JPWO2021014811A1 - 熱間圧延鋼帯の蛇行制御方法、蛇行制御装置及び熱間圧延設備 - Google Patents

熱間圧延鋼帯の蛇行制御方法、蛇行制御装置及び熱間圧延設備 Download PDF

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Abstract

熱間圧延鋼帯の蛇行量の演算処理にかける時間を短くして蛇行量の算出周期を小さくし、時々刻々と変化する蛇行量に対して適切にレベリング量を調整できる熱間圧延鋼帯の蛇行制御方法、蛇行制御装置及び熱間圧延設備を提供する。鋼帯の蛇行制御方法は、隣り合う圧延機（Ｆ６），（Ｆ７）間に設置されたラインセンサカメラ（５）で走行する鋼帯（１０）の表面を撮像する撮像ステップ（ステップＳ１）と、撮像画像に基づく１次元の輝度分布から鋼帯（１０）の幅方向両端部の位置を検出して鋼帯（１０）の蛇行量を算出する蛇行量算出ステップ（ステップＳ２）と、算出された鋼帯（１０）の蛇行量に基づいて、ラインセンサカメラ（５）の下流側直近にある圧延機（Ｆ７）における操作側及び駆動側のロール開度差を演算するベリング制御演算ステップ（ステップＳ３）とを含む。撮像ステップにおけるラインセンサカメラ（５）による撮像を５ｍｓｅｃ以下の周期で行う。

Description

本発明は、熱間圧延鋼帯の蛇行制御方法、蛇行制御装置及び熱間圧延設備に関する。
一般に、熱間圧延鋼帯の製造ライン（ホットストリップミル）では、加熱されたスラブが粗圧延工程や仕上圧延工程などの製造工程を経て、所定の板幅及び板厚の鋼板が製造される。
仕上圧延工程では、図１４に示すように、複数台（例えば７台）の圧延機Ｆ１〜Ｆ７からなる仕上圧延設備１で熱間圧延鋼帯（以下、単に鋼帯という）１０が同時に仕上圧延されるタンデム圧延を行い、所定の板厚の鋼板を製造する。
タンデム圧延では、図１５に示すように、鋼帯１０の幅方向の板厚分布、鋼帯１０の幅方向の温度差、及び鋼帯１０の幅方向の曲がりによって、鋼帯１０が幅方向に移動する蛇行と呼ばれる現象が生じることがある。各圧延機Ｆ１〜Ｆ７の幅方向（鋼帯１０の幅方向と同じ方向）の中心ＣＬ１から鋼帯１０の幅方向の中心ＣＬ２までの距離を蛇行量δと呼ぶ。ここでは、鋼帯１０が、各圧延機Ｆ１〜Ｆ７の操作側に蛇行している場合を「＋」とし、各圧延機Ｆ１〜Ｆ７の駆動側に蛇行している場合を「−」とする。各圧延機Ｆ１〜Ｆ７の駆動側とは、搬送ロール（図示せず）のモータ（図示せず）に接続されている側を表し、各圧延機Ｆ１〜Ｆ７の操作側とは、駆動側と幅方向の反対側を表す。なお、図１４及び図１５における矢印は、圧延時における鋼帯１０の進行方向を示している。
ここで、鋼帯１０の尾端部１０ａの蛇行が大きくなった場合、鋼帯１０を幅方向に拘束するためのガイドと接触して、鋼帯１０が折れ込み、その状態で圧延されることで絞りと呼ばれるトラブルが生じることがある。絞りが発生すると、鋼帯１０を圧延する各圧延機Ｆ１〜Ｆ７のワークロール１ａ（図１４参照）に疵が入りロール交換が必要になる。ロール交換のために一時的に操業を停止する必要があり、絞りが頻繁に発生する場合には、大きなダウンタイムとなる。そのため、鋼帯１０の蛇行を低減し、絞りの発生を抑制することは熱間圧延鋼帯のタンデム圧延では重要な課題となっている。
鋼帯の蛇行を防止する方法の一つとして、圧延機のレベリング量を変更する方法がある。レベリング量とは、圧延機の操作側と駆動側のロールギャップの開度差のことである。ここでは、操作側のロールギャップの開度が大きい場合を「＋」、駆動側のロールギャップの開度が大きい場合を「−」とする。
例えば、圧延中に圧延機のレベリング量を＋側に変更すると、操作側より駆動側の圧下量が相対的に大きくなるため、操作側よりも駆動側の鋼帯が長くなり、圧延機出側では鋼帯は操作側に蛇行する。逆に、圧延中に圧延機のレベリング量を−側に変更すると、駆動側より操作側の圧下量が相対的に大きくなるため、駆動側よりも操作側の鋼帯が長くなり、圧延機出側では鋼帯は駆動側に蛇行する。
従来にあっては、このレベリング量を変更することにより鋼帯の蛇行を防止するものとして、例えば、特許文献１、特許文献２及び特許文献３に示すものが提案されている。
特許文献１に示す熱間仕上圧延における鋼板尾端蛇行制御方法は、タンデム圧延において、蛇行検出装置をスタンド間ほぼ中央に設置し、蛇行制御を行い、圧延材尾端が蛇行検出装置通過後は、差荷重方式にて蛇行制御を行うことにより高応答かつ安定した制御を達成すると共に、低温材でもセンサ方式蛇行制御を可能とするものである。
また、特許文献２に示す被圧延材の蛇行制御方法は、圧延スタンドＦ５を被圧延材の尾端が通過すると、第１の制御ゲインよりも低い第２の制御ゲインでフィードバック制御を行って「センサ方式蛇行制御」を実施する。また、圧延スタンドＦ６を被圧延材の尾端が通過すると、第１の制御ゲインでフィードバック制御を行って「センサ方式蛇行制御」を実施すると共に、第３の制御ゲインよりも低い第４の制御ゲインでフィードバック制御を行って「差荷重方式蛇行制御」を実施する。更に、蛇行量検出センサを被圧延材の尾端が通過すると、「センサ方式蛇行制御」を終了すると共に、第３の制御ゲインでフィードバック制御を行って「差荷重方式蛇行制御」を実施する。また、圧延スタンドＦ７を被圧延材の尾端が通過すると、「差荷重方式蛇行制御」を終了するものである。
更に、特許文献３に示す板材の蛇行制御方法は、パスラインの垂線に対して圧延方向に傾斜した方向から、板材のエッジを含む撮像視野を有する２次元撮像装置で板材表面を撮像する第１ステップと、撮像画像について、板幅方向の走査線毎に濃度値の変化を検出することにより、板材のエッジ位置を走査線毎に検出する第２ステップとを含む。また、板材の蛇行制御方法は、当該走査線毎に検出した各エッジ位置に対して最小自乗法を適用することにより近似直線を算出する第３ステップと、近似直線と所定の走査線との交点の位置を算出する第４ステップと、交点の位置に基づき、蛇行量を算出する第５ステップとを含んでいる。
特開平７−１４４２１１号公報 特開２０１３−２１２５２３号公報 特開２００４−１４１９５６号公報
しかしながら、これら従来の特許文献１に示す熱間仕上圧延における鋼板尾端蛇行制御方法、特許文献２に示す被圧延材の蛇行制御方法及び特許文献３に示す板材の蛇行制御方法にあっては、以下の問題点があった。
即ち、特許文献１に示す熱間仕上圧延における鋼板尾端蛇行制御方法の場合、鋼帯の蛇行を検出する蛇行検出装置は、光源とカメラとから構成されているが、そのカメラの種類については特許文献１には記載がない。従って、そのカメラの種類によっては蛇行検出に処理時間が長くかかり、測定周期が大きくなってしまうことがある。この場合、時々刻々と変化する蛇行量に対して、適切にレベリング量を変更できずに鋼帯の蛇行を適切に制御できない場合がある。
また、特許文献２に示す被圧延材の蛇行制御方法の場合にあっても、蛇行量検出センサはカメラを備えているが、そのカメラの種類については特許文献２には記載がない。従って、そのカメラの種類によっては蛇行検出に処理時間が長くかかり、測定周期が大きくなってしまうことがある。この場合、時々刻々と変化する蛇行量に対して、適切にレベリング量を変更できずに鋼帯の蛇行を適切に制御できない場合がある。
また、特許文献３に示す特許文献３に示す板材の蛇行制御方法の場合、２次元撮像装置で板材の蛇行量を測定しているが、２次元データは情報量が多く、画像データの転送、画像データからの蛇行量の演算に時間がかかり、測定周期が大きくなってしまって時々刻々と変化する蛇行量に対して適切にレベリング量を変更できずに鋼帯の蛇行を適切に制御できない場合がある。
従って、本発明はこの従来の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、熱間圧延鋼帯の蛇行量の演算処理にかける時間を短くして蛇行量の算出周期を小さくし、時々刻々と変化する蛇行量に対して適切にレベリング量を調整できる熱間圧延鋼帯の蛇行制御方法、蛇行制御装置及び熱間圧延設備を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る熱間圧延鋼帯の蛇行制御方法は、操作側及び駆動側の圧下量を調整するレベリング装置をそれぞれが有する複数の圧延機を備えた仕上圧延設備で圧延される熱間圧延鋼帯の蛇行を制御する熱間圧延鋼帯の蛇行制御方法であって、隣り合う圧延機間に設置されたラインセンサカメラで走行する熱間圧延鋼帯の表面を撮像する撮像ステップと、蛇行量算出装置により、該撮像ステップで撮像された撮像画像に基づく１次元の輝度分布から前記前記熱間圧延鋼帯の幅方向両端部の位置を検出し、その検出された前記熱間圧延鋼帯の幅方向両端部の位置に基づいて前記熱間圧延鋼帯の蛇行量を算出する蛇行量算出ステップと、レベル制御演算装置により、走行する前記熱間圧延鋼帯の尾端部が前記ラインセンサカメラを抜けるまで、前記蛇行量算出ステップで算出された前記熱間圧延鋼帯の蛇行量に基づいて、前記ラインセンサカメラが設置されている位置の下流側直近にある圧延機における操作側及び駆動側のロールギャップの開度差であるロール開度差を演算し、演算されたロール開度差を前記下流側直近にある圧延機に設けられた前記レベリング装置に送出するレベリング制御演算ステップとを含み、前記撮像ステップにおける前記ラインセンサカメラによる撮像を５ｍｓｅｃ以下の周期で行って、前記レベリング制御演算ステップによる前記下流側直近にある圧延機における操作側及び駆動側のロール開度差の演算及び前記レベリング装置による操作側及び駆動側の圧下量の調整を５ｍｓｅｃ以下の周期で行うことを要旨とする。
また、本発明の別の態様に係る熱間圧延鋼帯の蛇行制御方法は、操作側及び駆動側の圧下量を調整するレベリング装置をそれぞれが有する複数の圧延機を備えた仕上圧延設備で圧延される熱間圧延鋼帯の蛇行を制御する熱間圧延鋼帯の蛇行制御方法であって、隣り合う圧延機間に設置された赤外線カメラで走行する熱間圧延鋼帯の表面から発せられる赤外線の強度分布を撮像する撮像ステップと、蛇行量算出装置により、該撮像ステップで撮像された赤外線の強度分布から前記熱間圧延鋼帯の幅方向両端部のエッジ位置を検出し、その検出された前記熱間圧延鋼帯の幅方向両端部のエッジ位置に基づいて前記熱間圧延鋼帯の蛇行量を算出する蛇行量算出ステップと、レベル制御演算装置により、走行する前記熱間圧延鋼帯の尾端部が前記赤外線カメラを抜けるまで、前記蛇行量算出ステップで算出された前記熱間圧延鋼帯の蛇行量に基づいて、前記赤外線カメラが設置されている位置の下流側直近にある圧延機における操作側及び駆動側のロールギャップの開度差であるロール開度差を演算し、演算されたロール開度差を前記下流側直近にある圧延機に設けられた前記レベリング装置に送出するレベリング制御演算ステップとを含み、前記撮像ステップにおける前記赤外線カメラによる撮像を１ｍｓｅｃ以下の周期で行って、前記レベリング制御演算ステップによる前記下流側直近にある圧延機における操作側及び駆動側のロール開度差の演算及び前記レベリング装置による操作側及び駆動側の圧下量の調整を１ｍｓｅｃ以下の周期で行うことを要旨とする。
また、本発明の別の態様に係る熱間圧延鋼帯の蛇行制御装置は、操作側及び駆動側の圧下量を調整するレベリング装置をそれぞれが有する複数の圧延機を備えた仕上圧延設備で圧延される熱間圧延鋼帯の蛇行を制御する熱間圧延鋼帯の蛇行制御装置であって、隣り合う圧延機間に設置された、走行する熱間圧延鋼帯の表面を撮像するラインセンサカメラと、該ラインセンサカメラで得られた撮像画像に基づく１次元の輝度分布から前記熱間圧延鋼帯の幅方向両端部の位置を検出し、その検出された前記熱間圧延鋼帯の幅方向両端部の位置に基づいて前記熱間圧延鋼帯の蛇行量を算出する蛇行量算出装置と、走行する前記熱間圧延鋼帯の尾端部が前記ラインセンサカメラを抜けるまで、前記蛇行量算出装置によって算出された前記熱間圧延鋼帯の蛇行量に基づいて、前記ラインセンサカメラが設置されている位置の下流側直近にある圧延機における操作側及び駆動側のロールギャップの開度差であるロール開度差を演算し、演算されたロール開度差を前記下流側直近にある圧延機に設けられた前記レベリング装置に送出するレベリング制御演算装置とを備え、前記ラインセンサカメラによる撮像を５ｍｓｅｃ以下の周期で行って、前記レベリング制御演算装置による前記下流側直近にある圧延機における操作側及び駆動側のロール開度差の演算及び前記レベリング装置による操作側及び駆動側の圧下量の調整を５ｍｓｅｃ以下の周期で行うことを要旨とする。
また、本発明の別の態様に係る熱間圧延鋼帯の蛇行制御装置は、操作側及び駆動側の圧下量を調整するレベリング装置をそれぞれが有する複数の圧延機を備えた仕上圧延設備で圧延される熱間圧延鋼帯の蛇行を制御する熱間圧延鋼帯の蛇行制御装置であって、隣り合う圧延機間に設置された、走行する熱間圧延鋼帯の表面から発せられる赤外線の強度分布を撮像する赤外線カメラと、該赤外線カメラで得られた赤外線の強度部分から前記熱間圧延鋼帯の幅方向両端部のエッジ位置を検出し、その検出された前記熱間圧延鋼帯の幅方向両端部のエッジ位置に基づいて前記熱間圧延鋼帯の蛇行量を算出する蛇行量算出装置と、走行する前記熱間圧延鋼帯の尾端部が前記赤外線カメラを抜けるまで、前記蛇行量算出装置によって算出された前記熱間圧延鋼帯の蛇行量に基づいて、前記赤外線カメラ設置されている位置の下流側直近にある圧延機における操作側及び駆動側のロールギャップの開度差であるロール開度差を演算し、演算されたロール開度差を前記下流側直近にある圧延機に設けられた前記レベリング装置に送出するレベリング制御演算装置とを備え、前記赤外線カメラによる撮像を１ｍｓｅｃ以下の周期で行って、前記レベリング制御演算装置による前記下流側直近にある圧延機における操作側及び駆動側のロール開度差の演算及び前記レベリング装置による操作側及び駆動側の圧下量の調整を１ｍｓｅｃ以下の周期で行うことを要旨とする。
また、本発明の別の態様に係る熱間圧延設備は、前述の熱間圧延鋼帯の蛇行制御装置を有することを要旨とする。
本発明に係る熱間圧延鋼帯の蛇行制御方法、蛇行制御装置及び熱間圧延設備によれば、熱間圧延鋼帯の蛇行量の演算処理にかける時間を短くして蛇行量の算出周期を小さくし、時々刻々と変化する蛇行量に対して適切にレベリング量を調整できる熱間圧延鋼帯の蛇行制御方法、蛇行制御装置及び熱間圧延設備を提供することができる。
本発明の第１実施形態に係る蛇行制御装置を備えた仕上圧延設備の概略構成図である。 本発明の第１実施形態に係る蛇行制御装置による処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る蛇行制御装置を備えた仕上圧延設備の概略構成図である。 本発明の第２実施形態に係る蛇行制御装置による処理の流れを示すフローチャートである。 図４に示す第２実施形態に係る蛇行制御装置の変形例を備えた仕上圧延設備の概略構成図である。 本発明の第３実施形態に係る蛇行制御装置を備えた仕上圧延設備の概略構成図である。 本発明の第３実施形態に係る蛇行制御装置による処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の第４実施形態に係る蛇行制御装置を備えた仕上圧延設備の概略構成図である。 本発明の第４実施形態に係る蛇行制御装置による処理の流れを示すフローチャートである。 比較例１に係る蛇行制御装置を備えた仕上圧延設備の概略構成図である。 比較例２に係る蛇行制御装置を備えた仕上圧延設備の概略構成図である。 比較例１〜３に係る蛇行制御装置で蛇行制御を行った場合の圧延機Ｆ７での蛇行量の時間変化を示すグラフである。 実施例１〜４に係る蛇行制御装置で蛇行制御を行った場合の圧延機Ｆ７での蛇行量の時間変化を示すグラフである。 一般的な仕上圧延設備の概略構成図である。 鋼帯の蛇行現象を説明するための模式図である。
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記の実施形態に特定するものではない。また、図面は模式的なものである。そのため、厚みと平面寸法との関係、比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。
（第１実施形態）
図１には、本発明の第１実施形態に係る蛇行制御装置を備えた仕上圧延設備の概略構成が示されている。
熱間圧延鋼帯の熱間圧延設備では、加熱炉（図示せず）で加熱されたスラブが粗圧延工程、仕上圧延工程及び冷却工程を経て、所定の板幅及び板厚の鋼板が製造され、巻き取られる。つまり、熱間圧延設備は、加熱炉と、粗圧延機（図示せず）と、仕上圧延設備１（図１参照）と、冷却設備（図示せず）と、巻取設備（図示せず）とを備えている。
仕上圧延工程では、図１に示す仕上圧延設備１で熱間圧延鋼帯（以下、単に鋼帯という）１０が同時に仕上圧延されるタンデム圧延が行われる。仕上圧延設備１は、鋼帯１０を仕上圧延する複数（本実施形態にあっては７台）の圧延機Ｆ１〜Ｆ７を備えている。各圧延機Ｆ１〜Ｆ７には、操作側及び駆動側の圧下量を調整するレベリング装置２と、操作側及び駆動側の圧延荷重を検出する荷重検出器３とが設けられている。鋼帯１０は、図１における矢印で示す方向に走行する（搬送される）。なお、各圧延機Ｆ１〜Ｆ７における駆動側とは、搬送ロール（図示せず）の駆動モータがある側を意味し、操作側とはその反対側を意味する。
各レベリング装置２は、各圧延機Ｆ１〜Ｆ７の操作側に取り付けられた圧下装置（図示せず）による圧下量と、各圧延機Ｆ１〜Ｆ７の駆動側に取り付けられた圧下装置（図示せず）による圧下量とを調整する。
また、荷重検出器３は、各圧延機Ｆ１〜Ｆ７の操作側と駆動側との双方に取り付けられて操作側及び駆動側のそれぞれの圧延荷重を検出する。
また、仕上圧延設備１には、鋼帯１０の蛇行を制御する蛇行制御装置４が設けられている。蛇行制御装置４は、走行する鋼帯１０の尾端部１０ａ（図１１参照）が圧延機Ｆ６を抜けてからラインセンサカメラ５を抜けるまでの制御区間Ａにおいて、「蛇行計方式の蛇行制御」によって鋼帯１０の蛇行を制御するものである。
ここで、「蛇行計方式の蛇行制御」は、後に述べるラインセンサカメラ５が設置されている位置の下流側直近にある制御対象の圧延機Ｆ７のレベリング量（圧延機Ｆ７における操作側及び駆動側のロールギャップの開度差であるロール開度差）を、ラインセンサカメラ５で撮像された撮像画像に基づいて算出された蛇行量に比例するように変更するものである。鋼帯１０の蛇行が操作側に生じていれば、操作側が閉まるように（「−」側に）レベリング量を変更し、鋼帯１０の蛇行が駆動側に生じていれば、駆動側が閉まるように（「＋」側に）レベリング量を変更する。
そして、蛇行制御装置４は、圧延機Ｆ６と圧延機Ｆ７との間に設置されたラインセンサカメラ５を備えている。ラインセンサカメラ５は、一次元撮像装置で、ＣＣＤイメージングセンサ素子等で構成され、走行する鋼帯Ｓの表面を幅方向に走査するように撮像する。ラインセンサカメラ５は、その視野内に各圧延機Ｆ１〜Ｆ７の幅方向（鋼帯１０の幅方向と同じ方向）の中心ＣＬ１（図１１参照）が入るように設置される。ラインセンサカメラ５は単数でも複数でもよい。
また、蛇行制御装置４は、蛇行量算出装置６を備えている。蛇行量算出装置６は、ラインセンサカメラ５で得られた撮像画像に基づく１次元の輝度分布から鋼帯１０の幅方向両端部の位置を検出する。鋼帯１０の幅方向両端部の位置の検出方法は、ラインセンサカメラ５で得られた撮像画像に基づく１次元の輝度分布から求める方法であればどのような方法でもよいが、例えば、輝度値がある閾値よりも大きい場合には鋼帯１０が存在する部分、輝度値がある閾値よりも小さい場合には鋼帯１０が存在しない部分とし、鋼帯１０の幅方向に分布する輝度値が閾値を超える位置を端部とする。そして、蛇行量算出装置６は、その検出された鋼帯１０の幅方向両端部の位置に基づいて鋼帯１０の蛇行量を算出する。具体的に述べると、蛇行量算出装置６は、その検出された鋼帯１０の幅方向両端部の位置から鋼帯１０の幅方向中央の位置を算出し、各圧延機Ｆ１〜Ｆ７の幅方向の中心から、算出された鋼帯１０の幅方向中央の位置までの距離を鋼帯１０の蛇行量として算出する。
このように、本実施形態に係る蛇行制御装置４にあっては、隣り合う圧延機Ｆ６、Ｆ７間に設置されたラインセンサカメラ５によって走行する鋼帯１０の表面を撮像する。そして、ラインセンサカメラ５で撮像された撮像画像に基づく鋼帯走行方向と直交方向の輝度分布から鋼帯１０の幅方向両端部の位置を検出し、その検出された鋼帯１０の幅方向両端部の位置に基づいて鋼帯１０の蛇行量を算出する。
これにより、鋼帯１０の蛇行量の演算処理にかける時間を短くして蛇行量の算出周期を小さくすることができる。ラインセンサカメラ５と異なり、従来のように、２次元カメラを用いた場合、２次元データは情報量が多く、画像データの転送、画像データからの蛇行量の演算に時間がかかり、測定周期が大きくなってしまって時々刻々と変化する蛇行量に対して適切にレベリング量を変更できずに鋼帯の蛇行を適切に制御できない。よって、ラインセンサカメラ５とすることで、本発明で意図する下記の５ｍｓｅｃ以下の周期の制御が可能となる。なお、制御の周期は、５ｍｓｅｃ以下でもより短時間にすることが好ましい。
また、蛇行量の検出に際し、一次元撮像装置であるラインセンサカメラ５を使用することで２次元カメラよりも設備を安価にすることができる。
更に、蛇行制御装置４は、レベリング制御演算装置７を備えている。レベリング制御演算装置７は、走行する鋼帯１０の尾端部１０ａ（図１１参照）が圧延機Ｆ６を抜けてからラインセンサカメラ５を抜けるまでの制御区間Ａにおいて、蛇行量算出装置６で算出された鋼帯１０の蛇行量に基づいて、ラインセンサカメラ５が設置されている位置の下流側直近にある圧延機Ｆ７における操作側及び駆動側のロールギャップの開度差であるロール開度差を次の（１）式により演算する。
Ｓ＝αＡＣ（δ−δ６）＋Ｓ６ …（１）
ここで、Ｓ：圧延機Ｆ７における操作側及び駆動側のロール開度差、Ｓ６：鋼帯１０の尾端部１０ａが圧延機Ｆ６を抜けたときの、圧延機Ｆ７における操作側及び駆動側のロール開度差、αＡ：制御区間Ａにおける、蛇行量算出装置６によって測定された蛇行量に対する制御ゲイン、δ６：鋼帯１０の尾端部１０ａが圧延機Ｆ６を抜けたときの、蛇行量算出装置６によって測定された蛇行量、δ：制御区間Ａにおける、蛇行量算出装置６によって算出された蛇行量、Ｃ：蛇行量に対するレベリング量の変化量である。
そして、レベリング制御演算装置７は、演算されたロール開度差を制御対象となる圧延機Ｆ７に設けられたレベリング装置２に送出する。
そして、圧延機Ｆ７に設けられたレベリング装置２は、制御対象の圧延機Ｆ７のロール開度差がレベリング制御演算装置７から送出されたロール開度差となるように、制御対象の圧延機Ｆ７の操作側に取り付けられた圧下装置による圧下量と、圧延機Ｆ７の駆動側に取り付けられた圧下装置による圧下量とを調整する。これにより、制御対象の圧延機Ｆ７のレベリング量が鋼帯１０の蛇行量に比例して変更され、鋼帯１０の蛇行量が抑制される。
なお、ラインセンサカメラ５による撮像を５ｍｓｅｃ以下の周期で行って、レベリング制御演算装置７による制御対象の圧延機Ｆ７における操作側及び駆動側のロール開度差の演算及びレベリング装置２による操作側及び駆動側の圧下量の調整を５ｍｓｅｃ以下の周期で行う。これにより、鋼帯１０の蛇行量を５０ｍｍ以下にすることができ、鋼帯１０の絞りの発生を防止することができる。また、ラインセンサカメラ５による撮像を５ｍｓｅｃ以下の周期で行うことで、鋼帯１０の蛇行量を３０ｍｍ以下にすることができ、蛇行発生のリスクを更に低減することができる。
次に、蛇行制御装置４による処理の流れを図２に示すフローチャートを参照して説明する。
先ず、鋼帯１０の仕上圧延が開始され、鋼帯１０の先端部が制御対象の圧延機Ｆ７を通過したら、ステップＳ１において、隣り合う圧延機Ｆ６、Ｆ７間に設置されたラインセンサカメラ５によって走行する鋼帯１０の表面を撮像する（撮像ステップ）。
次いで、ステップＳ２に移行し、ラインセンサカメラ５は撮像された撮像画像のデータを蛇行量算出装置６に転送し、蛇行量算出装置６は、撮像画像に基づく１次元の輝度分布から鋼帯１０の幅方向両端部の位置を検出する。そして、蛇行量算出装置６は、その検出された鋼帯１０の幅方向両端部の位置に基づいて鋼帯１０の蛇行量を算出する（蛇行量算出ステップ）。具体的には、蛇行量算出装置６は、検出された鋼帯１０の幅方向両端部の位置から鋼帯１０の幅方向中央の位置を算出し、各圧延機Ｆ１〜Ｆ７の幅方向の中心から、算出された鋼帯１０の幅方向中央の位置までの距離を鋼帯１０の蛇行量として算出する。
次いで、ステップＳ３に移行し、レベリング制御演算装置７は、走行する鋼帯１０の尾端部１０ａが圧延機Ｆ６を抜けてからラインセンサカメラ５を抜けるまでの制御区間Ａにおいて、蛇行量算出ステップで算出された鋼帯１０の蛇行量に基づいて、ラインセンサカメラ５が設置されている位置の下流側直近にある圧延機Ｆ７における操作側及び駆動側のロールギャップの開度差であるロール開度差を前述の（１）式により演算し、演算されたロール開度差を制御対象となる圧延機Ｆ７に設けられたレベリング装置２に送出する（レベリング制御演算ステップ）。
その後、ステップＳ４において、圧延機Ｆ７に設けられたレベリング装置２は、レベリング制御演算装置７から送出されたロール開度差に基づいて、当該制御対象の圧延機Ｆ７のロール開度差がレベリング制御演算装置７から送出されたロール開度差となるように、圧延機Ｆ７の操作側に取り付けられた圧下装置による圧下量と、圧延機Ｆ７の駆動側に取り付けられた圧下装置による圧下量とを調整する（圧下量調整ステップ）。
これにより、制御対象の圧延機Ｆ７のレベリング量が鋼帯１０の蛇行量に比例して変更され、鋼帯１０の蛇行量が抑制される。
ここで、２次元カメラを用いて撮像した撮像画像のデータの大きさと１次元撮像装置としてのラインセンサカメラ５で撮像した撮像画像データの大きさを比較すると、１次元の情報しか持たないラインセンサカメラ５の撮像画像データの方が小さい。このため、ステップＳ２において、ラインセンサカメラ５で撮像された撮像画像のデータを蛇行量算出装置６に転送するに際してデータの転送周期を小さくすることができる。また、ラインセンサカメラ５による撮像画像データが小さいため、ステップＳ２において、鋼帯１０の蛇行量を算出するに際してその処理時間を短くすることができる。２次元カメラでは、ステップＳ２において、撮像画像のデータを蛇行量算出装置６に転送するに際して撮像画像データが大きいため、データの転送が遅く、ステップＳ２において、鋼帯１０の蛇行量を算出するに際して演算に時間がかかってしまう。
また、ラインセンサカメラ５と２次元カメラで同等の精度の蛇行量を測定しようとすると、画素数が大きくなる２次元カメラの方が高価になる。ラインセンサカメラ５の方が、同等の精度を得ようとしたときに安価に導入することができる。
また、制御対象の圧延機Ｆ７のレベリング制御では、ステップＳ３において、レベリング制御演算装置７が圧延機Ｆ７における操作側及び駆動側のロールギャップの開度差であるロール開度差を算出する。そして、ステップＳ４において、圧延機Ｆ７に設けられたレベリング装置２は、当該制御対象の圧延機Ｆ７のロール開度差がレベリング制御演算装置７から送出されたロール開度差となるように、圧延機Ｆ７の操作側に取り付けられた圧下装置による圧下量と、圧延機Ｆ７の駆動側に取り付けられた圧下装置による圧下量とを調整する。このとき、次の圧延機Ｆ７における操作側及び駆動側のロール開度差が計算されるまでは、ロール開度差は変更されることなく、レベリング装置２に送出される。しかしながら、鋼帯１０の蛇行量は時々刻々と変化しているため、カメラの撮像周期を小さくして、鋼帯１０の蛇行量に対して常にレベリング量（ロール開度差）を変化させることが好ましい。実際には、カメラによる撮像、データ転送、蛇行量の演算の周期に限界があるので、常にレベリング量を変化させることは難しいが、カメラによる撮像、データの転送、蛇行量の演算を、できるたけ早い周期で行い蛇行量に合わせてレベリング変更することが好ましい。
本実施形態のように、ラインセンサカメラ５を用いた場合、データ転送、蛇行量の演算を高速で行えるため、２次元カメラを用いた場合よりも早い周期でレベリング量（ロール開度差）を変化させることができる。
レベリング量（ロール開度差）を変更する周期は、小さければ小さいほどよい。絞りが発生しやすい板厚の薄い条件において、鋼帯１０の尾端部１０ａが圧延機Ｆ６と圧延機Ｆ７との間を通過する時間は１秒にも満たない。そのため、わずかな時間に蛇行を抑制するためのレベリング量に制御する必要がある。
絞りを防止するためには、鋼帯１０の蛇行量を５０ｍｍ以下にする必要がある。ラインセンサカメラ５の撮像周期を５ｍｓｅｃ以下にすると、蛇行量を５０ｍｍ以下にすることができ、絞りの発生を防止できる。また、ラインセンサカメラ５の撮像周期を１ｍｓｅｃとすると、蛇行量を３０ｍｍ以下にすることができるため、蛇行発生のリスクがさらに低減する。
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る蛇行制御装置について図３及び図４を参照して説明する。図３には、本発明の第２実施形態に係る蛇行制御装置を備えた仕上圧延設備の概略構成が示されている。図４には、本発明の第２実施形態に係る蛇行制御装置による処理の流れを示すフローチャートが示されている。
第２実施形態に係る蛇行制御装置４は、第１実施形態に係る蛇行制御装置４と基本構成は同様であるが、第１実施形態に係る蛇行制御装置４が、走行する鋼帯１０の尾端部１０ａが圧延機Ｆ６を抜けてからラインセンサカメラ５を抜けるまでの制御区間Ａにおいて、「蛇行計方式の蛇行制御」によって鋼帯１０の蛇行を制御する。これに対して、第２実施形態に係る蛇行制御装置４は、走行する鋼帯１０の尾端部１０ａが圧延機Ｆ６を抜けてからラインセンサカメラ５を抜けるまでの制御区間Ａにおいて、「蛇行計方式の蛇行制御」及び「差荷重方式の蛇行制御」を併用し、鋼帯１０の尾端部１０ａがラインセンサカメラ５を抜けてから圧延機Ｆ７を抜けるまでの制御区間Ｂにおいて、「差荷重方式の蛇行制御」のみによって鋼帯１０の蛇行を制御する点で相違する。
ここで、「差荷重方式の蛇行制御」は、制御対象の圧延機Ｆ７のレベリング量（圧延機Ｆ７における操作側及び駆動側のロールギャップの開度差であるロール開度差）を、圧延機Ｆ７に設けられた荷重検出器３により検出された操作側及び駆動側の圧延荷重から検出された操作側及び駆動側の差荷重に比例するように変更するものである。操作側の圧延荷重が駆動側の圧延荷重よりも大きい場合、差荷重は「＋」、駆動側の圧延荷重が操作側の圧延荷重よりも大きい場合、差荷重は「−」とする。そして、鋼帯１０に幅方向の板厚偏差、幅方向の温度差がない場合、鋼帯１０が圧延機Ｆ１〜Ｆｎの中心を通板されていれば、差荷重は生じない。そして、鋼帯１０の蛇行が操作側に生じたときに差荷重は「＋」となり、鋼帯１０の蛇行が駆動側に生じたときに差荷重は「−」となる。この「差荷重方式の蛇行制御」では、差荷重が「＋」であれば操作側が閉まるようにレベリング量を変更し、差荷重が「−」であれば駆動側が閉まるようにレベリング量を変更する。
蛇行制御装置４のラインセンサカメラ５は、第１実施形態に係る蛇行制御装置４のラインセンサカメラ５と同様に、圧延機Ｆ６と圧延機Ｆ７との間に設置され、一次元撮像装置で、ＣＣＤイメージングセンサ素子等で構成され、走行する鋼帯Ｓの表面を幅方向に走査するように撮像する。ラインセンサカメラ５は、その視野内に各圧延機Ｆ１〜Ｆ７の幅方向（鋼帯１０の幅方向と同じ方向）の中心ＣＬ１（図１１参照）が入るように設置される。ラインセンサカメラ５は単数でも複数でもよい。
また、蛇行制御装置４の蛇行量算出装置６は、第１実施形態に係る蛇行制御装置４の蛇行量算出装置６と同様に、ラインセンサカメラ５で得られた撮像画像に基づく１次元の輝度分布から鋼帯１０の幅方向両端部の位置を検出する。
そして、蛇行量算出装置６は、その検出された鋼帯１０の幅方向両端部の位置に基づいて鋼帯１０の蛇行量を算出する。具体的に述べると、蛇行量算出装置６は、その検出された鋼帯１０の幅方向両端部の位置から鋼帯１０の幅方向中央の位置を算出し、各圧延機Ｆ１〜Ｆ７の幅方向の中心から、算出された鋼帯１０の幅方向中央の位置までの距離を鋼帯１０の蛇行量として算出する。
このように、本実施形態に係る蛇行制御装置４にあっても、隣り合う圧延機Ｆ６、Ｆ７間に設置されたラインセンサカメラ５で走行する鋼帯１０の表面を撮像する。そして、ラインセンサカメラ５で撮像された撮像画像に基づく１次元の輝度分布から鋼帯１０の幅方向両端部の位置を検出して、その検出された鋼帯１０の幅方向両端部の位置から鋼帯１０の幅方向中央の位置を算出することで鋼帯１０の蛇行量を算出する。
これにより、鋼帯１０の蛇行量の演算処理にかける時間を短くして蛇行量の算出周期を小さくすることができる。ラインセンサカメラ５と異なり、従来のように、２次元カメラを用いた場合、２次元データは情報量が多く、画像データの転送、画像データからの蛇行量の演算に時間がかかり、測定周期が大きくなってしまって時々刻々と変化する蛇行量に対して適切にレベリング量を変更できずに鋼帯の蛇行を適切に制御できない。
また、蛇行量の検出に際し、一次元撮像装置であるラインセンサカメラ５を使用することで２次元カメラよりも設備を安価にすることができる。
また、蛇行制御装置４は、第１実施形態に係る蛇行制御装置４と同様に、レベリング制御演算装置７を備えている。レベリング制御演算装置７は、制御区間Ａにおいて、「蛇行計方式の蛇行制御」及び「差荷重方式の蛇行制御」を併用し、制御区間Ｂにおいて、「差荷重方式の蛇行制御」のみによって鋼帯１０の蛇行を制御する。
このため、レベリング制御演算装置７は、走行する鋼帯１０の尾端部１０ａが圧延機Ｆ６を抜けてからラインセンサカメラ５を抜けるまでの制御区間Ａにおいて、圧延機Ｆ７に設けられた荷重検出器３により検出された操作側及び駆動側の圧延荷重から求まる操作側及び駆動側の差荷重と、蛇行量算出装置６によって算出された鋼帯１０の蛇行量とに基づいて、圧延機Ｆ７における操作側及び駆動側のロール開度差を次の（２）式により演算し、演算されたロール開度差を圧延機Ｆ７に設けられたレベリング装置２に送出する。
Ｓ＝αＡＣ（δ−δ６）＋βＡＤ（ΔＰ−ΔＰ６）＋Ｓ６ …（２）
ここで、Ｓ：圧延機Ｆ７における操作側及び駆動側のロール開度差、Ｓ６：鋼帯１０の尾端部１０ａが圧延機Ｆ６を抜けたときの、圧延機Ｆ７における操作側及び駆動側のロール開度差、αＡ：制御区間Ａにおける、蛇行量算出装置６によって算出された蛇行量に対する制御ゲイン、βＡ：制御区間Ａにおける、圧延機Ｆ７に設けられた荷重検出器３から検出された差荷重に対する制御ゲイン、δ６：鋼帯１０の尾端部１０ａが圧延機Ｆ６を抜けたときの、蛇行量算出装置６によって算出された蛇行量、ΔＰ６：鋼帯１０の尾端部１０ａが圧延機Ｆ６を抜けたときの、圧延機Ｆ７に設けられた荷重検出器３から検出された差荷重、δ：制御区間Ａにおける、蛇行量算出装置６によって算出された蛇行量、ΔＰ：制御区間Ａにおける、圧延機Ｆ７に設けられた荷重検出器３から検出された差荷重、Ｃ：蛇行量に対するレベリング量の変化量、Ｄ：ロール径、ロール長、ロール本数、圧延材の幅などで決まる定数である。
また、レベリング制御演算装置７は、走行する鋼帯１０の尾端部１０ａがラインセンサカメラ５を抜けてから圧延機Ｆ７を抜けるまでの制御区間Ｂにおいて、圧延機Ｆ７に設けられた荷重検出器３により検出された操作側及び駆動側の圧延荷重から求まる操作側及び駆動側の差荷重に基づいて、圧延機Ｆ７における操作側及び駆動側のロール開度差を次の（３）式により演算し、演算されたロール開度差を圧延機Ｆ７に設けられたレベリング装置２に送出する。
Ｓ＝βＢＤ（ΔＰ−ΔＰ６）＋ＳＢ …（３）
ここで、Ｓ：圧延機Ｆ７における操作側及び駆動側のロール開度差、ＳＢ：鋼帯１０の尾端部１０ａがラインセンサカメラ５を抜けたときの、圧延機Ｆ７における操作側及び駆動側のロール開度差、βＢ：制御区間Ｂにおける、圧延機Ｆ７に設けられた荷重検出器３から検出された差荷重に対する制御ゲイン、ΔＰ６：鋼帯１０の尾端部１０ａが圧延機Ｆ６を抜けたときの、圧延機Ｆ７に設けられた荷重検出器３から検出された差荷重、ΔＰ：制御区間Ｂにおける、圧延機Ｆ７に設けられた荷重検出器３から検出された差荷重、Ｄ：ロール径、ロール長、ロール本数、圧延材の幅などで決まる定数である。
そして、圧延機Ｆ７に設けられたレベリング装置２は、レベリング制御演算装置７から送出されたロール開度差に基づいて、当該制御対象の圧延機Ｆ７のロール開度差がレベリング制御演算装置７から送出されたロール開度差となるように、制御対象の圧延機Ｆ７の操作側に取り付けられた圧下装置による圧下量と、圧延機Ｆ７の駆動側に取り付けられた圧下装置による圧下量とを調整する。これにより、制御対象の圧延機Ｆ７のレベリング量が鋼帯１０の蛇行量に比例して変更され、鋼帯１０の蛇行量が抑制される。
なお、ラインセンサカメラ５による撮像を５ｍｓｅｃ以下の周期で行って、レベリング制御演算装置７による制御対象の圧延機Ｆ７における操作側及び駆動側のロール開度差の演算及びレベリング装置２による操作側及び駆動側の圧下量の調整を５ｍｓｅｃ以下の周期で行う。これにより、鋼帯１０の蛇行量を５０ｍｍ以下にすることができ、鋼帯１０の絞りの発生を防止することができる。また、ラインセンサカメラ５による撮像を５ｍｓｅｃ以下の周期で行うことで、鋼帯１０の蛇行量を３０ｍｍ以下にすることができ、蛇行発生のリスクを更に低減することができる。
次に、蛇行制御装置４による処理の流れを図４に示すフローチャートを参照して説明する。
先ず、ステップＳ１１において、鋼帯１０の仕上圧延が開始され、鋼帯１０の先端部が制御対象の圧延機Ｆ７を通過したら、隣り合う圧延機Ｆ６、Ｆ７間に設置されたラインセンサカメラ５で走行する鋼帯１０の表面を撮像する（撮像ステップ）。
次いで、ステップＳ１２に移行し、ラインセンサカメラ５は撮像画像のデータを蛇行量算出装置６に転送し、蛇行量算出装置６は、撮像画像に基づく１次元の輝度分布から鋼帯１０の幅方向両端部の位置を検出する。そして、蛇行量算出装置６は、その検出された鋼帯１０の幅方向両端部の位置から鋼帯１０の幅方向中央の位置を算出し、各圧延機Ｆ１〜Ｆ７の幅方向の中心から、算出された鋼帯１０の幅方向中央の位置までの距離を鋼帯１０の蛇行量として算出する（蛇行量算出ステップ）。
次いで、ステップＳ１３に移行し、レベリング制御演算装置７は、制御対象である圧延機Ｆ７に設けられた荷重検出器３により検出された操作側及び駆動側の圧延荷重から操作側及び駆動側の差荷重を求める（差荷重算出ステップ）。
次いで、ステップＳ１４に移行し、レベリング制御演算装置７は、走行する鋼帯１０の尾端部１０ａが圧延機Ｆ６を抜けてからラインセンサカメラ５を抜けるまでの制御区間Ａにおいて、圧延機Ｆ７に設けられた荷重検出器３により検出された操作側及び駆動側の圧延荷重から求まる操作側及び駆動側の差荷重と、蛇行量算出装置６によって算出された鋼帯１０の蛇行量とに基づいて、圧延機Ｆ７における操作側及び駆動側のロール開度差を前述の（２）式により演算し、演算されたロール開度差を圧延機Ｆ７に設けられたレベリング装置２に送出する（レベリング制御演算ステップ）。
また、レベリング制御演算装置７は、走行する鋼帯１０の尾端部１０ａがラインセンサカメラ５を抜けてから圧延機Ｆ７を抜けるまでの制御区間Ｂにおいて、圧延機Ｆ７に設けられた荷重検出器３により検出された操作側及び駆動側の圧延荷重から求まる操作側及び駆動側の差荷重に基づいて、圧延機Ｆ７における操作側及び駆動側のロール開度差を前述の（３）式により演算し、演算されたロール開度差を圧延機Ｆ７に設けられたレベリング装置２に送出する（レベリング制御演算ステップ）。
その後、ステップＳ１５に移行し、圧延機Ｆ７に設けられたレベリング装置２は、レベリング制御演算装置７から送出されたロール開度差に基づいて、当該制御対象の圧延機Ｆ７のロール開度差がレベリング制御演算装置７から送出されたロール開度差となるように、圧延機Ｆ７の操作側に取り付けられた圧下装置による圧下量と、圧延機Ｆ７の駆動側に取り付けられた圧下装置による圧下量とを調整する（圧下量調整ステップ）。
つまり、レベリング装置２は、走行する鋼帯１０の尾端部１０ａが圧延機Ｆ６を抜けてからラインセンサカメラ５を抜けるまでの制御区間Ａにおいては、当該制御対象の圧延機Ｆ７のロール開度差が、（２）式により演算されたロール開度差となるように、圧延機Ｆ７の操作側に取り付けられた圧下装置による圧下量と、圧延機Ｆ７の駆動側に取り付けられた圧下装置による圧下量とを調整する。また、レベリング装置２は、走行する鋼帯１０の尾端部１０ａがラインセンサカメラ５を抜けてから圧延機Ｆ７を抜けるまでの制御区間Ｂにおいては、当該制御対象の圧延機Ｆ７のロール開度差が、（３）式により演算されたロール開度差となるように、圧延機Ｆ７の操作側に取り付けられた圧下装置による圧下量と、圧延機Ｆ７の駆動側に取り付けられた圧下装置による圧下量とを調整する。
これにより、鋼帯１０の蛇行量が抑制される。
ここで、２次元カメラを用いて撮像した撮像画像のデータの大きさと１次元撮像装置としてのラインセンサカメラ５で撮像した撮像画像データの大きさを比較すると、１次元の情報しか持たないラインセンサカメラ５の撮像画像データの方が小さい。このため、ステップＳ１２において、ラインセンサカメラ５で撮像された撮像画像のデータを蛇行量算出装置６に転送するに際してデータの転送周期を小さくすることができる。また、ラインセンサカメラ５による撮像画像データが小さいため、ステップＳ１２において、ステップＳ２と同様に、鋼帯１０の蛇行量を算出するに際してその処理時間を短くすることができる。
また、ラインセンサカメラ５と２次元カメラで同等の精度の蛇行量を測定しようとすると、画素数が大きくなる２次元カメラの方が高価になる。ラインセンサカメラ５の方が、同等の精度を得ようとしたときに安価に導入することができる。
また、第２実施形態の場合も、前述したように、ラインセンサカメラ５を用いて、データ転送、蛇行量の算出を高速で行えるため、２次元カメラを用いた場合よりも早い周期でレベリング量（ロール開度差）を変化させることができ、時々刻々と変化している蛇行量に合わせてレベリング変更することができる。
また、第２実施形態に係る蛇行制御装置４は、走行する鋼帯１０の尾端部１０ａが圧延機Ｆ６を抜けてからラインセンサカメラ５を抜けるまでの制御区間Ａにおいて、「蛇行計方式の蛇行制御」のみによって鋼帯１０の蛇行を制御する第１実施形態に係る蛇行制御装置４に対し、制御区間Ａにおいて、「蛇行計方式の蛇行制御」及び「差荷重方式の蛇行制御」を併用し、鋼帯１０の尾端部１０ａがラインセンサカメラ５を抜けてから圧延機Ｆ７を抜けるまでの制御区間Ｂにおいて、「差荷重方式の蛇行制御」によって鋼帯１０の蛇行を制御する。このため、第２実施形態に係る蛇行制御装置４は、第１実施形態に係る蛇行制御装置４と比較して鋼帯１０の蛇行量をより抑制することができる。
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る蛇行制御装置について図６及び図７を参照して説明する。図６には、本発明の第３実施形態に係る蛇行制御装置を備えた仕上圧延設備の概略構成が示されている。図７には、本発明の第３実施形態に係る蛇行制御装置による処理の流れを示すフローチャートが示されている。
第３実施形態に係る蛇行制御装置４は、第１実施形態に係る蛇行制御装置４と基本構成は同様であり、制御区間Ａにおいて、「蛇行計方式の蛇行制御」によって鋼帯１０の蛇行を制御する。
但し、第１実施形態に係る蛇行制御装置４が、隣り合う圧延機Ｆ６と圧延機Ｆ７との間に設置されたラインセンサカメラ５で、走行する鋼帯１０の表面を撮像するのに対し、第３実施形態に係る蛇行制御装置４は、隣り合う圧延機Ｆ６と圧延機Ｆ７との間に設置された赤外線カメラ２０で、走行する鋼帯１０の表面から発せられる赤外線の強度分布を撮像する点で相違している。
また、第１実施形態に係る蛇行制御装置４が、蛇行量算出装置６で、ラインセンサカメラ５で得られた撮像画像に基づく１次元の輝度分布から鋼帯１０の幅方向両端部の位置を検出し、その検出された鋼帯１０の幅方向両端部の位置に基づいて鋼帯１０の蛇行量を算出する。これに対して、第２実施形態に係る蛇行制御装置４は、蛇行量算出装置２１で、赤外線カメラ２０で得られた赤外線の強度部分から鋼帯１０の幅方向両端部のエッジ位置を検出し、その検出された鋼帯１０の幅方向両端部のエッジ位置に基づいて鋼帯１０の蛇行量を算出する点で装置している。
第３実施形態に係る蛇行制御装置４における赤外線カメラ２０は、走行する鋼帯１０の表面から発せられる赤外線の強度分布を撮像する。鋼帯１０は、仕上圧延設備１では、加熱炉（図示せず）で加熱されていることから高温（６００℃〜１０００℃）になっており、所定の熱量を有する自発光型の測定対象物となっている。ここで、赤外線は、蒸気によって散乱されにくく、鋼帯１０と赤外線カメラ２０との間に蒸気が有る場合でも、鋼帯１０の表面から発せられる赤外線の強度分布を撮像することができる。このため、蒸気で鋼帯１０の幅方向両端部のエッジが完全に覆われる場合であっても、赤外線の強度分布を適切かつ迅速に撮像することができる。
また、赤外線の強度分布は、鋼帯１０の温度分布に対応している。仕上圧延設備１での鋼帯１０の温度は前述したように６００℃〜１０００℃であり、例えば、４００℃以上の場所が鋼帯１０の存在する場所と定義した場合、赤外線カメラ２０の撮像画像におけるその４００℃以上に対応する赤外線の強度のところが鋼帯１０が存在する場所となる。
なお、赤外線カメラ２０に用いられる波長は、１．５μｍ超１０００μｍ以下であることが好ましい。赤外線の波長が１．５μｍ以下、または１０００μｍ超えでは、本発明の意図する高い測定精度が得られず、鋼帯１０の幅方向両端部のエッジ位置を適切かつ迅速に検出することができない。赤外線カメラ２０に用いられる赤外線の波長は、１．５μｍ超１０００μｍ以下では、測定精度を後述する実施例のようにより高くすることができる。赤外線カメラ２０に用いられる波長は、３．０μｍ以上１０００μｍ以下であることがより好ましい。
赤外線カメラ２０の設置台数は単数でも複数であってもよい。但し、所定の赤外線カメラ２０の視野範囲内に圧延機Ｆ６，Ｆ７の幅方向の中心ＣＬ１（図１５参照）が入るように設置する。
また、蛇行量算出装置２１は、赤外線カメラ２０で撮像された赤外線の強度分布から鋼帯１０の幅方向両端部のエッジ位置を検出する。つまり、蛇行量算出装置２１は、赤外線の強度分布から鋼帯１０の幅方向の操作側の端部と駆動側の端部とを検出する。鋼帯１０の幅方向両端部のエッジ位置の検出に際しては、例えば、赤外線の強度が所定の閾値（前述の４００℃に対応する強度の値）以上の場合には鋼帯１０が存在する部分、赤外線の強度が所定の閾値よりも小さい場合には鋼帯１０が存在しない部分とし、赤外線の強度が所定の閾値のところをエッジ位置、即ち鋼帯１０の幅方向の操作側の端部と駆動側の端部と特定する。
また、蛇行量算出装置２１は、その検出された鋼帯１０の幅方向両端部のエッジ位置から鋼帯１０の幅方向中央の位置を算出し、圧延機Ｆ１〜Ｆ７の幅方向の中心から、算出された鋼帯１０の幅方向中央の位置までの距離を鋼帯１０の蛇行量として算出する。
このように、第３実施形態に係る蛇行制御装置４によれば、赤外線カメラ２０で走行する鋼帯１０の表面から発せられる赤外線の強度分布を撮像し、蛇行量算出装置２１で赤外線カメラ２０で撮像された赤外線の強度分布から鋼帯１０の幅方向両端部のエッジ位置を検出する。
これにより、蒸気で鋼帯１０の幅方向両端部のエッジが完全に覆われる場合であっても、赤外線の強度分布を適切にかつ迅速に撮像し、赤外線の強度分布から鋼帯１０の幅方向両端部のエッジ位置を適切かつ迅速に検出することができる。
また、第３実施形態に係る蛇行制御装置４によれば、蛇行量算出装置２１により、検出された鋼帯１０の幅方向両端部のエッジ位置から鋼帯１０の幅方向中央の位置を算出し、圧延機Ｆ６〜Ｆ７の幅方向の中心から、算出された鋼帯１０の幅方向中央の位置までの距離を鋼帯１０の蛇行量として算出する。
これにより、蒸気で鋼帯１０の幅方向両端部のエッジが完全に覆われる場合であっても、適切かつ迅速に検出された鋼帯１０の幅方向両端部のエッジ位置に基づいて鋼帯１０の蛇行量を適切かつ迅速に算出することができる。
そして、この蛇行量の算出、即ち、鋼帯１０の蛇行量の測定に際しては、測定周期が１ｍｓｅｃ程度の高周期での測定が可能となり、圧延機Ｆ６と圧延機Ｆ７との間を鋼帯１０が通過する時間が１秒に満たない場合であっても、自動でレベリング制御を行えることになる。
更に、蛇行制御装置４は、第１実施形態に係る蛇行制御装置４と同様に、レベリング制御演算装置７を備えている。レベリング制御演算装置７は、走行する鋼帯１０の尾端部１０ａ（図１５参照）が圧延機Ｆ６を抜けてから赤外線カメラ２０を抜けるまでの制御区間Ａにおいて、蛇行量算出装置２１で算出された鋼帯１０の蛇行量に基づいて、赤外線カメラ２０が設置されている位置の下流側直近にある圧延機Ｆ７における操作側及び駆動側のロールギャップの開度差であるロール開度差を前述と同様の（１）式により演算する。
そして、レベリング制御演算装置７は、演算されたロール開度差を制御対象となる圧延機Ｆ７に設けられたレベリング装置２に送出する。
そして、圧延機Ｆ７に設けられたレベリング装置２は、制御対象の圧延機Ｆ７のロール開度差がレベリング制御演算装置７から送出されたロール開度差となるように、制御対象の圧延機Ｆ７の操作側に取り付けられた圧下装置による圧下量と、圧延機Ｆ７の駆動側に取り付けられた圧下装置による圧下量とを調整する。これにより、制御対象の圧延機Ｆ７のレベリング量が鋼帯１０の蛇行量に比例して変更され、鋼帯１０の蛇行量が抑制される。
なお、赤外線カメラ２０による撮像を１ｍｓｅｃ以下の周期で行って、レベリング制御演算装置７による制御対象の圧延機Ｆ７における操作側及び駆動側のロール開度差の演算及びレベリング装置２による操作側及び駆動側の圧下量の調整を１ｍｓｅｃ以下の周期で行う。これにより、鋼帯１０の蛇行量を３０ｍｍ以下にすることができ、蛇行発生のリスクを更に低減することができる。
次に、第３実施形態に係る蛇行制御装置４による処理の流れを図７に示すフローチャートを参照して説明する。
先ず、鋼帯１０の仕上圧延が開始され、鋼帯１０の先端部が制御対象の圧延機Ｆ７を通過したら、ステップＳ２１において、隣り合う圧延機Ｆ６、Ｆ７間に設置された赤外線カメラ２０によって走行する鋼帯１０の表面から発せられる赤外線の強度分布を撮像する（撮像ステップ）。
次いで、ステップＳ２２に移行し、赤外線カメラ２０は撮像した赤外線の強度分布のデータを蛇行量算出装置２１に転送し、蛇行量算出装置２１は、赤外線の強度分布から鋼帯１０の幅方向両端部のエッジ位置を検出する。そして、蛇行量算出装置２１は、その検出された鋼帯１０の幅方向両端部のエッジ位置に基づいて鋼帯１０の蛇行量を算出する（蛇行量算出ステップ）。具体的には、蛇行量算出装置２１は、検出された鋼帯１０の幅方向両端部のエッジ位置から鋼帯１０の幅方向中央の位置を算出し、各圧延機Ｆ１〜Ｆ７の幅方向の中心から、算出された鋼帯１０の幅方向中央の位置までの距離を鋼帯１０の蛇行量として算出する。
次いで、ステップＳ２３に移行し、レベリング制御演算装置７は、走行する鋼帯１０の尾端部１０ａが圧延機Ｆ６を抜けてから赤外線カメラ２０を抜けるまでの制御区間Ａにおいて、蛇行量算出ステップで算出された鋼帯１０の蛇行量に基づいて、赤外線カメラ２０が設置されている位置の下流側直近にある圧延機Ｆ７における操作側及び駆動側のロールギャップの開度差であるロール開度差を前述の（１）式により演算し、演算されたロール開度差を制御対象となる圧延機Ｆ７に設けられたレベリング装置２に送出する（レベリング制御演算ステップ）。
その後、ステップＳ２４において、圧延機Ｆ７に設けられたレベリング装置２は、レベリング制御演算装置７から送出されたロール開度差に基づいて、当該制御対象の圧延機Ｆ７のロール開度差がレベリング制御演算装置７から送出されたロール開度差となるように、圧延機Ｆ７の操作側に取り付けられた圧下装置による圧下量と、圧延機Ｆ７の駆動側に取り付けられた圧下装置による圧下量とを調整する（圧下量調整ステップ）。
これにより、制御対象の圧延機Ｆ７のレベリング量が鋼帯１０の蛇行量に比例して変更され、鋼帯１０の蛇行量が抑制される。
撮像ステップにおいて、隣り合う圧延機Ｆ６、Ｆ７間に設置された赤外線カメラ２０によって走行する鋼帯１０の表面から発せられる赤外線の強度分布を撮像し、蛇行量算出ステップにおいて、蛇行量算出装置２１は、赤外線の強度分布から鋼帯１０の幅方向両端部のエッジ位置を検出し、その検出された鋼帯１０の幅方向両端部のエッジ位置に基づいて鋼帯１０の蛇行量を算出する。
これにより、蒸気で鋼帯１０の幅方向両端部のエッジが完全に覆われる場合であっても、赤外線の強度分布を適切にかつ迅速に撮像し、赤外線の強度分布から鋼帯１０の幅方向両端部のエッジ位置を適切かつ迅速に検出することができる。
また、蒸気で鋼帯１０の幅方向両端部のエッジが完全に覆われる場合であっても、適切かつ迅速に検出された鋼帯１０の幅方向両端部のエッジ位置に基づいて鋼帯１０の蛇行量を適切かつ迅速に算出することができる。
そして、この蛇行量の算出、即ち、鋼帯１０の蛇行量の測定に際しては、測定周期が１ｍｓｅｃ程度の高周期での測定が可能となり、圧延機Ｆ６と圧延機Ｆ７との間を鋼帯１０が通過する時間が１秒に満たない場合であっても、自動でレベリング制御を行えることになる。
このため、赤外線カメラ２０による撮像を１ｍｓｅｃ以下の周期で行って、レベリング制御演算装置７による制御対象の圧延機Ｆ７における操作側及び駆動側のロール開度差の演算及びレベリング装置２による操作側及び駆動側の圧下量の調整を１ｍｓｅｃ以下の周期で行う。これにより、鋼帯１０の蛇行量を３０ｍｍ以下にすることができ、蛇行発生のリスクを低減することができる。
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態に係る蛇行制御装置について図８及び図９を参照して説明する。図８には、本発明の第４実施形態に係る蛇行制御装置を備えた仕上圧延設備の概略構成が示されている。図９には、本発明の第４実施形態に係る蛇行制御装置による処理の流れを示すフローチャートが示されている。
第４実施形態に係る蛇行制御装置４は、第２実施形態に係る蛇行制御装置４と基本構成は同様であり、制御区間Ａにおいて、「蛇行計方式の蛇行制御」及び「差荷重方式の蛇行制御」を併用し、制御区間Ｂにおいて、「差荷重方式の蛇行制御」のみによって鋼帯１０の蛇行を制御する。
但し、第２実施形態に係る蛇行制御装置４が、隣り合う圧延機Ｆ６と圧延機Ｆ７との間に設置されたラインセンサカメラ５で、走行する鋼帯１０の表面を撮像するのに対し、第４実施形態に係る蛇行制御装置４は、隣り合う圧延機Ｆ６と圧延機Ｆ７との間に設置された赤外線カメラ２０で、走行する鋼帯１０の表面から発せられる赤外線の強度分布を撮像する点で相違している。
また、第２実施形態に係る蛇行制御装置４が、蛇行量算出装置６で、ラインセンサカメラ５で得られた撮像画像に基づく１次元の輝度分布から鋼帯１０の幅方向両端部の位置を検出し、その検出された鋼帯１０の幅方向両端部の位置に基づいて鋼帯１０の蛇行量を算出する。これに対して、第４実施形態に係る蛇行制御装置４は、蛇行量算出装置２１で、赤外線カメラ２０で得られた赤外線の強度部分から鋼帯１０の幅方向両端部のエッジ位置を検出し、その検出された鋼帯１０の幅方向両端部のエッジ位置に基づいて鋼帯１０の蛇行量を算出する点で装置している。
第４実施形態に係る蛇行制御装置４における赤外線カメラ２０は、第３実施形態に係る赤外線カメラ２０と同様に、走行する鋼帯１０の表面から発せられる赤外線の強度分布を撮像する。このため、蒸気で鋼帯１０の幅方向両端部のエッジが完全に覆われる場合であっても、赤外線の強度分布を適切かつ迅速に撮像することができる。
なお、赤外線カメラ２０に用いられる波長は、第３実施形態に係る赤外線カメラ２０と同様の理由により、１．５μｍ超１０００μｍ以下であることが好ましい。そして、赤外線カメラ２０に用いられる波長は、３．０μｍ以上１０００μｍ以下であることがより好ましい。
赤外線カメラ２０の設置台数は単数でも複数であってもよい。但し、所定の赤外線カメラ２０の視野範囲内に圧延機Ｆ６，Ｆ７の幅方向の中心ＣＬ１（図１５参照）が入るように設置する。
第４実施形態に係る蛇行制御装置４によれば、赤外線カメラ２０で走行する鋼帯１０の表面から発せられる赤外線の強度分布を撮像し、蛇行量算出装置２１で赤外線カメラ２０で撮像された赤外線の強度分布から鋼帯１０の幅方向両端部のエッジ位置を検出する。
これにより、蒸気で鋼帯１０の幅方向両端部のエッジが完全に覆われる場合であっても、赤外線の強度分布を適切にかつ迅速に撮像し、赤外線の強度分布から鋼帯１０の幅方向両端部のエッジ位置を適切かつ迅速に検出することができる。
また、第４実施形態に係る蛇行制御装置４によれば、蛇行量算出装置２１により、検出された鋼帯１０の幅方向両端部のエッジ位置から鋼帯１０の幅方向中央の位置を算出し、圧延機Ｆ６〜Ｆ７の幅方向の中心から、算出された鋼帯１０の幅方向中央の位置までの距離を鋼帯１０の蛇行量として算出する。
これにより、蒸気で鋼帯１０の幅方向両端部のエッジが完全に覆われる場合であっても、適切かつ迅速に検出された鋼帯１０の幅方向両端部のエッジ位置に基づいて鋼帯１０の蛇行量を適切かつ迅速に算出することができる。
そして、この蛇行量の算出、即ち、鋼帯１０の蛇行量の測定に際しては、測定周期が１ｍｓｅｃ程度の高周期での測定が可能となり、圧延機Ｆ６と圧延機Ｆ７との間を鋼帯１０が通過する時間が１秒に満たない場合であっても、自動でレベリング制御を行えることになる。
また、蛇行制御装置４は、第２実施形態に係る蛇行制御装置４と同様に、レベリング制御演算装置７を備えている。レベリング制御演算装置７は、制御区間Ａにおいて、「蛇行計方式の蛇行制御」及び「差荷重方式の蛇行制御」を併用し、制御区間Ｂにおいて、「差荷重方式の蛇行制御」のみによって鋼帯１０の蛇行を制御する。
このため、レベリング制御演算装置７は、走行する鋼帯１０の尾端部１０ａが圧延機Ｆ６を抜けてから赤外線カメラ２０を抜けるまでの制御区間Ａにおいて、圧延機Ｆ７に設けられた荷重検出器３により検出された操作側及び駆動側の圧延荷重から求まる操作側及び駆動側の差荷重と、蛇行量算出装置２１によって算出された鋼帯１０の蛇行量とに基づいて、圧延機Ｆ７における操作側及び駆動側のロール開度差を前述の（２）式により演算し、演算されたロール開度差を圧延機Ｆ７に設けられたレベリング装置２に送出する。
また、レベリング制御演算装置７は、走行する鋼帯１０の尾端部１０ａが赤外線カメラ２０を抜けてから圧延機Ｆ７を抜けるまでの制御区間Ｂにおいて、圧延機Ｆ７に設けられた荷重検出器３により検出された操作側及び駆動側の圧延荷重から求まる操作側及び駆動側の差荷重に基づいて、圧延機Ｆ７における操作側及び駆動側のロール開度差を前述の（３）式により演算し、演算されたロール開度差を圧延機Ｆ７に設けられたレベリング装置２に送出する。
そして、圧延機Ｆ７に設けられたレベリング装置２は、レベリング制御演算装置７から送出されたロール開度差に基づいて、当該制御対象の圧延機Ｆ７のロール開度差がレベリング制御演算装置７から送出されたロール開度差となるように、制御対象の圧延機Ｆ７の操作側に取り付けられた圧下装置による圧下量と、圧延機Ｆ７の駆動側に取り付けられた圧下装置による圧下量とを調整する。これにより、制御対象の圧延機Ｆ７のレベリング量が鋼帯１０の蛇行量に比例して変更され、鋼帯１０の蛇行量が抑制される。
なお、赤外線カメラ２０による撮像を１ｍｓｅｃ以下の周期で行って、レベリング制御演算装置７による制御対象の圧延機Ｆ７における操作側及び駆動側のロール開度差の演算及びレベリング装置２による操作側及び駆動側の圧下量の調整を１ｍｓｅｃ以下の周期で行う。これにより、鋼帯１０の蛇行量を３０ｍｍ以下にすることができ、蛇行発生のリスクを低減することができる。
次に、第４実施形態に係る蛇行制御装置４による処理の流れを図９に示すフローチャートを参照して説明する。
先ず、ステップＳ３１において、鋼帯１０の仕上圧延が開始され、鋼帯１０の先端部が制御対象の圧延機Ｆ７を通過したら、隣り合う圧延機Ｆ６、Ｆ７間に設置された赤外線カメラ２０で走行する鋼帯１０の表面から発せられる赤外線の強度分布を撮像する（撮像ステップ）。
次いで、ステップＳ３２に移行し、赤外線カメラ２０は撮像した赤外線の強度分布のデータを蛇行量算出装置２１に転送し、蛇行量算出装置２１は、赤外線の強度分布から鋼帯１０の幅方向両端部のエッジ位置を検出する。そして、蛇行量算出装置２１は、その検出された鋼帯１０の幅方向両端部のエッジ位置から鋼帯１０の幅方向中央の位置を算出し、各圧延機Ｆ１〜Ｆ７の幅方向の中心から、算出された鋼帯１０の幅方向中央の位置までの距離を鋼帯１０の蛇行量として算出する（蛇行量算出ステップ）。
次いで、ステップＳ３３に移行し、レベリング制御演算装置７は、制御対象である圧延機Ｆ７に設けられた荷重検出器３により検出された操作側及び駆動側の圧延荷重から操作側及び駆動側の差荷重を求める（差荷重算出ステップ）。
次いで、ステップＳ３４に移行し、レベリング制御演算装置７は、走行する鋼帯１０の尾端部１０ａが圧延機Ｆ６を抜けてから赤外線カメラ２０を抜けるまでの制御区間Ａにおいて、圧延機Ｆ７に設けられた荷重検出器３により検出された操作側及び駆動側の圧延荷重から求まる操作側及び駆動側の差荷重と、蛇行量算出装置２１によって算出された鋼帯１０の蛇行量とに基づいて、圧延機Ｆ７における操作側及び駆動側のロール開度差を前述の（２）式により演算し、演算されたロール開度差を圧延機Ｆ７に設けられたレベリング装置２に送出する（レベリング制御演算ステップ）。
また、レベリング制御演算装置７は、走行する鋼帯１０の尾端部１０ａが赤外線カメラ２０を抜けてから圧延機Ｆ７を抜けるまでの制御区間Ｂにおいて、圧延機Ｆ７に設けられた荷重検出器３により検出された操作側及び駆動側の圧延荷重から求まる操作側及び駆動側の差荷重に基づいて、圧延機Ｆ７における操作側及び駆動側のロール開度差を前述の（３）式により演算し、演算されたロール開度差を圧延機Ｆ７に設けられたレベリング装置２に送出する（レベリング制御演算ステップ）。
その後、ステップＳ３５に移行し、圧延機Ｆ７に設けられたレベリング装置２は、レベリング制御演算装置７から送出されたロール開度差に基づいて、当該制御対象の圧延機Ｆ７のロール開度差がレベリング制御演算装置７から送出されたロール開度差となるように、圧延機Ｆ７の操作側に取り付けられた圧下装置による圧下量と、圧延機Ｆ７の駆動側に取り付けられた圧下装置による圧下量とを調整する（圧下量調整ステップ）。
つまり、レベリング装置２は、走行する鋼帯１０の尾端部１０ａが圧延機Ｆ６を抜けてから赤外線カメラ２０を抜けるまでの制御区間Ａにおいては、当該制御対象の圧延機Ｆ７のロール開度差が、（２）式により演算されたロール開度差となるように、圧延機Ｆ７の操作側に取り付けられた圧下装置による圧下量と、圧延機Ｆ７の駆動側に取り付けられた圧下装置による圧下量とを調整する。また、レベリング装置２は、走行する鋼帯１０の尾端部１０ａが赤外線カメラ２０を抜けてから圧延機Ｆ７を抜けるまでの制御区間Ｂにおいては、当該制御対象の圧延機Ｆ７のロール開度差が、（３）式により演算されたロール開度差となるように、圧延機Ｆ７の操作側に取り付けられた圧下装置による圧下量と、圧延機Ｆ７の駆動側に取り付けられた圧下装置による圧下量とを調整する。
これにより、鋼帯１０の蛇行量が抑制される。
撮像ステップにおいて、隣り合う圧延機Ｆ６、Ｆ７間に設置された赤外線カメラ２０によって走行する鋼帯１０の表面から発せられる赤外線の強度分布を撮像し、蛇行量算出ステップにおいて、蛇行量算出装置２１は、赤外線の強度分布から鋼帯１０の幅方向両端部のエッジ位置を検出し、その検出された鋼帯１０の幅方向両端部のエッジ位置に基づいて鋼帯１０の蛇行量を算出する。
これにより、蒸気で鋼帯１０の幅方向両端部のエッジが完全に覆われる場合であっても、赤外線の強度分布を適切にかつ迅速に撮像し、赤外線の強度分布から鋼帯１０の幅方向両端部のエッジ位置を適切かつ迅速に検出することができる。
また、蒸気で鋼帯１０の幅方向両端部のエッジが完全に覆われる場合であっても、適切かつ迅速に検出された鋼帯１０の幅方向両端部のエッジ位置に基づいて鋼帯１０の蛇行量を適切かつ迅速に算出することができる。
そして、この蛇行量の算出、即ち、鋼帯１０の蛇行量の測定に際しては、測定周期が１ｍｓｅｃ程度の高周期での測定が可能となり、圧延機Ｆ６と圧延機Ｆ７との間を鋼帯１０が通過する時間が１秒に満たない場合であっても、自動でレベリング制御を行えることになる。
このため、赤外線カメラ２０による撮像を１ｍｓｅｃ以下の周期で行って、レベリング制御演算装置７による制御対象の圧延機Ｆ７における操作側及び駆動側のロール開度差の演算及びレベリング装置２による操作側及び駆動側の圧下量の調整を１ｍｓｅｃ以下の周期で行う。これにより、鋼帯１０の蛇行量を３０ｍｍ以下にすることができ、蛇行発生のリスクを低減することができる。
また、第４実施形態に係る蛇行制御装置４は、走行する鋼帯１０の尾端部１０ａが圧延機Ｆ６を抜けてから赤外線カメラ２０を抜けるまでの制御区間Ａにおいて、「蛇行計方式の蛇行制御」のみによって鋼帯１０の蛇行を制御する第３実施形態に係る蛇行制御装置４に対し、制御区間Ａにおいて、「蛇行計方式の蛇行制御」及び「差荷重方式の蛇行制御」を併用し、鋼帯１０の尾端部１０ａが赤外線カメラ２０を抜けてから圧延機Ｆ７を抜けるまでの制御区間Ｂにおいて、「差荷重方式の蛇行制御」によって鋼帯１０の蛇行を制御する。このため、第４実施形態に係る蛇行制御装置４は、第３実施形態に係る蛇行制御装置４と比較して鋼帯１０の蛇行量をより抑制することができる。
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されずに種々の変更、改良を行うことができる。
先ず、第１実施形態乃至第４実施形態に係る蛇行制御装置４において、制御対象となる圧延機は上流側から数えて７番目の圧延機Ｆ７としてあるが、ラインセンサカメラ５あるいは赤外線カメラ２０が設置されている位置の下流側直近にある圧延機であれば、圧延機Ｆ７以外の圧延機Ｆ６、圧延機Ｆ５、圧延機Ｆ４などであってもよい。
また、第１実施形態乃至第４実施形態に係る蛇行制御装置４において、圧延機の数が７つであるが、この圧延機の数は７つ以外であってもよい。この場合であっても、制御対象となる圧延機は、ラインセンサカメラ５あるいは赤外線カメラ２０が設置されている位置の下流側直近にある圧延機であればよい。
また、第１実施形態乃至第４実施形態に係る蛇行制御装置４において、制御区間Ａは、走行する鋼帯１０の尾端部１０ａが制御対象となる圧延機Ｆ７よりひとつ前の圧延機Ｆ６を抜けたときから開始しているが、圧延機Ｆ７よりひとつ前の圧延機Ｆ６を抜けたときから開始する場合に限らず、例えば、圧延機Ｆ７よりふたつ前の圧延機Ｆ５を抜けたときや圧延機Ｆ７より三つ前の圧延機Ｆ４を抜けたときなどとしてもよい。また、制御区間Ａは、走行する鋼帯１０の尾端部１０ａが任意の圧延機間の特定ポイントを通過した時から開始するようにしてもよい。
また、第２実施形態に係る蛇行制御装置４を、図５に示すように変形してもよい。これについて具体的に述べると、図５に示す蛇行制御装置４は、第２実施形態に係る蛇行制御装置４と基本構成は同様である。しかし、第２実施形態に係る蛇行制御装置４が、走行する鋼帯１０の尾端部１０ａが圧延機Ｆ６を抜けてからラインセンサカメラ５を抜けるまでの制御区間Ａにおいて、「蛇行計方式の蛇行制御」及び「差荷重方式の蛇行制御」を併用し、鋼帯１０の尾端部１０ａがラインセンサカメラ５を抜けてから圧延機Ｆ７を抜けるまでの制御区間Ｂにおいて、「差荷重方式の蛇行制御」のみによって圧延機Ｆ７のレベリング量を調整して鋼帯１０の蛇行を制御する。これに対して、図５に示す蛇行制御装置４は、第２実施形態に係る蛇行制御装置４による制御区間Ａにおける「蛇行計方式の蛇行制御」及び「差荷重方式の蛇行制御」の併用、制御区間Ｂにおける「差荷重方式の蛇行制御」のみによる圧延機Ｆ７のレベリング量の調整に加えて、走行する鋼帯１０の尾端部１０ａが圧延機Ｆ５を抜けてからラインセンサカメラ５を抜けるまでの制御区間Ａ−１において、「蛇行計方式の蛇行制御」及び「差荷重方式の蛇行制御」を併用する。また、鋼帯１０の尾端部１０ａがラインセンサカメラ５を抜けてから圧延機Ｆ６を抜けるまでの制御区間Ｂ−１において、「差荷重方式の蛇行制御」のみによって圧延機Ｆ６のレベリング量を調整して鋼帯１０の蛇行を制御する。
このため、図５に示す蛇行制御装置４は、第２実施形態に係る蛇行制御装置４と異なり、圧延機Ｆ６と圧延機Ｆ７との間に設置されたラインセンサカメラ５に加えて、圧延機Ｆ５と圧延機Ｆ６との間にもラインセンサカメラ５を設置している。圧延機Ｆ５と圧延機Ｆ６との間に設置されたラインセンサカメラ５は、圧延機Ｆ６と圧延機Ｆ７との間に設置されたラインセンサカメラ５と同様の性能を有し、一次元撮像装置で、ＣＣＤイメージングセンサ素子等で構成され、走行する鋼帯Ｓの表面を幅方向に走査するように撮像する。ラインセンサカメラ５は、その視野内に各圧延機Ｆ１〜Ｆ７の幅方向（鋼帯１０の幅方向と同じ方向）の中心ＣＬ１（図１５参照）が入るように設置される。このラインセンサカメラ５は単数でも複数でもよい。
また、図５に示す蛇行制御装置４は、第２実施形態に係る蛇行制御装置４と異なり、圧延機Ｆ６と圧延機Ｆ７との間に設置されたラインセンサカメラ５で得られた撮像画像に基づいて鋼帯１０の幅方向両端部の位置を検出する蛇行量算出装置６に加えて、圧延機Ｆ５と圧延機Ｆ６との間に設置されたラインセンサカメラ５で得られた撮像画像に基づく一次元輝度分布から鋼帯１０の幅方向両端部の位置を検出する蛇行量算出装置６を備えている。この加えられた蛇行量算出装置６は、その検出された鋼帯１０の幅方向両端部の位置から鋼帯１０の幅方向中央の位置を算出し、各圧延機Ｆ１〜Ｆ７の幅方向の中心から、算出された鋼帯１０の幅方向中央の位置までの距離を鋼帯１０の蛇行量として算出する。
また、図５に示す蛇行制御装置４は、第２実施形態に係る蛇行制御装置４と異なり、制御区間Ａにおいて、圧延機Ｆ７における操作側及び駆動側のロール開度差を前述の（２）式により演算し、制御区間Ｂにおいて、圧延機Ｆ７における操作側及び駆動側のロール開度差を前述の（３）式により演算するレベリング制御演算装置７に加えて、制御区間Ａ−１において、圧延機Ｆ６における操作側及び駆動側のロール開度差を後述の（４）式により演算し、制御区間Ｂ−１において、圧延機Ｆ６における操作側及び駆動側のロール開度差を後述の（５）式により演算するレベリング制御演算装置７を備えている。
つまり、この加えられたレベリング制御演算装置７は、走行する鋼帯１０の尾端部１０ａが圧延機Ｆ５を抜けてからラインセンサカメラ５を抜けるまでの制御区間Ａ−１において、圧延機Ｆ６に設けられた荷重検出器３により検出された操作側及び駆動側の圧延荷重から求まる操作側及び駆動側の差荷重と、蛇行量算出装置６によって算出された鋼帯１０の蛇行量とに基づいて、圧延機Ｆ６における操作側及び駆動側のロール開度差を次の（４）式により演算し、演算されたロール開度差を圧延機Ｆ６に設けられたレベリング装置２に送出するレベリング制御演算装置７を備えている。
Ｓ＝αＡ−１Ｃ（δ−δ５）＋βＡ−１Ｄ（ΔＰ−ΔＰ５）＋Ｓ５ …（４）
ここで、Ｓ：圧延機Ｆ６における操作側及び駆動側のロール開度差、Ｓ５：鋼帯１０の尾端部１０ａが圧延機Ｆ５を抜けたときの、圧延機Ｆ６における操作側及び駆動側のロール開度差、αＡ−１：制御区間Ａ−１における、蛇行量算出装置６によって算出された蛇行量に対する制御ゲイン、βＡ−１：制御区間Ａ−１における、圧延機Ｆ６に設けられた荷重検出器３から検出された差荷重に対する制御ゲイン、δ５：鋼帯１０の尾端部１０ａが圧延機Ｆ５を抜けたときの、蛇行量算出装置６によって算出された蛇行量、ΔＰ５：鋼帯１０の尾端部１０ａが圧延機Ｆ５を抜けたときの、圧延機Ｆ６に設けられた荷重検出器３から検出された差荷重、δ：制御区間Ａ−１における、蛇行量算出装置６によって算出された蛇行量、ΔＰ：制御区間Ａ−１における、圧延機Ｆ６に設けられた荷重検出器３から検出された差荷重、Ｃ：蛇行量に対するレベリング量の変化量、Ｄ：ロール径、ロール長、ロール本数、圧延材の幅などで決まる定数である。
また、レベリング制御演算装置７は、走行する鋼帯１０の尾端部１０ａがラインセンサカメラ５を抜けてから圧延機Ｆ６を抜けるまでの制御区間Ｂ−１において、圧延機Ｆ６に設けられた荷重検出器３により検出された操作側及び駆動側の圧延荷重から求まる操作側及び駆動側の差荷重に基づいて、圧延機Ｆ６における操作側及び駆動側のロール開度差を次の（５）式により演算し、演算されたロール開度差を圧延機Ｆ６に設けられたレベリング装置２に送出する。
Ｓ＝βＢ−１Ｄ（ΔＰ−ΔＰ５）＋ＳＢ−１ …（５）
ここで、Ｓ：圧延機Ｆ６における操作側及び駆動側のロール開度差、ＳＢ−１：鋼帯１０の尾端部１０ａがラインセンサカメラ５を抜けたときの、圧延機Ｆ６における操作側及び駆動側のロール開度差、βＢ−１：制御区間Ｂ−１における、圧延機Ｆ６に設けられた荷重検出器３から検出された差荷重に対する制御ゲイン、ΔＰ５：鋼帯１０の尾端部１０ａが圧延機Ｆ５を抜けたときの、圧延機Ｆ６に設けられた荷重検出器３から検出された差荷重、ΔＰ：制御区間Ｂ−１における、圧延機Ｆ６に設けられた荷重検出器３から検出された差荷重、Ｄ：ロール径、ロール長、ロール本数、圧延材の幅などで決まる定数である。
そして、圧延機Ｆ６に設けられたレベリング装置２は、レベリング制御演算装置７から送出されたロール開度差に基づいて、制御対象の圧延機Ｆ６の操作側に取り付けられた圧下装置による圧下量と、圧延機Ｆ６の駆動側に取り付けられた圧下装置による圧下量とを調整する。これにより、制御対象の圧延機Ｆ６のレベリング量が鋼帯１０の蛇行量に比例して変更され、鋼帯１０の蛇行量が抑制される。
また、圧延機Ｆ７に設けられたレベリング装置２も、レベリング制御演算装置７から送出されたロール開度差に基づいて、制御対象の圧延機Ｆ７の操作側に取り付けられた圧下装置による圧下量と、圧延機Ｆ７の駆動側に取り付けられた圧下装置による圧下量とを調整する。これにより、制御対象の圧延機Ｆ７のレベリング量も鋼帯１０の蛇行量に比例して変更され、鋼帯１０の蛇行量が抑制される。
なお、圧延機Ｆ５と圧延機Ｆ６との間に設置されたラインセンサカメラ５による撮像を５ｍｓｅｃ以下の周期で行って、レベリング制御演算装置７による制御対象の圧延機Ｆ６における操作側及び駆動側のロール開度差の演算及びレベリング装置２による操作側及び駆動側の圧下量の調整を５ｍｓｅｃ以下の周期で行う。これにより、鋼帯１０の蛇行量を５０ｍｍ以下にすることができ、鋼帯１０の絞りの発生を防止することができる。また、ラインセンサカメラ５による撮像を５ｍｓｅｃ以下の周期で行うことで、鋼帯１０の蛇行量を３０ｍｍ以下にすることができ、蛇行発生のリスクを更に低減することができる。
また、圧延機Ｆ６と圧延機Ｆ７との間に設置されたラインセンサカメラ５による撮像も５ｍｓｅｃ以下の周期で行って、レベリング制御演算装置７による制御対象の圧延機Ｆ７における操作側及び駆動側のロール開度差の演算及びレベリング装置２による操作側及び駆動側の圧下量の調整を５ｍｓｅｃ以下の周期で行う。
この図５に示す蛇行制御装置４の場合、第２実施形態に係る蛇行制御装置４による制御区間Ａにおける「蛇行計方式の蛇行制御」及び「差荷重方式の蛇行制御」の併用、制御区間Ｂにおける「差荷重方式の蛇行制御」のみによる圧延機Ｆ７のレベリング量の調整に加えて、走行する鋼帯１０の尾端部１０ａが圧延機Ｆ５を抜けてからラインセンサカメラ５を抜けるまでの制御区間Ａ−１において、「蛇行計方式の蛇行制御」及び「差荷重方式の蛇行制御」を併用する。また、鋼帯１０の尾端部１０ａがラインセンサカメラ５を抜けてから圧延機Ｆ６を抜けるまでの制御区間Ｂ−１において、「差荷重方式の蛇行制御」のみによって圧延機Ｆ６のレベリング量を調整して鋼帯１０の蛇行を制御する。このため、図５に示す蛇行制御装置４は、第２実施形態に係る蛇行制御装置４と比較して鋼帯１０の蛇行量をより抑制することができる。
また、第４実施形態に係る蛇行制御装置４も、図５に示す蛇行制御装置４と同様の趣旨で変形してもよい。つまり、第４実施形態の変形例に係る蛇行制御装置４は、第４実施形態に係る蛇行制御装置４による制御区間Ａにおける「蛇行計方式の蛇行制御」及び「差荷重方式の蛇行制御」の併用、制御区間Ｂにおける「差荷重方式の蛇行制御」のみによる圧延機Ｆ７のレベリング量の調整に加えて、走行する鋼帯１０の尾端部１０ａが圧延機Ｆ５を抜けてから赤外線カメラ２０を抜けるまでの制御区間Ａ−１において、「蛇行計方式の蛇行制御」及び「差荷重方式の蛇行制御」を併用する。また、鋼帯１０の尾端部１０ａが赤外線カメラ２０を抜けてから圧延機Ｆ６を抜けるまでの制御区間Ｂ−１において、「差荷重方式の蛇行制御」のみによって圧延機Ｆ６のレベリング量を調整して鋼帯１０の蛇行を制御する。
本発明者らは、比較例１〜３及び実施例１〜６に係る蛇行制御装置を備えた仕上圧延設備１を用いて鋼帯１０を仕上圧延し、それぞれについて鋼帯１０の蛇行量を測定した。鋼帯１０の幅は１２００ｍｍ、仕上圧延設備１の入側の鋼帯１０の板厚は２１ｍｍ、仕上圧延設備１の出側の鋼帯１０の板厚は１．７ｍｍとした。また、仕上圧延設備１の出側での鋼帯１０の圧延速度を１０００ｍｐｍとした。
比較例１に係る蛇行制御装置は、図１０に示されており、この蛇行制御装置４は、走行する鋼帯１０の尾端部が圧延機Ｆ６を抜けてから２次元カメラ８を抜けるまでの制御区間Ａにおいて、「蛇行計方式の蛇行制御」によって圧延機Ｆ７のレベリング量を調整して鋼帯１０の蛇行を制御した。
つまり、比較例１に係る蛇行制御装置４のレベリング制御演算装置７は、走行する鋼帯１０の尾端部が圧延機Ｆ６を抜けてから２次元カメラ８を抜けるまでの制御区間Ａにおいて、蛇行量算出装置６で算出された鋼帯１０の蛇行量に基づいて、２次元カメラ８が設置されている位置の下流側直近にある圧延機Ｆ７における操作側及び駆動側のロールギャップの開度差であるロール開度差を前述の（１）式により演算し、演算されたロール開度差を制御対象となる圧延機Ｆ７に設けられたレベリング装置２に送出した。
そして、比較例１に係る蛇行制御装置４の２次元カメラ８による撮像周期は、２０ｍｓｅｃとした。
また、比較例２に係る蛇行制御装置は、図１１に示されており、この蛇行制御装置４は、走行する鋼帯１０の尾端部が圧延機Ｆ６を抜けてから２次元カメラ８を抜けるまでの制御区間Ａにおいて、「蛇行計方式の蛇行制御」及び「差荷重方式の蛇行制御」を併用し、鋼帯１０の尾端部が２次元カメラ８を抜けてから圧延機Ｆ７を抜けるまでの制御区間Ｂにおいて、「差荷重方式の蛇行制御」のみによって圧延機Ｆ７のレベリング量を調整して鋼帯１０の蛇行を制御した。
つまり、比較例２に係る蛇行制御装置４のレベリング制御演算装置７は、走行する鋼帯１０の尾端部が圧延機Ｆ６を抜けてから２次元カメラ８を抜けるまでの制御区間Ａにおいて、圧延機Ｆ７に設けられた荷重検出器３により検出された操作側及び駆動側の圧延荷重から求まる操作側及び駆動側の差荷重と、蛇行量算出装置６によって算出された鋼帯１０の蛇行量とに基づいて、圧延機Ｆ７における操作側及び駆動側のロール開度差を前述の（２）式により演算し、演算されたロール開度差を圧延機Ｆ７に設けられたレベリング装置２に送出した。
また、このレベリング制御演算装置７は、走行する鋼帯１０の尾端部が２次元カメラ８を抜けてから圧延機Ｆ７を抜けるまでの制御区間Ｂにおいて、圧延機Ｆ７に設けられた荷重検出器３により検出された操作側及び駆動側の圧延荷重から求まる操作側及び駆動側の差荷重に基づいて、圧延機Ｆ７における操作側及び駆動側のロール開度差を前述の（３）式により演算し、演算されたロール開度差を圧延機Ｆ７に設けられたレベリング装置２に送出した。
そして、比較例２に係る蛇行制御装置４の２次元カメラ８による撮像周期は、２０ｍｓｅｃとした。
また、比較例３に係る蛇行制御装置は、図３に示されており、この蛇行制御装置４は、走行する鋼帯１０の尾端部が圧延機Ｆ６を抜けてからラインセンサカメラ５を抜けるまでの制御区間Ａにおいて、「蛇行計方式の蛇行制御」及び「差荷重方式の蛇行制御」を併用し、鋼帯１０の尾端部がラインセンサカメラ５を抜けてから圧延機Ｆ７を抜けるまでの制御区間Ｂにおいて、「差荷重方式の蛇行制御」のみによって圧延機Ｆ７のレベリング量を調整して鋼帯１０の蛇行を制御した。
つまり、比較例３に係る蛇行制御装置４のレベリング制御演算装置７は、走行する鋼帯１０の尾端部が圧延機Ｆ６を抜けてからラインセンサカメラ５を抜けるまでの制御区間Ａにおいて、圧延機Ｆ７に設けられた荷重検出器３により検出された操作側及び駆動側の圧延荷重から求まる操作側及び駆動側の差荷重と、蛇行量算出装置６によって算出された鋼帯１０の蛇行量とに基づいて、圧延機Ｆ７における操作側及び駆動側のロール開度差を前述の（２）式により演算し、演算されたロール開度差を圧延機Ｆ７に設けられたレベリング装置２に送出した。
また、このレベリング制御演算装置７は、走行する鋼帯１０の尾端部がラインセンサカメラ５を抜けてから圧延機Ｆ７を抜けるまでの制御区間Ｂにおいて、圧延機Ｆ７に設けられた荷重検出器３により検出された操作側及び駆動側の圧延荷重から求まる操作側及び駆動側の差荷重に基づいて、圧延機Ｆ７における操作側及び駆動側のロール開度差を前述の（３）式により演算し、演算されたロール開度差を圧延機Ｆ７に設けられたレベリング装置２に送出した。
そして、比較例３に係る蛇行制御装置４のラインセンサカメラ５による撮像周期は、２０ｍｓｅｃとした。
次に、実施例１に係る蛇行制御装置は、図１に示されており、この蛇行制御装置４は、走行する鋼帯１０の尾端部が圧延機Ｆ６を抜けてからラインセンサカメラ５を抜けるまでの制御区間Ａにおいて、「蛇行計方式の蛇行制御」によって圧延機Ｆ７のレベリング量を調整して鋼帯１０の蛇行を制御した。
つまり、実施例１に係る蛇行制御装置４のレベリング制御演算装置７は、走行する鋼帯１０の尾端部が圧延機Ｆ６を抜けてからラインセンサカメラ５を抜けるまでの制御区間Ａにおいて、蛇行量算出装置６で算出された鋼帯１０の蛇行量に基づいて、ラインセンサカメラ５が設置されている位置の下流側直近にある圧延機Ｆ７における操作側及び駆動側のロールギャップの開度差であるロール開度差を前述の（１）式により演算し、演算されたロール開度差を制御対象となる圧延機Ｆ７に設けられたレベリング装置２に送出した。
そして、実施例１に係る蛇行制御装置４のラインセンサカメラ５による撮像周期は、５ｍｓｅｃとした。
また、実施例２に係る蛇行制御装置は、図３に示されており、この蛇行制御装置４は、走行する鋼帯１０の尾端部が圧延機Ｆ６を抜けてからラインセンサカメラ５を抜けるまでの制御区間Ａにおいて、「蛇行計方式の蛇行制御」及び「差荷重方式の蛇行制御」を併用し、鋼帯１０の尾端部がラインセンサカメラ５を抜けてから圧延機Ｆ７を抜けるまでの制御区間Ｂにおいて、「差荷重方式の蛇行制御」のみによって圧延機Ｆ７のレベリング量を調整して鋼帯１０の蛇行を制御した。
つまり、実施例２に係る蛇行制御装置４のレベリング制御演算装置７は、走行する鋼帯１０の尾端部が圧延機Ｆ６を抜けてからラインセンサカメラ５を抜けるまでの制御区間Ａにおいて、圧延機Ｆ７に設けられた荷重検出器３により検出された操作側及び駆動側の圧延荷重から求まる操作側及び駆動側の差荷重と、蛇行量算出装置６によって算出された鋼帯１０の蛇行量とに基づいて、圧延機Ｆ７における操作側及び駆動側のロール開度差を前述の（２）式により演算し、演算されたロール開度差を圧延機Ｆ７に設けられたレベリング装置２に送出した。
また、このレベリング制御演算装置７は、走行する鋼帯１０の尾端部がラインセンサカメラ５を抜けてから圧延機Ｆ７を抜けるまでの制御区間Ｂにおいて、圧延機Ｆ７に設けられた荷重検出器３により検出された操作側及び駆動側の圧延荷重から求まる操作側及び駆動側の差荷重に基づいて、圧延機Ｆ７における操作側及び駆動側のロール開度差を前述の（３）式により演算し、演算されたロール開度差を圧延機Ｆ７に設けられたレベリング装置２に送出した。
そして、実施例２に係る蛇行制御装置４のラインセンサカメラ５による撮像周期は、５ｍｓｅｃとした。
また、実施例３に係る蛇行制御装置は、図３に示されており、この蛇行制御装置４は、走行する鋼帯１０の尾端部が圧延機Ｆ６を抜けてからラインセンサカメラ５を抜けるまでの制御区間Ａにおいて、「蛇行計方式の蛇行制御」及び「差荷重方式の蛇行制御」を併用し、鋼帯１０の尾端部がラインセンサカメラ５を抜けてから圧延機Ｆ７を抜けるまでの制御区間Ｂにおいて、「差荷重方式の蛇行制御」のみによって圧延機Ｆ７のレベリング量を調整して鋼帯１０の蛇行を制御した。
つまり、実施例３に係る蛇行制御装置４のレベリング制御演算装置７は、走行する鋼帯１０の尾端部が圧延機Ｆ６を抜けてからラインセンサカメラ５を抜けるまでの制御区間Ａにおいて、圧延機Ｆ７に設けられた荷重検出器３により検出された操作側及び駆動側の圧延荷重から求まる操作側及び駆動側の差荷重と、蛇行量算出装置６によって算出された鋼帯１０の蛇行量とに基づいて、圧延機Ｆ７における操作側及び駆動側のロール開度差を前述の（２）式により演算し、演算されたロール開度差を圧延機Ｆ７に設けられたレベリング装置２に送出した。
また、このレベリング制御演算装置７は、走行する鋼帯１０の尾端部がラインセンサカメラ５を抜けてから圧延機Ｆ７を抜けるまでの制御区間Ｂにおいて、圧延機Ｆ７に設けられた荷重検出器３により検出された操作側及び駆動側の圧延荷重から求まる操作側及び駆動側の差荷重に基づいて、圧延機Ｆ７における操作側及び駆動側のロール開度差を前述の（３）式により演算し、演算されたロール開度差を圧延機Ｆ７に設けられたレベリング装置２に送出した。
そして、実施例３に係る蛇行制御装置４のラインセンサカメラ５による撮像周期は、１ｍｓｅｃとした。
次に、実施例４に係る蛇行制御装置は、図５に示されており、この蛇行制御装置４は、走行する鋼帯１０の尾端部が圧延機Ｆ５を抜けてからラインセンサカメラ５を抜けるまでの制御区間Ａ−１において、「蛇行計方式の蛇行制御」及び「差荷重方式の蛇行制御」を併用し、鋼帯１０の尾端部がラインセンサカメラ５を抜けてから圧延機Ｆ６を抜けるまでの制御区間Ｂ−１において、「差荷重方式の蛇行制御」のみによって圧延機Ｆ６のレベリング量を調整して鋼帯１０の蛇行を制御した。
また、実施例４に係る蛇行制御装置は、走行する鋼帯１０の尾端部が圧延機Ｆ６を抜けてからラインセンサカメラ５を抜けるまでの制御区間Ａにおいて、「蛇行計方式の蛇行制御」及び「差荷重方式の蛇行制御」を併用し、鋼帯１０の尾端部がラインセンサカメラ５を抜けてから圧延機Ｆ７を抜けるまでの制御区間Ｂにおいて、「差荷重方式の蛇行制御」のみによって圧延機Ｆ７のレベリング量を調整して鋼帯１０の蛇行を制御した。
つまり、実施例４に係る蛇行制御装置４のレベリング制御演算装置７は、走行する鋼帯１０の尾端部が圧延機Ｆ５を抜けてからラインセンサカメラ５を抜けるまでの制御区間Ａ−１において、圧延機Ｆ６に設けられた荷重検出器３により検出された操作側及び駆動側の圧延荷重から求まる操作側及び駆動側の差荷重と、蛇行量算出装置６によって算出された鋼帯１０の蛇行量とに基づいて、圧延機Ｆ６における操作側及び駆動側のロール開度差を前述の（４）式により演算し、演算されたロール開度差を圧延機Ｆ６に設けられたレベリング装置２に送出した。
また、このレベリング制御演算装置７は、走行する鋼帯１０の尾端部がラインセンサカメラ５を抜けてから圧延機Ｆ６を抜けるまでの制御区間Ｂ−１において、圧延機Ｆ６に設けられた荷重検出器３により検出された操作側及び駆動側の圧延荷重から求まる操作側及び駆動側の差荷重に基づいて、圧延機Ｆ６における操作側及び駆動側のロール開度差を前述の（５）式により演算し、演算されたロール開度差を圧延機Ｆ６に設けられたレベリング装置２に送出した。
また、このレベリング制御演算装置７は、走行する鋼帯１０の尾端部が圧延機Ｆ６を抜けてからラインセンサカメラ５を抜けるまでの制御区間Ａにおいて、圧延機Ｆ７に設けられた荷重検出器３により検出された操作側及び駆動側の圧延荷重から求まる操作側及び駆動側の差荷重と、蛇行量算出装置６によって算出された鋼帯１０の蛇行量とに基づいて、圧延機Ｆ７における操作側及び駆動側のロール開度差を前述の（２）式により演算し、演算されたロール開度差を圧延機Ｆ７に設けられたレベリング装置２に送出した。
また、このレベリング制御演算装置７は、走行する鋼帯１０の尾端部がラインセンサカメラ５を抜けてから圧延機Ｆ７を抜けるまでの制御区間Ｂにおいて、圧延機Ｆ７に設けられた荷重検出器３により検出された操作側及び駆動側の圧延荷重から求まる操作側及び駆動側の差荷重に基づいて、圧延機Ｆ７における操作側及び駆動側のロール開度差を前述の（３）式により演算し、演算されたロール開度差を圧延機Ｆ７に設けられたレベリング装置２に送出した。
そして、実施例４に係る蛇行制御装置４のラインセンサカメラ５による撮像周期は、２台とも１ｍｓｅｃとした。
次に、実施例５に係る蛇行制御装置は、図６に示されており、この蛇行制御装置４は、走行する鋼帯１０の尾端部が圧延機Ｆ６を抜けてから赤外線カメラ２０を抜けるまでの制御区間Ａにおいて、「蛇行計方式の蛇行制御」によって圧延機Ｆ７のレベリング量を調整して鋼帯１０の蛇行を制御した。
つまり、実施例５に係る蛇行制御装置４のレベリング制御演算装置７は、走行する鋼帯１０の尾端部が圧延機Ｆ６を抜けてから赤外線カメラ２０を抜けるまでの制御区間Ａにおいて、蛇行量算出装置２１で算出された鋼帯１０の蛇行量に基づいて、赤外線カメラ２０が設置されている位置の下流側直近にある圧延機Ｆ７における操作側及び駆動側のロールギャップの開度差であるロール開度差を前述の（１）式により演算し、演算されたロール開度差を制御対象となる圧延機Ｆ７に設けられたレベリング装置２に送出した。
そして、実施例５に係る蛇行制御装置４の赤外線カメラ２０による撮像周期は、１ｍｓｅｃとした。また、赤外線カメラ２０に用いられる赤外線の波長帯は、８〜１４μｍであった。
また、実施例６に係る蛇行制御装置は、図８に示されており、この蛇行制御装置４は、走行する鋼帯１０の尾端部が圧延機Ｆ６を抜けてから赤外線カメラ２０を抜けるまでの制御区間Ａにおいて、「蛇行計方式の蛇行制御」及び「差荷重方式の蛇行制御」を併用し、鋼帯１０の尾端部が赤外線カメラ２０を抜けてから圧延機Ｆ７を抜けるまでの制御区間Ｂにおいて、「差荷重方式の蛇行制御」のみによって圧延機Ｆ７のレベリング量を調整して鋼帯１０の蛇行を制御した。
つまり、実施例６に係る蛇行制御装置４のレベリング制御演算装置７は、走行する鋼帯１０の尾端部が圧延機Ｆ６を抜けてから赤外線カメラ２０を抜けるまでの制御区間Ａにおいて、圧延機Ｆ７に設けられた荷重検出器３により検出された操作側及び駆動側の圧延荷重から求まる操作側及び駆動側の差荷重と、蛇行量算出装置２１によって算出された鋼帯１０の蛇行量とに基づいて、圧延機Ｆ７における操作側及び駆動側のロール開度差を前述の（２）式により演算し、演算されたロール開度差を圧延機Ｆ７に設けられたレベリング装置２に送出した。
また、このレベリング制御演算装置７は、走行する鋼帯１０の尾端部が赤外線カメラ２０を抜けてから圧延機Ｆ７を抜けるまでの制御区間Ｂにおいて、圧延機Ｆ７に設けられた荷重検出器３により検出された操作側及び駆動側の圧延荷重から求まる操作側及び駆動側の差荷重に基づいて、圧延機Ｆ７における操作側及び駆動側のロール開度差を前述の（３）式により演算し、演算されたロール開度差を圧延機Ｆ７に設けられたレベリング装置２に送出した。
そして、実施例６に係る蛇行制御装置４の赤外線カメラ２０による撮像周期は、１ｍｓｅｃとした。また、赤外線カメラ２０に用いられる赤外線の波長帯は、８〜１４μｍであった。
表１に、比較例１〜３及び実施例１〜６の蛇行制御条件と蛇行制御結果とを示す。
Figure 2021014811
比較例１では、圧延機Ｆ６と圧延機Ｆ７との間に設置した２次元カメラでの鋼帯１０の尾端部の蛇行量は９６ｍｍであった。
比較例２では、圧延機Ｆ６と圧延機Ｆ７との間に設置した２次元カメラでの鋼帯１０の尾端部の蛇行量は８０ｍｍであった。
また、比較例３では、圧延機Ｆ６と圧延機Ｆ７との間に設置したラインセンサカメラでの鋼帯１０の尾端部の蛇行量は７６ｍｍであった。
また、実施例１では、圧延機Ｆ６と圧延機Ｆ７との間に設置したラインセンサカメラでの鋼帯１０の尾端部の蛇行量は４０ｍｍであった。
また、実施例２では、圧延機Ｆ６と圧延機Ｆ７との間に設置したラインセンサカメラでの鋼帯１０の尾端部の蛇行量は３２ｍｍであった。
また、実施例３では、圧延機Ｆ６と圧延機Ｆ７との間に設置したラインセンサカメラでの鋼帯１０の尾端部の蛇行量は２５ｍｍであった。
更に、実施例４では、圧延機Ｆ６と圧延機Ｆ７との間に設置したラインセンサカメラでの鋼帯１０の尾端部の蛇行量は１２ｍｍであった。
また、実施例５では、圧延機Ｆ６と圧延機Ｆ７との間に設置した赤外線カメラでの鋼帯１０の尾端部の蛇行量は２０ｍｍであった。
また、実施例６では、圧延機Ｆ６と圧延機Ｆ７との間に設置した赤外線カメラでの鋼帯１０の尾端部の蛇行量は１０ｍｍであった。
本実施例１〜６の場合、圧延機Ｆ６と圧延機Ｆ７との間に設置したラインセンサカメラでの鋼帯１０の尾端部の蛇行量は最も大きくて４０ｍｍであり、比較例１〜３と比較して鋼帯１０の尾端部の蛇行量が減少していることが確認された。
また、実施例１と実施例２とを比較すると、制御区間Ａにおいて、「蛇行計方式の蛇行制御」及び「差荷重方式の蛇行制御」を併用した方が、「蛇行計方式の蛇行制御」のみを行った場合よりも鋼帯１０の尾端部の蛇行量が減少していることが確認された。
更に、実施例２と実施例３とを比較すると、ラインセンサカメラ５の撮像周期を５ｍｓｅｃから１ｍｓｅｃに早めた方が鋼帯１０の尾端部の蛇行量が減少していることが確認された。
また、実施例３と実施例４とを比較すると、制御区間Ａ及びＢで圧延機Ｆのレベリング量を制御するのみならず、制御区間Ａ−１及びＢ−１においても圧延機Ｆ６のレベリングの制御を行う方が鋼帯１０の尾端部の蛇行量が減少していることが確認された。
また、比較例１〜３に係る蛇行制御装置で蛇行制御を行った場合の圧延機Ｆ７での蛇行量の時間変化を図１２に示す。また、実施例１〜４に係る蛇行制御装置で蛇行制御を行った場合の圧延機Ｆ７での蛇行量の時間変化を図１３に示す。なお、図１２及び図１３において、Ｔ１は鋼帯１０の尾端部が圧延機Ｆ５を抜けたときの時刻、Ｔ２は鋼帯１０の尾端部が圧延機Ｆ６を抜けたときの時刻、Ｔ３は鋼帯１０の尾端部が圧延機Ｆ６と圧延機Ｆ７との間（カメラのある位置）を抜けたときの時刻、Ｔ４は鋼帯１０の尾端部が圧延機Ｆ７を向けたときの時刻を示す。
図１２及び図１３から理解できるように、実施例１〜４に係る蛇行制御装置で蛇行制御を行った場合の圧延機Ｆ７での蛇行量の時間変化は、比較例１〜３に係る蛇行制御装置で蛇行制御を行った場合の圧延機Ｆ７での蛇行量の時間変化よりも小さいことが確認された。
なお、比較例１〜３及び実施例１〜６において、蒸気で鋼帯１０の幅方向両端部のエッジが完全に覆われた場合、可視光カメラの２次元カメラを用いた比較例１、２及びラインセンサカメラを用いた比較例３及び実施例１〜４にあっては、鋼帯１０の幅方向両端部のエッジ位置の検出が困難で蛇行量の測定データにノイズあることが分かった。これに対し、赤外線カメラ２０を用いた実施例５、６にあっては、鋼帯１０の幅方向両端部のエッジ位置の検出が適切かつ迅速に行え、蛇行量の測定データにノイズは少なく、蛇行量が明確に測定できた。
１ 仕上圧延設備
２ レベリング装置
３ 荷重検出器
４ 蛇行制御装置
５ ラインセンサカメラ
６ 蛇行量算出装置
７ レベリング制御演算装置
８ ２次元カメラ
１０ 熱間圧延鋼帯
１０ａ 尾端部
２０ 赤外線カメラ
２１ 蛇行量算出装置
２２ レベリング制御装置
Ｆ１〜Ｆｎ 圧延機

Claims (11)

  1. 操作側及び駆動側の圧下量を調整するレベリング装置をそれぞれが有する複数の圧延機を備えた仕上圧延設備で圧延される熱間圧延鋼帯の蛇行を制御する熱間圧延鋼帯の蛇行制御方法であって、
    隣り合う圧延機間に設置されたラインセンサカメラで走行する熱間圧延鋼帯の表面を撮像する撮像ステップと、
    蛇行量算出装置により、該撮像ステップで撮像された撮像画像に基づく１次元の輝度分布から前記熱間圧延鋼帯の幅方向両端部の位置を検出し、その検出された前記熱間圧延鋼帯の幅方向両端部の位置に基づいて前記熱間圧延鋼帯の蛇行量を算出する蛇行量算出ステップと、
    レベル制御演算装置により、走行する前記熱間圧延鋼帯の尾端部が前記ラインセンサカメラを抜けるまで、前記蛇行量算出ステップで算出された前記熱間圧延鋼帯の蛇行量に基づいて、前記ラインセンサカメラが設置されている位置の下流側直近にある圧延機における操作側及び駆動側のロールギャップの開度差であるロール開度差を演算し、演算されたロール開度差を前記下流側直近にある圧延機に設けられた前記レベリング装置に送出するレベリング制御演算ステップとを含み、
    前記撮像ステップにおける前記ラインセンサカメラによる撮像を５ｍｓｅｃ以下の周期で行って、前記レベリング制御演算ステップによる前記下流側直近にある圧延機における操作側及び駆動側のロール開度差の演算及び前記レベリング装置による操作側及び駆動側の圧下量の調整を５ｍｓｅｃ以下の周期で行うことを特徴とする熱間圧延鋼帯の蛇行制御方法。
  2. 前記ラインセンサカメラが設置されている位置の下流側直近にある圧延機に設けられた荷重検出器により検出された操作側及び駆動側の圧延荷重から操作側及び駆動側の差荷重を求める差荷重算出ステップを含み、
    前記レベリング制御演算ステップでは、走行する前記熱間圧延鋼帯の尾端部が前記ラインセンサカメラを抜けるまで、前記差荷重算出ステップで検出された操作側及び駆動側の差荷重と、前記蛇行量算出ステップによって算出された前記熱間圧延鋼帯の蛇行量とに基づいて、前記下流側直近にある圧延機における操作側及び駆動側のロール開度差を演算し、走行する前記熱間圧延鋼帯の尾端部が前記ラインセンサカメラを抜けてから前記下流側直近にある圧延機を抜けるまで、前記差荷重算出ステップで検出された操作側及び駆動側の差荷重に基づいて、前記下流側直近にある圧延機における操作側及び駆動側のロール開度差を演算し、演算されたロール開度差を前記下流側直近にある圧延機に設けられた前記レベリング装置に送出することを特徴とする請求項１に記載の熱間圧延鋼帯の蛇行制御方法。
  3. 操作側及び駆動側の圧下量を調整するレベリング装置をそれぞれが有する複数の圧延機を備えた仕上圧延設備で圧延される熱間圧延鋼帯の蛇行を制御する熱間圧延鋼帯の蛇行制御方法であって、
    隣り合う圧延機間に設置された赤外線カメラで走行する熱間圧延鋼帯の表面から発せられる赤外線の強度分布を撮像する撮像ステップと、
    蛇行量算出装置により、該撮像ステップで撮像された赤外線の強度分布から前記熱間圧延鋼帯の幅方向両端部のエッジ位置を検出し、その検出された前記熱間圧延鋼帯の幅方向両端部のエッジ位置に基づいて前記熱間圧延鋼帯の蛇行量を算出する蛇行量算出ステップと、
    レベル制御演算装置により、走行する前記熱間圧延鋼帯の尾端部が前記赤外線カメラを抜けるまで、前記蛇行量算出ステップで算出された前記熱間圧延鋼帯の蛇行量に基づいて、前記赤外線カメラが設置されている位置の下流側直近にある圧延機における操作側及び駆動側のロールギャップの開度差であるロール開度差を演算し、演算されたロール開度差を前記下流側直近にある圧延機に設けられた前記レベリング装置に送出するレベリング制御演算ステップとを含み、
    前記撮像ステップにおける前記赤外線カメラによる撮像を１ｍｓｅｃ以下の周期で行って、前記レベリング制御演算ステップによる前記下流側直近にある圧延機における操作側及び駆動側のロール開度差の演算及び前記レベリング装置による操作側及び駆動側の圧下量の調整を１ｍｓｅｃ以下の周期で行うことを特徴とする熱間圧延鋼帯の蛇行制御方法。
  4. 前記赤外線カメラが設置されている位置の下流側直近にある圧延機に設けられた荷重検出器により検出された操作側及び駆動側の圧延荷重から操作側及び駆動側の差荷重を求める差荷重算出ステップを含み、
    前記レベリング制御演算ステップでは、走行する前記熱間圧延鋼帯の尾端部が前記赤外線カメラを抜けるまで、前記差荷重算出ステップで検出された操作側及び駆動側の差荷重と、前記蛇行量算出ステップによって算出された前記熱間圧延鋼帯の蛇行量とに基づいて、前記下流側直近にある圧延機における操作側及び駆動側のロール開度差を演算し、走行する前記熱間圧延鋼帯の尾端部が前記赤外線カメラを抜けてから前記下流側直近にある圧延機を抜けるまで、前記差荷重算出ステップで検出された操作側及び駆動側の差荷重に基づいて、前記下流側直近にある圧延機における操作側及び駆動側のロール開度差を演算し、演算されたロール開度差を前記下流側直近にある圧延機に設けられた前記レベリング装置に送出することを特徴とする請求項３に記載の熱間圧延鋼帯の蛇行制御方法。
  5. 前記赤外線カメラに用いられる赤外線の波長は、１．５μｍ超１０００μｍ以下であることを特徴とする請求項３又は４に記載の熱間圧延鋼帯の蛇行制御方法。
  6. 操作側及び駆動側の圧下量を調整するレベリング装置をそれぞれが有する複数の圧延機を備えた仕上圧延設備で圧延される熱間圧延鋼帯の蛇行を制御する熱間圧延鋼帯の蛇行制御装置であって、
    隣り合う圧延機間に設置された、走行する熱間圧延鋼帯の表面を撮像するラインセンサカメラと、
    該ラインセンサカメラで得られた撮像画像に基づく１次元の輝度分布から前記熱間圧延鋼帯の幅方向両端部の位置を検出し、その検出された前記熱間圧延鋼帯の幅方向両端部の位置に基づいて前記熱間圧延鋼帯の蛇行量を算出する蛇行量算出装置と、
    走行する前記熱間圧延鋼帯の尾端部が前記ラインセンサカメラを抜けるまで、前記蛇行量算出装置によって算出された前記熱間圧延鋼帯の蛇行量に基づいて、前記ラインセンサカメラが設置されている位置の下流側直近にある圧延機における操作側及び駆動側のロールギャップの開度差であるロール開度差を演算し、演算されたロール開度差を前記下流側直近にある圧延機に設けられた前記レベリング装置に送出するレベリング制御演算装置とを備え、
    前記ラインセンサカメラによる撮像を５ｍｓｅｃ以下の周期で行って、前記レベリング制御演算装置による前記下流側直近にある圧延機における操作側及び駆動側のロール開度差の演算及び前記レベリング装置による操作側及び駆動側の圧下量の調整を５ｍｓｅｃ以下の周期で行うことを特徴とする熱間圧延鋼帯の蛇行制御装置。
  7. 前記複数の圧延機の各々は、操作側及び駆動側の圧延荷重を検出する荷重検出器を備え、
    前記レベリング制御演算装置は、走行する前記熱間圧延鋼帯の尾端部が前記ラインセンサカメラを抜けるまで、前記ラインセンサカメラが設置されている位置の下流側直近にある圧延機に設けられた前記荷重検出器により検出された操作側及び駆動側の圧延荷重から求まる操作側及び駆動側の差荷重と、前記蛇行量算出装置によって算出された前記熱間圧延鋼帯の蛇行量とに基づいて、前記下流側直近にある圧延機における操作側及び駆動側のロール開度差を演算し、走行する前記熱間圧延鋼帯の尾端部が前記ラインセンサカメラを抜けてから前記下流側直近にある圧延機を抜けるまで、前記荷重検出器により検出された操作側及び駆動側の圧延荷重から求まる差荷重に基づいて、前記下流側直近にある圧延機における操作側及び駆動側のロール開度差を演算し、演算されたロール開度差を前記下流側直近にある圧延機に設けられた前記レベリング装置に送出することを特徴とする請求項６に熱間圧延鋼帯の蛇行制御装置。
  8. 操作側及び駆動側の圧下量を調整するレベリング装置をそれぞれが有する複数の圧延機を備えた仕上圧延設備で圧延される熱間圧延鋼帯の蛇行を制御する熱間圧延鋼帯の蛇行制御装置であって、
    隣り合う圧延機間に設置された、走行する熱間圧延鋼帯の表面から発せられる赤外線の強度分布を撮像する赤外線カメラと、
    該赤外線カメラで得られた赤外線の強度部分から前記熱間圧延鋼帯の幅方向両端部のエッジ位置を検出し、その検出された前記熱間圧延鋼帯の幅方向両端部のエッジ位置に基づいて前記熱間圧延鋼帯の蛇行量を算出する蛇行量算出装置と、
    走行する前記熱間圧延鋼帯の尾端部が前記赤外線カメラを抜けるまで、前記蛇行量算出装置によって算出された前記熱間圧延鋼帯の蛇行量に基づいて、前記赤外線カメラが設置されている位置の下流側直近にある圧延機における操作側及び駆動側のロールギャップの開度差であるロール開度差を演算し、演算されたロール開度差を前記下流側直近にある圧延機に設けられた前記レベリング装置に送出するレベリング制御演算装置とを備え、
    前記赤外線カメラによる撮像を１ｍｓｅｃ以下の周期で行って、前記レベリング制御演算装置による前記下流側直近にある圧延機における操作側及び駆動側のロール開度差の演算及び前記レベリング装置による操作側及び駆動側の圧下量の調整を１ｍｓｅｃ以下の周期で行うことを特徴とする熱間圧延鋼帯の蛇行制御装置。
  9. 前記複数の圧延機の各々は、操作側及び駆動側の圧延荷重を検出する荷重検出器を備え、
    前記レベリング制御演算装置は、走行する前記熱間圧延鋼帯の尾端部が前記赤外線カメラを抜けるまで、前記赤外線カメラが設置されている位置の下流側直近にある圧延機に設けられた前記荷重検出器により検出された操作側及び駆動側の圧延荷重から求まる操作側及び駆動側の差荷重と、前記蛇行量算出装置によって算出された前記熱間圧延鋼帯の蛇行量とに基づいて、前記下流側直近にある圧延機における操作側及び駆動側のロール開度差を演算し、走行する前記熱間圧延鋼帯の尾端部が前記赤外線カメラを抜けてから前記下流側直近にある圧延機を抜けるまで、前記荷重検出器により検出された操作側及び駆動側の圧延荷重から求まる差荷重に基づいて、前記下流側直近にある圧延機における操作側及び駆動側のロール開度差を演算し、演算されたロール開度差を前記下流側直近にある圧延機に設けられた前記レベリング装置に送出することを特徴とする請求項８に熱間圧延鋼帯の蛇行制御装置。
  10. 前記赤外線カメラに用いられる赤外線の波長は、１．５μｍ超１０００μｍ以下であることを特徴とする請求項８又は９に記載の熱間圧延鋼帯の蛇行制御装置。
  11. 請求項６乃至１０のうちいずれか一項に記載の熱間圧延鋼帯の蛇行制御装置を有することを特徴とする熱間圧延設備。
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