JPH0415512A - 帯材の平坦度測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、帯鋼板、薄板製品等の帯材の平坦度をその全
長にわたり連続的に測定する方法に関する。

［従来の技術］ 帯材、例えば帯鋼板等の板が連続的に進行するプロセス
（圧延工程等）中において、その板の平坦度を測定する
ことは、その形状２品質特性を保証する上で極めて重要
である。

帯鋼板の平坦度を測定する従来手段としては、例えば、
下記（ａ）〜（Ｃ）のようなものがある。

（ａ）巻き取られた帯鋼板（帯材）の一部を定盤上に巻
き戻し、その際、顕在化した板１の波打ち状態から、急
峻度α＝ｈ／Ｑｏまたは伸び率ε＝（Ｌ−Ｑ。）／Ｑｏ
を求める。なお、一般的にε＝π２・α２／４という近
似式が使用される。ここで、ＱＯ，Ｑｌ、ｈはそれぞれ
板１を定盤２上に置いた時に現われる波のピッチ、波の
弧長。

波高である。

（ｂ）帯鋼板が巻取状態にない先端部分または後端部分
ローラテーブル上を走行中にその顕在化された平坦度を
測定する〔例えば「鉄と鏑」第７４年（１９８８）第９
号第１１７〜１２３頁［熱間圧延用平坦度針の実用化」
参照］。

（ｃ）帯鋼板が張力を付与されながら進行している最中
に、進行方向への張力の幅方向分布を測定し、幅方向の
張力差から伸び率を演算する（特公昭４８−１８８６８
号等参照）。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、（ａ）の手段は、基本的には、定盤２上
で静的に板１の平坦度を測定するものであり、板１の進
行過程で平坦度を測定することは不可能であり、測定能
率が極めて悪い。アンコイラとコイラとの間に水平部分
を設けて連続的に測定する手段も考えられるが、板１の
踊りによる精度悪化や、テーブルとの摩擦による傷発生
等の問題が生じる。また、（ｂ）の手段は、板の踊りの
影響を無視できず、測定精度上限界がある。さらに、（
ｃ）の手段は、高い張力を板に付与する必要があるほか
、絶対値測定には向かないなどの問題がある。

本発明は、このような課題を解決しようとするもので、
帯材平坦度の絶対値を精度よく高速で且つ連続的に測定
できるようにして、帯材平坦度の全長測定による形状２
品質の全長保証を可能にした帯材の平坦度測定方法を提
供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の帯材の平坦度測定
方法は、帯材が連続的に進行するプロセス中に、該帯材
の平坦度を測定する測定領域を設けるとともに、該測定
領域の入側および出側に、該帯材の滑りを拘束する滑り
拘束手段を設け、該滑り拘束手段により前記測定領域の
出側前方および入側後方から前記帯材に作用する張力を
吸収して前記測定領域における前記帯材を無張力に近い
状態にし、該無張力の状態下で前記帯材の弾性と重力と
によって前記帯材に懸垂状態のループを生じさせ、前記
帯材のループ最下部近傍の近似円弧半径と該ループ最下
部の幅方向のループ高さ分布とを測定し、測定された前
記の近似円弧半径およびループ高さ分布とに基づいて前
記帯材の平坦度を測定することを特徴としている。

［作　　　用コ 上述した本発明の帯材の平坦度測定方法では、測定領域
内に進入した帯材は、滑り拘束手段によりこの帯材の前
後から作用する張力を吸収されて無張力状態になり、測
定領域内において懸垂ループを形成する。このような懸
垂ループ状態の帯材のループ最下部近傍の近似円弧半径
とループ最下部の幅方向のループ高さ分布とが測定され
、その測定結果に基づいて帯材の平坦度が測定される。

懸垂ループ状態では、帯材の平坦度は伸び率の差に比例
した曲げ半径の差となって顕在化するため、その半径お
よび半径の差（ループ高さ分布）を測定するという単純
な測定手順により、帯材平坦度の絶対値が連続的に測定
される。

［発明の実施例］ 以下、図面により本発明の一実施例としての帯材の平坦
度測定方法について説明すると、第１図は本方法を適用
された帯材進行プロセス中の平坦度測定領域の一例を示
す構成図、第２図はその平坦度測定領域の要部を示す側
面図、第３図は第２図のｍ−ｍ矢視断面図である。

第１図において、１は連続的に進行する帯鋼板（帯材）
、２はこの帯鋼板１の平坦度を測定するためにプロセス
中に設けられた平坦度測定領域、３Ａ、３Ｂはそれぞれ
平坦度測定領域２の入側および出側に設けられ帯鋼板１
の滑りを拘束する入側／出側滑り拘束手段である。入側
滑り拘束手段３Ａは、入側拘束ロール３ａ、３ｂ、押え
ロール３Ｃおよびピンチロール３ｄの４つのロールから
構成されるとともに、出側滑り拘束手段３Ｂも、はぼ同
様に、出側拘束ロール３ｅ、３ｆ、押えロール３ｇおよ
びピンチロール３ｈから構成されている。入側拘束ロー
ル３ａ、３ｂは、後方から帯鋼板１に作用する張力を吸
収するためのものであり、出側拘束ロール３ｅ、３ｆは
、前方から帯鋼板１に作用する張力を吸収するためのも
のである。また、押えロール３ｃ、３ｇは、ループの安
定性を保つべく帯鋼板１に当接するものであり、ピンチ
ロール３ｄ、ａｈは、それぞれ、後方、前方からの張力
を完全に吸収するために拘束ロール３ｂ。

３ｆとの間に帯鋼板１を挾み込むように設けられたもの
である。

このような滑り拘束手段３Ａ、３Ｂの拘束ロール３ａ、
３ｂ；３ｅ、３ｆにより、平坦度測定領域２に進入して
くる帯鋼板１は、後方および前方から作用する張力を吸
収され、これらの拘束手段３Ａ、３Ｂの相互間の平坦度
測定領域２において、帯鋼板１は、無張力に近い状態に
なり、この無張力の状態下で帯鋼板１の弾性と重力とに
よって懸垂状態のループを形成する。

なお、上述のような懸垂ループ形成時には、入側および
出側の拘束ロール３ｂおよび３ｆは揃速制御運転され、
且つ、ループ高さＨが適正な値を保つような修正制御が
どちらかの拘束ロール３ｂ。

３ｆの回転速度制御系に施されるとともに、ループ高さ
Ｈは、適正な近似円弧半径ｒが得られるような値に設定
される。

一方、第１〜３図において、４Ａ〜４Ｅはそれぞれ帯鋼
板１のループ最下部近傍の位置Ａ−Ｅまでの距離を測定
する測距計で、これらの各測距計４Ａ〜４Ｅからの計測
結果に基づいて、演算部（図示せず）により各位置Ａ−
ＥのＸｙｙ座標（座標系は第２図参照）が求められ、そ
の座標値から帯鋼板１のループ最下部近傍の近似円弧６
の中心位置ＯのＸ＋ｙ座標（ｘｏ、ｙ、）が求められて
、近似円弧６の半径ｒが測定されるようになっている。

なお、上述のごとく、半径ｒを測定するに際しては、位
置Ａ−Ｃの３点のｘ、ｙ座標を用いてもよいし、また、
点Ａ−Ｅの代わりに点Ａ′〜Ｅ′を用いてもΔｒに比し
て半径ｒが大きいので問題はない。

また、５は帯鋼板１のループ最下部の幅方向（第３図の
２軸方向）のループ高さ分布Δｒ　（ｚ）を測定するた
めのループ高さ分布測定器（距離分布測定器）である。

なお、このループ高さ分布測定器５は、実際には測定器
５から帯鋼板１までの距離ｆｌｙ（ｚ）を測定すること
になる。また、Δｒ　（ｚ）は、連続的に測定しても、
適当な間隔で離散的に測定してもよい。

上述の構成により、滑り拘束手段３Ａ、３Ｂにより、平
坦度測定領域２内の帯鋼板１に、安定したループを形成
させながら、ループ最下端近傍の近似円半径ｒとループ
最下端部分における幅方向の曲げ半径差分布Δｒ　（ｚ
）とを測距計４Ａ〜４Ｅおよびループ高さ分布測定器５
により測定し、通常はΩＶ（Ｚ）の最小値を基準とした
Δｒの最大値Δｒ□１．により、伸び率Ｅ＝Δｒ　、ｚ
　／　ｒを求め、また、Δｒ０、の発生部位により、後
述するごとく中伸び、耳伸び等の伸びの種類が判定され
る。

ところで、上述のととく無張力に近い状態を懸垂ループ
によってつくることは、下記の、■のような利点がある
。

■水平状態で無張力状態をつくるための支持（ローラ）
テーブル等が不要になること、並びに、その支持テーブ
ル等による傷発生を防止できる。

■水平、垂直、傾斜等の直線状態では、平坦度は波状に
なって顕在化するため、波の形状を測定するという複雑
な測定方式を採る必要があるほか、板（帯材）の踊りに
よる誤差が発生するという欠点があるのに対し、懸垂ル
ープでは、帯鋼板１を曲げることにより、その平坦度は
伸び率の差に比例した曲げ半径の差となって顕在化する
ため、その半径および半径の差を測定するという単純で
且つ安定した測定方式を採れる。

伸び率の差が小さい時に曲げ半径が小さいと、伸び率の
差による半径の差が現われ難いという欠点もあるが、伸
び率測定の所望範囲により、ループの形状を適宜変えら
れるようにしておけば対応可能である。なお、直線の場
合つまり曲げ半径が無限大の場合が感度が一番よいため
、静的に測定する際には、直線（水平定盤上）で測定す
ることが望ましい。

前述した項目■について、より詳細に以下に説明する。

帯鋼板１の平坦性形状は、幅方向（Ｚ軸方向）の伸びの
違いにより変化する。幅方向に一様な伸びの板は一様に
平坦な板になり、幅方向中心部の伸びが他の部分よりも
大きな板は「中伸び」と呼ばれ、第４図（ｂ）に示すよ
うに、中心部に波打ち現象が現われる。また、幅方向両
端部の伸びが他の部分よりも大きな板は「耳伸び」と呼
ばれ、第４図（ｃ）に示すように、両縁部に波打ち現象
が現われる。

この他、第４図（ｄ）に示すように、幅方向左右に伸び
の差があるものは「片伸び」と呼ばれ、板平面内で曲が
りが生じる。ｒ中伸び」、「耳伸び」の程度を表す指標
として、第４図（ａ）に示すごとく、急峻度α、伸び率
Ｅが用いられる。

伸びが幅方向に一様でない帯鋼板１を半径ｒの円弧状に
曲げると、第２図に示すように、帯鋼板１の伸びのある
部分１ｂは、他の部分１ａに比べて大きな円弧を描き、
その半径をｒ＋Δｒとすると、その伸び率εはΔｒ／ｒ
となり安定した形状になる。即ち、第２図の■−■断面
（第３図参照）における帯鋼板１の幅方向の断面形状は
、第５図（ａ）〜（ｄ）に示すごとくなる。第５図（ａ
）は正常な断面形状を、第５図（ｂ）は中伸びの断面形
状を、第５図（ｃ）は耳伸びの断面形状を、第５図（ｄ
）は片伸びの断面形状を示している。このような各断面
形状の状態は、帯鋼板１が長手方向に進行しても曲げの
状態をほぼ一定に保つことにより、安定的に保持される
ので、半径ｒおよびその変化分（半径の差）△ｒを測定
すれば、帯鋼板１の進行に伴って連続的に伸び率εを求
めることができる。

この場合の半径ｒの適正範囲は、Δｒの測定精度と伸び
率εの所望測定範囲とによってほぼ決まるが、急峻度α
を０．１〜２．５％（伸び率εで２Ｘ１０−’〜５Ｘ１
０−”％程度）の範囲で測定するとして、Δｒの測定精
度が１０μｍ程度であれば、ｒの値は１〜５ｍ程度の範
囲にあれば急峻度αの精度０．１％以内で測定可能であ
る。

このような適正範囲の半径ｒを帯鋼板１に形成させるに
は、ロールに巻き付ける手段も考えられるが、半径の大
きなロールが必要なこと、ロールに巻き付けた状態で張
力を最少限に抑える機構が複雑になるなどの欠点がある
。

そこで、本発明では、上述のごとく懸垂状態のループを
つくることにより、張力も少なく、また比較的小さなス
ペースで部分的に大きな半径ｒの近似円弧６が得られる
ようになっている。また、この本発明の方法では、帯鋼
板１の厚さと曲げ弾性とに対して適正なループ高さＨを
選ぶことにより、適正な近似円弧６を実現できる自由度
もある。

このような本実施例の方式に対し、第４図（、）〜（ｄ
）に示すような平面を直線上に進行させる方式（実際に
熱延では多く用いられる方式）を考えると、波状になっ
た面が移動するため、２次元形状の測距計が必要となる
上に、直線状態を維持するためのローラテーブルなどに
板が当たって波の状態の変化が起こりやすいこと、また
そのために板の踊りが発生し形状測定が難しくなること
、ローラテーブル等への接触による傷が発生しやすいこ
と等、薄板製品の形状品質保証のための装置としては、
不適当な要因が多く、その解決も困難である。

また、前述した張力分布を測定する方式〔従来技術（ｃ
）として説明した方式〕は、適当な張力をかける装置、
全体張力を精密に測定する装置、張力分布を測定する装
置が必要であり、場合によっては、ヤング率を測定する
装置、板厚を測定する装置等が必要になって、装置の構
成が複雑になり、それに伴って装置に要する費用も多大
なものとなるので、圧延機における形状制御のように張
力付与のもとで測定しなければならない場合を除き、必
ずしも適当な方式であるとは言い難い。

以上のように、本実施例の帯材の平坦度測定方法によれ
ば、帯鋼板１に損傷を与えることなく、帯鋼板１の平坦
度の絶対値を精度よく高速で且つ連続的に測定でき、帯
鋼板１の平坦度の全長測定により、製品（表面処理材を
含む薄板製品）の形状。

品質が全長に亘って保証されるのである。

なお、上記実施例では、第１図に示すように、帯鋼板１
にコサイン状のループを形成させているが、このコサイ
ン状のループは、比較的大きな近似円弧半径ｒを得るこ
とができるが、ループ高さＨを変えて半径ｒの範囲を大
きく変えるにはあまり適切なものとは言えない。そこで
、第６図に示すような平坦度測定領域２Ａを用いてルー
プを形成することによって、近似円弧６の半径ｒの範囲
を大きく変えることが可能になる。この場合、押えロー
ル３ｃ、３ｇの位置を適当に移動させることにより、第
１図に示すようなコサイン状のループを形成することも
可能である。

また、ループ高さ分布測定器５による測定値μｖ　（ｚ
）を１０μｍ程度の精度で測定する必要があるため、帯
鋼板１とループ高さ分布測定器５との距離をできる限り
近接させる必要があるが、そのため、第６図に示すよう
に、ループ高さＨに応じてループ高さ分布測定器５のｙ
軸方向位置を送りテーブル７により変更可能にしてもよ
い。

さらに、第１図および第６図に示すいずれの平坦度測定
領域２，２Ａにおいても、帯鋼板１の通板時に、計測機
器４Ａ〜４Ｅ、５をライン外に退避させて帯鋼板１の損
傷を防止することもある。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明の帯材の平坦度測定方法に
よれば、測定領域内において、帯材を、滑り拘束手段に
よりほぼ無張力の懸垂ループ状態にしてから、帯材のル
ープ最下部近傍の近似円弧半径とループ最下部の幅方向
のループ高さ分布とを測定し、その測定結果に基づいて
帯材の平坦度を測定するようにしたので、帯材平坦度の
絶対値を精度よく高速で且つ連続的に測定でき、帯材平
坦度の全長測定による形状９品質の全長保証を実現でき
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１〜６図は本発明の一実施例としての帯材の平坦度測
定方法を示すもので、第１図は本方法を適用された帯材
進行プロセス中の平坦度測定領域の一例を示す構成図、
第２図はその平坦度測定領域の要部を示す側面図、第３
図は第２図の■−■矢視断面図、第４図（ａ）〜（ｄ）
は平坦性の代表的な例を示す図、第５図（ａ）〜（ｄ）
は各種伸びの状態での帯材の幅方向断面形状を示す図、
第６図はその平坦度測定領域の変形例を示す構成図であ
る。 図において、１−帯鋼板（帯材）、２，２Ａ−平坦度測
定領域、３Ａ−人側滑り拘束手段、３　Ｂ　−出側滑り
拘束手段、３ａ、３ｂ−入側拘束ロール、３ｃ−押えロ
ール、３ｄ−ピンチロール、３ｅ。 ３ｆ−出側滑り拘束手段、３ｇ＝押えロール、３ｈ−−
−ビンチロール、４Ａ〜４Ｅ−測距計、５−ループ高さ
分布測定器、６−近似円弧、７−送りテーブル。 特許出願人　株式会社　神戸製鋼所

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 帯材が連続的に進行するプロセス中に、該帯材の平坦度
   を測定する測定領域を設けるとともに、該測定領域の入
   側および出側に、該帯材の滑りを拘束する滑り拘束手段
   を設け、該滑り拘束手段により前記測定領域の出側前方
   および入側後方から前記帯材に作用する張力を吸収して
   前記測定領域における前記帯材を無張力に近い状態にし
   、該無張力の状態下で前記帯材の弾性と重力とによって
   前記帯材に懸垂状態のループを生じさせ、前記帯材のル
   ープ最下部近傍の近似円弧半径と該ループ最下部の幅方
   向のループ高さ分布とを測定し、測定された前記の近似
   円弧半径およびループ高さ分布とに基づいて、前記帯材
   の平坦度を測定することを特徴とする帯材の平坦度測定
   方法。