JP7355277B1 - Steel plate meandering control method, meandering control device, and manufacturing method - Google Patents
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Abstract
本発明に係る鋼板の蛇行制御方法は、鋼板の搬送方向を変更するステアリング装置の上流側で鋼板の面外変形量を測定する測定ステップと、測定ステップにおいて測定された鋼板の面外変形量を用いて鋼板の平均曲率を算出する算出ステップと、算出ステップにおいて算出された鋼板の平均曲率を用いて、ステアリング装置における鋼板のオフセンター量を算出し、算出されたオフセンター量に基づいてステアリング装置に対する鋼板の巻掛位置を制御する制御ステップと、を含む。The meandering control method for a steel plate according to the present invention includes a measuring step of measuring the amount of out-of-plane deformation of the steel plate on the upstream side of a steering device that changes the conveyance direction of the steel plate, and a measuring step of measuring the amount of out-of-plane deformation of the steel plate measured in the measuring step. a calculation step in which the average curvature of the steel plate is calculated using the average curvature of the steel plate; and the off-center amount of the steel plate in the steering device is calculated using the average curvature of the steel plate calculated in the calculation step, and the steering device is adjusted based on the calculated off-center amount. and a control step of controlling the winding position of the steel plate.
Description
本発明は、鋼板の蛇行制御方法、蛇行制御装置、及び製造方法に関する。 The present invention relates to a meandering control method for a steel plate, a meandering control device, and a manufacturing method.
一般に、連続鋼板製造装置には鋼板の進行方向を変える目的で多数のデフレクターロールが設置されている。デフレクターロールを設置する意義は、連続鋼板製造装置をコンパクト化することにより、その建設コストを安くすることである。一方、デフレクターロールを設置することによって発生する弊害は、デフレクターロールの摩擦力によって鋼板が蛇行することである。そこで、デフレクターロールの摩擦力によって鋼板が蛇行することを抑制するために、CPC(Center Position Control)蛇行制御装置が一般的に用いられている。ところが、コストや設置場所の制約によってCPC蛇行制御装置を用いることができないことがしばしばある。例えば横型ルーパー装置では、移動するルーパーカー上のデフレクターロールには、コストや電装の制約によってCPC蛇行制御装置を設置することは困難である。このため、CPC蛇行制御装置を設置できないデフレクターロールに対しては、ロールプロフィールを凸状にしたデフレクタークラウンロールが用いられている。ロールプロフィールを凸状にすることによって摩擦力がセンタリング力となり、CPC蛇行制御装置ほどではないが鋼板の蛇行をある程度抑制できる。また、ロールプロフィールを凸状に加工するだけであるので、コストや設置場所の制約がほとんどなく、多用することができる。 Generally, a continuous steel plate production apparatus is equipped with a large number of deflector rolls for the purpose of changing the direction of movement of the steel plate. The significance of installing deflector rolls is to reduce the construction cost of continuous steel plate manufacturing equipment by making it more compact. On the other hand, a problem caused by installing a deflector roll is that the steel plate meanderes due to the frictional force of the deflector roll. Therefore, in order to suppress meandering of the steel plate due to the frictional force of the deflector roll, a CPC (Center Position Control) meandering control device is generally used. However, it is often impossible to use the CPC meandering control device due to cost and installation location constraints. For example, in a horizontal looper device, it is difficult to install a CPC meandering control device on a deflector roll on a moving looper car due to cost and electrical equipment constraints. For this reason, for deflector rolls for which a CPC meandering control device cannot be installed, deflector crown rolls with a convex roll profile are used. By making the roll profile convex, the frictional force becomes a centering force, and the meandering of the steel plate can be suppressed to some extent, although not as much as the CPC meandering control device. In addition, since the roll profile is simply processed into a convex shape, there are almost no restrictions on cost or installation location, and it can be used frequently.
ところで、近年、鋼板の高張力化等に伴い、上流工程である熱延工程で製造される熱延鋼板のコイルの先端部や尾端部で形状不良が発生しやすくなってきており、そのような形状不良がある鋼板同士の接合部で鋼板の蛇行を抑制できない状況が多発してきている。鋼板の蛇行を抑制できなければ、鋼板がロールアウトすることによって周辺架台と接触し、破断等の大トラブルとなり操業不能に陥る。このため、既設の設備にCPC蛇行制御装置を新規に設置することは難しいので、クラウンロールの凸形状を調整する等のクラウンロールによる蛇行対策が行われている。ところが、クラウンロールの凸形状を高くしすぎると、鋼板とロール表面が全面で接触できない、接触疵が発生する等といった問題が発生するために、クラウンロールによる蛇行抑制効果には限界がある。また、コイルの先端部や尾端部での形状不良が蛇行を発生させることはわかっているので、その部位を除去することが通常行われるが、除去する工程が追加されることによるコスト上昇、及び先端部や尾端部の除去は歩留低下に直結する。このため、CO2削減のためにもできれば除去しない方が当然よい。また、鋼板の幅方向端部に接触するガイドロールによって鋼板の蛇行を抑制する方法も提案されているが、この方法では、鋼板の蛇行を抑え込む大きな衝突力がガイドロールに発生し、その力で鋼板の幅方向端部が欠ける等の欠陥が発生することがある。By the way, in recent years, with the increase in the tensile strength of steel sheets, it has become easier for shape defects to occur at the tip and tail ends of the coils of hot rolled steel sheets manufactured in the hot rolling process, which is an upstream process. Situations where it is not possible to suppress the meandering of steel plates at joints between steel plates that have shape defects are occurring frequently. If the meandering of the steel plate cannot be suppressed, the steel plate will roll out and come into contact with the surrounding frames, causing major problems such as breakage and making it impossible to operate. For this reason, it is difficult to newly install a CPC meandering control device in existing equipment, so measures against meandering using the crown roll, such as adjusting the convex shape of the crown roll, are being taken. However, if the convex shape of the crown roll is made too high, problems such as the steel plate and the roll surface not being able to come into contact over the entire surface and contact flaws occurring, etc. occur, so there is a limit to the meandering suppressing effect of the crown roll. In addition, it is known that poor shape at the tip or tail end of the coil causes meandering, so these parts are usually removed, but the additional removal process increases costs. Also, removal of the leading end and tail end directly leads to a decrease in yield. Therefore, it is naturally better not to remove it if possible in order to reduce CO2 . In addition, a method has been proposed in which the meandering of the steel plate is suppressed by using guide rolls that contact the ends in the width direction of the steel plate, but with this method, a large collision force is generated on the guide rolls to suppress the meandering of the steel plate. Defects such as chipping at the ends of the steel plate in the width direction may occur.
このような背景から、特許文献1には、ステアリング装置上流側の鋼帯の蛇行量と鋼板運動のリアルタイムシミュレーションから鋼帯の蛇行量を予測し、予測された蛇行量に基づきステアリング装置を制御することにより鋼帯の蛇行を抑制する蛇行制御方法が提案されている。
Against this background,
しかしながら、特許文献1に記載の蛇行制御方法において鋼帯の蛇行量の予測に用いられているステアリング装置上流側の蛇行量は、鋼帯の形状情報の一部であり、鋼帯の蛇行を抑制する上で情報として不足している。また、特許文献1に記載の蛇行制御方法では、この情報不足をリアルタイムシミュレーションで補完しようとしているが、シミュレーション手法に関する記載が一切なく、実用化できていない。
However, in the meandering control method described in
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、形状不良を有する鋼板の蛇行を抑制可能な鋼板の蛇行制御方法及び蛇行制御装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、形状不良を有する鋼板の蛇行を抑制して鋼板を歩留まりよく製造可能な鋼板の製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a meandering control method and a meandering control device for a steel plate that can suppress meandering of a steel plate having a defective shape. Another object of the present invention is to provide a method for producing a steel plate that can suppress meandering of a steel plate having a defective shape and produce the steel plate with a high yield.
本発明に係る鋼板の蛇行制御方法は、鋼板の搬送方向を変更するステアリング装置の上流側で鋼板の面外変形量を測定する測定ステップと、前記測定ステップにおいて測定された鋼板の面外変形量を用いて鋼板の平均曲率を算出する算出ステップと、前記算出ステップにおいて算出された鋼板の平均曲率を用いて、前記ステアリング装置における鋼板のオフセンター量を算出し、算出されたオフセンター量に基づいて前記ステアリング装置に対する鋼板の巻掛位置を制御する制御ステップと、を含む。 The meandering control method for a steel plate according to the present invention includes a measuring step of measuring the amount of out-of-plane deformation of the steel plate on the upstream side of a steering device that changes the conveyance direction of the steel plate, and the amount of out-of-plane deformation of the steel plate measured in the measuring step. a calculation step of calculating the average curvature of the steel plate using the calculation step, and calculating an off-center amount of the steel plate in the steering device using the average curvature of the steel plate calculated in the calculation step, and based on the calculated off-center amount. and controlling the winding position of the steel plate with respect to the steering device.
前記測定ステップは、前記ステアリング装置の上流側に設置された、鋼板の幅方向端部を切断する切断装置(エッジトリマー)の出側で鋼板の面外変形量を測定するステップを含むとよい。 The measuring step may include a step of measuring the amount of out-of-plane deformation of the steel plate on the exit side of a cutting device (edge trimmer) that is installed upstream of the steering device and cuts the widthwise end of the steel plate.
本発明に係る鋼板の蛇行制御装置は、前記鋼板の搬送方向を変更するステアリング装置と、前記ステアリング装置の上流側で鋼板の面外変形量を測定する測定装置と、前記ステアリング装置に対する鋼板の巻掛位置を調整する位置調整装置と、前記位置調整装置を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記測定装置によって測定された鋼板の面外変形量を用いて鋼板の平均曲率を算出し、算出された鋼板の平均曲率を用いて前記ステアリング装置における鋼板のオフセンター量を算出し、算出されたオフセンター量に基づいて前記位置調整装置を制御する。 A meandering control device for a steel plate according to the present invention includes a steering device that changes the conveyance direction of the steel plate, a measuring device that measures an amount of out-of-plane deformation of the steel plate on the upstream side of the steering device, and a winding control device for the steel plate with respect to the steering device. A position adjustment device that adjusts a hanging position, and a control device that controls the position adjustment device, and the control device measures the average curvature of the steel plate using the amount of out-of-plane deformation of the steel plate measured by the measurement device. The off-center amount of the steel plate in the steering device is calculated using the calculated average curvature of the steel plate, and the position adjustment device is controlled based on the calculated off-center amount.
前記測定装置は、前記ステアリング装置の上流側に設置された、鋼板の幅方向端部を切断する切断装置の出側に設置されるとよい。 The measuring device may be installed on the exit side of a cutting device that is installed upstream of the steering device and cuts the widthwise end portion of the steel plate.
本発明の第1の態様に係る鋼板の製造方法は、本発明に係る鋼板の蛇行制御方法を用いて鋼板の蛇行を抑制しつつ鋼板をルーパー装置に貯留する貯留工程と、前記ルーパー装置に貯留された鋼板を冷間圧延する冷間圧延工程と、を含む。 A method for manufacturing a steel plate according to a first aspect of the present invention includes a storage step of storing a steel plate in a looper device while suppressing meandering of the steel plate using a meandering control method for a steel plate according to the present invention; and a cold rolling step of cold rolling the steel plate.
本発明の第2の態様に係る鋼板の製造方法は、本発明に係る鋼板の蛇行制御方法を用いて鋼板の蛇行を抑制しつつ鋼板をルーパー装置に貯留する貯留工程と、前記ルーパー装置に貯留された鋼板を焼鈍する焼鈍工程と、を含む。 A method for manufacturing a steel plate according to a second aspect of the present invention includes a storage step of storing a steel plate in a looper device while suppressing meandering of the steel plate using a meandering control method for a steel plate according to the present invention; an annealing step of annealing the steel plate.
本発明に係る鋼板の蛇行制御方法及び蛇行制御装置は、形状不良を有する鋼板の蛇行を抑制することができる。また、本発明に係る鋼板の製造方法によれば、形状不良を有する鋼板の蛇行を抑制して鋼板を歩留まりよく製造することができる。 The meandering control method and meandering control device for a steel plate according to the present invention can suppress meandering of a steel plate having a shape defect. Moreover, according to the method for manufacturing a steel plate according to the present invention, meandering of a steel plate having a shape defect can be suppressed, and the steel plate can be manufactured with a high yield.
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である鋼板の蛇行制御方法、蛇行制御装置、及び製造方法について説明する。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, with reference to drawings, the meandering control method of a steel plate, meandering control apparatus, and manufacturing method which are one embodiment of this invention are demonstrated.
〔概念〕
まず、本願発明の概念について説明する。〔concept〕
First, the concept of the present invention will be explained.
鋼板の形状不良は、主に圧延過程での長手方向の伸びの幅方向不均一に起因して発生する。鋼板の形状不良は曲がり(片伸び)や耳波/腹伸等の重ね合わせであり、鋼板の蛇行に最も大きく影響を与える形状不良は曲がりである。特に薄板では、切り板にすると曲がり由来の面外変形は消失していまい、曲がりを測定することは困難となる。一方で、耳波/腹伸は切り板にしても面外変形が残存するため測定できる。 Shape defects in steel sheets occur mainly due to non-uniformity in longitudinal elongation in the width direction during the rolling process. Shape defects of a steel plate include bending (one-sided elongation) and a combination of ear waves/belly elongation, etc., and the shape defect that has the greatest effect on meandering of a steel plate is bending. Particularly in thin plates, when the plate is cut, out-of-plane deformation due to bending disappears, making it difficult to measure bending. On the other hand, ear waves/belly extension can be measured even if the plate is cut because out-of-plane deformation remains.
鋼板の形状を幅方向断面が直線となる曲面形状とした場合、曲がりの曲率κの幾何学的な定義は以下に示す数式(1)のようになる。数式(1)において、xは鋼板の長手方向位置、vは鋼板の幅方向中心位置での鋼板の幅方向の変位、wは鋼板の幅方向中心位置での鋼板の鉛直方向の変位、ωは鋼板の捩れ角を示す。 When the shape of the steel plate is a curved surface whose cross section in the width direction is a straight line, the geometric definition of the curvature κ of bending is as shown in the following equation (1). In formula (1), x is the longitudinal position of the steel plate, v is the displacement in the width direction of the steel plate at the center position in the width direction of the steel plate, w is the displacement in the vertical direction of the steel plate at the center position in the width direction of the steel plate, and ω is Shows the twist angle of the steel plate.
数式(1)に示す曲率κを観測することは難しいので、鋼板の長手方向における曲がりを平均値(平均曲がり)で考え、平均曲率Kを以下に示す数式(2)のように定義する。数式(2)において、Lは平均化のための鋼板の長さを示す。 Since it is difficult to observe the curvature κ shown in equation (1), the bending in the longitudinal direction of the steel plate is considered as an average value (average bending), and the average curvature K is defined as shown in equation (2) below. In formula (2), L indicates the length of the steel plate for averaging.
これにより、数式(1)を数式(2)に代入することにより、平均曲率Kは以下に示す数式(3)のように表される。数式(3)の右辺第一項は鋼板の蛇行あるいは斜行として観測される量であり、右辺第二項は鋼板の面外変形として観測される量である。数式(3)から、鋼板の蛇行のみを観測しても鋼板の蛇行と関連が深い鋼板の曲がり(平均曲率K)はわからないことがわかる。一方、鋼板の蛇行が発生しなければ右辺第一項の値は零となるので、面外変形の観測量(右辺第二項)から平均曲率Kを求めることができる。薄板では、蛇行が発生すると薄板の面外変形を伴うことが多い。 Accordingly, by substituting equation (1) into equation (2), the average curvature K can be expressed as shown in equation (3) below. The first term on the right side of Equation (3) is the amount observed as meandering or oblique movement of the steel plate, and the second term on the right side is the amount observed as out-of-plane deformation of the steel plate. From Equation (3), it can be seen that even if only the meandering of the steel plate is observed, the bending (average curvature K) of the steel plate, which is closely related to the meandering of the steel plate, cannot be understood. On the other hand, if meandering of the steel plate does not occur, the value of the first term on the right side is zero, so the average curvature K can be determined from the observed amount of out-of-plane deformation (second term on the right side). When meandering occurs in a thin plate, it is often accompanied by out-of-plane deformation of the thin plate.
鋼板の捩れ角ωが小さい場合、上記数式(3)は以下に示す数式(4)のように近似でき、数式(4)は以下に示す数式(5)のように変形できる。 When the torsion angle ω of the steel plate is small, the above equation (3) can be approximated as shown in equation (4) below, and equation (4) can be transformed as shown in equation (5) below.
また、鋼板の捩れ角ωが小さい場合、鋼板の撓みWは以下に示す数式(6)のように表すことができる。数式(6)におけるyは鋼板の幅方向位置を示す。 Further, when the torsion angle ω of the steel plate is small, the deflection W of the steel plate can be expressed as shown in the following equation (6). y in Equation (6) indicates the position in the width direction of the steel plate.
また、鋼板の撓んだ曲面に沿った長さl(x,y)は以下に示す数式(7)のように表すことができる。 Further, the length l (x, y) along the curved surface of the steel plate can be expressed as shown in the following equation (7).
また、鋼板の伸び差率Δεl(x,y)は以下に示す数式(8)のように定義できる。Further, the differential elongation rate Δε l (x, y) of the steel plate can be defined as shown in the following equation (8).
数式(8)におけるl0(x)は鋼板の幅方向の平均長さを示し、以下に示す数式(9)のように表される。数式(9)中のbは鋼板の板幅を示す。l 0 (x) in Equation (8) indicates the average length of the steel plate in the width direction, and is expressed as in Equation (9) below. b in formula (9) indicates the width of the steel plate.
従って、数式(6)と数式(7)を数式(9)に代入することにより、以下に示す数式(10)が得られる。 Therefore, by substituting equation (6) and equation (7) into equation (9), equation (10) shown below is obtained.
鋼板の撓みWと捩れ角ωが小さい場合、数式(10)は以下に示す数式(11)のように近似でき、数式(11)を変形すると以下に示す数式(12)が得られる。 When the deflection W and the twist angle ω of the steel plate are small, Equation (10) can be approximated as Equation (11) shown below, and when Equation (11) is transformed, Equation (12) shown below is obtained.
数式(6)、数式(7)、及び数式(12)を数式(8)に代入すると、鋼板の伸び差率Δεl(x,y)は以下に示す数式(13)のように表される。When formula (6), formula (7), and formula (12) are substituted into formula (8), the differential elongation rate Δε l (x, y) of the steel plate is expressed as in formula (13) shown below. .
鋼板の伸び差率Δεl(x,y)から換算される平均曲がりの曲率K1は以下に示す数式(14)で定義される。The average bending curvature K 1 converted from the differential elongation rate Δε l (x, y) of the steel plate is defined by the following equation (14).
数式(13)を数式(14)に代入することにより、以下に示す数式(15)が得られる。 By substituting equation (13) into equation (14), equation (15) shown below is obtained.
従って、数式(15)は数式(5)の右辺第二項に対応するので、数式(5)は以下に示す数式(16)のように変形できる。 Therefore, since Equation (15) corresponds to the second term on the right side of Equation (5), Equation (5) can be transformed into Equation (16) shown below.
以上の説明によれば、鋼板の蛇行が発生せずに数式(16)の右辺第一項が零となれば、平均曲がりの平均曲率Kは曲率K1から求めることができることがわかる。そして、曲率K1は、鋼板の面外変形量やその勾配の測定値を数式(14)に代入することにより算出できる。そこで、本発明では、鋼板の蛇行が発生しない位置において鋼板の面外変形量やその勾配を測定し、測定値から鋼板の平均曲率Kを算出し、算出された平均曲率Kからステアリング装置における鋼板のオフセンター量(鋼板がステアリング装置に到達したときにおけるステアリング装置の幅方向中心位置に対する鋼板の幅方向中心位置の位置ずれ方向及び位置ずれ量)を算出し、算出されたオフセンター量に基づいてステアリング装置に対する鋼板の巻掛位置を制御することとした。鋼板の蛇行が発生する位置において鋼板の蛇行量及び面外変形量を測定し、測定された鋼板の蛇行量及び面外変形量を用いて鋼板の平均曲率Kを算出して同様の制御を行ってもよい。これにより、形状不良を有する鋼板の蛇行を抑制することができる。また、この蛇行制御方法を用いて鋼板を製造することにより、形状不良を有する鋼板の蛇行を抑制して鋼板を歩留まりよく製造することができる。According to the above explanation, it can be seen that if the first term on the right side of Equation (16) becomes zero without meandering of the steel plate, the average curvature K of the average bend can be determined from the curvature K1 . The curvature K1 can be calculated by substituting the measured value of the amount of out-of-plane deformation of the steel plate and its slope into Equation (14). Therefore, in the present invention, the amount of out-of-plane deformation of the steel plate and its slope are measured at a position where meandering of the steel plate does not occur, the average curvature K of the steel plate is calculated from the measured values, and the calculated average curvature K is used to calculate the amount of out-of-plane deformation of the steel plate and its slope. Calculate the off-center amount (the direction and amount of positional deviation of the widthwise center position of the steel plate with respect to the widthwise center position of the steering device when the steel plate reaches the steering device), and based on the calculated off-center amount. We decided to control the position of the steel plate around the steering device. Measure the amount of meandering and the amount of out-of-plane deformation of the steel plate at the position where the meandering of the steel plate occurs, calculate the average curvature K of the steel plate using the measured amount of meandering and amount of out-of-plane deformation, and perform the same control. It's okay. Thereby, meandering of a steel plate having a defective shape can be suppressed. Further, by manufacturing a steel plate using this meandering control method, it is possible to suppress meandering of a steel plate having a shape defect and to manufacture the steel plate with a high yield.
以下、上記概念に基づいて想到された、本発明の一実施形態である鋼板の蛇行制御方法、蛇行制御装置、及び製造方法について説明する。なお、面外変形量とは、鋼板Sの曲がり及び片伸びを示す指標の一つである。面外変形量の測定方法としては、図5(a),(b)に示す方法が考えられる。図5(a)に示す方法は、鋼板Sをロール20に巻き付ける又は鋼板Sをプレスすることによって、鋼板Sに垂直抗力を付与して皺を伸ばし、その皺を伸ばした鋼板Sの曲がり(片伸び)を測定する方法である。一方、図5(b)に示す方法は、鋼板Sを長手方向に真っ直ぐにし(蛇行させない)、鋼板Sの皺の高さから鋼板Sの曲がり(片伸び)を換算する方法である。図5(a)に示す方法では、鋼板Sの皺を伸ばす長手方向の長さが短いと面外変形量の測定が難しくなる。このため、図5(b)に示す方法を採用することが望ましく、本実施形態では図5(b)に示す方法を用いて面外変形量を測定(換算)する。
Hereinafter, a meandering control method for a steel plate, a meandering control device, and a manufacturing method, which are one embodiment of the present invention, were conceived based on the above concept, and are explained. Note that the amount of out-of-plane deformation is one of the indicators indicating the bending and one-sided elongation of the steel plate S. As a method for measuring the amount of out-of-plane deformation, the methods shown in FIGS. 5(a) and 5(b) can be considered. The method shown in FIG. 5(a) involves applying a normal force to the steel plate S by winding the steel plate S around a
〔製造ラインの構成〕
まず、図1,2を参照して、本発明の一実施形態である鋼板の蛇行制御方法及び蛇行制御装置が適用される鋼板の製造ラインの構成について説明する。[Production line configuration]
First, with reference to FIGS. 1 and 2, the configuration of a steel plate production line to which a steel plate meandering control method and a meandering control device according to an embodiment of the present invention are applied will be described.
図1(a),(b)は、本発明の一実施形態である鋼板の蛇行制御方法及び蛇行制御装置が適用される鋼板の製造ラインの構成を示すブロック図である。図1(a)に示すように、本発明の一実施形態である鋼板の蛇行制御方法及び蛇行制御装置が適用される鋼板の製造ラインは、鋼板の幅方向端部を切断する切断装置1と、切断装置1によって幅方向端部が切断された鋼板を貯留するルーパー装置2と、ルーパー装置2に貯留された鋼板を冷間圧延する冷間圧延機3と、を備えている。図1(b)に示すように、冷間圧延機3の代わりに、ルーパー装置2に貯留された鋼板を焼鈍する焼鈍炉4を配置してもよい。
FIGS. 1A and 1B are block diagrams showing the configuration of a steel plate production line to which a steel plate meandering control method and a meandering control device according to an embodiment of the present invention are applied. As shown in FIG. 1(a), a steel plate production line to which the steel plate meandering control method and meandering control device according to an embodiment of the present invention is applied includes a
図2は、図1(a),(b)に示すルーパー装置2の構成を示す模式図である。図2に示すように、本実施形態では、ルーパー装置2は、デフレクターロールを含む横型ルーパーにより構成されている。ルーパー装置2の最上流部にはフリールーパーFLが配置され、フリールーパーFLの下流側に切断装置1(図示せず)、その下流にブライドルロールBR、さらにその下流に1番目のデフレクターロール#1DEFが配置されている。デフレクターロール#1DEFの下流側には、デフレクター機能も兼ねた1番目のステアリングロール#1STRが配置されている。ステアリングロール#1STRはCPC蛇行制御装置を備えている。ステアリングロール#1STRの下流側には2番目のデフレクターロールを備えたルーパーカー#1LPカーが配置されている。ルーパーカー#1LPカーは、図面の左右方向に移動することによりロール間の鋼板Sの長さを調整する。
FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the
ルーパーカー#1LPカーの下流側には、デフレクター機能も兼ねた2番目のステアリングロール#2STRが配置されている。ステアリングロール#2STRはCPC蛇行制御装置を備えている。ステアリングロール#2STRの下流側には3番目のデフレクターロールを備えたルーパーカー#2LPカーが配置されている。ルーパーカー#2LPカーは、図面の左右方向に移動することによりロール間の鋼板Sの長さを調整する。ルーパーカー#2LPカーの下流側には、デフレクター機能も兼ねた3番目のステアリングロール#3STRが配置されている。ステアリングロール#3STRはCPC蛇行制御装置を備えている。
A second steering roll #2STR, which also serves as a deflector, is placed downstream of the loop car #1LP car. Steering roll #2STR is equipped with a CPC meandering control device. A loop car #2LP car equipped with a third deflector roll is arranged downstream of the steering roll #2STR. The
デフレクターロール#1DEFとルーパーカー#1LPカーとの間及びステアリングロール#2STRとルーパーカー#2LPカーとの間には、鋼板Sの自重を支持するサポートロールが2.5mピッチで配置されている。また、ルーパーカー#1LPカーとステアリングロール#2STRとの間及びルーパーカー#2LPカーとステアリングロール#3STRとの間には、鋼板Sの自重の支持とルーパーカー通過時に開閉動作の機能を具備するセパレータロールが15mピッチで設置されている。また、図示しないが、蛇行抑制用にガイド縦ロールがサポートロール付近に所定ピッチで設置されている。
Support rolls that support the weight of the steel plate S are arranged at a pitch of 2.5 m between the deflector roll #1DEF and the
〔鋼板の蛇行制御装置の構成〕
次に、図1を参照して、本発明の一実施形態である鋼板の蛇行制御装置の構成について説明する。[Configuration of steel plate meandering control device]
Next, with reference to FIG. 1, the configuration of a meandering control device for a steel plate, which is an embodiment of the present invention, will be described.
図1(a),(b)に示すように、本発明の一実施形態である鋼板の蛇行制御装置は、測定装置11、位置調整装置12、及び制御装置13を備えている。
As shown in FIGS. 1A and 1B, a meandering control device for a steel plate, which is an embodiment of the present invention, includes a measuring
測定装置11は、3次レーザースキャナ等の形状計により構成され、鋼板の搬送方向を変更するステアリング装置の上流側で配置されている。具体的には、本実施形態では、測定装置11は、切断装置1の下流側、且つ、ルーパー装置2(ステアリングロール)の上流側に配置されている。測定装置11は、鋼板の面外変形量を含む鋼板の形状データを測定し、測定された形状データを示す電気信号を制御装置13に出力する。測定装置11の配置場所は、切断装置1の下流側、且つ、ルーパー装置2の上流側の位置に限定されることはなく、鋼板の蛇行が発生しない位置、又は、鋼板の蛇行量を零とみなせる位置であればどのような位置に配置してもよい。例えば測定装置11は、鋼板の蛇行量が鋼板の形状データの測定に影響を与えない大きさ(例えば鋼板の幅方向への蛇行量が±20mm以内)になる位置に配置するとよい。また、切断装置1が配置されていない場合には、ルーパー装置2の上流側に測定装置11を配置すればよい。
The measuring
位置調整装置12は、制御装置13から出力された制御信号に従って、ルーパー装置2内のステアリングロールに対する鋼板の巻掛位置を調整する。オペレータが手動でステアリングロールに対する鋼板の巻掛位置を調整するようにしてもよい。
The position adjustment device 12 adjusts the winding position of the steel plate with respect to the steering roll in the
制御装置13は、コンピュータ等の情報処理装置によって構成され、予め記憶されているコンピュータプログラムを実行することにより鋼板の蛇行制御装置全体の動作を制御する。本実施形態では、制御装置13は、測定装置11によって測定された鋼板の面外変形量を用いて鋼板の平均曲率を算出し、算出された鋼板の平均曲率を用いてステアリングロールにおける鋼板のオフセンター量を算出し、算出されたオフセンター量に基づいて位置調整装置12を制御する。図3は、測定装置11によって0.1秒毎に測定された鋼板の形状データの一例を示す図である。図3に示す形状データには誤差が含まれるため、測定装置11は、形状データを平滑化して鋼板曲面を表す数式を算出し、算出された数式を用いて鋼板の平均曲率を算出するとよい。
The
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の蛇行制御装置は、鋼板の搬送方向を変更するステアリング装置の上流側で鋼板の面外変形量を測定し、測定された鋼板の面外変形量を用いて鋼板の平均曲率を算出し、算出された鋼板の平均曲率を用いてステアリング装置における鋼板のオフセンター量を算出し、算出されたオフセンター量に基づいてステアリング装置に対する鋼板の巻掛位置を制御する。これにより、形状不良を有する鋼板の蛇行を抑制することができる。また、この蛇行制御方法を用いて鋼板を製造することにより、形状不良を有する鋼板の蛇行を抑制して鋼板を歩留まりよく製造することができる。 As is clear from the above description, the steel plate meandering control device that is an embodiment of the present invention measures the amount of out-of-plane deformation of the steel plate on the upstream side of the steering device that changes the conveyance direction of the steel plate. The average curvature of the steel plate is calculated using the amount of out-of-plane deformation of the steel plate, the off-center amount of the steel plate in the steering device is calculated using the calculated average curvature of the steel plate, and the steering device is adjusted based on the calculated off-center amount. Controls the winding position of the steel plate. Thereby, meandering of a steel plate having a defective shape can be suppressed. Further, by manufacturing a steel plate using this meandering control method, it is possible to suppress meandering of a steel plate having a shape defect and to manufacture the steel plate with a high yield.
〔実施例1〕
本実施例では、形状が異なる複数の鋼板について本発明に係る蛇行制御を実施した場合(実施例)及び本発明に係る蛇行制御を実施しなかった場合(比較例,参考例)における鋼板の疵の発生有無を評価した。評価結果を以下の表1に示す。実施例では、図2に示すステアリングロール#1STRに対する鋼板の巻掛位置を制御した。表1に示すように、本発明の蛇行制御を実行することにより、鋼板が蛇行して鋼板に疵が発生することを抑制できることが確認された。また、鋼板に曲がりがなければ、蛇行制御を実施しなくても鋼板は蛇行しないので、鋼板に疵は発生しないことが確認された(参考例)。また、鋼板に曲がりがあったとしても、鋼板の板幅とライン幅との差が0.4m以上であれば、鋼板が蛇行しても、鋼板はガイド縦ロールに衝突しないので、鋼板に疵が発生しないことが確認された(参考例)。[Example 1]
In this example, we will examine the flaws on steel plates when the meandering control according to the present invention is performed on a plurality of steel plates having different shapes (example) and when the meandering control according to the present invention is not implemented (comparative example, reference example). The presence or absence of occurrence was evaluated. The evaluation results are shown in Table 1 below. In the example, the winding position of the steel plate around the steering roll #1STR shown in FIG. 2 was controlled. As shown in Table 1, it was confirmed that by executing the meandering control of the present invention, it was possible to suppress the occurrence of flaws in the steel plate due to the meandering of the steel plate. Furthermore, it was confirmed that if the steel plate is not bent, the steel plate will not meander even if meandering control is not performed, and therefore no flaws will occur in the steel plate (reference example). Furthermore, even if the steel plate is bent, as long as the difference between the width of the steel plate and the line width is 0.4 m or more, the steel plate will not collide with the vertical guide rolls even if it meanders, so there will be no damage to the steel plate. It has been confirmed that this does not occur (reference example).
〔実施例2〕
本実施例では、鋼板の接合部の最大曲がりと疵発生との関係を評価した。評価結果を図4に示す。図4において、横軸は板幅、縦軸は鋼板の最大曲がり、白丸は疵無しの接合部、黒丸は疵有の接合部を示す。図4に示すように、52個の接合部で3個の疵が発生し、板幅及び曲がりが共に大きい場合に疵が発生することが確認された。また、曲がりの正負は疵の発生方向を表しており、曲がりの値で疵の発生とその方向を予測できる。そこで、曲がりと板幅が所定値より大きい場合、下流のステアリングロールでわざと曲がりから予測される疵の発生方向とは逆方向に鋼板をオフセンターさせたところ、曲がり由来の疵が発生することを抑制できた。[Example 2]
In this example, the relationship between the maximum bending of the joint of steel plates and the occurrence of flaws was evaluated. The evaluation results are shown in Figure 4. In FIG. 4, the horizontal axis indicates the plate width, the vertical axis indicates the maximum bending of the steel plate, white circles indicate joints without flaws, and black circles indicate joints with flaws. As shown in FIG. 4, three flaws occurred at 52 joints, and it was confirmed that flaws occur when both the board width and bending are large. Furthermore, the sign of the bend indicates the direction in which the flaw will occur, and the value of the bend can predict the occurrence and direction of the flaw. Therefore, when the bending and plate width are larger than a predetermined value, when the downstream steering roll intentionally moves the steel plate off-center in the direction opposite to the direction in which flaws are expected to occur from the bending, it is possible to predict that flaws due to the bending will occur. I was able to suppress it.
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。 Although the embodiments applying the invention made by the present inventors have been described above, the present invention is not limited by the description and drawings that form part of the disclosure of the present invention by the present embodiments. That is, all other embodiments, examples, operational techniques, etc. made by those skilled in the art based on this embodiment are included in the scope of the present invention.
本発明によれば、形状不良を有する鋼板の蛇行を抑制可能な鋼板の蛇行制御方法及び蛇行制御装置を提供することができる。また、本発明によれば、形状不良を有する鋼板の蛇行を抑制して鋼板を歩留まりよく製造可能な鋼板の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a meandering control method and a meandering control device for a steel plate that can suppress meandering of a steel plate having a shape defect. Further, according to the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing a steel plate that can suppress meandering of a steel plate having a shape defect and manufacture the steel plate with a high yield.
1 切断装置
2 ルーパー装置
3 冷間圧延機
4 焼鈍炉
11 測定装置
12 位置調整装置
13 制御装置
S 鋼板1 Cutting
Claims (4)
前記測定ステップにおいて測定された鋼板の面外変形量を用いて鋼板の平均曲率を算出する算出ステップと、
前記算出ステップにおいて算出された鋼板の平均曲率を用いて、前記ステアリング装置における鋼板のオフセンター量を算出し、算出されたオフセンター量に基づいて前記ステアリング装置に対する鋼板の巻掛位置を制御する制御ステップと、
を含む鋼板の蛇行制御方法。 a measuring step of measuring the amount of out-of-plane deformation of the steel plate on the exit side of a cutting device that cuts the widthwise end of the steel plate, which is installed upstream of a steering device that changes the conveyance direction of the steel plate;
a calculation step of calculating an average curvature of the steel plate using the amount of out-of-plane deformation of the steel plate measured in the measurement step;
Control of calculating an off-center amount of the steel plate in the steering device using the average curvature of the steel plate calculated in the calculation step, and controlling a winding position of the steel plate with respect to the steering device based on the calculated off-center amount. step and
A method for controlling meandering of a steel plate.
前記ステアリング装置の上流側に設置された、鋼板の幅方向端部を切断する切断装置の出側で鋼板の面外変形量を測定する測定装置と、
前記ステアリング装置に対する鋼板の巻掛位置を調整する位置調整装置と、
前記位置調整装置を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記測定装置によって測定された鋼板の面外変形量を用いて鋼板の平均曲率を算出し、算出された鋼板の平均曲率を用いて前記ステアリング装置における鋼板のオフセンター量を算出し、算出されたオフセンター量に基づいて前記位置調整装置を制御する、鋼板の蛇行制御装置。 A steering device that changes the conveyance direction of the steel plate ,
a measuring device that measures the amount of out-of-plane deformation of the steel plate on the exit side of a cutting device that cuts the widthwise end of the steel plate, which is installed upstream of the steering device;
a position adjustment device that adjusts the winding position of the steel plate with respect to the steering device;
a control device that controls the position adjustment device;
Equipped with
The control device calculates an average curvature of the steel plate using the amount of out-of-plane deformation of the steel plate measured by the measuring device, and calculates an off-center amount of the steel plate in the steering device using the calculated average curvature of the steel plate. A meandering control device for a steel plate, which controls the position adjustment device based on the calculated off-center amount.
前記ルーパー装置に貯留された鋼板を冷間圧延する冷間圧延工程と、
を含む鋼板の製造方法。 A storage step of storing the steel plate in a looper device while suppressing the meandering of the steel plate using the steel plate meandering control method according to claim 1 ;
a cold rolling step of cold rolling a steel plate stored in the looper device;
A method of manufacturing a steel plate including.
前記ルーパー装置に貯留された鋼板を焼鈍する焼鈍工程と、
を含む鋼板の製造方法。 A storage step of storing the steel plate in a looper device while suppressing the meandering of the steel plate using the steel plate meandering control method according to claim 1 ;
an annealing step of annealing the steel plate stored in the looper device;
A method of manufacturing a steel plate including.
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