(57)【要約】  【課題】 棒状の圧延材を用いて連続圧延を行う場合であっても、圧延後において接合部を確実にトラッキングするための接合部トラッキング方法及びその装置を提供する。  【解決手段】 圧延開始後の圧延材後端が粗圧延機前の定点Ａを通過してから圧延終了後の定点Ｂを通過するまでの時間Ｔを予め非連続圧延によって確かめ、連続圧延の接合前の圧延材の後端が前記定点Ａを通過してから前記圧延材後端の接合部が前記定点Ｂに到達するまでの時間を時間Ｔを用いて予測することを特徴とする連続圧延の圧延材接合部トラッキング方法及び装置。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延開始後の圧延材後端が粗圧延機前の定点Ａを通過してから圧延終了後の定点Ｂを通過するまでの時間Ｔを予め非連続圧延によって確かめ、連続圧延の接合前の圧延材の後端が前記定点Ａを通過してから前記圧延材後端の接合部が前記定点Ｂに到達するまでの時間を時間Ｔを用いて予測することを特徴とする連続圧延の圧延材接合部トラッキング方法。
【請求項２】
圧延開始直前の圧延材先端が粗圧延機直前の定点Ｃを通過してから圧延終了後の定点Ｂを通過するまでの時間Ｔ’を予め確かめ、連続圧延の接合前の圧延材の後端が粗圧延機前の定点Ａを通過してから前記圧延材後端の接合部が前記定点Ｂに到達するまでの時間を、時間Ｔ’、定点Ａから定点Ｃまでの距離Ｌ１及び粗圧延直前の圧延材の速度Ｖ１を用いて予測することを特徴とする連続圧延の圧延材接合部トラッキング方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の連続圧延の圧延材接合部トラッキング方法に加え、前記圧延材後端の接合部が圧延終了後の定点Ｂを通過してから圧延終了後の定点Ｄに到達するまでの時間を、定点Ｂから定点Ｄまでの距離Ｌ２及び仕上圧延材搬送速度Ｖ２を用いて予測することにより、連続圧延の接合前の圧延材の後端が粗圧延機前の定点Ａを通過してから前記圧延材後端の接合部が前記定点Ｄに到達するまでの時間を予測することを特徴とする連続圧延の圧延材接合部トラッキング方法。
【請求項４】
前記定点Ｂは、仕上圧延後の接合部検出手段位置であり、前記接合部が定点Ｂに到達する時間を、請求項１乃至３に記載の連続圧延の圧延材接合部トラッキング方法を用いて予め予測し、該予測時間の前後の予め定めた時間幅の範囲内において、前記接合部検出手段において予め定めたしきい値以上の疵信号を得た位置を前記接合部と判断してトラッキングを修正することを特徴とする連続圧延の圧延材接合部トラッキング方法。
【請求項５】
圧延開始後の圧延材後端が粗圧延機前の定点Ａを通過する時刻を測定する手段と、前記圧延材後端が圧延終了後の定点Ｂを通過する時刻を測定する手段とを有し、更に、圧延材後端が定点Ａを通過してから定点Ｂを通過するまでの時間Ｔを予め非連続圧延によって確かめ、連続圧延の接合前の圧延材の後端が前記定点Ａを通過してから前記圧延材後端の接合部が前記定点Ｂに到達するまでの時間を時間Ｔを用いて予測する演算手段を有することを特徴とする連続圧延の圧延材接合部トラッキング装置。
【請求項６】
圧延開始直前の圧延材先端が粗圧延機直前の定点Ｃを通過する時刻を測定する手段と、圧延開始後の圧延材後端が粗圧延機前の定点Ａを通過する時刻を測定する手段と、前記圧延材先端が圧延終了後の定点Ｂを通過する時刻を測定する手段とを有し、更に、圧延材先端が粗圧延機直前の定点Ｃを通過してから圧延終了後の定点Ｂを通過するまでの時間Ｔ’を予め確かめ、連続圧延の接合前の圧延材の後端が粗圧延機前の定点Ａを通過してから前記圧延材後端の接合部が前記定点Ｂに到達するまでの時間を、時間Ｔ’、定点Ａから定点Ｃまでの距離Ｌ１及び粗圧延直前の圧延材の速度Ｖ１を用いて予測する演算手段を有することを特徴とする連続圧延の圧延材接合部トラッキング装置。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の連続圧延の圧延材接合部トラッキング装置に加え、前記圧延材後端の接合部が圧延終了後の定点Ｂを通過してから圧延終了後の定点Ｄに到達するまでの時間を、定点Ｂから定点Ｄまでの距離Ｌ２及び仕上圧延材搬送速度Ｖ２を用いて予測する演算手段を有し、連続圧延の接合前の圧延材の後端が粗圧延機前の定点Ａを通過してから前記圧延材後端の接合部が前記定点Ｄに到達するまでの時間を予測することを特徴とする連続圧延の圧延材接合部トラッキング装置。
【請求項８】
請求項５乃至７に記載の連続圧延の圧延材接合部トラッキング装置と、前記定点Ｂに接合部検出手段が設けられた接合部検出装置を有し、更に、仕上圧延後の前記接合部検出手段位置に接合部が到達する時間を、前記連続圧延の圧延材接合部トラッキング装置を用いて予め予測し、該予測時間の前後の予め定めた時間幅の範囲内において、前記接合部検出手段において予め定めたしきい値以上の疵信号を得た位置を接合部と判断してトラッキングを修正する演算手段を有することを特徴とする連続圧延の圧延材接合部トラッキング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属、特に鋼の連続圧延における圧延材の接合部検出方法、接合部トラッキング方法及びそれらの装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属、例えば鋼の熱間圧延においては、所定の長さを有する圧延材が各ストランドで個々に圧延されていた。この場合において、圧延材の先端と後端の部分は圧延時に張力がかかっていないため、寸法はずれが発生し、圧延材１本毎に先端と後端のトリミングを余儀なくされていた。また、仕上圧延後の圧延材は断面積が小さく、圧延速度も速いので、張力のかかっていない圧延材先端の通過は不安定であり、先端突っ掛けなどによるミスロールを起こしやすい状態にある。現在、線材の分野では圧延速度の高速化が進み、仕上圧延後の進行速度は毎秒１００ｍ以上に達している。また、線材を材料とする二次加工の工程省略のため、線材圧延後の製品の細径化も進んでおり、この高速化と細径化によってミスロールの発生確率は増大している。
【０００３】
圧延を開始した先行圧延材の後端と、加熱炉から抽出した後行圧延材の先端を順次接合し、エンドレスで圧延を実施する連続圧延法が知られている。この連続圧延法を採用すれば、従来の非連続圧延における圧延材先端と後端でのトリミングロス、及び圧延材先端のミスロールの発生が大幅に改善される。連続圧延においては、加熱炉の抽出端と圧延機との間に走行接合装置を配置し、走行接合装置は圧延を開始した先行材とともに走行し、先行材の後端と加熱炉から抽出した後行材の先端とを接合する。
【０００４】
先行材と後行材の接合方法としては、圧延材端面どうしを全面で接合可能なアプセット溶接法、フラッシュバット溶接法などの突き合わせ溶接法が用いられる。棒鋼や線材などをカリバー孔型をもったロールで三次元的に大きく変形させながら断面積を縮小し圧延するため、圧延時に接合部が分断することのないよう強固に接合しなければならず、これとあわせて、接合による歩留りロスも極力少なくする必要があるが、上記突き合わせ溶接法であればこれらの条件を満足することができる。中でも、フラッシュバット溶接法はフラッシュにより接合面を熔融接合させた後に加圧するので、ある程度の平坦が保たれていれば端面加工せずとも全面接合が可能である。従って、棒鋼・線材の圧延材料として用いられるような棒状の圧延材を接合する方法としては、フラッシュバット溶接法が最適である。フラッシュバット溶接においては、先行材と後行材をそれぞれ電極を兼ねたホルダーで把持し、次いで先行材後端と後行材先端とを接触させ、接触部に流れる電流によるジュール熱及び接触部が熔融・飛散後に発生するアーク熱を利用して突き合わせ溶接する。
【０００５】
連続圧延後において、圧延材の接合部は母材と比較して引張強さ、組織が異なる場合があり、このような圧延材非定常部は圧延後に除去する必要がある。そのためには、圧延後において圧延材の接合部を確実にトラッキングし、更により確実にトラッキングするためには実際の接合部を検出することが必須となる。
【０００６】
圧延材接合部のトラッキング方法としては、圧延材接合部周辺に少なくとも２つ以上の穴を長手方向に沿って開けておき、この穴の位置をトラッキングする方法（特許文献１）や、先行圧延材の後端と後行圧延材の先端との間に幅差を設けて接合し、その幅差部分をトラッキングする方法（特許文献２）や、接合圧延材の温度を継続して測定し、この測定結果と予め把握しておいた非定常部の温度偏差パターンとを照合することによって圧延材接合部を判断する方法（特許文献３）等が提案されている。
【０００７】
【特許文献１】特公平４−６９００４号公報
【特許文献２】特開平４−８９１３６号公報
【特許文献３】特開平７−２６５９２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
以上のような従来の接合部トラッキング方法は、板状の圧延材を圧延する冷間圧延あるいは熱間圧延の範囲では実施可能であるが、棒線の圧延にみられる棒状の圧延材を用いる場合は、圧延材に穴を開けることは容易でなく、幅差も変えることができない。また、接合部周辺の圧延材温度も、減面率の大きい棒線の圧延では圧延材の変形抵抗による発熱で母材との温度差が小さくなってしまい、接合部を明確に判別できない。
【０００９】
本発明は、棒状の圧延材を用いて連続圧延を行う場合であっても、圧延後において接合部を確実にトラッキングするための接合部トラッキング方法及び接合部トラッキング装置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】
【００１０】
即ち、本発明が要旨とするところは以下のとおりである。
【００１１】
その第１は、圧延開始後の圧延材後端が粗圧延機前の定点Ａを通過してから圧延終了後の定点Ｂを通過するまでの時間Ｔを予め非連続圧延によって確かめ、連続圧延の接合前の圧延材の後端が前記定点Ａを通過してから前記圧延材後端の接合部が前記定点Ｂに到達するまでの時間を時間Ｔを用いて予測することを特徴とする連続圧延の圧延材接合部トラッキング方法である。
また、圧延開始直前の圧延材先端が粗圧延機直前の定点Ｃを通過してから圧延終了後の定点Ｂを通過するまでの時間Ｔ’を予め確かめ、連続圧延の接合前の圧延材の後端が粗圧延機前の定点Ａを通過してから前記圧延材後端の接合部が前記定点Ｂに到達するまでの時間を、時間Ｔ’、定点Ａから定点Ｃまでの距離Ｌ１及び粗圧延直前の圧延材の速度Ｖ１を用いて予測することを特徴とする連続圧延の圧延材接合部トラッキング方法である。ここで、前記圧延材後端の接合部が圧延終了後の定点Ｂを通過してから圧延終了後の定点Ｄに到達するまでの時間を、定点Ｂから定点Ｄまでの距離Ｌ２及び仕上圧延材搬送速度Ｖ２を用いて予測することにより、連続圧延の接合前の圧延材の後端が粗圧延機前の定点Ａを通過してから前記圧延材後端の接合部が前記定点Ｄに到達するまでの時間を予測することができる。
【００１２】
圧延後に接合部の位置を把握して接合部切断除去等の手段を用いる上では、前記接合部を検出する手段を用いるほかに、圧延後の所定の位置に接合部が到着する時間を予想してトラッキングする方法を採用することが可能である。
【００１３】
圧延速度や圧延品種のような圧延条件が類似している場合、圧延材の所定の位置が、圧延機前の定点から圧延ライン下流の各点に到達するのに要する時間は、各々の圧延材によらずほぼ一定である。そこで、同一ロットの圧延最初の圧延材について、当該圧延機前の定点Ａから圧延ライン下流の定点Ｂに到達するのに要する時間を測定しておけば、後続圧延材の圧延を開始した後であって当該後続圧延材の後端を更に後続する圧延材と接合する前に、当該後続圧延材の後端が定点Ａを通過する時刻を計測し、その時刻から前記最初の圧延材と等しい時間経過後に当該後続圧延材後端の接合部が定点Ｂに到達すると予測することができる。
【００１４】
圧延最初の圧延材によって到達所要時間を計測する上で、当該最初の圧延材を連続圧延ではなく非連続圧延とすれば、当該最初の圧延材の後端が定点Ａを通過してから定点Ｂを通過するまでの時間Ｔを測定することによって上記目的を達成することができる。
【００１５】
また、粗圧延機の直前に定点Ｃを設定し、最初の圧延材の先端が定点Ｃを通過してから定点Ｂを通過するまでの時間Ｔ’を測定し、上記所定の演算を行うことにより、後続圧延材の後端が定点Ａを通過してから当該後続圧延材後端の接合部が定点Ｂに到達する時間を予測することができる。この方法によれば、最初の圧延材を連続圧延としても上記目的を達成することができる。更に、定点Ｂ（端部検出位置）と異なった位置に定点Ｄ（接合部切断位置）が存在する場合であっても、仕上圧延材搬送速度Ｖ２を用いることにより、上記所定の演算を行ってトラッキングを行うことができる。
【００１６】
その第２は、前記定点Ｂは、仕上圧延後の接合部検出手段位置であり、前記接合部が定点Ｂに到達する時間を、前記第１の発明の連続圧延の圧延材接合部トラッキング方法を用いて予め予測し、該予測時間の前後の予め定めた時間幅の範囲内において、前記接合部検出手段において予め定めたしきい値以上の疵信号を得た位置を前記接合部と判断してトラッキングを修正することを特徴とする連続圧延の圧延材接合部トラッキング方法である。
【００１７】
例えば接合部に人工疵を形成し、この人工疵を検出することで接合部を検出することができるが、接合部以外の部分に存在する疵を接合部と誤認識する可能性がある。一方、前記第１の発明のように先行する圧延材の圧延結果に基づいてトラッキングする方法では、圧延材毎の圧延ばらつきに基づいて予測位置にばらつきを生ずる可能性がある。本第２の発明は、前記第１の発明に接合部を検出手段で検出する手法を組合わせることにより、より正確に接合部をトラッキングする方法を提供するものである。
【００１８】
前記第１の発明に基づいて接合部が圧延後の定点Ｂに到達する時刻を予測する。その予測時間の前後に、圧延材毎の到達時間のばらつきを考慮して予め定めた時間幅の範囲を設定し、当該時間幅の範囲内において、定点Ｂに配置した接合部検出手段において予め定めたしきい値以上の疵信号が得られれば、その疵信号位置を接合部と認識することにより、第１の発明を単独で用いる場合に比較して精度の高いトラッキング情報を得ることができる。
【００１９】
その第３は、圧延開始後の圧延材後端が粗圧延機前の定点Ａを通過する時刻を測定する手段と、前記圧延材後端が圧延終了後の定点Ｂを通過する時刻を測定する手段とを有し、更に、圧延材後端が定点Ａを通過してから定点Ｂを通過するまでの時間Ｔを予め非連続圧延によって確かめ、連続圧延の接合前の圧延材の後端が前記定点Ａを通過してから前記圧延材後端の接合部が前記定点Ｂに到達するまでの時間を時間Ｔを用いて予測する演算手段を有することを特徴とする連続圧延の圧延材接合部トラッキング装置である。
また、圧延開始直前の圧延材先端が粗圧延機直前の定点Ｃを通過する時刻を測定する手段と、圧延開始後の圧延材後端が粗圧延機前の定点Ａを通過する時刻を測定する手段と、前記圧延材先端が圧延終了後の定点Ｂを通過する時刻を測定する手段とを有し、更に、圧延材先端が粗圧延機直前の定点Ｃを通過してから圧延終了後の定点Ｂを通過するまでの時間Ｔ’を予め確かめ、連続圧延の接合前の圧延材の後端が粗圧延機前の定点Ａを通過してから前記圧延材後端の接合部が前記定点Ｂに到達するまでの時間を、時間Ｔ’、定点Ａから定点Ｃまでの距離Ｌ１及び粗圧延直前の圧延材の速度Ｖ１を用いて予測する演算手段を有することを特徴とする連続圧延の圧延材接合部トラッキング装置である。
更に、前記圧延材後端の接合部が圧延終了後の定点Ｂを通過してから圧延終了後の定点Ｄに到達するまでの時間を、定点Ｂから定点Ｄまでの距離Ｌ２及び仕上圧延材搬送速度Ｖ２を用いて予測する演算手段を有し、連続圧延の接合前の圧延材の後端が粗圧延機前の定点Ａを通過してから前記圧延材後端の接合部が前記定点Ｄに到達するまでの時間を予測することができる。前記第１の圧延材接合部トラッキング方法を実施するための圧延材接合部トラッキング装置である。
【００２０】
その第４は、第３の発明の連続圧延の圧延材接合部トラッキング装置と、前記定点Ｂに接合部検出手段が設けられた接合部検出装置を有し、更に、仕上圧延後の前記接合部検出手段位置に接合部が到達する時間を、前記連続圧延の圧延材接合部トラッキング装置を用いて予め予測し、該予測時間の前後の予め定めた時間幅の範囲内において、前記接合部検出手段において予め定めたしきい値以上の疵信号を得た位置を接合部と判断してトラッキングを修正する演算手段を有することを特徴とする連続圧延の圧延材接合部トラッキング装置である。
【発明の効果】
【００２１】
連続圧延において本発明の接合部トラッキング方法及び接合部トラッキング装置を用いることにより、棒状の圧延材を用いて連続圧延を行う場合であっても、接合部を確実に検出・トラッキングし、圧延後において接合部を確実に除去することが可能になった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明を適用する圧延設備の全体図を、条鋼の線材圧延設備を例にとって図１に示す。加熱炉１から抽出された圧延材は、走間接合装置２によって順次接合される。走間接合装置２と粗圧延機４との間にバリ取り装置３が配置される。本設備の接合部検出手段１０は仕上圧延機６の後段に配置される。仕上圧延後の線材は、捲取装置２４、調整冷却設備７を経て集束装置８に導かれ、集束される。
【００２３】
本発明の定点Ａは走間接合装置２の接合開始位置付近に、定点Ｂは仕上圧延後の接合部検出手段１０付近の位置に、定点Ｃは粗圧延機４の直前に、定点Ｄは捲取装置２４付近、又は集束装置８に配置される。
【００２４】
本発明の連続圧延において、圧延材どうしを接合する方法としてはフラッシュバット溶接法が最も一般的に用いられる。フラッシュバット溶接は、接合時に突き合わせ端面が接触した場合に、その接触部に流れる電流によるジュール熱及び接触部が熔融・飛散後に発生するアーク熱を利用した突き合わせ溶接法である。突き合わせの結果、接合後において接合面に図２に示すようなバリ１３が形成される。また、飛散したフラッシュが接合部付近の圧延材表面に付着して飛沫付着物１４を形成する。
【００２５】
バリ１３のうち、バリ先端部は、圧延において圧延材から剥離する可能性がある。圧延中に圧延材から剥離して接合部以外の母材に付着すると、母材表面に噛み込んで表面欠陥となる。このため、バリ先端部はバリ取り装置によって除去する必要がある。一方、バリの根元部は圧延によっても圧延材から剥離しない。そして、該根元部は圧延によって図３に示すように圧延材に折り込まれ、折り込み疵１５となる。このような折り込み疵は、圧延設備に設置される通常の疵検出手段、例えば渦流探傷機や超音波探傷機によって容易に検出することができる。従って、バリ先端部のみをバリ取り装置で除去し、バリの根元部は除去しないことにより、有害な疵を発生させずに圧延後において接合部を検出することが可能になる。
【００２６】
また、飛散したフラッシュが圧延材表面に付着した飛沫付着物１４については、付着したままで圧延を行うと圧延中に剥離して接合部以外の母材に付着し、噛み込み欠陥となる原因となる。従って、バリ部を残存させる本発明においても、飛沫付着物１４はバリ取り装置によって除去することが重要である。
【００２７】
本例において、バリ取り後のバリの高さとして圧延材の厚さの５％以上の高さを残存させることにより、折り込み疵を形成して圧延後の検出手段で検出を行うことが可能である。一方、接合後のバリ表面の飛沫付着物１４を残存させると、飛沫付着物が圧延中に剥離して母材に欠陥を発生させる原因となる。
【００２８】
バイトの刃を圧延材に押し付けるに際して弾性的な支持機構によって押し付け、バイトの刃が圧延材から反力を受けると該反力の大きさに応じて圧延材からの距離が離れる構造とすることができる。このような弾性的な支持機構とすることにより、バリの盛り上がり部以外の圧延材表面に付着した飛沫付着物１４は確実にバイトの刃によって除去し、バリの盛り上がり部においてはバリによる反力でバイトの刃が後退してバリの根元部を残してバリを除去することが可能になる。バイトの刃の支持機構のばね常数は、バリの残存高さを上記適正範囲内におさめるよう実験に基づいて決定することができる。
【００２９】
例えば圧延材の接合部に人工疵を形成し、この人工疵を選出して接合部を検出するための接合部検出方法及び装置の他の例について説明する。フラッシュバット溶接においては、十分な押し付け力で圧延材を圧接することによって接合面全面にわたって十分な接合力を有する健全な接合を行うことができる。一方、押し付け力を減少していくと、接合面の一部に接合が不十分な部位が発生する。接合面全体に占める接合不十分な面の面積率が小さければ、圧延中に接合部が破断するトラブルが発生することはない。そして、接合が不十分な部位はその後の圧延によっても疵が残存し、圧延後の疵検出手段で検出することが可能である。疵検出手段としては前記の場合と同様の手段を用いることができる。
【００３０】
鋼ビレットを圧延材として圧延する場合を例に取ると、接合面全体に占める接合不十分な面の面積率が２０％以下であれば、圧延において接合面が破断するトラブルが発生することはない。一方、該面積率が２％未満であると、圧延後に残存する疵が小さすぎ、前記疵検出手段で検出が困難になる場合がある。
【００３１】
フラッシュバット溶接の押し付け力が小さくなるほど、接合不十分な面の面積率が大きくなる。従って、該押し付け力の適正範囲については、接合不十分な面の面積率を上記適正範囲におさめるように実験によって定めることができる。鋼ビレットを圧延材として圧延する場合においては、適正範囲は２〜３ｋｇ／ｍｍ2 であった。
【００３２】
第１及び第３の発明の圧延材接合部トラッキング方法及び装置について説明する。粗圧延機前の定点Ａについては、定点Ａから粗圧延機４入口までの距離を圧延材１１の長さよりも短くとることにより、定点Ａを圧延材１１後端１６が通過するときは既に当該圧延材１１先端１７は粗圧延機に噛み込まれた状態となる（図４（ａ）参照）。一方、該定点Ａを走間接合装置２の接合開始位置よりも加熱炉１側とすることにより、圧延材１１後端１６が定点Ａを通過するときにはまだ後続材との接合は行われておらず、定点Ａを圧延材後端が通過する時刻を圧延材検出装置９により測定することができる。
【００３３】
圧延終了後の定点Ｂにおいて、圧延材１１後端１６が通過する時刻（図４（ｂ）参照）を測定することにより、当該圧延材１１の後端１６が定点Ａを通過してから定点Ｂを通過するまでの時間Ｔを測定することができる。ただし、当該圧延材の後端を後続圧延材の先端と接合してしまうと、定点Ｂにおいて後端通過時刻を測定することができない。従って、時間Ｔを測定するための圧延材１１の圧延は、連続圧延ではなく非連続圧延によって行わなければならない。
【００３４】
このようにして先頭圧延材の時間Ｔが測定できれば、同一の圧延条件を採用する後続圧延材についても、所定の箇所（この場合は接合部）が定点Ａを通過してから定点Ｂに到達するまでの時間も前記時間Ｔであるものと予測することができる。即ち、圧延を開始した圧延材の後端が定点Ａを通過した時刻を測定し、その時刻から時間Ｔ経過後に、当該圧延材の後端（さらにその後続材と接合された接合部）が定点Ｂに到達するものと予測して接合部のトラッキングを行うことができる。
【００３５】
圧延開始前に圧延材を加熱炉から圧延機まで搬送する速度は、圧延材毎に変り得る。圧延材が定点Ａを通過してからも該変動を受ける搬送速度で移動すると、定点Ａから定点Ｂまでの所要時間は圧延材の搬送速度の影響を受けて変動してしまう。そのため、最良の実施の形態において、定点Ａは圧延機入口から圧延材の長さよりも短い距離の位置に配置する。定点Ａに圧延材の後端が到達した時点ではその圧延材はすでに圧延を開始しているので、圧延前の搬送速度の変動の影響を受けることがない。もちろん、圧延前の圧延材の搬送速度を圧延機初段の圧延速度と等しく保持しておけば、定点Ａが圧延機から圧延材の長さ以上の距離離れていてもかまわない。
【００３６】
先頭圧延材の後端１６を用いてトラッキング情報を得ようとすると、上記のように先頭圧延材を非連続圧延とする必要が生じる。一方、先頭圧延材の先端１７を用いてトラッキング情報を得ることとすれば、先頭圧延材を連続圧延としてもトラッキング情報を得ることができる。この場合、先頭圧延材の先端が圧延前の定点を通過してから圧延機に噛み込むまでの間の搬送速度は圧延材毎に変動し得る。従って、上記のように接合開始位置よりも手前の定点Ａを用いたのでは、先頭圧延材の搬送速度の影響を受けて正確なトラッキング情報が得られない可能性がある。そこで、先頭圧延材の先端を用いてトラッキング情報を得る場合は、この搬送速度の変動の影響を最小限にするため、粗圧延機直前に定点Ｃを設け、先頭圧延材の先端が定点Ｃを通過してから圧延終了後の定点Ｂを通過するまでの時間Ｔ’を測定することによってトラッキング情報を得る。
【００３７】
一方、連続圧延２本目以降の接合部のトラッキングのためには、接合前の圧延材１１の後端１６が所定の定点を通過する時刻を測定する必要がある。粗圧延機直前の定点Ｃでは既に接合が完了しているので該後端が定点Ｃを通過する時刻を測定することができない。従って、やはり圧延材の後端がまだ接合されていない定点Ａを通過する時刻を測定することになる。所定の位置（接合部）が定点Ａを通過してから定点Ｂを通過するまでの時間は、上記測定した時間Ｔ’を修正して求めることができる。粗圧延直前の圧延材の速度Ｖ１は圧延条件が一定であれば一定に定まるので、この速度Ｖ１を用い、定点Ａから定点Ｃまでの距離Ｌ１にＶ１を掛け合わせた数字を上記時間Ｔ’に加えれば、接合部が定点Ａを通過してから定点Ｂを通過するまでの予測所要時間を得ることができる。
【００３８】
以上のトラッキング方法によって、圧延終了後の定点Ｂを接合部１２が通過する時刻を予測することが可能になる。定点Ｂは先頭圧延材の後端あるいは先端が通過する時刻を測定するための位置であり、接合部検出手段を備えた位置であるが、実際に接合部が通過する時刻を予測したい場所は、定点Ｂとは別の位置である接合部検出後の定点Ｄに配置された接合部マーキング手段あるいは接合部切断手段においてである。圧延材の所定の位置（接合部）が定点Ｂを通過してから定点Ｄを通過するまでの所要時間は、定点Ｂから定点Ｄまでの距離Ｌ２及び仕上圧延材搬送速度Ｖ２を用いて、Ｌ２×Ｖ２として求めることができる。この手段を用いれば、連続圧延の接合前の圧延材の後端が粗圧延機前の定点Ａを通過してから前記圧延材後端の接合部が前記定点Ｄに到達するまでの時間を予測することができる。
【００３９】
第２及び第４の発明の圧延材接合部トラッキング方法及び装置について説明する。図６を用いて本発明を説明する。図６は、本発明の接合部検出手段の検出信号の時間変化を表す図である。検出信号として、接合部に付加した人工疵に基づく接合部検出信号２１及びその他の自然疵に基づく自然疵検出信号２２が検出される。ここでは、前記第１及び第３の発明のトラッキング方法・装置によって予測した接合部到達予測時刻１８の前後に時間幅２０を設け、当該時間幅２０の範囲内に接合部１２が到着すると予測する。そして、この時間幅２０の範囲において、予め定めたしきい値２３以上の検出信号が得られれば、その信号を得た時刻を接合部検出時刻１９と認識してトラッキングを修正する。
【００４０】
当該時間幅２０の範囲内の検出信号であっても、前記しきい値２３以下の信号は自然疵であると認識する。また前記しきい値２３以上の信号であっても、前記時間幅２０の範囲外の時間に検出したものであれば、やはり自然疵であると認識する。
【００４１】
誤って自然疵を接合部であるとする誤認識を避けるためには、信号を検出する前記時間幅２０は短いほどよい。一方、トラッキングによる接合部到達予測時刻と実際の到達時刻との差が大きい場合、前記時間幅２０を短くしすぎると、実際の接合部が時間幅の範囲外となってしまい、接合部を認識できない場合が生ずる。従って、時間幅２０についてはトラッキング予測時刻と実際の到達時刻とのばらつきを考慮して最適な時間幅を定めるのが望ましい。また、検出信号のしきい値２３についても、接合部の人工疵による接合部検出信号２１と自然疵検出信号２２とを実際に比較し、接合部検出不良の発生と誤検出の発生を最少にする最適値を定めるのが望ましい。
【００４２】
接合部が検出手段に到達する接合部到達予測時刻１８としては、連続圧延最初の接合部については第２の発明の方法の結果を用いるが、連続圧延２箇所目以降の接合部については、先行する圧延材の接合部について行ったトラッキング結果を用いることができる。これにより、圧延条件が圧延の進行とともに徐々に変動していくような場合であっても、その変動を的確にとらえて修正しつつ接合部のトラッキングを行うことが可能になる。
【実施例】
【００４３】
鋼線材の連続圧延において本発明を実施した。圧延材１１としては１２２ｍｍ角×１８ｍ長さのビレットを用いた。加熱炉１と粗圧延機４との間に走間接合装置２を配置し、さらに走間接合装置２と粗圧延機４との間にバリ取り装置３を配置する。粗圧延機４、中間圧延機５、仕上圧延機６を経て線材に加工し、捲取装置２４、調整冷却設備７を経て集束装置８に送られる。仕上圧延機６の後ろに接合部検出手段１０を配置する。
【００４４】
加熱炉１から抽出された圧延材１１の端面の接合にはフラッシュバット溶接を用いた。接合する２本のビレットを電極を兼ねる把持装置で把持し、その後フラッシュバット溶接を行う。電極間の短絡電流を５〜１０Ａ／ｍｍ2 、電極間の無負荷電圧を５〜３０Ｖ、プラテン移動速度を１〜５ｍｍ／ｓｅｃとする条件を採用した。健全な接合部を得る場合は、接合面圧を４ｋｇ／ｍｍ2 以上とする。
【００４５】
仕上圧延機６の後の接合部検出手段１０には熱間渦流探傷機を用いた。
【００４６】
定点Ａは走間接合装置２の接合開始位置よりも加熱炉１側、粗圧延機４入口から１２ｍの位置とする。定点Ａには圧延材の有無を光学的に検出する手段９を有する。定点Ｃは粗圧延機４入口から３ｍ手前に配置し、やはり圧延材の有無を光学的に検出する手段を有する。定点Ｂは仕上圧延機の後ろの接合部検出手段１０と同じ位置に配置し、定点Ｂを通過中の線材の有無を光学的に検出する手段を有する。定点Ｄは集束装置８と同じ位置とし、圧延材の接合部端部をカットし接合部を除去する手段を有する。
【００４７】
バリ取り装置３は、バイトの刃を圧延材に沿うように配置し、圧延材が圧延とともに移動することによってバイトの刃がバリを切削しバリを除去する。
【００４８】
フラッシュバット溶接の接合面圧を５ｋｇ／ｍｍ2 とし、健全な接合部を形成した。このとき、接合部１２に生成するバリ１３は高さが１４ｍｍ程度となる。また、接合部１２付近の表面にはフラッシュによる飛沫付着物１４が付着している。バリ取りにおいて、バリを高さ１０ｍｍまで残して除去した。同時に飛沫付着物１４はすべて除去した。バイトの刃を圧延材に押し付ける押し付け力をバイトの刃単位長さ当たりで３ｋｇ／ｍｍとすることにより、目的とするバリ除去を行うことができた。
【００４９】
上記のようにバリを一部残存させて除去した後に圧延を行い、圧延後の接合部検出手段１０によって接合部の検出を行った。残存させたバリは圧延によって折り込み疵１５となり、接合部検出手段１０によって検出を行うことができた。ただし、圧延材の母材部に大きな自然疵が発生した場合には、その自然疵を接合部であると誤認識することがあった。
【００５０】
また、フラッシュバット溶接の接合面圧を２．５ｋｇ／ｍｍ2 とし、接合部に欠陥を生じさせて接合を行った。接合面全体に占める接合不十分な面の面積率をＸ線透過法を用いて測定したところ、当該面積率は４％程度であった。このように接合部に欠陥を持たせて圧延を行ったところ、接合部が破断するトラブルは全く発生せず、圧延後の接合部検出手段１０によって接合部の検出を行うことができた。圧延材の母材部に大きな自然疵が発生した場合には、その自然疵を接合部であると誤認識することがあったのは、上記発明と同様であった。
【００５１】
第１の発明で時間Ｔを測定し、その時間を用いて接合部のトラッキングを行った。１回の連続圧延において時間Ｔに基づく予測時間と実際に接合部が定点Ｂに到着した時間との差のばらつきを評価したところ、標準偏差（σ）＝０．２５秒のばらつきで予測を行うことができた。
【００５２】
同じく第１の発明で時間Ｔ’を測定し、その時間を用いて接合部のトラッキングを行った。予測時間とのばらつきは標準偏差（σ）＝０．５秒であった。
【００５３】
第２の発明については、接合部検出方法として前記バリ残し法を用いた。また、連続圧延の最初の接合部到着予測時間のトラッキングには前記第１の発明の時間Ｔを測定する手段を用い、連続圧延の２番目以降の接合部のトラッキングのための接合部到着予測時間のトラッキングについては、前記第２の発明で修正したトラッキング結果及び、直前の接合部について仕上圧延後の接合部検出手段位置に接合部が到達する時間を、先行する圧延材の接合部について行ったトラッキング結果を用いて予め予測し、該予測時間の前後の予め定めた時間幅の範囲内において、前記接合部検出方法の接合部検出手段において予め定めたしきい値以上の疵信号を得た位置を接合部と判断してトラッキングを修正したトラッキング結果を用いた。予測時間の前後に設定する時間幅としては、片側で１．５秒を採用した。しきい値としては、接合部の人工疵の検出信号高さ平均値の６０％高さの値を採用した。
【００５４】
このような条件で本発明を実施した結果、接合部を確実に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明を用いる圧延設備の全体図である。
【図２】圧延材接合後のバリの発生状況を示す断面図である。
【図３】バリを圧延した後の折り込み疵を示す部分断面図である。
【図４】本発明のトラッキング方法で時間Ｔを測定する状況を説明する図であり、（ａ）は圧延材後端が定点Ａを通過する時期、（ｂ）は圧延材後端が定点Ｂを通過する時期を示す。
【図５】本発明のトラッキング方法で時間Ｔ’を測定する状況を説明する図であり、（ａ）は圧延材先端が定点Ｃを通過する時期、（ｂ）は圧延材先端が定点Ｂを通過する時期を示す。
【図６】本発明のトラッキング方法で疵検出信号に基づいてトラッキングを修正する状況を示す図である。
【符号の説明】
【００５６】
１  加熱炉
２  走間接合装置
３  バリ取り装置
４  粗圧延機
５  中間圧延機
６  仕上圧延機
７  調整冷却設備
８  集束装置
９  圧延材検出装置
１０  接合部検出手段兼圧延材検出装置
１１  圧延材
１２  接合部
１３  バリ
１４  飛沫付着物
１５  折り込み疵
１６  後端
１７  先端
１８  接合部到達予測時刻
１９  実際の接合部検出時刻
２０  時間幅
２１  接合部検出信号
２２  自然疵検出信号
２３  しきい値
２４  捲取装置
【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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