JP3311666B2 - 金属帯の巻き取り方法 - Google Patents

金属帯の巻き取り方法

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JP3311666B2 JP00735398A JP735398A JP3311666B2 JP 3311666 B2 JP3311666 B2 JP 3311666B2 JP 00735398 A JP00735398 A JP 00735398A JP 735398 A JP735398 A JP 735398A JP 3311666 B2 JP3311666 B2 JP 3311666B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱間圧延における
金属帯の巻き取り方法に関し、特に、熱間仕上圧延機か
ら連続して送り出された金属帯を所定長さに切断し、そ
の切断された金属帯を複数の巻き取りコイラーで交互に
巻き取る、連続熱間圧延における金属帯の巻き取り方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、金属帯、例えば鋼帯の熱間圧延
は、スラブ毎にバッチ式で行われ、圧延後の鋼帯を一本
のコイルに巻き取るのが普通であったが、近年になっ
て、スラブを粗圧延して得られるシートバーの段階で、
先行材尾端と後行材先端とを接合し、これを連続して仕
上圧延する連続熱間圧延が行われつつある。
【0003】すなわち、図1に示すように、粗圧延後の
シートバーS0 の先行材尾端部STEと後行材先端部SLE
とを接合装置1で接合して仕上圧延機2に連続して供給
し、連続した鋼帯Sに仕上圧延したのち、シャー3の入
側に配置したピンチロール4と巻き取りコイラー(以
下、コイラーと略記する)5の入側に配置したピンチロ
ール6とで鋼帯Sを挟持しながら、シャー3により、通
常シートバーでの接合位置近辺で切断し、切断後の先行
鋼帯S1 はコイラー5に巻き取るとともに、後行鋼帯S
2 は図1中破線で示すように別のピンチロール7を介し
て別のコイラー8へと導かれ、ここに巻き取られる。以
上の操作を繰り返すことによって、仕上圧延機2から連
続して送り出される鋼帯を所定の長さに切断したもの
を、圧延ラインに沿って配置された複数個のコイラーに
交互に巻き取るのである。なお、9は通板テーブルであ
る。
【0004】この連続熱間圧延における鋼帯の巻き取り
では、仕上圧延機とコイラーとの間で鋼帯に張力を付与
することにより、安定的な通板及び巻き取りを行ってい
る。ここで、張力を付与する手段としては、一般的に巻
き取る際に鋼帯に与える張力基準、すなわち巻き取りの
際の巻取温度条件や巻き取る鋼帯の鋼種等に対応させ
て、予め最適に設定しておいた張力基準を与えておき、
巻き取りに際してマンドレルに該張力基準に等しい値の
張力を鋼帯に付与できるような回転トルクを発生させる
ことにより、張力制御を実施している。
【0005】ところで、連続熱間圧延では、仕上圧延機
から送り出された鋼帯を切断後に複数台のコイラーに交
互に巻き取ることから、コイラー1台当たりの巻き取り
終了から次材巻き取り開始までの時間が短く、巻き取り
後のコイルをなるべく短時間で抜き取り、次の巻き取り
のための準備を短時間で完了させなければならない。そ
のため、巻き取り後のコイラーの回転を短時間で停止す
る必要がある。この要請に対して、特開平5−1545
50号公報では、巻き取り終了直前の減速過程において
コイルに押さえロールを接触させて該押さえロールにも
コイルの回転の制動力を持たせる技術が、提案されてい
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記公
報に開示の方法では、巻き取りが終了する前に押さえロ
ールをコイル表面に接触させるため、該押さえロールが
巻き取り中のコイルの回転を妨げるトルクを発生させコ
イル自体が減速してしまう。その結果、押さえロールと
ピンチロールとの間で鋼帯に緩みが生じて鋼帯がだぶつ
く現象が発生する。
【0007】この現象を、一般的な熱間圧延の巻き取り
モデルにてシュミレートするために、コイルを剛体の回
転体と考えると、図2に示すようなモデルが考えられ
る。すなわち、コイルの内径をa(m)、外径をb
(m)、鋼帯に働く張力をT(KN)、マンドレルの発
生トルクをTMD(KN・m)とし、さらにコイルの慣性
力をIC 、角速度をω(rad/s)としたとき、コイ
ルに対する運動力学による式は次のように表される。 IC (dω/dt)=TMD(a/2)−T(b/2)−4F----(1) ただし、Fは1本の押さえロールが発生させる張力であ
り、一般的な熱間圧延工場における巻き取り装置には、
4本の押さえロールが装備されている。
【0008】上記式(1)において、押さえロールが鋼
帯と接触する前の段階では、右式第三項が零であり、定
常的にマンドレルが張力制御を実施している場合、第一
項と第二項が釣り合うようにマンドレルの発生トルクが
制御されるため、左式は零となる。ところが、押さえロ
ールが鋼帯と接触した瞬間の非定常状態では、左式はマ
イナスとなって負の角速度が発生し、つまりコイルが減
速してしまう。この場合、鋼帯に付与されていた張力が
減少し、鋼帯は押さえロールとピンチロールとの間で緩
みを生じるのである。そして、この緩みは、コイル外巻
きの巻き弛みやテレスコープといった巻き不良となる。
【0009】そこで、本発明は、このような連続的に熱
間圧延を行う技術の問題点に着目してなされたものであ
り、連続熱間圧延における安定した巻き取りを実現する
方法について提案することを目的とする。
【0010】請求項1に記載の本発明は、熱間仕上圧延
機から送り出された金属帯を、巻き取り中に所定長さに
切断し、ピンチロールを介して巻き取りコイラーによ
りコイルに巻き取るに際し、該切断後の金属帯尾端がピ
ンチロールを抜ける前に、押さえロールを巻き取り中の
コイルに押し付け、巻き取りを終了するとともに、該押
さえロールを巻き取り中のコイルに押し付ける前に、前
記巻き取りコイラーの運転をトルク制御から回転速度制
御に切り替え、該巻き取りコイラーの回転速度制御値の
目標をその時の速度実績よりも速い速度とすることを特
徴とする金属帯の巻き取り方法である。
【0011】
【0012】また、請求項に記載の本発明は、熱間
上圧延機から送り出された金属帯を、巻き取りコイラー
をトルク制御することにより該金属帯に張力を付与して
コイルに巻き取る金属帯の巻き取り方法において、巻き
取りを終了する前に、記張力を、前記巻き取りコイラ
ーを制動する押さえロールが発生させる張力分以上高く
、その後に、巻き取り中のコイルに該押さえロールを
押し付けて巻き取りを終了することを特徴とする金属帯
の巻き取り方法である。
【0013】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて、図面を参照して説明する。図1におけるコイラー
5の詳細を図3に示すように、コイラー5は、そのマン
ドレル10に巻き付いた鋼帯S1 を所定の巻き取り張力
で引っ張るための手段として、マンドレル10のモータ
11のトルクを検出するトルク検出機12と、そのトル
ク検出機12によって検出されるトルクに応じて鋼帯S
1 の張力が一定となるように、前記モータ11をフィー
ドバック制御するトルク制御装置13とを備え、トルク
制御の下に鋼帯S1 の巻き取りを行っている。
【0014】本発明を適用可能なコイラー5には、さら
にモーター11の回転状態を検出するパイロットジェネ
レーター(PLG)14と、モーター11の回転をフィ
ードバック制御する速度制御装置15が装備されてお
り、マンドレルの回転速度をも制御可能となっている。
そして、本発明においては、例えば鋼帯Sをシャー3で
切断した時に、前記モーター11の回転制御をそれまで
のトルク制御から回転速度制御に切り替える。具体的に
は、シャー3を作動させるタイミングで回転速度制御に
切り替えるようにしてもよいし、マンドレルのトルク制
御を行っている状態でシャー3により鋼帯Sを切断する
と、鋼帯Sに付与されていた張力が解放してマンドレル
の回転速度が上昇するので、該回転速度に上限値を設定
しておき、実際の回転速度が該上限値に達したら自動的
に速度制御に切り替わるようにしておいてもよい。
【0015】図3において符号16は、コイルの外周に
そって等分に配置される押さえロールであり、油圧ポン
プ17及びサーボ弁18を備える油圧シリンダ19を介
して、マンドレル10に対して進退可能に設置するとと
もに、図示しない駆動源によって回転駆動が可能であ
る。本実施形態においては、前記切断を行った時点で、
マンドレルを回転速度制御に切り替えた後に押さえロー
ル16をコイルに接触させ、その制動をはかる。なお、
押さえロール16は巻き取り開始の際には、そのガイド
としても機能する。また、位置検出器20によってコイ
ルに対する押さえロール16の相対位置を把握し、コイ
ルへの接触を高精度で行うことができる。
【0016】次に、鋼帯の巻き取り終了まで、従前の如
くコイラーのマンドレルのトルク制御を続行した場合
と、巻き取り終了直前において鋼帯の切断に合わせてマ
ンドレルのトルク制御を回転速度制御に切り替えた場合
とについて、マンドレルの回転速度 (板速度:mpm)及び
トルクの実際の変化を測定した。その結果について、ト
ルク制御を続行した場合を図4に、そして回転速度に切
り替えた場合を図5に、それぞれ示す。すなわち、図4
では、押さえロールをコイルに接触した時点でのマンド
レル回転速度の減少が明確に示されているが、図5に示
す鋼帯の切断から速度制御に切り替えた場合は、マンド
レル回転速度の減少がなく、コイルの緩みが生じないこ
とがわかる。
【0017】ここで、マンドレルの回転速度制御値の目
その時の速度実績より速くすることが、好ましい。
これは、マンドレルをトルク制御から回転速度制御に切
り替える時に、速度制御値の目標をその時の速度実績に
対していくらか速く設定することにより、確実にマンド
レルが金属帯を引張ることができるからである。
【0018】また、押さえロールのコイルへの接触開始
時期を、金属帯の切断から先行金属帯が巻き取りコイラ
ー入側のピンチロールを抜けるまでの間に設定すること
によって、マンドレルが速度制御中に押さえロールをコ
イルに接触させることができるとともに、速やかに押さ
えロールがコイルの回転の制動動作に入ることができ
る。
【0019】次に、別の本発明の実施形態について説明
する。前述のように、シャー3が鋼帯を切断する以前
は、コイラー5は、そのマンドレル10に巻き付いた鋼
帯S1 を所定の巻き取り張力で引っ張るように、マンド
レル10のトルクを制御されて巻き取りを行っている。
そして、シャー3により鋼帯を切断する訳であるが、本
実施形態においては前記切断後もマンドレルのトルク制
御を継続する。前記切断後は、ピンチロール6とマンド
レル10により鋼帯S1 に張力が付与された状態で巻き
取りが継続される。
【0020】次に、押さえロール16をコイルに接触さ
せるに際して、それまでと同様の張力を鋼帯S1に与え
られる分のトルクにてマンドレル10が巻き取りを行っ
ていると、該押さえロール16をコイルに接触させた瞬
間にコイルの回転速度が減速して前記張力が低下してし
まい、結果として巻き緩みが発生してしまう。そこで、
本実施形態においては、押さえロールを接触させる際
に、前記張力の設定値をそれまでの設定値よりも高い値
に変更する。前述の(1) 式において、4本の押さえロー
ルをコイルに接触させることにより鋼帯の張力は4Fだ
け減少することになるので、押さえロールをコイルに接
触させる際に、押さえロールが発生させる張力分4F以
上の値だけ張力の設定値を高めておけばよい。
【0021】
【発明の効果】請求項1に記載の本発明によれば、押さ
えロールをコイルに接触させる際に、コイラーを速度制
御により回転させているので、押さえロールの接触によ
るコイルの減速がなくなる結果、コイルの外巻きの巻き
緩みやテレスコープといった巻き不良の発生を回避でき
るとともに、先行金属帯の巻き取り終了後、コイルの回
転を停止する際には該押さえロールが制動力を持つため
に、短時間のうちにコイルの回転を停止させることが可
能となる。そして押さえロールのコイルへの接触開始
時期を、金属帯の切断から先行金属帯の尾端が巻き取り
コイラー入側のピンチロールを抜けるまでの間に設定す
るので、金属帯の巻き取りが終了したら速やかに押さえ
ロールがコイルの回転の制動動作を行うことができる。
また、請求項に記載の本発明によれば、押さえロール
をコイルに接触させる際に、コイラーをトルク制御によ
り回転させ、その時のマンドレルにより鋼帯に付与する
張力設定値をそれまでよりも高い値に変更するために、
押さえロールの接触によるコイルの減速が防止でき、コ
イルの外巻きの巻き緩みやテレスコープといった巻き不
良の発生を回避できるとともに、先行金属帯の巻き取り
終了後、コイルの回転を停止する際には該押さえロール
が制動力を持つために、短時間のうちにコイルの回転を
停止させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】連続熱間圧延ラインを示す模式図である。
【図2】巻き取りコイルの力学モデルを示す説明図であ
る。
【図3】コイラーの詳細を示す図である。
【図4】巻き取り終了段階におけるマンドレルの速度及
びトルクの測定結果を示すグラフである。
【図5】巻き取り終了段階におけるマンドレルの速度及
びトルクの測定結果を示すグラフである。
【符号の説明】
1 接合装置 2 仕上圧延機 3 シャー 4,6,7 ピンチロール 5,8 コイラー 10 マンドレル 16 押さえロール
フロントページの続き (72)発明者 植田 潔 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎 製鉄株式会社 千葉製鉄所内 (56)参考文献 特開 昭63−80921(JP,A) 特開 平5−154550(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B21C 47/00 B21C 47/02

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】熱間仕上圧延機から送り出された金属帯
    を、巻き取り中に所定長さに切断し、ピンチロールを介
    して巻き取りコイラーによりコイルに巻き取るに際
    し、該切断後の金属帯尾端がピンチロールを抜ける前
    に、押さえロールを巻き取り中のコイルに押し付け、巻
    き取りを終了するとともに、該押さえロールを巻き取り
    中のコイルに押し付ける前に、前記巻き取りコイラー
    運転をトルク制御から回転速度制御に切り替え、該巻き
    取りコイラーの回転速度制御値の目標をその時の速度実
    績よりも速い速度とすることを特徴とする金属帯の巻き
    取り方法。
  2. 【請求項2】熱間仕上圧延機から送り出された金属帯
    を、巻き取りコイラーをトルク制御することにより該金
    属帯に張力を付与してコイルに巻き取る金属帯の巻き取
    り方法において、巻き取りを終了する前に、前記張力
    を、前記巻き取りコイラーを制動する押さえロールが発
    生させる張力分以上高くし、その後に、巻き取り中のコ
    イルに該押さえロールを押し付けて巻き取りを終了する
    ことを特徴とする金属帯の巻き取り方法。
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