轧制装置的状态评价方法及状态评价装置以及轧制设备与流程

1.本公开涉及轧制装置的状态评价方法及状态评价装置以及轧制设备。


背景技术：

2.在利用包括轧辊的轧制装置进行的金属板等的轧制中，有时基于轧制装置的振动的测量结果来检测或抑制被轧制的产品的不良情况的发生。
3.例如，在专利文献1中记载了如下内容：通过设置于轧制机的外壳、辊轴承座的振动传感器来检测振动，基于所得到的振动数据的频率解析的结果，检测会成为在被轧制的金属板产生的条纹状的瑕疵(chatter mark)的原因的轧制机的共振现象(chattering)。
4.在先技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：日本特开2018-118312号公报


技术实现要素：

[0007]-发明所要解决的课题-[0008]
然而，在包括轧辊的轧制装置中，如果持续进行金属板等材料的轧制，则有时会产生轧辊的截面形状接近特定的n边形的n边形化。如果轧辊的n边形化产生并生长，则在由轧辊轧制的材料的表面形成轧辊的与n边形对应的凹凸，有时会成为产品的品质上的问题。因此，期望适当地掌握轧辊的n边形化的生长倾向，抑制产品的品质降低。
[0009]
鉴于上述情况，本发明的至少一实施方式的目的在于，提供一种能够适当地评价轧辊的n边形化的生长倾向的轧制装置的状态评价方法及状态评价装置以及轧制设备。
[0010]-用于解决课题的手段-[0011]
本发明的至少一实施方式所涉及的轧制装置的状态评价方法，是用于评价轧制装置的轧辊磨损不均而成为n边形的n边形化的生长倾向，具备：
[0012]
振动数据取得步骤，在所述轧辊的转速fr下的轧制中，在多个采样期间的每一个中，取得表示所述轧辊的振动的振动数据；
[0013]
振幅取得步骤，对在所述多个采样期间取得的所述振动数据的每一个进行频率分析，取得与所述n边形对应的频率下的所述振动的振幅；以及
[0014]
评价步骤，基于针对所述振动数据的每一个而取得的所述振幅的经时变化，对所述转速fr下的轧制时的所述轧辊的所述n边形化的生长倾向进行评价。
[0015]-发明效果-[0016]
根据本发明的至少一实施方式，提供能够适当地评价轧辊的n边形化的生长倾向的轧制装置的状态评价方法及状态评价装置以及轧制设备。
附图说明
[0017]
图1是应用一实施方式所涉及的状态评价方法以及状态评价装置的轧制设备的示
意图。
[0018]
图2是一实施方式所涉及的状态评价装置的概要结构图。
[0019]
图3是一实施方式所涉及的状态评价方法的概略流程图。
[0020]
图4a是示意性地表示与轧辊中的n边形对应的振动振幅a的经时变化的一例的图表。
[0021]
图4b是示意性地表示轧辊的转速与时间的关系的一例的图表。
[0022]
图5a是对轧辊的振动数据进行频率分析而得到的频谱的一例的示意图。
[0023]
图5b是对在从图5a所示的振动数据的采样期间经过时间δt后的采样期间取得的轧辊的振动数据进行频率分析而得到的频谱的一例的示意图。
[0024]
图6是表示轧辊的转速fr与特性值σ的相关关系(特性图)的典型的一例的图。
[0025]
图7是产生了轧辊的n边形化的轧制装置的示意图。
[0026]
图8是表示显示部所显示的评价结果的一例的图。
具体实施方式
[0027]
以下，参照附图对本发明的几个实施方式进行说明。但是，作为实施方式记载的或者附图所示的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等，并不是将本发明的范围限定于此的意思，只不过是说明例。
[0028]
图1是应用了几个实施方式所涉及的状态评价方法以及状态评价装置的轧制设备的示意图。如图1所示，一实施方式所涉及的轧制设备1具备：轧制装置2，包括构成为轧制金属板s的轧制台10；以及用于评价轧制装置2的状态的状态评价装置50。此外，轧制设备1具备用于测量构成轧制台10的轧辊3的振动的振动测量部90。
[0029]
轧制台10包括用于轧制金属板s的多个轧辊3、用于对轧辊3施加载荷而压下金属板s的压下装置8、外壳(未图示)等。压下装置8也可以包括液压缸。
[0030]
在图1所示的轧制装置2中，轧辊3包括：夹着金属板s地设置的一对工作辊4a、4b；和隔着一对工作辊4a、4b设置在金属板s的相反侧，且用于分别支承一对工作辊4a、4b的一对备用辊6a、6b。工作辊4a、4b分别能够旋转地被辊轴承座5a、5b支承。备用辊6a、6b分别能够旋转地被辊轴承座7a、7b支承。辊轴承座5a、5b以及辊轴承座7a、7b被外壳(未图示)支承。
[0031]
在图1所示的轧制设备1中，振动测量部90包括分别安装于辊轴承座5a、5b、7a、7b的加速度传感器91～94。加速度传感器91～94分别构成为检测辊轴承座5a、5b、7a、7b的任意的方向(例如，垂直方向、水平方向以及/或者轧辊3的旋转轴向)上的振动、即工作辊4a、4b以及备用辊6a、6b的任意的方向上的振动。由加速度传感器91～94检测出的表示上述的振动的信号被发送到状态评价装置50。
[0032]
在其他实施方式中，振动测量部90也可以包括位移检测部，该位移检测部构成为对轧辊3的任意的方向上的位移进行测量。在这种情况下，也可以基于位移检测部的测量结果来计算轧辊3的振动。作为位移检测部，例如，能够使用激光式或者涡流式等的位移计。或者，作为位移检测部，能够使用摄像装置(相机等)。在这种情况下，也可以利用摄像装置对轧辊3的一个部位进行拍摄，对得到的摄像数据进行图像处理，由此计算轧辊3的振动。
[0033]
图2是一实施方式所涉及的状态评价装置50的概要结构图。如后所述，状态评价装置50构成为对由轧辊3的磨损不均引起的n边形化的生长倾向进行评价。状态评价装置50构
成为从振动测量部90接收表示轧辊3的振动的信号、并且接收表示由辊转速测量部95测量出的轧辊3的转速的信号。此外，状态评价装置50构成为从钢种数据存储部96取得由轧制装置2轧制的金属板s的钢种数据(材质、硬度等)。状态评价装置50包括用于处理接收到的信息的振动数据取得部52、频率分析部54、振幅提取部56、特性值计算部62、相关关系取得部66以及评价部68等。此外，状态评价装置50包括构成为输出该状态评价装置50的评价结果的输出部72。状态评价装置50的评价结果经由输出部72输出到显示部98(显示器等)。
[0034]
状态评价装置50也可以包括cpu、存储器(ram)、辅助存储部以及接口等。状态评价装置50经由接口接收来自各种测量器(上述的振动测量部90或者辊转速测量部95等)的信号。cpu构成为对这样接收到的信号进行处理。此外，cpu构成为对在存储器中展开的程序进行处理。
[0035]
状态评价装置50中的处理内容作为由cpu执行的程序而被安装，也可以存储于辅助存储部。在程序执行时，这些程序在存储器中展开。cpu从存储器读出程序，执行包括在程序中的命令。
[0036]
在上述的轧制装置2中，如果以特定的转速持续进行金属板s的轧制，则有时会产生轧辊3的截面形状接近特定的n边形的n边形化。在此，图7是产生了轧辊3的n边形化的轧制装置的示意图。图7所示的轧制装置2包括多个轧制台10a～10c。轧辊3的与轴向正交的截面形状通常如轧制台10a或者10c的轧辊3那样具有圆形形状，但图7所示的轧制台10b的轧辊3(工作辊4a、4b以及备用辊6a、6b)的截面形状为n边形(具体而言为十二边形)，在这些轧辊3中产生n边形化。
[0037]
如果轧辊3产生n边形化而生长，则在由轧辊3轧制的金属板s的表面会形成与轧辊3的n边形对应的凹凸，有时会成为产品的品质上的问题。因此，期望适当地掌握轧辊3的n边形化的生长倾向，抑制产品金属板的品质降低。根据以下说明的轧制装置的状态评价方法，能够适当地掌握轧辊3的n边形化的生长倾向。
[0038]
另外，在图7中，示意性地示出了在各轧辊3中产生了十二边形化(n＝12)的情形，但在实际的轧制装置中，虽然也取决于轧辊3的转速等运转条件，但有时在轧辊3产生n为50左右或者100左右的n边形。
[0039]
此外，根据轧制装置2的运转条件、规格(固有频率等)，有时在特定的轧制台10中产生轧辊3的n边形化，或者在构成一个轧制台的多个轧辊3中的、特定的轧辊3(工作辊4a、4b或者备用辊6a、6b)产生n边形化。例如，在比较高的温度下进行的热轧的情况下，比较容易在工作辊4a、4b中产生n边形化。此外，在比较低的温度下进行冷轧的情况下，比较容易在备用辊6a、6b中产生n边形化。
[0040]
接下来，对几个实施方式所涉及的轧制装置的状态评价方法进行说明。通过该状态评价方法，能够评价轧辊3(工作辊4a、4b或者备用辊6a、6b)的n边形化的生长倾向。另外，以下，对使用上述的状态评价装置50来评价轧制装置的状态的方法进行说明，但在几个实施方式中，也可以通过手动进行以下说明的状态评价装置50的处理的一部分或者全部来进行轧制装置的状态评价。
[0041]
图3是一实施方式所涉及的轧制装置的状态评价方法的概略流程图。
[0042]
在一实施方式中，首先，通过振动数据取得部52，在轧辊3的特定的转速fr下的轧制中，取得表示多个采样期间中的轧辊3的振动的振动数据(振动数据取得步骤；步骤
s102)。作为该振动数据，也可以在线取得由上述的振动测量部90测量出的振动数据。或者，也可以通过从该存储装置读出过去由振动测量部90测量并存储在存储装置中的振动数据来取得。
[0043]
接下来，通过频率分析部54，对在多个采样期间取得的各个振动数据进行频率分析(步骤s104)。此外，通过振幅提取部56，基于作为频率分析的结果而得到的频谱，取得与特定的n边形对应的频率(fr
×
n)下的振动的振幅a(以下，也称为与n边形对应的振动振幅a等。)(振幅取得步骤；步骤s106)。
[0044]
然后，通过评价部68，基于在步骤s106中针对振动数据的每一个取得的振动振幅a的经时变化，评价以轧辊3的转速fr进行轧制时的轧辊3的n边形化的生长倾向(评价步骤；步骤s112)。
[0045]
在一实施方式中，也可以通过特性值计算部62，基于在步骤s106中取得的振动振幅a等，计算表示该振动振幅a的经时变化的指标的特性值σ(特性值取得步骤；步骤s108)。在这种情况下，在步骤s112中，也可以基于在步骤s108中计算出的特性值σ，对轧辊3的转速fr下的轧制时的轧辊3的n边形化的生长倾向进行评价。
[0046]
此外，在一实施方式中，也可以通过相关关系取得部66，以轧辊3的多个转速fr进行上述的步骤s102～s108，取得与多个转速fr分别对应的特性值σ，取得表示轧辊3的转速fr与特性值σ的相关关系的特性图(相关关系取得步骤；步骤s110)。在这种情况下，在步骤s112中，也可以基于在步骤s110中取得的特性图(相关关系)，对轧辊3的转速fr下的轧制时的轧辊3的n边形化的生长倾向进行评价。
[0047]
即，图3的流程图中的步骤s108以及步骤s110是能够根据需要执行的任意的步骤。
[0048]
以下，对各步骤进行更具体地说明。
[0049]
如上所述，在步骤s102中，在轧辊3的特定的转速fr下的轧制中，在多个采样期间的每一个中，取得表示轧辊3的振动的振动数据。
[0050]
在此，图4a是示意性地表示与轧辊3中的特定的n边形对应的振动振幅a(与在步骤s106中取得的振动振幅对应的振动振幅)的经时变化的一例的图表。图4b是示意性地表示时间t与轧辊3的转速fr的关系的一例的图表。另外，图4a的图表和图4b图表的时间轴(横轴)是共用的。
[0051]
如图4a以及图4b所示，根据轧辊3的转速fr，与特定的n边形对应的振动振幅a的经时变化的倾向(增加或者减少以及其速度等)不同。在图4a以及图4b所示的例子中，从时刻t0到时刻t1的期间(该期间的长度δt1)以轧辊3的转速fr1进行轧制(参照图4b)。在该期间中，与特定的n边形对应的振动振幅a表示增加倾向(参照图4a)。这表示在轧辊3中n边形化生长，即与轧辊3的轴向正交的截面的形状变形为从圆形接近n边形。此外，在时刻t1，从轧辊3的转速fr1变更为fr2(其中fr1＜fr2)，从时刻t1到时刻t2的期间(该期间的长度δt2)以轧辊3的转速fr2进行轧制(参照图4b)。在该期间中，与特定的n边形对应的振动振幅a表示减少倾向(参照图4a)。这表示在轧辊3中n边形化衰减，即与轧辊3的轴向正交的截面的形状从n边形接近圆形地进行变形。
[0052]
因此，如果在轧辊3的特定的转速fr下的轧制中，取得与不同的两个时刻ti、t
i 1
的n边形对应的振动振幅ai、a
i 1
，则通过振动振幅ai与振动振幅a
i 1
的比较，能够评价轧辊3的n边形化的生长倾向。
[0053]
例如，在步骤s102中，在包括以轧辊3的转速fr1进行轧制中的时刻t0的采样期间和包括时刻t1(其中，t0＜t1)的采样期间，取得振动数据(参照图4a以及图4b)。然后，对这些振动数据进行频率分析，取得时刻t0的与n边形对应的振动振幅a0和时刻t1的与n边形对应的振动振幅a1(步骤s104以及s106)。然后，在步骤s112中，通过上述的振动振幅a0与振动振幅a1的比较，评价轧辊3的n边形化的生长倾向。更具体而言，如图4a所示，振动振幅a1比振动振幅a0大，因此在轧辊3的转速fr1下，与n边形对应的振动振幅a有增大的倾向。即，在轧辊3的转速fr1下，能够评价为轧辊3的n边形化生长。
[0054]
同样地，通过对使用在以轧辊3的转速fr轧制中的包括时刻t1的采样期间和包括时刻t2(其中，t1＜t2)的采样期间取得的振动数据而得到的、时刻t1的与n边形对应的振动振幅a1和时刻t2的与n边形对应的振动振幅a2加以比较，能够评价轧辊3的n边形化的生长倾向。如图4a所示，振动振幅a2比振动振幅a1小，因此在轧辊3的转速fr2下，与n边形对应的振动振幅a有减少的倾向。即，能够评价为：在轧辊3的转速fr2下，轧辊3的n边形化衰减。
[0055]
根据上述方法，基于以轧辊3的特定的转速fr在金属板s的轧制中取得的振动数据，取得与特定的与n边形对应的频率(fr
×
n)的振动的振幅(振动振幅a)，因此，能够基于该振动振幅a的经时变化，评价轧辊3的转速fr下的轧辊3的n边形化的生长倾向(例如，n边形化是否生长或者衰减等)。因此，例如，基于该评价，不使轧辊3的n边形化生长地进行轧制装置2的运转控制，由此能够抑制产品金属板的品质降低。
[0056]
在此，图5a是以轧辊3的特定的转速fr对某采样期间取得的轧辊3的振动数据进行频率分析而得到的频谱的示意图。图5b是以相同的转速fr对从图5a所示的振动数据的采样期间经过时间δt后的采样期间取得的轧辊3的振动数据进行频率分析而得到的频谱的示意图。在图5a以及图5b中，频率fr
×
(n-1)、fr
×
n以及fr
×
(n 1)分别表示与(n-1)边形、n边形以及(n 1)边形对应的振动频率。
[0057]
如图5a以及图5b所示，在以相同的转速fr进行了轧制的情况下，有的n边形(n1边形)的生长倾向和其他n边形(n2边形)的生长倾向独立。在图5a以及图5b中，在以转速fr的轧制持续了δt时，轧辊3的与n边形对应的振动振幅an(频率fr
×
n下的振动振幅)从a
ni
(图5a)增加到a
ni 1
(图5b)。与此相对，在同样的条件下，与轧辊3的(n-1)边形对应的振动振幅a
n-1
(频率fr
×
(n-1)的振动振幅)从a
n-1i
(图5a)减少到a
n-1i 1
(图5b)，此外，与轧辊3的(n 1)边形对应的振动振幅a
n 1
(频率fr
×
(n 1)的振动振幅)从a
n 1i
(图5a)减少到a
n 1i 1
(图5b)。即，在该轧辊3的转速fr的条件下，轧辊3的n边形化生长的同时，(n-1)边形化以及(n 1)边形化衰减。
[0058]
另一方面，在另一转速fr下，轧辊3的n边形化衰减，但也可能存在(n-1)边形化或者(n 1)边形化生长的情况。
[0059]
因此，例如，在以轧辊3的转速fr进行轧制，轧辊3的n边形化过度发展之前，通过变更轧辊3的转速fr，能够适当地抑制轧辊3的n边形化的发展。此外，在变更后的转速下的运转中，轧辊3的n边形化衰减，但即便在(n 1)边形化生长的情况下，在轧辊3的(n 1)边形化过渡发展之前，通过变更轧辊3的转速，也能够适当地抑制轧辊3的(n 1)边形化的发展。
[0060]
这样，通过基于n边形化的生长倾向的评价结果适当地选择轧辊3的转速fr，能够适当地抑制轧辊3的多边形化。
[0061]
接下来，对在步骤s108中的特性值σ的计算进行说明。根据本发明人等的见解，在
以恒定的转速fr的轧制中，与n边形对应的振动振幅a以指数函数增减。而且，在轧辊3的转速fr1下轧制中的时刻t0以及t1的、与上述的n边形对应的振动振幅a0以及a1满足下述式(a)所示的关系。
[0062]
a1＝a0
×
exp(σ(φ1)
·
fr1
·
δt1)...(a)
[0063]
此外，在轧辊3的转速fr2下轧制中的时刻t1以及t2的与上述的n边形对应的振动振幅a1以及a2满足下述式(b)所示的关系。
[0064]
a2＝a1
×
exp(σ(φ2)
·
fr2
·
δt2)...(b)
[0065]
如果将上述式(b)概括整理，则能够得到下述式(c)。
[0066]ai 1
/ai＝exp(σ(φ
i 1
)
·
fr
i 1
·
δt
i 1
)...(c)
[0067]
如果取上述(c)的两边的自然对数进行整理，则能够得到下述式(d)。
[0068]
σ(φ
i 1
)＝ln(a
i 1
/ai)/(fr
i 1
·
δt
i 1
)...(d)
[0069]
在此，上述式(a)～(d)中的σ(φi)是与轧辊3的转速fri对应地确定的特性值(以下，也简称为“特性值σ”。)。此外，φi是由φi＝fri×
n/fn(其中，fn是轧辊3的固有频率)表示的参数。另外，n是特定的自然数(边形数)，fn也能够视为与轧制对象的金属板的材质、厚度等无关而大致恒定，因此φi与轧辊3的转速fri大致成比例关系。
[0070]
因此，如果在轧辊3的特定的转速fr下的轧制中，取得不同的两个时刻ti、t
i 1
的与n边形对应的振动振幅ai、a
i 1
，则能够根据上述式(d)计算与该转速fr对应的特性值σ。
[0071]
例如，在步骤s102中，在包括以轧辊的转速fr2进行轧制中的时刻t1的采样期间和包括时刻t2的采样期间中，取得振动数据。然后，对这些振动数据进行频率分析，取得时刻t1的与n边形对应的振动振幅a1和时刻t2的与n边形对应的振动振幅a2(步骤s104以及s106)。在步骤s108中，根据这些振动振幅a1、a2、轧辊3的转速fr2以及上述的两个采样期间之间的时间的长度δt2，能够计算与转速fr2对应σ(φ)2)。
[0072]
在此，第一采样期间(例如包括时刻t1的采样期间)与第二采样期间(例如包括时刻t2的采样期间)之间的时间的长度(以下，也称为采样期间的时间差。)δt例如可以是各采样期间的开始时刻的差，也可以是各采样期间的结束时刻的差，或者，也可以是第一采样期间的开始时刻与第二采样期间的结束时刻的差，对于各i，通过相同的计算方法取得。
[0073]
在通过上述式(d)计算出的特性值σ大于零的情况下，上述式(d)的右边中的(a
i 1
/ai)大于1。因此，特性值σ大于零表示在与该σ对应的转速fr下轧辊3的n边形化生长。另一方面，在通过上述式(d)计算出的特性值σ小于零的情况下，上述式(d)的右边中的(a
i 1
/ai)小于1。因此，特性值σ小于零意味着在与该σ对应的转速fr下轧辊3的n边形化衰减。
[0074]
这样，轧辊3的与n边形对应的振动振幅a之比(a
i 1
/ai)表示两个采样期间之间的、振动振幅a的经时变化的倾向(振幅的增大或者减少等)。因此，如上所述，基于该比(a
i 1
/ai)取得的特性值σ能够成为表示轧辊3的转速fr下的轧制中的轧辊3的n边形化的生长倾向(n边形化的生长或者衰减等)的指标。因此，通过使用特性值σ，能够适当地评价轧辊3的转速fr下的轧辊3的n边形化的生长倾向。
[0075]
此外，在上述式(d)中计算出的特性值σ在上述式(d)的右边的分子中包括振动数据的采样期间彼此的时间差(δt)，因此表示每单位时间的振动振幅的变化。因此，在特性值σ为正的区域中，特性值σ越大，与n边形对应的振动振幅a的增加速度越大，能够评价为轧辊3的n边形化的生长速度越快的倾向。此外，在特性值σ为负的区域中，特性值σ越小，与n边
形对应的振动振幅a的减少速度越大，能够评价为轧辊3的n边形化的衰减速度越快的倾向。
[0076]
这样，根据与轧辊3的与n边形对应的振动振幅的比(a
i 1
/ai)、以及两个采样期间的时间差δt，可知两个采样期间之间的上述的振幅的单位单位时间的变化程度。因此，上述的振动振幅之比(a
i 1
/ai)、以及基于时间差δt取得的特性值σ能够成为轧辊3的转速fr下的轧制中的轧辊3的n边形化的生长或者衰减的速度的指标。因此，通过使用该特性值σ，能够适当地评价轧辊3的转速fr下的轧辊3的n边形化的生长倾向。
[0077]
接下来，对步骤s110(相关关系取得步骤)中的转速fr与特性值σ的相关关系(特性图)的取得进行说明。在步骤s110中，如上所述，以轧辊3的多个转速fr进行上述的步骤s102～s118，取得与多个转速fr分别对应的特性值σ。这样取得的转速fr与特性值σ的组合也可以记录于记录部60(参照图2)。通过将这样取得的转速fr与特性值σ的组合绘制在图表中，能够取得转速fr与特性值σ的相关关系(特性图)。
[0078]
图6是表示在步骤s110中取得的转速fr与特性值σ的相关关系(特性图)的典型的一例的图。如上所述，图6的图表的横轴的参数φ(φ＝fr
×
n/fn)是作为转速fr的指标的参数。
[0079]
如图6所示，在典型的特性图中，与“n”无关，存在φ＝1(即，与n边形对应的频率fr
×
n与轧辊3的固有频率相等的转速fr)的附近、和在φ＜1的区域中σ成为零的φ(图6中的φ＝α2以及φ＝α1)(即转速)。
[0080]
而且，在α1＜φ＜α2的转速区域中，σ大于零，特别是，在φ≈α2下，σ成为极大。即，在该转速区域中，轧辊3的n边形化生长(发展)，σ越大，轧辊3的n边形化的生长速度越快。另一方面，在φ＜α1以及φ＞α2的转速区域中，σ小于零。即，在该转速区域中，轧辊3的n边形化衰减，σ越小，轧辊3的n边形化的衰减速度越快。另外，在σ＝0时，轧辊3的n边形化既不生长也不衰减。
[0081]
在步骤s110中一旦取得上述特性图(相关关系)，在步骤s112中，基于该特性图，能够评价轧辊3的转速fr下的轧制时的轧辊3的n边形化的生长倾向。即，通过使用上述的特性图，能够取得与轧辊3的各种转速fr对应的σ，因此能够评价与轧辊3的特定的转速对应的n边形化的生长倾向。因此，例如，例如能够掌握与当前的轧辊3的转速对应的σ，掌握当前时刻的轧辊3的n边形化的生长倾向，或者预测将来变更预定的轧辊3的转速下的轧辊3的n边形化的生长倾向。
[0082]
另外，也可以根据轧制的金属板s的钢种，制作多种适合各钢种的特性图。在这种情况下，在步骤s110中，也可以从钢种数据存储部96(参照图2)读出钢种数据(包括每个钢种的材质、硬度等信息)，将转速fr以及特性值σ的组合与该钢种数据一起记录于记录部60(参照图2)，基于该记录，按每个钢种取得特性图(转速fr与特性值σ的相关关系)。
[0083]
在几个实施方式中，也可以将步骤s112中的评价结果经由输出部72(参照图2)输出到显示部98(显示器等)。
[0084]
图8是表示显示于显示部98的评价结果的一例的图。在图8所示的例子中，与转速fr(即φ)与特性值σ的相关关系的图表一起，将与轧辊3的当前的转速fr下的多种n边形(n＝39、40、41)分别对应的特性值σ表示为图表上的点。另外，关于各n边形，表示转速fr与特性值σ的相关关系的图表能够分别得到，但如图8(以及图6)的图表那样，如果使用以边形数n以及轧辊3的固有频率fn对转速fr进行标准化而得到的参数φ来进行图表化，则存在关于
多种n边形的相关关系的曲线(特性图)大致重叠的情况。
[0085]
由图8的图表可知，在当前的转速fr下，关于n＝40(四十边形)的σ大于0，因此在轧辊3中四十边形生长。此外，根据该图可知，在当前的转速fr下，关于n＝39(三十九边形)以及n＝41(四十一边形)的σ小于0，因此在轧辊3中三十九边形以及四十一边形衰减。
[0086]
如果取得上述的相关关系，则例如在以与当前的运转状态相同的运转条件(轧辊3的转速)持续运转的情况下，能够预测与特定的n边形对应的振动振幅达到阈值的时间。在几个实施方式中，在轧辊3的转速fr1下的轧制中，在包括时刻t1的采样期间取得轧辊3的振动数据，进行频率分析，由此取得包括时刻t1的采样期间中的与n边形对应的振动振幅a1。然后，基于在步骤s110中取得的转速fr与特性值σ的相关关系，计算在从所述时刻t1起持续了轧辊3的转速fr1下的轧制的情况下振动振幅达到阈值a
th
为止的时间δte。
[0087]
对上述时间δtc的计算方法的一例进行说明。根据式(d)，特性值σ用比(a
i 1
/ai)表示轧辊3的转速fr
i 1
下的轧制中、时间δt
i 1
的期间内的振幅的变化。因此，根据式(d)，能够使用转速fr1下的轧制中的某个时间点的与n边形对应的振动振幅a、振动振幅的阈值a
th
(其中，a＜a
th
)以及振动振幅从a变为a
th
的时间δtc，如下述式(e)那样表现转速fr1下的轧制中的特性值σ。
[0088]
σ＝ln(a
th
/a1)/(fr1
·
δtc)...(e)
[0089]
将上述式(e)变形，得到下述式(f)。
[0090]
δtc＝ln(a
th
/a1)/(σ
·
fr1)...(f)
[0091]
因此，根据上述式(f)，能够计算(预测)从在转速fr1下轧制中的、与n边形对应的振动振幅a1即时刻t1(例如当前的时刻)到振动振幅成为阈值a
th
的时刻为止的时间的长度δtc。
[0092]
在上述的实施方式中，基于轧辊3的转速fr与特性值σ的上述的相关关系(表示轧辊的n边形化的生长倾向的相关关系)，在以轧辊3的转速fr1从时刻t1持续进行轧制的情况下，计算(预测)轧辊3的与n边形对应的振动振幅达到既定的阈值a
th
为止的时间δtc。即，由于计算出轧辊3的n边形化达到既定的程度(阈值a
th
)为止的时间，因此在经过计算出的时间之前，例如通过变更运转条件(轧辊转速等)或者更换轧辊3，能够抑制轧辊3的n边形化的程度变得过大。由此，能够抑制轧制后的产品金属板的品质降低。
[0093]
在几个实施方式中，也可以在取得了轧辊3的转速fr与特性值σ的相关关系(特性图)之后，通过修正部70(参照图2)，基于根据使用了轧辊3的轧制中取得的振动数据而取得的、与n边形对应的振动振幅相关的数据，修正上述的相关关系(特性图)。
[0094]
在此，对修正上述的相关关系的步骤的一例进行说明。根据式(d)，能够使用转速fr1下的轧制中的时刻t1的与n边形对应的振动振幅a1、转速fr1下的轧制中的时刻t2(其中t1＜t2)中的与n边形对应的振动振幅a2、以及时刻t1与t2的时间差δt(δt＝t2-t1)，如下述式(g)那样表现转速fr1下的轧制中的特性值σ。
[0095]
σ＝ln(a2/a1)/(fr1
·
δt)...(g)
[0096]
因此，根据上述式(g)，能够基于轧辊的转速fr1、时刻t1的上述的振动振幅a1、时刻t2的上述的振动振幅a2、以及时刻t1和t2的时间差δt的各实测值，计算特性值σ。即，对于与轧辊3的转速fr1对应的特性值σ，能够取得基于实测值的特性值σ(根据上述式(g)计算出的值)和基于相关关系(特性图)的特性值σ这两者。因此，通过根据基于实测值的特性值σ
来修正相关关系(特性图)，能够得到精度更良好的相关关系(特性图)。
[0097]
根据上述实施方式，在取得轧辊3的转速fr与特性值σ的相关关系(特性图)后，基于从使用了轧辊3的实际的轧制中取得的振动数据取得的、轧辊3的与n边形对应的频率下的振动的振幅相关的数据，修正转速fr与特性值σ的相关关系，因此能够更高精度地评价基于该相关关系的轧辊3的n边形化的生长倾向。
[0098]
另外，在上述中，对使用安装于支承轧辊3的辊轴承座(辊轴承座5a、5b、7a或者7b)的振动测量部90(具体而言为加速度传感器91～94)来取得表示各轧辊3(工作辊4a、4b或者备用辊6a、6b)的振动的数据的实施方式(参照图1)进行了说明，但振动测量部90的方式并不限定于此。
[0099]
例如，在几个实施方式中，振动测量部也可以构成为检测对轧辊3(工作辊4a、4b以及备用辊6a、6b)进行支承的外壳的振动。在这种情况下，能够基于由振动测量部得到的振动数据来评价外壳所支承的轧辊3的n边形化的生长倾向。例如，在外壳所支承的多个轧辊3中的、任一个轧辊3中能够检测出n边形化生长或者衰减。这样，也可以在确定包括检测出轧辊3的n边形化的生长的外壳的轧制台之后，对该轧制台中包括的多个轧辊3的每一个设置振动测量部，分别评价各轧辊3的n边形化的生长倾向。
[0100]
以下，对几个实施方式所涉及的轧制装置的状态评价方法及状态评价装置以及轧制设备记载概要。
[0101]
(1)本发明的至少一实施方式所涉及的轧制装置的状态评价方法是用于评价轧制装置的轧辊磨损不均而变成n边形的n边形化的生长倾向的方法，具备：
[0102]
振动数据取得步骤，在所述轧辊的转速fr下的轧制中，在多个采样期间的每一个中，取得表示所述轧辊的振动的振动数据；
[0103]
振幅取得步骤，对在所述多个采样期间取得的所述振动数据的每一个进行频率分析，取得与所述n边形对应的频率下的所述振动的振幅；以及
[0104]
评价步骤，基于针对所述振动数据的每一个取得的所述振幅的经时变化，对所述转速fr下的轧制时的所述轧辊的所述n边形化的生长倾向进行评价。
[0105]
本发明人等进行了深入研究，结果发现：在轧制中轧辊的n边形化生长的情况下，轧辊的振动所包括的与n边形对应的频率成分的振幅随着时间经过而增大；在轧制中轧辊的n边形化衰减的情况下，轧辊的振动所包括的与n边形对应的频率成分的振幅随着时间经过而减少。
[0106]
关于这一点，根据上述(1)的方法，基于在轧辊的特定的转速fr下在材料(金属板等)的轧制中取得的振动数据，取得与特定的n边形对应的频率下的振动的振幅，因此能够基于该振幅的经时变化，评价轧辊的转速fr下的轧辊的n边形化的生长倾向(例如，n边形化是否生长或者衰减等)。因此，例如基于该评价，进行轧制装置的运转控制，使得轧辊的n边形化不生长，由此能够抑制产品金属板的品质降低。
[0107]
(2)在几个实施方式中，在上述(1)的方法中，
[0108]
还具备特性值取得步骤，关于在所述振动数据取得步骤中在不同的两个采样期间取得的所述振动数据，基于在所述振幅取得步骤中分别取得的所述振幅的比，取得表示所述转速fr下的轧制中的所述轧辊的与所述n边形对应的频率下的振动的振幅的经时变化的指标的特性值σ，
[0109]
在所述评价步骤中，基于所述特性值σ，对所述转速fr下的轧制时的所述n边形化的生长倾向进行评价。
[0110]
在上述(2)的方法中，基于从在轧辊的转速fr下的轧制中在不同的两个采样期间取得的振动数据而分别得到的、轧辊的与n边形对应的频率下的振动的振幅之比，取得特性值σ。前述的频率下的振动的振幅的比表示两个采样期间之间的前述频率下的振动的振幅的经时变化的倾向(振幅的增大或者减少等)，因此基于该比而取得的特性值σ能够成为表示轧辊的转速fr下的轧制中的轧辊的n边形化的生长倾向(n边形化的生长或者衰减等)的指标。因此，根据上述(2)的结构，能够适当地评价轧辊的转速fr下的轧辊的n边形化的生长倾向。
[0111]
(3)在几个实施方式中，在上述(2)的方法中，
[0112]
在所述特性值取得步骤中，基于所述振幅的所述比以及所述不同的两个采样期间之间的时间的长度，取得所述特性值σ。
[0113]
在上述(3)的方法中，基于从在轧辊的转速fr下的轧制中在不同的两个采样期间取得的振动数据分别得到的轧辊的与n边形对应的频率下的振动的振幅的比、以及两个采样期间之间的时间的长度(两个采样期间的时间差)，取得特性值σ。即，根据上述振幅的比和上述的时间差，可知两个采样期间之间的上述的振幅的每单位时间的变化程度，因此上述振幅的比以及基于上述时间差而得到的特性值σ能够成为轧辊的转速fr下的轧制中的轧辊的n边形化的生长或者衰减的速度的指标。因此，根据上述(3)的结构，能够适当地评价轧辊的转速fr下的轧辊的n边形化的生长倾向。
[0114]
(4)在几个实施方式中，在上述(2)或者(3)的方法中，
[0115]
还具备相关关系取得步骤，关于所述轧辊的不同的多个转速，执行所述振动数据取得步骤、所述振幅取得步骤以及所述特性值取得步骤，由此取得所述轧辊的转速fr与所述特性值σ的相关关系。
[0116]
根据上述(4)的方法，关于多个转速fr的每一个，执行振动数据取得步骤、振幅取得步骤以及特性值取得步骤，由此取得特性值σ，根据这样得到的转速fr和特性值σ的多个组合，取得转速fr与特性值σ的相关关系。因此，基于这样取得的转速fr与特性值σ的相关关系，能够适当地评价轧辊的n边形化的生长倾向。因此，例如，能够对在特定的运转条件(轧辊转速等)下轧辊的n边形化是否生长、或者轧辊的n边形化的生长速度为多少进行评价，基于该评价结果，能够选择轧辊的n边形化不发展的运转条件(轧辊转速等)。由此，能够抑制轧制后的产品金属板的品质降低。
[0117]
(5)在几个实施方式中，在上述(4)的方法中，
[0118]
具备基于在所述轧辊的转速fr1下的轧制中取得的所述振动数据，取得包括时刻t1的采样期间中的所述振动的振幅的步骤，
[0119]
在所述评价步骤中，基于所述相关关系，计算在从所述时刻t1起持续了所述转速fr1下的轧制的情况下所述振幅达到阈值为止的时间。
[0120]
根据上述(5)的方法，根据轧辊的转速fr1下的轧制中的时刻t1的振动数据，取得时刻t1的轧辊的与n边形对应的振动的振幅a1。然后，基于转速fr与特性值σ的上述的相关关系(表示轧辊的n边形化的生长倾向的相关关系)，在以轧辊的转速fr1从时刻t1持续轧制的情况下，计算(预测)轧辊的与n边形对应的振动的振幅达到既定的阈值为止的时间。即，
由于计算轧辊的n边形化达到既定的程度为止的时间，因此在经过计算出的时间之前，例如通过变更运转条件(轧辊转速等)、或者更换轧辊，能够抑制轧辊的n边形化的程度变得过大。由此，能够抑制轧制后的产品金属板的品质降低。
[0121]
(6)在几个实施方式中，在上述(4)或者(5)的方法中，
[0122]
具备在取得所述相关关系后，基于从在使用所述轧辊的轧制中取得的所述振动数据取得的与所述振动的振幅相关的数据，修正所述相关关系的步骤。
[0123]
根据上述(6)的方法，取得上述的相关关系后，根据从实际使用了轧辊的轧制中取得的振动数据而取得的轧辊的与n边形对应的频率下的振动的振幅相关的数据，修正转速fr与特性值σ的相关关系，因此能够更高精度地评价基于该相关关系的轧辊的n边形化的生长倾向。
[0124]
(7)本发明的至少一实施方式所涉及的轧制装置的状态评价装置，用于评价因轧制装置的轧辊的磨损不均引起的n边形化的生长倾向，具备：
[0125]
振动数据取得部，构成为在所述轧辊的转速fr下的轧制中，在多个采样期间的每一个中，取得表示所述轧辊的振动的振动数据；
[0126]
振幅提取部，构成为对在所述多个采样期间取得的所述振动数据的每一个进行频率分析，取得与所述n边形对应的频率下的所述振动的振幅；
[0127]
评价部，构成为基于所述振动数据的每一个取得的所述振幅的经时变化，对所述转速fr下的轧制时的所述轧辊的所述n边形化的生长倾向进行评价；以及
[0128]
输出部，输出所述评价部的评价结果。
[0129]
根据上述(7)的结构，基于在轧辊的特定的转速fr下在材料(金属板等)的轧制中取得的振动数据，取得与特定的n边形对应的频率下的振动的振幅，因此能够基于该振幅的经时变化，评价轧辊的转速fr下的轧辊的n边形化的生长倾向(例如，n边形化是否生长或者衰减等)。因此，例如，基于该评价，进行轧制装置的运转控制，使得轧辊的n边形化不生长，由此能够抑制产品金属板的品质降低。
[0130]
(8)本发明的至少一实施方式所涉及的轧制设备具备：
[0131]
轧制装置，包括用于轧制金属板的轧辊；以及
[0132]
上述(7)所述的状态评价装置，构成为对由所述轧辊的磨损不均引起的n边形化的生长倾向进行评价。
[0133]
根据上述(8)的结构，基于在轧辊的特定的转速fr下在材料(金属板等)的轧制中取得的振动数据，取得与特定的n边形对应的频率下的振动的振幅，因此能够基于该振幅的经时变化，评价轧辊的转速fr下的轧辊的n边形化的生长倾向(例如，n边形化是否生长或者衰减等)。因此，例如，基于该评价，进行轧制装置的运转控制，使得轧辊的n边形化不生长，由此能够抑制产品金属板的品质降低。
[0134]
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述的实施方式，也包括对上述的实施方式施加了变形的方式、将这些方式适当组合的方式。
[0135]
在本说明书中，“在某方向上”、“沿着某方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或者“同轴”等表示相对或者绝对的配置的表现不仅严格地表示这样的配置，还表示具有公差或者能够得到相同的功能的程度的角度、距离而相对位移的状态。
[0136]
例如，“相同”、“相等”以及“均质”等表示事物相等的状态的表现不仅表示严格相
等的状态，还表示存在公差或者能够得到相同功能的程度的差的状态。
[0137]
此外，在本说明书中，表示四边形状、圆筒形状等形状的表现不仅表示几何学上严格意义上的四边形状、圆筒形状等形状，还表示在能够得到相同效果的范围内包括凹凸部、倒角部等的形状。
[0138]
此外，在本说明书中，“具备”、“包括”、或者“具有”一个结构要素这样的表现并非除去其他结构要素的存在的排他性的表现。
[0139]-符号说明-[0140]
1轧制设备
[0141]
2轧制装置
[0142]
3轧辊
[0143]
4a、4b工作辊
[0144]
5a、5b辊轴承座
[0145]
6a、6b备用辊
[0146]
7a、7b辊轴承座
[0147]
8压下装置
[0148]
10、10a～10c轧制台
[0149]
50状态评价装置
[0150]
52振动数据取得部
[0151]
54频率分析部
[0152]
56振幅提取部
[0153]
60记录部
[0154]
62特性值计算部
[0155]
66相关关系取得部
[0156]
68评价部
[0157]
70修正部
[0158]
72输出部
[0159]
90振动测量部
[0160]
91～94加速度传感器
[0161]
95辊转速测量部
[0162]
96钢种数据存储部
[0163]
98显示部
[0164]
s金属板。