JP5618075B2

JP5618075B2 - スリット帯板の蛇行防止装置

Info

Publication number: JP5618075B2
Application number: JP2010239496A
Authority: JP
Inventors: 畠山　誠之; 誠之畠山; 山下　浩二; 浩二山下; 雅俊辰巳
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2010-10-26
Filing date: 2010-10-26
Publication date: 2014-11-05
Anticipated expiration: 2030-10-26
Also published as: JP2012091189A

Description

本発明は、スリット帯板（スリットされた帯板のことであり、スリット材ともいう）の蛇行防止装置に関し、詳しくは、帯板の蛇行を抑制して安定に通板させ、また、帯板の巻きずれを抑制して安定に巻き取るために使用するスリット帯板の蛇行防止装置に関する。
本発明は、特に、張力が低下する帯板の先端や尾端で効果を発揮する。張力が低下するような場合の例としては、鋼帯の熱間圧延ラインにおいて、仕上圧延機から巻取機までの搬送テーブルローラ上で、鋼帯の先端が巻取機に到達する前や、鋼帯の尾端が仕上圧延機を通過した後などの場合や、鋼帯の冷間圧延ラインや連続処理ラインにおいて、コイルの巻取り終了直前で鋼帯をシヤー切断する場合などが挙げられる。本発明が適用される帯板としては、鋼帯等の金属帯や、シート状のプラスチックフィルムが該当する。

以下、ニップとは、搬送用のロール（ピンチロールも含む）と通板される帯板との接触部分のことである。また、スキュー角とは、板との接点におけるロール周速度ｖの方向が帯板搬送方向から搬送ラインの外側または内側を向くように設けたロール傾斜角度であり、外側を向かせた場合を外向きスキュー角といい、内側を向かせた場合を内向きスキュー角（図３参照）という。

比較的狭幅の帯板が要求される場合、リコイリングラインの巻取機の入側にスリッタを配置し、広幅に圧延された帯板を板幅方向に分割し、それぞれコイル状に巻き取っている。このようなスリットラインに関わる背景技術として、以下のようなものがある。
（１）セパレータディスクによるもの（特許文献１）
これは、送給される帯板Ｓを、サイドトリマで板幅端部を切り揃え、スリッタで板幅中央部を切断して２条のスリット材S1，S2に分割し、セパレータディスクでスリット隙間を確保しつつ、スリット材S1，S2を、デフレクタロールを介して１台の巻取機で巻き取る装置である。
（２）ガイド手段によるもの
熱延ラインでは、仕上圧延機から巻取機までの搬送テーブルローラ上で、鋼帯の尾端が仕上圧延機を通過した後、張力が無くなることで鋼帯の尾端が波打ったり、板幅方向に蛇行したりといった通板不安定現象がみられるので、これを抑制するために、サイドガイド等のガイド手段が使用されている。同様に、一般の通板ラインでも、ライン中心位置に帯板の尾端を保持するために、サイドガイド等のガイド手段で強制的に拘束する方法が採られる。
（３）ＥＰＣ（エッジポジションコントロール；Edge Position Control）装置によるもの（特許文献１）
これは、２条のスリット材Ｓ１，Ｓ２を２台の巻取機で個別に巻き取ることとし、巻取り直前のスリット材Ｓ１，Ｓ２の板幅端部（エッジ部）の位置をエッジセンサによりそれぞれ検出し、エッジ部の移動量によって各々の巻取機の巻取り軸をそれぞれ板幅方向に移動してスリット隙間を調整することにより、ラインの高速化を可能とするものである。
（４）傾斜ロールによるもの（特許文献１）
これは、巻取機を１台とし、スリット隙間検出器の検出値が所望値となるように、２条のスリット材Ｓ１，Ｓ２にそれぞれ当接させた左右の傾斜ロールのスキュー角を左右同一角度としながら変更することにより、スリット隙間を調整・保持し、エッジが揃った良好な巻き姿を得ようとするものである。
（５）片圧下調整可能なピンチロールによるもの（特許文献２）
これは、スリッタとテンションリール（巻取機）の間に、複数条のスリット材の個々について片圧下調整可能なピンチロールを設置し、その片圧下調整によりスリット材をライン中心から離す方向に矯正するものである。これによれば、各スリット材のライン中央側を片圧下するとスリット隙間が広がる方向に回転モーメントが作用する。尚、片圧下とは、板幅方向に不均等に加える圧下（部分圧下や偏圧下など）を指す（以下同じ）。

特開平３−５０１７号公報特開平１０−２３０３１９号公報

背景技術の（１）では、スリット材S1，S2の板性状により、スリット隙間の変動が発生すると、セパレータディスクによる調整が不完全となり、スリット隙間が狭まってスリット隙間の両端をなす板端部がセパレータディスクに押圧されて変形したり、スリット隙間が広がって巻き重ねの不具合、エッジの不揃い等を生じたりするため、ライン速度を高速にできず、低速運転せざるをえない。また、セパレータディスクでは、スリット材の上下がロール等で支えられた状態にないため、スリット隙間の両端をなす板端部がセパレータディスクに当たると、スリット材が上下方向に曲げられて前記板端部を損傷してしまう。

背景技術の（２）では、サイドガイド等のガイド手段との接触で板幅端部に耳傷みが生じる。これは図６に示すようにサイドガイドＳＧが搬送ロール5のロールピッチ間（ニップ間）に挿入されるため、帯板Sの支えがない接触幅部分で板幅端部が傷みやすくなることによる。したがってサイドガイドで帯板を拘束する場合は、板幅に応じた正確な位置制御が必要である。特に板厚が薄い場合は、正確な押付け圧制御が必要となる。

上記から、背景技術の（３）〜（５）のような、帯板のライン幅方向位置制御により巻きずれを抑制する方法では、次のような難点がある。
・上流から下流に至る間での時間差に起因して、制御目標と実際との幅方向の位置ズレが生じる。
・制御が必要な分だけシステムが複雑になる。
・定常時の巻取りは安定したとしても、巻取り後はコイル最外周部になる、シヤー切断後のスリット材尾端においては、スリット材の張力が無くなって挙動が不安定になるため、既存のＥＰＣ装置や傾斜ロールが使えない場合がある。
・切断後の尾端にかかるような低張力の場合、上流の板エッジを検出してＥＰＣを行っても、テンションリール軸の板幅方向シフトにより、スリット材の尾端自体も一緒に同じ板幅方向へシフトしてしまうことがあるので、板エッジを次々追いかける形になってリールの幅方向移動限界まで発散して巻取りが不安定になる。
・前記片圧下によるスリット隙間制御も、ピンチロールの持つ不安定要素が作用するので、容易な制御とはなり難い。

すなわち、背景技術では、帯板のエッジを傷めずには、あるいは複雑な制御システムを用いずには、スリット後の帯板を搬送ライン中央側で安定させることができず、しかも、切断後の尾端通板時のような非定常通板時には安定通板が困難であるという未解決の課題があった。

本発明は、前記課題を解決するために、外からの制御によらない機構的（機械的）な蛇行防止の機構を用いた装置を案出したものである。本発明では、機構的（機械的）な蛇行防止の機構もその調整が容易な構造とすること、また、スリット材と通常材（スリットされていない帯板）の両方に使用でき、その使用形態の切替が自動的に、あるいは容易に実行可能なものとすることを目指した。

すなわち、本発明の要旨構成は以下のとおりである。
[１] 搬送ライン内で１条の全幅の帯板を２条にスリットしてなるスリット帯板をピンチロールにて通板させる際に該スリット帯板の蛇行を防止するための蛇行防止装置であって、
前記ピンチロールを、前記スリット帯板の下面を支える下ロールと、前記スリット帯板の上面に当接して外側片圧下または内向きスキュー角により前記スリット帯板をライン中央側へ寄せるための上ロールとで構成すると共に、
前記ピンチロールの上流側もしくは下流側に前記ピンチロールから０ｍｍ超5000ｍｍ以下の間隔をあけて、前記スリット帯板のライン中央側エッジ部の端面をガイドするためのセンターガイドと、該センターガイドの両側で前記スリット帯板のライン中央側エッジ部を挟持して拘束する上下一対のロールとを有するセンターガイド装置を設けた
ことを特徴とするスリット帯板の蛇行防止装置。

[２] 前記[１]において、前記センターガイド装置のセンターガイドは上下方向に進退可能とされ、前記スリット帯板を通板させる時にはスリット隙間内に進出して前記スリット帯板のライン中央側エッジ端面をガイドし、前記全幅の帯板をスリットせずに通板させる時には前記全幅の帯板から離れた位置へ退避することを特徴とするスリット帯板の蛇行防止装置。

本発明によれば、スリット帯板の搬送ラインにおいて、蛇行を検出して修正するような高応答で高精度なフィードバック制御は必要とせず、簡素な装置構成で、スリット後の帯板を搬送ライン中央側で安定させることができる。本発明に用いるセンターガイド装置は、スリット切断端面側をガイドするので、板幅に合わせた位置制御等も不要である。また、ピンチロールでスリット帯板をライン中央側に寄せつつ、ピンチロールの上流側もしくは下流側で上下のロールでスリット帯板のライン中央側部分を挟持し該挟持した部分の端面をセンターガイドでガイドするため、板剛性の確保が容易に可能で、板の耳傷みが生じにくい。前記フィードバック制御では通板安定化が困難であるシヤーカット後の尾端通板時のような非定常通板時でも、本発明では容易に安定通板させることができる。また、スリット材と通常材（スリットされなかった帯板）の両方が通板可能で、その切替えも容易である。

本発明の実施形態を示す、(a)は全体概略側面図、 (b)は外側片圧下の場合の(a)のA-A矢視図及びB-B矢視図(c)は内向きスキュー角の場合の(a) のA-A矢視図及びB-B矢視図本発明においてセンターガイド装置を進退自在とした実施形態を示す概略正面図内向きスキュー角の定義を示す概略平面図実施例１の蛇行防止装置を示す概略斜視図（(ａ）はスリット材通板時、（ｂ）は通常材通板時）実施例２の蛇行防止装置を示す概略斜視図（(ａ）はスリット材通板時、（ｂ）は通常材通板時）サイドガイドを用いる従来の問題点を示す概略斜視図

本発明の実施形態の１例を図１に示す。
本発明では、スリット材（スリット帯板、略して板）の蛇行はフィードバック制御せず、図１(b)ないし(c)に示すようにスリット材S1,S2を機構的（機械的）にライン中央側に寄せるようにする。スリット材を各々ライン中央側に寄せる機構的（機械的）方法は、図１(b)のようにピンチロール10の上ロール11を板幅方向に分割し、該分割した各上ロール11を外側（ライン幅端側）圧下力が内側（ライン幅中央側）圧下力よりも大きくなる段付きロールとすること（すなわち外側片圧下）による方法とするか、ライン幅方向に位置設定可能な２分割ロールとし、外側圧下力が内側圧下力より大きくなる様調整可能とした方法、あるいは、前記分割した各ロールを板との接点におけるロール周速度vの方向が帯板搬送方向から搬送ラインの内側へと回転するように、傾斜させること（すなわち内向きスキュー角を設けること）による方法（図３参照）とする。

外側片圧下によれば、ピンチロールと帯板との摩擦力は、外側圧下部分の摩擦力が、内側圧下部分の摩擦力よりも大きくなり、そのためスリット材をライン中央側に回転させようとするモーメントが生じて、スリット材が機構的（機械的）にライン中央側に寄る。尤も、外側片圧下によるライン中央側へのスリット材寄せ効果を過不足なく発揮させる観点からすれば、ピンチロール10により外側片圧下する部分の幅WP(外側片圧下幅WPという：図１(b)参照）は、対板幅比で0.15以上0.8以下とするのが好ましい。外側片圧下幅WPが対板幅比で0.8超（上限は1.0）であると、ライン中央側へのスリット材寄せ効果に乏しく、一方、外側片圧下幅WPが対板幅比で0.15未満(下限は0.0)であると、通板の安定直進性に支障を生じ易くなるからである。尚、より好ましくは0.3〜0.6である。

また、内向きスキュー角によれば、スリット材S1,S2にライン端側からライン中央側への向きを有するロール周速度成分が伝達されるため、スリット材が機構的（機械的）にライン中央に寄る。尤も、内向きスキュー角は、小さくしすぎるとライン中央側へのスリット材寄せ効果に乏しく、逆に大きくしすぎると通板の安定直進性に支障を生じ易くなるので、スリット材通板条件および圧下力との兼ね合いで決めればよいが、概ね10°〜30°の範囲とするのが好ましい。

従来のロールを使った通板では、帯板の進入角度などで逐次安定方向が変わるため蛇行が発生し、調整が必要となるのに対し、本発明においては、積極的にロールを一方向にアンバランスさせることで、スリット材をライン幅中央側に寄せる外力F（図１(b)(c)及び図３参照）を生じさせるので、微妙な調整が不要である。
一方、ライン中央側に寄せられたスリット材は、ライン中央部で位置を安定させ、重なりを防止する必要があるため、図１(a)に示すように、スリット帯板のライン中央側エッジのガイド用としてセンターガイド1を設けることが不可欠であることを発明者らは見出した。センターガイド1は従来のサイドガイド（図６参照）とは違ってスリット切断端面側をガイドするので板幅に合わせた位置制御等も不要である。尚、センターガイド1は、図１(a)の例ではピンチロール10の上流側に設けているが、これに限らず下流側に設けてもよい（例えば図３参照）。但し、センターガイド1と上ピンチロール11との間隔L（図１(a)及び図３参照）は、ピンチロール10との干渉を避け、ピンチロール10に近づけることが好ましい。一方、ピンチロール10の外側片圧下あるいは内向きスキュー角によるライン中央側へのスリット材寄せ効果が十分に及ぶ範囲内とする観点から、センターガイド1と上ピンチロール11との間隔Lは、5000ｍｍ以下とする。好ましくはピンチロール10に近づける。

更に、図１〜図３に示すように、センターガイド1のみならず、センターガイド1の両側でスリット材のライン中央側エッジ部を挟持して拘束する上下１対のロール16,17を付設してセンターガイド装置15とする必要がある。これにより、ロール16,17のロールニップ内で板端面をガイドするので、板剛性が高い状態となり、耳痛みの発生を防止できる。この耳痛み発生防止効果を十分に発揮するには、ロール16,17のロール胴長WGは上ピンチロール11の外側片圧下幅WPの1/2以下、好ましくは1/4以下の接触幅とする。

２条のスリット帯板は等幅とは限らないから両者間の隙間はライン中心にくるとは限らない。前記隙間の位置はスリッタのライン幅方向位置に依存するから、前記センターガイドを設置するライン幅方向位置は、スリッタのそれと一致させるようにする。
なお、本発明に用いるピンチロール10としては、２条のスリット帯板が前記センターガイドの両側にそれぞれ通板される形態に限定されるものではなく、２条のスリット帯板のいずれか１条のみが前記センターガイドの両側のうちのいずれか片側のみに通板される形態であってもよい。これは例えば図１において、例えばスリット材S1のみを通板し、スリット材Ｓ２は通板しないとするような形態であり、かかる形態のピンチロールであっても、本発明においては用いることができる。

ところで、スリット帯板の搬送ラインには、スリット帯板だけを通板させるタイプ（便宜上タイプＩと称する）だけではなく、スリット帯板と、スリットされない全幅の帯板（通常材）とを、交替で通板させるタイプ（便宜上タイプIIと称する）もある。タイプIの場合、前記センターガイド装置の設置様式は固定式であってもよいが、タイプIIの場合は、固定式とせず、進退可能（進退式）とし、スリット帯板を通板させる時にはセンターガイドがスリット隙間内に進出して前記スリット帯板のライン中央側エッジ端面をガイドし、前記全幅の帯板をスリットせずに通板させる時には前記全幅の帯板から離れた位置へ退避するように構成することが好ましい（本発明[２]に対応する）。

センターガイド装置を進退式とした実施形態の１例を図２に示す。この例では、センターガイド1と上ロール16とを一体化して、この一体化した上ロールを昇降可能に支持するように構成した。これに限らず、センターガイド1のみを昇降可能に支持するように構成することもできるが、センターガイドを上ロールとは独立に支持することになるためそれらの支持機構が多少複雑化するので、本例のようなセンターガイドと一体化した上ロールとするのが好ましい。

尚、センターガイド1によるスリット材のライン中央側エッジのガイド状態がより安定なものとなるようにする観点から、センターガイド装置15においては、図２に示すように、下ロール17に、センターガイド1を出入させるガイド受溝部17Uを設けた形態とするのが好ましい。これによれば、ガイド受溝部17Uがセンターガイド1下部（半径方向端部）を収容し、センターガイド1による下ロール17表面への疵付きを防止すると共に、板への疵付きも防止する。尚、ガイド受溝部17Uは、そこにスリット材の板端部が入り込まない限り、センターガイド1が進入しやすくなるように、また、通常材の通板に支障を来たさないように、その溝入口コーナー部に外広がりのテーパまたは丸みをもたせてもよい。あるいは、通常材の通板時、下ロール17も下降させることが可能となる昇降機構を設けることが好ましい。

実施例１の実施対象は、冷延鋼板のスリットラインである。このスリットラインは、図４(ａ）に示すように、シヤー20の下流で２条のスリット帯板S1，S2（スリット材の板幅範囲：500〜940ｍｍ）をそれぞれ第１、第２デフレクタピンチロール21，22に通して搬送方向を水平方向から下向きに変えて、第１、第２テンションリール31，32で巻取るように構成されている。なお、スリット帯板S2は、第２デフレクタピンチロール22に入る前に、スリット帯板S1と並行して第１デフレクタピンチロール21を通るが、そこではスリット帯板S2の搬送方向は水平方向のままとされる。このスリットラインでは図４（ｂ）に示すように、ときには通常材Ｓも通板させ、第１デフレクタピンチロール21、第１テンションリール31の設備系列と、第２デフレクタピンチロール22、第２テンションリール32の設備系列とを交互に用いて巻取を行っている。

実施例１では、第１、第２デフレクタピンチロール21,22を、図１（ａ）に示したのと同じ形態とした。すなわち、上ロール11を分割して外側片圧下によるセンタリング（スリット材をライン幅方向中央側に寄せること。以下同じ）が可能な形態とした。尚、外側片圧下幅WP＝300ｍｍ（対スリット材板幅比0.3〜0.6）とした。そして、センターガイド装置15としては、図２に例示したものを、第１デフレクタピンチロール21の上流側に同上ピンチロール11との間隔L＝200ｍｍとして設置した。尚、上下一対のロール16,17はロール胴長WG＝100mm(WPの1/3)とした。

第１デフレクタピンチロール21では、スリット帯板S1，S2がともに外側片圧下によりライン中央側に寄せられ、該寄せられた板エッジがセンターガイド1でガイドされる。第２デフレクタピンチロール22では、その上流の第１デフレクタピンチロール21を通過後孤独となったスリット帯板S2だけが外側片圧下によりライン中央に寄せられ、該寄せられた板エッジがセンターガイド1でガイドされる。

通常材Ｓの通板時には、センターガイド1と一体化した上ロール16が板上方に退避する。
なお、第１デフレクタピンチロール21への本発明適用のみでも十分な蛇行防止効果が得られるが、実施例１のように第２デフレクタピンチロール22へも本発明を適用すると、その効果はさらに大きくなる。

実施例２の実施対象は、実施例１の実施対象と同じスリットラインである。実施例２の実施形態を図５に示す。図示のようにここでは、第２デフレクタピンチロール22は従来のままとし、第１デフレクタピンチロール21を、図２（ｃ）及び図３に示したのと同じ形態とした。すなわち、上ロール11を分割して内向きスキュー角によるセンタリングが可能な形態とした。尚、内向きスキュー角は15°とした。そして、センターガイド装置15としては、図２に例示したものを、第１デフレクタピンチロール21の上流側に同上ピンチロール11との間隔L＝200ｍｍとして設置した。尚、上下一対のロール16,17はロール胴長WG＝100mmとした。

これによる作用効果は、実施例１において第２デフレクタピンチロール22を従来のままとした場合と同等である。

1 センターガイド
5 搬送ロール
10 ピンチロール
11 ピンチロールのうちの分割された上ロール
11A ピンチロールのうちの分割されていない上ロール
12 ピンチロールのうちの下ロール
15 センターガイド装置
16 センターガイド装置の上下１対のロールのうちの上ロール
17 センターガイド装置の上下１対のロールのうちの下ロール
17U ガイド受溝部
20 シヤー
21 第１デフレクタピンチロール
22 第２デフレクタピンチロール
31 第１テンションリール
32 第２テンションリール
S 帯板（全幅の帯板または通常材（スリットしない帯板））
S1,S2 スリット帯板（スリット材）
SG サイドガイド

Claims

搬送ライン内で１条の全幅の帯板を２条にスリットしてなるスリット帯板をピンチロールにて通板させる際に該スリット帯板の蛇行を防止するための蛇行防止装置であって、
前記ピンチロールを、前記スリット帯板の下面を支える下ロールと、前記スリット帯板の上面に当接して外側片圧下または内向きスキュー角により前記スリット帯板をライン中央側へ寄せるための上ロールとで構成すると共に、
前記ピンチロールの上流側もしくは下流側に前記ピンチロールから０ｍｍ超5000ｍｍ以下の間隔をあけて、前記スリット帯板のライン中央側エッジ部の端面をガイドするためのセンターガイドと、該センターガイドの両側で前記スリット帯板のライン中央側エッジ部を挟持して拘束する上下一対のロールとを有するセンターガイド装置を設けた
ことを特徴とするスリット帯板の蛇行防止装置。
請求項１において、前記センターガイド装置のセンターガイドは上下方向に進退可能とされ、前記スリット帯板を通板させる時にはスリット隙間内に進出して前記スリット帯板のライン中央側エッジ端面をガイドし、前記全幅の帯板をスリットせずに通板させる時には前記全幅の帯板から離れた位置へ退避することを特徴とするスリット帯板の蛇行防止装置。