JP4508949B2 - 圧延方法および圧延設備 - Google Patents

Description

本発明は、圧延機（可逆圧延機）に対して圧延材（ストリップ等）を往復にパスさせることにより圧延を行う圧延方法および圧延設備に関する。

可逆圧延機を用いたストリップ（圧延材）の圧延（レバース圧延）は、従来、一般的には図１０および図１１のようにして行われている。設備としては、圧延機１の入側に巻出し機（ペイオフリール）２を備えるとともに入側・出側にそれぞれ巻取機３・４を有するものを使用する。圧延機１の近くにストリップＡ用の切断機１４を設けるほか、ストリッププレス１５が配置されることも多い。

そうした圧延設備を用い、まず、図１０（ａ）のように巻出し機２からストリップＡを巻き出して圧延機１に通し、同（ｂ）のようにストリップＡの出側（先端側）の端部が出側巻取機４に２〜３巻きされるなどして保持された時点で、圧延機１において所定位置へ圧下を行い、巻取機４と圧延機１とを用いてストリップＡに張力を与えたのち、第１のパスの圧延を始める。第１パスの圧延が進んで同（ｃ）のようにストリップＡの入側（尾端側）の端部が巻出し機２から抜け出る際には、ストリッププレス１５を使用してストリップＡに摩擦制動による張力を加えながら圧延を続け、少し進んだ時点で、同（ｄ）にしたがい入側の端部を入側巻取機３に保持させる。
入側巻取機３に端部を２〜３巻きするなどして保持させると、図１１（ｅ）のように第２のパスを開始し、同（ｆ）のように出側巻取機４上の巻数が少なく（２〜３巻程度に）なるまで圧延を進める。なお、この向きのパスでも、圧延の間は巻取機４の作用でストリップＡに張力を与える。
図１１（ｅ）・（ｆ）の状態が交互に表れる態様で奇数回目・偶数回目のパスを繰り返して圧延を進め、ストリップＡを所定の厚さに到達させる所定回数のパスの後に、図１１（ｇ）・（ｈ）のようにしてそのストリップＡをコイルとして取り出す。同（ｇ）・（ｈ）は偶数回のパスを行ったのちに入側巻取機３からコイルＣF1を取り出す例である。ストリップＡの長手方向両側（つまり入側・出側）の端部には、圧延されないために製品とはならない部分（オフゲージ部分）が含まれるが、出側の端部は、同（ｇ）において切断機１４によりカットし、同（ｈ）にしたがい、オフゲージ部分Ａyとして出側巻取機から取り外し、処分する。一方、入側巻取機３から取り出したコイルＣF1の内周には入側の端部のオフゲージ部分が残っており、後続のラインで処分され、またはエンドユーザーで処分される。なお、図のように巻出し機２上には次回圧延用のストリップのコイルＣR2を保持させておき、先行のコイルＣF1が回収されると同時に次の圧延を開始する。
図示は省略したが、奇数回のパスをした後に出側巻取機４からコイルを回収する場合には、入側の端部付近にあるオフゲージ部分を切断機１４でカットし、入側巻取機３に巻き取ったうえ取り外して処分する。

圧延材の長手方向両側の端部に生じるオフゲージ部分は、上記のとおり圧延材の損失となるので、それをできるだけ短くするのが歩留まりの点で有利である。そのため、当該損失を少なくできるよう、これまでにも種々の工夫がなされてきた。

図１２は、圧延機１とその入側・出側の各巻取機３・４との間にピンチロール７・８をそれぞれ配置した例（ピンチロール法）である。ストリップＡの端部が巻取機３または４に保持されていないときも、ピンチロール７または８を用いてストリップＡに張力をかけながら圧延機１のロールを圧下し、圧延を行う。

図１３は、下記の特許文献１に記載された例である。圧延機１の近くに配置された検出器１９にてストリップＡの先端部Ａｅを検出すると、ただちに圧延機１のロールギャップを閉じて圧延荷重を加える。ストリップＡには、その先端部Ａｅが出側巻取機４に保持された後に張力が付与されるが、それまでは無張力で圧延を行う。ストリップＡｅの尾端部が入側巻取機３を離れたときにも、圧延機１のロールギャップを閉じたままとし、圧延を続ける。つまりこの例では、ストリップＡの端部が巻取機３・４に保持されず、したがってストリップＡに張力が全く付与されていない状態においても圧延を行うため、両側の端部に生じるオフゲージ部分が短くなる。
特表平１１−５０００６５号公報

図１４は、下記の特許文献２に記載されたもので、圧延機１とその両側の巻取機３・４等とからなる圧延セクションＣＲＭに隣接して、コイル準備セクションＣＰを配置する例である。コイル準備セクションＣＰでは、ストリップＡの端部同士を溶接接合してストリップＡを長尺化したり、ストリップＡの両端部にダミー材（リーダー片）Ｙを溶接したりしたうえ、圧延機１のロールを疵付けないように当該溶接部を研削して滑らかにする。ストリップＡを長尺化しておくと、両端部付近にできるオフゲージ部分が全体に占める割合（重量比。オフゲージ率）が小さくなる。また、両端部にリーダー片Ｙを溶接すると、原料とする圧延材のうちから生じる損失が少なくなる。なお、図１４の例では、準備セクションＣＰに近い側（入側）に配置する巻取機３として、位置の入れ替えが可能な２軸式のものが使用されている。
特開平１１−３４２４０２号公報

図１０および図１１の方法によってストリップＡを圧延する場合、ストリップＡの長手方向両端部にオフゲージ部分が生じて材料に損失が生じることは前述のとおりである。またそのオフゲージ部分Ａyについては、図１１（ｈ）のようにカットして処分する必要があるので、巻いたものがほぐれないようにバンド掛けをしたり所定場所へ搬出したりと、相当の時間的・労力的ロスを生じている。

図１２の方法による場合、両端部のオフゲージ部分は短くなるが、ピンチロール７・８にてストリップＡをかなり強く圧下する必要があるため、そこでストリップＡに不適切な変形が生じるおそれがある。

図１３の方法は、ストリップＡの両端部付近を無張力で圧延するものであるため、その付近を良好に圧延できるとは限らない。すなわち、蛇行するなどストリップＡの送りが不安定になったり、圧延荷重が増大してストリップＡの形状や厚みの精度が悪化したりする恐れがある。厚み等の精度が悪いとその部分は製品として供し得ないため、損失低減の利益が得られなくなることもある。また、損失となる長さが短縮されるとしても、無張力の圧延は低速で行う必要があるため、生産性が低下することは避けられない。

さらに図１４の例は、本来の圧延設備に隣接してコイル準備セクションＣＰを設けるものであるため、設備コストが高いうえ、広い（長い）設置面積を必要とする。ストリップＡの端部同士やストリップＡとリーダー片Ｙとの溶接に関しては、圧延機１のロールを疵付けないように研削処理することから、フラッシュバット溶接法などを採用する必要がある。そのため溶接機のコストが高くなるうえ、溶接に要する時間が長くなるという不都合もある。

本発明は、圧延材の長手方向に生じる損失を効果的に低減するとともに、設備コストや作業能率の点でも好ましい圧延方法および圧延設備を提供することを課題とするものである。

本発明に係る第１の圧延方法は、圧延機と、前記圧延機の、最初に圧延材を巻き出す側である入側およびその反対側である出側にそれぞれ配置された入側巻取機および出側巻取機とを使用し、往復のパスをさせることにより圧延材を圧延機で圧延する圧延方法であって、
少なくとも一方の巻取機にリーダー片を保持させておき、保持させた前記リーダー片を前記巻取機と前記圧延機との間に設けられた接合機により前記圧延材の端部に接合し、当該巻取機により前記リーダー片を介して前記圧延材に張力を付与しつつ前記圧延材を巻き取りながら前記圧延機によって前記圧延材と前記リーダー片との接合箇所よりも圧延材側の部分から圧延を行うことを特徴とする。
圧延機としては、１スタンドのものであっても、複数スタンドのものであってもよい。すなわち、少なくとも１基からなる圧延機群をさす。形式やロール数などは問わない。また、往復のパスは、奇数回のパスであっても、偶数回のパスであってもよい。さらに、圧延材の端部は、入側端部もしくは出側端部またはこれら両方側の端部である。
なお、上記のように、「入側」とは、最初に圧延材を巻き出す側、つまり、最初にコイルを取り付けて圧延材を巻き出す側をさし、「出側」とは、圧延機をはさんで入側と反対の側、つまり、最初に巻き出された圧延材が圧延されて送り出される側をさす。また、ここにいう「接合」は、溶接をはじめとして各種の接着、縫い合わせ、引っ掛け、折り曲げ等を含む各種手段によるつなぎ合わせをさす。

上記本発明の第１の圧延方法では、圧延材のうち長手方向端部（すなわち張力を付与して圧延することが難しい部分）にリーダー片を接合することから、圧延材のうち多くの部分を圧延することができ、損失を少なくすることが可能になる。また、リーダー片を使用して巻取機から張力を付与しながら圧延するので、蛇行しないなど圧延材の送りが安定するほか、製品の形状が良い、厚み精度が高い、低速処理の必要がない、といった利点がもたらされる。圧延前にはかなりの厚みがある圧延材を巻取機に送ってその端部を巻取機に保持させる、という行いにくい作業が不要となり、扱いやすい厚みをもつリーダー片を事前に巻取機に保持させておけばよいので、圧延開始前の準備時間が短縮されて生産性が向上するというメリットもある。
また、巻取機に保持させたリーダー片を圧延材の端部に接合し、圧延材とリーダー片との接合箇所よりも圧延材側の部分から圧延を行うので、リーダー片および接合箇所を圧延しないこととなり、リーダー片や接合箇所の表面状態などにかかわらず、圧延機のロール等に疵が付くおそれがない。そのため、リーダー片のコストを下げることができるほか、リーダー片と圧延材との接合手段として低コストのものを採用でき、接合箇所の表面を研削等する必要もなくなる。つまり、リーダー片の準備や取扱いに関して必要なコストが大幅に削減される。

上記本発明の第１の圧延方法については、最終パスの開始前もしくは終了時またはその両方の時期に上記のリーダー片を圧延材から分離し、そのリーダー片の繰り返し使用（つまり上記のように巻取機に保持させ圧延材の端部に接合すること）を可能にするのがよい。
そうすれば、リーダー片に必要なコストを下げることができるほか、圧延が終わってコイル状に巻いた圧延材を、リーダー片を付属させずに次工程へ届けることができ、次工程以降でリーダー片を取り除く手間がかからない。
なお「最終パス」には、当然ながら、出側巻取機へ向かう奇数回目のパス、または入側巻取機へ向かう偶数回目のパスがあり得る。また、ここにいう「分離」には、リーダー片と圧延材との接合を解くことのほか、接合箇所の近傍（接合箇所と隣接する部分等）でリーダー片または圧延材を切断等して分けることをも含むものとする。

上記本発明に係る第１の圧延方法では、圧延機の出側において圧延材の出側端部にリーダー片を接合し、往復のパスをさせたのち入側巻取機へ向かう偶数回目のパスを最終パスとし、当該最終パスの終了時に、出側端部に接合した上記のリーダー片を分離することとするのが、とくに好ましい。
たとえば図１（ｂ）・（ｃ）のように圧延材Ａの出側端部にリーダー片Ｙを接合し、図５（ａ）のように、入側巻取機３へ向かう偶数回目のパスである最終パスの終了時に、出側端部に接合されているそのリーダー片Ｙを分離するのである。
そうすれば、圧延材の出側端部付近に生じる損失が少なくなることはもちろん、能率的な操業ができるという効果がある。出側端部に接合したリーダー片は、出側巻取機につねに保持させておけばよく、その巻取機上にある状態のまま、次の圧延材の出側端部に接合して使用することができるからである。つまり、そのリーダー片を出側巻取機から取り外したり、再びその巻取機（の巻取軸）に保持させたりする必要がないため、操業能率の点できわめて有利である。このことは、出側端部にリーダー片を接合したうえ、出側巻取機へ向かう奇数回目のパスを最終パスとする場合、圧延ずみの圧延材にリーダー片を付けないこととしてリーダー片を繰り返し使用するためにはそのリーダー片を出側巻取機から一たん取り外す必要があるのと対照的である。なお、図１〜図７の例は、圧延材の出側端部および入側端部にリーダー片を接合することとし、偶数回目を最終パスにする場合も奇数回目を最終パスにする場合もあるとして示したものだが、圧延材の出側端部のみにリーダー片を接合するとともに必ず偶数回目を最終パスとする圧延を行うなら、リーダー片を出側巻取機から取り外す等の必要がないという上述の利点は、毎回必ず実現される。

あるいは、圧延機の入側において圧延材の入側端部にリーダー片を接合し、往復のパスをさせたのち出側巻取機へ向かう奇数回目のパスを最終パスとし、当該最終パスの終了時に、入側端部に接合した上記のリーダー片を分離するのもよい。
たとえば、図２（ｃ）・（ｄ）のように圧延材Ａの入側端部にリーダー片Ｘを接合し、図６（ｄ）のように、出側巻取機４へ向かう奇数回目のパスである最終パスの終了時に、入側端部に接合されているそのリーダー片Ｘを分離するのである。
そうすれば、圧延材の入側端部付近に生じる損失が少なくなるだけでなく、能率的な操業が可能になる。入側端部に接合したリーダー片は、入側巻取機につねに保持させておけばよく、その巻取機上にある状態のまま、次の圧延材の入側端部に接合して使用できるからである。つまり、そのリーダー片を入側巻取機から取り外したり、再びその巻取機（の巻取軸）に保持させたりする必要がないため、操業能率の点できわめて有利である。なお図１〜図７の例は、圧延材の出側端部および入側端部にリーダー片を接合することとし、偶数回目を最終パスにする場合も奇数回目を最終パスにする場合もあるとして示したものだが、圧延材の入側端部のみにリーダー片を接合するとともに必ず奇数回目を最終パスとする圧延を行うなら、リーダー片を出側巻取機から取り外す等の必要がないという上述の利点は、毎回必ず実現される。

本発明に係る第２の圧延方法は、圧延機と、前記圧延機の、最初に圧延材を巻き出す側である入側およびその反対側である出側にそれぞれ配置された入側巻取機および出側巻取機とを使用し、往復のパスをさせることにより圧延材を圧延機で圧延する圧延方法であって、
前記入側巻取機および前記出側巻取機にリーダー片を保持させておき、
前記圧延機のロールを開いた状態で、巻き出された前記圧延材を前記出側巻取機側へ送り、前記出側巻取機に保持されたリーダー片を前記出側巻取機と前記圧延機との間に設けられた接合機により前記圧延材の出側端部に接合し、
前記出側巻取機により前記リーダー片を介して前記圧延材に張力を付与しつつ前記圧延材を巻取りながら、前記圧延機により前記圧延材と前記リーダー片との接合箇所よりも圧延材側の部分から前記圧延材に第１パスの圧延を行い、
その後、前記入側巻取機に保持されたリーダー片を前記入側巻取機と前記圧延機との間に設けられた接合機により前記圧延材の入側端部に接合し、
前記入側巻取機により前記圧延材に張力を付与しつつ前記圧延材を巻取りながら、前記圧延機により前記圧延材と前記リーダー片との接合箇所よりも圧延材側の部分から前記圧延材に第２パスの圧延を行い、
これら圧延を交互に繰り返し、最終パスの開始前および終了時に、前記圧延材の前記出側端部および前記入側端部に接合した各リーダー片を前記圧延材から分離し、前記リーダー片の繰り返し使用を可能とすることを特徴とする。
この方法では、圧延材の入側および出側の端部にリーダー片を接合して圧延を行うのであるから、圧延材の長手方向両側においてオフゲージ部分が少なくなり、発生する損失はきわめて効果的に低減される。なお、このようにする場合、圧延ずみの圧延材（コイル）にリーダー片を付けないようにしてリーダー片を繰り返し使用するためには、最終パスの開始前に、出側・入側のうちいずれかの巻取機からリーダー片を一たん取り外す必要がある。つまり、偶数回目のパスを最終パスとする場合には入側巻取機で（たとえば図４（ａ）〜（ｃ）を参照）、奇数回目を最終パスとする場合には出側巻取機で（たとえば図６（ａ）〜（ｃ）を参照）、それぞれリーダー片を取り外す（およびその後に巻取機に取り付ける）必要がある。

上記したリーダー片と圧延材との接合は、点溶接によって行うのが有利である。
点溶接であれば、前述したフラッシュバット溶接等とは異なり、設備費用が少なくてすむほか、溶接に要する時間が短いために生産能率が高くなる。複数箇所にて同時に点溶接を行うようにすればさらに能率的である。なお、発明の圧延方法ではリーダー片と圧延材との接合箇所を圧延しないので、点溶接をしたうえ研削等の仕上げを全く行わなくとも、圧延機のロール等に疵が付くおそれはない。

本発明に係る圧延設備は、圧延機の、最初に圧延材を巻き出す側である入側およびその反対側である出側に巻取機を備える圧延設備において、入側もしくは出側または両側の巻取機と圧延機との間に、圧延材とリーダー片との接合が可能な接合機、および、圧延材からリーダー片を分離する分離機を配置したことを特徴とする。なお、圧延機は、上記の通り、１スタンドのものであっても、複数スタンドのものであってもよく、形式やロール数などは問わない。また、「接合」および「分離」の意味については前記したとおりである。

本発明に係る圧延設備によれば、いずれかの巻取機に保持させたリーダー片を圧延材の端部に接合したうえ、両側の巻取機と圧延機を使用して、上記の各圧延方法を実施することができる。上記した接合機および分離機を、出側巻取機と圧延機との間かもしくは入側巻取機と圧延機との間、または両側の巻取機と圧延機との間に配置するなら、上述したように圧延材のいずれかの端部にリーダー片を接合し、最終パスの終了時等にそのリーダー片を分離すること等が可能だからである。
本発明に係る圧延設備は、接合機および分離機を、圧延設備そのものに配置するのであって、別のコイル準備セクション等を設けてそこに配置するのではない。同じ圧延設備の中で圧延材にリーダー片を接合等するものでありながら、有利な使用方法を採用できるために生産性を低下させることなく圧延を行える、というのがこの圧延設備の特徴である。別のコイル準備セクション等を設けないので、必要な設備の全体をコンパクトに構成できるとともに、設備コストを抑制することができる。

上記の接合機としては、板幅方向の複数箇所を同時に接合できる点溶接機を配置するのがよい。
そうすれば、上述の圧延方法を実施することができるうえ、接合機として必要な設備費用が少なくてすむ。また、溶接に要する時間が短いために生産性を高めることができる。板幅方向の複数箇所を同時に接合できるものを配置するので、板幅方向に溶接機を移動させて多数回の溶接をする必要がなく、溶接時間がさらに短縮されて一層能率的である。

圧延機の入側もしくは出側または両側の巻取機に対し、当該巻取機上のリーダー片を一旦その巻取機から取り外して再びその巻取機に保持させ得る処理装置を付設するのが好ましい。
上記の圧延設備を使用する場合、圧延ずみのコイルにリーダー片を付けないことにしてリーダー片を繰り返し使用するためには、最終パスの開始前にいずれかの巻取機からリーダー片を一たん取り外さねばならない場合がある。すなわち、前述のように、a)圧延材の出側端部にリーダー片を接合し偶数回目のパスを最終パスとして当該最終パスの終了時にリーダー片を分離する場合と、b)圧延材の入側端部にリーダー片を接合し奇数回目のパスを最終パスとして当該最終パスの終了時にリーダー片を分離する場合とを除けば、いずれかの巻取機からリーダー片を一たん取り外し、その後に再び巻取機に取り付ける必要がある。
上記のとおり処理装置を付設した場合、そのようなリーダー片の取り外しと再度の取り付けとが容易に行える。すなわち、処理装置としてたとえば図４の符号１７・１８のものを配置し、巻取機３・４上のリーダー片ＸまたはＹを一旦取り外す（図４（ａ）〜（ｃ）または図６（ａ）〜（ｃ））とともにその後に再び巻取機３・４に取り付ける（図５（ｇ）または図７（ｆ））という作業を行わせるなら、偶数回目・奇数回目のいずれのパスを最終パスにする場合でも、リーダー片を使用した損失の少ない圧延を円滑に行うことができる。なお、図４〜図７等に例示した処理装置１７・１８は、本体アームの傾動機構と、図示紙面に垂直方向への本体アームのシフト機構、およびホルダー部のクランプ機構を具備している。

上記のように処理装置を付設するのに代えて、圧延機の入側もしくは出側または両側の巻取機として、複数の巻取軸（マンドレル）を有し、巻取軸の位置を切り替えて使用できるものを配置するのもよい。
そうすれば、最終パスの開始前にリーダー片を分離したとき、分離されたリーダー片と圧延材とを、切り替えて使用する巻取機の各巻取軸上に巻き取ることができる。再びリーダー片を使用する際にも、改めて巻取機に保持させ直す必要がなく、位置を切り替える同じ巻取軸から巻き戻せば足りるので、取扱いがきわめて容易になる。

本発明に係る圧延方法によれば、圧延材の長手方向に生じる損失を少なくすることができる。また、圧延材の送りが安定するほか、形状や厚み精度にすぐれた圧延製品が得られる、生産能率も高い、といった利点がもたらされる。リーダー片や、リーダー片と圧延材との接合箇所を圧延しないため、リーダー片の準備や取扱いに関して必要なコストが大幅に削減されるというメリットもある。

本発明に係る圧延設備によれば、上記の圧延方法を円滑に実施でき、したがって上述の効果がもたらされる。また、別のコイル準備セクション等を設けないので、必要な設備の全体をコンパクトに構成できるなど、設備コストの面でも有利である。

発明の実施に関する形態を図１〜７に紹介する。これらの図は、オフゲージ部分を少なくするための圧延方法および圧延設備を示す概念図である。

図１（ａ）等に示すように、この圧延設備には、冷間圧延機１の入側に巻出し機（ペイオフリール）２を設けるとともに、入側・出側にそれぞれ巻取機３・４を配置している。そして入側の巻取機３と圧延機１との間には、圧延材（ストリップ）Ａの端部に複数箇所の点溶接にてリーダー片（リーダーストリップ）Ｘを接合する接合機（スポットウェルダー）１１と、当該接合箇所の近傍で圧延材Ａとリーダー片Ｘとを切り離す分離機１３とを配置する。同様に、出側の巻取機４と圧延機１との間にも、圧延材Ａの端部に複数箇所の点溶接にてリーダー片（リーダーストリップ）Ｙを接合する接合機１２と、当該接合箇所の近傍で圧延材Ａとリーダー片Ｙとを切り離す分離機１４とを設ける。また、入側・出側の各巻取機３・４の近傍には、各巻取機３・４の巻取軸上に巻かれたリーダー片Ｘ・Ｙの小コイルを一旦取り外したうえ再び元の巻取軸上に保持させ得る小コイル処理装置１７および１８を配置している。そのほか、図２のように、圧延機１と入側の分離器１３との間にストリッププレス１５を設け、巻出機２の先の部分には圧延材用の矯正機５を設けてもいる。

図１（ａ）〜（ｄ）、図２（ｅ）〜（ｈ）および図３（（ｉ）〜（ｋ））は、巻出し機２上に取り付けたコイル（ホットコイル）ＣR1から圧延材Ａを巻き出し、圧延機１と巻取機３・４の間での圧延材Ａをレバース圧延する手順を示している。

まず図１（ａ）は、巻出し機２から圧延材Ａを巻き出し始める初期状態を示している。入側・出側の各巻取機３・４にはリーダー片Ｘ・Ｙをそれぞれ保持させておき、その端部（圧延材Ａと接合される側の端部）を圧延機１寄りに送り出しておく。
圧延機１のロール間を開いた状態で圧延材Ａを送り、図１（ｂ）のようにその端部（出側端部）が接合機１２の位置に達すると、出側巻取機４から巻き出しておいたリーダー片Ｙの端部に重ね、図１（ｃ）のとおり両者を接合機１２にて点溶接する。
その後、上記の点溶接による接合箇所Ｙｃを図１（ｄ）のとおり圧延機１の近傍まで戻し、そこで圧延機１のロールを閉じて第１パスの圧延を開始する。圧延は、リーダー片Ｙや接合箇所Ｙｃを圧延しないように、図１（ｄ）のように接合箇所Ｙｃにきわめて近い箇所から圧延材Ａを圧延機１にて圧下するものとし、巻取機４にて圧延材Ａに張力を作用させながら行う。

第１パスの圧延の終盤において図２（ｅ）のように圧延材Ａの尾端が巻出し機２から外れる際には、ストリッププレス１５を使用することにより圧延材Ａに張力を発生させて圧延を継続する。そして図２（ｆ）のようにその尾端を切断機５にてカットしたうえ、カット後の尾端（入側端部）を接合機１１の位置まで送る。その一方、入側巻取機３からリーダー片Ｘを送り出すことにより、図２（ｇ）のとおりその先端を同じ接合機１１の位置に到達させる。圧延材Ａとリーダー片Ｘとを重ねたうえで図２（ｈ）のように接合機１１を使用して、圧延材Ａの入側端部にリーダー片Ｘを接合する。

入側巻取機３にて張力を作用させながら残りの圧延を継続し、図３（ｉ）のように圧延材Ａとリーダー片Ｘとの接合箇所Ｘｃが圧延機１の近傍に達するまで圧延を進めると、第１パスの圧延を終了する。第２パスなど偶数回目のパスは、出側巻取機４にて張力を作用させながら圧延材Ａを送って圧延機１で圧下することにより、図３（ｊ）のように、圧延材Ａとリーダー片Ｙとの接合箇所Ｙｃが圧延機１の近傍に達するまで行う。第３パスなど奇数回目のパスは、上記と同様に圧延材Ａに張力をかけながら圧下して、図３（ｋ）のように、接合箇所Ｘｃが再び圧延機１の近傍に達するまで行う。このように奇数回目および偶数回目のパスを繰り返すことにより、圧延材Ａが所定の厚みになるまで往復（レバース）の圧延を行う。

図４（ａ）〜（ｄ）および図５（ｅ）〜（ｈ）は、ある圧延材Ａの圧延を偶数回目のパスを最終パスとして終了する場合の作業を示す概念図である。

偶数回目である最終のパスを開始する前に、まず図４（ａ）のように、入側においてリーダー片Ｘと圧延材Ａとを分離機１３にて切り離す（たとえば接合箇所Ｘｃの近傍でリーダー片Ｘを切断する）。そしてそのリーダー片Ｘを入側巻取機３で巻き取って小コイルとし、それを、図４（ｂ）・（ｄ）のように入側の小コイル処理装置１７にて巻取機３から抜き出し、巻取機３の外で保持する。小コイル処理装置１７は、支持軸１７ａを中心に揺動変位するとともに開閉式のホルダー１７ｂによってリーダー片Ｘの小コイルをつかむことができ、全体が図の紙面と直角な方向に移動できるものである。待機位置から機能位置まで揺動変位をしたうえ開閉して小コイルをつかみ、さらに紙面と直角な方向に移動することにより、巻取機３上から小コイルを抜き出す。また、それとは逆に動作をすることにより小コイルを再び巻取機３上に保持させることができる。
リーダー片Ｘの小コイルが抜き出された入側巻取機３上に、図４（ｃ）のとおり圧延材Ａの入側端部を保持させたうえ、最終パスである偶数回目の圧延を行う。その圧延は、やはり圧延材Ａに張力を付与しながら、図４（ｄ）のとおり出側端部とリーダー片Ｙとの接合箇所Ｙｃが圧延機１の近傍に達するまで行う。

接合箇所Ｙｃが圧延機１の近傍の分離機１４に達したとき、図５（ｅ）のように圧延機１を開くとともに分離機１４にてリーダー片Ｙと圧延材Ａとを切り離す（たとえば接合箇所Ｙｃの近傍でリーダー片Ｙを切断する）。そうしたのち、入側巻取機３によって圧延材ＡをコイルＣF1として巻き取り、図５（ｆ）・（ｇ）のとおり製品として払い出す。コイルＣF1は、リーダー片Ｘ・Ｙがほとんど付随していないものである。
なおこのとき、新たに巻出し機２上に準備した未圧延のホットコイルＣR2から新たな圧延材Ａを巻き出し、それに対して図１（ａ）以降の要領で圧延を開始する。その新たな圧延材Ａに入側巻取機３がまだ使用されないうちに、図５（ｇ）・（ｈ）のように、その巻取機３上に小コイル処理装置１７によって前記リーダー片Ｘを保持させ、先端部を圧延機１寄りに送り出しておくとよい。

一方、もし奇数回目のパスを最終パスとして圧延材Ａの圧延を終了するとすると、その最終パスは、図６（ａ）〜（ｄ）および図７（ｅ）〜（ｇ）にしたがって実施する。

その場合、最終パスの開始前に、まず図６（ａ）のように、出側においてリーダー片Ｙと圧延材Ａとを分離機１４にて切り離す（たとえば接合箇所Ｙｃの近傍でリーダー片Ｙを切断する）。そしてそのリーダー片Ｙを出側巻取機４で巻き取って小コイルとし、それを図６（ｂ）・（ｄ）のように出側の小コイル処理装置１８にて巻取機４から抜き出し、巻取機４の外で保持する。小コイル処理装置１８は、前述の小コイル処理装置１７と同様の構造を有し、揺動変位するとともに開閉動作をしてリーダー片Ｙの小コイルをつかむことができ、さらに図の紙面と直角な方向に移動することによって巻取機４上から小コイルを抜き出すことができる装置である。逆の動作をすることにより、小コイルを巻取機４上に再度保持させることもできる。
リーダー片Ｙの小コイルが抜き出された出側巻取機４に、図６（ｃ）のとおり圧延材Ａの出側端部を保持させたうえ、最終パスである奇数回目の圧延を行う。やはり圧延材Ａに張力を付与しながら、図６（ｄ）のとおり入側端部とリーダー片Ｘとの接合箇所Ｘｃが圧延機１の近傍に達するまで圧延を行う。

接合箇所Ｘｃが圧延機１の近傍の分離機１３に達したとき、図６（ｄ）のように分離機１３にてリーダー片Ｘと圧延材Ａとを切り離す（たとえば接合箇所Ｘｃの近傍でリーダー片Ｘを切断する）。そうしたのち、図７（ｅ）・（ｆ）のように出側巻取機４によって圧延材ＡをコイルＣF1として巻き取り、製品として払い出す。この場合のコイルＣF1にも、リーダー片Ｘ・Ｙはほとんど付随していない。
操業能率を高くするためには、新たに巻出し機２上に準備した未圧延のホットコイルＣR2から新たな圧延材Ａを巻き出してその圧延を開始する。さらには、その新たな圧延材Ａが出側巻取機４に巻かれないうちに、図７（ｆ）・（ｇ）のように、小コイル処理装置１７によって前記リーダー片Ｘを巻取機４上に保持させておくとよい。

以上のように、偶数回目のパスを最終パスとする場合にも奇数回目を最終パスとする場合にも、図示の方法によれば、原料として準備したホットコイルＣRにはオフゲージ部分がほとんど発生しない。圧延材Ａのうち、圧延機１による圧延を受けられない入側・出側の端部付近にリーダー片Ｘ・Ｙを接合して使用するからである。しかも、そのリーダー片Ｘ・Ｙは同じ圧延設備内で繰り返し使用するので、リーダー片Ｘ・Ｙのためにコストが増大することもない。

図１〜図７には、圧延機１の入側にも出側にも接合機と分離機とを配置し、奇数回目・偶数回目の任意のパスを最終パスとする圧延設備・圧延方法について示したが、発明はこれに限るものではない。入側・出側のうち片側にのみ接合機・分離機を配置して圧延材の片側のみにリーダー片を接合等することとしても、オフゲージ部分を減らして圧延材の損失を低減することが可能である。リーダー片を使用しない側ではオフゲージ部分を減らせないにしても、リーダー片を使用する側においては、圧延材のオフゲージ部分は確実に少なくなるからである。
とくに、出側において圧延材の出側端部にリーダー片を接合するとともに偶数回目のパスを最終パスとする場合には、片側（出側）の端部付近でオフゲージ部分が少なくなることに加え、当該リーダー片を出側巻取機に保持させたままでよい（小コイル処理装置等により巻取機からリーダー片を取り出す必要がない）という、操業の簡単さに係るメリットがともなう。入側において圧延材の入側端部にリーダー片を接合するとともに奇数回目のパスを最終パスとする場合にも、同様のメリットがある。

表１および表２に、上記のようにリーダー片を用いて行う圧延方法によるメリットの試算結果を示す。表１は、４パス圧延（第４パスを最終パスとする圧延）の場合について、表２は５パス圧延（第５パスを最終パスとする圧延）について示すものである。各表中に示すように、年間生産量を２５万トン、コイル（圧延材のコイル）の平均重量を１８トン、ホットコイル（原料コイル）１本の単価を６５，０００円などと仮定している。表中に「Conventional」と記載したものは、図１０・図１１に示した従来の一般的な圧延方法（ストリッププレス１５は不使用）による場合をさし、「Strip Press使用」は図１０・図１１の方法でストリッププレス１５を使用する場合、また「P／R法」は、図１２に示した方法による場合をそれぞれ示す。「出側L／S」は出側においてのみリーダー片を接合等する場合で、「入側L／S」は入側においてのみリーダー片を接合等する場合、そして「両側L／S」は、入側・出側の両側にそれぞれリーダー片を接合等する場合を表している。出側においてのみリーダー片を使用する場合には偶数回目を最終パスとすることとし、入側においてのみリーダー片を使用する場合には奇数回目を最終パスとすることとしたので、表１（４パス圧延時）では「入側L／S」を試算せず、表２（５パス圧延時）では「出側L／S」を試算していない。なお、表中の「DTR」は出側巻取機をさし「ETR」は入側巻取機をさす。

各表に示すように、従来の圧延方法によってはコイル１本あたり３５０kg以上発生するオフゲージ部分が、片側にリーダー片を使用する場合には約１２０kg（４パス・出側L／Sの場合）または約１８０kg（５パス・入側L／Sの場合）となってP／R法と同等程度に減少する。両側にリーダー片を使用する場合には、約５０kgと大幅に少なくなり、従来の圧延方法に比べると年間で１億５千万円前後の改善をもたらすことになる。

こうした比較結果を図に表すと図８および図９のようになる。図８は４パス圧延の場合を示し、図９は５パス圧延の場合である。「片側L／S」は片側にのみリーダー片を接合等する場合、「両側L／S」は両側にリーダー片を使用する場合を示す。
従来の圧延方法によっては２％程度あったオフゲージ率ａ（コイル中のオフゲージ部分の重量比）が、「片側L／S」では半分程度に減り「両側L／S」ではさらに減る。また、それらによる年間の改善コスト（対従来法ｂおよび対S／P法ｃ）も相当の額に上ることが、図から明瞭に把握される。

図１（ａ）〜（ｄ）は、発明の実施に関する形態としての圧延方法および圧延設備を示す概念図である。 図２（ｅ）〜（ｈ）は、発明の実施に関する形態としての圧延方法および圧延設備を示す概念図である。 図３（ｉ）〜（ｋ）は、発明の実施に関する形態としての圧延方法および圧延設備を示す概念図である。 図４（ａ）〜（ｄ）は、発明の実施に関する形態としての圧延方法および圧延設備を示す概念図である。 図５（ｅ）〜（ｈ）は、発明の実施に関する形態としての圧延方法および圧延設備を示す概念図である。 図６（ａ）〜（ｄ）は、発明の実施に関する形態としての圧延方法および圧延設備を示す概念図である。 図７（ｅ）〜（ｇ）は、発明の実施に関する形態としての圧延方法および圧延設備を示す概念図である。 発明の圧延方法によって４パス圧延を行う場合のメリットにつき試算結果を示す線図である。 発明の圧延方法によって５パス圧延を行う場合のメリットにつき試算結果を示す線図である。 図１０（ａ）〜（ｄ）は、従来の一般的なレバース圧延について示す概念図である。 図１１（ｅ）〜（ｈ）は、従来の一般的なレバース圧延について示す概念図である。 ピンチロール法による従来のレバース圧延を示す概念図である。 特許文献１に記載された従来のレバース圧延を示す概念図である。 特許文献２に記載された従来のレバース圧延を示す概念図である。

符号の説明

１ 圧延機
２ 巻出し機
３ 入側巻取機
４ 出側巻取機
１１・１２ 接合機
１３・１４ 分離機
１７・１８ 小コイル処理装置
Ａ 圧延材
Ｘ・Ｙ リーダー片
Ｘｃ・Ｙｃ 接合箇所

Claims (10)

1. 圧延機と、前記圧延機の、最初に圧延材を巻き出す側である入側およびその反対側である出側にそれぞれ配置された入側巻取機および出側巻取機とを使用し、往復のパスをさせることにより圧延材を圧延機で圧延する圧延方法であって、
   少なくとも一方の巻取機にリーダー片を保持させておき、保持させた前記リーダー片を前記巻取機と前記圧延機との間に設けられた接合機により前記圧延材の端部に接合し、当該巻取機により前記リーダー片を介して前記圧延材に張力を付与しつつ前記圧延材を巻き取りながら前記圧延機によって前記圧延材と前記リーダー片との接合箇所よりも圧延材側の部分から圧延を行うことを特徴とする圧延方法。
2. 最終パスの開始前もしくは終了時またはその両方の時期に前記リーダー片を前記圧延材から分離し、前記リーダー片の繰り返し使用を可能とすることを特徴とする請求項１に記載の圧延方法。
3. 前記出側において圧延材の出側端部にリーダー片を接合し、往復のパスをさせたのち前記入側巻取機へ向かう偶数回目のパスを最終パスとし、当該最終パスの終了時に、前記圧延材の前記出側端部に接合した前記リーダー片を前記圧延材から分離することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の圧延方法。
4. 前記入側において圧延材の入側端部にリーダー片を接合し、往復のパスをさせたのち前記出側巻取機へ向かう奇数回目のパスを最終パスとし、当該最終パスの終了時に、前記圧延材の前記入側端部に接合した前記リーダー片を前記圧延材から分離することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の圧延方法。
5. 圧延機と、前記圧延機の、最初に圧延材を巻き出す側である入側およびその反対側である出側にそれぞれ配置された入側巻取機および出側巻取機とを使用し、往復のパスをさせることにより圧延材を圧延機で圧延する圧延方法であって、
   前記入側巻取機および前記出側巻取機にリーダー片を保持させておき、
   前記圧延機のロールを開いた状態で、巻き出された前記圧延材を前記出側巻取機側へ送り、前記出側巻取機に保持されたリーダー片を前記出側巻取機と前記圧延機との間に設けられた接合機により前記圧延材の出側端部に接合し、
   前記出側巻取機により前記リーダー片を介して前記圧延材に張力を付与しつつ前記圧延材を巻取りながら、前記圧延機により前記圧延材と前記リーダー片との接合箇所よりも圧延材側の部分から前記圧延材に第１パスの圧延を行い、
   その後、前記入側巻取機に保持されたリーダー片を前記入側巻取機と前記圧延機との間に設けられた接合機により前記圧延材の入側端部に接合し、
   前記入側巻取機により前記圧延材に張力を付与しつつ前記圧延材を巻取りながら、前記圧延機により前記圧延材と前記リーダー片との接合箇所よりも圧延材側の部分から前記圧延材に第２パスの圧延を行い、
   これら圧延を交互に繰り返し、最終パスの開始前および終了時に、前記圧延材の前記出側端部および前記入側端部に接合した各リーダー片を前記圧延材から分離し、前記リーダー片の繰り返し使用を可能とすることを特徴とする圧延方法。
6. リーダー片と圧延材との接合を、点溶接によって行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の圧延方法。
7. 圧延機の、最初に圧延材を巻き出す側である入側およびその反対側である出側に巻取機を備える圧延設備において、
   入側もしくは出側または両側の巻取機と圧延機との間に、圧延材とリーダー片との接合が可能な接合機、および、圧延材からリーダー片を分離する分離機を配置したことを特徴とする圧延設備。
8. 前記接合機として、板幅方向の複数箇所を同時に接合できる点溶接機を配置したことを特徴とする請求項７に記載の圧延設備。
9. 前記圧延機の入側もしくは出側または両側の巻取機に対し、当該巻取機上のリーダー片を一旦その巻取機から取り外して再びその巻取機に保持させ得る処理装置を付設したことを特徴とする請求項７または８に記載の圧延設備。
10. 前記圧延機の入側もしくは出側または両側の巻取機として、複数の巻取軸を有し、巻取軸の位置を切り替えて使用できるものを配置したことを特徴とする請求項７または８に記載の圧延設備。

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