JP7047995B1 - 鋼板の蛇行量測定装置、鋼板の蛇行量測定方法、熱間圧延鋼帯の熱間圧延設備、及び熱間圧延鋼帯の熱間圧延方法 - Google Patents

鋼板の蛇行量測定装置、鋼板の蛇行量測定方法、熱間圧延鋼帯の熱間圧延設備、及び熱間圧延鋼帯の熱間圧延方法 Download PDF

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Abstract

圧延中の鋼板の蛇行量を測定するに際し、的確に鋼板の蛇行量を測定することができる鋼板の蛇行量測定装置、蛇行量測定方法、熱間圧延設備、及び熱間圧延方法を提供する。蛇行量測定装置(4)の蛇行量演算装置(6)は、測定信頼性判定部(64)において、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)及びワークサイドエッジ箇所zws(N)の双方が信頼性が高いと判定された場合、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)及びワークサイドエッジ箇所zws(N)を用いて鋼板(10)の蛇行量を算出する。現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)及びワークサイドエッジ箇所zws(N)の一方のみが信頼性が高いと判定された場合、信頼性の高い現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)あるいはワークサイドエッジ箇所zws(N)を基準として、もう片側のエッジ箇所を板幅更新部(65)からの画素数Wを用いて補間計算する。

Description

本発明は、複数の圧延スタンドを有する圧延機により圧延中の鋼板の蛇行量を測定する鋼板の蛇行量測定装置、鋼板の蛇行量測定方法、熱間圧延鋼帯の熱間圧延設備、及び熱間圧延鋼帯の熱間圧延方法に関する。
一般に、複数の圧延スタンドを有する熱間仕上圧延機による鋼板の圧延中において、蛇行と呼ばれる鋼板の幅中央部が圧延スタンドのワークロールの中央部に対してずれて圧延される現象が生じることがある。鋼板の蛇行量が大きくなると、鋼板が圧延機の入側に設置してあるサイドガイドに接触して座屈することがあり、この状態で圧延されると、絞り込みと呼ばれるロール破損トラブルになる。従って、鋼板の圧延操業では、圧延条件を適切に設定し、鋼板の蛇行量を可能な限り小さくするよう制御することが求められる。
鋼板の蛇行量を制御するに際しては、従来、「差荷重方式の蛇行制御」と「センサ方式の蛇行制御」とが知られている。
「差荷重方式の蛇行制御」は、制御対象の圧延スタンドのレベリング量(制御対象の圧延スタンドにおける操作側及び駆動側のロールギャップの開度差であるロール開度差)を、当該圧延スタンドに設けられた荷重検出器から検出された操作側及び駆動側の差荷重に比例するように変更するものである。
また、「センサ方式の蛇行制御」は、制御対象の圧延機スタンドのレベリング量を、当該制御対象の圧延スタンドよりも一つ前の圧延スタンドと当該制御対象の圧延スタンドとの間に設置された蛇行量測定装置で測定された蛇行量に比例するように変更するものである。
従来、非特許文献1においては、「差荷重方式の蛇行制御」では、板幅が広いほど、実用上の制御ゲイン設定範囲では蛇行抑制効果が小さくなるため、有効な制御手段とはならないと指摘している。これを解決するため、「蛇行計方式の蛇行制御」を採用し、制御対象の圧延スタンドよりも一つ前の圧延スタンドと当該制御対象の圧延スタンドとの間の蛇行量を蛇行量測定装置により周期的に測定し、制御対象の圧延機スタンドのレベリング量を調整する制御系を提案している。
ところで、熱間仕上圧延機における圧延スタンド間では、大量の蒸気やヒュームが生じるため、これら蒸気やヒュームによって蛇行量測定装置におけるカメラの測定視野が遮られ、鋼板の蛇行量を精度よく測定できないという問題がある。
この問題を解決するために、従来、前述の非特許文献1では、カメラの走査線毎に微分強度が最大となる点(鋼板のエッジに対応)を算出した後、微分強度を重率とした重み付き最小二乗法でエッジ線を推定する方式を提案している。
また、前述の問題を解決するために、従来、特許文献1に示す板材の蛇行測定方法が提案されている。
特許文献1に示す板材の蛇行測定方法は、パスラインの垂線に対して圧延方向に傾斜した方向から2次元撮像装置で板材の表面を撮像するステップと、撮像画像について、板幅方向の走査線毎に濃度値の変化を検出することにより、板材のエッジ位置を走査線毎に検出するステップと、走査線毎に検出した各エッジ位置に対して最小二乗法を適用することにより近似直線を算出するステップと、近似直線と所定の走査線との交点の位置を算出するステップと、交点の位置に基づき、蛇行量を算出するステップとを備えている。
また、前述の問題を解決するために、従来、特許文献2に示すエッジ検出方法も提案されている。
特許文献2に示すエッジ検出方法は、走行する部材のエッジ線を含む領域を撮像手段により複数撮像する撮像工程と、撮像工程により得られた時間的に連続する複数の画像それぞれについて、画像における画素の微分強度を求めて微分画像を生成する微分画像生成工程と、微分画像生成工程により得られた時間的に連続する複数の微分画像を合成し、合成部分画像を生成する合成微分画像生成工程とを備えている。また、当該エッジ検出方法は、合成微分画像生成工程により得られた合成微分画像において、直線上に存在する画素の微分強度和が最大となる直線を特定する直線特定工程と、画素の微分強度が閾値よりも大きいか否かを判断する判定工程とを備えている。
熱間薄板圧延における鋼板蛇行制御技術の開発、鉄と鋼、Vol.95(2009)、No.1、p.43-50
特開平2004-141956号公報 特許第5454404号公報
ところで、熱間仕上圧延機における圧延スタンド間では、大量の蒸気やヒュームが生じているが、鋼板の片方のエッジがのみが蒸気やヒュームによって覆われており、エッジの検出ができず、もう片方のエッジに対しては蒸気やヒュームによって覆われておらず、そのエッジが検出できる場合がある。
ここで、従来の非特許文献1、特許文献1に示す板材の蛇行測定方法、及び特許文献2に示すエッジ検出方法のいずれの手法においても、鋼板の両側のエッジが検出できた場合のみに蛇行量を算出する方法であるため、片方のエッジの検出ができず、もう片方のエッジが検出できる場合において、鋼板の蛇行量を検出できないという課題がある。
従って、本発明はこの従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、圧延中の鋼板の蛇行量を測定するに際し、鋼板の両エッジを検出できる場合のみならず、鋼板の片方のエッジが蒸気等で覆われてエッジの検出が行えず、もう片方のエッジが蒸気等で覆われてなくてエッジ検出が行える場合であっても、的確に鋼板の蛇行量を測定することができる鋼板の蛇行量測定装置、鋼板の蛇行量測定方法、熱間圧延鋼帯の熱間圧延設備、及び熱間圧延鋼帯の熱間圧延方法を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る鋼板の蛇行量測定装置は、複数の圧延スタンドを有する圧延機により圧延中の鋼板の蛇行量を測定する鋼板の蛇行量測定装置であって、隣接する前記圧延スタンド間に設置され、圧延中に走行する前記鋼板の表面を周期的に撮像する撮像装置と、該撮像装置で撮像された複数の撮像画像に基づいて前記鋼板の蛇行量を算出する蛇行量演算装置とを備え、該蛇行量演算装置は、前記撮像装置で周期的に撮像された複数の撮像画像のそれぞれの幅方向に隣接する輝度差を計算し、その輝度差の絶対値が前記鋼板の幅方向のドライブサイドで最大となる箇所を前記鋼板のドライブサイドエッジ箇所zdsとして複数検出し、前記輝度差の絶対値が前記鋼板の幅方向のワークサイドで最大となる箇所を前記鋼板のワークサイドエッジ箇所zwsとして複数検出する修正前エッジ検出部と、前記修正前エッジ検出部で検出された複数のドライブサイドエッジ箇所zds及びワークサイドエッジ箇所zwsから抽出された現時刻を含めた過去N回のドライブサイドエッジ箇所(zds(i),i=1,2,・・・N)及びワークサイドエッジ箇所(zws(i),i=1,2,・・・N)のそれぞれの下記(1)、(2)式で示す変化量絶対値の和αds、αwsのそれぞれが、所定の閾値以上である場合には、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)、ワークサイドエッジ箇所zws(N)を信頼性が低いと判定し、所定の閾値未満である場合には、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)、ワークサイドエッジ箇所zws(N)を信頼性が高いと判定する測定信頼性判定部と、該測定信頼性判定部において、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)及びワークサイドエッジ箇所zws(N)の双方が信頼性が高いと判定された場合、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)及びワークサイドエッジ箇所zws(N)の双方から算出した板幅に相当する画素数W’を算出し、板幅に相当する画素数Wをこの算出したW’に更新し、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)及びワークサイドエッジ箇所zws(N)の少なくとも一方が信頼性が低いと判定された場合、板幅に相当する画素数Wをこの画素数Wのままとする板幅更新部と、前記測定信頼性判定部において、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)及びワークサイドエッジ箇所zws(N)の双方が信頼性が高いと判定された場合、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)及びワークサイドエッジ箇所zws(N)を用いて前記鋼板の蛇行量を算出し、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)及びワークサイドエッジ箇所zws(N)の一方のみが信頼性が高いと判定された場合、信頼性の高い現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)あるいはワークサイドエッジ箇所zws(N)を基準として、もう片側のエッジ箇所を前記板幅更新部からの前記画素数Wを用いて補間計算し、信頼性の高い現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)あるいはワークサイドエッジ箇所zws(N)と補間計算されたもう片側のエッジ箇所とを用いて前記鋼板の蛇行量を算出し、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)及びワークサイドエッジ箇所zws(N)の双方が信頼性が低いと判定された場合、前記鋼板の蛇行量を算出しない蛇行量算出部とを備えていることを要旨とする。
Figure 0007047995000001
Figure 0007047995000002
また、本発明の別の態様に係る熱間圧延鋼帯の熱間圧延設備は、前述の鋼板の蛇行量測定装置を備えていることを要旨とする。
また、本発明の別の態様に係る鋼板の蛇行量測定方法は、複数の圧延スタンドを有する圧延機により圧延中の鋼板の蛇行量を測定する鋼板の蛇行量測定方法であって、隣接する前記圧延スタンド間に設置された撮像装置により、圧延中に走行する前記鋼板の表面を周期的に撮像する撮像ステップと、該撮像ステップで周期的に撮像された複数の撮像画像のそれぞれの幅方向に隣接する輝度差を計算し、その輝度差の絶対値が前記鋼板の幅方向のドライブサイドで最大となる箇所を前記鋼板のドライブサイドエッジ箇所zdsとして複数検出し、前記輝度差の絶対値が前記鋼板の幅方向のワークサイドで最大となる箇所を前記鋼板のワークサイドエッジ箇所zwsとして複数検出する修正前エッジ検出ステップと、前記修正前エッジ検出ステップで検出された複数のドライブサイドエッジ箇所zds及びワークサイドエッジ箇所zwsから抽出された現時刻を含めた過去N回のドライブサイドエッジ箇所(zds(i),i=1,2,・・・N)及びワークサイドエッジ箇所(zws(i),i=1,2,・・・N)のそれぞれの前述の(1)、(2)式で示す変化量絶対値の和αds、αwsのそれぞれが、所定の閾値以上である場合には、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)、ワークサイドエッジ箇所zws(N)を信頼性が低いと判定し、所定の閾値未満である場合には、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)、ワークサイドエッジ箇所zws(N)を信頼性が高いと判定する測定信頼性判定ステップと、該測定信頼性判定ステップにおいて、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)及びワークサイドエッジ箇所zws(N)の双方が信頼性が高いと判定された場合、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)及びワークサイドエッジ箇所zws(N)の双方から算出した板幅に相当する画素数W’を算出し、板幅に相当する画素数Wをこの算出したW’に更新し、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)及びワークサイドエッジ箇所zws(N)の少なくとも一方が信頼性が低いと判定された場合、板幅に相当する画素数Wをこの画素数Wのままとする板幅更新ステップと、前記測定信頼性判定ステップにおいて、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)及びワークサイドエッジ箇所zws(N)の双方が信頼性が高いと判定された場合、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)及びワークサイドエッジ箇所zws(N)を用いて前記鋼板の蛇行量を算出し、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)及びワークサイドエッジ箇所zws(N)の一方のみが信頼性が高いと判定された場合、信頼性の高い現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)あるいはワークサイドエッジ箇所zws(N)を基準として、もう片側のエッジ箇所を前記板幅更新ステップからの前記板幅更新ステップからの画素数Wを用いて補間計算し、信頼性の高い現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)あるいはワークサイドエッジ箇所zws(N)と補間計算されたもう片側のエッジ箇所とを用いて前記鋼板の蛇行量を算出し、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)及びワークサイドエッジ箇所zws(N)の双方が信頼性が低いと判定された場合、前記鋼板の蛇行量を算出しない蛇行量算出ステップとを含むことを要旨とする。
また、本発明の別の態様に係る熱間圧延鋼帯の熱間圧延方法は、前述の鋼板の蛇行量測定方法によって複数の圧延スタンドを有する圧延機により圧延中の鋼板の蛇行量を測定する工程を含むことを要旨とする。
本発明に係る鋼板の蛇行量測定装置、鋼板の蛇行量測定方法、熱間圧延鋼帯の熱間圧延設備、及び熱間圧延鋼帯の熱間圧延方法によれば、圧延中の鋼板の蛇行量を測定するに際し、鋼板の両エッジを検出できる場合のみならず、鋼板の片方のエッジが蒸気等で覆われてエッジの検出が行えず、もう片方のエッジが蒸気等で覆われてなくてエッジ検出が行える場合であっても、的確に鋼板の蛇行量を測定することができる鋼板の蛇行量測定装置、鋼板の蛇行量測定方法、熱間圧延鋼帯の熱間圧延設備、及び熱間圧延鋼帯の熱間圧延方法を提供できる。
本発明の一実施形態に係る蛇行量測定装置を備えた熱間圧延設備の概略構成図である。 図1に示す蛇行量測定装置を構成する蛇行量演算装置の機能ブロック図である。 図1に示す蛇行量測定装置による処理の流れを示すフローチャートである。 図1に示す蛇行量測定装置の撮像装置としてのラインセンサカメラの撮像画像を説明するための図である。 蒸気やヒュームがない環境下での鋼板のドライブサイドエッジ箇所及びワークサイドエッジ箇所の検出を説明するための図である。 蒸気やヒュームがある環境下での鋼板のドライブサイドエッジ箇所及びワークサイドエッジ箇所の検出を説明するための図である。 本発明例及び比較例において、ラインセンサカメラによって周期的に撮像した複数の撮像画像を鋼板の長手方向に沿って繋げた2次元画像を示す図である。 本発明例及び比較例において、図7に示す状態から鋼板の幅方向において隣接する画素の輝度差を計算し、その輝度差の絶対値が最大となる箇所を鋼板のドライブサイドエッジ箇所、ワークサイドエッジ箇所として検出した状態を示す図である。 比較例によって鋼板のドライブサイドエッジ箇所及びワークサイドエッジ箇所を推定し、その推定したドライブサイドエッジ箇所及びワークサイドエッジ箇所を用いて鋼板の蛇行量を算出したときの説明図で、(a)はワークサイドエッジ箇所の推定値、(b)はドライブサイドエッジ箇所の推定値、(c)は鋼板の蛇行量の算出値を示している。 本発明例によって鋼板のドライブサイドエッジ箇所及びワークサイドエッジ箇所を検出してから判定し、その判定したドライブサイドエッジ箇所及びワークサイドエッジ箇所を用いて鋼板の蛇行量を算出したときの説明図で、(a)はワークサイドエッジ箇所の判定結果の値、(b)はドライブサイドエッジ箇所の判定結果の値、(c)は鋼板の蛇行量の算出値を示している。 本発明例及び比較例によって算出された鋼板の蛇行量の算出値を比較して示すグラフである。
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記の実施形態に特定するものではない。また、図面は模式的なものである。そのため、厚みと平面寸法との関係、比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。
図1には、本発明の一実施形態に係る蛇行量測定装置を備えた熱間圧延設備の概略構成が示されている。
熱間圧延鋼帯の熱間圧延設備1では、加熱炉(図示せず)で加熱されたスラブが粗圧延工程、仕上圧延工程及び冷却工程を経て、所定の板幅及び板厚の鋼板が製造され、巻き取られる。つまり、熱間圧延設備1は、加熱炉と、粗圧延機(図示せず)と、仕上圧延機2(図1参照)と、冷却設備(図示せず)と、巻取設備(図示せず)と、仕上圧延機2に備えられた蛇行量測定装置4とを備えている。
仕上圧延工程では、図1に示す仕上圧延機2で鋼板10が同時に仕上圧延されるタンデム圧延が行われる。仕上圧延機2は、鋼板10を仕上圧延する複数(n台:n≧3)の圧延スタンドF1~Fnを備えている。各圧延スタンドF1~Fnには、操作側及び駆動側の圧下量を調整するレベリング装置3が設けられている。
各レベリング装置3は、各圧延スタンドF1~Fnの操作側に取り付けられた圧下装置(図示せず)による圧下量と、各圧延スタンドF1~Fnの駆動側に取り付けられた圧下装置(図示せず)による圧下量とを調整する。
また、仕上圧延機2には、「センサ方式の蛇行制御」を行うため、仕上圧延機2により仕上圧延中の鋼板10の蛇行量を測定する蛇行量測定装置4と、蛇行量測定装置4で算出した鋼板10の蛇行量に基づいて、制御対象の圧延スタンドFnにおける操作側及び駆動側のロールギャップの開度差であるロール開度差を演算し、演算されたロール開度差を制御対象の圧延スタンドFnに設けられたレベリング装置3に送出する蛇行制御装置7とが備えられている。
蛇行量測定装置4は、仕上圧延中の鋼板10の表面を周期的に撮像する撮像装置としてのラインセンサカメラ5と、ラインセンサカメラ5で撮像された複数の撮像画像に基づいて鋼板10の蛇行量を算出する蛇行量演算装置6とを備えている。本実施形態では、制御対象の圧延スタンドを最終段の圧延スタンドFnとしてあり、ラインセンサカメラ5は、この制御対象の圧延スタンドFnとこの圧延スタンドFnに対して一つ上流側の圧延スタンドFn-1との間に設置されている。
ラインセンサカメラ5は、一次元撮像装置で、CCDイメージングセンサ素子等で構成され、圧延中に走行する鋼板10の表面を図4に示すように鋼板10の幅方向に横断するように撮像する。図4には、ラインセンサカメラ5による撮像画像20が示されている。ラインセンサカメラ5は、上流スタンド側から下流スタンド側に向けて走行する鋼板10の表面を周期的に撮像し、所定期間で複数の撮像画像20を得る。
蛇行量演算装置6は、ラインセンサカメラ5で撮像された複数の撮像画像20に基づいて鋼板10の蛇行量を算出するものであり、図2に示すように、撮像画像取得部61、修正前エッジ検出部62、修正前エッジ保持部63、測定信頼性判定部64、板幅更新部65、蛇行量算出部66、及び出力部67を備えている。蛇行量演算装置6は、演算処理機能を有するコンピュータシステムであり、ハードウェアに予め記憶された各種専用のコンピュータプログラムを実行することにより、撮像画像取得部61、修正前エッジ検出部62、修正前エッジ保持部63、測定信頼性判定部64、板幅更新部65、蛇行量算出部66、及び出力部67の各機能(後に述べるステップS3~ステップS9)をソフトウェア上で実現できるようになっている。
蛇行量演算装置6の撮像画像取得部61は、ラインセンサカメラ5で周期的に撮像した鋼板10の表面の複数の撮像画像20を取得する。
また、修正前エッジ検出部62は、撮像画像取得部61が取得した複数の撮像画像20のそれぞれの幅方向に隣接する輝度差を計算し、その輝度差が鋼板10の幅方向のドライブサイドで最大となる箇所を鋼板10のドライブサイドエッジ箇所zdsとして複数検出し、その輝度差が鋼板10の幅方向のワークサイドで最大となる箇所を鋼板10のワークサイドエッジ箇所zwsとして複数検出する。
具体的には、修正前エッジ検出部62は、各撮像画像20の幅方向中央部(図4に示す撮像画像20の鋼板幅方向の中心線CL)から幅方向両端のドライブサイド及びワークサイドのそれぞれにかけて隣接する画素の輝度差を計算し、その輝度差の絶対値が最大となるドライブサイドの箇所を鋼板10のドライブサイドエッジ箇所zdsとして複数検出し、その輝度差の絶対値が最大となるワークサイドの箇所を鋼板10のワークサイドエッジ箇所zwsとして複数検出する。
ここで、ラインセンサカメラ5が設置されている圧延スタンドFnと圧延スタンドFn-1との間が蒸気やヒュームがない環境下であれば、図5に示すように、幅方向に隣接する画素の輝度差の絶対値が最大となるP1で示すドライブサイドの箇所(ドライブサイドエッジ箇所zds)と鋼板10の実際のドライブサイドのエッジ箇所dとが一致する。また、幅方向に隣接する画素の輝度差の絶対値が最大となるP2で示すワークサイド箇所(ワークサイドエッジ箇所zws)と鋼板10の実際のワークサイドのエッジ箇所wとが一致する。
一方、ラインセンサカメラ5が設置されている圧延スタンドFnと圧延スタンドFn-1との間が蒸気やヒュームが存在する環境下であれば、図6に示すように、幅方向に隣接する画素の輝度差の絶対値が最大となるP1で示すドライブサイドの箇所(ドライブサイドエッジ箇所zds)と鋼板10の実際のドライブサイドのエッジ箇所dとが一致しないことがある。また、幅方向に隣接する画素の輝度差の絶対値が最大となるP2で示すワークサイドの箇所(ワークサイドエッジ箇所zws)と鋼板10の実際のワークサイドのエッジ箇所wとが一致しないことがある。この理由は、可視光や赤外線を含む電磁波が蒸気やヒュームによって散乱してしまうからである。
また、修正前エッジ保持部63は、修正前エッジ検出部62で検出された複数の鋼板10のドライブサイドエッジ箇所zds及びワークサイドエッジ箇所zwsを保持する。
また、測定信頼性判定部64は、修正前エッジ保持部63で保持された複数の鋼板10のドライブサイドエッジ箇所zds及びワークサイドエッジ箇所zwsから抽出された現時刻を含めた過去N回の鋼板10のドライブサイドエッジ箇所(zds(i),i=1,2,・・・N)及びワークサイドエッジ箇所(zws(i),i=1,2,・・・N)のそれぞれの下記(1)、(2)式で示す変化量絶対値の和αds、αwsのそれぞれが、所定の閾値β以上となった場合には、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)、ワークサイドエッジ箇所zws(N)を信頼性が低いと判定し、所定の閾値β未満となった場合には、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)、ワークサイドエッジ箇所zws(N)を信頼性が高いと判定する。
Figure 0007047995000003
Figure 0007047995000004
つまり、測定信頼性判定部64は、修正前エッジ保持部63で保持された複数の鋼板10のドライブサイドエッジ箇所zds及びワークサイドエッジ箇所zwsのデータを取得する。
そして、測定信頼性判定部64は、その取得した複数の鋼板10のドライブサイドエッジ箇所zdsから現時刻を含めた過去N回のドライブサイドエッジ箇所(zds(i),i=1,2,・・・N)を抽出し、その抽出した現時刻を含めた過去N回のドライブサイドエッジ箇所(zds(i),i=1,2,・・・N)の前述の(1)式で示す変化量絶対値の和αdsを算出する。また、同様に、測定信頼性判定部64は、その取得した複数の鋼板10のワークサイドエッジ箇所zwsから現時刻を含めた過去N回のワークサイドエッジ箇所(zws(i),i=1,2,・・・N)を抽出し、その抽出した過去N回のワークサイドエッジ箇所(zws(i),i=1,2,・・・N)の前述の(2)式で示す変化量絶対値の和αwsを算出する。
そして、測定信頼性判定部64は、ドライブサイドエッジ箇所の変化量絶対値の和αds及びワークサイドエッジ箇所の変化量絶対値の和αwsのそれぞれが、所定の閾値B以上か否かを判定する。この閾値βの値は、鋼板10の幅方向一縁(ドライブサイドエッジ)と幅方向他縁(ワークサイドエッジ)の変化量として、通常の鋼板10であれば経験的に許容できる値に設定される。
そして、測定信頼性判定部64は、ドライブサイドエッジ箇所の変化量絶対値の和αdsが所定の閾値β以上である場合には、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)を信頼性が低いと判定し、ワークサイドエッジ箇所の変化量絶対値の和αwsが所定の閾値β以上である場合には、現時刻のワークサイドエッジ箇所zws(N)を信頼性が低いと判定する。また、測定信頼性判定部64は、ドライブサイドエッジ箇所の変化量絶対値の和αdsが所定の閾値β未満である場合には、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)を信頼性が高いと判定し、ワークサイドエッジ箇所の変化量絶対値の和αwsが所定の閾値β未満である場合には、現時刻のワークサイドエッジ箇所zws(N)を信頼性が高いと判定する。
また、蛇行量演算装置6の板幅更新部65は、測定信頼性判定部64において、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)及びワークサイドエッジ箇所zws(N)の双方が信頼性が高いと判定された場合、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)及びワークサイドエッジ箇所zws(N)の双方から算出した板幅に相当する画素数W’を算出し、板幅に相当する画素数W(Wの初期値は設定板幅に対する画素数)をこの算出したW’に更新する。また、板幅更新部65は、測定信頼性判定部64において、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)及びワークサイドエッジ箇所zws(N)の少なくとも一方が信頼性が低いと判定された場合、板幅に相当する画素数Wをこの画素数Wのままとする。なお、Wの初期値である設定板幅に対する画素数は、図示しない上位計算機から蛇行量演算装置6の板幅更新部65に送られる。
また、蛇行量算出部66は、修正前エッジ検出部62で検出された現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)及びワークサイドエッジ箇所zws(N)、測定信頼性判定部64での現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)及びワークサイドエッジ箇所zws(N)の信頼性評価結果、及び板幅更新部65で保持している板幅に相当する画素数Wを用いて、鋼板10の蛇行量を算出する。
具体的には、蛇行量算出部66は、表1に示すように、測定信頼性判定部64において、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)及びワークサイドエッジ箇所zws(N)の双方が信頼性が高いと判定された場合(ケース1の場合)、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)及びワークサイドエッジ箇所zws(N)を用いて鋼板の蛇行量を算出する。具体的に、蛇行量算出部66は、このケース1の場合、ミル中心座標を0とすれば鋼板10の中央部の座標量が蛇行量なので、zds(N)とzws(N)の平均値=(zds(N)+zws(N))/2を鋼板10の蛇行量として算出する。
Figure 0007047995000005
また、蛇行量算出部66は、表1に示すように、測定信頼性判定部64において、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)及びワークサイドエッジ箇所zws(N)の一方のみが信頼性が高いと判定された場合(ケース2及びケース3の場合)、信頼性の高い現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)あるいはワークサイドエッジ箇所zws(N)を基準として、もう片側のエッジ箇所を板幅更新部65からの画素数Wを用いて補間計算し、信頼性の高い現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)あるいはワークサイドエッジ箇所zws(N)と補間計算されたもう片側のエッジ箇所とを用いて鋼板10の蛇行量を算出する。
つまり、蛇行量算出部66は、表1に示すように、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)のみが信頼性が高いと判定された場合(ケース2の場合)、信頼性の高い現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)を基準として、もう片側のエッジ箇所を板幅更新部65からの画素数Wを用いて補間計算し、その信頼性の高い現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)と補間計算されたもう片側のエッジ箇所とを用いて鋼板10の蛇行量を算出する。ケース2の場合、信頼性の高い現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)から板幅に相当する画素数Wに一画素あたりの長さxを積算した値の1/2を加算したところが鋼板10の中央部であるとしてzds(N)+W×x/2を鋼板10の蛇行量として算出する。ミル中心座標は0である。
また、蛇行量算出部66は、表1に示すように、現時刻のワークサイドエッジ箇所zws(N)のみが信頼性が高いと判定された場合(ケース3の場合)、信頼性の高い現時刻のワークサイドエッジ箇所zws(N)を基準として、もう片側のエッジ箇所を板幅更新部65からの画素数Wを用いて補間計算し、その信頼性の高い現時刻のワークサイドエッジ箇所zws(N)と補間計算されたもう片側のエッジ箇所とを用いて鋼板10の蛇行量を算出する。ケース3の場合、信頼性の高い現時刻のワークサイドエッジ箇所zws(N)から板幅に相当する画素数Wに一画素あたりの長さxを積算した値の1/2を減算したところが鋼板10の中央部であるとしてzws(N)-W×x/2を鋼板10の蛇行量として算出する。ミル中心座標は0である。
また、蛇行量算出部66は、表1に示すように、測定信頼性判定部64において、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)及びワークサイドエッジ箇所zws(N)の双方が信頼性が低いと判定された場合(ケース4の場合)、鋼板10の蛇行量を算出しない。
また、蛇行量演算装置6の出力部67は、蛇行量算出部66で算出した鋼板10の蛇行量を蛇行制御装置7に送出する。
蛇行制御装置7は、蛇行量演算装置6の出力部67からの鋼板10の蛇行量に基づいて、制御対象の圧延スタンドFnにおける操作側及び駆動側のロールギャップの開度差であるロール開度差を演算し、演算されたロール開度差を制御対象の圧延スタンドFnに設けられたレベリング装置3に送出する。
レベリング装置3は、蛇行制御装置7から送出されたロール開度差に基づいて、制御対象の圧延スタンドFnのロール開度差が蛇行制御装置7から送出されたロール開度差となるように、制御対象の圧延スタンドFnの操作側に取り付けられた圧下装置による圧下量と、圧延スタンドFnの駆動側に取り付けられた圧下装置による圧下量とを調整する。これにより、制御対象の圧延スタンドFnのレベリング量が鋼板10の蛇行量に比例して変更され、鋼板10の蛇行量が抑制される。
このように、本実施形態に係る鋼板の蛇行量測定装置4によれば、蛇行量演算装置6が、現時刻を含めた過去N回のドライブサイドエッジ箇所(zds(i),i=1,2,・・・N)及びワークサイドエッジ箇所(zws(i),i=1,2,・・・N)のそれぞれの前述の(1)、(2)式で示す変化量絶対値の和αds、αwsのそれぞれが、所定の閾値以上である場合には、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)、ワークサイドエッジ箇所zws(N)を信頼性が低いと判定し、所定の閾値未満である場合には、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)、ワークサイドエッジ箇所zws(N)を信頼性が高いと判定する測定信頼性判定部64を備えている。また、蛇行量演算装置6は、測定信頼性判定部64において、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)及びワークサイドエッジ箇所zws(N)の双方が信頼性が高いと判定された場合、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)及びワークサイドエッジ箇所zws(N)を用いて鋼板10の蛇行量を算出し、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)及びワークサイドエッジ箇所zws(N)の一方のみが信頼性が高いと判定された場合、信頼性の高い現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)あるいはワークサイドエッジ箇所zws(N)を基準として、もう片側のエッジ箇所を板幅更新部65からの画素数Wを用いて補間計算し、信頼性の高い現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)あるいはワークサイドエッジ箇所zws(N)と補間計算されたもう片側のエッジ箇所とを用いて鋼板10の蛇行量を算出し、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)及びワークサイドエッジ箇所zws(N)の双方が信頼性が低いと判定された場合、鋼板10の蛇行量を算出しない蛇行量算出部66とを備えている。
これにより、圧延中の鋼板の蛇行量を測定するに際し、鋼板10の両エッジを検出できる場合のみならず、鋼板10の片方のエッジが蒸気やヒュームで覆われてエッジの検出が行えず、もう片方のエッジが蒸気やヒュームで覆われてなくてエッジ検出が行える場合であっても、的確に鋼板10の蛇行量を測定することができる鋼板の蛇行量測定装置4を提供できる。
また、蛇行量演算装置6は、蛇行量算出部66で算出された鋼板10の蛇行量を蛇行制御装置7に出力する出力部67を備えている。これにより、蛇行量測定装置4で測定された蛇行量に基づいて、蛇行制御装置7は、制御対象の圧延スタンドFnのレベリングを適切に制御することができる。
また、本実施形態に係る熱間圧延鋼帯の熱間圧延設備1は、蛇行量測定装置4を備えている。これにより、圧延中の鋼板の蛇行量を測定するに際し、鋼板10の両エッジを検出できる場合のみならず、鋼板10の片方のエッジが蒸気やヒュームで覆われてエッジの検出が行えず、もう片方のエッジが蒸気やヒュームで覆われてなくてエッジ検出が行える場合であっても、的確に鋼板10の蛇行量を測定することができる熱間圧延鋼帯の熱間圧延設備1を提供できる。
次に、本発明の一実施形態に係る蛇行量測定方法を示す蛇行量測定装置4による処理の流れを図3に示すフローチャートを参照して説明する。
先ず、鋼板10の仕上圧延が開始され、ステップS1において、ラインセンサカメラ5が鋼板10の先端部を検出したか否かを判定する。ラインセンサカメラ5には鋼板10の先端部及び尾端部を検出する鋼板検出センサ(図示せず)が付設されている。
そして、ラインセンサカメラ5による判定結果がYESの場合(先端部を検出した場合)、ステップS2に移行し、当該判定結果がNoの場合(先端部を検出しない場合)、ステップS1に戻る。
ステップS2では、ラインセンサカメラ5が、圧延中に走行する鋼板10の表面を鋼板10の幅方向に横断するように周期的に撮像する(撮像ステップ)。
次いで、ステップ3に移行し、蛇行量演算装置6の撮像画像取得部61は、ラインセンサカメラ5で周期的に撮像した鋼板10の表面の複数の撮像画像20を取得する(撮像画像取得ステップ)。
次いで、ステップS4に移行し、修正前エッジ検出部62は、ステップS3で取得した複数の撮像画像20のそれぞれの幅方向に隣接する輝度差を計算し、その輝度差が鋼板10の幅方向のドライブサイドで最大となる箇所を鋼板10のドライブサイドエッジ箇所zdsとして検出し、その輝度差が鋼板10の幅方向のワークサイドで最大となる箇所を鋼板10のワークサイドエッジ箇所zwsとして検出する(修正前エッジ検出ステップ)。
次いで、ステップS5に移行し、修正前エッジ保持部63は、ステップS4で検出された複数のドライブサイドエッジ箇所zds及びワークサイドエッジ箇所zwsを保持する(修正前エッジ保持ステップ)。
次いで、ステップS6に移行し、測定信頼性判定部64は、ステップS4で保持された複数の鋼板10のドライブサイドエッジ箇所zds及びワークサイドエッジ箇所zwsから抽出された現時刻を含めた過去N回の鋼板10のドライブサイドエッジ箇所(zds(i),i=1,2,・・・N)及びワークサイドエッジ箇所(zws(i),i=1,2,・・・N)のそれぞれの前述(1)、(2)式で示す変化量絶対値の和αds、αwsのそれぞれが、所定の閾値β以上となった場合には、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)、ワークサイドエッジ箇所zws(N)を信頼性が低いと判定し、所定の閾値β未満となった場合には、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)、ワークサイドエッジ箇所zws(N)を信頼性が高いと判定する(測定信頼性判定ステップ)。
次いで、ステップS7に移行し、板幅更新部65は、ステップS6において、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)及びワークサイドエッジ箇所zws(N)の双方が信頼性が高いと判定された場合、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)及びワークサイドエッジ箇所zws(N)の双方から算出した板幅に相当する画素数W’を算出し、板幅に相当する画素数W(Wの初期値は設定板幅に対する画素数)をこの算出したW’に更新する。また、板幅更新部65は、測定信頼性判定部64において、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)及びワークサイドエッジ箇所zws(N)の少なくとも一方が信頼性が低いと判定された場合、板幅に相当する画素数Wをこの画素数Wのままとする(板幅更新ステップ)。
次いで、ステップS8に移行し、蛇行量算出部66は、ステップS7において、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)及びワークサイドエッジ箇所zws(N)の双方が信頼性が高いと判定された場合、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)及びワークサイドエッジ箇所zws(N)を用いて鋼板10の蛇行量を算出する。また、蛇行量算出部66は、ステップS7において、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)及びワークサイドエッジ箇所zws(N)の一方のみが信頼性が高いと判定された場合、信頼性の高い現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)あるいはワークサイドエッジ箇所zws(N)を基準として、もう片側のエッジ箇所をステップS7からの画素数Wを用いて補間計算し、信頼性の高い現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)あるいはワークサイドエッジ箇所zws(N)と補間計算されたもう片側のエッジ箇所とを用いて鋼板10の蛇行量を算出する。更に、蛇行量算出部66は、ステップS7において、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)及びワークサイドエッジ箇所zws(N)の双方が信頼性が低いと判定された場合、鋼板10の鋼板の蛇行量を算出しない(蛇行量算出ステップ)。
次に、ステップS9に移行し、蛇行量演算装置6の出力部67は、ステップS8で算出した鋼板10の蛇行量を蛇行制御装置7に送出する(出力ステップ)。
最後に、ステップS10に移行し、ラインセンサカメラ5は、鋼板10の先端部を検出したか否かを判定する。そして、ラインセンサカメラ5による判定結果がYESの場合(尾端部を検出した場合)、処理は終了し、当該判定結果がNoの場合(尾端部を検出しない場合)、ステップS2に戻る。
これにより、蛇行量測定装置4による処理は終了する。
このように、本実施形態に係る蛇行量測定方法によれば、測定信頼性判定ステップ(ステップS6)において、現時刻を含めた過去N回のドライブサイドエッジ箇所(zds(i),i=1,2,・・・N)及びワークサイドエッジ箇所(zws(i),i=1,2,・・・N)のそれぞれの前述の(1)、(2)式で示す変化量絶対値の和αds、αwsのそれぞれが、所定の閾値以上である場合には、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)、ワークサイドエッジ箇所zws(N)を信頼性が低いと判定し、所定の閾値未満である場合には、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)、ワークサイドエッジ箇所zws(N)を信頼性が高いと判定する。また、蛇行量測定方法は、蛇行量算出ステップ(ステップS8)において、測定信頼性判定ステップ(ステップS6)で、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)及びワークサイドエッジ箇所zws(N)の双方が信頼性が高いと判定された場合、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)及びワークサイドエッジ箇所zws(N)を用いて鋼板10の蛇行量を算出する。また、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)及びワークサイドエッジ箇所zws(N)の一方のみが信頼性が高いと判定された場合、信頼性の高い現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)あるいはワークサイドエッジ箇所zws(N)を基準として、もう片側のエッジ箇所を板幅更新部65からの画素数Wを用いて補間計算し、信頼性の高い現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)あるいはワークサイドエッジ箇所zws(N)と補間計算されたもう片側のエッジ箇所とを用いて鋼板10の蛇行量を算出する。更に、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)及びワークサイドエッジ箇所zws(N)の双方が信頼性が低いと判定された場合、鋼板10の蛇行量を算出しない。
これにより、圧延中の鋼板の蛇行量を測定するに際し、鋼板10の両エッジを検出できる場合のみならず、鋼板10の片方のエッジが蒸気やヒュームで覆われてエッジの検出が行えず、もう片方のエッジが蒸気やヒュームで覆われてエッジ検出が行える場合であっても、的確に鋼板10の蛇行量を測定することができる鋼板の蛇行量測定方法を提供できる。
また、本実施形態に係る蛇行量測定方法は、蛇行量算出ステップ(ステップS8)で算出された鋼板10の蛇行量を蛇行制御装置に出力する出力ステップ(ステップS9)を含んでいる。これにより、蛇行量測定ステップで測定された蛇行量に基づいて、蛇行制御装置7は、制御対象の圧延スタンドFnのレベリングを適切に制御することができる。
また、本実施形態に係る熱間圧延鋼帯の熱間圧延方法は、この蛇行量測定方法によって複数の圧延スタンドF1~Fnを有する仕上圧延機2により圧延中の鋼板10の蛇行量を測定する工程を含んでいる。これにより、圧延中の鋼板の蛇行量を測定するに際し、鋼板10の両エッジを検出できる場合のみならず、鋼板10の片方のエッジが蒸気やヒュームで覆われてエッジの検出が行えず、もう片方のエッジが蒸気やヒュームで覆われてエッジ検出が行える場合であっても、的確に鋼板10の蛇行量を測定することができる熱間圧延鋼帯の熱間圧延方法を提供できる。
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されずに種々の変更、改良を行うことができる。
例えば、撮像装置は、ラインセンサカメラ5である必要はなく、エリアセンサカメラであってもよい。
また、修正前エッジ検出部62(修正前検出ステップ)において、撮像画像20の幅方向で隣接する画素の輝度差を計算する場合、当該撮像画像20の幅方向中央部から幅方向両端のドライブサイド及びワークサイドのそれぞれにかけて隣接する画素の輝度差を計算する場合のみならず、撮像画像10の幅方向方端のワークサイドから幅方向中央部にかけて、及び撮像画像20の幅方向方端のドライブサイドにかけて、隣接する画素の輝度差を計算するようにしてもよい。
また、板幅更新部(板幅更新ステップ)65では、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)及びワークサイドエッジ箇所zws(N)の双方から算出した板幅に相当する画素数W’を算出した際に、この算出したW’が予め設定した上下限範囲内の場合には、板幅に相当する画素数Wをこの算出したW’に更新し、算出したW’が予め設定した上下限範囲を外れる場合には、板幅に相当する画素数Wをこの画素数Wのままとしてもよい。このようにすれば、板幅更新部(板幅更新ステップ)65で算出した画素数W’が鋼板10の通常の板幅に相当する画素数を逸脱する場合に、板幅の更新作業が不要となり、蛇行量演算処理における処理時間を短縮することができる。なお、「予め設定した上下限範囲」とは、鋼板10の通常の板幅に相当する画素数の上下限範囲を意味する。
また、撮像装置としてのラインセンサカメラ5は、制御対象の圧延スタンドFnとその一つ上流側の圧延スタンドFn-1との間に設置されているが、これに限定されずに、隣接する圧延スタンドF1,F2間、F2,F3間、・・・、Fn-1、Fn間のいずれの圧延スタンド間に設置されてもよい。
また、第1実施形態及び第2実施形態に係る蛇行量測定装置4及び蛇行量測定方法は、熱間圧延設備1の仕上圧延機2により圧延中の鋼板10の蛇行量を測定するのに適用してあるが、冷間圧延設備の連続式冷間圧延機により圧延中の鋼板の蛇行量を測定する際に適用するようにしても良い。
本発明者らは、7台の圧延スタンドF1~F7を有する仕上圧延設備1を用いて鋼板10を仕上圧延し、その際に、圧延スタンドF6と制御対象の圧延スタンドF7との間に設置されたラインセンサカメラ5で鋼板10の表面を周期的に撮像し、蛇行量演算装置6によってラインセンサカメラ5で撮像された複数の撮像画像20に基づいて、比較例と本発明例とで鋼板10の蛇行量を算出した。
ここで、ラインセンサカメラ5で周期的に撮像された複数の撮像画像20を鋼板10の長手方向に沿って繋げた2次元画像を図7に示す。図7に示す2次元画像において、雲のように見えているのは、鋼板10の表面に存在する水蒸気である。鋼板10の表面には、水蒸気やヒュームが冬季のみならず、夏季においても存在することが有り、本発明では、冬季のみならず、夏季においても、鋼板10の片方のエッジが蒸気等で覆われてエッジの検出が行えず、もう片方のエッジが蒸気等で覆われてなくてエッジ検出が行える場合であっても、的確に鋼板の蛇行量を測定することができる。
この2次元画像に対して、比較例と本発明例とで鋼板10の蛇行量を算出した。
比較例では、次のステップで鋼板10の蛇行量を算出した。
ステップ1:2次元画像の幅方向に隣接する輝度差を計算し、その輝度差の絶対値が鋼板10の幅方向のドライブサイドで最大となる箇所を鋼板10のドライブサイドエッジ箇所zdsとして複数検出し、輝度差の絶対値が鋼板10の幅方向のワークサイドで最大となる箇所を鋼板のワークサイドエッジ箇所zwsとして複数検出した。
ステップ2:現時刻を含めた過去100回のドライブサイドエッジ箇所(zds(i),i=1,2,・・・100)及びワークサイドエッジ箇所(zws(i),i=1,2,・・・100)のそれぞれを回帰し、ドライブサイドエッジ箇所(zds(i),i=1,2,・・・100)及びワークサイドエッジ箇所(zws(i),i=1,2,・・・100)のそれぞれの近似直線を求め、この近似直線から現時刻のドライブサイドエッジ箇所及びワークサイドエッジ箇所を推定した。
ステップ3:ステップ2で推定した現時刻のドライブサイドエッジ箇所及びワークサイドエッジ箇所を用いて鋼板10の蛇行量を算出した。
また、本発明例では、次のステップで鋼板10の蛇行量を算出した。
ステップ1:2次元画像の幅方向に隣接する輝度差を計算し、その輝度差の絶対値が鋼板10の幅方向のドライブサイドで最大となる箇所を鋼板10のドライブサイドエッジ箇所zdsとして複数検出し、輝度差の絶対値が鋼板10の幅方向のワークサイドで最大となる箇所を鋼板のワークサイドエッジ箇所zwsとして複数検出した。
ステップ2:現時刻を含めた過去N=20回のドライブサイドエッジ箇所(zds(i),i=1,2,・・・N=20)及びワークサイドエッジ箇所(zws(i),i=1,2,・・・N=20)のそれぞれの前述の(1)、(2)式で示す変化量絶対値の和αds、αwsのそれぞれが、所定の閾値β以上である場合には、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)、ワークサイドエッジ箇所zws(N)を信頼性が低いと判定し、所定の閾値β未満である場合には、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)、ワークサイドエッジ箇所zws(N)を信頼性が高いと判定した。ここで、βは30px(画素数)×1px(1画素)当たりの長さ(2mm)=60mmとした。なお、βにおいては、好ましい画素数は5以上100以下であり、より好ましい画素数は10以上50以下である。
ステップ3:ステップ2において、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(20)及びワークサイドエッジ箇所zws(20)の双方が信頼性が高いと判定された場合、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(20)及びワークサイドエッジ箇所zws(20)の双方から算出した板幅に相当する画素数W’を算出し、板幅に相当する画素数Wをこの算出したW’に更新し、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(20)及びワークサイドエッジ箇所zws(20)の少なくとも一方が信頼性が低いと判定された場合、板幅に相当する画素数Wをこの画素数Wのままとした。
ステップ4:ステップ2において、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(20)及びワークサイドエッジ箇所zws(20)の双方が信頼性が高いと判定された場合、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(20)及びワークサイドエッジ箇所zws(20)を用いて鋼板10の蛇行量を算出し、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(20)及びワークサイドエッジ箇所zws(20)の一方のみが信頼性が高いと判定された場合、信頼性の高い現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(20)あるいはワークサイドエッジ箇所zws(20)を基準として、もう片側のエッジ箇所をステップ3からの画素数Wを用いて補間計算し、信頼性の高い現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(20)あるいはワークサイドエッジ箇所zws(20)と補間計算されたもう片側のエッジ箇所とを用いて鋼板10の蛇行量を算出し、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(20)及びワークサイドエッジ箇所zws(20)の双方が信頼性が低いと判定された場合、鋼板10の蛇行量を算出しなかった。
比較例及び本発明例において、ステップ1を実行して鋼板10のドライブサイドエッジ箇所及びワークサイドエッジ箇所を検出したところ、図8に示すように、ドライブサイドエッジ箇所は実線で示し、ワークサイドエッジ箇所は破線で示すようになった。図8からわかるように、蒸気の影響を強く受けるために検出したドライブサイドエッジ箇所及びワークサイドエッジ箇所は、鋼板10のエッジとは限らず、鋼板10の内部となることがある。
そして、比較例を用いて鋼板10の蛇行量を算出した結果を図9に示す。図9において、ドライブサイドエッジ箇所、ワークサイドエッジ箇所、及び蛇行量の単位はpx(画素数)で表示されている。図9(c)に示すように、比較例においては、データ順で約4000付近で蛇行量の測定値が約50pxほど変動している。これは、図9(b)に示すように、データ順で約4000付近での鋼板10のドライブサイドエッジ箇所の推定が不良となったためである。この変動した蛇行量を蛇行制御装置7に出力してレベリング制御を行うと、制御対象の圧延スタンドF7におけるレベリング設定が不良となり、鋼板10の蛇行が助長されてしまう。なお、回帰に使用する過去のデー数を100から他の数値に変更しても良い結果は得られなかった。なお、データ順が14000以降の尾端部についても蒸気の影響を強く受けている。
従って、比較例では、圧延中の鋼板10の蛇行量を測定するに際し、鋼板10の片方のエッジが蒸気やヒュームで覆われてエッジ(ドライブサイドエッジ)の検出が行えず、もう片方のエッジ(ワークサイドエッジ)が蒸気やヒュームで覆われてエッジ検出が行える場合に的確に鋼板10の蛇行量を測定することができなかった。
一方、本発明例を用いて鋼板10の蛇行量を算出した結果を図10に示す。図10においても、ドライブサイドエッジ箇所、ワークサイドエッジ箇所、及び蛇行量の単位はpx(画素数)で表示されている。図10(c)に示すように、本発明例においては、蛇行量の測定値はほぼ均一となっており、蒸気による蛇行量の測定値は緩和されている。比較例を見れば、データ順が約4000付近での鋼板10のドライブサイドで蒸気やヒュームに覆われてドライブサイドエッジの検出が行えないところである。
従って、本発明例では、圧延中の鋼板10の蛇行量を測定するに際し、鋼板10の片方のエッジが蒸気やヒュームで覆われてエッジ(ドライブサイドエッジ)の検出が行えず、もう片方のエッジ(ワークサイドエッジ)が蒸気やヒュームで覆われてエッジ検出が行える場合に的確に鋼板10の蛇行量を測定することができる。
なお、本発明例において、データ順が14000以降について蛇行量が0pxとなっている箇所は両エッジ箇所の信頼性が低い箇所であり、蛇行制御装置7に制御出力されないため、実害はない。
また、図11には、本発明例及び比較例によって算出された鋼板の蛇行量の算出値を比較して示されている。図11を参照すると、本発明例では、比較例とくらべてデータ順が0(鋼板10の先端部)から14000(鋼板10の尾端部)に至るまで鋼板10の蛇行量はほぼ均一となっており、適切に蛇行量を測定でき、これを使用した蛇行制御のレベリング操作も適正化されると期待できる。
1 熱間圧延設備
2 仕上圧延機(圧延機)
3 レベリング装置
4 蛇行量測定装置
5 ラインセンサカメラ(撮像装置)
6 蛇行量演算装置
7 蛇行制御装置
10 鋼板
20 撮像画像
61 撮像画像取得部
62 修正前エッジ検出部
63 修正前エッジ保持部
64 測定信頼性判定部
65 板幅更新部
66 蛇行量算出部
67 出力部
F1~Fn 圧延スタンド

Claims (10)

  1. 複数の圧延スタンドを有する圧延機により圧延中の鋼板の蛇行量を測定する鋼板の蛇行量測定装置であって、
    隣接する前記圧延スタンド間に設置され、圧延中に走行する前記鋼板の表面を周期的に撮像する撮像装置と、該撮像装置で撮像された複数の撮像画像に基づいて前記鋼板の蛇行量を算出する蛇行量演算装置とを備え、
    該蛇行量演算装置は、
    前記撮像装置で周期的に撮像された複数の撮像画像のそれぞれの幅方向に隣接する輝度差を計算し、その輝度差の絶対値が前記鋼板の幅方向のドライブサイドで最大となる箇所を前記鋼板のドライブサイドエッジ箇所zdsとして複数検出し、前記輝度差の絶対値が前記鋼板の幅方向のワークサイドで最大となる箇所を前記鋼板のワークサイドエッジ箇所zwsとして複数検出する修正前エッジ検出部と、
    前記修正前エッジ検出部で検出された複数のドライブサイドエッジ箇所zds及びワークサイドエッジ箇所zwsから抽出された現時刻を含めた過去N回のドライブサイドエッジ箇所(zds(i),i=1,2,・・・N)及びワークサイドエッジ箇所(zws(i),i=1,2,・・・N)のそれぞれの下記(1)、(2)式で示す変化量絶対値の和αds、αwsのそれぞれが、所定の閾値以上である場合には、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)、ワークサイドエッジ箇所zws(N)を信頼性が低いと判定し、所定の閾値未満である場合には、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)、ワークサイドエッジ箇所zws(N)を信頼性が高いと判定する測定信頼性判定部と、
    該測定信頼性判定部において、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)及びワークサイドエッジ箇所zws(N)の双方が信頼性が高いと判定された場合、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)及びワークサイドエッジ箇所zws(N)の双方から算出した板幅に相当する画素数W’を算出し、板幅に相当する画素数Wをこの算出したW’に更新し、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)及びワークサイドエッジ箇所zws(N)の少なくとも一方が信頼性が低いと判定された場合、板幅に相当する画素数Wをこの画素数Wのままとする板幅更新部と、
    前記測定信頼性判定部において、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)及びワークサイドエッジ箇所zws(N)の双方が信頼性が高いと判定された場合、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)及びワークサイドエッジ箇所zws(N)を用いて前記鋼板の蛇行量を算出し、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)及びワークサイドエッジ箇所zws(N)の一方のみが信頼性が高いと判定された場合、信頼性の高い現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)あるいはワークサイドエッジ箇所zws(N)を基準として、もう片側のエッジ箇所を前記板幅更新部からの前記画素数Wを用いて補間計算し、信頼性の高い現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)あるいはワークサイドエッジ箇所zws(N)と補間計算されたもう片側のエッジ箇所とを用いて前記鋼板の蛇行量を算出し、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)及びワークサイドエッジ箇所zws(N)の双方が信頼性が低いと判定された場合、前記鋼板の蛇行量を算出しない蛇行量算出部とを備えていることを特徴とする鋼板の蛇行量測定装置。
    Figure 0007047995000006
    Figure 0007047995000007
  2. 前記板幅更新部では、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)及びワークサイドエッジ箇所zws(N)の双方から算出した板幅に相当する画素数W’を算出した際に、この算出したW’が予め設定した上下限範囲内の場合には、板幅に相当する画素数Wをこの算出したW’に更新し、前記算出したW’が予め設定した上下限範囲を外れる場合には、板幅に相当する画素数Wをこの画素数Wのままとすることを特徴とする請求項1に記載の鋼板の蛇行量測定装置。
  3. 前記蛇行量演算装置は、前記修正前エッジ検出部で検出された複数の前記鋼板のドライブサイドエッジ箇所zds及びワークサイドエッジ箇所zwsを保持する修正前エッジ保持部を備え、前記測定信頼性判定部は、前記修正前エッジ保持部で保持された複数の前記鋼板のドライブサイドエッジ箇所zds及びワークサイドエッジ箇所zwsのそれぞれを取得することを特徴とする請求項1又は2に記載の鋼板の蛇行量測定装置。
  4. 前記蛇行量演算装置は、前記蛇行量算出部で算出された前記鋼板の蛇行量を蛇行制御装置に出力する出力部を備えていることを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか一項に記載の鋼板の蛇行量測定装置。
  5. 請求項1乃至4のうちいずれか一項に記載の鋼板の蛇行量測定装置を備えていることを特徴とする熱間圧延鋼帯の熱間圧延設備。
  6. 複数の圧延スタンドを有する圧延機により圧延中の鋼板の蛇行量を測定する鋼板の蛇行量測定方法であって、
    隣接する前記圧延スタンド間に設置された撮像装置により、圧延中に走行する前記鋼板の表面を周期的に撮像する撮像ステップと、
    該撮像ステップで周期的に撮像された複数の撮像画像のそれぞれの幅方向に隣接する輝度差を計算し、その輝度差の絶対値が前記鋼板の幅方向のドライブサイドで最大となる箇所を前記鋼板のドライブサイドエッジ箇所zdsとして複数検出し、前記輝度差の絶対値が前記鋼板の幅方向のワークサイドで最大となる箇所を前記鋼板のワークサイドエッジ箇所zwsとして複数検出する修正前エッジ検出ステップと、
    前記修正前エッジ検出ステップで検出された複数のドライブサイドエッジ箇所zds及びワークサイドエッジ箇所zwsから抽出された現時刻を含めた過去N回のドライブサイドエッジ箇所(zds(i),i=1,2,・・・N)及びワークサイドエッジ箇所(zws(i),i=1,2,・・・N)のそれぞれの下記(1)、(2)式で示す変化量絶対値の和αds、αwsのそれぞれが、所定の閾値以上である場合には、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)、ワークサイドエッジ箇所zws(N)を信頼性が低いと判定し、所定の閾値未満である場合には、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)、ワークサイドエッジ箇所zws(N)を信頼性が高いと判定する測定信頼性判定ステップと、
    該測定信頼性判定ステップにおいて、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)及びワークサイドエッジ箇所zws(N)の双方が信頼性が高いと判定された場合、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)及びワークサイドエッジ箇所zws(N)の双方から算出した板幅に相当する画素数W’を算出し、板幅に相当する画素数Wをこの算出したW’に更新し、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)及びワークサイドエッジ箇所zws(N)の少なくとも一方が信頼性が低いと判定された場合、板幅に相当する画素数Wをこの画素数Wのままとする板幅更新ステップと、
    前記測定信頼性判定ステップにおいて、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)及びワークサイドエッジ箇所zws(N)の双方が信頼性が高いと判定された場合、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)及びワークサイドエッジ箇所zws(N)を用いて前記鋼板の蛇行量を算出し、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)及びワークサイドエッジ箇所zws(N)の一方のみが信頼性が高いと判定された場合、信頼性の高い現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)あるいはワークサイドエッジ箇所zws(N)を基準として、もう片側のエッジ箇所を前記板幅更新ステップからの前記板幅更新ステップからの画素数Wを用いて補間計算し、信頼性の高い現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)あるいはワークサイドエッジ箇所zws(N)と補間計算されたもう片側のエッジ箇所とを用いて前記鋼板の蛇行量を算出し、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)及びワークサイドエッジ箇所zws(N)の双方が信頼性が低いと判定された場合、前記鋼板の蛇行量を算出しない蛇行量算出ステップとを含むことを特徴とする鋼板の蛇行量測定方法。
    Figure 0007047995000008
    Figure 0007047995000009
  7. 前記板幅更新ステップでは、現時刻のドライブサイドエッジ箇所zds(N)及びワークサイドエッジ箇所zws(N)の双方から算出した板幅に相当する画素数W’を算出した際に、この算出したW’が予め設定した上下限範囲内の場合には、板幅に相当する画素数Wをこの算出したW’に更新し、前記算出したW’が予め設定した上下限範囲を外れる場合には、板幅に相当する画素数Wをこの画素数Wのままとすることを特徴とする請求項6に記載の鋼板の蛇行量測定方法。
  8. 前記修正前エッジ検出ステップで検出された複数の前記鋼板のドライブサイドエッジ箇所zds及びワークサイドエッジ箇所zwsを保持する修正前エッジ保持ステップを含み、前記測定信頼性判定ステップでは、前記修正前エッジ保持ステップで保持された複数の前記鋼板のドライブサイドエッジ箇所zds及びワークサイドエッジ箇所を取得することを特徴とする請求項6又は7に記載の鋼板の蛇行量測定方法。
  9. 前記蛇行量算出ステップで算出された前記鋼板の蛇行量を蛇行制御装置に出力する出力ステップを含むことを特徴とする請求項6乃至8のうちいずれか一項に記載の鋼板の蛇行量測定方法。
  10. 請求項6乃至9のうちいずれか一項に記載の鋼板の蛇行量測定方法によって複数の圧延スタンドを有する圧延機により圧延中の鋼板の蛇行量を測定する工程を含むことを特徴とする熱間圧延鋼帯の熱間圧延方法。
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