JP4564438B2 - 鋼板の伸び率測定装置および伸び率測定方法 - Google Patents

Description

鋼板の圧延機の入側および出側に設置した圧延鋼板測長ロールによって圧延鋼板の伸び率を測定する方法、特に鋼板表面が波形状を有するときに用いて好適な技術に関する。

鉄鋼業における伸び率測定方法に関する従来方法において、例えば特許文献１、特許文献２、および特許文献３に開示されているように、圧延機前後での鋼板の伸び率を計測するために、圧延機やレベラー等の鋼板に伸びを付与する設備の入側および出側に、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伸び率が算出される。すなわち、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測定し、これら測定値に基づいて式（１）にて伸び率eを算出している。

ここで、eは圧延機等によって鋼板に付与された伸び率の測定値、l₁は入り側ロールに取り付けられたパルス発生器により検出した長さ測定値、および、l_２はl₁を測定した際に、出側ロールに取り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の測定値である。

これら手法はいずれも薄鋼板等の帯状鋼板を対象としたものであるため、その圧延状態においては、圧延機前後にブライドルロールや、巻取りおよび巻き戻しリール等を設置して圧延鋼板に高い張力を付与することで圧延機入側および出側の測長ロール部における鋼板の上下方向の位置変動を抑えることを前提としている。従って、測長ロールが上下方向に位置変化することにより発生する伸び率の測定誤差については考慮していない。
特願昭５１−１２９０８２号公報 特願平７−５５４５０号公報 特願平４−３２６９８０号公報

しかしながら、切り板である厚板鋼板を圧延する場合のように、圧延機の入側および出側において鋼板を上下方向の変動が発生しないように拘束できないような場合、鋼板の波形状に起因して伸び率測定用の測長ロールが上下方向に変動し、この変動量によって伸び率測定精度が低下してしまうという問題があった。
本発明は、圧延機の入側および出側に設置した圧延鋼板測長ロールによって圧延鋼板の伸び率を測定する際に、鋼板の波形状によって測長ロールが上下方向に位置変動した量を測定しても、従来よりも高精度に鋼板の伸びを測定する方法を提供することを目的とする。

本発明の鋼板の伸び率測定装置は、鋼板に所定の伸び率を付与する圧延機の入側および出側それぞれに、前記鋼板に接触しながら協動する入側測長ロールおよび出側測長ロールと、前記入側測長ロールおよび出側測長ロールそれぞれの回転数を検出する入側ロール回転検出器および出側ロール回転検出器と、前記入側測長ロールおよび出側測長ロールそれぞれの位置変位を検出する入側ロール位置検出器および出側ロール位置検出器と、前記入側測長ロールおよび出側測長ロールそれぞれの前記回転数の測定値から、入側と出側での前記鋼板の移動距離測定値を算出し、前記位置変位の測定値を基にして前記移動距離測定値を補正して鋼板の伸び率を算出する伸び率演算部とからなる。
さらに、本発明の鋼板の伸び率測定装置は、前記伸び率演算部が、前記圧延機の入側での前記鋼板の移動距離測定値が基準長さＬとなる間の、前記入側測長ロールおよび出側測長ロールそれぞれの位置変位の測定値、および出側での鋼板の移動距離測定値を基にして所定の伸び率演算を行うことを特徴とする。

本発明の鋼板の伸び率測定方法は、鋼板に所定の伸び率を付与する圧延機の入側および出側それぞれに、前記鋼板に接触しながら協動する入側測長ロールおよび出側測長ロールを設置し、前記入側測長ロールおよび出側測長ロールそれぞれの回転数を検出する入側ロール回転検出器および出側ロール回転検出器を設置し、前記入側測長ロールおよび出側測長ロールそれぞれの位置変位を検出する入側ロール位置検出器および出側ロール位置検出器を設置し、前記圧延機の入側での前記鋼板の移動距離測定値が基準長さＬとなる間の、前記入側測長ロールおよび出側測長ロールそれぞれの位置変位の測定値、および出側での鋼板の移動距離測定値を基にして所定の伸び率演算を行うことを特徴とする。

本発明の伸び率測定方法によれば、圧延鋼板の波形状等に起因して発生する入側および出側即長ロールの伸び率測定中における上下方向の位置変動に起因した伸び率測定誤差をキャンセルすることが出来るため、圧延鋼板の形状等に関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、本発明を実施するための形態を詳細に図を用いて説明する。
図1は、鋼板に所定の伸び率を付与する際の伸び率計測装置に関する機械設備構成と、本発明である鋼板の伸び率測定方法の実施する構成の一例を示すブロック図である。
図1において、圧延鋼板２は左から右へ搬送されつつ、圧延機１にて所定の伸び率を付与するように圧延される。また、圧延機１の入側および出側にそれぞれ設置された入側測長ロール３および出側測長ロール４は、バネ等（図示せず）で機械的に鋼板２と常に密着させることで圧延方向および上下方向について鋼板２と共動する構造とする。
さらに、入側測長ロール３および出側測長ロール４には、それぞれのロールの回転量を検出する回転検出器５および回転検出器６と、各測長ロールの上下方向位置を測定する位置検出器７および位置検出器８が接続される。
ここで、圧延機入側については、入側測長ロールの回転検出器５により、圧延機入側における鋼板の移動距離L₁が測定される。また、入側測長ロールの位置検出器７により、ロールが鋼板の波形状等によって押し上げもしくは押し下げられた量である入側測長ロールの上下方向位置H1が測定される。

同様に圧延機出側については、出側測長ロールの回転検出器６により、圧延機出側における鋼板の移動距離L₂が測定され、出側測長ロールの位置検出器８により、ロールの上下方向の位置つまり出側鋼板の波形状により出側測長ロール４が押上げもしくは押下げられた量H2が測定される。
一般に、伸び率測定用に予め設定しておく基準長さをLとすると、伸び率eは、入側測長ロールの回転検出器５にて測定される圧延機入側鋼板の移動距離測定値L₁がLと等しくなる毎に、以下（２）式にて断続的に計算される。

ここで、L₂は、入側測長ロール回転検出器５にて測定された鋼板移動距離測定値L₁がLとなる期間に出側測長ロール回転検出器によって測定される鋼板移送距離測定値である。ただし、当該演算方法を用いる場合、圧延機の圧延ロール直下における実際の入側鋼板移動距離と入側測長ロール３によって測定される鋼板移動距離測定値が等しく、且つ圧延ロール直下における実際の出側鋼板移動距離と出側測長ロール４によって測定される鋼板移動距離測定値が等しいことが必要であり、両者に差があった場合、（２）式にて演算される伸び率には、実際に鋼板に付与される真の伸び率に対して誤差が生じる。

今、鋼板２が平坦でなく、例えば圧延機入側で波をもった形状であった場合を考える。この場合、入側測長ロール３の回転検出器５によって測定される鋼板移動距離測定値は、波の高さに相当する鋼板表面の垂直方向の変動成分を含んだ値となるが、一方、同じ期間に圧延機１の圧延ロール直下入側に送込まれる鋼板長さは、水平方向成分の移動のみであるため、圧延機１の圧延ロール直下における実際の入側鋼板移動距離と、入側測長ロール３によって測定される鋼板移動距離測定値L₁との間に差が生じ、したがって式（２）にて演算される伸び率には誤差が生じてしまう。同様に、圧延機出側鋼板が平坦でなく波形状をもった鋼板であった場合も同様の理由により誤差が生じる。
そこで、入側測長ロール回転検出器５にて測定された鋼板移動距離測定値L₁がLとなる期間に入側測長ロール位置検出器７によって測定される、入側測長ロール３の上下方向の移動量をΔh₁とすると、測長ロールにてLを検出する間に圧延機１の圧延ロール直下入側において鋼板が移動する量L₁´は、L₁の水平方向成分であることから、

と表せる。

また、入側測長ロール回転検出器５にて測定された鋼板移動距離測定値L₁がLとなる期間に出側測長ロール回転検出器によって測定される鋼板移送距離測定値をL₂をとし、同期間に出側測長ロール位置検出器８によって測定される、出側測長ロールの上下方向の移動量をΔh₂とすると、入側測長ロール３にてLを検出する間に圧延機１の圧延ロール直下出側において鋼板が移動する量L₂´は、L₂の水平方向成分であることから、

と表せる。
従って、圧延機１前後の鋼板形状が平坦でなく、波形状を持っていた場合、圧延機１により付与される鋼板２の実際の伸び率は、上記（３）式および（４）式より、最終的に（５）式にて表すことができる。

以上より、本実施の形態である図1のブロック図において、入側測長ロールの回転検出器５にて測定される圧延機入側鋼板の移動距離測定値L₁がLと等しくなる毎に、入側鋼板長演算部９にて入側ロール位置検出器７で測定される鋼板表面の垂直方向位置変動量を用いて、前述の（３）式により圧延機１の圧延ロール直下入側の鋼板移動距離を演算し、出側鋼板長演算部１０にて同様に（４）式を用いて圧延機１の圧延ロール直下出側の鋼板移動距離を演算した上で、除算演算部１１にて（５）式を用いて伸び率を演算することにより、伸び率測定時における鋼板波形状等に起因した測定誤差を低減させることが可能となる。すなわち、入側鋼板長演算部９、出側鋼板長演算部１０、および除算演算部１１で構成される伸び率演算部１２で高精度な伸び率が出力される。

前述した本発明の実施の形態における伸び率演算部１２は、コンピュータの入出力器およびＣＰＵ等を、ＲＡＭやＲＯＭなどに記憶されたプログラムが動作することによって実現できることは当然である。
本実施例をシミュレーションにより従来手法と比較した例を図２に示す。シミュレーションにおいては、圧延機対象鋼板の圧延前形状に、ある一定ピッチの波状のうねりがあり、圧延機にて一定伸び率を付与した結果、圧延後鋼板の形状が平坦となった場合を想定し、その際における従来方法による伸び率測定値と、本発明の手法による伸び率測定値の実際の伸び率との誤差をそれぞれ数値計算した。また、鋼板に波形状が存在する際の伸び率測定値の誤差は、波のピッチに応じて一定の周期で増減するが、当図ではその誤差の最大値をプロットした。さらに、実際の圧延状態においては、ロール回転検出器により測定される鋼板移動距離測定値や、ロール位置検出器によって測定される測長ロールの上下方向の移動量には、測定誤差が存在するため、それによる伸び率測定誤差が生じるが、本シミュレーションにおいては、従来方法に対する本発明の効果をより純粋に比較させるため、これら検出器の測定誤差は無視している。

図２は、伸び率測定用の基準長さを200mmとし、圧延機入側において鋼板にピッチ200mmの波形状があった場合の波高さと、その際の伸び率測定誤差との関係を示しており、実線が従来手法を用いた場合、破線が本発明を用いた場合である。従来手法であると、鋼板が平坦でない場合、その波高さに応じて測定誤差が増加するが、本手法を用いることで鋼板波形状等に起因した測定誤差を低減させることが可能となることが分かる。

鋼板に所定の伸び率を付与する際の伸び率計測装置に関する機械設備構成と、本発明である鋼板の伸び率測定方法の構成を示すブロック図である。 本発明を実施する場合と、従来手法を実施する場合の伸び率測定誤差を比較するグラフである。

符号の説明

１ 圧延機
２ 圧延対象鋼板
３ 入側測長ロール
４ 出側測長ロール
５ 入側ロール回転検出器
６ 出側ロール回転検出器
７ 入側ロール位置検出器
８ 出側ロール位置検出器
９ 入側鋼板長演算部
１０ 出側鋼板長演算部
１１ 除算演算部
１２ 伸び率演算部

Claims (4)

1. 鋼板に所定の伸び率を付与する圧延機の入側および出側それぞれに、前記鋼板に接触しながら協動する入側測長ロールおよび出側測長ロールと、
   前記入側測長ロールおよび出側測長ロールそれぞれの回転数を検出する入側ロール回転検出器および出側ロール回転検出器と、
   前記入側測長ロールおよび出側測長ロールそれぞれの位置変位を検出する入側ロール位置検出器および出側ロール位置検出器と、
   前記入側測長ロールおよび出側測長ロールそれぞれの前記回転数の測定値から、入側と出側での前記鋼板の移動距離測定値を算出し、前記位置変位の測定値を基にして前記移動距離測定値を補正して鋼板の伸び率を算出する伸び率演算部とからなる鋼板の伸び率測定装置。
2. 前記入側ロール回転検出器および出側ロール回転検出器は、それぞれ前記入側測長ロールおよび出側測長ロールそれぞれの回転にともなって信号パルス（パルス）を出力する回転検出器であることを特徴とする請求項１に記載の鋼板の伸び率測定装置。
3. 前記伸び率演算部は、前記圧延機の入側での前記鋼板の移動距離測定値が基準長Ｌとなる間の、前記入側測長ロールおよび出側測長ロールそれぞれの位置変位の測定値、および出側での鋼板の移動距離測定値を基にして所定の伸び率演算を行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の鋼板の伸び率測定装置。
4. 鋼板に所定の伸び率を付与する圧延機の入側および出側それぞれに、前記鋼板に接触しながら協動する入側測長ロールおよび出側測長ロールを設置し、
   前記入側測長ロールおよび出側測長ロールそれぞれの回転数を検出する入側ロール回転検出器および出側ロール回転検出器を設置し、
   前記入側測長ロールおよび出側測長ロールそれぞれの位置変位を検出する入側ロール位置検出器および出側ロール位置検出器を設置し、
   前記圧延機の入側での前記鋼板の移動距離測定値が基準長Ｌとなる間の、前記入側測長ロールおよび出側測長ロールそれぞれの位置変位の測定値、および出側での鋼板の移動距離測定値を基にして所定の伸び率演算を行うことを特徴とする鋼板の伸び率測定方法。
   
   

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