(57)【要約】      （修正有）【課題】外乱による誤検出を抑えつつ、尾端部側での折れ込みの検出率を向上させる方法の提供。【解決手段】仕上圧延機６で圧延された金属帯１をピンチロール３を介してマンドレル４に巻き取る巻取設備における、金属帯１の尾端部側での折れ込み異常を検出する方法。金属帯１を挟持するピンチロール３での荷重実績を予め設定したサンプリング周期で採取し、採取した複数の荷重実績から、折れ込み発生に伴う荷重変動の非周期性のハンチングを検出し、その検出に基づき上記金属帯１の尾端部側での折れ込み発生の有無を判定する方法。例えば、折れ込み発生に伴う荷重変動の非周期性のハンチングを、サンプリング周期を３０［ｍｓ］以下とし且つ荷重実績に基づく折れ込み異常を検出な荷重変動差で判定する方法。【選択図】図１
2019051534.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
仕上圧延機で圧延された金属帯をピンチロールを介してマンドレルに巻き取る巻取設備における、上記マンドレルに巻き取られた上記金属帯の尾端部側での折れ込み異常を検出する異常検出方法であって、
上記金属帯を挟持する上記ピンチロールでの荷重実績を３０［ｍｓ］以下のサンプリング周期で採取し、
採取した複数の荷重実績から、折れ込み発生に伴う荷重変動の非周期性のハンチングを検出し、その検出に基づき上記金属帯の尾端部側での折れ込み発生の有無を判定することを特徴とする異常検出方法。
【請求項２】
仕上圧延機で圧延された金属帯をピンチロールを介してマンドレルに巻き取る巻取設備における、上記マンドレルに巻き取られた上記金属帯の尾端部側での折れ込み異常を検出する異常検出方法であって、
上記金属帯を挟持する上記ピンチロールでの荷重実績を３０［ｍｓ］以下のサンプリング周期で採取し、
採取した荷重実績の荷重変動差で、上記金属帯の尾端部側での折れ込み発生の有無を判定することを特徴とする異常検出方法。
【請求項３】
上記採取した荷重実績による荷重変動差が、予め設定した閾値を越えている場合に、上記金属帯の尾端部側で折れ込み発生と判定することを特徴とする請求項２に記載した異常検出方法。
【請求項４】
仕上圧延機で圧延された金属帯をピンチロールを介してマンドレルに巻き取る巻取設備に設けられて、上記マンドレルに巻き取られた上記金属帯の尾端部側での折れ込み異常を検出する異常検出装置であって、
上記金属帯を挟持する上記ピンチロールでの荷重を検出する荷重検出部と、
上記荷重検出部が検出する荷重情報を予め設定したサンプリング周期で採取する荷重実績取得部と、
上記荷重実績取得部が取得した荷重情報に基づき、上記金属帯の尾端部側での折れ込み発生の有無を判定する折れ込み判定部と、を備え、
上記サンプリング周期を、３０［ｍｓ］以下の範囲に値に設定し、
上記折れ込み判定部は、荷重実績の荷重変動差によって折れ込み発生の有無を判定することを特徴とすることを特徴とする異常検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧延された金属帯をピンチロールで挟持しながらマンドレルに巻き取ってコイルとする巻取設備における、コイルとなった金属帯尾端部側での折れ込み発生の有無を検出する異常検出の技術に関する。特に本発明は、ホットストリップミルでの熱延鋼板等に好適な技術である。
【背景技術】
【０００２】
金属帯の異常検出方法としては、特許文献１〜３に記載の技術がある。
特許文献１では、薄板ラインに配置された一対のロールを薄板が通板する際の荷重などを検出し、その検出値やその積分値が閾値を越えたか否かで、薄板の折れ込み部の有無を検出する。
ここで、特許文献１では、薄板における先端部での折れ込みを検出するものである（段落０００２，段落０００９参照）。
特許文献２では、マンドレルにまきとったコイル端面を撮像し、撮像した画像を画像処理することで、渦巻き図形を取得し、その取得した渦巻き図形からコイルの２枚折れを検出する。
【０００３】
特許文献３では、鋼板をマンドレル（コイラー)に案内するピンチロールでの荷重及び油圧シリンダの油柱を測定し、油圧シリンダの油柱変動がなく且つ荷重変動のみを検出した場合に耳欠きの発生を検出し、油圧シリンダの油柱変動と荷重変動(荷重増加)を共に検出した場合に、折れ込みの発生を検出する。
ここで、特許文献３では、鋼板の先端部及び定常部での折れ込みを対象としている（段落００１９参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−８０５４７号公報
【特許文献２】特開平１０−２１３５５０号公報
【特許文献３】特開２００５−２６２２７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１，３では、ピンチロールで荷重変動における荷重絶対値やその積分値、油柱変動及び荷重変動(荷重絶対値)によって折れ込みの有無を検出する。
しかし、ピンチロールの荷重絶対値が閾値を超えた場合に、ピンチロールでの折れ込みを検出する場合、荷重測定値のサンプリング周期によっては、折れ込み発生時のピーク値近傍を検出できずに、折れ込み異常検出のための荷重変動(荷重絶対値)を検出できないおそれがある。
また、単純にピンチロールの荷重絶対値が閾値を越えるかどうかで判定すると、外乱によって、折れ込みが発生していないのに、折り込み有りと誤検出してしまう可能性がある。
また、特許文献１，３の異常検出方法は、尾端部側での折れ込み部の検出を想定していない。
本発明は、上記のような点に着目してなされもので、外乱による誤検出を抑えつつ、尾端部側での折れ込みの検出率を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
課題を解決するために、本発明の一態様は、仕上圧延機で圧延された金属帯をピンチロールを介してマンドレルに巻き取る巻取設備における、上記マンドレルに巻き取られた上記金属帯の尾端部側での折れ込み異常を検出する異常検出方法であって、上記金属帯を挟持する上記ピンチロールでの荷重実績を３０［ｍｓ］以下のサンプリング周期で採取し、採取した複数の荷重実績から、折れ込み発生に伴う荷重変動の非周期性のハンチングを検出し、その検出に基づき上記金属帯の尾端部側での折れ込み発生の有無を判定する
例えば、折れ込み発生に伴う荷重変動の非周期性のハンチングを、サンプリング周期を３０［ｍｓ］以下とし且つ荷重実績に基づく折れ込み異常を検出な荷重変動差で判定する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一態様によれば、外乱による誤検出を抑えつつ、尾端部側での折れ込みの検出率を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に基づく実施形態に係る熱間圧延ラインを説明する図である。
【図２】異常検出装置の構成を説明する図である。
【図３】サンプリング周期が５０ｍｓの場合における、荷重変動のピークがサンプリング時の間にきて、検出出来ない場合を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
次に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
本実施形態では、金属帯として熱延鋼板を例に挙げて説明する。但し、本発明が対象とする金属帯は熱延鋼板に限定されるものではない。
（構成）
熱間圧延ラインでは、不図示の加熱炉で加熱されたスラブが熱間圧延機に供給される。続いて、スラブは、熱間仕上圧延機によって圧延されることで金属帯となる。なお、金属帯は、熱間圧延ラインのパスラインに沿って配置された不図示のテーブルローラによって搬送される。
図１に示すように、仕上圧延後の金属帯１は、ランアウトテーブル２によって搬送される間に冷却された後に、ピンチロール３を介してマンドレル４に送られ、該マンドレル４に巻き取られてコイルとなる。図１中、符号６は仕上圧延機を示す。
ピンチロール３は、ピンチロール用のモータ５で回転駆動されると共に、間隙調整装置２０によって、ピンチロール３を構成する上ピンチロールと下ピンチロールとの間隙（ピンチギャップ）が調整される。また、モータ５のモータ電流（電機子電流）が検出されて制御装置７に供給される。
【００１０】
制御装置７は、金属帯１の先端部が、ピンチロール３を通過する際には、金属帯１の搬送速度よりも早い周速となるようにピンチロール用のモータ５を制御する。更に、制御装置７は、金属帯１の先端部がマンドレル４に数巻きだけ巻き付いたと判定すると、ピンチロール３の周速が金属帯１の搬送速度と揃速するように、ピンチロール用のモータ５を速度制御する。数巻きだけ巻き付くとは、マンドレル４から金属帯１に張力を付与可能な状態になることを指す。
また、制御装置７は、金属帯１の尾端部が仕上圧延機６の指定スタンド６ｂを抜けるまでは、ピンチロール３は、モータ５による速度制御を行わないか、若しくは空転させるのに最小限必要な機械的な摩擦（メカニカルロス）分に相当するトルク分を補償的に出力するようにモータ５を制御する。なお、金属帯１の先端部がマンドレル４に巻き付いているとする。ここで、指定スタンド６ｂとは、第１スタンドから最終スタンド６ａまでの間のスタンドのうちから予め設定したスタンドである。
【００１１】
そして、制御装置７は、金属帯１の尾端部が仕上圧延機６の指定スタンド６ｂを抜けて（最終スタンド６ａをオフした）、尾端用ピンチロール制御の開始と判定すると、設定目標張力値となるように巻取り張力制御のためのピンチロール３の制御を開始する。例えば、制御装置７は、金属帯１の搬送速度よりも設定ラグ率だけ遅い周速となるようにピンチロール３用のモータ５を制御すると共に、ピンチロール３でのピンチギャップを設定ギャップ量に調整する。これによって、金属帯１の尾端部側は、ピンチロール３で挟持されて所定の張力が付与された状態でマンドレルに巻き取られることとなる。
【００１２】
また、本実施形態は、ピンチロール３で発生する、金属帯１尾端部側の折れ込み異常を検出するための異常検出装置１０を備える。
異常検出装置１０は、荷重検出部１１と異常検出部本体１２とを備える。異常検出部本体１２は、図２に示すように、荷重実績取得部１２Ａと折れ込み判定部１２Ｂとを備える。
荷重検出部１１は、金属帯１を挟持するピンチロール３の荷重実績を測定することで検出する。荷重実績の検出は、例えば、上下のピンチロール３による押力である。
押力は例えば、ロードセルやピンチロール３用のモータ５の電流実績値などから検出する。
【００１３】
荷重実績取得部１２Ａは、予め設定したサンプリング周期で、荷重検出部１１から荷重情報を取得する。
本実施形態では、予め設定したサンプリング周期は、１５［ｍｓ］以上３０［ｍｓ］以下の範囲であり、例えば２５［ｍｓ］に設定する。
折れ込み判定部１２Ｂは、荷重実績取得部１２Ａが取得した荷重情報から、折れ込み発生時に対応する荷重変動の非周期性のハンチングを検出し、その検出に基づき上記金属帯１の尾端部側での折れ込み発生の有無を判定する。
【００１４】
本実施形態では、折れ込み発生に対応する荷重変動の非周期性のハンチングの検出として、予め設定したサンプリング周期を１５［ｍｓ］以上３０［ｍｓ］以下の範囲に規定、例えば２５［ｍｓ］に設定し、更に、荷重実績の荷重変動差(サンプリング値の差分)を求め、その求めた荷重変動差から金属帯１の尾端部側での折れ込み発生の有無を判定する。例えば，二つの荷重実績の差である荷重変動差が，予め設定した閾値を越えている場合に、金属帯１の尾端部側での折れ込み発生と検出する。
設定する閾値は、例えば実際に金属帯１の尾端部側での折れ込みが発生したときの荷重変動差を検出可能な値(所定値だけ安全代を持たせた値)を設定する。
【００１５】
この閾値は、仕上圧延後の金属帯１の板厚によって変動するが、発明者らが調査したところでは、板厚が１．８０ｍｍ以下の金属帯１と、板厚が１．８ｍｍ超〜５．００ｍｍ以下の金属帯１では、実際に金属帯１の尾端部側での折れ込みが発生したときの荷重変動差はほぼ同じ値であった。一方、板厚が５．００ｍｍ超の金属帯１の尾端部側での折れ込みが発生したときの荷重変動差は、板厚が５．００ｍｍ以下の金属帯１の尾端部側での折れ込みが発生したときの荷重変動差に比べて大きなものであった。
【００１６】
従って、閾値は、圧延後の板厚が５．００ｍｍ以下の場合と、圧延後の板厚が５．００ｍｍを越える場合で異なる値とすることが好ましい。
もっとも、圧延後の板厚が３．２ｍｍ以下の金属帯１で折れ込みが生じやすいため、そのような板厚の金属帯１を対象とするようにしてもよい。
ここで、サンプリング周期を２５［ｍｓ］前後に設定する場合には、対象の荷重実績Ｐ（ｔ）とその前回値Ｐ（t-1）との差分を荷重変動差として使用すればよい。
【００１７】
サンプリング周期は１５［ｍｓ］よりも小さくしてもよいが、荷重変動差をとる時間間隔は、折れ込み発生に伴う荷重変動の非周期性のハンチングの検出としては、１５〜３０［ｍｓ］が好ましく、２３〜２８［ｍｓ］がより好ましい。
したがって、サンプリング周期を５［ｍｓ］とした場合には、例えば対象の荷重実績Ｐ（ｔ）と、荷重実績Ｐ（ｔ−５）、つまり２５［ｍｓ］前の荷重実績との荷重変動差を使用する。
【００１８】
ここで、サンプリング周期を５［ｍｓ］とし例えば対象の荷重実績Ｐ（ｔ）と、前回値の荷重実績Ｐ（ｔ−１）との荷重変動差を使用すると、サンプリング周期が短すぎるため、軸受などからの外乱による、荷重変動の周期性のハンチングを誤検出してしまう可能性がある。
このように、折れ込み発生に伴う荷重変動の非周期性のハンチングを検出するための荷重変動差及び閾値は、例えば実際に金属帯１の尾端部側での折れ込みが発生したときの荷重実績の変化状態に基づき、折れ込み発生に伴う荷重変動の非周期性のハンチングを検出可能な荷重変動差及び閾値を設定すればよい。
【００１９】
ここで、発明者らは、サンプリング周期を５０［ｍｓ］に設定し、荷重変動（荷重絶対値）が５０［ｍｓｅｃ］連続して設定閾値（例えば１０ton）を越えた場合に、折れ込み異常ありとしたところ、尾端部の折れ込みの検出が行われない場合があった。その理由を検討したところ、ピンチロール３の折れ込み時のピンチロール３の荷重実績を評価すると、例えば３０［ｍｓｅｃ］以下でしか変動していないためであり、サンプリング周期が５０［ｍｓ］では、図３のように、尾端部での折れ込み時の荷重変動が検出できない場合があることを突き止めた。例えば、サンプリング周期を５０［ｍｓ］の場合に、折れ込み時の荷重変動のピークがサンプリング時間の中間の時刻に位置した場合、その立上りの初期部分だけが検出され、その場合、荷重変動差でみても立ち上りが小さい（図３参照）。
【００２０】
これに対し、サンプリング周期を２５［ｍｓ］に設定し、荷重変動（荷重絶対値）が２５［ｍｓｅｃ］連続して設定閾値を越えた場合に、折れ込み異常ありとしたところ、誤検出材が増えてしまった。調査結果から、ピンチロール３の外乱により、閾値を超えてしまったためであることが判明した。
ピンチロール３の外乱は、例えばピンチロール３を支承する軸受からの振動による周期性のあるハンチングである。ここで、この軸受からの振動に起因する周期性のあるハンチングは、上記設定閾値を越える場合が生じることも確認した。
【００２１】
以上のことを鑑みて、上述のように、サンプリング周期を２５［ｍｓ］に設定し、荷重変動差が設定閾値（例えば２ｔｏｍ）を越えた場合に、折れ込み異常ありと設定したところ、上述のような折れ込みの未検出もなく、また、外乱による誤検出も無いことを確認した。
以上のように、本実施形態では、金属帯１の尾端部をマンドレルに巻き取る際におけるピンチロール３での折れ込みの有無を、精度良く検出できることが分かる。
【符号の説明】
【００２２】
１     金属帯
３     ピンチロール
４     マンドレル
５     モータ
６     仕上圧延機
７     制御装置
１０   異常検出装置
１１   荷重検出部
１２   異常検出部本体
１２Ａ 荷重実績取得部
１２Ｂ 込み判定部
Ｐ（ｔ）      荷重実績
【図１】
2019051534.tif 000003
【図２】
2019051534.tif 000004
【図３】
2019051534.tif 000005