JP2010240703A - 金属帯の搬送設備 - Google Patents
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【解決手段】複数の搬送ロールからなるローラテーブルを備えた金属帯の搬送設備において、少なくとも1つの搬送ロールAが、パスライン中心に対して左右対称に配される1対のロール体aL,aRからなり、両ロール体aL,aRの軸線は、ローラテーブル幅方向に対して、パスライン中心寄りの端部側がライン上流側に向かって傾斜し、両ロール体aL,aRを回転自在に支持する支持軸のうち、ロール体内側に位置する支持軸部分に磁石Bを設けた。金属帯の面外変形を防止し、特にピンチロール起因の金属帯の蛇行を効果的に抑えることができる。
【選択図】図3
Description
図11および図12は、従来の一般的な鋼帯の搬送・巻取設備を示しており、図11は平面図、図12は側面図である。この設備は、鋼帯を搬送する搬送ロール47、鋼帯をパスラインセンターに誘導(センタリング)するためのサイドガイド41、鋼帯のパスラインを斜め下方に導くとともに、鋼帯に巻取張力(バックテンション)を付与するピンチロール42、鋼帯を巻き取るコイラー43などから構成されている。
熱延鋼帯の場合、仕上圧延中は圧延機でコイラー43に巻き取り張力を加えているため、一般にピンチロール42による鋼帯の保持力は低く設定される。そして、鋼帯尾端が仕上圧延機を抜ける少し前から、徐々にピンチロール42に張力配分を移行してき、鋼帯尾端が仕上圧延機を抜けた後は、ピンチロール42で巻取張力(バックテンション)を付与する。
図13は、鋼帯尾端を巻き取る際に、ピンチロール起因で蛇行が発生した状況を示した模式図であり、このようにピンチロール42で鋼帯が蛇行すると、コイラー43で巻きずれが発生してしまう。
ピンチロール42の軸心に対する鋼帯の入射角が真に直角であれば、ピンチロール42のバックテンションによる蛇行は発生しない。しかし、サイドガイド41と鋼帯にはクリアランスがあるため、鋼帯はピンチロール42の軸直角に対して微小な入射角度誤差を持ち得る。また、鋼帯がパスラインのセンターに対して平行であったとしても、ピンチロール42の軸心がラインセンターの直角方向に対して微小な角度誤差を持つ場合もある。機械である以上、微小な角度誤差は避けられない。そして、鋼帯とピンチロール42の僅かな入射角のずれにより、バックテンションである摩擦力のうち、ロール軸方向(スラスト方向)の摩擦分力による横滑り力が発生し、ピンチロール42が起因となって蛇行が発生する。ピンチロール42で発生した蛇行量は、鋼帯の通板によりコイラー43まで到達して同等の巻きずれ量となる。
サイドガイド41によって鋼帯のエッジ部を強固に拘束すると鋼帯に擦り疵を生じるため、このような擦り疵を生じさせることなく、サイドガイド41で鋼帯のエッジを拘束するには、板幅に応じた正確な位置制御が必要である。しかし、鋼帯尾端では、圧延段階で生じた幅広部(フレアなどと呼ばれる)があるため、正確な板幅追従制御は難しい。
また、鋼帯エッジ部に対しサイドガイド41を押し付ける、いわゆる圧力制御を行う場合、鋼帯が薄くなるほど高精度な押付圧一定制御が必要である。しかし、このような押付圧一定制御では、サイドガイド全長に渡って1枚のガイド板に加わる合力をフィードバックするので、鋼帯長手方向で板幅が均一でない場合などでは、部分的な押付圧過多或いは押付圧過少が生じることは避けられない。
また、特許文献2には、特許文献1のような搬送ロールを複数設けるとともに、これら搬送ロール間に磁石を配置した鋼帯の蛇行防止装置が示されている。この特許文献2では、逆ハ字状に配置された1対のロールによるセンタリング作用に加えて、磁石の吸引力が鋼帯に作用するため、センタリング効果がより高まるとしている。
したがって本発明の目的は、比較的簡易な構造を有する金属帯の搬送設備であって、特にピンチロール上流位置で生じやすい金属帯の面外変形とこれに伴う蛇行を効果的に抑えることができる搬送設備を提供することにある。
まず、ピンチロール起因で蛇行が発生しているときに、ピンチロール入側の鋼帯の変形を強調すると、図15〜図17に示すように、鋼帯が面外変形していることが判った。ここで、図15は従来の鋼帯巻取設備においてピンチロール起因の蛇行が発生しているときのピンチロール入側での鋼帯の面外変形を模式的に示す平面図、図16は同じく正面図、図17は同じく側面図である。この面外変形は、鋼帯が鉛直方向に隆起(浮きシワ)するような変形であるが、ループのような板幅方向で一様な変形ではなく、片側のエッジ部(図15〜図17の場合は進行方向右側のエッジ部)が多く変形するような捻りを含んだ面外変形であり、薄板の横座屈現象であると考えられる。これは、ピンチロール42による摩擦力のロール軸方向分力(スラスト力)、すなわち横滑り力と、鋼帯がサイドガイド端で接触したことによる反力の方向が、板幅方向で逆に作用するために鋼帯に発生した横座屈であると考えられる。
そこで、そのような横座屈を抑制することにより蛇行を防止するという着想のもとに、さらに検討を進めた結果、特定の配置形態の1対のロール体を備え、且つこの1対のロール体に対して特定の形態で磁石を配置した搬送ロールを用い、金属帯の面外変形を抑えることにより、上記のような横座屈を抑制でき、その結果、鋼帯の蛇行が効果的に抑制できることが判った。
[1]複数の搬送ロールからなるローラテーブルを備えた金属帯の搬送設備において、
少なくとも1つの搬送ロール(A)が、パスライン中心に対して左右対称に配される1対のロール体(aL),(aR)からなり、両ロール体(aL),(aR)の軸線は、ローラテーブル幅方向に対して、パスライン中心寄りの端部側がライン上流側に向かって傾斜し、
両ロール体(aL),(aR)を回転自在に支持する支持軸のうち、ロール体内側に位置する支持軸部分に磁石(B)を設けたことを特徴とする金属帯の搬送設備。
少なくとも1つの搬送ロール(A)が、パスライン中心に対して左右対称に配される1対のロール体(aL),(aR)からなり、両ロール体(aL),(aR)の軸線は、ローラテーブル幅方向に対して、パスライン中心寄りの端部側がライン上流側に向かって傾斜し、
両ロール体(aL),(aR)の軸線がローラテーブル幅方向に対して傾斜することにより、両ロール体(aL),(aR)間に形成される平面谷状の空間部に磁石(B)を配置したことを特徴とする金属帯の搬送設備。
[3]上記[1]または[2]の搬送設備において、搬送ロール(A)の下流側に隣接して配置される搬送ロールが、ローラテーブル幅方向に沿った単一のロール体からなることを特徴とする金属帯の搬送設備。
[5]上記[4]の搬送設備において、サイドガイドを備えた金属帯の搬送設備において、前記サイドガイドのうちで金属帯を拘束することができる最下流側の位置をx、該位置xとピンチロール圧下点との中間点の位置をy、前記位置xと前記位置yまでの距離をL、前記位置xからライン上流側に距離Lだけ離れたサイドガイド内の位置をzとしたとき、
前記位置zと前記位置yとの間に搬送ロール(A)を設けることを特徴とする金属帯の搬送設備。
[7]上記[5]の搬送設備において、位置xに最も近い搬送ロールを搬送ロール(A)とすることを特徴とする金属帯の搬送設備。
[8]上記[1]〜[7]のいずれかの搬送設備において、磁石(B)による金属帯の吸引力が、ピンチロール圧下力の1/5以下であることを特徴とする金属帯の搬送設備。
本発明の設備が搬送対象とする金属帯は磁性体である。以下、金属帯が鋼帯である場合を例に説明する。
図において、1は鋼帯搬送用のローラテーブル(搬送ロール装置)であり、多数の搬送ロール5(搬送ロールAを含む)からなる。2はこの搬送ロール装置1の上に設けられるサイドガイド、3はこのサイドガイド2の下流側に設けられるピンチロールであり、このピンチロール3は上下ロール30a,30bからなる。4はこのピンチロール3の下流側に設けられるコイラーである。また、9はローラテーブル1とピンチロール3の間に設けられるエプロンガイドである。以上の設備構成は、図11および図12に示した従来の巻取設備と同様である。
なお、上記ピンチロール3とは、鋼帯を拘束する上下ロール(上下ロールとも駆動型ロール)からなり、鋼帯のパスラインを斜め下方に導くとともに、鋼帯に巻取張力を付与するためのロールを指す。
搬送ロールAは、ローラテーブル幅方向の中央部が「く字状」に屈曲したロール体支持軸7(非回転の固定軸)を備え、その屈曲部の両側の軸部70L,70Rに、前記ロール体aL,aRがそれぞれ軸受8を介して回転自在に支持されている。
両ロール体aL,aRを回転自在に支持する軸部70L,70Rのうち、ロール体内側に位置する軸部分の上部に、複数の磁石Bが軸方向で適当な間隔で設けられている。これらの磁石Bは、ロール体aL,aR上を通板する鋼帯Sに磁力(吸引力)が及ぶように設けられている。
磁石Bは、永久磁石、電磁石のいずれでもよいが、より簡易な設備構成とするには永久磁石の方が好ましい。
本実施形態の搬送ロールA(ロール体aL,aR)は非駆動ロールであるが、駆動ロールとしてもよい。駆動ロールとする場合には、例えば、ロール体aL,aRの一端部側に回転駆動手段からの回転動力を伝えるようにすればよい。
搬送ロールAの設置数は任意であり、2つ以上設けてもよい。
このような本発明の搬送設備による鋼帯Sの面外変形の抑制効果を図6に基づいて説明する。まず、特許文献2のように搬送ロール間に磁石を配置した場合、搬送ロール間の鋼帯部分に磁石の吸引力が作用するため鋼帯のたわみが生じやすく、このたわみによって新たな面外変形が生じるおそれがある。これに対して本発明の装置では、図6(イ)に示すように、1対のロール体aL,aRによる鋼帯Sの支持構造により、鋼帯Sとの接触が擬似的な面接触となって板剛性が向上し、この板剛性が向上した鋼帯部分に磁石Bによる吸引力が作用するため、上記のような鋼帯Sのたわみを生じることなく、1対のロール体aL,aRとこれに内蔵された磁石Bの作用により鋼帯Sの面外変形を抑えることができる。
また、本発明の搬送設備では、副次的な効果として、搬送ロールAを構成する1対のロール体aL,aRによる鋼帯Sセンタリング作用が得られる。すなわち、図4に示すように鋼帯Sが図の上側に蛇行した場合、ロール体aLに接する鋼帯面積が大きいので、ロール体aLの摩擦方向である下側への作用力が働き、これがパスライン中心への復元力となる。実際はこのように大きく蛇行する前に復元力が作用するため、鋼帯Sは自動的にパスライン中心にセンタリングされる。
この搬送設備の搬送ロールA(ロール体aL,aR)の構成は、さきに述べた本願の第一の発明と同様であるが、ロール体aL,aRの軸線RcL,RcRがローラテーブル幅方向に対して傾斜することにより、両ロール体aL,aR間に形成される平面谷状の空間部10に磁石Bを配置するものである。
空間部10内での磁石Bの配置形態に特別な制限はないが、本実施形態のように、磁石Bはロール体aL,aRになるべく近い位置で且つロール体aL,aRに沿って“く字状”に配置することが好ましい。また、そのような配置の磁石Bは、同じ幅と高さで設けてもよいが、(a)磁石幅を両端部側>中央部とする、(b)鋼帯までの距離を両端部側<中央部とする、のいずれか若しくは両方を満足するようにすれば、鋼帯が蛇行した側の吸引力が大きくなり、特に効果的である。本実施形態では、磁石幅が両端部側>中央部となっている。
この搬送装置でも、図6(イ)と同様に、1対のロール体aL,aRによる鋼帯Sの支持構造により、鋼帯Sとの接触が擬似的な面接触となって板剛性が向上し、この板剛性が向上した鋼帯部分に磁石Bによる吸引力が作用するため、特許文献2のような鋼帯のたわみを生じることなく、1対のロール体aL,aRと磁石Bにより鋼帯Sの面外変形を抑えることができる。また、搬送ロールAの下流側に隣接して配置される搬送ロールが通常の搬送ロール5(ローラテーブル幅方向に沿った単一のロール体からなる搬送ロール)である場合には、図6(ロ)と同様に、1対のロール体aL,aRと搬送ロール5によって三角形状の擬似的な面接触状態が形成されるため、板剛性がさらに向上し、鋼帯Sの面外変形をより効果的に抑えることができる。
図8〜図10は、本発明の搬送設備の他の実施形態を示すものであり、図8は平面図、図9は、ローラテーブル、サイドガイドおよびピンチロールなどを示す側面図、図10は図9のX−X線に沿う矢視図である。この実施形態は、本願の第一の発明に係る搬送装置(図1〜図6に示す搬送装置)を適用したものであるが、本願の第二の発明に係る搬送装置(図7に示す搬送装置)を適用してもよい。
本発明者らの知見によると、前記位置zと前記位置yとの間の領域が、最も面外変形が発生しやすい領域(面外変形の起点となる領域)であり、このため本実施形態ででは、前記位置zと前記位置yとの間に上述した搬送ロールAを設ける。この搬送ロールAは複数設けることができる。
本発明では、鋼帯Sの面外変形を抑えるだけでよいため、磁石Bによる鋼帯の吸引力は、ピンチロール圧下力の1/5以下(好ましく1/10以下)程度でよい。磁石Bによる鋼帯の吸引力が大き過ぎると、却って鋼帯に無用な変形を生じさせるおそれが出てくる。
2 サイドガイド
3 ピンチロール
4 コイラー
5,5R,5S,5T 搬送ロール
6,6E ガイドロール
7 ロール体支持軸
8 軸受
9 エプロンガイド
10 空間部
30a 上ロール
30b 下ロール
70L,70R 軸部
A 搬送ロール
B 磁石
aL,aR ロール体
Pc パスライン中心
RcL,RcR ロール軸線
x,y,z 位置
Claims (8)
- 複数の搬送ロールからなるローラテーブルを備えた金属帯の搬送設備において、
少なくとも1つの搬送ロール(A)が、パスライン中心に対して左右対称に配される1対のロール体(aL),(aR)からなり、両ロール体(aL),(aR)の軸線は、ローラテーブル幅方向に対して、パスライン中心寄りの端部側がライン上流側に向かって傾斜し、
両ロール体(aL),(aR)を回転自在に支持する支持軸のうち、ロール体内側に位置する支持軸部分に磁石(B)を設けたことを特徴とする金属帯の搬送設備。 - 複数の搬送ロールからなるローラテーブルを備えた金属帯の搬送設備において、
少なくとも1つの搬送ロール(A)が、パスライン中心に対して左右対称に配される1対のロール体(aL),(aR)からなり、両ロール体(aL),(aR)の軸線は、ローラテーブル幅方向に対して、パスライン中心寄りの端部側がライン上流側に向かって傾斜し、
両ロール体(aL),(aR)の軸線がローラテーブル幅方向に対して傾斜することにより、両ロール体(aL),(aR)間に形成される平面谷状の空間部に磁石(B)を配置したことを特徴とする金属帯の搬送設備。 - 搬送ロール(A)の下流側に隣接して配置される搬送ロールが、ローラテーブル幅方向に沿った単一のロール体からなることを特徴とする請求項1または2に記載の金属帯の搬送設備。
- ライン下流側に、ピンチロールとコイラーをこの順に備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の金属帯の搬送設備。
- サイドガイドを備えた金属帯の搬送設備において、前記サイドガイドのうちで金属帯を拘束することができる最下流側の位置をx、該位置xとピンチロール圧下点との中間点の位置をy、前記位置xと前記位置yまでの距離をL、前記位置xからライン上流側に距離Lだけ離れたサイドガイド内の位置をzとしたとき、
前記位置zと前記位置yとの間に搬送ロール(A)を設けることを特徴とする請求項4に記載の金属帯の搬送設備。 - 位置xよりも上流側1本目の搬送ロール、位置xよりも下流側1本目の搬送ロール、位置xよりも下流側2本目の搬送ロール、の中から選ばれる少なくとも1つの搬送ロールを、搬送ロール(A)とすることを特徴とする請求項5に記載の金属帯の搬送設備。
- 位置xに最も近い搬送ロールを搬送ロール(A)とすることを特徴とする請求項5に記載の金属帯の搬送設備。
- 磁石(B)による金属帯の吸引力が、ピンチロール圧下力の1/5以下であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の金属帯の搬送設備。
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