特開 2022-7575 サイドガイド部材摩耗管理システムおよびサイドガイド部材摩耗管理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022007575

(43)【公開日】2022-01-13

(54)【発明の名称】サイドガイド部材摩耗管理システムおよびサイドガイド部材摩耗管理装置

(51)【国際特許分類】

   B21B 39/14 20060101AFI20220105BHJP

   G05B 23/02 20060101ALI20220105BHJP

   B21C 51/00 20060101ALI20220105BHJP

【ＦＩ】

B21B39/14 D

G05B23/02 R

B21C51/00 K

B21C51/00 Q

B21C51/00 R

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020110631

(22)【出願日】2020-06-26

(71)【出願人】

【識別番号】501137636

【氏名又は名称】東芝三菱電機産業システム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100108062

【弁理士】

【氏名又は名称】日向寺 雅彦

(74)【代理人】

【識別番号】100168332

【弁理士】

【氏名又は名称】小崎 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100146592

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 浩

(74)【代理人】

【識別番号】100172188

【弁理士】

【氏名又は名称】内田 敬人

(72)【発明者】

【氏名】川口 裕矢

【テーマコード（参考）】

3C223

【Ｆターム（参考）】

3C223AA05

3C223BA03

3C223CC02

3C223DD03

3C223EB01

3C223FF02

3C223FF13

3C223FF46

3C223GG01

3C223HH03

3C223HH08

(57)【要約】

【課題】サイドガイド部材の摩耗量を検出し、適切な交換時期を管理することができるサイドガイド部材摩耗管理システムおよびサイドガイド部材摩耗管理装置を提供する。
【解決手段】実施形態のサイドガイド部材摩耗管理システムは、サイドガイド部材の厚さを計測する摩耗センサと、前記摩耗センサによって計測された前記サイドガイド部材の厚さのデータを取得するコントローラと、前記コントローラから前記データを受信して、前記データにもとづいて前記サイドガイド部材の摩耗量を計算するサイドガイド部材摩耗管理装置と、を備える。前記サイドガイド部材摩耗管理装置は、前記摩耗量を、あらかじめ設定された第１しきい値と比較して、前記摩耗量が前記第１しきい値以上となったときに、前記サイドガイド部材の交換時期が近いことを表す第１信号を生成する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

サイドガイド部材の厚さを計測する摩耗センサと、
前記摩耗センサによって計測された前記サイドガイド部材の厚さのデータを取得するコントローラと、
前記コントローラから前記データを受信して、前記データにもとづいて前記サイドガイド部材の摩耗量を計算するサイドガイド部材摩耗管理装置と、
を備え、
前記サイドガイド部材摩耗管理装置は、前記摩耗量を、あらかじめ設定された第１しきい値と比較して、前記摩耗量が前記第１しきい値以上となったときに、前記サイドガイド部材の交換時期が近いことを表す第１信号を生成するサイドガイド部材摩耗管理システム。

【請求項2】

圧延スケジュールごとの被圧延材の鋼種、形状および本数に関する情報を管理する圧延スケジューラ
をさらに備え、
前記サイドガイド部材摩耗管理装置は、完了した圧延スケジュールにおいて前記サイドガイド部材を通過した被圧延材の量、そのときの摩耗量および将来の圧延スケジュールにおいて前記サイドガイド部材を通過する被圧延材の量にもとづいて、前記将来の圧延スケジュールにおける摩耗量を計算する請求項１記載のサイドガイド部材摩耗管理システム。

【請求項3】

前記サイドガイド部材を通過した被圧延材の量は、前記サイドガイド部材を通過した被圧延材の運動エネルギーの総和であり、
前記サイドガイド部材を通過する被圧延材の量は、前記サイドガイド部材を通過する被圧延材の運動エネルギーの総和である請求項１記載のサイドガイド部材摩耗管理システム。

【請求項4】

前記サイドガイド部材摩耗管理装置は、前記将来の圧延スケジュールにおける摩耗量を、あらかじめ設定された前記将来の圧延スケジュールにおける摩耗量に関する第２しきい値と比較して、前記将来の圧延スケジュールにおける摩耗量が前記第２しきい値以上となったときに、前記サイドガイド部材の交換時期が近いことを警告する第２信号を生成する請求項２または３に記載のサイドガイド部材摩耗管理システム。

【請求項5】

サイドガイド部材の厚さを計測する摩耗センサと、前記摩耗センサによって計測された前記サイドガイド部材の厚さのデータを取得するコントローラと、を含むプロセス制御システムに接続されたサイドガイド部材摩耗管理装置であって、
前記コントローラから前記データを受信して、前記データにもとづいて前記サイドガイド部材の摩耗量を計算し、
前記摩耗量を、あらかじめ設定された第１しきい値と比較して、前記摩耗量が前記第１しきい値以上となったときに、前記サイドガイド部材の交換時期が近いことを表す第１信号を生成するサイドガイド部材摩耗管理装置。

【請求項6】

前記サイドガイド部材摩耗管理装置は、前記プロセス制御システムに接続され、圧延スケジュールごとの被圧延材の鋼種、形状および本数に関する情報を管理する圧延スケジューラから、完了した圧延スケジュールにおいて前記サイドガイド部材を通過した被圧延材の量、そのときの摩耗量および将来の圧延スケジュールにおいて前記サイドガイド部材を通過する被圧延材の量にもとづいて、前記将来の圧延スケジュールにおける摩耗量を計算するサイドガイド部材摩耗管理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、熱間圧延プラントのサイドガイド設備に用いられるサイドガイド部材の摩耗状態を管理するサイドガイド部材摩耗管理システムおよびサイドガイド部材摩耗管理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

熱間圧延プラントでは、被圧延材の蛇行を抑止するために、サイドガイド設備が設置されている。サイドガイド設備は、サイドガイドを補強するサイドガイド部材を有している。サイドガイド部材は、被圧延材の搬送を繰り返すことによって、摩耗し、劣化する。サイドガイド部材が摩耗し、劣化すると、被圧延材は、十分にセンタリングされず、蛇行を生じるため、圧延工程における歩留りの低下を生じるおそれがある。そのため、サイドガイド部材は、その摩耗量が所定のレベルに達する前に交換される。

【0003】

サイドガイド部材の摩耗による劣化を抑制するために、サイドガイド部材の耐摩耗性を向上させて、寿命を延ばす方法が知られている（たとえば、特許文献１）。特許文献１は、摩擦面に超硬合金片を埋め込んでろう接したサイドガイド部材を開示している。このようなサイドガイド部材を用いることで、金属板素地そのものを摩擦面とした金属部材および金属素地にステンレスを溶接肉盛した層を摩擦面とした金属部材に比較して、摩擦面の摩耗がはるかに小さいため金属部材の寿命が延長されることになり、ラインの稼働率を向上させ、ラインの操業の安定化を図ることが期待される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】実開平７－２６００２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

サイドガイド部材自体の耐摩耗性を向上することによって、サイドガイド部材の寿命を延長させることができるが、結局摩耗が起きてしまうことに変わりはない。適切な交換時期を把握できないと、摩耗量に余裕がある状態で、サイドガイド部材を交換することとなり、無駄な交換時間を生じるおそれがある。あるいは、サイドガイド部材が摩耗した状態で操業を継続した結果、被圧延材の蛇行を生じて、材料品質に影響が出るおそれがある。

【0006】

本発明の実施形態は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、サイドガイド部材の摩耗量を検出し、適切な交換時期を管理することができるサイドガイド部材摩耗管理システムおよびサイドガイド部材摩耗管理装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

実施形態に係るサイドガイド部材摩耗管理システムは、サイドガイド部材の厚さを計測する摩耗センサと、前記摩耗センサによって計測された前記サイドガイド部材の厚さのデータを取得するコントローラと、前記コントローラから前記データを受信して、前記データにもとづいて前記サイドガイド部材の摩耗量を計算するサイドガイド部材摩耗管理装置と、を備える。前記サイドガイド部材摩耗管理装置は、前記摩耗量を、あらかじめ設定された第１しきい値と比較して、前記摩耗量が前記第１しきい値以上となったときに、前記サイドガイド部材の交換時期が近いことを表す第１信号を生成する。

【発明の効果】

【0008】

本実施形態では、サイドガイド部材の摩耗量を検出し、適切な交換時期を管理することができるサイドガイド部材摩耗管理装置およびサイドガイド部材摩耗管理システムが実現される。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１の実施形態に係るサイドガイド部材摩耗管理装置を例示する模式的なブロック図である。

【図2】サイドガイド設備を例示する模式的な平面図である。

【図3】第２の実施形態に係るサイドガイド部材摩耗管理装置を例示する模式的なブロック図である。

【図4】第２の実施形態のサイドガイド部材摩耗管理装置が出力するデータにもとづいて出力された模式的な表示例である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して詳細な説明を適宜省略する。

【0011】

（第１の実施形態）
図１は、本実施形態に係るサイドガイド部材摩耗管理装置を例示する模式的なブロック図である。
図１は、本実施形態のサイドガイド部材摩耗管理装置１を含むサイドガイド部材摩耗管理システム１００の全体の構成が合わせて示されている。まず、サイドガイド部材摩耗管理システム１００の構成について説明する。

【0012】

図１に示すように、サイドガイド部材摩耗管理システム１００は、サイドガイド部材摩耗管理装置１と、コントローラ４と、摩耗センサ５と、を備える。
サイドガイド部材摩耗管理システム１００は、表示装置９をさらに備えることができる。表示装置９は、サイドガイド部材摩耗管理装置１が出力する情報を表示する装置であり、本実施形態のサイドガイド部材摩耗管理システム１００では、表示装置９に代えて、あるいは表示装置９に加えて他のデータ出力装置を備えることができる。他のデータ出力装置は、たとえば、音声出力装置、プリンタ等である。

【0013】

本実施形態のサイドガイド部材摩耗管理システム１００では、サイドガイド部材摩耗管理装置１およびコントローラ４は、通信ネットワーク２を介して、相互に接続されている。表示装置９等の出力装置は、通信ネットワーク２に接続される。通信ネットワーク２は、汎用の通信ネットワークである。

【0014】

コントローラ４および摩耗センサ５は、制御用専用ネットワーク３を介して相互に接続されている。図では示していないが、摩耗センサ５は、入力インタフェースモジュール等を介して、制御用専用ネットワーク３に接続されている。

【0015】

摩耗センサ５は、サイドガイド部材の摩耗量を検出するためのセンサである。摩耗センサ５は、たとえば、光学式センサであり、計測対象物から離れた位置からレーザ光等を照射して、計測対象物の長さを計測する。本実施形態では、摩耗センサ５は、サイドガイド部材の厚さを計測する。

【0016】

コントローラ４は、摩耗センサ５が計測したサイドガイド部材の厚さのデータを取得し、所定の形式の内部信号８に変換して、サイドガイド部材摩耗管理装置１に送信する。コントローラ４は、たとえばプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）等のプロセス制御のためのコンピュータ装置等である。そのほか、コントローラ４は、あらかじめ導入されたプログラムにしたがって、摩耗センサ５によるデータの取得を含むプロセス制御データの取得や、制御指令等を生成する。

【0017】

摩耗センサ５によって計測された厚さのデータは、入力インタフェースモジュール等によってディジタルデータに変換されて、コントローラ４に送信される。コントローラ４は、受信した厚さのデータを含む内部信号８に変換して、処理を続行する。

【0018】

サイドガイド部材摩耗管理装置１は、コントローラ４が取得したサイドガイド部材の厚さのデータを含む内部信号８を受信する。サイドガイド部材摩耗管理装置１は、サイドガイド部材の厚さの初期値を用いて、摩耗量を計算し、計算された摩耗量が、あらかじめ設定されたしきい値（第１しきい値）以上となった場合に、サイドガイド部材の交換時期が近いことを表す信号（第１信号）を生成し、出力する。

【0019】

通信ネットワーク２に表示装置が接続されている場合には、サイドガイド部材摩耗管理装置１は、しきい値を超えたことを表す信号を表示装置９に出力する。表示装置９は、信号を受信して、たとえば、摩耗量が「交換時期」であるとの文字を出力する。

【0020】

サイドガイド部材摩耗管理装置１の構成について説明する。
サイドガイド部材摩耗管理装置１は、摩耗量計算部６と、摩耗量記録部７と、を備える。摩耗量計算部６および摩耗量記録部７は、たとえばデータ通信用バスを介して、相互に接続されている。サイドガイド部材摩耗管理装置１は、たとえば、サーバ等のコンピュータ装置であり、摩耗量計算部６は、たとえば、コンピュータ装置の演算装置（ＣＰＵ）である。摩耗量記録部７は、たとえば、コンピュータ装置のための記憶装置であり、摩耗量計算部６によって計算されたデータを記憶する。摩耗量記録部７は、サイドガイド部材の初期値や、摩耗量のしきい値を格納する。また、摩耗量記録部７は、摩耗センサ５による計測時刻、計測周期等のデータ等を格納することができる。

【0021】

摩耗量計算部６は、摩耗センサ５によって計測されたサイドガイド部材の厚さのデータを含むコントローラ４の内部信号を取得する。摩耗量計算部６は、摩耗量記録部７からサイドガイド部材の厚さの初期値を読み出して、初期値と計測値との差を計算することによって、サイドガイド部材の摩耗量を計算する。計算された摩耗量のデータは、摩耗量記録部７に記憶される。

【0022】

摩耗量計算部６は、摩耗量を計算するたびに、摩耗量記録部７から摩耗量のしきい値を読み出して、計算された摩耗量としきい値とを比較する。計算された摩耗量のデータがしきい値以上の場合には、摩耗量計算部６は、サイドガイド部材の交換時期が近いことを表す信号を生成し、表示装置９等のデータ出力装置に出力する。

【0023】

図２は、サイドガイド設備を例示する模式的な平面図である。
図２に示すように、サイドガイド設備５０は、摩耗センサ５と、サイドガイド５２ａ，５２ｂと、サイドガイド部材５４ａ，５４ｂと、を含む。サイドガイド５２ａ，５２ｂは、被圧延材（図示せず）の搬送方向（矢印）に沿って、ほぼ平行となるように設けられている。図２において、中心線Ｃは、被圧延材が搬送されるパスラインの中心を表している。サイドガイド５２ａ，５２ｂは、中心線からほぼ等間隔になるように配置される。なお、サイドガイド５２ａ，５２ｂは、図示しない駆動装置によって、被圧延材に応じた幅に調整され、設定される。

【0024】

サイドガイド部材５４ａは、被圧延材の搬送方向に沿って、サイドガイド５２ａの壁面に設けられている。サイドガイド部材５４ｂは、被圧延材の搬送方向に沿って、サイドガイド５２ｂの壁面に設けられている。サイドガイド部材５４ａ，５４ｂの摩耗面は、互いに対向するように配置される。

【0025】

摩耗センサ５は、サイドガイド部材５４ａ，５４ｂの厚さを検出するように、たとえばサイドガイド部材５４ａ，５４ｂの上方に設けられている。この例では、摩耗センサ５は、２個設けられており、一方の摩耗センサ５は、サイドガイド部材５４ａの上方に設けられ、サイドガイド部材５４ａの厚さを計測する。他方の摩耗センサ５は、サイドガイド部材５４ｂの上方に設けられ、サイドガイド部材５４ｂの厚さを計測する。摩耗センサ５は、サイドガイド部材５４ａ，５４ｂの厚さを正確に計測できれば、サイドガイド部材５４ａ，５４ｂのそれぞれの直上に設けられている必要はなく、サイドガイド部材５４ａ，５４ｂの斜め上方等に設置されてもよい。

【0026】

摩耗センサ５の設置位置については、この例では、被圧延材の進入側にもっとも近いサイドガイド部材５４ａ，５４ｂの厚さを計測するように設定されているが、これに限るものではない。たとえば、サイドガイド設備によっては、搬送方向に沿って摩耗量が異なる場合であって、摩耗量の大きい箇所が判明していることがある。そのような場合には、摩耗量の大きいサイドガイド部材の上方に摩耗センサを設けるようにしてもよい。

【0027】

なお、サイドガイド部材５４ａ，５４ｂの厚さは、たとえば、サイドガイド５２ａ，５２ｂの取付け面から摩耗面までの長さと定義される。摩耗面の搬送方向の位置については、あらかじめ設定するようにしてもよいし、摩耗センサ５によってサイドガイド部材５４ａ，５４ｂごとに複数の位置を計測して、最大値や、最小値、あるいは平均値を採用するようにしてもよい。

【0028】

本実施形態のサイドガイド部材摩耗管理装置１の動作について説明する。
以下では、実測によって、サイドガイド部材５４ａ，５４ｂの厚さの初期値を設定する場合について説明する。
まず、本実施形態のサイドガイド部材摩耗管理装置１では、摩耗センサ５によって、その摩耗センサ５が計測対象とするサイドガイド部材５４ａ，５４ｂの厚さの初期値を計測する。たとえば、サイドガイド部材５４ａ，５４ｂを交換した場合等にサイドガイド部材５４ａ，５４ｂの厚さの初期値が計測される。初期値を計測する場合には、たとえば、摩耗量計算部６は、初期値計測指令を生成し、指令をコントローラ４に送信する。コントローラ４は、初期値計測指令にもとづいて、摩耗センサ５によって、サイドガイド部材５４ａ，５４ｂの厚さを計測する。

【0029】

コントローラ４は、摩耗センサ５によって計測された厚さのデータを取得し、取得したデータを含む内部信号８を生成する。コントローラ４は、生成した内部信号８を摩耗量計算部６に送信する。

【0030】

摩耗量計算部６は、サイドガイド部材５４ａ，５４ｂの厚さのデータを含む内部信号８を受信し、受信した信号からサイドガイド部材５４ａ，５４ｂの厚さのデータを抽出する。摩耗量計算部６は、抽出した厚さのデータをサイドガイド部材５４ａ，５４ｂの厚さのデータの初期値にそれぞれ設定し、摩耗量記録部７に格納する。

【0031】

次に、サイドガイド部材５４ａ，５４ｂの厚さのデータの計測について説明する。
コントローラ４では、摩耗センサ５がサイドガイド部材５４ａ，５４ｂの厚さを計測する時刻および周期のデータ（以下、時刻等ともいう）がプログラム等によって、あらかじめ設定されている。たとえば、サイドガイド部材５４ａ，５４ｂの厚さの計測時刻および計測周期のデータは、コントローラ４にプログラムを導入する際に、摩耗量記録部７から読み出してプログラムに設定される。

【0032】

コントローラ４は、あらかじめ設定された計測時刻および計測周期で、摩耗センサ５によって、サイドガイド部材５４ａ，５４ｂの厚さのデータを計測する。

【0033】

サイドガイド部材５４ａ，５４ｂの厚さの計測の計測時刻および計測周期は、任意に設定することができる。たとえば、計測時刻の初期値が設定され、一定の計測周期で厚さを計測するようにしてもよいし、被圧延材が摩耗センサ５を通過するごとに厚さを計測するようにしてもよい。

【0034】

摩耗量計算部６は、摩耗センサ５によって計測されたサイドガイド部材５４ａ，５４ｂの厚さのデータをコントローラ４経由でそれぞれ取得する。

【0035】

摩耗量計算部６は、厚さの初期値から厚さデータの計測値を差し引いて、サイドガイド部材５４ａ，５４ｂの摩耗量を算出する。この例のように、厚さデータの計測値が複数個得られる場合には、摩耗量計算部６は、摩耗量の計算値が最大のものを選択して、摩耗量に設定する。厚さデータが複数ある場合には、適切な摩耗量を判定できれば、最大値を選択する場合に限らず、複数の計算値中の中央値や平均値等とするようにしてもよい。

【0036】

摩耗量計算部６は、計算した摩耗量のデータと、あらかじめ設定された摩耗量のしきい値とを比較する。摩耗量のデータがしきい値よりも小さい場合には、上述した手順を繰り返す。

【0037】

摩耗量計算部６は、摩耗量のデータがしきい値以上の場合には、摩耗量計算部６は、サイドガイド部材５４ａ，５４ｂの交換時期が近いことを表す信号を生成し、表示装置９等のデータ出力装置に生成した信号を出力する。

【0038】

表示装置９等のデータ出力装置は、信号にもとづいて、警告表示等を出力する。

【0039】

サイドガイド部材５４ａ，５４ｂの交換時期が近いことを表す信号を生成するためのしきい値は、１つに限らず、何段階かに分けて、複数個設定するようにしてもよい。複数のしきい値を設けた場合には、しきい値の大きさに応じて、交換時期の切迫度合いを操作者に知らせることが可能になる。

【0040】

本実施形態のサイドガイド部材摩耗管理装置１の効果について説明する。
本実施形態のサイドガイド部材摩耗管理装置１は、摩耗量計算部６および摩耗量記録部７を備えるので、摩耗センサ５によって計測されてたサイドガイド部材５４ａ，５４ｂの厚さデータを実測し、摩耗量を適時、算出することができる。そのため、適時計算された摩耗量は、しきい値と比較されることができ、操作者は、サイドガイド部材５４ａ，５４ｂの摩耗量を適時に知ることができる。

【0041】

本実施形態では、表示装置９等によって出力される警告表示等は、サイドガイド部材５４ａ，５４ｂの交換時期の目安を与えるものとすることができる。そのため、あらかじめ設定される摩耗量のしきい値は、実際に使用限界となる摩耗量に対して、十分な余裕をもって設定される。したがって、実際のサイドガイド部材の交換は、現在実施している圧延スケジュールの終了後や、もっとも近い時期の定期検査の時期とすることができる。

【0042】

摩耗センサ５を複数台用いて、すべてのサイドガイド部材の厚さを計測するようにしてもよく、その場合には、サイドガイドごとに交換時期を判断することができるので、より適切に修繕計画等を立案することができる。なお、複数のサイドガイド部材の厚さを計測する場合には、サイドガイド部材ごとに摩耗センサを設ける場合に限らず、複数のサイドガイド部材の厚さを計測するように、摩耗センサの走査範囲を設定する等してもよい。

【0043】

（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態の場合では、サイドガイド部材の交換時期を決定するしきい値をあらかじめ設け、実測の摩耗量がしきい値に達したか否かによって、サイドガイド部材の交換時期の判断基準の１つとする。摩耗量のしきい値に十分な余裕を取ることによって、サイドガイド部材の安全な交換時期を決定することができる反面、しきい値についての適切な余裕をどのように設定するかの判断が困難な側面も否定できない。本実施形態では、サイドガイド部材の交換時期をより適切に決定できるように、摩耗量の予測値を導入し、より実情に即した予防保全を実現する。

【0044】

図３は、本実施形態に係るサイドガイド部材摩耗管理装置を例示する模式的なブロック図である。
図３には、本実施形態のサイドガイド部材摩耗管理装置２０１を含むサイドガイド部材摩耗管理システム２００の全体の構成が合わせて示されている。まず、サイドガイド部材摩耗管理システム２００の構成について説明する。
図３に示すように、サイドガイド部材摩耗管理システム２００は、サイドガイド部材摩耗管理装置２０１と、コントローラ４と、摩耗センサ５と、圧延スケジューラ２１０と、を備える。第１の実施形態と同様に、サイドガイド部材摩耗管理システム２００は、表示装置９等のデータ出力装置をさらに備えることができる。

【0045】

サイドガイド部材摩耗管理システム２００では、第１の実施形態の場合と異なるサイドガイド部材摩耗管理装置２０１を備えている。また、本実施形態では、サイドガイド部材摩耗管理システム２００は、圧延スケジューラ２１０を備える点でも、第１の実施形態の場合と相違する。第１の実施形態の場合と同一の構成要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略する。

【0046】

コントローラ４、サイドガイド部材摩耗管理装置２０１および圧延スケジューラ２１０は、通信ネットワーク２を介して、相互に接続されている。圧延スケジューラ２１０は、圧延のスケジュールに関するデータを有する。圧延のスケジュールに関するデータは、鋼種や被圧延材の形状、被圧延材の本数等の情報を含んでいる。本実施形態のサイドガイド部材摩耗管理装置２０１が用いられる熱間圧延ラインでは、コントローラ４を含むプロセス制御装置は、圧延スケジューラ２１０が提供する情報にもとづいて、各種プロセスパラメータを設定して、それぞれ運転される。たとえば、図２に示したサイドガイド設備５０においては、サイドガイド設備５０を制御するプロセス制御装置は、圧延スケジューラ２１０から供給される被圧延材の形状のデータにもとづいて、サイドガイド５２ａ，５２ｂ間の距離を調整し、設定する。

【0047】

サイドガイド部材摩耗管理装置２０１は、摩耗量計算部６と、摩耗量記録部７と、摩耗量予測部２１４と、を備える。本実施形態では、サイドガイド部材摩耗管理装置２０１は、摩耗量予測部２１４を備える点で、第１の実施形態の場合と相違する。

【0048】

摩耗量計算部６は、第１の実施形態の場合と同様に、あらかじめ設定された時刻等においてコントローラ４を介して計測されたサイドガイド部材５４ａ，５４ｂの厚さのデータを取得し、取得したデータを摩耗量記録部７に格納する。このとき、好ましくは、厚さのデータは、計測時の時刻に関連付けられて、摩耗量記録部７にデータベースとして格納される。

【0049】

データベースは、たとえば、各圧延スケジュールにおいて、最初の被圧延材が摩耗センサ５を通過する時刻ｔ１における計測値および最後の被圧延材が摩耗センサ５を通過する時刻ｔ２における計測値を含んでいる。この例では、時刻ｔ１，ｔ２におけるサイドガイド部材５４ａ，５４ｂそれぞれの厚さの差が、その圧延スケジュールにおけるサイドガイド部材５４ａ，５４ｂの摩耗量の実測値である。

【0050】

摩耗量予測部２１４は、摩耗量記録部７のデータベースに格納されたデータを用いて、サイドガイド部材５４ａ，５４ｂの摩耗量の予測値を計算する。摩耗量予測部２１４は、サイドガイド部材５４ａ，５４ｂの摩耗量が、サイドガイド部材５４ａ，５４ｂ間を通過する被圧延材の量に応じて決定されるものとして予測値を計算する。サイドガイド部材５４ａ，５４ｂ間を通過する被圧延材の量は、被圧延材の質量および搬送速度に関連する物理量であり、たとえば被圧延材の運動エネルギーである。

【0051】

１つの圧延スケジュールにおいて、サイドガイド部材５４ａ，５４ｂ間を通過する被圧延材の運動エネルギーが大きいほど、サイドガイド部材５４ａ，５４ｂの摩耗量は大きくなると考えられる。各圧延スケジュールにおいて、被圧延材の質量および搬送速度が同一の場合には、サイドガイド部材５４ａ，５４ｂの摩耗量は、１つの圧延スケジュールに含まれる被圧延材の本数が多いほど大きくなる。

【0052】

摩耗量予測部２１４は、この例では、各圧延スケジュールにおける被圧延材の運動エネルギーの総量に比例して、サイドガイド部材５４ａ，５４ｂの摩耗量が決定されるものとして、摩耗量の予測値を計算する。

【0053】

この例では、サイドガイド部材５４ａ，５４ｂ間を通過する被圧延材の運動エネルギーの総和に応じた摩耗量を計算できるように、各圧延スケジュールにおいて、最初の被圧延材の通過時刻におけるサイドガイド部材５４ａ，５４ｂの厚さのデータおよび最後の被圧延材の通過時刻におけるサイドガイド部材５４ａ，５４ｂの厚さのデータを取得する。２点の時刻を設定することができれば、上述に限らず時刻設定をすることができる。たとえば、すべての被圧延材の先端および尾端が摩耗センサ５を通過する時刻のおけるサイドガイド部材５４ａ，５４ｂの厚さを計測するようにすれば、圧延スケジュールごとの摩耗量をより正確に計測することができる。

【0054】

このように、摩耗量予測部２１４は、圧延スケジューラ２１０から将来の圧延スケジュールを読み出して、その圧延スケジュールにおける被圧延材の運動エネルギーの総和、すでに圧延が完了している圧延スケジュールにおける被圧延材の運動エネルギーの総和およびすでに計算した摩耗量にもとづいて、将来の圧延スケジュールにおける摩耗量の予測値を計算する。

【0055】

本実施形態のサイドガイド部材摩耗管理装置２０１の動作について、具体例を用いて、より詳細に説明する。
図４は、本実施形態のサイドガイド部材摩耗管理装置が生成するデータにもとづいて出力された模式的な表示例である。
図４は、表示装置９の表示画面９０上に表示された圧延スケジュールに対する摩耗量のデータを模式的に示している。
表示画面９０には、サイドガイド部材の交換時期を表す摩耗量の表示ボックス２１１（交換摩耗量と表記）、初期値設定ボタン２１２（交換と表記）およびグラフ表示領域２１３が表示されている。

【0056】

表示ボックス２１１は、摩耗量記録部７に、あらかじめ設定された摩耗量のしきい値のデータが表示される。表示ボックスを入力可能にして、表示画面９０上やキーボード等の入力装置から摩耗量のしきい値を入力できるようにしてもよい。また、しきい値は、１つに限らず、複数個設定できるようにしてもよい。

【0057】

初期値設定ボタン２１２は、ＧＵＩを用いてマウス等によりクリックすることによって、摩耗量を０にリセットするボタンである。サイドガイド部材を交換した場合には、初期値設定ボタン２１２によって、摩耗量を０にすることができる。サイドガイド部材を交換したときに、サイドガイド部材の厚さの初期値を実測する場合には、初期値を実測し、摩耗量記録部７に計測された初期値が格納された後に、初期値設定ボタン２１２を使用することができる。

【0058】

グラフ表示領域２１３は、横軸に圧延スケジュール、縦軸に摩耗量とするデータがプロットされる。プロットされるデータには、実際の摩耗量のデータに加え、摩耗量の予測値が含まれる。この例では、ｎ回目の圧延スケジュールまでは、実際の摩耗量のデータであり、ｎ＋１回目の圧延スケジュール以降では、摩耗量の予測値のデータがプロットされている。

【0059】

グラフ表示領域２１３では、表示ボックス２１１中の交換時期を表すしきい値（第２しきい値）が破線で表示されており、どの圧延スケジュールにおいて、摩耗量がしきい値に達するのを視認することができる。

【0060】

図４の表示例にしたがって、本実施形態のサイドガイド部材摩耗管理装置２０１の動作について説明する。
図４に示すように、本実施形態では、サイドガイド部材摩耗管理装置２０１は、表示画面９０上に、現在までのサイドガイド部材５４ａ，５４ｂの摩耗量の実績値および将来の摩耗量の予測値を表示する。より具体的には、摩耗量予測部２１４は、摩耗量記録部７のデータベースから、すでに完了したｎ－１回目およびｎ回目の圧延スケジュールにおけるサイドガイド部材５４ａ，５４ｂの厚さのデータを抽出し、これらの圧延スケジュールにおける摩耗量を計算し、圧延スケジュールに応じた座標にデータをプロットする。

【0061】

摩耗量予測部２１４は、ｎ＋１回目以降の圧延スケジュールにおける摩耗量を計算する。この例では、摩耗量予測部２１４は、摩耗量の予測値の計算には、直前の圧延スケジュールにおける摩耗量、被圧延材の運動エネルギーの総量および予測値に対応する圧延スケジュールにおける被圧延材の運動エネルギーの総量を用いて計算する。この例では、ｎ回目までが実測値であり、ｎ＋１回目の摩耗量の予測値は、実測値にもとづいて計算される。

【0062】

ａ_ｎ＋１＝（Ｋ_ｎ＋１／Ｋ_ｎ）・ａ_ｎ
ここで、ａ_ｎ＋１は、ｎ＋１回目の圧延スケジュールにおける摩耗量の予測値、ａ_ｎは、ｎ回目の圧延スケジュールにおける摩耗量（実測値）、Ｋ_ｎ＋１は、ｎ＋１回目の圧延スケジュールにおける被圧延材の運動エネルギーの総和、Ｋ_ｎは、ｎ回目の圧延スケジュールにおける被圧延材の運動エネルギーの総和である。運動エネルギーの総和は、各被圧延材の運動エネルギーの総和であり、被圧延材の運動エネルギーは、被圧延材の質量および搬送速度を用いて計算される。

【0063】

同様に、ｎ＋２回目の圧延スケジュールにおける摩耗量の予測値は、以下のように計算される。
ａ_ｎ＋２＝（Ｋ_ｎ＋２／Ｋ_ｎ＋１）・ａ_ｎ＋１
ここで、ａ_ｎ＋２は、ｎ＋２回目の圧延スケジュールにおける摩耗量の予測値、Ｋ_ｎ＋２は、ｎ＋２回目の圧延スケジュールにおける被圧延材の運動エネルギーの総和である。

【0064】

以降、同様にして、将来の圧延スケジュールにおける摩耗量の予測値が計算される。そして、摩耗量予測部２１４は、圧延スケジュールごとの摩耗量の予測値を積算することによって、初期値からの摩耗量を計算し、圧延スケジュールに応じた座標にデータをプロットする。

【0065】

摩耗量予測部２１４は、あらかじめ、摩耗量の予測値に関するしきい値を有している。摩耗量予測部２１４は、積算された摩耗量の予測値をしきい値と比較する。このしきい値は、第１の実施形態の場合のしきい値と同じであってもよいし、異なる値としてもよい。

【0066】

積算された摩耗量の予測値がしきい値に到達した場合に、摩耗量予測部２１４は、サイドガイド部材５４ａ，５４ｂの交換時期が近いことを表す警告信号（第２信号）を生成する。警告信号を受信した表示装置９等のデータ出力装置は、警告信号に応じたデータを出力する。

【0067】

上述では、摩耗量の予測値は、直前の圧延スケジュールにおけるデータを用いることとしたが、これに限るものではない。たとえば、摩耗量の予測値を計算するための既存データは、予測値を用いず、実測値のみを用いるようにしてもよい。また、１つの圧延スケジュールにおける予測値を計算するのに、複数回の圧延スケジュール（たとえば、該当する圧延スケジュールの直前のｍ回までの）摩耗量の計算値の平均値を摩耗量の予測値とする等してもよい。

【0068】

また、上述では、摩耗量の予測値は、その圧延スケジュールにおける運動エネルギーがそれ以前の圧延スケジュールにおける運動エネルギーに正比例するものとして計算することとしたが、これに限らない。たとえば、上式に１より小さい比例定数を乗じたり、１以上の比例定数を乗じたりするようにしてもよい。サイドガイド部材５４ａ，５４ｂの摩耗量は、被圧延材の鋼種や鋼の材質等によっても変化し得るので、これらに応じてた比例定数を乗じて摩耗量の予測値を計算するようにしてもよい。これらの比例定数は、たとえば実際の測定値にもとづいて、予測値を補正するものとして、決定される。

【0069】

本実施形態のサイドガイド部材摩耗管理装置２０１の効果について説明する。
本実施形態のサイドガイド部材摩耗管理装置２０１は、摩耗量予測部２１４を備えているので、実測し、すでに計算したサイドガイド部材５４ａ，５４ｂの摩耗量を用いて、将来の摩耗量を予測することができる。将来のサイドガイド部材５４ａ，５４ｂの摩耗量の予測値を得ることによって、どのタイミングでサイドガイド部材５４ａ，５４ｂを交換すべきかをより確からしく決定することができる。

【0070】

本実施形態では、サイドガイド部材５４ａ，５４ｂの交換時期を圧延スケジュール単位で知ることができるので、メンテナンス期間の設定等のプラント全体の運用計画をより精密に立案することが可能になる。

【0071】

以上説明した実施形態によれば、サイドガイド部材の摩耗量を検出し、適切な交換時期を管理することができるサイドガイド部材摩耗管理装置およびサイドガイド部材摩耗管理システムを実現することができる。

【0072】

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他のさまざまな形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明およびその等価物の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。

【符号の説明】

【0073】

１，２０１ サイドガイド部材摩耗管理装置、２ 通信ネットワーク、３ 制御用専用ネットワーク、４ コントローラ、５ 摩耗センサ、６ 摩耗量計算部、７ 摩耗量記録部、８ 内部信号、９ 表示装置、５０ サイドガイド設備、５２ａ，５２ｂ サイドガイド、５４ａ，５４ｂ サイドガイド部材、１００，２００ サイドガイド部材摩耗管理システム、２１０ 圧延スケジューラ、２１４ 摩耗量予測部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】