JPS63295060A - 鋼片の溶断スラグ付着の判別方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、連続鋳造設備等で製造される鋼片のガス切断
時に発生する溶断スラグの付着の有無・を判別する方法
に関する。

〈従来の技術〉 連続鋳造設備等で製造される鋼片は、トーチカッタ等の
ガス切断装置で所定の長さに溶断される。

その際に鋼片切断面に発生する溶断スラグを鋼片に付着
させたまま次の圧延工程で圧延すると、ヘゲ等の欠陥を
招き不良品となる恐れがあるので、溶断スラグ除去装置
等で完全に除去する必要がある。

その溶断スラグの付着の有無を検出する方法としては、
例えばレーザ等の光学式検出器を利用したプロフィル計
測法とか、搬送ローラに振動検出器を取付けた振動検出
法（特開昭５８−９０３６１号公報参照）などが種々提
案されている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところで、前者のプロフィル計測法では、搬送ローラテ
ーブル上の綱片の先後端いずれの端面も監視する必要が
あること、また鋼片端面が常に変化すること、さらに溶
断スラグは通常鋼片の下面に付着すること゛などにより
、装置が複雑になりかつ高価であるという欠点がある。

また、後者の振動検出法では、搬送ローラが受ける振動
量は必ずしも溶断スラグの有無によるものだけでなり、
搬送される鋼片の寸法や重量あるいは反りなどの変形な
どによっても影響を受けるから、検出精度は必ずしも満
足できるものではない。

そこで、本出願人が既に出願した特願昭６１−２３６３
５号で溶断スラグとローラの衝突時の振動周波数を測定
する方法を開示した。この方法は、第３図に模式的に示
すように、溶断スラグ除去装置２を通過した鋼片１がテ
ーブルローラフレーム６上に設けた軸受５に支持された
ローラ４上を矢示方向に搬送される際、任意の１個の軸
受５上に振動検出器３を設置してローラ４が受ける振動
を検出し、この振動を周波数解析回路７で解析しスラグ
付着判別回路８にて基準周波数と比較し、基準値以上の
ものを溶断スラグ付着鋼片と判断してモニタ９に表示す
るものである。

第４図にこの周波数解析の結果を例示するが、溶断スラ
グの付着していない鋼片では第４図（ａ）に示すように
３５〜５０Ｈｚの範囲で０．１５■／ｓｅｅ程度の速度
を生じるに過ぎないが、溶断スラグが付着した場合は第
４図（ロ）に示すように周波数が２０〜３０Ｈｚおよび
８５〜９５Ｈｚの範囲で０．２ｍｍ／ｓｅｃ程度の振動
の速度を、また３０〜５５　ＩＩ　Ｚの範囲で０．１５
ｍｍ／ｓｅｃ程度の速度を生じることから、１０１１ｚ
以上の周波数で０．１ｍｍ／ｓｅｃ以上の振動の速度が
生じた場合を溶断スラグ付着と判定するのである。

しかしながら、この方法も鋼片の反りなどの変形による
影響を受けて１０Ｈｚ以上の周波数においても振動が高
くなる頻度が多いため、判別の際にやはり誤判断をする
場合が多く、かつ機器のエラー等による瞬間ピーク値な
どを検出して誤判断することもあり信転性に欠ける問題
がある。

本発明は、上記のような問題点を解決すべくなされたも
のであって、鋼片の溶断スラグの有無を正確に判別する
のに好適な方法を提供することを目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉 本発明者は、前記特願昭６１−２３６３５号の振動周波
数法を用いて鋼片に付着した溶断スラグが搬送ローラに
衝突する際に発生する振動をスペクトル解析を施して周
波数スペクトル密度を調べたところ、特定の振動周波数
の間に特徴的なスペクトル密度分布が生ずることを見出
し、この知見に基づいて本発明を完成させるに至ったの
である。

すなわち、本発明は、鋼片をガス切断し搬送する設備に
おいて、鋼片の前後部下面に付着する溶断スラグとロー
ルとが衝突した時に生ずる振動をスペクトル解析して特
定周波数帯域のスペクトル密度とベース周波数帯域のス
ペクトル密度との積分値比を求めてスラグ付着の有無を
判別することを特徴とする鋼片の溶断スラグ付着の判別
方法である。

〈作　用〉 以下に、本発明を具体的に説明する。

第２図は、鋼片に付着した溶断スラグが搬送ローラに衝
突したときに発生した振動周波数φと周波数スペクトル
密度Ｐ（φ）の関係を模式的に示した特性図である。こ
の図において、Ｐａ（φ）は溶断スラグが付着している
場合の周波数スペクトル密度分布を、またＰｃ（φ）は
溶断スラグが付着していない場合の周波数スペクトル密
度分布を示したものである。Ｐａ（φ）において、図か
ら明らかなように、８０〜３００　Ｈｚの間に衝突時の
特定周波数スペクトル密度分布が発生していることがわ
かる。

そこで、このスペクトル密度分布ＰＡ　　（φ）を定量
化するために次のような手順で処理する。

■　低周波域をカットする。そのカット周波数をｆ、　
　とする。

低周波域のスペクトルは、通常搬送ローラを回転させる
ときに発生するものであるから、信号処理上のＳ／Ｎ比
を高めるためにはカットする方が望ましい、このカット
周波数ｆ１は、実測した結果から３０Ｈｚ程度であれば
よい。

■　衝突時の周波数帯域をｆ８とｆ、の間として、下記
（１）式により周波数スペクトル密度Ｐａ（φ）の積分
値ＰＡを求める。ここで、ｆ２は８０Ｈｚ　。

ｆ、は３００Ｈｚとすれば充分である。

■　鋼片通過中における振動周波数の最高値をｆ４とし
、前記カット周波数ｆ１から最高周波数ｆ４の間のベー
ス周波数スペクトル密度Ｐ。

（φ）の積分値ＰＡｔを、下記（２）式より求める。

なお、ｆ４は　２０００Ｈｚとすれば充分である。

■　これら（１）、（２）式で求めた各積分値の比Ｒ６
を下記（３）式で求める。

ＲＡ””　Ｐ　Ａ　／　Ｐ　Ａ＠　　　　　　　　・−
・〜・・−・−（３）■　一方、予め溶断スラグが付着
していない通常の鋼片が通過したときの前記特定周波数
帯域１２〜１１間の周波数スペクトル密度Ｐｃ（φ）の
積分値Ｐｃを（４）式により求め、さらに（５）式で求
められるベース周波数スペクトル密度積分値Ｐ、。との
比　Ｒｅを（６）式で求めておく。

Ｒｃ　　−ｐ　ｃ　　／　ｐ　ｃ、　　　　　　　　　
　・−−−−−−−−−−（６）■　（６）式で求めら
れた積分値比ＲＣに若干の許容値αを加えてしきい値Ｓ
Ｌとして与えておく。

ＳＬ　＝　Ｒｃ　＋α　　　　　　　　　　・−・−・
・−・−・−（７）■　このしきい値ＳＬと前記（３）
式で求められた積分値比ＲＡを比較して、積分値比ＲＡ
がしきい値ＳＬを超えたとき、″溶断スラグ付着”と判
断する。

〈実施例〉 以下に、本発明の好適な実施例について説明する。

第１図は、本発明方法に係る溶断スラグ付着判別装置の
実施例を示すブロック図である。

前出第３図で説明したように、搬送ローラ４の軸受５に
取付けた振動検出器３で検出した振動信号を周波数スペ
クトル解析器１１へ入力する。一方、鋼片位置検出器１
２を振動検出器３の直前に設置しておき、鋼片ｌが振動
検出器３を取付けた搬送ローラ４に近づいたことを検出
して鋼片通過信号を周波数スペクトル解析器１１に入力
する。この鋼片通過信号によって、周波数スペクトル解
析器１１は振動検出器３からの振動信号のスペクトル密
度の解析を開始する０ｍ片２が通過してしまうと鋼片位
置検出器１２の鋼片通過信号はオフになるからスペクト
ル密度の解析を終了して、スペクトル密度Ｐ（φ）を特
定周波数帯域積分器１３とベース周波数帯域積分器１４
に送り込まれ、それぞれ前記（１）式および（２）式の
ようにスペクトル密度積分値Ｐ、Ｐ。

が演算される。これら演算されたスペクトル密度積分値
Ｐ、Ｐ、は、積分値比演算器１５において前記（４）式
に従って積分値比Ｒが演算され、コンパレータ１６に出
力される。

このコンパレータ１６には、前記（７）式で求められた
しきい値ＳＬがしきい値設定器１７によって予め与えら
れているから、入力した積分値比Ｒはこのしきい値ＳＬ
と比較されて、しきい値ＳＬを超えたレベルであればモ
ニタ１８に信号を出力し、モニタ１８において“溶断ス
ラグ付着”の警報を出させる。

このように構成された溶断スラグ判別装置１０を連続鋳
造設備の溶断スラグ除去装置の下流側に設置して通過す
る鋼片の溶断スラグの付着の有無を検出した。

直径４００　ｗａφで、１５００ｍｍ間隔で配置された
搬送ローラ上を厚さ２６０ＩＩＩＩＩＩＸ幅９２０圓×
長さ９０００閣の寸法の鋼片を４００ｍ／ｗｉｎの搬送
速度で搬送した。

このときのカット周波数ｆ、は３０Ｈｚ、特定周波数帯
域はｒ２が８０Ｈｚ、ｆ、が３００Ｈｚ、　また最高周
波数ｆ４は２０００Ｈｚとし、しきい値ＳＬは０．４と
設定した。　　゛ 得られた周波数スペクトル密度積分値比は、溶断スラグ
がない鋼片の場合は０．２であったが、溶断スラグが付
着していた鋼片の場合は０．６であった。

この結果から明らかなように、溶断スラグの付着の有無
については十分高い精度で判別することができる。

なお、この実施例では連続鋳造設備における溶断スラグ
除去装置の下流側テーブルへの適用例について説明した
が、本発明はこれに限らず、ガス切断装置による幅切断
ラインにも適用することができ、また鋼片が圧延工程な
どの次工程に送られる途中であればどこでもよく、例え
ば圧延工場の加熱炉の入側テーブルなどに設置すること
が可能であることはいうまでもない。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、振動周波数のス
ペクトル密度積分値比を用いるようにしたので、Ｓ／Ｎ
比の悪い場合でも溶断スラグの有無を高い精度で判別す
ることが可能である。

また、圧延工程に入る前に、溶断スラグの付着した鋼片
の搬入を阻止することができるから、鋼片の圧延時にお
ける溶断スラグの飛散による圧延ロール疵や製品鋼板の
表面斑の発生、さらには板破断の事故などを未然に防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方法に係る溶断スラグ判別装置の実施
例を示すブロック図、第２図は、振動周波数のスペクト
ル密度分布を模式的に示す特性図、第３図は、従来例を
模式的に示す側面図、第４図は、従来例の振動周波数の
速度分布を模式的に示す特性図である。 １・・・鋼片、　　　　　　　３・・・振動検出器。 ４・・・搬送ローラ、　　　　５・・・軸受。 ｌＯ・・・溶断スラグ付着判別装置。 １１・・・周波数スペクトル解析器。 １２・・・鋼片位置検出器。 １３・・・特定周波数帯域積分器。 １４・・・ベース周波数帯域積分器。 工５・・・積分値比演算器、１６・・・コンパレータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 鋼片をガス切断し搬送する設備において、鋼片の前後部
   下面に付着する溶断スラグとロールとが衝突した時に生
   ずる振動をスペクトル解析して特定周波数帯域のスペク
   トル密度とベース周波数帯域のスペクトル密度との積分
   値比を求めてスラグ付着の有無を判別することを特徴と
   する鋼片の溶断スラグ付着の判別方法。