JPS6037202A - 冷間圧延時の鋼帯破断の防止方法および設備 - 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】 （技術分野） 冷延素材である熱延鋼帯又は先行冷延を経て中間焼なま
しを行ない、次パスないし最終の冷間圧延に供する焼鈍
鋼帯（以下冷延用母板と呼ぶ）を冷間圧延して、冷延薄
板を製造する冷間圧延工程における鋼帯破断の防止方法
に関連して、この明細書にのべる技術内容は、薄板冷間
圧延の属する技術の分野に位置している。

（背景技術） 缶材料などに使用される冷延鋼板は、その使用重量低減
の要請に従い、薄物化が進められている。

しかしながらそのために冷間圧延の圧下率を増加させる
とそれにしたがって冷間圧延機列でのスタンド間張力に
起因して、冷延用母材とくにその側端部付近に含まれる
欠陥の如何によって破断事故を生じる機会が増加する。

この破断事故が若し発生すると、その冷延鋼板製造設備
における長時間のライン停止を余儀なくし、生産能率の
大幅な低下を招くほか、生産予定が狂うことにより、工
程の乱れが生じ、納期の遅れにつながるなど、安定な生
産を阻害するに至る。

（発明の目的） 冷延鋼板の製造に関連した上記の問題を解決するために
冷間圧延工程における鋼帯破断を防止し冷延薄板の安定
な生産態勢の確保を図ることが、この発明の目的である
。

（発明の構成） 上記の発明目的は、次の事項を骨子とする手順にて有利
かつ簡便に成就される。

銅帯の冷間圧延に先立ち、走行状態の銅帯側端から８０
〜３２５ｍ内側の銅帯上面に接触するタイヤ型超音波探
触子を設置し、銅帯側端に向けて板波を送受信して該側
端部付近の表裏面の表面疵を検出し、 その検出信号につき、疵が存在するコイル及びその疵位
置を記憶もしくは記録して、該コイルの冷間圧延に際し
て圧延中における鋼帯破断防止対策を実行することから
なる冷間圧延時の鋼帯破断防止方法。

ここにタイヤ型超音波探触子は、冷延用母板の走行に随
行回転し、その間に該母板の側端に向は送信した板波の
、表面疵による反射をとらえ、その表面疵の母板長手方
向及び幅方向位置と大きさを記録するのに便宜である。

冷間圧延に際しての上記表面疵に対応した破断防止対策
は、次の種別が何れも適合する。

事前の対策 １）表面疵を含む不良部の切捨てと再接合２）表面疵の
部分の研削除去による平滑化途次の対策 １）圧延速度の低下 ２）圧下量の減少もしくは局部的無圧下（図示に従う説
明） 第１図においてタイヤ型探触子１．１′は検査される冷
延用母板１０の側端（以下エツジとしλう）よりｌたけ
離れた位置にてエツジに向けて板波探傷を行う配置を例
示した〇 一般に内部欠陥を対象とする従来の板波探傷の場合には
、一つのタイヤ型超音波探触子（以下単にセンサという
）で全幅にわたる探傷を行うのが通例であるが、板波の
パルス幅や速度分散のため側端から生ずるエコーがだれ
てしまってエツジ近傍につき、かなり広範な不感帯を生
じがちであったＯ ところがエツジ近傍の疵こそが、とくにストリップ破断
につながり易いため、上記のような不感帯を排除するた
め、上記の配置が必要である。

発明者らの経験によると冷延用母板１０のエコ・ジから
板幅方向に２００ｗ以上内側に位置するような疵は、ス
トリップ破断の原因とはならないこと、一方破断の原因
となる疵は、幅方向に少なくとも約１５鰭の長さをもつ
場合が殆どであり、従って冷延用母板１０のエツジから
幅方向に約１５闘にわたる程度の不感帯は実用上問題に
ならないことがわかっている。

かような前提に立って適切なセンサーエツジ間距離を決
定すべく、エツジ付近の不感帯長さを確認する実験を行
った。

この実験では第２図に示すように冷延用母板１０に２簡
φのドリルホールをエツジから異なる距離（括弧白表示
）Ｌをへだててあけた供試板を用意し、センサーエツジ
間距離ｌを変えて矢印５１の方向にセンサを走査し、矢
印５２の方向に板波を入射した各場合にエツジからの距
離に応じるドリルホールのエコーがエツジエコーと明確
に分離識別できる上記距離りをめた。

この結果を第８図に示す。

第８図において、縦軸のＬは横軸上の各センサーエツジ
間距離ｌのちとに、逆受信した板波によりエツジと分離
猟別可能なドリルホールのうち最もエツジに近いものの
中心とエツジの間の距離である。

この図より距ＩＩＬが８２５闘以下ならばエツジ不感帯
は１６朋よりも小さいが、これを越えるとエツジ不感帯
が急激に増加することがわかり、従ってエッジ不感帯長
さを約１５ｍｍ以下とするにはセンサーエツジ間距離を
８２５關以下とすべきである。

以上の実験に従い、センサ１，１′はエツジから２００
１１８〜８２５闘の距離の間に設置し、側端に向けて板
波探傷を実施すれば、破断につながるおそれのある表面
疵が存在する領域について確実に探傷することができる
わけである。

この表面疵検出には上記の板波探傷を使用することによ
って、圧延中のストリップ破断につながるような深い疵
のみを良好なＳ／Ｎ　で検出できる。

なお板波探傷を用いると、タイヤ型探触子を設置した面
に存在する疵ばかりでなく、その裏側の面に存在する表
面疵も同程度のＳ／Ｎで検出することが可能であること
が第４図のようにＷｌｉ８された。

破断につながる疵であるか否かの判定はＳ／Ｎに適当な
しきい値を設け、これを超える疵を破断につながるとす
る方法をとるが、端部に近い疵はど破断につながり易い
ため、探傷領域を２つ以上の領域に分け、板端に近い領
域はどしきい値をさげることが有効である。

従って上記配置にて第１センサ１にて片側エツジ近傍に
おけるストリップ破断の原因となる疵を、表裏面にわた
って、また第２のセンサ１′で他側エツジ近傍における
ストリップ破断の原因となる疵を表裏面にわたってそれ
ぞれ検出することができる。

このように２個のセンサで両側エツジの表面疵を表裏面
にわたって検出できるという性質は探傷系の簡紫化とい
う観点から極めて好ましい性質である。

・　ただしセンサの個数やその設置位置は、必ずしも上
記の場合だけにこだわるわけではなく、例えばエツジに
近い疵はど破断につながり易いことから、この部分をさ
らに重点的に板波探傷するセンサをたとえばエツジから
２００鰭までの距離に増設しても構わない。

なおこの場合、エツジに近い部分はど冷延用母板の表面
粗度が粗いため、センサの損耗量がエツジに近い配置は
゛ど飛躍的に上昇すること、またエツジに近いほど冷延
用母板のばたつきによる板波探傷の感度変動が大きいこ
との故に、エツジから８０１１ｍ以内にセンサを配置す
ることは実用の観点で意味がない。

この疵検用信号は、それが検出された疵が存在するコイ
ルとそのコイル上での疵位置を記憶もしくは記録するこ
とにより、以下にのべるようにして板破断防止対策を講
じることができる。

まず、冷間タンデム圧延機と、これに冷延用母板１０を
供給するコイルの巻き戻し機との間で、先行コイルの末
端と後続コイルの先端を溶接する溶接機と、この溶接機
の下流でルーパーよりなるストリップ貯蔵装置とを設置
することにより、先行コイルと後続コイルの溶接中に停
止する巻き戻し機からの冷延用母板１０の供給につき、
ストリップ貯蔵装置に貯蔵された冷延用母板により補っ
て連続的に冷間タンデム圧延機に冷延用母板１０の供給
が行え、冷間圧延の完全連続化が可能であるが、このよ
うな完全連続冷間圧延装置にあっては、溶接機とストリ
ップ貯蔵装置の中間の位置にて先に述べたようにして冷
延用母板の板波探傷を実施し、疵の検出信号を圧延機を
制御しているプロセスコンピュータへ送り、ここで圧延
スケジュールを変更して、該表面疵部の圧延に際してそ
の圧延速度を落とすとか、又は圧下を軽微にないしは緩
和し、もって板破断を防止することが可能である。

なお疵の検出信号は、訃報用のブザー又はランプの作動
に用い、その指示にてリオペレータが手動で該表面疵部
を圧延する際の圧延速度圧下の調整を行うようにしても
よい。ただしこの際には、・該表面疵部がタンデム圧延
機スタンドを通過する時刻をオペレータが正確に知るこ
とができる様にしておく必要がある。

なおこの場合センサの圧延装置への設置位置は、板波探
傷を行うことが可能であって、しかも上記の対応をとる
ことが時間的に可能な位置ならばどこでもよいのは明ら
かである。

また上述の完全連続圧延装置において、とくにストリッ
プ貯蔵装置の上流に研削機または切断機、溶接機をおき
、さらにその上流にセンサを配置すると、表面疵の検出
信号にて−たん巻き戻し機からの冷延用母板１０の供給
を停止して、表面疵部分を研削除去して平滑化するか、
これとは別に表面疵を含む部分が完全に除ける分だけ冷
延用母板１０を切断機により切断除去したのち、溶接機
により、冷延用母板１０を溶接して再接合し、引続き巻
き戻し機からの冷延用母板１０の供給を再開するように
して、表面疵の部分を圧延機が圧延するのを防止し、か
くして板破断を防止できる。

なお研削機を用いて表面疵部を研削除去する際、には、
研削後の冷延用母板１ｏの形状につき、その変化によっ
て板破断を起こすことのないようにすべをはいうまでも
ない。

この研削は、作業員の手による作業でもよい。

この研削は次に述べる切断・再接合の作業中における巻
き戻し機からの冷延用母板１０の供給停止につき、下流
のストリップ貯蔵装置に貯わえられた冷延用母板１０に
よって袖なゎれる様にすることも言うまでもない。

また表面疵を含む部分を切断除去後再び溶接により再接
合する方法を用いる場合には、センサを巻き戻し機の直
後に設置し、疵を検出した際に巻き戻しを停止するとと
もに、表面疵を含む部分の切断除去と、その切断端の溶
接による再接合をする間、同様にストリップ貯蔵装置の
助成を必要とする。

さらに疵検出のための板波探傷を実施する場所は熱延鋼
帯の酸洗ラインとすることもでき、そこで薪を検出した
コイルの黒や疵位置を冷間圧延を［１するプロセスコン
ピュータへ送るが、疵を検パ″・出したコイルに疵が存
在することおよびその位置を記入した＃票をはりつけた
り、マークを付して冷間圧延ラインでこれを確認するか
、 さらに酸洗ラインで板波探傷を実施し疵検出を行う場合
も上に述べた表面疵を含む部分を研削除去したり、表面
疵の存在部分を切断除去し、溶接により再接合すること
として、そのために適当な設備を該ラインに設置し、該
ライン内で行ってもよい。　・ 冷間圧延機入側にそれらの読み取り装置を置いて、疵の
存在及び位置を知ることができるようにして実施しても
よい。

また、完全連続冷間圧延装置以外の冷間圧延装置にあっ
ては、圧延機の入側とコイルの巻き戻し機の間の距離を
かなり長くとり、この間で板波探傷を行い、この表面疵
検出信号を圧延機の自動制御系に伝達させ得るか、ある
いは警報ブザーをならすか、警報ランプを点灯し、オペ
レータが手動で圧延に介入することにより、流部の圧延
速度を低下させるか、あるいは流部の圧下量を軽微また
は圧下なしとして、表面疵による板破断を防止すること
が可能である。

なおタイヤ型探触子の保持装置の距離調節機構につき、
タイヤ型探触子を銅帯表面上でエツジから８０〜３２５
龍の距離に調節保持するのみならず、鋼板表面上でエツ
ジから上記以外の任意の距離に該タイヤ型探触子を移動
させ保持する機構をも具備させておけば、圧下量の小さ
な冷間圧延であって、冷延用母板から冷延鋼板への板厚
変化が小さく、表面疵による圧延中のストリップ破断が
起こる可能性がない場合など、タイヤ型探触子を破断防
止用表面疵検出器としてだけでなく、介在物や破断原因
とはならないが、ロールマーク等冷延鋼板の性状に著し
く害を及ぼす表面疵の検出器としても転用でき、有用で
ある。

このほか、エツジから８０〜８２５１ｕｌの距離と、よ
り中央側とにそれぞれ探触子を設けて、同時に上記両目
的を達成する等の応用も有利な実施態様の例として挙げ
られる。

以下この発明を実施例に基いて図面を参照しながら説明
する。

第５図において冷延用母板１０′を巻きもどし機２１よ
り繰り出し、溶接機２２において、先行の冷延用母板１
０の後端１１と、後続の冷延用母板１０′の先端１２と
を溶接により再接合し、前後の冷延用母板１０　、１０
’を一連りにする。

溶接機２２の下流にはルーバーからなるストリップ貯蔵
装置２３を配置し、溶接機２２により接続された冷延用
母板１０を一時的に貯蔵させる。

冷延用母板１０．Ｎｏ’の溶接中には、巻き戻し機２１
からの冷延用母板１０′の供給は一時停止するが、この
間ストリップ貯蔵装置２８はタンデム圧延機２４に冷延
用母板１０を連続的に供給する。

従って溶接機２２およびストリップ貯蔵装置２３を設け
れば、冷間圧延を完全連続化することが可能である。

この完全冷間圧延装置において、２個のセンサ１．１′
は、溶接機２２とストリップ貯蔵装置２８の中間の位置
にて、すでに述べたようにエツジから板幅方向へ２００
〜８２５ＩＩｉＩ１１内側へはいった場所に配置し、冷
延用母板１０のエツジにおける表裏面の疵を検出する。

ここでセンサ１，１′は超音波探傷器２，２′から電気
パルスを受けて板波を送信し、該センサが受信した板波
の信号を、ここで電気的に変換して超音波探傷器２，２
′へ送り、増幅後、疵の有無の判定を行う。

疵が検出された場合、超音波探傷器２．２′は、圧延機
の制御を行っているプロセスコンピュータ２５へ疵検出
信号を送る。

プロセスコンピュータ２５は、この信号を受けたら直ち
にストリップ貯蔵装置２８に貯蔵されているストリップ
の長さや圧延条件から流部がタンデム圧延機２４に到達
するまでの時間を計算し、その結果に応じて圧延条件か
ら圧延速度を減速するスケジュールをたて直ちに実行す
るかあるいは圧下の開閉のスケジュールをたて、直ちに
実行する。

この様にして流部を圧延速度を落として圧延するか、あ
るいは流部の圧延時の圧下量を軽微とす・ることにより
、母板の表面疵による圧延中のストリップ破断事故を防
止することができる。

なお疵検用に用いるセンサ１，１′の設置位置は、溶接
機２２とストリップ貯蔵装置２８の中間だけとは限らず
、タンデム圧延機２４人側以前の場所のウチ、プロセス
コンピュータ２５が疵信号を受け、減速スケジュール、
あるいは圧下の開閉のスケジュールを立て実行し、スト
リップ破断を防止することが時間的に可能な限り、板波
探傷を行うのに適当な場所を任意に定めればよい。

また冷間圧延後の母板の表面疵部は、製品にとって有害
であるため、プロセスフンピユータ２５は冷間圧延後の
鋼板上でのこの流部の位置を計算し、同じく第５図に示
されている記録器２６へこの情報を出力する他、下流の
工程のコンピュータ群２７へこの情報を送り、不良部分
あるいは不良コイルの出荷を防止するようにしてもよい
。

第６図においてセンサ１，１′により、検出された表面
疵を含む部分を研削して冷延用母板を破断につながらな
い形状としてしまうための研削機２８を配置した例であ
る。

疵が検出された場合、超音波探傷器２，２′は圧延ライ
ンの制御を行っているプロセスコンピュータ２５へ疵検
出信号を送る。

プロセスコンピュータ２５は、この信号を受けたら直ち
に、研削機２８の位置で該表面疵部が停止する様に冷延
用母板１０’の巻き戻し機２１からの巻き戻しを停止さ
せ、ついで研削機２８の作動により、該表面疵を研削除
去し、その表面疵が存在した冷延用母板１０　、１０’
の領域を破断につながらない形状とする。この研削の終
了後、研削機２８がプロセスコンピュータ２５へ研削完
了信号を送るように仕組んで冷延用母板１０′の巻き戻
し機２１からの巻き戻しが再開される。

なおこの間の冷延用母板１０′の巻き戻し機２１からの
供給停止は、ストリップ貯蔵装置２８に貯わえられたス
トリップによって補なわれる。

このようにして流部を研削してしまうことにより、冷延
用母板１０　、１０’の表面疵によるストリップ破断事
故を防止することができる。この場合も冷間圧延後の該
表面疵の研削部分は製品として有害であるため、プロセ
スコンピュータ２６が、冷間圧延後の鋼板上でこの研削
部の位置を計算し、同じく第６図に示されている記録器
２６へこの情報を出力する他、下流の工程のプロセスコ
ンピュータ群２７へこの情報を送り該研削部あるいは該
研削部分の存在するコイルの出荷を防止するようにして
もよい。

第７図において表面疵部分の切断・除去および冷延用母
板の再接合を行うための切断溶接４１２９をさらに付設
した具体例である。

疵が検出された場合、超音波探傷器２，２′はプロセス
コンピュータ２５へ疵検用信号を送る。この信号を受け
たら直ちに、プロセスコンピュータ２５は切断・溶接ｍ
２９の位置で該表面疵が停止する様に、冷延用母板１０
′のコイル巻き戻し機２１からの巻き戻しを停止させる
。すると切断・溶接機２９は、該表面疵部が除ける分だ
け冷延用母板を切断、除去し、かつ溶接により再接合す
る。

この作業の終了後切断・溶接機２９は、プロセ、スコン
ピュータ２５へ作業完了信号を送り、冷延用母板の巻き
戻し機からの巻き戻しが再開される。

なおこの間の冷延用母板１０′の巻き戻し機２１からの
供給停止は、ストリップ貯蔵装置２３に貯わえられた鋼
ストリップによって捕なわれる。この様にしても、母板
の表面疵によるストリップ破断を防止することができる
。

この場合も冷間圧延後の該溶接部は、製品にとって有害
であるため、プロセスコンピュータ２５が、冷間圧延後
の鋼板上でのこの溶接部の位置を計算し、同じく第７図
に示されている記録器２６へこの情報を出力するほか、
下流の工程のプロセスコンピュータ群２フへこの情報を
送り、該溶接部あるいは該溶接部を含むコイルの出荷を
防止するようにしてもよい。

第８図は第７図にて述べた実施例の変形例である。この
例においては、板波探傷を行うためのセンサ１，１′を
、とくに先行する冷延用母板１ｏの後端１１とコイル巻
き戻し機２１から後続して繰出される冷延用母板１０’
の先端１２を溶接する溶・接機２２の上流であって、コ
イル巻き戻し１ｌ１２１の下流の位置に設置する。

表面疵が検出された場合、該表面疵部は溶接器２２で、
コイルの先後端を溶接しやすい形状に切断するための切
断刃をもって切断除去し、かつ溶接により再接合し、こ
うして圧延中のストリップ破断につながらない形状とさ
れる。この様にしても、表面疵による圧延中のストリッ
プ破断を防止することかで′きる。

（発明の効果） 以上詳細に説明したところから明らかな様に、この発明
によれば冷延用母板の表面疵による冷間圧延中のストリ
ップ破断を確実に防止することができ、冷延鋼板の安定
な生産を達成できるほか、該ストリップ製造装置曵生嵐
装饅の生産能率を大幅に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はタイヤ型超音波探触子の冷延用母板への設置要
領を示す説明図、第２図はエツジ不感帯を調査するため
に製作した試験板の平面図１、第８図はセンサーエツジ
間距離ｌと板端と分離識別できるドリルホールのうち板
端に最も近いものと板端の距離乙の関係図表、 第４図は疵のある表側から探傷した際のＳ／Ｎと、疵の
ある裏側の面から探傷した際のＳ／Ｎとの関係図表であ
り、 第５図〜第８図はこの発明の方法を実施するストリップ
製造設備のスケルトン図である。 １．１′・・・タイヤ型超音波探触子 ２．２′・・・超音波探傷器 １０．１０’・・・冷延用母板 ２４・・・タンデム圧延機 ２６・・・記録器 第１図 第２図 瓶墳Ｉ／Ｉの距離、車位ｊ７□ 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＬｆＩｓ帯の冷間圧延に先立ち、走行状態の銅帯側端か
   ら８０〜８２０闘内側の銅帯上面に接触するタイヤ型超
   音波探触子を設置し、銅帯側端に向けて板波を送受信し
   て該側端部付近の表裏面の表面疵を検出し、 その検出信号につき、疵が存在するコイル及びその疵位
   置を記憶もしくは記録して、該フィルの冷間圧延に際し
   て、圧延中における鋼帯破断防止対策を実行することを
   特徴とする冷間圧延時の鋼帯破断防止方法。 区　銅帯走行装置と、これに適用可能な鋼板側端との距
   離を８０〜８２５鰭の範囲内に維持できる調＃ｉ機構を
   有するタイヤ型探触子保持装置と、２個以上のタイヤ型
   超音波探触子のうち少なくとも２個のタイヤ探触子が銅
   帯画側帯へ板波を送受信し疵検黒信号を記憶・記録等に
   より伝達可能にする検出設備とからなる冷間圧延時の鋼
   帯破断防止設備。 ＆　魚の設備において、鋼板側端との距離を８０〜３２
   ５簡の範囲内に維持できるのみならず、任意の距離にも
   維持できる調節機構をも有したタイヤ型探触子保持装置
   を有する冷間圧延時の鋼帯破断防止設備。