JP4319919B2 - Method of manufacturing hot rolled steel sheet and winding device thereof - Google Patents
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Description
本発明は、熱延鋼板の製造方法およびその巻取り装置に関し、特に、熱延鋼板をコイル状に巻き取った時の最フロント部(長さ方向先端:コイル内周部)での、巻き解くと耳波等が発生して鋼板の平坦度が悪化するという問題を防止することのできる熱延鋼板の製造方法およびその巻取り装置に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a hot-rolled steel sheet and a winding device therefor, and in particular, unwinding at the forefront part (length direction tip: coil inner peripheral part) when the hot-rolled steel sheet is wound in a coil shape. The present invention relates to a method for manufacturing a hot-rolled steel sheet and a winding device for the same that can prevent the problem that the flatness of the steel sheet deteriorates due to the generation of ear waves and the like.
従来から、熱延鋼板の製造では、鋼板が、熱間圧延、冷却を経てコイル状に巻き取られるが、次工程作業が可能な温度までさらに冷却後、巻き戻す際に鋼板波(耳波)が発生する場合があり問題であった。このような耳波に対しては、熱間圧延機、或いは熱間圧延後の熱間矯正機で幅方向中央部に若干の鋼板波(中波)を発生させることにより、鋼板波を過補償して防止する方法が知られていた。しかし、この方法でも鋼板波制御が十分でない場合は、別途精整工程で矯正加工を施すことが必要であった。
このようなことから、これまで鋼板波を防止するための方法が種々提案されている。
Conventionally, in the production of hot-rolled steel sheet, the steel sheet is wound into a coil shape through hot rolling and cooling, but the steel sheet wave (ear wave) when rewinding after further cooling to a temperature at which the next process can be performed. It might be a problem. For such ear waves, a steel plate wave is overcompensated by generating a slight steel plate wave (medium wave) in the center in the width direction with a hot rolling mill or a hot straightening machine after hot rolling. And how to prevent it was known. However, if the steel plate wave control is not sufficient even with this method, it is necessary to perform correction processing separately in a refining process.
For this reason, various methods for preventing the steel plate wave have been proposed so far.
例えば、特許文献1では、金属ストリップの平坦度形状制御方法として、冷却完了後で金属ストリップを巻き取る前にテンションレベラーを設置して平坦度矯正を行う方法に於いて、テンションレベラーの最終ロール直前のロールを金属ストリップの張力の幅方向分布が測定可能な形状検出ロールとし、形状検出ロールからの金属ストリップの平坦度情報を基に形状検出ロールの押し込み量設定を変更して金属ストリップの平坦度形状を制御する発明が開示されている。
また、特許文献2では、熱間仕上圧延機の出側に設置した平坦度計による平坦度情報と、巻き取り機前に設置した平坦度計によって測定した巻き付く前の平坦度情報とから伸び率差を求めて、仕上圧延機のベンダー制御にフィードバックすることによって金属ストリップの平坦度形状を制御する発明が開示されている。さらに、該特許文献2では、熱間圧延機後の温度分布測定を行い、エッジヒータ等の加熱装置を用いて均温化することによって耳波形状を防止する発明の開示もなされている。
Moreover, in
しかしながら、上述した特許文献1或いは特許文献2に記載の金属ストリップの平坦度形状制御方法では、平坦度形状制御の基準となる情報が平坦度或いは伸び歪み差であり、板幅方向にわたる温度分布情報に基づいたものではない。通常、殆どの材料は、材質の作り込みのために高温で巻き取られることになるが、そのために、板幅方向の温度分布には、板端部が中央部に比べて低くなる温度偏差が発生する。従って、一旦巻取時に、このような従来の方法で伸び歪み差が解消されたとしても、この巻取時点での温度偏差が、常温になるまでの熱収縮量の差異をもたらし熱応力として残留してしまうため、平坦度の改善には結びつかない。
また、特許文献2に記載の平坦度制御方法は、後で述べる巻取り機以降で波形状が悪化する要因に対する対策ではないので、平坦度対策としては充分では無い。
However, in the flatness shape control method of the metal strip described in
In addition, the flatness control method described in
そこで、本発明は、上述した従来技術の有する問題点を有利に解決するもので、熱延鋼板の圧延フロント部に対し、冷却後の鋼板の幅方向エッジ部に発生する耳波を防止して、平坦度を向上させることのできる、熱延鋼板の製造方法およびその巻取り装置を提供することを目的とするものである。 Therefore, the present invention advantageously solves the above-described problems of the prior art, and prevents the ear waves generated at the edge in the width direction of the steel sheet after cooling with respect to the rolling front part of the hot-rolled steel sheet. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a hot-rolled steel sheet and a winding device thereof that can improve flatness.
本発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、その要旨とするところは以下のとおりである。
(1) 熱延鋼板をマンドレルによりコイル状に巻き取るに際し、巻取り中のマンドレル径の拡大・縮小状況を測定し、該測定値に基づき、巻取り初期にマンドレルが拡大する力とコイルが巻き締まる力が釣り合った後のマンドレル径がそれ以上縮小しない一定径を維持するようにして巻取りを継続することを特徴とする、熱延鋼板の製造方法。
(2) 巻取り待機中のマンドレルのウェッジシャフトとセグメントの隙間を0〜0.5mmとすることを特徴とする、上記(1)に記載の熱延鋼板の製造方法。
(3) 熱延鋼板の仕上げ圧延機入側、圧延機スタンド間、及び出側の何れかにおいて鋼板幅エッジ部を加熱するか、或いはこのエッジ加熱に加えて、仕上げ圧延機入側にて鋼板を均一に加熱し、鋼板エッジ部とセンター部の温度偏差を小さくすることを特徴とする、上記(1)または(2)に記載の熱延鋼板の製造方法。
(4)熱延鋼板をマンドレルによりコイル状に巻き取る熱延鋼板の巻取り装置において、巻取り中のマンドレル径の拡大縮小変位測定手段を有し、該拡大縮小変位測定値に基づいて巻取り初期にマンドレルが拡大する力とコイルが巻き締まる力との差を検出して釣り合った後のマンドレル径がそれ以上縮小しない一定径を維持する制御手段を有することを特徴とする、熱延鋼板の巻取り装置。
(5) 上記(4)に記載された、巻取り中のマンドレル径の拡大縮小変位測定値に基づいて巻取り初期にマンドレルが拡大する力とコイルが巻き締まる力との差を検出して釣り合った後のマンドレル径がそれ以上縮小しない一定径を維持する制御手段として、マンドレル拡縮シリンダーの油圧回路におけるシリンダーの拡大側に、逆止弁回路を設置することを特徴とする、上記(4)に記載の熱延鋼板の巻取り装置。
(6) マンドレルのウェッジシャフトとセグメントを一体化して製作、或いはボルトによって締結することによってセグメントとウェッジシャフトの隙間を無くしたことを特徴とする、上記(5)に記載の熱延鋼板の巻取り装置。
The present invention has been made to solve the above-described problems, and the gist thereof is as follows.
(1) When winding a hot-rolled steel sheet into a coil shape with a mandrel, the expansion / contraction state of the mandrel diameter during winding is measured, and the coil is wound with the force that expands the mandrel at the beginning of winding based on the measured value. A method for producing a hot-rolled steel sheet, characterized in that the winding is continued in such a manner that the mandrel diameter after the tightening force is balanced maintains a constant diameter that does not further decrease.
(2) The method for producing a hot-rolled steel sheet according to (1) above, wherein a gap between the wedge shaft and the segment of the mandrel that is waiting for winding is set to 0 to 0.5 mm.
(3) The steel sheet width edge is heated either at the finish rolling mill entry side of the hot rolled steel sheet, between the rolling mill stands, or at the exit side, or in addition to this edge heating, the steel sheet at the finish rolling mill entry side. The method for manufacturing a hot-rolled steel sheet according to (1) or (2) above, wherein the temperature deviation between the steel sheet edge part and the center part is reduced.
(4) A hot-rolled steel sheet winding device for winding a hot-rolled steel sheet in a coil shape with a mandrel, having an expansion / contraction displacement measuring means for mandrel diameter during winding, and winding based on the measured value of the expansion / contraction displacement A control means for maintaining a constant diameter that does not further reduce the mandrel diameter after detecting the difference between the force that the mandrel expands initially and the coil tightening force is maintained. Winding device.
(5) Based on the measured expansion / reduction displacement value of the mandrel diameter during winding described in (4 ) above, the difference between the force at which the mandrel expands at the beginning of winding and the force at which the coil is tightened is detected and balanced. (4) , characterized in that a check valve circuit is installed on the cylinder expansion side of the hydraulic circuit of the mandrel expansion / contraction cylinder as a control means for maintaining a constant diameter that does not further reduce the mandrel diameter after The hot-rolled steel sheet winding device described.
(6) Winding of hot-rolled steel sheet according to (5) above , characterized in that the gap between the segment and the wedge shaft is eliminated by integrally manufacturing the wedge shaft and the segment of the mandrel or fastening them with bolts apparatus.
以上説明した本発明により、下記の効果が期待できる。
(a) 請求項1に記載の本発明の巻取り方法及び請求項4に記載の本発明の巻取り装置によって、コイラーに巻取り中にマンドレル径が縮小することによって発生する耳波起因の形状悪化を防止することができると共に、マンドレル径を一定に保つ制御が可能となるので鋼板形状が安定した操業が可能となる。
(b) 請求項2に記載の本発明では、セグメントとウェッジシャフトが別々で構成される場合にマンドレルのウェッジシャフトとセグメントの隙間を適正に管理することにより、隙間が原因で発生する形状悪化を防止することが出来る。
(c) 請求項3に記載の本発明では、マンドレルの縮小原因の形状悪化に加え、温度偏差に起因する熱歪みの均一化が図れるため、更に形状悪化の防止が可能となる。
(d) 請求項5に記載の本発明では、既存のコイラーの簡単な改造を行うだけで、或いは油圧回路に逆止弁を設けることで、マンドレルの拡大力を向上させることが可能となり、安定した操業に寄与する。
(e) 請求項6に記載の本発明により、遠心力で拡大したマンドレルのシリンダーを一体化して製作、或いはボルトによって締結することによって、セグメントとウェッジの隙間による径縮小を防止することで更に形状悪化を防止することが可能となる。さらにセグメントのアゴ部の磨耗によって規定されていた取替え周期が、一体化されることで、寿命が10倍以上に伸ばすことができる。
According to the present invention described above, the following effects can be expected.
(a) By the winding method of the present invention described in
(b) In the present invention described in
(c) In the present invention according to
(d) In the present invention described in
(e) According to the present invention as set forth in claim 6 , the mandrel cylinder expanded by centrifugal force is integrally manufactured or fastened with bolts to prevent further reduction in diameter due to the gap between the segment and the wedge. It becomes possible to prevent deterioration. Furthermore, the replacement cycle defined by the wear of the segment jaws is integrated, so that the lifetime can be extended by 10 times or more.
本発明者らは、熱延鋼板の製造工程において鋼板の平坦度悪化のメカニズムを把握するために予備検討としての実機実験を実施した。
図1は、予備検討を行った、熱延鋼板の製造工程における仕上げ圧延機以降の製造設備概要図である。熱延鋼板1は、仕上げ圧延機2を通り、所定の製造サイズに圧延され、温度計3で幅方向温度分布が測定され、ランアウトテーブル(ROT)4によって通板されながら、所定の材質に作り込むためにROT冷却装置5によって所定の板温度まで冷却され、コイラー(巻取り機)6によってコイル状に巻き取られる。
The present inventors conducted an actual machine experiment as a preliminary study in order to grasp the mechanism of deterioration of flatness of a steel sheet in the manufacturing process of the hot-rolled steel sheet.
FIG. 1 is a schematic diagram of manufacturing equipment after a finish rolling mill in a manufacturing process of a hot-rolled steel sheet that has been subjected to preliminary examination. The hot-rolled
前記仕上げ圧延機2の入側には、鋼板1のエッジ部を選択的に加熱するエッジヒータ7が設置されている。なお、圧延機入側にはエッジヒータ7とは別にトンネル炉8を設置することもできる。トンネル炉8とは、例えば、板のパスラインに沿ったトンネル状の炉であって、内部配置した加熱手段(バーナーなど)によって、鋼板を加熱することができる装置である。
An edge heater 7 for selectively heating the edge portion of the
エッジヒータ7は、鋼板巻取り後に鋼板エッジ部の温度低下を補償するためのものであるので、圧延機入側に限ることなく、圧延機列の内部(スタンド間)或いは圧延機出側の位置の少なくともいずれかに設置すればよく、また、トンネル炉に替えてバーヒーター装置を設置してもよいことにした。
トンネル炉もしくはバーヒーター装置は、鋼板を均一に加熱してエッジ部とセンター部の温度偏差を小さくするために設けるものも検討対象とした。
Since the edge heater 7 is for compensating for the temperature drop of the steel sheet edge after winding the steel sheet, the edge heater 7 is not limited to the entrance side of the rolling mill, but the position inside the rolling mill row (between the stands) or the exit side of the rolling mill. The bar heater device may be installed in place of the tunnel furnace.
The tunnel furnace or bar heater device was also considered for the purpose of uniformly heating the steel plate to reduce the temperature deviation between the edge portion and the center portion.
次に、コイラーでの巻取り操業開始の状態を図2を使って説明する。コイラー6は鋼板1をピンチロール9でベンディングし、シュート10を通過する。そこでは鋼板1の先端がマンドレル11に到達する前までにラッパーロール12は閉となっており(マンドレルと接触)、互いに鋼板速度より数%増速した速度で回転しながら待機している。そして、鋼板1がマンドレル11とラッパーロール12に到達すると鋼板を挟み込みながら巻き取る。マンドレル11は後に説明するように油圧シリンダーによって径を拡大・縮小することが可能で、コイルが所定の巻き数だけ巻くと拡大を始め、拡大する力とコイルが巻き締まる力が釣り合うところで径の拡大を停止し、ラッパーロール12は開となりコイルから離れていく。
Next, the state of starting the winding operation in the coiler will be described with reference to FIG. The coiler 6 bends the
マンドレルの代表的な構造例のものとして予備検討で用いたマンドレルの構造を図3を用いて説明する。マンドレルは、巻取り操業中に径を拡縮するために、基本的にはマンドレルセグメント13、ウェッジ14、スライドロッド15、ウェッジシャフト16から構成されており、ウェッジシャフト16とスライドロッド15で摺動シリンダー部17を構成している。この摺動油圧シリンダーによってウェッジ14を摺動させることによって、ウェッジシャフト16につけた勾配にそってマンドレルセグメント13が半径方向に拡大・縮小方向に摺動する仕組みになっている。
また、このマンドレルは図4に示すように、セグメントツバ部18とウェッジアゴ部19の隙間A部で隙間を持っており、回転すると遠心力でA部の隙間が無くなり膨らむ機構となっている。20は、セグメントとウェッジの一組を示しており、これらの4組でマンドレルを構成している。
The structure of the mandrel used in the preliminary study as a representative example of the structure of the mandrel will be described with reference to FIG. The mandrel is basically composed of a
Further, as shown in FIG. 4, this mandrel has a gap at the gap A portion between the
巻き取る板温度は、材質によって色々異なるがおよそ100〜800℃までの範囲であり、本発明において問題としている平坦度は、このコイル温度が室温まで下がった時点で巻き解くと、エッジ部に耳波と呼ばれる波状の面外変形を起こす場合の平坦度である。多くの熱延鋼板において起る平坦度悪化は耳波であり、本発明は、この耳波を改善することを意図している。それ以外の場合で、コイラーの軸やピンチロールのクラウン形状が凸で、巻き取り張力が異常に大きい場合は、幅方向エッジ部ではなくセンター部に波の出る中波が発生する場合があるが、これは本発明の対象外である。
図5に耳波の程度を表す急峻度の定義を示す。鋼板エッジ部の波高さHを波のピッチLで割り、100倍して、パーセント表示で表す。
The temperature of the plate to be wound varies depending on the material, but is in the range of about 100 to 800 ° C. The flatness, which is a problem in the present invention, can be heard at the edge when unwinding when the coil temperature is lowered to room temperature. The flatness in the case of causing a wave-like out-of-plane deformation called a wave. The flatness deterioration that occurs in many hot-rolled steel sheets is ear waves, and the present invention is intended to improve the ear waves. In other cases, if the coiler shaft or pinch roll has a convex crown shape and the winding tension is abnormally large, a medium wave may be generated at the center instead of the edge in the width direction. This is outside the scope of the present invention.
FIG. 5 shows the definition of the steepness indicating the degree of ear waves. Divide the wave height H of the steel plate edge portion by the wave pitch L, multiply by 100, and express it in percentage.
板の波形状は、板C断面(圧延直角方向断面)に垂直に作用する圧縮応力に対する座屈強度と座屈した後の大たわみ問題と解釈できる。
ここでの予備検討で、圧延機出側の温度ムラによって残留応力が発生し、特に、鋼板幅エッジ部の温度とセンター部の温度偏差による熱歪みが大きく圧縮応力を発生させると形状が悪化することが判った。図6にその結果を示す。そこで、本発明者らは温度を均一化する対策として、図1に示す如く圧延機入側に設置しているエッジヒータ7による加熱を行い温度の均一化を実行し、形状の改善を図った。
The corrugated shape of the plate can be interpreted as a buckling strength against compressive stress acting perpendicularly to the cross section of the plate C (cross section perpendicular to the rolling direction) and a large deflection problem after buckling.
In this preliminary study, residual stress occurs due to temperature unevenness on the exit side of the rolling mill, and the shape deteriorates particularly when compressive stress is generated due to large thermal distortion due to the temperature deviation of the steel sheet width edge and the center. I found out. The result is shown in FIG. Therefore, as a measure for equalizing the temperature, the present inventors performed heating by the edge heater 7 installed on the entrance side of the rolling mill as shown in FIG. .
ところが熱延鋼板で巻取りの張力が掛かったミドル部は温度偏差を無くして改善されたが、張力の掛からないフロント部(コイル内周部)では、温度偏差を殆ど無くしても耳波形状が完全に無くならない場合があることが判明した。本発明者らは、かかる原因の検討を重ねて行くうちに温度偏差以外のコイル内周部の形状悪化要因として、次のようなメカニズムがあることを突き止めた。
(1) 巻取り機でコイルを一定張力で巻き取ると、マンドレル近くのコイル内周部の張力は圧縮応力状態となる。
(2) さらに、鋼板は一般に幅方向中央部が凸型となるような板クラウンを持っているので、コイル内周部の幅センター部にはエッジ部に比べ、より大きな圧縮応力が発生する。
(3) 実際の操業では、マンドレルは待機径で鋼板が来るのを待っており、所定の巻き数だけ鋼板が巻き付くと、さらに拡大(過拡大)させることになるが、マンドレルを拡大しようとするシリンダーの押し力とコイルからの面圧が釣り合った時点でその拡大は止まり、マンドレル径は一定径を保持することになる。しかし、実際には、巻取り時の張力、板厚、鋼板間の摩擦力等の影響で巻き締まり力が過大になり、シリンダーの押し力が負けて、マンドレル径は巻き締まりが完了した時点から徐々に縮小していく。このようなマンドレルの径縮小によって、本来マンドレルが受けるべき圧縮の巻き締まり力を、コイル内周部の鋼板が受け持たざるを得ない状況となる。
(4) 以上のような現象が重なると、コイル内周部の、特に幅中央部で圧縮応力が大きくなり、熱間状態での操業であることから、幅中央部に圧縮塑性変形やクリープ変形が発生することになる。その結果、見かけ上幅中央部が縮むことになり、耳波が発生することになる。
However, the middle part of the hot-rolled steel sheet, which was tensioned by winding, was improved by eliminating the temperature deviation, but the front part (coil inner periphery) where tension was not applied was improved even if there was almost no temperature deviation. It turned out that it might not disappear completely. The present inventors have found that the following mechanism exists as a cause of deterioration of the shape of the inner peripheral portion of the coil other than the temperature deviation, while studying the cause.
(1) When the coil is wound with a constant tension by a winder, the tension at the inner periphery of the coil near the mandrel is in a compressive stress state.
(2) Furthermore, since the steel plate generally has a plate crown having a convex central portion in the width direction, a greater compressive stress is generated in the width center portion of the coil inner peripheral portion than in the edge portion.
(3) In actual operation, the mandrel is waiting for the steel plate to come in the standby diameter, and if the steel plate is wound by the predetermined number of turns, it will be further expanded (over-expanded), but the mandrel will be expanded. When the pressing force of the cylinder and the surface pressure from the coil balance, the expansion stops, and the mandrel diameter remains constant. However, in actuality, the winding tightening force becomes excessive due to the influence of the tension during winding, the plate thickness, the frictional force between the steel plates, etc., the cylinder pressing force is lost, and the mandrel diameter is reduced from the time when the winding tightening is completed. Gradually shrink. Due to such a reduction in the diameter of the mandrel, the steel plate on the inner periphery of the coil has to handle the compression tightening force that the mandrel should originally receive.
(4) If the above phenomenon overlaps, the compressive stress will increase at the inner circumference of the coil, especially at the center of the width, and it will be operated in a hot state. Will occur. As a result, the central portion of the width apparently shrinks, and an ear wave is generated.
図7にマンドレルの縮小現象を捕らえた状況を示す。図7の横軸はコイル巻取り開始からの時間である。縦軸は拡大・縮小シリンダーに設置しているシリンダーのストローク量から換算したマンドレル径(セグメント外表面の半径方向距離)を示している。始めにマンドレルが巻取りを開始し、数巻きした後に過拡大を実施し、一旦巻き締まり力とマンドレル拡大力が釣り合った時点で拡大を停止した点がa点である。その後、時間と共にコイルの巻き数が増加しコイル内周部の巻き締まり力が増加して来るにつれて径がa点より小さくなってくることが判る。巻取り中の巻き締まり量(マンドレル径縮小量)は、一定ではなくコイル毎に変動することが判っている。 FIG. 7 shows a situation where the mandrel reduction phenomenon is captured. The horizontal axis in FIG. 7 is the time from the start of coil winding. The vertical axis indicates the mandrel diameter (radial distance on the outer surface of the segment) converted from the stroke amount of the cylinder installed in the expansion / reduction cylinder. First, the mandrel starts winding, and after several turns, overexpansion is performed, and once the winding tightening force and the mandrel expanding force are balanced, the expansion is stopped. Thereafter, it can be seen that the diameter becomes smaller than the point a as the number of turns of the coil increases with time and the tightening force of the inner periphery of the coil increases. It has been found that the tightening amount during winding (mandrel diameter reduction amount) is not constant but varies from coil to coil.
前述したように形状悪化を促進する要因として圧延後の温度偏差に加え、マンドレルの縮小現象があることを示した。本発明者らが調査したマンドレルの巻き締まりによるマンドレル径縮小量(MD縮小量)と耳波の急峻度の関係を図8に示す。結果としてこれは元々のマンドレルの拡大力が足りない為のものであるが、加えて、機構的なものでも発生することがある。以下にその内容を示す。 As described above, in addition to the temperature deviation after rolling as a factor for promoting the deterioration of the shape, it has been shown that there is a mandrel reduction phenomenon. FIG. 8 shows the relationship between the mandrel diameter reduction amount (MD reduction amount) due to the tightening of the mandrel investigated by the present inventors and the steepness of the ear wave. As a result, this is due to the lack of expansion of the original mandrel, but in addition, it can also occur mechanically. The contents are shown below.
鋼板がマンドレルに噛み込む前の回転では、遠心力によってセグメントツバ部とウェッジアゴ部のA部の隙間分膨らんでいる。そして、数巻き巻いた後にマンドレルが拡大を始め、セグメントの裏面とウェッジの上部が接触し、巻き締まり力と拡大力が釣り合った時点で拡縮シリンダーに設置したシリンダーストロークが止まり、ここで巻き締まったと判断して、径一定制御に移行する。しかし、実際にはセグメントとウェッジの組み合わせは4組あり、マンドレルセグメント全てが必ずしもマンドレル径が拡大してセグメントの裏面とウェッジの上部と接触する訳ではなく、1組でも遠心力と釣り合うセグメントが発生すると隙間が発生したままの状態で巻き取るようになる。そうなると、その後もコイルが巻き重なっていけば、巻き締まり力が増えマンドレルセグメントは裏面とウェッジ上部が接触するまで縮小してしまうことになる。見かけのマンドレル径が縮小しているにも関わらず、この変動はシリンダーストロークには直接結びつかないため、制御できずに形状を悪化させてしまう可能性がある。 In the rotation before the steel plate bites into the mandrel, it is expanded by the gap between the segment flange portion and the A portion of the wedge jaw portion by centrifugal force. Then, after several turns, the mandrel started to expand, the back of the segment and the top of the wedge contacted, and when the tightening force and expansion force were balanced, the cylinder stroke installed on the expansion / contraction cylinder stopped, Judgment is made and the control shifts to constant diameter control. In reality, however, there are four combinations of segments and wedges. Not all mandrel segments are necessarily expanded in diameter and contact the back of the segment and the top of the wedge. Then, it will wind up in the state where the gap is generated. Then, if the coil continues to overlap, the tightening force increases, and the mandrel segment shrinks until the back surface and the top of the wedge come into contact. Although the apparent mandrel diameter is shrinking, this variation is not directly linked to the cylinder stroke and can be uncontrollable and worsen in shape.
このような形状悪化のメカニズムの解析結果に基づいて、本発明においては、熱延鋼板の形状改善を行うために、熱延鋼板をコイラーによってコイル状に巻き取るに際し、巻取り中にコイルが巻き締まった後、マンドレル径がそれ以上縮小しないよう一定径で巻取りを継続するようにする。
また、本発明では、前述のコイラーの巻取り工程でマンドレルがコイルの巻取り中の巻き締まり現象によって発生する形状悪化を防止する為に、マンドレル径を測定し、この測定値に基づいてマンドレルの拡大・縮小状況を逐次把握し、一定径となるように制御することで、コイル内周部に過大な圧縮応力を確実に発生させないようにしている。
Based on the analysis result of the mechanism of such shape deterioration, in the present invention, in order to improve the shape of the hot-rolled steel sheet, when the hot-rolled steel sheet is wound into a coil shape by a coiler, the coil is wound during winding. After tightening, the winding is continued at a constant diameter so that the mandrel diameter does not further decrease.
In the present invention, the mandrel diameter is measured in order to prevent the mandrel from deteriorating due to the tightening phenomenon during winding of the coil in the coiler winding process, and the mandrel is measured based on the measured value. By sequentially grasping the enlargement / reduction state and controlling it to have a constant diameter, an excessive compressive stress is not reliably generated in the inner peripheral portion of the coil.
通常、コイラーマンドレルの拡大縮小の機構は油圧回路にて構成されており、拡大縮小の操作は油圧シリンダーで行われており、図3にも示したように、油圧シリンダーによってウェッジを摺動させマンドレルセグメントを半径方向に動かしてマンドレルの拡縮を行う。もし、現状の装置でコイル巻き締まりが発生する問題が発生している場合には、このコイラーを本発明に基づいて変更することで対応することができる。即ち、現状のコイラーではマンドレルの押し力が足りない場合は、シリンダーのロッド面積を拡大することによって拡大力を向上させることが望ましい。また、マンドレルのウェッジ角度の変更(角度を小さくするなど)でも同様の効果が得られ望ましい形態である。また、巻き締まった直後にシリンダーの拡大側に逆止弁回路を設置することでも同様にコイル巻き締まり現象を解決することができる。これらの操作は、それぞれ単独で行っても、或いは2つ又は3つの操作を組み合わせて実施してもよい。 Normally, the enlargement / reduction mechanism of the coiler mandrel is configured by a hydraulic circuit, and the enlargement / reduction operation is performed by a hydraulic cylinder. As shown in FIG. 3, the wedge is slid by the hydraulic cylinder and the mandrel is operated. Move the segment in the radial direction to expand or contract the mandrel. If there is a problem that coil winding tightening occurs in the current apparatus, this coiler can be dealt with by changing it according to the present invention. That is, when the current coiler does not have enough mandrel pressing force, it is desirable to increase the expansion force by expanding the rod area of the cylinder. In addition, even if the wedge angle of the mandrel is changed (for example, the angle is reduced), the same effect can be obtained, which is a desirable mode. Also, by installing a check valve circuit expansion side cylinder immediately after wound tight can solve the phenomenon interference coiling as well. These operations may be performed alone or in combination of two or three operations.
次に、本発明では、ウェッジシャフトとセグメントの隙間によるシリンダーストロークで検知できないマンドレル径の縮小の影響を、隙間0〜0.5mmの範囲に管理することで最小限に抑えることができる。隙間を0〜0.5mmの範囲に維持する理由としては、図8において、急峻度1%以下とするためには耳波の発生を、マンドレル縮小量0.5mm以下とする必要があるからである。
また、本発明では巻取り中にコイルが巻き締まった後、マンドレル径がそれ以上縮小しないよう一定径で巻取りを行うと共に、鋼板エッジ部とセンター部の温度偏差を小さくすることによってより一層平坦度を向上させるため、熱延鋼板の仕上げ圧延機の入側、スタンド間、及び出側何れかにおいて鋼板幅エッジ部を加熱することが望ましい。また、これに加えて仕上げ圧延機入側にトンネル炉もしくはバーヒーター装置を設置して鋼板を均一に加熱することが、温度偏差の解消を促進することができ、望ましい。
Next, in the present invention, the influence of the reduction in mandrel diameter, which cannot be detected by the cylinder stroke due to the gap between the wedge shaft and the segment, can be minimized by managing the gap in the range of 0 to 0.5 mm. The reason for maintaining the gap in the range of 0 to 0.5 mm is that in FIG. 8, it is necessary to reduce the mandrel reduction amount to 0.5 mm or less in order to reduce the steepness to 1% or less. is there.
Further, in the present invention, after winding the coil during winding, winding is performed with a constant diameter so that the mandrel diameter is not further reduced, and the temperature deviation between the steel plate edge portion and the center portion is reduced, thereby further flattening. In order to improve the degree, it is desirable to heat the steel plate width edge portion at the entry side, between the stands, and the exit side of the hot rolling steel sheet finish rolling mill. In addition to this, it is desirable to install a tunnel furnace or bar heater device on the entrance side of the finish rolling mill to uniformly heat the steel sheet, in order to promote elimination of temperature deviation.
以下、本発明の実施例について説明する。図1の仕上げ圧延機2入側に設置したエッジヒータ7によって圧延機出側の温度が、圧延機出側の幅方向温度計3を利用して、幅エッジ20mm点の温度がセンターの温度の±5℃以内になるように制御した(一部の実施例では、圧延機入側にトンネル炉8を設置する条件のものも追加した。)。
そして、コイルの巻き締まり力を向上させるために、マンドレルの作動油圧回路の元圧を15MPaから17MPaに変更し、拡縮シリンダーのロッド面積を2倍にし、更にウェッジシャフトのウェッジ角度を1deg小さくすることにより、巻き締まりによるシリンダーの縮小方向への摩擦力を向上させ、巻き締まり力が釣り合い、マンドレル径が縮小しないようにマンドレル径の変化を測定しながら、一定に保つように制御した。また、逆止弁の設置はコイルの巻き締まりによる径縮小を強制的に防止する働きを持つため、マンドレル径一定制御の代わりに逆止弁に置き換えた実施例も加えた。また、セグメントは一体型としたマンドレルも製作し、操業を行ってみた。
Examples of the present invention will be described below. The edge heater 7 installed on the entry side of the finishing
In order to improve the coil tightening force, the original pressure of the operating hydraulic circuit of the mandrel is changed from 15 MPa to 17 MPa, the rod area of the expansion / contraction cylinder is doubled, and the wedge angle of the wedge shaft is further reduced by 1 deg. Thus, the frictional force in the reduction direction of the cylinder due to the tightening was improved, and the control was made to keep constant while measuring the change of the mandrel diameter so that the tightening force was balanced and the mandrel diameter was not reduced. In addition, since the installation of the check valve has a function of forcibly preventing the diameter reduction due to the tightening of the coil, an embodiment in which the check valve is replaced with the check valve instead of the constant mandrel diameter control is also added. In addition, the mandrel with an integrated segment was also manufactured and operated.
その結果、本発明に基づく実施例では、急峻度1.0%以上の耳波の発生率は1000コイル中0であった。これに対し、比較例として、上記の同様の温度制御を行い、マンドレルの巻取り中の縮小を許した場合は、急峻度1.0%以上の耳波の発生率は1000コイル中30であった。また、温度制御を行わずにマンドレルの巻取り中の縮小を許した場合は、急峻度1.0%以上の耳波の発生率は1000コイル中300であった。
以上のことから、本発明の適用によって鋼板の耳波の発生が防止され、平坦度の良好な鋼板を得ることが可能となることが分かる。
As a result, in the examples based on the present invention, the incidence of ear waves with a steepness of 1.0% or more was 0 out of 1000 coils. On the other hand, as a comparative example, when the same temperature control as described above was performed and reduction during mandrel winding was allowed, the incidence of ear waves with a steepness of 1.0% or more was 30 out of 1000 coils. It was. When the mandrel was allowed to be retracted without temperature control, the incidence of ear waves with a steepness of 1.0% or more was 300 out of 1000 coils.
From the above, it can be seen that the application of the present invention prevents the generation of ear waves in the steel sheet, and makes it possible to obtain a steel sheet with good flatness.
1 鋼板 2 仕上げ圧延機
3 温度計 4 ホットランテーブル(ROT)
5 ROT冷却装置 6 コイラー(巻取り機)
7 エッジヒータ 8 トンネル炉又はバーヒーター装置
9 ピンチロール 10 シュート
11 マンドレル 12 ラッパーロール
13 セグメント 14 ウェッジ
15 スライドロッド 16 ウェッジシャフト
17 摺動シリンダー部 18 セグメントツバ部
19 ウェッジアゴ部 20 セグメントとウェッジの1組み
A 隙間
DESCRIPTION OF
5 ROT cooling device 6 Coiler (winding machine)
7
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