JP3400116B2

JP3400116B2 - 巻取装置

Info

Publication number: JP3400116B2
Application number: JP16173994A
Authority: JP
Inventors: 紀夫岩波
Original assignee: 石川島播磨重工業株式会社
Priority date: 1994-07-14
Filing date: 1994-07-14
Publication date: 2003-04-28
Anticipated expiration: 2018-04-28
Also published as: JPH0824947A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は熱間圧延設備の圧延ライ
ンに設けられ巻取り巻戻しを行う巻取装置に係わり、特
に薄い板厚のコイルの局部的冷却を防止する巻取装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】熱間圧延設備は粗圧延機と仕上圧延機と
で構成されている。最近、粗圧延機と仕上圧延機の間に
巻取り巻戻し機を設け、粗圧延した被圧延材を一旦巻取
り巻戻し機に巻き取り、これを巻き戻して、被圧延材の
尾端から仕上圧延機に送る装置が開発され、コイルに巻
き取ることによって被圧延材の温度低下を改善し、ほぼ
一定の圧延速度で被圧延材の先端から後端まで圧延する
ことができるようになった。

【０００３】また、薄スラブ連続鋳造機の開発により、
粗圧延機を取り除いた熱間圧延設備が実用化されてお
り、従来厚みが２１０ｍｍ程度あった連続鋳造材に代わ
り、厚みを５０ｍｍ〜７０ｍｍ程度にして連続鋳造し、
この薄スラブを直接加熱炉に装入して所定温度に均熱
後、仕上圧延機で仕上圧延することができるようになっ
た。

【０００４】ところで最近これをさらに改善し、仕上圧
延機の台数を少なくすると共に圧延ラインを短縮した設
備が検討されている。図７はこのような設備の一例を示
す。粗圧延機２の上流側に第１巻取り巻戻し機３、下流
側に第２巻取り巻戻し機４が設けられ、下流側に仕上圧
延機列５と、ダウンコイラー６が設けられている。連続
鋳造機より５０ｍｍ〜７０ｍｍ前後の被圧延材１が供給
されると、粗圧延機２で正転圧延して第２巻取り巻戻し
機４に巻取り、次に逆転圧延して第１巻取り巻戻し機３
に巻き取る。このように正転、逆転を繰り返し１０ｍｍ
前後にした後、第１巻取り巻戻し機３に巻取り、更に粗
圧延機２で６．５ｍｍ程度に圧延した後、仕上圧延機列
５で仕上圧延を行い、１．２ｍｍ程度にしてダウンコイ
ラー６に巻取る。

【０００５】図８は従来用いられている巻取り巻戻し機
の構成を示し、被圧延材１に巻きぐせを付ける曲げロー
ル７と、コイル８に巻いてゆくクレードルロール９から
なる。巻戻しは矢印Ａ，矢印Ｂで示す方向に行い、矢印
Ｂ方向への巻戻しは軸のない状態で可能であるが、矢印
Ａの方向への巻戻しはマンドレルなどの軸を入れて巻戻
しを行う。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】巻取り、巻戻しする板
厚が薄くなるに従いその速度は急速に増加する。さらに
コイルの板厚が薄くなると冷却が大きくなり、外気と接
するコイル端面やコイル内巻き側の温度が低下する。図
８に示す巻取り巻戻し機の場合、板厚が薄くなると軸芯
がないため、コイル状に巻くことが困難となる上、形状
も楕円となり、高速の巻取り巻戻しができない。また、
薄板のためコイル冷却も大きくなるので、２０ｍｍ程度
の板厚までが使用可能な限界となっており、図７で示し
た巻取り巻戻し機に対する要求を満足することができな
い。

【０００７】コイルを保熱しながら圧延する圧延機にス
テッケルミルがあり、ＵＳＰ４，４３０，８７５や特開
昭５９−１９１５０２号および特開昭５９−１９１５０
３号に技術内容が開示されている。ステッケルミルは圧
延機と、この上流側と下流側に設けられた炉と、この炉
内に設けられた巻取機より構成される。圧延機を正転、
逆転させて、下流側、上流側の巻取機で巻取り、巻戻し
しながら、圧延を行う。このステッケルミルの巻取機の
場合、コイルの先端を巻取り軸に引っ掛けて固定するた
め、コイルの先端に傷が付きやすく、高速巻取りや巻戻
しができないという問題点がある。さらに炉内で加熱す
るためスケールが発生し、品質を劣化させるという問題
点がある。

【０００８】また、巻取りに失敗した場合、このコイル
を巻取装置から取り外し、圧延ライン外に排出するが、
この搬出に時間がかかり、この間圧延ラインを停止しな
ければならないため、巻取りに失敗したコイルを迅速に
搬出する装置が望まれていた。

【０００９】本発明は上述の問題点に鑑みてなされたも
ので、薄板を高速で巻取り巻戻しができると共に、コイ
ルの保熱性能を有する保熱巻取装置を提供することを目
的とする。また、巻取りに失敗したコイルを迅速に圧延
ライン外へ搬出できる巻取装置を提供することを目的と
する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】一端を自由端とし他端を
軸支され、コイル（８）の巻き芯となるマンドレル（１
０）と、該マンドレル（１０）の周囲に設けられマンド
レル（１０）へのコイル初期巻き付けを案内しかつ退避
可能なラッパー設備（４８）と、前記マンドレル（１
０）の外面を包み込み、該マンドレル（１０）を加熱す
るマンドレル加熱装置（１４）と、前記マンドレル（１
０）の前記コイル（８）の端面に対向して該端面を加熱
するために、前記マンドレル（１０）の自由端側に設け
られた第１端面加熱器（３０）と、軸支された側に設け
られた第２端面加熱器（３１）よりなり、前記第１端面
加熱器（３０）は前記第２台車に設置されており、前記
第２端面加熱器（３１）は前記マンドレル（１０）の支
持台（４０）に固定されている端面加熱装置（２９）
と、前記マンドレル（１０）のコイル下側に設けられ該
コイル（８）を押し上げて前記自由端側へ取り外すため
に、前記マンドレル（１０）の軸方向にかつ該マンドレ
ル（１０）の下側まで移動可能な第２台車（２６）と、
該第２台車（２６）に設置され、上下方向に伸縮する昇
降装置（２７）と、該昇降装置（２７）と前記マンドレ
ル（１０）に巻かれた前記コイル（８）との間に着脱可
能に設置されるコイル支持台（２８）とを有するコイル
搬出装置と、を備える。

【００１１】また、前記マンドレル加熱装置（１４）
は、前記マンドレル（１０）の軸方向に移動可能な第１
台車（１６）と、該第１台車（１６）に前記マンドレル
（１０）と同一軸芯上に設置され、前記マンドレル（１
０）の外面と内面が嵌合可能な中空円筒状の加熱器（１
９）とを有する。

【００１２】

【００１３】

【００１４】また、前記第１端面加熱器（３０）はマン
ドレルを中心に左右に分割されており、左右に開閉可能
に前記第２台車（２６）に取り付けられている。

【００１５】また、前記マンドレル加熱装置（１４）ま
たは前記端面加熱装置（２９）は、抵抗加熱、誘導加
熱、燃焼により加熱された輻射体の輻射熱により加熱す
る輻射加熱のいずれかにより加熱する。

【００１６】

【作用】上記構成の発明では、マンドレル（１０）の周
囲にはラッパー設備（４８）が設けられ、コイル（８）
の初期巻き付けを案内するので、薄い被圧延材でも巻取
ることが可能となり、かつマンドレル（１０）を使用す
ることにより高速巻取り、巻戻しも可能となる。コイル
（８）をマンドレル（１０）に巻取る前に、ラッパー設
備（４８）を退避させ、マンドレル（１０）の外面をマ
ンドレル加熱装置（１４）で包み込み予熱しておくこと
により、コイル巻取りを開始した時、コイル（８）の内
巻き側が冷却するのを防止することが出来る。またコイ
ル巻取り巻戻し時にコイル端面に設けられた端面加熱装
置（２９）により加熱するので、巻取り巻戻し時のコイ
ル端面の冷却が防止される。また、コイル（８）の巻取
りに失敗した場合、コイル（８）の下側に設けられたコ
イル搬出装置（２５）により、コイル（８）を押し上
げ、マンドレル（１０）の自由端側へ取り出すので、コ
イル搬出を迅速に行うことができる。

【００１７】また、本発明はマンドレル加熱装置（１
１）を備えているので、このマンドレル加熱装置（１
１）は、マンドレル（１０）の軸方向に移動する第１台
車（１６）と、これに搭載されマンドレル（１０）と同
一軸芯上に設置された中空円筒の加熱器（１９）より構
成されているので、第１台車（１６）をマンドレル（１
０）へ向かって移動してゆくと、マンドレル（１０）は
加熱器（１９）の中に入ってゆく。マンドレル（１０）
がこの加熱器（１９）で覆われた時、加熱器（１９）に
より巻取られるコイル（８）の温度まで加熱する。これ
によりマンドレル（１０）に巻き付くコイル（８）はマ
ンドレル（１０）によって冷却されることがなくなる。

【００１８】また、本発明はコイル搬出装置（２５）を
備えているので、巻取りに失敗したコイル（８）が発生
した場合、第２台車（２６）をコイル（８）の下側まで
移動し、昇降装置（２７）の上にコイル支持台（１２）
を載せて昇降装置（２７）で押し上げることによりコイ
ル（８）の重量を第２台車（２６）で受け、その状態で
第２台車（２６）を移動することにより巻き取りに失敗
したコイル（８）を圧延ライン外に容易に搬出すること
ができる。

【００１９】また、本発明の第１端面加熱器（３０）は
第２台車（２６）に設置されているので、マンドレル
（１０）の軸方向に移動可能であり、第２端面加熱器
（３１）はマンドレル（１０）の支持台（４０）に固定
されている。これにより巻取るコイル（８）の幅に合わ
せて第１端面加熱器（３０）を移動することが可能とな
る。また、巻取りに失敗したコイル（８）を搬出する
際、第１端面加熱器（３０）は第２台車（２６）と一緒
に移動するので、コイル（８）の搬出に支障とならな
い。

【００２０】また、本発明の第１端面加熱器（３０）
は、左右に開閉可能なので、中空円筒状の加熱器がマン
ドレル（１０）に嵌合するためマンドレル軸芯上を移動
しても、相互の干渉を避けることが出来る。

【００２１】また本発明では、電気による抵抗加熱、電
気による誘導加熱、燃焼により加熱された輻射体の輻射
加熱のいずれかをマンドレル加熱装置（１４）は採用
し、また、端面加熱装置（２９）も３者のいずれかを採
用して加熱を行う。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は実施例の側面図を示し、図２（Ａ）
は図１のＸ−Ｘ断面図、（Ｂ）はＹ−Ｙ断面図、（Ｃ）
はＺ−Ｚ矢視図を示す。マンドレル１０はマンドレル駆
動装置１１により片側で支持され、支持端側で回転自由
に軸支されている。マンドレル駆動装置１１はマンドレ
ル支持台１２上に据え付けられており、マンドレル１０
を回転駆動する。マンドレル支持台１２より一段下がっ
た床上にマンドレル１０の軸と同一方向にレール１５が
設けられている。

【００２３】マンドレル加熱装置１４は、レール１５上
を走行する第１台車１６と、この第１台車１６に搭載さ
れ、マンドレル１０と同一軸となるように設置された中
空円筒状の加熱器１９より構成される。第１台車１６は
ワイヤなどに牽引されて走行する。加熱器１９は第１台
車１６に垂直に設けられた支持材１７に対して水平に固
着された水平支持材１８によって固定されている。加熱
器１９は中空円筒で、内径はマンドレル１０の外径より
数１０ｍｍ大きく、加熱面を内側へ向けた円弧状の四角
の加熱パネル２１により構成されている。各加熱パネル
２１には燃料ガス供給管２０が配置され、燃料ガスが供
給される。加熱器１９の頂部には軸方向に沿って排気管
２２が設けられ、各加熱パネル２１よりの燃焼排ガスを
収集して外部へ放出する。なお、円筒の頂部に設けられ
た加熱パネル２１には燃料は供給せず、他の加熱パネル
２１からの燃焼排ガスにより加熱される。

【００２４】コイル搬出装置２５はレール１５上を走行
する第２台車２６と、第２台車２６上に設置された４個
の昇降装置、例えばジャッキ２７と図６に示すコイル支
持台２８より構成される。コイル支持台２８はコイル搬
出時のみ設置される。第２台車２６はレール１５上をワ
イヤなどにより牽引されて移動する。

【００２５】端面加熱装置２９はマンドレル１０の先端
に配置された第１端面加熱器３０と、支持端側に配置さ
れた第２端面加熱器３１とから構成される。第１端面加
熱器３０は、図２（Ｂ）に示すように中心にマンドレル
１０の直径より大きな開口を有する円板を２つ割りした
半円板３２より構成される。半円板３２の下端には、半
円板支持材３３が接合されており、その下端にピン孔３
４が設けられている。第２台車２６には第１端面加熱器
３０支持用の支持台４０が設けられており、この支持台
４０に設けられたピン４１をピン孔３４に嵌合すること
により、第１端面加熱器３０が第２台車２６に設定され
た状態となる。半円板支持材３３の下端コーナーは部分
歯車３５となっており、両方のピン孔３４にピン４１が
嵌合した状態で互いに噛み合い、一方の半円板３２がピ
ン孔３４を中心に外側へ回動すると、他方の半円板３２
もピン孔３４を中心に外側へ同角度回動する。一方を内
側へ回動すると他方も内側へ同角度回動する。一方の半
円板支持材３３にはアーム３６が設けられ、アーム３６
の先端には油圧または空気圧の流体シリンダ３７が設け
られており、シリンダ３７の他端は支持台４０に回動自
在に取り付けられている。シリンダ３７の作動により半
円板３２が回動する。半円板３２には多数の加熱パネル
３８が加熱面を第２端面加熱器３１側に向けて、取り付
けられ各加熱パネル３８には燃料ガス供給管３９が接続
されている。

【００２６】第２端面加熱器３１は中心にマンドレル１
０の外径より大きな開口を有する円板で、上部にピン孔
４３を有する上部支持材４２が設けられ、下部にピン孔
４６を有する下部支持材４５が設けられている。上部支
持材４２のピン孔４３には、図示しない部材に固定され
た上部ピン４４が嵌合し、下部支持材４５のピン孔４６
にはマンドレル支持台１２に固定された下部ピン４７が
嵌合し、第２端面加熱器３１を支持している。第２端面
加熱器３１には、多数の加熱パネル３８が加熱面を第１
端面加熱器３０側に向けて取り付けられている。加熱パ
ネル３８には第１端面加熱器３０と同様に燃料ガス供給
管３９が設けられている。

【００２７】マンドレル１０の中央には図２（Ｃ）に示
すように３個のラッパー設備４８が設けられ、回動中心
４９を中心に図示しないシリンダで回動され、マンドレ
ル１０へコイル８の最初の数巻を巻き付ける間、案内
し、その後図示の位置に退避する。ラッパー設備４８は
一端に回動中心４９を有し、他端にマンドレル１０の外
周とほぼ同じ円弧を有する案内部５０と、案内部５０近
傍に設けられコイルをマンドレルに押し付けるラッパー
ロール５１からなる。

【００２８】図３はマンドレルの加熱器１９に用いられ
る加熱パネル２１を示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は
（Ａ）のＸ−Ｘ断面図を示す。加熱パネル２１は円弧状
の燃焼室５５と、この前面に設けられた格子状の輻射体
５６よりなる。燃焼室５５には燃料ガス供給管２０が接
続されており、燃焼室５５で燃料ガスを燃焼させ、燃焼
ガスにより輻射体５６を加熱して輻射加熱を行う。図４
は第１端面加熱器３０と第２端面加熱器３１に設けられ
る加熱パネル３８を示す。燃焼室５５、輻射体５６の形
状が平面状になっている点以外は図３に示す加熱パネル
と同様である。

【００２９】次にマンドレル加熱装置１４によるマンド
レル１０の予熱について説明する。図５はマンドレル１
０の予熱状態を示す図である。図２（Ｂ）に示すように
第１端面加熱器３０を左右に開き、第１台車１６を移動
して加熱器１９がマンドレル１０と嵌合してマンドレル
１０を覆うようにする。次に燃料ガス供給管２０より燃
料ガスを燃焼室５５に供給して燃焼をさせ、燃焼ガスに
より輻射体５６を加熱し輻射体５６により、マンドレル
１０を輻射加熱する。マンドレル１０の加熱温度は燃料
ガスの供給量により制御され、巻取るコイルの温度に応
じて設定される。マンドレル１０へのコイル８巻取り開
始直前にマンドレル加熱装置１４は図１に示す位置に戻
る。

【００３０】次に端面加熱装置２９によるコイル端面の
加熱について説明する。第１端面加熱器３０を閉じて一
体の円板状にし、図１に示すように巻き取るコイル８の
幅に合わせて第２台車２６を移動する。コイル８の巻き
取り開始時にラッパー設備４８は最初の数巻きの案内を
行った後、図２（Ｃ）に示す位置に退避する。この時よ
り、燃料ガスの供給を開始し燃焼を行い、輻射体５６を
加熱してコイル端面の加熱を行う。加熱は巻取りおよび
巻戻し中に行い、コイル端面の冷却を防止し、コイルの
温度が端面と内部で均一になるようにする。

【００３１】コイルの巻取りが失敗した場合、例えば、
圧延ラインに事故が生じ、圧延作業が中断された場合な
どには、巻取ったコイルを圧延ラインから外した後、圧
延を再開する。このような場合コイルの搬出が行われ
る。図６はコイル搬出状態を説明する図で、（Ａ）は側
面図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ−Ｘ矢視図を示す。コイル８
の下にジャッキ２７がくるように第２台車２６を移動
し、ジャッキ２７の上にコイル支持台２８を設置する。
コイル支持台２８の上面はコイル８の支持に適したＶ字
形になっている。ジャッキ２７でコイル支持台２８を押
し上げることにより、コイル８の重量がコイル支持台２
８に移り、全重量移した後、第２台車２６を矢印方向に
移動することによりコイル８を搬出することができる。
この場合、マンドレル１０とコイル８を一体にして搬出
するときは、マンドレル１０とマンドレル駆動装置１１
との図示しない結合部を切り離すことにより、一体で搬
出することが可能となる。

【００３２】上述の実施例ではマンドレル加熱装置１４
および端面加熱装置２９は共に燃焼により加熱された輻
射体５６の輻射熱により加熱する方法を用いているが、
電気抵抗加熱、電気誘導加熱でも同様に加熱することが
できる。

【００３３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
はマンドレルにコイルを巻き付けるようにしたので高速
巻取り、巻戻しが可能となり、しかもラッパー設備を設
けることにより、マンドレルへのコイルの初期巻き付け
を確実に行うことができる。さらにマンドレル加熱装置
を設けることによりコイル巻取り初期にマンドレルによ
りコイルが冷却されるのを防止することができる。ま
た、端面加熱装置を設けることにより、巻取り巻戻し時
のコイル端面の冷却が防止される。このような保熱装置
により厚板から薄板までの広範囲の板厚にわたる巻取り
巻戻しが可能となる。さらにコイル搬出装置を設けるこ
とにより、巻取りに失敗したコイルを迅速に搬出するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例の側面図を示す。

【図２】（Ａ）は図１のＸ−Ｘ断面図、（Ｂ）は図１の
Ｙ−Ｙ断面図、（Ｃ）は図１のＺ−Ｚ矢視図である。

【図３】マンドレルの加熱器に用いる加熱パネルを示
し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ−Ｘ断面図を
示す。

【図４】端面加熱装置の加熱パネルを示し、（Ａ）は断
面図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ−Ｘ断面図を示す。

【図５】マンドレル加熱装置によるマンドレル予熱状態
を示す図である。

【図６】コイル搬出装置の動作を説明する図で（Ａ）は
側面図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ−Ｘ矢視図を示す。

【図７】高速巻取り巻戻しが可能で保熱性を有する巻取
機を必要とする圧延設備の一例を示す図である。

【図８】従来用いられている巻取り巻戻し機の構成を示
す図である。

【符号の説明】

８コイル１０マンドレル１１マンドレル駆動装置１２マンドレル支持台１４マンドレル加熱装置１５レール１６第１台車１７支持材１８水平支持材１９加熱器２０，３９燃料ガス供給管２１，３８加熱パネル２２排気管２５コイル搬出装置２６第２台車２７ジャッキ（昇降装置）２８コイル支持台２９端面加熱装置３０第１端面加熱器３１第２端面加熱器３２半円板３３半円板支持材３４ピン孔３５部分歯車３６アーム３７シリンダ４０支持台４１ピン４２上部支持材４３，４６ピン孔４４上部ピン４５下部支持材４７下部ピン４８ラッパー設備４９回動中心５０案内部５１ラッパーロール５５燃焼室５６輻射体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平１−127117（ＪＰ，Ａ) 特開平３−193217（ＪＰ，Ａ) 特開昭56−045211（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−212421（ＪＰ，Ａ) 特開平５−177214（ＪＰ，Ａ) 特開平５−138247（ＪＰ，Ａ) 実開平３−126216（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21C 45/00 - 49/00 B21B 45/00 B21B 1/00 - 11/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】一端を自由端とし他端を軸支され、コイ
ル（８）の巻き芯となるマンドレル（１０）と、該マンドレル（１０）の周囲に設けられマンドレル（１
０）へのコイル初期巻き付けを案内しかつ退避可能なラ
ッパー設備（４８）と、前記マンドレル（１０）の外面を包み込み、該マンドレ
ル（１０）を加熱するマンドレル加熱装置（１４）と、前記マンドレル（１０）の前記コイル（８）の端面に対
向して該端面を加熱するために、前記マンドレル（１
０）の自由端側に設けられた第１端面加熱器（３０）
と、軸支された側に設けられた第２端面加熱器（３１）
よりなり、前記第１端面加熱器（３０）は前記第２台車
に設置されており、前記第２端面加熱器（３１）は前記
マンドレル（１０）の支持台（４０）に固定されている
端面加熱装置（２９）と、前記マンドレル（１０）のコイル下側に設けられ該コイ
ル（８）を押し上げて前記自由端側へ取り外すために、
前記マンドレル（１０）の軸方向にかつ該マンドレル
（１０）の下側まで移動可能な第２台車（２６）と、該
第２台車（２６）に設置され、上下方向に伸縮する昇降
装置（２７）と、該昇降装置（２７）と前記マンドレル
（１０）に巻かれた前記コイル（８）との間に着脱可能
に設置されるコイル支持台（２８）とを有するコイル搬
出装置と、を備えことを特徴とする巻取装置。
【請求項２】前記マンドレル加熱装置（１４）は、前
記マンドレル（１０）の軸方向に移動可能な第１台車
（１６）と、該第１台車（１６）に前記マンドレル（１
０）と同一軸芯上に設置され、該マンドレル（１０）外
面と内面が嵌合可能な中空円筒状の加熱器（１９）とを
する、ことを特徴とする請求項１に記載の巻取装置。
【請求項３】前記第１端面加熱器（３０）はマンドレ
ルを中心に左右に分割されており、左右に開閉可能に前
記第２台車（２６）に取り付けられていることを特徴と
する請求項１又は２に記載の巻取装置。
【請求項４】前記マンドレル加熱装置（１４）または
前記端面加熱装置（２９）は、抵抗加熱、誘導加熱、燃
焼により加熱された輻射体の輻射熱により加熱する輻射
加熱のいずれかにより加熱する、ことを特徴とする請求
項１ないし３のいずれかに記載の巻取装置。