JP5929815B2 - スラブの幅プレスにおける金型叩き位置ずれ検知方法 - Google Patents

Description

本発明は、熱間圧延ラインにおいてスラブの幅プレスを行う場合に、スラブに対するプレス金型の叩き位置のずれを検知する方法に関するものである。

熱間圧延ラインにおいて熱延鋼帯を製造する場合、スラブを幅プレスしてから、圧延（粗圧延・仕上圧延）を行うことが一般的になっている。

図４は、熱間圧延ラインにおいて、幅プレス装置１０によってスラブ１を幅プレスしている状態を示す斜視図である。ここで、幅プレス装置１０は、スラブ１を幅方向にプレスするプレス金型（以下、単に「金型」ともいう）１１と、スラブ１を断続的に所定長さだけ前進させるためのピンチロール（入側ピンチロール１２、出側ピンチロール１３）と、幅プレス中のスラブ１の座屈を防止するための座屈防止ロール１４を備えている。なお、図４中では、上側の入出側ピンチロールは省略している。また、図４中の１５はテーブルローラである。

一方、熱間圧延ラインにおいて熱延鋼帯を製造した際に、鋼帯の表裏面（上下面）に発生する欠陥の一つとして、エッジシームがある。エッジシームは、スラブを圧延した際に、圧延後のスラブ（被圧延材）の側面にしわ状欠陥が発生し、その後の圧延によって、そのしわ状欠陥が被圧延材の上下面に廻り込み、鋼帯のエッジ（幅端部）から１０数ｍｍほど内側に入ったところに長手方向に現れる線状欠陥である。

そこで、上記のようなエッジシームの発生を抑止するために、スラブを幅プレスする際に使用するプレス金型の形状を工夫することが行われている。

例えば、特許文献１には、ステンレス鋼の熱延鋼帯（ステンレス鋼熱延鋼帯）を製造する場合、スラブを幅プレスする際に、幅方向断面の側面が凸形状になったプレス金型を用いて幅プレスを行って、幅プレス後のスラブの側面を凹形状にすることが提案されている。

しかしながら、特許文献１に記載の方法には、図５に幅方向垂直断面図を示すように、以下のような問題がある。

すなわち、図５（ａ）に示すように、幅プレス前のスラブ１ａに対して凸形状のプレス金型１１のスラブ叩き位置が上下方向にずれた場合（幅プレス前のスラブ１ａの厚み中央の高さ位置とプレス金型１１の凸形状中央の高さ位置が一致していなかった場合）、図５（ｂ）に示すように、幅プレス後のスラブ１ｂの側面の凹形状が上下非対称になる。その後、幅プレス後の圧延（粗圧延、仕上圧延）において、スラブ１ｂの凹形状の側面が幅拡がりすると、スラブ１ｂの側面から被圧延材２の上下面への材料の廻り込み量が被圧延材２の上下面で非対称になる。具体的には、金型１１の叩き位置が上方向にずれた場合は、被圧延材２の上面への材料の廻り込み量が下面への材料の廻り込み量より大きくなり、金型１１の叩き位置が下方向にずれた場合は、被圧延材２の下面への材料の廻り込み量が上面への材料の廻り込み量より大きくなる。その際に、幅プレス後のスラブ１ｂの側面にしわ７が生じていると、その後の圧延（粗圧延、仕上圧延）において、しわ７が被圧延材２の上下面に廻り込んで圧下され、疵となって残留し、図５（ｃ）に示すように、エッジシーム８が発生することになる。その結果、スラブ１ｂの側面からの廻り込み量が被圧延材２の上下面で非対称であることから、製造された熱延鋼帯３のエッジシーム廻り込み量（エッジシーム量）δも上下面で非対称になる。その結果、エッジシームのない熱延鋼帯を得るには、左右それぞれの幅端部において上下面でエッジシームが最も入り込んだ位置まで幅切断する必要があって、歩留の著しい低下につながる品質トラブルとなっていた。

また、普通鋼の熱延鋼帯（普通鋼熱延鋼帯）を製造する場合、スラブを幅プレスする際に、幅方向断面の側面が凹形状になったプレス金型を用いて幅プレスを行って、幅プレス後のスラブの側面を凸形状にすることが行われているが、上述したステンレス鋼熱延鋼帯を製造する場合と同様に、幅プレス前のスラブに対して凹形状のプレス金型のスラブ叩き位置が上下方向にずれた場合は、製造された熱延鋼帯のエッジシーム廻り込み量（エッジシーム量）が上下面で非対称になり、その結果、エッジシームのない熱延鋼帯を得るには、左右それぞれの幅端部において上下面でエッジシームが最も入り込んだ位置まで幅切断する必要があり、歩留の著しい低下につながる品質トラブルとなっていた。

したがって、熱間圧延ラインにおいてスラブの幅プレスを行う際に、スラブ厚さ方向に対するプレス金型の上下叩き位置のずれ（プレス金型の叩き位置の異常）を的確に検知して、プレス金型の叩き位置を迅速に修正することが重要になってきている。

そこで、特許文献２には、幅プレス中または幅プレス後のスラブに対して、スリット光とカメラを用いた光切断法によるスラブ側面形状測定によって、プレス金型の叩き位置ずれを検知する方法が提案されている。

特開平１０−５２７０１号公報 特開２０１１−１７３１４７号公報

しかしながら、特許文献２に記載の方法では、新たにスリット光照射装置とカメラの設置が必要で設備費がかかり、プレス金型の振動によりカメラの向きがずれるなど問題であった。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、熱間圧延ラインにおいてスラブの幅プレスを行う場合に、カメラ等の新たな設備を必要とせず、スラブに対するプレス金型の叩き位置のずれ（プレス金型の叩き位置の異常）を的確に検知することができる、スラブの幅プレスにおける金型叩き位置ずれ検知方法を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。

［１］熱間圧延ラインにおいて、幅方向断面の側面が凸形状になった金型を備え幅プレス後のスラブの側面を凹形状にする幅プレス装置でスラブの幅プレスを行って、幅プレス装置の出側に設置したレーザー距離計を用いて、幅プレス後のスラブ側面に向けて厚み方向に往復させてレーザービームを照射して、幅プレス後のスラブ側面の全長にわたる厚みプロフィルを測定し、スラブ側面の凹形状における上凸部の厚みと下凸部の厚みを比較し、上凸部の厚みと下凸部の厚みの差を求めて、金型叩き位置ずれを定量的に評価し、オンラインで金型叩き位置の異常を検知することを特徴とする、スラブの幅プレスにおける金型叩き位置ずれ検知方法。

［２］熱間圧延ラインにおいて、幅方向断面の側面が凹形状になった金型を備え幅プレス後のスラブの側面を凸形状にする幅プレス装置でスラブの幅プレスを行って、幅プレス装置の出側に設置したレーザー距離計を用いて、幅プレス後のスラブ側面に向けて厚み方向に往復させてレーザービームを照射して、幅プレス後のスラブ側面の全長にわたる厚みプロフィルを測定し、スラブ側面の凸形状における上凹部の厚みと下凹部の厚みを比較し、上凹部の厚みと下凹部の厚みの差を求めて、金型叩き位置ずれを定量的に評価し、オンラインで金型叩き位置の異常を検知することを特徴とする、スラブの幅プレスにおける金型叩き位置ずれ検知方法。

［３］前記レーザー距離計は、幅プレス後のスラブの幅を測定するために設置した幅計も兼ねることを特徴とする前記［１］または［２］に記載のスラブの幅プレスにおける金型叩き位置ずれ検知方法。

本発明においては、熱間圧延ラインにおいてスラブの幅プレスを行う場合に、スラブに対するプレス金型の叩き位置のずれ（プレス金型の叩き位置の異常）を的確に検知することができる。

本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態１における幅プレス後のスラブの断面図を示す図である。 本発明の実施形態２における幅プレス後のスラブの断面図を示す図である。 一般的なスラブの幅プレスの実施状態を示す図である。 プレス金型の叩き位置ずれによるエッジシーム不良の発生を示す図である。

本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施形態において、熱間圧延ラインで鋼帯を製造する際に、幅プレス装置１０によってスラブ１を幅プレスしている状態を示す斜視図である。ここで、幅プレス装置１０は図４に示したものと同様であり、スラブ１を幅方向にプレスするプレス金型１１と、スラブ１を断続的に所定長さだけ前進させるためのピンチロール（入側ピンチロール１２、出側ピンチロール１３）と、幅プレス中のスラブ１の座屈を防止するための座屈防止ロール１４を備えている。なお、図１中では、上側の入出側ピンチロールは省略している。また、図１中の１５はテーブルローラである。

その上で、この実施形態においては、幅プレス後のスラブの幅を測定するために幅プレス装置１０の出側に幅計として設置した左右一対（ラインの駆動側と操作側）のレーザー距離計２１を用いて、幅プレス後のスラブ側面に向けて照射したレーザービーム２２を厚み方向に往復させることで、幅プレス後のスラブ側面の全長にわたる厚みプロフィル（厚さ方向の断面プロフィル）を測定し、その測定結果に基づいて、スラブ側面の上凹凸部の厚みと下凹凸部の厚みの差を求め、この厚みの差から金型叩き位置ずれを定量的に評価することによって、オンラインで金型叩き位置の異常を検知するようにしている。

その詳細を実施形態１、実施形態２として以下に述べる。

（実施形態１）
この実施形態１は、例えば熱間圧延ラインでステンレス鋼熱延鋼帯を製造する場合のように、スラブ１を幅プレスする際に、幅方向断面の側面が凸形状になったプレス金型を用いて幅プレスを行って、幅プレス後のスラブ１の側面を凹形状にする場合である。

この実施形態１では、レーザー距離計２１のレーザービーム２２を厚み方向に往復させることで、幅プレス後のスラブ１の全長にわたって、図２に例を示すように、左右（駆動側と操作側）それぞれのスラブ側面の厚みプロフィル（厚さ方向の断面プロフィル）を測定し、左右それぞれでスラブ側面の凹形状における上凸部の厚みと下凸部の厚みを比較し、上凸部の厚みと下凸部の厚みの差から、金型叩き位置ずれを定量的に評価することによって、オンラインで金型叩き位置の異常を検知するようにしている。

すなわち、図２に示すように、駆動側と操作側のそれぞれのスラブ側面の厚みプロフィルから、駆動側の上凸部５Ａｄの厚みをＡｄｒ、駆動側の下凸部５Ｂｄの厚みをＢｄｒ、操作側の上凸部５Ａｏの厚みをＡｏｐ、操作側の下凸部５Ｂｏの厚みをＢｏｐとして算出し、下式に基づいて、駆動側と操作側のそれぞれの金型叩き位置ずれ量ΔＴｄｒ、ΔＴｏｐを評価するとともに、駆動側と操作側の金型叩き位置ずれ量の差ΔＴ（ｄｒ−ｏｐ）を算定している。

ΔＴｄｒ＝（Ａｄｒ−Ｂｄｒ）／２
ΔＴｏｐ＝（Ａｏｐ−Ｂｏｐ）／２
ΔＴ（ｄｒ−ｏｐ）＝ΔＴｄｒ−ΔＴｏｐ

そして、ΔＴｄｒ、ΔＴｏｐについてそれぞれ許容範囲を設けておき、いずれかがその許容範囲を超えた場合に、金型叩き位置異常と判定する。なお、上記の許容範囲は、鋼種、仕上厚、仕上幅等に基づいて設定する。

必要に応じて、Ａｄｒ、Ｂｄｒ、Ａｏｐ、Ｂｏｐ、ΔＴ（ｄｒ−ｏｐ）についてそれぞれ許容範囲を設けるようにしてもよい。

（実施形態２）
この実施形態２は、例えば熱間圧延ラインで普通鋼熱延鋼帯を製造する場合のように、スラブ１を幅プレスする際に、幅方向断面の側面が凹形状になったプレス金型を用いて幅プレスを行って、幅プレス後のスラブ１の側面を凸形状にする場合である。

この実施形態２では、レーザー距離計２１のレーザービーム２２を厚み方向に往復させることで、幅プレス後のスラブ１の全長にわたって、図３に例を示すように、左右（ラインの駆動側と操作側）それぞれのスラブ側面の厚みプロフィル（厚さ方向の断面プロフィル）を測定し、左右それぞれでスラブ側面の凸形状における上凹部の厚みと下凹部の厚みを比較し、上凹部の厚みと下凹部の厚みの差から、金型叩き位置ずれを定量的に評価することによって、オンラインで金型叩き位置の異常を検知するようにしている。

すなわち、図３に示すように、駆動側と操作側のそれぞれのスラブ側面の厚みプロフィルから、駆動側の上凹部６Ａｄの厚みをＡｄｒ、駆動側の下凹部６Ｂｄの厚みをＢｄｒ、操作側の上凹部６Ａｏの厚みをＡｏｐ、操作側の下凹部６Ｂｏの厚みをＢｏｐとして算出し、下式に基づいて、駆動側と操作側のそれぞれの金型叩き位置ずれ量ΔＴｄｒ、ΔＴｏｐを評価するとともに、駆動側と操作側の金型叩き位置ずれ量の差ΔＴ（ｄｒ−ｏｐ）を算定している。

ΔＴｄｒ＝（Ａｄｒ−Ｂｄｒ）／２
ΔＴｏｐ＝（Ａｏｐ−Ｂｏｐ）／２
ΔＴ（ｄｒ−ｏｐ）＝ΔＴｄｒ−ΔＴｏｐ

そして、ΔＴｄｒ、ΔＴｏｐについてそれぞれ許容範囲を設けておき、いずれかがその許容範囲を超えた場合に、金型叩き位置異常と判定する。なお、上記の許容範囲は、鋼種、仕上厚、仕上幅等に基づいて設定する。

必要に応じて、Ａｄｒ、Ｂｄｒ、Ａｏｐ、Ｂｏｐ、ΔＴ（ｄｒ−ｏｐ）についてそれぞれ許容範囲を設けるようにしてもよい。

上記のようにして、この実施形態（実施形態１、２）においては、熱間圧延ラインにおいてスラブの幅プレスを行う場合に、幅プレス後のスラブの全長における厚みプロフィルを測定し、金型叩き位置ずれを定量的に評価することによって、オンラインで金型叩き位置の異常を検知するようにしているので、金型叩き位置ずれによる品質トラブルを早急に検知することができ、エッジシーム不良を大幅に削減することができる。

本発明の実施例として、熱間圧延ラインでステンレス鋼熱延鋼帯を製造する場合に、上記の実施形態１を適用した。

その結果、エッジシーム不良の発生率が、幅プレス後にスラブ側面形状を測定しなかった従来の０．２％から０．１％に半減できた。

また、本発明で用いるレーザー距離計は、従来のスラブの幅の測定に用いている装置を適用したものであり、新たな設備を必要とせずに実施可能であった。

１ スラブ
１ａ 幅プレス前のスラブ
１ｂ 幅プレス後のスラブ
２ 被圧延材
３ 熱延鋼帯
５Ａｄ 駆動側の上凸部
５Ｂｄ 駆動側の下凸部
５Ａｏ 操作側の上凸部
５Ｂｏ 操作側の下凸部
６Ａｄ 駆動側の上凹部
６Ｂｄ 駆動側の下凹部
６Ａｏ 操作側の上凹部
６Ｂｏ 操作側の下凹部
７ しわ
８ エッジシーム
１０ 幅プレス装置
１１ プレス金型
１２ 入側ピンチロール
１３ 出側ピンチロール
１４ 座屈防止ロール
１５ テーブルローラ
２１ 幅計（レーザー距離計）
２２ レーザービーム

Claims (3)

1. 熱間圧延ラインにおいて、幅方向断面の側面が凸形状になった金型を備え幅プレス後のスラブの側面を凹形状にする幅プレス装置でスラブの幅プレスを行って、幅プレス装置の出側に設置したレーザー距離計を用いて、幅プレス後のスラブ側面に向けて厚み方向に往復させてレーザービームを照射して、幅プレス後のスラブ側面の全長にわたる厚みプロフィルを測定し、スラブ側面の凹形状における上凸部の厚みと下凸部の厚みを比較し、上凸部の厚みと下凸部の厚みの差を求めて、金型叩き位置ずれを定量的に評価し、オンラインで金型叩き位置の異常を検知することとし、駆動側と操作側のそれぞれのスラブ側面の厚みプロフィルから、駆動側の上凸部の厚みをＡｄｒ、駆動側の下凸部の厚みをＢｄｒ、操作側の上凸部の厚みをＡｏｐ、操作側の下凸部の厚みをＢｏｐとして算出し、下式に基づいて、駆動側と操作側のそれぞれの金型叩き位置ずれ量ΔＴｄｒ、ΔＴｏｐと、駆動側と操作側の金型叩き位置ずれ量の差ΔＴ（ｄｒ−ｏｐ）を算定し、Ａｄｒ、Ｂｄｒ、Ａｏｐ、Ｂｏｐ、ΔＴｄｒ、ΔＴｏｐ、ΔＴ（ｄｒ−ｏｐ）についてそれぞれ許容範囲を設けておき、いずれかがその許容範囲を超えた場合に、金型叩き位置異常と判定することを特徴とする、スラブの幅プレスにおける金型叩き位置ずれ検知方法。
   ΔＴｄｒ＝（Ａｄｒ−Ｂｄｒ）／２
   ΔＴｏｐ＝（Ａｏｐ−Ｂｏｐ）／２
   ΔＴ（ｄｒ−ｏｐ）＝ΔＴｄｒ−ΔＴｏｐ
2. 熱間圧延ラインにおいて、幅方向断面の側面が凹形状になった金型を備え幅プレス後のスラブの側面を凸形状にする幅プレス装置でスラブの幅プレスを行って、幅プレス装置の出側に設置したレーザー距離計を用いて、幅プレス後のスラブ側面に向けて厚み方向に往復させてレーザービームを照射して、幅プレス後のスラブ側面の全長にわたる厚みプロフィルを測定し、スラブ側面の凸形状における上凹部の厚みと下凹部の厚みを比較し、上凹部の厚みと下凹部の厚みの差を求めて、金型叩き位置ずれを定量的に評価し、オンラインで金型叩き位置の異常を検知することとし、駆動側と操作側のそれぞれのスラブ側面の厚みプロフィルから、駆動側の上凹部の厚みをＡｄｒ、駆動側の下凹部の厚みをＢｄｒ、操作側の上凹部の厚みをＡｏｐ、操作側の下凹部の厚みをＢｏｐとして算出し、下式に基づいて、駆動側と操作側のそれぞれの金型叩き位置ずれ量ΔＴｄｒ、ΔＴｏｐと、駆動側と操作側の金型叩き位置ずれ量の差ΔＴ（ｄｒ−ｏｐ）を算定し、Ａｄｒ、Ｂｄｒ、Ａｏｐ、Ｂｏｐ、ΔＴｄｒ、ΔＴｏｐ、ΔＴ（ｄｒ−ｏｐ）についてそれぞれ許容範囲を設けておき、いずれかがその許容範囲を超えた場合に、金型叩き位置異常と判定することを特徴とする、スラブの幅プレスにおける金型叩き位置ずれ検知方法。
   ΔＴｄｒ＝（Ａｄｒ−Ｂｄｒ）／２
   ΔＴｏｐ＝（Ａｏｐ−Ｂｏｐ）／２
   ΔＴ（ｄｒ−ｏｐ）＝ΔＴｄｒ−ΔＴｏｐ
3. 前記レーザー距離計は、幅プレス後のスラブの幅を測定するために設置した幅計も兼ねることを特徴とする請求項１または２に記載のスラブの幅プレスにおける金型叩き位置ずれ検知方法。

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