JP4988916B2 - 熱間圧延ストリップの巻取方法及び巻取装置 - Google Patents

Description

本発明は、１つのマンドレルと、少なくとも１つの第１の押圧手段と、少なくとも１つの第２の押圧手段とによる熱間圧延ストリップの巻取方法であって、該熱間圧延ストリップが前記第１及び第２の押圧手段によって前記マンドレル方向へ押圧される前記巻取方法に関するものである。

さらに、本発明は、熱間圧延ストリップの巻取装置にも関するものである。

熱間圧延ストリップ用のマンドレルは、熱間圧延ストリップ搬送路の終端部に設けられており、このストリップを圧延後にコイル状に巻き取る役目を担うものである。このストリップは、できる限りしっかりと巻き取り、巻取後にコイルが開かないよう引張応力の作用下で巻き取られる。

さらに、引張応力は、ストリップをマンドレルの周囲で湾曲させて塑性変形させるのにも必要である。特に、比較的厚いストリップに対しては、塑性変形のためのモーメントを得るために大きな引張力が必要となる。

また、ストリップの巻付時には、当該ストリップは、上側駆動ローラ及び下側駆動ローラから成る駆動装置によって案内され、マンドレルへと搬送される。そして、このストリップは押圧ローラによってマンドレルの周囲に巻き付けられてコイルを形成し、このコイルは、巻付が完全に終了した後に取り外される。なお、巻付中には、駆動装置とマンドレルの間には所定の大きさに調整された引張応力がストリップに作用している。

ところで、特許文献１には熱間圧延ストリップ用のマンドレルが開示されており、このマンドレルにおいては、ストリップが４つの押圧ローラによってマンドレルに対して押圧されるようになっている。また、特許文献２には、調整可能な３つの押圧ローラによってストリップを当該マンドレルに対して押圧するように構成されたマンドレルが開示されている。ここで、各押圧ローラは、個々に設けられた油圧シリンダによって各枢支点回りに回動するようになっている。

また、特許文献３には、ストリップ先端部をマンドレルに完全に接触させ、摩擦力によって巻取を行うことができるようストリップ先端部の厚さを少なくとも２０％削減することが開示されている。このストリップ先端部は、当該ストリップ先端部がマンドレルに対して完全に接触して巻取ができるよう所定の厚さとなっている。そして、巻付が摩擦力によりなされた後、ストリップの厚さは、通常の所定の厚さに対応したものとなる。なお、このような方法は、特許文献４にも開示されている。

さらに、熱間圧延ストリップの巻取方法及び巻取装置は、特許文献５及び特許文献６にも開示されている。

欧州特許出願公開第０４６９４８３号明細書 特開昭５８−５８９３１号公報 独国特許第２４１４４８２号明細書 独国特許出願公開第２４１４４７５号明細書 欧州特許第０７９００８４号明細書 特開昭５９−６４１１６号公報

ところで、ストリップの厚さが７ｍｍ以上の場合であったり、比較的低温で巻取を行う場合であったり、例えばチューブ材料などの強度の大きい材料の場合には、大きな力でストリップを引っ張る必要がある。しかしながら、このように比較的大きな力でストリップを引っ張ったとしても、ストリップがマンドレルに直接接触せずに比較的長い範囲にわたって湾曲してしまうという問題がある。

本発明は上記問題にかんがみてなされたもので、その目的とするところは、ストリップの厚さが７ｍｍ以上の場合であったり、比較的低温で巻取を行う場合であったり、例えばチューブ材料などの強度の大きい材料の場合にも、ストリップを最初からマンドレルに完全に接触させて巻取を行えるとともに、既に巻き付けられたストリップ上にも完全に接触させて巻取を行うことが可能な巻取方法及び巻取装置を提供することにある。

上記目的は、冒頭に記載したような巻取方法において、第１の押圧手段と第２の押圧手段の間で熱間圧延ストリップをマンドレルから離間する方向へ押圧することにより、該熱間圧延ストリップに引張り作用をもたらすことにより達成される。

このような引張り作用により、第１に、熱間圧延ストリップを巻取工程の最初からマンドレルに、又は既に巻き取られたストリップの上に完全に接触させることが可能であり、第２に、熱間圧延ストリップには押圧力のみならず引張力も作用するため、比較的小さな力で巻取を行うことが可能である。

なお、本発明による巻取方法の他の形態は、従属請求項に記載されている。

さらに、本発明は、１つのマンドレルと、少なくとも１つの第１の押圧手段と、少なくとも１つの第２の押圧手段とを備えて成る熱間圧延ストリップの巻取装置であって、該熱間圧延ストリップが前記第１及び第２の押圧手段によって前記マンドレル方向へ押圧されるよう構成された前記巻取装置において、前記第１の押圧手段と前記第２の押圧手段の間に、前記熱間圧延ストリップにおける前記マンドレル側に接触する引張り手段を設け、該引張り手段によって、前記熱間圧延ストリップが前記マンドレルから離間して径方向外方へ変形するよう構成したことを特徴とする巻取装置にも関するものである。

このような変形は、熱間圧延ストリップの径がマンドレルの径と同じかそれよりも小さくなるように行われる。この熱間圧延ストリップは、巻取工程の最初からマンドレルに接触するか、あるいは圧力作用に基づき、マンドレルの径よりもやや小さな径で、押圧手段によりマンドレルへ完全に押圧される。

なお、本発明による巻取装置の他の形態は、従属請求項に記載されている。

ところで、熱間圧延ストリップの巻付についての制御は、第１の押圧手段と第２の押圧手段の間に配置された引張り手段を、コイルの直径並びに熱間圧延ストリップの厚さ、材料特性及び温度のうち少なくともいずれかに応じてマンドレルに対して近づけたり、又はマンドレルから遠ざけることにより、巻取工程の最初から熱間圧延ストリップがマンドレルに接触するようになされる。このとき、引張り手段は、マンドレルに近づいたり遠ざかったりすることができるようになっている。

さらに、引張り手段の第１の押圧手段及び第２の押圧手段との間隔も変更可能となっている。これにより、引張り手段全体の所定の平面内での熱間圧延ストリップ表面に対する垂直な位置決めが達成される。ここで、引張り手段は第１の引張り装置又は押圧装置を備えて形成されており、この第１の引張り装置又は押圧装置は、引張り手段をマンドレルに対して近づけたり遠ざけたりするものである。また、第２の引張り装置又は押圧装置は、少なくとも、引張り手段を第１の押圧装置又は第２の押圧装置に対して近づけたり遠ざけたりするものとなっている。

また、マンドレル、第１の押圧装置及び第２の押圧装置に対する引張り手段の各位置は、それぞれ熱間圧延ストリップの厚さ、材料特性及び温度に依存するものとなっている。あらかじめ測定すべきこれらの値は制御装置の所定の演算プログラムにおいて入力され、巻取開始時の引張り手段の位置が設定される。ここで、熱間圧延ストリップが巻き取られてコイルの直径が徐々に大きくなるため、引張り手段は、マンドレル方向へ（相対的に）近づいていくことになる。そして、巻取工程が終了すると、引張り手段はコイルから遠ざけられ、このとき、この引張り手段の移動は、熱間圧延ストリップの搬送走行及び該搬送方向に垂直な方向へなされる。したがって、コイルのマンドレルからの取外しが引張り手段によって阻害されることがない。

なお、上記のような制御において、引張り手段の位置に代えて、熱間圧延ストリップ巻取時の引張力を考慮するようにしてもよい。この場合、引張力を測定する公知の装置を設ければよく、この装置により測定された値に応じて引張り手段を制御すればよい。

本発明によれば、ストリップの厚さが７ｍｍ以上の場合であったり、比較的低温で巻取を行う場合であったり、例えばチューブ材料などの強度の大きい材料の場合にも、ストリップを最初からマンドレルに完全に接触させて巻取を行えるとともに、既に巻き付けられたストリップ上にも完全に接触させて巻取を行うことが可能である。

従来技術による熱間圧延ストリップ用の巻取装置の側面図である。 本発明による熱間圧延ストリップ用の巻取装置の側面図である。 本発明による熱間圧延ストリップ用の巻取装置の制御ブロック図である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１には従来技術による熱間圧延ストリップ１の巻取装置の側面図が示されており、不図示の圧延機スタンドから供給される熱間圧延ストリップ１は、上側駆動ローラ２と下側駆動ローラ３の間を通過し、マンドレル４へ搬送される。また、マンドレル４へ熱間圧延ストリップ１を巻き付けるために、該マンドレル４の周囲に複数の押圧手段７，８，９が設けられている。

高張力鋼から成る、及び／又は厚さが７ｍｍ以上の熱間圧延ストリップ１を巻き取る際には、この熱間圧延ストリップ１をすぐにマンドレル４に接触させず、熱間圧延ストリップ１の接触角が１８０°以上になってから該熱間圧延ストリップ１とマンドレル４の間の摩擦力による結合がなされる。すなわち、熱間圧延ストリップ１は巻取開始時にはマンドレル４から離間しており、上側駆動ローラ２及び下側駆動ローラ３とマンドレル４との間における熱間圧延ストリップ１での圧縮応力は増大しない。なお、コイルの直径、すなわち巻き取られた熱間圧延ストリップ１の内径は、マンドレル４によりあらかじめ定められた直径と異なっている。

図２には本発明による熱間圧延ストリップ１の巻取装置が示されており、図１に示したものと同じ部材には同じ符号を付して示している。

しかして、上側駆動ローラ２及び下側駆動ローラ３によりマンドレル４へ搬送される熱間圧延ストリップ１は、押圧手段７によってマンドレル４の径方向内方へ押圧され、かつ、押圧手段８によって同様にマンドレル４の径方向内方へ押圧される前に引張り手段６によってマンドレル４の径方向外方へ押圧される。

この引張り手段６は、熱間圧延ストリップ１の下側１０におけるマンドレル４と熱間圧延ストリップ１の間に設けられている。一方、押圧手段７，８，９は、熱間圧延ストリップ１の上側において該熱間圧延ストリップ１と接触するように設けられている。

そして、引張り手段６は、熱間圧延ストリップ１がマンドレル４に接触するよう、当該熱間圧延ストリップ１をこれが通常必要な曲率以上の曲率となるよう引っ張る。このように熱間圧延ストリップ１を引っ張ることで、第１に、熱間圧延ストリップ１の巻取開始時にも、該熱間圧延ストリップ１をマンドレル４あるいは既に巻き付けられている熱間圧延ストリップ１に完全に接触させることが可能であり、第２に、熱間圧延ストリップ１が押圧手段７，８，９のみではなく引張り手段６によっても変形されるため、比較的小さな張力で熱間圧延ストリップ１の巻取を行うことができる。

図３には制御ブロック図が示されており、第１の測定装置によってコイルの直径並びに熱間圧延ストリップ１の厚さ、温度及び材料特性のうち少なくともいずれかが測定される。次に、これらのパラメータに基づき演算装置内で引張り手段６の目標位置及び目標引張力が算出され、調整装置により引張り手段６が調整される。さらに、第２の測定装置によって引張り手段６の実際の位置及び引張力が測定され、この実際の値がこれらの目標値と比較される。そして、必要であれば、制御装置によって引張り手段６の位置及び引張力が適当に制御される。

１ 熱間圧延ストリップ
２ 上側駆動ローラ
３ 下側駆動ローラ
４ マンドレル
５ コイル
６ 引張り手段
７，８，９ 押圧手段
１０ 熱間圧延ストリップの下側
１１ 熱間圧延ストリップの上側

Claims (9)

1. １つのマンドレル（４）と、
   少なくとも１つの第１の押圧手段（７）と、
   少なくとも１つの第２の押圧手段（８）と
   による熱間圧延ストリップ（１）の巻取方法であって、該熱間圧延ストリップ（１）が前記第１及び第２の押圧手段（７，８）によって前記マンドレル（４）方向へ押圧される前記巻取方法において、
   前記第１の押圧手段（７）と前記第２の押圧手段（８）の間で、前記熱間圧延ストリップ（１）における前記マンドレル側（１０）に作用する径方向の力を引張り手段（６）によって生じさせて前記熱間圧延ストリップ（１）を前記マンドレル（４）から離間する方向へ押圧することにより、該熱間圧延ストリップ（１）に引張り作用をもたらすことを特徴とする巻取方法。
2. 巻取工程中常に、前記熱間圧延ストリップ（１）全体に引張り作用を生じさせることを特徴とする請求項１記載の巻取方法。
3. 前記熱間圧延ストリップ（１）に、巻取工程開始時に引張り作用を生じさせることを特徴とする請求項１記載の巻取方法。
4. 前記引張り手段（６）の前記熱間圧延ストリップ（１）に対する位置と、前記引張り手段（６）の前記熱間圧延ストリップ（１）に対する力とのうち少なくともいずれかを、巻取工程中常に制御することを特徴とする請求項１又は２記載の巻取方法。
5. １つのマンドレル（４）と、
   少なくとも１つの第１の押圧手段（７）と、
   少なくとも１つの第２の押圧手段（８）と
   を備えて成る熱間圧延ストリップ（１）の巻取装置であって、該熱間圧延ストリップ（１）が前記第１及び第２の押圧手段（７，８）によって前記マンドレル（４）方向へ押圧されるよう構成された前記巻取装置において、
   前記第１の押圧手段（７）と前記第２の押圧手段（８）の間に、前記熱間圧延ストリップ（１）における前記マンドレル側（１０）に接触する引張り手段（６）を設け、該引張り手段（６）によって、前記熱間圧延ストリップ（１）が前記マンドレル（４）から離間して径方向外方へ変形するよう構成したことを特徴とする巻取装置。
6. 前記引張り手段（６）の前記熱間圧延ストリップ（１）に対する位置と、前記引張り手段（６）の前記熱間圧延ストリップ（１）に対する力とのうち少なくともいずれかを制御する制御手段を設けたことを特徴とする請求項５記載の巻取装置。
7. 前記制御手段を、
   コイル直径並びに前記熱間圧延ストリップの厚さ、材料特性及び温度のうち少なくともいずれかであるパラメータを測定する測定装置と、
   巻取工程中常に前記引張り手段（６）の位置及び力の目標値を前記測定装置で測定された前記パラメータに応じて決定する演算プログラムを有する演算装置と
   を備える構成としたことを特徴とする請求項６記載の巻取装置。
8. 前記引張り手段（６）を前記熱間圧延ストリップ（１）に垂直な平面において前記マンドレル（４）に対して位置決めするため、及び前記熱間圧延ストリップ（１）が巻き付けられたコイルを前記パラメータに応じて位置決めするために、前記引張り手段（６）を前記制御手段によって調整可能に形成したことを特徴とする請求項７記載の巻取装置。
9. 前記引張り手段（６）を前記熱間圧延ストリップ（１）から遠ざけるよう前記制御手段を形成したことを特徴とする請求項５〜８のいずれか１項に記載の巻取装置。

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