JP6354068B2 - 熱間圧延ラインおよび熱間圧延ラインの制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、熱延コイルを製造する熱間圧延ラインおよび熱間圧延ラインの制御方法に関する。

熱延コイルを製造する熱間圧延ラインにおいては、加熱炉の出側に幅圧下プレス装置（サイジングプレス装置ともいう）を設置し、その幅圧下プレス装置を用いてスラブに幅方向の圧下（幅圧下プレス）を施して所定幅に整形した後、粗圧延および仕上圧延を行う場合がある。

幅圧下プレス後のスラブに、ウェッジと呼ばれる幅方向の厚み差があると、粗圧延による圧下により、幅方向の曲がり（キャンバー）となり、その後の通板性を阻害し、場合によっては設備が破損することがある。

ウェッジは、幅圧下プレス前からスラブに発生していたものもあるが、主に、幅圧下プレスによって発生する。例えば、スラブのドライブ側とオペレーション側で偏熱（温度差）がある状態で、スラブの両側を均等な圧下荷重で幅圧下プレスすると、プレス後のスラブにウェッジが発生する。また、幅圧下プレスでスラブの両側が不均等な圧下荷重で幅圧下プレスされた場合にも、ウェッジが発生する。

なお、スラブのドライブ側とオペレーション側で偏熱の原因としては、以下のようなものがある。加熱炉には、前スラブの装入後に、後スラブを前スラブに時間的な間隔を空けずに装入するが、スラブの装入が間に合わないなどのイレギュラーな事態が発生した場合には、スラブ同士の間隔が大きくなり、スラブのドライブ側とオペレーション側で偏熱が発生する。

キャンバーの発生による設備の破損を防止する対策として、従来より、種々の提案がなされている。

例えば、特許文献１には、「スラブを幅方向に挟む一対のプレス金型を備えた幅圧下プレス装置により熱間スラブを幅方向に圧下するスラブの幅圧下プレス方法において、前記一対のプレス金型の各々のスラブ搬送方向動作速度に速度差をつけることにより、幅圧下プレス時のキャンバー発生を抑制する」ことが提案されている。

特開２００７−２６０７５５号公報

しかしながら、特許文献１のように、一対のプレス金型の各々のスラブ搬送方向動作速度に速度差をつけても、幅圧下プレス後のスラブにウェッジがある場合には、依然として、キャンバーが発生し、設備が破損するおそれがある。

本発明は、上記のような問題に対してなされたものであり、粗圧延の圧下時に発生するキャンバーによって、設備が破損することを抑制することを目的とする。

本発明は、上記の目的を達成するために、以下のような特徴を有している。
［１］ 加熱炉で加熱されたスラブを幅方向に圧下する一対のプレス金型を有する幅圧下プレス装置と、
幅圧下プレス装置出側に設けられ、ウェッジ量を測定するウェッジ量測定装置と、
ウェッジ量測定装置出側に設けられた粗圧延機と、
幅圧下プレス装置出側から粗圧延機にスラブを搬送する搬送装置と、
ウェッジ量測定装置によって測定された、ウェッジ量に基づいて、搬送装置および粗圧延機の少なくとも一方を制御する制御装置と、を備えた熱間圧延ライン。
［２］ ウェッジ量は、幅圧下プレス装置出側に設けられたピンチロールの両端の高さの差である［１］に記載の熱間圧延ライン。
［３］ 制御装置は、測定されたウェッジ量と閾値とを比較し、ウェッジ量が閾値を超えた継続時間に応じて、搬送装置および粗圧延機の少なくとも一方を制御する［１］又は［２］に記載の熱間圧延ライン。
［４］ ピンチロールの両端のそれぞれの高さを調整する電動または油圧シリンダーを備え、
電動または油圧シリンダーの位置に基づいて、ピンチロールの両端の高さの差を検出する［２］に記載の熱間圧延ライン。
［５］ 制御装置は、ウェッジ量が閾値より大きい場合には、搬送装置による、幅圧下プレス装置出側から粗圧延機へのスラブの搬送を停止する［１］乃至［４］のうちいずれかに記載の熱間圧延ライン。
［６］ 制御装置は、ウェッジ量が、第１閾値より大きい場合には、警報を発し、
ウェッジ量が、第２閾値（第２閾値は第１閾値よりも大きい）よりも大きい場合には、搬送装置による、幅圧下プレス装置出側から粗圧延機へのスラブの搬送を停止する請求項［１］乃至［５］のうちいずれかに記載の熱間圧延ライン。
［７］ 制御装置は、ウェッジ量を軽減するように粗圧延機を制御する［１］乃至［６］のうちいずれかに記載の熱間圧延ライン。
［８］ 加熱炉で加熱されたスラブを、幅方向に圧下する一対のプレス金型を有する幅圧下プレス装置を用いて幅圧下プレスし、
幅圧下プレス装置の出側において、ウェッジ量を測定し、
測定されたウェッジ量に基づいて、搬送装置および粗圧延機の少なくとも一方を制御する熱間圧延ラインの制御方法。
［９］ ウェッジ量が閾値より大きい場合には、幅圧下プレス装置出側から粗圧延機へのスラブの搬送を停止する［８］に記載の熱間圧延ラインの制御方法。

本発明に係る熱間圧延ラインおよび熱間圧延方法によれば、粗圧延の圧下時に発生するキャンバーによって、粗圧延機等の設備が破損することを抑制することができる。

本発明の実施の形態に係る熱間圧延ラインの一部を示す図である。 本発明の実施の形態に係る熱間圧延ラインの幅圧下プレス装置出側のピンチロールを示す図である。 本発明の実施の形態に係る熱間圧延ラインのウェッジ量測定装置の一例を示す図である。 実施例における幅圧下プレス装置の出側ピンチロールのドライブ側とオペレーション側の高さを示す図である。 本発明の実施の形態に係る熱間圧延ラインの制御方法の閾値を示す図である。

以下、添付した図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る熱間圧延ラインの一部を示す図である。この熱間圧延ラインは、幅圧下プレス装置２、ピンチロール３、搬送装置４、粗圧延機５、ウェッジ量測定装置６および制御装置７を備えている。

幅圧下プレス装置２は、加熱炉（図示せず）で加熱されたスラブ１を、幅方向に圧下する一対のプレス金型（図示せず）を有している。幅圧下プレス装置２出側には、幅圧下されたスラブ１を粗圧延機側に送り出すピンチロール３が設けられている。ピンチロール３は、上側ロール３ａと下側ロール３ｂを有し、上側ロール３ａと下側ロール３ｂの間にスラブ１を挟みこんで、粗圧延機５側に送り出す。

搬送装置４は、幅圧下プレス装置２出側から粗圧延機５にスラブ１を搬送する。搬送装置４は、複数の駆動ロールにより構成されている。

粗圧延機５は、幅圧下プレス装置２の出側に設けられ、第１スタンドＲ１〜第３スタンドＲ３によって、スラブ１を所定の厚みに圧延する。

ウェッジ量測定装置６は、幅圧下プレス装置２出側に設けられ、幅圧下プレス装置出側に設けられたピンチロールの両端の高さの差（ウェッジ量）を測定する。

制御装置７は、ウェッジ量測定装置６によって測定された、ウェッジ量に基づいて、搬送装置４および粗圧延機５の少なくとも一方を制御する。

熱間圧延ラインには、粗圧延機５の下流に、さらに、仕上圧延機、冷却設備、巻取装置などが配されるが、ここでは図示およびその説明を省略する。

このように構成された熱間圧延ラインにおいて、ウェッジが大きいスラブ１が粗圧延機５で圧下されると、幅方向の曲がり（キャンバー）が発生し、粗圧延機５の設備（サイドガイド等）を破損するおそれがある。そこで、本発明は、ウェッジ量測定装置６によりウェッジ量を測定し、設備を破損する程度のキャンバーになり得るウェッジ量を検知した場合には、設備が破損しないよう制御装置７により搬送装置４および粗圧延機５の少なくとも一方を制御する。

例えば、制御装置７は、ウェッジ量測定装置６によって測定されたウェッジ量と、予め設定された閾値とを比較し、ウェッジ量が、閾値よりも大きい場合には、設備を破損しうるウェッジが発生していると判定する。そして、搬送装置４による、幅圧下プレス装置２の出側から粗圧延機５へのスラブ１の搬送を停止する。また、制御装置７は、さらに粗圧延機５での圧延を停止するように粗圧延機５を制御してもよい。

図２は、本発明の実施の形態に係る熱間圧延ラインの幅圧下プレス装置出側のピンチロールを示す図である。本実施の形態では、幅圧下プレス装置２出側のピンチロール３において、ウェッジ量を測定する。

図２に示すように、スラブ１にウェッジが生じていると、ピンチロール３のドライブ側（ＤＲ側）の端部の高さＨ_ＤＲ（上側ピンチロール３ａと下側ピンチロール３ｂの距離）と、オペレーション側（ＯＰ側）の端部の高さＨ_ＯＰ（上側ピンチロール３ａと下側ピンチロール３ｂの距離）にも差が生じる。

そこで、ウェッジ量測定装置６により、ピンチロール３のドライブ側（ＤＲ側）の端部の高さＨ_ＤＲと、オペレーション側（ＯＰ側）の端部の高さＨ_ＯＰの差を測定し、幅圧下プレス装置出側に設けられたピンチロールの両端の高さの差（ウェッジ量）を測定することで、スラブ１のウェッジを検知する。なお、ピンチロール３のドライブ側（ＤＲ側）の端部の高さＨ_ＤＲと、オペレーション側（ＯＰ側）の端部の高さＨ_ＯＰは、シリンダーに設置された位置センサを用いて取得すればよい。

なお、ウェッジ量は、ピンチロール３や油圧または電動シリンダー８の画像を取得し、取得した画像を解析することにより算出してもよい。

このように、本発明に係る熱間圧延ラインおよび熱間圧延ラインの制御方法では、幅圧下プレス装置２の出側でウェッジ量を測定し、大きなウェッジ量を検知した場合には、搬送装置４を制御して、幅圧下プレス装置２の出側から粗圧延機５へのスラブ１の搬送を停止する。そして、大きなウェッジが発生しているスラブ１をラインから取り除き、搬送装置４の搬送を再開させて、後続のスラブ１の圧延を行う。これにより、大きなウェッジが生じているスラブ１の粗圧延機５への進入を防ぎ、ウェッジが原因である、粗圧延機５の圧下時に発生するキャンバーの発生を未然に防止し、キャンバー発生による粗圧延機５の設備破損を防止することができる。

ここで、加熱炉においては、スラブ１同士の間隔が空き、スラブ１のドライブ側とオペレーション側で偏熱が発生することがある。このような偏熱がある状態で、幅圧下プレス装置２でスラブ１の両側を均等に幅圧下すると、幅圧下プレス後のスラブ１にウェッジが発生する。また、幅圧下プレス装置２でスラブ１の両側が不均等に幅圧下された場合にも、ウェッジが発生する。そこで、本発明では、ウェッジが発生した直後の幅圧下プレス装置２出側でウェッジ量を検知することで、早急にスラブ１の粗圧延機５への進入を防ぎ、設備の破損を未然に防ぐことができる。

また、幅圧下プレス装置２の出側に設置されている既存のピンチロール３の高さを調整する油圧または電動シリンダー８のシリンダー位置からウェッジ量を測定するように構成すれば、新たに装置を追加することもなく本発明を実施することができる。

なお、上述では、設備を破損しうるキャンバーとなるようなウェッジ量を検知した場合には、搬送装置４による、幅圧下プレス装置２の出側から粗圧延機５へのスラブ１の搬送を停止するとして説明したが、このようなウェッジ量を検知した際には、設備の破損を防止する他の方法を採ってもよい。

例えば、設備を破損しうるキャンバーとなるようなウェッジ量を検知した場合には、制御装置７によって粗圧延機５を制御し、測定されたウェッジ量を粗圧延機５のレベリング調整に反映させて、キャンバーの発生を抑止するように構成してもよい。

また、設備を破損しうるキャンバーとなるようなウェッジを検知した場合には、粗圧延機５へのスラブ１の搬送を停止すると共に、警報を発し、オペレーターに報知するように構成してもよい。オペレーターは、警報があった場合には、目視により該当スラブ１を確認し、問題がなければ操業を続行し、問題があればそのスラブ１をラインから取り除くようにすればよい。

また、閾値を２段設け、ウェッジ量が、第１閾値より大きい場合には、警報を発し、ウェッジ量が、第２閾値（第２閾値は第１閾値よりも大きい）よりも大きい場合には、搬送装置４による、幅圧下プレス装置２の出側から粗圧延機５へのスラブ１の搬送を停止するように構成してもよい。

このように、本発明では、設備を破損しうるウェッジ量を検知した場合には、設備の破損を防止しうる種々の手段をとることができる。

なお、スラブ１のウェッジが長手方向にわずかに存在している場合には、設備を破損し得るようなキャンバーは発生せず、操業を中断する必要はない。そのため、制御装置７は、測定されたウェッジ量が閾値を超えた継続時間が、所定の長さ以上となった場合に、設備を破損しうるウェッジ量を検知したと判定するように構成することが好ましい。

例えば、制御装置７は、測定されたウェッジ量が、閾値を超えた継続時間が、予め設定された時間（例えば、１秒）以上続いた場合に、設備を破損しうるウェッジがスラブ１に発生している、と判定するように構成することができる。

若しくは、図５に示すように、閾値を超えたウェッジが発生している継続時間と、油圧または電動シリンダー８のシリンダー位置の差を測定し、閾値を超えた継続時間と、図３に示す油圧または電動シリンダー８のシリンダー位置の差が所定の条件を満たす場合に、「警報」またはスラブ１の「停止」を行うように構成することができる。

また、図５のような表を用いる以外にも、閾値を超えた継続時間Ｔとウェッジ量Ｗによって示される値Ｘを算出し、
Ｘ＝ａＴ＋ｂＷ （ａ、ｂは任意の定数）
０ ≦ Ｘ ＜ Ａの範囲では、問題となるウェッジは発生していないと判断し、
Ａ ≦ Ｘ ＜ Ｂの範囲では、「警報」を発し、
Ｂ ≦ Ｘでは、スラブ１を「停止」するように構成してもよい。

なお、上述では、「ウェッジ量」を、幅圧下プレス装置出側に設けられたピンチロールの両端の高さの差として説明したが、ウェッジ量をスラブ１自体のオペレーション側とドライブ側の厚みの差としてもよい。この場合、閾値を超えた継続時間を考慮する代わりに、スラブ１のウェッジが発生している搬送方向の大きさを考慮すればよい。

本発明を、図１に示す熱間圧延ラインに適用し、上側ピンチロール３ａの高さを調整する油圧または電動シリンダー８の位置を測定した。また、検出すべきウェッジ量に閾値を設けた。制御装置７により、ウェッジ量が閾値を超えた場合には、粗圧延機５に進入する前にスラブ１の進捗を停止すると共に、警報を発報するようにした。

図４は、実施例における幅圧下プレス装置の出側ピンチロールのドライブ側とオペレーション側の高さを示す図である。オペレーション側のピンチロール３の高さが３５７ｍｍで、ドライブ側のピンチロール３の高さが２３５ｍｍであるときに、ピンチロール３の高さの偏差が１２２ｍｍとなって閾値を超えたため、搬送装置４により幅圧下プレス装置２の出側から粗圧延機５へのスラブ１の搬送を停止し、当該スラブ１をラインから取り除いた。このように、ピンチロール３の高さの差（ウェッジ量）が閾値以上となった場合には、スラブ１の進捗を停止するようにした。

この結果、幅圧下プレス装置２出側のウェッジ起因によるトラブルが、従来では、数ヶ月に１本発生していたのが、発明を適用することで０本となった。

１ スラブ
２ 幅圧下プレス装置
３ ピンチロール
３ａ 上側ピンチロール
３ｂ 下側ピンチロール
４ 搬送装置
５ 粗圧延機
Ｒ１〜Ｒ３ 第１スタンド〜第３スタンド
６ ウェッジ量測定装置
７ 制御装置
８ 油圧または電動シリンダー

Claims (6)

1. 加熱炉で加熱されたスラブを幅方向に圧下する一対のプレス金型を有する幅圧下プレス装置と、
   幅圧下プレス装置出側に設けられ、ピンチロールの高さを調整する油圧または電動シリンダーのシリンダー位置から、ピンチロールの両端の高さの差をウェッジ量として測定するウェッジ量測定装置と、
   ウェッジ量測定装置出側に設けられた粗圧延機と、
   幅圧下プレス装置出側から粗圧延機にスラブを搬送する搬送装置と、
   ウェッジ量測定装置によって測定されたウェッジ量と閾値とを比較し、ウェッジ量が閾値を超えた継続時間に応じて、搬送装置および粗圧延機の少なくとも一方を制御する制御装置と、を備えた熱間圧延ライン。
2. 制御装置は、ウェッジ量が閾値を超えた継続時間が、予め設定された時間以上になった場合には、幅圧下プレス装置出側から粗圧延機へのスラブの搬送を停止する請求項１に記載の熱間圧延ライン。
3. 制御装置は、測定されたウェッジ量と閾値とを比較し、ウェッジ量が閾値を超えた継続時間と、ウェッジ量に応じて、搬送装置および粗圧延機の少なくとも一方を制御する請求項１に記載の熱間圧延ライン。
4. 加熱炉で加熱されたスラブを、幅方向に圧下する一対のプレス金型を有する幅圧下プレス装置を用いて幅圧下プレスし、
   幅圧下プレス装置の出側において、ピンチロールの高さを調整する油圧または電動シリンダーのシリンダー位置から、ピンチロールの両端の高さの差をウェッジ量として測定し、
   測定されたウェッジ量と閾値とを比較し、ウェッジ量が閾値を超えた継続時間に応じて、搬送装置および粗圧延機の少なくとも一方を制御する熱間圧延ラインの制御方法。
5. ウェッジ量が閾値を超えた継続時間が、予め設定された時間以上になった場合には、幅圧下プレス装置出側から粗圧延機へのスラブの搬送を停止する請求項４に記載の熱間圧延ラインの制御方法。
6. 測定されたウェッジ量と閾値とを比較し、ウェッジ量が閾値を超えた継続時間と、ウェッジ量に応じて、搬送装置および粗圧延機の少なくとも一方を制御する請求項４に記載の熱間圧延ラインの制御方法。

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