JP2015174089A - 条鋼線材の搬送方法 - Google Patents

Abstract

【課題】条鋼線材の圧延ラインの搬送部における螺旋状に載置された条鋼線材のリングピッチを一定にし、集積装置においてコイル状とされた条鋼線材の荷姿不良を可及的に抑制する。【解決手段】本発明の条鋼線材Ｗの搬送方法は、条鋼線材Ｗの圧延ライン１に設けられて、レイングヘッド６にて螺旋状に巻き取られた条鋼線材Ｗが搬送される搬送部に関し、搬送部に備えられた搬送装置８を複数のセクションに分割すると共に、分割されたセクションを個別駆動可能としておき、搬送装置８の各セクションの搬送速度を個別に制御しつつ、条鋼線材Ｗの圧延を行い、圧延された条鋼線材Ｗを下流側へ搬送する。【選択図】図２

Description

本発明は、条鋼線材の圧延ラインにおける条鋼線材の搬送方法であって、特に、レイングヘッド（巻き取り機）で巻き取られた条鋼線材を搬送する搬送部において、条鋼線材の搬送姿勢を矯正する方法に関する。

従来より、ビレット等の鋳片を連続圧延して条鋼線材を製造する圧延ラインには、上流側から、加熱炉、粗圧延機、仕上げ圧延機、レイングヘッド（巻き取り機）、搬送部、集積装置が順番に配設されている。鋳片は、加熱炉で加熱され、連続的に圧延を施された後、条鋼線材となる。その後、条鋼線材は、レイングヘッドにて螺旋状とされ、搬送部により下流側へ搬送され、集積装置にて上下方向を向く軸心回り（縦向き）にコイル状に巻き取られる。

この集積装置で巻き取られたコイル線材に関しては、巻き取りピッチが一定でない等の荷姿不良が発生することがある。この荷姿不良の原因の一つとして、搬送部において螺旋状とされた条鋼線材の線間ピッチ（以降、リングピッチと呼ぶこともある）が一定でないことが挙げられる。リングピッチは、圧延張力やレイングヘッドの振動などの影響を受けやすく、特に、多系列圧延においては、当該系列以外からの影響を受けるため、圧延後のリングピッチが不均一になりやすい。

例えば、４系列で圧延している際に４列におけるいずれかの圧延スタンドで熱鋼が抜ける場合、圧延荷重変動によって１〜３系列の熱鋼断面寸法が変動するために線速が変化し、各列に備えられたレイングヘッドの放出力が変化することとなる。このような状況下では、搬送部でのリングピッチの不均一が著しいものとなる。
そのため、外乱が多くリング姿勢が不均一になりやすい多系列圧延においてリング姿勢の均一化が望まれている。

このような不都合を解消するための技術として、特許文献１に開示されたものがある。
特許文献１は、圧延後に螺旋状に展開された線材リングをコンベア上に平置きして搬送する線材リング搬送装置であって、前記コンベアの上方に前記コンベアの搬送方向と直交して配設された回転軸と、前記回転軸に挿通固定され前記コンベア上を搬送される前記線材リングを上方から押圧する１以上の押え円板と、前記回転軸に連結された回転軸駆動部と、を有する線材リング押え機構を備えた線材リング搬送装置を開示する。

特願２００６−３３５４９９号公報

特許文献１の技術は、リング押さえ機構を設けることで、落下姿勢を水平に保ち、コイル線材荷姿を改善するものであるが、リングピッチが不均一な場合には十分改善できないことが、現場の実績として明らかになってきている。
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、条鋼線材の圧延ラインの搬送部における螺旋状に載置された条鋼線材のリングピッチを一定にし、集積装置においてコイル状とされた条鋼線材の荷姿不良を可及的に抑制することができる条鋼線材の搬送方法を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
本発明の条鋼線材の搬送方法は、条鋼線材の圧延ラインに設けられて、レイングヘッドにて螺旋状に巻き取られた条鋼線材が搬送される搬送部に関し、前記搬送部に備えられた搬送装置を複数のセクションに分割すると共に、当該分割されたセクションを個別駆動可能としておき、前記搬送装置の各セクションの搬送速度を個別に制御しつつ、前記条鋼線材の圧延を行い、当該圧延された条鋼線材を下流側へ搬送することを特徴とする。

好ましくは、前記搬送装置上に螺旋状に載置されると共に、下流側へ搬送される前記条鋼線材のリングピッチを測定し、前記不均一なリングピッチが存在するセクションを検出し、前記検出されたセクションに隣接する前記下流側のセクションの搬送速度を変化させるとよい。
好ましくは、前記一のセクション部において、搬送速度Ｖで搬送されつつある前記螺旋状に載置された条鋼線材のピッチＰ１を計測し、前記計測された条鋼線材のピッチＰ１が所定の値より小さく密な状態になっていれば、リングピッチＰ１を測定した前記一のセクション部に隣接し且つ下流側にある前記他のセクション部の搬送速度を増速させ、前記計測された条鋼線材のピッチＰ１が所定の値より大きく疎な状態になっていれば、リングピッチＰ１を測定した前記一のセクション部に隣接し且つ下流側にある前記他のセクション部の搬送速度を減速させ、前記他のセクション部より下流側に位置する別のセクション部において、前記条鋼線材のリングピッチＰ２を測定し、測定したリングピッチＰ２が予め定めた条件内であれば、前記他のセクション部の搬送速度を元に戻すとよい。

本発明の条鋼線材の搬送方法によれば、条鋼線材の圧延ラインの搬送部における螺旋状に載置された条鋼線材のリングピッチを一定にし、集積装置においてコイル状とされた条鋼線材の荷姿不良を可及的に抑制することができる。

条鋼線材の圧延ラインの概要図である。 圧延ラインに備えられた搬送部を示した図である。 本発明に係る条鋼線材の搬送方法を示すフローチャートである。

以降、本発明の実施形態を、図面に基づき説明を行う。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の構成をその具体例のみに限定するためのものではない。従って、本発明の技術的範囲は、本実施形態の開示内容のみに限定されるものではない。
まず、本実施形態に係る条鋼線材の搬送方法が適用される圧延ラインについて、説明する。

図１は、条鋼線材Ｗを圧延する圧延ライン１の概要を示している。この圧延ライン１には、材料搬送方向の上流側から下流側に向けて順に、ビレットなどの鋳片を加熱する加熱炉２、粗圧延機３、中間列圧延機４、仕上げ圧延機５、巻き取り機６（レイングヘッド）が順番に配設されている。
また、仕上げ圧延機５からレイングヘッド６までの間には、条鋼線材Ｗを冷却する複数の冷却手段７が配備され、レイングヘッド６の出側のさらに下流側には、巻き取った条鋼線材Ｗを搬送する搬送装置８（搬送部）が設けられている。

この圧延ライン１においては、加熱炉２で加熱された鋳片は、粗圧延機３、中間列圧延機４を経ることで粗圧延され、仕上げ圧延機５を経ることで、所定の断面形状、径を有する条鋼線材Ｗに圧延成型される。圧延成型された条鋼線材Ｗは、冷却手段７で冷却された後、レイングヘッド６によりリング状に巻き取られ、搬送装置８により下流側に搬送される。

図１に示すように、搬送装置８（コンベア）の終端側には、集積装置１２が配備してあり、この集積装置１２内に搬送装置８を流れてきた条鋼線材Ｗが積載される。積載された条鋼線材Ｗは巻き回されてコイル状となっており、その軸心は上下方向を向くようになっている。すなわち、搬送装置８で螺旋状に搬送されてきた条鋼線材Ｗは、集積装置１２内に縦向きになったコイル線材として、積載される。

上記した搬送装置８では、レイングヘッド６から巻き出しされる条鋼線材Ｗの巻き出し速度と、搬送装置８の搬送速度の関係で、条鋼線材Ｗは、コンベア上でリングが連なった状態（螺旋状態）で搬送され、搬送されながら条鋼線材Ｗが冷却され、搬送装置８の終端部分で集積装置１２に落下し、コイル状に束ねられていく。
ここで、巻き出し時には圧延張力やレイングヘッド６の振動を受ける事により、搬送装置８上において、搬送方向に重なったリングの間隔（リングピッチＰ）が一定とならず、リングの重なった部分が密になったり、リングの重なった間隔が広く、粗になったりする部分が生じる。

この様な状態の条鋼線材Ｗをそのまま搬送し、集積装置１２に落下させると、集積装置１２内で良好なリング形状が保てず、コイル線材荷姿不良に至ってしまうことになる。
そこで、本願出願人らは、搬送方向のリングピッチＰに着目し、搬送装置８上で部分的に搬送速度Ｖを変えることで、リングピッチＰの均一化を図ることに想到した。
すなわち、図２に示すように、本実施形態の搬送装置８は、その長手方向（条鋼線材Ｗの移送方向）に複数のセクション部８Ａ〜８Ｅに分割されている。それぞれのセクション部８Ａ〜８Ｅは、その長手方向の両側に配備された搬送ロール９間に搬送用のコンベアベルト１０が架け渡されたコンベア式が採用されており、このコンベアベルト１０が上流側から下流側へ移送することで、コンベアベルト１０上に載置された条鋼線材Ｗが上流側から下流側へと搬送される。

なお、セクション部８Ａ〜８Ｅの駆動方式としては、ローラ式、チェーン式などの様々な搬送方式を採用することもできる。それぞれのセクション部８Ａ〜８Ｅは、その搬送速度Ｖを個別に制御可能とされている。
例えば、あるセクション部８Ａにより下流側へ移送された条鋼線材Ｗは、当該セクション部８Ａの下流側に隣接する次のセクション部８Ｂに乗り移った上で、次のセクション部８Ｂの上を上流側から下流側へ移送する。

搬送装置８は、複数（例えば、５つ）のセクション部から構成されており、最上流側に位置する第１セクション部８Ａに載置された条鋼線材Ｗは、第２セクション部８Ｂ〜第４セクション部８Ｄへと搬送され、最下流側に位置する第５セクション部８Ｅに移って、最後に集積装置１２へと搬送される。
上記した搬送装置８において、図３に示すような制御を行うことで、圧延ライン１の搬送部８におけるリングピッチＰを一定にし、集積装置１２においてコイル状とされた条鋼線材Ｗの荷姿不良を可及的に抑制することができる。

まず、図２に示すように、搬送装置８は、５つのセクション部から構成されており、上流側から２つめのセクション部（第２セクション部８Ｂ）と、上流側から４つめのセクション部（第４セクション部８Ｄ）とに、撮像手段１１（カメラ）が設置されている。
このカメラ１１は、搬送装置８により搬送されるコイル状とされた条鋼線材Ｗ（リング線材）を上方から撮像し、当業者常法の画像処理（二値化など）を行うことで、リングピッチＰを測定可能としている。このリングピッチＰは、オペレータが目視等で観察して求めるようにしてもよい。

このような装置構成の基、搬送装置８の制御を行う。
まず、搬送装置８の上方に配備されたカメラ１１で得られた画像を基に、螺旋状にある条鋼線材ＷのリングピッチＰを測定する。
例えば、図２に示すように、第２セクション部８Ｂの上方に配備されたカメラ１１Ｂで得られた画像を基に、リングピッチＰを測定する。測定した結果、不均一なリングピッチＰを検知した場合に、リングピッチＰを測定した第２セクション部８Ｂの次の第３セクション部８Ｃの搬送速度Ｖを変更し、適正な範囲に速度調整する。

例えば、第２セクション部８ＢのリングピッチＰが密になった場合には、当該第２セクション部８Ｂに続く次の第３セクション部８Ｃの搬送速度Ｖを速くする。逆に、ある第２セクション部８ＢのリングピッチＰが疎になった場合には、当該第２セクション部８Ｂに続く次の第３セクション部８Ｃの搬送速度Ｖを遅くする。
このような搬送速度Ｖの調整により、前後に続くセクション部８Ｂ，８Ｃの速度差が発生し、リングピッチＰが可変となり、その調整が可能となる。なお、不均一なリングピッチＰとは、リングピッチＰに対し、０．１×リング直径±１５％を超えるものである。この範囲を超えると、集積装置１２内で良好な荷姿が得られないことが経験的にわかっている。

なお、本発明の技術は、特開２００２−２０５１１０号公報や特許第３５５０５２１号公報に開示されたような、コイル線材Ｗ全体を均一に冷却したり徐冷することを目的として、搬送装置８全体の速度を調整するものとは、大きく異なる技術である。
次に、図２及び図３を基に、本発明の処理の詳細を説明する。
まず、Ｓ１において、第２セクション部８Ｂの上方に設置されたカメラ１１Ｂにより、搬送速度Ｖで搬送されつつある螺旋状に載置された条鋼線材Ｗのピッチ（リングピッチＰ１）を計測する。

その後、Ｓ２において、リングピッチＰ１が所定の範囲（許容される範囲、例えばＡ＜Ｐ１＜Ｂ）にあるか否かを判定する。外れていた場合は、Ｓ３へと進む。所定の範囲内であれば、Ｓ１へと戻る。
Ｓ３においては、リングピッチＰ１がマイナス側、すなわち密になっていれば、リングピッチＰ１を測定したセクション部（第２セクション部８Ｂ）に隣接する下流側のセクション部（第３セクション部８Ｃ）の搬送速度をＶからＶ’へと増速させる。

一方、リングピッチＰ１がプラス側、すなわち疎になっていれば、リングピッチＰ１を測定したセクション部（第２セクション部８Ｂ）に隣接する下流側のセクション部（第３セクション部８Ｃ）の搬送速度をＶからＶ’へと減速する。
その後、Ｓ４において、第４セクション部８Ｄにおける線材のリングピッチＰ２を当該第４セクション部８Ｄの上方に設置されたカメラ１１Ｄにて測定し、リングピッチＰ２が予め定めた条件内（例えば、Ａ＜Ｐ２＜Ｂ）であれば、第３セクション部８Ｃの搬送速度をＶ’からＶに戻して搬送する。

Ｓ５にて、もし、リングピッチＰ２が予め定めた条件内になければ、リングピッチＰ２を測定したセクション部（第４セクション部８Ｄ）に続くセクション部（第５セクション部８Ｅ）の搬送速度をＶからＶ’に変更する。
以上の処理が、リングピッチＰ２が適正範囲になるまで繰り返される。
このようにしてリングピッチＰが適正に調整された条鋼線材Ｗは、搬送後の集積装置１２内で良好なコイル線材Ｗ（荷姿のよいコイル線材Ｗ）となる。
［実施例］
上記した処理を実際に適用した事例を、以下述べる。

まず、１６０角のビレットを３０台の圧延機で４系列で圧延し、φ５．５の製品をレイングヘッド６（巻線機）によって、条鋼線材Ｗをリング状に成形する事例で実験を行った。
リング状となった条鋼線材Ｗを搬送する搬送装置８は、全長５０ｍであり、５つのセクション部８Ａ〜８Ｅから構成されるものとした。各セクション部８Ａ〜８Ｅは、それぞれ速度設定が可能なように独立モータ駆動としている。

各セクション部８Ａ〜８Ｅの搬送速度の初期値Ｖは一律１ｍ／ｓｅｃとし、リング直径１２００ｍｍに対して、リングピッチが５０ｍｍ±５ｍｍとなるように、搬送装置８の第２セクション部８Ｂの上方に設置されたカメラ１１Ｂで画像を撮影した。
撮像した画像に対して画像処理（本実施例では、キーエンス製ＣＶ−３０００）を施し、リングピッチＰ１を算出した。算出されたリングピッチＰ１に関し、５０ｍｍ±５ｍｍ以外の部分が検知されれば、例えば、第３セクション部８Ｃの搬送速度をＶからＶ’（＝Ｖ０±１０％範囲）へ変化させて、リングピッチＰ１を均一に矯正する。

その後、第４セクション部８Ｄの上方に配備されたカメラ１１Ｄを用いて、リングピッチＰ２を測定し、リングピッチＰ２が５０ｍｍ±５ｍｍとなっていれば、速度を変更した第３セクション部８Ｃの速度Ｖ’をＶに戻した。
上記した処理を行うことで、条鋼線材Ｗを製造する圧延ライン１の搬送部におけるリングピッチＰを一定にし、集積装置１２においてコイル状とされた条鋼線材Ｗの荷姿不良を可及的に抑制することを、本願出願人らは確認している。

なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。特に、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な値を採用している。

１ 圧延ライン
２ 加熱炉
３ 粗圧延機
４ 中間列圧延機
５ 仕上げ圧延機
６ 巻き取り機（レイングヘッド）
７ 冷却手段
８ 搬送装置（搬送部、コンベア）
８Ａ 第１セクション部
８Ｂ 第２セクション部
８Ｃ 第３セクション部
８Ｄ 第４セクション部
８Ｅ 第５セクション部
９ 搬送ロール
１０ コンベアベルト
１１ 撮像手段（カメラ）
１１Ｂ カメラ（第２セクション部）
１１Ｄ カメラ（第４セクション部）
１２ 集積装置
Ｗ 条鋼線材（コイル線材）

Claims (3)

1. 条鋼線材の圧延ラインに設けられて、レイングヘッドにて螺旋状に巻き取られた条鋼線材が搬送される搬送部に関し、
   前記搬送部に備えられた搬送装置を複数のセクションに分割すると共に、当該分割されたセクションを個別駆動可能としておき、
   前記搬送装置の各セクションの搬送速度を個別に制御しつつ、前記条鋼線材の圧延を行い、当該圧延された条鋼線材を下流側へ搬送することを特徴とする条鋼線材の搬送方法。
2. 前記搬送装置上に螺旋状に載置されると共に、下流側へ搬送される前記条鋼線材のリングピッチを測定し、
   前記不均一なリングピッチが存在するセクションを検出し、
   前記検出されたセクションに隣接する前記下流側のセクションの搬送速度を変化させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の条鋼線材の搬送方法。
3. 前記一のセクション部において、搬送速度Ｖで搬送されつつある前記螺旋状に載置された条鋼線材のピッチＰ１を計測し、
   前記計測された条鋼線材のピッチＰ１が所定の値より小さく密な状態になっていれば、リングピッチＰ１を測定した前記一のセクション部に隣接し且つ下流側にある前記他のセクション部の搬送速度を増速させ、
   前記計測された条鋼線材のピッチＰ１が所定の値より大きく疎な状態になっていれば、リングピッチＰ１を測定した前記一のセクション部に隣接し且つ下流側にある前記他のセクション部の搬送速度を減速させ、
   前記他のセクション部より下流側に位置する別のセクション部において、前記条鋼線材のリングピッチＰ２を測定し、測定したリングピッチＰ２が予め定めた条件内であれば、前記他のセクション部の搬送速度を元に戻す
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の条鋼線材の搬送方法。