(57)【要約】【課題】圧延機に取り付けられた荷重計を使用せず、より高い演算精度が可能な、圧延機における先進率演算方法および装置、さらに、圧延機、ならびに圧延材の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】圧延材の先進率を演算する圧延機における先進率演算方法であって、圧延機出側に設置した２つの在荷センサが圧延材の先端をそれぞれ検出する時刻、および該時刻の間に圧延機のロールが回転した距離に基づいて、前記先進率を演算する。【選択図】図１
2015128792.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延材の先進率を演算する圧延機における先進率演算方法であって、
圧延機出側に設置した２つの在荷センサが圧延材の先端をそれぞれ検出する時刻、および該時刻の間に圧延機のロールが回転した距離に基づいて、前記先進率を演算することを特徴とする圧延機における先進率演算方法。
【請求項２】
請求項１に記載の圧延機における先進率演算方法において、
前記時刻の間に圧延機のロールが回転した距離を、
前記時刻の間の前記圧延機のロール周速を積分する、または、
前記ロールの円周長さに前記時刻の間の前記ロールの回転数計測器のパルスカウント値を掛け、前記回転数計測器の予め決まっている１回転当たりのパルスカウント値で割る、のいずれかで求め、
さらに前記２つの在荷センサ間の距離に基づいて先進率を求めることを特徴とする圧延機における先進率演算方法。
【請求項３】
圧延材の先進率を演算する圧延機における先進率演算装置であって、
前記圧延機出側に設置した２つの在荷センサと、
前記圧延機のロールの周速を計測するロール回転数計測器と、
前記２つの在荷センサが圧延材の先端をそれぞれ検出する時刻、および該時刻の間に圧延機のロールが回転した距離に基づいて、前記先進率を演算する演算器とを具備することを特徴とする圧延機における先進率演算装置。
【請求項４】
請求項３に記載の圧延機における先進率演算装置において、
前記演算器は、
前記時刻の間に圧延機のロールが回転した距離を、
前記時刻の間の前記圧延機のロール周速を積分する、または、
前記ロールの円周長さに前記時刻の間の前記ロールの回転数計測器のパルスカウント値を掛け、前記回転数計測器の予め決まっている１回転当たりのパルスカウント値で割る、のいずれかで求め、
さらに前記２つの在荷センサ間の距離に基づいて先進率を求めることを特徴とする圧延機における先進率演算装置。
【請求項５】
請求項３または４に記載の圧延機における先進率演算装置を具備したことを特徴とする圧延機。
【請求項６】
請求項５に記載の圧延機を用いて圧延し、圧延材を製造することを特徴とする圧延材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧延機における先進率演算方法および装置、圧延機、ならびに圧延材の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
圧延スタンドを備えた圧延機を用いて被圧延材（以下、材料とも称する）を圧延するにあたっては、圧延材の品質を確保するために、圧延スタンドにおける圧延条件を互いに関連付けて適正に制御することが必要である。特に、圧延スタンドにおける被圧延材の緩みや張り過ぎを回避し、圧延スタンドでの圧延を安定して行わせることが必要である。このような圧延制御を実現する上で、圧延スタンドにおける先進率を把握することが重要である。
【０００３】
圧延機出側の圧延材の速度をvｄ(m/s)、ロールの周速をvｒ(m/s)とすると、先進率fは下記の（１）式で算出される。
【０００４】
【数１】
2015128792.tif 000003
【０００５】
よって、先進率の実績値を演算するためには、圧延機出側の圧延材速度と圧延機のロールの周速を計測することが必要である。圧延機のロールの周速に関しては、ロール軸にセンサを取り付けることにより実績を取得することが容易である。しかしながら、圧延機出側の圧延材速度に関しては、取付環境の悪いライン上に速度計を取り付ける必要があるためメンテナンス性が悪く、これに代わる代替方法が提案されている。
【０００６】
例えば、圧延機に取り付けられた荷重計と圧延機出側に複数あいだを空けて取り付けられた在荷センサを用いて、圧延機と在荷センサ間の距離と材料有り信号を発する時間差を用いて圧延機出側の圧延材速度を求める技術がある。しかし、荷重計による材料有り信号には誤差が生じやすく、様々な補正方法が提案されている。（特許文献１、特許文献２参照）
【０００７】
またこの他にも、被圧延材の厚みが大きい材料に対してモデル式で求めた先進率に対して誤差分を補正する方法（特許文献３参照)が提案されている。
【０００８】
なお、［発明を実施するための形態］で参照する先行技術文献を含めて、以下に示す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平４−１７２１１７号公報
【特許文献２】特開平１１−１２３４２２号公報
【特許文献３】特開２００４−５０２５７号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】「板圧延の理論と実際(改訂版)」社団法人 日本鉄鋼協会  平成22年9月30日発行  第2章  p.5〜p.51
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１および特許文献２に開示された方法では、圧延荷重に境界値を設け、境界値以上の場合に材料有りと判定しているため、圧延機に材料が噛み込んだタイミングに対して誤差が生じやすいとともに、圧延機に材料が噛み込んだ衝撃による速度変動の影響を受けるという問題点がある。さらに、特許文献３に開示された方法は、実績値を加味しないモデル式で求めた予測値をベースにしているため、実績とは合わないという問題点がある。
【００１２】
本発明は、このような問題を解決するものであり、圧延機に取り付けられた荷重計を使用せず、より高い演算精度が可能な、圧延機における先進率演算方法および装置、さらに、圧延機、ならびに圧延材の製造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】
【００１３】
上記課題は、以下の発明によって解決できる。
【００１４】
［１］  圧延材の先進率を演算する圧延機における先進率演算方法であって、
圧延機出側に設置した２つの在荷センサが圧延材の先端をそれぞれ検出する時刻、および該時刻の間に圧延機のロールが回転した距離に基づいて、前記先進率を演算することを特徴とする圧延機における先進率演算方法。
【００１５】
［２］  上記［１］に記載の圧延機における先進率演算方法において、
前記時刻の間に圧延機のロールが回転した距離を、
前記時刻の間の前記圧延機のロール周速を積分する、または、
前記ロールの円周長さに前記時刻の間の前記ロールの回転数計測器のパルスカウント値を掛け、前記回転数計測器の予め決まっている１回転当たりのパルスカウント値で割る、のいずれかで求め、
さらに前記２つの在荷センサ間の距離に基づいて先進率を求めることを特徴とする圧延機における先進率演算方法。
【００１６】
［３］  圧延材の先進率を演算する圧延機における先進率演算装置であって、
前記圧延機出側に設置した２つの在荷センサと、
前記圧延機のロールの周速を計測するロール回転数計測器と、
前記２つの在荷センサが圧延材の先端をそれぞれ検出する時刻、および該時刻の間に圧延機のロールが回転した距離に基づいて、前記先進率を演算する演算器とを具備することを特徴とする圧延機における先進率演算装置。
【００１７】
［４］  上記［３］に記載の圧延機における先進率演算装置において、
前記演算器は、
前記時刻の間に圧延機のロールが回転した距離を、
前記時刻の間の前記圧延機のロール周速を積分する、または、
前記ロールの円周長さに前記時刻の間の前記ロールの回転数計測器のパルスカウント値を掛け、前記回転数計測器の予め決まっている１回転当たりのパルスカウント値で割る、のいずれかで求め、
さらに前記２つの在荷センサ間の距離に基づいて先進率を求めることを特徴とする圧延機における先進率演算装置。
【００１８】
［５］  上記［３］または［４］に記載の圧延機における先進率演算装置を具備したことを特徴とする圧延機。
【００１９】
［６］  上記［５］に記載の圧延機を用いて圧延し、圧延材を製造することを特徴とする圧延材の製造方法。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、誤差が生じやすい荷重計の材料有り信号を使用せず、速度変動が生じやすい材料の最先端部を計算に使用しないので、精度よく圧延機出側の圧延材速度、ならびに先進率を演算することが可能になった。また、精度よく先進率を演算できる先進率演算装置を具備した圧延機を用いて圧延することによって、安定して圧延材の製造をすることができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明における装置構成例を示す図である。
【図２】実施例における結果（本発明）の一例を示す図である。
【図３】実施例における結果（比較例）の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明に係る圧延機における先進率演算方法では、圧延機出側に設置された2つの在荷センサを用いて圧延機出側の圧延材速度を計算し、先進率を演算する。図１は、本発明における装置構成例を示す図である。図中、1は圧延材、2は圧延機ロール、3は1つ目の在荷センサ、4は2つ目の在荷センサ、5はロール回転数計測器、6は演算器をそれぞれ表す。なお、本発明で用いる2つの在荷センサは、圧延材の有無を検知するセンサであり、光、超音波などいずれの方式を用いるものであってもよい。演算器６は、1つ目の在荷センサ３、2つ目の在荷センサ４、およびロール回転数計測器５からの信号に基づいて、以下の演算処理によって先進率を演算する。
【００２３】
ここで1つ目の在荷センサ３と2つ目の在荷センサ４との間の距離をLs(m)とする。本発明では、被圧延材が圧延機ロール２に噛込み、圧延機出側へと圧延材１が進んだ後、1つ目の在荷センサ３がOnした時刻t1と2つ目の在荷センサ４がOnした時刻t2を保存する。なお、圧延材とは、圧延後の鋼板を指すものとする。
【００２４】
次に、時刻t1から時刻t2の間で、圧延機ロール２が回転した距離Lr(m)を計算する。この距離Lr(m)の計算に関しては、以下に示す２通りのいずれかにて行うようにすれば良い。
【００２５】
１番目の方法は、時刻の間のロール周速を積分する方法である。ロール回転数計測器５による所定の時刻tにおけるロール周速vr(m/s)とすれば、（２）式により求める。
【００２６】
【数２】
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【００２７】
次に２番目の方法は、ロール回転数計測器５としてＰＬＧを用いている場合に用いる方法である。ロールの円周長さ、回転数計測器の予め決まっている１回転当たりのパルスカウント値、および時刻t1〜時刻t2のパルスカウント値に基づいて、（３）式により求める。
【００２８】
【数３】
2015128792.tif 000005
【００２９】
上記いずれの方法でも、センサ間距離Ls(m)は長いほど、ロール回転速度またはパルスカウントの誤差が小さくなり、ロール回転距離Lr(m)の誤差が小さくなると考えられるため、センサ間距離Ls(m)はできるだけ長くとることが好適である。なお、ロール回転距離Lr(m)の計算にあたっては、上記（２）式または（３）式以外の方法で求めても良い。
【００３０】
そして、上記（２）式または（３）式などにより求めたLr(m)と在荷センサ間の距離Ls(m)を用いて、（４）式のように先進率fを求めることができる。
【００３１】
【数４】
2015128792.tif 000006
【００３２】
この方法を用いると、圧延機の荷重計を使用していないので、荷重計による材料有り信号タイミングの誤差を無視することができ、材料先端が上反りを起こしたとしても、先端からの上反りを起こしている部分までの距離が、圧延機から在荷センサまでの距離よりも小さければ、上反りによる誤差も無視することができる。
【００３３】
また、材料長が圧延機２から2つ目の在荷センサまでの距離よりも長い範囲で、1つ目の在荷センサ３から2つ目の在荷センサ４までの距離を大きく取ることによって、先進率演算誤差が小さくなると考えられる。
【００３４】
なお、上述前半で、「材料長が圧延機２から2つ目の在荷センサまでの距離よりも長い範囲で、」と規定しているのは、2つ目の在荷センサがONする前に材料が圧延機を抜けてしまうと、材料の速度は、圧延機の速度ではなくなり、テーブルロールの影響を受けることになり、そもそも（１）式で示した先進率の定義が当てはまらなくなるためである。
【００３５】
以上のように、精度よく圧延機出側の圧延材速度、ならびに先進率を演算することが可能になった。また、精度よく先進率を演算できる先進率演算装置を具備した圧延機を用いて圧延することによって、安定して圧延材の製造をすることができるようになった。
【実施例】
【００３６】
図２は、実施例における結果（本発明）の一例を示す図である。また、図３は、実施例における結果（比較例）の一例を示す図である。
【００３７】
先ず、図２は、前述の課題で述べたように、圧延機出側の圧延材速度の正確な実測値が得られないため、本発明とモデル式との比較を行った。
【００３８】
すなわち、縦軸に1つ目の在荷センサと2つ目の在荷センサのOn実績より求めた本発明の先進率を、横軸にモデル式により求めた先進率をプロットした。今回モデル式としてはsimsの式を用いた（例えば、非特許文献１参照）。また、右肩上がりの線が本発明における先進率=モデル式における先進率を表している。1つ目のセンサは圧延機から40.7mの位置に、2つ目のセンサは圧延機から73.2mの位置に設置した。そして、圧延材の長さが73.2m以上あり、43種類の鋼種にわたる合計1122本の圧延材に対して行った結果である。
【００３９】
次に、図３は、圧延機の荷重計を用いた比較例と先に示したモデル式との比較を示す図である。縦軸に圧延機の荷重計と2つ目の在荷センサのOn実績より求めた比較例としての先進率を、横軸に図２と同じくモデル式により求めた先進率をプロットした。こちらもモデル式としては図２と同様にsimsの式を用い、同じく1122本の圧延材を対象としている。
【００４０】
今回合計1122本に対して先進率をシミュレーション(モデル式)および実測（本発明、比較例）で求めたが、その結果は、モデル式による先進率の平均値が0.0877、本発明による先進率の平均値が0.0852、荷重計を用いた方法（比較例）による先進率の平均値が0.0639であった。
【００４１】
本発明とモデル式とは、先進率の平均はほぼ同じ値を示すことが確認できた。しかしながら、図３では荷重計を用いた比較例のみが先進率が小さく出る結果となり、課題の一端を確認する結果となった。これは、荷重計による材料有り信号が実物よりも遅くなっていることや圧延機に噛み込んだときの圧延機の速度変動などが考えられる。
【符号の説明】
【００４２】
１      圧延材
２      圧延機ロール
３      １つ目の在荷センサ
４      ２つ目の在荷センサ
５      ロール回転数計測器
６      演算器
【図１】
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【図２】
2015128792.tif 000008
【図３】
2015128792.tif 000009