JP2010099687A - 切断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】金属板の切断精度を維持しつつ、冷却水の金属板への付着を抑制した切断装置を提供することにある。
【解決手段】金属板６，７の通板経路の上方および下方にそれぞれ配置され、切断刃１１，１２が組み付けられた上ドラム１３および下ドラム１４と、上ドラム１３へ冷却水Ｗを噴射する上スプレーヘッダ１５ａ，１５ｂとを備え、上ドラム１３と下ドラム１４とを回転駆動して金属板６，７を切断する切断装置１０であって、上ドラム１３に近接して配置され、上スプレーヘッダ１５ａ，１５ｂによって上ドラム１３へ噴射された冷却水を捕捉する冷却水捕捉機構２０，３０を具備した。
【選択図】図２

Description

本発明は、切断装置に関する。

金属素材（スラブなど）を粗圧延機により粗圧延してなる金属板の先端と後端とを複数の仕上圧延機からなる仕上圧延機群の前に配置される切断装置（以下、仕上前ＣＳと称す）により切断し、複数の仕上圧延機により所望の板厚まで圧延する（仕上げ圧延する）工程を一つのスラブ毎に行う熱間圧延設備が知られている。

また、上述した熱間圧延設備において、粗圧延機と仕上前ＣＳとの間に接合機を設置することで、この接合機により複数の金属板を先行の金属板の後端と後行の金属板の先端とを接合し連続して仕上げ圧延する熱間圧延設備も知られている。このような熱間圧延設備では、接合機の入側（粗圧延機と接合機との間）に切断装置（以下、接合前ＣＳと称す）が配置されており、先行材の金属板の後端と後行材の金属板の先端、いわゆる接合面のクロップが切り落とされている。

さらに、上述した、接合機を有する熱間圧延設備においても、一つのスラブ毎に仕上げ圧延するバッチ処理を行う場合には、上記接合前ＣＳを使用せず、上記仕上前ＣＳのみを使用している。

ここで、金属板は高温であり、この金属板からの輻射熱により接合前ＣＳおよび仕上前ＣＳは加熱されている。これらＣＳとしては、ドラムに切断刃が取り付けられたドラム型のクロップシャー（ＣＳ）が用いられる。このようなドラム型のＣＳでは、この周方向の延びを抑制して切断精度を維持するために、上記ドラムに冷却水を噴射することで冷却している（例えば特許文献１参照）。

特表２００６−５０９６３８号公報

しかしながら、上述した熱間圧延設備では、冷却水の噴射により接合前ＣＳおよび仕上前ＣＳが冷却され、それが有するドラムの熱変形を抑制してその切断精度を維持することができるものの、金属板を連続処理する場合には、ＣＳ内を連続的に金属板が通板することとなり、ドラムに噴射した冷却水が金属板に付着しこの金属板の品質が変化してしまう可能性があった。

そこで、本発明は、前述した問題に鑑み提案されたもので、金属板の切断精度を維持しつつ、冷却水の金属板への付着を抑制した切断装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決する第１の発明に係る切断装置は、
金属板の通板経路の上方および下方にそれぞれ配置され、切断刃が組み付けられた上ドラムおよび下ドラムと、前記上ドラムへ冷却水を噴射する冷却水噴射手段とを備え、前記上ドラムと前記下ドラムとを回転駆動して前記金属板を切断する切断装置であって、
前記上ドラムに近接して配置され、前記冷却水噴射手段によって前記上ドラムへ噴射された冷却水を捕捉する冷却水捕捉機構を具備した
ことを特徴とする。

上述した課題を解決する第２の発明に係る切断装置は、第１の発明に係る切断装置であって、
前記冷却水捕捉機構が、前記金属板の幅よりも長尺であり、上方が開放した樋状部材である
ことを特徴とする。

上述した課題を解決する第３の発明に係る切断装置は、第２の発明に係る切断装置であって、
前記樋状部材の先端部にワイパブレードを設ける
ことを特徴とする。

上述した課題を解決する第４の発明に係る切断装置は、第１乃至第３の何れか一つの発明に係る切断装置であって、
前記上ドラムに組み付けられた前記切断刃が一対であり、前記一対の切断刃が前記上ドラムの同一平面上に配置されたものであり、
前記冷却水捕捉機構を、前記冷却水を捕捉する捕捉位置と、前記捕捉位置から離間した退避位置との間で移動させる移動手段を具備し、
前記移動手段が、前記上ドラムの前記一対の切断刃を水平に配置したときに、前記冷却水噴射手段により前記上ドラムへ前記冷却水を噴射するように制御すると共に、前記冷却水捕捉機構を前記捕捉位置に位置付けるように制御し、前記上ドラムを回転移動するときに、前記冷却水噴射手段による前記上ドラムへの前記冷却水の噴射を停止するように制御すると共に、前記冷却水捕捉機構を前記退避位置に位置付けるように制御する制御手段を備えた
ことを特徴とする。

本発明に係る切断装置によれば、冷却水捕捉機構が上ドラムへ噴射された冷却水を捕捉するため、冷却水により上ドラムを冷却して上ドラムの熱変形を抑制する。その結果、上ドラムに組み付けられた切断刃の位置ずれが無くなり、金属板の切断精度を維持できる。また、冷却水噴射手段により上ドラムへ噴射した冷却水を冷却水捕捉機構が捕捉し、金属板への冷却水の付着を抑制する。その結果、金属板への冷却水の付着に起因した当該金属板の品質の変化を抑制できる。

本発明に係る切断装置によれば、冷却水捕捉機構が、金属板の幅よりも長尺であり、上方が開放した樋状部材であることにより、冷却水捕捉機構自体が簡易であり、装置のコスト増を抑制できる。

本発明に係る切断装置によれば、樋状部材の先端部にワイパブレードを設けることにより、ワイパブレードと上ドラムに組み付けられた切断刃との間の隙間の大きさを調整できる。これにより、上ドラムの下側へ到達する冷却水の量を調整でき、冷却水により上ドラムの全体を冷却できる。その結果、上ドラムの熱変形を抑制し、この上ドラムに取り付けられた切断刃の位置ずれがなくなり、金属板の切断精度を維持することができる。

本発明に係る切断装置によれば、上ドラムに組み付けられた切断刃が一対であり、一対の切断刃が上ドラムの同一平面上に配置されたものであり、冷却水捕捉機構を、冷却水を捕捉する捕捉位置と、捕捉位置から離間した退避位置との間で移動させる移動手段を具備し、移動手段が、上ドラムの一対の切断刃を水平に配置したときに、冷却水噴射手段により上ドラムへ冷却水を噴射するように制御すると共に、冷却水捕捉機構を捕捉位置に位置付けるように制御し、上ドラムを回転移動するときに、冷却水噴射手段による上ドラムへの冷却水の噴射を停止するように制御すると共に、冷却水捕捉機構を退避位置に位置付けるように制御する制御手段を備えたことにより、冷却水噴射手段によって噴射された冷却水を冷却水捕捉機構で確実に捕捉できる。その結果、金属板への冷却水の付着を抑制して当該金属板の品質の変化を抑制できる。

以下に、本発明に係る切断装置を実施するための最良の形態を実施例に基づき具体的に説明する。

本発明の第１の実施例に係る切断装置について、図１および図２を参照して説明する。
図１は、本発明の第１の実施例に係る切断装置を具備する熱間圧延設備の概略図である。図２は、切断装置の側面図である。図２にて、冷却水捕捉機構を捕捉位置に位置付けた場合を実線にて示し、冷却水捕捉機構を退避位置に位置付けた場合を二点鎖線にて示す。

本実施例に係る切断装置を具備する熱間圧延設備は、図１に示すように、上流側から粗圧延機（以下、粗ミルと称す）１、コイルボックス２、接合機３、複数段の圧延機により構成される仕上圧延機（以下、仕上ミルと称す）４およびダウンコイラー５を備える。

粗ミル１でスラブが圧延されてなる金属板６，７はコイルボックス２のコイラーに巻き取られる。コイルボックス２のコイラーから巻き出された後行金属板６は後行金属板６の先端を接合前切断装置１０により切断された後、接合機３で必要に応じて接合前切断装置１０により端部が切断された先行金属板７の後端と接合機３で接合される。

接合機３で接合されて連続状態となった金属板（連続帯鋼）および接合機３で接合しなかった金属板は、仕上ミル４に送られる。

仕上ミル４に送られた金属板７は複数段の圧延機により順次熱間圧延されて所望の板厚に圧延され、所望の板厚に圧延された金属板７はダウンコイラー５に巻き取られる。ダウンコイラー５の入側（仕上ミル４の出側）には切断手段８が配置され、この切断手段８により所定の部位が切断されて製品コイルとなる。

図１中の符号で、９は仕上ミルの入側に設けられた仕上前切断装置であり、この仕上前切断装置９により金属板の先端および後端が切断される。
なお、仕上前切断装置９の配置は、熱間圧延設備の状況などにより適宜選択して配置されるものであり、配置位置や配置の有無などは図示例に限定されるものではない。

ここで、接合前切断装置１０について、図２を参照して詳細に説明する。
接合前切断装置１０は、図２に示すように、ハウジング１８内における、金属板６，７の通板経路の上方に配置され、２つの切断刃１１ａ，１１ｂが組み付けられた上ドラム１３と、金属板６，７の通板経路の下方に配置され、２つの切断刃１２ａ，１２ｂが組み付けられた下ドラム１４と、上ドラム１３における上側の外周に冷却水Ｗを噴射する上スプレーヘッダ（冷却水噴射手段）１５ａ，１５ｂとを有し、上ドラム１３と下ドラム１４とを回転駆動して金属板６，７を切断する切断装置である。

上述した接合前切断装置１０では、上ドラム１３に近接して配置され、上スプレーヘッダ１５ａ，１５ｂから上ドラム１３へ噴射された冷却水を捕捉する冷却水捕捉機構２０，３０が設けられている。接合前切断装置１０の金属板６，７の入側および出側には、テーブルローラ１９が複数配置されており、これにより金属板６，７が通板される。

なお、下ドラム１４の下方には下スプレーヘッダ１７ａ，１７ｂが設けられており、これら下スプレーヘッダ１７ａ，１７ｂから噴射された冷却水Ｗにより下ドラム１４が冷却される。これにより、金属板６，７の輻射熱による下ドラム１４の熱変形が抑制され、この下ドラム１４に取り付けられた切断刃１２ａ，１２ｂの位置ずれがなくなり、金属板６，７の切断精度を維持することができる。

上ドラム１３は、回転方向に沿う断面にて長径と短径を有する略楕円状に形成されている。切断刃１１ａと切断刃１１ｂとは、上ドラム１３の長径をなす円弧状の周面に対向して配置される。すなわち、切断刃１１ａと切断刃１１ｂとは、上ドラム１３の長径をなす円弧状の周面にて同一平面上に配置される。金属板６，７を切断しない場合には、上ドラム１３の長径（切断刃１１ａと切断刃１１ｂ）を水平となる位置に配置して、上ドラム１３を停止する。このような位置にて上ドラム１３を停止することにより、上ドラム１３と金属板６，７との距離を確保することができ、金属板６，７からの輻射熱による上ドラム１３の熱変形を抑制し、この上ドラム１３に取り付けられた切断刃１１ａ，１１ｂの位置ずれがなくなり、金属板６，７の切断精度を維持することができる。

他方、下ドラム１４は、回転方向に沿う断面にて略円状に形成されている。切断刃１２ａと切断刃１２ｂとは、下側ドラム１４の周面に対向して配置される。すなわち、切断刃１２ａと切断刃１２ｂとは、下側ドラム１４の周面にて同一平面上に配置される。金属板６，７を切断しない場合には、切断刃１２ａと切断刃１２ｂを水平となる位置に配置して、下ドラム１４を停止する。

なお、上述した上ドラム１３および下ドラム１４は、図示しない駆動源により同期して回転駆動される。

冷却水捕捉機構２０，３０は、接合前切断装置１０の金属板６，７の入側および出側にそれぞれ配置される。接合前切断装置１０の金属板６，７の入側および出側に配置された冷却水捕捉機構２０，３０は、上述した金属板６，７の幅よりも長尺である。具体的には、冷却水捕捉機構２０，３０は、それぞれ、底板部２１，３１と、この底板部２１，３１の基端部側に接続し、垂直に延在する垂直側壁部２３，３３と、底板部２１，３１の先端部側に接続し、上ドラム１３側へ延在すると共に、水平方向から上方へ傾斜して延在する傾斜側壁部２２，３２と、垂直側壁部２３，３３の上端部に接続し、上ドラム１３側へ向けて水平方向に延在する上板部２４，３４とを具備している。冷却水捕捉機構２０，３０では、上板部２４，３４の先端部側が傾斜側壁部２２，３２の先端部２２ａ，３２ａと離間しておりこの箇所に開口部２５，３５が形成されている。すなわち、冷却水捕捉機構２０，３０は、金属板６，７の幅よりも長尺であり、上方が開放した樋状部材である。

冷却水捕捉機構２０，３０の傾斜側壁部２２，３２の先端部２２ａ，３２ａには、上ドラム１３へ向けて直線状に延在する第１のワイパブレード２６，３６がそれぞれ設けられている。上ドラム１３の切断刃１１ａおよび切断刃１１ｂを水平に配置した場合における、切断刃１１ａまたは切断刃１１ｂと第１のワイパブレード２６，３６の隙間の大きさを調整できる。

上述した第１のワイパブレード２６，３６と切断刃１１ａ，１１ｂとの間の大きさは、金属板６，７を切断しない時に（上ドラム１３停止時に）、所定の間隔、例えば約２ｍｍ以上５ｍｍ以下となるように調整する。このように隙間の大きさを調整することで、上スプレーヘッダ１５ａ，１５ｂから噴射され、上ドラム１３の上側からこの下側へ到達する冷却水Ｗの流量を調整できる。すなわち、上ドラム１３の上側の外周を伝わった冷却水Ｗのうちの大部分を、第１のワイパブレード２６，３６を介して冷却水捕捉機構２０，３０に案内し金属板６，７の通板経路の外側へ排水する一方、冷却水Ｗの一部が切断刃１１ａ，１１ｂと第１のワイパブレード２６，３６との間を通り、上ドラム１３の下側へ到達する。これにより、上ドラム１３の下側を冷却して、上ドラム１３の全体が冷却される。その結果、上ドラム１３の熱変形をさらに抑制し、この上ドラム１３に取り付けられた切断刃１１ａ，１１ｂの位置ずれがなくなり、金属板６，７の切断精度を維持することができる。

上スプレーヘッダ１５ａ，１５ｂから噴射された冷却水Ｗの一部が上ドラム１３の下側へ到達し上ドラム１３から落下して金属板６，７に付着することになるが、その量が切断刃１１ａ，１１ｂと第１のワイパブレード２６，３６との隙間により調整されて上スプレーヘッダ１５ａ，１５ｂから噴射される冷却水Ｗの一部のみとなるため、金属板６，７への冷却水Ｗの付着量が少なく、この冷却水の金属板６，７への付着に起因した金属板６，７の品質の変化が抑制される。

上述した接合前切断装置１０は、図２に示すように、金属板６，７の入側および出側にそれぞれ配置され、金属板６，７を通板するガイドローラ４２，５２を具備し、回動自在な通板機構４０，５０を具備する。さらに、接合前切断装置１０は、通板機構４０，５０にそれぞれ連結され、上ドラム１３へ噴射された冷却水を捕捉する捕捉位置と、この捕捉位置から離間した退避位置との間で移動させる移動機構（移動手段）６０，７０をさらに具備する。なお、これら通板機構４０，５０には、上述した冷却水捕捉機構２０，３０がそれぞれ固定される。

通板機構４０，５０は、ガイドローラ４２，５２を回転可能に支持する通板機構本体４１，５１を具備する。これら通板機構本体４１，５１は、軸８１，８２を介して接合前切断装置１０に回動可能に支持される。ガイドローラ４２，５２は、図示しないギヤなどを介して駆動源である駆動モータ（図示せず）に連結されており、前記駆動モータを駆動することで、ガイドローラ４２，５２が回転し、この回転により金属板６，７を通板している。

上述した移動機構６０，７０は、一端部側が軸体６１，７１を介し回転可能に固定されたシリンダ６２，７２と、シリンダ６２，７２内への油圧の給排などにより伸縮するロッド６３，７３とを有する。ロッドの先端部６３ａ，７３ａは、軸体６４，７４を介して通板機構本体４１，５１にそれぞれ支持される。そして、この移動機構６０，７０は、上ドラム１３の一対の切断刃１１ａ，１１ｂを水平に配置したときに、上スプレーヘッダ１５ａ，１５ｂにより上ドラム１３へ冷却水Ｗを噴射するように制御すると共に、冷却水捕捉機構２０，３０を捕捉位置に位置付けるように制御し、上ドラム１３を回転移動するときに、上スプレーヘッダ１５ａ，１５ｂによる上ドラム１３への冷却水の噴射を停止するように制御すると共に、冷却水捕捉機構２０，３０を退避位置に位置付けるように制御する図示しない制御装置（制御手段）を備えている。

ここで、通板機構本体４１，５１の下部には、冷却水Ｗを金属板６，７の通板経路の外側へ案内する、ドラム１３，１４の中心軸と同一方向に延在し、金属板６，７の通板経路よりも長尺な板状の案内部材８３，８４がそれぞれ設けられ、この案内部材８３，８４の先端には第２のワイパブレード８５，８６がそれぞれ固定される。通板機構４０，５０が上述した退避位置に配置される場合に、第２のワイパブレード８５，８６が上ドラム１３の切断刃１１ａ，１１ｂ近傍にそれぞれ配置される。これら第２のワイパブレード８５，８６と切断刃１１ａ，１１ｂとの隙間の大きさを調整することで、上スプレーヘッダ１５ａ，１５ｂから噴射され、上ドラム１３の上側からこの下側へ到達する冷却水Ｗの流量を調整できる。すなわち、上ドラム１３の上側の外周を伝わった冷却水Ｗのうちの大部分を、第２のワイパブレード８５，８６を介して案内部材８３，８４に案内して金属板６，７の通板経路の外側に排水する一方、冷却水Ｗの一部が切断刃１１ａ，１１ｂと第２のワイパブレード８５，８６との間を通り、上ドラム１３の下側へ到達する。これにより、上ドラム１３の下側を冷却して、上ドラム１３の全体を冷却する。その結果、上ドラム１３の熱変形をさらに抑制し、この上ドラム１３に取り付けられた切断刃１１ａ，１１ｂの位置ずれがなくなり、金属板６，７の切断精度を維持することができる。

したがって、本実施例に係る切断装置１０によれば、冷却水捕捉機構２０，３０が上ドラム１３へ噴射された冷却水を捕捉するため、冷却水により上ドラム１３を冷却して上ドラム１３の熱変形を抑制する。その結果、上ドラム１３に組み付けられた切断刃１１ａ，１１ｂの位置ずれが無くなり、金属板６，７の切断精度を維持できる。また、上スプレーヘッダ１５ａ，１５ｂにより上ドラム１３へ噴射した冷却水を冷却水捕捉機構２０，３０で捕捉し、金属板６，７への冷却水の付着を抑制する。その結果、金属板６，７への冷却水の付着に起因した当該金属板６，７の品質の変化を抑制できる。具体的には、冷却水捕捉機構２０，３０を具備することにより、上スプレーヘッダ１５ａ，１５ｂから噴射し、上ドラム１３における上側の外周を伝わって流れる冷却水Ｗの大部分を捕捉して、冷却水Ｗの金属板６，７への付着を抑制する。これにより金属板６，７の品質の変化を抑制できる。また、上スプレーヘッダ１５ａ，１５ｂから噴射された冷却水Ｗにより上ドラム１３の上側を冷却する一方、この冷却水Ｗの一部が上ドラム１３の下側へ伝わり上ドラム１３の下側を冷却して、上ドラム１３の全体を冷却する。これにより金属板６，７の輻射熱による上ドラム１３の熱変形を抑制し、この上ドラム１３に取り付けられた切断刃１１ａ，１１ｂの位置ずれがなくなり、金属板６，７の切断精度を維持できる。

なお、上記では、接合前切断装置１０における金属板６，７の入側および出側のそれぞれに冷却水捕捉機構２０，３０を設けた接合前切断装置１０を用いて説明したが、切断装置の入側または切断装置の出側にのみ冷却水捕捉機構を設けた接合前切断装置とすることも可能である。このような接合前切断装置であっても、上述した接合前切断装置１０と同様な作用効果を奏する。

上記では、冷却水捕捉機構２０，３０を具備する接合前切断装置１０を用いて説明したが、このような冷却水捕捉機構を具備する仕上前切断装置とすることも可能である。このような仕上前切断装置であっても、上述した接合前切断装置１０と同様な作用効果を奏する。

上記では、冷却水捕捉機構２０，３０が有する第１，第２のワイパブレード２６，３６，８５，８６と上ドラム１３に取り付けられた切断刃１１ａ，１１ｂとの隙間を調整することで、上ドラム１３の上側からこの下側へ到達する冷却水Ｗの流量を調整した切断前切断装置１０を用いて説明したが、第１，第２のワイパブレードの先端を櫛状にし、これらの先端部を上ドラムに取り付けられた切断刃に近接する形状（大きさ）にして、上ドラムの上側からこの下側へ到達する冷却水の流量を調整することも可能である。このような冷却水捕捉機構を具備する切断装置であっても、上述した接合前切断装置１０と同様な作用効果を奏する。

上記では、冷却水捕捉機構２０，３０が通板機構４０，５０に固定された切断装置１０を用いて説明したが、これら冷却水捕捉機構２０，３０を、上ドラム１３へ噴射された冷却水を捕捉する捕捉位置と、この捕捉位置から離間した退避位置との間で移動可能にハウジング１８に支持させた切断装置とすることも可能である。このような切断装置であっても、上述した接合前切断装置１０と同様な作用効果を奏する。

本発明は、切断装置に利用することが可能である。

本発明の第１の実施例に係る切断装置を具備する熱間圧延設備の概略図である。 本発明の第１の実施例に係る切断装置の側面図である。

符号の説明

１ 粗圧延機
２ コイルボックス
３ 接合機
４ 仕上圧延機
５ ダウンコイラー
６ 金属板（後行金属板）
７ 先行金属板
９ 仕上前切断装置
１０ 接合前切断装置
１１，１２ 切断刃
１３ 上ドラム
１４ 下ドラム
１８ ハウジング
２０，３０ 冷却水捕捉機構
２６，３６ 第１のワイパブレード
４０，５０ 通板機構
４２，５２ ガイドローラ
６０，７０ 移動機構
８３，８４ 案内部材
８５，８６ 第２のワイパブレード

Claims (4)

1. 金属板の通板経路の上方および下方にそれぞれ配置され、切断刃が組み付けられた上ドラムおよび下ドラムと、前記上ドラムへ冷却水を噴射する冷却水噴射手段とを備え、前記上ドラムと前記下ドラムとを回転駆動して前記金属板を切断する切断装置であって、
   前記上ドラムに近接して配置され、前記冷却水噴射手段によって前記上ドラムへ噴射された冷却水を捕捉する冷却水捕捉機構を具備した
   ことを特徴とする切断装置。
2. 請求項１に記載の切断装置であって、
   前記冷却水捕捉機構が、前記金属板の幅よりも長尺であり、上方が開放した樋状部材である
   ことを特徴とする切断装置。
3. 請求項２に記載の切断装置であって、
   前記樋状部材の先端部にワイパブレードを設ける
   ことを特徴とする切断装置。
4. 請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の切断装置であって、
   前記上ドラムに組み付けられた前記切断刃が一対であり、前記一対の切断刃が前記上ドラムの同一平面上に配置されたものであり、
   前記冷却水捕捉機構を、前記冷却水を捕捉する捕捉位置と、前記捕捉位置から離間した退避位置との間で移動させる移動手段を具備し、
   前記移動手段が、前記上ドラムの前記一対の切断刃を水平に配置したときに、前記冷却水噴射手段により前記上ドラムへ前記冷却水を噴射するように制御すると共に、前記冷却水捕捉機構を前記捕捉位置に位置付けるように制御し、前記上ドラムを回転移動するときに、前記冷却水噴射手段による前記上ドラムへの前記冷却水の噴射を停止するように制御すると共に、前記冷却水捕捉機構を前記退避位置に位置付けるように制御する制御手段を備えた
   ことを特徴とする切断装置。

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