JP2023050748A - 鋼帯尾端部の巻取装置及び方法並びに鋼帯の連続処理設備 - Google Patents
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Abstract
Description
[1] 鋼帯を連続処理する鋼板製造設備の出側にシャーを有するラインの鋼帯尾端部の巻取装置であって、
該巻取装置は、1本のデフレクターロールと2本の押さえロールとを備え、
前記2本の押さえロールは、前記デフレクターロールに対し内向き傾斜角θを有し、該内向き傾斜角θの範囲が1°以上20°以下であることを特徴とする鋼帯尾端部の巻取装置。
[2] 前記2本の押さえロールの内向き傾斜角θをそれぞれ独立に可変とすることを特徴とする[1]に記載の鋼帯尾端部の巻取装置。
[3] 前記2本の押さえロールの鋼帯への押付圧をそれぞれ独立に可変とすることを特徴とする[1]又は[2]に記載の鋼帯尾端部の巻取装置。
[4] 前記2本の押さえロールをそれぞれ駆動式とすることを特徴とする[1]~[3]のいずれか一つに記載の鋼帯尾端部の巻取装置。
[5] 前記2本の押さえロールの回転速度をそれぞれ独立に可変とすることを特徴とする[4]に記載の鋼帯尾端部の巻取装置。
[6] [1]~[5]のいずれか一つに記載の鋼帯尾端部の巻取装置を用いる鋼帯尾端部の巻取方法であって、
前記2本の押さえロールの内向き傾斜角θを1~20°の範囲とすることを特徴とする鋼帯尾端部の巻取方法。
[7] 前記2本の押さえロールの鋼帯への押付圧を0.05~0.55MPaの範囲とすることを特徴とする[6]に記載の鋼帯尾端部の巻取方法。
[8] 前記2本の押さえロールのロール周速度の鋼帯進行方向成分を鋼帯尾端部進行速度±15%以内の範囲とすることを特徴とする[6]又は[7]に記載の鋼帯尾端部の巻取方法。
[9] 前記シャーで鋼帯尾端部を切断する準備状態となった時点で前記2本の押さえロールの鋼帯への押付圧を付与することを特徴とする[6]~[8]のいずれか一つに記載の鋼帯尾端部の巻取方法。
[10] [1]~[5]のいずれか一つに記載の鋼帯尾端部の巻取装置を有することを特徴とする鋼帯の連続処理設備。
[装置の概要]
例えば図1、図2及び図3にそれぞれ側面図、平面図及び俯瞰図で概略を示すように、本発明装置は、鋼帯Sを連続処理する鋼板製造設備(図示せず)の出側にシャー10を有するラインの鋼帯尾端部の巻取装置であって、該巻取装置は、1本のデフレクターロール1と、デフレクターロール1上の鋼帯Sに押付圧をかける2本の押さえロール2A、2Bとを備える。デフレクターロール1の下流にはテンションリール15を有する。
本発明装置では、従来が1本の押さえロール2としている(図5参照)のとは違って、2本の押さえロール2A、2Bとしている(図1~図3参照)。
2本の押さえロール2A、2Bは、フラットロールであり、1本の押さえロール2を胴長(ロール幅)方向に2分割したものであってもよい。押さえロール2A、2Bの材質は、鋼帯Sに擦り傷を生じさせにくいゴムライニングロールが好ましい。2本の押さえロール2A、2Bのライン幅方向の配置間隔(ライン幅中心LC側のロール端同士の間隔)はライン幅中心LC側の軸受(図示せず)の設置スペース確保のため100~200mmの範囲である。
2本の押さえロール2A、2Bは、デフレクターロール1の上側で、ライン幅中心LCの両側に位置し、デフレクターロール1に対し内向き傾斜角θを有する(図2及び図3参照)。ここで、内向き傾斜角θとは、押さえロール2A、2Bをそれぞれ、デフレクターロール1の直上の位置から、ライン幅中心LC側のロール端が鋼帯S進行方向の上流側に変位するように、回転させた場合の回転角度を意味する。なお、この回転の中心とする位置は押さえロール2A、2Bそれぞれの胴長のほぼ中心点(中心点からの胴長方向距離が0±0.1×胴長以内)の位置とするのが、装置の簡素化の点から好ましい。
内向き傾斜角θの付与により、2本の押さえロール2A、2Bはそれぞれ、鋼帯Sとの接触面を介した摩擦により鋼帯Sにライン幅中心LC方向の力FA、FBを及ぼす。鋼帯Sの板幅中心SCがライン幅中心LCから例えば押さえロール2A側に偏った状態(図2、図3)では、FA>FBとなり、その結果生じる板幅中心SCからライン幅中心LCへの方向の力F(以下単に力Fともいう。)が、板幅中心SCのライン幅中心LCからの偏りを打ち消すように作用するため、巻きずれは抑制される。逆に、板幅中心SCがライン幅中心LCから押さえロール2B側に偏った状態(図示せず)では、FA<FBとなり、その結果生じる力Fが、板幅中心SCのライン幅中心LCからの偏りを打ち消すように作用するため、巻きずれは抑制される。
内向き傾斜角θが過小であると力F(図2、図3参照)が弱すぎて巻きずれの抑制効果に乏しく、逆に内向き傾斜角θが過大であると力Fが強すぎて鋼帯Sの擦り傷が発生すると考えられる。そこで、本発明者らは、図5の従来の巻取装置を、図1~図3に示した形態に改造した(1本の押さえロール2に代えて、2本の押さえロール2A、2Bとした)実機を用い、内向き傾斜角θの適正範囲を求める実験(実機実験)を行った。
なお、この実機では、後述する好ましい形態として、2本の押さえロール2A、2Bの内向き傾斜角θをそれぞれ独立に可変とした。また、2本の押さえロール2A、2Bの鋼帯への押付圧をそれぞれ独立に可変とした。また、2本の押さえロール2A、2Bをそれぞれ駆動式とし、両者の回転速度をそれぞれ独立に可変とした。
また、本発明では、鋼帯Sを板エッジ側から拘束することはないから、板エッジ傷が発生することはない。
本発明装置では、2本の押さえロール2A、2Bの内向き傾斜角θ(以下、略して角θともいう。)をそれぞれ独立に可変とすることが好ましい。これによれは、角θを2本同一とした状態で、ライン幅方向の左右いずれか一方の側への板エッジの偏りが、コイルの巻き取り順が後のものほど増大する傾向が生じた場合、偏りがある側の角θを反対側のそれよりも大きくした状態とすることで、前記板エッジの偏りの増大傾向を、減少傾向に反転させることができる。
[押付圧の2本独立可変]
本発明装置では、2本の押さえロール2A、2Bの鋼帯への押付圧をそれぞれ独立に可変とすることが好ましい。これによれば、押付圧を2本同一とした状態で、ライン幅方向の左右いずれか一方の側への板エッジの偏りが、コイルの巻き取り順が後のものほど増大する傾向が生じた場合、偏りがある側の押付圧を反対側のそれよりも大きくした状態とすることで、前記板エッジの偏りの増大傾向を、減少傾向に反転させることができる。
[押さえロールの駆動式化]
本発明装置では、2本の押さえロール2A、2Bをそれぞれ駆動式(無駆動運転も可能)とすることが好ましい。これによれば、無駆動運転時に押さえロールとの滑りによる鋼帯の擦り傷の発生があった場合、駆動運転に切り換えて、回転速度の調整により滑りを軽減し、擦り傷の発生を防止することができる。
[回転速度の2本独立可変]
上記の押さえロールの駆動式化に係る本発明装置では、さらに、2本の押さえロール2A、2Bの回転速度をそれぞれ独立に可変とすることが好ましい。これによれば、回転速度を2本同一とした状態で、ライン幅方向の左右いずれか一方の側への板エッジの偏りが、コイルの巻き取り順が後のものほど増大する傾向が生じた場合、偏りがある側の回転速度を反対側のそれよりも大きくした状態とすることで、前記板エッジの偏りの増大傾向を、減少傾向に反転させることができる。
次に、本発明に係る鋼帯尾端部の巻取方法(以下、本発明方法ともいう。)の実施形態について説明する。本発明方法は、前述の本発明装置を用いるものである。
本発明方法では、内向き傾斜角θ(略して角θ)を1~20°の範囲とする。これにより、図4に示したように、角θが1°以上で巻きずれ発生率が10%以下(本実施形態での許容範囲)になり、一方、角θが20°以下で擦り傷発生率がほぼ0%となる。さらに、角θが7°以上で巻きずれ発生率がほぼ0%となるから、角θは、7~20°の範囲が好ましい。
[押付圧の範囲]
本発明方法では、2本の押さえロール2A、2Bの鋼帯Sへの押付圧を0.05~0.55MPaの範囲とすることが好ましい。押付圧が0.05MPa未満では、巻きずれ防止効果が不十分となる場合があり、0.55MPa超では擦り傷が発生する場合がある。
[押さえロールのロール周速度]
本発明方法では、2本の押さえロール2A、2Bのロール周速度の鋼帯進行方向成分を鋼帯尾端部進行速度±15%以内の範囲とすることが好ましい。押さえロール2A、2Bのロール周速度の鋼帯進行方向成分が鋼帯尾端部進行速度±15%以内の範囲を外れると、押さえロールと鋼帯との滑りが過大となって擦り傷が発生する場合がある。ここで、押さえロールのロール周速度の鋼帯進行方向成分は、「円周率×押さえロールの直径×回転速度×cos(内向き傾斜角θ)」の式(「式1」という。)で算出される。鋼帯尾端部進行速度は、「円周率×公称コイル外径×テンションリール15の回転速度」の式で算出される。押さえロール2A、2Bの回転速度及びテンションリール15の回転速度は、それぞれのロールに付設した回転計(図示せず)により測定される。押さえロールの交換及び角θの変更によらずに、式1の値を調整するには、押さえロールが無駆動式の場合、回転速度を直接操作できないが、押付圧を変えることにより回転速度が変わって式1の値を調整できる。押さえロールが駆動式の場合は、回転速度を直接操作することによっても式1の値を調整できる。
本発明方法では、シャー10で鋼帯尾端部を切断する準備状態となった時点で2本の押さえロール2A、2Bの鋼帯Sへの押付圧を付与することが好ましい。
前記準備状態となる前は鋼帯Sに一定の張力がかかっていて、巻きずれはほとんど起こらず、前記準備状態後なってから、シャーカットの際に鋼帯Sの張力が急に0とならないように、鋼帯Sの張力が低下し、巻きずれが起こりやすくなる。よって、巻きずれ防止のためには押付圧は前記準備状態となった時点で付与してもよい。一方、擦り傷防止のためには押付圧はできるだけかけないに越したことはない。よって、鋼帯Sには前記準備状態となった時点で押付圧を付与することが好ましい。なお、前記準備状態となる時点は、現在巻取り中の先行材と後行材のつなぎ目(溶接点、図示せず)がシャー10を通過する予定時刻より所定の時間差だけ前の時点として設定してもよい。
[本発明に係る連続処理設備]
本発明に係る鋼帯の連続処理設備は、上述の本発明装置を有することにより、擦り傷及び巻きずれのない連続処理製品を得ることができる。
[本発明例1]
本発明例1として、鋼帯Sを前記実機実験の場合とは別の種類(鋼種=590MPa級高張力鋼板、板厚=1.8mm、板幅=920mm)とし、内向き傾斜角θ(略して、角θ)を5°及び15°の2水準とし、それ以外は前記実機実験と同様の条件として巻き取りを行った。その結果、角θが5°の場合、巻きずれ発生率及び擦り傷発生率はそれぞれ4%及び0%、角θが15°の場合、共に0%といずれも良好な結果であった。
[本発明例2]
本発明例2として、本発明例1において、鋼帯Sを前記実機実験の場合と同様とし、鋼帯に押付圧を付与するタイミングをシャー10での切断の準備状態となった時点とし、それ以外は本発明例1と同様の条件とした。その結果、角θが5°の場合、巻きずれ発生率及び擦り傷発生率はそれぞれ4%及び0%、角θが15°の場合、共に0%といずれも良好な結果であった。
[本発明例3]
本発明例3として、本発明例2において、鋼帯Sを本発明例2の場合とは別の、巻きずれの発生しやすい種類(鋼種=SUS409、板厚=1.0mm、板幅=950mm)とし、角θを10°とし、それ以外は本発明例3と同様の条件とした。その結果、巻きずれ発生率は10%(許容範囲の上限)、擦り傷発生率は0%といずれも良好な結果であった。このときの巻きずれは、板幅中心SCがライン幅中心LCから押さえロール2A側に偏って発生する傾向であった。
[本発明例4]
本発明例4として、本発明例3において押さえロール2Aの角θを10°から15°へ増加させ、それ以外は本発明例3と同様の条件とした。その結果、本発明例3と比べて、擦り傷発生率は0%と変わらず、巻きずれ発生率は5%と改善した。
[本発明例5]
本発明例5として、本発明例3において押さえロール2Aの押付圧を20%増とし、それ以外は本発明例3と同様の条件とした。その結果、本発明例3と比べて、擦り傷発生率は0%と変わらず、巻きずれ発生率は7%と改善した。
[本発明例6]
本発明例6として、本発明例3において押さえロール2Aを駆動運転とし、そのロール周速度を押さえロール2Bと同方向で押さえロール2Bの10%増とし、それ以外は本発明例3と同様の条件とした。その結果、本発明例3と比べて、擦り傷発生率は0%と変わらず、巻きずれ発生率は8%と改善した。
[比較例1]
本発明例1において、角θを0°及び25°の2水準とし、それ以外は本発明例1と同様の条件とした。その結果、角θが0°の場合、擦り傷発生率は0%であったが、巻きずれ発生率が20%と許容範囲(10%以下)を逸脱した。一方、角θが25度の場合、巻きずれ発生率は0%であったが、擦り傷発生率が12%と高かった。
2、2A、2B 押さえロール
10 シャー(出側シャー)
15 テンションリール
F、FA、FB 力
LC ライン幅中心
S 鋼帯
SC 板幅中心
θ 内向き傾斜角
Claims (10)
- 鋼帯を連続処理する鋼板製造設備の出側にシャーを有するラインの鋼帯尾端部の巻取装置であって、
該巻取装置は、1本のデフレクターロールと2本の押さえロールとを備え、
前記2本の押さえロールは、前記デフレクターロールに対し内向き傾斜角θを有し、該内向き傾斜角θの範囲が1°以上20°以下であることを特徴とする鋼帯尾端部の巻取装置。 - 前記2本の押さえロールの内向き傾斜角θをそれぞれ独立に可変とすることを特徴とする請求項1に記載の鋼帯尾端部の巻取装置。
- 前記2本の押さえロールの鋼帯への押付圧をそれぞれ独立に可変とすることを特徴とする請求項1又は2に記載の鋼帯尾端部の巻取装置。
- 前記2本の押さえロールをそれぞれ駆動式とすることを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載の鋼帯尾端部の巻取装置。
- 前記2本の押さえロールの回転速度をそれぞれ独立に可変とすることを特徴とする請求項4に記載の鋼帯尾端部の巻取装置。
- 請求項1~5のいずれか一項に記載の鋼帯尾端部の巻取装置を用いる鋼帯尾端部の巻取方法であって、
前記2本の押さえロールの内向き傾斜角θを1~20°の範囲とすることを特徴とする鋼帯尾端部の巻取方法。 - 前記2本の押さえロールの鋼帯への押付圧を0.05~0.55MPaの範囲とすることを特徴とする請求項6に記載の鋼帯尾端部の巻取方法。
- 前記2本の押さえロールのロール周速度の鋼帯進行方向成分を鋼帯尾端部進行速度±15%以内の範囲とすることを特徴とする請求項6又は7に記載の鋼帯尾端部の巻取方法。
- 前記シャーで鋼帯尾端部を切断する準備状態となった時点で前記2本の押さえロールの鋼帯への押付圧を付与することを特徴とする請求項6~8のいずれか一項に記載の鋼帯尾端部の巻取方法。
- 請求項1~5のいずれか一項に記載の鋼帯尾端部の巻取装置を有することを特徴とする鋼帯の連続処理設備。
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