JP6460060B2 - 鋼材の圧延装置、鋼材の製造装置、鋼材の圧延方法および鋼材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、鋼材の圧延装置、鋼材の製造装置、鋼材の圧延方法および鋼材の製造方法に関する。

従来、形鋼の噛み込み位置を調整するためのサイドガイド機構を備える可逆式圧延機が知られている（例えば特許文献１参照）。このような可逆式圧延機による形鋼の圧延では、製造する形鋼の品種によりカリバー圧延法とユニバーサル圧延法を使い分けており、それぞれの圧延法によって圧延機の構成も異なっている。

例えばカリバー圧延法では、図１０に示すように、圧延ロール（カリバーロール）３０ａの上水平ロール３１１および下水平ロール３１２に削り込まれた孔型（カリバー）Ｃ_１〜Ｃ_３内を鋼材（被圧延材）が順次通過する。これにより、孔型Ｃ_１〜Ｃ_３内で鋼材の複雑な流れ（メタルフロー）が形成されるとともに、当該鋼材の断面形状が縮小し、造形されて製品となる。また、他方のユニバーサル圧延法では、図１０で示したような圧延ロール３０ａではなく、水平ロールと竪ロールとを組み合わせた圧延機を使用して鋼材を圧延する。

ここで、可逆式圧延機で圧延を行う場合、鋼材の幅方向（以下、材幅方向という）の中心と、圧延ロールの通り芯（鋼材を圧延する際に被圧延材である鋼材の幅方向の中心が通るべき圧延ロールの位置）とを合わせるために、例えば図１１に示すように、鋼材Ｗが圧延機３０の圧延ロール３０ａ（図１０参照）に噛み込まれる前に、サイドガイド機構８０および案内ガイド機構１２０を用いて鋼材Ｗの位置を調整している。すなわち従来の圧延装置では、搬送装置２０によって形成された搬送経路上において、圧延機３０の手前（搬送方向の上流側）で鋼材Ｗの材幅方向の位置を調整するための可動式のサイドガイド機構８０と、当該サイドガイド機構８０の手前（搬送方向の上流側）で鋼材Ｗの材幅方向の位置を調整するための固定式の案内ガイド機構１２０と、が配置されている。

特開２００８−１２６２５９号公報

しかしながら、前記した従来の圧延装置では、鋼材Ｗの圧延長が長くなると、例えば圧延機３０の前段（搬送方向の上流側）に設置されている別の圧延機（図示省略）での圧延時に鋼材Ｗの先端に曲がりが発生したり、あるいは図１１のＡ部に示すように、搬送中に案内ガイド機構１２０と衝突したりすることにより、鋼材Ｗの先尾端に曲がりが発生する場合があった。

このように鋼材Ｗに曲がりが発生した場合において、例えば図１１に示すように、サイドガイド機構８０に対して予め設定されている初期開度Ｓ_０よりも鋼材Ｗの曲がり量ｂ_ｐが大きくなると（Ｓ_０＜ｂ_ｐ）、鋼材Ｗがサイドガイド機構８０に衝突したり、あるいは鋼材Ｗがサイドガイド機構８０内で引っ掛かり、圧延機３０に対して鋼材Ｗが正常に噛み込まない現象が発生する。このような場合、従来の圧延装置では、鋼材Ｗの搬送を一旦停止し、オペレータが鋼材Ｗの位置調整や曲がり矯正を手動で行っているため、自動運転を継続できず、圧延能率が低下していた。

また、従来の圧延装置では、鋼材Ｗの曲がり等の監視を行っておらず、鋼材Ｗの曲がり量を定量的に把握できていないため、実際には鋼材Ｗの位置調整や曲がり矯正が不要な場合（位置調整や曲がり矯正を行わなくても鋼材Ｗがサイドガイド機構８０に衝突等しない場合）においても、オペレータの勘や感覚により不必要な手動操作が行われる場合があり、圧延能率の更なる低下を招いていた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、搬送中の鋼材に曲がりが発生した場合であっても、圧延能率の低下を招くことがない鋼材の圧延装置、鋼材の製造装置、鋼材の圧延方法および鋼材の製造方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る鋼材の圧延装置は、搬送装置によって搬送される鋼材を圧延する圧延機と、前記圧延機に対する、前記鋼材の幅方向における相対的な位置を調整するサイドガイド機構と、前記圧延機に搬送される前記鋼材の曲がり量を検出する曲がり検出機構と、前記曲がり検出機構において検出された前記鋼材の曲がり量に基づいて、予め設定された前記サイドガイド機構の初期開度を補正するための補正量を算出する開度補正量算出部と、前記開度補正量算出部において算出された前記補正量に従って、前記サイドガイド機構の開度を変更するサイドガイド制御部と、を備えることを特徴とする。

また、本発明に係る鋼材の圧延装置は、上記発明において、前記曲がり検出機構において検出された前記鋼材の曲がり量と、所定の閾値とを比較することにより、曲がり矯正が必要か否かを判定する曲がり判定部を備え、前記サイドガイド制御部は、前記曲がり判定部において前記曲がり矯正が必要ではないと判定された場合、前記初期開度に前記補正量を加えた開度となるように前記サイドガイド機構の開度を変更する第１制御と、前記鋼材が前記搬送装置によって前記サイドガイド機構に引き込まれた後に、前記初期開度となるように前記サイドガイド機構の開度を変更する第２制御と、を順に行い、前記曲がり判定部において前記曲がり矯正が必要であると判定された場合、前記第１制御と、前記鋼材が前記搬送装置によって前記サイドガイド機構に引き込まれた後に、前記曲がり矯正が可能な開度となるように前記サイドガイド機構の開度を変更する第３制御と、を順に行うことを特徴とする。

また、本発明に係る鋼材の圧延装置は、上記発明において、前記サイドガイド制御部は、前記曲がり判定部において前記曲がり矯正が必要であると判定された場合、前記第３制御の後に、前記第１制御と、前記鋼材が前記搬送装置によって搬送方向とは逆方向に後退された後に、前記初期開度となるように前記サイドガイド機構の開度を変更する第４制御と、を順に行うことを特徴とする。

また、本発明に係る鋼材の圧延装置は、上記発明において、前記鋼材を圧延することにより、形鋼を作成することを特徴とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る鋼材の製造装置は、上記発明に係る鋼材の圧延装置を備えることを特徴とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る鋼材の圧延方法は、搬送装置によって搬送される鋼材を圧延する圧延機と、前記圧延機に対する、前記鋼材の幅方向における相対的な位置を調整するサイドガイド機構と、を備える圧延装置による鋼材の圧延方法であって、曲がり検出機構によって、前記圧延機に搬送される前記鋼材の曲がり量を検出する曲がり検出ステップと、前記曲がり検出ステップにおいて検出された前記鋼材の曲がり量に基づいて、予め設定された前記サイドガイド機構の初期開度を補正するための補正量を算出する開度補正量算出ステップと、前記開度補正量算出ステップにおいて算出された前記補正量に従って、前記サイドガイド機構の開度を変更するサイドガイド制御ステップと、を含むことを特徴とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る鋼材の製造方法は、上記発明に係る鋼材の圧延方法を含むことを特徴とする。

本発明によれば、圧延前における鋼材の曲がりを検出し、その曲がり量に応じてサイドガイド機構の開度を変更することにより、サイドガイド機構に対する鋼材の衝突等を回避することができるとともに、鋼材の曲がり量が大きい場合においても、自動的に曲がりを矯正することができる。従って、本発明によれば、鋼材の搬送性が向上するとともに、圧延能率の低下が抑制される。

図１は、本発明の実施形態に係る鋼材の圧延装置を含む製造装置の全体構成を示す図である。 図２は、本発明の実施形態に係る鋼材の圧延装置の構成を模式的に示す図である。 図３は、本発明の実施形態における鋼材の曲がりの定義を説明するための図である。 図４は、本発明の実施形態に係る鋼材の圧延装置における曲がり検出機構の一例を示す図である。 図５は、本発明の実施形態に係る鋼材の圧延装置における曲がり検出機構のその他の一例を示す図である。 図６は、本発明の実施形態に係る鋼材の圧延装置による圧延方法の手順を示すフローチャートである。 図７は、本発明の実施形態に係る鋼材の圧延装置において、鋼材の曲がりがない場合のサイドガイド機構の調整方法を説明するための図である。 図８は、本発明の実施形態に係る鋼材の圧延装置において、鋼材の曲がりが小さい場合のサイドガイド機構の調整方法を説明するための図である。 図９は、本発明の実施形態に係る鋼材の圧延装置において、鋼材の曲がりが大きい場合のサイドガイド機構の調整方法を説明するための図である。 図１０は、カリバー圧延法において用いられる圧延機が備える圧延ロールの一例を示す図である。 図１１は、従来の圧延装置の構成を模式的に示す図である。

以下、本発明に係る鋼材の圧延装置、鋼材の製造装置、鋼材の圧延方法および鋼材の製造方法の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、以下の実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

まず、本実施形態に係る鋼材の圧延装置を含む、鋼材の製造装置の全体構成について説明する。鋼材の製造装置は、図１に示すように、加熱炉１０と、搬送装置２０と、圧延機３０と、鋸断機４０と、冷却床５０と、矯正機６０と、検査床７０と、を備えている。

加熱炉１０は、鋼材を加熱するためのものである。また、搬送装置２０は、鋼材を搬送するためのものであり、例えば図示しない複数の搬送ロール等により構成されている。また、圧延機３０は、加熱炉１０によって加熱され、搬送装置２０によって搬送された鋼材を圧延するためのものであり、例えば、図１に示すように、粗圧延機３１と、仕上圧延機３２とから構成されている。

鋸断機４０は、圧延機３０によって圧延された長尺な鋼材（形鋼）を所定の長さに切断するためのものである。また、冷却床５０は、鋸断機４０によって短尺に切断された鋼材を冷却するためのものである。また、矯正機６０は、冷却床５０で冷却された鋼材の長手方向の反りを矯正するためのものである。また、検査床７０は、矯正機６０によって矯正された鋼材を検査するためのものである。

［鋼材の圧延装置］
本実施形態に係る鋼材の圧延装置は、圧延対象となる鋼材（被圧延材）に対して、搬送方向における上流側から下流側に向かう順方向の圧延と、この順方向とは逆方向の圧延とを交互に繰り返すことにより形鋼を作成する可逆式圧延装置である。

圧延装置１は、図２に示すように、粗圧延機３１および仕上圧延機３２からなる圧延機３０と、サイドガイド機構８０と、曲がり検出機構９０と、プロセスコンピュータ１００と、制御装置１１０と、案内ガイド機構１２０と、を少なくとも備えて構成されている。なお、以下では、圧延装置１がカリバー圧延法によって圧延を行う場合の例について説明する。従って、圧延装置１では、粗圧延機３１および仕上圧延機３２のいずれか、または両方が図１０に示したような圧延ロール（カリバーロール）３０ａを備えている。

サイドガイド機構８０は、圧延機３０に対する、鋼材Ｗの幅方向における相対的な位置を調整するものであり、具体的には、鋼材Ｗの材幅方向の中心と、圧延機３０の圧延ロール３０ａ（図１０参照）の通り芯とを合わせるためのものである。サイドガイド機構８０は、図２に示すように、仕上圧延機３２を挟んで、搬送方向の上流側と下流側とにそれぞれ配置されている。

ここで、本実施形態に係る圧延装置１では、図２に示すように、仕上圧延機３２の前後（搬送方向の上流側および下流側）にサイドガイド機構８０を配置した構成を一例として示しているが、例えば粗圧延機３１の前後や、粗圧延機３１および仕上圧延機３２のそれぞれの前後にサイドガイド機構８０を配置した構成であっても構わない。

サイドガイド機構８０は、図２に示すように、互いに対向する一対のガイド部８１，８２を備えている。ガイド部８１，８２は、それぞれ搬送装置２０の幅方向端側から搬送経路中心側に向けて縮小するテーパ形状をなし、その平坦面が互いに材幅方向に対向するように配置されている。サイドガイド機構８０は、これらガイド部８１，８２を材幅方向に移動させる図示しない駆動部を備えている。

サイドガイド機構８０は、鋼材Ｗの圧延前において、鋼材Ｗの材幅に対して、ガイド部８１，８２の開口幅が若干大きくなるように予め調整されている。本実施形態では、このような鋼材Ｗの材幅に基づいて予め調整されたガイド部８１，８２の開口幅のことを、「サイドガイド機構８０の初期開度」と定義する。

サイドガイド機構８０は、搬送装置２０によって鋼材Ｗが搬送されてくると、ガイド部８１，８２の対向端面間に鋼材Ｗを受け入れ、受け入れた鋼材Ｗの側端面とガイド部８１，８２の対向端面とを適宜接触させることにより、鋼材Ｗを圧延機３０（図２では仕上圧延機３２）の通り芯側へと案内する。これにより、搬送中における鋼材Ｗの材幅方向の中心と、圧延機３０の圧延ロール３０ａ（図１０参照）の通り芯との位置ずれが解消される。

曲がり検出機構９０は、圧延機３０に搬送される鋼材Ｗの曲がりを検出するものである。曲がり検出機構９０は、図２に示すように、仕上圧延機３２の手前の位置、すなわち仕上圧延機３２における搬送方向の上流側に配置されている。

ここで、鋼材Ｗの曲がりの状態は、図３に示すように、鋼材Ｗの長手方向における曲がり位置ｂ_ａと、鋼材Ｗの材幅方向における曲がり量ｂ_ｐとで定義される。なお、同図では、鋼材Ｗの先尾端に曲がりが発生している例を示している。また、鋼材Ｗの長手方向は、鋼材Ｗの搬送方向（図２参照）と平行な方向のことを示している。

曲がり検出機構９０の具体的な構成は、搬送中の鋼材Ｗの曲がりを検出可能であれば特に限定されない。曲がり検出機構９０は、例えば図４（ａ）に示すように、仕上圧延機３２の手前の位置に、複数のセンサ（距離計）９１を搬送方向に沿って配置することにより実現可能である。このような構成からなる曲がり検出機構９０は、図４（ｂ）に示すように、各センサ９１から鋼材Ｗまでの距離を検出することにより、鋼材Ｗの曲がり位置ｂ_ａおよび曲がり量ｂ_ｐを測定することができる。なお、図４（ａ）に示した曲がり検出機構９０は、鋼材Ｗを搬送している場合、あるいは鋼材Ｗの搬送を停止している場合、のいずれの場合においても曲がり検出が可能である。

また、曲がり検出機構９０は、例えば図５（ａ）に示すように、仕上圧延機３２の手前の位置に、一つセンサ（距離計）９２を配置することによっても実現可能である。このような構成からなる曲がり検出機構９０は、図５（ｂ）に示すように、例えば搬送中の鋼材Ｗの先端位置までの距離をトラッキング（追跡）し、図５（ｃ）に示すように、これを鋼材Ｗの先端からの距離に換算することにより、鋼材Ｗの曲がり位置ｂ_ａおよび曲がり量ｂ_ｐを測定することができる。なお、前記したように、サイドガイド機構８０は粗圧延機３１と仕上圧延機３２のいずれに設置しても構わないため、図４（ａ）および図５（ａ）では、これら２つを含むものを「圧延機３０」と図示している。

プロセスコンピュータ１００および制御装置１１０は、具体的にはパーソナルコンピュータやワークステーション等の汎用の情報処理装置によって実現されるものであり、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を主要構成部品としている。

プロセスコンピュータ１００は、図２に示すように、曲がり入力部１０１と、曲がり判定部１０２と、開度補正量算出部１０３と、を備えている。曲がり入力部１０１は、曲がり検出機構９０によって検出された鋼材Ｗの曲がりに関する情報（曲がり位置および曲がり量）を、曲がり判定部１０２に対して出力する。

曲がり判定部１０２は、鋼材Ｗの曲がりの有無と、鋼材Ｗに対する曲がり矯正が必要か否かを判定し、図２に示すように、その判定結果を開度補正量算出部１０３に対して出力する。曲がり判定部１０２は、例えば曲がり検出機構９０によって鋼材Ｗの曲がりが検出された場合において、鋼材Ｗの曲がり量がサイドガイド機構８０の初期開度よりも大きい場合、鋼材Ｗの曲がりありと判定する。

一方、曲がり判定部１０２は、例えば曲がり検出機構９０によって鋼材Ｗの曲がりが検出されない場合（曲がり量が０）や、曲がり検出機構９０によって鋼材Ｗの曲がりが検出された場合において、鋼材Ｗの曲がり量がサイドガイド機構８０の初期開度以下である場合、鋼材Ｗの曲がりなしと判定する。これは、仮に鋼材Ｗに曲がりが発生している場合であっても、その曲がり量がサイドガイド機構８０の初期開度以下の場合は、鋼材Ｗがサイドガイド機構８０に衝突等する可能性が低いためである。

また、曲がり判定部１０２は、曲がり検出機構９０において検出された鋼材Ｗの曲がり量と、予め定められた所定の閾値とを比較することにより、鋼材Ｗに対する曲がり矯正が必要か否かを判定する。曲がり判定部１０２は、具体的には、曲がり検出機構９０において検出された鋼材Ｗの曲がり量が、所定の閾値以下である場合は鋼材Ｗに対する曲がり矯正は必要ではないと判定し、所定の閾値よりも大きい場合は鋼材Ｗに対する曲がり矯正が必要であると判定する。

ここで、曲がり判定部１０２において用いられる曲がり矯正を行うか否かの閾値（以下、曲がり矯正用閾値という）は、例えば鋼材Ｗの曲がり量に基づいて定めることができ、その値を超えると鋼材Ｗがサイドガイド機構８０に衝突等して圧延機３０に正常に噛み込まないような曲がり量を実験的に求め、この曲がり量を曲がり矯正用閾値として用いることができる。

また、鋼材Ｗに同じような曲がりが発生した場合であっても、例えば鋼材Ｗの材幅（サイズ）や品種によって曲がり矯正のしやすさが異なる。例えば、材幅の異なる２つの鋼材Ｗに対して同じ曲がり量の曲がりが発生した場合、材幅の小さい鋼材Ｗの方が、材幅の大きい鋼材Ｗよりも曲がり矯正が容易である。同様に、品種の異なる２つの鋼材Ｗに対して同じ曲がり量の曲がりが発生した場合、柔らかい鋼材Ｗの方が、硬い鋼材Ｗよりも曲がり矯正が容易である。従って、曲がり矯正用閾値は、鋼材Ｗの曲がり量に加えて、材幅や品種も考慮して決定することが好ましい。

ここで、前記した曲がり矯正用閾値は、例えば鋼材Ｗの曲がり量、材幅および品種と曲がり矯正用閾値とを対応付けたテーブルを予め作成しておき、曲がり判定部１０２における判定の際に、当該テーブルを参照して曲がり矯正用閾値を求めるようにしてもよい。

開度補正量算出部１０３は、予め設定されているサイドガイド機構８０の初期開度を補正するための補正量（以下、開度補正量という）を算出する。開度補正量算出部１０３は、曲がり検出機構９０において検出された鋼材Ｗの曲がり量に基づいて、例えば鋼材Ｗの曲がり量からサイドガイド機構８０の初期開度を差し引いた値を開度補正量として算出する。そして、開度補正量算出部１０３は、図２に示すように、算出した開度補正量をサイドガイド制御部１１２に対して出力する。

ここで、前記した開度補正量は、例えば鋼材Ｗの曲がり量と開度補正量とを対応付けたテーブルを予め作成しておき、開度補正量算出部１０３における算出の際に、当該テーブルを参照して開度補正量を求めるようにしてもよい。

制御装置１１０は、図２に示すように、トラッキング部１１１と、サイドガイド制御部１１２と、を備えている。トラッキング部１１１は、搬送装置２０によって搬送される鋼材Ｗの位置を図示しないセンサ等により追跡し、その位置情報をサイドガイド制御部１１２に対して出力する。後記するサイドガイド制御部１１２は、このトラッキング部１１１から入力される位置情報に基づいて、サイドガイド機構８０に対する鋼材Ｗの材幅方向および長手方向の位置を把握し、当該サイドガイド機構８０の制御を行う。

サイドガイド制御部１１２は、開度補正量算出部１０３において算出された開度補正量に従ってサイドガイド機構８０の開度（以下、サイドガイド開度という）を変更する。サイドガイド制御部１１２は、サイドガイド機構８０の図示しない駆動部を駆動させ、ガイド部８１，８２を材幅方向に移動させることによりサイドガイド開度を拡大または縮小させる。ここで、サイドガイド制御部１１２によるサイドガイド機構８０の具体的な制御内容については後記する（図６〜図９参照）。

案内ガイド機構１２０は、サイドガイド機構８０に対する、鋼材Ｗの幅方向における相対的な位置を調整するものである。案内ガイド機構１２０は、図２に示すように、サイドガイド機構８０に対して、搬送方向の上流側に固定配置されている。これにより、案内ガイド機構１２０は、搬送装置２０によって搬送されてきた鋼材Ｗを、サイドガイド機構８０の一対のガイド部８１，８２の間に案内する。

［鋼材の圧延方法］
以下、本実施形態に係る圧延装置１を利用した圧延方法について、図６〜図９を参照しながら説明する。ここで、以下で参照する図７〜図９では、圧延装置１が備える構成のうちの一部のみを図示しており、例えば搬送装置２０、プロセスコンピュータ１００、制御装置１１０、案内ガイド機構１２０等の図示は省略している。また、前記したように、サイドガイド機構８０は粗圧延機３１と仕上圧延機３２のいずれに設置しても構わないため、以下で参照する図では、これら２つを含むものを「圧延機３０」と図示している。

ここで、図６で示した鋼材Ｗの圧延方法は、曲がり検出ステップ（ステップＳ１）と、曲がり判定ステップ（ステップＳ２，Ｓ３）と、開度補正量算出ステップ（ステップＳ４，Ｓ９）と、サイドガイド制御ステップ（ステップＳ５〜Ｓ７，Ｓ１０〜Ｓ１３）と、圧延ステップ（ステップＳ８）と、にそれぞれ分類される。

まず、圧延装置１の曲がり検出機構９０は、前記したような手法（図４および図５参照）を利用して、圧延機３０の手前の位置で鋼材Ｗの曲がりを検出する（ステップＳ１）。

続いて、圧延装置１の曲がり判定部１０２は、鋼材Ｗの曲がりの有無を判定する（ステップＳ２）。曲がり判定部１０２は、具体的には、鋼材Ｗの曲がり量が０である場合、または図７に示すように、鋼材Ｗの曲がり量（＝ｂ_ｐ１）がサイドガイド機構８０の初期開度（Ｓ_０）以下である場合（ｂ_ｐ１≦Ｓ_０）、鋼材Ｗの曲がりなしと判定する（ステップＳ２でＮｏ）。この場合、圧延装置１は、サイドガイド開度を初期開度（＝Ｓ_０）としたままで、搬送装置２０によって鋼材Ｗをサイドガイド機構８０に引き込み、鋼材Ｗを圧延機３０に噛み込ませて圧延する（ステップＳ８）。

以上のように、搬送中の鋼材Ｗに曲がりが発生していない場合、圧延装置１は、通常通りのサイドガイド開度（初期開度）で鋼材Ｗを引き込み、鋼材Ｗの自動圧延を実施する。

一方、曲がり判定部１０２は、図８（ａ）に示すように、鋼材Ｗの曲がり量（＝ｂ_ｐ２）がサイドガイド機構８０の初期開度（＝Ｓ_０）よりも大きい場合（ｂ_ｐ２＞Ｓ_０）、鋼材Ｗの曲がりありと判定する（ステップＳ２でＹｅｓ）。この場合、曲がり判定部１０２は、鋼材Ｗの曲がり量と曲がり矯正用閾値とを比較することにより、鋼材Ｗに対する曲がり矯正が必要か否かを判定する（ステップＳ３）。

曲がり判定部１０２は、鋼材Ｗの曲がり量が曲がり矯正用閾値以下である場合（ステップＳ３でＹｅｓ）、鋼材Ｗに対する曲がり矯正が必要ではないと判定する。なお、鋼材Ｗに曲がりが発生しているが曲がり矯正が必要ではない場合とは、鋼材Ｗの曲がりが微小であり、このまま搬送しても、圧延機３０に対する鋼材Ｗの噛み込みに特に問題が発生しないような場合を示している。

続いて、圧延装置１の開度補正量算出部１０３は、鋼材Ｗの曲がり量に基づいて開度補正量を算出する（ステップＳ４）。続いて、圧延装置１のサイドガイド制御部１１２は、ステップＳ４で算出された開度補正量に基づいて、図８（ｂ）に示すように、サイドガイド機構８０の初期開度（＝Ｓ_０）に開度補正量（＝Ｓ_ｃ１）を加えた開度（＝Ｓ_０＋Ｓ_ｃ１）となるように、サイドガイド開度を拡大（変更）する制御（第１制御）を行う（ステップＳ５）。

続いて、圧延装置１の搬送装置２０は、図８（ｃ）に示すように、サイドガイド機構８０の所定位置まで鋼材Ｗを引き込む（ステップＳ６）。続いて、サイドガイド制御部１１２は、搬送装置２０によって鋼材Ｗがサイドガイド機構８０の所定位置まで引き込まれた後、図８（ｄ）に示すように、初期開度（＝Ｓ_０）となるようにサイドガイド開度を縮小（変更）する制御（第２制御）を行う（ステップＳ７）。

ここで、前記したステップＳ７において、鋼材Ｗがサイドガイド機構８０におけるどの位置まで引き込まれたらサイドガイド開度の縮小を開始するかのタイミング（締め込み開始タイミング）は、例えば鋼材Ｗの圧延スケジュール等から、サイドガイド機構８０を通過した鋼材Ｗが圧延機３０の圧延ロール３０ａに噛み込む前に初期開度となるようなタイミングを計算によって求めればよい。

圧延装置１は、図８（ｄ）に示すように、ステップＳ７において、サイドガイド制御部１１２によってサイドガイド開度を初期開度（＝Ｓ_０）まで縮小させ、サイドガイド機構８０のガイド部８１，８２で鋼材Ｗを締め込みながら、搬送装置２０によって鋼材Ｗをサイドガイド機構８０に引き込み、その後、圧延機３０によって鋼材Ｗを圧延する（ステップＳ８）。

以上のように、圧延装置１は、搬送中の鋼材Ｗに微小な曲がりが発生している場合、曲がりに応じた分だけ、すなわち鋼材Ｗが干渉しない位置までサイドガイド機構８０を開き、鋼材Ｗを引き込んだ後、サイドガイド機構８０を締め込みながら鋼材Ｗの自動圧延を実施する。なお、圧延装置１は、鋼材Ｗの曲がりが微小な場合は積極的な曲がり矯正を行わないものの、サイドガイド機構８０を初期開度まで締め込みながら鋼材Ｗを引き込むことにより（ステップＳ７、図８（ｄ）参照）、鋼材Ｗに対して若干の曲がり矯正を行うことができる。

一方、曲がり判定部１０２は、図９（ａ）に示すように鋼材Ｗに大きな曲がりが発生し、鋼材Ｗの曲がり量（＝ｂ_ｐ３）が曲がり矯正用閾値よりも大きい場合（ステップＳ３でＮｏ）、鋼材Ｗに対する曲がり矯正が必要であると判定する。なお、鋼材Ｗに対する曲がり矯正が必要である場合とは、鋼材Ｗの曲がりが大きく、そのまま搬送すると圧延機３０に対する鋼材Ｗの噛み込みに問題が発生する場合を示している。

続いて、圧延装置１の開度補正量算出部１０３は、鋼材Ｗの曲がり量に基づいて開度補正量を算出する（ステップＳ９）。続いて、圧延装置１のサイドガイド制御部１１２は、ステップＳ９で算出された開度補正量に基づいて、図９（ｂ）に示すように、サイドガイド機構８０の初期開度（＝Ｓ_０）に開度補正量（＝Ｓ_ｃ２）を加えた開度（＝Ｓ_０＋Ｓ_ｃ２）となるように、サイドガイド開度を拡大（変更）する制御（第１制御）を行う（ステップＳ１０）。

続いて、圧延装置１の搬送装置２０は、図９（ｃ）に示すように、サイドガイド機構８０の所定位置まで鋼材Ｗを引き込む（ステップＳ１１）。続いて、サイドガイド制御部１１２は、搬送装置２０によって鋼材Ｗがサイドガイド機構８０の所定位置まで引き込まれた後、図９（ｄ）に示すように、鋼材Ｗの曲がり矯正が可能な開度となるようにサイドガイド開度を縮小（変更）する制御（第３制御）を行う（ステップＳ１２）。これにより、同図に示すように、サイドガイド機構８０のガイド部８１，８２によって鋼材Ｗが挟み込まれ、曲がりが矯正される。なお、本ステップは、搬送装置２０を一旦停止し、鋼材Ｗの搬送が停止した状態で行う。

ここで、前記したステップＳ１２において、鋼材Ｗがサイドガイド機構８０のどの位置まで引き込まれたらサイドガイド開度の縮小を開始するかのタイミング（曲がり矯正開始タイミング）は、例えば鋼材Ｗの圧延スケジュールと、曲がり検出機構９０によって検出された鋼材Ｗの曲がり位置等から計算によって求めればよい。また、前記した「鋼材Ｗの曲がり矯正が可能な開度」は、例えば鋼材Ｗの曲がり量、材幅および品種等から予め実験的に求めておけばよい。

続いて、サイドガイド制御部１１２は、図９（ｅ）に示すように、サイドガイド機構８０の初期開度（＝Ｓ_０）に開度補正量（＝Ｓ_ｃ２）を加えた開度（＝Ｓ_０＋Ｓ_ｃ２）となるように、サイドガイド開度を拡大する。そして、搬送装置２０は、同図に示すように、鋼材Ｗを搬送方向とは逆方向に、所定位置まで後退させる（ステップＳ１３）。なお、このように鋼材Ｗを後退させる理由は、前記したステップＳ１２（図９（ｄ）参照）において、鋼材Ｗの搬送を停止して矯正を行うため、例えば停止状態からそのまま鋼材Ｗを搬送方向に搬送すると、搬送速度が遅く、圧延機３０に対して鋼材Ｗが正常に噛み込まないためである。

ここで、前記したステップＳ１３において、鋼材Ｗを後退させる距離（以下、後退量という）は、例えば搬送される鋼材Ｗの重量に応じて定めることができ、具体的には鋼材Ｗの重量が大きい程、後退量を大きくする。

続いて、サイドガイド制御部１１２は、搬送装置２０によって鋼材Ｗがサイドガイド機構８０の所定位置まで後退した後、図９（ｆ）に示すように、初期開度（＝Ｓ_０）となるようにサイドガイド開度を縮小（変更）する制御（第４制御）を行う（ステップＳ７）。

圧延装置１は、図９（ｆ）に示すように、ステップＳ７において、サイドガイド制御部１１２によってサイドガイド開度を初期開度（＝Ｓ_０）まで縮小させ、鋼材Ｗをサイドガイド機構８０のガイド部８１，８２で締め込みながら、搬送装置２０によって鋼材Ｗをサイドガイド機構８０に引き込み、その後、圧延機３０によって鋼材Ｗを圧延する（ステップＳ８）。

以上のように、圧延装置１は、搬送中の鋼材Ｗに大きな曲がりが発生している場合、曲がりに応じた分だけ、すなわち鋼材Ｗが干渉しない位置までサイドガイド機構８０を開き、鋼材Ｗを引き込んだ後に鋼材Ｗの搬送を一旦停止し、サイドガイド機構８０を締め込んで鋼材Ｗの曲がりを矯正する。そして、圧延装置１は、曲がり矯正の後に一旦鋼材Ｗを後退させた後、サイドガイド機構８０を締め込みながら鋼材Ｗの圧延を実施する。

以上のような構成を備える鋼材Ｗの圧延装置１およびそれを利用した圧延方法、ならびに圧延装置１を適用した鋼材Ｗの製造装置およびそれを利用した製造方法によれば、圧延前における鋼材Ｗの曲がりを検出し、その曲がり量に応じてサイドガイド機構８０の開度を変更することにより、サイドガイド機構８０に対する鋼材Ｗの衝突等を回避することができるとともに、鋼材Ｗの曲がり量が大きい場合においても、自動的に曲がりを矯正することができる。従って、鋼材Ｗの搬送性が向上するとともに、圧延能率の低下が抑制される。

以上、本発明に係る鋼材の圧延装置、鋼材の製造装置、鋼材の圧延方法および鋼材の製造方法について、発明を実施するための形態により具体的に説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変等したものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。

１ 圧延装置
１０ 加熱炉
２０ 搬送装置
３０ 圧延機
３０ａ 圧延ロール
３１１ 上水平ロール
３１２ 下水平ロール
３１ 粗圧延機
３２ 仕上圧延機
４０ 鋸断機
５０ 冷却床
６０ 矯正機
７０ 検査床
８０ サイドガイド機構
８１，８２ ガイド部
９０ 曲がり検出機構
９１，９２ センサ
１００ プロセスコンピュータ
１０１ 曲がり入力部
１０２ 曲がり判定部
１０３ 開度補正量算出部
１１０ 制御装置
１１１ トラッキング部
１１２ サイドガイド制御部
１２０ 案内ガイド機構
ｂ_ａ 曲がり位置
ｂ_ｐ，ｂ_ｐ１，ｂ_ｐ２，ｂ_ｐ３ 曲がり量
Ｃ_１，Ｃ_２，Ｃ_３ 孔型
Ｓ_０ 初期開度
Ｓ_ｃ１，Ｓ_ｃ２ 開度補正量
Ｗ 鋼材

Claims (6)

1. 搬送装置によって搬送される鋼材を圧延する圧延機と、
   前記圧延機に対する、前記鋼材の幅方向における相対的な位置を調整するサイドガイド機構と、
   前記圧延機に搬送される前記鋼材の曲がり量を検出する曲がり検出機構と、
   前記曲がり検出機構において検出された前記鋼材の曲がり量と、所定の閾値とを比較することにより、曲がり矯正が必要か否かを判定する曲がり判定部と、
   前記曲がり検出機構において検出された前記鋼材の曲がり量に基づいて、予め設定された前記サイドガイド機構の初期開度を補正するための補正量を算出する開度補正量算出部と、
   前記開度補正量算出部において算出された前記補正量に従って、前記サイドガイド機構の開度を変更するサイドガイド制御部と、
   を備え、
   前記サイドガイド制御部は、
   前記曲がり判定部において前記曲がり矯正が必要ではないと判定された場合、前記初期開度に前記補正量を加えた開度となるように前記サイドガイド機構の開度を変更する第１制御と、前記鋼材が前記搬送装置によって前記サイドガイド機構に引き込まれた後に、前記初期開度となるように前記サイドガイド機構の開度を変更する第２制御と、を順に行い、
   前記曲がり判定部において前記曲がり矯正が必要であると判定された場合、前記第１制御と、前記鋼材が前記搬送装置によって前記サイドガイド機構に引き込まれた後に、前記曲がり矯正が可能な開度となるように前記サイドガイド機構の開度を変更する第３制御と、を順に行うことを特徴とする鋼材の圧延装置。
2. 前記サイドガイド制御部は、前記曲がり判定部において前記曲がり矯正が必要であると判定された場合、前記第３制御の後に、前記第１制御と、前記鋼材が前記搬送装置によって搬送方向とは逆方向に後退された後に、前記初期開度となるように前記サイドガイド機構の開度を変更する第４制御と、を順に行うことを特徴とする請求項１に記載の鋼材の圧延装置。
3. 前記鋼材を圧延することにより、形鋼を作成することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の鋼材の圧延装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の鋼材の圧延装置を備えることを特徴とする鋼材の製造装置。
5. 搬送装置によって搬送される鋼材を圧延する圧延機と、前記圧延機に対する、前記鋼材の幅方向における相対的な位置を調整するサイドガイド機構と、を備える圧延装置による鋼材の圧延方法であって、
   曲がり検出機構によって、前記圧延機に搬送される前記鋼材の曲がり量を検出する曲がり検出ステップと、
   前記曲がり検出ステップにおいて検出された前記鋼材の曲がり量と、所定の閾値とを比較することにより、曲がり矯正が必要か否かを判定する曲がり判定ステップと、
   前記曲がり検出ステップにおいて検出された前記鋼材の曲がり量に基づいて、予め設定された前記サイドガイド機構の初期開度を補正するための補正量を算出する開度補正量算出ステップと、
   前記開度補正量算出ステップにおいて算出された前記補正量に従って、前記サイドガイド機構の開度を変更するサイドガイド制御ステップと、
   を含み、
   前記サイドガイド制御ステップは、
   前記曲がり判定ステップにおいて前記曲がり矯正が必要ではないと判定された場合、前記初期開度に前記補正量を加えた開度となるように前記サイドガイド機構の開度を変更する第１制御と、前記鋼材が前記搬送装置によって前記サイドガイド機構に引き込まれた後に、前記初期開度となるように前記サイドガイド機構の開度を変更する第２制御と、を順に行い、
   前記曲がり判定ステップにおいて前記曲がり矯正が必要であると判定された場合、前記第１制御と、前記鋼材が前記搬送装置によって前記サイドガイド機構に引き込まれた後に、前記曲がり矯正が可能な開度となるように前記サイドガイド機構の開度を変更する第３制御と、を順に行うことを特徴とする鋼材の圧延方法。
6. 請求項５に記載の鋼材の圧延方法を含むことを特徴とする鋼材の製造方法。

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