JP2012206132A - 圧延方法および圧延機 - Google Patents
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Abstract
【課題】従来のやり方では発生を抑制できないような表面傷についてその発生を確実に抑制ないし防止する。
【解決手段】本発明の圧延方法は、圧延材Wを圧延する圧延ロール2と、この圧延ロール2の下流側に配備されて圧延材Wを巻き取る巻取ロール3と、圧延ロール2で圧延された圧延材Wの送出方向を変更して巻取ロール3に案内するデフレクタロール5と、を有する圧延機1を用いて圧延するに際し、巻取ロール3に巻き付けられた圧延材Wに発生している表面傷Hの発生状態を検出し、検出された表面傷Hの発生状態に基づいて、デフレクタロール5の一端を他端に対してデフレクタロール5の軸心と垂直な方向に移動することにより、表面傷Hの発生を抑制することを特徴とする。
【選択図】図2
【解決手段】本発明の圧延方法は、圧延材Wを圧延する圧延ロール2と、この圧延ロール2の下流側に配備されて圧延材Wを巻き取る巻取ロール3と、圧延ロール2で圧延された圧延材Wの送出方向を変更して巻取ロール3に案内するデフレクタロール5と、を有する圧延機1を用いて圧延するに際し、巻取ロール3に巻き付けられた圧延材Wに発生している表面傷Hの発生状態を検出し、検出された表面傷Hの発生状態に基づいて、デフレクタロール5の一端を他端に対してデフレクタロール5の軸心と垂直な方向に移動することにより、表面傷Hの発生を抑制することを特徴とする。
【選択図】図2
Description
本発明は、金属の薄板の圧延に関し、表面傷の発生を防止しつつ圧延する圧延技術に関するものである。
一般に、金属の薄板などの圧延材を冷間圧延する圧延機は、水平方向に移動する圧延材を圧延可能な圧延ロールを備えていて、この圧延ロールの上流側に配備されたペイオフリール(巻出ロール)から巻き出された圧延材を圧延ロールで圧延し、圧延された圧延材を圧延ロールの下流側に配備されたテンションリール(巻取ロール)で巻き取る構造となっている。さらに、ペイオフリールから巻き出された圧延材を圧延ロールに水平に案内する際や圧延ロールから水平に送り出された圧延材をテンションリールに案内する際には、圧延材の送出角度を変更するデフレクタロールが用いられる。
ところで、上述したような圧延機で圧延された圧延材には、圧延材の表面に表面傷と呼ばれる製品欠陥が発生することがある。この表面傷は、さまざまな理由によって発生するものであり、複数の種類があることが知られている。
例えば、特許文献1には、圧延ロールでの圧延速度とデフレクタロールでの圧延速度とが同調しなくなった場合に発生する表面傷を抑制する技術が開示されている。この特許文献1では、圧延ロールとデフレクタロールとにそれぞれのロールの回転速度を計測するパルスジェネレータを設けておき、両ロールを通過する際の周速度の差、言い換えれば圧延速度の速度差から表面傷の発生を検知している。そして、表面傷の発生が検知された場合にデフレクタロールに対する圧延材の巻き付け角度(デフレクタロールの高さレベル)を調整することにより、表面傷を抑制する構成となっている。
例えば、特許文献1には、圧延ロールでの圧延速度とデフレクタロールでの圧延速度とが同調しなくなった場合に発生する表面傷を抑制する技術が開示されている。この特許文献1では、圧延ロールとデフレクタロールとにそれぞれのロールの回転速度を計測するパルスジェネレータを設けておき、両ロールを通過する際の周速度の差、言い換えれば圧延速度の速度差から表面傷の発生を検知している。そして、表面傷の発生が検知された場合にデフレクタロールに対する圧延材の巻き付け角度(デフレクタロールの高さレベル)を調整することにより、表面傷を抑制する構成となっている。
一方、表面傷には、上述するものだけでなく、圧延材が蛇行するなどして、圧延方向と垂直な方向に圧延材がずれたときに圧延材がロールの表面に擦れて発生するもの(スリップ傷など)も知られている。
例えば、特許文献2には、圧延ロールの入側(上流側)と出側(下流側)とに位置する圧延材の張力を計測可能とされた圧延機が開示されている。この圧延機では、圧延ロールのワークサイド側とドライブサイド側との双方に対して入側及び出側の張力を求め、入側及び出側の張力偏差に基づいて圧延ロールの圧下位置(圧延ロールのワークサイド側及びドライブサイド側の高さ)を調整することで、圧延材の蛇行を抑制できるようになっている。この圧延機では、圧延ロールを通過する圧延材の蛇行が防止されるため、この蛇行に伴って発生するような表面傷、言い換えれば圧延方向と垂直な方向に圧延材がずれたときに発生するような表面傷を防止することができるとされている。
例えば、特許文献2には、圧延ロールの入側(上流側)と出側(下流側)とに位置する圧延材の張力を計測可能とされた圧延機が開示されている。この圧延機では、圧延ロールのワークサイド側とドライブサイド側との双方に対して入側及び出側の張力を求め、入側及び出側の張力偏差に基づいて圧延ロールの圧下位置(圧延ロールのワークサイド側及びドライブサイド側の高さ)を調整することで、圧延材の蛇行を抑制できるようになっている。この圧延機では、圧延ロールを通過する圧延材の蛇行が防止されるため、この蛇行に伴って発生するような表面傷、言い換えれば圧延方向と垂直な方向に圧延材がずれたときに発生するような表面傷を防止することができるとされている。
ところで、特許文献1のように圧延ロールやデフレクタロールの周速度を適正なものに制御したとしても、蛇行に起因するような表面傷を抑制することは難しい。その際には、上述した周速度の調整に加えて特許文献2のように圧延材に加わる張力のバランスを幅方向に調整し、圧延材の蛇行に起因する表面傷をさらに抑制することが考えられる。
ところが、表面傷の発生原因は、上述したようなロールの周速度差や圧延材の蛇行だけに限られているというわけでなく、周速度を適正なものとしたり、蛇行を抑制したりしても、何らかの原因で表面傷が圧延材に発生することがわかっている。つまり、特許文献1や特許文献2に示すような対策だけでは、表面傷の発生を完全に抑制することはできない。
ところが、表面傷の発生原因は、上述したようなロールの周速度差や圧延材の蛇行だけに限られているというわけでなく、周速度を適正なものとしたり、蛇行を抑制したりしても、何らかの原因で表面傷が圧延材に発生することがわかっている。つまり、特許文献1や特許文献2に示すような対策だけでは、表面傷の発生を完全に抑制することはできない。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、圧延ロール及びデフレクタロールを通過する際の圧延材の周速度差の調整や圧延材に加わる張力の調整では発生を抑制できないような表面傷についても、その発生を抑制ないし防止することが可能になる圧延方法及び圧延機を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明の圧延方法は以下の技術的手段を講じている。
即ち、本発明の圧延方法は、圧延材を圧延する圧延ロールと、この圧延ロールの下流側に配備されて圧延材を巻き取る巻取ロールと、前記圧延ロールで圧延された圧延材の送出方向を変更して巻取ロールに案内するデフレクタロールと、を有する圧延機を用いて圧延するに際し、前記巻取ロールに巻き付けられた圧延材に発生している表面傷の発生状態を検出し、検出された表面傷の発生状態に基づいて、前記デフレクタロールの一端を他端に対して当該デフレクタロールの軸心と垂直な方向に移動することにより、前記表面傷の発生を抑制することを特徴とするものである。
即ち、本発明の圧延方法は、圧延材を圧延する圧延ロールと、この圧延ロールの下流側に配備されて圧延材を巻き取る巻取ロールと、前記圧延ロールで圧延された圧延材の送出方向を変更して巻取ロールに案内するデフレクタロールと、を有する圧延機を用いて圧延するに際し、前記巻取ロールに巻き付けられた圧延材に発生している表面傷の発生状態を検出し、検出された表面傷の発生状態に基づいて、前記デフレクタロールの一端を他端に対して当該デフレクタロールの軸心と垂直な方向に移動することにより、前記表面傷の発生を抑制することを特徴とするものである。
なお、前記表面傷の発生状態として、当該表面傷の幅寸法及び表面傷を構成する条痕の傾斜方向を採用しているのが好ましい。
また、前記デフレクタロールの一端を上方に動かすと共に他端を下方に向けて移動させるのが好ましい。
さらに、前記デフレクタロールの一端を水平方向の上流側に動かすと共に、他端を水平方向の下流側に向けて移動させるのが好ましい。
また、前記デフレクタロールの一端を上方に動かすと共に他端を下方に向けて移動させるのが好ましい。
さらに、前記デフレクタロールの一端を水平方向の上流側に動かすと共に、他端を水平方向の下流側に向けて移動させるのが好ましい。
一方、本発明の圧延機は、圧延材を圧延する圧延ロールと、この圧延ロールの下流側に配備されて圧延材を巻き取る巻取ロールと、前記圧延ロールで圧延された圧延材の送出方向を変更して巻取ロールに案内するデフレクタロールと、を有する圧延機であって、前記デフレクタロールの両端には、それぞれのロール端を当該デフレクタロールの軸心と垂直な方向に移動させるロール移動部が設けられており、前記巻取ロールには、当該巻取ロールに巻き付けられた圧延材に発生する表面傷の発生状態を検出する傷検出部が設けられており、前記ロール移動部は、前記傷検出部で検出された表面傷の発生状態に基づいて、前記デフレクタロールの一端を他端に対して当該デフレクタロールの軸心と垂直な方向に移動する構成とされていることを特徴とするものである。
前記ロール移動部は、傷検出部で検出された表面傷の幅寸法及び表面傷を構成する条痕の傾斜方向に基づいて、デフレクタロールを移動する構成とされているのが好ましい。
本発明の圧延方法及び圧延機によれば、圧延ロール及びデフレクタロールを通過する際の圧延材の周速度差の調整や圧延材に加わる張力の調整では発生を抑制できないような表面傷についても、その発生を抑制ないし防止することが可能になる。
以下、本発明に係る圧延機1の実施形態を、図面に基づき詳しく説明する。
図1に示すように、本発明の圧延機1は、アルミ、ステンレスや鋼などからなる薄肉の圧延材Wを冷間圧延する際などに用いられるものであり、水平方向に架け渡された圧延材Wを圧延する上下一対の圧延ロール2、2を有している。この上下一対の圧延ロール2、2の上流側(圧延材Wの圧延方向の上流側)には圧延材Wを圧延ロール2に巻き出しているペイオフリール3(巻出ロール)が配備されており、また圧延ロール2の下流側には圧延材Wを巻き取るテンションリール4(巻取ロール)が配備されている。
図1に示すように、本発明の圧延機1は、アルミ、ステンレスや鋼などからなる薄肉の圧延材Wを冷間圧延する際などに用いられるものであり、水平方向に架け渡された圧延材Wを圧延する上下一対の圧延ロール2、2を有している。この上下一対の圧延ロール2、2の上流側(圧延材Wの圧延方向の上流側)には圧延材Wを圧延ロール2に巻き出しているペイオフリール3(巻出ロール)が配備されており、また圧延ロール2の下流側には圧延材Wを巻き取るテンションリール4(巻取ロール)が配備されている。
さらに、ペイオフリール3と圧延ロール2との間にはペイオフリール3から巻き出された圧延材Wの送出角度を変更して圧延ロール2に案内するデフレクタロール5Aが配備されており、また圧延ロール2とテンションリール4との間には圧延ロール2で圧延された圧延材Wの送出角度を変更してテンションリール4に案内するデフレクタロール5Bが配備されている。
また、この圧延機1には、圧延ロール2及びデフレクタロール5を通過する際の圧延材Wの周速度差の調整や圧延材Wに加わる張力の調整では発生を抑制できないような表面傷Hについても、その発生を確実に抑制することのできる傷発生防止手段7が備えられている。
この傷発生防止手段7は、圧延材Wの表面に発生している表面傷Hの発生状態を検出する傷検出部8と、傷検出部8で検出された表面傷Hの発生状態を判別して表面傷Hを複数の種類に分類する傷判定部9と、その判定結果に基づいてデフレクタロール5Aまたは5Bの端部を上下に移動させる信号を出力する昇降制御部10と、この昇降制御部10から出力される信号に基づいてデフレクタロール5Aまたは5Bの一端を他端に対してデフレクタロール5Bの軸心と垂直な方向に移動するロール移動部11Aまたは11Bとを有している。
この傷発生防止手段7は、圧延材Wの表面に発生している表面傷Hの発生状態を検出する傷検出部8と、傷検出部8で検出された表面傷Hの発生状態を判別して表面傷Hを複数の種類に分類する傷判定部9と、その判定結果に基づいてデフレクタロール5Aまたは5Bの端部を上下に移動させる信号を出力する昇降制御部10と、この昇降制御部10から出力される信号に基づいてデフレクタロール5Aまたは5Bの一端を他端に対してデフレクタロール5Bの軸心と垂直な方向に移動するロール移動部11Aまたは11Bとを有している。
まず、本発明に係る圧延機1の本体の構成を詳しく説明する。
なお、以下の説明において、図1の紙面上での上下を以降で圧延機1を説明する際の「上下」と呼び、図1の紙面貫通方向を圧延機1を説明する際の「幅方向」と呼ぶ。
上述した圧延機1に備えられた圧延ロール2は、水平方向に搬送されている圧延材Wを上下から挟み込むように圧延するものであり、水平方向に軸心を向けて上下に一対設けられている。この上下一対の圧延ロール2、2の外側には、圧延ロール2をバックアップするバックアップロール12が上下にそれぞれ配備されており、図例の圧延機1は合計で4段のロールからなる4段型圧延機となっている。
なお、以下の説明において、図1の紙面上での上下を以降で圧延機1を説明する際の「上下」と呼び、図1の紙面貫通方向を圧延機1を説明する際の「幅方向」と呼ぶ。
上述した圧延機1に備えられた圧延ロール2は、水平方向に搬送されている圧延材Wを上下から挟み込むように圧延するものであり、水平方向に軸心を向けて上下に一対設けられている。この上下一対の圧延ロール2、2の外側には、圧延ロール2をバックアップするバックアップロール12が上下にそれぞれ配備されており、図例の圧延機1は合計で4段のロールからなる4段型圧延機となっている。
なお、上述した図1の圧延機1は、4段型圧延機のみでなく、例えば12段や20段のクラスタ型圧延機1にも適用することができる。
テンションリール4(巻取ロール)は、圧延ロール2よりも下流側に配備されたロールであり、圧延ロール2で圧延された圧延材Wを巻き取っている。このテンションリール4は、その軸心が圧延ロール2の軸心と平行になるように配備されており、圧延ロール2から送り出された圧延材Wを水平姿勢(水平に寝かせた姿勢)のまま巻き取れるようになっている。また、テンションリール4は、このテンションリール4に巻き取られた圧延材Wが上下の圧延ロール2、2同士が接触し合う圧延レベルより常に低い位置に来る高さに配備されている。
テンションリール4(巻取ロール)は、圧延ロール2よりも下流側に配備されたロールであり、圧延ロール2で圧延された圧延材Wを巻き取っている。このテンションリール4は、その軸心が圧延ロール2の軸心と平行になるように配備されており、圧延ロール2から送り出された圧延材Wを水平姿勢(水平に寝かせた姿勢)のまま巻き取れるようになっている。また、テンションリール4は、このテンションリール4に巻き取られた圧延材Wが上下の圧延ロール2、2同士が接触し合う圧延レベルより常に低い位置に来る高さに配備されている。
一方、ペイオフリール3は、圧延ロール2を挟んでテンションリール4と左右対称の配置を有するロールであり、テンションリール4と同様に圧延ロール2よりも低い位置に配備されている。
デフレクタロール5Aはペイオフリール3と圧延ロール2との間に、またデフレクタロール5Bは圧延ロール2とテンションリール4との間に配備されたロールである。これらのデフレクタロール5A、5Bのうち上流側のデフレクタロール5Aは、ペイオフリール3から右上方に向かって傾斜方向に巻き出された圧延材Wの送出方向を水平方向に変更して圧延ロール2に案内しており、下流側のデフレクタロール5Bは圧延ロール2で圧延された圧延材Wの送出方向を水平方向から右下方に向かう傾斜方向に変更している。これらのデフレクタロール5A、5Bの軸心は圧延ロール2と略平行とされており、圧延材Wを水平姿勢のまま搬送できるようになっている。
デフレクタロール5Aはペイオフリール3と圧延ロール2との間に、またデフレクタロール5Bは圧延ロール2とテンションリール4との間に配備されたロールである。これらのデフレクタロール5A、5Bのうち上流側のデフレクタロール5Aは、ペイオフリール3から右上方に向かって傾斜方向に巻き出された圧延材Wの送出方向を水平方向に変更して圧延ロール2に案内しており、下流側のデフレクタロール5Bは圧延ロール2で圧延された圧延材Wの送出方向を水平方向から右下方に向かう傾斜方向に変更している。これらのデフレクタロール5A、5Bの軸心は圧延ロール2と略平行とされており、圧延材Wを水平姿勢のまま搬送できるようになっている。
上述した構成の圧延機1では、水平方向の一方側に向かって圧延材Wを送りつつ圧延材Wの圧延を行い、次のパスで圧延方向を反転させて他方側に向かって圧延材Wを送りつつ圧延を行うというように、圧延方向を正逆交互に切り替えながら複数のパスに亘って圧延を行うリバース圧延機である。
それゆえ、図1に示す圧延方向に沿って圧延を行う場合は、圧延機1の左側のロールがペイオフリール3となり、右側のロールがテンションリール4となる。一方、圧延方向がリバースされれば、右側のロールがペイオフリール3となり、左側のロールがテンションリール4となって、巻取・巻出の役割が左右のロール間で交互に切り替わるようになっている。
それゆえ、図1に示す圧延方向に沿って圧延を行う場合は、圧延機1の左側のロールがペイオフリール3となり、右側のロールがテンションリール4となる。一方、圧延方向がリバースされれば、右側のロールがペイオフリール3となり、左側のロールがテンションリール4となって、巻取・巻出の役割が左右のロール間で交互に切り替わるようになっている。
ところで、本発明の圧延機1には、従来のやり方では発生を抑制できないような表面傷Hに関し、その発生を確実に抑制する傷発生防止手段7が備えられている。以下では、この傷発生防止手段7を構成するロール移動部11(11Aおよび11B)、傷検出部8、傷判定部9、昇降制御部10について詳しく説明する。
図1および図2に示す如く、ロール移動部11Bは、デフレクタロール5Bの両端側に左右一対配備されており、デフレクタロール5Bのそれぞれの端部を個別に上下方へ移動可能とするものである。ロール移動部11Bには、後述する傷発生防止手段7の昇降制御部10からの信号に応じて任意の伸縮量だけ伸縮可能な油圧シリンダが使用されている。なお、ロール移動部11には油圧シリンダ以外の伸縮手段、例えば電動アクチュエータなどを用いることもできる。
図1および図2に示す如く、ロール移動部11Bは、デフレクタロール5Bの両端側に左右一対配備されており、デフレクタロール5Bのそれぞれの端部を個別に上下方へ移動可能とするものである。ロール移動部11Bには、後述する傷発生防止手段7の昇降制御部10からの信号に応じて任意の伸縮量だけ伸縮可能な油圧シリンダが使用されている。なお、ロール移動部11には油圧シリンダ以外の伸縮手段、例えば電動アクチュエータなどを用いることもできる。
本実施形態の圧延機1の場合であれば、油圧シリンダは上下方向に伸縮するように取り付けられており、ロール移動部11Bは、デフレクタロール5Bの幅方向のいずれか一方の端部の高さを上下に変更することで、デフレクタロール5Bの傾斜角を変更できるようになっている。なお、上述したように油圧シリンダの伸縮方向は上下方向に沿っていなくても良い。例えば、鉛直方向ではなく斜め上下方向に沿って伸縮するようにしてもよい。また、ロール移動部11Bを水平方向(デフレクタロール5Bの軸心と垂直な水平方向)に沿って伸縮自在に取り付けた場合にも、デフレクタロール5Bの一端が水平方向の上流側に動くと共に、他端が水平方向の下流側に向けて移動して、デフレクタロール5Bの傾斜角を水平面上で変更することが可能となる。
上述したデフレクタロール5Bの両端に設けられた左右一対のロール移動部11Bは、互いに反対の方向に向かって同時に移動する機構(チルト昇降機構)となっているのが好ましい。このような機構としては、例えば、左右両側のロール移動部11Bのうち、一方(幅方向の一端)を上方に動かすと同時に他方(幅方向の他端)を下方に動かすことができる。また、例えば水平方向に沿って伸縮自在なロール移動部11Bを採用した場合には、一方を上流側(左方)に動かすと同時に他方を下流側(右方)に動かすことができる。このようにすれば、ロールの両端側が互いに異なる方向に向かって移動してデフレクタロール5Bの傾斜角の変更速度が一方の端部だけを動かした場合より大きくなり、デフレクタロール5Bの傾斜角を短時間で修正して表面傷Hの発生を迅速且つ確実に抑制することが可能となるからである。
傷検出部8は、テンションリール4に巻き付けられた圧延材Wの表面に発生している表面傷Hの発生状態を検出するものであり、具体的にはCCDカメラなどの半導体イメージセンサを有するカメラが用いられている。
この傷検出部8は、テンションリール4の側面から所定の距離だけ離れた位置に取りつけられており、テンションリール4に圧延材Wを巻回する際に邪魔にならないようになっている。傷検出部8は、テンションリール4から離れた位置からこのテンションリール4に巻き付けられた圧延材Wの表面の画像を撮像して、撮影された画像データを傷判定部9に送っている。
この傷検出部8は、テンションリール4の側面から所定の距離だけ離れた位置に取りつけられており、テンションリール4に圧延材Wを巻回する際に邪魔にならないようになっている。傷検出部8は、テンションリール4から離れた位置からこのテンションリール4に巻き付けられた圧延材Wの表面の画像を撮像して、撮影された画像データを傷判定部9に送っている。
図1に示す圧延機1では、ワークサイド側から見た際に、反時計回りに回転するテンションリール4に対して圧延材Wが下巻きで巻き付けられており、テンションリール4の右上方に離れた位置に傷検出部8が取りつけられていて、圧延材Wの表面を撮像する上で最も良好な視認性と広い視野が確保できる位置に傷検出部8が配備されている。
なお、傷検出部8を配置する位置は、図1に示すようなテンションリール4に対する圧延材Wの巻入箇所の反対側に限られず、圧延ロール2を通過後の圧延材Wの表面の画像を撮像できる位置であればどこでもよい。
なお、傷検出部8を配置する位置は、図1に示すようなテンションリール4に対する圧延材Wの巻入箇所の反対側に限られず、圧延ロール2を通過後の圧延材Wの表面の画像を撮像できる位置であればどこでもよい。
傷判定部9は、傷検出部8で撮像された撮影データに対して画像処理を行って、表面傷Hの発生状態をA〜Eの5種類に分類する処理を行っている。この傷判定部9は後述する昇降制御部10と共に制御部13を構成しており、制御部13は具体的にはパソコンやプロセスコンピュータなどで構成されている。傷検出部8は、撮像された画像に対して二値化処理やエッジ抽出処理を行うことにより、表面傷Hの発生の有無、表面傷Hの傾斜方向、表面傷Hの幅寸法Wの判定を行っている。
つまり、図4に模式的に示されるように、表面傷Hは、複数の条痕h(細かい線状のすり傷)が圧延方向に連なって形成されることが多く、個々の条痕hが圧延方向に対して左上がりに傾斜しているか右上がりに傾斜しているかで、圧延材Wが幅方向のどちらにスリップしたかを判定することができる。また、表面傷Hの幅寸法Wにより、スリップ幅が大きかったかどうかを判定することができる。
このようにして傷判定部9で判定された画像データの判定結果は、昇降制御部10に送られる。
昇降制御部10は、傷判定部9で判定された判定結果に応じて、デフレクタロール5Bを任意の傾斜角に傾斜させる信号を出力する。具体的には、昇降制御部10では、表面傷Hを構成する条痕hの傾斜方向に応じて2つのロール移動部11Bのどちらを上昇(下降)させるか、表面傷Hの幅寸法Wに応じてロール移動部11Bをどの程度の量だけ上昇(下降)させるかを算出して、ロール移動部11Bに信号として出力している。
昇降制御部10は、傷判定部9で判定された判定結果に応じて、デフレクタロール5Bを任意の傾斜角に傾斜させる信号を出力する。具体的には、昇降制御部10では、表面傷Hを構成する条痕hの傾斜方向に応じて2つのロール移動部11Bのどちらを上昇(下降)させるか、表面傷Hの幅寸法Wに応じてロール移動部11Bをどの程度の量だけ上昇(下降)させるかを算出して、ロール移動部11Bに信号として出力している。
次に、制御部13で行われる信号処理、言い換えれば本発明の圧延方法について、さらに詳しく説明する。
図3のフローチャートに示すように、本発明の圧延方法は、次に示すステップ1〜ステップ7の手順に従って行われる。
まず、ステップ1にあるように、傷検出部8にて圧延材Wの表面の撮影データを撮像し、撮像された撮影データを傷判定部9で読み込む。このとき読み込まれた撮影データに対しては、ノイズの除去や二値化などの画像処理が行われる。この二値化の画像処理により、表面傷Hが発生している部分のみを抽出することができる。表面傷Hが抽出された画像に対して、エッジ処理などを行うことで、傷の模様(縞模様)を明らかにする。
図3のフローチャートに示すように、本発明の圧延方法は、次に示すステップ1〜ステップ7の手順に従って行われる。
まず、ステップ1にあるように、傷検出部8にて圧延材Wの表面の撮影データを撮像し、撮像された撮影データを傷判定部9で読み込む。このとき読み込まれた撮影データに対しては、ノイズの除去や二値化などの画像処理が行われる。この二値化の画像処理により、表面傷Hが発生している部分のみを抽出することができる。表面傷Hが抽出された画像に対して、エッジ処理などを行うことで、傷の模様(縞模様)を明らかにする。
その後、ステップ2にあるように、抽出された傷の模様を基に、傷判定部9で圧延材Wに表面傷Hが存在するか否かを判定する。表面傷Hが存在した場合は、ステップ3に進む。
ステップ3においては、まず傷判定部9にて、表面傷Hの幅寸法Wを算出する。この表面傷Hの幅寸法Wは、圧延材Wの搬送方向に予め定められたLの長さにある表面傷Hの画像(高輝度の画素の集合)のうち、最もドライブサイド側に位置する画素の幅方向位置(X座標)から、最もワークサイド側に位置する画素の幅方向位置(X座標)を差し引くことで得られる。このようにして表面傷Hの幅寸法Wが算出されたら、次のステップ4に進む。
ステップ3においては、まず傷判定部9にて、表面傷Hの幅寸法Wを算出する。この表面傷Hの幅寸法Wは、圧延材Wの搬送方向に予め定められたLの長さにある表面傷Hの画像(高輝度の画素の集合)のうち、最もドライブサイド側に位置する画素の幅方向位置(X座標)から、最もワークサイド側に位置する画素の幅方向位置(X座標)を差し引くことで得られる。このようにして表面傷Hの幅寸法Wが算出されたら、次のステップ4に進む。
ステップ4においては、傷判定部9にて、表面傷Hの傾斜方向、言い換えれば表面傷Hを構成する条痕hの形成方向が左上がり方向に沿っているかを判断する。
例えば、最もワークサイド側に位置する画素から見て最もドライブサイド側に位置する画素(条痕hに対応する画素)の位置が、圧延材Wの搬送方向の上流側にある場合は「表面傷Hの傾斜方向は右上がり方向に沿っている」と判断でき、また画素の位置が圧延材Wの搬送方向の下流側にある場合は「表面傷Hの傾斜方向は左上がり方向に沿っている」と判断できる。
例えば、最もワークサイド側に位置する画素から見て最もドライブサイド側に位置する画素(条痕hに対応する画素)の位置が、圧延材Wの搬送方向の上流側にある場合は「表面傷Hの傾斜方向は右上がり方向に沿っている」と判断でき、また画素の位置が圧延材Wの搬送方向の下流側にある場合は「表面傷Hの傾斜方向は左上がり方向に沿っている」と判断できる。
このように「表面傷Hの傾斜方向は左上がり方向に沿っている」と判断された場合(S4でYes)は、S6へと進む。「表面傷Hの傾斜方向は左上がり方向に沿っている」と判断されなかった場合(S4でNo)、言い換えれば「表面傷Hの傾斜方向は右上がり方向に沿っている」と判断された場合は、S5に進む。
S5及びS6においては、傷判定部9での判定結果に基づいて、昇降制御部10がデフレクタロール5Bのそれぞれの端部を昇降させる。
S5及びS6においては、傷判定部9での判定結果に基づいて、昇降制御部10がデフレクタロール5Bのそれぞれの端部を昇降させる。
すなわち、S6へ進んだ場合、傷判定部9で「表面傷Hの傾斜方向は左上がり方向に沿っている」と判断された場合であって、表面傷Hの幅寸法Wの値(絶対値)が大きい場合は、表面傷Hの状態は図4に示すAと判断されていることになる。このAの表面傷Hは、圧延材Wがドライブ側にスリップした際に発生するものであり、圧延材Wをその上流側が上になるように且つワークサイド側が左になるように画像を採取した際に、傷の形成方向が左上がりになるものである。
このAの表面傷Hは、同様に圧延材Wがドライブサイド側にスリップして生じるBの表面傷Hに比べて、圧延材Wのスリップ量が大きい場合に発生するものである。それゆえ、傷判定部9からAの判定結果が昇降制御部10に送られてきた場合は、図4のA欄の白矢印にあるようにワークサイド側に設けられたロール移動部11を下降させると共にドライブサイド側に設けられたロール移動部11を上昇させる信号が昇降制御部10からロール移動部11に出力される。
一方、傷判定部9で「表面傷Hの傾斜方向は左上がり方向に沿っている」と判断された場合であっても、表面傷Hの幅寸法Wの値(絶対値)が図4に示すAより小さい場合を、図4のBに示す。
このBの表面傷Hの場合にもAの表面傷Hの場合にワークサイド側を下降させると共にドライブサイド側を上昇させる対応をとるが、Bの圧延材Wのスリップ量はAの表面傷Hに比べて小さいため、ワークサイド側のロール移動部11の下降量とドライブサイド側のロール移動部11の上昇量とはAの場合より小さくて良い。それゆえ、傷判定部9からBの判定結果が昇降制御部10に送られてきた場合は、図4のB欄の白矢印にあるようにワークサイド側に設けられたロール移動部11をAの状態の時より小さい移動量だけ下降させると共にドライブサイド側に設けられたロール移動部11を同じく小さい移動量だけ上昇させる信号が昇降制御部10からロール移動部11に出力される。
このBの表面傷Hの場合にもAの表面傷Hの場合にワークサイド側を下降させると共にドライブサイド側を上昇させる対応をとるが、Bの圧延材Wのスリップ量はAの表面傷Hに比べて小さいため、ワークサイド側のロール移動部11の下降量とドライブサイド側のロール移動部11の上昇量とはAの場合より小さくて良い。それゆえ、傷判定部9からBの判定結果が昇降制御部10に送られてきた場合は、図4のB欄の白矢印にあるようにワークサイド側に設けられたロール移動部11をAの状態の時より小さい移動量だけ下降させると共にドライブサイド側に設けられたロール移動部11を同じく小さい移動量だけ上昇させる信号が昇降制御部10からロール移動部11に出力される。
一方、ステップ4において、「表面傷Hの傾斜方向は右上がり方向に沿っている」と判断された場合、その後進んだステップ5では、傷判定部9での判定結果が、図4のDまたはEの場合に対応するものである。すなわち、傷判定部9で「表面傷Hの傾斜方向は右上がり方向に沿っている」と判断された場合であって、表面傷Hの幅寸法Wの値(絶対値)が大きい場合は、表面傷Hの状態は図4に示すEと判断されていることになる。また、傷判定部9で「表面傷Hの傾斜方向は右上がり方向に沿っている」と判断された場合であっても、表面傷Hの幅寸法Wの値(絶対値)が小さい場合は、表面傷Hの状態はDと判断されていることになる。
それゆえ、傷判定部9からEの判定結果が昇降制御部10に送られてきた場合は、図4のE欄の白矢印にあるようにワークサイド側に設けられたロール移動部11を上昇させると共にドライブサイド側に設けられたロール移動部11を下降させる信号が昇降制御部10からロール移動部11に出力される。また、傷判定部9からDの判定結果が昇降制御部10に送られてきた場合は、図4のD欄の白矢印にあるように、ワークサイド側に設けられたロール移動部11をEの状態の時より小さい移動量だけ上昇させると共にドライブサイド側に設けられたロール移動部11を同じく小さい移動量だけ下降させる信号が出力される。
最後に、ステップ7において、演算を続行するかの判定を行い、演算を続行するときはステップ1に戻る。また、演算を続行しないときは「終了」へ進んで演算を停止する。
上述した本発明の圧延方法では、圧延材Wが例えば蛇行して発生する表面傷Hを検出し、実際に検出された表面傷Hに基づいてデフレクタロール5Bを傾動させて蛇行を修正するため、蛇行に伴って発生する表面傷Hを抑制ないし防止することができる。特に、本発明の圧延機1は、従来の圧延機1のように圧延に関する物理量、例えば圧延ロール2及びデフレクタロール5の周速度差や圧延材Wに加わる張力を調整するものではないので、張力などが原因でない表面傷H(スリップ傷)に対してもその発生を効果的に抑制可能となる。
上述した本発明の圧延方法では、圧延材Wが例えば蛇行して発生する表面傷Hを検出し、実際に検出された表面傷Hに基づいてデフレクタロール5Bを傾動させて蛇行を修正するため、蛇行に伴って発生する表面傷Hを抑制ないし防止することができる。特に、本発明の圧延機1は、従来の圧延機1のように圧延に関する物理量、例えば圧延ロール2及びデフレクタロール5の周速度差や圧延材Wに加わる張力を調整するものではないので、張力などが原因でない表面傷H(スリップ傷)に対してもその発生を効果的に抑制可能となる。
本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、発明の本質を変更しない範囲で各部材の形状、構造、材質、組み合わせなどを適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態において、デフレクタロール5Bを傾動させる手段(ロール移動部11)としては、圧延材Wの搬送方向に沿って設けられた枢支軸を中心として、デフレクタロール5Bを揺動させるような手段を用いても良い。
例えば、上記実施形態において、デフレクタロール5Bを傾動させる手段(ロール移動部11)としては、圧延材Wの搬送方向に沿って設けられた枢支軸を中心として、デフレクタロール5Bを揺動させるような手段を用いても良い。
また、傷検出部8としては、CCDカメラに替えて、非接触式の距離センサを複数並べたものを採用することもできる。
なお、上記実施形態においては、デフレクタロール5Bに傷発生防止手段7が設けられた例について話をしたが、この傷発生防止手段7はデフレクタロール5Aに設けてもよいしデフレクタロール5A,5Bの両方に設けてもよい。この場合の上流側のロール移動部11Aは、上述のロール移動部11Bと略同様の構成とすればよく、傷検出部8をペイオフリール3側にも設ければよい。こうすることによって、リバース式の圧延機において往復の両方向で表面傷の発生を抑制ないし防止することができる。
なお、上記実施形態においては、デフレクタロール5Bに傷発生防止手段7が設けられた例について話をしたが、この傷発生防止手段7はデフレクタロール5Aに設けてもよいしデフレクタロール5A,5Bの両方に設けてもよい。この場合の上流側のロール移動部11Aは、上述のロール移動部11Bと略同様の構成とすればよく、傷検出部8をペイオフリール3側にも設ければよい。こうすることによって、リバース式の圧延機において往復の両方向で表面傷の発生を抑制ないし防止することができる。
1 圧延機
2 圧延ロール
3 ペイオフリール(巻出ロール)
4 テンションリール(巻取ロール)
5A 上流側のデフレクタロール
5B 下流側のデフレクタロール
7 傷発生防止手段
8 傷検出部
9 傷判定部
10 昇降制御部
11 ロール移動部
12 バックアップロール
13 制御部
H 表面傷(斜縞傷)
h 条痕
W 圧延材
2 圧延ロール
3 ペイオフリール(巻出ロール)
4 テンションリール(巻取ロール)
5A 上流側のデフレクタロール
5B 下流側のデフレクタロール
7 傷発生防止手段
8 傷検出部
9 傷判定部
10 昇降制御部
11 ロール移動部
12 バックアップロール
13 制御部
H 表面傷(斜縞傷)
h 条痕
W 圧延材
Claims (6)
- 圧延材を圧延する圧延ロールと、この圧延ロールの下流側に配備されて圧延材を巻き取る巻取ロールと、前記圧延ロールで圧延された圧延材の送出方向を変更して巻取ロールに案内するデフレクタロールと、を有する圧延機を用いて圧延するに際し、
前記巻取ロールに巻き付けられた圧延材に発生している表面傷の発生状態を検出し、
検出された表面傷の発生状態に基づいて、前記デフレクタロールの一端を他端に対して当該デフレクタロールの軸心と垂直な方向に移動することにより、前記表面傷の発生を抑制することを特徴とする圧延方法。 - 前記表面傷の発生状態として、当該表面傷の幅寸法及び表面傷を構成する条痕の傾斜方向を採用していることを特徴とする請求項1に記載の圧延方法。
- 前記デフレクタロールの一端を上方に動かすと共に他端を下方に向けて移動させることを特徴とする請求項1または2に記載の圧延方法。
- 前記デフレクタロールの一端を水平方向の上流側に動かすと共に、他端を水平方向の下流側に向けて移動させることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の圧延方法。
- 圧延材を圧延する圧延ロールと、この圧延ロールの下流側に配備されて圧延材を巻き取る巻取ロールと、前記圧延ロールで圧延された圧延材の送出方向を変更して巻取ロールに案内するデフレクタロールと、を有する圧延機であって、
前記デフレクタロールの両端には、それぞれのロール端を当該デフレクタロールの軸心と垂直な方向に移動させるロール移動部が設けられており、
前記巻取ロールには、当該巻取ロールに巻き付けられた圧延材に発生する表面傷の発生状態を検出する傷検出部が設けられており、
前記ロール移動部は、前記傷検出部で検出された表面傷の発生状態に基づいて、前記デフレクタロールの一端を他端に対して当該デフレクタロールの軸心と垂直な方向に移動する構成とされていることを特徴とする圧延機。 - 前記ロール移動部は、傷検出部で検出された表面傷の幅寸法及び表面傷を構成する条痕の傾斜方向に基づいて、デフレクタロールを移動する構成とされていることを特徴とする請求項5に記載の圧延機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011072371A JP2012206132A (ja) | 2011-03-29 | 2011-03-29 | 圧延方法および圧延機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011072371A JP2012206132A (ja) | 2011-03-29 | 2011-03-29 | 圧延方法および圧延機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2012206132A true JP2012206132A (ja) | 2012-10-25 |
Family
ID=47186381
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2011072371A Withdrawn JP2012206132A (ja) | 2011-03-29 | 2011-03-29 | 圧延方法および圧延機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2012206132A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101594713B1 (ko) * | 2014-12-22 | 2016-02-17 | 주식회사 포스코 | 오버런 검출 장치 및 방법 |
| JP2019190820A (ja) * | 2019-05-31 | 2019-10-31 | ダイキン工業株式会社 | 液面状態判別装置及びこれを備えた冷凍装置並びに液面状態判別プログラム |
| DE102020210970A1 (de) | 2020-08-31 | 2022-03-03 | Sms Group Gmbh | Planheitsmessvorrichtung, Warmwalzanlage und Verfahren zum Betreiben einer Planheitsmessvorrichtung |
-
2011
- 2011-03-29 JP JP2011072371A patent/JP2012206132A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
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| DE102020210970A1 (de) | 2020-08-31 | 2022-03-03 | Sms Group Gmbh | Planheitsmessvorrichtung, Warmwalzanlage und Verfahren zum Betreiben einer Planheitsmessvorrichtung |
| WO2022043069A1 (de) | 2020-08-31 | 2022-03-03 | Sms Group Gmbh | Planheitsmessvorrichtung, warmwalzanlage und verfahren zum betreiben einer planheitsmessvorrichtung |
| US12240023B2 (en) | 2020-08-31 | 2025-03-04 | Sms Group Gmbh | Flatness-measuring device, hot-rolling mill and method for operating a flatness-measuring device |
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