JP5780233B2 - 熱間圧延におけるシートバー接合部の冷却方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、鋼の熱間圧延におけるシートバー接合部の冷却方法及び装置に係り、特に、熱間仕上圧延に先立ち、先行するシートバーの後端部と後行するシートバーの先端部を加熱・昇温、押圧して突合せ接合した後に、接合後のシートバー接合部直近のみを冷却して、安定した圧延を図ることが可能な、熱間圧延におけるシートバー接合部の冷却方法及び装置に関するものである。

鋼の熱間仕上圧延に際して、加熱炉から抽出したシートバーを一本ずつ圧延するのではなく、熱間仕上圧延機の入側搬送ラインにおいて、先行するシートバーの後端部と後行するシートバーの先端部とを順次接合してから仕上圧延に起用する連続圧延方法が提案され、実用化されている。

この連続圧延に際して、接合後のシートバー接合部を的確に冷却するため、特許文献１には、シートバー走行速度に同期して走行する冷却手段とマスキング手段を組み合わせ、走行するシートバー接合部のみを冷却する技術が提案されている。

特開平１０−２７２５１０号公報

しかしながら従来は、接合後のシートバー冷却に際して、接合装置で接合完了した時点の位置から接合部冷却装置までの距離を、シートバーに接触して測長するメジャリングロールで測長してトラッキングしていたが、接合完了から冷却開始までの距離が約２５ｍと長いため、接合点のトラッキングがずれ、これにより冷却位置がばらつき、接合部の前、あるいは後ろを過冷却してしまう場合があった。また、冷却位置がずれてしまう場合、シートバー接合部が高温のためストリップの強度が低下し、仕上圧延中に破断するという問題が発生することもあった。

本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたもので、走行するシートバーの接合部直近のみを的確に冷却できるようにすることを課題とする。

本発明は、熱間仕上圧延に先立ち、先行するシートバーの後端部と後行するシートバーの先端部を加熱・昇温、押圧して突合せ接合した後に、シートバー接合部を冷却する際に、シートバーの輝度を検出し、シートバーの接合部の輝度が非接合部の輝度より高いことからシートバー接合部を検出し、輝度の高い部分を集中して冷却するようにして、前記課題を解決したものである。

ここで、前記シートバー接合部を冷却するための冷却手段を、走行台車に搭載することができる。

本発明は、又、熱間仕上圧延に先立ち、先行するシートバーの後端部と後行するシートバーの先端部を加熱・昇温、押圧して突合せ接合した後に、シートバー接合部を冷却するための冷却装置において、シートバーの輝度を検出するための輝度センサと、シートバーの接合部の輝度が非接合部の輝度より高いことからシートバー接合部を検出する手段と、輝度の高い部分を集中して冷却するための冷却手段と、を備えることにより、同じく前記課題を解決したものである。

ここで、前記冷却手段を、走行台車に搭載することができる。

本発明によれば、シートバーの輝度を検出し、シートバーの接合部の輝度が非接合部の輝度より高いことからシートバー接合部を検出し、輝度の高い部分を集中して冷却するようにしたので、走行するシートバーの接合部直近のみを的確に冷却することができ、接合部から離れた前後を過冷却することなく、精度のよい冷却制御を行える。その結果、接合後の仕上圧延時にシートバー接合部が破断することなく、良好な連続圧延を継続できる。

本発明に係る接合部冷却装置の実施形態が組み込まれた仕上圧延機の入側搬送ラインを模式的に示す線図 前記入側搬送ラインで用いられている本発明に係る接合部冷却装置の構成を示す側面図 前記接合部冷却装置の作用を説明するための線図 前記接合部冷却装置で用いられている輝度センサのシートバー接合部近傍の出力変化の一例を示す線図

以下図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。

本発明の実施形態が組み込まれた仕上圧延機の入側搬送ラインを図１に模式的に示す。

図１において、１０ａ、１０ｂはそれぞれ先行及び後行シートバー、１２は、加熱炉（図示省略）で加熱されたシートバーを巻き取って保存しておくためのコイルボックス、１４、２０、２４は、シートバーを搬送するためのピンチロール、１６は、コイルボックス１２から巻き戻されたシートバーを平坦に矯正するためのレベラー、１８は、接合前にシートバー先後端のクロップをカットして、接合に適した形状に整形するための接合クロップシャー、２２は、例えば走間で先行シートバー１０ａの後端部と後行シートバー１０ｂの先端部を接合するための接合装置、２６は、本発明による接合部冷却装置、２８は、スケールを除去するためのデスケーラ、３０は、仕上圧延機第１スタンドである。なお、図１では、接合装置２２として、加熱、接合処理をシートバーの走行と同期させて走間で行う場合を例示している。

前記接合部冷却装置２６は、図２に詳細に示す如く、紙面に垂直なシートバーの幅方向に複数のノズル４２が設けられた、シートバー接合部１０ｃに上下から水をかけて冷却するための上下のノズルヘッダ４０ａ、４０ｂと、各ノズルヘッダ４０ａ、４０ｂから供給される冷却水をオンオフするためのバルブ４４と、走間冷却を行うために前記各ノズルヘッダ４０ａ、４０ｂを走行させる走行台車５０と、該走行台車５０の走行速度がシートバー走行速度に同期する際の加減速中は、シートバーに冷却水がかからないようにするための、上下の加速時マスキング装置６０ａ、６０ｂ及び減速時マスキング装置６２ａ、６２ｂを備えている。

前記上下のノズルヘッダ４０ａ、４０ｂは、走行台車５０と同じ速度で移動するように、連結部材４６を介するか、又は直接的に走行台車５０に結合されている。

前記走行台車５０は、駆動モータ５２により駆動される車輪５４と、該車輪５４及び前記各ノズルヘッダ４０ａ、４０ｂを支えるボディ５６から構成されており、前記駆動モータ５２により、例えばシートバーの上方に配置されたレール５８上を走行距離Ｃだけ自走するようにされている。

前記連結部材４６には、本発明を実施するための輝度センサ６８が搭載されている。この輝度センサ６８は、輝度カメラとも呼ばれ、監視領域を撮影し、該撮影した画面内の輝度分布を導出する機能を有している。このような輝度センサとしては、例えば市販のラインスキャンカメラなどが挙げられる。

以下、実施形態の作用を説明する。

まず、図１に示した接合クロップシャー１８により、先行シートバー１０ａの後端部と後行シートバー１０ｂの先端部とを切断する。

次いで、接合装置２２のところで、先行シートバー１０ａの後端部と後行シートバー１０ｂの先端部とを所定の間隙を隔てて対向させる。

次に、対向した先行シートバー１０ａの後端部と後行シートバー１０ｂの先端部とをシートバー幅方向にわたって加熱する。

接合装置２２で加熱・接合されたシートバーは、接合部冷却装置２６で接合部直近のみが冷却される。図３は、シートバーの速度が一定である場合のシートバー速度（破線Ｈ）と走行台車の速度（実線Ｉ）の関係の例を示したものである。具体的には、前記図２の走行台車５０は、図３の待機位置Ｄで、図４に例示する如く、前記輝度センサ６８の出力輝度が高い部分として検出されるシートバー接合部１０ｃが所定の位置に近付くまで停止している。シートバー接合部１０ｃが所定の位置に到着すると、走行台車５０は実線Ｉに示す如く加速を開始し、加速時マスキング範囲内でシートバー速度（破線Ｈ）になり、加速時マスキング範囲を外れた位置Ｅで、シートバー接合部１０ｃの上方、下方に上下のノズルヘッダ４０ａ、４０ｂが位置するように移動する。走行台車５０は、図３に位置Ｅ〜Ｆで示される所定の範囲をシートバーの速度に同期して移動した後、減速時マスキング範囲内で減速して、所定位置Ｇで停止する。

前記ノズル４２は、加速時マスキング範囲内で冷却水の噴射を開始するようにバルブ４４が予め開とされている。従って、ノズル４２が加速時マスキング範囲を外れると、シートバー接合部１０ｃの上方及び下方に上下のノズル４２が位置しているので、シートバー接合部１０ｃにのみ冷却水が直接注がれて、シートバー接合部１０ｃの直近のみが冷却される。走行台車５０は、所定の範囲Ｅ〜Ｆ間をシートバーの速度に同期して移動するので、冷却水はシートバー接合部１０ｃにのみ噴射される。

走行台車５０が減速時マスキング範囲内に入ると、バルブ４４が閉とされ、冷却水の噴射が停止される。

加減速時マスキング範囲内で噴射された冷却水は、シートバーを冷却することなく、マスキング装置６０ａ、６０ｂ、６２ａ、６２ｂで受けて排出される。

なお、前記説明では、上下方向からシートバーを冷却するとして説明していたが、上又は下方向のみから冷却することにしてもよい。例えば、上方からのみ冷却する場合には、下ノズルヘッダ４０ｂ、連結部材４６、下マスキング装置６０ｂ、６２ｂは不要である。一方、下方向のみから冷却する場合は、上ノズルヘッダ４０ａ、上マスキング装置６０ａ、６２ａは不要である。

又、バルブ４４は、開としてから水が安定して吐出するまでに時間がかかるので、ノズル４２の直近にあるのが望ましいが、本発明では、マスキング手段があり、事前に水を吐出することができるので、上下のノズルヘッダ４０ａ、４０ｂにバルブ４４を設けても良い。

本実施形態においては、接合部冷却装置２６の連結部材４６に輝度センサ６８を配設しているので、シートバーの近くで高精度に輝度を検出することができる。なお、輝度センサ６８を設ける位置はこれに限定されず、例えば上ノズル４２のみから冷却水を吐出する場合には、シートバーの下側から輝度を検出するように輝度センサを設けることもできる。

なお、前記実施形態においては、本発明が、鋼片のシートバー接合部の冷却に適用されていたが、本発明の適用対象はこれに限定されず、鋼片以外の一般の金属片のシートバーの接合部の冷却にも同様に適用できることは明らかである。冷却剤も水に限定されない。

例えば、先行シートバー１０ａ、後行シートバー１０ｂとして、それぞれ幅１０００ｍｍ、厚み３０ｍｍの低炭素鋼のシートバーを、図１に示したラインに供して、接合装置２２で接合した後、接合部冷却装置２６の直近に配置した輝度センサ６８を用いて、最も輝度差が大きい点を集中的に冷却実施した。

その結果、従来のトラッキングによる冷却位置制御では、冷却位置の誤差ばらつきが標準偏差５０ｍｍであったのに対し、本発明によると冷却位置の誤差ばらつきが標準偏差１０ｍｍ程度となり、冷却位置がずれることなく、接合後の仕上圧延中にシートバー接合部が破断することもなく、良好な連続圧延を継続できることが確認できた。

１０ａ…先行シートバー
１０ｂ…後行シートバー
１０ｃ…シートバー接合部
２２…接合装置
２６…接合部冷却装置
３０…仕上圧延機第１スタンド
４２…ノズル
４６…連結部材
５０…走行台車
５２…駆動モータ
６８…輝度センサ

Claims (4)

1. 熱間仕上圧延に先立ち、先行するシートバーの後端部と後行するシートバーの先端部を加熱・昇温、押圧して突合せ接合した後に、シートバー接合部を冷却する際に、
   シートバーの輝度を検出し、
   シートバーの接合部の輝度が非接合部の輝度より高いことからシートバー接合部を検出し、
   輝度の高い部分を集中して冷却することを特徴とする熱間圧延におけるシートバー接合部の冷却方法。
2. 前記シートバー接合部を冷却するための冷却手段が、走行台車に搭載されていることを特徴とする請求項１に記載の熱間圧延におけるシートバー接合部の冷却方法。
3. 熱間仕上圧延に先立ち、先行するシートバーの後端部と後行するシートバーの先端部を加熱・昇温、押圧して突合せ接合した後に、シートバー接合部を冷却するための冷却装置において、
   シートバーの輝度を検出するための輝度センサと、
   シートバーの接合部の輝度が非接合部の輝度より高いことからシートバー接合部を検出する手段と、
   輝度の高い部分を集中して冷却するための冷却手段と、
   を備えたことを特徴とする熱間圧延におけるシートバー接合部の冷却装置。
4. 前記冷却手段が、走行台車に搭載されていることを特徴とする請求項３に記載の熱間圧延におけるシートバー接合部の冷却装置。

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