JPH102730A - ストリップの板厚分布測定方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ストリップの板プロフィールを正確に認識す
るとともに、板厚自動制御での使用に耐える高応答性を
得て、かつ安価な設備費で板プロフィール測定を行う。 【解決手段】 板厚計１１，１２を被測定ストリップ１
０が走行する圧延ラインに配設して、走行するストリッ
プの幅方向の板厚を計測し、計測した板厚に基づいてス
トリップの板プロフィールを測定するストリップの板厚
分布測定方法において、ストリップの長手方向の板厚偏
差を、ストリップの幅方向の異なる位置に配設された板
厚偏差計１３〜１６でそれぞれ測定し、演算部１７がこ
れら板厚偏差に基づいて、測定されたストリップの板プ
ロフィールを連続的に補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ストリップの板厚
分布測定に関し、例えば熱間圧延ラインを走行する金属
等のストリップの幅方向の板厚分布を測定するストリッ
プの板厚分布測定方法及びその装置に関する。

【０００２】

【関連する背景技術】従来、金属板製品の寸法品質の一
つの重要な因子には、幅方向の板厚分布（以下、「板プ
ロフィール」という）がある。特に近来では、製品の薄
肉高強度化に伴い、圧延材の板厚精度に対する要求が高
まっており、板プロフィールの適正化が必要となってい
る。この板プロフィールは、製品品質としてだけでな
く、圧延ライン・精製ライン（圧延後のスリッター、レ
ベラー等の工程）の操作性にも大きな影響を及ぼす要因
となるので、ストリップを適正な寸法の板プロフィール
になるように管理する必要があった。

【０００３】このように、従来は、板プロフィールの適
正化を図って、板厚を高精度に制御する必要性から、一
般的にはこの板プロフィールを決定するプロセスである
圧延ラインで板プロフィールの制御が行われている。こ
の板プロフィールの制御としては、ストリップの厚さ方
向に圧縮加工を加えながら板厚を減少させる圧延ロール
の出口側で、板プロフィールを即座に測定し、この測定
結果を用いてフィードバック制御や学習制御等を行っ
て、板厚精度の向上を図っている。

【０００４】実際の運用ラインの板プロフィール測定に
おいては、製品ストリップへの傷や汚れの付着を避ける
ため、非接触式の板厚計を複数台用いて、幅方向の板厚
分布を測定する。例えば、金属の熱間圧延ラインでは、
高温で比較的板厚の厚いストリップを精度良く測定する
必要があるので、通常Ｘ線或いはγ線等の放射線板厚計
が使用されている。

【０００５】従来の板厚分布測定方法には、上述した板
厚計を２台使用し、一方を被測定ストリップの板幅の中
央部に固定配置し、他方を上記ストリップの幅方向に走
査しながら板厚を測定して両測定値の差から板プロフィ
ールを測定するものがあった。この方法では、移動式の
板厚計で板幅全面を連続的に走査するので、幅方向の板
厚分布を連続した形状として捉えることができた。

【０００６】また、この他の板厚分布測定方法には、上
記幅方向に多数の板厚計を配置し、それぞれの板厚の測
定値に基づいて板プロフィールを推定するものがあっ
た。なお、この方法では、通常配置される板厚計は、板
幅の中央部と両端部の３台である。この方法では、スト
リップの長手方向の板厚を連続して測定しているので、
測定値のサンプリング周期が短くなるという利点があっ
た。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前者の板厚
分布測定方法では、板厚分布を連続形状として捉えられ
るが、板厚計の走査のために相当の時間を要するので、
サンプリング周期が長くなり、フィードバック制御のた
めの充分な応答速度を得ることができないという問題点
があった。さらに、この方法では、板厚計の走査の間に
ストリップが長手方向に走行するため、測定した板厚分
布がある瞬間における圧延ロール直下の板断面のプロフ
ィールではなく、ストリップを斜めに測定した板厚計実
測値となるので、圧延時におけるプロセスの状態値との
対応が取りづらいという問題点があった。

【０００８】後者の板厚分布測定方法では、サンプリン
グ周期は短くなるが、板厚計配置位置が板プロフィール
の特異形状点であり、全板断面の代表値として使用でき
ない恐れがあった。また、この方法では、板厚計配置位
置以外の位置にプロフィール特異点が発生した場合、対
応した制御ができない等の不都合が生じる。そこで、配
置する板厚計の台数を、例えば５台以上に増やすこと
で、上記特異点の検出漏れの危険性を低減することも考
えられるが、板プロフィールの不連続性を完全に解消す
ることができないという問題点があった。また、この方
法で通常使用されるＸ線或いはγ線の放射線板厚計は高
価であり、配置台数が増加すると設備費が大幅に増加す
るので、実用的でないという問題点があった。

【０００９】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、ストリップの板プロフィールを正確に認識すること
ができる板厚分布測定方法及びその装置を提供すること
を目的とする。また、本発明の他の目的は、板厚自動制
御での使用に耐える高応答性を得る板厚分布測定方法及
びその装置を提供することにある。

【００１０】さらに、本発明の他の目的は、安価な設備
費で板厚分布を測定する板厚分布測定方法及びその装置
を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、少なくとも走査型板厚計を含む板厚計
測手段を被測定ストリップが走行する走行ライン（例え
ば熱間圧延ライン等）に配設して、該走行する被測定ス
トリップの幅方向の板厚を計測し、該計測した板厚に基
づいて前記ストリップの板厚分布を測定するストリップ
の板厚分布測定方法において、前記走行ラインを走行す
る前記ストリップの長手方向の板厚変化量（板厚偏差）
を、該ストリップの幅方向の異なる位置でそれぞれ測定
し、前記各位置で測定された板厚偏差に基づいて、前記
測定されたストリップの板厚分布のデータを連続的に補
正し、該ストリップの長手方向同一位置での板厚分布を
求める。

【００１２】請求項２，３では、走行ラインを走行する
被測定ストリップの幅方向の板厚を、例えば板幅中央に
固定配置した板厚計と上記幅方向に走査される走査型板
厚計とを含む板厚計測手段で計測し、これら計測した板
厚測定値の差に基づいて前記ストリップの板厚分布を測
定するストリップの板厚分布測定装置において、前記被
測定ストリップの板幅に対応して、板プロフィール制御
評価位置にそれぞれ配設され、該各位置での前記ストリ
ップの板厚偏差を測定する板厚偏差計からなる板厚偏差
測定手段と、前記各位置で測定された板厚偏差に基づい
て、前記測定されたストリップの板厚分布のデータを連
続的に補正し、該ストリップの長手方向同一位置での板
厚分布を求める演算部からなる補正手段とを備え、これ
ら板厚計からの板厚測定値の差から測定した板プロフィ
ールの値に対して、各板厚偏差計配設位置での長手方向
の（時間的）板厚変化分を用いて、長手方向同一位置で
の板プロフィールの値に修正するとともに、修正した板
厚偏差計配設位置での修正量あるいは修正割合に応じ
て、偏差計による測定位置相互間の位置における板プロ
フィールの値を連続的に補正する。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明に係るストリップの板厚分
布測定方法及びその装置を図１乃至図４の図面に基づい
て説明する。図１は、本発明に係るストリップの板厚分
布測定方法を用いた装置の構成の一例を示す構成図であ
る。図１では、板厚分布測定装置が、例えば金属の熱間
圧延ラインの出口側付近に設置された場合を示してい
る。

【００１４】図において、被測定ストリップ１０は、矢
印方向に速度ｖで連続的に走行されている。板厚分布測
定装置は、ストリップ１０の上方において、固定配置さ
れる固定型板厚計１１と、同じくストリップ１０の幅方
向に走査される走査型板厚計１２と、これら板厚計のラ
イン上流側に配設される板厚偏差計１３〜１６と、これ
ら板厚計及び偏差計と接続されて各板厚計及び偏差計か
らの測定値が入力される演算部１７とから構成されてい
る。

【００１５】固定型板厚計１１は、ストリップ１０の板
幅中央位置の長手方向の板厚を、ストリップ１０と非接
触で計測し、走査型板厚計１２は、ストリップ１０の幅
方向の板厚を、ストリップ１０と非接触で連続的に計測
している。演算部１７は、上記計測された板厚測定値を
取り込み、これら板厚測定値と板幅中央位置での板厚測
定値との差を演算し、この差に基づいてストリップ１０
の幅方向各点（サンプリングされた位置）の板プロフィ
ールを計算する。

【００１６】この板プロフィール値は、例えば（板中央
位置の板厚）−（上記幅方向各点の板厚）で計算され
る。なお、走査型板厚計１２が走査される間に、ストリ
ップ１０は圧延ライン上を速度ｖで走行するため、演算
部１７で得られる全幅の板プロフィールは、ストリップ
１０上の走査型板厚計１２の軌跡（図１中、一点鎖線で
示す）に沿った斜めの板断面上の板プロフィールとな
る。

【００１７】図２は、上記板プロフィールを連続的に表
した図である。図２中、位置Ａ11，Ａ13〜Ａ16は走査型
板厚計１２が通過するストリップ１０上の所定位置を示
し、位置Ａ11は固定型板厚計１１の配置位置と同じ長手
方向の位置、位置Ａ13は板厚偏差計１３の配設位置と同
じ長手方向の位置、位置Ａ14は板厚偏差計１４の配設位
置と同じ長手方向の位置、位置Ａ15は板厚偏差計１５の
配設位置と同じ長手方向の位置、位置Ａ16は板厚偏差計
１６の配設位置と同じ長手方向の位置である（図１参
照）。

【００１８】板厚偏差計１３，１６は、ストリップ１０
の板幅端近傍に、また板厚偏差計１４，１５は、上記板
幅端と板中央の中間部に配設されており、各配設位置で
の長手方向の板厚変化量（各位置での目標板厚に対する
板厚偏差）を、ストリップ１０と非接触で、かつ所定サ
ンプリング周期で連続的に測定している。演算部１７
は、上記２種類の測定値、すなわち板厚計１１，１２に
よって得られる斜めの板断面上の板プロフィール値（図
２参照）と、図３に示す各板厚偏差計１３〜１６から得
られる各位置での板厚偏差Δｈ13，Δｈ14，Δｈ15，Δ
ｈ16と固定型板厚計１１の長手方向の板厚変化量（中央
位置での板厚偏差）Δｈ11とのずれ量とを用いて、スト
リップ１０の幅方向の横断面に沿った板プロフィールを
長手方向に連続的に補正演算する。

【００１９】ここで、演算部１７の補正方法を以下に説
明する。本実施例では、図２に示した斜めの板断面上の
板プロフィールに対して、図１中の二点鎖線の位置Ａで
示される断面位置を、走査型板厚計１２の１走査による
測定終了位置まできた時点での補正ポイントとする。す
なわち、本実施例の演算部１７では、図３の関係図に示
すように、各板厚偏差計１３〜１６から得られる各位置
での板厚偏差Δｈ13〜Δｈ16と固定型板厚計１１の中央
位置での板厚偏差Δｈ11の各ずれ量（Δｈ13−Δｈ1
1），（Δｈ14−Δｈ11），（Δｈ15−Δｈ11），（Δ
ｈ16−Δｈ11）を演算する。なお、図３中の板厚偏差Δ
ｈ11は、固定型板厚計１１が測定する中央位置での板厚
の予め設定された中央位置での目標板厚に対する偏差で
あり、演算部１７は、この板厚偏差Δｈ11も演算する。

【００２０】次に、演算部１７は、図３に示す走査型板
厚計１２が通過する各板厚偏差計１３〜１６の配設位置
Ａ13〜Ａ16と同じ長手方向の通過ポイントでの上記各ず
れ量と、補正ポイントＡでの上記各ずれ量との差ΔＸ1
3，ΔＸ14，ΔＸ15，ΔＸ16を算出し、この値ΔＸ13〜
ΔＸ16を、図２に示した板プロフィール測定値の補正値
とする。また、実際の測定位置間の板プロフィール値に
対しては、各位置毎の変化量に対応して連続的に平滑化
して補正を行うことによって、図４に示すような補正後
の板断面（位置Ａ）上の板プロフィールを得る。

【００２１】従って、本実施例では、固定型及び走査型
の一対の板厚計を有する板厚分布測定装置に対して、圧
延ラインの上流側に複数の板厚偏差計を固定配設し、板
厚計で測定した板プロフィール値の長手方向のずれ量
を、板厚偏差計で測定した長手方向の同一位置での板厚
変化量（板厚偏差）により補正するとともに、測定点間
の板プロフィールを板厚計で測定した板プロフィールの
形状に従って補正するので、測定時間の遅れが少なく、
板プロフィールが長手方向の特定の断面に対応すること
となり、かつ幅方向全体にわたって連続な板プロフィー
ル値を得ることができる。

【００２２】また、板プロフィールの変化特性におい
て、局所的な板プロフィールの変化は、圧延ロールの摩
耗やサーマルクラウン形状変化の結果として発生するの
で、短時間での急激な変化ではなく、緩慢な変化を示
す。このため、本発明の板プロフィールの補正は、走査
型の板厚計による板プロフィール測定によって充分に応
答可能である。また、高応答が必要となる圧延荷重全体
の変化、ロールベンディング装置やロール膨らみ可変装
置等による板クラウン変化は、板クラウン全体の変化と
して現れるので、板幅中の代表点数点（例えば３〜９
点）の変化を捉えれば、測定点の間は、連続的に補完し
た変化分で充分近似可能となる。

【００２３】さらに、本実施例で用いる板厚偏差計は、
走査型板厚計の走査間隔の間での板厚変化量のみが測定
可能であれば、機能としては充分なので、板厚の絶対値
や長時間でのドリフト等についての精度は不要である。
このため、本発明では、レーザ式変位計や超音波式変位
計等の安価な板厚偏差計（放射線板厚計に比べて１／１
０〜１／１００の価格）を用いることができ、数台を本
発明に係る板厚分布測定装置に配設しても、設備費の上
昇を抑えることができる。

【００２４】なお、本実施例では、各板厚偏差計の配置
位置は、ストリップの板端から一定量内側の位置、例え
ば板幅に対して１／√２の位置等の板プロフィール評価
に都合の良い点を選ぶのが好ましい。また、本実施例で
は、各板厚偏差計を板厚計の上流側に配置したが、本発
明はこれに限らず、下流側に配置しても同様に補正を行
うことが可能である。

【００２５】また、本発明に用いる板厚偏差計の台数
は、２台以上であれば、その台数に応じて測定の誤差を
小さくすることができる。本発明を金属板の圧延に運用
する場合においては、板厚偏差計を４〜８台用いるのが
望ましい。また、板プロフィールの測定点間の補正につ
いては、本実施例では、測定点からの距離と測定点のず
れ修正量に比例して、区間（測定点間）の最新斜め板断
面上の板プロフィールを補正する方法を用いたが、本発
明はこれに限らず、その他の測定点間を連続的に補正す
る方法を用いることも可能である。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、少な
くとも走査型板厚計を含む板厚計測手段を被測定ストリ
ップが走行する走行ラインに配設して、該走行する被測
定ストリップの幅方向の板厚を計測し、該計測した板厚
に基づいて前記ストリップの板厚分布を測定するストリ
ップの板厚分布測定方法において、前記走行ラインを走
行する前記ストリップの長手方向の板厚変化量を、該ス
トリップの幅方向の異なる位置でそれぞれ測定し、前記
各位置で測定された板厚変化量に基づいて、前記測定さ
れたストリップの板厚分布のデータを連続的に補正し、
該ストリップの長手方向同一位置での板厚分布を求める
ので、ストリップの板プロフィールを正確に認識できる
とともに、板厚自動制御での使用に耐える高応答性を得
ることができる。

【００２７】請求項２，３では、走行ラインを走行する
被測定ストリップの幅方向の板厚を、少なくとも走査型
板厚計を含む板厚計測手段で計測し、該計測した板厚に
基づいて前記ストリップの板厚分布を測定するストリッ
プの板厚分布測定装置において、前記被測定ストリップ
の板幅に対応して、板プロフィール制御評価位置にそれ
ぞれ配設され、該各位置での前記ストリップの板厚偏差
を測定する板厚偏差測定手段と、前記各位置で測定され
た板厚偏差に基づいて、前記測定されたストリップの板
厚分布のデータを連続的に補正し、該ストリップの長手
方向同一位置での板厚分布を求める補正手段とを備えた
ので、ストリップの板プロフィールを正確に認識できる
とともに、板厚自動制御での使用に耐える高応答性を得
ることができ、かつ安価な設備費で板厚分布を測定でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るストリップの板厚分布測定方法を
用いた装置の構成の一例を示す構成図である。

【図２】図１に示した走査型板厚計によって測定された
板プロフィールを示す図である。

【図３】幅方向の各位置での板厚偏差と中央位置での板
厚偏差の各ずれ量と、移動距離との関係を示す関係図で
ある。

【図４】図２に示した補正前の板プロフィールと本実施
例による補正後の板プロフィールを示す図である。

【符号の説明】

１０ 被測定ストリップ １１ 固定型板厚計 １２ 走査型板厚計 １３〜１６ 板厚偏差計 １７ 演算部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも走査型板厚計を含む板厚計測
   手段を被測定ストリップが走行する走行ラインに配設し
   て、該走行する被測定ストリップの幅方向の板厚を計測
   し、該計測した板厚に基づいて前記ストリップの板厚分
   布を測定するストリップの板厚分布測定方法において、 前記走行ラインを走行する前記ストリップの長手方向の
   板厚変化量を、該ストリップの幅方向の異なる位置でそ
   れぞれ測定し、 前記各位置で測定された板厚変化量に基づいて、前記測
   定されたストリップの板厚分布のデータを連続的に補正
   し、該ストリップの長手方向同一位置での板厚分布を求
   めることを特徴とするストリップの板厚分布測定方法。
2. 【請求項２】 走行ラインを走行する被測定ストリップ
   の幅方向の板厚を、少なくとも走査型板厚計を含む板厚
   計測手段で計測し、該計測した板厚に基づいて前記スト
   リップの板厚分布を測定するストリップの板厚分布測定
   装置において、 前記走行ラインのストリップの幅方向の異なる位置にそ
   れぞれ配設され、該各位置での前記ストリップの板厚変
   化量を測定する板厚偏差測定手段と、 前記各位置で測定された板厚変化量に基づいて、前記測
   定されたストリップの板厚分布のデータを連続的に補正
   し、該ストリップの長手方向同一位置での板厚分布を求
   める補正手段とを備えたことを特徴とするストリップの
   板厚分布測定装置。
3. 【請求項３】 前記板厚偏差測定手段は、前記被測定ス
   トリップの板幅に対応して板プロフィール制御評価位置
   に配設し、当該板プロフィール制御評価位置における板
   厚変化量を測定することを特徴とする請求項２に記載の
   ストリップの板厚分布測定装置。