JP3702853B2

JP3702853B2 - Winding method of thin steel strip

Info

Publication number: JP3702853B2
Application number: JP2002033495A
Authority: JP
Inventors: 隆昭小橋; 清志立花; 元己今村
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2002-02-12
Filing date: 2002-02-12
Publication date: 2005-10-05
Anticipated expiration: 2022-02-12
Also published as: JP2003230912A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、板厚が１mm程度以下の薄鋼帯の巻取り方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
冷延鋼板等の薄鋼帯をコイルで出荷する場合、製品となる鋼帯は、最終製造ラインの巻取リール(テンションリール)に引張張力付与下に巻き取られ、製品コイルとされる。この時のコイル内径は、テンションリールのマンドレル径によって決まり、工業的には16インチ、20インチ、24インチのものなどが採用されている。一方、上記コイル内径は、ユーザーにおいて巻き戻して使用に供する都合上、ユーザーの生産設備の払い出しリール(ペイオフリール、フィードリール、アンコイラーとも呼ばれる)の径に合わせる必要がある。しかし、ユーザーのリール径は、統一されているわけではないため、ユーザーごとまたは設備ごとに、製品コイルの内径を変更する必要があった。
【０００３】
コイル内径を変更するためには、上記マンドレルの外径を変える必要がある。そのマンドレル外径の変更方法としては、マンドレル自体は小さ目の径としておき、径を大きくするときに、鋼製のアタッチメントをマンドレルの外周に取付けるか、あるいは小径のマンドレルに、肉厚のゴムスリーブを外嵌することにより外径を変更する方法が採用されている。
【０００４】
上記マンドレルは、２〜４個のセグメントから構成され、ウェッジ等を介して拡縮機能を持たせた構造になっている。そして、このように構成されているマンドレルは、鋼帯を巻き取るときは拡径状態となり、逆に、巻き取ったコイルを抜き出すときには縮径して、コイルの抜取りが容易になるように工夫されている。また、上記鋼製のアタッチメントは、マンドレルのセグメントと同数の円弧状セグメントから構成され、ボルトやバネ等でマンドレルの各セグメント外周に取付けられる構造となっている。また、各セグメントの連結部分は櫛歯状構造となっており、拡縮を可能としつつ、間隙を生じないように工夫されている。
【０００５】
ところで、製品コイルの巻き初め部には、マンドレルを構成するセグメント跡が転写されるいわゆる“リールマーク”と呼ばれる欠陥が発生することがある。最近の冷延鋼帯は、軽量化、コストダウンを目的として薄肉化(板厚の低減)が進行し、１mm以下の板厚の薄鋼帯が主流となっている。このような薄鋼帯では、上記リールマークの発生が助長され、問題化している。また、この欠陥は、セグメントやウェッジ等の摺動部の磨耗などによって、セグメント間に段差が発生するとさらに拡大される。特に、板厚が0.2mm以下の缶用鋼板等の極薄鋼帯では、板厚が極度に薄いため、上記問題が顕在化している。
【０００６】
そこで、最近の薄鋼帯においては、鉄スリーブを、マンドレルに製品コイル毎に装着し、その上にコイルを巻取り、鉄スリーブを付けたまま出荷する方法が採用されている。また、コイル内径変更時には、マンドレルに厚肉のゴムスリーブを装着して内径を拡大してから、鉄スリーブを製品コイル毎に装着し、その上にコイルを巻取り、鉄スリーブを付けたまま出荷する方法が採用されている。ここで上記鉄スリーブとは、板厚数mmの鋼板を、円筒状に溶接したものである。しかし、この方法は、スリーブの製造にコストがかかる上、溶接部の手入れが不適切な場合には、その跡が鋼帯に転写されるという問題がある。さらに、出荷したユーザーにおいては、コイル使用後に残されたスリーブの抜取り作業が煩雑であり、また、その後の廃棄・回収処理にも問題があることから、ノースリーブ化への要求が強い。
【０００７】
一方、ノースリーブ化の対策としては、上記したゴムスリーブをそのまま適用し、鉄スリーブを使用しないことも考えられるが、このゴムスリーブは弾性変形量が大きいため、大きな張力を付加して巻くことができない。このため、製品コイルの巻きがルーズとなり、搬送中に“コイル潰れ”を発生しやすくなる。また、巻取張力が過大になると、ゴムが圧縮される結果、コイル内巻部が座屈して、内径変形を引き起こす原因ともなる。さらに、薄鋼帯では、コイル潰れや内径変形を防止するために、コイル内径を小径として巻取るため、ゴムスリーブを使用できなくなるという問題もある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記鉄スリーブを使用することなく、コイル潰れを防ぐには、コイルの最内巻部に硬い真円のコア部を作る必要がある。そのためには、コイルを巻き取る際に芯となるマンドレルの各セグメント間の段差を最小にし、巻取張力を高くする必要がある。しかし、巻取張力を高めると、上述したようにリールマークが問題となる。このため、従来は、薄鋼帯を大きな張力で巻き取ることは難しかった。
【０００９】
本発明の目的は、板厚が１mm程度以下の薄鋼帯、さらには板厚が0.2mm程度以下の極薄鋼帯を、鉄スリーブを使用することなく、かつ、リールマークやコイル潰れ、コイル内径変形を起こすことなく巻取ることが可能な鋼帯の巻取り方法を提案することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、上記従来技術の抱えている問題点を解決するために、種々の巻取り方法について検討を行った。その結果、従来の鉄スリーブに替えて、薄肉の弾性材からなるスリーブをマンドレルに装着し、その上に鋼帯を巻き取ることにより、上記問題点を全て解決できることを見出し、本発明を完成させた。
【００１１】
すなわち、本発明は、薄鋼帯をテンションリールに巻き取るに当たり、マンドレル部分に、マンドレルの拡縮に合わせて伸縮する弾性材からなる肉厚２〜５mmの薄肉スリーブを装着したテンションリールを用い、その薄肉スリーブの上に鋼帯を巻き取るようにしたことを特徴とする薄鋼帯の巻取り方法である。
【００１２】
また、本発明においては、上記スリーブは硬さが９０Ｈｓ以上の弾性材からなることが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明における薄鋼帯の巻取り方法においては、テンションリールに外嵌する弾性材からなる薄肉スリーブは、マンドレル本体に直接装着する。また、コイル内径を変更(拡大)する場合には、鋼製のアタッチメントを取付け、その上に、上記スリーブを装着する。この組合せとすることにより、巻き取るコイルの芯となる部分に剛性を持たせることができ、高張力での巻取りが可能となり、ひいては、コイルの最内巻部に固い真円のコアを形成することができ、ノースリーブ化が可能となる。図１は、アタッチメントを装着したリールに、本発明のスリーブを装着してコイルを巻き取った状態で、かつマンドレルが拡径した状態を例示したものである。
【００１４】
次に、本発明の薄肉の弾性材スリーブについて説明する。
まず、本発明の薄肉スリーブは、マンドレルに装着された状態で、マンドレルの拡・縮が行われるため弾性材であることが必要である。この弾性材は、硬さが重要であり、従来のゴムスリーブのようにショア硬さでＨｓ50〜60程度と軟らか過ぎると巻取張力を高くすることができない。このため、弾性材はショア硬さで90Ｈｓ以上とすることが好ましい。また、逆に硬すぎると、伸び特性や回復率が劣るようになるため、ショア硬さで、概ね100Ｈｓ以下にすることが好ましい。また、この弾性材は、ヤング率、引張強さが大きく、耐油性、耐有機溶剤性に優れた素材であることが好ましく、上記のような特性を有する弾性体としては、ポリビニルアルコール系シートの如きを用いることができる。
【００１５】
次に、薄肉スリーブの寸法について説明する。スリーブの肉厚は、薄過ぎるとリールマークの防止効果が得られないばかりでなく、スリーブが破損し易くなるので好ましくない。一方、厚過ぎると、弾性変形量が多くなって、高い巻取張力を付与できなくなる他、内径変形が発生し易くなるため好ましくない。そこで、本発明のスリーブ肉厚としては、２〜５mmとする。
【００１６】
また、スリーブの内径は、リールのマンドレルが縮径した時の値より若干大きくかつ所望のコイル巻取径よりも若干小さくすることが好ましい。こうすることにより、リールへの装着、取外しが容易となり、またマンドレルが拡径した時に、マンドレル外周面とスリーブ内面が密着し、スリーブがマンドレルに固定されるからである。また、コイル抜取りに際しても、マンドレルの縮径に伴って、スリーブも縮小するため、スムーズな抜取りが可能であり、かつ該スリーブはマンドレル側に残るため、次のコイル巻取りのために装着する必要もない。また、コイルと一緒に抜取られても、縮小しているため、取出しは容易である。
なお、スリーブ長は、処理する鋼帯の最大幅以上であればよい。
【００１７】
次に、コイルの巻取張力について説明する。
コイル巻取り開始時の巻取張力は、コイル内巻に固い真円のコア部を形成するため、高張力とすることが必要である。一方、巻取張力が大き過ぎると、逆にコイル変形を起こすことが懸念される。この巻取張力は、製品の板厚、材質やコイル内径によっても異なるが、本発明が対象とする薄鋼帯においては29.4〜98Ｎ/mm²(３〜10kgf/mm²)で巻き始めることが好ましい。また、大きな張力でコイル全長を巻き取ると、張力が強すぎて、逆に、コイル変形やコイルの巻締まりが発生する場合がある。そこで、この張力で最初の内巻を巻取り、約５〜100mm厚さの固いコアを巻取内径部に形成し、その後、徐々に巻取張力を低減し、所定の巻取張力に移行するのが好ましい。
【００１８】
【実施例】
（実施例１）
板厚0.180mmのぶりき原板(ＳＰＢＴ-４、板厚：0.18mm、板幅：914mm)を、ぶりきめっきラインでめっき後、コイル準備ライン(ＣＰＬ)で分割または溶接して巻取り、４tコイルを製作した。ＣＰＬ出側のテンションリールは、外径16インチ(406mm)のマンドレルとした。コイルの巻取条件は、マンドレルに直接巻き取った場合、マンドレルに鉄スリーブを装着した場合およびマンドレルに本発明の薄肉スリーブ(肉厚３mm、硬さ95Ｈｓ)を装着した場合の３水準とし、各５コイルずつ製品コイルを作製した。なおこの時の初期巻取張力はコア層形成のため、張力58.8Ｎ／mm²(６kgf/mm²)として、厚さ10mmのコアを形成するまで巻取り、その後、所定の張力で巻取りを行った。これらのコイルは、その後、ＣＰＬに再通板して巻き直しを行い、コイル内径部に発生したリールマーク、その他の欠陥の発生長さを調査した。
【００１９】
上記実験結果を、表１に示した。本発明に係る薄肉スリーブを装着することにより、スリーブを使用しない場合に比較して、内巻部のリールマークは大幅に低減されている。また、鉄スリーブによってもリールマークは低減されるが、逆に、溶接部の転写疵が発生し、その効果が目減りしている。
【００２０】
【表１】

【００２１】
（実施例２）
上記実施例１のマンドレルに、鋼製アタッチメントを装着して外径20インチ(508mm)とし、その上に本発明の薄肉スリーブ(肉厚３mm、硬さ95Ｈｓ)を装着し、その上にコイルを巻取る実験を行った。その結果、マンドレルに本発明の薄肉スリーブを直接装着した場合と同様に、リールマークや他欠陥の混入は認められず、良好な結果を得た。比較例として、16インチのマンドレルに、肉厚50mmのゴムスリーブを装着して外径を20インチとし、この上にコイルを巻き取る実験も行ったが、巻取り中に内径部の座屈によるコイル変形が発生し、コイルの巻取りを続行することは不可能であった。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、薄肉スリーブを採用することにより、薄鋼帯、特に板厚が0.2mm以下と言った極薄鋼帯であっても、コイル内径部に発生するリールマークを大幅に低減することができる。また、本発明によれば、薄肉スリーブを採用することにより、コイルを高張力で巻取ることでき、コイル内径部に固い真円のコア部を形成することができるため、鉄スリーブを用いることなくコイル潰れやコイル内径変形を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の巻取り方法を実施した場合の状態図である。
【符号の説明】
１：テンションリール（マンドレル）
２：マンドレルセグメント
３：マンドレルウェッジ
４：鋼製アタッチメント
５：薄肉スリーブ
６：製品コイル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for winding a thin steel strip having a thickness of about 1 mm or less.
[0002]
[Prior art]
When a thin steel strip such as a cold-rolled steel plate is shipped as a coil, the steel strip to be a product is wound on a take-up reel (tension reel) of a final production line under a tension tension to form a product coil. The coil inner diameter at this time is determined by the mandrel diameter of the tension reel, and industrially, 16-inch, 20-inch, 24-inch, etc. are adopted. On the other hand, the coil inner diameter needs to be matched with the diameter of a payout reel (also called a payoff reel, feed reel, or uncoiler) of the user's production facility for convenience of rewinding and use by the user. However, since the reel diameter of the user is not uniform, it is necessary to change the inner diameter of the product coil for each user or for each equipment.
[0003]
In order to change the coil inner diameter, it is necessary to change the outer diameter of the mandrel. As a method of changing the mandrel outer diameter, the mandrel itself is set to a small diameter, and when the diameter is increased, a steel attachment is attached to the outer periphery of the mandrel, or a thick rubber sleeve is attached to the mandrel having a small diameter. A method of changing the outer diameter by external fitting is employed.
[0004]
The mandrel is composed of 2 to 4 segments, and has a structure having an expansion / contraction function via a wedge or the like. The mandrel configured in this way is devised so that the diameter of the mandrel is expanded when the steel strip is wound, and conversely, the diameter is reduced when the coil is wound, so that the coil can be easily removed. ing. The steel attachment is composed of the same number of arc-shaped segments as the mandrel segments, and is attached to the outer periphery of each mandrel segment with bolts or springs. Further, the connecting portion of each segment has a comb-like structure, and is devised so as not to generate a gap while enabling expansion and contraction.
[0005]
By the way, a defect called a “reel mark” in which a segment mark constituting a mandrel is transferred may occur at the winding start portion of the product coil. Recent cold-rolled steel strips have been thinned (reduced thickness) for the purpose of weight reduction and cost reduction, and thin steel strips with a thickness of 1 mm or less have become mainstream. In such a thin steel strip, the occurrence of the reel mark is promoted, which causes a problem. Further, this defect is further magnified when a step is generated between the segments due to wear of sliding portions such as segments and wedges. In particular, in the case of an ultrathin steel strip such as a steel plate for cans having a plate thickness of 0.2 mm or less, the plate thickness is extremely thin, and thus the above-described problem has become apparent.
[0006]
Therefore, in a recent thin steel strip, a method is adopted in which an iron sleeve is attached to a mandrel for each product coil, and the coil is wound on the mandrel and shipped with the iron sleeve attached. When changing the inner diameter of the coil, attach a thick rubber sleeve to the mandrel to increase the inner diameter, then attach the iron sleeve to each product coil, wind the coil on it, and ship with the iron sleeve attached. The method to do is adopted. Here, the iron sleeve is obtained by welding a steel plate having a thickness of several mm to a cylindrical shape. However, this method has a problem in that the manufacturing cost of the sleeve is high, and when the welded portion is improperly maintained, the trace is transferred to the steel strip. Furthermore, the user who shipped the product has a complicated request for removing the sleeve remaining after using the coil, and there is also a problem in the subsequent disposal / recovery processing, so that there is a strong demand for sleeveless operation.
[0007]
On the other hand, as a measure for sleeveless, it is possible to apply the above-described rubber sleeve as it is and not to use an iron sleeve. However, since this rubber sleeve has a large amount of elastic deformation, it cannot be wound with a large tension. . For this reason, winding of the product coil becomes loose, and “coil collapse” is likely to occur during conveyance. Further, when the winding tension is excessive, the rubber is compressed, and as a result, the coiled inner winding portion is buckled, causing an inner diameter deformation. Furthermore, in the case of a thin steel strip, there is also a problem that the rubber sleeve cannot be used because the coil inner diameter is taken up with a small diameter in order to prevent coil collapse and inner diameter deformation.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In order to prevent the coil from collapsing without using the iron sleeve, it is necessary to make a hard circular core part at the innermost winding part of the coil. For this purpose, it is necessary to minimize the step between each segment of the mandrel that becomes the core when winding the coil, and to increase the winding tension. However, when the winding tension is increased, the reel mark becomes a problem as described above. For this reason, conventionally, it was difficult to wind a thin steel strip with a large tension.
[0009]
The object of the present invention is to use a thin steel strip having a plate thickness of about 1 mm or less, and an ultra-thin steel strip having a plate thickness of about 0.2 mm or less, without using an iron sleeve, reel mark, coil crushing, coil The object is to propose a method of winding a steel strip that can be wound without causing inner diameter deformation.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
Inventors examined various winding methods in order to solve the problem which the said prior art has. As a result, in place of the conventional iron sleeve, a sleeve made of a thin elastic material is attached to a mandrel, and a steel strip is wound on the mandrel. It was.
[0011]
That is, the present invention uses a tension reel in which a thin steel strip having a thickness of 2 to 5 mm made of an elastic material that expands and contracts in accordance with the expansion and contraction of the mandrel is used for winding the thin steel strip around the tension reel. A method of winding a thin steel strip, wherein the steel strip is wound on a thin-walled sleeve.
[0012]
In the present invention, the sleeve is preferably made of an elastic material having a hardness of 90 Hs or more.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the method for winding a thin steel strip according to the present invention, a thin sleeve made of an elastic material fitted around a tension reel is directly attached to a mandrel body. When changing (enlarging) the inner diameter of the coil, a steel attachment is attached, and the sleeve is mounted thereon. With this combination, it is possible to give rigidity to the core portion of the coil to be wound, so that winding with high tension is possible, and as a result, a solid circular core is formed at the innermost winding portion of the coil. Can be made sleeveless. FIG. 1 illustrates a state where a sleeve of the present invention is mounted on a reel on which an attachment is mounted and a coil is wound up and a mandrel is expanded in diameter.
[0014]
Next, the thin elastic material sleeve of the present invention will be described.
First, the thin sleeve of the present invention needs to be an elastic material because the mandrel is expanded and contracted while being attached to the mandrel. The elastic material is important in hardness, and the winding tension cannot be increased if it is too soft with a Shore hardness of about Hs 50 to 60 like a conventional rubber sleeve. For this reason, it is preferable that the elastic material has a Shore hardness of 90 Hs or more. On the other hand, if it is too hard, the elongation characteristics and the recovery rate will be inferior. Therefore, it is preferable that the Shore hardness is approximately 100 Hs or less. Further, this elastic material is preferably a material having a large Young's modulus and tensile strength, and excellent in oil resistance and organic solvent resistance. As an elastic body having the above properties, a polyvinyl alcohol sheet is used. Can be used.
[0015]
Next, the dimensions of the thin sleeve will be described. If the thickness of the sleeve is too thin, the effect of preventing the reel mark is not obtained, and the sleeve is liable to break, which is not preferable. On the other hand, if it is too thick, the amount of elastic deformation increases, and it becomes impossible to apply a high winding tension, and deformation of the inner diameter tends to occur. Therefore, the thickness of the sleeve of the present invention is 2 to 5 mm.
[0016]
The inner diameter of the sleeve is preferably slightly larger than the value when the reel mandrel is contracted and slightly smaller than the desired coil winding diameter. By doing so, it is easy to mount and dismount the reel, and when the mandrel is enlarged, the outer surface of the mandrel and the inner surface of the sleeve are in close contact, and the sleeve is fixed to the mandrel. Also, when the coil is pulled out, the sleeve is also reduced with the diameter of the mandrel, so that the coil can be pulled out smoothly, and the sleeve remains on the mandrel side, so it is necessary to mount it for the next coil winding. Nor. Moreover, even if it is extracted together with the coil, it can be easily removed because it is reduced.
In addition, the sleeve length should just be more than the maximum width of the steel strip to process.
[0017]
Next, the winding tension of the coil will be described.
The winding tension at the start of coil winding needs to be high tension in order to form a hard circular core part in the coil inner winding. On the other hand, if the winding tension is too large, there is a concern that the coil will be deformed. The winding tension varies depending on the product thickness, material, and coil inner diameter, but the thin steel strip targeted by the present invention may start winding at 29.4 to 98 N / mm ² (3 to 10 kgf / mm ² ). preferable. Further, when the entire length of the coil is wound with a large tension, the tension is too strong, and conversely, coil deformation or coil winding may occur. Therefore, the first inner winding is wound with this tension, a hard core having a thickness of about 5 to 100 mm is formed on the winding inner diameter portion, and then the winding tension is gradually reduced to shift to a predetermined winding tension. Is preferred.
[0018]
【Example】
(Example 1)
A tin plate (SPB T-4, plate thickness: 0.18 mm, plate width: 914 mm) with a thickness of 0.180 mm is plated on the tin plating line, and then split or welded on the coil preparation line (CPL). A 4t coil was produced. The tension reel on the CPL exit side was a mandrel with an outer diameter of 16 inches (406 mm). The coil winding conditions are three levels: when winding directly on a mandrel, when mounting an iron sleeve on the mandrel, and when mounting the thin sleeve of the present invention (thickness 3 mm, hardness 95 Hs) on the mandrel, Five product coils were produced. The initial winding tension at this time is 58.8 N / mm ² (6 kgf / mm ² ) for forming the core layer, and winding is performed until a core with a thickness of 10 mm is formed. went. These coils were then re-rolled through the CPL and rewound, and the lengths of reel marks and other defects generated on the inner diameter of the coil were examined.
[0019]
The experimental results are shown in Table 1. By mounting the thin sleeve according to the present invention, the reel mark of the inner winding portion is greatly reduced as compared with the case where the sleeve is not used. The reel mark is also reduced by the iron sleeve, but conversely, transfer flaws occur in the welded portion, and the effect is reduced.
[0020]
[Table 1]

[0021]
(Example 2)
A steel attachment is attached to the mandrel of Example 1 to an outer diameter of 20 inches (508 mm), and a thin sleeve of the present invention (thickness 3 mm, hardness 95 Hs) is attached thereon, and a coil is placed thereon. A winding experiment was conducted. As a result, as with the case where the thin sleeve of the present invention was directly mounted on the mandrel, no mixing of reel marks or other defects was observed, and good results were obtained. As a comparative example, a 16-inch mandrel was attached to a rubber sleeve with a wall thickness of 50 mm to make the outer diameter 20 inches, and an experiment was performed to wind the coil on this. Coil deformation occurred and it was impossible to continue winding the coil.
[0022]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, by adopting a thin sleeve, even a thin steel strip, particularly an ultrathin steel strip having a plate thickness of 0.2 mm or less, is generated at the inner diameter portion of the coil. Marks can be greatly reduced. In addition, according to the present invention, by adopting a thin sleeve, the coil can be wound with high tension, and a hard circular core portion can be formed on the inner diameter portion of the coil without using an iron sleeve. Coil collapse and coil inner diameter deformation can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a state diagram when a winding method of the present invention is carried out.
[Explanation of symbols]
1: Tension reel (mandrel)
2: Mandrel segment 3: Mandrel wedge 4: Steel attachment 5: Thin sleeve 6: Product coil

Claims

When winding a thin steel strip around a tension reel, a tension reel equipped with a thin sleeve with a thickness of 2 to 5 mm made of an elastic material that expands and contracts as the mandrel expands and contracts is used on the mandrel. A method of winding a thin steel strip, characterized by winding the strip.

The winding method according to claim 1, wherein the sleeve is made of an elastic material having a hardness of 90 Hs or more.