JP7401756B2 - 圧延装置および圧延装置の運転方法 - Google Patents
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Description
本発明に係る圧延装置は、鋼材を搬送する搬送ロールと、前記搬送ロールの下流側に配置され、前記搬送ロールが搬送した前記鋼材を加圧する加圧ロールと、前記搬送ロール上に配置され、前記搬送ロールが搬送する前記鋼材の位置を調節するサイドガイドと、前記搬送ロール上の前記鋼材の有無を検出するセンサと、前記搬送ロールおよび前記サイドガイドのうち少なくとも前記搬送ロールに向けて流体を噴射する機器用噴射機と、前記センサおよび前記機器用噴射機に接続された制御部と、を備え、前記制御部は、前記センサの検出結果に基づいて、前記搬送ロール上に前記鋼材がない状態で、前記機器用噴射機から前記流体を噴射させる第1制御を実施する。
この圧延装置では、制御部が、センサの検出結果に基づいて、搬送ロール上に鋼材がない状態で、機器用噴射機から流体を噴射させる。これにより、搬送ロール上に鋼材がない状態で、搬送ロールおよびサイドガイドのうち少なくとも前記搬送ロールに向けて流体を噴射することができる。結果として、搬送ロールやサイドガイドに異物等が付着していても、異物等を流体により除去することができる。これにより、異物等が、次の鋼材に付着して加圧ロールに捲き込まれることを抑制することができる。よって、飛込み疵の発生を抑えて鋼材の歩留まりを向上させることができる。なお、熱間圧延においてこのように飛込み疵の発生を抑えることにより、熱間圧延に続く冷間圧延において、例えば穴欠陥などの発生も抑制することができる。結果として、熱薄鋼板、冷薄鋼板、めっき鋼板に一貫して歩留まりの向上を図ることが可能である。
また機器用噴射機が、搬送ロール上に鋼材がない状態で流体を噴射する。したがって、噴射される流体を起因として、例えば、鋼材の搬送に影響が生じたり、鋼材が過度に冷却されたりすること等を防止することができる。
第1噴射機が第2サイドガイドに向けて流体を噴射させ、第2噴射機が第1サイドガイドに向けて流体を噴射させる。すなわち、各噴射機が、その噴射機が設けられたサイドガイドとは反対側のサイドガイドに向けて流体を噴射する。これにより、液体をサイドガイドの所望の位置に精度よく噴射させることができる。よって、サイドガイドに付着した異物等を一層効果的に除去することができる。
なお本願発明者は、飛込み疵の発生位置を整理した結果、鋼材の表面では、鋼材のトップ部において飛込み疵の発生率が高くなっていた。そのため、第3噴射機が、鋼材のトップ部に向けて流体を、加圧ロールの直前で噴射することが好ましい。この種の異物等は、鋼材が搬送されるときに、圧延装置を構成する各種機器から落下することにより、鋼材の表面に付着すると考えられる。
なお、本実施形態に係る圧延装置10は、熱間圧延に用いられる。この圧延装置10は、鋼材11としての鋼板を圧延する。
搬送ロール12は、鋼材11を加圧ロール13に搬送する。以下、第1方向Xに沿って、搬送ロール12に対して加圧ロール13が位置する方向を、第1方向Xの下流側X1という。第1方向Xに沿う下流側X1の反対側を、第1方向Xの上流側X2という。
なお本実施形態では、圧延装置10は、鋼材11を捲き取る捲取機30を更に備えている。加圧ロール13は、搬送ロール12と捲取機30との間に配置されたピンチロールである。
各サイドガイド15は、第2方向Yよりも第1方向Xに長い棒状に形成されている。各サイドガイド15は、複数の搬送ロール12を第1方向Xに横断している。言い換えると、この圧延装置10を上方から見た上面視において、各サイドガイド15は、複数の搬送ロール12と交差している。
なおエプロン20には、イバリや異物(以下、異物等という)が堆積する可能性が高い。なおイバリは、鋼材11から発生する切削くずの一種である。
なお本明細書において、機器や鋼材11に向けて噴射機から流体Fを噴射することには、以下の場合が含まれる。すなわち、機器や鋼材11が噴射機に対して噴射機の前方に位置する場合であって、噴射機から噴射された流体Fがその機器や鋼材11に吹き付けられる場合が含まれる。
図4に示すように、第1噴射機17aは、第1サイドガイド15aに設けられている。第1噴射機17aは、第1サイドガイド15aに固定されている。第1噴射機17aは、第1サイドガイド15aに形成された凹部に配置されている。
第3噴射機18aは、鋼材11の表面に向けて流体Fを噴射させる。鋼材11の表面とは、搬送ロール12によって搬送される鋼材11において上方を向く面である。第3噴射機18aは、搬送ロール12よりも上方に配置されている。第3噴射機18aは、鉛直方向の下側に向けて流体Fを噴射する。図示の例では、第3噴射機18aは、プロテクタ14に固定されている。
なお、第3噴射機18aおよび第4噴射機18bは、鋼材11の板幅方向の全幅に流体Fを噴射してもよく、鋼材11の板幅方向の端部や中央部に限定して流体Fを噴射してもよい。
制御部19は、パーソナルコンピュータ、サーバー、又は産業用コンピュータ等の装置によって実現される。制御部19は、通信部110と、記憶部120と、情報処理部130と、各構成要素を電気的に接続するバスライン160(アドレスバスやデータバスなど)と、を備える。
入力部140は、ユーザの操作を受け付ける入力デバイスである。入力部は、例えば、タッチパネル等のポインティングデバイス、ボタン、ダイヤル、タッチセンサ、タッチパッド等を含む。入力部は、例えば、弁22の開閉についての指示を外部から受け付ける等してもよい。
表示部150は、例えば液晶ディスプレイ等によって構成される。表示部150は、例えば、弁22の開閉の実績についての情報などを表示する。
なお圧延装置10は、複数の鋼材11を間欠的に圧延する。以下では、搬送ロール12上に鋼材11がない初期状態から、搬送ロール12が第1の鋼材11を搬送して加圧ロール13が第1の鋼材11を圧延した後、搬送ロール12が第2の鋼材11を搬送するまでの運転方法について説明する。
搬送ロール12が搬送する第1の鋼材11のトップ部(下流側X1の端部)がセンサ16の検出位置に到達したとき、センサ16は第1の鋼材11が搬送ロール12上に存在することを検出する。センサ16は、第1の鋼材11が検出位置に到達したことを通知する信号を制御部19に送信する。
制御部19は、第1の鋼材11が検出位置に到達した信号をセンサ16から受信したとき、鋼材用噴射機18から流体Fを噴射し始めるタイミングを演算する。言い換えると、制御部19は、第2制御を実施し始めるタイミングを演算する。なお本実施形態では、制御部19は、第2制御において、第3噴射機18aおよび第4噴射機18bから鋼材11に流体Fを同時に噴射させる。
鋼材用噴射機18(第3噴射機18aおよび第4噴射機18b)は、制御部19からの噴射開始の信号を受信したとき、流体Fを噴射し始める。このとき鋼材用噴射機18の弁22が開くことで、図6および図7に示すように、流体Fが鋼材用噴射機18から噴射される。
なお前述したように、第3噴射機18aおよび第4噴射機18bからは流体Fが同時に噴射される。ここでの同時には、噴射開始から噴射終了までが完全に一致する場合だけでなく、噴射する時間帯の一部が重なる場合も含まれる。すなわち、噴射開始や噴射終了の時期がずれていても、一時的に並行に噴射されている場合も、同時に噴射されていることに含まれる。
搬送ロール12が搬送する第1の鋼材11のトップ部(下流側X1の端部)がセンサ16の検出位置に到達して以降、第1の鋼材11のボトム部(上流側X2の端部)がセンサ16の検出位置を通過するまで、センサ16は第1の鋼材11の存在を検出し続ける。第1の鋼材11のボトム部がセンサ16の検出位置を通過したとき、センサ16は第1の鋼材11が存在しないことを検出する。そこでセンサ16は、第1の鋼材11が検出位置を通過したことを通知する信号を制御部19に送信する。
制御部19は、第1の鋼材11を検出位置が通過した信号をセンサ16から受信したとき、鋼材用噴射機18から流体Fを噴射し終えるタイミングを演算する。言い換えると、制御部19は、第2制御を終了するタイミングを演算する。このタイミングは、噴射の開始タイミングと同様に、例えば、センサ16の検出位置から鋼材用噴射機18の噴射位置までの距離と、第1の鋼材11の搬送速度と、に基づいて演算される。
制御部19は、演算結果に基づいて鋼材用噴射機18に、噴射終了の信号を送信する。本実施形態では、鋼材用噴射機18の各弁22に、弁22を閉じる信号を送信する。
鋼材用噴射機18(第3噴射機18aおよび第4噴射機18b)は、制御部19からの噴射停止の信号を受信したとき、流体Fの噴射を停止する。このとき鋼材用噴射機18の弁22が閉じることで、鋼材用噴射機18からの流体Fの噴射が停止される。
ここで本実施形態では、圧延装置10では、搬送ロール12が第1の鋼材11を搬送した後、第2の鋼材11を搬送する前に、搬送ロール12およびサイドガイド15のうちの少なくとも一方に向けて流体Fを噴射する。すなわち、制御部19は、第1制御において、搬送ロール12が第1の鋼材11を搬送した後、第2の鋼材11を搬送する前に、機器用噴射機17に流体Fを噴射させる。
(1)鋼材用噴射機18が噴射し終えてから第1噴射機17aが噴射し始めるまでの時間
(2)第1噴射機17aが1回の噴射の際に噴射する時間
(3)第1噴射機17aが噴射し終えてから第2噴射機17bが噴射し始めるまでの時間
(4)第2噴射機17bが1回の噴射の際に噴射する時間
これらの各情報が記憶されている場合、制御部19が、第2制御を終了するタイミングを演算した後、その演算結果を用いて、第1噴射機17aおよび第2噴射機17bの噴射の開始および終了を演算することができる。なお上記各情報は、入力部140から入力されてもよい。
制御部19は、演算結果に基づいて機器用噴射機17(第1噴射機17aおよび第2噴射機17b)に、噴射開始、噴射終了の各信号を送信する。
機器用噴射機17は、制御部19からの噴射に関する各信号を受信したとき、流体Fの噴射を停止する。このとき機器用噴射機17の弁22を開閉することで、機器用噴射機17からの流体Fの噴射が開始したり停止したりする。
機器用噴射機17が、サイドガイド15に向けて流体Fを噴射する。したがって、サイドガイド15に付着した異物等(エプロン20に堆積した異物等)を効果的に除去することができる。
第1噴射機17aが第2サイドガイド15bに向けて流体Fを噴射させ、第2噴射機17bが第1サイドガイド15aに向けて流体Fを噴射させる。すなわち、各噴射機17a、17b、18a、18bが、その噴射機が設けられたサイドガイド15とは反対側のサイドガイド15に向けて流体Fを噴射する。これにより、液体をサイドガイド15の所望の位置に精度よく噴射させることができる。よって、サイドガイド15に付着した異物等を一層効果的に除去することができる。
なお本願発明者は、飛込み疵の発生位置を整理した結果、鋼材11の表面では、鋼材11のトップ部において飛込み疵の発生率が高くなっていた。そのため、第3噴射機18aが、鋼材11のトップ部に向けて流体Fを、加圧ロール13の直前で噴射することが好ましい。この種の異物等は、鋼材11が搬送されるときに、圧延装置10を構成する各種機器から落下することにより、鋼材11の表面に付着すると考えられる。
第3噴射機18aが、第4噴射機18bよりも上流側X2に向けて流体Fを噴射させる。したがって、鋼材11の表面に付着する異物等を鋼材11から効果的に除去することができる。
鋼材11が鋼板である。鋼板の両側縁(板幅方向の側面)がサイドガイド15に接触すると、異物等が発生し易い。そのため、機器用噴射機17による作用効果が顕著に奏功される。
この結果、第1噴射機17aおよび第2噴射機17bを用いない場合に比べて、飛込み疵全体の発生率を30%改善した。特に鋼材11の裏面におけるエッジ部の飛込み疵については75%改善された。
加圧ロール13がピンチロールでなくてもよく、加圧ロール13の下流側X1に捲取機30が無くてもよい。
第3噴射機18aが、第4噴射機18bよりも上流側X2に向けて流体Fを噴射させなくてもよい。第3噴射機18aおよび第4噴射機18bが、下流側X1から上流側X2に向けて流体Fを噴射させなくてもよい。第3噴射機18aおよび第4噴射機18bから鋼材11に流体Fが同時に噴射しなくてもよい。第3噴射機18aおよび第4噴射機18bの一方がなくてもよく、第3噴射機18aおよび第4噴射機18bの両方がなくてもよい。
第1噴射機17aと第2噴射機17bとが同時に噴射してもよい。第1噴射機17aおよび第2噴射機17bがサイドガイド15に設けられていなくてもよい。第1噴射機17aおよび第2噴射機17bが、搬送ロール12のみに向けて流体Fを噴射してもよい。第1噴射機17aおよび第2噴射機17bの一方がなくてもよい。
プロテクタ14や第1エプロン20a、第2エプロン20bがなくてもよい。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD-ROMなどの可搬媒体のことをいう。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」は、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスクなどの記憶装置を含む。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」には、サーバーやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。また、上記プログラムは、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。また、上記プログラムは、プログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。プログラマブルロジックデバイスは、例えば、FPGA(Field Programmable Gate Array)である。
さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。
11 鋼材
12 搬送ロール
13 加圧ロール
15 サイドガイド
15a 第1サイドガイド
15b 第2サイドガイド
16 センサ
17 機器用噴射機
17a 第1噴射機
17b 第2噴射機
18 鋼材用噴射機
18a 第3噴射機
18b 第4噴射機
19 制御部
30 捲取機
F 流体
Claims (12)
- 鋼材を搬送する搬送ロールと、
前記搬送ロールの下流側に配置され、前記搬送ロールが搬送した前記鋼材を加圧する加圧ロールと、
前記搬送ロール上に配置され、前記搬送ロールが搬送する前記鋼材の位置を調節するサイドガイドと、
前記搬送ロール上の前記鋼材の有無を検出するセンサと、
前記搬送ロールおよび前記サイドガイドのうち少なくとも前記搬送ロールに向けて流体を噴射する機器用噴射機と、
前記センサおよび前記機器用噴射機に接続された制御部と、を備え、
前記制御部は、前記センサの検出結果に基づいて、前記搬送ロール上に前記鋼材がない状態で、前記機器用噴射機から前記流体を噴射させる第1制御を実施する圧延装置。 - 前記制御部は、前記第1制御において、前記搬送ロールが第1の鋼材を搬送した後、第2の鋼材を搬送する前に、前記機器用噴射機に前記流体を噴射させる請求項1に記載の圧延装置。
- 前記機器用噴射機は、前記搬送ロールおよび前記サイドガイドに向けて前記流体を噴射する請求項1または2に記載の圧延装置。
- 前記サイドガイドは、前記搬送ロール上において、前記鋼材を挟む位置に配置された第1サイドガイドおよび第2サイドガイドを備え、
前記機器用噴射機は、
前記第1サイドガイドに設けられ前記第2サイドガイドに向けて前記流体を噴射する第1噴射機と、
前記第2サイドガイドに設けられ前記第1サイドガイドに向けて前記流体を噴射する第2噴射機と、を備え、
前記制御部は、前記第1制御において、前記第1噴射機から前記第2サイドガイドに向けて前記流体を噴射させ、前記第2噴射機から前記第1サイドガイドに向けて前記流体を噴射させる請求項3に記載の圧延装置。 - 前記制御部は、前記第1制御において、前記第1噴射機の噴射タイミングと前記第2噴射機の噴射タイミングとを異ならせる請求項4に記載の圧延装置。
- 前記搬送ロール上の前記鋼材に向けて流体を噴射する鋼材用噴射機を更に備え、
前記制御部は、前記鋼材用噴射機に接続され、前記センサの検出結果に基づいて、前記搬送ロール上に前記鋼材がある状態で、前記鋼材用噴射機に前記流体を噴射させる第2制御を更に実施する請求項1から5のいずれか1項に記載の圧延装置。 - 前記鋼材用噴射機は、
前記鋼材の表面に向けて前記流体を噴射させる第3噴射機と、
前記鋼材の裏面に向けて前記流体を噴射させる第4噴射機と、を備え、
前記制御部は、前記第2制御において、前記第3噴射機および前記第4噴射機から前記鋼材に前記流体を同時に噴射させる請求項6に記載の圧延装置。 - 前記第3噴射機および前記第4噴射機は、下流側から上流側に向けて前記流体を噴射させる請求項7に記載の圧延装置。
- 前記第3噴射機は、前記第4噴射機よりも上流側に向けて前記流体を噴射させる請求項8に記載の圧延装置。
- 前記鋼材を捲き取る捲取機を更に備え、
前記加圧ロールは、前記搬送ロールと前記捲取機との間に配置されたピンチロールである請求項1から9のいずれか1項に記載の圧延装置。 - 前記鋼材は鋼板である請求項1から10のいずれか1項に記載の圧延装置。
- 鋼材を搬送する搬送ロールと、
前記搬送ロールの下流側に配置され、前記搬送ロールが搬送した前記鋼材を加圧する加圧ロールと、
前記搬送ロール上に配置され、前記搬送ロールが搬送する前記鋼材の前記搬送ロール上での位置を調節するサイドガイドと、を備える圧延装置を運転する方法であって、
前記搬送ロールが第1の鋼材を搬送した後、第2の鋼材を搬送する前に、前記搬送ロールおよび前記サイドガイドのうち少なくとも前記搬送ロールに向けて流体を噴射する圧延装置の運転方法。
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