JP6091283B2 - 倒れこみ検出装置、及び倒れこみ検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、熱間圧延にて条鋼を製造するに際し、起立状態の圧延材の倒れこみを検出する倒れこみ検出装置、及び倒れこみ検出方法に関する。

条鋼工場において、水平圧延機のみ（垂直方向の圧下）で条鋼を熱間で圧延するに際しては、条鋼の元材である圧延材を圧延途中で捻転装置（ツイスタ）で周方向に回転させて、熱間圧延（ツイスト圧延）を行っている。圧延材は、水平圧延機（以降、単に圧延機と呼ぶ。）での圧下による圧下面と自由面が交互に入れ替わりながら圧延されて、長尺の線材や棒鋼などの条鋼となる。

ツイスト圧延で条鋼を製造する際には、圧延材を捻転装置で回転させた後に、ほぼ直立した状態（ほぼ９０°に起立した状態）で次の圧延機のワークロールに噛みこませることが重要となる。とはいえ、様々な原因により、圧延材の起立状態が実現できず、圧延材がの水平方向へ倒れ込むような状況下となる（例えば、８０°程度の起立状態）。圧延材が倒れ込んだ場合、正常な圧延ができなくなるため、圧延材の倒れこみをオンラインで検出する必要がある。

従来、圧延材の倒れこみを検出するにあたっては、条鋼の製造に携わるオペレータによる目視での確認、または倒れこみの許容範囲（ギャップ）を付与したゲージ器（木片で形成されたゲージ器）による圧延材の型取りチェックにて、圧延材の倒れこみを検出している。
上記したような倒れこみの検出方法は、オペレータの的確な判断により、確実に実施されている。とはいえ、オペレータによる圧延材の倒れこみ検出には、人為的ミスに起因する事故（例えば、ギャップの設定不良）の発生、の可能性が常に付きまとうこととなる。

例えば、何らかの原因で圧延材が予め設定された閾値（範囲）より大きく倒れこんだまま、次の圧延機のワークロールに噛みこんだ場合、圧延材に局所的な圧縮がかかり、しわ疵や折れ込み疵が発生する可能性がある。また、オペレータが圧延材の倒れこみを直接検出するため、労力及び時間を要する。つまり、圧延材の倒れこみの検出をリアルタイムに行うことができない。

圧延材の倒れこみを検出する技術としては、特許文献１に開示された倒れこみ検出装置の技術が存在する。
特許文献１は、走行中の熱鋼条材の周囲をパスラインを軸として連続回転しながら一定時度毎に半回転をｎ等分（ｎ＞２）した測定点の直径及び角度信号を発生する投影式直径測定装置と、該信号より条材の極大値もしくは極小値発生角度を直径測定装置が半回転する毎に演算する極値角度演算装置と、条材の極大値もしくは極小値発生角度の変化より条材の捻れ量を直径測定装置が半回転する毎に演算する捻れ演算装置とを備える条材捻れ測定装置を開示する。

特開昭５６−８２４０７号公報

しかしながら、特許文献１は、形状測定による圧延材のプロファイルからこの圧延材の頂点位置を検出して、圧延材の倒れこみの判定を行っているが、頂点位置一点のみで圧延材の倒れこみを検出しているため、圧延材の倒れこみを検出できても、精度よく且つ定常的に圧延材の倒れこみを検出することができるか疑問が残る。また、特許文献１の図１に示すように、この条材捻れ測定装置は、大がかりな装置構成となっており、このような構成に伴うコスト高や設置スペースなどを避けられないものとなっている。

本発明は、上述の問題に鑑み、圧延機で条鋼を製造するに際して、精度よく且つ定常的に圧延材の倒れこみを検出して、圧延材の通材状態の良否を確実に判定することができる
倒れこみ検出装置、及び倒れこみ検出方法を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
すなわち、本発明に係る倒れこみ検出装置は、圧延材を圧延する上下一対のワークロールを有する圧延機と、前記圧延機の出側に配備され、且つ前記圧延材を周方向に回転させながら下流側の圧延機に送る捻転装置とを有した圧延設備に備えられて、前記捻転装置から送り出された圧延材の倒れこみを検出する倒れこみ検出装置であって、前記圧延材は、断面が略楕円形状であって、当該圧延材の外周面における曲率がピークとなる点を少なくとも１つ以上有する輪郭形状を備えており、前記倒れこみ検出装置は、前記捻転装置の出側にて前記圧延材のプロファイル形状を測定するプロファイル測定手段と、前記プロファイル測定手段で得られたプロファイル形状を基に、当該プロファイル形状の頂点及びプロファイル形状の曲率ピーク点を求める特徴点算出手段と、前記特徴点算出手段で算出された頂点の位置と前記曲率ピーク点の位置との差の絶対値である判定値と、予め設定されている閾値とが近似した値乃至は同じ数値ではない場合、前記圧延材が倒れこんでいると判定する判定手段と、を有することを特徴とする。

好ましくは、前記プロファイル測定手段は、略楕円形状の断面を有する圧延材の長径の延長線上に配備されているとよい。
好ましくは、前記圧延材の断面外周面は、２つの放物曲線を有する楕円形状で構成され、前記断面外周面には、一の放物曲線と他の放物曲線とが交わり、且つ圧延材の外周面における曲率がピークとなる点が存在していて、前記曲率がピークとなる点が、前記プロファイル形状の曲率ピーク点に対応するものとなっているとよい。

本発明における倒れこみ検出方法は、圧延材を圧延する上下一対のワークロールを有する圧延機と、前記圧延機の出側に配備され、且つ前記圧延材を周方向に回転させながら下流側の圧延機に送る捻転装置とを有した圧延設備において、前記捻転装置から送り出された圧延材の倒れこみを検出する倒れこみ検出方法であって、前記圧延材は、断面が略楕円形状であって、当該圧延材の外周面における曲率がピークとなる点を少なくとも１つ以上有する輪郭形状を備えているものとされ、前記捻転装置の出側にて前記圧延材のプロファイル形状を測定するプロファイル測定工程と、前記プロファイル測定工程で得られたプロファイル形状を基に、当該プロファイル形状の頂点及びプロファイル形状の曲率ピーク点を求める特徴点算出工程と、前記特徴点算出工程で算出された頂点の位置と前記曲率ピーク点の位置との差の絶対値である判定値と、予め設定されている閾値とが近似した値乃至は同じ数値ではない場合、前記圧延材が倒れこんでいると判定する判定工程と、を有することを特徴とする。

本発明の技術を用いることで、圧延機で条鋼を製造するに際して、精度よく且つ定常的に圧延材の倒れこみを検出して、圧延材の通材状態の良否を確実に判定することができる。

圧延設備の概略構成を示した図である。 本発明の倒れこみ検出装置が取り付けられた圧延機を示した図である。 （ａ）は、図１のＡ−Ａ線矢視の断面図であり、（ｂ）は、図１のＢ−Ｂ線矢視の断面図である。 本発明の倒れこみ検出装置を用いて、圧延材の倒れこみを検出している様子を示した図である。 （ａ）は、倒れこみ測定装置を用いて、圧延材のプロファイル形状を測定した結果を示した図であり、（ｂ）は、（ａ）の結果より圧延材の曲率を算出した結果を示した図である。 圧延材のプロファイル形状より、曲率ピーク点を算出した結果を模式的に示した図である。

以下、図を参照しながら、本発明の倒れこみ検出装置１０について、説明する。
その前に、図１を参照して、圧延設備１について説明する。
図１は、ビレットなどの圧延材Ｗを連続圧延して条鋼を製造する条鋼の圧延設備１を示したものである。
図１に示すように、圧延設備１は、上流側から下流側に向けて順に、圧延材Ｗを加熱する加熱炉（図示せず）、粗列圧延装置２、中間列圧延装置３（第１中間列３ａ、第２中間列３ｂ）、仕上げ列圧延装置４、巻き取り装置５が順番に配設されている。これら粗列圧延装置２、中間列圧延装置３、及び仕上げ圧延装置は、複数の圧延機６（圧延スタンド）を備えている。

例えば、図１に示すように、粗列圧延装置２は７つの圧延機６を備えていて、中間列圧延装置３（例えば、第１中間列３ａ）は４つの圧延機６を備えている。これらの圧延機６は、水平方向を向く上下一対に配置されたワークロール７と、このワークロール７を回転駆動させる駆動装置（図示せず）とを有している。
さらに、上記した圧延設備１は、プロコンなどで構成された制御装置（図示せず）を有している。この制御装置は、加熱炉、粗列圧延装置２、中間列圧延装置３、仕上げ圧延装置、巻き取り装置５を制御する。

図２に示すように、粗列圧延装置２及び第１中間列圧延装置３ａを構成する圧延機６の出側には、圧延材Ｗを周方向に回転させながら下流側の圧延機６に送る捻転装置８（ツイスタ）が配備されている。捻転装置８の下流側には、詳細は後述するが、この捻転装置８から送り出された圧延材Ｗの倒れこみを検出する倒れこみ検出装置１０が配備されている。

捻転装置８は、上下一対に配置され、且つ圧延材Ｗを周方向に回転させるツイストローラ９と、このツイストローラ９の傾斜角、つまり圧延材Ｗの捻転角を調整する捻転角調整手段（図示せず）と、を有している。
このような条鋼の圧延設備１において、条鋼を製造するにあたっては、まず、圧延設備１の上流側に配備された加熱炉内に条鋼の元となる圧延材Ｗ（ビレット）を導入して加熱する（９００℃〜１１００℃程度）。加熱した圧延材Ｗをデスケーリングし、粗列圧延装置２及び中間列圧延装置３にて所定の輪郭形状（例えば、略楕円形状）になるまで圧延する。

ここで、圧延の途中にある圧延材Ｗ、特にその輪郭形状、すなわち圧延材Ｗの断面外周面の形状を説明する。
図３（ａ）は、図１のＡ−Ａ線で切断し、圧延機６の出側から見た圧延材Ｗの状況を示した断面図である。また、図３（ｂ）は、図１のＢ−Ｂ線で切断し、捻転装置８により回転された圧延材Ｗが下流側の圧延機６に導入される直前の状況を示した図である。

図３（ｂ）に示すように、圧延材Ｗは、断面が略楕円形状であって、楕円の長径側の頂部（長径を延長した線が断面外周面と交わる部分）が外周面中途部（例えば、短径を延長した線が断面外周面と交わる部分）より偏平している輪郭形状を有している。この圧延材Ｗは、輪郭（外周面）における曲率ｋが極大となる曲率ピーク点Ｘ’を少なくとも１つ以上備えている。

詳しくは、圧延材Ｗの輪郭形状（断面外周面）は、曲率の異なる２つの放物曲線を有する楕円形状で構成され、断面外周面には、一の放物曲線と他の放物曲線とが交わり、且つ圧延材Ｗの外周面における曲率ｋがピークとなる点が存在していて、曲率ｋがピークとなる点が、後述するプロファイル形状の曲率ピーク点Ｘ’に対応するものとなっている。
圧延材Ｗの輪郭形状を構成する一の放物曲線は、ワークロール７のカリバ形状に即したものであり、ワークロール７の圧下により圧延材Ｗの側部が水平方向に向かって山型に突出しているものである。

圧延材Ｗの外周面における曲率ｋがピークとなる点Ｘ’は、ワークロール７と圧延材Ｗとが接する端点、一の放物曲線と他の放物曲線との交差点である。
上記のような輪郭形状を備えた圧延材Ｗは、捻転装置８で回転させられ圧下方向を交互に入れ替えながら、次の圧延機６へと導入されて圧延が進められる。
このとき、捻転装置８で回転させられた圧延材Ｗは、所定の傾き（捻れ量）より多く倒れこんでいることがある。そこで、倒れこみ検出装置１０を用いて、この圧延材Ｗが所定
の傾きより多く倒れこんでいるか否かを検出する。

倒れこみ検出装置１０は、リアルタイムで捻転装置８から送り出された圧延材Ｗの輪郭形状をプロファイル形状として検出し、予め設定された閾値αｚ（倒れこみ許容範囲）と比較している。倒れこみ検出装置１０は、比較した結果、圧延材Ｗの倒れこみが予め設定された閾値αｚより大きい（変位大）と判定した場合、その判定結果を操業に携わるオペレータに警報として通達する。そして、オペレータは、倒れこみ検出装置１０からの警報に基づいて、捻転装置８のツイストローラ９の傾斜角などを調整し、圧延材Ｗの通材状態を良好なものに修正する。

そして、仕上げ列圧延装置４以降は、断面形状が略楕円形状から丸状になるように圧延し、最終的に目標とする形状（例えば、丸形状）の条鋼を製造する。
以下、本願発明の倒れこみ検出装置１０について、詳細な説明を行う。
倒れこみ検出装置１０は、捻転装置８の出側にて圧延材Ｗのプロファイル形状を測定するプロファイル測定手段１１と、プロファイル測定手段１１で得られたプロファイル形状を基に、当該プロファイル形状の頂点Ｘと曲率ピーク点Ｘ’とを求める特徴点算出手段１２と、特徴点算出手段１２で算出された頂点Ｘの位置情報と、曲率ピーク点Ｘ’の位置情報との差が、予め設定されている閾値αｚ以上の場合、圧延材Ｗが倒れこんでいると判定する判定手段１３と、を有している。

図４に示すように、プロファイル測定手段１１は、圧延材Ｗの上方であって、略楕円形状の断面を有する圧延材Ｗの長径の延長線上に備えられており、圧延材Ｗ上部の頂点Ｘ及び曲率ピーク点Ｘ’を捉えられる位置に配備されている。
本実施形態では、プロファイル測定手段１１は、圧延材Ｗから３００ｍｍ±１４５ｍｍの距離に配備され、測定範囲は１８０ｍｍ、且つ少なくとも圧延材Ｗの頂点Ｘから±４５°としている。なお、プロファイル測定手段１１と圧延材Ｗとの間に防熱板を設置することが望ましい。

なお、このプロファイル測定手段１１を用いて、圧延材Ｗのプロファイル形状を測定するにあたって、圧延材Ｗの長径をｙ座標とし、短径をｘ座標とする。
プロファイル測定手段１１は、走行中の圧延材Ｗ（測定物）にレーザ光を照射し、反射したレーザ光を受光するヘッド部１１ａと、ヘッド部１１ａで受光（集光）されたレーザ光を基に、圧延材Ｗのプロファイル形状を求めるコントローラ部（図示せず）と、求められた圧延材Ｗのプロファイル形状を表示する表示モニタ（図示せず）とを有している。

本実施形態のプロファイル測定手段１１は、レーザ式プロファイル測定器（レーザ変位計）を採用している。このプロファイル測定手段１１は、圧延材Ｗとの波長帯（波長：６００〜８００ｎｍ）が干渉しない、青色レーザ（波長：４００〜５００ｎｍ）を用いて測定している。
プロファイル測定手段１１は、ヘッド部１１ａよりレーザ光を圧延材Ｗに照射して、圧延材Ｗから反射した光がヘッド部１１ａで集光され受光素子へと結像され、受光素子を基にコントローラ部で、圧延材Ｗのプロファイル形状を求めている。このプロファイル測定手段１１では、ヘッド部１１ａから圧延材Ｗまでのレーザ光の距離が変化すると、集光される反射光の角度が変わり、それに伴って受光素子上に結像される位置が変化するようになる。この受光素子上の結像位置の変位が圧延材Ｗのプロファイル形状と比例することから、結像位置の変位量を読み取り、圧延材Ｗのプロファイル形状として測定している。図５（ａ）には、計測されたプロファイル形状の一例が示されている。

このように、プロファイル測定手段１１で通材中の圧延材Ｗの輪郭形状を測定することで、圧延材Ｗのプロファイル形状がリアルタイムでわかる。プロファイル測定手段１１で得られた圧延材Ｗのプロファイル形状の情報は、特徴点算出手段１２に送られ、プロファイル形状の頂点Ｘと曲率ピーク点Ｘ’を算出するために用いられる。
特徴点算出手段１２は、プロファイル測定手段１１で得られた圧延材Ｗのプロファイル形状の中から、通材中の圧延材Ｗの存在位置を示す特徴点、すなわちプロファイル形状の頂点Ｘの位置情報と曲率ピーク点Ｘ’の位置情報とを求めている。プロファイル形状の曲率ピーク点Ｘ’ の位置情報は、圧延材Ｗのプロファイル形状の曲率ｋを求めて曲率変化
を算出し、この曲率変化から求められている。

まず、プロファイル形状の頂点Ｘの位置情報を求める。プロファイル形状の頂点Ｘは、ヘッド部１１ａから圧延材Ｗまでのレーザ光の距離が最も短い点である。
ここで、基準となる圧延材をＷａとし、測定対象となる圧延材をＷｂとし、移動した圧延材をＷｃとする。
図５（ａ）に示すように、プロファイル形状の頂点Ｘの位置情報は、圧延材Ｗのプロファイル形状の最も上方に突出した点であって、その点のｘ−ｙ座標を読み取る。

圧延材Ｗａに対応するプロファイル形状の頂点Ｘａの位置情報（実線）は、ｘ座標がおよそ−１．２ｍｍ、ｙ座標がおよそ５７ｍｍである。また、圧延材Ｗｂに対応するプロファイル形状の頂点Ｘｂの位置情報（破線）は、ｘ座標がおよそ０．６ｍｍ、ｙ座標がおよそ５９ｍｍである。移動した圧延材Ｗｃに対応するプロファイル形状の頂点Ｘｃの位置情報（一点鎖線）は、ｘ座標がおよそ０ｍｍ、ｙ座標がおよそ５２ｍｍである。なお、移動した圧延材Ｗｃとは、通材されている圧延材Ｗが水平方向に振れてスライドしたものである。このようにして、それぞれのプロファイル形状の頂点Ｘの位置情報が求められる。

次に、プロファイル形状の曲率ピーク点Ｘ’の位置情報を求める。プロファイル形状の曲率ピーク点Ｘ’は、圧延材Ｗのプロファイル形状上に存在する複数のピーク点Ｘｐのうち、ｘ座標の値が小さい（または大きい）点を採用する。
ここで、プロファイル形状上に存在する複数のピーク点Ｘｐのうち、ｘ座標の値が小さい（または大きい）点Ｘ’ の算出方法について、詳細に説明する。

図５（ｂ）は、圧延材Ｗのプロファイル形状より、プロファイル形状の曲率ｋを算出した結果を示した図である。縦軸に圧延材Ｗの曲率ｋを示し、横軸に圧延材Ｗの外周面（ｘ座標）を示している。図６は、図５（ｂ）の拡大図である。
特徴点算出手段１２は、プロファイル測定手段１１で測定された圧延材Ｗのプロファイル形状を基に、プロファイル形状の曲率ｋ（言い換えるならば、圧延材Ｗの輪郭形状の曲率）を算出する。プロファイル形状の曲率ｋを算出するにあたっては、プロファイル形状の測定結果を式（１）に適用することで、曲率ｋを算出する。

そして、算出された曲率ｋのうち、曲率ｋがピークを持つ点Ｘｐを求め、複数のＸｐのうちｘ座標の値が最も小さい（または大きい）点である曲率ピーク点Ｘ’を算出する。例えば、図６に示すｎ点（ｎ番目の点）が曲率ピーク点Ｘ’であるか否かを判断する。
始めに、ｘ座標の最もマイナス方向側の位置にあるピーク点Ｘｐであるｎ点と、ｎ点に隣接する２点（ｎ−１，ｎ＋１）と、ｎ−１及びｎ＋１に隣接する２点（ｎ−２，ｎ＋２）、すなわちｎ点を含めた５点の曲率ｋ（ｙ座標の値）をそれぞれ比較する。
この５点の中で、曲率ｋの値が最小（絶対値が最大）となる点を検出する。図６より、ｎ点が最小（絶対値が最大）であることが確認される。続いて、この５点の中で、曲率ｋの値が最大（絶対値が最小）となる点を検出する。図６より、ｎ−２点が最大（絶対値が最小）であることが確認される。

そして、この曲率ｋの最大値と最小値との差を算出する。この差の絶対値が、予め設定された値β（βは任意の数値）以上である場合、ｎ点を曲率ピーク点Ｘpと判断する。
上記の方法を用いて、曲率ピーク点Ｘｐの検出をｘ座標のプラス方向に順次進めながら、求められた複数の曲率ピーク点Ｘｐのうち最もマイナス方向側（または最もプラス方向側）にあるピーク点Ｘ’を求める。

図５（ｂ）に示すように、圧延材Ｗａに対応するプロファイル形状の曲率ピーク点Ｘ’ａの位置情報（実線）は、ｘ座標がおよそ−３．０ｍｍ、ｙ座標がおよそ−０．４である。また、圧延材Ｗｂに対応するプロファイル形状の曲率ピーク点Ｘ’ｂの位置情報（破線）は、ｘ座標がおよそ−０．３ｍｍ、ｙ座標がおよそ−０．４である。移動した圧延材Ｗｃに対応するプロファイル形状の曲率ピーク点Ｘ’ｃの位置情報（一点鎖線）は、ｘ座標がおよそ−１．５ｍｍ、ｙ座標がおよそ−０．３５である。なお、移動した圧延材Ｗｃの曲率ｋは、通材中の圧延材Ｗが水平方向にスライドしたものであって、基準となる圧延材Ｗの曲率ｋと同じである。

このようにして、それぞれの圧延材Ｗの曲率ピーク点Ｘ’の位置情報が求められる。
そして、リアルタイムで算出された圧延材Ｗの曲率ピーク点Ｘ’の位置情報と頂点Ｘの位置情報は、判定手段１３に送られ、圧延材Ｗが倒れこんでいるか否かの判定に用いられる。
判定手段１３は、算出されたプロファイル形状の頂点Ｘの位置情報と、プロファイル形状の曲率ピーク点Ｘ’ の位置情報との差の絶対値αを算出する（｜Ｘ−Ｘ’｜＝α）。算出された絶対値αを、圧延材Ｗの倒れこみを判定するための判定値αとする。

表１に示すように、圧延材Ｗａの判定値αａは、｜（−１．２）−（−３．０）｜＝１．８である。この判定値αａを圧延材Ｗの倒れこみを判定するための基準となる閾値αｚとする。
また、圧延材Ｗｂの判定値αｂは、｜０．６−（−０．３）｜＝０．９である。圧延材Ｗｃの判定値αｃは、｜０−（−１．５）｜＝１．５である。

閾値αｚ（αａ）と判定値αｂとを比較する。比較した結果、｜１．８−０．９｜＝０．９となり、閾値αｚと判定値αｂとの差が大きいため圧延材Ｗｂは倒れこんでいると判定される。ゆえに、圧延材Ｗｂの通材状態が良好ではないと判定され、圧延材Ｗｂの倒れこみを修正する必要があるとオペレータに警報として通達される。
閾値αｚと判定値αｃとを比較する。比較した結果、｜１．８−１．５｜＝０．３であり、閾値αｚと判定値αｃとの差が小さいため圧延材Ｗｃは倒れこんでいないと判定される。ゆえに、圧延材Ｗｃの通材状態が良好である判定される。

以上述べた本発明の倒れこみ検出装置１０を用いて、圧延材Ｗの倒れこみを検出する方法、言い換えれば圧延材Ｗの通材状態の良否を判定する方法について、説明する。
まず、倒れこみ検出装置１０は、プロファイル測定手段１１を用いて、捻転装置８から送り出された測定対象の圧延材Ｗのプロファイル形状を測定する。
圧延材Ｗの上方の備えられたプロファイル測定手段１１は、測定対象の圧延材Ｗに対してレーザ光を照射し、圧延材Ｗから反射したレーザ光を集光する。集光されたレーザ光を受光素子へと結像し、その受光素子を基に圧延材Ｗのプロファイル形状（図５（ａ）参照）を求める。このようにして求められた圧延材Ｗのプロファイル形状の情報を特徴点算出手段１２に送る。

特徴点算出手段１２は、送られた圧延材Ｗのプロファイル形状を基に、プロファイル形状の頂点Ｘの位置情報と曲率ピーク点Ｘ’（特徴点）の位置情報とを算出する。
まず、プロファイル形状の頂点Ｘの位置情報を求める。プロファイル測定手段１１のヘ
ッド部１１ａから測定対象の圧延材Ｗまでのレーザ光の距離が最も短い点を読み取り、その点をプロファイル形状の頂点Ｘとし、この点を位置情報として倒れこみ検出装置１０に記憶する（図５（ａ）参照）。

次に、圧延材Ｗのプロファイル形状上に存在する複数のピーク点Ｘｐのうち、ｘ座標の値が小さい点であるプロファイル形状の曲率ピーク点Ｘ’ の位置情報を求める。特徴点算出手段１２は、プロファイル形状の測定結果に式（１）に適用し、曲率ｋを算出する（図５（ｂ）参照）。そして、算出された曲率ｋのうち、曲率ｋがピークを持つ点Ｘｐを求め、複数のＸｐのうちｘ座標の値が最も小さい（または大きい）点である曲率ピーク点Ｘ’を算出する。

圧延材Ｗのプロファイル形状上に存在するピーク点Ｘｐのうち、１点選び、その点が曲率ピーク点Ｘ’であるか否かを判断する。判断するにあたって、選択した１点とその点に隣接する４点とを比較する。これら５点のうち、曲率ｋの値が最小（絶対値が最大）となる点を検出する。続いて、この５点のうち、曲率ｋの値が最大（絶対値が最小）となる点を検出する。そして、この最大値と最小値との差を算出する。この差の絶対値が、予め設定された値β（βは任意の数値）以上、かつ検出されたピーク点Ｘｐのうち最も小さい（または大きい）値の場合は、ｎ点を曲率ピーク点Ｘ’と判断する。このようにして求められたプロファイル形状の頂点Ｘと曲率ピーク点Ｘ’の位置情報を判定手段１３に送る。

判定手段１３は、プロファイル形状の頂点Ｘの位置情報と、プロファイル形状の曲率ピーク点Ｘ’ の位置情報と、の差の絶対値αを算出し（｜Ｘ−Ｘ’｜＝α）、この値を圧延材Ｗの倒れこみを判定するための判定値αとする。
算出した判定値αと予め設定されている閾値αｚとを比較する。比較した結果、判定値αと閾値αｚとの差が大きい、つまり判定値αと閾値αｚとが近似した値、乃至は同じ数値ではない場合、圧延材Ｗは倒れこんでいると判定する。

ゆえに、判定手段１３は、圧延材Ｗの通材状態が良好ではないと判定し、圧延材Ｗの倒れこみを修正する必要があるとオペレータに警報として通達する。
以上述べたように、本発明の倒れこみ検出装置１０及び倒れこみ方法を用いることで、圧延機６で条鋼を製造するに際して、精度よく且つ定常的に圧延材Ｗの倒れこみを検出して、圧延材Ｗの通材状態の良否を確実に判定することができる。そして、この判定結果を基に、通材中の圧延材Ｗの倒れこみを修正することで、条鋼を製造する際に発生する圧延材Ｗの疵や圧延機６のミスロール防止することが可能である。その結果、圧延材Ｗの通材状態を良好に維持することができるという効果をもたらす。

なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。特に、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な値を採用している。

１ 圧延設備
２ 粗列圧延装置
３ 中間列圧延装置
３ａ 第１中間列圧延装置
３ｂ 第２中間列圧延装置
４ 仕上げ列圧延装置
５ 巻き取り装置
６ 圧延機（圧延スタンド）
７ ワークロール
８ 捻転装置（ツイスタ）
９ ツイストローラ
１０ 倒れこみ検出装置
１１ プロファイル測定手段
１１ａ ヘッド部
１２ 特徴点算出手段
１３ 判定手段
Ｗ 圧延材
Ｗａ 基準となる圧延材
Ｗｂ 測定対象となる圧延材
Ｗｃ 移動した圧延材
Ｘ 頂点
Ｘ’ 曲率ピーク点
Ｘｐ ピーク点

Claims (4)

1. 圧延材を圧延する上下一対のワークロールを有する圧延機と、前記圧延機の出側に配備され、且つ前記圧延材を周方向に回転させながら下流側の圧延機に送る捻転装置とを有した圧延設備に備えられて、前記捻転装置から送り出された圧延材の倒れこみを検出する倒れこみ検出装置であって、
   前記圧延材は、断面が略楕円形状であって、当該圧延材の外周面における曲率がピークとなる点を少なくとも１つ以上有する輪郭形状を備えており、
   前記倒れこみ検出装置は、前記捻転装置の出側にて前記圧延材のプロファイル形状を測定するプロファイル測定手段と、
   前記プロファイル測定手段で得られたプロファイル形状を基に、当該プロファイル形状の頂点及びプロファイル形状の曲率ピーク点を求める特徴点算出手段と、
   前記特徴点算出手段で算出された頂点の位置と前記曲率ピーク点の位置との差の絶対値である判定値と、予め設定されている閾値とが近似した値乃至は同じ数値ではない場合、前記圧延材が倒れこんでいると判定する判定手段と、を有する
   ことを特徴とする倒れこみ検出装置。
2. 前記プロファイル測定手段は、略楕円形状の断面を有する圧延材の長径の延長線上に配備されていることを特徴とする請求項１に記載の倒れこみ検出装置。
3. 前記圧延材の断面外周面は、２つの放物曲線を有する楕円形状で構成され、前記断面外周面には、一の放物曲線と他の放物曲線とが交わり、且つ圧延材の外周面における曲率がピークとなる点が存在していて、
   前記曲率がピークとなる点が、前記プロファイル形状の曲率ピーク点に対応するものとなっていることを特徴とする請求項１又は２に記載の倒れこみ検出装置。
4. 圧延材を圧延する上下一対のワークロールを有する圧延機と、前記圧延機の出側に配備され、且つ前記圧延材を周方向に回転させながら下流側の圧延機に送る捻転装置とを有した圧延設備において、前記捻転装置から送り出された圧延材の倒れこみを検出する倒れこみ検出方法であって、
   前記圧延材は、断面が略楕円形状であって、当該圧延材の外周面における曲率がピークとなる点を少なくとも１つ以上有する輪郭形状を備えているものとされ、
   前記捻転装置の出側にて前記圧延材のプロファイル形状を測定するプロファイル測定工程と、
   前記プロファイル測定工程で得られたプロファイル形状を基に、当該プロファイル形状の頂点及びプロファイル形状の曲率ピーク点を求める特徴点算出工程と、
   前記特徴点算出工程で算出された頂点の位置と前記曲率ピーク点の位置との差の絶対値である判定値と、予め設定されている閾値とが近似した値乃至は同じ数値ではない場合、前記圧延材が倒れこんでいると判定する判定工程と、を有する
   ことを特徴とする倒れこみ検出方法。

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