JP3359968B2 - Winding and unwinding device for long materials - Google Patents

Winding and unwinding device for long materials

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JP3359968B2 JP00012094A JP12094A JP3359968B2 JP 3359968 B2 JP3359968 B2 JP 3359968B2 JP 00012094 A JP00012094 A JP 00012094A JP 12094 A JP12094 A JP 12094A JP 3359968 B2 JP3359968 B2 JP 3359968B2
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孝 石川
啓剛 村上
俊郎 松下
一幸 佐藤
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、シートバー等の長尺
材の巻き取り・巻もどし装置に関し、とくに該装置に配
置されるマンドレルに工夫を加えることよってその寿命
の一層の延長を図ろうとするものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for winding and unwinding a long material such as a sheet bar, and more particularly, to extending the life of a mandrel arranged in the apparatus by modifying the mandrel. Is what you do.

【0002】[0002]

【従来の技術】仕上げ圧延機の入側でシートバー同士を
接合し、連続して仕上げ圧延を行う連続熱間圧延(エン
ドレス圧延)においては、粗圧延機と仕上げ圧延機との
間のバッファー設備としてシートバーの巻き取り・巻も
どし装置の設置が不可欠である。
2. Description of the Related Art In continuous hot rolling (endless rolling) in which sheet bars are joined to each other on the entry side of a finishing rolling mill and continuous finishing rolling is performed, a buffer facility between a rough rolling mill and a finishing rolling mill is used. Therefore, it is indispensable to install a sheet bar winding / unwinding device.

【0003】このシートバーの巻き取り・巻もどし装置
において、十分なバッファー能力を発揮させるために
は、複数のコイルポジションが必要であって、各ポジシ
ョン間の移載には、普通、コイル状に巻き取ったシート
バー(以下単にバーコイルと記す)の内巻部空間にマン
ドレルを挿入し、このマンドレルを進行方向に移動させ
ることによって行っていた。また、このマンドレルは、
バーコイルの巻き取り時や移載時だけでなく巻もどし時
においてそれを支持するのにも利用されていた。
[0003] In this sheet bar winding / unwinding device, a plurality of coil positions are required in order to exert a sufficient buffer capacity, and transfer between the positions is usually performed in a coil shape. This is performed by inserting a mandrel into the inner winding space of a wound sheet bar (hereinafter simply referred to as a bar coil) and moving the mandrel in the traveling direction. Also, this mandrel
It was used to support the bar coil not only during winding and transfer, but also during unwinding.

【0004】巻き取り・巻もどし装置に配置されるマン
ドレルは、上述したような機能を有するわけであるが、
コイルとの接触により局部的な温度低下を招くのが避け
られないため、バーコイルを支持するに当たっては、予
め誘導加熱装置によって600〜850 ℃程度に加熱してか
ら使用していた (特願平5-248109号明細書)。
[0004] The mandrel arranged in the winding / unwinding device has the function as described above.
Since it is inevitable that contact with the coil causes a local temperature drop, the bar coil was previously heated to about 600 to 850 ° C by an induction heating device before it was used (Japanese Patent Application No. -248109).

【0005】ところで、マンドレルを加熱してから使用
するものにおいては、バーコイルを支持している間に変
形 (スリーブを備えたものではスリーブが変形する) し
たり、加熱時に発生したクラックが起点となって割れが
発生し、その寿命が非常に短い不利があった。
By the way, when the mandrel is used after being heated, the mandrel may be deformed while supporting the bar coil (the sleeve may be deformed if the mandrel is provided with a sleeve), or a crack generated during heating may be a starting point. There was a disadvantage that cracking occurred and the life was very short.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、バ
ーコイルの如き長尺材を安定して保持できるマンドレル
を備えた巻き取り・巻もどし装置を提案するところにあ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to propose a winding / unwinding device having a mandrel capable of stably holding a long material such as a bar coil.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この発明は、長尺材の内
巻部空間に位置してそれを保持するマンドレルを備えた
装置であって、上記マンドレルは、表面に複数の溝を形
成したマンドレル芯部とこの芯部を内部に納め、その相
互間にて該複数の溝による断熱層を形成するスリーブを
有することを特徴とする長尺材の巻き取り・巻きもどし
装置である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is an apparatus provided with a mandrel which is located in and holds an inner winding space of a long material, wherein the mandrel has a plurality of grooves formed on a surface thereof. An apparatus for winding and unwinding a long material, comprising a mandrel core portion and a sleeve for housing the core portion inside and forming a heat insulating layer by the plurality of grooves between the core portions.

【0008】また、溝は、マンドレル芯部の長手方向に
沿って平行に伸びたもの、またはマンドレル芯部に沿い
螺旋状に伸びたものが好適であり、溝とこの溝相互間の
陸部との面積比が1:1〜1:3であることが、さら
に、マンドレル芯部が内部水冷式としたものが好適であ
る。
Preferably, the groove extends parallel to the longitudinal direction of the mandrel core or spirally extends along the mandrel core. It is preferable that the area ratio is 1: 1 to 1: 3, and that the mandrel core is of an internal water-cooled type.

【0009】図1に、この発明に従う巻き取り・巻もど
し装置の構成を、また、図2に、図1に示した装置に組
み込まれるマンドレルおよびその付属機構を簡略化して
示す。
FIG. 1 shows a configuration of a winding / unwinding device according to the present invention, and FIG. 2 shows a simplified mandrel and its attachment mechanism incorporated in the device shown in FIG.

【0010】上掲図1、2における番号1はバーコイ
ル、2はベンディングロール、3はクレードルロール、
4はバーコイル1を支持するマンドレルであって、この
マンドレル4は、その詳細を図3a, bに示すように、
内部に冷却水の通路cを、またその表面に複数の細長い
溝S1 および溝S1 の相互に挟まれた陸部S2 を有する
マンドレル芯部 (アーバー) 4aとこの芯部4aを内部
に収め、その相互間にて断熱層4bを形成するスリーブ
4cを有する。
In the above FIGS. 1 and 2, reference numeral 1 denotes a bar coil, 2 denotes a bending roll, 3 denotes a cradle roll,
Reference numeral 4 denotes a mandrel for supporting the bar coil 1, and the mandrel 4 has details as shown in FIGS. 3a and 3b.
The passage c of the cooling water inside, also the core 4a with the mandrel core (Arbor) 4a having a land portion S 2 sandwiched between the mutually plurality of elongated grooves S 1 and groove S 1 on its surface therein It has a sleeve 4c that houses and forms a heat insulating layer 4b between them.

【0011】また、5はマンドレル芯部4aの先端でね
じ止めしてスリーブ4cを該芯部4aに強固に固定する
キャップ、6はマンドレル4のアウトボードサポート、
7はマンドレル4の待機位置でその先端部分(スリーブ
4cが位置する領域)をバーコイル1の接触によって局
部的な温度低下が生じない程度に積極的に加熱する誘導
加熱装置である。
Reference numeral 5 denotes a cap for fixing the sleeve 4c firmly to the core 4a by screwing at the tip of the mandrel core 4a, 6 denotes an outboard support for the mandrel 4,
Reference numeral 7 denotes an induction heating device which is a standby position of the mandrel 4 and actively heats its tip (the region where the sleeve 4c is located) to such an extent that a local temperature drop does not occur due to the contact of the bar coil 1.

【0012】上記の構成になる装置のマンドレル4は、
図2に示すように、その後端部分に液圧シリンダー8が
配置されていて、このシリンダー8によってマンドレル
4を相互に進退移動させることができるようになってい
る。
The mandrel 4 of the apparatus having the above-described configuration is
As shown in FIG. 2, a hydraulic cylinder 8 is arranged at a rear end portion of the mandrel 4 so that the mandrel 4 can be moved forward and backward with respect to each other.

【0013】[0013]

【作用】この発明においては、マンドレル芯部4aの全
表面に複数の溝を設けて、スリーブ4cとの間で空気の
断熱層4bを形成するようにしたので、バーコイルの保
持に際し、局部的な荷重の集中せず、スリーブ4cが簡
単に割れるようなことはなくなる。
In the present invention, a plurality of grooves are provided on the entire surface of the mandrel core portion 4a to form the heat insulating layer 4b for air between the mandrel core portion 4a and the sleeve 4c. The load does not concentrate and the sleeve 4c does not easily break.

【0014】スリーブ4cの肉厚に関しては、図4に示
すように厚さを増していくに従い内面における応力が高
くなり強度が低下する不具合があるので30mm以下とする
のがよい。
The thickness of the sleeve 4c is preferably set to 30 mm or less, as shown in FIG. 4, since the stress on the inner surface increases and the strength decreases as the thickness increases.

【0015】また、マンドレル芯部4aについては、図
5に示すようにその肉厚が75mmを超えるとその内面にお
ける応力 (引張応力) が高くなり強度の面で不利となる
ので、75mm以下とするのがよい。
Further, as shown in FIG. 5, if the thickness of the mandrel core portion 4a exceeds 75 mm, the stress (tensile stress) on the inner surface of the mandrel core portion 4a increases, which is disadvantageous in terms of strength. Is good.

【0016】マンドレル芯部4aの溝S1 の溝底には、
応力集中を避けるために半径2.5 mm以上のアールをつけ
ておくのが好ましい。図6は、溝S1 の底部におけるア
ールと応力集中との関係を示したものであるが、アール
を2.5 mm以上とすることにより応力集中係数が極端に小
さくなる。
[0016] The groove bottom of the groove S 1 of the mandrel core portion 4a,
It is preferable to provide a radius of 2.5 mm or more to avoid stress concentration. Figure 6 is shows the relationship between the radius and the stress concentration at the bottom of the groove S 1, the stress concentration factor becomes extremely small by setting the radius 2.5 mm or more.

【0017】マンドレル4を誘導加熱するに際しては、
芯部4aの温度上昇も避けられない。このため、この発
明においては、マンドレル芯部4aの内部に流す冷却水
の流速を0.5 m/S 以上とするのが好ましい。また、加熱
時の周波数は図7に示すように、あまり高いとスリーブ
4aの内外面における応力が大きくなり (加熱浸透深さ
が浅くなる) 、マンドレル4の寿命に悪影響を与えるの
で、周波数を1kHz 以下にするのが安全といえる。
When the mandrel 4 is induction heated,
An increase in the temperature of the core 4a is inevitable. For this reason, in the present invention, it is preferable that the flow rate of the cooling water flowing inside the mandrel core 4a be 0.5 m / S or more. As shown in FIG. 7, if the frequency at the time of heating is too high, the stress on the inner and outer surfaces of the sleeve 4a becomes large (the heat penetration depth becomes shallow) and adversely affects the life of the mandrel 4, so that the frequency is 1 kHz. It is safe to do the following:

【0018】マンドレル芯部4aの陸部S2 について
は、その面積が減少した場合に、図8に示すように面圧
が上昇してその強度が不足することになる。一方、その
面積が増大すると該芯部4aにおける接触伝熱量が増加
(芯部への入熱が増加) し寿命の低下を招くので、安全
の確保および寿命の観点から、溝S1 と陸部S2 との面
積比率は1:1〜1:3とする。
[0018] The land portion S 2 of the mandrel core 4a, when the area is reduced, surface pressure as shown in FIG. 8 will be insufficient intensity to rise. On the other hand, when the area increases, the amount of contact heat transfer at the core 4a increases.
Since lowering the (heat input increases to core) to life, from the viewpoint of ensuring safety and life, the area ratio of the groove S 1 and land portion S 2 1: 1~1: 3 to.

【0019】なお、この発明においては、溝S1 をマン
ドレル芯部4aに設ける場合について説明したが、スリ
ーブ4cの内面に溝S1 を設けることによっても同様の
効果が期待できるし、溝の断面形状も適宜に変更できる
のはいうまでもない。また、溝S1 に嵌まり合うような
突起をスリーブ4aの内面に設けておくようにしてもよ
い。
[0019] Incidentally, in the present invention has been described for the case where providing a groove S 1 to mandrel core 4a, to the same effect can be expected also by providing a groove S 1 on the inner surface of the sleeve 4c, the groove cross-section It goes without saying that the shape can be changed as appropriate. Moreover, it is advisable to provide a protrusion such as mate in grooves S 1 on the inner surface of the sleeve 4a.

【0020】[0020]

【実施例】上掲図3に示したような構成になるマンドレ
ル (スリーブの外径:300 mm, スリーブの肉厚:20mm,
溝幅:5mm, 陸部の幅:12mm, 溝底部のアール:2.5mm,
マンドレル芯部の内径:150 mm, 溝と陸部との面積比
率:5:12) を備えた装置を用いてバーコイルの巻き取
り、移送、巻もどし操業 (マンドレルは周波数1kHで80
0 ℃まで誘導加熱、マンドレル芯部に流す冷却水の流速
1m/S)を行い、かかるマンドレルの耐用期間について調
査した。
EXAMPLE A mandrel having the structure shown in FIG. 3 (outer diameter of sleeve: 300 mm, thickness of sleeve: 20 mm,
Groove width: 5mm, land width: 12mm, groove bottom: 2.5mm,
Winding, transferring, and rewinding operation of the bar coil using a device with an inner diameter of the mandrel core: 150 mm and an area ratio between the groove and the land: 5:12) (The mandrel is 80 at a frequency of 1 kHz.
Induction heating was performed to 0 ° C., and the flow rate of cooling water flowing through the mandrel core was 1 m / S), and the service life of the mandrel was investigated.

【0021】その結果、マンドレルの寿命は耐用年数と
して5年程度まで延長できることが確かめられた。
As a result, it was confirmed that the life of the mandrel can be extended to about 5 years as a service life.

【0022】[0022]

【発明の効果】この発明によれば、コイルを保持したと
きのスリーブの変形が小さいので該スリーブが割れるよ
うなことはなく、長期の使用に耐え得る。また、スリー
ブの内面はマンドレル芯部にすべて接触しているわけで
はないので、かかるスリーブの取り外し、取り付けは極
めて簡便に行える。
According to the present invention, since the deformation of the sleeve when the coil is held is small, the sleeve does not crack and can be used for a long time. Further, since the inner surface of the sleeve does not always contact the mandrel core, removal and attachment of the sleeve can be performed extremely easily.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明に従う装置の構成を示した図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an apparatus according to the present invention.

【図2】この発明に従う装置に配置されるマンドレルの
外観図である。
FIG. 2 is an external view of a mandrel arranged in the device according to the present invention.

【図3】aはマンドレルの要部の断面を示した図であ
り、bは図3aのA−A断面を示した図である。
3A is a diagram showing a cross section of a main part of the mandrel, and FIG. 3B is a diagram showing a cross section taken along line AA of FIG. 3A.

【図4】スリーブの肉厚と応力の関係を示したグラフで
ある。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the thickness of the sleeve and the stress.

【図5】マンドレル芯部の肉厚と応力の関係を示したグ
ラフである。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the thickness of a mandrel core and stress.

【図6】溝の底部におけるアールと応力集中係数の関係
を示したグラフである。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the radius at the bottom of the groove and the stress concentration factor.

【図7】誘導加熱時の周波数とスリーブの発生応力の関
係を示したグラフである。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the frequency during induction heating and the stress generated in the sleeve.

【図8】面積比率と陸部の面圧の関係を示したグラフで
ある。
FIG. 8 is a graph showing a relationship between an area ratio and a surface pressure of a land portion.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 バーコイル 2 ベンディングロール 3 クレードルロール 4 マンドレル 4a マンドレル芯部 4b 断熱層 4c スリーブ 5 キャップ 6 アウトボードサポート 7 誘導加熱装置 8 シリンダー C 通路 Reference Signs List 1 bar coil 2 bending roll 3 cradle roll 4 mandrel 4a mandrel core 4b heat insulating layer 4c sleeve 5 cap 6 outboard support 7 induction heating device 8 cylinder C passage

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石川 孝 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 (72)発明者 村上 啓剛 神奈川県横浜市磯子区新中原町1番地 石川島播磨重工業株式会社 横浜第二工 場内 (72)発明者 松下 俊郎 神奈川県横浜市磯子区新中原町1番地 石川島播磨重工業株式会社 横浜第二工 場内 (72)発明者 佐藤 一幸 神奈川県横浜市磯子区新中原町1番地 石川島播磨重工業株式会社 横浜第二工 場内 (72)発明者 関 剛 神奈川県横浜市磯子区新中原町1番地 石川島播磨重工業株式会社 横浜第二工 場内 (56)参考文献 特開 昭56−47215(JP,A) 特開 平3−193217(JP,A) 特開 昭61−17326(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B21C 47/28 B21B 45/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Takashi Ishikawa 1st Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba City, Chiba Prefecture Inside the Chiba Works, Kawasaki Steel Works (72) Keigo Murakami 1st Shin-Nakahara-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd.Yokohama Second Factory (72) Inventor Toshiro Matsushita 1 Shinnakahara-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd.Yokohama Second Factory (72) Inventor Kazuyuki Sato Isogo, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture No. 1, Shin-Nakahara-cho, Ward Ishikawajima-Harima Heavy Industries, Ltd., Yokohama No. 2 Factory (72) Inventor Tsuyoshi Seki, No. 1, Shin-Nakahara-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture, Ishikawajima-Harima Heavy Industries, Ltd. JP-A-56-47215 (JP, A) JP-A-3-193217 (JP, A) JP-A-61-17326 (JP, A) (58) The field (Int.Cl. 7, DB name) B21C 47/28 B21B 45/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 長尺材の内巻部空間に位置してそれを保
持するマンドレルを備えた装置であって、 上記マンドレルは、表面に複数の溝を形成したマンドレ
ル芯部とこの芯部を内部に納め、その相互間にて該複数
の溝による断熱層を形成するスリーブを有することを特
徴とする長尺材の巻き取り・巻きもどし装置。
1. A device comprising a mandrel which is located in and holds an inner winding space of a long material, wherein the mandrel comprises a mandrel core having a plurality of grooves formed on a surface thereof, and a mandrel. Put inside, and the plural
An elongate material winding / unwinding device having a sleeve for forming a heat insulating layer by the groove .
【請求項2】 溝は、マンドレル芯部の長手方向に沿っ
て平行に伸びたもの、またはマンドレル芯部に沿い螺旋
状に伸びたものである、請求項1記載の装置。
2. The apparatus according to claim 1, wherein the groove extends parallel to the longitudinal direction of the mandrel core, or spirally extends along the mandrel core.
【請求項3】 溝とこの溝相互間の陸部との面積比が
1:1〜1:3である、請求項2記載の装置。
3. The apparatus according to claim 2, wherein the area ratio between the grooves and the land portions between the grooves is from 1: 1 to 1: 3.
【請求項4】 マンドレル芯部が内部冷却水である請求
項1〜3の何れかに記載の装置。
4. The apparatus according to claim 1, wherein the mandrel core is internal cooling water.
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