JPS6046643B2 - 連続鋳造機のロ−ルアライメント計測方法及びその実施に使用する測定器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は湾曲型連続鋳造機のロールキャビティを構成
するロール群のアライメント計測方法及びその実施に使
用する測定器に関するものである。

連続鋳造機におけるロールアライメントの不整は鋳片
の品質に悪影響を及ぼし、特に中心偏析・クラック等の
内部欠陥を招来することになる。このためにロールアラ
イメントは連続鋳造機の重要管理項目となつているが、
従来のロールアライメントの管理は、ロール間隔測定器
により各ロール間ギャップ寸法を測定すること、及びＲ
ゲージによりロール配置曲率のチェックを行うことによ
つノて行われていた。しカルながらこの程度の簡易管理
ではロール群全体としての正確なアライメントの計測・
管理は到底行い得ず、またロールの配置ずれ、特にロー
ルエプロン間段差の存在によるロールキャビティの蛇行
等のチェックも行い得ない。更にまた計測者はＲゲージ
をもつてロールキャビティ内に入らねばならず、作業自
体も労の多いものであるという問題点があつた。本発明
は斯かる事情に鑑みてなされたものであつて、ロールキ
ャビティ内を通過させ得る測定器及び演算装置を用いる
ことにより、この測定器の形状により定まる座標系での
各ロールの座標を求め、これを特定の座標系における座
標に変換し、ロール群全体としてのアライメントを正確
に計測し得る方法及び前記測定器を提供することを目的
とする。

本発明に係るロールアライメント計測方法は、ロールキ
ャビティを構成するロール群につき、相隣る少なくとも
３つのロールを１組とし、各組は少なくとも他の１組と
２つのロールを共通としている複数の組につき夫々のロ
ールキャビティ側の円筒状包絡面を規定する各ロールの
周面上の点の各組毎に定めた座標系における座標値を求
め、この座標値により前記円筒状包絡面の半径及び中心
座標を算出し、前記座標値及び中心座標を、予めアライ
メントを整備した相隣る複数個の特定のロールのアライ
メントに関連づけて定めた座標系における座標値に変換
し、この変換結果に基づき前記ロール群全体としてのア
ライメントを計測することを特徴としており、前記特定
のロールとしては、例えば常時その配置状態が整備され
ているピンチロールの下ロール又は基準となるペンチマ
ークと測定ロールの対が用いられる。

以下本発明方法を、本発明に係る測定器と共に実施例を
示す図面に基いて具体的に説明する。

第１図は連続鋳造機の湾曲したロールキャビティを略示
しており、夫々が３〜５のロールを具備する上下のロー
ルエプロンＲｌｌ９Ｒｌ２９Ｒ２ｌ９Ｒ２２Ｒ８ｌ，Ｒ
８。、計８対が約１１４円弧のロールキャビティＲＣを
形成するように配置されており、最下流側のロールエプ
ロンＲ８ｌ，Ｒ８２に連なるようにして上下夫々数個の
ロールよりなるピンチロールエプロンＰＲが設けられて
いる。 ４ＭＤは測定器であつて、
側面形状が平底の舟型をなし、ロールキャビティＲＣと
略同幅寸法を有しており、ダミーバ先端に設置すること
により、又は鋳型ＭＬの上方に配設された架台上に設け
たプーリに張設されたワイヤＷＲをモータＭＴにより巻
上げ、巻下げすることによつてロールキャビティＲＣ内
をその下周面を下ロールに接触させつつ移動させ得るよ
うにしている。そしてこの測定器ＭＤから得られたデー
タは例えばワイヤＷＲの芯部に一体配設してなるケーブ
ルを介して操作室（図示せず）等に配したマイクロコン
ピュータ等よりなる演算装置ＤＰＳに入力され、その演
算結果はＣＲＴディスプレイ、プリンタ等適宜の表示装
フ置ＤＰＬにキャラクタで又はグラフィカルに表示され
るようにしている。次に第２図に基き測定器ＭＤの構成
について説明する。

第２図はロールと共に示す測定器ＭＤの側断面図である
。この測定器ＭＤは扁平な舟型に・構成されており、内
部にセンサ２０の前後（図面の左右）方向への移動を可
能とするように収納しておくための空洞２１を有し、こ
の空洞２１の底面にはロールに臨む該測定器ＭＤの下周
面に開孔し、前後方向に延びる長穴２２が開設されてい
゛る。測定器ＭＤの下周面は一つの円弧面の中央部を切
除し、その移動方向前後の端部にのみ円弧面を残存させ
た形を有し、両端の円弧面夫々に各１個のロールが接触
し、この２つのロール間に存在する１個以上のロールが
前記中央部に非接触的に対向するようになつている。該
円弧面の半径は湾曲型連鋳機の曲率半径Ｒｐに等しく選
はれる。空洞２１の底面は前記円弧面と同心で、これよ
り小径の基準円弧面２３となつている。センサ２０は渦
電流現象を利用してその先端面と鉄材（この場合はロー
ル）との離隔寸法を捉え得るようにしたものであつて、
基端部は空洞２１内においてこの測定器ＭＤの前後方向
に架設したガイド部材２４に吊垂され、また先端面より
稍々基端部寄りの位置に形成した段部を空洞２１底面の
基準円弧面２３に摺接させ、先端面を長穴２２内に位置
させるようにして、その長手方向が基準円弧面２３の半
径方向と一致しつつ、図示しない駆動手段によつて前後
方向に適宜速度で往復移動し、その先端面が基準円弧面
２３の中心点をその中心とする円弧軌跡を描くようにし
ている。ガイド部材２４の前後端部は基準円弧面２３の
前後端部夫々から等高離隔した位置に取付けられており
、該ガイド部材２４が基準円弧面２３の中心における法
線Ｈ（又は半径）と直交し、且つ該法線により２等分さ
れるようにしている。

そしてこのガイド部材２４には磁気的手段又は光学的手
段を用いた測寸手段２５が付設されている。このような
構成により前記測寸手段２５は空洞２１の前部端面から
ガイド部材２４におけるセンサ２０の移動位置を、また
センサ２０はその移動によりその先端面に次々と接近し
、又は離隔していくロールとセンサ先端面との離隔寸法
を連続的に演算装置ＤＰＳへ出力するが、演算装置ＤＰ
Ｓは測定器即の下周面に接触するか、又は非接触的に対
向する各ロールに、センサ２０の先端面が最も近ずいた
時点における、すなわち各ロールの基準円弧面２３に対
する至近点をセンサ２０の段部が摺接している時点にお
けるセンサ２０の先端面と前記至近点との間の離隔寸法
η及び空洞２１の前部端面からセンサ２０の吊垂部に至
る寸法ξを検出するようにしている。なお前記時点の認
識はセンサ２０の出力の極大値発生タイミングを捉える
ことによつて行われる。次にこのような測定器即を用い
て各ロールの，位置情報を求める方法について説明する
。

第３図に示すようにまず基準円弧面２３の前方への延長
面と、この基準円弧面２３に対応する弦と見做せるガイ
ド部材２４又は測寸手段２５の前方への延長線の交点を
原点０とし、該原点０から原点０及一び測寸手段２５を
含む基準円弧面２３に直交する平面における基準円弧面
２３の中心Ｐ。に向かう直線（原点０における基準円弧
面２３の法線）をＹ。軸、これに直交する直線（原点０
における基準円弧面の接線）を為軸とする測定器ＭＤの
形状に固有の為−ＹＯ座標系を考える。基準円弧面２３
の半径をＲｇとするとＰ。点の座標は（０，Ｒｇ）とな
る。而して今測定器ＭＤの下周面の前端部の円弧面に接
触するロールＲ。の接触点Ｐの座標（Ｘ，ｙ）を求める
場合について説明する。このロールＲＯは測定器ＭＤの
下周面に接触しているので基準円弧面２３に対する至近
点が接触点Ｐとなつている。而してこの座標（Ｘ，ｙ）
は上述の如くして得られるデータη及びξと予め演算装
置ＤＰＳに与えられたデータＲｇ，η０，ξ０，γに基
く演算装置ＤＰＳによる下記の如き演算により求められ
る。但しη。は基準円弧面２３とセンサ２０の先端面軌
跡２『（１点鎖線で図示）との離隔寸法、ξｏは原点０
と空洞２１の前端面との離隔寸法、γはＹ。軸とガイド
部材２４とのなす角度である。而して線分ＰＰＯと測寸
手段２５との交点のＸ。−ＹＯ座標系のＸ。座標を１１
，ｙ０座標を１２とし、また線分ＰＰＯとＹ。軸とのな
す角度を０とするととなり、として求められるから、（
Ｘ，ｙ）は として求められることになる。

さてロールアライメントの計測は以下のようにして行う
。

すなわち、まず特定のロール、例えば上述の如き測定器
卯をピンチロールエプロンＰＲに位置せしめ、その下ロ
ールのうちの２個を測定器ＭＤの下周面の前後夫々の円
弧面に接触せしめ、このピンチロールエプロンＰＲの下
ロールのアライメントをロール群全体としてのアライメ
ントの基準とする。このピンチロールエプロンＰＲの下
ロールはアライメントが厳密に整備されているので、今
、このピンチロールエプロンＰＲの下ロールのロールキ
ャビティＲＣ側の測定器ＭＤより得るところの４−ＹＯ
座標面での各ロールの基準円弧面２３に対する至近点Ｐ
ｌ，Ｐ２，Ｐ３（第Ａ図参照）は下ロールの円筒状包絡
面Ｅｖにあるとみなせる。而して測定器ＭＤをピンチロ
ールエプロンＰＲの下ロール上に静止載置した状態での
Ｘ。−ＹＯ座標系における前記包絡面Ｅｖの半径Ｒ（こ
の場合はＲ＝Ｒｐ）及び中心座標Ｐｐ（Ａ，ｂ）を求め
る。第４図に示す如く、この状態において下ロールのう
ちの３つのロール１，２，３について得た測定器ＭＤの
基準円弧面２３に対する至近点、換言すれば包絡面Ｅｖ
と各ロール１，２，３との接点Ｐｌ，Ｐ２，Ｐ３のｊ−
ＹＯ座標系における座標を夫々（Ｘｌ，ｙｌ），（Ｘ２
，ｙ２），（Ｘ３，ｙ３）とすると次の方程式が成立す
る。なお（Ｘｌ，ｙｌ）等の座標は測定器′即を静止さ
せた状態でセンサ２０を１回往又は復移動させることに
よつて求められる。演算装置ＤＰＳはこの方程式を解き
、包絡面Ｅｖの中心座標（Ａ，ｂ）及び半径Ｒを下式の
如く求める。

ロールキャビティＲＣのロールアライメントの計測、調
整は一般に下ロールについて行なわれるのであるが、ピ
ンチロールエプロンＰＲ以外の他のロールエプロンＲｌ
２，Ｒ２２・・・Ｒ８２についての計測及びこの計測結
果に基いて行われる調整の基準となるピンチロールエプ
ロンＰＲのアライメント中心ＰＲ及びアライメント半径
Ｒｐは上述の如くしてピンチロールエプロンＰＲの下ロ
ール上に静止載置された状態にある測定器ＭＤに固有の
Ｘ。

−ＹＯ座標系における座標値（Ａ，ｂ）及びＲとして求
められ、検査されることになる。次にワイヤＷＲを巻き
上げて測定器ＭＤ下周面の前記円弧面がロールエプロン
Ｒ８。

の最ピンチロールエプロンＰＲ寄りのロール３５に接触
する状態とし、センサ２０を１回移動させて該ロール３
″を含むピンチロールエプロンＰＲ側３つのロール３″
，２″（前記ロール３）及び１″（前記ロール２）につ
いて基準円弧面２３に対する至近点の、この測定状態に
おける測定器ＭＤの座標系での座標を求める。この場合
における測定器狸の移動は、測定器狸がηを測定すべき
ロールの数（３個以上）に拘わらず、少なくとも２個の
ロール〔上述の例ではロール３，２″と２，１″〕が移
動の前後における測定にて共通するように移動量が定め
られる。即ち３個のロールのηを測定する場合は１ロー
ル分ずつ、また４個のロールのηを測定する場合は１ロ
ール又は２ロール分ずつ移動する。これは後述するよう
に座標変換するためのφ，Ｓ，ｔを求める場合に２つの
ロールの接触点が相異る座標系夫々で求められている必
要があるからである。なおロール３″がピンチロールエ
プロンＰＲの下ロールのアライメントと整合された状態
にある場合はこの場合の至近点は前記包絡面Ｅｖ上に有
るか、又はその延長上に在ることになるが、そうでない
場合は該包絡面Ｅｖから外れることになる。以下同様に
１ロール分ずつ測定器ＭＤをロールキャビティＲＣ上方
へ移動させ、その都度少くとも３つのロールについての
前記接触点又は至近点の座標を順次求めていく。

そして座標を求めるのに引続いて、又は全座標を求めた
後バッチ処理を行うことによつて、測定器ＭＤの静止し
た状態にノおいて同時測定された少くとも３つのロール
の至近点の座標に基いて、該３つのロールについての包
絡面についての中心座標（Ａ，ｂ）及びその半径Ｒを求
める。もちろん１ロール分ずつ測定器ＭＤを移動して測
定する必要はなく、以下に述べるように少くとも２個の
ロールをオーバラップさせるだけで１回の移動により複
数個のロールについて測定することも可能である。

ところで測定器ＭＤを上述の如く上方へ移動させて次々
と測定していくこととすると測定器即に固有の為−ＹＯ
座標系は共通であるとしてもその原点０の位置は次々と
変化していくことになる。

従つて本発明方法においては最初に測定器ＭＤをピンチ
ロールＰＲの下ロール上に静止載置してロール１，２，
３の接点Ｐｌ，Ｐ２，Ｐ３を求めた場合における葛−Ｙ
Ｏ座標系Σ０ （ＸＯ，ｙＯ）を基準座標系とし、爾後
測定器ＭＤを移動させて測定した各ロールの至近点の座
標は総て基準座標系Σ０ （ＸＯ，ｙＯ）における座標
に換算し、同一座標系におけるアライメントの比較を可
能としている。従つてまた各至近点座標に基いて求めら
れる包絡面の中心（Ａ，ｂ）も基準座標系Σ０ （ＸＯ
，ｙＯ）の座標に換算した値として求められる。なお各
包絡面の半径Ｒは換算前の至近点座標に基いて演算して
もよい。次に上述の換算を行う方法を第５図に基いて説
明する。

ピンチロールエプロンＰＲの下ロールのうちロールフレ
ームＲ８２寄りの３つのロールＲｌ，Ｒ２，Ｒ３に注目
する。この場合の座標系はＸ。軸，ＹＯ軸で規定される
基準座標系Σ０ （ＸＯ，ｙＯ）となるが、この座標系
においてロールＲｌ，Ｒ２，Ｒ３の測定器Ｏに対する接
触点又は至近点の座標を求める。この座標は変換の必要
がないことは勿論である。この測定の結果求めたΣ０（
ＸＯ，ｙＯ）座標系におけるＲｌ，Ｒ２の接触点又は至
近点の座標を夫々（ＸＯｌ，ｙＯｌ），（ＸＯ２，ｙＯ
２）とする。

次いでロールＲｌ，Ｒ２が測定器即の測定範囲に収まる
ようにロールエプロンＲ８。

側へ移動させ、移動前後の座標系においてＲｌ，Ｒ２を
重複して測定する。ロールＲｌ，Ｒ２の座標を、この状
態における、すなわち図中に２点鎖線で示すＸ１軸，ｙ
１軸て規定される座標系Σ１ （Ｘｌ，ｙｌ）における
値として求める。この座標系Σ１ （Ｘｌ，ｙｌ）にお
けるＲｌ，Ｒ２の至近点又は接触点の座標を夫々（Ｘｌ
ｌ，ｙｌり、（Ｘｌ２，ｙｌ２）とする。而してΣ１
（Ｘｌ，ｙｌ）座標系からΣ０ （ＸＯ，ｙＯ）座標系
への変換は、Ｘ１軸，Ｙ，軸をφだけ回゛転してなる為
軸，ＹＯ軸夫々に平行な一点鎖線で示すＸＪ軸，ＹＪ軸
で規定される座標系を式軸方向にＳ，ｙＯ軸方向にｔだ
け平行移動することによつて行われるが上記φ，Ｓ，ｔ
は下式により求められる。このような方法によつて求め
たφ，Ｓ，ｔを用いるとロールフレームＲ８。のロール
Ｒ８の測定器即に対する接触点の座標は前式の変換公式
によりΣ１ （Ｘｌ，ｙｌ）座標系からΣ０ （ＸＯ，
，ｙＯ）座標系に変換されることになる。以下測定器？
を前述の要領にて移動させるに従い座標系はΣ２ （Ｘ
２，ｙ２），Σ３ （Ｘ３，ｙ３）・のように変化して
いくが、これらの座標系で得られた各ロールの接触点又
は至近点の座標は上述の如き手法によつて、例えばΣ３
（Ｘ３，ｙ３）→Σ２（Ｘ２，ｙ２）→Σ１（Ｘｌ，
ｙｌ）→Σ０（ＸＯ，ｙＯ）の如く段階的換算を多ステ
ップ行つて所要の基準座標系Σ０ （ＸＯ，ｙＯ）にお
ける座標に変換される。

なお各座標系間の変換のための系数φ，Ｓ，ｔはその都
度記憶保持され、後の換算に供される。このようにして
測定器Ｔ曲をその下周面がロールエプロンＲｌ．の最上
ロールに接触するまで次々と移動させ、測定を行つてい
く。これにより、表示装置ＤＰＬには基準座標系Σ０
（ＸＯ，ｙＯ）での各ロールの測定器ＭＤに対する接触
点又は至近点の座標が求められる。このようにして求め
た座標によつて規制される曲面はロールキャビティＲＣ
の外周面である。従つてこれらの座標の値自体、又はこ
れらをグラフィカルに表示した図形によりロールキャビ
ティＲＣのプロフィールが明らかとなる。また各座標系
について求められたアライメント中心（Ａ，ｂ）はΣ０
（ＸＯ，ｙＯ）座標系に換算され、Σ０ （ＸＯ，ｙ
Ｏ）の座標系で求めた（Ａ，ｂ）、即ちピンチロールエ
プロンＰＲの下ロールのアライメント中心座標と比較対
比され、他のロールのアライメント中心の偏心を把握す
るためのデータとして供される。更にＲについては半径
Ｒｐとの比較によりロールキャビティ各部の曲率の整・
不整判断のためのデータとして用いられることになる。
更にミスアライメントとなつたロールについては、その
ロールの位置調整量を容易に把握することができるよう
に、ピンチロールエプロンＰＲの下ロールのロールキャ
ビティＲＣ側包絡面に対応する円弧とミスロールアライ
メントとなつたロールの接触点又は至近点の座標とのず
れを、半径方向及び円周方向に分離して演算表示させる
ことも可能てある。以上詳述したように本発明による場
合は連続鋳造機のロールアライメントを総合的、自動的
に且つ正確に把握でき、この計測結果に従つてアライメ
ント調整を行うことにより、鋳片品位が向上することは
勿論、計測者の労力負担も軽減される実益がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を説明するためのロールキャビティ
の模式図、第２図は本発明に係る測定器の略示側面図、
第３図は測定器に対するロールの接触点座標を求める方
法を示す説明図、第４図は本発明方法の計測手順を示す
説明図、第５図は座標系の変換方法を示す説明図である
。 ＭＤ・・・・測定器、ＤＰＳ・・・・・・演算装置、Ｄ
ＰＬ・・・・表示装置、ＰＲ・・・・・ゼンチロールエ
プロン、２０・・・・センサ、２５・・・・測寸手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 連続鋳造機のロールアライメントを計測する方法に
   おいて、連続鋳造機の湾曲したロールキャビティを構成
   するロール群につき、相隣る少なくとも３つのロールを
   １組とし、各組は少くとも他の１組と２つのロールを共
   通としている複数の組につき夫々のロールキャビティ側
   の円筒状包絡面を規定する各ロールの周面上の点の各組
   毎に定めた座標系における座標値を求め、この座標値に
   より前記円筒状包絡面の半径及び中心座標を算出し、前
   記座標値及び中心座標を、予めアライメントを整備した
   相隣る複数個の特定のロールのアライメントに関連づけ
   て定めた座標系における座標値に変換し、この変換結果
   に基づき前記ロール群全体としてのアライメントを計測
   することを特徴とするロールアライメント計測方法。 ２ 連続鋳造機の湾曲したロールキャビティ内を移動し
   得べく構成されており、その下周面における移動方向両
   端部には、ロールキャビティを構成する下ロール群中の
   相隣らざる２個のロールに各接触し得る、中心共通の円
   弧面が形成されており、該円弧面と中心を同じくし、該
   円弧面の半径よりも小なる半径の基準円弧と、前記下周
   面に接触し、又は非接触的に対向するロールの基準円弧
   に対する至近点との離隔寸法に関する情報を求める手段
   と、前記基準円弧に対応する弦の方向における、前記至
   近点の位置に関する情報を求める手段とを具備すること
   を特徴とする、連続鋳造機のロールアライメント計測用
   の測定器。