(57)【要約】【課題】鋼板の圧延ラインに設置される板厚計測装置として、圧延時の圧延機の衝撃振動の影響を受けにくく、振動が抑制されて、計測精度が良好な板厚計測装置を提供する。【解決手段】鋼板の圧延ラインに設置される板厚計測装置であり、圧延時の鋼板の板厚を計測するγ線板厚計と、該γ線板厚計が設置され、圧延方向と平行に設置される梁と、該梁を支持する架台とを備えたことを特徴とする板厚計測装置。【選択図】図１
2019038013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼板の圧延ラインに設置される板厚計測装置であり、
圧延時の鋼板の板厚を計測するγ線板厚計と、
該γ線板厚計が設置され、圧延方向と平行に設置される梁と、
該梁を支持する架台と、
を備えたことを特徴とする板厚計測装置。
【請求項２】
前記架台は、圧延機と絶縁されたコンクリート基礎の上に設置されることを特徴とする請求項１に記載の板厚計測装置。
【請求項３】
前記梁には、振動低減装置として、制振対象物に付加される質量体と、前記質量体および前記制振対象物の間に介在するばねおよびダンパとからなる動吸振器を有し、前記ダンパは、前記質量体および前記制振対象物の各々に、球面軸受を介して取付けられることを特徴とする請求項１または２に記載の板厚計測装置。
【請求項４】
振動低減装置として、前記γ線板厚計と前記梁との間に、ばねとダンパから構成される除振器を有し、前記γ線板厚計は前記除振器で支持されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の板厚計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼板の圧延ラインに設置されて板厚を計測する板厚計測装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鋼素材を連続的に圧延して厚板などの鋼板を製造する圧延ラインには、鋼板の板厚を計測するための板厚計測装置が設置されるのが一般的である（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図３は、従来の板厚計測装置を示す概略図である。図３に示す板厚計測装置９１は、ベッドプレート９２上に複数の架台９３が取り付けられ、架台９３と架台９３の間に圧延方向と直角となるように梁９４が設置され、梁９４上にγ線板厚計９５が備えられている。
【０００４】
ここで、板厚を精度良く計測するためには、板厚計測装置の振動を抑制することが必要である。板厚計測装置の振動が大きい場合、板厚計測装置の計測精度が低下したり、振動の程度によっては計測自体が不可能になったりする結果、製造される鋼板は板厚がばらついたものとなる。
【０００５】
このように、鋼板の圧延ラインにおいて、板厚計測装置の振動を低減することは、品質並びに生産性を向上する上で非常に重要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−２２８５２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図３に示すような従来の板厚計装置９１の場合は、圧延時の圧延機の衝撃振動がベッドプレート９２を伝播し、ベッドプレート９２上に設置されている架台９３と梁９４が圧延方向に振動しやすい。その結果、梁９４上に設置されているγ線板厚計９５も圧延方向に振動してしまうことになる。
【０００８】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、鋼板の圧延ラインに設置される板厚計測装置として、圧延時の圧延機の衝撃振動の影響を受けにくく、振動が抑制されて、計測精度が良好な板厚計測装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その要旨構成は次のとおりである。
【００１０】
［１］鋼板の圧延ラインに設置される板厚計測装置であり、
圧延時の鋼板の板厚を計測するγ線板厚計と、
該γ線板厚計が設置され、圧延方向と平行に設置される梁と、
該梁を支持する架台と、
を備えたことを特徴とする板厚計測装置。
【００１１】
［２］前記架台は、圧延機と絶縁されたコンクリート基礎の上に設置されることを特徴とする前記［１］に記載の板厚計測装置。
【００１２】
［３］前記梁には、振動低減装置として、制振対象物に付加される質量体と、前記質量体および前記制振対象物の間に介在するばねおよびダンパとからなる動吸振器を有し、前記ダンパは、前記質量体および前記制振対象物の各々に、球面軸受を介して取付けられることを特徴とする前記［１］または［２］に記載の板厚計測装置。
【００１３】
［４］振動低減装置として、前記γ線板厚計と前記梁との間に、ばねとダンパから構成される除振器を有し、前記γ線板厚計は前記除振器で支持されることを特徴とする前記［１］〜［３］のいずれかに記載の板厚計測装置。
【発明の効果】
【００１４】
本発明においては、鋼板の圧延ラインに設置される板厚計測装置として、圧延時の圧延機の振動の影響を受けにくく、振動が抑制されて、計測精度が良好な板厚計測装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態１に係る板厚計測装置の構成を示す概略図である。
【図２】本発明の実施形態２に係る板厚計測装置の構成を示す概略図である。
【図３】従来の板厚計測装置の構成を示す概略図である。
【図４】本発明の実施形態３で用いる振動低減装置の概念図である。
【図５】本発明の実施形態３で用いる振動低減装置の球面軸受を示す図である。
【図６】本発明の実施形態３に係る板厚計測装置の構成を示す概略図である。
【図７】本発明の実施例において振動加速度の最大値を比較したグラフである。
【図８】本発明の実施例において振動加速度の平均値を比較したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
［実施形態１］
図１は、本発明の実施形態１に係る板厚計計測装置１Ａを示す概略図である。
【００１８】
図１に示すように、この実施形態１に係る板厚計測装置１Ａは、圧延ラインに設置されており、ベッドプレート２上に複数の架台３が取り付けられ、架台３と架台３の間に圧延方向と平行となるように梁４が設置され、梁４上にγ線板厚計５が備えられている。そして、γ線板厚計５は、その上方を圧延方向に通過する鋼板（図示せず）にγ線を照射して、当該鋼板の板厚を計測する。
【００１９】
このように、この実施形態１に係る板厚計測装置１Ａでは、圧延方向と平行となるように梁４を設置することで、圧延時の衝撃振動の影響を受けにくくなる。その結果、図３に示した従来の板厚計計測装置９１に比べ、板厚計測装置１Ａの振動（例えば、振幅、振動加速度）が低減して、精度良く板厚を測定することが可能となる。
【００２０】
［実施形態２］
図２は、本発明の実施形態２に係る板厚計計測装置１Ｂを示す概略図である。
【００２１】
図２に示すように、この実施形態２に係る板厚計測装置１Ｂの基本的構成は、上述した実施形態１に係る板厚計測装置１Ａと同じであるが、板厚計測装置１Ａではベッドプレート２の上に複数の架台３が取り付けられているのに対して、板厚計計測装置１Ｂでは圧延機と絶縁されたコンクリート基礎６の上に架台３が取り付けられている点が異なっている。
【００２２】
このように、この実施形態２に係る板厚計測装置１Ｂでは、圧延機と絶縁されたコンクリート基礎６上に架台３が取り付けられていることで、さらに圧延時の衝撃振動の影響を受けにくくなる。その結果、図３に示した従来の板厚計計測装置９１に比べ、板厚計測装置１Ｂの振動（例えば、振幅、振動加速度）を一層低減して、精度良く板厚を測定することが可能となる。
【００２３】
［実施形態３］
上記の実施形態１に係る板厚計測装置１Ａや実施形態２に係る板厚計測装置１Ｂは、さらに振動低減装置（動吸振器、除振器）を備えることができる。振動低減装置（動吸振器、除振器）を備えることで、板厚計測装置の振動をますます低減することができる。
【００２４】
本発明の実施形態３においては、そのような振動低減装置（動吸振器）を設置するようにしたものである。
【００２５】
まず、図４に、この実施形態３で用いる振動低減装置の基本概念図を示す。
【００２６】
制振対象物１２において共振による振動が支配的である場合、図４に示すように、制振対象物１２は、基礎Ｂに固定したばね１７およびダンパ１８にて支持される、重錘１６に代替することができる。振動低減装置１１は、この重錘１６に付加される重錘（質量体）１３と、この重錘１３および重錘１６間に介在するばね１４およびダンパ１５とからなる動吸振器１１ａにて構成される。重錘１３は重錘１６の振動方向と同一方向に自由に移動できるように、例えばリニアスライダ等を介して重錘１６に載置され、かつばね１４、重錘１３およびダンパ１５が重錘１６の振動方向に並ぶ配置にて重錘１６に取付けられている。特に、ダンパ１５は、重錘１３および重錘１６の両方に対して、球面軸受１９を介して取付けられている。
【００２７】
球面軸受１９は、転がり軸受と違い転動体がなく、図５に示すように、外輪１９ａと内輪１９ｂとは球面接触、すなわち滑り接触面が球面である滑り軸受である。重錘１３側の球面軸受１９では、その内輪１９ｂにダンパ１５から延びる連結棒１９ｃの先端を支持させ（図２（ａ）参照）、同様に、重錘６側の球面軸受９では、その内輪９ｂにダンパ５の摺動軸１５ａの先端を支持させる。このように球面軸受１９を適用することによって、重錘１６の振動方向が摺動軸１５ａの伸縮方向との間にずれが生じた場合に、例えば図５（ｂ）に連結棒１９ｃの場合を例示するように、そのずれ角を球面軸受１９の内輪１９ｂの傾動によって吸収することができる。
【００２８】
なお、球面軸受１９は、図５に示すように、例えば重錘１３に対して外輪１９ａを保持するフランジ形状の取付け台座２５を介してボルト２５ａにて固定される。
【００２９】
ここで、振動低減装置１１の重錘１３の質量ｍと制振対象物１２である重錘１６の質量Ｍとの比ｍ／Ｍをμとすると、動吸振器の最適設計法である定点理論に基づいて振動低減装置１１の動吸振器１１aとしてのパラメータである、質量ｍ、ばね１４の定数ｋおよびダンパ１５の減衰係数ｃを下記のように設定することによって、動吸振器１１aの原理により制振対象物１２の振動振幅を極力小さくすることができる。
【００３０】
記
ｍ＝μＭ                                  ・・・（１）
ｋ＝ｍＫ｛（１／（１＋μ）｝2／Ｍ          ・・・（２）
ｃ＝２ｍ｛３μＫ／８Ｍ（１＋μ）3｝1/2  ・・・（３）
【００３１】
振動低減装置１１では、重錘１３の質量、ばね１４のばね定数およびダンパ１５の減衰係数にて上記のパラメータを調整することになる。そして、振動低減装置１１を制振対象物１２に取り付けた状態において、それぞれのパラメータが設計通りに機能することが重要となる。動吸振器の減衰要素として一般的に用いられるオイルダンパは、粘性流体を封入するために摺動部分が存在するため、該ダンパが減衰すべき振動方向とダンパの伸縮方向との間にずれが生じた場合、摺動部分での摩擦の発生状況が変化するため減衰係数および振動特性が変化して問題となることは、既述のとおりである。この点、この実施形態３では、上記のとおり、ダンパ１５の接続部分を球面軸受１９で支持していることにより、制振対象物１２の振動方向とダンパ１５の伸縮方向とにずれが生じた場合であっても、このずれを球面軸受１９が吸収して振動方向の運動をダンパ伸縮方向の運動に滑らかに変換することが可能であり、設計通りの減衰特性を発揮させることができる。
【００３２】
以上の作用により、この振動低減装置１１では、装置の設置環境の影響を受けることなく動吸振器１１ａのパラメータが設定通りに機能し、制振対象物１２における振動を極力小さくすることができる。
【００３３】
次に、図６に、本発明の実施形態３に係る板厚計計測装置１Ｃの概略図を示す。なお、図６では、鋼板２３の熱間圧延ラインにおいて、板厚計計測装置１Ｃによって連続的に板厚を計測している状態を示している。
【００３４】
図６に示すように、この実施形態３に係る板厚計計測装置１Ｃは、実施形態１に係る板厚計測装置１Ａや実施形態２に係る板厚計測装置１Ｂと同様に、ベッドプレート２上またはコンクリート基礎６上に複数の架台３が取り付けられ、架台３と架台３の間に圧延方向と平行となるように梁４が設置され、梁４上にγ線板厚計５が備えられている。その上で、さらに、梁４上に振動低減装置１１（動吸振器１１ａ）が設置されている。
【００３５】
そして、鋼板２３は、図６に矢印で示す向きに圧延される過程において、板厚計計測装置１Ｃによって板厚を連続的に計測され、品質管理あるいは製造条件の制御などに利用されている。
【００３６】
ここで、ベッドプレート２またはコンクリート基礎６に衝撃的な振動が発生すると、架台３の共振により架台３下側を支点として板厚計計測装置１Ｃが鋼板２３の圧延方向に振動することになるが、図４のように振動低減装置１１（動吸振器１１ａ）が設置されていることにより、この振動を低減することができる。
【００３７】
すなわち、重錘１３をリニアスライダ２０により板厚計計測装置１Ｃの振動方向と同じ方向に自由に移動できるように設置し、ばね１４および、両端の各々が球面軸受１９を介して架台３および重錘１３に取り付けられたダンパ１５により、重錘１３を支持する。以上の構成によって、上述したように架台３の振動方向とダンパ１５の伸縮方向とにずれが生じた場合であっても、動吸振器１１ａの振動低減効果を設計通りに得ることができ、板厚計計測装置１Ｃの振動（例えば、振幅、振動加速度）を可能な限り小さくすることができる。その結果、より一層精度良く板厚を測定することが可能となる。
【００３８】
なお、この実施形態３では、振動低減装置として、梁４上に動吸振器１１ａを設置しているが、振動低減装置として、梁４とγ線板厚計５との間に、ばねとダンパから構成される除振器を設置して、γ線板厚計５を除振器で支持するようにしてもよい。さらには、動吸振器と除振器の両方を設置してもよい。
【００３９】
以上、本発明を実施形態（実施形態１〜３）に基づいて説明したが、本発明の実施においては、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述および図面により本発明は限定されることはない。
【実施例】
【００４０】
本発明の効果を確認するために、厚板の圧延ラインにおいて連続的に鋼板の板厚を計測した。
【００４１】
その際に、図１に示した本発明の実施形態１に係る板厚計計測装置１Ａを用いた場合を本発明例１とし、図２に示した本発明の実施形態２に係る板厚計計測装置１Ｂを用いた場合を本発明例２とした。一方、図３に示した従来の板厚計計測装置９１を用いた場合を従来例とした。
【００４２】
各々の例（本発明例１、本発明例２、従来例）について、梁４上または梁９４上に加速度計を設置して連続的に加速度データを計測し、振動加速度の最大値および振動加速度の平均値を求めた。なお、振動加速度の最大値、振動加速度の平均値を比較するにあたって、本発明例１、２の値を従来例の値で正規化して比較した。振動加速度の最大値の比較結果を図７に、振動加速度の平均値の比較結果を図８にそれぞれ示す。
【００４３】
図７に示すように、本発明例１では、従来例に比べて、振動加速度の最大値が６０％低減できた。さらに、本発明例２では、従来例に比べて、振動加速度の最大値が７０％低減でき、一層圧延時の衝撃振動を受けない装置構造となり、振動低減の効果が大きいことがわかる。
【００４４】
また、図８に示すように、本発明例１では、従来例に比べて、振動加速度の平均値が６１％低減できた。さらに、本発明例２では、従来例に比べて、振動加速度の平均値が７２％低減できた。
【００４５】
これによって、本発明の有効性が確認された。
【符号の説明】
【００４６】
１Ａ  板厚計測装置
１Ｂ  板厚計測装置
１Ｃ  板厚計測装置
２  ベッドプレート
３  架台
４  梁
５  γ線板厚計
６  コンクリート基礎
１１  振動低減装置
１１ａ  動吸振器
１２  制振対象物
１３  重錘（質量体）
１４  ばね
１５  ダンパ
１５ａ  摺動軸
１６  重錘
１７  ばね
１８  ダンパ
１９  球面軸受
１９ａ  球面軸受の外輪
１９ｂ  球面軸受の内輪
１９ｃ  連結軸
２０  リニアスライダ
２３  鋼板
２５  取付け台座
２５ａ  ボルト
９１  板厚計測装置
９２  ベッドプレート
９３  架台
９４  梁
９５  γ線板厚計
【図１】
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【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６】
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【図７】
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【図８】
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