JP3331041B2 - 連続熱間圧延における鋼片接合部のトラッキング方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ビレット材やスラブ
等の鋼片をその先端部、後端部で突き合わせ接合し、数
本乃至は数十本の鋼片を連続的に圧延する鋼片の連続熱
間圧延に関し、鋼片の接合部を接合直後から圧延後の巻
き取りに至るまでの間で精度良くトラッキングしようと
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、鋼片の熱間圧延ラインでは、圧延
すべき鋼片は一本ずつ加熱、粗圧延、仕上げ圧延して所
望の厚さになる熱延板に仕上げられていた。しかしなが
ら、このような圧延方式は、仕上げ圧延での圧延材の噛
み込み不良によるラインの停止が避けられず、また圧延
材の先後端形状不良に起因した歩留り低下も著しい不利
があった。

【０００３】このため、最近では仕上げ圧延に先立って
圧延すべき鋼片の後端部と先端部をつなぎ合わせ、これ
を熱間圧延ラインに連続的に供給して圧延する連続熱間
圧延方式が採用されるようになってきた。

【０００４】ここに、上記の連続熱間圧延を実施するに
当たっては、鋼片と鋼片のつなぎ目、すなわち接合部の
位置を正確に把握しておく必要がある。

【０００５】というのは、先行鋼片と後行鋼片の変わり
目（接合部）において仕上げ板厚を変更する走間板厚変
更を行う必要があったり、圧延機の出側に配置される巻
取装置入側にて先行鋼片および後行鋼片を接合部にて切
断する必要があるからである。とくに、圧延後の板材を
巻取るに際しては、接合部がコイルの外側になるように
することが工程上望ましく、接合部を先行材の後端側に
含めて巻き取る必要があり、そのためには後行材の先端
で切断する必要があった。

【０００６】連続熱間圧延における鋼片接合部のトラッ
キング方法としては、従来、圧延材接合部周辺に少なく
とも２つ以上の穴を長手方向に沿って開けておきこの穴
の位置をトラッキングする方法（特公平４−６９００４
号公報）や、先行材の後端と後行材の先端との間に幅差
を設けて接合しその幅差部分をトラッキングする方法
（特開平４−８９１３６号公報）等が提案されている。

【０００７】しかしながら、前者の方法では、鋼板に穴
を開けるため、その部分は製品として成り立たず切り捨
て部分になるので歩留りが低下するうえ、穴検出装置等
の新たな装置を導入する必要があり、一方、後者の方法
では、接合部一点における幅偏差の情報をもとにトラッ
キングするためノイズ等によるトラッキングミスが生じ
るという不具合が予想された。

【０００８】また、その他のトラッキング方法として
は、接合部に予め塗料を塗布しその部分の放射エネルギ
変化により位置検出を行う方法（特開平５−２３７０８
号公報）や、接合部における板厚および板幅変化を組み
合わせて、接合部近傍での鋼種の違いに起因した放射率
変化により接合部の位置検出を行う方法（特開平４−２
８４１６号公報）なども提案されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、接合部に予
め塗料を塗布しその部分の放射エネルギ変化にて位置の
検出を行う方法では、塗料塗布用の設備を新たに導入す
る必要があることや接合部一点における見かけ上の温度
偏差に基づいてトラッキングするためノイズ等による検
出誤差が生じ易いこと、また、トラッキングミスを回避
すべく塗布する塗料の幅を広くした場合に位置検出誤差
が大きくなること、さらに、塗布する塗料の位置、タイ
ミングの精度を上げるのが困難であること、等の不具合
が、また、接合部における板厚および板幅変化を組み合
わせ接合部近傍での鋼種の違いに起因した放射率変化に
て位置検出を行う方法では、ほぼ同程度の放射率を有す
る材料同士を接合した場合には接合部の位置検出が困難
である等の不具合があった。

【００１０】従来のトラッキング方法は、上述のような
様々な問題があり、しかも接合部一点における検出信号
により接合部位置を検出するために、ノイズ等によるト
ラッキングミスが避けられず品質の良好な部分を多量に
含む切断を伴うため歩留り低下は避けられなかったので
ある。

【００１１】この発明の目的は、先行鋼片と後行鋼片を
接合して連続的な熱間仕上げ圧延を行う場合において従
来避けられなかった接合部におけるトラッキングミス等
を低減できる方法を提案するところにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明は、突き合わせ
接合を終えた接合鋼片の接合部を、連続熱間圧延に供す
る設備の入側からその出側に配置した切断機に至るまで
の間で継続してトラッキングするに当たり、連続熱間圧
延設備の入側からその出側に配置した切断機に至るまで
の領域の少なくとも１個所にて接合鋼片の温度を継続し
て測定し接合部およびその周辺を含む非定常部の温度偏
差のパターンを抽出し、この温度偏差のパターンと予め
把握しておいた非定常部の温度偏差のパターンとを照合
することによって鋼片接合部であるかどうかを判断する
ことを特徴とする連続熱間圧延における鋼片接合部のト
ラッキング方法であり、この発明においては、非定常部
の温度偏差のパターンを抽出するに当たって、鋼片の高
温部しきい値および低温部しきい値を決めておき、この
しきい値と測定した温度とに基づいて非定常部の温度偏
差のパターンを抽出するようにするのが望ましく、より
精度の高いトラッキングを行うため、このしきい値は実
測して得た温度偏差のパターンに基づいて変更し、この
変更したしきい値を基にして新たな温度偏差のパターン
を作成するようにするのがよい。

【００１３】図１に、この発明を実施するのに適した設
備の一例を示す。図中、１は粗圧延機、２は粗圧延機１
の出側で鋼片Ｓの先端、後端についてクロップを取り除
くシャー、３は鋼片の先端部、後端部を突き合わせ接合
する接合装置、４は接合した鋼片を連続的に所定の厚さ
にまで圧延する仕上げ圧延機群である。また、５ａ〜５
ｃは鋼片Ｓの温度を測定する温度計、６はトラッキング
装置であって、このトラッキング装置６は温度計５ａ〜
５ｃにて計測した鋼片Ｓの温度に基づいて鋼片非定常部
の温度偏差のパターン（以下、単に温度パターンと記
す）を抽出しこの温度偏差のパターンと予め把握してあ
る非定常部の温度偏差のパターンとを照合しこれによっ
て接合部であるかどうかを判断する。

【００１４】７はトラッキング装置６の判断によって鋼
片Ｓを切断する切断機、そして、８ａ，８ｂはコイル状
に巻き取る巻き取り機である。

【００１５】この発明に従う鋼片接合部のトラッキング
要領を図２に図解して示す。

【００１６】

【作用】連続圧延を目的とした熱間圧延における鋼片の
接合方式は、誘導加熱により先行鋼片（以下，先行材と
記す）の後端部および後行鋼片（以下，後行材と記す）
の先端部を加熱し、それらを互いに押圧することにより
接合する方法や、圧接、嵌め合いなどにより接合する方
法など今までに種ゝのものが提案されている。

【００１７】上記のいずれの方法を用いても、先行材と
後行材との接合部周辺では接合方法に起因して温度分布
が変化することになる。とくに、板の端部を所定の温度
域まで加熱、昇温して押圧するような突き合わせ接合で
は、接合部は定常部に比べ高温となる。また先行材およ
び後行材を位置決めする場合や、先行材および後行材を
互いに押圧するような場合には、それぞれの鋼片をクラ
ンプする必要があるがそのクランプされた部分について
は逆に定常部に比べ低温となる。

【００１８】例えば、板の端部を加熱、昇温し先行材お
よび後行材を互いに押圧することにより接合する方法で
は、接合部近傍域の圧延方向に沿う温度パターンは図３
に示すような状況となる。

【００１９】このような接合部周辺の温度を温度計５ａ
〜５ｃによって測定し、測定結果をトラッキング装置６
に取り入れてパターン化し、予め設定してある非定常部
の温度パターンと照合して接合部であるかどうかを判断
し、判断した部位を接合部の存在域として把握し、巻取
り装置入側に至るまでの間でトラッキングする。

【００２０】図４にこの発明に従うトラッキング方法の
具体例を示す。

【００２１】トラッキング装置６の内部には、鋼片の定
常部の温度分布に対し、非定常的な温度パターンを抽出
するデータ処理部が構築されている。図５は、板材の定
常部の温度に対し高温側、低温側のしきい値を設定し、
その値以上または以下となった場合について非定常部と
認識し、この部位における温度変化パターンを作成し、
これと予め把握しておいた非定常部の温度パターンと照
合してその部位が非定常部であるかどうか判断する例を
示したものである。

【００２２】板材の端部を加熱、昇温するような接合方
式においては、上掲図３に示すような温度パターンにお
いて、最も高い温度の点が接合点であるという情報を、
予めトラッキング装置６に与えておくことにより、温度
（偏差）パターンにおける接合点の位置を容易に決定す
ることができる。

【００２３】温度パターンの照合は、測定したパターン
の形（例えば図５のように低温部、高温部、低温部とい
う連続した形状）または、パターン内の高温部と低温部
との時間間隔（マスフローがほぼ一定であるため、時間
間隔は測定場所によらずほぼ一定）が一致するか否かに
より決定するような方法等を採用すればよい。これらの
照合法を組み合わせることにより、誤検出する確率を非
常に低くすることができる。

【００２４】この発明においては、上記のしきい値を適
宜更新するようにするのがよい。その理由は、仕上げ圧
延やストリップの冷却等により、下流に行くにしたがい
接合部の温度偏差は緩和され、接合直後の測定時に設定
したしきい値では接合部の温度パターンを検出すること
が困難となるからである。よって、順次測定した温度パ
ターンに対し、しきい値を更新してこのしきい値をもと
に新たな温度パターンを作成するよにうにし、そのパタ
ーンを記憶して下流における板材の温度の検出時にかか
る温度パターンと比較するのがよく、これによれば温度
偏差に伴う検出誤差が極めて低減されることとなる。

【００２５】熱間圧延においては、スキッドマークに代
表されるような温度外乱が鋼片に多く存在するが、これ
に対し接合方法に起因して生じる温度偏差は大きく、仕
上げ圧延後またはランアウトテーブルにおける鋼板冷却
後においても、その検出が困難になるようなことはな
い。

【００２６】嵌め合いや圧接、あるいは、接合部を加熱
せず周辺部と比べて接合部が高温にならないような接合
方法においても、先行材および後行材の位置決め等のた
めにクランプした低温部のみに基づく温度パターンを把
握しておき、上述した要領にてその部分をトラッキング
することももちろん可能である。

【００２７】上掲図１に示すように、鋼片の長手方向に
沿って複数個の温度計を設けて温度測定を行う場合にお
いては、仕上げ圧延機の入側や巻き取り機の入側にピン
チロールまたはメジャリングロールなどを配置し、その
回転速度から材料の移動距離を算出しトラッキングする
方法と、この発明に従うトラッキング方法とを組み合わ
せることにより、接合装置の出側から巻き取り機の入側
に至るまでの領域における全てのポイントで接合部のト
ラッキングが可能となる。

【００２８】温度計による鋼片温度の測定は、材料速度
の算出誤差等によるトラッキングポイントのずれを修正
する役割を果しており、温度計の数が多いほど各地点で
のトラッキング精度を上げるのに有利である。

【００２９】この発明は、センサ出力信号における接合
部一点のピーク値を求めるものではなく、接合部の位置
をパターンで認識するものであるから、圧延中の温度変
化や外乱のノイズ等による検出誤差が少なく、また、接
合部を検出するための温度偏差は接合方法に起因して生
じるものであるから、その位置を認識するための印を特
別に設ける必要もなくそのための設備を導入する必要も
ない利点がある。

【００３０】鋼片の接合部周辺の温度パターンは接合方
法によって多少異なるけれども、この発明は、各方法に
おける温度パターンを予め把握しておくことによってい
ずれの接合方法であっても適用できるものである。

【００３１】

【実施例】

実施例１ 幅１０００ｍｍ，厚さ３０ｍｍになるシートバーを上掲
図１に示すような設備を使用して接合（接合方法はシー
トバーの端部を誘導加熱してその端部同士を押圧して接
合）し、その接合部を下記の要領でトラッキングしつ
つ、熱間仕上げ圧延してコイル状に巻き取り、その際の
接合部のトラッキング状況について調査した。

【００３２】接合部のトラッキング要領 接合終了後に圧延機群の入側に配置した温度計によって
シートバーの温度をまず測定し、トラッキング装置に接
合部周辺の温度パターンを記憶させ（この時の接合部周
辺の温度パターンは前述の図３ようであった）、図５に
示すような温度パターン（しきい値による処理をした温
度パターン）に加工（接合部の実際の高温部温度偏差は
＋１００℃，クランプ部温度偏差−３０℃であるが、こ
の実施例では高温部しきい値を＋７０℃，低温部しきい
値を−２０℃とした）して、トラッキング装置に予め設
定してある温度パターンと比較する（高温部、低温部し
きい値を極値として認識し、その間は定常部として認識
する）。そしてトラッキング装置により非定常部と認識
した領域の移動距離をシートバーの移動速度等を基にし
て算出し巻き取り機の入側に配置した切断機に至るまで
の間でトラッキングする。

【００３３】上記の要領に従い接合部をトラッキングし
て切断機で切断した結果、定常部の切断長さを従来より
も短くできることが確認できた。

【００３４】実施例２ 幅１０００ｍｍ，厚さ３０ｍｍになるシートバーを実施
例１と同様図１に示すような設備を使用して接合し、そ
の接合部を下記の要領でトラッキングしつつ、熱間仕上
げ圧延してコイル状に巻き取り、その際の接合部のトラ
ッキング状況について調査した。

【００３５】接合部のトラッキング要領 温度計を仕上げ圧延機群の入側、出側および切断機の入
側にそれぞれ配置し、接合終了後に圧延機群の入側に配
置した温度計によってシートバーの温度を測定して実施
例１と同様に温度パターンの比較を行うとともに、圧延
機群の出側に配置した温度計でも温度を測定しここでの
温度パターンの比較を行う（圧延機群の出側は圧延中の
温度降下により接合部周辺の温度偏差は緩和されている
ため、圧延機群の入側において設定した高温部しきい値
（＋７０℃），低温部しきい値（−２０℃）に対し、そ
れぞれ＋４０℃，−１０℃に設定し温度偏差の緩和によ
って生じる誤差を低減させた）。そして、切断機の入側
の温度計にて温度を測定して温度パターンを比較し非定
常部と認識した領域につき、その移動距離をシートバー
の移動速度等を基にして算出し切断機に至るまでの間で
トラッキングする。

【００３６】上記の要領に従う接合部のトラッキングを
行って切断機により切断した結果、定常部の切り落とし
長さが従来は数ｍにも及んでいたのに対しこの発明によ
れば１ｍ以下にすることができ、歩留りの改善に極めて
有効であることが確認できた。

【００３７】この発明においては、トラッキング精度を
上げるためにクランプ間通過時間（図５のｔ₁ ）および
クランプ−接合部間の通過時間（図５のｔ₂ ）が一致す
るかどうかの照合も併せて行うことができ、このような
照合を行えばトラッキングの精度を著しく向上させるの
に有利である。

【００３８】

【発明の効果】この発明によれば、鋼片同士の接合作業
を伴う連続熱間仕上げ圧延において鋼片接合部を正確に
トラッキングできるので、余計な設備を付加することな
しに定常部の切断長さの短縮化が可能であり歩留りの改
善を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を実施するのに用いて好適な設備の構
成を示した図である。

【図２】この発明のトラッキング要領の説明図である。

【図３】鋼片の長手方向における温度分布の状況を示し
た図である。

【図４】この発明に従うトラッキング要領をより具体的
に示した図である。

【図５】鋼片の長手方向における温度分布の状況とその
温度パターンを比較して示した図である。

【符号の説明】

１ 粗圧延機 ２ シャー ３ 接合装置 ４ 圧延機群 ５ａ〜５ｃ 温度計 ６ トラッキング装置 ７ 切断機 ８ａ，８ｂ 巻き取り機 Ｓ 鋼片

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｂ２３Ｑ 17/20 Ｂ２１Ｂ 37/00 ＢＢＭ (72)発明者 磯邉 邦夫 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎 製鉄株式会社 技術研究本部内 (72)発明者 二階堂 英幸 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎 製鉄株式会社 千葉製鉄所内 審査官 國方 康伸 (56)参考文献 特開 昭53−144861（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−7845（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−200802（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−164048（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−88505（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21B 37/00 - 37/78 B21B 15/00 B21C 51/00 B23Q 17/20

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 突き合わせ接合を終えた接合鋼片の接合
   部を、連続熱間圧延設備の入側からその出側に配置した
   切断機に至るまでの間で継続してトラッキングするに当
   たり、 連続熱間圧延設備の入側からその出側に配置した切断機
   に至るまでの領域の少なくとも１個所にて接合鋼片の温
   度を継続して測定し接合部およびその周辺を含む非定常
   部の温度偏差のパターンを抽出し、この温度偏差のパタ
   ーンと予め把握しておいた非定常部の温度偏差のパター
   ンとを照合することによって鋼片接合部であるかどうか
   を判断することを特徴とする連続熱間圧延における鋼片
   接合部のトラッキング方法。
2. 【請求項２】 鋼片の高温部しきい値および低温部しき
   い値を予め決定しておき、このしきい値と測定した温度
   とに基づいて非定常部の温度偏差のパターンを抽出する
   請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 予め決定した高温部しきい値および低温
   部しきい値を、実測して得た温度偏差のパターンに基づ
   いて変更し、この変更したしきい値を基にして新たな温
   度偏差のパターンを作成する請求項２記載の方法。