(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼帯尾端のエッジ折込疵を検出する方法であって、
前記鋼帯を挟み込むピンチロールのロールチョックの上下動を検出して電気信号に変換する上下動検出工程と、
前記上下動を検出した電気信号を増幅する増幅工程と、
該増幅した電気信号の異常を判定するエッジ折込疵判定工程と、
該判定結果によりエッジ折込疵が発生したことを知らせるアラーム出力工程とを有し、
前記エッジ折込疵判定工程は、前記ロールチョックの実際の上下動に対応した時間ごとの電気信号と該電気信号を周波数解析したスペクトルとの双方を複合して、前記増幅した電気信号の異常を判定することを特徴とする鋼帯尾端のエッジ折込疵検出方法。
【請求項２】
前記エッジ折込疵判定工程は、前記ロールチョックの実際の上下動に対応した時間ごとの電気信号に閾値を設け、該閾値を超えた時点で、予め設定した点数の電気信号を実時間で周波数解析したスペクトルピークが前記ピンチロールの固有振動数より低く、かつ、該スペクトルピークが閾値を超えたときに異常と判定することを特徴とする請求項1に記載の鋼帯尾端のエッジ折込疵検出方法。
【請求項３】
前記エッジ折込疵判定工程は、前記ロールチョックの実際の上下動に対応した時間ごとの電気信号に閾値を設け、該閾値を超えている時間が設定された値より大きくなった時点、あるいは前記閾値を超える時間積分値が設定された値より大きくなった時点で、予め設定した点数の電気信号を実時間で周波数解析したスペクトルピークが前記ピンチロールの固有振動数より低く、かつ、該スペクトルピークが閾値を超えたときに異常と判定することを特徴とする請求項1に記載の鋼帯尾端のエッジ折込疵検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼帯尾端のエッジ折込疵検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、図２に示すような鋼帯１の熱間圧延工程の仕上最終スタンドからダウンコイラー（ＤＣ）の巻取り前にあるピンチロール３において、鋼帯尾端部が仕上最終スタンドを抜け張力が開放されてから鋼帯１の幅方向のバタツキを防止するために、上記ピンチロール３前にサイドガイド２および傾斜ピンチロール３２前にサイドガイド２´が設置されている。
上記ピンチロール３は、鋼帯尾端が仕上最終スタンドを抜けた以降の傾斜ピンチロール３２での鋼帯のテンション確保のために設置されており、傾斜ピンチロール３２での折込疵防止を図っている。
また、ピンチロール３側では張力が無いため、折込疵が発生する危険性が高いという問題点があった。
即ち、上記圧延の操業状況によっては、図３に示すように、鋼帯がサイドガイド２に接触し、それにより鋼帯側面のエッジ部が折れこみ、それをピンチロール３ではさむため、鋼帯側面が部分的に２枚重ね或いは３枚重ねになるエッジ折込疵が発生する。このエッジ折込疵が発生すると下工程で冷間圧延した時、その折込部位で板破断が生じ、少なからぬ損害を生じるという問題点があった。
従来、折込疵の検知はライン出側で鋼帯を巻取後、検査員が目視による端面検査を実施していたが、ベテラン検査員でも折込疵の発生を検知できず、見逃しがあるので、コイルを数個ずつ毎にサンプリングして下工程で巻戻し検査を行っていた。しかし、この検査は、あくまでサンプリングによる検査なので、サンプリング以外のコイルに折込疵が存在する場合があり、見逃しの可能性を無くすことはできないという問題点があった。
【０００３】
また、特許第３２９９３５１号公報（特許文献１）には、ロールに荷重,変位,圧力等を検出する検出手段を設け、その検出信号で折込疵発生位置を検知する方法が提案されている。
しかし、上記特許文献１に記載された方法は、折込疵発生位置を検知する方法であって、既に発生位置が特定できている鋼帯尾端のエッジ折込疵の検知を正確に行う方法ではなかった。
また、特許文献１の疵判定手段は全て時間領域での判定であり、時間領域の判定だけでは、信号ノイズや鋼帯形状のみだれ、ピンチロールへの突っかけなどによる過検信号が混在し、正確にエッジ折込疵を検出できないという問題点があった。
更に、特許第３６０５９２１号公報（特許文献２）では、変位計を鋼帯圧延方向に少なくとも３つ以上設けて折込疵を検出する方法が提案されている。
しかし、特許文献２に記載された検出方法では、エッジ折込疵はエッジに両端に発生するので、実際には変位計が少なくとも6ヶ必要になり、検出手段の個数が増え装置が複雑になるという問題点があった。
【特許文献１】特許第３２９９３５１号公報
【特許文献２】特許第３６０５９２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、前述のような従来技術の問題点を解消し、圧延工程における鋼帯尾部に生じるエッジ折込疵を検知し、その発生を特定し、下工程での板破断を防止することができる鋼帯尾端のエッジ折込疵検出方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、前述の課題を解決するため鋭意検討の結果、なされたものであり、その要旨とするところは特許請求の範囲に記載した通りの下記内容である。
（１）鋼帯尾端のエッジ折込疵を検出する方法であって、
前記鋼帯を挟み込むピンチロールのロールチョックの上下動を検出して電気信号に変換する上下動検出工程と、
前記上下動を検出した電気信号を増幅する増幅工程と、
該増幅した電気信号の異常を判定するエッジ折込疵判定工程と、
該判定結果によりエッジ折込疵が発生したことを知らせるアラーム出力工程とを有し、
前記エッジ折込疵判定工程は、前記ロールチョックの実際の上下動に対応した時間ごとの電気信号と該電気信号を周波数解析したスペクトルとの双方を複合して、前記増幅した電気信号の異常を判定することを特徴とする鋼帯尾端のエッジ折込疵検出方法。
（２）前記エッジ折込疵判定工程は、前記ロールチョックの実際の上下動に対応した時間ごとの電気信号に閾値を設け、該閾値を超えた時点で、予め設定した点数の電気信号を実時間で周波数解析したスペクトルピークが前記ピンチロールの固有振動数より低く、かつ、該スペクトルピークが閾値を超えたときに異常と判定することを特徴とする（１）に記載の鋼帯尾端のエッジ折込疵検出方法。
（３）前記エッジ折込疵判定工程は、前記ロールチョックの実際の上下動に対応した時間ごとの電気信号に閾値を設け、該閾値を超えている時間が設定された値より大きくなった時点、あるいは前記閾値を超える時間積分値が設定された値より大きくなった時点で、予め設定した点数の電気信号を実時間で周波数解析したスペクトルピークが前記ピンチロールの固有振動数より低く、かつ、該スペクトルピークが閾値を超えたときに異常と判定することを特徴とする（１）に記載の鋼帯尾端のエッジ折込疵検出方法。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、ロールチョックの実際の上下動に対応した時間ごとの電気信号と該電気信号を周波数解析したスペクトルとの双方を複合して判定することにより、過検の極力少ないエッジ折込疵の検出ができ、かつ見逃しのないエッジ折込疵検出方法が実現できるため下工程の冷間圧延の際に板破断の発生を防止することができるうえ、サンプリング検査などの増工程がなくなり、欠陥のある異材出荷を防止できるなど、産業上有用な著しい効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明は鋼帯尾端のエッジ折込疵を検出する方法であって、前記鋼帯を挟み込むピンチロールのロールチョックの上下動を検出して電気信号に変換する上下動検出工程と、前記上下動を検出した電気信号を増幅する増幅工程と、該増幅した電気信号の異常を判定するエッジ折込疵判定工程と、該判定結果によりエッジ折込疵が発生したことを知らせるアラーム出力工程とを有し、前記エッジ折込疵判定工程は、前記ロールチョックの実際の上下動に対応した時間ごとの電気信号と該電気信号を周波数解析したスペクトルとの双方を複合して、前記増幅した電気信号の異常を判定することを特徴とする。
【０００８】
図１は、本発明における鋼帯尾端のエッジ折込疵検出方法の実施形態を示すフロー図である。
まず、鋼帯を挟み込むピンチロールのロールチョックの上下動を検出して電気信号に変換する（Ｓ−１）。
ピンチロールのロールチョックの上下動を検出し、これを後述の方法で判定することによってエッジ折込疵を検出することができる。
本発明においては、ロールチョックの上下動の検出手段は問わないが、検出精度および汎用性の観点から、接触式の圧電素子を用いた振動計または変位計が好ましい。
次に、前記上下動を検出した電気信号を増幅することによって判定し易くする（Ｓ-２）。
【０００９】
次に、前記ロールチョックの実際の上下動に対応した時間ごとの電気信号と該電気信号を周波数解析したスペクトルとの双方を複合して、前記増幅した電気信号の異常を判定する（Ｓ-３）。
従来の検出方法は、ロールチョックの実際の上下動に対応した時間ごとの電気信号が閾値を超えた場合に折込疵発生と判定していたため、実際には折込疵が発生していない場合であっても折込疵発生と判定する過検出を生じる場合が多かったが、本発明においては、ロールチョックの実際の上下動に対応した時間ごとの電気信号と該電気信号を周波数解析したスペクトルとの双方を複合して、前記増幅した電気信号の異常を判定するのでこの過検出を著しく低減することができる。
本発明においては、ロールチョックの実際の上下動に対応した時間ごとの電気信号と該電気信号を周波数解析したスペクトルとの双方の複合方法は問わないが、以下の２つの方法のうちいずれかを用いることが好ましい。
【００１０】
第１の方法は、前記ロールチョックの実際の上下動に対応した時間ごとの電気信号に閾値を設け、該閾値を超えた時点で、予め設定した点数の電気信号を実時間で周波数解析したスペクトルピークが前記ピンチロールの固有振動数より低く、かつ、該スペクトルピークが閾値を超えたときに異常と判定する方法である。
本発明者等は、折込疵発生時のピンチロールの振動について種々の調査を行った結果、図４（a）に示すように、通常圧延時には、上ピンチロール３１は、両端を支持した状態の固有振動数で振動するが、図４（ｂ）に示すように、エッジ折込疵が発生した場合には、上ピンチロール３１の一方の端部が浮き上がった状態となり、片持ち支持に近い状態で振動するため通常圧延時の固有振動数より低い振動数となることを見出した。
そこで、予め設定した点数の電気信号を実時間で周波数解析したスペクトルピークが前記ピンチロールの固有振動数より低く(好ましくは固有振動数の７０〜９５％）、かつ、該スペクトルピークが閾値を超えたときに異常と判定することによって、エッジ折込疵の過検出を著しく低減することが判明した。
【００１１】
第２の方法は、前記ロールチョックの実際の上下動に対応した時間ごとの電気信号に閾値を設け、該閾値を超えている時間が設定された値より大きくなった時点、あるいは前記閾値を超える時間積分値が設定された値より大きくなった時点で、予め設定した点数の電気信号を実時間で周波数解析したスペクトルピークが前記ピンチロールの固有振動数より低く、かつ、該スペクトルピークが閾値を超えたときに異常と判定する方法である。
ロールチョックの実際の上下動に対応した時間ごとの電気信号に閾値を設けるだけでなく、閾値を超えている時間が設定された値より大きくなったこと、あるいは前記閾値を超える時間積分値が設定された値より大きくなったことを条件とすることによって、さらに過検出を低減することができる。
そして、前記判定結果によりエッジ折込疵が発生したと判定した場合（図１のYesの場合）、アラームを出力してオペレータに折込疵の発生を知らせる（Ｓ-４）。
【００１２】
図２は、本発明における鋼帯尾端のエッジ折込疵検出方法の実施形態を例示する側面図である。
図２において、鋼帯１の尾端が仕上最終スタンドを抜けるとそれまでかかっていた張力が開放され、ピンチロール３側に引かれ、操業条件によりピンチロール３前のサイドガイド２に鋼帯１が当たって折込が生じそれをピンチロール３で挟むことにより、エッジ折込疵が発生する。このエッジ折込疵が発生するとピンチロール３が上方向に持ちあがり大きな振動が生じ、その信号を信号増幅手段５によって増幅した後に周波数解析するとピンチロールの上下振動の固有振動から下方にずれた特定周波数にスペクトルピークが生じる。即ち時間領域で振動生信号に閾値を設け、エッジ折込疵判定手段６によって、この閾値を超え、かつ固有振動数に相当する特定周波数より低い周波数の位置にスペクトルピークが表れその大きさがある閾値を超えるか否かを判定することにより、エッジ折込疵を検出し、その発生をアラーム出力手段７にとりアラーム出力するものである。
【００１３】
折り込み疵検出の為には上下動検出手段４として、例えば接触式の圧電素子を用いた振動計または変位計を設置して、その振動異常データを検知するだけでは正確に折込疵を検出することができない。
即ち異常データの中には、ノイズ、過検信号が混在しており、それらの中からエッジ折込疵を判定する必要がある。その為には、前述のように異常振動は時間領域のみではなく周波数領域で、周波数によって判定する必要があるということであり、特定周波数範囲でのスペクトルピークの位置（周波数）と大きさで判定する必要がある。
【００１４】
本発明は、前述の特許文献１のように圧延長手方向の折込疵検知ではない。即ち発生位置は鋼帯尾端に特定されているので、折込疵の位置を検出するものではない。
また、折込疵を検出する為に、振動計を設けるが、折込疵検知の為に振動生信号を時間領域のみで判定しようと思えば、ノイズや鋼帯形状の乱れ、ピンチロールへの突っかけなどによる振動等により、過検が生じるが、振動生信号を周波数解析し、特定周波数領域のスペクトルピークの位置と大きさで判定するロジックを組み合わせることにより、この課題を解決するものである。また判定ロジックを上記の様にすることで振動計検出器の個数もピンチロールの左右（WS/DS）の2個と個数を削減でき、簡便な検出装置が実現できる。
【実施例】
【００１５】
図５および図６は、本発明の鋼帯尾端のエッジ折込疵検出方法の実施例を示す図であり、図５はエッジ折込疵がない場合、図６はエッジ折込疵がある場合を示す。
図５（ｂ）は、横軸に示す時間ごとのロールチョックの上下動（振幅）を表す電気信号（振動計のアナログ信号）を縦軸に示している。
振幅のピークは閾値とした３Ｖを超えて、Ｍａｘ４．４Ｖを示している。
図５（a）は、図５（ｂ）において振幅を表す電気信号が閾値である３Ｖを最初に超えた時点から１００ｍｓの間で５０００点のデータを取って周波数解析した結果、横軸に示す周波数ごとのスペクトルを示している。
図５（a）では、スペクトルピークはロールチョックの固有振動数に相当する７００Ｈｚの位置にあるので、折込疵が発生していないことを示している。
【００１６】
図６（ｂ）は、横軸に示す時間ごとのロールチョックの上下動（振幅）を表す電気信号（振動計のアナログ信号）を縦軸に示しており、振幅のピークは閾値とした３Ｖを超えて、Ｍａｘ４Ｖを示している。
図６（a）は、図６（ｂ）において振幅を表す電気信号が閾値である３Ｖを最初に超えた時点から１００ｍｓの間で５０００点のデータを取って周波数解析した結果、横軸に示す周波数ごとのスペクトルを示している。
図６（a）では、スペクトルピークはロールチョックの固有振動数に相当する７００Ｈｚより低い約５４０Ｈｚの位置にあり、かつ、そのピークが閾値とした-１５ｄＢを超えているので、折込疵が発生していることを示している。
本発明の鋼帯尾端のエッジ折込疵検出方法を実際の鋼帯の熱間圧延ラインに適用したところ、エッジ折込疵の見逃しはなかったうえ、従来のエッジ折込疵検出における過検出率１．６％を０．００６％まで低減することができたことから本発明の効果が確認された。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明における鋼帯尾端のエッジ折込疵検出方法の実施形態を示すフロー図である。
【図２】本発明における鋼帯尾端のエッジ折込疵検出方法の実施形態を例示する側面図である。
【図３】本発明における鋼帯尾端のエッジ折込疵検出方法の実施形態を例示する平面図である。
【図４】本発明における鋼帯尾端のエッジ折込疵検出方法の実施形態を例示する正面図である。
【図５】鋼帯尾端のエッジ折込疵検出方法の実施例を示す図である。
【図６】本発明における鋼帯尾端のエッジ折込疵検出方法の実施例を示す図である。
【符号の説明】
【００１８】
１  鋼帯
２、２´サイドガイド
３  ピンチロール
３１上ピンチロール
３２傾斜ピンチロール
４  上下動検出手段
５  信号増幅手段
６  エッジ折込疵判定手段
７  アラーム出力手段
ＤＣ  ダウンコイラー
【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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