JP2014073512A - 鋼帯供給装置及び鋼帯供給方法 - Google Patents

Abstract

【課題】所望の長さや数のツナギ材を予め用意する必要がなく、ツナギ材の長さや数を臨機応変に設定することができる鋼帯供給装置及び鋼帯供給方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る鋼帯供給装置は、炭素当量が０．６％以上の高炭素鋼帯のコイルが装入され、高炭素鋼帯を連続的に払い出す第１のペイオフリールと、高炭素鋼帯よりも炭素当量の少ない低炭素鋼帯のコイルが装入され、低炭素鋼帯を連続的に払い出す第２のペイオフリールと、第１のペイオフリールから払い出された高炭素鋼帯の端部に、第２のペイオフリールから払い出された低炭素鋼帯の端部を接続するウェルダーを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、連続処理設備に鋼帯を供給する鋼帯供給装置及び鋼帯供給方法に関する。

酸洗ライン等の圧延後の鋼帯の処理設備としては、バッチ式ラインと連続式ラインがある。近代的な処理設備では、作業効率の高い連続式ラインが採用されている。酸洗ラインをはじめとする各種の連続処理設備では、入側にコイルの払い出しを行うペイオフリールが設置されている。ペイオフリールは、装入された圧延後のコイルを巻き出すことで、連続処理設備に鋼帯を連続的に払い出している。ペイオフリールに装入されるコイルの長さは、８００ｍ程度の長さしかない。そのため、連続処理設備に連続して鋼帯を供給するためには、先行コイルの後端と、後行コイルの先端を溶接する必要がある。

ここで、炭素当量が０．６％を超える高炭素鋼板（ＪＩＳ：ＳＫ４、ＳＫ５等）は、近年需要が高まってきているが、溶接が難しい材料として知られており、「難溶接材」と呼ばれている。そのため、高炭素鋼板を連続式ラインに通板するために、溶接し易い軟鋼材をツナギ材（リーダー材）として用い、溶接の難しい高炭素鋼板に接続する技術が知られている。

特許文献１には、連続焼鈍に際し、被焼鈍材の後端にリーダー材を溶接して取り付けておき、被焼鈍材の後端の焼鈍が終わった後に、リーダー材を切り離すことが開示されている。

特許文献２には、圧延ラインや焼鈍ラインに通板される金属帯の長手方向の両端部に接続される補助帯を再生する設備が開示されている。

特許文献３には、リバース圧延前のストリップの先端又は後端に一体に取り付けられるリーダー材を、ストリップの圧延完了後の工程において切り離す技術が開示されている。

特許文献４には、熱間仕上圧延ステンレス鋼帯の先端部及び後端部に、製品部分の板厚保よりも５〜３５％薄肉の圧延部分を、リーダー材に代えて設けることが開示されている。

特開平１１−１２６９６号公報 特開平９−２５３７４８号公報 特開平１０−１２８４１１号公報 特開２００８−２９６２６８号公報

しかしながら、特許文献１乃至４に開示された技術では、高炭素鋼帯を繋ぐツナギ材を予め用意しなければならならず、ツナギ材の長さや数を臨機応変に設定することができない。

本発明は、上記のような問題に対しなされたものであり、以下のような特徴を有している。
［１］炭素当量が０．６％以上の高炭素鋼帯のコイルが装入され、前記高炭素鋼帯を連続的に払い出す第１のペイオフリールと、
前記高炭素鋼帯よりも炭素当量の少ない低炭素鋼帯のコイルが装入され、前記低炭素鋼帯を連続的に払い出す第２のペイオフリールと、
前記第１のペイオフリールから払い出された前記高炭素鋼帯の端部に、前記第２のペイオフリールから払い出された前記低炭素鋼帯の端部を接続するウェルダーとを備え、
前記高炭素鋼帯と前記低炭素鋼帯が接続された鋼帯を連続的に連続処理設備に供給する鋼帯供給装置。
［２］前記第２ペイオフリールから払い出される前記低炭素鋼帯を切断する切断装置を更に備え、
前記切断装置は、１つ分の前記低炭素鋼帯のコイルを、製品となる部分、若しくは、前記高炭素鋼帯のツナギ材として使用する部分に切断し、
前記ウェルダーは、前記高炭素鋼帯の端部と、前記切断装置により切断された前記低炭素鋼帯の製品となる部分又はツナギ材として使用する部分の端部を接続することを特徴とする［１］に記載の鋼帯供給装置。
［３］切断された前記低炭素鋼帯の識別情報と溶接に関する情報が対応付けられて管理されていることを特徴とする［１］又は［２］に記載の鋼帯供給装置。
［４］炭素当量が０．６％以上の高炭素鋼帯を第１ペイオフリールから連続的に払い出し、
前記高炭素鋼帯よりも炭素当量の少ない低炭素鋼帯を第２ペイオフリールから連続的に払い出し、
払い出された前記高炭素鋼帯の端部と、払い出された前記低炭素鋼帯の端部を接続し、前記高炭素鋼帯と前記低炭素鋼帯が接続された鋼帯を連続的に連続処理設備に供給することを特徴とする鋼帯供給方法。
［５］１つ分の前記低炭素鋼帯のコイルを、製品となる部分、若しくは、前記高炭素鋼帯のツナギ材として使用する部分に切断し、
前記高炭素鋼帯の端部と、切断された前記低炭素鋼帯の製品となる部分又はツナギ材として使用する部分の端部を接続し、接続した鋼帯を連続的に前記連続処理設備に供給することを特徴とする［４］に記載の鋼帯供給方法。
［６］切断された前記低炭素鋼帯の識別情報と溶接に関する情報が対応付けられて管理されていることを特徴とする［４］又は［５］に記載の鋼帯供給方法。

本発明によれば、所望の長さや数のツナギ材を予め用意する必要がなく、ツナギ材の長さや数を臨機応変に設定することができる。

本発明の実施の形態に係る鋼帯供給装置の構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係る鋼帯供給装置の動作を示す図である。 本発明の実施の形態に係る鋼帯供給装置の動作を示す図である。 本発明の鋼帯供給装置によって接続された鋼帯を示す図である。

以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る鋼帯供給装置の構成を示す図である。この鋼帯供給装置は、第１ペイオフリール１１、第１シャー１２、第２ペイオフリール２１、第２シャー２２、ウェルダー１３を備えている。

第１ペイオフリール１１は、炭素当量が０．６％以上の高炭素鋼帯のコイルが装入され、この高炭素鋼帯を連続的に払い出す。鋼帯は、炭素当量０．６％以上では、溶接しにくく、溶接しても破断が起こりやすいといった性質がある。特に、炭素当量が０．８％以上の鋼帯では、溶接しにくく、破断しやすい。なお、図１では、高炭素鋼帯のコイルを「高炭」と省略して示している。第１シャー１２は、第１ペイオフリール１１の出側に配され、第１ペイオフリール１１から払い出される高炭素鋼帯のコイルの先端及び後端の不良部分を切断する。第１ペイオフリール１１から払い出される高炭素鋼帯は製品となるため、基本的には、１本の高炭素鋼帯のコイルは、端部を除いて切断されずに払い出される。なお、以下の説明では、「端部」は、コイルの長手方向の両端部を示すものとする。

また、炭素当量C_eqについては、以下の式により求めることができる。なお、以下の式において、［Ｃ］、［Ｍｎ］、［Ｓｉ］、［Ｎｉ］、［Ｃｒ］は、各元素の含有量（質量％）である。

第２ペイオフリール２１は、低炭素鋼帯のコイルが装入され、この低炭素鋼帯を連続的に払い出す。低炭素鋼帯は、上述の高炭素鋼帯よりも炭素当量が少ない鋼帯である。具体的には、炭素当量が０．２％までの鋼帯を用いることができる。例えば、低炭素鋼帯としては、一般的な軟鋼材を利用することができる。なお、図１では、低炭素鋼帯のコイルを、軟鋼材とし、「ツナギ（軟鋼）」と省略して示している。

第２シャー２２は、第２ペイオフリール２１の出側に配され、第２ペイオフリール２１から払い出される低炭素鋼帯のコイルの先端及び後端の不良部分を切断すると共に、１本の低炭素鋼帯のコイルを適当な長さに分断する。第２ペイオフリール２１に装入される１本分の低炭素鋼帯のコイルは、第２シャー２２により適切な長さに切断され、製品となる部分と、高炭素鋼帯のツナギ材として使用する部分となる。

ウェルダー１３は、第１ペイオフリール１１から払い出された高炭素鋼帯の端部に、第２ペイオフリール２１から払い出された低炭素鋼帯の端部を接続する。具体的には、ウェルダー１３は、高炭素鋼帯の長手方向の端部と、低炭素鋼帯の製品となる部分又はリーダー材として使用する部分の長手方向の端部を接続する。ウェルダー１３により接続された高炭素鋼帯と低炭素鋼帯からなる鋼帯は、連続的に下流の連続処理設備に供給される。

ウェルダー１３と第１ブライドルロール１５の間の溶接検査位置１４では、ウェルダー１３による溶接の良否が検出されている。また、第１ブライドルロール１５の下流には、図示しない酸洗処理設備等の鋼帯の連続処理設備が設置されている。

また、第１ペイオフリール１１、第１シャー１２、第２ペイオフリール２１、第２シャー２２、ウェルダー１３の各種の動作は、図示しない制御装置により制御されている。

なお、制御装置では、低炭素鋼帯のツナギ材毎に、親コイル（ツナギ材を切り出す前のコイル）の識別情報と、ツナギ材の識別情報が対応付けられており、後工程においても、材質、溶接に関する情報等を取得することができる。なお、溶接に関する情報とは、接続したツナギ材の長さや、ツナギ材が接続された位置等に関する情報である。

次に、このように構成された鋼帯供給装置の動作について説明する。図２は、本発明の実施の形態に係る鋼帯供給装置の動作を示す図である。制御装置は、第１ペイオフリール１１、第１シャー１２、第２ペイオフリール２１、第２シャー２２、ウェルダー１３を制御することで、第２ペイオフリール２１から払い出される低炭素鋼帯を任意の長さに切断し、図２に示すように、低炭素鋼帯のコイルを製品として利用するか、図３に示すように、低炭素鋼帯のコイルを高炭素鋼帯のツナギ材として利用するかを適宜選択している。なお、図２及び３では、実線で示す鋼帯が高炭素鋼帯を示し、点線で示す鋼帯が低炭素鋼帯を示している。

図２は、１本の高炭素鋼帯のコイルに対し、１本の低炭素鋼帯のコイルを接続する場合を示している。換言すれば、図２では、１本の低炭素鋼帯のコイルがすべて製品となる。

はじめに、図２（ａ）に示すように、第１ペイオフリール１１から高炭素鋼帯の払い出しを行い、高炭素鋼帯の先端の不良部分を第１シャー１２により切断する。そして、ウェルダー１３により、高炭素鋼帯の不良部分が切断された後の先端と、先行しているブライドルロールに通板されている低炭素鋼帯の後端とを溶接により接続する。そして、高炭素鋼帯のコイル１本分をすべて払い出す。その後、高炭素鋼帯の後端の不良部分を第１シャー１２により切断する。

次に、図２（ｂ）に示すように、第２ペイオフリール２１に低炭素鋼帯を挿入し、低炭素鋼帯の払い出しを行い、低炭素鋼帯の先端の不良部分を第２シャー２２により切断する。そして、ウェルダー１３により、低炭素鋼帯の不良部分が切断された後の先端と、先行している高炭素鋼帯の後端とを溶接により接続する。

図２（ｃ）に示すように、低炭素鋼帯のコイルをすべて払い出し、低炭素鋼帯の後端の不良部分を第２シャー２２により切断する。そして、新たな高炭素鋼帯のコイルを第１ペイオフリール１１から払い出し、図２（ａ）の作業に戻る。これにより、１本の高炭素鋼帯のコイルに対し、１本の低炭素鋼帯のコイルを接続する。この低炭素鋼帯は、高炭素鋼帯と同様に製品となる。

図３は、本発明の実施の形態に係る鋼帯供給装置の動作を示す図である。図３では、１本の低炭素鋼帯のコイルからツナギ材を切り出し、２本以上の高炭素鋼帯のコイルを接続する場合を示している。

図３（ａ）に示すように、第１ペイオフリール１１から高炭素鋼帯の払い出しを行い、高炭素鋼帯の先端の不良部分を第１シャー１２により切断する。そして、ウェルダー１３により、高炭素鋼帯の不良部分が切断された後の先端と、先行しているブライドルロールに通板されている低炭素鋼帯の後端とを溶接により接続する。その後、先端が低炭素鋼帯に接続された高炭素鋼帯をコイル１本分払い出す。そして、高炭素鋼帯の後端の不良部分を、第１シャー１２により切断する。

図３（ｂ）に示すように、第２ペイオフリール２１から低炭素鋼帯を払い出し、第２シャー２２により低炭素鋼帯の先端の不良部分を切断する。そして、ウェルダー１３により、先行する高炭素鋼帯の後端と、不良部分が切断された低炭素鋼帯の先端とを溶接により接続する。

図３（ｃ）に示すように、高炭素鋼帯と低炭素鋼帯が接続された状態で、第２ペイオフリール２１によって低炭素鋼帯を巻き戻す。巻き戻す位置は、低炭素鋼帯の先端から第２シャー２２により切断する位置までの長さが、ツナギ材の長さとなるように巻き戻す。そして、巻き戻した低炭素鋼帯を、第２シャー２２により切断する。その後、切断した低炭素鋼帯の後端がウェルダー１３の位置まで来るまで、高炭素鋼帯と低炭素鋼帯が接続された鋼帯を前進させる。

図３（ｄ）に示すように、第１ペイオフリール１１から次の高炭素鋼帯のコイルを払い出し、この高炭素鋼帯の先端の不良部分を第１シャー１２により切断する。そして、高炭素鋼帯の先端を、ウェルダー１３の位置に来るまで前進させる。

図３（ｅ）に示すように、ウェルダー１３により、ツナギ材の後端と高炭素鋼帯の先端とを溶接により接合する。これにより、２本以上の高炭素鋼帯のコイルを、低炭素鋼帯のツナギ材によって接続することができる。

なお、ツナギ材の長さは、図示しない制御装置により任意の長さに設定することができる。制御装置は、必要な高炭素鋼帯の生産等の要求に応じて、図２のように低炭素鋼帯のコイルの一部を製品として利用するか、図３に示すように低炭素鋼帯のコイルの一部をツナギ材として利用するかを任意に選択することができる。

なお、図２のように、１本のコイルを、1つのツナギ材として使用する場合は、先端及び後端の不良部分を第２シャー２２により切断するが、図３のように、１本のコイルから複数のツナギ材を切り出す場合には、１本のコイルの先端、後端は不良部分としてカットするが、先端と後端の間で複数回切断される部分については不良部分がないので、不良部分としての切断は行わない。

図４は、本発明の鋼帯供給装置によって接続された鋼帯を示す図である。上述のように、制御装置は、任意の長さに低炭素鋼帯を切断し、高炭素鋼帯に接続することができる。そのため、図４（ａ）に示すように、例えば、３本の高炭素鋼帯のコイルの間に、低炭素鋼帯のツナギ材を接続し、３本目の高炭素鋼帯のコイルの後に、ツナギ材を切り出した後に残った低炭素鋼帯のコイルを接続し、この低炭素鋼帯の部分を製品とすることができる。

また、図４（ｂ）に示すように、低炭素鋼帯のコイルをすべてツナギ材として使用し、高炭素鋼帯の間に接続するようにすることもできる。

次に、このように構成された鋼帯供給装置の効果について説明する。本実施の形態に係る鋼帯供給装置及び鋼帯供給方法では、炭素当量が０．６％以上の高炭素鋼帯のコイルに、溶接しやすい低炭素鋼帯を接続することで、溶接部分で破断しにくい鋼帯を、連続的に下流の連続処理設備に供給することができる。特に、炭素当量が０．８％以上の鋼帯では、溶接が難しいため、本実施の形態の効果が大きい。

また、本実施の形態に係る鋼帯供給装置及び鋼帯供給方法によれば、第２ペイオフリール２１に低炭素鋼帯のコイルを装入し、任意の長さに切断して高炭素鋼帯に接続することで、従来のように、ツナギ材を予め用意する必要がない。

また、低炭素鋼帯のツナギ材の長さを任意に調整することができるため、高炭素鋼帯の本数に応じて、臨機応変にツナギ材の数や長さを調整することができる。例えば、高炭素鋼帯の先端又は後端にツナギ材をＸｍ接続して欲しいといった下工程の要求がある場合も、簡単に下工程の要求を満たすことができる。具体的には、下工程においては、高炭素鋼帯の先端及び後端をグリップして圧延作業等を行う場合があり、高炭素鋼帯の先端及び後端にグリップの痕がついてしまっていたが、本実施の形態を適用すれば、高炭素鋼帯の先端及び後端に所望の長さのツナギ材を接続することができるので、グリップする位置に所望の長さの低炭素鋼帯を接続すれば、製品となる高炭素鋼帯のロスが少なくて済む。

なお、２つのペイオフリールを有する連続処理設備であれば、制御装置の制御プログラムを変更すれば、設備を変更することなく、本発明を適用することができる。

なお、本発明は、上記の実施の形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の設計変更を実施することができる。

１１ 第１ペイオフリール
１２ 第１シャー
１３ ウェルダー
１４ 溶接検査位置
１５ 第１ブライドルロール
２１ 第２ペイオフリール
２２ 第２シャー

Claims (6)

1. 炭素当量が０．６％以上の高炭素鋼帯のコイルが装入され、前記高炭素鋼帯を連続的に払い出す第１のペイオフリールと、
   前記高炭素鋼帯よりも炭素当量の少ない低炭素鋼帯のコイルが装入され、前記低炭素鋼帯を連続的に払い出す第２のペイオフリールと、
   前記第１のペイオフリールから払い出された前記高炭素鋼帯の端部に、前記第２のペイオフリールから払い出された前記低炭素鋼帯の端部を接続するウェルダーとを備え、
   前記高炭素鋼帯と前記低炭素鋼帯が接続された鋼帯を連続的に連続処理設備に供給することを特徴とする鋼帯供給装置。
2. 前記第２ペイオフリールから払い出される前記低炭素鋼帯を切断する切断装置を更に備え、
   前記切断装置は、１つ分の前記低炭素鋼帯のコイルを、製品となる部分、若しくは、前記高炭素鋼帯のツナギ材として使用する部分に切断し、
   前記ウェルダーは、前記高炭素鋼帯の端部と、前記切断装置により分割された前記低炭素鋼帯の製品となる部分又はツナギ材として使用する部分の端部を接続することを特徴とする請求項１に記載の鋼帯供給装置。
3. 切断された前記低炭素鋼帯の識別情報と溶接に関する情報が対応付けられて管理されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の鋼帯供給装置。
4. 炭素当量が０．６％以上の高炭素鋼帯を第１ペイオフリールから連続的に払い出し、
   前記高炭素鋼帯よりも炭素当量の少ない低炭素鋼帯を第２ペイオフリールから連続的に払い出し、
   払い出された前記高炭素鋼帯の端部と、払い出された前記低炭素鋼帯の端部を接続し、前記高炭素鋼帯と前記低炭素鋼帯が接続された鋼帯を連続的に連続処理設備に供給することを特徴とする鋼帯供給方法。
5. １つ分の前記低炭素鋼帯のコイルを、製品となる部分、若しくは、前記高炭素鋼帯のツナギ材として使用する部分に切断し、
   前記高炭素鋼帯の端部と、切断された前記低炭素鋼帯の製品となる部分又はツナギ材として使用する部分の端部を接続し、接続した鋼帯を連続的に前記連続処理設備に供給することを特徴とする請求項４に記載の鋼帯供給方法。
6. 切断された前記低炭素鋼帯の識別情報と溶接に関する情報が対応付けられて管理されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の鋼帯供給方法。

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