JP5983582B2

JP5983582B2 - 凸型ｌｐ鋼板の採寸位置決定方法及び採寸位置決定装置

Info

Publication number: JP5983582B2
Application number: JP2013223962A
Authority: JP
Inventors: 行弘岡田; 太基宮野
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2013-10-29
Filing date: 2013-10-29
Publication date: 2016-08-31
Anticipated expiration: 2033-10-29
Also published as: JP2015085339A

Description

本発明は、被圧延材から凸型ＬＰ鋼板を切り出す採寸位置を決定する凸型ＬＰ鋼板の採寸位置決定方法及び採寸位置決定装置に関する。

板厚が板長方向で変化するＬＰ（Longitudinally Profiled）鋼板は、板長方向の応力分布に応じた断面形状を有する一般構造用部材等として使用できるため、素材重量の軽減や部材加工工数の削減等といった点で多大な効果を奏する。ＬＰ鋼板は、板厚が板長方向で変化しない鋼板のように被圧延材からの採寸位置を被圧延材の平面形状のみで決定することができず、被圧延材からの採寸位置を決定する際には被圧延材の板長方向の板厚も考慮しなければならない。

このような背景から、従来より、被圧延材の板厚を考慮して被圧延材からのＬＰ鋼板の採寸位置を決定する方法が提案されている。具体的には、特許文献１には、被圧延材からのＬＰ鋼板の採寸余裕範囲を分割し、分割点を先頭とした採寸有効範囲内の複数の測定点における板厚測定値とＬＰ鋼板の呼称厚との差の二乗値の総和を評価値として算出し、評価値が最も小さくなる分割点を被圧延材からＬＰ鋼板を切り出す先端位置とするＬＰ鋼板の採寸位置決定方法が記載されている。

特許第４３２３７３６号公報

しかしながら、特許文献１記載の採寸位置決定方法を板長方向に凸部を有する凸型ＬＰ鋼板の採寸処理に適用した場合には、以下に示すような問題が生じる。以下、図５乃至図７を参照して、特許文献１記載の採寸位置決定方法を凸型ＬＰ鋼板の採寸処理に適用した場合の問題点について説明する。

図５は、被圧延材のトップテーパ部とボトムテーパ部との間の長さΔＤ１と凸型ＬＰ鋼板のトップテーパ部とボトムテーパ部との間の長さΔＤ２とがほぼ等しい場合における被圧延材及び凸型ＬＰ鋼板の板長方向の板厚プロファイルの一例を示す図である。図６は、被圧延材のトップテーパ部とボトムテーパ部との間の長さΔＤ１が凸型ＬＰ鋼板のトップテーパ部とボトムテーパ部との間の長さΔＤ２より長い場合における被圧延材及び凸型ＬＰ鋼板の板長方向の板厚プロファイルの一例を示す図である。

図５及び図６中、円形のプロットは板厚計によって所定ピッチで測定された被圧延材の板長方向の板厚プロファイルを示し、線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３はそれぞれ凸型ＬＰ鋼板の板長方向の板厚公差上限値、目標板厚、及び板厚公差下限値のプロファイルを示している。また、被圧延材の板厚プロファイルと目標板厚のプロファイルＬ２との間に記載されている両方向矢印は、特許文献１記載の採寸位置決定方法において算出される板厚測定値と凸型ＬＰ鋼板の呼称厚との差を示している。また、本明細書中において、トップテーパ部とは、板長方向の先端側（トップ側）から尾端側（ボトム側）に向かって板厚が大きくなる傾斜領域を意味し、ボトムテーパ部とは、板長方向の先端側から尾端側に向かって板厚が小さくなる傾斜領域のことを意味する。

特許文献１記載の採寸位置決定方法では、被圧延材のトップテーパ部とボトムテーパ部との間の長さΔＤ１と凸型ＬＰ鋼板のトップテーパ部とボトムテーパ部との間の長さΔＤ２とがほぼ等しい場合、被圧延材から採寸する凸型ＬＰ鋼板の先端位置を変化させながら評価値を比較することによって、目標板厚のプロファイルＬ２に近い板厚プロファイルを有し、公差外れを起こしにくい凸型ＬＰ鋼板を採寸することができる。

具体的には、図５（ａ）に示す凸型ＬＰ鋼板の先端位置（製品先端位置）では、トップテーパ部及びボトムテーパ部の双方において被圧延材の板厚と目標板厚との差が大きいために、評価値は大きくなる。これに対して、図５（ｂ）に示す製品先端位置では、トップテーパ部及びボトムテーパ部における被圧延材の板厚と目標板厚との差が小さいために、評価値は小さくなる。従って、凸型ＬＰ鋼板の採寸位置を図５（ｂ）に示す位置に決定することによって、目標板厚のプロファイルＬ２に近い板厚プロファイルを有し、公差外れを起こしにくい凸型ＬＰ鋼板を採寸することができる。

しかしながら、特許文献１記載の採寸位置決定方法によれば、被圧延材のトップテーパ部とボトムテーパ部との間の長さΔＤ１が凸型ＬＰ鋼板のトップテーパ部とボトムテーパ部との間の長さΔＤ２より長い場合には、公差外れを起こしやすい凸型ＬＰ鋼板が採寸されることがある。具体的には、この場合、トップテーパ部及びボトムテーパ部における被圧延材の板厚は目標板厚より大きくなる。このようなケースでは、図６（ａ）に示すように凸型ＬＰ鋼板の採寸位置を被圧延材のトップテーパ部の板厚が板厚公差上限値近傍になる位置とした場合に算出される評価値と図６（ｂ）に示すように凸型ＬＰ鋼板の採寸位置を被圧延材のボトムテーパ部の板厚が板厚公差上限値近傍になる位置とした場合に算出される評価値との間には、図５（ａ），（ｂ）に示した場合ほどの差が生じない。

このため、トップテーパ部及びボトムテーパ部における被圧延材の板厚の僅かな差によって図６（ａ）に示す場合における評価値が最も小さくなったり、図６（ｂ）に示す場合における評価値が最も小さくなったりする。そして、凸型ＬＰ鋼板の採寸位置が被圧延材の板厚が公差上限値近傍になる位置に決定されると、下工程での先端余長や尾端余長の切断過程において先端余長や尾端余長の切断位置がずれた場合、凸型ＬＰ鋼板の板厚が公差を外れることによって、凸型ＬＰ鋼板を製品として出荷できなくなってしまう。

さらに、特許文献１記載の採寸位置決定方法によれば、トップテーパ部やボトムテーパ部の傾斜角度が大きい場合には、以下に示すような問題が生じる。以下、図７を参照して、トップテーパ部やボトムテーパ部の傾斜角度が大きい場合の問題点について説明する。図７は、トップテーパ部の傾斜角度の変化に伴う板長方向における被圧延材の板厚と板厚公差上限値との間の距離の変化を示す図である。トップテーパ部やボトムテーパ部の傾斜角度が大きい場合、板厚方向では被圧延材の板厚が板厚公差上限値から十分に離れていたとしても、板長方向では被圧延材の板厚が板厚公差上限値に近寄っていることがある。

具体的には、図７（ａ），（ｂ）において板厚方向における板厚測定点Ａ及び板厚測定点Ｂと板厚公差上限値との板厚差ΔＤＬが等しいとすると、図７（ａ）に示すように、トップテーパ部の傾斜角度が緩やかである場合は、板長方向における板厚測定点Ａと公差上限値Ｌ１との間の距離ΔＤＬ１は比較的大きい。しかしながら、図７（ｂ）に示すように、トップテーパ部の傾斜角度が急である場合には、板長方向における板厚測定点Ｂと板厚公差上限値との間の距離ΔＤＬ２は距離ΔＤＬ１よりも短くなる。

すなわち、トップテーパ部やボトムテーパ部の傾斜角度が急である場合には、板厚方向における被圧延材の板厚と板厚公差上限値との間の距離が離れていたとしても、板長方向における被圧延材の板厚と板厚公差上限値の間の距離が短くなることがある。このため、特許文献１記載の採寸位置決定方法のように板厚方向における板厚測定値と呼称厚との差に基づいて凸型ＬＰ鋼板の採寸位置を決定した場合、被圧延材の板厚の測定誤差や先端余長や尾端余長の切断処理において指令と実績との間に誤差が発生した場合、採寸された凸型ＬＰ鋼板の板厚が公差上限値を上回る、いわゆる公差外れが発生することがある。

なお、このような問題を解決するために、切断工程を行わないで被圧延材を手入れヤードに回し、ダイヤルゲージ等を用いて被圧延材の全長の板厚を手作業で測定し、先端余長と尾端余長とを決定し直してからガス切断によって先端余長と尾端余長とを切断する方法が考えられる。しかしながら、この方法を用いた場合には、多くの労力及び時間を要し、凸型ＬＰ鋼板の製造コストが増加する。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、多くの労力及び時間を要することなく、公差外れを起こしにくい凸型ＬＰ鋼板を採寸可能な凸型ＬＰ鋼板の採寸位置決定方法及び採寸位置決定装置を提供することにある。

本発明に係る凸型ＬＰ鋼板の採寸位置決定方法は、被圧延材から凸型ＬＰ鋼板を切り出す採寸位置を決定する凸型ＬＰ鋼板の採寸位置決定方法であって、複数の凸型ＬＰ鋼板の採寸位置について、板長方向の先端側から尾端側に向かって板厚が大きくなるトップテーパ部の板長方向における被圧延材の板厚と凸型ＬＰ鋼板の板厚公差との間の距離の平均値をトップ側平均値として算出するステップと、複数の凸型ＬＰ鋼板の採寸位置について、板長方向の尾端側から先端側に向かって板厚が小さくなるボトムテーパ部の板長方向における被圧延材の板厚と凸型ＬＰ鋼板の板厚公差との間の距離の平均値をボトム側平均値として算出するステップと、複数の凸型ＬＰ鋼板の採寸位置のうち、トップ側平均値とボトム側平均値とが略等しくなる採寸位置を被圧延材から凸型ＬＰ鋼板を切り出す採寸位置に決定するステップと、を含むことを特徴とする。

本発明に係る凸型ＬＰ鋼板の採寸位置決定装置は、情報処理装置を備え、被圧延材から凸型ＬＰ鋼板を切り出す採寸位置を決定する凸型ＬＰ鋼板の採寸位置決定装置であって、前記情報処理装置が、複数の凸型ＬＰ鋼板の採寸位置について、板長方向の先端側から尾端側に向かって板厚が大きくなるトップテーパ部の板長方向における被圧延材の板厚と凸型ＬＰ鋼板の板厚公差との間の距離の平均値をトップ側平均値として算出する手段、複数の凸型ＬＰ鋼板の採寸位置について、板長方向の尾端側から先端側に向かって板厚が小さくなるボトムテーパ部の板長方向における被圧延材の板厚と凸型ＬＰ鋼板の板厚公差との間の距離の平均値をボトム側平均値として算出する手段、及び複数の凸型ＬＰ鋼板の採寸位置のうち、前記トップ側平均値と前記ボトム側平均値とが略等しくなる採寸位置を被圧延材から凸型ＬＰ鋼板を切り出す採寸位置に決定する手段として機能することを特徴とする。

本発明に係る凸型ＬＰ鋼板の採寸位置決定方法及び採寸位置決定装置によれば、多くの労力及び時間を要することなく、公差外れを起こしにくい凸型ＬＰ鋼板を採寸することができる。

図１は、本発明の一実施形態である凸型ＬＰ鋼板の採寸位置決定方法が適用される剪断ラインの構成を示す模式図である。図２は、本発明の一実施形態である凸型ＬＰ鋼板の採寸位置決定方法を説明するための説明図である。図３は、本発明の一実施形態である凸型ＬＰ鋼板の採寸位置決定方法を説明するための説明図である。図４は、本発明の一実施形態である凸型ＬＰ鋼板の採寸位置決定方法を説明するための説明図である。図５は、被圧延材のトップテーパ部とボトムテーパ部との間の長さと凸型ＬＰ鋼板のトップテーパ部とボトムテーパ部との間の長さとがほぼ等しい場合における被圧延材及び凸型ＬＰ鋼板の板長方向の板厚プロファイルの一例を示す図である。図６は、被圧延材のトップテーパ部とボトムテーパ部との間の長さが凸型ＬＰ鋼板のトップテーパ部とボトムテーパ部との間の長さより長い場合における被圧延材及び凸型ＬＰ鋼板の板長方向の板厚プロファイルの一例を示す図である。図７は、トップテーパ部の傾斜角度の変化に伴う板長方向における被圧延材の板厚と板厚公差上限値プロファイルとの間の距離の変化を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である凸型ＬＰ鋼板の採寸位置決定方法について説明する。

〔剪断ラインの構成〕
始めに、図１を参照して、本発明の一実施形態である凸型ＬＰ鋼板の採寸位置決定方法が適用される剪断ラインの構成について説明する。

図１は、本発明の一実施形態である凸型ＬＰ鋼板の採寸位置決定方法が適用される剪断ラインの構成を示す模式図である。図１（ａ）に示すように、本発明の一実施形態である凸型ＬＰ鋼板の採寸位置決定方法が適用される剪断ライン１は、クロップ切断装置２、サイドクロップ切断装置３、冷間板厚計４、及び仕上切断装置５を備えている。

図１（ｂ）に示すように、この剪断ライン１では、始めに、クロップ切断装置２が、圧延機によって圧延された被圧延材Ｐの先端側及び尾端側のクロップＣ１，Ｃ２を切断し、サイドクロップ切断装置３が、被圧延材ＰのサイドクロップＳ１，Ｓ２を切断する。次に、冷間板厚計４が、被圧延材Ｐの板長方向の板厚を例えば１００ｍｍピッチ等の所定ピッチで測定する。そして、仕上切断装置５が、プロセスコンピュータ等の情報処理装置が冷間板厚計４の測定結果に基づいて決定した凸型ＬＰ鋼板Ｓの採寸位置に基づいて被圧延材Ｐの先端余長ＴＳ及び尾端余長ＢＳを切断することによって凸型ＬＰ鋼板Ｓを製造する。

以後、凸型ＬＰ鋼板Ｓは、出荷ヤードに搬送され、出荷ヤードから客先に向けて出荷される。なお、冷間板厚計４の測定結果に基づいて被圧延材Ｐに板厚異常があると判定された場合、仕上切断装置５による切断工程を行わないで被圧延材Ｐを手入れヤードに回すこともある。手入れヤードでは、ダイヤルゲージ等を用いて被圧延材Ｐの全長の板厚を手作業で測定し、被圧延材Ｐの先端余長及び尾端余長を決定し直してから、ガス切断による先端余長及び尾端余長の切断工程が行われる。

〔凸型ＬＰ鋼板の採寸位置決定方法〕
次に、図２乃至図４を参照して、本発明の一実施形態である凸型ＬＰ鋼板の採寸位置決定方法について説明する。

図２乃至図４は、本発明の一実施形態である凸型ＬＰ鋼板の採寸位置決定方法を説明するための説明図である。図中、円形のプロットは冷間板厚計４によって測定された被圧延材Ｐの板長方向の板厚プロファイルを示し、線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３はそれぞれ凸型ＬＰ鋼板Ｓの板長方向の板厚公差上限値、目標板厚、及び板厚公差下限値のプロファイルを示している。

本発明の一実施形態である凸型ＬＰ鋼板の採寸位置決定方法では、始めに、情報処理装置が、凸型ＬＰ鋼板の複数の採寸位置について以下の処理を実行する。なお、本実施形態では、情報処理装置は、被圧延材の先端位置と凸型ＬＰ鋼板の先端位置（製品先端位置）とを一致させた状態から被圧延材の尾端位置が凸型ＬＰ鋼板の尾端位置に一致するまで被圧延材の位置を例えば２０ｍｍ間隔等の所定ピッチでシフトさせ、各位置について以下の処理を実行する。

すなわち、始めに、情報処理装置は、凸型ＬＰ鋼板のトップテーパ部の位置に対応する各板厚測定点Ａ（ｉ）（板厚測定開始点ｍｔ≦ｉ≦板厚測定終了点ｎｔ）について、板長方向における板厚公差上限値プロファイルＬ１までの距離ΔＬａｕ（ｉ）（図２参照）を算出する。同様に、情報処理装置は、凸型ＬＰ鋼板のボトムテーパ部の位置に対応する各板厚測定点Ａ（ｊ）（板厚測定開始点ｍｂ≦ｊ≦板厚測定終了点ｎｂ）について、板長方向における板厚公差上限値プロファイルＬ１までの距離ΔＬａｕ（ｊ）（図２参照）を算出する。

具体的には、情報処理装置は、トップテーパ部の傾きをα（＞０）、板長方向における板厚測定点Ａ（ｉ）から板厚公差上限値プロファイルＬ１までの距離ΔＴａｕ（ｉ）を用いて、以下に示す数式（１）により板長方向における板厚測定点Ａ（ｉ）から板厚公差上限値プロファイルＬ１までの距離ΔＬａｕ（ｉ）を算出する。同様に、情報処理装置は、ボトムテーパ部の傾きをβ（＜０）、板長方向における板厚測定点Ａ（ｊ）から板厚公差上限値プロファイルＬ１までの距離ΔＴａｕ（ｊ）を用いて、以下に示す数式（２）により板長方向における板厚測定点Ａ（ｊ）から板厚公差上限値プロファイルＬ１までの距離ΔＬａｕ（ｊ）を算出する。

凸型ＬＰ鋼板のトップテーパ部及びボトムテーパ部に対応する全ての板厚測定点に対して上述の処理が完了すると、次に、情報処理装置は、以下に示す数式（３），（４）を用いて距離ΔＬａｕ（ｉ）の平均値ΔＬａｕｔｏｐと距離ΔＬａｕ（ｊ）の平均値ΔＬａｕｂｏｔとを算出する。平均値ΔＬａｕｔｏｐ及び平均値ΔＬａｕｂｏｔはそれぞれ、本発明に係るトップ側平均値及びボトム側平均値に対応する。なお、数式（３），（４）中、ｍｔは凸型ＬＰ鋼板のトップテーパ部に対応する板厚測定開始点、ｎｔは凸型ＬＰ鋼板のトップテーパ部に対応する板厚測定終了点、ｍｂは凸型ＬＰ鋼板のボトムテーパ部に対応する板厚測定開始点、ｎｂは凸型ＬＰ鋼板のボトムテーパ部に対応する板厚測定終了点を表している。

次に、情報処理装置は、凸型ＬＰ鋼板の複数の採寸位置の中から、図３に示すように平均値ΔＬａｕｔｏｐと平均値ΔＬａｕｂｏｔとが略等しくなる採寸位置を被圧延材から凸型ＬＰ鋼板を切り出す採寸位置に決定する。そして最後に、情報処理装置は、決定した採寸位置に基づいて被圧延材の先端余長及び尾端余長を算出し、算出された先端余長及び尾端余長に関する情報を仕上切断装置５に出力する。以後、仕上切断装置５が、被圧延材の先端余長及び尾端余長を切断することによって凸型ＬＰ鋼板を製造する。

以上の説明から明らかなように、本発明の一実施形態である凸型ＬＰ鋼板の採寸位置決定方法では、情報処理装置が、複数の凸型ＬＰ鋼板の採寸位置について、トップテーパ部及びボトムテーパ部の板長方向における被圧延材の板厚と凸型ＬＰ鋼板の板厚公差上限値との間の距離の平均値ΔＬａｕｔｏｐ，ΔＬａｕｂｏｔを算出し、複数の凸型ＬＰ鋼板の採寸位置のうち、平均値ΔＬａｕｔｏｐ，ΔＬａｕｂｏｔが略等しくなる採寸位置を被圧延材から凸型ＬＰ鋼板を切り出す採寸位置に決定する。すなわち、本発明の一実施形態である凸型ＬＰ鋼板の採寸位置決定方法では、板長方向における被圧延材の板厚と凸型ＬＰ鋼板の板厚公差との間の距離を考慮して凸型ＬＰ鋼板の採寸位置を決定する。これにより、多くの労力及び時間を要することなく、公差外れを起こしにくい凸型ＬＰ鋼板を採寸することができる。

なお、上述の説明では、板長方向における板厚測定点と板厚公差上限値プロファイルＬ１までの距離に基づいて凸型ＬＰ鋼板の採寸位置を決定した。しかしながら、図４に示すように、被圧延材のトップテーパ部とボトムテーパ部との間の長さが凸型ＬＰ鋼板のトップテーパ部とボトムテーパ部との間の長さよりも短い場合には、被圧延材のトップテーパ部及びボトムテーパ部の板厚が目標板厚よりも薄くなるために、板長方向における板厚測定点と板厚公差下限値プロファイルＬ３との間の距離も考慮する必要がある。

このため、被圧延材のトップテーパ部とボトムテーパ部との間の長さが凸型ＬＰ鋼板のトップテーパ部とボトムテーパ部との間の長さよりも短い場合には、情報処理装置は、上述と同様の方法により、板長方向における板厚測定点Ａ（ｉ）及び板厚測定点Ａ（ｊ）から板厚公差下限値プロファイルＬ３までの距離を算出し、算出された距離に基づいて凸型ＬＰ鋼板の採寸位置を決定することが望ましい。

具体的には、この場合、始めに、情報処理装置は、凸型ＬＰ鋼板のトップテーパ部及びボトムテーパ部の位置に対応する各板厚測定点Ａ（ｉ），Ａ（ｊ）について、板長方向における板厚公差下限値プロファイルＬ３までの距離ΔＬａｄ（ｉ），ΔＬａｄ（ｊ）（図４参照）を算出する。次に、情報処理装置は、距離ΔＬａｄ（ｉ），ΔＬａｄ（ｊ）の平均値を算出し、凸型ＬＰ鋼板の複数の採寸位置の中から、算出された平均値が略等しくなる採寸位置を被圧延材から凸型ＬＰ鋼板を切り出す採寸位置に決定する。

以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例、及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。

１剪断ライン
２クロップ切断装置
３サイドクロップ切断装置
４冷間板厚計
５仕上切断装置

Claims

被圧延材から凸型ＬＰ鋼板を切り出す採寸位置を決定する凸型ＬＰ鋼板の採寸位置決定方法であって、
複数の凸型ＬＰ鋼板の採寸位置について、板長方向の先端側から尾端側に向かって板厚が大きくなるトップテーパ部の板長方向における被圧延材の板厚と凸型ＬＰ鋼板の板厚公差との間の距離の平均値をトップ側平均値として算出するステップと、
複数の凸型ＬＰ鋼板の採寸位置について、板長方向の尾端側から先端側に向かって板厚が小さくなるボトムテーパ部の板長方向における被圧延材の板厚と凸型ＬＰ鋼板の板厚公差との間の距離の平均値をボトム側平均値として算出するステップと、
複数の凸型ＬＰ鋼板の採寸位置のうち、前記トップ側平均値と前記ボトム側平均値とが略等しくなる採寸位置を被圧延材から凸型ＬＰ鋼板を切り出す採寸位置に決定するステップと、
を含むことを特徴とする凸型ＬＰ鋼板の採寸位置決定方法。
情報処理装置を備え、被圧延材から凸型ＬＰ鋼板を切り出す採寸位置を決定する凸型ＬＰ鋼板の採寸位置決定装置であって、
前記情報処理装置が、複数の凸型ＬＰ鋼板の採寸位置について、板長方向の先端側から尾端側に向かって板厚が大きくなるトップテーパ部の板長方向における被圧延材の板厚と凸型ＬＰ鋼板の板厚公差との間の距離の平均値をトップ側平均値として算出する手段、複数の凸型ＬＰ鋼板の採寸位置について、板長方向の尾端側から先端側に向かって板厚が小さくなるボトムテーパ部の板長方向における被圧延材の板厚と凸型ＬＰ鋼板の板厚公差との間の距離の平均値をボトム側平均値として算出する手段、及び複数の凸型ＬＰ鋼板の採寸位置のうち、前記トップ側平均値と前記ボトム側平均値とが略等しくなる採寸位置を被圧延材から凸型ＬＰ鋼板を切り出す採寸位置に決定する手段として機能することを特徴とする凸型ＬＰ鋼板の採寸位置決定装置。