JPS6056409A - 金属ストリツプの幅方向位置検出装置 - 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】 本発明は、圧延機のスタンド間で圧延材の幅方向位置を
高い精度で検出し得るようにした、金属ストリップの幅
方向位置検出装置に関する。

圧延作業においては、圧延中の条件によって圧延材がロ
ールの中央に留まることができずに・第１図に示すごと
く、圧延の進行とともにロール端部の方へ移動してしま
う現象がよく知られており、蛇行と呼ばれている。

この蛇行を防止するためには、圧延材に凸クラウンがつ
くような条件で圧延することが重要であることも知られ
ている。

しかし、近年、圧延材の品質向上、歩留り向上の要求が
厳しくなると共に凸クラウンをできるだけ減らし、長手
方向、幅方向共に均一な厚さ分布をもつように圧延する
ことが要求されている。従って、このような条件下では
、圧９ＬＪｌ′Ａは蛇行しやすくなり、安定した操業を
難しくしていた。従来では、蛇行が一度発生してしまう
と、これを防止することが困難で、多くの場合、操業を
止めて蛇行して圧延機へ絞り込んだ圧延材を取り除いて
いた。

次に、圧延材の蛇行の性質を簡単に説明する。

第１図は何等かの原因で圧延材（ａ）がワークロール（
ｂ）の中央から右側へ寄ってし１つだ状態を示すもので
、第１図のような状態では、圧延力の左右のアンバラン
スが生じ、ロールギャップが左右で不均一となり、右側
のギャップが左側よりも広（なる。ところで、ロール（
ｂ）の周速は左右で一様であるにも拘らず右側の方のギ
ャップが広いので、単位時間当りの圧延材の体積流量は
右側の方が大きくなる。又、入側での圧延材の厚さは左
右対称であるとすれば、より大きい体積流量の側では材
料がより早く引き込まれることになる。この結果、第２
図に示すように、平面内では進行方向に対して圧延イＡ
（α）が傾いて来ると共に、傾いたま１進行するため、
圧延材（α）はますますロール右端へ近（ｑ’　＜よう
になる。

そのために、ロールギャップの左右差も更に大きくなり
、圧延材（ｃＬ）は急速に右端へ近刊いていく。これが
蛇行という現象である。

従来は、このような状態になると回復することができず
、操業を中断せざるを得なかった。

そこで、最近、光学的検出器で圧延材の幅方向位置を検
出し、その信号をもとにロールギャップを調整して圧延
材の蛇行を防１１二することが考えられ、既に一部実機
では実用化されている。

しかし、熱間性」＝圧延機に適用するために、スタンド
間に圧延材の幅方向位置検出器を置く場合、以下の不具
合があった。即ち、熱間圧延機ではスタンド間にルーパ
ーを置き、そのルーバーロールを上下することにより圧
延材の張力を制御しながら圧延を行なっているが、ルー
バーロールの上下に伴ない圧延材の高さが変動するため
、圧延材幅端位置の検出に誤差を生ずるのである。

本発明は上記観点に鑑み、熱間連続仕上圧延機のスタン
ド間で圧延材の幅方向位置を精度良く検出し得るように
することを目的としてなしたものである。

本発明によれば、熱間連続圧延機のスタンド間に設けら
れて圧延材の幅方向位置を検出する検出器と、圧延材の
パスライン位置の上下動をルーパーアームの角度信号を
もとに補正する装置とをｖｌａえているため、見掛は上
席にストリップのパスライン位置を一定にすることがで
き、従って、圧延イ２の’ｌ！ｌｉｔ　’Ｊｔ５位：ｒ
Ｌを正確にめることができ、蛇行制御を行う場合に良好
な制御が可能となる。又、圧延材の板幅の正確な検出も
可能となる。

以下、本発明の一例を図面を参照しつつ説明する。

先ず、本例の原理を第５図〜第６図により説明する。

第３図及び第４図中（１α）（１ｂ）は圧延機、（２）
はルーパー、（３）は図示してない適宜の駆動装置によ
り上下へ回動し得るようにしたルーパーアーム・（４）
はルーパーアーム（３）の上端に取付けられたルーバー
ロール、（５）は圧延材、（６）は圧延材（５）の幅方
向位置検出器である。

上記装置では、第３図に示す幾何学的関係より・ ｈ二ｙｓｉｎβ＋−ｚｏ・・・・・（ｉ）が成立する。

ここで、ｒ；ルーパーアーム（３）の長さｄニル−バー
ロール（４）の直径 χ；ルーパーアーム（３）の回転中心から基準パスライ
ンまでの距離 ｈ；基準パスラインからの圧延材（５）の最大高さ位置 β；基準パスラインに対するルーパ ーアーム（３）の回転角 又、第４図に示す幾何学的関係から、 ん×ｔ８　・・・・・・（１１） ”−ｔ が成立する。

ここで、Ｖ；幅方向位置検出器（６）取付位置での圧延
４（’　（５１の基準パスラインからの高さ ｔ；圧延機（１α）（１ｂ）のスタンド間距離の半分 ｔ８；圧延［３（１ｂ）のスタンド中心から幅方向位置
検出器（６）までの距離 であり、更に第４図中Ｚは基準パスラインから幅方向位
置検出器（６）のレンズ中心位置捷での高さである。

ところで、第５図に示すごとく、幅方向位置検出器（６
）の受光素子（６α）の総個数をＮ（以下ビットという
単位を使う。）とし、高さＺにおける幅方向位置検出器
（６）の基準視野の長さをＬ１ルーバーロール（４）の
上下による幅方向位置検出器（６）の視野の長さをＩ’
ｌ　＋　Ｌ２　、視野変動量をΔＬ＋　＋ΔＬ２、ルー
パーロール（４）の上下量をカ。

ｖ２とすると、高さＺにおける幅方向位置検出器（６）
の分解能はし′Ｎであり、演算は該分解能Ｌハをもとに
行われるが、ルーパーロール（４）が７１＋ｙ２の量の
上下を行うと、幅方向位置検出器（６）の視野の長さが
ＬＩ′、　Ｌ≦と変化し、そのために、受光素子（６α
）の１ビット当りの分解能がＬ’、７Ｎ。

ＬＪ／Ｎに変化する。従ってこの分解能を補正しなけれ
ば検出された圧延材（５）の幅方向位１ａに誤差が生ず
ることになる。

すなわち、圧延材（５）の幅方向位置を検出する場合に
は、第６図に示すように、幅方向位置検出器（６）中心
から圧延材（５）の幅端位置までの距離ｗｌ求めるが、
圧延材（５）が基耶パスラインにある時の該圧延材（５
）の幅端位置Ｗは、第６図の幾何学的関係から、 Ｗ　＝　（Ｎ／２−　ＮＬ　）　ｘ　−−（ｉｉｉ）と
なり、又、ルーパーロール（４）ｐ上昇によって圧延材
（５）が上向きに移動したとすると、となる。

ここで、ＮＬ；圧延材（５）が基準パスラインにある場
合に光を受ける受光素子 （６ａ）の数 Ｎｌ、＋　；圧延材（５）が基準パスラインよりｙ、だ
け上昇した場合に光を受け る受光素子（６ａ）の数 又、圧延材（５）がｖまたけ上方へ移動することによっ
て、受光素子（６ｃＬ）の光を受ける素子数はΔＮ　＝
　Ｎｉ、　−ＮＬＩ　・・曲（ｖ）だけ減少する。

すなわち、圧延材（５）の高さが変ったら光を受ける受
光素子（６ａ）の数が変るから、これを考慮して圧延材
（５）の幅端位置を検出しないと、ΔＷ−ΔＮ　ＸＴＪ Ｎ　・・・・・・（ｖＱ たけ、圧延材（５）の幅端位置に誤差を生じる。換言す
れば、分解能Ｌ／ＮをＬ’、７Ｎに変更しなければ正確
な位置を検出することができない。従つてルーパーロー
ル（／ｌ）の上下量ヲルーパーアーム（３）の回転角β
によって演算してその時々の重みＬ′／／Ｎ（Ｌ′は圧
延４２（５）が基準パスラインからＶの位置にある場合
の幅方向位置検出器（６）の視野の長さ）をめ、該分１
γｒ能Ｌ′／Ｎを、幅方向位置検出器（６）の受光素子
（６α）の数の半分から圧延材（５）により光を受ける
受光素子（６α）の数を引いた結果に掛ければ、常に圧
延材（５）の幅端位置を正確に検出できる。

次に、本原理による具体例を第７図により説明すると、
図中（７）はルーパーアームの角度検出器、（８）　（
９）　００）は演算器であシ、演算器（８）にはルーパ
ーロールの径ｄ１ルーパーアームの回転中心からパスラ
インまでの距離ｚ１圧延機のスタンド間距離の半分ｌ、
圧延機から幅方向位置検出器までの距離ｔ８が予め設定
され、演算器（９）には、基準パスラインから幅方向位
置検出器のレンズ中心位置までの高さＺ１幅方向位置検
出器の基準視野長さＬが設定し得るようになっており、
演算器００）には幅方向位置検出器の受光素子のビット
数Ｎを設定し得るようになっている。

ルーパーアームの回転角βは角度検出器（力により検出
されてその信号が演算器（８）へ送られる。

演算器（８）では前述の（１）式に従い基準パスライン
からルーパーロール天端までの高さＩＬがめられると共
ににＩ）式に従い幅方向位置検出器取付位置での基準パ
スラインからの圧延材の高さｙが演算され、その信号は
演算器（９）に送られる。

演算器（９）では、高さｙの位置での幅方向位置検出器
の視野の長さＬ′が、第６図の幾何学的関係により定ま
る式 ％式％（ からめられ、視野の長さＬ′の信号は演算器（１０）に
送られ、該演算器（１０）で分解能Ｌ／／Ｎがめられる
。この分解能の信号は図示されていない他の演算器に送
られ、該演算器で、幅方向位置検出器から送られてきた
光を受けている受光素子のにより、圧延材の幅端位置の
演算が行われる。

このように分解能珍重を考慮することにより、圧’ｔＪ
Ｌ４’Ａの高さが変動しても正確々幅端位置をめること
ができ、従って圧延材の蛇行量、或いは板幅の演算を正
確に行なうことが可能となる。

第８図及び第９図は本発明の他の実施例である。

先ず、第８図により本例の原理を説明すると、本例では
幅方向位置検出器の視賢の長さを基準とせず、幅方向位
置検出器の光を受ける受光素子の数を基準としており、
第８図の幾何学的関係より ＮＬ’　＝Ｚ　ｙ・Ｎｌ、　・・・・・・（閃が成立す
る。

又、圧延材（５）が基準パスラインからＶだけ上昇した
場合の、幅方向位置検出器から圧延材（５）の幅端位置
までの距離Ｗに対する補正量ΔＷは、弐Ｍ　（ｖｉ）を
もとに ΔＷ＝　（Ｎｌ、−Ｎｂ２）　ｘ卦 、　−°ｉＸ） となり、（×）式にＱｘ）式を入れて整理すると、ΔＷ
　＝　Ｘ　Ｘμ　・・曲（Ｘｌｌ Ｎ が成立する。従って、Ｗ±−ΔＷをめれば、圧延材（５
）が上下にＶだけ移動した場合の圧延材（５）の幅端位
置が補正されてめられる。

次に斯かる原理による具体例を第９図により説明すると
、旧）は演算器、（１２＋は加算器であり、第７図に示
す符号と同一の符号のものは同一のものである。

演算器（８）では（））式、（１１）式による演算が行
われ、幅方向位置検出器取付位置での基準パスラインめ
られ、該補正量ΔＷの信号は加算器０２）に送られる。

又、加算器（１２）には幅方向位置検出器で検出され、
ラッパーロールの上下動による影響を補正されていない
圧延材の幅端位置までの距離Ｗが入力され、補正された
圧延材（５）の幅端位置がめられる。

なお、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく
、本発明の要旨を逸脱し々い範囲内で種々変更を加え得
ることは勿論である。

本発明の金属ス）　ｌ）ツブの幅方向位置検出装置によ
れば、ルーパーアームの回転角が変動しても圧延材の幅
端位置を正確にめることができ、従って蛇行制御をも正
確且つ確実に行うことができると共に、圧延材の正確な
板幅をめることができるという効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

々説明は圧延材がワークロールの一方へ寄った状態を示
す説明図、第２図は第１図の平面図、第６図〜第６図は
本発明の原理の一例の説明図で、第５図は熱間仕上圧延
機のスタンド間の説明図、第４図は第３図に示す圧延機
スタンド間に幅方向位置検出器を設けた場合の説明図、
第５図は幅方向位置検出器の原理の説明図、第６図は幅
方向位置検出器の視野の長さが圧延材の上昇により変動
する場合の説明図、第７図は第３図〜第６図の原理を具
体化した本発明の一実施例の説明図、第８図は本発明の
原理の他の例の説明図、第９図は第８図の原理を具体イ
しした本発明の他の実施例の説明図である。 図中（１σ）　（１ｂ）は圧延機、（２）はルーツく−
１（３）はルーパーアーム、（４）はルーパ−アーム、
（５）は圧延材、（６）は幅方向位置検出器、（６α）
は受光素子、（７）は角度検出器、（８）、（９１（１
０）　（＋１＋は演算器、（１２１は加算器を示す。 特許出願人 石川島播磨重工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）金属ス）　ｌ）ラグのパスレベル変動位置における
   ストリップ幅方向位置の検出装置において、金属ス）　
   ＩＪツブと該幅方向位置検出装置との相対位置関係の変
   動による該検出装置の検知量の変動を腰ストリップのバ
   スレベル変動量に比例する信号により補正し、出力する
   ことを特徴とする金属ス）　ＩＪツブの１陥方向位置検
   出装置。