JP3690971B2 - 形状検出装置を有する圧延設備 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は形状検出装置を有する圧延設備に係わり、特に、金属帯板を圧延する圧延機の入側、出側の少なくとも一方に形状検出器を配置した形状検出装置を有し、この形状検出装置で簡易的に板形状が測定でき、生産性が高く、板形状の優れた帯板を得るのに好適な圧延設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、金属帯板の圧延後の板形状を測定する形状検出装置に備えられる形状検出器は、例えば日本鉄鋼協会編集“板圧延の理論と実際”のP269,270に記載されているように、検出ローラの胴部を50mm程度のピッチで分割し、その各々の分割リングの荷重を測定し、それらより張力分布を算出し、その張力分布より帯板の板形状を換算し帯板の板形状を測定する分割ローラタイプものが、広く用いられている。この分割ローラタイプのものは、分割リング毎に直接張力分布を測定可能なため、検出精度が高い。
【０００３】
【発明が解決しょうとする課題】
しかしながら上記従来技術においては、以下の問題点が存在する。
すなわち、従来の分割ローラタイプの形状検出器は、回転するセンサーローラの胴部を多数分割し、更に各々にロードセルを組込んだ複雑な構造のため、検出精度が良い反面、非常に高価なものとなっている。また、分割ローラタイプのため、分割部の帯板表面への傷付け、及び帯板からの温度伝達による分割部への熱変形の悪影響の懸念がある。
【０００４】
本発明の目的は、単純な構造で簡易的に圧延後の金属帯板の板形状が測定可能である形状検出装置を有する圧延設備を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明による形状検出装置を有する圧延設備は上記目的を達成するために次の構成を採用する。
【０００６】
（１）まず、本発明は、帯板を圧延する上下１対の作業ロールを有する少なくとも１つの圧延機と、この圧延機の入側、出側の少なくとも一方に配置された形状検出器を備えた形状検出装置とを有する圧延設備において、前記形状検出器は、前記帯板に巻き付けられる一本のローラと、このローラの操作側、駆動側端部のそれぞれに設けられ、ローラを回転可能に支持する少なくとも片側２個、両側４個の軸受け箱と、これら軸受け箱のそれぞれに設けられ、各軸受け箱の支持荷重を測定する少なくとも片側２個、両側４個のロードセルと、前記片側２個の軸受け箱のそれぞれにおいて、前記片側２個のどちらか一方の軸受け箱に対し支持荷重方向に予荷重をかけ、片側２個の軸受け箱と各ロードセルとのギャップ殺しを行う手段とを有し、前記形状検出装置は、前記形状検出器の操作側端部の軸受け箱に設けられた少なくとも２個のロードセルの測定荷重より、前記ローラの軸方向中心位置を基準として前記帯板の操作側の板幅範囲の張力分布を算出し、前記形状検出器の駆動側端部の軸受け箱に設けられた少なくとも２個のロードセルの測定荷重より、前記ローラの軸方向中心位置を基準として前記帯板の駆動側の板幅範囲の張力分布を算出し、前記帯板の操作側の板幅範囲の張力分布と駆動側の板幅範囲の張力分布より帯板の板形状を換算するものとする。
【０００７】
このように形状検出器を一本のローラと片側２個、両側４個の軸受け箱と片側２個、両側４個のロードセルとで構成することにより、ロードセルの測定荷重より帯板の張力分布を算出し、その張力分布より帯板の板形状を換算し、帯板の板形状を間接的に測定することができ、単純な構造で簡易的に圧延後の金属帯板の板形状が測定可能となる。
【０００８】
また、非分割一体構造ローラであるため、帯板表面への傷付けの問題が無く、また帯板からの温度伝達によるローラ部への熱変形の悪影響が無く、耐久性が向上する。
また、片側２個のどちらか一方の軸受け箱に対し支持荷重方向に予荷重をかけ、軸受け箱とロードセルのギャップ殺しを行うため、精度良くロードセルにより荷重が測定できる。
【００１５】
（２）また、本発明は、帯板を圧延する上下１対の作業ロールを有する少なくとも１つの圧延機と、この圧延機の入側、出側の少なくとも一方に配置された形状検出器を備えた形状検出装置とを有する圧延設備において、前記形状検出器は、前記帯板に巻き付けられる一本のローラと、このローラの操作側、駆動側端部のそれぞれに設けられ、ローラを回転可能に支持する少なくとも片側２個、両側４個の軸受け箱と、これら軸受け箱のそれぞれに設けられ、各軸受け箱の支持荷重を測定する少なくとも片側２個、両側４個のロードセルとを有し、前記形状検出装置は、帯板の蛇行量を検出するエッジ位置検出器を更に備え、前記形状検出装置は、前記エッジ位置検出器の検出値に応じ、前記ローラの軸方向中心位置を基準として操作側の板幅範囲と駆動側の板幅範囲を演算するとともに、前記形状検出器の操作側端部の軸受け箱に設けられた少なくとも２個のロードセルの測定荷重と前記帯板の操作側の板幅範囲の演算値とより前記帯板の操作側の板幅範囲の張力分布を算出し、前記形状検出器の駆動側端部の軸受け箱に設けられた少なくとも２個のロードセルの測定荷重と前記帯板の駆動側の板幅範囲の演算値とより前記帯板の駆動側の板幅範囲の張力分布を算出し、前記帯板の操作側の板幅範囲の張力分布と駆動側の板幅範囲の張力分布より帯板の板形状を換算するものとする。
【００１６】
これにより上記（１）で述べたように、単純な構造で簡易的に圧延後の金属帯板の板形状が測定可能となる。
また、板の蛇行があってもそれを補正して形状を検出することができる。
【００１７】
（３）また、本発明は、帯板を圧延する上下１対の作業ロールを有する少なくとも１つの圧延機と、この圧延機の入側、出側の少なくとも一方に配置された形状検出器を備えた形状検出装置とを有する圧延設備において、前記形状検出器は、前記帯板に巻き付けられる一本のローラと、このローラの操作側、駆動側端部のそれぞれに設けられ、ローラを回転可能に支持する少なくとも片側２個、両側４個の軸受け箱と、これら軸受け箱のそれぞれに設けられ、各軸受け箱の支持荷重を測定する少なくとも片側２個、両側４個のロードセルとを有し、前記形状検出装置は、前記形状検出器のローラの少なくとも１箇所の軸方向位置のたわみ量を計測する変位計測手段を更に備え、前記形状検出装置は、前記形状検出器の操作側端部の軸受け箱に設けられた少なくとも２個のロードセルの測定荷重と前記変位計測手段の計測値より、前記ローラの軸方向中心位置を基準として前記帯板の操作側の板幅範囲の張力分布を算出し、前記形状検出器の駆動側端部の軸受け箱に設けられた少なくとも２個のロードセルの測定荷重と前記変位計測手段の計測値より、前記ローラの軸方向中心位置を基準として前記帯板の駆動側の板幅範囲の張力分布を算出し、前記帯板の操作側の板幅範囲の張力分布と駆動側の板幅範囲の張力分布より帯板の板形状を換算するものとする。
【００１８】
これにより上記（１）で述べたように、単純な構造で簡易的に圧延後の金属帯板の板形状が測定可能となる。
また、中伸び、端伸びに加えて複合伸びの形状が検出できる。
【００１９】
（４）上記（１）〜（３）において、本発明の圧延設備は、好ましくは、圧延機出側の形状検出装置によって測定される板形状と予め設定した目標板形状の差が少なくなるように圧延機の形状制御手段をフィードバック制御する制御手段を更に有する。
【００２０】
これにより圧延開始時の加速レートをあげることができ、かつ板切れの頻度が減少するため生産効率が向上する。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００２８】
まず、本発明の第１の実施の形態を図１〜図５により説明する。
【００２９】
図１において、本実施の形態に係わる形状検出装置を有する圧延設備は、帯板１を圧延する上下１対の作業ロール２，３を有する圧延機４と、この圧延機４の入側、出側に配置された巻取り・巻出しリール７，８とを備えている。圧延機４はリバースミルであり、例えば巻取り・巻出しリール７から巻出された被圧延材である帯板１は圧延機４の作業ロール２，３にて圧延され、巻取り・巻出しリール８に巻取られる。圧延機４の入側、出側であって、圧延機４と巻取り・巻出しリール７，８の間には形状検出器５，６が設置されている。形状検出器５，６は本実施の形態に係わる形状検出装置を構成しており、それぞれ同じ構造を有している。
【００３０】
図２及び図３に形状検出器５の詳細を示す。形状検出器５は帯板１に部分的に（所定角度）巻き付けられる一本のローラ１４と、このローラ１４の操作側、駆動側端部のそれぞれに設けられ、ローラ１４を回転可能に支持するベアリング（図示せず）を内蔵した片側２個、両側４個の軸受け箱９Ａ，１０Ａ，９Ｂ，１０Ｂと、これら軸受け箱９Ａ，１０Ａ，９Ｂ，１０Ｂの負荷面に設けられ、各軸受け箱の支持荷重を測定する片側２個、両側４個のロードセル１１Ａ，１２Ａ，１１Ｂ，１２Ｂと、これらロードセル１１Ａ，１２Ａ，１１Ｂ，１２Ｂを支持するフレーム１３Ａ，１３Ｂとを備えている。
【００３１】
ここで、ロードセル１１Ａ，１１Ｂは内側の軸受け箱９Ａ，９Ｂの下面を負荷面としてその下側でフレーム１３Ａ，１３Ｂにより支持され、ロードセル１２Ａ，１２Ｂは外側の軸受け箱１０Ａ，１０Ｂの上面を負荷面としてその上側でフレーム１３Ａ，１３Ｂにより支持され、ロードセル１１Ａ，１２Ａ，１１Ｂ，１２Ｂ及びフレーム１３Ａ，１３Ｂはローラ１４に対し両端支持の固定支点として機能する構成となっている。
【００３２】
形状検出器５，６を用いた形状検出方法を説明する。
【００３３】
図４において、帯板１はローラ１４に所定角度接しており、ローラ１４に帯板１の張力が作用している。このとき、ロードセル１１Ａ，１２Ａ，１１Ｂ，１２Ｂ及びフレーム１３Ａ，１３Ｂは上記のようにローラ１４に対し両端支持の固定支点として機能するため、ローラ１４の両端には内側のロードセル１１Ａ，１１Ｂとフレーム１３Ａ，１３Ｂの支持反力Fa,Fbが上向きに作用し、外側のロードセル１２Ａ，１２Ｂとフレーム１３Ａ，１３Ｂの支持反力Qa,Qbが下向きに作用する。これら支持反力Fa,Fb及びQa,Qbはそれぞれロードセル１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂにより垂直荷重として検出される。
【００３４】
また、ローラ１４の両端にはロードセル１１Ａ，１２Ａとフレーム１３Ａによる支持モーメントMa及びロードセル１１Ｂ，１２Ｂとフレーム１３Ｂによる支持モーメントMbが作用し、ロードセル１１Ａ，１２Ａ間、ロードセル１１Ｂ，１２Ｂ間の距離をそれぞれLとすると、支持モーメントは、それぞれ、
Ma＝L・(Fa-Qa)
Mb＝L・(Fb-Qb)
で示される。
【００３５】
梁の釣り合いより、帯板１の張力分布は支持反力Fa,Fb及び支持モーメントMa,Mbと釣り合う。
【００３６】
概念的には、支持反力Fa,Fbが同じ値で支持反力Qa,Qbが同じ値の場合で、図４（ａ）のように帯板１が中伸び形状の場合、張力分布は板中央部の値が低く板端部の値が高い、上に凹の分布となる。この場合の測定される支持反力Fa,Fb,Qa,Qbから計算される支持モーメントMa,Mbは小さな値となる。図４（ｂ）のように帯板１がフラット形状の場合、張力分布はフラットな分布となる。この場合の測定される支持反力Fa,Fb,Qa,Qbから計算される支持モーメントMa,Mbは中間の値となる。図４（ｃ）のように帯板１が端伸び形状の場合、張力分布は板中央部の値が高く板端部の値が低い、上に凸の分布となる。この場合の測定される支持反力Fa,Fb,Qa,Qbから計算される支持モーメントMa,Mbは大きな値となる。
【００３７】
板形状の算出に際しては、例えば図５に示すように、張力分布をσ(x)＝α・ｘ2+βと2次関数で近似する。この場合、張力分布はローラ１４の中心位置で左右に分け、それぞれの側で張力分布をσ(x)＝αa・ｘ2+βa（図示右側半分）、σ(x)＝αb・ｘ2+βb（図示左側半分）と2次関数で近似する。求めるべき未知数は各側でαa，βa、αb，βbの２個、合計４個となる。左右の各側において２個の未知数は、垂直方向の力の釣合い式と固定支持部の梁のたわみ角０の条件式の２式の連立方程式より求められる。ここで、垂直方向の力の釣合い式とは、σ(x)＝αa・ｘ2+βa（図示右側半分）又はσ(x)＝αb・ｘ2+βb（図示左側半分）より計算して求めた張力分布による垂直荷重と支持反力Fa,Fb,Qa,Qbとの釣合い式であり、固定支持部の梁のたわみ角０の条件式とは張力分布の垂直荷重から計算した支持モーメントと支持モーメントMaとの釣合い式である。
【００３８】
計算結果を下記に示す。この計算は図５の図示右側半分の張力分布を算出したものである。
【００３９】
αa＝(15Fa・(3C2-A2)-90C・Ma)/(4A5） …（１）
βa＝(Fa・(27A2-45C2)＋90C・Ma)/(12A3） …（２）
即ち、支点反力Fa,Qaを測定し、支持モーメントMaを計算で求めることにより、未知数αa，βaが上式により求まり、張力分布が算出される。同様に、図５の図示左側も支点反力Fb,Qbを測定し、支持モーメントMbを計算で求めることにより未知数αb，βbが求まり、張力分布が算出される。
【００４０】
また、張力分布から形状の換算は下記式にて行う。但しΔσ(x）を張力分布の最小値からの偏差とし、Eを帯板の弾性係数とする。
【００４１】
板形状（I-unit）＝（Δσ(x）・105）／E …（３）
本実施の形態によれば、単純な構造の形状検出器５，６を用いて簡易的に図５の張力分布相当の中伸び、端伸びの形状が検出できる。
【００４２】
また、形状検出器５，６は非分割一体構造ローラであるため、帯板表面への傷付けの問題が無く、また帯板からの温度伝達によるローラ部への熱変形の悪影響が無く、耐久性を向上できる。
【００４３】
本発明の第２の実施の形態を図６に示す。本実施の形態は、形状検出器５，６で検出した荷重から形状を演算する処理をコンピュータで行うものである。
【００４４】
図６において、本実施の形態に係わる形状検出装置は、形状検出器５，６に加え、荷重検出部３０、張力分布演算部３１、板形状演算部３２、画面表示部３３を有するコンピュータ１００を備えている。
【００４５】
荷重検出部３０は形状検出器５又は６の検出信号を入力して支持反力Fa,Fb,Qa,Qbを演算する。
【００４６】
張力分布演算部３１は荷重検出部で求めた支持反力から上記（１）、（２）式により未知数αa，βa、αb，βbを算出し、張力分布の近似関数σ(x)=αa・ｘ2+βa、σ(x)=αb・ｘ2+βbを求める。
【００４７】
板形状演算部３２は、張力分布演算部３１で求めた張力分布の近似関数σ(x)=αa・ｘ2+βa、σ(x)=αb・ｘ2+βbにより上記（３）式から板形状I-unitを算出する。
画面表示部３３は板形状演算部３２で演算した板形状を表示する。
【００４８】
本実施の形態によれば、図５の張力分布相当の中伸び、端伸びの形状の検出演算をコンピュータを用いて自動で瞬時に行うことができる。
【００４９】
本発明の第３の実施の形態を図７により説明する。本実施の形態は軸受け箱の支持部のガタを無くすものである。
【００５０】
図７において、本実施の形態の形態に係わる形状検出装置は形状検出器２５を備え、この形状検出器２５は、ロール１４の操作側端部でロードセル１１Ａ,１２Ａを支持するフレーム１３Ａと、フレーム１３Ａにネジ結合されているボルト１６Ａ，１７Ａと、このボルト１６Ａ，１７Ａによりロードセル１２Ａに押付けられるプレート１５Ａとを有し、ボルト１６Ａ，１７Ａを締め付けることにより、プレート１５Ａを介してロードセル１２Ａに支持荷重方向の予荷重が付与される。形状検出器２５のロール１４の駆動側端部も同様に構成されている。また、形状検出器２５は第１の実施の形態における形状検出器５に相当するものであり、形状検出器６に相当するものも同様に構成することができる。
【００５１】
本実施の形態によれば、軸受け箱９Ａ,１０Ａ、ロードセル１１Ａ,１２Ａ、フレーム１３Ａのギャップ殺しができるため、精度良くロードセル１１Ａ,１２Ａにより荷重が測定できる。
【００５２】
本発明の第４の実施の形態を図８及び図９により説明する。
【００５３】
図８において、本実施の形態に係わる形状検出装置は形状検出器３５を備え、この形状検出器３５は、ローラ１４の中心位置下側に設置されたギャップセンサー１８を有し、このギャップセンサー１８によりローラ１４の中心位置のたわみ量を検出する。
【００５４】
本実施の形態では、図９に示されるように張力分布をσ(x)=α・（ｘ-β）2+γと2次関数で近似するものであり、この場合、求めるべき未知数は左右片側でα，β,γの３個、両側で６個となる。左右各側における３個の未知数は、垂直方向の力の釣合い式と固定支持部の梁のたわみ角０の条件式に加え、ローラ中心のたわみの計算式の３式の連立方程式より求められる。即ち、図９の図示右側半分について、支点反力Fa,Qaを測定し、支持モーメントMaを計算で求め、更にローラ中央のたわみ量を測定することによりα，β，γが求まり、張力分布が算出される。同様に図示左側もFb,Qbを測定し、支持モーメントMbを計算で求め、更にローラ中央たわみ量を測定することにより張力分布が算出される。
【００５５】
本実施の形態によれば、中伸び、端伸びに加えて図９の張力分布相当の複合伸びの形状が検出できる。
【００５６】
なお、本実施の形態においても、図６に示した実施の形態と同様、コンピュータを用いて各演算を行い、板形状を表示するのが好ましい。
【００５７】
また、今までの実施の形態は、帯板の張力分布を２個、３個の未知数の係数を持つ板幅方向の関数で近似した例を示したが、帯板の張力分布をもっと多数の複数の未知数の係数を持つ板幅方向の関数で近似し、これら未知数の係数の数だけ支点反力、支持モーメント、ローラのたわみ量、ローラのたわみ角、ローラの曲げ応力のうちの任意のものを測定し、前記未知数の係数の数だけ条件式を作成し、これらを連立させて解き、前記未知数の係数を決定し前記帯板の張力分布を算出し、その張力分布より帯板の板形状を換算するようにしても良い。未知数の数を増やすだけ検出精度は、向上する。
【００５８】
この場合の実施の形態を本発明の第５の実施の形態として図１０に示す。
【００５９】
図１０において、本実施の形態に係わる形状検出装置は形状検出器４５を備え、この形状検出器４５は、ローラ１４の操作側端部、駆動側端部の片側１個、両側２個の軸受け箱９Ａ，９Ｂと、これに対応して設けられた片側１個、両側２個のロードセル１１Ａ，１１Ｂとを有している。また、ローラ１４の中心位置下側に設置されたギャップセンサー１８を備え、このギャップセンサー１８によりローラ１４の中心位置のたわみ量を検出する。更に、ローラ１４の両端部に軸受け箱９Ａ，９Ｂを超えて所定距離突出するローラ延長軸部１４Ａ，１４Ｂを設け、このローラ延長軸部１４Ａ，１４Ｂの端部下側にギャップセンサー１９Ａ，１９Ｂを設置し、このギャップセンサー１９Ａ，１９Ｂにより延長軸部１４Ａ，１４Ｂの端部のたわみ量を検出することで、ローラ１４の両端のたわみ角を計測する。更に、ローラ１４を中空とし、その中空部のローラ１４の中心位置内壁にひずみゲージ２０を設置し、ローラ中央位置の曲げ応力を検出する。これら各センサにより未知数の係数の数だけ状態量を測定し、未知数の係数の数だけ条件式を作成することにより、上記のように精度よく帯板の板形状を算出することができる。
【００６０】
本発明の第６の実施の形態を図１１により説明する。
【００６１】
図１１において、本実施の形態に係わる形状検出装置は、帯板の蛇行量を検出する板エッジ位置検出器４０，４１と、コンピュータ１０１を備え、コンピュータ１０１は、荷重検出部３０、張力分布演算部３１、板形状演算部３２、画面表示部３３に加え、板エッジ位置検出部４２、蛇行量補正演算部４３を有している。板エッジ位置検出部４２は板エッジ位置検出器４０又は４１の検出信号を入力して蛇行量δを演算し、蛇行量補正演算部４３は、その蛇行量δに応じ、図５のA,B寸法を各々下記のように変更する。
【００６２】
A＝板幅／２−δ
B＝板幅／２＋δ
蛇行量補正演算部４３の計算結果は張力分布演算部３１に送られ、図６に示した実施の形態と同様の処理が行われる。
【００６３】
本実施の形態によれば、板の蛇行があってもそれを補正して形状を検出することが可能となる。
【００６４】
本発明の第７の実施の形態を図１２により説明する。
【００６５】
図１２において、本実施の形態では、板形状フィードバック制御演算部４７と板形状制御手段４８を更に備え、板形状フィードバック制御演算部４７は板形状演算部３２で演算した板形状と予め入力しておいた目標板形状との差を最小にするよう圧延機４の板形状制御手段４８をフィードバック制御する。
【００６６】
本実施の形態によれば、圧延機４の板形状制御手段４８をフィードバック制御することにより、圧延開始時の加速レートをあげることができ、また板切れの頻度が減少するため生産効率が向上する。
【００６７】
なお、以上の実施の形態は、圧延機が１スタンドの例を示すが、複数スタンドのタンデム圧延機の各スタンドの出側に本形状検出器を設置しても良い。この場合、各スタンドで形状が測れるれるので各スタンド毎に形状制御が可能となり、板形状の優れた帯板を得ることが可能となる。また、この場合も、測定した形状と目標形状との差を最小にするよう各スタンドの圧延機の形状制御手段をフィードバック制御することにより加速レートをあげることができ、またスタンド間での板切れの頻度が減少するため生産効率が向上する。
【００６８】
また、本形状検出器は、支持点の荷重差より帯板の張力が計算できるため、張力計としても兼用することが可能となる。この場合、図４において、帯板の張力Tは、帯板の巻付け角をθとすると下式で示される。
【００６９】
T＝((Fa-Qa)+(Fb-Qb))/(2・sin(θ/2))
【００７０】
【発明の効果】
本発明によれば、単純な構造で圧延後の金属帯板の板形状を簡易的に測定可能となる。また、その結果、圧延機の板形状制御が可能となるため、板形状の優れた帯板を得ることが可能となり、板切れの頻度が減少し生産効率が向上する。
【００７１】
また、非分割一体構造ローラであるため、帯板表面への傷付けの問題が無く、また帯板からの温度伝達によるローラ部への熱変形の悪影響が無く、耐久性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による形状検出装置を備えた圧延設備の正面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】図２のIII−III線矢視の側面図である。
【図４】帯板の張力分布とローラ支持点の支点反力と支持モーメントの関係を説明する図である。
【図５】帯板の張力分布の近似式を説明する図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態による形状検出装置を備えた圧延設備を一部機能ブロックで示す図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係わる形状検出装置の要部の側面図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態に係わる形状検出装置の図２と同様な側面図である。
【図９】帯板の張力分布の近似式を説明する図である。
【図１０】本発明の第５の実施の形態に係わる形状検出装置の図２と同様な側面図である。
【図１１】本発明の第６の実施の形態による形状検出装置を備えた圧延設備を一部機能ブロックで示す図である。
【図１２】本発明の第７の実施の形態による形状検出装置を備えた圧延設備を一部機能ブロックで示す図である。
【符号の説明】
１；帯板
２，３；作業ロール
４；圧延機
５，６；形状検出器
７，８；巻取りリール
９Ａ，１０Ａ，９Ｂ，１０Ｂ；軸受け箱
１１Ａ，１２Ａ，１１Ｂ，１２Ｂ；ロードセル
１３Ａ，１３Ｂ；フレーム
１４；ローラ
１４Ａ，１４Ｂ：ローラ延長軸部
１５；プレート
１６Ａ，１７Ａ；ボルト
１８；ギャップセンサー
１９Ａ，１９Ｂ；ギャップセンサー
２０；ひずみゲージ
２５；形状検出器
３０；荷重検出部
３１；張力分布演算部
３２；板形状演算部
３３；画面表示部
３５；形状検出器
４０，４１；エッジ位置検出器
４２；板エッジ位置検出部
４３；蛇行量補正演算部
４５；形状検出器
４７；板形状フィードバック制御演算部
４８；板形状制御手段
【発明の属する技術分野】
本発明は形状検出装置を有する圧延設備に係わり、特に、金属帯板を圧延する圧延機の入側、出側の少なくとも一方に形状検出器を配置した形状検出装置を有し、この形状検出装置で簡易的に板形状が測定でき、生産性が高く、板形状の優れた帯板を得るのに好適な圧延設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、金属帯板の圧延後の板形状を測定する形状検出装置に備えられる形状検出器は、例えば日本鉄鋼協会編集“板圧延の理論と実際”のP269,270に記載されているように、検出ローラの胴部を50mm程度のピッチで分割し、その各々の分割リングの荷重を測定し、それらより張力分布を算出し、その張力分布より帯板の板形状を換算し帯板の板形状を測定する分割ローラタイプものが、広く用いられている。この分割ローラタイプのものは、分割リング毎に直接張力分布を測定可能なため、検出精度が高い。
【０００３】
【発明が解決しょうとする課題】
しかしながら上記従来技術においては、以下の問題点が存在する。
すなわち、従来の分割ローラタイプの形状検出器は、回転するセンサーローラの胴部を多数分割し、更に各々にロードセルを組込んだ複雑な構造のため、検出精度が良い反面、非常に高価なものとなっている。また、分割ローラタイプのため、分割部の帯板表面への傷付け、及び帯板からの温度伝達による分割部への熱変形の悪影響の懸念がある。
【０００４】
本発明の目的は、単純な構造で簡易的に圧延後の金属帯板の板形状が測定可能である形状検出装置を有する圧延設備を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明による形状検出装置を有する圧延設備は上記目的を達成するために次の構成を採用する。
【０００６】
（１）まず、本発明は、帯板を圧延する上下１対の作業ロールを有する少なくとも１つの圧延機と、この圧延機の入側、出側の少なくとも一方に配置された形状検出器を備えた形状検出装置とを有する圧延設備において、前記形状検出器は、前記帯板に巻き付けられる一本のローラと、このローラの操作側、駆動側端部のそれぞれに設けられ、ローラを回転可能に支持する少なくとも片側２個、両側４個の軸受け箱と、これら軸受け箱のそれぞれに設けられ、各軸受け箱の支持荷重を測定する少なくとも片側２個、両側４個のロードセルと、前記片側２個の軸受け箱のそれぞれにおいて、前記片側２個のどちらか一方の軸受け箱に対し支持荷重方向に予荷重をかけ、片側２個の軸受け箱と各ロードセルとのギャップ殺しを行う手段とを有し、前記形状検出装置は、前記形状検出器の操作側端部の軸受け箱に設けられた少なくとも２個のロードセルの測定荷重より、前記ローラの軸方向中心位置を基準として前記帯板の操作側の板幅範囲の張力分布を算出し、前記形状検出器の駆動側端部の軸受け箱に設けられた少なくとも２個のロードセルの測定荷重より、前記ローラの軸方向中心位置を基準として前記帯板の駆動側の板幅範囲の張力分布を算出し、前記帯板の操作側の板幅範囲の張力分布と駆動側の板幅範囲の張力分布より帯板の板形状を換算するものとする。
【０００７】
このように形状検出器を一本のローラと片側２個、両側４個の軸受け箱と片側２個、両側４個のロードセルとで構成することにより、ロードセルの測定荷重より帯板の張力分布を算出し、その張力分布より帯板の板形状を換算し、帯板の板形状を間接的に測定することができ、単純な構造で簡易的に圧延後の金属帯板の板形状が測定可能となる。
【０００８】
また、非分割一体構造ローラであるため、帯板表面への傷付けの問題が無く、また帯板からの温度伝達によるローラ部への熱変形の悪影響が無く、耐久性が向上する。
また、片側２個のどちらか一方の軸受け箱に対し支持荷重方向に予荷重をかけ、軸受け箱とロードセルのギャップ殺しを行うため、精度良くロードセルにより荷重が測定できる。
【００１５】
（２）また、本発明は、帯板を圧延する上下１対の作業ロールを有する少なくとも１つの圧延機と、この圧延機の入側、出側の少なくとも一方に配置された形状検出器を備えた形状検出装置とを有する圧延設備において、前記形状検出器は、前記帯板に巻き付けられる一本のローラと、このローラの操作側、駆動側端部のそれぞれに設けられ、ローラを回転可能に支持する少なくとも片側２個、両側４個の軸受け箱と、これら軸受け箱のそれぞれに設けられ、各軸受け箱の支持荷重を測定する少なくとも片側２個、両側４個のロードセルとを有し、前記形状検出装置は、帯板の蛇行量を検出するエッジ位置検出器を更に備え、前記形状検出装置は、前記エッジ位置検出器の検出値に応じ、前記ローラの軸方向中心位置を基準として操作側の板幅範囲と駆動側の板幅範囲を演算するとともに、前記形状検出器の操作側端部の軸受け箱に設けられた少なくとも２個のロードセルの測定荷重と前記帯板の操作側の板幅範囲の演算値とより前記帯板の操作側の板幅範囲の張力分布を算出し、前記形状検出器の駆動側端部の軸受け箱に設けられた少なくとも２個のロードセルの測定荷重と前記帯板の駆動側の板幅範囲の演算値とより前記帯板の駆動側の板幅範囲の張力分布を算出し、前記帯板の操作側の板幅範囲の張力分布と駆動側の板幅範囲の張力分布より帯板の板形状を換算するものとする。
【００１６】
これにより上記（１）で述べたように、単純な構造で簡易的に圧延後の金属帯板の板形状が測定可能となる。
また、板の蛇行があってもそれを補正して形状を検出することができる。
【００１７】
（３）また、本発明は、帯板を圧延する上下１対の作業ロールを有する少なくとも１つの圧延機と、この圧延機の入側、出側の少なくとも一方に配置された形状検出器を備えた形状検出装置とを有する圧延設備において、前記形状検出器は、前記帯板に巻き付けられる一本のローラと、このローラの操作側、駆動側端部のそれぞれに設けられ、ローラを回転可能に支持する少なくとも片側２個、両側４個の軸受け箱と、これら軸受け箱のそれぞれに設けられ、各軸受け箱の支持荷重を測定する少なくとも片側２個、両側４個のロードセルとを有し、前記形状検出装置は、前記形状検出器のローラの少なくとも１箇所の軸方向位置のたわみ量を計測する変位計測手段を更に備え、前記形状検出装置は、前記形状検出器の操作側端部の軸受け箱に設けられた少なくとも２個のロードセルの測定荷重と前記変位計測手段の計測値より、前記ローラの軸方向中心位置を基準として前記帯板の操作側の板幅範囲の張力分布を算出し、前記形状検出器の駆動側端部の軸受け箱に設けられた少なくとも２個のロードセルの測定荷重と前記変位計測手段の計測値より、前記ローラの軸方向中心位置を基準として前記帯板の駆動側の板幅範囲の張力分布を算出し、前記帯板の操作側の板幅範囲の張力分布と駆動側の板幅範囲の張力分布より帯板の板形状を換算するものとする。
【００１８】
これにより上記（１）で述べたように、単純な構造で簡易的に圧延後の金属帯板の板形状が測定可能となる。
また、中伸び、端伸びに加えて複合伸びの形状が検出できる。
【００１９】
（４）上記（１）〜（３）において、本発明の圧延設備は、好ましくは、圧延機出側の形状検出装置によって測定される板形状と予め設定した目標板形状の差が少なくなるように圧延機の形状制御手段をフィードバック制御する制御手段を更に有する。
【００２０】
これにより圧延開始時の加速レートをあげることができ、かつ板切れの頻度が減少するため生産効率が向上する。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００２８】
まず、本発明の第１の実施の形態を図１〜図５により説明する。
【００２９】
図１において、本実施の形態に係わる形状検出装置を有する圧延設備は、帯板１を圧延する上下１対の作業ロール２，３を有する圧延機４と、この圧延機４の入側、出側に配置された巻取り・巻出しリール７，８とを備えている。圧延機４はリバースミルであり、例えば巻取り・巻出しリール７から巻出された被圧延材である帯板１は圧延機４の作業ロール２，３にて圧延され、巻取り・巻出しリール８に巻取られる。圧延機４の入側、出側であって、圧延機４と巻取り・巻出しリール７，８の間には形状検出器５，６が設置されている。形状検出器５，６は本実施の形態に係わる形状検出装置を構成しており、それぞれ同じ構造を有している。
【００３０】
図２及び図３に形状検出器５の詳細を示す。形状検出器５は帯板１に部分的に（所定角度）巻き付けられる一本のローラ１４と、このローラ１４の操作側、駆動側端部のそれぞれに設けられ、ローラ１４を回転可能に支持するベアリング（図示せず）を内蔵した片側２個、両側４個の軸受け箱９Ａ，１０Ａ，９Ｂ，１０Ｂと、これら軸受け箱９Ａ，１０Ａ，９Ｂ，１０Ｂの負荷面に設けられ、各軸受け箱の支持荷重を測定する片側２個、両側４個のロードセル１１Ａ，１２Ａ，１１Ｂ，１２Ｂと、これらロードセル１１Ａ，１２Ａ，１１Ｂ，１２Ｂを支持するフレーム１３Ａ，１３Ｂとを備えている。
【００３１】
ここで、ロードセル１１Ａ，１１Ｂは内側の軸受け箱９Ａ，９Ｂの下面を負荷面としてその下側でフレーム１３Ａ，１３Ｂにより支持され、ロードセル１２Ａ，１２Ｂは外側の軸受け箱１０Ａ，１０Ｂの上面を負荷面としてその上側でフレーム１３Ａ，１３Ｂにより支持され、ロードセル１１Ａ，１２Ａ，１１Ｂ，１２Ｂ及びフレーム１３Ａ，１３Ｂはローラ１４に対し両端支持の固定支点として機能する構成となっている。
【００３２】
形状検出器５，６を用いた形状検出方法を説明する。
【００３３】
図４において、帯板１はローラ１４に所定角度接しており、ローラ１４に帯板１の張力が作用している。このとき、ロードセル１１Ａ，１２Ａ，１１Ｂ，１２Ｂ及びフレーム１３Ａ，１３Ｂは上記のようにローラ１４に対し両端支持の固定支点として機能するため、ローラ１４の両端には内側のロードセル１１Ａ，１１Ｂとフレーム１３Ａ，１３Ｂの支持反力Fa,Fbが上向きに作用し、外側のロードセル１２Ａ，１２Ｂとフレーム１３Ａ，１３Ｂの支持反力Qa,Qbが下向きに作用する。これら支持反力Fa,Fb及びQa,Qbはそれぞれロードセル１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂにより垂直荷重として検出される。
【００３４】
また、ローラ１４の両端にはロードセル１１Ａ，１２Ａとフレーム１３Ａによる支持モーメントMa及びロードセル１１Ｂ，１２Ｂとフレーム１３Ｂによる支持モーメントMbが作用し、ロードセル１１Ａ，１２Ａ間、ロードセル１１Ｂ，１２Ｂ間の距離をそれぞれLとすると、支持モーメントは、それぞれ、
Ma＝L・(Fa-Qa)
Mb＝L・(Fb-Qb)
で示される。
【００３５】
梁の釣り合いより、帯板１の張力分布は支持反力Fa,Fb及び支持モーメントMa,Mbと釣り合う。
【００３６】
概念的には、支持反力Fa,Fbが同じ値で支持反力Qa,Qbが同じ値の場合で、図４（ａ）のように帯板１が中伸び形状の場合、張力分布は板中央部の値が低く板端部の値が高い、上に凹の分布となる。この場合の測定される支持反力Fa,Fb,Qa,Qbから計算される支持モーメントMa,Mbは小さな値となる。図４（ｂ）のように帯板１がフラット形状の場合、張力分布はフラットな分布となる。この場合の測定される支持反力Fa,Fb,Qa,Qbから計算される支持モーメントMa,Mbは中間の値となる。図４（ｃ）のように帯板１が端伸び形状の場合、張力分布は板中央部の値が高く板端部の値が低い、上に凸の分布となる。この場合の測定される支持反力Fa,Fb,Qa,Qbから計算される支持モーメントMa,Mbは大きな値となる。
【００３７】
板形状の算出に際しては、例えば図５に示すように、張力分布をσ(x)＝α・ｘ2+βと2次関数で近似する。この場合、張力分布はローラ１４の中心位置で左右に分け、それぞれの側で張力分布をσ(x)＝αa・ｘ2+βa（図示右側半分）、σ(x)＝αb・ｘ2+βb（図示左側半分）と2次関数で近似する。求めるべき未知数は各側でαa，βa、αb，βbの２個、合計４個となる。左右の各側において２個の未知数は、垂直方向の力の釣合い式と固定支持部の梁のたわみ角０の条件式の２式の連立方程式より求められる。ここで、垂直方向の力の釣合い式とは、σ(x)＝αa・ｘ2+βa（図示右側半分）又はσ(x)＝αb・ｘ2+βb（図示左側半分）より計算して求めた張力分布による垂直荷重と支持反力Fa,Fb,Qa,Qbとの釣合い式であり、固定支持部の梁のたわみ角０の条件式とは張力分布の垂直荷重から計算した支持モーメントと支持モーメントMaとの釣合い式である。
【００３８】
計算結果を下記に示す。この計算は図５の図示右側半分の張力分布を算出したものである。
【００３９】
αa＝(15Fa・(3C2-A2)-90C・Ma)/(4A5） …（１）
βa＝(Fa・(27A2-45C2)＋90C・Ma)/(12A3） …（２）
即ち、支点反力Fa,Qaを測定し、支持モーメントMaを計算で求めることにより、未知数αa，βaが上式により求まり、張力分布が算出される。同様に、図５の図示左側も支点反力Fb,Qbを測定し、支持モーメントMbを計算で求めることにより未知数αb，βbが求まり、張力分布が算出される。
【００４０】
また、張力分布から形状の換算は下記式にて行う。但しΔσ(x）を張力分布の最小値からの偏差とし、Eを帯板の弾性係数とする。
【００４１】
板形状（I-unit）＝（Δσ(x）・105）／E …（３）
本実施の形態によれば、単純な構造の形状検出器５，６を用いて簡易的に図５の張力分布相当の中伸び、端伸びの形状が検出できる。
【００４２】
また、形状検出器５，６は非分割一体構造ローラであるため、帯板表面への傷付けの問題が無く、また帯板からの温度伝達によるローラ部への熱変形の悪影響が無く、耐久性を向上できる。
【００４３】
本発明の第２の実施の形態を図６に示す。本実施の形態は、形状検出器５，６で検出した荷重から形状を演算する処理をコンピュータで行うものである。
【００４４】
図６において、本実施の形態に係わる形状検出装置は、形状検出器５，６に加え、荷重検出部３０、張力分布演算部３１、板形状演算部３２、画面表示部３３を有するコンピュータ１００を備えている。
【００４５】
荷重検出部３０は形状検出器５又は６の検出信号を入力して支持反力Fa,Fb,Qa,Qbを演算する。
【００４６】
張力分布演算部３１は荷重検出部で求めた支持反力から上記（１）、（２）式により未知数αa，βa、αb，βbを算出し、張力分布の近似関数σ(x)=αa・ｘ2+βa、σ(x)=αb・ｘ2+βbを求める。
【００４７】
板形状演算部３２は、張力分布演算部３１で求めた張力分布の近似関数σ(x)=αa・ｘ2+βa、σ(x)=αb・ｘ2+βbにより上記（３）式から板形状I-unitを算出する。
画面表示部３３は板形状演算部３２で演算した板形状を表示する。
【００４８】
本実施の形態によれば、図５の張力分布相当の中伸び、端伸びの形状の検出演算をコンピュータを用いて自動で瞬時に行うことができる。
【００４９】
本発明の第３の実施の形態を図７により説明する。本実施の形態は軸受け箱の支持部のガタを無くすものである。
【００５０】
図７において、本実施の形態の形態に係わる形状検出装置は形状検出器２５を備え、この形状検出器２５は、ロール１４の操作側端部でロードセル１１Ａ,１２Ａを支持するフレーム１３Ａと、フレーム１３Ａにネジ結合されているボルト１６Ａ，１７Ａと、このボルト１６Ａ，１７Ａによりロードセル１２Ａに押付けられるプレート１５Ａとを有し、ボルト１６Ａ，１７Ａを締め付けることにより、プレート１５Ａを介してロードセル１２Ａに支持荷重方向の予荷重が付与される。形状検出器２５のロール１４の駆動側端部も同様に構成されている。また、形状検出器２５は第１の実施の形態における形状検出器５に相当するものであり、形状検出器６に相当するものも同様に構成することができる。
【００５１】
本実施の形態によれば、軸受け箱９Ａ,１０Ａ、ロードセル１１Ａ,１２Ａ、フレーム１３Ａのギャップ殺しができるため、精度良くロードセル１１Ａ,１２Ａにより荷重が測定できる。
【００５２】
本発明の第４の実施の形態を図８及び図９により説明する。
【００５３】
図８において、本実施の形態に係わる形状検出装置は形状検出器３５を備え、この形状検出器３５は、ローラ１４の中心位置下側に設置されたギャップセンサー１８を有し、このギャップセンサー１８によりローラ１４の中心位置のたわみ量を検出する。
【００５４】
本実施の形態では、図９に示されるように張力分布をσ(x)=α・（ｘ-β）2+γと2次関数で近似するものであり、この場合、求めるべき未知数は左右片側でα，β,γの３個、両側で６個となる。左右各側における３個の未知数は、垂直方向の力の釣合い式と固定支持部の梁のたわみ角０の条件式に加え、ローラ中心のたわみの計算式の３式の連立方程式より求められる。即ち、図９の図示右側半分について、支点反力Fa,Qaを測定し、支持モーメントMaを計算で求め、更にローラ中央のたわみ量を測定することによりα，β，γが求まり、張力分布が算出される。同様に図示左側もFb,Qbを測定し、支持モーメントMbを計算で求め、更にローラ中央たわみ量を測定することにより張力分布が算出される。
【００５５】
本実施の形態によれば、中伸び、端伸びに加えて図９の張力分布相当の複合伸びの形状が検出できる。
【００５６】
なお、本実施の形態においても、図６に示した実施の形態と同様、コンピュータを用いて各演算を行い、板形状を表示するのが好ましい。
【００５７】
また、今までの実施の形態は、帯板の張力分布を２個、３個の未知数の係数を持つ板幅方向の関数で近似した例を示したが、帯板の張力分布をもっと多数の複数の未知数の係数を持つ板幅方向の関数で近似し、これら未知数の係数の数だけ支点反力、支持モーメント、ローラのたわみ量、ローラのたわみ角、ローラの曲げ応力のうちの任意のものを測定し、前記未知数の係数の数だけ条件式を作成し、これらを連立させて解き、前記未知数の係数を決定し前記帯板の張力分布を算出し、その張力分布より帯板の板形状を換算するようにしても良い。未知数の数を増やすだけ検出精度は、向上する。
【００５８】
この場合の実施の形態を本発明の第５の実施の形態として図１０に示す。
【００５９】
図１０において、本実施の形態に係わる形状検出装置は形状検出器４５を備え、この形状検出器４５は、ローラ１４の操作側端部、駆動側端部の片側１個、両側２個の軸受け箱９Ａ，９Ｂと、これに対応して設けられた片側１個、両側２個のロードセル１１Ａ，１１Ｂとを有している。また、ローラ１４の中心位置下側に設置されたギャップセンサー１８を備え、このギャップセンサー１８によりローラ１４の中心位置のたわみ量を検出する。更に、ローラ１４の両端部に軸受け箱９Ａ，９Ｂを超えて所定距離突出するローラ延長軸部１４Ａ，１４Ｂを設け、このローラ延長軸部１４Ａ，１４Ｂの端部下側にギャップセンサー１９Ａ，１９Ｂを設置し、このギャップセンサー１９Ａ，１９Ｂにより延長軸部１４Ａ，１４Ｂの端部のたわみ量を検出することで、ローラ１４の両端のたわみ角を計測する。更に、ローラ１４を中空とし、その中空部のローラ１４の中心位置内壁にひずみゲージ２０を設置し、ローラ中央位置の曲げ応力を検出する。これら各センサにより未知数の係数の数だけ状態量を測定し、未知数の係数の数だけ条件式を作成することにより、上記のように精度よく帯板の板形状を算出することができる。
【００６０】
本発明の第６の実施の形態を図１１により説明する。
【００６１】
図１１において、本実施の形態に係わる形状検出装置は、帯板の蛇行量を検出する板エッジ位置検出器４０，４１と、コンピュータ１０１を備え、コンピュータ１０１は、荷重検出部３０、張力分布演算部３１、板形状演算部３２、画面表示部３３に加え、板エッジ位置検出部４２、蛇行量補正演算部４３を有している。板エッジ位置検出部４２は板エッジ位置検出器４０又は４１の検出信号を入力して蛇行量δを演算し、蛇行量補正演算部４３は、その蛇行量δに応じ、図５のA,B寸法を各々下記のように変更する。
【００６２】
A＝板幅／２−δ
B＝板幅／２＋δ
蛇行量補正演算部４３の計算結果は張力分布演算部３１に送られ、図６に示した実施の形態と同様の処理が行われる。
【００６３】
本実施の形態によれば、板の蛇行があってもそれを補正して形状を検出することが可能となる。
【００６４】
本発明の第７の実施の形態を図１２により説明する。
【００６５】
図１２において、本実施の形態では、板形状フィードバック制御演算部４７と板形状制御手段４８を更に備え、板形状フィードバック制御演算部４７は板形状演算部３２で演算した板形状と予め入力しておいた目標板形状との差を最小にするよう圧延機４の板形状制御手段４８をフィードバック制御する。
【００６６】
本実施の形態によれば、圧延機４の板形状制御手段４８をフィードバック制御することにより、圧延開始時の加速レートをあげることができ、また板切れの頻度が減少するため生産効率が向上する。
【００６７】
なお、以上の実施の形態は、圧延機が１スタンドの例を示すが、複数スタンドのタンデム圧延機の各スタンドの出側に本形状検出器を設置しても良い。この場合、各スタンドで形状が測れるれるので各スタンド毎に形状制御が可能となり、板形状の優れた帯板を得ることが可能となる。また、この場合も、測定した形状と目標形状との差を最小にするよう各スタンドの圧延機の形状制御手段をフィードバック制御することにより加速レートをあげることができ、またスタンド間での板切れの頻度が減少するため生産効率が向上する。
【００６８】
また、本形状検出器は、支持点の荷重差より帯板の張力が計算できるため、張力計としても兼用することが可能となる。この場合、図４において、帯板の張力Tは、帯板の巻付け角をθとすると下式で示される。
【００６９】
T＝((Fa-Qa)+(Fb-Qb))/(2・sin(θ/2))
【００７０】
【発明の効果】
本発明によれば、単純な構造で圧延後の金属帯板の板形状を簡易的に測定可能となる。また、その結果、圧延機の板形状制御が可能となるため、板形状の優れた帯板を得ることが可能となり、板切れの頻度が減少し生産効率が向上する。
【００７１】
また、非分割一体構造ローラであるため、帯板表面への傷付けの問題が無く、また帯板からの温度伝達によるローラ部への熱変形の悪影響が無く、耐久性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による形状検出装置を備えた圧延設備の正面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】図２のIII−III線矢視の側面図である。
【図４】帯板の張力分布とローラ支持点の支点反力と支持モーメントの関係を説明する図である。
【図５】帯板の張力分布の近似式を説明する図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態による形状検出装置を備えた圧延設備を一部機能ブロックで示す図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係わる形状検出装置の要部の側面図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態に係わる形状検出装置の図２と同様な側面図である。
【図９】帯板の張力分布の近似式を説明する図である。
【図１０】本発明の第５の実施の形態に係わる形状検出装置の図２と同様な側面図である。
【図１１】本発明の第６の実施の形態による形状検出装置を備えた圧延設備を一部機能ブロックで示す図である。
【図１２】本発明の第７の実施の形態による形状検出装置を備えた圧延設備を一部機能ブロックで示す図である。
【符号の説明】
１；帯板
２，３；作業ロール
４；圧延機
５，６；形状検出器
７，８；巻取りリール
９Ａ，１０Ａ，９Ｂ，１０Ｂ；軸受け箱
１１Ａ，１２Ａ，１１Ｂ，１２Ｂ；ロードセル
１３Ａ，１３Ｂ；フレーム
１４；ローラ
１４Ａ，１４Ｂ：ローラ延長軸部
１５；プレート
１６Ａ，１７Ａ；ボルト
１８；ギャップセンサー
１９Ａ，１９Ｂ；ギャップセンサー
２０；ひずみゲージ
２５；形状検出器
３０；荷重検出部
３１；張力分布演算部
３２；板形状演算部
３３；画面表示部
３５；形状検出器
４０，４１；エッジ位置検出器
４２；板エッジ位置検出部
４３；蛇行量補正演算部
４５；形状検出器
４７；板形状フィードバック制御演算部
４８；板形状制御手段
Claims (4)
- 帯板を圧延する上下１対の作業ロールを有する少なくとも１つの圧延機と、この圧延機の入側、出側の少なくとも一方に配置された形状検出器を備えた形状検出装置とを有する圧延設備において、
前記形状検出器は、前記帯板に巻き付けられる一本のローラと、このローラの操作側、駆動側端部のそれぞれに設けられ、ローラを回転可能に支持する少なくとも片側２個、両側４個の軸受け箱と、これら軸受け箱のそれぞれに設けられ、各軸受け箱の支持荷重を測定する少なくとも片側２個、両側４個のロードセルと、
前記片側２個の軸受け箱のそれぞれにおいて、前記片側２個のどちらか一方の軸受け箱に対し支持荷重方向に予荷重をかけ、片側２個の軸受け箱と各ロードセルとのギャップ殺しを行う手段とを有し、
前記形状検出装置は、前記形状検出器の操作側端部の軸受け箱に設けられた少なくとも２個のロードセルの測定荷重より、前記ローラの軸方向中心位置を基準として前記帯板の操作側の板幅範囲の張力分布を算出し、前記形状検出器の駆動側端部の軸受け箱に設けられた少なくとも２個のロードセルの測定荷重より、前記ローラの軸方向中心位置を基準として前記帯板の駆動側の板幅範囲の張力分布を算出し、前記帯板の操作側の板幅範囲の張力分布と駆動側の板幅範囲の張力分布より帯板の板形状を換算することを特徴とする圧延設備。 - 帯板を圧延する上下１対の作業ロールを有する少なくとも１つの圧延機と、この圧延機の入側、出側の少なくとも一方に配置された形状検出器を備えた形状検出装置とを有する圧延設備において、
前記形状検出器は、前記帯板に巻き付けられる一本のローラと、このローラの操作側、駆動側端部のそれぞれに設けられ、ローラを回転可能に支持する少なくとも片側２個、両側４個の軸受け箱と、これら軸受け箱のそれぞれに設けられ、各軸受け箱の支持荷重を測定する少なくとも片側２個、両側４個のロードセルとを有し、
前記形状検出装置は、帯板の蛇行量を検出するエッジ位置検出器を更に備え、
前記形状検出装置は、前記エッジ位置検出器の検出値に応じ、前記ローラの軸方向中心位置を基準として操作側の板幅範囲と駆動側の板幅範囲を演算するとともに、前記形状検出器の操作側端部の軸受け箱に設けられた少なくとも２個のロードセルの測定荷重と前記帯板の操作側の板幅範囲の演算値とより前記帯板の操作側の板幅範囲の張力分布を算出し、前記形状検出器の駆動側端部の軸受け箱に設けられた少なくとも２個のロードセルの測定荷重と前記帯板の駆動側の板幅範囲の演算値とより前記帯板の駆動側の板幅範囲の張力分布を算出し、前記帯板の操作側の板幅範囲の張力分布と駆動側の板幅範囲の張力分布より帯板の板形状を換算することを特徴とする圧延設備。 - 帯板を圧延する上下１対の作業ロールを有する少なくとも１つの圧延機と、この圧延機の入側、出側の少なくとも一方に配置された形状検出器を備えた形状検出装置とを有する圧延設備において、
前記形状検出器は、前記帯板に巻き付けられる一本のローラと、このローラの操作側、駆動側端部のそれぞれに設けられ、ローラを回転可能に支持する少なくとも片側２個、両側４個の軸受け箱と、これら軸受け箱のそれぞれに設けられ、各軸受け箱の支持荷重を測定する少なくとも片側２個、両側４個のロードセルとを有し、
前記形状検出装置は、前記形状検出器のローラの少なくとも１箇所の軸方向位置のたわみ量を計測する変位計測手段を更に備え、
前記形状検出装置は、前記形状検出器の操作側端部の軸受け箱に設けられた少なくとも２個のロードセルの測定荷重と前記変位計測手段の計測値より、前記ローラの軸方向中心位置を基準として前記帯板の操作側の板幅範囲の張力分布を算出し、前記形状検出器の駆動側端部の軸受け箱に設けられた少なくとも２個のロードセルの測定荷重と前記変位計測手段の計測値より、前記ローラの軸方向中心位置を基準として前記帯板の駆動側の板幅範囲の張力分布を算出し、前記帯板の操作側の板幅範囲の張力分布と駆動側の板幅範囲の張力分布より帯板の板形状を換算することを特徴とする圧延設備。 - 請求項１〜３のいずれか１項記載の圧延設備において、圧延機出側の形状検出器によって測定される板形状と予め設定した目標板形状の差が少なくなるように圧延機の形状制御手段をフィードバック制御する制御手段を更に有することを特徴とする圧延設備。
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