ロールそれぞれのロール径の測定値とに基づいて、ロール径測定誤差による伸び率計測誤差を算出するための伸び率補正係数を予め算出し、
   圧延中に該伸び率補正係数と、前記第２のパルス発生器と第１のパルス発生器それぞれから出力されたパルス数の比とから伸び率計測誤差を算出する伸び率補正値演算ステップと、
   圧延中に前記第１のパルス発生器と第２のパルス発生器それぞれから出力されたパルスの数と、前記入側ロールおよび出側ロールそれぞれのロール径の予め測定した測定値とに基づいて伸び率測定値を演算する伸び率演算ステップと、
   該伸び率測定値に前記伸び率計測誤差を加えて真の伸び率として算出する補正演算ステップとを備えたことを特徴とする鋼板の伸び率計測方法。

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