JP2001300634A - エンドレス熱延鋼帯の圧延切断方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】エンドレス熱間圧延において、熱延鋼帯先端が
コイラマンドレルに巻き付くときの過大な張力による接
合部の破断事故を防止する。 【構成】接合部を密実に形成した後、トラッキング装置
３０で接合点を移送し、切断点を接合点より上流側に位
置するようにし、切断作業のばらつきがあっても常に安
定して接合点を先行材の外巻きに位置させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンドレス熱延鋼帯の
圧延切断方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】寸法・鋼種などの種類が同一の又は異な
る素材（スラブ）を、粗圧延中又は粗圧延終了後にホッ
トストリップミルライン上で接合し、エンドレス仕上圧
延にて所定の寸法に仕上げ、その後オーダーに応じた長
さに切断して巻取り、製品コイルに加工する連続的熱間
圧延（エンドレス圧延）が提案されている。

【０００３】このような連続熱間圧延機の代表的な設備
配置列を図８に示す。粗圧延機１で圧延された素材はク
ロップシャー３を経てシートバー接合装置２で接合さ
れ、仕上圧延機４で所定の厚さまで圧延され、熱延鋼帯
冷却装置６で冷却されストリップシャー７で製品コイル
単位に切断され、コイラピンチロール８を経てコイラ９
に巻き取られる。

【０００４】このようなエンドレス熱間圧延の各工程の
概念を図２に示す。鋼種、寸法ごとに鋳込２１工程で生
産された素材は加熱２２、粗圧延２３を経て接合２４工
程で接合され、エンドレスに連続仕上熱間圧延２５工程
で圧延される。図２中、接合２４から切断２６までの工
程の間が、同一鋼種又は異鋼種・異寸法のシートバーが
接続されエンドレス熱間圧延されている状態である。切
断後、オーダーに応じて分割された製品となり、巻取り
工程２７でコイルに巻き取られる。

【０００５】この一連の工程において、仕上圧延後のエ
ンドレス熱延鋼帯の切断及び巻取作業においては、例え
ば、異なる鋼種、異なる厚さ、板幅等の寸法の異なる薄
板が連続して仕上圧延されてきたものを、鋼種の変更部
分や寸法の変更部分において、できるだけ歩留を低下さ
せることなく切断し、製品コイルを、単一鋼種かつ単一
寸法の製品コイルに巻き取ることが要求される。

【０００６】一般的には、異なるシートバーを接続した
点を狙ってストリップシャーで切断することにより、歩
留りの向上を図っている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前述したような、接合
点を目標として切断する方法では、極めて高速で移動す
るエンドレス熱延鋼帯を切断する際には切断位置の誤差
が大きくなり、 （１）切断位置の誤差により、接合点が先行材（切断時
の前材）の外巻側に位置したり、後続材（切断時の後
材）の内巻側に位置したりする。

【０００８】（２）後続材の先端がコイラのマンドレル
に巻付く際に、マンドレルからシャー前ピンチロールま
での間に大きな瞬時張力が発生する。接合部の材料強度
がこの瞬時張力よりも弱い場合、この最弱部でエンドレ
ス熱延鋼帯が破断してしまう事故となることがある。と
いう問題があった。

【０００９】上記（２）のケースでは、事故当該材は当
然のことながら製品化することはできずにスクラップと
して処理され、また、事故の復旧のために長時間のライ
ン休止を余儀なくされ、圧延能率の向上を目指したエン
ドレス熱間圧延の目的を達成することができないことと
なる。

【００１０】上記（１）の問題に対しては、接合点が外
巻側に位置する場合は上記のような問題はないが、接合
点がコイル切断部よりあまりに先行する場合には、接合
点より外巻きの部分はスクラップ化されるため、コイル
歩留を低下させるという問題を生じる。

【００１１】このような問題を解決する手段として、特
開昭６１−１４００７号公報、特開平４−２８４１６号
公報等の技術が開示されている。これらの技術では接合
点を狙って切断するものであるため、高速圧延に伴う切
断位置誤差が大きくなる場合には、上記問題の発生が避
けられない。

【００１２】また、特開昭６１−１４００７号公報に
は、同期作動する２対の高速切断機により、圧延材連結
部を含む部分を切断除去する方法が開示されているが、
高速で移動するストリップに適用するには機構的に無理
があり、実現が困難である。

【００１３】本発明は、前記問題点を解決した熱延鋼帯
切断の技術を提供することを目的とする。

【００１４】すなわち、本発明の課題の第１は、エンド
レス圧延鋼帯のエンドレス圧延におけるコイル巻取りの
際、接合点で破断の生じないエンドレス圧延材の切断方
法を提供することであり、第２は、ホットコイルにおい
て、余分な切り捨て部を極力少なくしたホットコイルを
生産できるエンドレス圧延鋼帯の切断方法を提供するこ
とにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、仕上圧延前に
シートバーを接合し、得られた接合シートバーを連続的
に仕上圧延してエンドレス熱延鋼帯を得、このエンドレ
ス熱延鋼帯を巻取直前で切断してコイルに巻き取る連続
熱間圧延工程において、接合部を密に形成した後、接合
点をトラッキングし、接合部がコイルの外巻に位置する
ように切断することを特徴とするエンドレス熱延鋼帯の
圧延切断方法である。

【００１６】本発明は特に上記第１の課題である、接合
点で破断や変形トラブルの生じない切断方法を提供する
ものである。

【００１７】

【作用】以下、本発明を具体的に説明する。

【００１８】図１は接合点をトラッキングして、切断点
を決定し、連続的に圧延されたエンドレス熱延鋼帯の所
定の位置を切断する装置のブロック図である。

【００１９】図１において、１は粗圧延機、２はシート
バー接合装置、２ａは板速度検出装置、３はクロップシ
ャー、４は仕上げ圧延機、５はシャー前ピンチロール、
７はストリップシャー、８はコイラピンチロール、９は
コイラ、１ａはコイルボックスである。

【００２０】粗圧延機１により粗圧延された素材はコイ
ルボックス１ａに一旦巻き取られ、次の仕上圧延のため
巻き戻される。コイルボックス１ａから巻き戻された後
行圧延材の先端を先行圧延材の尾端にシートバー接合装
置２により接合する。

【００２１】このとき接合部は強く押しつけて接合部を
密に形成する。なお、本発明にいう「密に」とは空隙を形
成することなく接合した状態を指す。しかし、後述の図
３、図４に示す隅切り１０ａ，１０ｂのような両幅端の
未接合部の存在まで否定するものではなく、接合部１３
が密に形成されているという意味である。この接合情報
がトラッキング装置３０にインプットされ、以下計算機
上、接合点がトラッキング装置３０上において発生し、
板速度検出装置２ａ（メジャリングロール）の検出値を
基に下流設備に移送され、仕上圧延機４の第１スタンド
を通過する。仕上圧延機４内での接合点の位置は、各ス
タンドの出側板厚と各スタンド速度を用いて逐次計算に
より求められる。

【００２２】計算機内でトラッキングされた接合点が仕
上最終スタンドを通過した後、上位計算機４０から指示
された長さの鋼板が仕上圧延機４から送り出された時点
で、トラッキング装置３０は、仕上圧延機４の最終スタ
ンドの位置に切断目標点を発生させる。

【００２３】この切断目標点は、仕上圧延機４の最終ス
タンドのロール周速の実績値を用いて、計算により、搬
送テーブル上を移送される。搬送テーブルにおける１．
０ｍｍ厚の鋼板の搬送速度は約１０００ｍｐｍである。
この切断目標点を狙ってストリップシャー７によりスト
リップの切断が行われる。

【００２４】切断目標点の決定は以下のように行なわれ
る。

【００２５】前述のように、接合点の位置はトラッキン
グ装置３０上で計算により移送されるものなので、計算
機上の、すなわちトラッキング装置３０上の位置と実際
の接合点の位置には差がある。したがってトラッキング
装置３０上の接合点に対して切断目標点を決定する場
合、接合点の位置の実際の位置との誤差を考慮しなけれ
ばならない。

【００２６】さらに切断目標点を発生させた後も、スト
リップシャー７までのトラッキングの誤差が発生する。
搬送テーブル上を切断目標点を移送する際にも、その移
送はトラッキング装置３０上、即ちコントローラ上で行
なわれるからである。

【００２７】また、本発明では、接合点をストリップシ
ャーの上流側直近に配置した検出器により認識して、認
識された接合点の上流側の位置を切断目標点に決定する
ようにしてもよい。

【００２８】この場合の切断点の検出の方法と切断の方
法を以下に説明する。

【００２９】シートバー段階での接合部には、進行方向
１２に進行する先行材１０の尾端と、後続材１１の先端
に、図４に示すような隅切り１０ａ，１１ａの形状とな
ることがあり、又一般に中央の直線部１３が接合機によ
り接合される際には、図５に示すようなノッチのマーク
１５が施される。図６はストリップシャー７の上流側
に、平面形状検出器１４を配置した例を示す。熱延鋼板
の板幅の平面形状の変化形状は、仕上圧延後においても
明確に残存し、平面形状検出器１４や、一般の板幅計に
より容易に検出することが可能であり、正確に接合部を
把握することができる。従って、この情報をストリップ
シャーに与えて切断タイミングを調整することによって
所望の位置での切断が可能である。

【００３０】また本発明では、切断速度と接合点のトラ
ッキング誤差と切断制御誤差を総合的に考慮して切断目
標点を決定するようにした。その結果、上記誤差の発生
のもとでも、接合点より必ず上流側で切断が行われるよ
うになり、接合点を安定して先行材の外巻に付着させる
ことができるようになる。

【００３１】切断点の誤差と、切断目標点の決め方を以
下に説明する。

【００３２】接合点を基準に切断点を決める場合、切断
点の誤差σ_C は、接合点のトラッキング誤差σ_TRK とシ
ャーの切断制御誤差σ_SHの２種の誤差で構成される。

【００３３】それぞれの誤差（標準偏差で表す）の大き
さの関係は、 σ_C ＝√（σ _TRK ² ＋σ_SH ² ） …（１） となる。これらσ _TRK及びσ_SHは切断速度に依存して変
化するが、切断速度とこれらの誤差との関係を推定する
ことは容易である。

【００３４】切断目標点は、トラッキングされた接合点
に対してα＊σ_C の距離分上流側に設定されればよい。
ここでαは調整用定数である。

【００３５】誤差は一般に正規分布で現れるので、確実
に切断位置を接合点の上流側にするためには、α＝３と
すればよい。かくして定めた切断目標点を狙ってストリ
ップシャーによりストリップ（鋼板）の切断が行なわれ
る。その工程は以下に記するとおりである。

【００３６】ストリップシャー７には、切断制御装置５
０が設けられ、シャー速度制御と切断制御が行なわれる
ことは前述のとおりである。ストリップシャー７は切断
刃を上下の回転ドラムに有するロータリーシャーで、こ
こでは切断刃が互いに対向する位置に前記の切断目標点
を合わせ、同時に熱延鋼帯の速度と回転ドラムの周速が
一致するように回転速度が制御される。

【００３７】切断目標点が、ストリップシャー７から所
定距離（鋼板の搬送速度が約１０００ｍｐｍのとき約２
０ｍ）まで接近した時、上下のドラムの間の距離を縮め
て上下の切断刃同士をオーバーラップさせて切断するの
である。

【００３８】以上、接合装置において発生する接合点を
計算機上トラッキングさせて行う切断位置決定方法を説
明したが、切断位置決定方法はこれに限るものではな
い。

【００３９】例えば、図３に示すように、仕上圧延機４
出側の搬送テーブル上に接合点検出センサ６０を設け、
以降、検出された接合点を計算機上でトラッキングして
切断点を定め、切断を行なうこともできる。

【００４０】この場合、接合時に発生する切欠部１５に
より接合点を容易に検出できる。

【００４１】なお、上記に説明した本発明において、切
断目標点を接合点からα×σ_C 、かつ、α＝３とすれ
ば、接合部を確実に外巻き側に位置するようにでき、か
つ外巻き部に存在する異鋼種部を統計的に最小に収める
ことができる。

【００４２】

【実施例】実施例−１ 図１にたエンドレス熱延鋼帯の切断装置のブロック図を
示した。

【００４３】シートバー接合装置２から接合情報がトラ
ッキング装置３０の接合完了３１にインプットされると
接合点発生３２が確認され、板速度検出装置２ａ（メジ
ャリングロール）の検出値に基づいて接合点移送３３が
演算される。接合点が仕上圧延機４の第１スタンド通過
３４をすると、仕上圧延機４の各スタンドの出側のエン
ドレス圧延鋼帯の各スタンドの出側の厚みと各スタンド
の速度情報３５が入力され、これに基づいて逐次演算が
行われ、接合点が仕上圧延機４の最終スタンドを通過す
るタイミング３６を演算する。

【００４４】トラッキングされた接合点が仕上圧延機４
の最終スタンドを通過した後、上位計算機４０の切断点
設定４１からの信号により、指示された長さの鋼板が仕
上圧延機４の最終スタンドから送り出された時点で、ト
ラッキング装置３０は、仕上圧延機４の最終スタンドの
位置に切断目標点を発生させ、切断点（切断目標点）の
仕上圧延機４の最終スタンド通過タイミング３７を設定
する。この切断点の最終スタンド通過３７の情報は切断
制御装置５０に出力され、切断制御装置５０はこれをシ
ャー速度同期制御５１に入力し、シャー速度の制御演算
を行う。

【００４５】一方トラッキング装置３０は切断点がスト
リップシャー７に至るまでの切断点移送３８を演算し、
その結果を切断制御装置５０に対して出力する。切断点
移送３８とシャー速度同期制御５１の２つの情報に基づ
き切断制御装置５０はストリップシャー７の切断制御５
２を実行する。 実施例−２ 図３は別の実施例を示すブロック図である。実施例１の
トラッキングに代わり、トラッキング装置３０は仕上圧
延機４の最終スタンドを出た後の位置に設けられた接合
点検出センサ６０の信号を入力し、接合点検出６１を行
う。上位計算機４０の切断点設定４１からの信号によ
り、トラッキング装置３０は、接合点検出センサ６０よ
りも仕上圧延機４寄りの位置に切断点発生６２を実施す
る。この切断点発生６２の情報は切断制御装置５０のシ
ャー速度同期制御５１に入力される。

【００４６】一方トラッキング装置３０は切断点がスト
リップシャー７に至るまでの切断点の移送６４を演算
し、これを切断制御装置５０に入力する。この２つの情
報に基づき切断制御装置５０はストリップシャー７の切
断制御５２を行う。

【００４７】また本発明では、前述のように、切断速度
と接合点のトラッキング誤差と切断制御誤差を総合的に
考慮して切断目標点を決定するようにしているので、実
施例−１、実施例−２の何れにおいても、接合点より必
ず上流側で切断が行われる。従って、接合点を安定して
先行材の外巻に付着させることができる。 実施例−３ 図６、図７を参照して実施例を説明する。

【００４８】例えば、製品板厚０．８〜６．０ｍｍの範
囲での熱延鋼帯切断速度は、３００〜１２００ｍｐｍで
ある。また、切断点のトラッキング精度の悪化を防ぐた
めに、切断点トラッキング中の加減速は行っていない。

【００４９】図７は、本発明の実施例を示す説明図であ
る。仕上圧延機４で仕上圧延された熱延鋼帯１０はピン
チロール８を経てコイラ９に巻取られる。トラッキング
された接合点Ａに対して、切断目標点Ｂが接合点Ａより
上流側に設定される。接合点Ａは、仕上圧延機４の入側
から接合位置をトラッキングすることにより求められて
いる。即ち、接合点Ａが仕上圧延機４の最終スタンドを
通過後、仕上圧延機４の出側板速と経過時間により移送
長さを計算して、接合点Ａを求める。

【００５０】仕上圧延機４の最終スタンドからストリッ
プシャー７までの距離が約１５０ｍある実施例装置では
１．０ｍｍ厚の熱延鋼帯１０を速度１０００ｍｐｍで切
断する際の誤差はそれぞれ、トラッキング誤差σ_TRK が
２．５１ｍ、切断制御誤差σ _SHが０．３３ｍであり、切
断点の誤差σ_C は２．５３ｍであった。トラッキング誤
差σ_TRK 及び切断制御誤差σ_SHを時間で表記するとそれ
ぞれ１５０ｍｓｅｃ、２０ｍｓｅｃに相当する。切断目
標点修正量Ｌ_C は次式で定める。

【００５１】Ｌ_C＝α＊σ_C ここで、安全をみてα≒３とし、約８ｍだけ切断目標点
Ｂをトラッキングされた接合点Ａより上流側に設定する
ことにした。

【００５２】なお、前記実施例では、１．０ｍｍ厚の熱
延鋼帯の切断の方法について説明したが、何れの板厚の
場合についても同様な方法を適用することによって良好
な結果が得られる。また、接合点Ａのトラッキングの方
法等については、この実施例に限るものではなく、従来
から知られている各種のトラッキング方法を適用するこ
とができる。

【００５３】

【発明の効果】本発明により、連続熱間圧延の接合点を
安定して製品コイルの外巻に位置させるようにしたか
ら、熱延鋼帯先端がコイラマンドレルに巻き付くときの
過大な張力による接合部の破断事故はなくなり、設備稼
働率及び歩留りが大きく向上した。また、接合部が常に
ホットコイルの外巻に付着しているため、不用部は確実
に次工程の入側で除去することができるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のブロック図である。

【図２】各工程におけるスラブとコイルの分割状態を示
す概念図である。

【図３】本発明の実施例のブロック図である。

【図４】接合前のシートバーの接合部平面図である。

【図５】接合時のシートバーの接合部平面図である。

【図６】ストリップシャーの上流側に平面形状検出器を
設置した説明図である。

【図７】実施例の説明図である。

【図８】エンドレス熱延のレイアウト図である。

【符号の説明】

１ 粗圧延機 １ａ コイルボックス ２ シートバー接合装置 ３ クロップシャー ４ 仕上圧延機 ５ シャー前ピンチロール ６ 熱延鋼帯冷却装置 ７ ストリップシャー ８ コイラピンチロール ９ コイラ １０ 先行材 １１ 後続材 １２ 進行方向 １３ 直線部 １４ 平面形状検出器 １５ 切欠部 ２１ 鋳込 ２２ 加熱 ２３ 粗圧延 ２４ 接合 ２５ 仕上圧延 ２６ 切断 ２７ 巻取 ３０ トラッキング装置 ３１ 接合完了 ３２ 接合点発生 ３３ 接合点移送 ３４ 接合点仕上第１スタンド通過 ３５ 各スタンド出側厚さ及び速度 ３６ 接合点仕上最終スタンド通過 ３７ 切断点仕上最終スタンド通過 ３８ 切断点移送 ４０ 上位計算機 ４１ 切断点設定 ５０ 切断制御装置 ５１ シャー速度同期制御 ５２ 切断制御 ６０ 検出センサ ６１ 接合点検出 ６２ 切断点発生 ６３ 仕上最終スタンド速度 ６４ 切断点移送

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今関 敏夫 千葉市中央区川崎町１番地 川崎製鉄株式 会社千葉製鉄所内 (72)発明者 武智 敏貞 千葉市中央区川崎町１番地 川崎製鉄株式 会社千葉製鉄所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 仕上圧延前にシートバーを接合し、得ら
   れた接合シートバーを連続的に仕上圧延してエンドレス
   熱延鋼帯を得、該エンドレス熱延鋼帯を巻取直前で切断
   してコイルに巻き取る連続熱間圧延工程において、接合
   部を密に形成した後、接合点をトラッキングし、接合点
   がコイルの外巻に位置するように切断することを特徴と
   するエンドレス熱延鋼帯の圧延切断方法。