(57)【要約】      （修正有）【課題】連続熱間圧延ラインに配置された圧延ロールの回転軸方向のずれを検出できる圧延ロール抜け検出装置を提供する。【解決手段】圧延ロール抜け検出装置は、対をなして回転駆動され且つカリバーを有する上圧延ロールと下圧延ロールＲ１ｎ、Ｒ２ｎの各々の側面に対向して設置された２つの非接触変位検出器Ｓ１ｎ、Ｓ２ｎと、該非接触変位検出器の各々から取得した前記各側面の変位に係る検出データを記録装置２に記録する制御装置１と、を備え、該制御装置が、取得した前記検出データの変化に基づいて、前記上圧延ロール又は前記下圧延ロールの軸方向の抜けがあるかどうかの判定を行う。【選択図】図１
2010137239.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対をなして回転駆動され且つカリバーを有する上圧延ロールと下圧延ロールの各々の側面に対向して設置された２つの非接触変位検出器と、
前記非接触変位検出器の各々から取得した前記各側面の変位に係る検出データを記録装置に記録する制御装置と、を備え、
前記制御装置が、取得した前記検出データの変化に基づいて、前記上圧延ロール又は前記下圧延ロールの軸方向の抜けがあるかどうかの判定を行うことを特徴とする圧延ロール抜け検出装置。
【請求項２】
前記非接触変位検出器は、前記上圧延ロール及び前記下圧延ロールの支持基部に取り付けられた治具の所定位置に設置されることを特徴とする請求項１に記載の圧延ロール抜け検出装置。
【請求項３】
前記非接触変位検出器は、渦電流変位計又はレーザー距離計であることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧延ロール抜け検出装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記非接触変位検出器から取得した前記検出データに含まれた変位値が初期状態から一定値以上変化した場合に、前記上圧延ロール又は前記下圧延ロールに軸方向の抜けが存在すると判定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の圧延ロール抜け検出装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記非接触変位検出器の各々から取得した前記検出データ間に差がある場合に、前記上圧延ロール又は前記下圧延ロールに軸方向の抜けが存在すると判定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の圧延ロール抜け検出装置。
【請求項６】
前記制御装置は、前記記録装置に記録した前記検出データに基づいて、前記上圧延ロール及び前記下圧延ロールに係る軸方向の変位状態を表示装置に表示させることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の圧延ロール抜け検出装置。
【請求項７】
前記制御装置は、前記上圧延ロール又は前記下圧延ロールに軸方向の抜けが存在すると判定した場合に、前記表示装置に異常検出を表示させることを特徴とする請求項６に記載の圧延ロール抜け検出装置。
【請求項８】
前記制御装置は、前記上圧延ロール又は前記下圧延ロールに軸方向の抜けが存在すると判定した場合に、警報装置に異常検出の警報を出力させることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の圧延ロール抜け検出装置。
【請求項９】
前記上圧延ロールと下圧延ロールの複数対が、圧延ラインに沿って配置され、
前記２つの非接触変位検出器が、前記上圧延ロールと前記下圧延ロールの対毎に設置され、
前記制御装置は、前記上圧延ロール又は前記下圧延ロールに軸方向の抜けが存在すると判定した場合に、取得した前記検出データに含まれる前記上圧延ロール及び前記下圧延ロールの位置情報に従って、異常検出した圧延ロール位置情報を出力することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の圧延ロール抜け検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続熱間圧延ラインに配置された圧延ロールの回転軸方向のずれを検出できる圧延ロール抜け検出装置に関し、回転軸方向のずれの検出により、圧延材の品質管理に役立てる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の連続熱間圧延ラインにおいては、図２に示されるように、加熱炉で所定温度に加熱された鋼材などの圧延材は、圧延工程において所定の断面直径の棒鋼や鋼線材に圧延される。図２では、鋼線材を圧延する場合が示され、圧延完了後には、その鋼線材は、コイル巻取りされて出荷される。
【０００３】
図２に示したように、通常の熱間圧延ラインにおける圧延工程には、粗圧延、中間圧延及び仕上圧延が含まれる。圧延材は、加熱されたのち、粗圧延機列、中間圧延機列、仕上圧延機列を順次通過して、所定の断面直径の棒鋼や鋼線材に圧延される。
【０００４】
図３には、中間圧延機列又は仕上圧延機列において、上圧延ロールと下圧延ロールとが対を成し、その複数対が圧延ラインに沿って配置される概要が示されている。図３では、その対が、４組示されているが、実際には、更に多数配置されている。
【０００５】
圧延材Ｗは、圧延方向Ｘに沿って送られるように、上圧延ロールＲ１ｎと下圧延ロールＲ２ｎとが回転駆動される。ここで、上圧延ロールＲ１ｎと下圧延ロールＲ２ｎの回転軸は、圧延方向Ｘと直交する方向Ｚに平行に配置される。圧延材Ｗは、方向Ｘに送られるに従って、所定の断面直径に向けて徐々に絞られ圧延される。
【０００６】
図４には、圧延機列における一対の上圧延ロールＲ１ｎ及び下圧延ロールＲ２ｎの軸方向Ｚの断面図が示されている。上圧延ロールＲ１ｎ及び下圧延ロールＲ２ｎには、所定の断面直径に絞るためのカリバーＣ１ｎとＣ２ｎが設けられている。カリバーＣ１ｎとＣ２ｎは同一サイズであるが、圧延方向Ｘの下流になるに従い、上圧延ロール及び下圧延ロールのカリバーのサイズは、所定の断面直径に圧延されるように、順次小さくされている。
【０００７】
図４は、圧延機列の途中に配置された一対の上圧延ロールＲ１ｎ及び下圧延ロールＲ２ｎの断面を示しており、上圧延ロールＲ１ｎのカリバーＣ１ｎと下圧延ロールＲ２ｎのカリバーＣ２ｎの間で、圧延材Ｗが圧延されている（例えば、特許文献１を参照）。この図示の状態は、上圧延ロールＲ１ｎ及び下圧延ロールＲ２ｎの回転駆動で、正常に圧延が行われている場合である。
【０００８】
【特許文献１】特開平５−３３７５１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、圧延機列に配置された上圧延ロール及び下圧延ロールは高速で回転駆動されているため、図５に示されるように、上圧延ロールＲ１ｎと下圧延ロールＲ２ｎのどちらかが、磨耗等で、回転軸方向Ｚにずれることがある。この様に、ずれｄが発生すると、圧延材Ｗは、上圧延ロールＲ１ｎと下圧延ロールＲ２ｎとで円形に圧延されるべきところ、図５のように、圧延材Ｗにおける上半分の中心と下半分の中心とがｄだけずれて圧延されることになる。図５では、説明の都合上、模式的に例示しており、実際には、ずれｄの発生程度は、図示より小さい場合が多い。
【００１０】
このずれｄが発生した場合、上圧延ロールＲ１ｎ及び下圧延ロールＲ２ｎより下流に配置された上圧延ロールＲ１ｘと下圧延ロールＲ２ｘとで圧延された状態が図６に示される。これらの上圧延ロールＲ１ｘと下圧延ロールＲ２ｘが正常な位置にあるとすると、ここで、圧延材ＷがカリバーＣ１ｘとＣ２ｘで圧延されるとき、圧延材Ｗにおける上半分と下半分とがｄだけ戻されて、図示のように、圧延材Ｗの断面は、円形に成形されるが、上述のずれｄに相当する線条痕が残される。
【００１１】
ところで、非接触検出器を用いて、上圧延ロールＲ１ｎと下圧延ロールＲ２ｎに係る上下ギャップの変化を測定し、或いは、回転軸と直交する方向に生ずる左右のずれを測定することにより、圧延材に対する品質管理を行うことは、従来から採用されていたが、上圧延ロールＲ１ｎ又は下圧延ロールＲ２ｎの軸方向のずれに関しては何ら考慮されていなかった。
【００１２】
そのため、この線条痕が発生しても、圧延の途中において、線条痕を検出することは、困難であり、鋼材の圧延が完了してからでないと、線条痕の発生を確認できず、検査でも確認が困難な場合が多い。この線条痕が発生した線材は、不良品となり、この線条痕は、品質管理上問題となる。そこで、線条痕の発生の原因を調査するには、設備を停止しなければならない。しかも、圧延機列に配置された全ての上圧延ロール及び下圧延ロールについて、軸方向のずれを計測し、或いは、ベテランの感に頼るかして、その発生位置を特定しなければならないため、線条痕の発生に関する原因究明に手間と時間を要するという問題があった。
【００１３】
そこで、本発明では、圧延機列に複数対で配置された上圧延ロールと下圧延ロールとの側面に、非接触検出器を配置することにより、圧延ラインの稼働中でも、上圧延ロール又は下圧延ロールに係る回転軸方向のずれ（抜け）を検出できるようにし、取得した前記検出データの変化に基づいて、上圧延ロール又は下圧延ロールの軸方向の抜けがあるかどうかの判定を行うことができる圧延ロール抜け検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
以上の課題を解決するために、本発明による圧延ロール抜け検出装置においては、対をなして回転駆動され且つカリバーを有する上圧延ロールと下圧延ロールの各々の側面に対向して設置された２つの非接触変位検出器と、該非接触変位検出器の各々から取得した前記各側面の変位に係る検出データを記録装置に記録する制御装置と、を備え、該制御装置が、取得した前記検出データの変化に基づいて、前記上圧延ロール又は前記下圧延ロールの軸方向の抜けがあるかどうかの判定を行うこととし、更には、前記非接触変位検出器は、前記上圧延ロール及び前記下圧延ロールの支持基部に取り付けられた治具の所定位置に設置され、渦電流変位計又はレーザー距離計であることとした。
【００１５】
前記制御装置が、前記非接触変位検出器から取得した前記検出データに含まれた変位値が初期状態から一定値以上変化した場合に、前記上圧延ロール又は前記下圧延ロールに軸方向の抜けが存在すると判定し、或いは、前記非接触変位検出器の各々から取得した前記検出データ間に差がある場合に、前記上圧延ロール又は前記下圧延ロールに軸方向の抜けが存在すると判定する。
【００１６】
前記制御装置が、前記記録装置に記録した前記検出データに基づいて、前記上圧延ロール及び前記下圧延ロールに係る軸方向の変位状態を表示装置に表示させ、更には、前記上圧延ロール又は前記下圧延ロールに軸方向の抜けが存在すると判定した場合に、前記表示装置に異常検出を表示させ、或いは、警報装置に異常検出の警報を出力させる。
【００１７】
また、前記上圧延ロールと下圧延ロールの複数対が、圧延ラインに沿って配置され、前記２つの非接触変位検出器が、前記上圧延ロールと前記下圧延ロールの対毎に設置されるものとし、前記制御装置が、前記上圧延ロール又は前記下圧延ロールに軸方向の抜けが存在すると判定した場合に、取得した前記検出データに含まれる前記上圧延ロール及び前記下圧延ロールの位置情報に従って、異常検出した圧延ロール位置情報を出力する。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明による圧延ロール抜け検出装置では、対をなして回転駆動され且つカリバーを有する上圧延ロールと下圧延ロールの各々の側面に対向して、所定位置に２つの非接触変位検出器が設置されているので、非接触変位検出器の各々から取得した前記各側面の変位に係る検出データに基づいて、圧延ラインが稼動中であっても、圧延ロールに係る回転軸方向の位置を評価することができる。
【００１９】
そのため、圧延ロールの回転軸方向の抜け（ずれ）について、簡単に且つ早期に確認することができ、複数の圧延ロールが組み込まれた圧延機列においても、どの圧延ロールに回転軸方向の抜けが発生している圧延ロールを簡単に特定することができ、圧延の品質管理向上に資する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に、本発明による圧延ロール抜け検出装置の実施形態について、図１を参照しながら、以下に説明する。図１に示されるように、本実施形態の圧延ロール抜け検出装置には、非接触変位検出器Ｓ１ｎ及びＳ２ｎと、記録装置２、表示装置３及び警報装置４を有する制御装置１とが含まれる。
【００２１】
図１に示された圧延ロールは、片持ち式圧延機列のうちの一対を例にして表示されており、上圧延ロールＲ１ｎ及び下圧延ロールＲ２ｎは、図３及び図４に示されたものと同様である。上圧延ロールＲ１ｎと下圧延ロールＲ２ｎは、圧延ロール取付基部Ｂに支持された回転駆動軸Ａ１ｎとＡ２ｎによって互いに反対方向に回転駆動される。従って、図１においては、圧延材Ｗに係る圧延方向Ｘは、回転駆動軸Ａ１及びＡ２ｎの軸方向Ｚと直交する方向、つまり、紙面に対して垂直な方向となる。
【００２２】
図１に示されるように、非接触変位検出器Ｓ１ｎ及びＳ２ｎの各々が、上圧延ロールＲ１ｎ及び下圧延ロールＲ２ｎの各々における一側面に、つまり、圧延ロール取付け基部Ｂと反対側の側面に対向するように配置される。そして、非接触変位検出器Ｓ１ｎ及びＳ２ｎの各々に係る所定位置を確保するために、非接触変位検出器Ｓ１ｎは、圧延ロール取付け基部Ｂを基礎にして設けられた取付治具Ｔ１ｎの先端部に、そして、非接触変位検出器Ｓ２ｎは、同じく取付治具Ｔ２ｎの先端部にそれぞれ取り付けられる。ここで、非接触変位検出器Ｓ１ｎ及びＳ２ｎの各々は、上圧延ロールＲ１ｎ及び下圧延ロールＲ２ｎの各々の側面との間隔ｇを検出する。
【００２３】
なお、非接触変位検出器Ｓ１ｎ及びＳ２ｎは、上圧延ロールＲ１ｎ及び下圧延ロールＲ２ｎの各々の側面との間隔ｇを非接触で検出し、検出データを取得できるものであれば、どのような検出器でも使用することができる。例えば、渦電流変位計、レーザー距離計などが挙げられる。また、非接触変位検出器Ｓ１ｎ及びＳ２ｎは、連続的に変位検出してもよく、或いは、所定時間の間隔をおいて変位検出してもよい。
【００２４】
非接触変位検出器Ｓ１ｎ及びＳ２ｎで検出された検出データは、制御装置１に伝送される。そこで、制御装置１は、伝送された検出データに基づいて、検出処理を行い、間隔ｇの変化、つまり、圧延ロールの回転軸方向の変位を監視する。なお、図１では、非接触変位検出器Ｓ１ｎ及びＳ２ｎからの検出データが、有線で制御装置１に伝送されるとしたが、無線で伝送されようにしてもよい。この場合には、圧延ラインの圧延機列側に無線送信機を、そして、その圧延機列と離れた位置にある制御装置１に無線受信機を設置しておき、この無線送信機から、各非接触変位検出器からの検出データを検出情報として無線送信し、これを無線受信機で受信し、制御装置１で検出処理を行う。
【００２５】
制御装置１は、圧延ラインの稼動開始時に、各非接触変位検出器から検出データを取得して、この検出データに含まれた変位値を初期値として、各非接触変位検出器に係る位置情報と共に記録装置１に記録する。圧延ラインの稼動中においては、各非接触変位検出器から取得した検出データに含まれた変位値を評価し、その変化を監視する。制御装置１は、この変位値が予め設定した所定値以上に変化したことを検出した場合に、上圧延ロールＲ１ｎ又は下圧延ロールＲ２ｎについて、異常な回転軸方向のずれが発生しているとし、圧延ロールに抜けが存在すると判定する。
【００２６】
ところで、この様な圧延ロールに係る抜け判定方法に限られることなく、例えば、制御装置１は、非接触変位検出器Ｓ１ｎ及びＳ２ｎの各々から取得した検出データに含まれる２つの変位値間に差がある場合に、上圧延ロール又は下圧延ロールに回転軸方向の抜けが存在すると判定することもできる。
【００２７】
また、制御装置１は、記録装置２に記録した検出データに含まれる変位値に基づいて、上圧延ロールＲ１ｎ及び下圧延ロールＲ２ｎに係る回転軸方向の変位状態を表示装置３に表示することもできる。例えば、非接触変位検出器毎の変位状態について、変位値を数字で羅列表示させる、或いは、変位値の変化グラフを表示するようにしてもよい。さらには、圧延ロールに回転軸方向の抜けが存在すると判定できたとき、表示装置３に、異常検出が有った旨のメッセージを表示させることもできる。
【００２８】
また、制御装置１は、圧延ロールに回転軸方向の抜けが存在すると判定できたときに、警報装置４に異常検出の警報を出力させることもできる。例えば、警報装置３として、圧延ラインの圧延機列における圧延ロール毎にランプを設置しておき、異常検出時にこのランプを点滅、或いは、赤色点灯させることもできる。警報装置３として、スピーカを設置し、異常検出時に、警報音を鳴動させる、或いは、異常検出を放送することもできる。
【００２９】
なお、非接触変位検出器から取得できる検出データには、検出した変位値が含まれることについて前述したが、この変位値以外に、当該非接触変位検出器から検出データを制御装置１に伝送する際に、非接触変位検出器に接続された伝送装置において、その検出データに当該非接触変位検出器の識別情報を含めることとする。制御装置１において、伝送された検出データから識別情報が抽出され、この検出データが当該非接触変位検出器から伝送されたと認識し、当該非接触変位検出器の位置情報を把握することができる。
【００３０】
この様にして、制御装置１は、取得した検出データに基づいて非接触変位検出器の位置情報を把握することができるので、記録装置２に、検出データの変位値を非接触変位検出器の位置情報と関連付けて記録することができ、また、圧延ラインにおける圧延機列のどの圧延ロールで異常が発生したかを簡単に把握し、特定することができる。そして、異常が発生した圧延ロールについて、異常検出の表示や、警報を出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本実施形態による圧延ロール抜け検出装置の構成を説明する図である。
【図２】鋼材から線材を製造する工程を説明する図である。
【図３】線材が上圧延ロールと下圧延ロールとの複数対により連続して圧延される様子を説明する図である。
【図４】線材が上圧延ロールと下圧延ロールとで圧延される様子を説明する軸方向の断面図である。
【図５】上圧延ロールと下圧延ロールのどちらかが軸方向に抜けた状態を説明する軸方向の断面図である。
【図６】図５に示された圧延位置より下流側に配置された上圧延ロールと下圧延ロールとによる圧延の様子を説明する軸方向の断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１    制御装置
２    記録装置
３    表示装置
４    警報装置
Ａ１ｎ、Ａ２ｎ    回転駆動軸
Ｂ    圧延ロール取付基部
Ｃ１ｎ、Ｃ２ｎ    カリバー
Ｒ１、Ｒ１ｎ    上圧延ロール
Ｒ２、Ｒ２ｎ    下圧延ロール
Ｓ１ｎ、Ｓ２ｎ    非接触変位検出器
Ｔ１ｎ、Ｔ２ｎ    取付治具
【図１】
2010137239.tif 000003
【図２】
2010137239.tif 000004
【図３】
2010137239.tif 000005
【図４】
2010137239.tif 000006
【図５】
2010137239.tif 000007
【図６】
2010137239.tif 000008