JP6769448B2 - 鋼板振動測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、連続溶融めっき鋼板製造ラインのスナウト設備内における鋼板の振動を測定する鋼板振動測定装置に関する。

特許文献１には、溶融めっき浴槽のスナウト設備内部における溶融めっき浴面のアッシュやドロスといった浮遊酸化物の状況、さらには溶融めっき浴槽に通板されている鋼板の形状を観察するために、スナウト設備の側壁に耐熱ガラスを気密に取り付けた監視窓を設置し、スナウト設備の内部を照射する光源装置とスナウト設備の内部を撮像するカメラとを併設した技術が記載されている。また、特許文献２には、溶融めっき浴面を撮影した画像を画像処理することによって溶融めっき浴面の浮遊酸化物を吸い込む吸い込み口の高さを制御する技術が記載されている。

特開２０００−２８２２０１号公報 特開２０１０−２２９５０９号公報

しかしながら、特許文献１や特許文献２に記載の技術では、スナウト設備内における鋼板の振動を測定することはできない。一般に、スナウト設備内に通板されるときや溶融めっき浴槽に進入するときに鋼板の形状が悪い場合、鋼板が振動することによって溶融めっき浴面の振動が誘発され、溶融めっき浴面の振動によってアッシュが発生する。そして、アッシュが鋼板に付着した場合にはめっき外観不良となる。このため、スナウト設備内における鋼板の振動を測定して鋼板の振動を抑制する技術の提供が期待されていた。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、連続溶融めっき鋼板製造ラインのスナウト設備内における鋼板の振動を測定可能な鋼板振動測定装置を提供することにある。

本発明に係る鋼板振動測定装置は、連続溶融めっき鋼板製造ラインのスナウト設備に設けられた覗き窓を介してスナウト設備の外部からスナウト設備内における鋼板の画像を撮影する撮像装置と、前記撮像装置によって撮影された鋼板の画像を画像処理することによって鋼板の振動振幅のデータを抽出する信号処理装置と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る鋼板振動測定装置は、上記発明において、前記信号処理装置は、前記振動振幅のデータを周波数解析することを特徴とする。

本発明に係る鋼板振動測定装置は、上記発明において、前記信号処理装置は、鋼板の振動振幅が予め設定した閾値以上である場合、連続焼鈍炉の急冷帯の入側近傍に設置されているロールが変形している可能性があると判定することを特徴とする。

本発明に係る鋼板振動測定装置によれば、連続溶融めっき鋼板製造ラインのスナウト設備内における鋼板の振動を測定することができる。

図１は、本発明の一実施形態である鋼板振動測定装置が適用される連続溶融めっき鋼板製造ラインの構成を示す模式図である。 図２は、本発明の一実施形態である鋼板振動測定装置の構成を示す模式図である。 図３は、良好部及び不良部のエッジ画像における鋼板に対して垂直方向への振動振幅の時系列データの一例を示す図である。 図４は、図３に示す振動振幅の時系列データを高速フーリエ変換によりフーリエ解析した結果を周波数に対してプロットした図である。 図５は、図３に示す振動振幅の時系列データを高速フーリエ変換によりフーリエ解析した結果を鋼板の移動速度を周波数で除して振動の波長に対してプロットした図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である鋼板振動測定装置の構成及びその動作について説明する。

〔ライン構成〕
まず、図１を参照して、本発明の一実施形態である鋼板振動測定装置が適用される連続溶融めっき鋼板製造ラインの構成について説明する。

図１は、本発明の一実施形態である鋼板振動測定装置が適用される連続溶融めっき鋼板製造ラインの構成を示す模式図である。図１に示すように、本発明の一実施形態である鋼板振動測定装置が適用される連続溶融めっき鋼板製造ライン１は、連続焼鈍炉２、スナウト設備３、溶融めっき浴槽４、及び浴機器（槽内浸漬シンクロール５ａ，槽内サポートロール５ｂ，めっき付着量制御装置５ｃ等）を主な構成要素として備えている。この連続溶融めっき鋼板製造ライン１では、鋼板Ｓは、連続焼鈍炉２の加熱帯（ＨＳ）２ａにおいて加熱された後に連続焼鈍炉２の急冷帯（ＲＣＳ）２ｂにおいて急冷される。そして、急冷された鋼板Ｓをスナウト設備３及び溶融めっき浴槽４の順に通板することにより、表面にめっき処理が施されためっき鋼板が製造される。

〔装置構成〕
次に、図２を参照して、本発明の一実施形態である鋼板振動測定装置の構成について説明する。

図２は、本発明の一実施形態である鋼板振動測定装置の構成を示す模式図である。図２に示すように、本発明の一実施形態である鋼板振動測定装置１０は、撮像装置１１と、信号処理装置１２と、を主な構成要素として備えている。

撮像装置１１は、ＣＣＤカメラ等の撮像装置によって構成されている。撮像装置１１は、スナウト設備３に設けられた覗き窓３ａ（図１参照）を介してスナウト設備３の外部からスナウト設備３内における鋼板Ｓの画像を撮影し、撮影された鋼板画像のデータを信号処理装置１２に出力する。

信号処理装置１２は、コンピュータ等の情報処理装置によって構成されている。信号処理装置１２は、撮像装置１１によって撮影された鋼板画像に対して閾値処理及び２値化処理等の画像処理を施してエッジ部を抽出してエッジ画像を得る。信号処理装置１２は、エッジ画像のエッジ位置の時間変化から鋼板Ｓの振動振幅の時系列データを抽出する。そして、信号処理装置１２は、振動振幅の時系列データを高速フーリエ変換によりフーリエ解析して周波数、振幅、波長等を求め、得られたデータから原因となるロールや操業条件を特定する。

図３（ａ），（ｂ）はそれぞれ、良好部及び不良部のエッジ画像における鋼板に対して垂直方向への振動振幅の時系列データの一例を示す図である。図３（ａ），（ｂ）に示す振動振幅の時系列データを高速フーリエ変換によりフーリエ解析した結果を、周波数に対してプロットしたものをそれぞれ図４（ａ），（ｂ）に示す。また、鋼板Ｓの移動速度を周波数で除して振動の波長であらわしたものをそれぞれ図５（ａ），（ｂ）に示す。図３（ａ），図４（ａ），図５（ａ）に示す良好部では、振幅は小さく１ｍｍ程度であった。これに対して、図３（ｂ），図４（ｂ），図５（ｂ）に示す不良部では、振幅は２．５ｍｍ程度であり、周波数０．８５Ｈｚ、波長２．４ｍに最も高いピークが見られた。この場合では、２．４ｍ毎に変化する操業条件（例えばロールの円周長さ等）が振動に影響していることが推測できる。このように、得られた周波数データや波長データにより、振動の原因となる操業条件を特定することができる。

なお、本発明の発明者らは、鋼板Ｓの振動は鋼板Ｓの形状不良に起因して発生し、鋼板Ｓの形状不良は連続焼鈍炉２の急冷帯２ｂの入側近傍に設置されているロール２ｃのクリープ変形によって引き起こされることが多いことを知見した。このため、信号処理装置１２は、抽出された鋼板Ｓの振動振幅が予め設定した閾値以上である場合、ロール２ｃが変形している可能性があると判定し、その旨を報知することが望ましい。これにより、早い段階でロール交換の計画を立てることができるようになる。また、抽出された鋼板Ｓの振動振幅が予め設定した閾値以上である場合には、ロール２ｃのロールクラウン形状を制御することにより、ロール２ｃの変形を小さくして鋼板Ｓの振動量が小さくなるように制御してもよい。

以上の説明から明らかなように、本発明の一実施形態である鋼板振動測定装置１０は、連続溶融めっき鋼板製造ライン１のスナウト設備３に設けられた覗き窓３ａを介してスナウト設備３の外部からスナウト設備３内における鋼板Ｓの画像を撮影する撮像装置１１と、撮像装置１１によって撮影された鋼板Ｓの画像を画像処理することによって鋼板Ｓの振動振幅のデータを抽出する信号処理装置１２と、を備える。これにより、連続溶融めっき鋼板製造ライン１のスナウト設備３内における鋼板Ｓの振動を測定することができる。また、測定結果に基づいて鋼板Ｓの振動を制御することにより、めっき外観不良の発生を抑制して溶融めっき鋼板を歩留まりよく製造することができる。

以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例、及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。

１ 連続溶融めっき鋼板製造ライン
２ 連続焼鈍炉
３ スナウト設備
４ 溶融めっき浴槽
５ａ 槽内浸漬シンクロール
５ｂ 槽内サポートロール
５ｃ めっき付着量制御装置
１０ 鋼板振動測定装置
１１ 撮像装置
１２ 信号処理装置
Ｓ 鋼板

Claims (2)

1. 連続溶融めっき鋼板製造ラインのスナウト設備に設けられた覗き窓を介してスナウト設備の外部からスナウト設備内における鋼板の画像を撮影する撮像装置と、
   前記撮像装置によって撮影された鋼板の画像を画像処理することによって鋼板の振動振幅のデータを抽出し、鋼板の振動振幅が予め設定した閾値以上である場合、連続焼鈍炉の急冷帯の入側近傍に設置されているロールが変形している可能性があると判定する信号処理装置と、
   を備えることを特徴とする鋼板振動測定装置。
2. 前記信号処理装置は、前記振動振幅のデータを周波数解析することを特徴とする請求項１に記載の鋼板振動測定装置。

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