JP2013136083A

JP2013136083A - アンコイラー

Info

Publication number: JP2013136083A
Application number: JP2011289144A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Morimoto; 和浩森本
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2011-12-28
Filing date: 2011-12-28
Publication date: 2013-07-11
Anticipated expiration: 2031-12-28
Also published as: JP5867078B2

Abstract

【課題】散水環境下で、かつ酸化スケールが飛散する環境下でも、リンク部材の摩耗を低減し、設備寿命を延ばすことができるアンコイラーを提供する。
【解決手段】アンコイラー１は、帯状の鋼板をコイル状に巻回してなるコイル体５０を着脱する縮径状態とコイル体５０を保持する拡径状態とに切替可能なコイル体保持部１０と、コイル体保持部１０に貫通する回転軸２０と、コイル体保持部１０を拡縮するリンク部材３０とを有する。そして、リンク部材３０を構成する第１部材（リンクピン３１）の材料と第２部材（リンク板３２）の材料との組合せが、ステンレス鋼材とＣｕ系合金との組合せである。
【選択図】図１

Description

本発明は、帯状の鋼板を巻き取ってなるコイル体から前記鋼板を繰り出すアンコイラーに関し、特に、リンク機構を備えたアンコイラーに関する。

従来より、コイル体保持部に保持したコイル体を外周側から解きほぐし、所定長さずつ間欠的にプレス機械等に供給するアンコイラーが実用に供されている。このアンコイラーは、その径が拡大及び縮小できる構造となっている。すなわち、この種のアンコイラーは、コイル体を着脱する縮径状態と前記コイル体を保持する拡径状態とに切替可能なコイル体保持部と、該コイル体保持部に貫通する回転軸と、前記コイル体保持部と回転軸とを連結し、前記コイル体保持部を拡縮するリンク部材とを有する。そして、前記リンク部材によって前記コイル体保持部を拡大して所定の長さまで鋼板を巻き取った後、前記コイル体保持部を縮小して、該コイル体保持部とコイル体との間に隙間を設けることによって、鋼板をコイル体保持部（アンコイラー）から抜き取ることができる。

ここで、この種のアンコイラーにおいては、前記リンク部材は摺動部材として機能している。このような摺動部材の耐摩耗性、耐焼付性、及び潤滑性を重視した材料の組合せについては、特許文献１に記載がある。
この特許文献１によれば、互いに摺動する第１部材と第２部材からなる摺動部材の組合せとして、前記第１部材（例えば、ピストンリング）が、ＣｒＮ皮膜またはＴｉＮ皮膜を摺動面に有し、前記第２部材（例えば、シリンダライナ）が、重量％でＣ０．２５〜２．２％、Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｖの一種または二種以上を０．６〜９．０％含む鋼からなり、前記摺動面の硬度をＨＶ３３０〜６５０であることが記載されている。

特開平７−１９７８５０号公報

しかしながら、特許文献１に記載された材料の組合せ、特に、耐摩耗性・耐焼付性・潤滑性を重視した材料の組合せを、従来のアンコイラーのリンク部材の材料として採用するには、検討の余地があった。具体的には、耐摩耗性・耐焼付性・潤滑性を重視した材料の組合せを、散水環境下で、かつ酸化スケールが飛散する環境下で使用される従来のアンコイラーに適用した場合、摺動部材の表面が腐食し、表面粗度が劣化することによって、スケールによる摺動部材の表面の摩耗が増長され、設備寿命が短くなることがあった。
そこで、本発明は上記の問題点に着目してなされたものであり、その目的は、散水環境下で、かつ酸化スケールが飛散する環境下でも、リンク部材の摩耗を低減し、設備寿命を延ばすことができるアンコイラーを提供することにある。

上記課題を解決するための本発明の請求項１に係るアンコイラーは、帯状の鋼板をコイル状に巻回してなるコイル体を着脱する縮径状態と前記コイル体を保持する拡径状態とに切替可能なコイル体保持部と、該コイル体保持部に貫通する回転軸と、前記コイル体保持部と回転軸とを連結し、前記コイル体保持部を拡縮するリンク部材とを有するアンコイラーであって、
前記リンク部材を構成する第１部材の材料と第２部材の材料との組合せが、ステンレス鋼とＣｕ系合金との組合せであることを特徴としている。

また、上記アンコイラーにおいては、前記第１部材の材料が、ＳＵＳ３０４又はＳＵＳ６３０であり、前記第２部材の材料が、２５％Ｚｎ−６％Ａｌ−３％Ｆｅ−３％Ｍｇ−Ｃｕ合金であることが好ましい。
また、上記アンコイラーにおいては、前記第１部材がリンクピンであり、前記第２部材がリンク板であることが好ましい。

本発明によれば、散水環境下で、かつ酸化スケールが飛散する環境下でも、リンク部材の摩耗を低減し、設備寿命を延ばすことができるアンコイラーを提供することができる。

本発明に係るアンコイラーの一実施形態における構成を示す図であり、（ａ）は縮径時のアンコイラーの正面図、（ｂ）は縮径時のアンコイラーの軸方向に沿う断面図、（ｃ）は拡径時のアンコイラーの正面図、（ｄ）は拡径時のアンコイラーの軸方向に沿う断面図である。本発明に係るアンコイラーの一実施形態におけるリンク部材の構成を示す図であり、（ａ）はリンク部材全体を示す斜視図、（ｂ）はリンク板を示す斜視図である。本発明に係るアンコイラーの実施例における摩耗試験の概要を示す図である。本発明に係るアンコイラーの実施例における摩耗試験の結果を示すグラフである。

以下、本発明に係るアンコイラーの一実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態のアンコイラーの構成を示す図であり、（ａ）は縮径時のアンコイラーの正面図、（ｂ）は縮径時のアンコイラーの軸方向に沿う断面図、（ｃ）は拡径時のアンコイラーの正面図、（ｄ）は拡径時のアンコイラーの軸方向に沿う断面図である。また、図２は、本実施形態のアンコイラーにおけるリンク部材の構成を示す図であり、（ａ）はリンク部材全体を示す斜視図、（ｂ）はリンク板を示す斜視図である。

（アンコイラーの構成）
図１及び図２に示すように、本実施形態のアンコイラー１は、コイル体保持部１０と、回転軸２０と、リンク部材３０とを有する。
＜コイル体保持部＞
コイル体保持部１０は、図１に示すように、帯状の鋼板をコイル状に巻回してなるコイル体５０を着脱する縮径状態と、コイル体を保持する拡径状態とに切替可能に構成される。具体的には、コイル体保持部１０は、貫通した筒体を円周方向に複数（例えば、４つ）に分割した形状をなすセグメント１０ａによって構成されている。これら複数のセグメント１０ａは中空構造をなすように配置され、各セグメント１０ａの内面側に形成される貫通孔１１には回転軸２０が貫通して配置される。

＜回転軸＞
回転軸２０は、図１に示すように、筒形状のコイル体保持部１０の貫通孔１１に貫通する長尺形状をなす部材である。具体的には、主軸２１と、主軸２１の外周に連結された筒体２２と、筒体２２の外周に周方向に複数（例えば、９０°毎に４つ）設けられた径方向に突出するブラケット２３とを有する。筒体２２の軸方向の一端には、セグメント１０ａの軸方向の動きを制限するストッパー部材２４が設けられる。なお、図１（ａ），（ｃ）においては、ストッパー部材を図示していない。

＜リンク部材＞
リンク部材３０は、コイル体保持部１０と回転軸２０とを連結し、コイル体保持部２０を拡縮する部材である。具体的には、図１及び図２に示すように、リンク部材３０は、リンクピン３１と、リンク板３２とを有してなり、リンク板３２に形成された２つの孔部３２ａ，３２ｂにリンクピン３１がそれぞれ摺動可能に嵌入される。そして、回転軸２０のブラケット２３に、軸方向に列設された複数の孔部（図示せず）とリンク板３２の一方の孔部３２ａとをリンクピン３１が摺動可能に嵌入される。一方、コイル体保持部１０の各セグメント１０ａの内周面に形成されたブラケット（図示せず）に、軸方向に列設された複数の孔部（図示せず）とリンク板３２の他方の孔部３２ｂとをリンクピン３１が摺動可能に嵌入される。
このようにして、リンク部材３０によって回転軸２０に連結されたコイル体保持部１０は、リンクピン３１を介して摺動するリンク板３２が径方向に起立することで、回転軸２０に対して各セグメント１０ａが径方向に変位することによって、径方向に拡縮可能とされる。

［リンク部材の材料］
リンク部材３０を構成する第１部材（好ましくはリンクピン３１）の材料と第２部材（好ましくはリンク板３２）の材料との組合せが、ステンレス鋼とＣｕ系合金との組合せである。上記ステンレス鋼としては、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ６３０が挙げられる。また、上記Ｃｕ系合金としては、１０％Ａｌ−３．５％Ｆｅ−Ｃｕ合金、２５％Ｚｎ−６％Ａｌ−３％Ｆｅ−３％Ｍｇ−Ｃｕ合金が挙げられる。これらの中で、第１部材の材料は、ＳＵＳ３０４又はＳＵＳ６３０が好ましい。また、第２部材の材料は、２５％Ｚｎ−６％Ａｌ−３％Ｆｅ−３％Ｍｇ−Ｃｕ合金が好ましい。

ここで、従来のリンク機構を持つアンコイラーのうち、熱延コイルを保持するアンコイラーにおいては、熱延コイルの表面の酸化鉄スケールが、リンク部材の摺動部分（リンクピン及びリンク板の孔部における摺動面）に侵入し、酸化鉄スケールが摺動部材の表面を削ることが問題となっていた。また、リンク部材の摺動部分の表面が腐食し、リンクピン又はリンク板の表面粗度が粗くなると、リンク部材の摺動部分の摩耗がより促進されるが、熱延コイルを保持するアンコイラーは散水環境下に設置されることが多く、リンク部材は腐食しやすい状態にある。

そこで、本実施形態では、リンク部材を構成するリンクピン及びリンク板の材料に、耐腐食性に優れ、かつ耐摩耗性・耐焼付性・潤滑性に優れた材料を採用することにより、設備寿命を延ばすことができるようにした。
例えば、リンクピンの材料として、ＳＵＳ３０４やＳＵＳ６３０を採用し、リンク板の材料として、Ｃｕ系合金、例えば、２５％Ｚｎ−６％Ａｌ−３％Ｆｅ−３％Ｍｇ−Ｃｕを採用することにより、設備寿命を延ばすことができる。

以下、本発明に係るアンコイラーの実施例について図面を参照して説明する。
本実施例では、第１部材と第２部材とを用いた摩耗試験によって、リンク部材の摩耗を評価する。
［摩擦試験］
図３は、本実施例のアンコイラーの摩耗試験の概要を示す図である。本実施例の摩擦試験は、図３に示すように、摩耗試験機を用いて、円盤状の第１部材６１を回転させ、直方体形状の第２部材６２に押し付ける。
第１部材６１と第２部材６２の摺動面には、酸化スケールとグリスを混合したものを充填し、第２部材６２の摩耗量の測定を行った。この摩耗量は、第２部材６２の表面（第１部材６１が摺動する面）６２ａから、摩耗した第２部材６２の凹部６２ｂの底部までの距離ｄとした。

このようにして、第１部材６１と第２部材６２との摩擦試験を行った。試験条件は、荷重（Ｆ）：１００ｋｇｆ、回転数：１００ｒｐｍ、時間：６分である。摩擦試験に用いた第１部材の材料及び表面硬度を表１に示し、摩擦試験に用いた第２部材の材料及び表面硬度を表２に示す。摩擦試験の結果を表３に示す。また、表３の結果をグラフとしたものが図４である。

表３及び図４において、第１部材Ａ_３は新品のリンクピンを用い、第１部材Ａ_４はオンラインされた後の使用済みのリンクピンを用いた。これら第１部材Ａ_３と第１部材Ａ_４との表面粗度の変化からわかるように、散水環境下、かつ酸化スケールが飛散する環境下で劣化していることがわかる。本実施例においては、第１部材Ａ_３を用いた参考例１及び参考例２も表３に示した。

一方、第１部材Ａ_１及び第１部材Ａ_２は、ステンレス鋼からなるため、これらを用いた実施例１〜４は、散水環境下、かつ酸化スケールが飛散する環境下でも腐食せず、表面粗度が維持されていることがわかる。
また、表３及び図４の結果から、第１部材の表面粗度が低いと第２部材の摩耗は抑制され、第１部材の表面粗度が高いと第２部材の摩耗が進行することがわかる。

さらに、第１部材に表面粗度が劣化しない（腐食しない）材質を用いた実施例１〜４は、第１部材が腐食していた比較例１及び比較例２に比べて、第２部材の摩耗量が摺動部分の摩耗量を３０〜９０％低減することがわかる。特に、リンクピンの材料にＳＵＳ６３０を採用し、リンク板の材料に１０％Ａｌ−３．５％Ｆｅ−Ｃｕ合金を採用した実施例１は、比較例１に対して、リンク部材の摩耗を９０％低減し、結果として設備寿命を１年長寿命化することができるようになった。
以上説明したように、本発明のアンコイラーは、リンク部材の材料として、耐摩耗性、耐焼付性、及び潤滑性に加えて、耐腐食性に優れた材料を採用したことにより、リンク部材の摺動部分の摩耗量を低減でき、設備寿命を増加させることができる。

１アンコイラー
１０コイル体保持部
２０回転軸
３０リンク部材
３１リンクピン
３２リンク板
５０コイル体
６１第１部材
６２第２部材

Claims

帯状の鋼板をコイル状に巻回してなるコイル体を着脱する縮径状態と前記コイル体を保持する拡径状態とに切替可能なコイル体保持部と、該コイル体保持部に貫通する回転軸と、前記コイル体保持部と回転軸とを連結し、前記コイル体保持部を拡縮するリンク部材とを有するアンコイラーであって、
前記リンク部材を構成する第１部材の材料と第２部材の材料との組合せが、ステンレス鋼とＣｕ系合金との組合せであることを特徴とするアンコイラー。
前記第１部材の材料が、ＳＵＳ３０４又はＳＵＳ６３０であり、前記第２部材の材料が、２５％Ｚｎ−６％Ａｌ−３％Ｆｅ−３％Ｍｇ−Ｃｕ合金であることを特徴とする請求項１に記載のアンコイラー。
前記第１部材がリンクピンであり、前記第２部材がリンク板であることを特徴とする請求項２に記載のアンコイラー。