(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延装置の圧延部と圧延部との間に圧延される線状部材の断面形状測定手段を設けて線状部材の直径分布を圧延中に測定し、その測定結果に基づいて前記線状部材の断面積を算出し、その算出された断面積を基準断面積と比較し、その比較結果に基づいて前方に配置されている圧延部および／または後方に配置されている圧延部の回転速度を調整することを特徴とする線状部材の圧延制御方法。
【請求項２】
前記断面形状測定手段が、前方の圧延部入口側および／または後方の圧延部出口側に設けられてなることを特徴とする請求項１記載の線状部材の圧延制御方法。
【請求項３】
圧延されている線状部材の断面形状を測定する断面形状測定手段と、前記断面形状測定手段からの測定データに基づいて断面の形状を解析する断面形状解析手段と、前記断面形状解析手段による解析結果に基づいて圧延されている線状部材に作用している張力を解析する張力解析手段と、前記張力解析手段の解析結果に基づいて圧延装置の圧延部の速度指令値を生成する速度指令値生成手段と、前記速度指令値生成手段により生成された速度指令値により圧延装置の圧延部の速度を設定する速度設定手段とを備え、
前記断面形状測定手段は、線状部材の直径分布を測定し、
前記断面形状解析手段は、前記線状部材の直径分布からその断面積を算出し、 前記張力解析手段は、その算出された断面積を基準断面積と比較して張力を算出する
ことを特徴とする圧延制御装置。
【請求項４】
前記断面形状手段が圧延装置の前方の圧延部入口側および／または後方の圧延部出口側に設けられていることを特徴とする請求項３記載の圧延制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は棒鋼などの線状部材の圧延制御方法および圧延制御装置に関する。さらに詳しくは、圧延中に圧延されている棒鋼などの線状部材の断面形状を測定しながら圧延条件を制御する、線状部材の圧延制御方法および圧延制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
棒鋼などの線状部材（以下、棒鋼で代表させる）Ｒをタンデムミルａにより圧延する場合、図５に示すように、タンデムミルａータンデムミルａ間を所々長くし、例えば２０〜３０ｍ程度とし、その間において圧延加工により生じた加工熱を放出して棒鋼Ｒを冷却したり、圧延加工により生じた歪を解放したりすることがなされている。
【０００３】
しかるに、棒鋼Ｒを圧延する場合、圧延される棒鋼Ｒに作用する張力が小さいときは、図６（ａ）に示すように圧延された棒鋼Ｒの直径は大きくなり、その逆に圧延される棒鋼Ｒに作用する張力が大きいときは、図６（ｂ）に示すように圧延された棒鋼Ｒの直径は小さくなる。そのため、棒鋼Ｒを所望直径に圧延するためには、タンデムミルａを所定の隙間に設定するばかりでなく、所定の張力下で圧延する必要がある。従来、かかる張力の調整は、前後のタンデムミルａ、ａの回転速度を調整することによりなされている。
【０００４】
しかしながら、圧延された棒鋼Ｒの直径を左右するものは張力ばかりではなく、例えば、棒鋼Ｒの温度のバラツキや材質の不均一などによっても左右されるところから、前述のように前後のタンデムミルａ、ａの回転速度を調整するだけでは所定の寸法公差内で圧延できない場合がある。また、圧延条件は棒鋼Ｒの中間部を基準に設定されるところから、図７や図８に示すように、先端部Ｒ１や後端部Ｒ２においては所定の張力が得られないため、所定の寸法公差内に収まるように圧延ができないことになる（図９および図１０参照）。その結果、先端部Ｒ１および後端部Ｒ２は圧延不良部として廃棄されるため、歩留まりが悪くなっている。さらに、圧延開始前に設定された圧延条件が圧延中に変更できないことも、製品の歩留まりの悪化を助長している。
【０００５】
なお、図９は張力が適正でない場合、先端部Ｒ１において圧延された棒鋼Ｒの直径が所定公差内に収まらない様子を示し、図１０は張力が適正でない場合、後端部Ｒ２において圧延された棒鋼Ｒの直径が所定公差内に収まらない様子を示す。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑みなされたものであって、圧延中に圧延条件の変更がなし得るとともに、先端部あるいは後端部においても所定公差内に収まるように圧延がなし得る棒鋼などの線状部材の圧延制御方法および圧延制御装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の線状部材の圧延制御方法は、圧延装置の圧延部と圧延部との間に圧延される線状部材の断面形状測定手段を設けて線状部材の直径分布を圧延中に測定し、その測定結果に基づいて前記線状部材の断面積を算出し、その算出された断面積を基準断面積と比較し、その比較結果に基づいて前方に配置されている圧延部および／または後方に配置されている圧延部の回転速度を調整することを特徴とする。
【０００９】
一方、本発明の線状部材の圧延制御装置は、圧延されている線状部材の断面形状を測定する断面形状測定手段と、前記断面形状測定手段からの測定データに基づいて断面の形状を解析する断面形状解析手段と、前記断面形状解析手段による解析結果に基づいて圧延されている線状部材に作用している張力を解析する張力解析手段と、前記張力解析手段の解析結果に基づいて圧延装置の圧延部の速度指令値を生成する速度指令値生成手段と、前記速度指令値生成手段により生成された速度指令値により圧延装置の圧延部の速度を設定する速度設定手段とを備え、前記断面形状測定手段は線状部材の直径分布を測定し、前記断面形状解析手段は前記線状部材の直径分布からその断面積を算出し、前記張力解析手段は、その算出された断面積を基準断面積と比較して張力を算出することを特徴とする。
【００１０】
ここで、前記断面形状手段は、圧延装置の前方の圧延部入口側や後方の圧延部出口側に設けられる。
【００１１】
【作用】
本発明は前記のごとく構成されているので、圧延中に圧延されている線状部材に作用している張力を算出できる。そのため、その算出された張力が所定値でない場合、圧延中であっても張力を所定のものとするように圧延装置の圧延部の速度調整がなし得る。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明を実施の形態に基づいて説明するが、本発明はかかる実施の形態のみに限定されるものではない。なお、以下の実施の形態においては棒鋼を圧延する場合について説明する。
【００１３】
実施の形態１
本発明の圧延制御方法の実施の形態１に用いられる圧延制御装置１を図１にブロック図で示し、この圧延制御装置１は、圧延された棒鋼Ｒの断面形状を測定する後部タンデムミルＭ２の出口側に設けられた断面形状測定手段１０と、断面形状測定手段１０で得られた測定データから断面形状を求める形状解析手段２０と、形状解析手段２０で求められた断面形状から張力を算出する張力解析手段３０と、張力解析手段３０で算出された張力から速度指令値を生成する速度指令値生成手段４０と、速度指令値生成手段４０で生成された速度指令値に前部タンデムミルＭ１の回転速度を設定する第１速度設定手段５０および後部タンデムミルＭ２の回転速度を設定する第２速度設定手段６０とを主要構成要素として備えてなるものである。
【００１４】
断面形状測定手段１０は、図２に示すように、回転円筒１１と、回転円筒１１の端部近傍を回転自在に保持する第１保持部材１２および第２保持部材１３と、第１保持部材１２および第２保持部材１３との間で前記回転円筒１１の外周に間隔を設けて垂設されている２枚の回転テーブル１４、１５と、回転テーブル１４、１５の対向する面に設けられた光学式形状測定部１６、１６と、回転テーブル１４、１５間に設けられた回転トランス１７と、回転円筒１１を回転させる駆動部１８とを主要部として備え、そして回転円筒１１の中心部を圧延されている棒鋼Ｒが通過するようにしてこの断面形状測定手段１０が圧延工程の所定位置に設置される。なお、この断面形状測定手段１０の詳細構造は、特願平８ー８２４４５号に開示されている。
【００１５】
形状解析手段２０、張力解析手段３０、速度指令値生成手段４０および第１速度設定手段５０ならびに第２速度設定手段６０は、具体的には、形状解析、張力解析、速度指令値生成および速度設定がなし得るようにプログラムされたコンピュータＣとされる。そして、形状解析手段２０は、測定された棒鋼Ｒの直径の分布により棒鋼Ｒの断面形状を求める。張力解析手段３０は、この求められた断面形状の面積を算出し、その算出された面積を基準面積と比較して棒鋼Ｒに作用している張力を算出する。速度指令値生成手段４０は、算出された張力により前部タンデムミルＭ１の回転速度指令値や後部タンデムミルＭ２の回転速度指令値を生成する。第１速度設定手段５０は、生成された前部タンデムミルＭ１の回転速度指令値により前部タンデムミルＭ１のモータ（図示省略）の電流値や電圧値を設定して前部タンデムミルＭ１を所定回転速度とする。また、第２速度設定手段６０は、生成された後部タンデムミルＭ２の回転速度指令値により後部タンデムミルＭ２のモータ（図示省略）の電流値や電圧値を設定して後部タンデムミルＭ２を所定回転速度とする。
【００１６】
前述したように、張力が大きければ求められた断面形状は、図６（ａ）に示すようなものとなり、その逆に張力が小さければ求められた断面形状は、図６（ｂ）に示すようなものとなる。そのため、張力が大きければ算出される断面積は小さくなり、その逆に張力が小さければ算出される断面積は大きくなる。そこで、算出された断面積が所定値より小さい場合、前部タンデムミルＭ１の回転速度を遅くしたり、あるいは後部タンデムミルＭ２の回転速度を速くしたりして断面積が所定値となるようにする。その逆に、算出された断面積が所定値より大きい場合、前部タンデムミルＭ１の回転速度を速くしたり、あるいは後部タンデムミルＭ２の回転速度を遅くしたりして断面面積が所定値となるようにする。つまり、張力が所定値となるように前部および後部タンデムミルＭ１、Ｍ２の回転速度を調整する。
【００１７】
このように、この実施の形態１においては、断面形状測定手段１０を後部タンデムミルＭ２の出口側に設けて棒鋼Ｒの断面形状をオンラインで測定し、そしてその測定値を用いて前部タンデムミルＭ１および後部タンデムミルＭ２の回転速度を圧延中に所望値に調整することにより、棒鋼Ｒに作用する張力を所望値に調整しているので、製品の歩留まり、とりわけ先端部の歩留まりが向上する。
【００１８】
実施の形態２
本発明の圧延制御方法の実施の形態２に用いられる圧延制御装置１を図３にブロック図で示し、この圧延制御装置１は、実施の形態１を改変したものであって、圧延された棒鋼Ｒの断面形状を測定する断面形状測定手段１０を前部タンデムミルＭ１の入口側に設けてなるものである。なお、その余の構成および作用・効果は実施の形態１と同様である。
【００１９】
このように、この実施の形態２においては、断面形状測定手段１０を前部タンデムミルＭ１の入口側に設けて棒鋼Ｒの断面形状をオンラインで測定し、そしてその測定値を用いて前部タンデムミルＭ１および後部タンデムミルＭ２の回転速度を圧延中に所望値に調整することにより、棒鋼Ｒに作用する張力を所望値に調整しているので、製品の歩留まり、とりわけ後端部の歩留まりが向上する。
【００２０】
実施の形態３
本発明の圧延制御方法の実施の形態３に用いられる圧延制御装置１を図４にブロック図で示し、この圧延制御装置１は、実施の形態１を改変したものであって、圧延された棒鋼Ｒの断面形状を測定する断面形状測定手段１０を前部タンデムミルＭ１と後部タンデムミルＭ２との中間部に設けてなるものである。なお、その余の構成および作用・効果は実施の形態１と同様である。
【００２１】
このように、この実施の形態３においては、断面形状測定手段１０を前部タンデムミルＭ１と後部タンデムミルＭ２との中間部に設けて棒鋼Ｒの断面形状をオンラインで測定し、そしてその測定値を用いて前部タンデムミルＭ１および後部タンデムミルＭ２の回転速度を所望値に調整することにより、棒鋼Ｒに作用する張力を圧延中に所望値に調整しているので、実施の形態１および実施の形態２と同様に製品の歩留まりが向上する。
【００２２】
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明はかかる実施の形態のみに限定されるものではない。例えば、断面形状測定手段は、前部タンデムミルの入口側および後部タンデムミルの出口側の両方に設けられてもよく、さらには両者の中間部にも設けられてもよい。
【００２３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、断面形状測定部を前部タンデムミルと後部タンデムミルとの間の適宜位置に設けて棒鋼の形状をオンラインで測定し、その測定値を用いて前部タンデムミルおよび後部タンデムミルの回転速度を圧延中に所望値に調整することにより、棒鋼に作用する張力を所望値に調整しているので、製品の歩留まりが向上するという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の圧延方法の実施の形態１に用いられる圧延制御装置のブロック図である。
【図２】同実施の形態に用いられる断面形状測定部の断面図である。
【図３】本発明の圧延方法の実施の形態２に用いられる圧延制御装置のブロック図である。
【図４】本発明の圧延方法の実施の形態３に用いられる圧延制御装置のブロック図である。
【図５】従来の棒鋼の圧延装置のブロック図である。
【図６】棒鋼に作用する張力によって圧延された棒鋼の直径が変化する様子を示す説明図であって、同（ａ）は張力が小さい場合を示し、同（ｂ）は張力が大きい場合を示す。
【図７】先端部では所定の張力が得られないことを示す説明図である。
【図８】後端部では所定の張力が得られないことを示す説明図である。
【図９】先端部では所定の張力が得られないために直径が大きくなることを示す説明図である。
【図１０】後端部では所定の張力が得られないために直径が大きくなることを示す説明図である。
【符号の説明】
１      圧延制御装置
１０      断面形状測定手段
１１      回転円筒
１２      第１保持部材
１３      第２保持部材
１４、１５  回転テーブル
１６      光学式測定部
１７      回転トランス
１８      駆動部
２０      形状解析手段
３０      張力解析手段
４０      速度指令値生成手段
５０      第１速度設定手段
６０      第２速度設定手段
Ｒ        棒鋼
Ｍ      タンデムミル
Ｃ        コンピュータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
0003575194.tif 000005
【図５】
0003575194.tif 000006
【図６】
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【図７】
0003575194.tif 000008
【図８】
0003575194.tif 000009
【図９】
0003575194.tif 000010
【図１０】
0003575194.tif 000011