JPH09257458A - 連続熱間圧延における圧延材接合部板端形状測定方法 - Google Patents

連続熱間圧延における圧延材接合部板端形状測定方法

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JPH09257458A
JPH09257458A JP8062694A JP6269496A JPH09257458A JP H09257458 A JPH09257458 A JP H09257458A JP 8062694 A JP8062694 A JP 8062694A JP 6269496 A JP6269496 A JP 6269496A JP H09257458 A JPH09257458 A JP H09257458A
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彰二 村山
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱間仕上げ圧延設備に既設の検出器から得ら
れる信号を利用して、圧延材接合部の板端形状をオンラ
インで早期に計測し、安定操業を達成する。 【解決手段】 仕上げ圧延機最終スタンドの圧延荷重、
仕上げ圧延機出側の板厚、板幅、板温度等の熱間仕上げ
圧延設備で得られる圧延状態検査信号から、圧延材接合
部14の通過時刻t1 、t2 を求め、該通過時刻と板幅
位置の検出信号とに基づいて、圧延材接合部14の開口
寸法l1 、l2 を求める。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、連続熱間圧延にお
ける圧延材接合部板端形状測定方法に係り、特に、スラ
ブ等の鋼片を複数本連続的に圧延する鋼片の熱間熱間圧
延に際して、鋼片同士の接合部板端形状を測定して、接
合及び連続圧延の良否を監視する際に用いるのに好適
な、連続熱間圧延における圧延材接合部板端形状測定方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、鋼片の熱間圧延ラインでは、圧延
すべき鋼片を一本ずつ加熱、粗圧延、仕上げ圧延して、
所望の厚さになる熱間圧延板に仕上げられていたが、こ
のような圧延方法では、仕上げ圧延での圧延材の噛み込
み不良によるラインの停止が避けられず、又、圧延材の
先後端形状不良に起因した歩留り低下も著しい不利があ
った。
【0003】このため、最近では、仕上げ圧延に先立っ
て、圧延すべき先行鋼片の後端部と後行鋼片の先端部を
つなぎ合わせ、これを熱間圧延ラインに連続的に供給し
て圧延する連続熱間圧延方法が採用されるようになって
きた。
【0004】鋼片同士の接合方法としては、比較的短時
間で接合を終了させるため、交番磁界発生コイルを用い
た誘導加熱による圧接法が考案され、実用化されてい
る。この方法では、交番磁界の印加によって、鋼片面に
渦電流が誘発され、この誘発された渦電流によって誘導
加熱が生じることになるが、板幅方向の両端部の外側
は、鋼片が存在しない不連続境界となるため、板中央部
とは加熱状態が異なり、板幅方向端部の温度上昇は板中
央部と比較して低くなる。
【0005】このような板幅方向の温度不均一性を改善
し、全幅に亘って接合するために、磁界の発生を均一化
すると共に、接合条件、例えば先行、後行鋼片を付き合
わせる際の圧力や、付き合わせ移動距離(アップセット
量)を適正化する対策が施されている。しかし、条件に
よっては、圧接による接合が不安定な部分を生じたり、
板幅方向端部から中央部に向って、ある長さ分の未接合
の領域が発生することもある。
【0006】このような部分が発生した場合、仕上げ圧
延により板厚が薄くされると、図1に示すような口開き
部16が、先行鋼片10と後行鋼片12の接合部14の
両端に発生することになる。
【0007】従来、この口開き部16の形状は、熱間圧
延ラインで圧延コイルに巻取った後、別のラインに搬送
し、巻戻しを行って接合部分を抽出して、目視検査や画
像計測、メジャー等による実測が行われ、この形状測定
量を基に、接合条件の最適化や条件変更時の監視を行っ
ていた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに一々巻戻しを行って測定する方法では、巻戻しの負
荷があるだけでなく、測定にも時間がかかることから、
連続的に接合する場合には、早期に接合装置の条件設定
へ反映することが困難であるという問題点を有してい
た。
【0009】本発明は、前記従来の問題点を解消するべ
くなされたもので、連続圧延における接合部に生じる板
端口開き部の形状を、圧延直後にオンラインで測定し
て、接合状況を早期に接合行程へ反映させることを課題
とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、先行圧延材の
後端部と後行圧延材の先端部を接合した後、熱間仕上げ
圧延設備に送給して連続的に仕上げ圧延する連続熱間圧
延において、前記熱間仕上げ圧延設備で得られる圧延状
態検出信号から、圧延材接合部の通過時刻を求め、該通
過時刻と、板幅位置の検出信号とに基づいて、圧延材接
合部の開口寸法を求めるようにして、前記課題を解決し
たものである。
【0011】又、前記圧延状態検出信号を、板幅位置
と、仕上げ圧延機最終スタンドの圧延荷重、仕上げ圧延
機出側の板厚、板温度の少くともいずれか1つとを含む
ものとしたものである。
【0012】実際に接合部分を圧延すると、仕上げ圧延
制御のために利用されている各種計測機器、例えば圧延
荷重計、板厚計、板幅計、板温計により測定される接合
部分の検出信号が変化していることがわかり、その信号
変化を実測することにより、接合部の通過時刻や開口形
状が定量化できることが判った。そこで、本発明では、
各種計測機器、例えば圧延荷重計、板厚計、板幅計、板
温度計等の検出信号から、接合部の通過時刻を求め、該
通過時刻と板幅計による板幅位置の検出信号に基づい
て、接合部の開口寸法を求めるようにしたものである。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施形態を詳細に説明する。
【0014】本発明の実施に適した連続熱間圧延設備の
一例を図2に示す。図2の設備では、粗圧延機20の出
側と仕上げ圧延機22の入側の間に接合装置24が配置
され、先行鋼片の後端と後行鋼片の先端を接合すること
により、連続的に仕上げ圧延が実施される。接合装置2
4で接合された鋼片は、順次仕上げ圧延機22で圧延さ
れ、ストリップ18となる。このストリップ18は、板
厚計26及び板幅計28を通過することにより、その板
厚と板幅が実測される。ストリップ18は、更に、適当
な箇所において、切断機30で切断され、巻取装置32
によって巻取られて製品コイルとなる。
【0015】図3は、前記板厚計26により実測された
接合部の板厚変動チャートと、前記板幅計28より実測
された接合部の板幅変動チャートの一例を示す。図3の
下段に示す板幅変動チャートは、板幅両端部の位置を、
別々のラインセンサで計測し、板幅に換算して出力した
結果であるので、その基になる板幅両端それぞれの位置
信号が、板端形状を反映している。
【0016】図3上段の板厚変動チャートに示した如
く、接合部で板厚変動が生じるのは、例えば接合によっ
て盛上ったバリを研削したために表面が削られて板厚が
薄くなるためであるが、板厚計26がX線を利用したも
のである場合には、接合部分が他の場所よりも高温であ
るため、測定に用いるX線の吸収係数が異なってしまう
ことによる影響も含まれている。
【0017】以上のように、板厚や板幅の変動チャート
の最小部分が、ほぼ接合部に対応することが、オフライ
ン的に確かめられているので、板厚計26や板幅計28
の生信号である板端位置の信号をそれぞれ処理すること
で、接合部の板厚計通過時刻t1 及び板幅計通過時刻t
2 を求めることができる。
【0018】又、板厚計26と板幅計28の設置位置か
ら、通過時刻t1 、t2 の測定位置間の距離L[m]が
予めわかっているので、次式に示す如く、上記の通過時
刻t1 とt2 の差から、該距離Lを通過するのに要する
時間Δt[秒]が算出される。
【0019】Δt=t2 −t1 …(1)
【0020】従って、前記距離L及び通過時間Δtか
ら、板速度V[m/秒]が、次式により得られる。
【0021】V=L/Δt …(2)
【0022】図4は、板幅計28の一方のラインセンサ
による片側の板端位置変動の出力例を示したものである
が、口開き形状の代表的なパラメータである開口長さl
1 と開口幅l2 は、次のようにして求めることができ
る。
【0023】即ち、板端位置が変化して減少し始める口
開き開始時刻をts とし、(時刻t2 で)最少となった
後、再び増加して定常的になった口開き終了時刻をte
とすると、口開き部が板幅計28を通過するのに要した
時間tw は、次式で求められる。
【0024】tw =te −ts …(3)
【0025】従って、(2)、(3)式を用いることに
より、開口幅l2 は、次式で求められる。
【0026】 l2 =V・tw ={(te −ts )/(t2 −t1 )}×L …(4)
【0027】一方、開口長さl1 は、板幅計28のライ
ンセンサ出力値、又は、該ラインセンサ出力値から検量
線等を用いて求めた補正値により、直接求めることがで
きる。
【0028】以上は、板幅方向片側の板端の口開き部の
測定方法について説明したが、もう一方の側について
も、その板端位置を検出している板幅計28のラインセ
ンサ出力値と、板厚計26による接合部通過時刻t1 を
用いて、同様の演算により求めることができる。なお、
板幅の両側端部の口開き部の形状を測定するのが好まし
いが、口開き部の形状が板の中心線に関して対称とみな
せる場合等、一方端部の形状が他方端部の形状も代表し
ていると考えられる場合には、片側のみ測定して、他方
の測定を省略することも可能である。
【0029】図5は、本発明を実現するための装置の具
体的構成例を示す。図5において、板厚計26と板幅計
28の両端部からの生信号は、アナログ/デジタル(A
/D)変換器40を通してマイクロコンピュータ42に
転送される。一方、トラッキング信号等は、制御演算機
44からマイクロコンピュータ42へ送られる。マイク
ロコンピュータ42では、これらの信号を基にして、t
1 、t2 、ts 、te等の算出を高速で行って、接合部
両端部の開口長さl1 、開口幅l2 を求めて、出力装置
46に出力する。
【0030】具体的には、板厚計26と板幅計28の両
端部それぞれの生信号の合計3つの信号を、A/D変換
器40で高速A/D変換して、マイクロコンピュータ4
2にデータを転送して入力する。これら生信号には高周
波ノイズ成分が含まれるので、例えば、帯域を決めたバ
ンドパスフィルタリングをソフトウェアで行うことがで
きる。
【0031】データの取込みは、圧延中常時行っている
と記憶容量が膨大になるので、接合部が板厚計26及び
板幅計28に到達するおよその時刻を予想して、その時
刻から一定の時間の間のみ取込むようにすることができ
る。
【0032】この予想時刻は、次のようにして決める。
通常、接合部の位置は、接合後、どのタイミングで何処
を通過するか、制御演算機44でトラッキング演算され
ている。これは、接合時の位置を基本にして、圧延機入
側のメジャリングロール(図示省略)による測定や、圧
延ロールの周速、先進率等を加味して推定するもので、
圧延制御上も重要な情報となっている。従って、この情
報を基にして、例えば板厚計信号は、仕上げ圧延機最終
第iスタンドの1つ手前の第i−1スタンドに接合部が
噛み込むと予想される時刻t0 i-1 用いて、次式の時間
tの間のみ取込む。
【0033】 t0 i-1 +α1 <t<t0 i-1 +α2 …(5)
【0034】ここで、α1 、α2 は、トラッキング予想
誤差や仕上げ出側板速等を考慮して、安全を見込んだ値
として予め決めておくことができる。
【0035】一方、板幅計信号は、最終第iスタンドに
接合部が噛み込むと予想される時刻t0 i を用いて、次
式の時間tの間のみ取込む。
【0036】 t0 i +β1 <t<t0 i +β2 …(6)
【0037】ここで、β1 、β2 は、α1 、α2 と同様
に予め設定しておく。
【0038】マイクロコンピュータ42入側のバンドパ
スフィルタにより処理された信号は、順次、時系列的に
比較されて、最少となる時刻を探すことにより、まず板
厚計通過時刻t1 及び板幅計通過時刻t2 が求められ
る。
【0039】次に、口開き開始時刻ts 及び口開き終了
時刻te を算出するために、板幅計通過時刻t2 の時刻
から順次前と後に信号を比較していき、ぞれぞれの信号
の変化が、予め設定した所定値以下となる時刻を探せば
よい。
【0040】以上の演算処理は、高速のマイクロコンピ
ュータ42によりソフトウェア的に行うことができる。
【0041】以上のようにして求められた開口寸法l1
、l2 の値を、ストリップを巻取った後に実測した値
と比較したところ、それぞれプラスマイナス8mm、プ
ラスマイナス10mmの誤差で一致していることが確か
められた。従って、これらの値を基にして、接合状況の
早期把握を行って、接合の安定化に役立てることができ
た。
【0042】本実施形態では、板厚計通過時刻t1 や板
幅計通過時刻t2 等の値が高精度に求められるので、こ
れらの値により、演算によるトラッキングを補正するこ
とも可能である。
【0043】なお、前記説明では、板厚計26が板幅計
28よりも上流側に配置されていたが、板幅計と板厚計
の配置関係はこれに限定させず、板幅計28が板厚計2
6よりも上流側に配置されていても本発明は同様に適用
することができる。
【0044】又、本実施形態においては、開口幅l2 を
得るための板幅計28の通過時刻t2 を通過時間Δtの
算出に用いているので、構成が簡略である。なお、通過
時間Δtを求める方法はこれに限定されず、例えば仕上
げ圧延機22の最終第iスタンドの圧延荷重計の出力
や、仕上げ圧延機22出側の仕上げ出側温度計の出力を
利用して、これらのいずれかと板幅計28の通過時刻t
2 により通過時間Δtを算出したり、あるいは、板幅計
28の通過時刻t2 を用いることなく、他の2点の通過
時刻から通過時間Δtを求めることも可能である。
【0045】なお、前記説明では、本発明が鋼板の圧延
に適用されていたが、本発明の適用対象はこれに限定さ
れず、他の金属板の圧延にも同様に適用できることは明
らかである。
【0046】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
仕上げ圧延設備に既設の板厚計や板幅計等を利用して、
接合部の板端形状を計測することができるので、安いコ
ストで重要なプロセス情報を早期に得ることができる。
【0047】又、接合の安定化に有用な情報を早期に得
て、連続圧延機本来の目的である薄厚の鋼板の安定通板
に役立てることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】連続熱間圧延における先行鋼片と後行鋼片の接
合部の板端形状を模式的に示す平面図
【図2】本発明を実施するのに適した連続熱間圧延設備
の一例の構成を示す線図
【図3】本発明の原理を説明するための、接合部板厚変
動チャート及び板幅変動チャートの一例を示す線図
【図4】同じく片側の板端位置変動チャートの一例を示
す線図
【図5】本発明を実施するための装置構成の例を示すブ
ロック線図
【符号の説明】
10…先行鋼片 12…後行鋼片 14…接合部 16…口開き部 18…ストリップ 20…粗圧延機 22…仕上げ圧延機 24…接合装置 26…板厚計 t1 …板厚計通過時刻 28…板幅計 t2 …板幅計通過時刻 40…アナログ/デジタル(A/D)変換器 42…マイクロコンピュータ Δt…通過時間 V…板速度 ts …口開き開始時刻 te …口開き終了開始 tw …口開き部通過時間 l1 …開口長さ l2 …開口幅 44…制御演算機
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村山 彰二 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者 新田 純三 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】先行圧延材の後端部と後行圧延材の先端部
    を接合した後、熱間仕上げ圧延設備に送給して連続的に
    仕上げ圧延する連続熱間圧延において、 前記熱間仕上げ圧延設備で得られる圧延状態検出信号か
    ら、圧延材接合部の通過時刻を求め、 該通過時刻と、板幅位置の検出信号とに基づいて、圧延
    材接合部の開口寸法を求めることを特徴とする連続熱間
    圧延における圧延材接合部板端形状測定方法。
  2. 【請求項2】請求項1において、前記圧延状態検出信号
    が、板幅位置と、仕上げ圧延機最終スタンドの圧延荷
    重、仕上げ圧延機出側の板厚、板温度の少くともいずれ
    か1つとを含むことを特徴とする連続熱間圧延における
    圧延材接合部板端形状測定方法。
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