JP5994560B2

JP5994560B2 - 圧延鋼板のクロップ部自動剪断方法

Info

Publication number: JP5994560B2
Application number: JP2012228810A
Authority: JP
Inventors: 順平釘屋; 貴大平野; 章平元; 鈴木　英之; 英之鈴木
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2011-10-17
Filing date: 2012-10-16
Publication date: 2016-09-21
Anticipated expiration: 2032-10-16
Also published as: JP2013099841A

Description

本発明は、圧延鋼板の製品採寸位置修正方法およびクロップ部剪断方法に関するものである。

従来、圧延鋼板の製品採寸方法は、鋼板曲がり量、全長、全幅を考慮した採寸方法が行われていた。（特許文献１、特許文献２）
特許文献１には、鋼板の板幅と、鋼板幅方向の少なくとも一端の位置を検出する出側板幅検出手段が鋼板の搬送方向の一定距離ごとに繰り返しサンプリングし、サンプリングした情報に基づいて求めた鋼板の曲がりに関する形状パラメータと、予め設定された剪断後の鋼板長さ情報とに基づいて鋼板の剪断位置を求める技術が開示されている。

特許文献２には、厚板オンラインコンピュータで鋼板自動採寸計画を作成し、鋼板自動採寸計画では、予定採寸情報、実績鋼板プロフィル情報を基に分割剪断システム、耳切／縦剪断システム、仕上剪断装置への設定値、剪断長、剪断幅を算出する技術が開示されている。

特許文献３には、厚鋼板自動剪断方法でクロップ形状及びクロップ長に応じて、歩留を高めるための最適剪断位置及び剪断回数の決定方法が開示されている。

特開平２−７６６１７号公報特開平９−２９０３２１号公報特開平９−１９２７０８号公報

特許文献１および２に記載の圧延鋼板の製品採寸方法は、クロップ形状や試験材の採取位置を考慮して採寸位置を決めたものでは無いため、剪断ラインの生産効率や歩留が悪化するという問題があった。また、特許文献３に記載の厚鋼板自動剪断方法では、平面形状計の測定データを用いて歩留を高めるための最適剪断位置及び回数の決定を行うと、剪断したクロップ部の長さが不揃いのため、コンベアでクロップ部を搬送する時に搬送不能となる場合があった。

本発明は、鋼板曲がり量、全長、全幅に加えてクロップ形状等の情報も考慮した圧延鋼板の製品採寸位置修正方法およびクロップ部自動剪断方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するために、従来の平面形状計から取得される情報の中で、鋼板曲がり量、全長、全幅に加えて、鋼板クロップ（先尾端部）の詳細な形状を取得し、クロップ部の最適剪断位置を求めることによって、試験材を採取する位置をより精度良く設定し、圧延鋼板の先尾端部により近い位置で採取可能とするものである。即ち、本発明の要旨は以下の通りである。

［１］圧延鋼板から製品を採寸する際に、製品採寸位置を圧延鋼板形状情報（鋼板曲り量、鋼板全長、鋼板全幅）と製品寸法情報とから一次決定した後に、圧延鋼板のクロップ形状情報と試験材採取寸法情報とにより製品採寸位置を修正することを特徴とする圧延鋼板の製品採寸位置修正方法である。

［２］前記［１］記載の圧延鋼板のクロップ部形状情報を用いて、クロップ部を自動剪断するにあたり、平面形状計のクロップ部計測データから山割れ位置からの角長さを算出し、長尺角長さをＬ_１（ｍｍ）、短尺角長さをＬ_２（ｍｍ）、Ｌ_１−Ｌ_２＝Ａ（ｍｍ）、クロップコンベア設備におけるクロップ長さ制限の最大値ＣＬｍａｘ（ｍｍ）、最小値ＣＬｍｉｎ（ｍｍ）、山割れ部近傍を剪断する際の余裕代をα（ｍｍ）とした場合、下記条件（ア）〜（エ）のいずれかを満たすようにクロップ部を剪断することを特徴とする圧延鋼板のクロップ部自動剪断方法。
（ア）クロップ部形状が山割れ形状の場合で、Ｌ_１＋α≦ＣＬｍａｘの場合は、山割れ部＋αの位置で剪断する。
（イ）クロップ部形状が山割れ形状の場合で、ＣＬｍａｘ＜Ｌ_１＋αかつＣＬｍｉｎ≦Ａ≦ＣＬｍａｘの場合は、長尺角先端から長さＡの位置で剪断し、その後、山割れ部＋αの位置で剪断する。
（ウ）クロップ形状が山割れ形状の場合で、ＣＬｍａｘ＜Ｌ_１＋αかつＡ＜ＣＬｍｉｎの場合は、長尺角先端からＣＬｍａｘの位置で剪断し、その後、山割れ部＋αの位置で剪断する。
（エ）クロップ形状が片角形状または太鼓形状の場合は、鋼板の幅が有効幅となる位置または長尺角先端からＣＬｍａｘの位置で剪断する。

本発明は、圧延鋼板のクロップ形状を精密に測定することで、試験材をより精度良く圧延鋼板の先尾端部に近い位置で採取することによって、製品採取が可能な長さを更に拡大することが可能となったため、製品長さ不良の発生を削減できるようになった。また、製品採取できなかった場合には他の製品を充当し、その鋼板に付加的な登録処理作業が発生していたが、当初予定の製品採取が可能になったため、これらの作業も不要となり生産効率が向上する効果もある。また、クロップ形状の精密な測定をもとにクロップ部の剪断方法を最適化したのでクロップ部のコンベア搬送時のトラブル発生を抑制できるようになった。

厚鋼板の製造工程の一例を示す概略図である。クロップ形状を説明する図である。クロップ先端の剪断方法を説明する図である。

本発明を図を用いて説明する。

図１は厚鋼板の製造工程の一例を示す概略図である。
スラブを加熱炉１で所定温度まで加熱した後、熱間圧延機２で所定厚さまで熱間圧延して製造された圧延鋼板は、冷却装置３を経て冷却床４に搬送されて所定温度まで冷却される。圧延鋼板が冷却床４を通過中に、冷却床４に設置された平面形状計５によって、圧延鋼板の全長、全幅、鋼板曲り量、先尾端のクロップ形状等が計測される。冷却が終了した圧延鋼板は剪断ライン６に搬送されてクロップシヤー７で圧延鋼板の先尾端が剪断されてクロップ部として除去される。クロップ部はクロップ搬送コンベア８に積載されて搬送される。その後、クロップ除去後の圧延鋼板はエンドシヤーに搬送され、所定の製品寸法に剪断される。

図２は、圧延鋼板に発生する鋼板先端部の形状を説明する図である。
図２（ａ）は山割れ形状と呼ばれる形状で発生頻度が高い形状で圧延鋼板の幅方向両端に角状の突起ができるものである。角長さが長い方を長尺角、短い方を短尺角と呼ぶ。長尺角と短尺角とが交差する谷部を山割れ部と呼ぶ。剪断予定位置は圧延鋼板の幅方向に山割れ部を通過する線から、さらに長さαだけ鋼板の内側に入った位置である。αは山割れ部近傍を剪断する際の余裕代である。長尺角長さは、角先端部と圧延鋼板の幅方向に山割れ部を通過する線とを結ぶ距離でＬ_１とする。同じく、短尺角の角先端部と前記山割れ部を通過する線とを結ぶ距離をＬ_２とする。

図２（ｂ）は片角形状と呼ぶもので、片側に角があり、角部を長尺角と呼びその角先端部と剪断予定線とを結ぶ距離をＬ_１とする。短尺角と山割れ部が合体してなだらかな斜面を成す形状であり、斜面の中間点と剪断予定線とを結ぶ距離をＬ_２とする。この場合、鋼板の幅が有効幅（有効幅＝製品幅＋余裕代）以下となる任意の位置を剪断予定線とする。
図２（ｃ）は太鼓形状と呼ぶもので、クロップ先端部は圧延鋼板の幅方向ほぼ中央部となり、Ｌ_１とＬ_２は同じ値となる。この場合、鋼板の幅が有効幅（有効幅＝製品幅＋余裕代）以下の任意の位置を剪断予定線とする。

図３は圧延鋼板のクロップ部の具体的剪断方法を説明する図である。図中の黒丸点は、平面形状計の４ｍｍピッチの幅データから角形状（角長さ：Ｌ_１、Ｌ_２）および山割れ部を算出した代表点である。剪断予定位置は、圧延方向に山割れ部＋αｍｍの位置とした。αは山割れ部近傍を剪断する際の余裕代で、通常２０ｍｍ程度を予定するが調整して決めていく。次いで、Ｌ_１、Ｌ_２は、クロップシヤーで圧延鋼板の先端部に多光軸レーザを斜めに照射して、長尺角および短尺角の先端部を基準点として、山割れ部と基準点との距離を測定して求めた。

クロップ部とは圧延鋼板で製品幅に余裕代を加味した有効幅（有効幅＝製品幅＋余裕代）が採取できる部分以外の部分（圧延鋼板の先尾端部）をいう。従来、クロップ部の切り離しは、クロップコンベア設備におけるクロップ長さ制限の最大長さＣＬｍａｘピッチで１回または複数回クロップ部をカットして行っていた。また、製品寸法採取部分には試験材採取幅（通常１５０ｍｍ幅以上）を含んで採寸、剪断を行っていた。このように、剪断位置は、クロップ形状とは関係なく設定されるため、短尺角が先端近くで剪断される場合があり、短い（小さい）クロップが発生することがあった。このクロップがクロップコンベアの隙間に詰まり、設備が停止することがあった。

本発明では、平面形状計５で計測された圧延鋼板の形状寸法のうち、鋼板曲り量、鋼板全長、鋼板全幅と製品寸法情報を用いて製品採取位置を一次決定したうえで、製品採取長さが不足する場合は、圧延鋼板の先尾端のクロップ形状を考慮して製品の先尾端位置や試験材採取位置を変更して製品採取位置を修正するものである。

より具体的には、本発明のクロップ部剪断方法は、クロップ形状、角長さなどに応じて剪断方法を変え、最適なものとする。

（１）クロップ部形状が山割れ形状の場合
クロップ部形状が山割れ形状の場合には、山割れ部を検出して、長尺角先端部から山割れ部＋αまでを剪断対象とし、以下のように剪断する。また、クロップ部の剪断長さの最大値（ＣＬｍａｘ）は、クロップ搬送コンベアで搬送可能なクロップ長さの最大値であり、剪断長さの最小値（ＣＬｍｉｎ）は、コンベアにクロップ部分が詰まらないためのクロップ長さの最小値である。

（１−１）クロップ部形状が山割れ形状で、Ｌ_１＋α≦ＣＬｍａｘの場合は、山割れ部＋αの位置で剪断する。この場合、短尺角と長尺角がつながっているため、短い（小さい）クロップは発生することはなく、クロップコンベアの隙間にクロップが詰まることは考慮しなくともよい。

（１−２）クロップ部形状が山割れ形状で、ＣＬｍａｘ＜Ｌ_１＋αの場合
この場合も山割れ部＋αの位置が最終的な剪断位置であるが、Ｌ_１＋αがＣＬｍａｘよりも長いため、１回で剪断することはできない。この場合、２回以上の剪断が必要であるが、剪断位置によっては、角が先端近くで剪断され、短い（小さい）クロップが発生し、クロップコンベアの隙間に詰まる可能性がある。この問題を解決するため、剪断長さの最小値（ＣＬｍｉｎ）を設定する。剪断長さの最小値（ＣＬｍｉｎ）は、クロップコンベアにクロップが詰まらないための最小値である。この場合、角長さ：Ｌ_１、Ｌ_２の差；Ａに応じて以下のように設定する。

（１−２−１）ＣＬｍａｘ＜Ａの場合は、長尺角先端からＣＬｍａｘの位置で剪断する。切断後の長尺角長さ（Ｌ_１−ＣＬｍａｘ）を新たにＬ_１の長さとし、（１−１）（１−２−１）、（１−２−２）、（１−２−３）のいずれかに記載の条件に応じて剪断位置を決定し、剪断する。しかし、実際はこのような場合はほとんど発生しないため、手動での対応で十分である。

（１−２−２）ＣＬｍｉｎ≦Ａ≦ＣＬｍａｘの場合は、長尺角先端から長さＡの位置で切断する。このように剪断することで、ＣＬｍｉｎ未満の短い（小さい）クロップの発生を防止できる。その後、山割れ部＋αの位置で剪断する。

（１−２−３）Ａ＜ＣＬｍｉｎの場合は、長尺角先端からＣＬｍａｘの位置で切断する。その後、山割れ部＋αの位置で剪断する。

なお、クロップ部形状が山割れ形状で、上記の方法で剪断が不可能な場合（たとえば（１−２−２）の場合において、長尺角先端から長さＡの位置で切断した後、山割れ部＋αの位置で剪断しようとするとき、ＣＬｍａｘ＜Ｌ_２＋αである場合など）は実際上、ほとんど発生しないため手動の対応で十分である。

（２）クロップ部形状が片角形状または太鼓形状の場合
クロップ部形状が山割れ部のない片角形状または太鼓形状の場合には有効幅が採取できる部分以外の部分を剪断対象とする。鋼板の幅が有効幅となる位置または長尺角先端からＣＬｍａｘの位置で剪断する。この場合、クロップは鋼板の幅とほぼ同じ幅をもつため、ＣＬｍｉｎ未満の長さで切断しても、短い（小さい）クロップが発生して、クロップコンベアに詰まるといった問題は発生しない。

以上のように、鋼板はクロップシヤーで剪断され、クロップ部分が除かれる。その後、鋼板はエンドシヤーおよびサイドシヤーで製品寸法に切断され製品となる。
本発明のせん断方法では、従来と比べ、製品幅採取可能位置からクロップ剪断予定位置までに余裕ができるので、本発明の剪断方法で試験片採取を行えば、製品採取可能位置を先端クロップ部または尾端クロップ部方向に最大試験材採取幅分（通常１５０ｍｍ幅以上）移動することができることとなり、製品採取長さが不足する場合は、有効な製品長さ不足対策となる。

製品寸法が厚さ１２．０ｍｍ、幅３０５８ｍｍ、長さ３６０５８ｍｍのＳＳ４００圧延鋼板を用いて製品採寸位置移動量と製品長さ不良発生率、剪断能率を調査した。その結果を表１に示す。

Ｎｏ．６は従来例であり、圧延鋼板の曲り量、全長、全幅情報と製品寸法情報から製品採取位置を一次決定し製品剪断を行ったもので、一次決定後の製品採取位置の変更は行っていない。Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５は発明例で、圧延鋼板の曲り量、全長、全幅情報と製品寸法情報から製品採取位置を一次決定した後に、更に圧延鋼板のクロップ形状情報と試験材採取寸法情報とにより製品採取位置を修正したものである。製品採取位置移動量は、従来の製品先尾端部採取位置からクロップ部方向への移動量をいう。

製品採取位置移動量は増加した方が良い結果が得られたが、移動量は各々の鋼板のクロップ形状によって限界がある。

次にトップクロップ部の剪断結果を表２に、ボットムクロップ部での剪団結果を表３に示す。なお、クロップ部の剪断長さの最大値（ＣＬｍａｘ）は、クロップ搬送コンベアのコンベア幅最大値が７５０ｍｍであるが、トラブル防止を考慮して６００ｍｍとした。
剪断長さの最小値（ＣＬｍｉｎ）は、１５０ｍｍとした。
本発明方法によれば何れもクロップ搬送コンベアでのトラブルは無かった。

１加熱炉
２熱間圧延機
３冷却装置
４冷却床
５平面形状計
６剪断ライン
７クロップシヤー
８クロップ搬送コンベア

Claims

鋼板曲り量、鋼板全長および鋼板全幅を含む鋼板形状の情報に関する圧延鋼板形状情報に基づいて得られる圧延鋼板のクロップ部形状情報を用いて、クロップ部を自動剪断するにあたり、平面形状計のクロップ部計測データから山割れ位置からの角長さを算出し、長尺角長さをＬ_１（ｍｍ）、短尺角長さをＬ_２（ｍｍ）、Ｌ_１−Ｌ_２＝Ａ（ｍｍ）、クロップコンベア設備におけるクロップ長さ制限の最大値ＣＬｍａｘ（ｍｍ）、最小値ＣＬｍｉｎ（ｍｍ）、山割れ部近傍を剪断する際の余裕代をα（ｍｍ）とした場合、下記条件（ア）〜（エ）のいずれかを満たすようにクロップ部を剪断することを特徴とする圧延鋼板のクロップ部自動剪断方法。
（ア）クロップ部形状が山割れ形状の場合で、Ｌ_１＋α≦ＣＬｍａｘの場合は、山割れ部＋αの位置で剪断する。
（イ）クロップ部形状が山割れ形状の場合で、ＣＬｍａｘ＜Ｌ_１＋αかつＣＬｍｉｎ≦Ａ≦ＣＬｍａｘの場合は、長尺角先端から長さＡの位置で剪断し、その後、山割れ部＋αの位置で剪断する。
（ウ）クロップ形状が山割れ形状の場合で、ＣＬｍａｘ＜Ｌ_１＋αかつＡ＜ＣＬｍｉｎの場合は、長尺角先端からＣＬｍａｘの位置で剪断し、その後、山割れ部＋αの位置で剪断する。
（エ）クロップ形状が片角形状または太鼓形状の場合は、鋼板の幅が有効幅となる位置または長尺角先端からＣＬｍａｘの位置で剪断する。