(57)【要約】【課題】成品に重量超過や下反り等形状不具合などがある異常時でも成品をより早く確実に安全当接速度でストッパに当接させうる条鋼の切断方法を提供する。【解決手段】条鋼の圧延成品１を鋸２の下流に配備したストッパ３ｃまでテーブル搬送し、該ストッパに成品先端を当接させた状態で鋸断する条鋼の切断方法において、前記ストッパまでの搬送距離Ｌに応じて所定の時間ｔ持続可能なトップ速度Ｖ１を決定し、テーブル速度を、最初は前記トップ速度とし、次に所定の第１タイミングｔ１でゼロ速度Ｖ０に切り替え、さらに所定の第２タイミングｔ２で所定の付勢速度ＶＦに切替えた後直ちに所定の安全当接速度Ｖ２に切り替える。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
条鋼の圧延成品を鋸の下流に配備したストッパまでテーブル搬送し、該ストッパに成品先端を当接させた状態で鋸断する条鋼の切断方法において、前記ストッパまでの搬送距離に応じて所定の時間持続可能なトップ速度を決定し、テーブル速度を、最初は前記トップ速度とし、次に所定の第１タイミングでゼロ速度に切り替え、さらに所定の第２タイミングで所定の付勢速度に切替えた後直ちに所定の安全当接速度に切り替えることを特徴とする条鋼の切断方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、条鋼の切断方法に関し、詳しくはＨ形鋼や鋼矢板などの条鋼の圧延成品を鋸の下流に配備したストッパまでテーブル搬送し、該ストッパに成品先端を当接させた状態で成品を鋸断する条鋼の切断方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｈ形鋼、鋼矢板、ビレット等の条鋼の圧延成品（以下単に成品ともいう）は、通常、例えば図２に示すような、鋸２とゲージストッパ設備３とを組み合わせた採寸鋸断設備を用いて種々の製品長さに鋸断される。鋸２とゲージストッパ設備３とは、成品（この例ではＨ形鋼）１をテーブル搬送する搬送テーブル４沿いに設けられ、ゲージストッパ設備３は、鋸２の下流側で鋸２からの距離が種々の製品長さ（切断長さ）に整合する複数の位置に、テーブル搬送されてきた成品１の先端を当接させて成品１を停止させるストッパ（ゲージストッパ）３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ  を昇降１０可能に配備して構成される。
【０００３】
成品１は搬送テーブル４のテーブルロール４ａ上に載置されており、テーブルロール４ａの駆動回転によりテーブル搬送される。テーブルロール４ａ間には成品１の先端突っ込み阻止やメンテナンス時の足場などに用いるエプロン４ｂが設けてある。なお、図２において、５は成品１のトラッキングに用いるメジャーリングロールである。メジャーリングロール５は、成品１に当接して従動回転するタッチロール５ａとタッチロール５ａの回転数をパルス信号に変換するパルス発振器（ＰＬＧ）５ｂを有する。また、８は搬送テーブル４に鋸２の横断位置を指定する基準金敷、９は切断により成品の製品部から分離したスクラップを下方に逃がすために昇降１０するチルティングテーブル、１１は鋸断屑（切粉）の逃がし溝としてのチップシュートである。
【０００４】
切断するにあたっては、指定された切断長さに対応するストッパ（例えば３ｃ）をエプロン４ｂ上に降ろし、成品１をテーブル搬送してその先端をストッパ３ｃに当接させる。そして、成品１の被切断部の両側の部分を固定サイドガイド６とサイドクランプ７とで挟持して固定したうえで被切断部に鋸２を回転させながら押しつける。
【０００５】
ところで、Ｈ形鋼や鋼矢板やビレット等の条鋼圧延成品では、単重差が４０〜１２００ｋｇ／ｍと大きいうえ断面形状の種類が非常に多く、そのためテーブルロールと成品の接触状態が大きく変化する。また、成品をテーブル搬送してストッパに当接  （衝突）させるため、当接するときの速度が大きすぎるとストッパが破損しあるいは成品に疵が付く。そこで、手動運転方式では、オペレータが成品の送られ具合を見ながら搬送テーブルの操作スイッチをインチング操作することにより、成品をストッパ破損あるいは成品疵付が起こる衝突速度の下限（この衝突速度の下限は実績により決定される）未満の安全当接速度に減速してストッパに当接させていくという操作を行っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
一方、自動運転方式では、最初はテーブル速度（搬送テーブルの設定速度）を一定のトップ速度にして、例えば図２に示したようなメジャーリングロール５により成品先端の搬送位置を追跡（トラッキング）しながら搬送し、その位置情報に基づき安全当接速度への減速タイミングを決定する。しかし、そのようにして決定した減速タイミングでテーブル速度を低下させても、成品形状により搬送テーブルと成品との接触面積や成品の慣性が異なることなどから、図３（ａ）  に示すように、トップ速度（Ｖ１）からの減速開始後、実材速度（実際の成品速度）とテーブル速度との開きが大きくなりすぎて、成品が安全当接速度（Ｖ２）まで減速しないうちにストッパに衝突することがある。そのため、テーブル速度に対して実材速度が減速するに要する時間をあらかじめ考慮してこの時間だけ減速タイミングを早めるという方法がとられてきた。
【０００７】
しかし、このような減速タイミングを早めるという方法では、とくに指定切断長さが比較的長い成品（長尺材）において図３（ｂ）  に示すように、実材速度が減速して安全当接速度に到達した時点において成品先端がまだストッパに当接していないという状態が生じやすく、実材速度の安全当接速度（Ｖ２）到達時点から成品先端のストッパ当接時点までの時間（τ）が徒に鋸断ピッチを延長し、鋸断工程の処理量を低下させる問題があった。また、とくに指定切断長さが比較的短い成品（短尺材）では鋸に近い側のストッパを使用するため、テーブル速度がトップ速度に到達した直後あるいは到達する前にこれを減速させないと、減速時間が短すぎて実材速度が安全当接速度へと低下する前に成品がストッパに衝突する場合がある。そのためこの場合は、図３（ｃ）  に示すように、加速に引き続いて減速を行う速度パターンをとる必要がある。しかるにそのような速度パターンの下では、テーブル速度を減速に切り替えてからしばらくの間は実材速度はまだ加速段階にあるといった状況が生じ、テーブル速度に対する実材速度の追従性がさらに悪化して、ストッパ当接時点での実材速度が安全当接速度（Ｖ２）を超えている事態が発生し、ストッパ破損や成品疵付が起こりやすいという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明者は、上記従来技術の問題を解決し、自動運転での鋸断ピッチを可及的に短縮しかつストッパ当接時の実材速度を確実に安全当接速度に到達させうる条鋼の切断方法を提供すべく、特願２００２−５１６３４にて、条鋼の圧延成品を鋸の下流に配備したストッパまでテーブル搬送し、該ストッパに成品先端を当接させた状態で鋸断する条鋼の切断方法において、図４に示すように、前記ストッパまでの搬送距離に応じて所定の時間持続可能なトップ速度Ｖ１を決定し、テーブル速度を、最初は前記トップ速度Ｖ１とし、次に所定の第１タイミングｔ１でゼロ速度Ｖ０に切り替え、さらに所定の第２タイミングｔ２で所定の安全当接速度Ｖ２に切り替えることを特徴とする条鋼の切断方法（以下、先願技術という。）を提案した。
【０００９】
従来技術では前述のように搬送テーブルのトップ速度は切断指定長さによらず一定と定められていた。これに対し先願技術では、トップ速度をストッパまでの搬送距離（成品の指定切断長さにより異なる）に応じて決定する。決定の条件としては、該決定されるトップ速度での搬送が所定の時間持続可能であることとする。これにより、比較的短尺切断指定の成品であっても加速後に必ずその切断長さに応じたトップ速度での定速搬送時間が確保されるので、加速に引き続いて減速を行うという速度パターン（連続加減速パターン）は禁止される。したがって、テーブル速度に対する実材速度の追従性が改善される。
【００１０】
また、従来技術では前述のように比較的長尺切断指定の成品に対しては、最初はテーブル速度をトップ速度に設定し、成品が加速してこのトップ速度に達してからしばらく定速搬送した後、１回の減速タイミングでテーブル速度を安全当接速度に切り替えていた。これに対し、先願技術では、テーブル速度を最初はトップ速度に設定し、成品が加速してこのトップ速度に達してからしばらく定速搬送するが、その後、第１タイミングでテーブル速度をゼロ速度に切り替え、さらに第２タイミングで安全当接速度に切り替えるものとする。このように、テーブル速度をトップ速度から一旦ゼロ速度とした後に安全当接速度へと切り替えることにより、成品をより早くしかもより確実に安全当接速度まで減速させることができ、鋸断ピッチを可及的に短縮することができるようになる。ここで、ゼロ速度とは、テーブルロールが回転を停止した状態に対応する。
【００１１】
その結果、図４に示すように、指定切断長さに適応したトップ速度での搬送時間を確保しながらストッパ当接時の実材速度を確実に安全当接速度に到達させることができるようになり、鋸断ピッチが短縮して鋸断工程の毎月の処理量が従来より１〜２割増加するとともに、毎月の成品‐ストッパ当接トラブル（ストッパ破損と成品疵付の合計）発生件数が０件となった。
【００１２】
しかしながら、先願技術では、成品に重量超過や下反り等形状不具合などがない正常時には、図４に示したように実材の速度を効率よく安全当接速度にもっていくことができるが、そうでない異常時には、図１（ｂ）に示すように、テーブル速度をトップ速度からゼロ速度に切替えた際に実材が正常時よりも急速に減速し、実材の速度を、安全当接速度を下回った状態から安全当接速度へと昇速させる必要が生じることがあり、このとき、昇速させようとしても実材がテーブルへの引っ掛かり等によりに停止してしまい、自動搬送を継続できなくなり手動で当接せざるを得ないことがあるという問題があった。
【００１３】
本発明は、この問題を解決し、成品に重量超過や下反り等形状不具合などがある異常時でも成品をより早く確実に安全当接速度でストッパに当接させうる条鋼の切断方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成した本発明は、条鋼の圧延成品を鋸の下流に配備したストッパまでテーブル搬送し、該ストッパに成品先端を当接させた状態で鋸断する条鋼の切断方法において、前記ストッパまでの搬送距離に応じて所定の時間持続可能なトップ速度を決定し、テーブル速度を、最初は前記トップ速度とし、次に所定の第１タイミングでゼロ速度に切り替え、さらに所定の第２タイミングで所定の付勢速度に切替えた後直ちに所定の安全当接速度に切り替えることを特徴とする条鋼の切断方法である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明では、先願技術において、所定の第２のタイミング（ｔ２）で所定の安全当接速度（Ｖ２）に切り替えることに代えて、図１（ａ）に示すように、所定の第２タイミングｔ２で所定の付勢速度ＶＦに切替えた後直ちに（すなわち可及的速やかに）所定の安全当接速度Ｖ２に切り替えることとした。付勢速度ＶＦには、安全当接速度超トップ速度未満（Ｖ２＜ＶＦ＜Ｖ１）の範囲内から、異常時の実材を減速状態から加速状態へと転換させ得る速度を適宜選択して充当し得る。これにより、テーブル速度のトップ速度Ｖ１からゼロ速度Ｖ０への遷移中ないしゼロ速度Ｖ０での保持中に、実材速度が安全当接速度Ｖ２未満に低下しても、次にテーブル速度が付勢速度ＶＦへ切替わるから、実材は停止することなく昇速され、さらにその次に直ちにテーブル速度が安全当接速度Ｖ２に切替わるから、実材は昇速途上で安全当接速度Ｖ２に到達し、その速度のまま安全にストッパに当接する。
【００１６】
【実施例】
以下、実施例に基づいて本発明をさらに詳しく説明する。この実施例は、本発明を形鋼工場における熱間圧延成品の鋸断工程に適用した例である。この形鋼工場では図２に示した類の搬送テーブルおよび採寸鋸断設備を用いて成品を切断する。
【００１７】
テーブル搬送および採寸・鋸断は自動運転で行われる。この自動運転制御系は、図５に示すように、上位計算機からの指令情報およびメジャーリングロールのＰＬＧからのトラッキング情報が、ストッパ昇降、サイドクランプ開閉、鋸断等の駆動に与る採寸鋸断駆動装置および搬送テーブルの駆動に与るテーブル駆動装置を一括制御するプラントコントローラ（ＰＬＣ）に送信され、ＰＬＣはこれらの情報を用いて各種の制御指令を生成し、該制御指令に従って採寸鋸断駆動装置およびテーブル駆動装置を運転（これら装置の動作を制御）するように構成されている。これらの制御指令には、本発明に係るトップ速度、第１タイミング、ゼロ速度、第２タイミング、付勢速度、安全当接速度が含まれる。
【００１８】
この自動運転制御は次のように実行される。まず、成品の進入タイミングで当該成品の指定切断長さ情報が上位計算機からＰＬＣに送られる。ＰＬＣは、送られた指定切断長さ情報に対応するストッパを選定して該ストッパを搬送テーブル上に降ろすとともに、所定の搬送開始位置（例えば鋸断位置あるいはその上流側に設けた基準位置）からこのストッパまでの搬送距離を算出し、該算出した搬送距離を、予め設定しておいた搬送距離対トップ速度関係式に適用して、トップ速度を算出し、テーブル速度をこのトップ速度に設定して搬送を開始する。上記搬送距離対トップ速度関係式としては、特に限定されないが、次の式（１）  をＶ１について解いた式（２）  を用いている。
【００１９】
Ｌ−Ｌｃ＝Ｖ１２  ／（２・α）＋（Ｖ１・ｔ）                  （１）
Ｖ１＝−α・ｔ＋√｛（α・ｔ）２  ＋２・α・（Ｌ−Ｌｃ）｝    （２）
Ｌ：所定の搬送開始位置から次に使用するストッパまでの搬送距離、Ｌｃ：安全当接速度で走行するための必要距離（クリープ必要距離という）、α：搬送テーブルの加減速率（設備能力により定まる）、Ｖ１：トップ速度、ｔ：トップ速度での搬送時間（本実施例ではｔ＝２秒に設定）
これにより、ストッパまでの搬送距離Ｌに応じて所定の時間（例：２秒）以上持続させうるトップ速度が決定される。式（２）  で算出したトップ速度Ｖ１が、搬送テーブルの設備能力から定まる最大速度を超える場合は当該最大速度をトップ速度とする。この場合でも無論トップ速度は所定の時間（例：２秒）以上持続する。なお、クリープ必要距離Ｌｃは、あらかじめ実験または実績データ解析により取得された、成品の属性（単重等）との関係情報を用いて決定される。
【００２０】
また、ＰＬＣは、上記トップ速度での搬送中にＰＬＧから時々刻々送られてくるトラッキング情報（成品先端の位置追跡データ）を第１変速位置、第２変速位置と比較し、トラッキング情報が第１変速位置に一致した第１タイミングでテーブル速度の設定をゼロ速度に切り替え、さらにトラッキング情報が第２変速位置に一致した第２タイミングでテーブル速度の設定を一旦付勢速度に切替えた後直ちに安全当接速度に切り替える。第１変速位置、第２変速位置、付勢速度、安全当接速度は、クリープ必要距離と同様、それぞれあらかじめ実験または実績データ解析により取得された、成品の属性（単重等）との関係情報を用いて設定される。
【００２１】
さらに、ＰＬＣは、成品が安全当接速度で走行後ストッパに当接したタイミングをストッパに設けた振動計で検出し、このタイミングで成品をクランプして鋸断を開始する。
この結果、成品の正常時はもとより異常時であっても図１（ａ）に示すように、指定切断長さに適応したトップ速度での搬送時間を確保しながらストッパ当接時の実材速度を確実に安全当接速度に到達させることができるようになり、異常時の実材停止といった不具合は発生せず、鋸断ピッチがさらに短縮して鋸断工程の毎月の処理量が先願技術実施当時より１０％程度増加した。毎月の成品‐ストッパ当接トラブル（ストッパ破損と成品疵付の合計）発生件数は先願技術当時と同様０件であった。
【００２２】
なお、ここでは形鋼工場における熱間圧延成品の鋸断工程への適用事例を述べたが、本発明はこれに限らず、例えば鋼片工場のビレット鋸断工程などに対しても同様にして適用可能である。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、ゲージストッパ設備を用いた条鋼圧延成品の自動鋸断工程において、成品異常時の実材停止を招かず、鋸断ピッチを可及的に短縮しかつストッパ当接時の実材速度を確実に安全当接速度に到達させうるから、鋸断工程の処理量が増大するとともにストッパ破損や成品疵付トラブルがほとんど発生しなくなり、全自動鋸断操業の安定とサイクルタイムの向上が実現できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明（ａ）および先願技術（ｂ）によるテーブル速度設定方法とそれに応じた異常時の実材の挙動を示す搬送速度パターン図である。
【図２】条鋼の切断に用いられる採寸鋸断設備の一例を示す模式図である。
【図３】従来技術の問題点を示す搬送速度パターン図である。
【図４】先願技術によるテーブル速度設定方法とそれに応じた正常時の実材の挙動を示す搬送速度パターン図である。
【図５】本発明の実施に適した自動運転制御系の例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  条鋼圧延成品  （成品）
２  鋸
３  ゲージストッパ設備
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ    ストッパ（ゲージストッパ）
４  搬送テーブル
４ａ    テーブルロール
４ｂ  エプロン
５  メジャーリングロール
５ａ  タッチロール
５ｂ  パルス発振器（ＰＬＧ）
６  固定サイドガイド
７  サイドクランプ
８  基準金敷
９  チルティングテーブル
１０  昇降
１１  チップシュート
Ｖ０  ゼロ速度
Ｖ１  トップ速度
ＶＦ  付勢速度
Ｖ２  安全当接速度
ｔ１  第１タイミング
ｔ２  第２タイミング
下付添字Ｌ    長尺材
下付添字Ｓ    短尺材
【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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