(57)【要約】【課題】熱間圧延における鋼帯幅方向端部の欠陥について、早期に欠陥を発見して欠陥の防止を図ることができる、熱延鋼帯幅方向端部の疵防止方法および装置を提供することを課題とする。【解決手段】熱延鋼帯の幅方向端部の疵を検出・同定し、次材以降での疵発生を防止する、熱延鋼帯幅方向端部の疵防止方法であって、熱延鋼帯巻取り直後から鋼帯置場までの間に配置した撮像装置を用いて、コイル状に巻き取られた熱延鋼帯の両側面を撮像し、撮像した画像に基いて、前記熱延鋼帯の両側面の疵の発生部位を検出し、前記熱延鋼帯の長手方向の疵発生位置を同定し、仕上げ圧延機の所定スタンドのレベリング設定を修正する。【選択図】図１
2010221259.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱延鋼帯の幅方向端部の疵を検出・同定し、次材以降での疵発生を防止する、熱延鋼帯幅方向端部の疵防止方法であって、
熱延鋼帯巻取り直後から鋼帯置場までの間に配置した撮像装置を用いて、コイル状に巻き取られた熱延鋼帯の両側面を撮像し、
撮像した画像に基いて、前記熱延鋼帯の両側面の疵の発生部位を検出し、前記熱延鋼帯の長手方向の疵発生位置を同定し、
仕上げ圧延機の所定スタンドのレベリング設定を修正することを特徴とする熱延鋼帯幅方向端部の疵防止方法。
【請求項２】
熱延鋼帯幅方向端部の疵を検出・同定し、次材以降での疵発生を防止する、熱延鋼帯幅方向端部の疵防止装置であって、
熱延鋼帯巻取り直後から鋼帯置場までの間に配置した、コイル状に巻き取られた熱延鋼帯の両側面を撮像する撮像装置と、
撮像した画像に基いて、前記熱延鋼帯の両側面の疵の発生部位を検出し、前記熱延鋼帯の長手方向の疵発生位置を同定するとともに、仕上げ圧延機の所定スタンドのレベリング修正量を演算する信号処理装置と、
演算されたレベリング修正量に基いて前記スタンドに制御指令を出すレベリング制御装置とを具備することを特徴とする熱延鋼帯幅方向端部の疵防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイル状に巻いた熱延鋼帯側面の欠陥および異常を検知し、次材以降の鋼帯の幅方向端面疵を防止する、熱延鋼帯幅方向端部の疵防止方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
家電製品用、自動車用および冷延用の素材である熱延鋼帯は、コイル状に巻かれて出荷されることが一般的である。コイル状の鋼帯は、出荷前に巻きほぐして帯状とし、その鋼帯表面を例えば照明とカメラとからなる表面検査装置によって検査される。
【０００３】
一方、鋼帯の製造過程である熱間圧延において、製造後の熱延鋼帯の側面にも割れ、擦れ、折れ曲がりなどの欠陥が生じる場合がある。
【０００４】
従来、これら欠陥を検出する方法として、例えば、特許文献１などに開示された光学装置がある。また、特許文献２には、熱延鋼帯巻取り時の欠陥を検出して、その後の工程における検査を容易にする方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−８２３８９号公報
【特許文献２】特開２００２−３１６２１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１および特許文献２に開示された技術は、欠陥を検出する手段に限定され、欠陥を検出すると同時に欠陥を防ぐ手段については具体的に言及されていないという問題があった。
【０００７】
すなわち、欠陥はできるだけ早く、できれば熱間圧延直後に見つけて、次材以降の圧延が実施される前に、適切な熱延条件にする措置を施して、次材以降に同様な欠陥が生ずることを防ぐ必要がある。欠陥検知とそれに対する措置が早いほど、その間に製造される欠陥を伴った圧延材の製造を少なくできて、歩留まり向上、品質向上に大きく寄与できる。
【０００８】
しかし従来は、熱延鋼帯を後工程である酸洗ラインや熱延鋼帯のスキンパスラインで巻き戻して展開し、欠陥を発見または同定してから、その情報を熱間圧延にフィードバックしており、欠陥を防ぐ措置を施すまでに数時間から数日の遅れが生じてしまっていた。この遅れにより、欠陥を伴った大量の不具合材を製造する場合があり、大きな問題となっていた。
【０００９】
本発明は、これら従来技術の問題点に鑑み考案されたものであり、熱間圧延における鋼帯幅方向端部の欠陥について、早期に欠陥を発見して欠陥の防止を図ることができる、熱延鋼帯幅方向端部の疵防止方法および装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の請求項１に係る発明は、熱延鋼帯の幅方向端部の疵を検出・同定し、次材以降での疵発生を防止する、熱延鋼帯幅方向端部の疵防止方法であって、熱延鋼帯巻取り直後から鋼帯置場までの間に配置した撮像装置を用いて、コイル状に巻き取られた熱延鋼帯の両側面を撮像し、撮像した画像に基いて、前記熱延鋼帯の両側面の疵の発生部位を検出し、前記熱延鋼帯の長手方向の疵発生位置を同定し、仕上げ圧延機の所定スタンドのレベリング設定を修正することを特徴とする熱延鋼帯幅方向端部の疵防止方法である。
【００１１】
また、本発明の請求項２に係る発明は、熱延鋼帯幅方向端部の疵を検出・同定し、次材以降での疵発生を防止する、熱延鋼帯幅方向端部の疵防止装置であって、熱延鋼帯巻取り直後から鋼帯置場までの間に配置した、コイル状に巻き取られた熱延鋼帯の両側面を撮像する撮像装置と、撮像した画像に基いて、前記熱延鋼帯の両側面の疵の発生部位を検出し、前記熱延鋼帯の長手方向の疵発生位置を同定するとともに、仕上げ圧延機の所定スタンドのレベリング修正量を演算する信号処理装置と、演算されたレベリング修正量に基いて前記スタンドに制御指令を出すレベリング制御装置とを具備することを特徴とする熱延鋼帯幅方向端部の疵防止装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、熱延鋼帯の幅方向端部欠陥を製造直後または製造後の早期に発見できて、次材以降の圧延が実施される前あるいは次材以降の圧延本数が少ないうちに、適切な熱延条件を設定できる結果、欠陥を早期に防止できるだけでなく、その間に製造される欠陥を伴った圧延材の製造を少なくできて、歩留まり向上、品質向上に大きく寄与できる。また、本来の工程でない別工程でコイル状熱延鋼帯を巻きほぐして検査する必要がなくなり、生産能率向上にも大いに寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る熱延鋼帯幅方向端部の疵防止装置の装置構成例を示す図である。
【図２】本発明が対象とするコイル状鋼帯と鋼帯側面の欠陥を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
熱延鋼帯の端部に生じる主な欠陥として、耳痛みがある。耳痛みとは、図２に示すように、鋼帯端部が擦れて割れを伴った凹凸のある欠陥となったものである。図２(a)は、コイル状鋼帯１の側面図、さらに(b)は、耳痛み２の拡大図をそれぞれ模式的に示している。
【００１５】
従来、熱間圧延後の酸洗ラインにおいて、鋼帯の幅を一定にして鋼帯端部形状を整えるため、鋼帯端部のトリミング（耳切り）が行われる。このトリミングを能率良く実施するため、一般的に耳切り部分を連続して鋼帯から切り離して除去している。
【００１６】
しかし、熱延鋼帯に耳痛みがあると、耳痛みの割れが鋼帯幅内部に進展しており、所望とする幅を得るにはトリム代(耳切り代)がなくなり、耳切り部分を連続して除去することができなくなる場合があり、問題である。
【００１７】
そこで、熱延鋼帯はコイル状に巻き取った後、人が近寄れるまで時間を掛けて冷却した後、目視でコイル状鋼帯の端面を観察し、耳痛みを発見した場合、発見後に熱延される鋼帯から適正な条件としており、その間の遅れ(観察できるまでの時間)によって欠陥を生じたままの鋼帯が大量に製造され大幅な歩留まり低下、品質低下をきたしていた。
【００１８】
また、耳痛みが生じた熱延鋼帯は、トリミングを実施する前に、例えば、スキンパスラインなどの本来通板せずともよい別工程の鋼帯表面をそのまま保持できる巻き直しラインにて耳痛みの程度を測定し、その測定結果により、本来の次工程である酸洗ラインにてトリミングが可能か判定しており、不要な工程を追加する必要があることから、生産性の低下やコスト増になり、問題であった。
【００１９】
そこで、本発明者らは、熱延鋼帯の巻き取り直後から鋼帯置場までの間に、コイル状鋼帯が高温状態のまま(通常４００℃以上)の状態で端部を観察できる方法を検討し、鋼帯端面から所定の角度（例えば、１度〜１５度）を設けて照明を当て、照明と同一方向に撮像装置をおいて観察するとよいことを見出した。これにより、高温のままでも熱延終了直後の鋼帯端部の欠陥を検出できるとともに、すぐに次材あるいは直近の被圧延材の熱延条件にフィードバックできて、時間遅れがほとんど無く端部の欠陥を発生させずに圧延できるわけである。また、スキンパスラインなどの別工程で鋼帯を巻きほぐして検査する必要もなくなり、健全な端面の鋼帯のみ次工程である酸洗ラインへ送ることができて、生産効率の著しい向上につながる。
【００２０】
一方、本発明者らは、熱延鋼帯の耳痛みの発生の原因を調べたところ、仕上げ熱間圧延中に、圧延機内に設置されている鋼帯の横行を防止するサイドガイドへ鋼帯が強く接触した場合、あるいは、冷却テーブルの後の熱延鋼帯を巻き取る直前のサイドガイドへ鋼帯が強く接触した場合に、耳痛みが生じていることが分かった。また、これらサイドガイドと鋼帯端部が強く擦れる原因は、鋼帯の蛇行（キャンバー）であることを見出した。すなわち、蛇行を改善するためにガイドで幅方向に押さえた場合、蛇行が大きくて押さえ力が大きくなりすぎると鋼帯端部に耳痛みが発生してしまうのである。
【００２１】
そこで、上述する巻き取り直後の熱延鋼帯幅方向端部を撮像する装置により、耳痛みを検出した場合、鋼帯の蛇行(キャンバー)を防ぐため、すぐに、仕上げ圧延機のレベリングを制御することとした。上記撮像装置によれば、コイル状熱延鋼帯の両側の端面を同時に撮像できるので、操作側あるいは駆動側のどちらの端面に欠陥が生じているかが分かる。すなわち、圧延中に鋼帯が操作側あるいは駆動側のいずれかに蛇行しているのかが判り、しかもその鋼帯長手方向位置も判るため、仕上げ圧延機における鋼帯長手方向位置に対応したレベリングにより蛇行を調整することができて、その結果、耳痛みを防止できるわけである。
【００２２】
例えば、熱延鋼帯の先端近くの操作側に耳痛みが発生した場合には、鋼帯の先端は操作側に蛇行していることが分る。そこで、鋼帯先端部分では仕上げ圧延機の操作側の圧下率(圧下力)を軽減し、駆動側の圧下率(圧下力)を増加するように、仕上げ圧延機のレベルリング制御を行う。これにより、次材以降圧延時の鋼帯先端の蛇行がなくなり、耳痛みを防止できる。なお、仕上げ圧延機のどのスタンドでレベルリング制御を行うかについては、耳痛みの状況(形状、程度、長手位置など)および過去の事例を総合的に勘案して決めるとよい。
【実施例】
【００２３】
先ず、従来の実施例を説明する。板厚１．８ｍｍから６ｍｍ、板幅７００ｍｍから１６５０ｍｍの範囲の熱延鋼帯を２０本続けて圧延した場合の実施例である。
【００２４】
熱延後のコイル状熱延鋼帯を冷却し、人が近寄って目視し観察したところ、３本目の巻き取り鋼帯の後端の操作側端面に耳痛みを検出したため、仕上げ圧延機の第５スタンドから第７スタンドのレベリングを調整して鋼帯後端部の蛇行を防止し、鋼帯と仕上げ圧延機内のサイドガイドとの接触を緩和した。
【００２５】
しかしながら、耳痛みが発生した３本目を圧延し巻き取った直後から、目視観察で耳痛みを発見するまで時間が掛かり、その間に熱間圧延が継続されたため、１５本目になって、やっと仕上げ圧延機のレベリングを調整できた。
【００２６】
１５本目以降に熱延した鋼帯の端部には耳痛みが発生していなかったものの、耳痛みを発見してからレベリング調整を行うまでの間、すなわち、３本目〜１４本目までの計１２本の熱延鋼帯に耳痛みが発生してしまった。
【００２７】
これら１２本の熱延鋼帯は、本来の次工程である酸洗ラインに送ることができず、別工程のスキンパスラインで巻きほぐして、耳痛みの程度を観察した。その結果、１２本の内、８本の熱延鋼帯はそのまま本来の次工程である酸洗ラインに送ることができたが、残り４本については耳切り代を増やさざるを得ず、幅の狭い別のオーダーに振り替えて製品にした。
【００２８】
次に、本発明を適用した実施例を説明する。上記実施例と同じく、板厚１．８ｍｍから６ｍｍ、板幅７００ｍｍから１６５０ｍｍの範囲の熱延鋼帯を２０本続けて圧延した場合の実施例である。
【００２９】
図１は、本発明に係る熱延鋼帯幅方向端部の疵防止装置の装置構成例を示す図である。図中、１はコイル状鋼帯、３は撮像装置(操作側)、４は撮像装置(駆動側)、５は搬送台車、６は仕上げ圧延機、７は信号処理装置、８はディスプレイおよび入力装置、および９はレベリング制御装置をそれぞれ表す。
【００３０】
熱延鋼帯巻取り直後のコイル状鋼帯１が搬送台車５にのった状態で、コイル状鋼帯１の両側面を撮像装置(操作側)３および撮像装置(駆動側)４で撮影した。撮像装置としては、3000万画素の高精細カメラに、200mmの望遠レンズを装着し、コイル状鋼帯の中心位置から8mの距離に上下２台を配置した。片面当たり複数台のカメラを配置することで、分解能をより高く設定することができる。本実施例では約0.25mmの分解能を設定した。
【００３１】
搬送台車５に載ったコイル状鋼帯１には固有の番号が付けられており、図示しない上位のコンピュータと信号処理装置７との通信によって、搬送台車５で運ばれてくるコイル状鋼帯１の番号を認識する。図１に示した撮像装置３，４の前に搬送台車５に載ったコイル状鋼帯１がくると、コイル状鋼帯１の両側面の撮像が行われ、その画像データは信号処理装置７に記録されると同時に、画像処理によって疵の発生部位の検出、ならびに鋼帯長手方向の疵発生位置の同定が行われる。
【００３２】
また、画像及び検査データは、ディスプレイおよび入力装置８によってオペレータに提示される。オペレータは、必要に応じて画像を拡大するなどしてコイル状鋼帯製品側面を観察し、欠陥の有無、異常などを判断し、次工程を決定して入力できる。なお、ディスプレイおよび入力装置８には高精細の大型ディスプレイ装置を用いるようにすると、欠陥の有無、異常などの判断を確実にでき好適である。
【００３３】
信号処理装置７で耳痛みを検出し、レベリング調整する対象スタンドの特定およびレベリング量の修正を行った後に、レベリング制御装置９から仕上げ圧延機５の対象スタンドに対してレベリング制御指令が送られる。
【００３４】
以上のような装置で、上述の熱延鋼帯２０本の処理を行っていたところ、５本目の巻き取り鋼帯の先端の操作側端面に耳痛みを検出し、即座に仕上げ圧延機の第４スタンドおよび第５スタンドのレベリングを調整して蛇行を防止し、鋼帯と仕上げ圧延機内のサイドガイドとの接触を緩和した。その結果、６本目以降に熱延した鋼帯の端部には耳痛み発生がなかった。
【００３５】
さらに続けて、鋼帯を熱間圧延したところ、１２本目の巻き取り鋼帯の後端の駆動側に耳痛みを検出したため、即座に仕上げ圧延機の第４スタンドから第７スタンドのレベリングを調整して蛇行を防止し、鋼帯巻取り直前のサイドガイドとの接触を緩和した。その結果、１３本目以降に熱延した鋼帯の端部には耳痛みが全く発生していなかった。
【００３６】
これらの結果、２０本圧延した熱延鋼帯において、耳痛みで不良となった鋼帯は、耳痛みが検出された５本目と１２本目の２本だけであり、これらの中で１本は耳切り代を増やして幅の狭い別のオーダーに振り替えて製品にすることができて、残りの１本は耳痛みの程度が軽いので、そのまま次工程である酸洗ラインに送ることができた。
【００３７】
従来の実施例では、１度の耳痛みを検出したがレベリング調整が遅れて、１２本もの熱延鋼帯に耳痛み発生が続いてしまったのに対して、本発明による実施例では、２度の耳痛み検出にもかかわらず早期に耳痛み防止ができ、２本のみの耳痛みで抑えることができた。
【００３８】
このように、本発明の適用により、欠陥を早期に防止できるだけでなく、その間に製造される欠陥を伴った圧延材の製造を少なくできて、歩留まり向上、品質向上に大きく寄与できる。また、本来の工程でない別工程でコイル状熱延鋼帯を巻きほぐして検査する必要もなくなり、生産能率向上にも大いに寄与できる。
【符号の説明】
【００３９】
１    コイル状鋼帯
２    耳痛み
３    撮像装置(操作側)
４    撮像装置(駆動側)
５    搬送台車
６    仕上げ圧延機
７    信号処理装置
８    ディスプレイおよび入力装置
９    レベリング制御装置
【図１】
2010221259.tif 000003
【図２】
2010221259.tif 000004