JP6287943B2 - 芯ズレ検出装置、及び芯ズレ検出方法 - Google Patents
芯ズレ検出装置、及び芯ズレ検出方法 Download PDFInfo
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しかし、特許文献1のような方法で、操業前に圧延ロールの芯出しを行っても、圧延ロールの孔型に鋼材を案内するガイドロールがずれていることで、対を成す圧延ロールの孔型に対して通材する鋼材が芯ズレを起こしている場合がある。上記芯ズレによって圧延ロールに対して鋼材が片当たりなどすると、鋼材の圧延精度がその分悪くなる。特に仕上げ圧延時にその影響が大きくなる。
なお、上記のような芯ズレの検出は、対象とする鋼材に応じたロールやガイドロールの型替えのたびに発生する作業である。
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、他の圧延設備との干渉を抑えつつも、芯ズレの検出をより安定して実行可能にすることを目的としている。
しかも、鋼材をガイドするガイド部にスリットを設けて撮像することで、他の圧延設備との干渉を減らすことが可能となる。
以上のことから本発明の一態様によれば、他の圧延設備との干渉を抑えつつも、芯ズレの検出をより安定して実行することが可能となる。
図1は、本実施形態に係る棒鋼の熱間圧延設備を示す概要構成図である。
ここで、本発明の対象とする鋼材は棒鋼その他の棒材に限定されず線材であっても適用可能であるが、以下の実施形態では棒鋼に圧延する場合を例に挙げる。
(構成)
加熱炉で加熱された棒材からなる鋼材1が、図1に示すように、複数の圧延機A〜♯16で順番に圧延されて目的とする棒鋼の形状に成形される。本実施形態では、圧延機が18スタンド並列している例であり、鋼材1の径や材質などによって、第12スタンド、第14スタンド、若しくは第16スタンドが最終仕上げのスタンドとなるように設定されている。
ガイド部10には、ガイド穴11を挟んで、一対のスリット12が形成されている。
本実施形態の圧延ロール3,4が左右から圧延する。このため、本実施形態の一対のスリット12は、ガイド穴11の上面及び下面に開口し、各スリット12は、それぞれ上下方向に延びて、ガイド部10の躯体外壁(天井面又は底面)に開口している。
エアケース13の壁面のうち、ガイド部10の開口部と対向する底面は、透明体13aから構成される。透明体13aは、例えば透明なアクリル板から構成する。
なお、全てのカメラ6の受光部から鋼材表面までの距離が略等しくなるように設定されることで、各カメラ6での撮像画面の大きさが等倍となるように設定している。またエアケース13の各底部を構成する透明体13aの部分は、対向するカメラ6の撮像軸Sに対して直交する平面板となるように設定されている。
各カメラ6は、圧延ロール3,4の出側にて、ガイド部10で案内されている鋼材表面の上面側及び下面側を撮像する。すなわち、各カメラ6は、ロールの孔型と接触していない非圧下面1aを含む鋼材表面である検出面を上下からそれぞれ撮像することが可能となる。
画像表示部7は、カメラ6毎に上側カメラ用と下側カメラ用の2台あっても良いし、一台の画像表示部7の表示面に、並べて若しくは重ねて上下2種類の画像データを表示するようになっていても良い。本実施形態では、上側に3台、下側に3台のカメラ6を配置しているので、上下の画像を重ねる場合には、パスライン方向からみて、軸対象となるカメラ6の画像同士を重ねるようにすると良い。
なお、画像表示部7の表示面には、目盛りが付してあることが好ましい。目盛りが表示されている場合には、表示された画像の位置や大きさを容易に視認することが可能となる。目盛りは、目盛りが付してある透明なシートを表示面に重ねても良いし、画像の表示に目盛りの画像と入力した画像とを重ねて表示するようにしても良い。
実施形態では、加熱炉から出た鋼材1(熱延鋼材1)が複数段の圧延機で順番に圧延されることで断面の外形輪郭が徐々に多角形から円形に近づく。そして最終スタンドの圧延機によって上下から圧延されて当該圧延機から出た鋼材1は、ガイド部10に案内されることで位置決めされつつ、つまり揺れが小さくなった状態で、太さ計18で径の計測が行われる。
本実施形態では、鋼材1は、ガイド部10のガイド穴11に案内されているときに、その表面の上側部分及び下側部分が上下方向からそれぞれ対を成すカメラ6で撮像され、その画像が画像表示部7に映し出される。図7が、各カメラ6で撮像した画像の例である。
また、鋼材表面に付着している水分等がカメラ6の方向(鋼材1径方向外方)に飛ぶ可能性があるが、カメラ6は、スリット12からなる特定の隙間を通じた閉じた空間を通じて撮像することで、カメラ6側に水分などが入り難くなると共に、そのスリット12から気体を鋼材1側に吹き出す事で、スリット12内に水分などが確実に侵入しないようになる。
また、スリット12の開口断面は、ガイド穴11に向かうほど小さく設定されていることから、スリット12からガイド穴11内への気体の噴射圧を高くすることが出来る。
このため、画像表示部7に表示された鋼材表面の上面視の画像(検出面の画像)と下面視の画像(検出面の画像)には、それぞれ軸方向に沿って延びる帯状の非圧下面1aを目視することができ、その帯部分の幅を測定することで、上下で対をなす各非圧下面1aの幅の位置や大きさをことが出来る。
ここで、鋼材1が、圧延機から出た後カメラ6による測定位置に至る間に捩れることがある。この場合、一対のカメラ6の対向方向が圧延機の圧下方向と直交する方向にのみ設置され、カメラ6の撮像軸が圧延機の圧下方向と直交する方向のみであると、鋼材1の捩れの程度によっては、非圧下面1aの帯の幅が小さく撮像されてしまう。非圧下面1aの帯の幅が小さくなると、対を成す非圧下面1aの幅の大きさに差があっても、撮像された画像からは、その差の認識がしにくくなる。本実施形態では、鋼材1の円周方向に撮像軸Sを互いに傾けた三対のカメラ6、6を設けているので、鋼材1に上記した捩れが生じた場合には、いずれかの対のカメラ6,6による撮像画像で非圧下面1aの帯の幅が小さく撮像されることを回避できる。よって、三対の撮像画像のうち、最も非圧下面1aの帯の幅が大きく撮像されている画像の対を選択すれば、たとえ鋼材1に上記の捩れが生じていたとしても、選択された一対の画像から対を成す非圧下面1aの幅の大きさの差を容易に認識することが可能となる。
なお、例えば、目視によって芯ズレを測定して手作業でガイド調整を行うので、画像表示部7を圧延ラインの近くで且つ安全と思われる場所に設定して、位置調整が早期に出来るようにすると良い。
また、実施形態では、最終スタンドでの芯出しでの処理を例示しているが、最終スタンド以外の圧延機においても出側位置にガイド部10を配置すると共に対をなすカメラ6を設置して上記の検出方法にて芯出しをするようにしても良い。
また、各カメラ6で撮像した撮像画像について、画像制御部にて画像処理を行って、上記の幅や位置の偏りを数値などに変換して出力しても良い。
1a 非圧下面
1b 圧下面
3,4 圧延ロール
5 ガイドロール
6 カメラ
7 画像表示部
10 ガイド部
11 ガイド穴
11a 入口側部分
12 スリット
13 エアケース(箱体)
13a 透明体
14 ダクト接続部
15 管路
16 エアコンプレッサ
17 カメラ用の躯体
P パスライン
S 撮像軸
Claims (6)
- パスラインに沿って送られてくる線材もしくは棒材からなる鋼材を、対を成す圧延ロールで圧延する際の当該鋼材の上記圧延ロールに対する芯ズレを検出する芯ズレ検出装置であって、
上記対をなす圧延ロールで圧延された鋼材を、貫通穴からなるガイド穴で案内するガイド部を備え、
上記対を成す圧延ロールで圧延された鋼材表面における、上記対を成す圧延ロールで圧下された対を成す圧下面の間に位置する対を成す非圧下面を含む鋼材表面をそれぞれ検出面とし、
上記ガイド部に形成され、上記各検出面と対向可能な上記ガイド穴の壁面に開口して、上記検出面に臨むスリットと、
上記スリットを通して上記鋼材の検出面を非接触で撮像するカメラと、
上記スリットと上記カメラの間に介在し、上記スリットのカメラ側の開口を覆い且つ上記スリットを通じて上記検出面を撮像する上記カメラの撮像領域と重なる部分が透明体からなる箱体と、
その箱体内にパージ用の気体を圧送する気体圧送部と、
を備えることを特徴とする芯ズレ検出装置。 - 上記ガイド穴は断面円形形状であり、
上記スリットは、ガイド穴の円周方向に延びるように当該ガイド穴壁面に開口すると共に、上記ガイド穴の壁面に近づくほど断面積が小さくなるように形成されていることを特徴とする請求項1に記載した芯ズレ検出装置。 - 上記検出面を撮像するカメラとして、一つの検出面に対し3台以上有し、各カメラは互いに上記鋼材の周方向に沿って間隔を開けて配置されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載した芯ズレ検出装置。
- パスラインに沿って送られてくる線材もしくは棒材からなる鋼材を、対を成す圧延ロールで圧延する際の当該鋼材の上記圧延ロールに対する芯ズレを検出する芯ズレ検出方法であって、
上記対をなす圧延ロールで圧延された鋼材を、貫通穴からなるガイド穴で案内するガイド部を備え、
上記対を成す圧延ロールで圧延された鋼材表面における、上記対を成す圧延ロールで圧下された対を成す圧下面の間に位置する対を成す非圧下面を含む一対の鋼材表面をカメラで撮像して、その画像を検出面とし、一対の検出面における上記非圧下面の幅の違いに基づき芯ズレを検出し、
上記ガイド部に形成されて、上記各検出面と対向可能に上記ガイド穴の壁面に開口したスリットを通じて上記各検出面を上記カメラによって撮像可能とすると共に、
上記スリットにパージ用の気体を圧送し、該スリットから上記鋼材表面側に向けて上記気体を噴射させてエアパージを行うことを特徴とする芯ズレ検出方法。 - 上記スリットはガイド穴壁面の開口に近づくほど断面積が小さくなるように設定されていることを特徴とする請求項4に記載した芯ズレ検出方法。
- 上記検出面を撮像するカメラとして、一つの検出面に対し3台以上有し、各カメラは互いに上記鋼材の周方向に沿って間隔を開けて配置されていることを特徴とする請求項4又は請求項5に記載した芯ズレ検出方法。
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