JP5313542B2 - カローゼルリール設備 - Google Patents

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Description

本発明は、2つの自転可能な巻取ドラムをカローゼルリールにより公転させて、それぞれの巻取位置を交互に入れ替えることにより、搬送されるストリップを連続的に巻き取ることができるカローゼルリール設備に関する。
一般に、軟鋼や高張力鋼等からなる冷延ストリップは、高効率及び高歩留まりを目的として、連続タンデム圧延により、1回の通板によって圧延されるようになっている。この連続タンデム圧延では、熱延ストリップのコイルから巻き戻した先行ストリップと後行ストリップとを接合して、連続したストリップを形成し、このストリップを連続タンデム圧延機に切れ間なく供給することで、冷間圧延を行うようにしている。そして、ストリップを連続タンデム圧延機の各圧延スタンドに順次通板させて、目標板厚になるように圧延した後、当該連続タンデム圧延機の出側において、その圧延したストリップを再びコイル状に巻き取りながら、先行ストリップと後行ストリップとの接合部を切断するようにしている。
従って、従来から、連続タンデム圧延機の出側には、切断された先行ストリップ及び後行ストリップを連続的にコイル状に巻き取ることができる巻取設備が設けられている。近年、巻取設備の中でも、主に、生産効率や設備コスト低減の観点から、2つの自転可能な巻取ドラムをカローゼルリールにより公転させるようにした巻取設備(以下、カローゼルリール設備と称す)が広く使用されている。
図6に示すように、このようなカローゼルリール設備では、上流側の巻取開始位置に配置された第1巻取ドラム22が先行ストリップSfの巻き取りを開始し、この巻き取り中にカローゼルリール21を公転させることによって、第1巻取ドラム22を下流側の巻取完了位置に移動させると共に、第2巻取ドラム23を巻取開始位置に移動させ、この状態で先行ストリップSfの尾端をドラムシャー12a,12bの切断刃121a,121bにより切断して、後行ストリップSbの先端を第2巻取ドラム23により巻き取るようにしている。このように、2つの巻取ドラム22,23の巻取位置を交互に入れ替えることにより、圧延作業を停止させることなく連続的に行うようにしている
一方、従来から、連続精整設備や酸洗設備等の出側にもカローゼルリール設備が設けられており、その連続精整設備に適用したカローゼルリール設備としては、例えば、特許文献1,2に開示されている。このカローゼルリール設備では、巻き取りを開始する巻取ドラムの巻取開始位置を、搬送されるストリップの方向転換を行うデフレクタローラの設置位置よりも低く設定している。即ち、巻取開始位置は、搬送されるストリップのパスラインよりも低く設定されている。
特公平7−8381号公報 特公平7−106384号公報
これに対し、上述したような、冷間圧延における連続タンデム圧延機の出側に設けられるカローゼルリール設備では、図6に示すように、高速、高張力、及び、高硬度材に適用するため、巻き取りを開始する巻取ドラム22,23の巻取開始位置を、デフレクタローラ13の設置位置と略同じ高さに設定している。即ち、巻取開始位置は、搬送されるストリップSのパスラインと略同じ高さに設定されている。これにより、ストリップSは、搬送速度が速くても、それ自身の慣性力により巻取開始位置に配置された巻取ドラム22,23を行き過ぎることがなく、巻き取られることになる。
つまり、冷間圧延における連続タンデム圧延機の出側に、連続精整設備等に適用したカローゼルリール設備を採用しようとすると、巻取開始位置がデフレクタローラの設置位置よりも低く、且つ、ストリップの搬送速度が高速であるため、ストリップはその自重で巻取開始位置に達するものの、巻取ドラムを飛び越えてしまい、適切に巻き取られないおそれがある。
また、図6に示すような従来の冷間圧延用のカローゼルリール設備では、巻取完了位置に配置された巻取ドラム22,23が巻き取ったストリップS(ストリップSf,Sb)の尾端が、ドラムシャー12a,12bの切断により張力が解放されて無拘束状態となるため、ばたついて周辺機器に接触したり、ストリップS自体が折れ曲がったりしてしまう。
そこで、このような問題を解決するため、従来の冷間圧延用のカローゼルリール設備では、切断時におけるストリップSの搬送速度を、例えば、250m/min以下に設定する必要があった。しかも、近年の冷間圧延においては、更なる高速化及び高張力化が図られており、従来の冷間圧延用のカローゼルリール設備の構成では、切断されたストリップSの尾端の挙動を拘束して巻取完了位置に配置された巻取ドラム22,23に適切に案内することは困難であった。
従って、本発明は上記課題を解決するものであって、高速搬送されたストリップを切断しても、当該ストリップの尾端を巻取ドラムに安定して案内することができるカローゼルリール設備を提供することを目的とする。
上記課題を解決する第1の発明に係るカローゼルリール設備は、
公転可能な円盤状のカローゼルリールに、その回転軸を挟んで対称に配置される自転可能な2本の巻取ドラムを設け、
上流側に配置された前記一方の巻取ドラムが先行ストリップの巻き取りを開始し、この巻き取り中に前記カローゼルリールを公転させることによって、前記一方の巻取ドラムを下流側に移動させると共に、前記他方の巻取ドラムを上流側に移動させ、この状態で先行ストリップの尾端を切断して、後行ストリップの先端を前記他方の巻取ドラムにより巻き取るようにしたカローゼルリール設備であって、
前記カローゼルリールの入側で、且つ、上流側に配置された前記巻取ドラムと略同じ高さに設けられ、搬送されるストリップを上流側及び下流側に配置された前記巻取ドラムに案内するデフレクタローラと、
下流側に配置された前記巻取ドラムに巻き取られるストリップのコイル径に追従するようにその外周面を押圧し、切断されたストリップの尾端のばたつきを抑える押圧手段と、
前記デフレクタローラの回転軸を中心に揺動可能に支持され、その先端が前記押圧手段のコイル径追従動作に連動して、切断されたストリップの尾端を下流側に配置された前記巻取ドラムに向けて案内する案内手段と、
前記カローゼルリールの公転により移動する前記巻取ドラムと干渉しないように前記案内手段を揺動させる揺動手段と、
前記押圧手段がコイル径追従動作をしたときに、前記揺動手段を作動させることなく、連動する前記案内手段の揺動を許容する揺動許容手段とを備え
前記押圧手段は、揺動可能に支持される揺動アームの先端に回転可能に支持されるスナバーローラであって、
前記揺動アームの先端に、前記スナバーローラの回転に干渉しないように設けられる受台を備え、
前記案内手段は、
基端が前記デフレクタローラの回転軸に揺動可能に支持されるガイドフレームと、
前記ガイドフレームの先端に回転可能に支持され、前記受台の上面を転がり可能なガイドローラとを有する
ことを特徴とする。
上記課題を解決する第2の発明に係るカローゼルリール設備は
断時におけるストリップの搬送速度は、250m/min以上に設定される
ことを特徴とする。
本発明に係るカローゼルリール設備によれば、高速搬送されたストリップを切断しても、当該ストリップの尾端を巻取ドラムに安定して案内することができる。この結果、必要以上に切断時におけるストリップの搬送速度を低下させる必要がないので、生産性及び品質の向上を図ることができる。
以下、本発明に係るカローゼルリール設備について図面を用いて詳細に説明する。図1は本発明の一実施例に係るカローゼルリール設備の概略構成図、図2は巻き取り動作の説明図、図3は図2に続く巻き取り動作の説明図、図4は図3に続く巻き取り動作の説明図、図5は図4に続く巻き取り動作の説明図である。
図1に示すカローゼルリール設備1は、例えば、冷延ストリップ(以下、ストリップSと称す)を製造する図示しない冷間圧延ラインにおける、複数の圧延スタンドを備えた連続タンデム圧延機の出側に設けられるものである。なお、ストリップSは、連続タンデム圧延機の入側において、熱延されたコイル状の先行ストリップSf及び後行ストリップSb(図2乃至図5参照)を巻き戻し、この先行ストリップSfの後端と後行ストリップSbの先端とを接合して、順次同様の作業を繰り返して形成されるものであって、切れ目なく連続タンデム圧延機に供給されるようになっている。
図1に示すように、カローゼルリール設備1の入側には、上下一対の入側ローラ11a,11bが回転可能に支持されている。これら入側ローラ11a,11bは、搬送されるストリップSを挟むように対向配置されている。
入側ローラ11a,11bの下流側には、上下一対のドラムシャー12a,12bが回転可能に支持されており、これらドラムシャー12a,12bは、入側ローラ11a,11bから搬送されるストリップSを挟むように対向配置されている。そして、ドラムシャー12a,12bの外周部には、切断刃121a,121bが設けられており、これら切断刃121a,121bは、ドラム回転時において対向するように配置されている。即ち、ストリップSの搬送速度に同期し、且つ、互いに逆方向に同期回転したドラムシャー12a,12bが1回転することにより、突出した切断刃121a,121bによって当該ストリップSが所定の位置で切断されるようになっている。
ドラムシャー12a,12bの下流側には、デフレクタローラ13が回転可能に支持されている。このデフレクタローラ13はストリップSを巻き掛けることにより、当該ストリップSの搬送方向を方向転換させるものである。
デフレクタローラ13の下方には、ガイド板14,15が設けられている。ガイド板14は、ストリップSの搬送方向に延在して固定されており、ガイド板15は、詳細は後述するが、ストリップSを案内する案内位置と、この案内位置から退避した退避位置との間で、移動可能に支持されている。なお、図1に示したガイド板15は、案内位置に配置された状態のものである。
一方、カローゼルリール設備1の出側には、略水平軸周りに回転駆動される円盤状のカローゼルリール21が設けられている。このカローゼルリール21の前面には、第1巻取ドラム22及び第2巻取ドラム23が略水平軸周りに回転可能に支持されている。第1巻取ドラム22及び第2巻取ドラム23は、カローゼルリール21の回転軸を挟んで対称に配置されており、第1巻取ドラム22は切断された先行ストリップSfを巻き取るものであり、第2巻取ドラム23は切断された後行ストリップSbを巻き取るものである。
なお、図1に示すカローゼルリール21の回転状態では、第1巻取ドラム22は、リール上流側の巻取開始位置に配置されており、第2巻取ドラム23は、リール下流側の巻取完了位置に配置されている。そして、第1巻取ドラム22及び第2巻取ドラム23のそれぞれの巻取位置を入れ替えるには、カローゼルリール21を時計回りに180°公転させることにより可能となっている。そして、巻取開始位置は巻取完了位置よりも低くなるように設定されており、更に、巻取開始位置に配置された巻取ドラム22,23は、デフレクタローラ13と略同じ高さに配置されるようになっている。即ち、巻取開始位置は、カローゼルリール設備1の入側に搬入されたストリップSのパスラインと略同じ高さに設定されている。
ここで、巻取開始位置に配置された第1巻取ドラム22または第2巻取ドラム23には、ベルトラッパ24が着脱可能となっている。ベルトラッパ24は、押圧ベルトを複数のローラに掛け回すことにより構成されるものであって、巻取ドラム22,23の外周面に巻き付くことにより、切断されたストリップSf,Sbの先端の巻取ドラム22,23の外周面への巻き付けを助けるものである。
また、巻取完了位置に配置された第1巻取ドラム22または第2巻取ドラム23には、回転可能な複数のスナバーローラ25(図中3個)が着脱可能となっている。スナバーローラ25は、揺動可能に支持されており、巻取ドラム22,23に巻き取られたストリップSf,Sbのコイル径に追従するようにその外周面に当接することにより、コイル状に巻き取られた当該ストリップSf,Sbが跳ね上がらないように押さえ付けるものである。即ち、スナバーローラ25は、巻取ドラム22,23によるストリップSの巻き取りが進むに伴って、そのコイル径が大きくなるに従い、その外周面を押圧しながらコイル径方向外方に揺動するようになっている。
そして、最も上方に配置されたスナバーローラ(押圧手段)25は、揺動アーム26の先端に回転可能に支持されている。揺動アーム26は、その基端が揺動可能に支持されており、その先端には、受台27がスナバーローラ25の回転に干渉しないように設けられている。
更に、デフレクタローラ13の回転軸には、ガイドフレーム31の基端が揺動可能に支持されている。このガイドフレーム31の先端には、ガイドローラ32が回転可能に支持されており、このガイドローラ32は受台27の上面と対向するように配置されている。
また、ガイドフレーム31の下面には、その基端側から先端側に向けて、マグネット33及びサポートローラ34が交互に設けられており、サポートローラ34の外周面はマグネット33の吸着面よりも突出するように配置されている。一方、ガイドフレーム31の上面には、リンク部材35が設けられており、このリンク部材35には、リンクバー36の一端が揺動可能に支持されている。そして、リンクバー36の他端には、昇降用シリンダ37のロッド37aが揺動可能に支持されており、更に、この昇降用シリンダ37の基端も揺動可能に支持されている。
なお、ガイドフレーム31、ガイドローラ32、マグネット33、及び、サポートローラ34は、案内手段を構成するものであり、リンク部材35、リンクバー36、及び、昇降用シリンダ37は、揺動手段及び揺動許容手段を構成するものである。
つまり、昇降用シリンダ37のロッド37aを伸長させることにより、ガイドフレーム31のガイドローラ32が揺動アーム26の受台27に当接する。これにより、ガイドフレーム31は、案内位置に揺動されることになり、巻取完了位置に配置された巻取ドラム22,23に巻き取られたストリップS(ストリップSf,Sb)を、マグネット33により吸着しながらサポートローラ34により案内させることができる(図1参照)。
一方、昇降用シリンダ37のロッド37aを短縮させることにより、ガイドフレーム31のガイドローラ32が揺動アーム26の受台27から離間する。これにより、ガイドフレーム31は、退避位置に揺動されることになり、カローゼルリール21の公転により移動する巻取ドラム22,23との干渉を避けることができる(図4,5参照)。
ここで、ガイドフレーム31が案内位置に配置されたときには、巻取完了位置に配置された巻取ドラム22,23に巻き取られたストリップS(ストリップSf,Sb)のコイル径が大きくなるに従い、当該ガイドフレーム31もスナバーローラ25及びガイドローラ32を介して揺動することになる。このようなガイドフレーム31の揺動時においては、昇降用シリンダ37のロッド37aは伸長したままの状態となっており、リンク部材35、リンクバー36、及び、昇降用シリンダ37自体が揺動し、これらがリンク機構をなすことにより、ガイドフレーム31の揺動が許容されるようになっている。
また、ガイドフレーム31内には、消磁装置38がマグネット33に対向するように設けられている。この消磁装置38は、カローゼルリール設備1が停止し、且つ、マグネット33の磁力がOFF状態のときに、当該マグネット33の磁力により磁性化した周辺機器の磁性を消去するものである。
次に、図2乃至図5を用いて、カローゼルリール設備1の巻き取り動作について詳細に説明する。
先ず、図2に示すように、連続タンデム圧延機により冷間圧延されたストリップS(ストリップSf)は、デフレクタローラ13により方向転換されて、巻取完了位置に移動した第1巻取ドラム22に巻き取られている。
このとき、スナバーローラ25は、第1巻取ドラム22に巻き取られた先行ストリップSfの外周面に当接しており、当該先行ストリップSfが跳ね上がらないように押圧している。また、昇降用シリンダ37のロッド37aが伸長されて、ガイドローラ32が受台27に当接することにより、ガイドフレーム31は案内位置に配置されている。これにより、先行ストリップSfは、マグネット33により吸引され、サポートローラ34に接触することになる。この結果、先行ストリップSfは、ばたついたり、跳ね上がったりすることなく、サポートローラ34の回転により第1巻取ドラム22に向けて安定して案内される。
なお、巻取開始位置に移動した第2巻取ドラム23は、控えとして回転駆動しながら待機しており、その外周面にはベルトラッパ24が巻き付いている。
そして、図3に示すように、第1巻取ドラム22に巻き取られた先行ストリップSfのコイル径が大きくなるに従い、スナバーローラ25もその径方向外方に揺動することになる。これに伴って、揺動アーム26も揺動するため、ガイドローラ32が揺動アーム26の受台27上を転がることになり、ガイドフレーム31も揺動する。
このように、先行ストリップSfのコイル拡径に伴ってスナバーローラ25が揺動し、リンク部材35、リンクバー36、及び、伸長状態の昇降用シリンダ37によるリンク動作が行われることにより、ガイドフレーム31がスナバーローラ25の揺動に連動して、先行ストリップSの巻取角度と略同じ角度で揺動することになる。この結果、マグネット33の吸着面が先行ストリップSfの表面と常に平行になるため、効率的に吸着が行われると共に、先行ストリップSfの表面が確実にサポートローラ34の外周面に接触することになるので、当該先行ストリップSfが安定して案内される。また、昇降用シリンダ37を作動させる必要がないので、スナバーローラ25の揺動に対して、ガイドフレーム31は、応答遅れが発生することなく、ガイドローラ32を介して連動することになる。
次いで、第1巻取ドラム22に巻き取られた先行ストリップSfのコイル径が所定の大きさに達すると、回転駆動するドラムシャー12a,12bから切断刃121a,121bが突出して、先行ストリップSfと後行ストリップSbとの接合部が切断される。このとき、先行ストリップSfは切断前からガイドフレーム31のマグネット33に吸着され、安定して案内されているので、その先行ストリップSfの尾端は、切断により張力が解放されても、ばたついたり、跳ね上がったりすることなく、サポートローラ34に沿いながら第1巻取ドラム22に安定して案内される。
そして、図4に示すように、第1巻取ドラム22に巻き取られた先行ストリップSfのコイルは、図示しないコイル抜取装置により抜き取られる。このとき、ガイドフレーム31は昇降用シリンダ37のロッド37aの短縮により退避位置に移動されており、スナバーローラ25もカローゼルリール21の外方に退避している。
一方、切断された後行ストリップSbは、最も下方(ガイドフレーム31の基端側)に配置されたマグネット33の吸着がOFFにされることから、案内位置に移動されているガイド板15上を通って、巻取開始位置に配置された第2巻取ドラム23に巻き始められる。このとき、第2巻取ドラム23の外周面には、ベルトラッパ24が巻き付いているため、切断された後行ストリップSbの先端は、第2巻取ドラム23の外周面に確実に巻かれるようになっている。
次いで、図5に示すように、ガイド板15を退避位置に移動させると共に、第2巻取ドラム23に対して、ベルトラッパ24を開放して下方に退避させた後、カローゼルリール21を180°公転させる。これにより、第2巻取ドラム23は後行ストリップSbを巻き取りながら巻取完了位置に移動する一方、第1巻取ドラム22は巻取開始位置に移動して待機状態となる。更に、その後は、順次同様の巻き取り動作が繰り返し行われることになる。
従って、本発明に係るカローゼルリール設備によれば、巻取完了位置で巻き取られたストリップSのコイル径に追従するようにその外周面を押圧するスナバーローラ25に対して、ガイドフレーム31の先端を着脱可能に当接させることにより、スナバーローラ25のコイル径追従動作に連動するように、ガイドフレーム31を揺動させることができる。これにより、ストリップSは、そのコイル径に関わらず、マグネット33に吸着されると共に、サポートローラ34に接触することになるので、切断されて張力から解放されても、その尾端を巻取完了位置に配置された巻取ドラム22,23に安定して案内することができる。
また、スナバーローラ25がコイル拡径に応じて追従動作をしたときに、昇降用シリンダ37のロッド37aを伸長したままの状態とし、リンク部材35、リンクバー36、及び、昇降用シリンダ37自体がリンク機構をなすことにより、ガイドフレーム31をストリップSの巻取角度と略同じ角度で揺動させることができる。これにより、ストリップSをマグネット33により効率的に吸着して、サポートローラ34により安定して案内することができる。しかも、スナバーローラ25のコイル拡径追従動作に対して、応答遅れを発生させることなく、ガイドフレーム31を連動させることができる。
この結果、切断時におけるストリップSの尾端の巻取完了位置方向への飛び出しによるばたつきやあばれを抑制して、その尾端自身の折れ曲がりや損傷、及び、周辺機器への損傷を防止することができる。これにより、必要以上にストリップSの搬送速度を落として切断する必要がなく、例えば、切断時におけるストリップSの搬送速度を250〜350m/minに設定することができる。従って、生産性を向上させるだけでなく、圧延時におけるストリップSの板形状制御に悪影響を及ぼすおそれがなくなるので、ストリップSを高精度に圧延することができ、品質の向上を図ることができる。
更に、本発明に係るカローゼルリール設備においては、切断時におけるストリップSの搬送速度が250〜300m/minの間では、ストリップSをマグネット33により吸着しなくても、その尾端をサポートローラ34だけで案内することができる。これにより、切断時におけるストリップSの搬送速度が300〜350m/minの間だけ、マグネット33の吸着を行うようにしている。
本発明は、歩留まりの良い生産性の優れたカローゼルリール設備に適用可能である。
本発明の一実施例に係るカローゼルリール設備の概略構成図である。 巻き取り動作の説明図である。 図2に続く巻き取り動作の説明図である。 図3に続く巻き取り動作の説明図である。 図4に続く巻き取り動作の説明図である。 従来のカローゼルリール設備の概略構成図である。
符号の説明
1 カローゼルリール設備
11a,11b 入側ローラ
12a,12b ドラムシャー
121a,121b 切断刃
13 デフレクタローラ
14,15 ガイド板
21 カローゼルリール
22 第1巻取ドラム
23 第2巻取ドラム
24 ベルトラッパ
25 スナバーローラ
26 揺動アーム
27 受台
31 ガイドフレーム
32 ガイドローラ
33 マグネット
34 サポートローラ
35 リンク部材
36 リンクバー
37 昇降用シリンダ
37a ロッド
38 消磁装置

Claims (2)

  1. 公転可能な円盤状のカローゼルリールに、その回転軸を挟んで対称に配置される自転可能な2本の巻取ドラムを設け、
    上流側に配置された前記一方の巻取ドラムが先行ストリップの巻き取りを開始し、この巻き取り中に前記カローゼルリールを公転させることによって、前記一方の巻取ドラムを下流側に移動させると共に、前記他方の巻取ドラムを上流側に移動させ、この状態で先行ストリップの尾端を切断して、後行ストリップの先端を前記他方の巻取ドラムにより巻き取るようにしたカローゼルリール設備であって、
    前記カローゼルリールの入側で、且つ、上流側に配置された前記巻取ドラムと略同じ高さに設けられ、搬送されるストリップを上流側及び下流側に配置された前記巻取ドラムに案内するデフレクタローラと、
    下流側に配置された前記巻取ドラムに巻き取られるストリップのコイル径に追従するようにその外周面を押圧し、切断されたストリップの尾端のばたつきを抑える押圧手段と、
    前記デフレクタローラの回転軸を中心に揺動可能に支持され、その先端が前記押圧手段のコイル径追従動作に連動して、切断されたストリップの尾端を下流側に配置された前記巻取ドラムに向けて案内する案内手段と、
    前記カローゼルリールの公転により移動する前記巻取ドラムと干渉しないように前記案内手段を揺動させる揺動手段と、
    前記押圧手段がコイル径追従動作をしたときに、前記揺動手段を作動させることなく、連動する前記案内手段の揺動を許容する揺動許容手段とを備え
    前記押圧手段は、揺動可能に支持される揺動アームの先端に回転可能に支持されるスナバーローラであって、
    前記揺動アームの先端に、前記スナバーローラの回転に干渉しないように設けられる受台を備え、
    前記案内手段は、
    基端が前記デフレクタローラの回転軸に揺動可能に支持されるガイドフレームと、
    前記ガイドフレームの先端に回転可能に支持され、前記受台の上面を転がり可能なガイドローラとを有する
    ことを特徴とするカローゼルリール設備。
  2. 請求項1に記載のカローゼルリール設備において、
    切断時におけるストリップの搬送速度は、250m/min以上に設定される
    ことを特徴とするカローゼルリール設備。
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