JP2016043396A - 鋼帯の製造ラインおよび鋼帯の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】巻取りコイル尾端の巻きずれを低減する鋼帯の製造ラインおよび鋼帯の製造方法を提供する。
【解決手段】出側に、鋼帯１を巻き取るテンションリール１３，２３と、鋼帯１を切断するナイフを有するせん断機２とを備えた鋼帯１の製造ラインであって、せん断機２のナイフは、製造ラインにおける鋼帯１の幅方向の位置に応じて、鋼帯１の幅方向に移動可能に設置されている鋼帯の製造ライン。鋼帯１の製造ラインを用いた鋼帯１の製造方法であって、せん断機２によって鋼帯１を切断する際、鋼帯１の幅方向の中心とナイフの幅方向の中心とを一致させる鋼帯１の製造方法。
【選択図】図４

Description

本発明は、鋼帯の製造ラインおよび鋼帯の製造方法に関し、特に、通板後のコイルの巻き形状不良を低減させる技術に関する。

一般的に、連続焼鈍ライン等の鋼帯連続処理ラインにおいては、図１および図２に示すように、鋼帯１をコイルに巻き取る設備として、第１テンションリール１３と第２テンションリール２３との２機のテンションリールを用いる（特許文献１等）。第１テンションリール１３用に、第１デフレクタロール１４と第１デフレクタロール１４に対向する第１デフレクタスナバロール１５が設けられ、第２テンションリール２３用に、第２デフレクタロール２４と第２デフレクタロール２４に対向する第２デフレクタスナバロール２５が設けられている。

このような鋼帯１をコイルに巻き取る設備では、例えば、第２テンションリール２３において鋼帯１の巻取り長さが製品長に達すると、せん断機２により鋼帯１を切断し、使用中のテンションリールを、第２テンションリール２３から第１テンションリール１３に切り替える。これにより、連続的に鋼帯１の巻取りを実施する。

テンションリールでの鋼帯１の巻きずれを防止する方法として、EPC（Edge Position Control:幅端部位置制御）が使用されている。EPCは、鋼帯１の幅端部の位置をセンサ１６、２６により把握し、その情報に基づいてテンションリール１３、２３のマンドレル部を幅方向に移動させることで、鋼帯１の巻きずれを防止する。しかしながら、EPCを使用しても、依然として巻きずれが生じる。

鋼帯巻取装置における巻きずれを抑制する技術として、これまでにも以下のような技術が提案されている。

特許文献１では、せん断機とデフレクタロールの間に、傾動式シェータと鋼帯尾端の拘束装置を設置し、せん断機での切断直前から拘束装置で鋼帯尾端を拘束することで巻きずれを抑制しようとする技術が提案されている。

特許文献２では、せん断機とデフレクタロールの間に一対の小径縦ロールを鋼帯幅方向に移動可能に設置し、せん断機での張力がなくなった鋼帯を小径縦ロールでガイドする事で巻きずれを抑制する技術が提案されている。

特開２００７−１７５７１３号公報 特開２００６−２８１２４８号公報

特許文献１や特許文献２に記載の技術は、拘束装置のロールや小径縦ロールと、鋼帯との接触による鋼帯のざ屈が発生する。また、拘束装置のロールや小径縦ロールの磨耗管理負荷が増大するという問題がある。

本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、連続焼鈍ライン等の鋼帯連続処理ラインにおいて、鋼帯をテンションリールで巻き取る際に、磨耗管理負担が少なく、鋼帯のざ屈を起こすことなく、巻取りコイル尾端の巻きずれを低減できる鋼帯の製造ラインおよび鋼帯の製造方法を提案することを目的とする。

本発明者らは、テンションリールにおける巻きずれの発生原因を鋭意検討した。その結果、テンションリールの巻きずれ量と、せん断機による鋼帯の切断前の位置（切断前板位置）との間には、相関関係があることを見出した。図７は、切断前板位置（鋼帯の幅方向中心とラインセンタとのずれ）とテンションリールの巻きずれ量との関係を示す図である。図７に示すように、切断前板位置（鋼帯１の幅方向中心とラインセンタとのずれ）が操作側に大きくなるにしたがって、巻きずれ量が駆動側へ大きくなることが分かった。

さらに、本発明者らは、テンションリールの巻きずれ量と切断前板位置との間に相関関係がある理由について鋭意検討した。図３は、鋼帯の流れ方向から見たせん断機のナイフの刃先形状を示す図である。せん断機２のナイフは、上刃２ａと下刃２ｂを有しており、上刃又は下刃のいずれか一方は、鋼帯の流れ方向からみた刃先形状がＶ字に形成されたＶ字レーキを有する。EPCは、センサ１６、２６で板端を検出し、テンションリール１３、２３での板端を演算して、テンションリール１３、２３の位置を調整し、巻き取られたコイルの端部を揃える。

そのため、EPCを使用しても、図３に示すように、せん断時において、鋼帯１のセンタ４とラインセンタ３は完全には一致していない場合もあり、この状態でせん断機２により鋼帯１を切断した場合、図３のように、鋼帯センタ４とナイフセンタ５がずれた状態で切断され、切断の瞬間に、鋼帯１に幅方向の張力不均衡が発生し、蛇行が発生する。なお、Ｖ字レーキの傾きは、2.3°程度とわずかなものであるが、この傾きによって鋼帯１に幅方向の張力不均衡が発生していることを見出した。

EPCでは、鋼帯１に充分な張力がかかっている場合は有効であるが、せん断機２による切断後には、鋼帯１の尾端が自由端となって鋼帯１の張力は０となるため、せん断機２による切断後に鋼帯１尾端で蛇行が発生した場合に蛇行を修正できず、EPCのみでは充分に巻きずれの防止ができなくなり、コイルの外巻きに巻きずれが発生する。そのため、EPC以外で、この巻きずれを低減させる必要がある。

本発明者らは、このような検討を重ねた上で、鋼帯１のせん断の際、鋼帯１の幅方向の中心とナイフの幅方向の中心とを一致させることにより、巻きずれを低減することができるとの知見を得た。本発明者らは、このような知見に基づいて以下のような発明をした。
［１］ 出側に、鋼帯を巻き取るテンションリールと、鋼帯を切断するナイフを有するせん断機とを備えた鋼帯の製造ラインであって、
せん断機のナイフは、製造ラインにおける鋼帯の幅方向の位置に応じて、鋼帯の幅方向に移動可能に設置されている鋼帯の製造ライン。
［２］ ナイフは、上刃と下刃を備え、上刃又は下刃のいずれか一方は、鋼帯の流れ方向からみた刃先形状がＶ字に形成されたＶ字レーキを有する［１］に記載の鋼帯の製造ライン。
［３］ Ｖ字レーキを有する上刃又は下刃を移動させることによって、Ｖ字レーキを有する上刃又は下刃の幅方向の中心を、鋼帯の幅方向中心と一致させる［２］に記載の鋼帯の製造ライン。
［４］ 出側に、鋼帯を巻き取るテンションリールと、鋼帯を切断するナイフを有するせん断機とを備えた鋼帯の製造ラインを用いた鋼帯の製造方法であって、
せん断機によって鋼帯を切断する際、鋼帯の幅方向の中心とナイフの幅方向の中心とを一致させる鋼帯の製造方法。
［５］ ナイフは、上刃と下刃を備え、上刃又は下刃のいずれか一方は、鋼帯の流れ方向からみた刃先形状がＶ字に形成されたＶ字レーキを有する［４］に記載の鋼帯の製造方法。
［６］ Ｖ字レーキを有する上刃又は下刃を移動させることによって、Ｖ字レーキを有する上刃又は下刃の幅方向の中心を、鋼帯の幅方向中心と一致させる［５］に記載の鋼帯の製造方法。

本発明によれば、巻取り後の鋼帯コイルの巻き形状が改善されることにより、巻き形状修正の為の工程を省略でき、生産性を向上させることができる。

一般的な鋼帯連続処理ラインの出側の一例を示す側面図である。 一般的な鋼帯連続処理ラインの出側の一例を示す平面図である。 鋼帯の流れ方向から見たせん断機のナイフの刃先形状を示す図である。 本発明に係る鋼帯の製造ラインの出側の一例を示す側面図である。 本発明に係る鋼帯の製造ラインの出側の一例を示す平面図である。 本発明を適用した場合のせん断機のナイフと鋼帯との位置関係を示す図である。 切断前板位置と巻きずれ量との関係を示す図である。

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

図４は、本発明に係る鋼帯の製造ラインの出側の一例を示す側面図であり、図５は、その平面図である。本発明に係る鋼帯の製造ラインは、例えば、連続焼鈍ライン等の鋼帯連続処理ラインに適用される。

この鋼帯の製造ラインは、第１テンションリール１３と第２テンションリール２３の２機のテンションリールを備えている。第１テンションリール１３用に第１デフレクタロール１４と第１デフレクタロール１４に対向する第１デフレクタスナバロール１５を有し、第２テンションリール２３用に第２デフレクタロール２４と第２デフレクタロール２４に対向する第２デフレクタスナバロール２５を有している。

さらに、第１テンションリール１３での鋼帯１の巻きずれを防止するために、鋼帯１の幅端部の位置を検出するセンサ１６が設けられている。また、第２テンションリール２３での鋼帯１の巻きずれを防止するために、鋼帯１の幅端部の位置を検出するセンサ２６が設けられている。

センサ１６、２６により鋼帯１の幅方向の位置を把握し、その情報に基づいてテンションリール１３、２３のマンドレル部を板幅方向に移動させている。

図６に示すように、せん断機２は、上刃２ａと下刃２ｂを有している。下刃２ｂは、鋼帯１の流れ方向からみた刃先形状がＶ字に形成されたＶ字レーキを有している。なお、Ｖ字レーキは、上刃２ａに設けられていてもよい。

本発明では、Ｖ字レーキを有する下刃２ｂの板幅方向の位置を、センサ１６、２６により調整する。具体的には、センサ１６とせん断機２を、一点鎖線Ａで示すように連携させ、センサ１６によって検出された鋼帯１の位置情報に基づいて、図６に示すように、下刃２ｂの板幅方向の位置を、鋼帯センタ４とナイフセンタ５が一致するように制御する。

同様に、センサ２６とせん断機２を、一点鎖線Ｂで示すように連携させ、センサ２６によって検出された鋼帯１の位置情報に基づいて、図６に示すように、下刃２ｂの板幅方向の位置を、鋼帯センタ４とナイフセンタ５（下刃）が一致するように制御する。

例えば、テンションリール１３、２３のマンドレル部の板幅方向への移動に同期させて、下刃２ｂの板幅方向の位置を調整するように構成することができる。

なお、上刃２ａがＶ字レーキを有している場合には、上刃２ａを鋼帯１の位置に応じて板幅方向に移動させればよい。Ｖ字レーキを有していない刃先形状が直線状のナイフの刃については、鋼帯１の位置に応じて移動させてもさせなくてもよい。

そして、巻き取りに使用するテンションリール１３、２３の切り替えに伴い、センサ１６、２６を切り替え、切り替えたセンサ１６、２６を用いて下刃２ｂの板幅方向の位置を、鋼帯センタ４とナイフセンタ５が一致するように制御する。

なお、鋼帯センタ４とナイフセンタ５は、鋼帯１の切断時に一致していればよいため、そのタイミングだけ、せん断機２のＶ字レーキを有する下刃２ｂの位置制御を行えばよい。

このように、本発明では、鋼帯１の切断時に鋼帯センタ４とナイフセンタ５を一致させることで、鋼帯１の切断の瞬間に、鋼帯１に幅方向の張力不均衡が発生することを防止し、鋼帯１に発生する蛇行を低減させることができる。この結果、テンションリール１３、２３での鋼帯１の巻きずれを低減し、巻取り後の鋼帯コイルの巻き形状が改善されることにより、巻き形状修正の為の工程を省略でき、生産性を向上させることができる。

本発明では、特許文献１および２のように、鋼帯１の蛇行を修正するロールを追加する必要がないため、ロールの磨耗管理負担の増加がなく、鋼帯１のざ屈を起こすことなく、鋼帯１の巻きずれを低減することができる。

図４および５に示したような鋼帯連続処理ラインに本発明を適用し、鋼帯１をテンションリール１３、２３に巻き取る作業を行った。すなわち、本発明例として、せん断機２のＶ字レーキを有する下刃２ｂを、鋼帯１の板端位置に合わせて幅方向に位置調整し、図６に示すように、鋼帯１中心とナイフ２ｂの中心を一致させて切断した。

これに対し、従来例として、せん断機２の下刃２ｂのナイフセンタ５の位置を、ラインセンタ３に一致させたまま、鋼帯１をテンションリール１３、２３に巻き取る作業を行った。

巻き取り作業の結果生産されるコイルの巻きずれの判定として巻きずれ量が10mm以上となるものを、巻きずれコイルとして区別した。

さらに、通板する鋼帯１の板幅を、700mm以上1050mm未満、1050mm以上1400mm未満、1400mm以上1800mm未満に分類し、また、板厚を、0.3mm以上0.8mm未満、0.8mm以上1.3mm未満、1.3mm以上2.0mm以下にそれぞれ分類し、板寸法により本発明を適用した影響が異なるかを評価した。

その結果を表１に示す。表１における通板数は、該当する板厚および板幅の鋼帯を通板した数である。巻きずれ率は、10mm以上の巻きずれを持つコイル数を、通板数で割った値を％で表したものである。ここで、通板数とは巻取り作業の結果生成される巻取り済みコイルを巻きずれあるなしを区別せずに数えた個数に等しい。

表１に示すように、鋼帯１の板幅、板厚の値に関わらず、従来例に比べて本発明例では、巻きずれ率が小さくなっている。鋼帯１の板幅、板厚を区別することなく本発明例と従来例とで巻きずれ率を比較すると、従来例では、通板数の総数のうち第１テンションリールでは4.2％、第２テンションリールでは9.0％について巻きずれコイルが発生したが、本発明例では、第１テンションリールでは3.2％、第２テンションリールでは6.4％と巻きずれ率が低減した。これによって、本発明の有効性が確認された。

なお、従来例および本発明例において、第１テンションリールの巻きずれ率が第２テンションリールの巻きずれ率より低いのは、第１テンションリールの方が、第２テンションリールよりもせん断機２との距離が近いため、巻きずれが生じにくいためである。

１ 鋼帯
２ せん断機
２ａ せん断機ナイフ上刃
２ｂ せん断機ナイフ下刃
３ ラインセンタ
４ 鋼帯センタ
５ ナイフセンタ（下刃）
１３ 第１テンションリール
１４ 第１デフレクタロール
１５ 第１デフレクタスナバロール
１６ センサ
２３ 第２テンションリール
２４ 第２デフレクタロール
２５ 第２デフレクタスナバロール
２６ センサ

Claims (6)

1. 出側に、鋼帯を巻き取るテンションリールと、鋼帯を切断するナイフを有するせん断機とを備えた鋼帯の製造ラインであって、
   せん断機のナイフは、製造ラインにおける鋼帯の幅方向の位置に応じて、鋼帯の幅方向に移動可能に設置されている鋼帯の製造ライン。
2. ナイフは、上刃と下刃を備え、上刃又は下刃のいずれか一方は、鋼帯の流れ方向からみた刃先形状がＶ字に形成されたＶ字レーキを有する請求項１に記載の鋼帯の製造ライン。
3. Ｖ字レーキを有する上刃又は下刃を移動させることによって、Ｖ字レーキを有する上刃又は下刃の幅方向の中心を、鋼帯の幅方向中心と一致させる請求項２に記載の鋼帯の製造ライン。
4. 出側に、鋼帯を巻き取るテンションリールと、鋼帯を切断するナイフを有するせん断機とを備えた鋼帯の製造ラインを用いた鋼帯の製造方法であって、
   せん断機によって鋼帯を切断する際、鋼帯の幅方向の中心とナイフの幅方向の中心とを一致させる鋼帯の製造方法。
5. ナイフは、上刃と下刃を備え、上刃又は下刃のいずれか一方は、鋼帯の流れ方向からみた刃先形状がＶ字に形成されたＶ字レーキを有する請求項４に記載の鋼帯の製造方法。
6. Ｖ字レーキを有する上刃又は下刃を移動させることによって、Ｖ字レーキを有する上刃又は下刃の幅方向の中心を、鋼帯の幅方向中心と一致させる請求項５に記載の鋼帯の製造方法。

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