JP5750910B2 - 通板異常検出装置及び通板異常検出方法 - Google Patents
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Description
熱間圧延ラインでは、加熱炉により加熱された厚み150〜300mmの金属材料(被圧延材)が、粗圧延機や仕上圧延機により厚み0.8〜25mmまで圧延されて金属帯状に薄く延ばされる。
自動で出側材料詰まりを検出する方法として、粗圧延機の出側直近にセンサを設け、当該センサで被圧延材を検出できない場合に出側材料詰まりが発生していると判断する方法が考えられる。
そこで、本発明は、信頼性の高い粗圧延機での通板異常検出を行うことができる通板異常検出装置および通板異常検出方法を提供することを課題としている。
このように、圧延荷重の変動を監視することで材料詰まりを検知するので、粗圧延機の出側直近に設けたセンサによって材料詰まりを検知する場合と比較して、圧延中の蒸気や粉塵等の影響を受けにくい構成とすることができる。そのため、信頼性の高い通板異常検出を行うことができる。
これにより、材料噛み込み時と材料噛み離し時は出側通板異常検知機能を非作動とすることができるので、材料噛み込み時と材料噛み離し時における荷重変動を、材料詰まりに起因する荷重変動であると誤判断するのを防止することができる。
このように、一般に自動板厚制御用に取り付けられているロードセルを用いて圧延荷重を測定し、測定した圧延荷重の変動量に基づいて材料詰まりを検出するので、材料詰まり検出用に新たにセンサ等を設ける必要がない。そのため、コスト増大を伴うことなく材料詰まり検出を行うことができる。また、自動板厚制御用のロードセルは各圧延機にそれぞれ取り付けられているため、各圧延機で材料詰まりの検出が可能となる。したがって、複数の圧延機で材料詰まりを検出することで、検出精度を向上させることができる。
これにより、設備被害の拡大を確実に防止することができる。
また、本発明に係る通板異常検出方法は、熱間圧延ラインの粗圧延機における被圧延材の通板異常を検出する通板異常検出方法であって、前記粗圧延機の粗圧延スタンドにおける圧延荷重の時間変化量を測定し、測定した圧延荷重の時間変化量に基づいて、前記通板異常として前記粗圧延スタンドの入側から噛み込んだ前記被圧延材が前記粗圧延スタンドの出側から送出されない材料詰まりを検出し、前記材料詰まりを検出する際に、前記圧延荷重の時間変化量が予め設定した正の第1の閾値を超えているとき、あるいは前記圧延荷重の時間変化量が予め設定した負の第2の閾値を下回っているときの少なくともいずれかの場合において、通板異常が発生していると判断することを特徴としている。
このように、圧延荷重の変動を監視することで材料詰まりを検知するので、信頼性の高い通板異常検出方法とすることができる。
(構成)
図1は、本実施形態における通板異常検出装置を備える熱間圧延設備の構成を示す図である。
図中、符号1は熱間圧延設備である。この熱間圧延設備1は、熱間圧延ライン上流側から加熱炉2、HSB(Hot Scale Breaker)3、サイジングプレス4、複数の粗圧延スタンド(R2,R4)からなる粗圧延機5、エッジヒータ6、クロップシャー7、FSB(Finisher Scale Breaker)8、複数の仕上圧延スタンド(F1〜F7)からなる仕上圧延機9、ランナウトテーブル10、コイラー(巻き取り設備)11を備えている。
図2は、通板異常検出装置20で実行する通板異常検出処理手順を示すフローチャートである。この通板異常検出処理は、通板異常検知対象である粗圧延スタンドR2がロードオンとなったときに実行開始し、所定時間毎(例えば、0.5秒毎)に繰り返し実行される。
ステップS2では、通板異常検出装置20は、粗圧延スタンドR2の左右のロールに設けられたロードセルで測定した荷重を取得し、左右の荷重の和(和荷重)を算出する。そして、算出した和荷重を粗圧延スタンドR2の圧延荷重の今回値(以下、P(n)とする)とする。
ステップS4では、通板異常検出装置20は、前記ステップS3で算出した圧延荷重の時間変化量ΔPが、予め設定した許容範囲外であるか否かを判定する。当該許容範囲は、出側材料詰まりを起こしていないときに圧延荷重の時間変化量ΔPが取り得る範囲に設定する。
すなわち、ステップS4では、ΔP>ΔPTH1(例えば、500トン)であるか、又はΔP<ΔPTH2(例えば、−350トン)であるかを判定する。これら閾値ΔPTH1及びΔPTH2は、材料詰まりに起因する圧延荷重の急増及び急減を確実に検出可能な値に設定する。例えば、予め通常圧延中に一定期間、圧延荷重変動を記録することで通常圧延時における圧延荷重の最大値及び最小値を把握し、第1の閾値ΔPTH1が上記最大値よりも大きくなるように設定すると共に、第2の閾値ΔPTH2が上記最小値よりも小さくなるように設定する。
ステップS5では、通板異常検出装置20は、通板異常時処理として熱間圧延ラインの操業を停止する処理を行う。なお、その際、オペレータに通板異常を報知すべく警報を発するようにしてもよい。
この図2において、ステップS3が圧延荷重変化量測定手段に対応し、ステップS1及びS4が通板異常検出手段に対応し、ステップS5が操業停止手段に対応している。
次に、本実施形態の動作について、図3を参照しながら説明する。
熱間圧延設備1において、加熱炉2によって数百〜千数百℃に加熱された被圧延材7は、サイジングプレス4によって所定幅にプレスされた後、粗圧延機5により圧延される。このとき、粗圧延機5の粗圧延スタンドR2の左右のロールに設けられたロードセルで左右の圧延荷重が測定され、これが通板異常検出装置20に入力される。
これに対して、本実施形態では、材料噛み込みから圧延荷重が安定するまでの所定時間が経過するまでの間、出側通板異常検知機能を非作動とするので、材料詰まりの誤検知を防止することができる。
材料詰まりが発生していない場合、ロードオンが安定した後の圧延荷重の変動は殆ど無く、圧延荷重の時間変化量ΔPは許容範囲内となる(ステップS4でNo)。そのため、この場合には、通板異常検出装置20は材料詰まりが発生していないと判断し、熱間圧延ラインの操業を継続する。
このように、出側材料詰まりに起因して圧延荷重が急増する現象を考慮して、圧延中の圧延荷重の所定時間あたりの増加量ΔPが一定値を超えたか否かを監視するので、精度良く材料詰まりを検知することができる。
以上のように、圧延荷重を0.5秒周期でサンプリングし、前回値P(n−1)と今回値P(n)との差に基づいて材料詰まりを検出するので、材料詰まりが発生してから、最短0.5秒〜1.0秒で当該材料詰まりを検出することができる。したがって、オペレータの目視確認と比較して通板異常を早期検出することができ、設備被害の拡大を防止することができる。
このように、上記実施形態では、粗圧延機の圧延荷重の時間変化量に基づいて、通板異常として材料詰まりを検出するので、粗圧延機の出側直近に設けたセンサによって材料を検出することで材料詰まりを検知する場合と比較して、圧延中の蒸気や粉塵等の影響を受けにくい構成とすることができる。そのため、信頼性の高い通板異常検出を行うことができる。
さらに、粗圧延スタンドの入側からの材料噛み込みから所定時間が経過してから材料が所定長さ通過するまでの間を異常検知期間とし、通板異常を検出するので、材料噛み込み時と材料噛み離し時における荷重変動を、材料詰まりに起因する荷重変動であると誤判断するのを防止することができる。
さらにまた、通板異常を検出した場合には、熱間圧延ラインの操業を停止するので、設備被害の拡大を確実に防止することができる。
以上のように、コスト増大を伴うことなく、信頼性の高い通板異常検出を行うことができる。
なお、上記実施形態においては、粗圧延スタンドR2における出側材料詰まりのみを検出する場合について説明したが、その他の圧延スタンドにおける出側材料詰まりも検出するようにしてもよい。このように、複数の圧延スタンドにおいて材料詰まりを検出することで、より検出精度を向上させることができる。
Claims (5)
- 熱間圧延ラインの粗圧延機における被圧延材の通板異常を検出する通板異常検出装置であって、
前記粗圧延機の粗圧延スタンドにおける圧延荷重の時間変化量を測定する圧延荷重変化量測定手段と、
前記圧延荷重変化量測定手段で測定した圧延荷重の時間変化量に基づいて、前記通板異常として前記粗圧延スタンドの入側から噛み込んだ前記被圧延材が前記粗圧延スタンドの出側から送出されない材料詰まりを検出する通板異常検出手段と、を備え、
前記通板異常検出手段は、前記圧延荷重の時間変化量が予め設定した正の第1の閾値を超えているとき、あるいは前記圧延荷重の時間変化量が予め設定した負の第2の閾値を下回っているときの少なくともいずれかの場合において、通板異常が発生していると判断することを特徴とする通板異常検出装置。 - 前記通板異常検出手段は、前記粗圧延スタンドの入側から前記被圧延材を噛み込んでから所定時間が経過してから、前記被圧延材が当該粗圧延スタンドを所定長さ通過するまでの間、前記通板異常を検出することを特徴とする請求項1に記載の通板異常検出装置。
- 前記圧延荷重変化量測定手段は、前記粗圧延機のロールに取り付けられたロードセルで測定した圧延荷重に基づいて、前記圧延荷重の時間変化量を測定することを特徴とする請求項1または2に記載の通板異常検出装置。
- 前記通板異常検出手段により前記通板異常を検出したとき、前記熱間圧延ラインの操業を停止する操業停止手段を備えることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の通板異常検出装置。
- 熱間圧延ラインの粗圧延機における被圧延材の通板異常を検出する通板異常検出方法であって、
前記粗圧延機の粗圧延スタンドにおける圧延荷重の時間変化量を測定し、測定した圧延荷重の時間変化量に基づいて、前記通板異常として前記粗圧延スタンドの入側から噛み込んだ前記被圧延材が前記粗圧延スタンドの出側から送出されない材料詰まりを検出し、
前記材料詰まりを検出する際に、前記圧延荷重の時間変化量が予め設定した正の第1の閾値を超えているとき、あるいは前記圧延荷重の時間変化量が予め設定した負の第2の閾値を下回っているときの少なくともいずれかの場合において、通板異常が発生していると判断することを特徴とする通板異常検出方法。
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