(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上流側のクロップシャーと圧延スタンドと下流側の分割シャーとを有し、上流側から送られてきた圧延材料を前記分割シャーにより設定分割長に切断する条鋼圧延設備において、
クロップシャーの上流側に配置されたスタンドからの圧延材料の送り長をパルス数として検出する第１の送り長検出手段と、
分割シャーの上流側に配置された最終スタンドからの圧延材料の送り長をパルス数として検出する第２の送り長検出手段と、
第１の送り長検出手段とクロップシャーとの間に配置された第１の圧延材料検出手段と、
クロップシャーの下流側に配置された第２の圧延材料検出手段と、
第２の送り長検出手段と分割シャーとの間に配置された第３の圧延材料検出手段と、
分割シャーの下流側に配置された第４の圧延材料検出手段と、
を備え、
圧延材料の先端がクロップシャー近傍の位置を通過した時点以後の第１の送り長検出手段によるパルスカウント値Ｐm(x)が、
Ｐall＝（Ｌall／α）×（１／Ｐim）
に等しくなった時点でクロップシャーに切断指令を送って圧延材料の後端の端尺を切断することを特徴とする条鋼圧延設備における端尺処理制御装置。
（Ｌall：圧延後の必要処理材全長、
α：材長比＝Ｌf／Ｌm
Ｌf：分割シャー位置における圧延材長
Ｌm：クロップシャー位置における圧延材長
Ｐim：クロップシャー位置における単位パルス当たりの圧延材料の移動距離）
【請求項２】
請求項１記載の条鋼圧延設備における端尺処理制御装置において、
初回の材料についての前記材長比αを、分割シャーより上流側のスタンドのロール周速度Ｖfと、クロップシャーより上流側のスタンドのロール周速度Ｖmとの比（Ｖf／Ｖm）から求めることを特徴とする条鋼圧延設備における端尺処理制御装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の条鋼圧延設備における端尺処理制御装置において、
前記必要処理材全長Ｌallが、クロップシャーによる端尺切断長の補正量を有することを特徴とする条鋼圧延設備における端尺処理制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、連続ミルからなる条鋼圧延設備において、冷却床に送る圧延材料の後端クロップ（端尺）の切断処理をクロップシャーにより行うための端尺処理制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
条鋼圧延設備において粗分割カット時の最終材料を所定の粗分割長にする従来技術として、特開平１０−５８５４号公報に記載された粗分割カット制御装置が知られている。
この制御装置は、連続ミルからなる条鋼圧延設備内を移動する圧延材料を、分割シャー（ディバイディングシャー）により所定の粗分割長にカットする粗分割カット制御装置において、クロップシャーの上流側に配置された圧延材料の送り長をパルス数として検出する送り長検出手段と、クロップシャーよりも下流側に配置された最終スタンドより下流の分割シャーによる粗分割カットごとに前記パルス数を読み出す手段と、この粗分割カットごとのパルス数と、分割シャーによる粗分割カット回数の設定値及び現在値とを用いて、最終の粗分割カット以降の圧延材料が所定の粗分割長になるように後端カットパルス数を演算する演算手段とを備え、前記送り長検出手段により検出されたパルス数が前記後端カットパルス数に一致したときに前記クロップシャーに対するカット指令を発生させるように構成されている。
【０００３】
図２は上記従来技術の構成図であり、圧延材料１０はスタンド１１を通過した後、クロップシャー１４によって先端をカットされ、次のスタンド１２，……，最終スタンド１３へと圧延されていき、分割シャー１６により冷却床１７に収まる長さに複数回、粗分割カットされる。この間の、先端カットからクロップシャー１４による後端カットまでの一連の制御は次のように行われる。
【０００４】
（１）スタンド１１の出側にある材料検出センサ１８により圧延材料１０の先端を検出し、その検出信号の立ち上がりでパルスカウンタ２１のカウント値をゼロプリセットする。ここで、スタンド１１の圧延ロール駆動用モータ１９、パルスジェネレータ２０、パルスカウンタ２１はスタンド１１からの圧延材料１０の送り長をパルスとして検出する送り長検出手段を構成している。
【０００５】
（２）予め決められた先端カット長、材料検出センサ１８とクロップシャー１４との間隔、クロップシャー１４の起動指令が発せられてから実際にカット動作するまでの時間（クロップシャー起動時間）に基づいて先端カットパルス数Ｐtop を演算し、このパルス数Ｐtopを演算器２３から比較器２４に送る。比較器２４では、パルスカウンタ２１によるカウント値がパルス数Ｐtopに等しくなったらクロップシャー１４にカット指令を送って圧延材料１０の先端をカットする。
【０００６】
（３）次に、圧延材料１０が各スタンド１１〜１３を通って冷却床１７に送られ、分割シャー１６により粗分割されるたびに、分割シャー１６からの粗分割カット検出信号を用いてパルスカウンタ２１のカウント値をレジスタ２２に記憶する。ここでは、１回目の粗分割カット時のカウント値（パルス数）をＰ1、２回目のカウント値をＰ2、……、ｍ回目のカウント値をＰmとする。
【０００７】
（４）粗分割カット回数の設定値をｎ、現在値をｍとしたときの、冷却床１７上の（ｎ＋１）本目の最終材料の後端に相当するパルス数（後端カットパルス数）Ｐを、クロップシャー起動時間を含めて数式１により演算する。
【０００８】
【数１】
Ｐ＝｛（ｎ＋１）（Ｐm−Ｐ1）／（ｍ−１）｝＋Ｐtop
【０００９】
数式１において、（Ｐm−Ｐ1）／（ｍ−１）の項は分割シャー１６による一粗分割長の平均値に相当するパルス数を意味しており、このパルス数に最終材料が何本目であるかを示す数（ｎ＋１）を乗じて先端カットパルス数Ｐtopを加算することにより、最終材料の後端カットパルス数Ｐを求める。
【００１０】
（５）上記後端カットパルス数Ｐを比較器２４に送り、パルスカウンタ２１のカウント値が後端カットパルス数Ｐに等しくなったらクロップシャー１４にカット指令を送って圧延材料１０の端尺をカットする。
【００１１】
なお、圧延ロール径の誤差や圧延材料１０の張力変動等により、最終材料の長さに若干の誤差が生じる場合があるため、数式２によって補正パルス数ΔＰを演算し、この補正パルス数ΔＰを数式１の後端カットパルス数Ｐに加算した（Ｐ＋ΔＰ）を比較器２４に送り、パルスカウンタ２１のカウント値が（Ｐ＋ΔＰ）に等しくなったらクロップシャー１４にカット指令を送って圧延材料１０の端尺をカットしても良い。
【００１２】
【数２】
ΔＰ＝｛（Ｐm−Ｐ1）／（ｍ−１）｝×（ΔＬ／Ｌ）
【００１３】
以上のような構成によってクロップシャー１４によるクロップ処理が可能になり、最終材料の長さを粗分割長Ｌにほぼ一致させることができる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来技術では、分割シャー１６から粗分割カット検出信号がレジスタ２２に送られた際に、クロップシャー１４の前に端尺処理分の圧延材料１０が十分に存在していることが前提となっている。つまり、分割シャー１６とクロップシャー１４との間に最終材料が収まってしまう長さである場合には端尺処理を行うことができない。言い換えれば、各シャーの間隔やスタンド等を含めた機械設備の配置構成に制約があり、既存の設備に適用できない場合も生じていた。
そこで本発明は、これらの機械設備の配置構成上の制約を受けず、最終材料の端尺を切断処理することができる端尺処理制御装置を提供しようとするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、上流側のクロップシャーと圧延スタンドと下流側の分割シャーとを有し、上流側から送られてきた圧延材料を前記分割シャーにより設定分割長に切断する条鋼圧延設備において、
クロップシャーの上流側に配置されたスタンドからの圧延材料の送り長をパルス数として検出する第１の送り長検出手段と、分割シャーの上流側に配置された最終スタンドからの圧延材料の送り長をパルス数として検出する第２の送り長検出手段と、第１の送り長検出手段とクロップシャーとの間に配置された第１の圧延材料検出手段と、クロップシャーの下流側に配置された第２の圧延材料検出手段と、第２の送り長検出手段と分割シャーとの間に配置された第３の圧延材料検出手段と、分割シャーの下流側に配置された第４の圧延材料検出手段とを備え、圧延材料の先端がクロップシャー近傍の位置を通過した時点以後の第１の送り長検出手段によるパルスカウント値Ｐm(x)が、
Ｐall＝（Ｌall／α）×（１／Ｐim）
に等しくなった時点でクロップシャーに切断指令を送って圧延材料の後端の端尺を切断するものである。
ここで、
Ｌall：圧延後の必要処理材全長、
α：材長比＝Ｌf／Ｌm
Ｌf：分割シャー位置における圧延材長
Ｌm：クロップシャー位置における圧延材長
Ｐim：クロップシャー位置における単位パルス当たりの圧延材料の移動距離（送り長）
である。
【００１６】
請求項２記載の発明は、上記端尺処理制御装置において、
初回の材料についての前記材長比αを、分割シャーより上流側のスタンドのロール周速度Ｖfと、クロップシャーより上流側のスタンドのロール周速度Ｖmとの比（Ｖf／Ｖm）から求めるものである。
【００１７】
また、請求項３記載の発明は、上記端尺処理制御装置において、
前記必要処理材全長Ｌallが、クロップシャーによる端尺切断長の補正量を有するものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。
図１は、この実施形態の機械構成と材料及びパルスの読み出しタイミングの説明図である。なお、図２と同一の構成要素には同一の参照符号を付してある。
【００１９】
図１において、１０はビレットの状態から圧延されて冷却床（図示せず）方向へ送られる圧延材料、１１はクロップシャーの上流に配置されたスタンド、１２はクロップシャーの下流に配置されたスタンド、１３は分割シャーの上流に配置されたスタンド（最終スタンド）、１４はクロップシャー（Ｆシャー）、１６は分割シャー（Ｄシャー）、１８，２５，２６，２７は第１〜第４の材料検出センサ、２０，２８はスタンド１１，１３に対応して配置された第１、第２の送り長検出手段としてのパルスジェネレータである。
【００２０】
上記パルスジェネレータ２０，２８は各スタンド１１，１３に設けられた圧延ロール駆動用モータ（図示せず）に連結されており、モータの速度制御用パルスジェネレータを使用している。また、パルスジェネレータ２０，２８にはその出力パルス数を計数するパルスカウンタが接続されているが、便宜上、その図示を省略してある。
【００２１】
なお、図示するように、材料検出センサ１８からクロップシャー１４までの距離をＬ1、クロップシャー１４から材料検出センサ２５までの距離をＬ2、材料検出センサ２６から分割シャー１６までの距離をＬ3、分割シャー１６から材料検出センサ２７までの距離をＬ4とする。
【００２２】
以下、本実施形態の動作を説明する。
（１）まず始めに、端尺処理される最終材料よりも一つ前の先行材料を用いて行う処理について述べる。なお、以下の説明における丸数字（▲１▼，▲２▼，▲３▼，……）は、図１における丸数字に対応している。
▲１▼先行材料の先端がクロップシャー１４の位置を通過した時点（クロップシャー１４により材料の先端を切断した場合は切断時点、切断しない場合は材料検出センサ１８による先端検出時点）から、クロップシャー１４の上流のスタンド１１のパルスジェネレータ２０がパルスのカウントを開始する。
このカウント値をＰm(x)とし、先行材料の先端がクロップシャー１４の位置を通過した時点のカウント値をＰm0とする。
【００２３】
▲２▼先行材料の先端が材料検出センサ２５の位置を通過した時点でカウント値Ｐm(x)を読み出す。この時のカウント値をＰm1とする。
そして、下記の数式３、数式４により、クロップシャー１４の位置において換算したインクリメント値Ｐimを求める。この値Ｐimは、パルスジェネレータ２０の検出パルスの重み（１パルスあたりの先行材料の移動距離）を示している。
【００２４】
【数３】
Ｐim＝（Ｌ1＋Ｌ2）／（Ｐm1−Ｐm0）
（クロップシャー１４による材料先端の非切断時）
【００２５】
【数４】
Ｐim＝Ｌ2／（Ｐm1−Ｐm0）
（クロップシャー１４による材料先端の切断時）
【００２６】
▲３▼先行材料の後端がクロップシャー１４の位置を通過した時点（クロップシャー１４により材料の後端を切断した場合は切断時点、切断しない場合は材料検出センサ１８による後端検出時点）でカウント値Ｐm(x)を読み出す。このときのカウント値をＰm2とする。
【００２７】
▲４▼先行材料の先端が材料検出センサ２６の位置を通過した時点から、最終スタンド１３のパルスジェネレータ２８がパルスのカウントを開始する。
このカウント値をＰf(x)とし、先行材料の先端が材料検出センサ２６の位置を通過した時点のカウント値をＰf0とする。
【００２８】
▲５▼分割シャー１６により、材料の先端を切断した場合は切断時点、切断しない場合は、材料検出センサ２６による先端検出時点で、カウント値Ｐf(x)を読み出す。このときのカウント値をＰf01とする。
【００２９】
▲６▼材料検出センサ２７が先行材料の先端を検出した時点で、カウント値Ｐf(x)を読み出す。このときのカウント値をＰf1とする。
そして、下記の数式５、数式６により、分割シャー１６の位置において換算したインクリメント値Ｐifを求める。この値Ｐifは、パルスジェネレータ２８の検出パルスの重み（１パルスあたりの先行材料の移動距離）を示している。
【００３０】
【数５】
Ｐif＝（Ｌ3＋Ｌ4）／（Ｐf1−Ｐf01）
（分割シャー１６による材料先端の非切断時）
【００３１】
【数６】
Ｐif＝Ｌ4／（Ｐf1−Ｐf01）
（分割シャー１６による材料先端の切断時）
【００３２】
▲７▼材料検出センサ２６が先行材料の後端を検出した時点で、カウント値Ｐf(x)を読み出す。このときのカウント値をＰf2とする。
【００３３】
上記の各測定データから、クロップシャー１４の位置における圧延材長Ｌmと分割シャー１６の位置における圧延材長Ｌfとを数式７、数式８により求め、更に数式９によって両位置における材長比αを求める。
【００３４】
【数７】
Ｌm＝（Ｐm2−Ｐm0）×Ｐim
【００３５】
【数８】
Ｌf＝（Ｐf2−Ｐf0）×Ｐif
【００３６】
【数９】
α＝Ｌf／Ｌm
【００３７】
また、数式１０に示すように、上記の材長比αとインクリメント値Ｐim及びクロップシャー１４の上流側スタンド１１のパルスカウント値Ｐm(x)から、分割シャー１６側の圧延後の材長Ｌmf(x)を求めることができ、この数式１０は数式１１のように書き換えることができる。
【００３８】
【数１０】
Ｌmf(x)＝（α×Ｐim）×Ｐm(x)
【００３９】
【数１１】
Ｐm(x)＝（Ｌmf(x)／α）×（１／Ｐim）
【００４０】
（２）次に、端尺切断対象材料についての処理を述べる。
上記数式１１に基づき、予め先行材料に関して求めた材長比α、前記インクリメント値Ｐim及び圧延後の必要処理材全長Ｌallから、クロップシャー１４側のパルスカウント値Ｐm(x)が数式１２のＰallに一致した時点で端尺切断指令を送り、クロップシャー１４によって最終材料の端尺を切断する。
【００４１】
【数１２】
Ｐall＝（Ｌall／α）×（１／Ｐim）
【００４２】
ここで、必要処理材全長Ｌallは設定値から計算でき、下記の数式１３で与えられる。
【００４３】
【数１３】
0003681305.tif 000002
【００４４】
なお、数式１３における各値は以下の通りである。
Ｌdcut,n：分割シャー１６による分割設定長（粗分割長）
Ｎ：分割シャー１６による分割切断回数
Ｌdtop：分割シャー１６により切断される先端のクロップ長
Ｌdtail：分割シャー１６により切断される後端のクロップ長
Ｌdadj：クロップシャー１４により切断される端尺長の補正量
【００４５】
例えば、１０ｍのビレットを圧延して分割設定長１００ｍの材料を２本得たいような場合、Ｌdcut,n＝１００，Ｎ＝１となり、Ｌallは１００×２＝２００ｍにＬdtop，Ｌdtail，Ｌdadjを加えた長さとなる。
また、補正量Ｌdadjは、圧延ロール径の誤差や圧延材料１０の張力変動等を考慮して、必要に応じ適宜決定される。
【００４６】
（３）なお、初回の材料については材長比αが未定であるため、以下の処理によって材長比αを予測する。
すなわち、クロップシャー１４の上流側スタンド１１と分割シャー１６の上流側スタンド１３のロール周速度比から材長比αを求める。
マスフロー一定の法則より、材料の断面積は材料速度つまりロール周速度に反比例する。また、材長は断面積に反比例する為、結果的に材長は材料速度に比例する。
従って、材長比αは数式１４により、ロール周速度比（Ｖf／Ｖm）から予測することができる。
【００４７】
【数式１４】
ＳmＶm＝ＳfＶf，  ＬmＳm＝ＬfＳfより、
α＝Ｖf／Ｖm＝Ｓm／Ｓf＝Ｌf／Ｌm
【００４８】
数式１４における各値は以下の通りである。
Ｖf：分割シャー１６の上流側スタンド１３のロール周速度
Ｖm：クロップシャー１４の上流側スタンド１１のロール周速度
Ｓm：スタンド１１における材料の断面積
Ｓf：スタンド１３における材料の断面積
【００４９】
【発明の効果】
従来の技術では、クロップシャーによる端尺切断処理において、各シャーやスタンド等の機械設備の配置構成に制約があるため、既存の設備に適用できない場合もあった。しかしながら本発明では、前述の数式１２に示したごとく、必要処理材全長、材長比、クロップシャー位置における単位パルス当たりの移動距離（パルスの重み）を用いて求めたパルスカウント値が実際のカウント値に等しくなった時点で端尺を切断するようにしたので、従来のような制約を受けずに、様々な配置構成の機械設備に対しても適用することができる。
実際に本発明を適用した圧延設備において、安定操業状態での切断精度は製品材長に対して、±０．２％以内（測定時は、製品３６０ｍ（１２０ｍ×３本）に対して、合計０．５ｍ未満の誤差）に収まっており、十分な効果を検証できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の機械構成と圧延材料及びパルスの読み出しタイミングの説明図である。
【図２】従来技術の説明図である。
【符号の説明】
１０  圧延材料
１１，１２，１３  スタンド
１４  クロップシャー（Ｆシャー）
１６  分割シャー（Ｄシャー）
１８，２５，２６，２７  材料検出センサ
２０，２８  パルスジェネレータ
【図１】
0003681305.tif 000003
【図２】
0003681305.tif 000004