JPH10111104A - 薄板圧延材の蛇行量検出方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧延操業中に圧延材の蛇行量を高精度で検出
することができ，低コストで実現できる薄板圧延材の蛇
行量検出方法及び装置を提供する。 【解決手段】 圧延ロールのロールギャップを左右対称
に変化させることによって圧延材と圧延ロールの面圧分
布を変化させ，その結果として得られる上記圧延材の張
力変化量を測定し，該張力変化量に基づいて上記圧延材
の蛇行量を演算する。従って，光学センサ等を用いる場
合と違い，圧延時の圧延油の飛散やヒュームによる影響
を受けることがないため，圧延操業中の圧延材の蛇行量
を高精度で検出することができる。また，上記蛇行量演
算手段によって求めた蛇行量を用いて，上記張力変化量
測定手段によって測定した張力変化量を補正することに
よって，より高精度の検出が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，薄板圧延材の圧延
操業中に該圧延材の蛇行量を検出する薄板圧延材の蛇行
量検出方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】圧延等の操業中に，オンラインで薄板材
の板幅，蛇行量を測定する方法及び装置が，例えば特公
平８−７０５７号，及び特開平７−２７０１２５号公報
に提案されている。なお，上記特公平８−７０５７号公
報に提案されている発明は，板幅測定方法のみについて
記載されており，蛇行量の測定については触れられてい
ないが，蛇行量の測定にも容易に応用可能であるので，
ここで従来技術として取り上げる。上記特公平８−７０
５７号公報に提案されている板幅測定方法（以下，第１
の従来技術とする）を実施するための装置の概略図を，
図４に示す。この板幅測定装置は，板幅測定器５１とた
わみ測定器５２とを用いて，通板張力により発生した板
幅方向のたわみを補正しながら連続して板幅測定を行う
ものである。上記板幅測定器５１は，板材５３の両端部
の板幅エッジを投光器と受光器を用いた光量検出により
測定し，それによって板幅Ｗ′を求める。また，上記た
わみ測定器５２は，レーザ光源５４よりレーザ光線を板
材５３に向けて照射し，その反射光を同じくたわみ測定
器５２に設置された受光ＣＣＤ素子５５で受光すること
によって板材５３の形状を測定する。そして，上記板幅
測定器５１によって測定された板幅Ｗ′を，上記たわみ
測定器５２によって測定された板材５３の形状から求め
た補正量で補正することによって板幅測定を行う。ま
た，上記特開平７−２７０１２５号公報に提案されてい
る板幅・蛇行量測定装置（以下，第２の従来技術とす
る）の概略図を，図５に示す。この板幅・蛇行量測定装
置は，板材６１の両端部に設置された複数組の二次元距
離センサ６２Ａ〜６２Ｃ，６３Ａ〜６３Ｃの内，最適な
二組を用いて板幅・蛇行量の測定を行うものである。先
ず，板材６１の両端部付近に板幅方向に複数台設置され
た二次元距離センサ６２Ａ〜６２Ｃ，６３Ａ〜６３Ｃの
中から，板材６１の板幅予測値に基づいて，計算機７１
によって上記板材６１の端部位置をカバーできる二組の
二次元距離センサが選択される。二次元距離センサが選
択されると，それに対応して測定信号選択装置６６，６
７が切り換えられる。続いて上記選択された二次元距離
センサから板幅方向に扇状に照射ビームＬＢが照射さ
れ，板材６１の表面で反射した上記照射ビームＬＢは同
じ二次元距離センサによって受光される。上記受光によ
って得られた信号は，それぞれ対応する信号処理装置６
４Ａ〜６４Ｃ，及び６５Ａ〜６５Ｃによって処理され，
測定信号選択装置６６，６７を介して板端部位置判定装
置６８，６９に取り込まれ，そこで板材６１の端部位置
が求められる。最後に，演算処理装置７０によって，上
記求められた板材端部位置から板材６１の板幅及び蛇行
量が演算される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，上記第
１，第２の従来技術には，幾つかの問題点があった。上
記第１の従来技術では，様々な板幅に対応するため，板
幅検出器５１のセンサ部分（投光器，受光器）は可動部
５６による可動式となっており，板幅の検出精度が上記
可動部５６の位置精度に依存してしまうという問題点が
あった。また，上記可動部５６によって機構が複雑とな
り，コスト高となってしまう。更に，上記板幅測定器５
１のセンサ部分は，投光器，受光器による光学センサで
あるため，圧延時の圧延油の飛散やヒュームによる影響
を受けやすく，事実上圧延操業中に使用することができ
ないという問題点もあった。また，上記第２の従来技術
では，様々な板幅に対応するため，二次元距離センサを
複数組用意しなければならず，こちらもコスト高となっ
てしまう。また，上記第１の従来技術と同様，二次元距
離センサも投光器，受光器による光学センサであるた
め，圧延時の圧延油の飛散やヒュームによる影響を受け
やすく，事実上圧延操業中に使用することができないと
いう問題点もあった。本発明は上記事情に鑑みてなされ
たものであり，その目的とするところは，圧延操業中に
圧延材の蛇行量を高精度で検出することができ，低コス
トで実現できる薄板圧延材の蛇行量検出方法及び装置を
提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の方法は，薄板圧延材の圧延操業中に該圧延材
の蛇行量を検出する薄板圧延材の蛇行量検出方法におい
て，圧延ロールのロールギャップを左右対称に変化さ
せ，圧延材と圧延ロールの面圧分布を変化させるロール
ギャップ変更工程と，上記ロールギャップ変更工程を実
施した結果得られる上記圧延材の張力変化量を測定する
張力変化量測定工程と，上記張力変化量測定工程で得ら
れた張力変化量に基づいて上記圧延材の蛇行量を演算す
る蛇行量演算工程とを具備してなることを特徴とする薄
板圧延材の蛇行量検出方法として構成されている。更に
は，上記ロールギャップ変更工程において上記圧延ロー
ルの中央部を狭くするようにロールギャップを変更し，
上記蛇行量演算工程において，蛇行量δを， δ＝（△ＴＵ／ΣＴＵ）×ｗ （但し，ｗ：センサロールの１センサ幅，ΣＴＵ：張力
変化量の総和，△ＴＵ：圧延材両端部の張力変化量の偏
差） によって演算してなる薄板圧延材の蛇行量検出方法であ
る。更に，上記蛇行量演算工程で求めた蛇行量を用い
て，上記張力変化量測定工程で測定した張力変化量を補
正することができる。また，上記目的を達成するために
本発明の装置は，薄板圧延材の圧延操業中に該圧延材の
蛇行量を検出する薄板圧延材の蛇行量検出装置におい
て，圧延ロールのロールギャップを左右対称に変化さ
せ，圧延材と圧延ロールの面圧分布を変化させるロール
ギャップ変更手段と，上記ロールギャップ変更手段によ
る面圧分布変化の結果得られる上記圧延材の張力変化量
を測定する張力変化量測定手段と，上記張力変化量測定
手段によって得られた張力変化量に基づいて上記圧延材
の蛇行量を演算する蛇行量演算手段とを具備してなるこ
とを特徴とする薄板圧延材の蛇行量検出装置として構成
されている。前述した薄板圧延材の蛇行量検出方法は，
すべて本装置上で実現することができる。

【０００５】

【作用】本発明に係る薄板圧延材の蛇行量検出装置は，
薄板圧延材の圧延操業中に該圧延材の蛇行量を検出する
薄板圧延材の蛇行量検出装置であって，ロールギャップ
変更手段によって圧延ロールのロールギャップを左右対
称に変化させることによって圧延材と圧延ロールの面圧
分布を変化させ，その結果として得られる上記圧延材の
張力変化量を張力変化量測定手段によって測定し，該張
力変化量に基づいて蛇行量演算手段によって上記圧延材
の蛇行量を演算する。その際，上記ロールギャップ変更
手段によって，上記圧延ロールの中央部を狭くするよう
にロールギャップを変更し，上記蛇行量演算手段におい
て， δ＝（△ＴＵ／ΣＴＵ）×ｗ （但し，ｗ：センサロールの１センサ幅，ΣＴＵ：張力
変化量の総和，△ＴＵ：圧延材両端部の張力変化量の偏
差） によって蛇行量δを演算する。従って，光学センサ等を
用いる場合と違い，圧延時の圧延油の飛散やヒュームに
よる影響を受けることがないため，圧延操業中の圧延材
の蛇行量を高精度で検出することができる。また，上記
蛇行量演算手段によって求めた蛇行量を用いて，上記張
力変化量測定手段によって測定した張力変化量を補正す
ることによって，より高精度の検出が可能となる。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下添付図面を参照して，本発明
の実施の形態及び実施例につき説明し，本発明の理解に
供する。尚，以下の実施の形態及び実施例は本発明を具
体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する
性格のものではない。ここに，図１は本発明の実施の形
態に係る薄板圧延材の蛇行量検出装置の概略構成を示す
図，図２は蛇行量の有無による張力変化量分布の違いを
示す模式図，図３は張力測定における板端処理の説明図
である。先ず，図１を用いて，本実施の形態に係る蛇行
量検出装置１１を適用する薄板圧延装置１２の概略構成
とその圧延処理動作について簡単に説明する。圧延材２
１の圧延は，一対のワークロール１によって行われる。
圧延材２１は，上記ワークロール１の隙間を通過するこ
とによって圧延され，センサロール２を介して巻き取り
ロール３に巻き取られる。上記センサロール２は，軸方
向に複数に分割されたエレメントによって構成されてお
り，各エレメントの外周面にかかる圧接力を検出する。
上記圧接力は，張力が大きい部分では大きく，張力が小
さい部分では小さく検出されるため，張力測定部５によ
って上記圧延材２１の張力分布を求めることができる。
続いて，形状制御部６において，上記張力分布を用いて
上記圧延材２１の実形状が求められ，該実形状と目標形
状との偏差（誤差形状）が求められる。アクチュエータ
制御部７は，上記誤差形状に基づいて該誤差形状を修正
するようにアクチュエータ４を制御する。上記アクチュ
エータ４は，上記アクチュエータ制御部７からの指示に
よってワークロール４を機械的に変形させ，それによっ
て圧延材２１の形状は変化し，目標形状に近づいてゆ
く。

【０００７】また，上記アクチュエータ４は，ワークロ
ール１に対してその中心位置が一致するように精度よく
設置されており，上記センサロール２も，その中心が上
記ワークロール１の中心と同一直線上に並ぶように精度
よく設置されている。本実施の形態に係る蛇行量検出装
置１１は，以上説明した様な一般的な薄板圧延装置１２
に対して適用できる。図１に示すように，上記蛇行量検
出装置１１は，張力変化測定部８，蛇行量演算部９，及
びロールギャップ変更部１０で構成されている。上記ロ
ールギャップ変更部１０は，上記アクチュエータ制御部
７に対して，ワークロール１のロールギャップの変更を
指示する。上記張力変化測定部８は，上記張力測定部５
から得られる張力測定値を用いて，上記ロールギャップ
の変更による圧延材２１とワークロール１との面圧分布
の変化に伴う圧延材２１の張力の変化量を求める。上記
蛇行量演算部９は，上記張力変化測定部８によって得ら
れた張力変化量から，圧延材２１の蛇行量を演算する。
続いて，以上のように構成される蛇行量検出装置１１の
処理動作を，順を追って詳しく説明する。

【０００８】先ず，ロールギャップ変更部１０は，アク
チュエータ制御部７に指示をして，アクチュエータ４の
中心部を一定量動作させる。これによって，ワークロー
ル１の中央部が狭くなる方向に，且つ左右対称にロール
ギャップが変更され，その結果，圧延材２１とワークロ
ール１との面圧分布が変化する。つまり，圧延材２１の
板幅方向の面圧分布は，相対的に中央部が大きく，エッ
ジ部が小さくなる。それに伴って，圧延材２１の張力
は，相対的に中央部で増加し，エッジ部で減少すること
となる。張力変化量測定部８は，上記ロールギャップの
変更の結果として得られる圧延材２１の張力変化量の板
幅方向分布を，センサロール２及び張力測定部５によっ
て得られる圧延材２１の張力値の変化量を測定すること
によって求める。ここで，圧延材２１の中心位置とワー
クロール１の中心位置が完全に一致していれば，即ち圧
延材２１の蛇行量が０であれば，図２（ａ）に示すよう
に上記張力変化量の板幅方向分布は左右対称（ＴＵ１＝
ＴＵ２）となるはずである。一方，圧延材２１の中心位
置とワークロール１の中心位置にδのずれがあれば，図
２（ｂ）に示すように上記張力変化量の板幅方向分布は
左右対称とはならない（ＴＵ１≠ＴＵ２）。結果とし
て，両端部の張力変化量には△ＴＵの差が発生する。こ
こで，センサロール２による板端部の検出張力とラップ
量等の関係より，次式が成立する。 ΣＴＵ／ｗ＝△ＴＵ／δ …（１） （但し，ｗ：センサロールの１センサ幅，ΣＴＵ：張力
変化量の総和，△ＴＵ：圧延材両端部の張力変化量の偏
差） これより，次式が導かれ，圧延材２１の蛇行量δを一意
的に求めることができる。 δ＝（△ＴＵ／ΣＴＵ）×ｗ …（１）′ 蛇行量演算部９では，上記（１）′式を用いて，圧延材
２１の蛇行量δを演算する。このようにして，ロールギ
ャップの変更による面圧分布変化によって得られた張力
変化量の板幅方向分布を用いて，蛇行量の検出を行うこ
とができる。以上のように，蛇行量検出装置１１は，圧
延時の圧延油の飛散やヒュームによる影響を受けやすい
光学センサ等を用いることなく，圧延操業中の圧延材の
蛇行量を検出することができる。また，機器構成が簡単
であり，既存の圧延設備に対して容易に適用可能であ
る。

【０００９】次に，上記蛇行量演算部９によって求めら
れた蛇行量を，上記張力測定部５にフィードバックする
ことによって張力検出精度を向上させる方法について説
明する。図３は，センサロール２とそれに接する圧延材
２１の関係を模式的に表したものである。図３に示すよ
うに，センサロール２は軸方向に並んだｎ個のセンサに
よって構成され，各センサ毎に張力を検出する。従っ
て，圧延材２１の両端部が上記各センサの境界に位置し
ている場合（カバレッジ率（ｗ′／ｗ）＝１００％）に
は問題ないが，図のように両端部がセンサの中途部分に
位置しているような場合（カバレッジ率（ｗ′／ｗ）≠
１００％）には，両端部の検出張力をカバレッジ率１０
０％の状態の張力値に変換する必要がある。そこで，張
力測定部５では，検出張力にカバレッジ率の逆数を乗じ
ることによって上記板両端部の検出張力の変換を行う。
即ち，両端部の実張力は， （実張力）＝（検出張力）×（ｗ／ｗ′） …（２） によって求められる。しかし，上記ラップ量ｗ′は，圧
延材２１がセンサロール２の中央に位置すること，即ち
蛇行量が０であることを前提にして，板幅Ｗと各センサ
の幅に基づいて求められるものである。従って，蛇行量
が０でない場合には，上記（２）式中のｗ′が実際の値
と異なるため，板両端部の実張力を正確に求めることは
できない。そこで，上記蛇行量演算部９で求めた蛇行量
によって上記ラップ量ｗ′を補正すると，上記（２）式
は次のようになる。 （実張力）＝（検出張力）×｛ｗ／（ｗ′±δ）｝ …（２）′ 以上のように，上記蛇行量演算部９で求めた蛇行量を上
記張力測定部５にフィードバックすることによって張力
検出精度を向上させることができる。以上説明したよう
に，本実施の形態に係る蛇行量検出装置１１は，圧延時
の圧延油の飛散やヒュームによる影響を受けやすい光学
センサ等を用いることなく，ロールギャップの変更によ
る面圧分布の変化に伴う圧延材の張力変化量を用いて蛇
行量の検出を行う。従って，圧延操業中の圧延材の蛇行
量を正確に検出することができる。また，機器構成が簡
単であり，既存の圧延設備に対して容易に適用できるた
め，低コストで実現可能である。また，求めた蛇行量を
張力測定部にフィードバックすることによって張力検出
精度を向上させることができ，より高精度の蛇行量検出
が可能である。

【００１０】

【実施例】上記薄板圧延装置１２に用いるアクチュエー
タとしては，上記実施の形態で用いたようなものに限ら
ず，圧延材の張力分布を左右対称に変化させることが可
能なものであればよい。従って，例えば，ワークロール
に対して部分的に油を吹きつけて冷却することによって
局所的な形状修正を行うクーラントや，ワークロールの
端部に上下方向の力を加えたときのロールの曲げ変形に
よって形状修正を行うベンダ等を用いることもできる。

【００１１】

【発明の効果】以上説明したように，本発明によって，
圧延操業中に圧延材の蛇行量を高精度で検出することが
でき，低コストで実現できる薄板圧延材の蛇行量検出方
法及び装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態に係る薄板圧延材の蛇行
量検出装置の概略構成を示す図。

【図２】 蛇行量の有無による張力変化量分布の違いを
示す模式図。

【図３】 張力測定における板端処理の説明図。

【図４】 第１の従来技術に係る板幅測定方法を実施す
るための装置を示す概略構成を示す模式図。

【図５】 第２の従来技術に係る板幅・蛇行量測定装置
を示す概略構成を示すブロック図。

【符号の説明】

１…ワークロール １０…ロール
ギャップ変更部 ２…センサロール １１…蛇行量
検出装置 ３…巻き取りロール １２…薄板圧
延装置 ４…アクチュエータ ２１…圧延板 ５…張力測定部 ６…形状制御部 ７…アクチュエータ制御部 ８…張力変化量測定部 ９…蛇行量演算部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 薄板圧延材の圧延操業中に該圧延材の蛇
   行量を検出する薄板圧延材の蛇行量検出方法において，
   圧延ロールのロールギャップを左右対称に変化させ，圧
   延材と圧延ロールの面圧分布を変化させるロールギャッ
   プ変更工程と，上記ロールギャップ変更工程を実施した
   結果得られる上記圧延材の張力変化量を測定する張力変
   化量測定工程と，上記張力変化量測定工程で得られた張
   力変化量に基づいて上記圧延材の蛇行量を演算する蛇行
   量演算工程とを具備してなることを特徴とする薄板圧延
   材の蛇行量検出方法。
2. 【請求項２】 上記ロールギャップ変更工程において，
   上記圧延ロールの中央部を狭くするようにロールギャッ
   プを変更し，上記蛇行量演算工程において，蛇行量δ
   を， δ＝（△ＴＵ／ΣＴＵ）×ｗ （但し，ｗ：センサロールの１センサ幅，ΣＴＵ：張力
   変化量の総和，△ＴＵ：圧延材両端部の張力変化量の偏
   差） によって演算してなる請求項１記載の薄板圧延材の蛇行
   量検出方法。
3. 【請求項３】 上記蛇行量演算工程で求めた蛇行量を用
   いて，上記張力変化量測定工程で測定した張力変化量を
   補正してなる請求項１又は２記載の薄板圧延材の蛇行量
   検出方法。
4. 【請求項４】 薄板圧延材の圧延操業中に該圧延材の蛇
   行量を検出する薄板圧延材の蛇行量検出装置において，
   圧延ロールのロールギャップを左右対称に変化させ，圧
   延材と圧延ロールの面圧分布を変化させるロールギャッ
   プ変更手段と，上記ロールギャップ変更手段による面圧
   分布変化の結果得られる上記圧延材の張力変化量を測定
   する張力変化量測定手段と，上記張力変化量測定手段に
   よって得られた張力変化量に基づいて上記圧延材の蛇行
   量を演算する蛇行量演算手段とを具備してなることを特
   徴とする薄板圧延材の蛇行量検出装置。
5. 【請求項５】 上記ロールギャップ変更手段によって，
   上記圧延ロールの中央部を狭くするようにロールギャッ
   プを変更し，上記蛇行量演算手段において，蛇行量δ
   を， δ＝（△ＴＵ／ΣＴＵ）×ｗ （但し，ｗ：センサロールの１センサ幅，ΣＴＵ：張力
   変化量の総和，△ＴＵ：圧延材両端部の張力変化量の偏
   差） によって演算してなる請求項４記載の薄板圧延材の蛇行
   量検出装置。
6. 【請求項６】 上記蛇行量演算手段によって求めた蛇行
   量を用いて，上記張力変化量測定手段によって測定した
   張力変化量を補正してなる請求項４又は５記載の薄板圧
   延材の蛇行量検出装置。