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コイル巻取方法

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JP2550177B2

Japan

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English
Inventor
英幸 二階堂
誠 侍留
誠博 古川
Current Assignee
JFE Steel Corp

Worldwide applications
1989 JP

Application JP1076688A events
1996-11-06
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Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、熱間圧延されたストリップのコイル巻取方
法、特に積層ストリップ間の圧着きずの発生を防止する
コイル巻取方法に関するものである。
<従来の技術> 熱間圧延されたストリップのコイル巻取において、従
来のストリップの単位面積当たりの巻取張力は第5図に
示すように巻取時間経過又はコイル径の増大と共に張
力一定(特開昭51−108188号,特開昭60−213652号参
照)、トルク一定、すなわちコイル径に反比例(特開
昭57−094424号参照)、テーパ張力(特開昭50−1448
66号参照)の三種類に大別されている。これらの巻取張
力の制御はコイルの巻形状を良くするという観点から行
われている。
しかしながらコイル巻取温度が600℃を越える低炭高
温巻取材においては、上記,,の方法で制御した
場合、巻取冷却後にコイル内部でストリップが圧着する
という現象が生じる。このため、冷間圧延あるいはスキ
ンパス圧延工程でコイルを巻き解いたときに、板面と板
面の圧着部が引き裂かれるという現象が生じ、製品に大
きなきずとなって表れ品質不良となるという問題があっ
た。
<発明が解決しようとする課題> 本発明は、従来のコイル巻取技術では低炭高温巻取材
の巻取冷却後に積層ストリップに圧着きずが発生すると
いう問題があったので、積層ストリップに圧着きずが発
生しないようなコイル巻取方法を提供するためになされ
たものである。
<課題を解決するための手段> 本発明は、熱間圧延された1〜4mm厚のストリップを
コイラでコイル直径が1400〜2300mmのコイルに巻取る際
に、 ストリップの単位面積当たりの巻取張力Ut(kgf/m
m2)を(1)式のように巻取コイル半径rの関数とする
と共に、 但し r:巻取コイル半径(mm), λ,α,およびPを(2),(3)および(4)式のよ
うに調整することを特徴とするコイル巻取方法である。
λ=0.44〜0.6・a2 ……(2) 0.45≦P≦1.0 ……(4) 但し a:コイル内半径(mm), b:コイル外半径(mm), P:巻取時のコイル最内層の面圧(kgf/mm2)。
<発明をなすに至った経過および作用> 巻取張力の変化条件によって圧着きず発生状況が異な
ること、および圧着きずの発生場所が第6図に示すよう
にコイルの最内周部でなく、内径762mmφ,外径12000mm
φのコイルに対して直径1100mmφ付近に発生することか
ら、コイル巻取後、さらにマンドレル抜取後の半径方向
の応力分布と密接な関係のあることがわかった。
従って、マンドレル抜取後の半径方向の応力を小さく
するような巻取張力変化の関数形を決定するとともに、
最大許容される応力値を調べた。
コイルをマンドレルに巻付けたときの半径方向の応力
分布は、例えば、日立評論第50巻第7号P25(8)式で
計算される。この応力分布(例)を第1図(a)に示し
たが、この状態からマンドレルを抜きとると、内面の面
圧に相当する応力が解放されて応力分布は第1図(b)
に示すように変化し、応力が特定の直径の円周上にピー
クを持ち、これが圧着きずを発生させる要因の一つとな
っていると推定された。
そこで、第1図(b)に示す応力のピークを取り除く
張力パターンを調べるとともにきずの発生しない巻取張
力の絶対値を調べた。
前記張力パターンは、コイラのマンドレルに巻付けた
ときの半径方向応力分布がマンドレル抜取後の解放され
る応力分布と等しくさせることにより推定することがで
きる。
先ず、ストリップの単位面積当たりの巻取張力Utは
(1)式のように巻取コイル半径rの関数式として表さ
れる。
ここで、係数λはコイルの変形に関する定数で、実験
的に調べたところ(2)式で表される。
λ=0.44〜0.6・a2 ……(2) 但し a:コイル内半径(mm), また、αはマンドレル巻付時の内面の圧力と関係し、
解放応力から推定し(3)式のように表される。
但し b:コイル外半径(mm), P:巻取時のコイル最内層の面圧(kgf/mm2)。
一方、巻取張力の大きさを決定する面圧Pについて
は、面圧Pを変えて高温巻取材に数多くの実験を行い、
第2図に示すように圧着きずが発生しない条件と、巻形
状が悪くならない条件を調べた。
その結果、Pがほぼ0.45kg/mm2以下では、コイル外周
部分の巻形状が悪くなること、およびPがほぼ1kg/mm2
を超えると積層ストリップ内面に圧着きずが発生するこ
とがわかった。従ってPの最適値は次のように選定し
た。
0.45≦P≦1.0 <実施例> 第3図にコイラの巻取制御のフローチャートブロック
線図を示す。仕上側スタンドのロール周速VRに先進率f
をかけることにより、至速度VSを求める。また、ストリ
ップ巻付後のマンドレルの回転数Nは既知であるから、
これらの値から時々刻々のコイル半径をr=VS/2πNで
求めることができる。このコイル径を本発明に係る巻取
張力の算定式に代入することにより、必要なモータート
ルク,モーター電流IMを計算してコイラの張力制御を行
うことができる。
内径(直径):762mm,外径(直径):2300mmのコイルを
本発明に係る巻取方法によってP:0.7kgf/mm2,λ:3.12×
105(mm2)の条件下で巻取った巻取張力とコイル径との
関係を、従来の張力一定、トルク一定の巻取の場合と共
に第4図に示した。
従来の張力一定、トルク一定にしたコイル巻取の場合
には、コイルに圧着きずの発生がみられたが、本発明の
方法で巻取った場合には、圧着きずの発生はみられなか
った。
本発明に係る巻取張力の計算式は、半径の2乗に反比
例する式で、巻取張力を漸減させるコイル巻取方式であ
るが、本発明に係る計算式を近似的に表す折れ線(第6
図中の(d)参照)による巻取張力の変化を適用した場
合にも圧着きずの発生はなかった。従って実用的には、
このような折れ線を適用することもできる。
<発明の効果> 本発明のコイル巻取方法によると、前述のとおり低炭
高温巻取材に発生する積層ストリップ間の圧着きずの発
生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、張力一定巻取時のコイル内応力分布及び圧着
きず発生状況を示す模式図、第2図は、コイル最内層の
面圧と圧着きずの発生との関係を示す特性図、第3図
は、本発明に係るコイラの巻取制御のフローチャート、
第4図は、各巻取方法での巻取コイル径と巻取張力との
関係を示す特性図、第5図は、従来の巻取方法での巻取
コイル径と巻取張力との関係を示す特性図、第6図は、
圧着きず発生場所を説明する模式図である。 1……半径方向応力(圧縮)、 2……半径方向応力分布、 3……圧着きず、 4……コイル、 D0……コイル外径、 D1……コイル内径、 DM……マンドレル外径、 DD……圧着きず発生円周径。

Claims (1)
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    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】熱間圧延された1〜4mm厚のストリップを
    コイラでコイル直径が1400〜2300mmのコイルに巻取る際
    に、 ストリップの単位面積当たりの巻取張力Ut(kgf/mm2
    を(1)式のように巻取コイル半径rの関数とすると共
    に、 但し r:巻取コイル半径(mm), λ,α,およびPを(2),(3)および(4)式のよ
    うに調整することを特徴とするコイル巻取方法。 λ=0.44〜0.6・a2 ……(2) 0.45≦P≦1.0 ……(4) 但し a:コイル内半径(mm), b:コイル外半径(mm), P:巻取時のコイル最内層の面圧(kgf/mm2)。