JPH1061819A - スプレーバルブ故障診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ストリップの温度を正確に制御することで材料
品質を向上させる。 【構成】ストリップ５を冷却するシリンダー弁６、７の
出口圧力を圧力発信器１０、１１で検出すると共に、電
磁弁過電流を検出器１３で検出し、電磁弁電流が確立し
たことを電流センサー１９で検出し上記信号からスプレ
ーバルブの異常をオンライン中にいち早く判断して、オ
ペレーターに通知すると共に温度制御対象バルブから切
り離し、ストリップの温度制御を行う。また、出口圧力
を圧力発信器１０、１１で検出し、温度影響係数をリア
ルタイムで補正する。また、絶縁トランス１４により電
磁弁回路毎に絶縁して、複数電磁弁の接地によるトラブ
ルを回避し、切り換えスイッチ１６によりＡＣ２００
Ｖ，ＡＣ１００Ｖ，ＤＣ１００Ｖ，ＯＦＦを選択するこ
とで、電磁弁を交換する際にＯＦＦを選択することで他
回路に影響を及ぼすことなく安全に交換作業が実施でき
る。また異電圧の電磁弁が使用出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱間圧延設備のス
トリップ冷却装置にあって、冷却水バルブの故障をいち
早く検出し、故障バルブをストリップの温度制御対象か
ら切り離すと共に、スプレーバルブ出口圧力をリアルタ
イムでフィードバックし、圧力変動による冷却条件のバ
ラツキを解消することで、ストリップの温度を確実に制
御し、所定の材質を確保するためのスプレーバルブ故障
診断装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】熱間圧延設備は、粗圧延を行う粗圧延
機、この圧延機より搬送されてくる板材に対して最終的
な仕上げ圧延を行う仕上げ圧延機のほか、仕上圧延機の
出側におけるストリップの温度を所望値にする冷却装
置、仕上圧延の完了したストリップを捲き取る捲取装置
などを備えて構成されている。

【０００３】さらに、仕上圧延機から捲取装置に至る構
成について説明すると、仕上圧延機の後段には、ストリ
ップを後段に導くためのホットランテーブルが配設さ
れ、このホットランテーブルの上下にはストリップの温
度を材質に合わせて所定の冷却パターンで冷却するため
のスプレーノズルが配設されている。

【０００４】スプレーノズルを設けた冷却水管には、ス
プレーバルブが配設され、各々のスプレーバルブはエヤ
ーを介して開閉する電磁弁をＯＮ／ＯＦＦすることで冷
却水管を開閉し、ストリップの温度を制御する。このス
プレーノズルを用いた冷却装置の後段にはストリップの
温度を測定する温度計が配設され所定のストリップ温度
が得られたかどうか最終確認する。

【０００５】ホットランテーブルの後段には所定の間隔
に複数のピンチロールが配設され、ストリップに所定の
押圧力を付与している。各ピンチロールの前後には捲取
サイドガイドが設けられている。そして、最終段には所
定の温度に冷却された板材を捲き取ってコイルを生成す
るための芯になる複数の捲取装置（マンドレル）が配設
されている。

【０００６】ストリップの温度を正確に制御することは
材質を決定する重要な要素である。各スプレーバルブの
故障及び各スプレーバルブ出口圧力の変動はストリップ
の温度制御にとって大きな外乱となっていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来技術にあ
っては、各スプレーバルブの故障はラインを休止して実
際に水を出して見なければわからない。このため操業中
に故障した場合は材料温度が正確に制御できないことに
なる。また、各注水バルブ出口圧力も計測していなかっ
たため、圧力変動による温度バラツキが発生し問題とな
っていた。また、電磁弁の数が多く、水蒸気等の悪環境
にさらされるため、電磁弁コイルの断線、接地等のトラ
ブルが多く、交換時異電圧の電磁弁しか手元にないケー
スも散見されていた。

【０００８】これを防止するためにはスプレーバルブの
故障を早期に検出し、温度制御対象バルブから削除する
必要があるが、従来は定期修繕時等のライン休止時等に
作業員がバルブ１ヶ毎に注水し故障を判断していた。こ
のためオンライン中は全バルブの注水状況が確認できな
いし、また故障をみつけることは極めて困難な作業とな
っている。また、スプレーバルブ出口圧力の変動はその
まま、ストリップ温度の変動となるが、従来は計測して
いなかったために、冷却装置出口の温度計に材料が到達
してからしかわからずストリップの温度変動が大きくな
る要因となっていた。

【０００９】本発明の目的は、スプレーバルブ出口圧力
及び電磁弁に流れる電流からスプレーバルブの異常をオ
ンライン中にいち早く検出し、故障をオペレーターに通
知すると共に故障したスプレーバルブを温度制御対象バ
ルブから切り離し、高精度なストリップの温度制御をす
ることである。また前記スプレーバルブの出口圧力検出
端からのフィードバックで圧力による冷却温度係数をリ
アルタイムに補正し、高精度なストリップの温度制御が
できる装置を提供することにある。また、各電磁弁回路
を絶縁することで複数電磁弁の接地トラブルを解消し、
異電圧の電磁弁でも駆動出来るようにすることで予備品
の流用を可能とすることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明はスプレーバルブ出口にスプレーバルブ
圧力検出器を配設し、スプレーバルブ出口の圧力をリア
ルタイムに読み取る。制御装置では注水ＯＮ／ＯＦＦ指
令から圧力が変化するまでの時間を測定する。また、電
磁弁の駆動電気回路に電磁弁電流センサーを配設し、電
磁弁コイルの電流が確実に流れ、電磁弁を動かす力が発
生していることを制御装置に知らせる。

【００１１】また、各電磁弁回路毎に絶縁トランスを設
け複数電磁弁の接地によるトラブルを防止すると共に、
電磁弁電圧を複数レベルの電圧から選択できるように
し、予備品選択の幅を広げる。

【００１２】制御装置では注水ＯＮ指令及び上記信号か
ら、電磁弁コイルに確実に電流が流れ、スプレーバルブ
出口圧力が正常な時間で立ち上がったことで本バルブは
正常と判断する。また、注水ＯＦＦ指令及び上記信号か
ら、電磁弁コイルの電流が確実に切れ、スプレーバルブ
出口圧力が正常な時間で立ち下がったことで本バルブは
正常と判断する。前記条件に合致しない場合、異常と判
断し、オペレーターに故障を知らせると共に、故障バル
ブを温度制御対象から切り離す。

【００１３】スプレーバルブ圧力検出器からの信号を制
御装置にリアルタイムで読み込み、圧力による温度影響
係数を補正する。

【００１４】即ち本発明は（１）冷却水をＯＮ／ＯＦＦ
するスプレーバルブ、スプレーバルブをエアーを介して
開閉する電磁弁を有し、ストリップの温度を冷却水のＯ
Ｎ／ＯＦＦで制御する熱間圧延設備のストリップ冷却装
置において、冷却水が確実に注水されたかどうかを判断
するため、スプレーバルブ出口に冷却水の圧力を検出す
るスプレーバルブ圧力検出器を装備し、スプレーバルブ
開閉の指令から一定の時間後スプレーバルブ圧力検出器
の圧力が規定通り変化しているかどうかを判断すること
を特徴としたスプレーバルブ故障診断装置である。

【００１５】また（２）前記電磁弁の駆動電気回路にお
いて、回路毎に絶縁トランスと電磁弁に供給する電圧を
切り換えまたメンテナンス時にＯＦＦに出来る電磁弁電
圧切換器とを設けると共に、電磁弁に流れる電流を検出
する電磁弁電流センサーを有することを特徴とする前記
（１）記載のスプレーバルブ故障診断装置である。

【００１６】また（３）スプレーバルブ圧力検出器が検
知した異常と電磁弁電流センサーが検知した異常をそれ
ぞれに分けてオペレーターに通知するディスプレーと故
障と判断されたスプレーバルブを自動的に制御対象から
外し、健全なバルブのみでストリップの温度を制御する
と共に冷却水の圧力変動があった場合でも、リアルタイ
ムでスプレーバルブ出口圧力をフィードバックし、冷却
条件を補正する冷却水制御機構を有し、ストリップの温
度を精度良く制御することを特徴とする前記（１）また
は（２）記載のスプレーバルブ故障診断装置である。

【００１７】

【発明の実施の形態】上記した手段によれば、電磁弁コ
イル断線、水侵入による電磁弁コイルショート、塵埃等
による電磁弁スプールの作動不良、エアー圧力低下によ
るシリンダー弁作動不良、シリンダーパッキン磨耗等に
よるシリンダー弁作動不良等の故障がオンライン中すみ
やかに発見でき、即温度制御対象バルブから外すことで
精度の高い温度制御が可能となった。また、電磁弁回路
を各々絶縁することで複数電磁弁の接地トラブルが解消
され、異電圧電磁弁が駆動出来るため予備品選択の幅が
広がり、平均故障間隔が長く、故障復旧時間を短くする
ことが可能となった。

【００１８】また、スプレーバルブ出口圧力と冷却ノズ
ル直下のストリップ冷却温度の間にはある一定の関係が
あり、スプレーバルブ圧力検出器からの信号を制御装置
に取り込み、圧力による温度影響係数をリアルタイムに
補正することで、圧力変動による温度バラツキをなく
し、精度の高い温度制御が可能となった。

【００１９】以下、図面を参照しながら説明する。図１
は本発明によるスプレーバルブ故障診断装置のシステム
構成及びその周辺設備を示す図である。また、図２は本
発明によるスプレーバルブ故障診断装置の設置対象とな
る熱間圧延設備の例を示す図である。

【００２０】図２に示すように、複数の仕上圧延スタン
ド（図２にはＦ７最終仕上圧延スタンドのみを図示）を
有する仕上圧延機２８の後段にはストリップ上面冷却用
の上部冷却設備２９及びストリップ下面冷却用の下部冷
却設備３０が設置され、その後段にはストリップの温度
を測定する放射式のストリップ温度計３１が設置されて
いる。その後段にはピンチロール３２，３３が配設さ
れ、冷却されたストリップが上下にピンチされながら、
１号捲取機３６に捲取られる。同様な捲取機は計３台あ
り、それぞれ交互に捲取られる。

【００２１】ストリップ上部冷却設備２９、下部冷却設
備３０及びストリップ温度計３１はそれぞれ捲取温度制
御装置３９に接続されており、この捲取温度制御装置は
本発明のスプレーバルブ故障診断装置を含み、工場全体
を管理する図示しないホストコンピューター（或いはプ
ロセスコンピューター）の下位コンピューターと位置ず
けられ、ホストコンピューター管理のもとに本発明の処
理を実行する。

【００２２】図１は本発明のスプレーバルブ故障診断装
置の１例を示したもので冷却装置はストリップ上面を冷
却する上面冷却用スプレーノズル１、とストリップ下面
を冷却する下面冷却用スプレーノズル２より成り立って
おり、これ等の冷却用スプレーノズルより噴射された水
が冷却ゾーンを通過するストリップ５に当たり、ストリ
ップ温度を低下させる。尚図中３はストリップ搬送用テ
ーブルロールで、４はテーブルロール駆動モーターであ
る。

【００２３】冷却をストリップ下面の冷却設備を例に説
明する。シリンダーバルブ７の開閉により冷却水はスト
リップ５の下面にかかったり、かからなかったりする。
シリンダーバルブ７の出口には冷却水の圧力を検出する
圧力検出器１１を配設し、制御装置のスプレーバルブ出
口圧力アナログ入力装置２３を経由して読み込まれる。
冷却設備は同様のノズルを有する冷却管が多数個設置さ
れ、各シリンダーバルブ７をＯＮ／ＯＦＦすることでス
トリップの材質毎に所定の冷却パターンでストリップの
温度を制御する。

【００２４】シリンダーバルブ７はエアーのＯＮ／ＯＦ
Ｆで冷却水を開閉する。またエアーのＯＮ／ＯＦＦは電
磁弁９により制御する。

【００２５】電磁弁の駆動回路はＡＣ２００Ｖ電源より
分岐され電磁弁に過電流が流れた場合回路を遮断し保護
するサーキットブレーカー１２と制御装置に過電流が流
れたことを過電流トリップ出力器１３のＯＮ／ＯＦＦで
知らせ、制御装置側は２２の過電流デジタル入力装置で
読み込む構成となっている。

【００２６】前記サーキットブレーカー１２の後ろには
回路毎に絶縁された電磁弁の電源を作る絶縁トランス１
４及び整流器１５が接続され、電磁弁に合わせて電圧Ａ
Ｃ２００Ｖ、ＡＣ１００Ｖ、ＤＣ１００Ｖに切り換える
と共に、メンテナンス時に電圧を切ることが出来る電磁
弁電圧切換器１６が接続されている。

【００２７】電磁弁電圧切換器１６の後には制御装置か
らの電磁弁駆動指令デジタル出力２１の指令で電磁弁を
ＯＮ／ＯＦＦするための半導体スイッチ１７が接続さ
れ、電磁弁電流分流器１８及び電磁弁電流センサー１９
により、電磁弁に電流が流れたことを検出して電磁弁電
流確立デジタル入力装置２０により制御装置に入力す
る。

【００２８】制御装置ではスプレーバルブ出口圧力アナ
ログ入力装置２３、及びスプレー電磁弁の過電流デジタ
ル入力装置２２、電磁弁駆動指令デジタル出力２１、電
磁弁電流確立デジタル入力装置２０により、まず、電磁
弁コイルに確実に電流が流れ、スプレーバルブ出口圧力
が正常な時間で立ち上がったことで本バルブは正常と判
断する。また、注水ＯＦＦ指令及び上記信号から、電磁
弁コイルの電流が確実に切れ、スプレーバルブ出口圧力
が正常な時間で立ち下がったことで本バルブは正常と判
断する。前記条件に合致しない場合、異常と判断し、オ
ペレーターに故障を知らせると共に故障バルブを温度制
御対象から切り離す。

【００２９】また、スプレーバルブ出口圧力アナログ入
力装置２３で圧力をリアルタイムで読み込み、圧力によ
る温度影響係数を補正することで、圧力変化による温度
補正バラツキを補正する。

【００３０】

【発明の効果】本発明は上記の通り構成されているの
で、次に記載する効果を奏する。請求項１のスプレーバ
ルブ故障診断装置においては、冷却水をＯＮ／ＯＦＦす
るスプレーバルブ、スプレーバルブをエヤーを介して開
閉する電磁弁を有し、ストリップの温度を冷却水のＯＮ
／ＯＦＦで制御する熱間圧延設備のストリップ冷却装置
において、冷却水が確実に注水されたかどうかを判断す
るため、スプレーバルブ出口の圧力を検出するスプレー
バルブ圧力検出器を装備し、スプレーバルブ開閉の指令
から一定の時間後の圧力が規定通り変化しているかどう
かを判断することでスプレーバルブの故障をオンライン
中にすみやかに検出することが出来る。

【００３１】請求項２のスプレーバルブ故障診断装置に
おいては、電磁弁の駆動電気回路において電磁弁に流れ
る電流を検出する電磁弁電流センサーを有し、確実に電
磁弁に電流が流れているかどうかで電磁弁のコイル部分
の異常を確実に検出することが出来る。また、絶縁トラ
ンスを設けていることで複数電磁弁の接地によるトラブ
ルが回避でき、電磁弁電圧切換器で電磁弁電圧が切り換
えられて、またメンテナンス時にＯＦＦ出来るスイッチ
を有するため、電圧種別の異なる予備電磁弁を流用出来
るし、故障時は当該回路のみＯＦＦにして電磁弁の交換
が可能である。

【００３２】請求項３のスプレーバルブ故障診断装置に
おいては、前記で判断された異常をそれぞれに分けてオ
ペレーターに異常を通知するディスプレーと故障と判断
されたスプレーバルブを自動的に制御対象から外し、健
全なバルブのみでストリップの温度を制御するととも
に、冷却水の圧力変動があった場合でも、リアルタイム
でスプレーバルブ出口圧力をフィードバックし冷却条件
を補正する冷却水制御機構を有し、圧力温度影響係数を
補正することでストリップの温度を精度良く制御でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるスプレーバルブ故障診断装置を示
す電気回路、及び周辺設備を示す構成図である。

【図２】本発明によるスプレーバルブ故障診断装置の設
置対象となる熱間圧延設備を示す構成図である。

【符号の説明】

１：上面冷却用スプレーノズル ２：下面冷却用スプレーノズル ３：ストリップ搬送用テーブルロール ４：テーブルロール駆動用モーター ５：ストリップ ６：上スプレーバルブ開閉用のシリンダーバルブ ７：下スプレーバルブ開閉用のシリンダーバルブ ８：上スプレーバルブの電磁弁 ９：下スプレーバルブの電磁弁 １０：上スプレーバルブの圧力検出器 １１：下スプレーバルブの圧力検出器 １２：サーキットブレーカー １３：サーキッドブレーカーの過電流トリップ出力器 １４：絶縁トランス １５：整流器 １６：電磁弁電圧切換器（AC200,AC100,DC100,切） １７：ＭＯＳ半導体スイッチ １８：電磁弁電流分流器 １９：電磁弁電流センサー ２０：下スプレーの電磁弁電流確立デジタル入力装置 ２１：下スプレーの電磁弁駆動指令デジタル出力 ２２：下スプレー電磁弁の過電流デジタル入力装置 ２３：下スプレーバルブ出口圧力アナログ入力装置 ２４：上スプレーの電磁弁電流確立デジタル入力装置 ２５：上スプレーの電磁弁駆動指令デジタル出力 ２６：上スプレー電磁弁の過電流デジタル入力装置 ２７：上スプレーバルブの出口圧力アナログ入力装置 ２８：仕上最終スタンド ２９：上部冷却装置 ３０：下部冷却装置 ３１：ストリップ温度計 ３２，３３，３４，３５：ピンチロール ３６，３７，３８：捲取機 ３９：捲取温度制御装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】冷却水をＯＮ／ＯＦＦするスプレーバル
   ブ、スプレーバルブをエアーを介して開閉する電磁弁を
   有し、ストリップの温度を冷却水のＯＮ／ＯＦＦで制御
   する熱間圧延設備のストリップ冷却装置において、冷却
   水が確実に注水されたかどうかを判断するため、スプレ
   ーバルブ出口に冷却水の圧力を検出するスプレーバルブ
   圧力検出器を装備し、スプレーバルブ開閉の指令から一
   定の時間後スプレーバルブ圧力検出器の圧力が規定通り
   変化しているかどうかを判断することを特徴としたスプ
   レーバルブ故障診断装置。
2. 【請求項２】前記電磁弁の駆動電気回路において、回路
   毎に絶縁トランスと電磁弁に供給する電圧を切り換えま
   たメンテナンス時にＯＦＦに出来る電磁弁電圧切換器と
   を設けると共に、電磁弁に流れる電流を検出する電磁弁
   電流センサーを有することを特徴とする請求項１記載の
   スプレーバルブ故障診断装置。
3. 【請求項３】スプレーバルブ圧力検出器が検知した異常
   と電磁弁電流センサーが検知した異常をそれぞれに分け
   てオペレーターに異常を通知するディスプレーと故障と
   判断されたスプレーバルブを自動的に制御対象から外
   し、健全なバルブのみでストリップの温度を制御すると
   共に冷却水の圧力変動があった場合でも、リアルタイム
   でスプレーバルブ出口圧力をフィードバックし、冷却条
   件を補正する冷却水制御機構を有し、ストリップの温度
   を精度良く制御することを特徴とする請求項１、２記載
   のスプレーバルブ故障診断装置。