JP2021179414A - 熱間圧延鋼帯の蛇行量測定装置及び熱間圧延鋼帯の蛇行量測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】蒸気で測定対象物のエッジが完全に覆われる場合であっても、所定の熱量を有する自発光型の測定対象物のエッジ位置を適切かつ迅速に検出することができる、測定対象物のエッジ位置検出装置、熱間圧延鋼帯の蛇行量測定装置及び熱間圧延鋼帯の蛇行量測定方法を提供する。【解決手段】測定対象物のエッジ位置検出装置３は、所定の熱量を有する自発光型の測定対象物１０のエッジ位置を検出する。エッジ位置検出装置３は、測定対象物１０の表面から発せられる赤外線の強度分布を撮像する赤外線カメラ４と、赤外線カメラ４で撮像された赤外線の強度分布から測定対象物１０のエッジ位置を検出するエッジ位置検出部５とを備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、測定対象物のエッジ位置検出装置、熱間圧延鋼帯の蛇行量測定装置及び熱間圧延鋼帯の蛇行量測定方法に関する。

一般に、熱間圧延鋼帯の製造ライン（ホットストリップミル）では、加熱されたスラブが粗圧延工程や仕上圧延工程などの製造工程を経て、所定の板幅及び板厚の鋼板が製造される。
仕上圧延工程では、図５に示すように、複数台（例えば７台）の圧延機Ｆ１〜Ｆ７からなる仕上圧延設備１で熱間圧延鋼帯（以下、単に鋼帯という）１０が同時に仕上圧延されるタンデム圧延を行い、所定の板厚の鋼板を製造する。

タンデム圧延では、図６に示すように、鋼帯１０の幅方向の板厚分布、鋼帯１０の幅方向の温度差、及び鋼帯１０の幅方向の曲がりによって、鋼帯１０が幅方向に移動する蛇行と呼ばれる現象が生じることがある。各圧延機Ｆ１〜Ｆ７の幅方向（鋼帯１０の幅方向と同じ方向）の中心ＣＬ１から鋼帯１０の幅方向の中心ＣＬ２までの距離を蛇行量δと呼ぶ。ここでは、鋼帯１０が、各圧延機Ｆ１〜Ｆ７の操作側に蛇行している場合を「＋」とし、各圧延機Ｆ１〜Ｆ７の駆動側に蛇行している場合を「−」とする。各圧延機Ｆ１〜Ｆ７の駆動側とは、搬送ロール（図示せず）のモータ（図示せず）に接続されている側を表し、各圧延機Ｆ１〜Ｆ７の操作側とは、駆動側と幅方向の反対側を表す。なお、図５及び図６における矢印は、圧延時における鋼帯１０の進行方向を示している。

ここで、鋼帯１０の尾端部１０ａの蛇行が大きくなった場合、鋼帯１０を幅方向に拘束するためのガイドと接触して、鋼帯１０が折れ込み、その状態で圧延されることで絞りと呼ばれるトラブルが生じることがある。絞りが発生すると、鋼帯１０を圧延する各圧延機Ｆ１〜Ｆ７のワークロール１ａ（図５参照）に疵が入りロール交換が必要になる。ロール交換のために一時的に操業を停止する必要があり、絞りが頻繁に発生する場合には、大きなダウンタイムとなる。そのため、鋼帯１０の蛇行を低減し、絞りの発生を抑制することは熱間圧延鋼帯のタンデム圧延では重要な課題となっている。

鋼帯の蛇行を防止する方法の一つとして、圧延機のレベリング量を変更する方法がある。レベリング量とは、圧延機の操作側と駆動側のロールギャップの開度差のことである。ここでは、操作側のロールギャップの開度が大きい場合を「＋」、駆動側のロールギャップの開度が大きい場合を「−」とする。
例えば、圧延中に圧延機のレベリング量を＋側に変更すると、操作側より駆動側の圧下量が相対的に大きくなるため、操作側よりも駆動側の鋼帯が長くなり、圧延機出側では鋼帯は操作側に蛇行する。逆に、圧延中に圧延機のレベリング量を−側に変更すると、駆動側より操作側の圧下量が相対的に大きくなるため、駆動側よりも操作側の鋼帯が長くなり、圧延機出側では鋼帯は駆動側に蛇行する。

従来より、このレベリングを変更することにより鋼帯の蛇行を防止する技術が開発されてきた。レベリングを変更するに際しては、蛇行計で計測した鋼帯の蛇行量をオペレーターが確認してオペレーターが主導でレベリング量を調整する場合もあれば、蛇行計で測定した鋼帯の蛇行量に応じて自動制御でレベリングを調整する場合もある。
自動でレベリングを制御する場合、蛇行計での測定周期は１ｍｓｅｃ程度とかなり高周期で測定が必要とされる。熱間圧延設備に設置された仕上圧延機のスタンド間（Ｆ６−Ｆ７間）を鋼板が通過する時間は１秒にも満たないため、鋼板が通過するわずかな時間に蛇行を制御するためには、１ｍｓｅｃ程度の測定周期が求められるのである。

鋼帯の蛇行量を測定するに際しては、圧延機の上部に取り付けられた可視光カメラにより鋼帯を撮影し、撮影した鋼帯の撮像画像の輝度分布から鋼帯の幅方向両端のエッジ位置を検出し、検出した幅方向両端のエッジ位置から鋼帯の幅方向中央の位置を算出し、圧延機の幅方向の中心から、算出された鋼帯の幅方向中央の位置までの距離を鋼帯の蛇行量として算出する方法がある。
ここで、熱間圧延鋼帯のタンデム圧延では、圧延ロールの温度や鋼帯の温度を制御するために、圧延ロールや鋼帯に冷却水を噴射している場合が多く、圧延機と圧延機との間に蒸気が発生していることが多くある。蒸気があると、視界が悪くなるため、蛇行計を構成する可視光カメラによる鋼帯の幅方向のエッジ位置の検出が困難になることがあり、蒸気がある環境下でも鋼帯の蛇行量を適切に測定するために様々な技術が従来より開発されてきた。

従来のこの種の劣悪な環境下でも精度良く板材の蛇行量を測定し得るものとして、例えば、特許文献１に示す板材の蛇行測定方法が知られている。
特許文献１に示す板材の蛇行測定方法は、パスラインの垂線に対して圧延方向に傾斜した方向から、板材のエッジを含む撮像視野を有する２次元撮像装置で板材表面を撮像する第１ステップと、撮像画像について、板幅方向の走査線毎に濃度値の変化を検出することにより、板材のエッジ位置を走査線毎に検出する第２ステップと、走査線毎に検出したエッジ位置に対して最小二乗法を適用することにより近似直線を算出する第３ステップと、近似直線と所定の走査線との交点の位置を算出する第４ステップと、交点の位置に基づき蛇行量を算出する第５ステップとを備えている。

また、従来の板のエッジ部位に外乱が発生する場合にも正確にエッジ部位を検出できるものとして、例えば、特許文献２に示す板位置測定装置が知られている。
特許文献２に示す板位置測定装置は、板に対する映像情報を獲得する映像計測部と、映像情報に対して前処理を行って板のエッジを検出するエッジ検出部とを含んでいる。そして、このエッジ検出部は、前処理された映像情報を一方向に対してまとめて１次元プロファイル値を算出し、算出された値に加重値を付与した映像情報を利用して板のエッジを検出するものである。

特開２００４−１４１９５６号公報 特開２０１７−３２５４５号公報

しかしながら、これら従来の特許文献１に示す特許文献１に示す板材の蛇行測定方法及び特許文献２に示す板位置測定装置にあっては、以下の問題点があった。

即ち、特許文献１に示す板材の蛇行測定方法の場合、近似直線と所定の走査線との交点の位置として得られる板材のエッジ位置は、撮像視野と画素数に応じて決まる２次元撮像装置自体の分解能よりも高分解能で測定されることになり、精度良く板材のエッジ位置を検出できるが、蒸気で板材のエッジが完全に覆われる場合にはエッジ位置の測定が困難な場合がある。また、撮像周期が長くなるためレベリング制御に必要な周期で蛇行量を測定できない可能性がある。
また、特許文献２に示す板位置測定装置の場合、板のエッジ部位に外乱が発生する場合に正確なエッジ値が得られることになるが、特許文献２の場合も特許文献１の場合と同様に、蒸気で板材のエッジが完全に覆われる場合にはエッジ位置の測定が困難な場合がある。また、画像処理に時間を要するためレベリング制御に必要な周期で蛇行量を算出できない場合がある。

従って、本発明はこれら従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、蒸気で測定対象物のエッジが完全に覆われる場合であっても、所定の熱量を有する自発光型の測定対象物のエッジ位置を適切かつ迅速に検出することができる、測定対象物のエッジ位置検出装置、熱間圧延鋼帯の蛇行量測定装置及び熱間圧延鋼帯の蛇行量測定方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る測定対象物のエッジ位置検出装置は、所定の熱量を有する自発光型の測定対象物のエッジ位置を検出する測定対象物のエッジ位置検出装置であって、前記測定対象物の表面から発せられる赤外線の強度分布を撮像する赤外線カメラと、該赤外線カメラで撮像された赤外線の強度分布から前記測定対象物のエッジ位置を検出するエッジ位置検出部とを備えていることを要旨とする。

また、本発明の別の態様に係る熱間圧延鋼帯の蛇行量測定装置は、複数の圧延機を備えた仕上圧延設備で圧延される熱間圧延鋼帯の蛇行量を測定する熱間圧延鋼帯の蛇行量測定装置であって、隣り合う圧延機間に設置された前述の測定対象物のエッジ位置検出装置であって、測定対象物としての走行する熱間圧延鋼帯の表面から発せられる赤外線の強度分布を撮像する前記赤外線カメラ、及び該赤外線カメラで撮像された赤外線の強度分布から前記熱間圧延鋼帯の幅方向両端部のエッジ位置を検出する前記エッジ位置検出部を備えたエッジ位置検出装置と、該エッジ位置検出装置で検出された前記熱間圧延鋼帯の幅方向両端部のエッジ位置に基づいて前記熱間圧延鋼帯の蛇行量を算出する蛇行量算出装置とを備えていることを要旨とする。

更に、本発明の別の態様に係る熱間圧延鋼帯の蛇行量測定方法は、複数の圧延機を備えた仕上圧延設備で圧延される熱間圧延鋼帯の蛇行量を測定する熱間圧延鋼帯の蛇行量測定方法であって、隣り合う圧延機間に設置された前述の測定対象物のエッジ位置検出装置の前記赤外線カメラにより、測定対象物としての走行する熱間圧延鋼帯の表面から発せられる赤外線の強度分布を撮像し、前述の測定対象物のエッジ位置検出装置の前記エッジ位置検出部により、撮像された赤外線の強度分布から前記熱間圧延鋼帯の幅方向両端部のエッジ位置を検出するエッジ位置検出ステップと、該エッジ位置検出ステップで検出された前記熱間圧延鋼帯の幅方向両端部のエッジ位置に基づいて前記熱間圧延鋼帯の蛇行量を算出する蛇行量算出ステップとを含むことを要旨とする。

本発明に係る測定対象物のエッジ位置検出装置、熱間圧延鋼帯の蛇行量測定装置及び熱間圧延鋼帯の蛇行量測定方法によれば、蒸気で測定対象物のエッジが完全に覆われる場合であっても、所定の熱量を有する自発光型の測定対象物のエッジ位置を適切かつ迅速に検出することができる、測定対象物のエッジ位置検出装置、熱間圧延鋼帯の蛇行量測定装置及び熱間圧延鋼帯の蛇行量測定方法を提供できる。

本発明の一実施形態に係る蛇行量測定装置を備えた仕上圧延設備の概略構成図である。 比較例１で鋼帯の蛇行量を測定したときの蛇行量の時刻変化を示すグラフである。 比較例２で鋼帯の蛇行量を測定したときの蛇行量の時刻変化を示すグラフである。 実施例で鋼帯の蛇行量を測定したときの蛇行量の時刻変化を示すグラフである。 一般的な仕上圧延設備の概略構成図である。 鋼帯の蛇行現象を説明するための模式図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記の実施形態に特定するものではない。また、図面は模式的なものである。そのため、厚みと平面寸法との関係、比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。

図１には、本発明の一実施形態に係る蛇行量測定装置を備えた仕上圧延設備の概略構成が示されている。
熱間圧延鋼帯の熱間圧延設備では、加熱炉（図示せず）で加熱されたスラブが粗圧延工程、仕上圧延工程及び冷却工程を経て、所定の板幅及び板厚の鋼板が製造され、巻取工程で巻き取られる。つまり、熱間圧延設備は、加熱炉と、粗圧延機（図示せず）と、仕上圧延設備１（図１参照）と、冷却設備（図示せず）と、巻取設備（図示せず）とを備えている。

仕上圧延工程では、図１に示す仕上圧延設備１で熱間圧延鋼帯（以下、単に鋼帯という）１０が同時に仕上圧延されるタンデム圧延が行われる。仕上圧延設備１は、鋼帯１０を仕上圧延する複数（本実施形態にあっては７台）の圧延機Ｆ１〜Ｆ７を備えている。
また、仕上圧延設備１には、鋼帯１０の蛇行量を測定する蛇行量測定装置２が設けられている。
蛇行量測定装置２は、隣り合う圧延機間、本実施形態では、圧延機Ｆ６と圧延機Ｆ７との間に設置された、測定対象物としての鋼帯１０のエッジ位置検出装置３を備えている。鋼帯１０は、仕上圧延設備１では、加熱炉（図示せず）で加熱されていることから高温（６００℃〜１０００℃）になっており、所定の熱量を有する自発光型の測定対象物となる。

そして、エッジ位置検出装置３は、測定対象物としての走行する鋼帯１０の表面から発せられる赤外線の強度分布を撮像する赤外線カメラ４、及び赤外線カメラ４で撮像された赤外線の強度分布から鋼帯１０の幅方向両端部のエッジ位置を検出するエッジ位置検出部５を備えている。
ここで、赤外線は、蒸気によって散乱されにくく、測定対象物と赤外線カメラ４との間に蒸気が有る場合でも、測定対象物、ここでは鋼帯１０の表面から発せられる赤外線の強度分布を撮像することができる。このため、蒸気で鋼帯１０の幅方向両端部のエッジが完全に覆われる場合であっても、赤外線の強度分布を適切にかつ迅速に撮像することができる。

また、赤外線の強度分布は測定対象物としての鋼帯１０の温度分布に対応している。仕上圧延設備１での鋼帯１０の温度は前述したように６００℃〜１０００℃であり、例えば、４００℃以上の場所が鋼帯１０の存在する場所と定義した場合、赤外線カメラ４の撮像画像におけるその４００℃以上に対応する赤外線の強度のところが鋼帯１０が存在する場所となる。

なお、赤外線カメラ４に用いられる波長は、１．５μｍ超１０００μｍ以下であることが好ましい。赤外線の波長が１．５μｍ以下、または１０００μｍ超えでは、本発明の意図する高い測定精度が得られず、鋼帯１０の幅方向両端部のエッジ位置を適切かつ迅速に検出することができない。赤外線カメラ４に用いられる赤外線の波長は、１．５μｍ超１０００μｍ以下では、測定精度を後述する実施例のようにより高くすることができる。赤外線カメラ４に用いられる波長は、３．０μｍ以上１０００μｍ以下であることがより好ましい。
赤外線カメラ４の設置台数は単数でも複数であってもよい。但し、所定の赤外線カメラ４の視野範囲内に圧延機Ｆ６，Ｆ７の幅方向の中心ＣＬ１（図６参照）が入るように設置する。

また、エッジ位置検出部５は、赤外線カメラ４で撮像された赤外線の強度分布から鋼帯１０の幅方向両端部のエッジ位置を検出する。つまり、エッジ位置検出部５は、赤外線の強度分布から鋼帯１０の幅方向の操作側の端部と駆動側の端部とを検出する。鋼帯１０の幅方向両端部のエッジ位置の検出に際しては、例えば、赤外線の強度が所定の閾値（前述の４００℃に対応する強度の値）以上の場合には鋼帯１０が存在する部分、赤外線の強度が所定の閾値よりも小さい場合には鋼帯１０が存在しない部分とし、赤外線の強度が所定の閾値のところをエッジ位置、即ち鋼帯１０の幅方向の操作側の端部と駆動側の端部と特定する。

また、蛇行量測定装置２は、エッジ位置検出装置３で検出された鋼帯１０の幅方向両端部のエッジ位置に基づいて鋼帯１０の蛇行量を算出する蛇行量算出装置６を備えている。
具体的に述べると、蛇行量算出装置６は、その検出された鋼帯１０の幅方向両端部のエッジ位置から鋼帯１０の幅方向中央の位置を算出し、圧延機Ｆ６〜Ｆ７の幅方向の中心から、算出された鋼帯１０の幅方向中央の位置までの距離を鋼帯１０の蛇行量として算出する。

このように、本実施形態に係るエッジ位置検出装置３によれば、赤外線カメラ４で測定対象物としての走行する鋼帯１０の表面から発せられる赤外線の強度分布を撮像し、エッジ位置検出部５で赤外線カメラ４で撮像された赤外線の強度分布から鋼帯１０の幅方向両端部のエッジ位置を検出する。
これにより、蒸気で鋼帯１０の幅方向両端部のエッジが完全に覆われる場合であっても、赤外線の強度分布を適切にかつ迅速に撮像し、赤外線の強度分布から鋼帯１０の幅方向両端部のエッジ位置を適切かつ迅速に検出することができる。

また、本実施形態に係る蛇行量測定装置２によれば、前述のエッジ位置検出装置３を備えるとともに、蛇行量算出装置６により、検出された鋼帯１０の幅方向両端部のエッジ位置から鋼帯１０の幅方向中央の位置を算出し、圧延機Ｆ６〜Ｆ７の幅方向の中心から、算出された鋼帯１０の幅方向中央の位置までの距離を鋼帯１０の蛇行量として算出する。
これにより、蒸気で鋼帯１０の幅方向両端部のエッジが完全に覆われる場合であっても、適切かつ迅速に検出された鋼帯１０の幅方向両端部のエッジ位置に基づいて鋼帯１０の蛇行量を適切かつ迅速に算出することができる。

そして、この蛇行量の算出、即ち、鋼帯１０の蛇行量の測定に際しては、測定周期が１ｍｓｅｃ程度の高周期での測定が可能となり、圧延機Ｆ６−Ｆ７間を鋼帯１０が通過する時間が１秒に満たない場合であっても、自動でレベリング制御を行えることになる。
そして、蛇行量測定装置２には、レベリング制御演算装置７が接続されている。レベリング制御演算装置７は、走行する鋼帯１０の尾端部１０ａ（図６参照）が圧延機Ｆ６を抜けてから赤外線カメラ４を抜けるまでの制御区間において、蛇行量測定装置２で算出された鋼帯１０の蛇行量に基づいて、圧延機Ｆ７における操作側及び駆動側のロールギャップの開度差であるロール開度差を所定式に基づいて演算する。

そして、レベリング制御演算装置７は、演算されたロール開度差を制御対象となる圧延機Ｆ７に設けられたレベリング装置８に送出する。
そして、圧延機Ｆ７に設けられたレベリング装置８は、制御対象の圧延機Ｆ７のロール開度差がレベリング制御演算装置７から送出されたロール開度差となるように、制御対象の圧延機Ｆ７の操作側に取り付けられた圧下装置による圧下量と、圧延機Ｆ７の駆動側に取り付けられた圧下装置による圧下量とを調整する。これにより、制御対象の圧延機Ｆ７のレベリング量が鋼帯１０の蛇行量に比例して変更され、鋼帯１０の蛇行量が抑制される。

次に、蛇行量測定装置２を用いた蛇行量測定方法について説明する。
先ず、隣り合う圧延機Ｆ６−Ｆ７間に設置されたエッジ位置検出装置３の赤外線カメラ４により、測定対象物としての走行する鋼帯１０の表面から発せられる赤外線の強度分布を撮像し、エッジ位置検出装置３のエッジ位置検出部５により、撮像された赤外線の強度分布から鋼帯１０の幅方向両端部のエッジ位置を検出する（エッジ位置検出ステップ）。

次いで、蛇行量算出装置６により、エッジ位置検出ステップで検出された鋼帯１０の幅方向両端部のエッジ位置に基づいて鋼帯１０の蛇行量を算出する（蛇行量算出ステップ）。蛇行量算出ステップでは、蛇行量算出装置６が、検出された鋼帯１０の幅方向両端部のエッジ位置から鋼帯１０の幅方向中央の位置を算出し、圧延機Ｆ６〜Ｆ７の幅方向の中心から、算出された鋼帯１０の幅方向中央の位置までの距離を鋼帯１０の蛇行量として算出する。

このように、本実施形態に係る蛇行量測定方法によれば、エッジ位置検出ステップにおいて、隣り合う圧延機Ｆ６−Ｆ７間に設置されたエッジ位置検出装置３の赤外線カメラ４により、測定対象物としての走行する鋼帯１０の表面から発せられる赤外線の強度分布を撮像し、エッジ位置検出装置３のエッジ位置検出部５により、撮像された赤外線の強度分布から鋼帯１０の幅方向両端部のエッジ位置を検出する。
これにより、蒸気で鋼帯１０の幅方向両端部のエッジが完全に覆われる場合であっても、赤外線の強度分布を適切にかつ迅速に撮像し、赤外線の強度分布から鋼帯１０の幅方向両端部のエッジ位置を適切かつ迅速に検出することができる。

また、本実施形態に係る蛇行量測定方法によれば、蛇行量算出ステップにおいて、蛇行量算出装置６により、エッジ位置検出ステップで検出された鋼帯１０の幅方向両端部のエッジ位置に基づいて鋼帯１０の蛇行量を算出する。
これにより、蒸気で鋼帯１０の幅方向両端部のエッジが完全に覆われる場合であっても、適切かつ迅速に検出された鋼帯１０の幅方向両端部のエッジ位置に基づいて鋼帯１０の蛇行量を適切かつ迅速に算出することができる。

この蛇行量算出ステップでは、鋼帯１０の蛇行量の算出（測定）に際しては、測定周期が１ｍｓｅｃ程度の高周期での測定が可能となり、圧延機Ｆ６−Ｆ７間を鋼帯１０が通過する時間が１秒に満たない場合であっても、自動でレベリング制御を行えることになる。
そして、蛇行量算出ステップの後、レベリング制御演算装置７は、走行する鋼帯１０の尾端部１０ａが圧延機Ｆ６を抜けてから赤外線カメラ４を抜けるまでの制御区間において、蛇行量測定装置２で算出された鋼帯１０の蛇行量に基づいて、圧延機Ｆ７における操作側及び駆動側のロールギャップの開度差であるロール開度差を所定式に基づいて演算する（ロール開度差演算ステップ）。

そして、ロール開度差演算ステップの後、レベリング制御演算装置７は、演算されたロール開度差を制御対象となる圧延機Ｆ７に設けられたレベリング装置８に送出し、圧延機Ｆ７に設けられたレベリング装置８は、制御対象の圧延機Ｆ７のロール開度差がレベリング制御演算装置７から送出されたロール開度差となるように、制御対象の圧延機Ｆ７の操作側に取り付けられた圧下装置による圧下量と、圧延機Ｆ７の駆動側に取り付けられた圧下装置による圧下量とを調整する（圧下量調整ステップ）。これにより、制御対象の圧延機Ｆ７のレベリング量が鋼帯１０の蛇行量に比例して変更され、鋼帯１０の蛇行量が抑制される。

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されずに種々の変更、改良を行うことができる。
例えば、エッジ位置検出装置３は、測定対象物としての高温の鋼帯１０の幅方向両端部のエッジ位置を検出するようにしてあるが、鋼帯１０の仕上圧延設備１に設置されることなく、別の設備で、鋼帯１０以外の所定の熱量を有する自発光型の測定対象物のエッジ位置を検出するようにしてもよい。例えば、鋼板（厚板）や線材や条鋼等のエッジ位置を検出するようにしてもよい。

この場合、赤外線カメラ４により、測定対象物の表面から発せられる赤外線の強度分布を撮像し、エッジ位置検出部５により、赤外線カメラ４で撮像された赤外線の強度分布から測定対象物のエッジ位置を検出するようにする。
また、エッジ位置検出装置３が仕上圧延設備１に設置される場合には、このエッジ位置検出装置３は、隣り合う圧延機間に設置されていればよく、圧延機Ｆ６と圧延機Ｆ７との間に設置される場合に限られない。

本発明者らは、比較例１，２３及び実施例に係る蛇行量測定装置を備えた仕上圧延設備１を用いて鋼帯１０を仕上圧延し、それぞれについて鋼帯１０の蛇行量を測定した。鋼帯１０の幅は１５００ｍｍ、仕上圧延設備１の入側の鋼帯１０の板厚は２８ｍｍ、仕上圧延設備１の出側の鋼帯１０の板厚は１．５ｍｍとした。また、仕上圧延設備１の出側での鋼帯１０の圧延速度を１０００ｍｐｍとした。

比較例１に係る蛇行量測定装置における鋼帯１０の表面の撮像は、可視光カメラで行い、その可視光カメラで撮像された撮像画像から鋼帯１０の幅方向両端部のエッジ位置を検出した。可視光カメラは圧延機Ｆ６−Ｆ７間に設置した。
また、比較例２に係る蛇行量測定装置における鋼帯１０の表面の撮像は、可視光カメラで行い、その可視光カメラで撮像された撮像画像に対してフィルタ処理を行い、更に、そのフィルタ処理を行った撮像画像から鋼帯１０の幅方向両端部のエッジ位置を検出した。可視光カメラは圧延機Ｆ６−Ｆ７間に設置した。

更に、実施例に係る蛇行量測定装置における鋼帯１０の表面の撮像は、赤外線カメラで行い、その赤外線カメラで撮像された赤外線の強度分布から鋼帯１０の幅方向両端部のエッジ位置を検出した。赤外線カメラは圧延機Ｆ６−Ｆ７間に設置した。また、赤外線カメラに用いられる赤外線の波長帯は、８〜１４μｍであった。

比較例１で鋼帯１０の蛇行量を測定したときの蛇行量の時刻変化を図２に示す。図２かわらわかるように、測定データにノイズがあることがわかる。測定周期は１ｍｓｅｃであったが、ノイズがあるために、自動レベリング制御に使用することは困難であった。
比較例２で鋼帯の蛇行量を測定したときの蛇行量の時刻変化を図３に示す。図３からわかるように、測定データにノイズは少ないが、フィルタ処理を施していることから測定周期が５ｍｓｅｃと長かった。このため、自動レベリング制御に使用することは困難であった。

実施例で鋼帯の蛇行量を測定したときの蛇行量の時刻変化を図４に示す。図４からわかるように、側テーデータにノイズは少なく、蛇行量が明確に測定できている。また、測定周期も１ｍｓｅｃと短く、自動レベリング制御に使用することができた。

１ 仕上圧延設備
２ 蛇行量測定装置
３ エッジ位置検出装置
４ 赤外線カメラ
５ エッジ位置検出部
６ 蛇行量算出装置
７ レベリング制御演算装置
８ レベリング装置
１０ 熱間圧延鋼帯（測定対象物）
１０ａ 尾端部
Ｆ１〜Ｆｎ 圧延機

本発明者らは、比較例１，２及び実施例に係る蛇行量測定装置を備えた仕上圧延設備１を用いて鋼帯１０を仕上圧延し、それぞれについて鋼帯１０の蛇行量を測定した。鋼帯１０の幅は１５００ｍｍ、仕上圧延設備１の入側の鋼帯１０の板厚は２８ｍｍ、仕上圧延設備１の出側の鋼帯１０の板厚は１．５ｍｍとした。また、仕上圧延設備１の出側での鋼帯１０の圧延速度を１０００ｍｐｍとした。

実施例で鋼帯の蛇行量を測定したときの蛇行量の時刻変化を図４に示す。図４からわかるように、測定データにノイズは少なく、蛇行量が明確に測定できている。また、測定周期も１ｍｓｅｃと短く、自動レベリング制御に使用することができた。

本発明は、熱間圧延鋼帯の蛇行量測定装置及び蛇行量測定方法に関する。

従って、本発明はこれら従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、蒸気で熱間圧延鋼帯のエッジが完全に覆われる場合であっても、所定の熱量を有する熱間圧延鋼帯のエッジ位置を適切かつ迅速に検出することができる、熱間圧延鋼帯の蛇行量測定装置及び熱間圧延鋼帯の蛇行量測定方法を提供することにある。

本発明の一態様に係る熱間圧延鋼帯の蛇行量測定装置は、複数の圧延機を備えた仕上圧延設備で圧延される熱間圧延鋼帯の蛇行量を測定する熱間圧延鋼帯の蛇行量測定装置であって、隣り合う圧延機間に設置されたエッジ位置検出装置であって、走行する６００℃〜１０００℃の熱間圧延鋼帯の表面から発せられる赤外線の強度分布を撮像する赤外線カメラ、及び該赤外線カメラで撮像された赤外線の強度分布から前記熱間圧延鋼帯の幅方向両端部のエッジ位置を検出するエッジ位置検出部を備えたエッジ位置検出装置と、該エッジ位置検出装置で検出された前記熱間圧延鋼帯の幅方向両端部のエッジ位置に基づいて前記熱間圧延鋼帯の蛇行量を算出する蛇行量算出装置とを備えていることを要旨とする。

本発明の別の態様に係る熱間圧延鋼帯の蛇行量測定方法は、複数の圧延機を備えた仕上圧延設備で圧延される熱間圧延鋼帯の蛇行量を測定する熱間圧延鋼帯の蛇行量測定方法であって、 隣り合う圧延機間に設置された前述の蛇行量測定装置のエッジ位置検出装置の前記赤外線カメラにより、走行する６００℃〜１０００℃の熱間圧延鋼帯の表面から発せられる赤外線の強度分布を撮像し、前述の熱間圧延鋼帯の蛇行量測定装置のエッジ位置検出装置の前記エッジ位置検出部により、撮像された赤外線の強度分布から前記熱間圧延鋼帯の幅方向両端部のエッジ位置を検出するエッジ位置検出ステップと、蛇行量算出装置により、前記エッジ位置検出ステップで検出された前記熱間圧延鋼帯の幅方向両端部のエッジ位置に基づいて前記熱間圧延鋼帯の蛇行量を算出する蛇行量算出ステップとを含むことを要旨とする。

本発明に係る熱間圧延鋼帯の蛇行量測定装置及び熱間圧延鋼帯の蛇行量測定方法によれば、蒸気で熱間圧延鋼帯のエッジが完全に覆われる場合であっても、所定の熱量を有する熱間圧延鋼帯のエッジ位置を適切かつ迅速に検出することができる、熱間圧延鋼帯の蛇行量測定装置及び熱間圧延鋼帯の蛇行量測定方法を提供できる。

Claims (6)

1. 所定の熱量を有する自発光型の測定対象物のエッジ位置を検出する測定対象物のエッジ位置検出装置であって、
   前記測定対象物の表面から発せられる赤外線の強度分布を撮像する赤外線カメラと、該赤外線カメラで撮像された赤外線の強度分布から前記測定対象物のエッジ位置を検出するエッジ位置検出部とを備えていることを特徴とする測定対象物のエッジ位置検出装置。
2. 前記赤外線カメラに用いられる赤外線の波長は、１．５μｍ超１０００μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の測定対象物のエッジ位置検出装置。
3. 複数の圧延機を備えた仕上圧延設備で圧延される熱間圧延鋼帯の蛇行量を測定する熱間圧延鋼帯の蛇行量測定装置であって、
   隣り合う圧延機間に設置された請求項１に記載の測定対象物のエッジ位置検出装置であって、測定対象物としての走行する熱間圧延鋼帯の表面から発せられる赤外線の強度分布を撮像する前記赤外線カメラ、及び該赤外線カメラで撮像された赤外線の強度分布から前記熱間圧延鋼帯の幅方向両端部のエッジ位置を検出する前記エッジ位置検出部を備えたエッジ位置検出装置と、
   該エッジ位置検出装置で検出された前記熱間圧延鋼帯の幅方向両端部のエッジ位置に基づいて前記熱間圧延鋼帯の蛇行量を算出する蛇行量算出装置とを備えていることを特徴とする熱間圧延鋼帯の蛇行量測定装置。
4. 前記赤外線カメラに用いられる赤外線の波長は、１．５μｍ超１０００μｍ以下であることを特徴とする請求項３に記載の熱間圧延鋼帯の蛇行量測定装置。
5. 複数の圧延機を備えた仕上圧延設備で圧延される熱間圧延鋼帯の蛇行量を測定する熱間圧延鋼帯の蛇行量測定方法であって、
   隣り合う圧延機間に設置された請求項１に記載の測定対象物のエッジ位置検出装置の前記赤外線カメラにより、測定対象物としての走行する熱間圧延鋼帯の表面から発せられる赤外線の強度分布を撮像し、請求項１に記載の測定対象物のエッジ位置検出装置の前記エッジ位置検出部により、撮像された赤外線の強度分布から前記熱間圧延鋼帯の幅方向両端部のエッジ位置を検出するエッジ位置検出ステップと、
   蛇行量算出装置により、前記エッジ位置検出ステップで検出された前記熱間圧延鋼帯の幅方向両端部のエッジ位置に基づいて前記熱間圧延鋼帯の蛇行量を算出する蛇行量算出ステップとを含むことを特徴とする熱間圧延鋼帯の蛇行量測定方法。
6. 前記赤外線カメラに用いられる赤外線の波長は、１．５μｍ超１０００μｍ以下であることを特徴とする請求項５に記載の熱間圧延鋼帯の蛇行量測定方法。

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