JP2000334510A - 条鋼圧延設備における端尺処理制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 クロップシャーと分割シャーとの間隔、機械
設備の配置構成等に拘束されずに、様々な圧延設備にお
いて端尺処理を支障なく行う。 【解決手段】 圧延材料１０の先端がクロップシャー１
４近傍の位置を通過した時点以後のパルスジェネレータ
２０のパルスカウント値Ｐ_m(x)が、 Ｐ_all＝（Ｌ_all／α）×（１／Ｐ_im） に等しくなった時点でクロップシャー１４に切断指令を
送って圧延材料１０の後端の端尺を切断する。なお、Ｌ
_allは必要処理材全長、αは各シャー１４，１６の位置
における材長比、Ｐ_imはクロップシャー１４の位置にお
けるパルスの重みである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、連続ミルからな
る条鋼圧延設備において、冷却床に送る圧延材料の後端
クロップ（端尺）の切断処理をクロップシャーにより行
うための端尺処理制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】条鋼圧延設備において粗分割カット時の
最終材料を所定の粗分割長にする従来技術として、特開
平１０−５８５４号公報に記載された粗分割カット制御
装置が知られている。この制御装置は、連続ミルからな
る条鋼圧延設備内を移動する圧延材料を、分割シャー
（ディバイディングシャー）により所定の粗分割長にカ
ットする粗分割カット制御装置において、クロップシャ
ーの上流側に配置された圧延材料の送り長をパルス数と
して検出する送り長検出手段と、クロップシャーよりも
下流側に配置された最終スタンドより下流の分割シャー
による粗分割カットごとに前記パルス数を読み出す手段
と、この粗分割カットごとのパルス数と、分割シャーに
よる粗分割カット回数の設定値及び現在値とを用いて、
最終の粗分割カット以降の圧延材料が所定の粗分割長に
なるように後端カットパルス数を演算する演算手段とを
備え、前記送り長検出手段により検出されたパルス数が
前記後端カットパルス数に一致したときに前記クロップ
シャーに対するカット指令を発生させるように構成され
ている。

【０００３】図２は上記従来技術の構成図であり、圧延
材料１０はスタンド１１を通過した後、クロップシャー
１４によって先端をカットされ、次のスタンド１２，…
…，最終スタンド１３へと圧延されていき、分割シャー
１６により冷却床１７に収まる長さに複数回、粗分割カ
ットされる。この間の、先端カットからクロップシャー
１４による後端カットまでの一連の制御は次のように行
われる。

【０００４】（１）スタンド１１の出側にある材料検出
センサ１８により圧延材料１０の先端を検出し、その検
出信号の立ち上がりでパルスカウンタ２１のカウント値
をゼロプリセットする。ここで、スタンド１１の圧延ロ
ール駆動用モータ１９、パルスジェネレータ２０、パル
スカウンタ２１はスタンド１１からの圧延材料１０の送
り長をパルスとして検出する送り長検出手段を構成して
いる。

【０００５】（２）予め決められた先端カット長、材料
検出センサ１８とクロップシャー１４との間隔、クロッ
プシャー１４の起動指令が発せられてから実際にカット
動作するまでの時間（クロップシャー起動時間）に基づ
いて先端カットパルス数Ｐ_topを演算し、このパルス数
Ｐ_topを演算器２３から比較器２４に送る。比較器２４
では、パルスカウンタ２１によるカウント値がパルス数
Ｐ_topに等しくなったらクロップシャー１４にカット指
令を送って圧延材料１０の先端をカットする。

【０００６】（３）次に、圧延材料１０が各スタンド１
１〜１３を通って冷却床１７に送られ、分割シャー１６
により粗分割されるたびに、分割シャー１６からの粗分
割カット検出信号を用いてパルスカウンタ２１のカウン
ト値をレジスタ２２に記憶する。ここでは、１回目の粗
分割カット時のカウント値（パルス数）をＰ₁、２回目
のカウント値をＰ₂、……、ｍ回目のカウント値をＰ_mと
する。

【０００７】（４）粗分割カット回数の設定値をｎ、現
在値をｍとしたときの、冷却床１７上の（ｎ＋１）本目
の最終材料の後端に相当するパルス数（後端カットパル
ス数）Ｐを、クロップシャー起動時間を含めて数式１に
より演算する。

【０００８】

【数１】 Ｐ＝｛（ｎ＋１）（Ｐ_m−Ｐ₁）／（ｍ−１）｝＋Ｐ_top

【０００９】数式１において、（Ｐ_m−Ｐ₁）／（ｍ−
１）の項は分割シャー１６による一粗分割長の平均値に
相当するパルス数を意味しており、このパルス数に最終
材料が何本目であるかを示す数（ｎ＋１）を乗じて先端
カットパルス数Ｐ_topを加算することにより、最終材料
の後端カットパルス数Ｐを求める。

【００１０】（５）上記後端カットパルス数Ｐを比較器
２４に送り、パルスカウンタ２１のカウント値が後端カ
ットパルス数Ｐに等しくなったらクロップシャー１４に
カット指令を送って圧延材料１０の端尺をカットする。

【００１１】なお、圧延ロール径の誤差や圧延材料１０
の張力変動等により、最終材料の長さに若干の誤差が生
じる場合があるため、数式２によって補正パルス数ΔＰ
を演算し、この補正パルス数ΔＰを数式１の後端カット
パルス数Ｐに加算した（Ｐ＋ΔＰ）を比較器２４に送
り、パルスカウンタ２１のカウント値が（Ｐ＋ΔＰ）に
等しくなったらクロップシャー１４にカット指令を送っ
て圧延材料１０の端尺をカットしても良い。

【００１２】

【数２】 ΔＰ＝｛（Ｐ_m−Ｐ₁）／（ｍ−１）｝×（ΔＬ／Ｌ）

【００１３】以上のような構成によってクロップシャー
１４によるクロップ処理が可能になり、最終材料の長さ
を粗分割長Ｌにほぼ一致させることができる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来技術では、分割シャー１６から粗分割カット検出信号
がレジスタ２２に送られた際に、クロップシャー１４の
前に端尺処理分の圧延材料１０が十分に存在しているこ
とが前提となっている。つまり、分割シャー１６とクロ
ップシャー１４との間に最終材料が収まってしまう長さ
である場合には端尺処理を行うことができない。言い換
えれば、各シャーの間隔やスタンド等を含めた機械設備
の配置構成に制約があり、既存の設備に適用できない場
合も生じていた。そこで本発明は、これらの機械設備の
配置構成上の制約を受けず、最終材料の端尺を切断処理
することができる端尺処理制御装置を提供しようとする
ものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、上流側のクロップシャーと
圧延スタンドと下流側の分割シャーとを有し、上流側か
ら送られてきた圧延材料を前記分割シャーにより設定分
割長に切断する条鋼圧延設備において、クロップシャー
の上流側に配置されたスタンドからの圧延材料の送り長
をパルス数として検出する第１の送り長検出手段と、分
割シャーの上流側に配置された最終スタンドからの圧延
材料の送り長をパルス数として検出する第２の送り長検
出手段と、第１の送り長検出手段とクロップシャーとの
間に配置された第１の圧延材料検出手段と、クロップシ
ャーの下流側に配置された第２の圧延材料検出手段と、
第２の送り長検出手段と分割シャーとの間に配置された
第３の圧延材料検出手段と、分割シャーの下流側に配置
された第４の圧延材料検出手段とを備え、圧延材料の先
端がクロップシャー近傍の位置を通過した時点以後の第
１の送り長検出手段によるパルスカウント値Ｐ_m(x)が、 Ｐ_all＝（Ｌ_all／α）×（１／Ｐ_im） に等しくなった時点でクロップシャーに切断指令を送っ
て圧延材料の後端の端尺を切断するものである。ここ
で、 Ｌ_all：圧延後の必要処理材全長、 α：材長比＝Ｌ_f／Ｌ_m Ｌ_f：分割シャー位置における圧延材長 Ｌ_m：クロップシャー位置における圧延材長 Ｐ_im：クロップシャー位置における単位パルス当たりの
圧延材料の移動距離（送り長） である。

【００１６】請求項２記載の発明は、上記端尺処理制御
装置において、初回の材料についての前記材長比αを、
分割シャーより上流側のスタンドのロール周速度Ｖ
_fと、クロップシャーより上流側のスタンドのロール周
速度Ｖ_mとの比（Ｖ_f／Ｖ_m）から求めるものである。

【００１７】また、請求項３記載の発明は、上記端尺処
理制御装置において、前記必要処理材全長Ｌ_allが、ク
ロップシャーによる端尺切断長の補正量を有するもので
ある。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図に沿って本発明の実施形
態を説明する。図１は、この実施形態の機械構成と材料
及びパルスの読み出しタイミングの説明図である。な
お、図２と同一の構成要素には同一の参照符号を付して
ある。

【００１９】図１において、１０はビレットの状態から
圧延されて冷却床（図示せず）方向へ送られる圧延材
料、１１はクロップシャーの上流に配置されたスタン
ド、１２はクロップシャーの下流に配置されたスタン
ド、１３は分割シャーの上流に配置されたスタンド（最
終スタンド）、１４はクロップシャー（Ｆシャー）、１
６は分割シャー（Ｄシャー）、１８，２５，２６，２７
は第１〜第４の材料検出センサ、２０，２８はスタンド
１１，１３に対応して配置された第１、第２の送り長検
出手段としてのパルスジェネレータである。

【００２０】上記パルスジェネレータ２０，２８は各ス
タンド１１，１３に設けられた圧延ロール駆動用モータ
（図示せず）に連結されており、モータの速度制御用パ
ルスジェネレータを使用している。また、パルスジェネ
レータ２０，２８にはその出力パルス数を計数するパル
スカウンタが接続されているが、便宜上、その図示を省
略してある。

【００２１】なお、図示するように、材料検出センサ１
８からクロップシャー１４までの距離をＬ₁、クロップ
シャー１４から材料検出センサ２５までの距離をＬ₂、
材料検出センサ２６から分割シャー１６までの距離をＬ
₃、分割シャー１６から材料検出センサ２７までの距離
をＬ₄とする。

【００２２】以下、本実施形態の動作を説明する。 （１）まず始めに、端尺処理される最終材料よりも一つ
前の先行材料を用いて行う処理について述べる。なお、
以下の説明における丸数字（，，，……）は、図
１における丸数字に対応している。 先行材料の先端がクロップシャー１４の位置を通過し
た時点（クロップシャー１４により材料の先端を切断し
た場合は切断時点、切断しない場合は材料検出センサ１
８による先端検出時点）から、クロップシャー１４の上
流のスタンド１１のパルスジェネレータ２０がパルスの
カウントを開始する。このカウント値をＰ_m(x)とし、先
行材料の先端がクロップシャー１４の位置を通過した時
点のカウント値をＰ_m0とする。

【００２３】先行材料の先端が材料検出センサ２５の
位置を通過した時点でカウント値Ｐ_{m( x)}を読み出す。こ
の時のカウント値をＰ_m1とする。そして、下記の数式
３、数式４により、クロップシャー１４の位置において
換算したインクリメント値Ｐ_imを求める。この値Ｐ
_imは、パルスジェネレータ２０の検出パルスの重み（１
パルスあたりの先行材料の移動距離）を示している。

【００２４】

【数３】Ｐ_im＝（Ｌ₁＋Ｌ₂）／（Ｐ_m1−Ｐ_m0） （クロップシャー１４による材料先端の非切断時）

【００２５】

【数４】Ｐ_im＝Ｌ₂／（Ｐ_m1−Ｐ_m0） （クロップシャー１４による材料先端の切断時）

【００２６】先行材料の後端がクロップシャー１４の
位置を通過した時点（クロップシャー１４により材料の
後端を切断した場合は切断時点、切断しない場合は材料
検出センサ１８による後端検出時点）でカウント値Ｐ
_m(x)を読み出す。このときのカウント値をＰ_m2とする。

【００２７】先行材料の先端が材料検出センサ２６の
位置を通過した時点から、最終スタンド１３のパルスジ
ェネレータ２８がパルスのカウントを開始する。このカ
ウント値をＰ_f(x)とし、先行材料の先端が材料検出セン
サ２６の位置を通過した時点のカウント値をＰ_f0とす
る。

【００２８】分割シャー１６により、材料の先端を切
断した場合は切断時点、切断しない場合は、材料検出セ
ンサ２６による先端検出時点で、カウント値Ｐ_f(x)を読
み出す。このときのカウント値をＰ_f01とする。

【００２９】材料検出センサ２７が先行材料の先端を
検出した時点で、カウント値Ｐ_f(x)を読み出す。このと
きのカウント値をＰ_f1とする。そして、下記の数式５、
数式６により、分割シャー１６の位置において換算した
インクリメント値Ｐ_ifを求める。この値Ｐ_ifは、パルス
ジェネレータ２８の検出パルスの重み（１パルスあたり
の先行材料の移動距離）を示している。

【００３０】

【数５】Ｐ_if＝（Ｌ₃＋Ｌ₄）／（Ｐ_f1−Ｐ_f01） （分割シャー１６による材料先端の非切断時）

【００３１】

【数６】Ｐ_if＝Ｌ₄／（Ｐ_f1−Ｐ_f01） （分割シャー１６による材料先端の切断時）

【００３２】材料検出センサ２６が先行材料の後端を
検出した時点で、カウント値Ｐ_f(x)を読み出す。このと
きのカウント値をＰ_f2とする。

【００３３】上記の各測定データから、クロップシャー
１４の位置における圧延材長Ｌ_mと分割シャー１６の位
置における圧延材長Ｌ_fとを数式７、数式８により求
め、更に数式９によって両位置における材長比αを求め
る。

【００３４】

【数７】Ｌ_m＝（Ｐ_m2−Ｐ_m0）×Ｐ_im

【００３５】

【数８】Ｌ_f＝（Ｐ_f2−Ｐ_f0）×Ｐ_if

【００３６】

【数９】α＝Ｌ_f／Ｌ_m

【００３７】また、数式１０に示すように、上記の材長
比αとインクリメント値Ｐ_im及びクロップシャー１４の
上流側スタンド１１のパルスカウント値Ｐ_m(x)から、分
割シャー１６側の圧延後の材長Ｌ_mf(x)を求めることが
でき、この数式１０は数式１１のように書き換えること
ができる。

【００３８】

【数１０】Ｌ_mf(x)＝（α×Ｐ_im）×Ｐ_m(x)

【００３９】

【数１１】Ｐ_m(x)＝（Ｌ_mf(x)／α）×（１／Ｐ_im）

【００４０】（２）次に、端尺切断対象材料についての
処理を述べる。上記数式１１に基づき、予め先行材料に
関して求めた材長比α、前記インクリメント値Ｐ_im及び
圧延後の必要処理材全長Ｌ_allから、クロップシャー１
４側のパルスカウント値Ｐ_m(x)が数式１２のＰ_allに一
致した時点で端尺切断指令を送り、クロップシャー１４
によって最終材料の端尺を切断する。

【００４１】

【数１２】Ｐ_all＝（Ｌ_all／α）×（１／Ｐ_im）

【００４２】ここで、必要処理材全長Ｌ_allは設定値か
ら計算でき、下記の数式１３で与えられる。

【００４３】

【数１３】

【００４４】なお、数式１３における各値は以下の通り
である。 Ｌ_dcut,n：分割シャー１６による分割設定長（粗分割
長） Ｎ：分割シャー１６による分割切断回数 Ｌ_dtop：分割シャー１６により切断される先端のクロッ
プ長 Ｌ_dtail：分割シャー１６により切断される後端のクロ
ップ長 Ｌ_dadj：クロップシャー１４により切断される端尺長の
補正量

【００４５】例えば、１０ｍのビレットを圧延して分割
設定長１００ｍの材料を２本得たいような場合、Ｌ
_dcut,n＝１００，Ｎ＝１となり、Ｌ_allは１００×２＝
２００ｍにＬ_dtop，Ｌ_dtail，Ｌ_dadjを加えた長さとな
る。また、補正量Ｌ_dadjは、圧延ロール径の誤差や圧延
材料１０の張力変動等を考慮して、必要に応じ適宜決定
される。

【００４６】（３）なお、初回の材料については材長比
αが未定であるため、以下の処理によって材長比αを予
測する。すなわち、クロップシャー１４の上流側スタン
ド１１と分割シャー１６の上流側スタンド１３のロール
周速度比から材長比αを求める。マスフロー一定の法則
より、材料の断面積は材料速度つまりロール周速度に反
比例する。また、材長は断面積に反比例する為、結果的
に材長は材料速度に比例する。従って、材長比αは数式
１４により、ロール周速度比（Ｖ_f／Ｖ_m）から予測する
ことができる。

【００４７】

【数式１４】Ｓ_mＶ_m＝Ｓ_fＶ_f， Ｌ_mＳ_m＝Ｌ_fＳ_fより、 α＝Ｖ_f／Ｖ_m＝Ｓ_m／Ｓ_f＝Ｌ_f／Ｌ_m

【００４８】数式１４における各値は以下の通りであ
る。 Ｖ_f：分割シャー１６の上流側スタンド１３のロール周
速度 Ｖ_m：クロップシャー１４の上流側スタンド１１のロー
ル周速度 Ｓ_m：スタンド１１における材料の断面積 Ｓ_f：スタンド１３における材料の断面積

【００４９】

【発明の効果】従来の技術では、クロップシャーによる
端尺切断処理において、各シャーやスタンド等の機械設
備の配置構成に制約があるため、既存の設備に適用でき
ない場合もあった。しかしながら本発明では、前述の数
式１２に示したごとく、必要処理材全長、材長比、クロ
ップシャー位置における単位パルス当たりの移動距離
（パルスの重み）を用いて求めたパルスカウント値が実
際のカウント値に等しくなった時点で端尺を切断するよ
うにしたので、従来のような制約を受けずに、様々な配
置構成の機械設備に対しても適用することができる。実
際に本発明を適用した圧延設備において、安定操業状態
での切断精度は製品材長に対して、±０．２％以内（測
定時は、製品３６０ｍ（１２０ｍ×３本）に対して、合
計０．５ｍ未満の誤差）に収まっており、十分な効果を
検証できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の機械構成と圧延材料及びパ
ルスの読み出しタイミングの説明図である。

【図２】従来技術の説明図である。

【符号の説明】

１０ 圧延材料 １１，１２，１３ スタンド １４ クロップシャー（Ｆシャー） １６ 分割シャー（Ｄシャー） １８，２５，２６，２７ 材料検出センサ ２０，２８ パルスジェネレータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上田 秀寿 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 松本 宏治 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 木谷 昌史 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 矢入 久雄 東京都千代田区丸の内１丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 Ｆターム(参考） 4E024 FF10

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上流側のクロップシャーと圧延スタンド
   と下流側の分割シャーとを有し、上流側から送られてき
   た圧延材料を前記分割シャーにより設定分割長に切断す
   る条鋼圧延設備において、 クロップシャーの上流側に配置されたスタンドからの圧
   延材料の送り長をパルス数として検出する第１の送り長
   検出手段と、 分割シャーの上流側に配置された最終スタンドからの圧
   延材料の送り長をパルス数として検出する第２の送り長
   検出手段と、 第１の送り長検出手段とクロップシャーとの間に配置さ
   れた第１の圧延材料検出手段と、 クロップシャーの下流側に配置された第２の圧延材料検
   出手段と、 第２の送り長検出手段と分割シャーとの間に配置された
   第３の圧延材料検出手段と、 分割シャーの下流側に配置された第４の圧延材料検出手
   段と、 を備え、 圧延材料の先端がクロップシャー近傍の位置を通過した
   時点以後の第１の送り長検出手段によるパルスカウント
   値Ｐ_m(x)が、 Ｐ_all＝（Ｌ_all／α）×（１／Ｐ_im） に等しくなった時点でクロップシャーに切断指令を送っ
   て圧延材料の後端の端尺を切断することを特徴とする条
   鋼圧延設備における端尺処理制御装置。 （Ｌ_all：圧延後の必要処理材全長、 α：材長比＝Ｌ_f／Ｌ_m Ｌ_f：分割シャー位置における圧延材長 Ｌ_m：クロップシャー位置における圧延材長 Ｐ_im：クロップシャー位置における単位パルス当たりの
   圧延材料の移動距離）
2. 【請求項２】 請求項１記載の条鋼圧延設備における端
   尺処理制御装置において、 初回の材料についての前記材長比αを、分割シャーより
   上流側のスタンドのロール周速度Ｖ_fと、クロップシャ
   ーより上流側のスタンドのロール周速度Ｖ_mとの比（Ｖ_f
   ／Ｖ_m）から求めることを特徴とする条鋼圧延設備にお
   ける端尺処理制御装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の条鋼圧延設備に
   おける端尺処理制御装置において、 前記必要処理材全長Ｌ_allが、クロップシャーによる端
   尺切断長の補正量を有することを特徴とする条鋼圧延設
   備における端尺処理制御装置。