(57)【要約】【課題】比較的安価で高精度に板形状を制御できる金属薄板圧延における板形状制御方法を提供することを目的とする。【解決手段】圧延機の入側で、光沢検出器を用いて被圧延材の光沢分布を検出し、該光沢分布から前記被圧延材の伸び差率を演算し、該伸び差率に基づいて、形状操作量を演算・出力することを特徴とする金属薄板圧延における板形状制御方法であるとともに、工業用テレビジョンを光沢検出器として用いて撮像した画像の輝度情報から光沢分布を求める。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延機の入側で、光沢検出器を用いて被圧延材の光沢分布を検出し、
該光沢分布から前記被圧延材の伸び差率を演算し、
該伸び差率に基づいて、形状操作量を演算・出力することを特徴とする金属薄板圧延における板形状制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載の板形状制御方法において、
前記光沢検出器は、工業用テレビジョンであり、撮像した画像の輝度情報から光沢分布を求めることを特徴とする金属薄板圧延における板形状制御方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の板形状制御方法において、
前記伸び差率を、
光沢面積、光沢周期、板厚、および板幅のいずれかまたはこれらの組合わせに基づいて演算することを特徴とする金属薄板圧延における板形状制御方法。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の板形状制御方法において、
前記圧延機は、
ホットスキンパスラインにおいて薄板の形状矯正を行う圧延機であることを特徴とする金属薄板圧延における板形状制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属薄板圧延における板形状制御方法に関するものであり、板形状制御の対象となる材料は金属薄板全般であるが、主として熱延鋼板、冷延鋼板等の薄鋼板を対象としている。特に、熱延精整の一つであるホットスキンパスラインの単一スタンドの圧延機における板形状制御方法として好適な制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
金属薄板圧延における板形状制御方法は、これまで様々な手法が提案され、そのうちの一部の実機化がなされてきている。そして、これら実機化された板形状制御方法では、板形状検出にはレーザー距離計など高価な板形状検出器を用いることが前提であることが多く、より一層の板形状制御実機化の妨げとなっていた。特に、熱延精整の一つであるホットスキンパスラインなどでは、形状厳格化が要求される一方で、熱間・冷間のタンデム圧延機ほどコストをかけられないというライン事情をかかえており、従来からのオペレータ監視によるマニュアル作業に替わる比較的安価に実現可能な板形状制御方法の導入が望まれていた。
【０００３】
さらにレーザー距離計を用いた手法では、１）大気環境（蒸気・汚れなど）により板形状を精度よく測定できない、２）測定装置自身が大掛かりなものとなり、占有スペースやライン長の増大をもたらし、鋼板品質上（板蛇行や巻き姿など）で不利となる、といった問題もある。
【０００４】
これに対して、例えば特許文献１の板圧延方法では、光沢度検出装置を用いた技術が開示されている。この技術は、圧延機の出側に隣接した光沢度検出装置により圧延板の光沢度を連続的に検出し、制御用演算装置では、所要の光沢度となるように検出した光沢度分布に基づいて、噴射ノズルを介して板幅方向の圧延油流量分布を制御するものである。これにより、高い精度と速い応答性で板幅方向の光沢度が制御されるとともに、板形状を圧延機出側に配置した板形状検出器で検出し、その検出値に基づいて板形状を制御するようにしている。
【特許文献１】特開平４−１００６０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１で開示された技術では、板形状と光沢を別々に実測してアクチュエータへ反映させるようにしているため、演算モデルが複雑となり、一定の制御精度を維持することが難しい、さらに制御パラメータの調整が複雑であるなどの問題がある。
【０００６】
また、圧延機の出側で板形状と光沢を検出して、圧延機の制御を行う、いわゆるフィードバック制御方式をとっているため、応答遅れがあるという制御上の問題もある。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、比較的安価で高精度に板形状を制御できる板形状制御方法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】
【０００８】
本発明の請求項１に係る発明は、圧延機の入側で、光沢検出器を用いて被圧延材の光沢分布を検出し、該光沢分布から前記被圧延材の伸び差率を演算し、該伸び差率に基づいて、形状操作量を演算・出力することを特徴とする金属薄板圧延における板形状制御方法である。
【０００９】
また本発明の請求項２に係る発明は、請求項１に記載の板形状制御方法において、前記光沢検出器は、工業用テレビジョンであり、撮像した画像の輝度情報から光沢分布を求めることを特徴とする金属薄板圧延における板形状制御方法である。
【００１０】
また本発明の請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の板形状制御方法において、前記伸び差率を、光沢面積、光沢周期、板厚、および板幅のいずれかまたはこれらの組合わせに基づいて演算することを特徴とする金属薄板圧延における板形状制御方法である。
【００１１】
さらに本発明の請求項４に係る発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の板形状制御方法において、前記圧延機は、ホットスキンパスラインにおいて薄板の形状矯正を行う圧延機であることを特徴とする金属薄板圧延における板形状制御方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、安価な光沢検出器を用いて被圧延材の光沢分布を検出し、この光沢分布から被圧延材の伸び差率を演算し、さらにこの伸び差率に基づいて、形状操作量を演算・出力するようにしたので、比較的安価で高精度に板形状を制御することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明を実施するための最良の形態を、以下、図面および数式を用いて説明を行う。図１は、本発明を実施するための装置と圧延機の構成の一例を示したブロック図である。図中、１はバックアップロール、２はワークロール、３はワークロールベンディング機構、４は油圧圧下レベリング機構、５は光沢検出器、６は伸び差率演算装置、７はアクチュエータ制御量演算装置、および８は薄板をそれぞれ示す。
【００１４】
ホットスキンパスラインで薄板８の形状矯正作業を行う単一スタンド圧延機の例を示しており、一対のワークロール２およびバックアップロール１（網掛けの入った矩形は、ロールチョックを示している）と、制御機構としてのワークロールベンディング機構３と油圧圧下レベリング機構４を有している。光沢検出器５は、圧延スタンドの前段における薄板８の光沢の濃淡を検出するための機器である。比較的安価な機器、例えば操業監視用の工業用テレビジョンITVなどを導入または流用するようにすればよい。
【００１５】
図２は、圧延機の入側に設置された光沢検出器５で得られた画像の一例を、模式的に示した図である。（ａ）は、板の端が波打った形状不良である耳波の例、（ｂ）は、板の中央部分が伸びている形状不良である中伸びの例をそれぞれ表しており、楕円形で示した部分が光沢のある、輝度が明るい部分を表している。これらの例のように、形状不良があれば、光沢検出器５で得られた画像には、光沢の差が大きい光沢分布が得られ、また光沢分布のパターンの違いによりどのような形状不良であるかも同定できる。明るい部分の領域特定には、例えば、あらかじめ輝度に閾値を設けるようにするとよい。
【００１６】
伸び差率演算装置６では、光沢検出器５で得られた画像をもとに画像処理演算をおこなう。ここでの演算の一例は、画像処理演算により撮像された画像から演算される伸び差率をΔε、輝度が閾値を越えた明るい部分の光沢面積をＳ、輝度が閾値を越えた明るい部分があらわれる光沢周期（距離）をＬ、板厚をＨ、板幅をＷ、およびＡとＢを補正係数とすれば、以下の（１）式のようである。
【００１７】
Δε  ＝  Ａ・（Ｓ／Ｌ）＋Ｂ・（Ｈ／Ｗ）・・・・・・・・・（１）
ここで、補正係数Ａは、光沢面積Ｓと光沢周期（距離）Ｌとの関数、補正係数Ｂは、板厚Ｈと板幅Ｗとの関数である。
【００１８】
アクチュエータ制御量演算装置７では、上述の伸び差率Δεをもとに、形状操作量（図１の例では、ワークロールベンディング機構３および油圧圧下レベリング機構４への操作量）を演算して、それぞれのアクチュエータへ出力する。ここでの演算は、例えば単スタンドでの形状制御を用いて、ベンダー操作量ΔＦｂは（２）式、レベリング操作量ΔＬｖは（３）式のように求めることができる。
ΔＣｍ  ＝  −ΔΔε・Ｈ／（ζ・β）＝Δε・Ｈ／（ζ・β）
→  ΔＦｂ  ＝  Ｋ１・ΔＣｍ  ・・・・・・・・・・・（２）
ΔＷｅ  ＝   ΔＣｍｆ− ΔＣｍｄ
→  ΔＬｖ  ＝  Ｋ２・ΔＷｅ  ・・・・・・・・・・・（３）
ここで、ΔΔεは目標伸び差率偏差（＝ −Δε）、ΔＣｍは板クラウン変化、ΔＣｍｆは板クラウン変化（Ｆｓ）、ΔＣｍｄは板クラウン変化（Ｄｓ）、Ｈは板厚、ζは形状変化係数、βはクラウン転写率、およびＫ１とＫ２は補正係数をそれぞれ表す。
【００１９】
以上説明した本発明により、形状不良によるホットスキンパスラインでの歩留まり損失が、従来の３％から１％と少なくできた。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明を実施するための装置と圧延機の構成の一例を示した図である。
【図２】光沢検出器で得られた画像の一例を模式的に示した図である。
【符号の説明】
【００２１】
１    バックアップロール
２    ワークロール
３    ワークロールベンディング機構
４    油圧圧下レベリング機構
５    光沢検出器
６    伸び差率演算装置
７    アクチュエータ制御量演算装置
８    薄板
【図２】
2006205192.tif 000003
【図１】
2006205192.tif 000004