JPH06228647A - 圧延材抽出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧延ラインにおける材間時間のバラツキを低
減し、材間時間を小さくして生産性を上げる。 【構成】 上位コンピュータとプログラムコントローラ
から成る制御部により、抽出動作を以下のように制御す
る。加熱炉の出口付近（但し、圧延機までの距離が圧延
材の長さよりも短い位置）に設置した光電管が前材の先
端を検出すると、上位コンピュータは、前材の圧延時間
を計算し、それに基づいて抽出機を従来よりも早めに起
動し、その後、抽出ローラのロック時間ｔを計算する。
プログラムコントローラは、このロック時間ｔの値を受
け取って、圧延機にかみ込まれた前材の後端を光電管が
検出してから時間ｔだけ抽出ローラをロックする。この
ロック状態の間に抽出機が次材を抽出ローラの上に置
く。ロック時間ｔが経過すると、抽出ローラを回転させ
て次材を圧延ラインへ送り出す。以上の制御によれば、
材間時間は前材の圧延時間や抽出準備時間に影響されな
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鋼材等の多数の圧延材
を次々と連続的に圧延加工する圧延ラインに加熱炉から
圧延材を引き出す圧延材抽出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５に、鋼材に対し連続的に圧延加工を
行なう圧延ラインにおける加熱炉付近の構成を示す。圧
延加工される鋼材は、抽出機１１及び抽出ローラ１２に
より加熱炉１０から圧延ラインへ引き出される。すなわ
ち、抽出機１１はプログラムコントローラ等から抽出指
示を受け取ると、炉内から鋼材を取り出して抽出ローラ
１２の上に置き、その鋼材を抽出ローラ１２が圧延ライ
ンへ送り出す。このようにして引き出された鋼材は、圧
延機列４０によって圧延加工される。

【０００３】上記において、加熱炉１０から圧延ライン
に引き出された鋼材は、加熱炉１０の出口付近の所定位
置に配置された光電管１５によって検出される。すなわ
ち、光電管１５は、前記所定位置を鋼材が通過していな
いときはＯＦＦ状態であり、引き出された鋼材の先端が
前記所定位置を通過する時点でＯＮとなり、その鋼材が
前記所定位置を通過している間はＯＮ状態のままで、そ
の鋼材の後端が前記所定位置を通過する時点でＯＦＦと
なる。

【０００４】圧延ラインでは、鋼材が追突を起こさない
ようにするため、隣接する鋼材の間に一定以上の間隔を
設けなければならない。しかし、その間隔が長すぎると
生産性が低下するため、追突を防止しつつ鋼材の間隔を
できるだけ短くする必要がある。このため、従来は、上
記光電管１５による鋼材の検出に基づき、図３（ａ）に
示すような方法で、次に加熱炉１０から引き出す鋼材
（次材）のために抽出機１１を起動するタイミングを決
定していた。

【０００５】図３（ａ）は、圧延ラインにおける鋼材の
抽出制御の従来例を示す概念図であり、図において左か
ら右へ進むことが時間の経過に対応する。この制御で
は、まず、鋼材の製品長さＬと最終パスの出口側圧延速
度Ｖから圧延時間を算出し、これに前材の後端と次材の
先端との間隔の時間（以下「材間時間」という）の設定
値Ｔ（設定材間時間）を加えることにより、鋼材の抽出
ピッチＴpを次のように算出する。 Ｔp＝（Ｌ／Ｖ）＋Ｔ …(1) そして、加熱炉１０から引き出された鋼材（前材）の先
端が加熱炉１０の出口付近の所定位置を通過する時刻Ｔ
Bを光電管１５により検出した後、次式により算出され
る時刻ＴAに抽出機１１を起動し、次の鋼材（次材）を
抽出して圧延ラインに送り出す。 ＴA＝ＴB＋Ｔp−Ｔ2 …(2) ただし、Ｔ2は抽出機１１を起動してから、抽出された
鋼材の先端が前記所定位置に到達するまでの時間であ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のように所定の材
間時間Ｔを設定し、それに基づいて一定のピッチＴpで
鋼材を抽出しても、鋼材が圧延機にかみ込まれる際のモ
タツキ等により、材間時間は実際には変動する。したが
って、上記式に代入する材間時間Ｔを設定する際には、
このようなバラツキを考慮して、実際の材間時間が最も
短くなったときにも前材の後端と次材の先端との間に所
定の距離が保たれるようにしなければならない。例え
ば、ある圧延ラインでは鋼材の後端を切り捨てるための
シヤーの作動時間として２秒の材間時間を確保する必要
があるが、図６に示すように、実測材間時間のバラツキ
が標準偏差（σ）にして０．６３秒もあるため、安全を
みて設定材間時間Ｔを３秒としている。この結果、実測
材間時間の平均値ｘは４．２０秒となっており、設備的
な限界である２秒に比べてかなり大きい。

【０００７】そこで、本発明では、材間時間のバラツキ
を低減し、材間時間を小さくして生産性を上げることが
できる圧延材抽出装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明では、多数の圧延材を圧延機によって次々と
連続的に圧延加工する圧延ラインに加熱炉から圧延材を
引き出す圧延材抽出装置において、圧延材を圧延ライン
へ送り出す抽出ローラと、炉内の圧延材を取り出して抽
出ローラの上に置く抽出機と、加熱炉と圧延機との間の
圧延ライン上であって圧延機までの距離が圧延材の長さ
よりも短い位置に配置された圧延材検出手段と、抽出ロ
ーラが前材を圧延ラインへ送り出した後に抽出ローラの
回転を停止させるとともに、抽出ローラの回転が停止し
ている間に次材を抽出ローラの上に置くように抽出機を
起動し、圧延材検出手段が前材の後端を検出してから所
定時間が経過した後に抽出ローラの回転を開始させる制
御手段と、を備えた構成としている。

【０００９】

【作用】このような構成によると、抽出ローラが前材を
圧延ラインへ送り出した後に、制御部は抽出ローラの回
転を停止させる。一方、制御部は、従来よりも早めの所
定時刻に抽出機を起動する。これにより、抽出機は炉内
の圧延材（次材）を取り出して停止中の抽出ローラの上
に置く。圧延ラインへ送り出された前材は、所定位置に
達すると圧延材検出手段によって検出される。圧延材検
出手段と圧延機との距離は圧延材の長さ以下となってい
るため、圧延材検出手段が前材の後端を検出したとき、
前材は既に圧延機にかみ込まれている。制御部は、前材
の後端を圧延材検出手段が検出してから所定時間が経過
した後に、抽出ローラの回転を開始させる。これによ
り、次材が圧延ラインへ送り出される。

【００１０】制御部が抽出機及び抽出ローラの動作を上
記のように制御すれば、抽出ローラが回転を開始する時
刻は、既に圧延機にかみ込まれた前材の後端を基準とし
て決定されるため、材間時間は、前材が圧延機にかみ込
まれる際のモタツキ等に影響されない。また、抽出機に
よる抽出準備（炉内の圧延材を取り出して抽出ローラに
置く動作）は、抽出ローラが回転していない状態のとき
に完了するため、材間時間は、抽出準備に要する時間の
バラツキの影響を受けることもない。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照しつつ本発明の実施例につ
いて説明する。本発明の一実施例である圧延材抽出装置
及びこれによって抽出された圧延材（鋼材）に圧延加工
をする半連続式圧延ラインの構成を図２に示す。本実施
例の圧延材抽出装置は、抽出機１１、抽出ローラ１２、
光電管１５、及び、プログラムコントローラと上位コン
ピュータを組み合わせて成る制御部１６とから構成され
る。図２に示した圧延ラインでは、プログラムコントロ
ーラから抽出指示を受け取った抽出機１１及び抽出ロー
ラ１２が、前述の従来例（図５参照）と同様にして鋼材
を加熱炉１０から圧延ラインへ引き出す。引き出された
鋼材は、加熱炉１０の出口付近の所定位置に配置された
光電管１５によって検出される。この光電管１５の動作
も前述の従来例と同様である。光電管１５を配置した所
定位置から最初の圧延機までの距離は鋼材の長さよりも
短く、鋼材の後端がその所定位置を通過する時点におい
て先端は圧延機にかみ込まれた状態となる。光電管１５
を配置した所定位置を通過した鋼材は、粗列圧延機２０
で圧延加工され、ローラウェイ２５で一旦フリーの状態
（圧延機にかみ込まれていない状態）となった後、仕上
列圧延機３０で更に圧延加工される。このように、半連
続式圧延ラインでは鋼材が途中でフリーの状態となるた
め、粗列圧延機２０と仕上列圧延機３０とで鋼材の速度
（圧延速度）を変えることができる。

【００１２】前述のように従来は、図３（ａ）に示した
方法で抽出ピッチを設定していたが、本実施例の圧延材
抽出装置では、図３（ｂ）に示すように、抽出機１１を
従来よりも早めに起動するとともに、光電管１５が前材
の後端を検出してから設定材間時間Ｔに応じた所定時間
ｔが経過するまで抽出ローラ１２を回転させないで（ロ
ックして）、その間に抽出機１１が次材を抽出ローラの
上に置いて抽出準備を完了させる。以下、この圧延材抽
出装置における抽出動作の詳細について説明する。

【００１３】本実施例の圧延材抽出装置では、上位コン
ピュータとプログラムコントローラを組み合わせて成る
制御部１６が、抽出機１１及び抽出ローラ１２の動作を
図１に示すように制御する。図１は、本圧延材抽出装置
おける抽出動作の制御フローを示す図であって、圧延加
工される鋼材、上位コンピュータ、プログラムコントロ
ーラ、及び抽出機１１の動作又は処理とそれら相互の関
係を表わしており、図３と同様、左から右へ進むことが
時間の経過に対応する。いま、鋼材（前材）の先端が加
熱炉１０の出口付近の所定位置を通過したとすると、光
電管１５がＯＮとなる。これにより上位コンピュータ
は、前材の先端が前記所定位置を通過したことを認識し
て、その前材の圧延時間を計算し、この計算結果に基づ
く所定の時刻に、プログラムコントローラを介して抽出
機１１に抽出指示を与える。ここで、前材の先端が所定
位置を通過した時点を基準として抽出指示の時刻を決定
しているのは、前材の後端が所定位置を通過してから抽
出指示を与えると、抽出機１１による抽出準備が遅れ、
抽出ローラ１２がロックされている間に次材をその抽出
ローラ１２の上に置くことができないからである。ま
た、前材の圧延時間の計算に基づいて抽出指示の時刻を
決定しているのは、次材と前材との接触を防止するた
め、抽出機１１によって次材が抽出ローラ１２の上に置
かれる時点（抽出準備完了時点）が前材の後端の前記所
定位置通過後となるように、抽出機１１の起動時期を調
整する必要があるからである。

【００１４】圧延時間を計算した後、上位コンピュータ
は、ロック時間ｔを計算する。ここでロック時間とは、
前材の後端が前記所定位置を通過した後（光電管１５が
ＯＦＦとなった後）に抽出ローラ１２をロックして回転
しないようにしておく時間をいい、次式により計算す
る。 ｔ ＝ （Ｌp／Ｖp − Ｌs／Ｖs） − Ｌex／Ｖex ＋ Ｔ …(3) ただし、 Ｌp ：仕上列圧延機出側における鋼材の長さ Ｖp ：仕上列圧延機出側の速度 Ｌs ：粗列圧延機出側における鋼材の長さ Ｖs ：粗列圧延機出側の速度 Ｌex：抽出機による抽出直後の鋼材の先端から光電管が
設けられた所定位置までの距離 Ｖex：抽出ローラの速度 Ｔ ：仕上列圧延機出側における設定材間時間 上記式により計算されたロック時間ｔの値はプログラム
コントローラへ送られる。プログラムコントローラは、
光電管１５のＯＦＦによって前材の後端が前記所定位置
を通過したことを認識すると、ロック時間ｔだけ抽出ロ
ーラ１２をロックする。前述のように抽出機１１は、抽
出ローラ１２がロックされている間に次材をその抽出ロ
ーラ１２の上に置いて抽出準備を完了する。ロック時間
ｔが経過してプログラムコントローラがロックを解除す
ると、抽出ローラ１２は回転を開始し、その上に置かれ
た次材を圧延ラインへ送り出す。そして、次材の先端が
前記所定位置に到達すると光電管１５がＯＮとなり、こ
れにより上位コンピュータは、その次に加熱炉１０から
抽出する鋼材に対して、圧延時間の計算を開始し、以
後、上位コンピュータ、プログラムコントローラ、及び
抽出機１１は上記と同様の動作や処理を繰り返す。

【００１５】このような本実施例の圧延材抽出装置によ
れば、従来例と異なり、鋼材が炉内から圧延ラインに向
かって送り出されるタイミング（抽出ローラ１２が回転
を開始するタイミング）は、前材の後端が光電管１５に
よって検出された時点（所定位置を通過した時点）を基
準として決定され、この基準時点において前材の先端は
既に圧延機にかみこまれている。したがって、圧延機へ
のカミコミのバラツキ（かみ込まれる際のモタツキ）等
によって前材の圧延時間がばらついても、材間時間はそ
の影響を受けない。また、抽出ローラ１２が回転してい
ない状態のときに抽出準備が完了するため、材間時間
は、抽出準備に要する時間（抽出機１１が次材を抽出ロ
ーラ１２に置くまでの時間）のバラツキの影響を受ける
こともない。ところで、前述の従来例における実測材間
時間は、標準偏差σ＝０．６８秒と大きなバラツキが見
られるが（図６参照）、このバラツキの要因を実験計画
法によって推定することにより、図７に示すような結果
が得られている。これによると、速度バラツキ（カミコ
ミ等のバラツキ）に起因する圧延時間のバラツキと抽出
機１１の作動時間（上記の抽出準備に要する時間に相
当）のバラツキが大きい。本実施例の圧延材抽出装置に
よれば、材間時間はこれらのバラツキの影響を受けない
ため、材間時間のバラツキが低減されると考えられる。
実際に、ロック時間ｔとして固定値を与えて抽出制御を
行なった場合の材間時間を測定したところ、図４に示す
ような結果が得られている。この測定では、標準偏差が
σ＝０．２８秒であり、従来例における標準偏差σ＝
０．６３秒（図６参照）に比べかなり小さくなってい
る。また、(3)式を用いて上位コンピュータにロック時
間ｔを計算させながら抽出制御を行なった場合には、標
準偏差σ＝０．１３秒という測定結果が得られている。

【００１６】なお、本実施例は半連続式圧延ラインを対
象としているため、粗列圧延機と仕上列圧延機とで鋼材
の速度が異なり、粗列圧延機は仕上列圧延機よりも速度
が大きい。この結果、粗列圧延機から仕上列圧延機に移
るときに鋼材間の間隔が狭くなるため、この狭くなる分
を（Ｌp／Ｖp − Ｌs／Ｖs）として予め(3)式に含めて
いる。本発明の圧延材抽出装置は、このような半連続式
圧延ラインに限らず、連続式の圧延ラインにも適用可能
である。この場合、(3)式において（Ｌp／Ｖp − Ｌs／
Ｖs）の項は不要であり、 ｔ＝− Ｌex／Ｖex ＋ Ｔ となる。この式では圧延材の長さが含まれていないた
め、圧延材の長さ（重量）を実測する必要がなく、抽出
制御がより簡素化される。

【００１７】

【発明の効果】本発明によれば、実測材間時間は、圧延
機へのカミコミのバラツキ等に起因する前材の圧延時間
のバラツキや加熱炉からの圧延材の抽出準備に要する時
間のバラツキの影響を受けることがなく、ほぼ設定値に
近い値となる。したがって、圧延ラインにおいて圧延材
の追突を防止しつつ材間時間を短くすることができ、圧
延材の生産性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例である圧延材抽出装置にお
ける抽出動作の制御フローを示す図。

【図２】 前記実施例の圧延材抽出装置及び前記実施例
が対象とする半連続式圧延ラインの構成を示す図。

【図３】 従来の抽出制御を示す概念図（ａ）、及び前
記実施例における抽出制御を示す概念図（ｂ）。

【図４】 前記実施例の圧延材抽出装置で圧延材を抽出
した場合の材間時間の測定結果を示す図。

【図５】 鋼材を圧延加工する圧延ラインの加熱炉付近
の構成を示す図。

【図６】 前記従来の抽出制御により圧延材を抽出した
場合の材間時間の測定結果を示す図。

【図７】 前記従来の抽出制御により圧延材を抽出した
場合の材間時間の測定結果のバラツキ要因推定図。

【符号の説明】

１０…加熱炉 １１…抽出機 １２…抽出ローラ １５…光電管（圧延材検出手段） １６…制御部（制御手段） ２０…粗列圧延機（圧延機） ２５…ローラウェイ ３０…仕上列圧延機（圧延機）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多数の圧延材を圧延機によって次々と連
   続的に圧延加工する圧延ラインに加熱炉から圧延材を引
   き出す圧延材抽出装置において、 圧延材を圧延ラインへ送り出す抽出ローラと、 炉内の圧延材を取り出して抽出ローラの上に置く抽出機
   と、 加熱炉と圧延機との間の圧延ライン上であって圧延機ま
   での距離が圧延材の長さよりも短い位置に配置された圧
   延材検出手段と、 抽出ローラが前材を圧延ラインへ送り出した後に抽出ロ
   ーラの回転を停止させるとともに、抽出ローラの回転が
   停止している間に次材を抽出ローラの上に置くように抽
   出機を起動し、圧延材検出手段が前材の後端を検出して
   から所定時間が経過した後に抽出ローラの回転を開始さ
   せる制御手段と、を備えることを特徴とする圧延材抽出
   装置。