(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延された後コイル状に巻き回された条鋼線材をコイル運搬装置にて吊下状態で搬送するに際し、前記条鋼線材の一部がコイル運搬装置から垂れ下がった状態で吊下されている異常吊下状態にあることを検出する異常検出装置であって、
下方に垂れ下がると共に電圧が印加された垂下導線を備えた検知センサと、
前記垂下導線に前記コイル運搬装置から垂れ下がった線材が接触し、前記電圧に起因する電流が流れることを検出して、前記検出した電流により線材が異常吊下状態にあることを判定する異常検出部と、
を有することを特徴とする異常検出装置。
【請求項２】
前記コイル運搬装置は、上方に配備された走行レールに吊下状態で走行可能とされており、
前記検知センサは、前記走行レールに隣接した位置から下方に向かって垂下するように配備されていることを特徴とする請求項１に記載の異常検出装置。
【請求項３】
前記検知センサの垂下導線の下端部には、前記垂下導線を上下方向に沿って張られた状態に保持する錘部材が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の異常検出装置。
【請求項４】
前記異常検出部は、前記電流を検知した際に、オペレータに異常を通知する報知部を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の異常検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、条鋼線材圧延の積込部において、巻回された線材を搬送する際に発生するトラブルを確実に検出する異常検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ビレット等の鋼材を連続圧延して条鋼線材を製造する熱間圧延装置には、上流側から、加熱炉、粗圧延機、仕上げ圧延機、ピンチロール、巻き取り機が順番に配設されている。鋼材は、加熱炉で加熱され、連続的に圧延を施された後、条鋼線材となり、条鋼線材は、巻き取り機でコイル状乃至はリング状に巻き取られる。
コイル状に巻き取られた条鋼線材（以降、コイル線材という）は、上下方向を向く軸心回り（縦向き）に巻き取られ、積込台車に載置される。そして、所定の巻き取り量に達した後、コイル線材は積込台車上で、軸心が水平方向を向く向き（横向き）に倒置される。倒置されたコイル線材は積込台車でコイル運搬装置の横まで運ばれる。
【０００３】
このコイル運搬装置は、天井に敷設された走行レールと、この走行レールに吊下され且つ走行レールに沿って移動可能とされたキャリアを備えており、キャリアには水平方向に沿って伸びる棒状のフックが設けられている。そして、コイル運搬装置は、この水平方向を向くフックを倒置されたコイル線材の中心に挿し込んだ後、積込台車を下降することで、積込台車からコイル線材をコイル運搬装置に移し替えることが可能となっている。
【０００４】
コイル運搬装置に移し替えられたコイル線材は検査ラインなどの下工程ラインへと運ばれる。
ところで、コイル線材のコイル運搬装置への移し替えの際には、キャリアのフックがコイル線材にうまく引っ掛けられないことで生産工程でのトラブルが生じてしまう場合がある。
【０００５】
例えば、図４（ａ）は、積込台車の上面に積み込まれたコイル線材のうち、巻き終わり部分がフックを挿し込む前に横倒しになっており、横倒しになって下方へ落ちてしまった部分にフックが掛からなかった状況を示している。このような状況下でキャリアのフックをコイル線材の中心部に差し込んでも、巻き終わり部分がフックにより引っ掛けられることはなく、コイル線材は巻き終わり部分だけが垂れ下がった状態でキャリアに移し替えられることになる。
【０００６】
また、図４（ｂ）は、設定の不具合などにより、キャリアのフックがコイル線材の最も奥側まで差し込めなかった状況を示している。このような状況下でコイル運搬装置にコイル線材を移載しようとすると、フックが掛かっていないコイル線材の巻き始め部分だけが移載できなくなり、コイル線材は巻き始め部分だけが垂れ下がった状態でコイル運搬装置に移し替えられることになる。
【０００７】
上述した図４（ａ）や図４（ｂ）のように、コイル線材の一部がキャリアのフックに引っ掛かっていない状況下でコイル線材の移し替えを行うと、フックに引っ掛かっていない線材の端部が解けてコイル運搬装置から垂れ下がり、床面にある別の設備や基礎部分（床部分）に線材の端部が引っ掛かって、トラブルを招く可能性がある。
また、線材の端部が引っ掛かったままキャリアを下工程ラインに走行させると、キャリアのフックからコイル線材が徐々に外れ、最悪の場合はフックから外れたコイル線材が生産エリア内を広域に亘って引っ張られた状況となり、重大なトラブルを発生させる可能性もある。
【０００８】
係るコイル線材の垂れ下がりトラブルを検出する技術としては、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。
特許文献１の検出装置は、コイルフックから脱落した線材、言い換えればフックに対するコイル線材の引っ掛かりを検知する装置となっている。具体的には、この検出装置は、下方に向いてほぼ垂直に形成されたピットの底部に、コイル線材を積み込んだコイル台車を備えている。また、ピットの内部にはコイル線材を下降・上昇させるリフトが設けられており、リフトにはコイル線材を引っ掛けるフックが設けられている。さらに、フックに
掛けられたコイル線材は、リフトによりピットの上部まで上昇させられ、ガイドレールに沿って水平に運搬されるようになっている。
【０００９】
そして、この検出装置はピットの開口部に金属製のバーを有しており、この金属製のバーにコイル線材が触れると電源部からバーに電流が導通し、ブザーなどの吹鳴を行なうものとなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】実開昭６３−１３８９０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１に開示された線材の引掛り検出装置を用いることで、コイル運搬装置（コイルフック）から脱落した線材をある程度検出することは可能かもしれない。しかしながら、長期間に亘り、引掛り検出装置を使用した場合、例えば、金属バーに幾度も線材が引っ掛かることで、金属バーが疵付いたり劣化したりして、金属バーの反応が悪くなり、ひいては、引掛り検出装置自体が作動しなくなる場合もある。
【００１２】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、コイル運搬装置から条鋼線材の一部が垂れ下がった状態で吊下されている異常吊下状態を、長期間に亘って安定的に且つ確実に検出することができる異常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】
【００１３】
前記目的を達成するため、本発明の異常検出装置においては以下の技術的手段を講じた。
すなわち、本発明の異常検出装置は、圧延された後コイル状に巻き回された条鋼線材をコイル運搬装置にて吊下状態で搬送するに際し、前記条鋼線材の一部がコイル運搬装置から垂れ下がった状態で吊下されている異常吊下状態にあることを検出する異常検出装置であって、下方に垂れ下がると共に電圧が印加された垂下導線を備えた検知センサと、前記垂下導線に前記コイル運搬装置から垂れ下がった線材が接触し、前記電圧に起因する電流が流れることを検出して、前記検出した電流により線材が異常吊下状態にあることを判定する異常検出部と、を有することを特徴とする。
【００１４】
なお、好ましくは、前記コイル運搬装置は、上方に配備された走行レールに吊下状態で走行可能とされており、前記検知センサは、前記走行レールに隣接した位置から下方に向かって垂下するように配備されているとよい。
なお、好ましくは、前記検知センサの垂下導線の下端部には、前記垂下導線を上下方向に沿って張られた状態に保持する錘部材が設けられているとよい。
【００１５】
なお、好ましくは、前記異常検出部は、前記電流を検知した際に、オペレータに異常を通知する報知部を備えているとよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の異常検出装置によれば、コイル運搬装置から条鋼線材の一部が垂れ下がった状態で吊下されている異常吊下状態を、長期間に亘って安定的に且つ確実に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】条鋼線材の圧延ラインの概要図である。
【図２】巻き取り機からコイル運搬装置へ至る部分の拡大図である。
【図３】積込台車からコイル運搬装置に対して線材を移し替える際の手順を示した図である。
【図４】（ａ）は巻き終わり部分が倒れ込んだ場合の異常吊下状態を示しており、（ｂ）は巻き初め部分が倒れ込んだ場合の異常吊下状態を示している。
【図５】異常検出装置の配置及び異常検出時の状態を示した図である。
【図６】異常検出装置における異常検出時の通電状態を示した図である。
【図７】異常検出装置の配置位置を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以降、本発明の実施形態を、図面に基づき説明を行う。
まず、本実施形態の異常検出装置１が設けられる圧延製造ライン２について説明する。
図１は、線材を圧延する圧延製造ライン２の概要を示している。この圧延製造ライン２には、材料搬送方向の上流側から下流側に向けて順に、ビレットなどの鋼材を加熱する加熱炉３、粗圧延機４、中間列圧延機５、仕上げ圧延機６、巻き取り機７（レイイングヘッド）が順番に配設されている。また、中間列圧延機５から巻き取り機７までの間には、条鋼線材Ｗを冷却する複数の冷却手段８が配備され、巻き取り機７の出側のさらに下流側には、巻き取った条鋼線材Ｗを搬送するコンベア９が設けられている。
【００１９】
圧延製造ライン２においては、加熱炉３で加熱された鋼材は、粗圧延機４、中間列圧延機５を経ることで粗圧延され、仕上げ圧延機６を経ることで、所定の断面形状、径を有する線材に圧延成型される。圧延成型された線材は、冷却手段８で冷却された後、巻き取り機７によりリング状に巻き取られ、コンベア９により下流側に搬送される。
図２に示すように、コンベア９の終端側には、積込台車１０が配備してあり、この積込台車１０の載置面上に、コンベア９を流れてきた線材が積載される。積載された線材は巻き回されてコイル状となっており、その軸心は上下方向を向くようになっている。すなわち、コンベア９で搬送されてきた線材は、積込台車１０上に縦向きになったコイル線材Ｗ（以降、所定の量だけ巻き回された条鋼線材Ｗをコイル線材Ｗという）として、積載される。
【００２０】
積込台車１０において、線材が所定の量だけ巻き回された後、言い換えれば、コイル線材Ｗが所定高さになった後は、当該コイル線材Ｗは、９０°だけ転置され横向きとされる。すなわち、積込台車１０上でその軸心は水平方向を向くようになる。
積込台車１０上で横置きとされたコイル線材Ｗは、コイル運搬装置１１に積込まれ、検査や出荷を行う下工程ライン（精整ライン）に搬送される。
【００２１】
図２、図３などに示すように、コイル運搬装置１１は、積込台車１０上のコイル線材Ｗを引っ掛けるためのフック１２を備えたキャリア１３と、このキャリア１３を案内する走行レール１４と、を有している。このキャリア１３には走行レール１４を走行する走行部１５が設けられており、この走行部１５によりキャリア１３は走行レール１４に沿って走行可能となっている。
【００２２】
キャリア１３は、棒材をコ字型の形状乃至はＣ型の形状に折り曲げて形成されており、折り曲げられた両端を上下に並べると共に水平方向に突き出すようにして配備されている。また、このキャリア１３に設けられる折り曲げられた両端のうち、下側の端部は水平方向を向くように取り付けられておりフック１２とされ、コイル線材Ｗの中央部に差し入れ可能となっている。このフック１２の先端には、コイル線材Ｗが抜け落ちることを防止するための抜け止め突起１６が上方に向かって突出状に設けられている。
【００２３】
走行レール１４は、圧延製造ライン２の各ストランドを横断するように配備されたレール部材であり、圧延製造ライン２が設けられる床面より上方に配備されて、上述したキャリア１３を吊下状態で支持できるようになっている。本実施形態では、この走行レール１４は、圧延製造ライン２が設けられた建屋の天井などに敷設されており、またキャリア１３は、天井から吊り下げた状態で配備されている。
【００２４】
走行部１５は、キャリア１３の上部に取り付けられた部材であり、走行レール１４に沿ってキャリア１３を移動させられるようになっている。走行部１５には、走行レール１４を走行可能な車輪や歯車などが設けられており、これらの車輪や歯車などを回転駆動することで走行レール１４上を走行可能となっている。
上述した積込台車１０上のコイル線材Ｗをコイル運搬装置１１を用いて運搬する際には、次のような操作が行われる。
【００２５】
すなわち、図３（ａ）に示すように、コイル線材Ｗが横置き状態で載置された積込台車１０をコイル運搬装置１１の積み込み位置側に向かって移動させる。このとき、コイル運搬装置１１のキャリア１３は、コイル線材Ｗの中央部に挿し入れ可能な高さに調整されている。
それゆえ、積込台車１０をコイル運搬装置１１に近づければ、図３（ｂ）に示すように
キャリア１３のフック１２がコイル線材Ｗの中央部の奥まで挿し込まれる。このようにコイル線材Ｗにフック１２が挿し込まれた状態で積込台車１０を、油圧や電動モータなどを利用して下方に移動させれば、キャリア１３にコイル線材Ｗが移載される。
【００２６】
そして、図３（ｃ）に示すように、空となった積込台車１０をコイル運搬装置１１から離れる方向に移動させ、コイル線材Ｗが積載されたキャリア１３を走行レール１４に沿って移動させる。そうすると、コイル線材Ｗが移動し下工程ライン（精整ライン）へと搬送される。
ところで、上記したコイル運搬装置１１においては、「背景技術」にて精説したように、コイル運搬装置１１によりコイル線材Ｗを持ち上げる際に、コイル線材Ｗの一部がキャリア１３のフック１２に引っ掛からないことに起因してトラブルが発生する場合がある。
【００２７】
例えば、図４（ａ）や図４（ｂ）に示すように、巻き始め部分か巻き終わり部分のいずれかがフック１２に引っ掛かっていないコイル線材Ｗをコイル運搬装置１１で運搬しようとすると、コイル線材Ｗがキャリア１３から垂れ下がり、垂れ下がったコイル線材Ｗが別の設備や基礎部分（床部分）に引っ掛かってトラブルの原因となる。さらに、別の設備や基礎部分に引っ掛かったまま、キャリア１３を走行レール１４に沿って移動させたりコイル線材Ｗの搬送を始めたりすると、巻き回された状態でキャリア１３に積載されていたコイル線材Ｗが徐々に解け、解けたコイル線材Ｗが搬送エリアの広い範囲に跨って張り巡らされる状況となり、他の設備などが破損するといった重大なトラブルを引き起こす可能性も高くなる。
【００２８】
そこで、コイル線材Ｗの一部がコイル運搬装置１１から垂れ下がった状態で吊下されていることを確実に検出すべく、本発明者らは、鋭意研究を行い、本発明の異常検出装置１を開発するに到った。
以降、本発明の異常検出装置１の詳細を説明する。
図５及び図６は、本実施形態の異常検出装置１を示した図である。
【００２９】
図５及び図６に示すように、異常検出装置１は、コイル運搬装置１１から垂れ下がったコイル線材Ｗが検知センサ１７に接触し、コイル線材Ｗと検知センサ１７との間に電流が流れることにより、キャリア１３から垂れ下がったコイル線材Ｗが存在していること（異常吊下状態にあること）を検知するものである。
この異常検出装置１は、下方に垂れ下がると共に電圧が印加された垂下導線１８を備えた検知センサ１７と、垂下導線１８にコイル運搬装置１１から垂れ下がった線材が接触し、電圧に起因する電流が流れることを検出して、検出した電流により線材が異常吊下状態にあることを判定する異常検出部１９と、を備えている。
【００３０】
次に、本発明の異常検出装置１を構成する検知センサ１７及び異常検出部１９について説明する。
図５に示すように、検知センサ１７は、垂下導線１８と、この垂下導線１８の上端を支持すると共に絶縁体で形成された取付部材２０と、垂下導線１８の下端部に設けられて垂下導線１８を上下方向に沿って張られた状態に保持する錘部材２１とを備えている。
【００３１】
垂下導線１８は、導電性を有する数ミリ程度の金属ワイヤなどで構成されており、コイル線材Ｗに接触した場合に自由に湾曲できるようになっている。この垂下導線１８は、天井などから下方に垂れ下がるように上下方向に沿って配備されており、垂下導線１８の上端には上述した取付部材２０が、また下端には錘部材２１が設けられている。そのため、垂下導線１８にコイル線材Ｗが接触した際、自由に揺動し、当該垂下導線１８に過剰な力が作用することを防ぐことができる。また、図６に示すように、取付部材２０よりやや下側の垂下導線１８の上端側には、配線を介して電源２２が接続されており、この電源２２を介して直流乃至は交流の電圧が加えられている。
【００３２】
取付部材２０は、導電性を有さないセラミックスのガイシなどの絶縁部材から構成されており、上述した垂下導線１８の上端を支持可能となっている。具体的には、この取付部材２０は、圧延製造ライン２が設けられた建屋の天井などに取り付けられており、検知センサ１７は同じく天井に取り付けられる走行レール１４とほぼ同じ高さ位置から下方に垂れ下がる構成となっている。また、取付部材２０は、基礎部（床面）や走行レール１４、
走行レール１４を支持する柱などには接しないものとされていて、取付部材２０を介して垂下導線１８に電流が流れないようになっている。
【００３３】
錘部材２１は、垂下導線１８の下端部に設けられており、この錘部材２１に加わる重力を利用して垂下導線１８を下方に引っ張ることで、垂下導線１８を上下に張られた状態に保持できるようになっている。
さて、図６に示すように、検知センサ１７の垂下導線１８に対しては、感電の心配がない１２Ｖ程度の電圧が電源２２により加えられている。この電源２２の一方端側は、垂下導線１８の基端側（錘部材２１とは反対側）に接続されており、電源２２の他方端側は、異常検出部１９を経由した上で、基礎部分や走行レール１４などにアースされている。異常検出部１９は、垂下導線１８に印加された電圧に起因する電流を検知可能となっている。
【００３４】
一方、上述したコイル運搬装置１１が走行する走行レール１４も基礎部分などにアースされている。
以上の構成を備えているため、キャリア１３のフック１２に引っ掛かっていないコイル線材Ｗの端部がコイル運搬装置１１から垂れ下がり、検知センサ１７の垂下導線１８に接触すると、電源２２→垂下導線１８（検知センサ１７）→垂れ下がったコイル線材Ｗ→コイル運搬装置→アース→異常検出部１９→電源２２の順に電流が流れ、この電流が異常検出部１９で検出される。
【００３５】
異常検出部１９では、電流が検出された場合に、垂れ下がったコイル線材Ｗが垂下導線１８に接触していること、言い換えれば「条鋼線材Ｗの一部がコイル運搬装置から垂れ下がった異常吊下状態」にあるとの判定が行われる。
なお、オペレータが在室する制御室などに報知部２４を設けておけば、この異常検出部１９で異常吊下状態が検出された場合に、報知部２４を動作させて光や音でトラブルの発生をオペレータに迅速に報知することが可能となる。
【００３６】
ところで、以上述べた異常検出装置１は設置される場所に応じて、検出精度が大きく変動する。具体的には、検知センサ１７を圧延製造ライン２内のどの位置に設置するかで、垂下導線１８に対するコイル線材Ｗの接触状態が大きく変化し、検出精度に大きな影響が生じる。以降では、圧延製造ライン２内での検知センサ１７の最適な設置位置について説明を行う。
【００３７】
図７は、圧延製造ライン２から精整ラインに亘るキャリア１３の移動範囲を示したものである。
図７に示すように、キャリア１３を走行させる走行レール１４は、精整ライン側から延びてきて、その後屈曲し、圧延製造ライン２、すなわち積込台車１０に近接する位置を通過するように架設してある。積込台車１０近くの走行レール１４は、巻き取り機７で巻き取られた線材を搬送するコンベア９の搬送方向に、ほぼ垂直となっている。その後、走行レール１４は、再び屈曲し、下工程ライン側に向かって延びるように架設されている。この走行レール１４の側面には、走行レール１４を支持する柱部材２５や、天井を支持する柱部材２５が設けられている。
【００３８】
図７のような走行レール１４の配置を採用する場合、キャリア１３は精整ライン側から図７中のＡに位置する「移載位置」まで移動し、この「移載位置」でコイル線材Ｗがキャリア１３で引っ掛けられる。そのため、キャリア１３の移動方向に沿って、「移載位置」より上流側（図７の上側）では、線材の垂れ下がりは発生しようもなく、斯かる領域に検知センサ１７を設置する必要はない。また、コイル線材Ｗをキャリア１３のフック１２で吊り上げた直後に、線材の垂れ下がりを検出することは困難なことが多い。
【００３９】
そこで、図７の走行レール１４の配置では、走行レール１４に沿ってキャリア１３が移動し、キャリア１３から解けたコイル線材Ｗがある程度の長さまで垂れ下がって、垂れ下がったコイル線材Ｗが走行レール１４を支持する柱部材２５に巻き付いた場合などに、線材の垂れ下がりを検出する構成となっている。つまり、ある程度の長さまで垂れ下がったコイル線材Ｗが上述した柱部材２５に巻き付くと、コイル線材Ｗが柱部材２５の近傍で張り詰めた状態となるので、この柱部材２５の近傍の領域に検知センサ１７を配備すれば、
確実にコイル線材Ｗを検知センサ１７に接触させることが可能となる。
【００４０】
すなわち、上述した「移載位置」とコイル運搬装置１１との間に設けられる柱部材２５の近傍に検知センサ１７を設置することで、コイル線材Ｗの垂れ下がりを確実に検出することが可能となる。本実施形態の場合、柱部材２５から走行レール１４の方向に２００ｍｍ程度離れた位置に検知センサ１７を設置するようにしている。
以上まとめれば、前述の「移載位置（図７中のＡ）」と「柱部材２５」と「精整ラインへ移動したコイル運搬装置１１の位置（図７中のＢ）」とを結んだ直線上乃至はその直線の近傍に検知センサ１７を設置することで、コイル線材Ｗの垂れ下がりを確実に検出することが可能となる。柱部材２５が存在しない場合は、「移載位置」と「精整ラインへ移動したコイル運搬装置１１（図７中のＢ）」とを結んだ直線上乃至はその直線の近傍に検知センサ１７を設置することが望ましい。
【００４１】
このような位置に、異常検出装置１を配置することで、コイル運搬装置１１から条鋼線材Ｗの一部が垂れ下がった状態で吊下されている異常吊下状態を確実に検出することができる。また、本発明の異常検出装置１においては、搬送中のコイル線材Ｗから垂れ下がった線材が、強い力で垂下導線１８に接触したとしても、垂下導線１８はその強い力を受け流し、異常検出装置１の検知センサ１７が破損することを防ぐことができる。そのため、長期間に亘って安定的に線材の脱落を検出することができる。
【００４２】
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。特に、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な値を採用している。
【符号の説明】
【００４３】
１  異常検出装置
２  圧延製造ライン
３  加熱炉
４  粗圧延機
５  中間列圧延機
６  仕上げ圧延機
７  巻き取り機（レイイングヘッド）
８  冷却手段
９  コンベア
１０  積込台車
１１  コイル運搬装置
１２  フック
１３  キャリア
１４  走行レール
１５  走行部
１６  抜け止め突起
１７  検知センサ
１８  垂下導線
１９  異常検出部
２０  取付部材
２１  錘部材
２２  電源
２４  報知部
２５  柱部材
Ｗ  条鋼線材（コイル線材）
【図１】
0005980749.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図６】
0005980749.tif 000008