JP6206422B2 - Steel plate shape correction device and shape correction method - Google Patents
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Description
本発明は、鋼板の長手方向の反り（以下、Ｌ反りと言う）等の形状不良を矯正する鋼板の形状矯正装置および形状矯正方法に関する。 The present invention relates to a shape correction device and a shape correction method for a steel sheet that correct a shape defect such as a warp in the longitudinal direction of the steel sheet (hereinafter referred to as L warpage).
鋼板の連続処理ラインにおいては、鋼板のＬ反りを矯正する形状矯正装置が設けられている。形状矯正装置は、複数のロール（レベラー）によって鋼板に繰り返し曲げを与えることで、鋼板のＬ反りを矯正する。 In the continuous processing line of a steel plate, a shape correcting device for correcting L warpage of the steel plate is provided. The shape correction device corrects L warpage of a steel sheet by repeatedly bending the steel sheet with a plurality of rolls (levelers).
例えば、特許文献１には、レベラーの前段に反り検出器と厚み計を設け、反り検出器と厚み計の少なくとも一方の出力に応じて、レベラーのインターメッシュを調整する装置が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses an apparatus in which a warp detector and a thickness meter are provided in front of a leveler, and an intermesh of the leveler is adjusted according to the output of at least one of the warp detector and the thickness meter.
しかしながら、特許文献１のように、鋼板の反り量や厚みに基づいてインターメッシュを調整する方法では、同一の反り量であり、かつ同一の厚みを有する鋼板に、同じように矯正を行っても、矯正後の形状にバラツキがあるという問題があった。 However, as in Patent Document 1, in the method of adjusting the intermesh based on the warpage amount and thickness of the steel plate, even if correction is performed in the same manner on a steel plate having the same warpage amount and the same thickness. There was a problem that the shape after correction was uneven.
本発明は、このような問題に対してなされたものであり、矯正精度を向上させた鋼板の形状矯正装置および形状矯正方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made for such a problem, and an object of the present invention is to provide a shape correction device and a shape correction method for a steel sheet with improved correction accuracy.
本発明者らは、このように、矯正後の反りにバラツキが生じる原因について鋭意検討を行った。その結果、このバラツキは、鋼板の硬度のバラツキに起因しているとの結論に至った。この硬度に起因した矯正後のバラツキを低減させるためには、硬度の異なる鋼種、品種毎にインターメッシュを細かく設定する方法も考えられるが、演算が複雑になるという問題がある。そこで、発明者らは、さらに検討を行い、以下のような発明を想到するに至った。 In this way, the present inventors have intensively studied the cause of variation in the warp after correction. As a result, it was concluded that this variation was caused by the variation in the hardness of the steel sheet. In order to reduce the variation after correction due to the hardness, a method of finely setting the intermesh for each steel type and type having different hardness is conceivable, but there is a problem that the calculation becomes complicated. Accordingly, the inventors have further studied and have come up with the following invention.
本発明に係る鋼板の形状矯正装置および形状矯正方法は、以下のような特徴を有している。
［１］ 鋼板の長手方向の形状不良を矯正する形状矯正装置であって、
複数のロールにより鋼板に繰り返し曲げを与えるレベラーと、
レベラーのロールのインターメッシュを調整するインターメッシュ調整装置と、
レベラーの入側に設けられ、鋼板の硬度を測定する硬度計と、
レベラーの入側の鋼板の板厚および反り量と、硬度計によって測定された硬度に基づいて、インターメッシュ調整装置を用いてレベラーのロールのインターメッシュを制御する演算器と、を備える鋼板の形状矯正装置。
［２］ 鋼板の長手方向の形状不良を矯正する形状矯正方法であって、
複数のロールにより鋼板に繰り返し曲げを与えるレベラーの入側において、鋼板の硬度を測定し、レベラーの入側の鋼板の板厚および反り量と、測定された硬度に基づいて、レベラーのロールのインターメッシュを制御する鋼板の形状矯正方法。
The shape correction apparatus and shape correction method for a steel sheet according to the present invention have the following characteristics.
[1] A shape correction apparatus for correcting a shape defect in the longitudinal direction of a steel sheet,
A leveler that repeatedly bends the steel sheet with a plurality of rolls;
An intermesh adjusting device for adjusting the intermesh of the roll of the leveler;
A hardness meter that is provided on the entry side of the leveler and measures the hardness of the steel sheet;
The shape of the steel sheet comprising: a calculator that controls the intermesh of the leveler roll using an intermesh adjustment device based on the thickness and warpage amount of the steel sheet on the inlet side of the leveler and the hardness measured by the hardness meter Straightening device.
[2] A shape correction method for correcting a shape defect in the longitudinal direction of a steel sheet,
The hardness of the steel plate is measured on the entry side of the leveler that repeatedly bends the steel plate with a plurality of rolls. Based on the measured thickness and thickness of the steel plate on the entry side of the leveler and the measured hardness, the leveler roll interface is measured. A method for correcting the shape of a steel sheet for controlling the mesh.
本発明に係る鋼板の形状矯正装置および形状矯正方法によれば、硬度の異なる鋼種、品種毎にインターメッシュを細かく設定する必要がなく、また、硬度が異なっていても、矯正後の形状のバラツキを高精度に低減させることができる。 According to the shape correction apparatus and the shape correction method for a steel sheet according to the present invention, it is not necessary to finely set the intermesh for each steel type and variety having different hardnesses. Can be reduced with high accuracy.
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図１は、本発明の実施の形態に係る形状矯正装置の構成を示す図である。図１に示すように、この形状矯正装置には、鋼板１の通板方向順に、入側反り検出器２、板厚計３、硬度計４、レベラー８、出側反り検出器９が配置されている。 FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a shape correcting device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, in this shape correction device, an entrance side warp detector 2, a plate thickness meter 3, a hardness meter 4, a leveler 8, and an exit side warp detector 9 are arranged in the order of passing the steel plates 1. ing.
入側反り検出器２は、レベラー８の入側に設けられ、鋼板１の長手方向の反り量を測定して、演算器６に鋼板１の反り量に関する情報を出力する。 The entry side warp detector 2 is provided on the entry side of the leveler 8, measures the amount of warpage in the longitudinal direction of the steel plate 1, and outputs information on the amount of warpage of the steel plate 1 to the calculator 6.
板厚計３は、レベラー８の入側に設けられ、鋼板１の板厚を測定して、演算器６に鋼板１の板厚に関する情報を出力する。 The plate thickness meter 3 is provided on the entry side of the leveler 8, measures the plate thickness of the steel plate 1, and outputs information related to the plate thickness of the steel plate 1 to the calculator 6.
硬度計４は、レベラー８の入側に設けられ、鋼板１の硬度を非接触で測定して、演算器６に鋼板１の硬度に関する情報を出力する。硬度計４によって測定された鋼板１の硬度は、降伏応力ＹＳに換算することができる。そのため、演算器６は、硬度計４によって測定された鋼板１の硬度に基づいて降伏応力ＹＳを算出し、この降伏応力ＹＳを用いて、後述するようにインターメッシュを設定することができる。 The hardness meter 4 is provided on the entry side of the leveler 8, measures the hardness of the steel plate 1 in a non-contact manner, and outputs information related to the hardness of the steel plate 1 to the calculator 6. The hardness of the steel sheet 1 measured by the hardness meter 4 can be converted into a yield stress YS. Therefore, the computing unit 6 can calculate the yield stress YS based on the hardness of the steel sheet 1 measured by the hardness meter 4, and can set an intermesh as described later using this yield stress YS.
レベラー８は、複数のロールを有している。ロールは、交互に、上下に回転中心がずらして配されており、上側のロールと下側のロールの間を、鋼板１を通板させることによって、鋼板１に繰り返し曲げを与える。 The leveler 8 has a plurality of rolls. The rolls are alternately arranged with their rotational centers shifted vertically, and the steel plate 1 is repeatedly bent by passing the steel plate 1 between the upper roll and the lower roll.
出側反り検出器９は、レベラー８の出側に設けられ、鋼板１の矯正後の長手方向の反り量を測定して、学習器５に、鋼板１の反り量に関する情報を出力する。 The exit warpage detector 9 is provided on the exit side of the leveler 8, measures the amount of warpage in the longitudinal direction of the steel plate 1 after correction, and outputs information related to the warpage amount of the steel plate 1 to the learning device 5.
学習器５は、出側反り検出器９から取得した反り量を用いて、インターメッシュ調整装置７を調整する制御量を学習するように構成されている。学習器５は、学習値を算出し、演算器６に出力する。具体的には、学習器５は、板厚や硬度に応じたテーブルを作成することで、インターメッシュの設定値の精度を向上させる。 The learning device 5 is configured to learn a control amount for adjusting the intermesh adjusting device 7 using the warpage amount acquired from the exit-side warpage detector 9. The learning device 5 calculates a learning value and outputs it to the computing device 6. Specifically, the learning device 5 improves the accuracy of the set value of the intermesh by creating a table according to the plate thickness and hardness.
演算器６は、入側反り検出器２から取得した反り量と、板厚計３から取得した板厚と、硬度計４から取得した硬度と、学習器５から取得した学習値に基づいて、インターメッシュ調整装置７を制御する。 The computing unit 6 is based on the warpage amount acquired from the entrance-side warp detector 2, the plate thickness acquired from the plate thickness meter 3, the hardness acquired from the hardness meter 4, and the learning value acquired from the learning device 5. The intermesh adjusting device 7 is controlled.
インターメッシュ調整装置７は、演算器６からの制御指令に基づいて、レベラー８のインターメッシュを調整する。 The intermesh adjusting device 7 adjusts the intermesh of the leveler 8 based on the control command from the computing unit 6.
図２は、本発明の実施の形態に係る形状矯正方法を示すフローチャートである。 FIG. 2 is a flowchart showing the shape correction method according to the embodiment of the present invention.
フローに示す括弧内の数字は、各処理を実行する装置を示している。 The numbers in parentheses shown in the flow indicate devices that execute each process.
演算器６は、入側反り検出器２から取得した入側の反り量と、板厚計３から取得した板厚と、硬度計４から取得した硬度に基づいて、インターメッシュの設定値を演算する（ステップＳ１）。 The computing unit 6 calculates the set value of the intermesh based on the amount of warpage on the entry side acquired from the entrance side warp detector 2, the thickness obtained from the thickness meter 3, and the hardness obtained from the hardness meter 4. (Step S1).
インターメッシュ調整装置７は、演算器６によって演算されたインターメッシュの設定値となるように、レベラー８のインターメッシュを調整する（ステップＳ２）。そして、インターメッシュが設定されたレベラー８に鋼板１を通板して、鋼板１の形状を矯正する（ステップＳ３）。 The intermesh adjusting device 7 adjusts the intermesh of the leveler 8 so as to be the set value of the intermesh calculated by the calculator 6 (step S2). Then, the steel plate 1 is passed through the leveler 8 on which the intermesh is set, and the shape of the steel plate 1 is corrected (step S3).
レベラー８に通板後の鋼板１の反りを出側反り検出器９によって検出する。学習器５は、出側反り検出器９から出側の反り量を取得して、学習値を算出する（ステップＳ４）。学習器５は、算出した学習値を格納する（ステップＳ５）。学習器５は、学習値を算出し、演算器６に出力する。具体的には、学習器５は、矯正後の反り量と、矯正前の演算結果とを比較して演算内の影響係数を学習し、学習値として演算器６に出力する。なお、影響係数は、後述する（式１）〜（式３）の反り量Ｒ、板厚ｔ、インターメッシュδ等の係数として細分化させることができるが、学習を容易にするため、学習させる対象は、１つの学習計算において、１つの係数とすることが好ましい。 The warp of the steel plate 1 after passing through the leveler 8 is detected by the exit warp detector 9. The learning device 5 acquires the amount of warpage on the outgoing side from the outgoing side warp detector 9, and calculates a learning value (step S4). The learning device 5 stores the calculated learning value (step S5). The learning device 5 calculates a learning value and outputs it to the computing device 6. Specifically, the learning device 5 compares the amount of warpage after correction with the calculation result before correction, learns the influence coefficient in the calculation, and outputs it to the calculator 6 as a learning value. Note that the influence coefficient can be subdivided as a coefficient such as a warpage amount R, a sheet thickness t, an intermesh δ, or the like in (Expression 1) to (Expression 3) described later, but is learned in order to facilitate learning. The object is preferably one coefficient in one learning calculation.
演算器６は、入側反り検出器２から取得した反り量と、板厚計３から取得した板厚と、硬度計４から取得した硬度と、学習器５から取得した学習値に基づいて、インターメッシュ調整装置７を制御する。 The computing unit 6 is based on the warpage amount acquired from the entrance-side warp detector 2, the plate thickness acquired from the plate thickness meter 3, the hardness acquired from the hardness meter 4, and the learning value acquired from the learning device 5. The intermesh adjusting device 7 is controlled.
なお、本発明では、入側反り検出器２から取得した入側の反り量と、板厚計３から取得した板厚と、硬度計４から取得した硬度に基づいて、インターメッシュの設定値を演算するため、出側反り検出器９および学習器５は、設けられていなくてもよいが、出側反り検出器９および学習器５を用いて、インターメッシュの設定値を学習させることで、より形状矯正の精度を向上させることができる。 In the present invention, the set value of the intermesh is set based on the amount of warpage on the input side acquired from the input side warp detector 2, the thickness acquired from the thickness meter 3, and the hardness acquired from the hardness meter 4. In order to perform the calculation, the exit warp detector 9 and the learning device 5 may not be provided, but by using the exit warpage detector 9 and the learning device 5 to learn the set value of the intermesh, The accuracy of shape correction can be further improved.
次に、インターメッシュの設定方法について具体的に説明する。図３は、３本のレベラーロールによる鋼板の形状矯正を行うモデルを示した図である。図３では、３本のロールによる３点支持での曲げをモデルとしている。 Next, an intermesh setting method will be specifically described. FIG. 3 is a diagram showing a model for correcting the shape of a steel sheet using three leveler rolls. In FIG. 3, the bending with three points supported by three rolls is modeled.
レベラー８では、上側ロールまたは下側ロールを他方に押し込む（締め込む）ことで、鋼板１に塑性歪を与えて、鋼板１の形状を矯正する。 In the leveler 8, the upper roll or the lower roll is pushed (tightened) into the other to impart plastic strain to the steel plate 1 and correct the shape of the steel plate 1.
締め込み量δ［ｍｍ］は、インターメッシュｄ［ｍｍ］と板厚ｔ［ｍｍ］の和として表すことができる。インターメッシュｄは、上側ロールの下端の位置と、下側ロールの上端の位置との距離である。 The tightening amount δ [mm] can be expressed as the sum of the intermesh d [mm] and the plate thickness t [mm]. Intermesh d is the distance between the position of the lower end of the upper roll and the position of the upper end of the lower roll.
式１に示すように、鋼板１に与える曲げ歪ε１を、板厚計３の出力（板厚ｔ）と、曲げ半径Ｒ［ｍｍ］により算出する。 As shown in Equation 1, the bending strain ε 1 applied to the steel plate 1 is calculated from the output (plate thickness t) of the plate thickness meter 3 and the bending radius R [mm].
曲げ半径Ｒは、式２に示すように、締め込み量δと、ロール間隔の１／２（＝Ｌ）を用いて示すことができる（図３参照）。 The bending radius R can be shown by using the tightening amount δ and 1/2 (= L) of the roll interval, as shown in Equation 2 (see FIG. 3).
硬度計４を用いて測定された硬度から降伏応力（ＹＳ）を演算し、式３に示すように、降伏点における歪ε２を算出する。 Calculated yield stress (YS) from the measured hardness using a hardness meter 4, as shown in Equation 3 to calculate the strain epsilon 2 at the yield point.
式４に示すように、塑性歪εを算出する。 As shown in Equation 4, the plastic strain ε is calculated.
次に、図４に示すように、複数のロールによる鋼板１の形状矯正を考える。３点支持での曲げを行う３本のロール組を、それぞれＩ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖとする。複数のロールによる形状矯正を行った最終的な塑性歪εallは、矯正前の塑性歪をε０とし、ロール組Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖによる塑性歪をεＩ、εＩＩ、εＩＩＩ、εＩＶ、εＶとすると、式５のように、曲げの向きを考慮した塑性歪の和として示すことができる。 Next, as shown in FIG. 4, the shape correction of the steel sheet 1 by a plurality of rolls is considered. Three sets of rolls for bending with three-point support are designated as I, II, III, IV, and V, respectively. The final plastic strain ε all subjected to shape correction with a plurality of rolls is ε 0 as the plastic strain before correction, and the plastic strains due to the roll groups I, II, III, IV, V are ε I , ε II , ε Assuming III , ε IV , and ε V , it can be expressed as the sum of plastic strain in consideration of the bending direction as shown in Equation 5.
なお、矯正前の曲げ歪は、入側反り検出器２を用いて曲げ半径Ｒを算出し、式１に代入することで算出し、以降は、（式３）および（式４）の計算を行うことで、矯正前の塑性歪ε０を算出することができる。 Note that the bending distortion before correction is calculated by calculating the bending radius R using the entry-side warp detector 2 and substituting it into Equation 1, and thereafter, the calculations of (Equation 3) and (Equation 4) are performed. By doing so, the plastic strain ε 0 before correction can be calculated.
なお、矯正前の塑性歪ε０を求めるにあたり、形状矯正装置に入側反り検出器２が設けられていない場合には、曲げ半径Ｒは、鋼種や板厚などから、経験的に得ることができる値を用いてもよい。また、形状矯正装置に板厚計３が設けられていない場合には、事前に測定された板厚を取得するようにしてもよい。 In determining the plastic strain ε 0 before straightening, if the entrance-side warp detector 2 is not provided in the shape straightening device, the bending radius R can be obtained empirically from the steel type and the plate thickness. A possible value may be used. Moreover, when the plate thickness meter 3 is not provided in the shape correction apparatus, the plate thickness measured in advance may be acquired.
また、式１を変形した式６より最終的な形状（反り）を、最終曲げ半径Ｒallとして算出することができる。 Further, the final shape (warp) can be calculated as the final bending radius R all from Formula 6 obtained by transforming Formula 1.
この最終的な形状（反り）Ｒallが目標範囲に入るよう、予め設定した優先順で、各インターメッシュを調整する。各ロールのインターメッシュの優先順は、経験的に適宜設定することができるが、例えば、最終形状への影響は、下流のロールの曲げが最も大きいため、Ｒallが目標範囲に入るよう、最終ロールのインターメッシュを優先的に調整することが望ましい。 Each intermesh is adjusted in the preset priority order so that the final shape (warp) R all falls within the target range. The priority order of the intermesh of each roll can be appropriately set empirically. For example, since the influence on the final shape has the largest bending of the downstream roll, the final is set so that R all falls within the target range. It is desirable to preferentially adjust the roll mesh.
ここで、学習器５において学習させる項目は、式３の降伏応力ＹＳとし、降伏応力ＹＳに応じて学習値を算出することが好ましいが、使用するモデルにより学習項目は適切に選択すればよい。 Here, the item to be learned in the learning device 5 is preferably the yield stress YS of Equation 3, and the learning value is preferably calculated according to the yield stress YS, but the learning item may be appropriately selected depending on the model to be used.
このように、本発明では、レベラー８の入側に設けた硬度計４によって検出した鋼板１の硬度（若しくは、硬度から演算された降伏応力ＹＳ）に基づいてレベラー８のインターメッシュを調整することにより、硬度の異なる鋼種、品種毎にインターメッシュを細かく設定する必要がなく、形状矯正を行うことができる。また、新鋼種であっても、インターメッシュの初期設定が不要となる。 Thus, in the present invention, the intermesh of the leveler 8 is adjusted based on the hardness of the steel plate 1 (or the yield stress YS calculated from the hardness) detected by the hardness meter 4 provided on the entry side of the leveler 8. Therefore, it is not necessary to set the intermesh finely for each steel type and variety having different hardness, and shape correction can be performed. Moreover, even if it is a new steel grade, the initial setting of an intermesh becomes unnecessary.
また、本発明では、学習器５を設けることにより、さらに精度よく形状矯正を行うことができる。 In the present invention, the shape correction can be performed with higher accuracy by providing the learning device 5.
なお、上述の説明では、演算器６は、板厚、入側の反り、硬度、さらに、必要に応じて、出側の反りの学習値に基づいてインターメッシュを調整するとして説明したが、本発明は、少なくとも、板厚と入側の反りの少なくとも一方と、硬度に基づいてインターメッシュを調整すれば、本発明の効果を奏することができる。 In the above description, the arithmetic unit 6 has been described as adjusting the mesh based on the learning value of the board thickness, the warpage on the entry side, the hardness, and the warpage on the exit side, if necessary. The invention can achieve the effects of the present invention by adjusting the intermesh based on at least one of the plate thickness and the warpage on the entry side and the hardness.
１ 鋼板
２ 入側反り検出器
３ 板厚計
４ 硬度計
５ 学習器
６ 演算器
７ インターメッシュ調整装置
８ レベラー
９ 出側反り検出器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Steel plate 2 Entry side curvature detector 3 Thickness meter 4 Hardness meter 5 Learning device 6 Calculator 7 Intermesh adjustment device 8 Leveler 9 Outlet curvature detector
Claims (4)
複数のロールにより鋼板に繰り返し曲げを与えるレベラーと、
レベラーの入側に設けられ、鋼板の硬度を測定する硬度計と、
レベラーの入側に設けた板厚計および入側反り検出器で測定された鋼板の板厚および反り量と、硬度計によって測定された硬度に基づいて、インターメッシュの設定値を演算する演算器と、
前記インターメッシュの設定値に基づいて、レベラーのロールのインターメッシュを調整するインターメッシュ調整装置と、を備える鋼板の形状矯正装置。 A shape correction device for correcting a shape defect in the longitudinal direction of a steel sheet,
A leveler that repeatedly bends the steel sheet with a plurality of rolls ;
Provided the entry side of the record Bellare, a hardness tester for measuring the hardness of the steel sheet,
An arithmetic unit that calculates the set value of the intermesh based on the thickness and warpage of the steel plate measured by the thickness gauge and the entrance side warp detector provided on the entry side of the leveler, and the hardness measured by the hardness meter. When,
The shape correction apparatus of the steel plate provided with the intermesh adjustment apparatus which adjusts the intermesh of the roll of a leveler based on the setting value of the said intermesh .
複数のロールにより鋼板に繰り返し曲げを与えるレベラーの入側において、鋼板の硬度を測定し、レベラーの入側の鋼板の板厚および反り量と、測定された硬度に基づいて、インターメッシュの設定値を演算し、前記インターメッシュの設定値に基づいてレベラーのロールのインターメッシュを調整する鋼板の形状矯正方法。 A shape correction method for correcting a shape defect in the longitudinal direction of a steel sheet,
Measure the hardness of the steel plate at the entry side of the leveler that repeatedly bends the steel plate with multiple rolls , and set the mesh value based on the measured thickness and thickness of the steel plate on the entry side of the leveler and the measured hardness. The shape correction method of the steel plate which adjusts the mesh of the leveler roll based on the set value of the mesh.
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