JP5640604B2

JP5640604B2 - ダブルベルト式ベルトラッパを備えた金属帯の巻取装置による金属帯の巻取方法

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Publication number: JP5640604B2
Application number: JP2010214686A
Authority: JP
Inventors: 豪巨深江; 佐藤　克也; 克也佐藤; 謙作山崎; 孝臣谷口; 実稲毛
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2010-09-27
Filing date: 2010-09-27
Publication date: 2014-12-17
Anticipated expiration: 2030-09-27
Also published as: JP2012066295A

Description

本発明はダブルベルト式ベルトラッパを備えた金属帯の巻取装置による金属帯の巻取方法およびダブルベルト式ベルトラッパを備えた金属帯の巻取装置に関する。

図４は、特許文献１に記載の、ベルトラッパを備えた金属帯の巻取装置の例である。ベルトラッパフレーム１は、スタンド２に軸３により回動可能に軸支されている。また、ベルトラッパフレーム１は、複数個のラッパロール１２を、コーナー部および上下スイングアーム９，１０の先端に設け、その外側に着脱可能にガイドベルト４を巻きかけ、ガイドベルト緊張用シリンダ５、下スイングアーム回動用シリンダ６、上スイングアーム回動用シリンダ７を回動可能に軸支している。

スタンド２の左側に待機していたベルトラッパフレーム１を図示しないアクチュエータにより矢印Ａ方向にマンドレル８の近くまで回動させる。上スイングアーム９は上スイングアーム回動用シリンダ７により回動可能に軸支され、上方に退避した状態で待機させられ、下スイングアーム１０を下スイングアーム回動用シリンダ６により矢印Ｂ方向に回動させて、ガイドベルト４によりマンドレル８を包着して、金属帯１１の巻き取り準備完了となる。

以降、マンドレル８を回転させてガイドベルト４を従動させた上、金属帯１１を矢印Ｃ方向よりマンドレル８とガイドベルト４の間に挿入して、マンドレル８の回転により巻き込んで巻き取りを開始することになる。

金属帯１１の先端何ｍかが巻き付いて張力が確立した後、下スイングアーム１０を矢印Ｂと反対のＩ方向に回動させ、シリンダ５により矢印Ａと反対のＨ方向にベルトラッパフレーム１をスタンド２の左側に退避させることで、ガイドベルト４を金属帯１１から離隔させる。その際、上スイングアーム回動用シリンダ７にて上スイングアーム９を回動させることでガイドベルト４に張力が付与された状態を維持する。

なお、上下スイングアーム９，１０が回動する場合、ガイドベルト４の張力が変化するが、緊張用シリンダ５の働きによりガイドベルト４の張力の変化を自動的に調節し、ベルトには常に一定の緊張力を付与することができる。

特許文献１はまた、図５に示すように、下スイングアーム１０の先端に設けているラッパロール１２の前方に先端ガイド１３を回動可能に軸１４に支承させ、先端ガイド１３にはガイドロール１５を回転可能に軸支させるとともに、先端ガイド１３の他端はシリンダ１６の先端金物とピン１７を介して軸着し、シリンダ１６は回動可能にトラニオン１８で軸支することで、金属帯１１の先端部分におけるラッパロール１２の押し疵の発生を防止できることを記載している。なお、１９は通板ガイド、２０，２２はピン、２１は通板ガイド傾斜調節ネジ棒である。

特許文献２は、ダブルベルト式ベルトラッパを記載しており、図６に断面図を示すような、二つに分かれたラッパロールを記載している。シングル式のものに比べ、ベルトが狭幅な分、金属帯を巻き取る際に、ベルトの幅方向の捩れや歪みに起因した劣化損傷を起こしにくいことや、交換などメンテナンスもしやすいことを記載している。

実開昭６０−１２６２０９号公報特開２００８−１８８６０６号公報

発明者らは、まず、特許文献１に記載のベルトラッパの場合、下スイングアーム１０の先端に設けているラッパロール１２を、同ラッパロール１２を介して支承した先端ガイド１３に取り付けたガイドロール１５ともども、金属帯１１に向け押付ける構造のため、ラッパロール１２によるガイドベルト４の金属帯１１への押付け圧力が、同ラッパロール１２の押付けられる金属帯部分に集中し、特に金属帯１１の板厚が厚くなるほど、同部分を除いた部分における拘束力が弱まり、幅方向の巻きずれ（テレスコ）が発生しやすいことに気付いた。なお、一般に、金属帯１１の板厚が厚くなるほど、幅方向の巻きずれが発生しやすいことは、特許文献２などにも記載がある。

発明者らは、また、特許文献２に記載のダブルベルト式ベルトラッパを用い、しかも、マンドレル８にゴムスリーブ８１を被せて鋼帯１１を巻き取る操業を続けていたところ、次のような問題に直面した。その問題とは、引張強さ400MPa未満で厚さ3.5mm以下の鋼帯１１を巻き取ると、図７に示すように、軸方向に二つに分かれたラッパロール１２の間隙にて、鋼帯１１が浮き上がった状態でその先端がマンドレル８に被せたゴムスリーブ８１に巻き付く場合があり、下スイングアーム１０と擦る結果、鋼帯１１にスリ疵が入る場合があることである。

そこで、当初、下スイングアーム１０の押付け圧力を弱めることで対応しようとしたのであるが、同じ押付け圧力で、引張強さ400MPa以上でかつ厚さ3.5mm超の鋼帯にては、逆に押付け圧力の不足に起因する鋼帯幅方向の巻きずれが発生したため、断念せざるを得なかった。

本発明は、従来技術の上記のような問題を解決するためになされたものであり、ダブルベルト式ベルトラッパを備えた金属帯の巻取装置による金属帯の巻取方法において、軸方向に二つに分かれたラッパロールの間隙にて、金属帯が浮き上がった状態でマンドレルに被せたゴムスリーブに巻き付いて金属帯にスリ疵が入るのを防止でき、金属帯の幅方向の巻きずれも防止できる、ダブルベルト式ベルトラッパを備えた金属帯の巻取装置による金属帯の巻取方法および装置を提供することを目的とする。

［１］ベルトラッパフレームと、
該ベルトラッパフレームに設けた回動軸を中心に回動可能に軸支されたスイングアームと、
前記ベルトラッパフレームに設けた別の回動軸を中心に回動可能に軸支されたテイクアップアームと、
前記ベルトラッパフレームと前記スイングアームと前記テイクアップアームとに設けたラッパロール群と、
該ラッパロール群に巻きかけたガイドベルトと、
前記スイングアームを前記ベルトラッパフレームに設けた回動軸を中心に回動させることで、マンドレルを包んだり、該マンドレルから離隔させたりする、スイングアーム回動用シリンダと、
前記テイクアップアームを前記ベルトラッパフレームに設けた別の回動軸を中心に回動させることで、前記ガイドベルトに張力を付与する、テイクアップアーム回動用シリンダと、
を備え、
前記ラッパロール群のうちの一つ以上のラッパロールを、軸方向に二つに分かれた構成とし、前記ガイドベルトを二つに分けて巻きかけるように構成した、
ダブルベルト式ベルトラッパを備えた金属帯の巻取装置を用いた金属帯の巻取方法において、
前記スイングアーム回動用シリンダの駆動圧力を調整することで、
前記ガイドベルトの前記金属帯への押付け圧力を、
前記軸方向に二つに分かれたラッパロールの間隙にて、前記金属帯が浮き上がった状態で前記マンドレルに被せたゴムスリーブに巻き付いて前記金属帯にスリ疵が入るのを防止でき、前記金属帯の幅方向の巻きずれも防止できる値に調整する
ことを特徴とするダブルベルト式ベルトラッパを備えた金属帯の巻取装置による金属帯の巻取方法。
［２］ベルトラッパフレームと、
該ベルトラッパフレームに設けた回動軸を中心に回動可能に軸支されたスイングアームと、
前記ベルトラッパフレームに設けた別の回動軸を中心に回動可能に軸支されたテイクアップアームと、
前記ベルトラッパフレームと前記スイングアームと前記テイクアップアームとに設けた、ラッパロール群と、
該ラッパロール群に巻きかけたガイドベルトと、
前記スイングアームを前記ベルトラッパフレームに設けた回動軸を中心に回動させることで、マンドレルを包んだり、該マンドレルから離隔させたりする、スイングアーム回動用シリンダと、
前記テイクアップアームを前記ベルトラッパフレームに設けた別の回動軸を中心に回動させることで、前記ガイドベルトに張力を付与する、テイクアップアーム回動用シリンダと、
を備え、
前記ラッパロール群のうちの一つ以上のラッパロールを、軸方向に二つに分かれた構成とし、前記ガイドベルトを二つに分けて巻きかけるように構成した、
ダブルベルト式ベルトラッパを備えた金属帯の巻取装置において、
前記スイングアーム回動用シリンダの駆動圧力を調整することで、
前記ガイドベルトの前記金属帯への押付け圧力を、
調整可能に構成した
ことを特徴とするダブルベルト式ベルトラッパを備えた金属帯の巻取装置。

本発明によれば、ダブルベルト式ベルトラッパを備えた金属帯の巻取装置による金属帯の巻取方法において、軸方向に二つに分かれたラッパロールの間隙にて、金属帯が浮き上がった状態でマンドレルに被せたゴムスリーブに巻き付いて金属帯にスリ疵が入るのを防止でき、金属帯の幅方向の巻きずれも防止できる方法および装置を提供できる。

本発明の実施形態の一例について説明するための図本発明の実施形態の一例について説明するための図本発明の実施形態の一例について説明するための図従来技術について説明するための図従来技術について説明するための図従来技術について説明するための図従来技術の問題について説明するための図

（第一の本発明の実施形態）図１に本発明に用いて好適な金属帯の巻取装置について、その実施形態の一例を示す。該実施形態の一例に係る金属帯の巻取装置１００は、図１（ａ）に側面図を示すように、ベルトラッパフレーム１と、ベルトラッパフレーム１に設けた回動軸１ａを中心に回動可能に軸支されたスイングアーム２３と、ベルトラッパフレーム１に設けた別の回動軸１ｂを中心に回動可能に軸支されたテイクアップアーム２４と、ベルトラッパフレーム１とスイングアーム２３とテイクアップアーム２４とに設けたラッパロール１２群と、ラッパロール１２群に巻きかけたガイドベルト４と、スイングアーム２３をベルトラッパフレーム１に設けた回動軸１ａを中心に回動させることで、マンドレル８を包んだり、マンドレル８から離隔させたりする、スイングアーム回動用シリンダ２５と、テイクアップアーム２４をベルトラッパフレーム１に設けた別の回動軸１ｂを中心に回動させることで、ガイドベルト４に張力を付与する、テイクアップアーム回動用シリンダ２６と、を備え、ラッパロール１２の群のうちの一つ以上のラッパロール１２を、図１（ｂ）に正面図を示すように、二つに分かれた構成とし、ガイドベルト４を二つに分けて巻きかけるように構成している。

テイクアップアーム２４は、テイクアップアーム回動用シリンダ２６により付勢され、テイクアップアーム２４に取り付けられたラッパロール１２によりガイドベルト４が引っ張られることで、ガイドベルト４に張力が付与される。

巻取装置１００からマンドレル８およびゴムスリーブ８１を除いた部分を、ベルトラッパ４０と称する。

本発明では、スイングアーム回動用シリンダ２５の駆動圧力を調整することで、ガイドベルト４の金属帯１１への押付け圧力を、軸方向に二つに分かれたラッパロール１２の間隙にて、金属帯１１が浮き上がった状態でマンドレル８に被せたゴムスリーブ８１に巻き付いて金属帯１１にスリ疵が入る（先述の図７を参照）のを防止でき、金属帯１１の幅方向の巻きずれも防止できる値に調整する。

図２は、引張強さ（ＴＳ）が440MPa級の鋼を対象に、スイングアーム回動用シリンダ２５の駆動圧力を3.5MPaに固定して、各種の板厚の鋼帯を巻取装置１００により巻き取った場合の、スリ疵深さと、鋼帯幅方向の巻きずれによる品質不適合率（テレスコ発生率）を調べたものである。マンドレル８に被せたゴムスリーブ８１の径（コイル内径）は762mmとし、ラッパロール１２の径は203mmとし、図１（ｂ）にｄで示した、二つに分かれたラッパロールの間隔は257mmとし、鋼帯同士の重なり合う巻きの間で幅方向の巻きずれが20mm以上のものを品質不適合とした。

図２の結果から、引張強さ（ＴＳ）が440MPa級の鋼の場合、スイングアーム回動用シリンダ２５の駆動圧力を3.5MPaにすれば、板厚4mmの鋼帯に限ってであるが、スリ疵の発生を防止でき、鋼帯幅方向の巻きずれも防止できることがわかる。

次に、今度は同じ引張強さ（ＴＳ）が440MPa級の鋼を対象に、スイングアーム回動用シリンダ２５の駆動圧力を種々変更し、各種の板厚の鋼帯を巻取装置１００により巻き取った場合に、スリ疵深さと、鋼帯幅方向の巻きずれの発生を防止できる、スイングアーム回動用シリンダ２５の駆動圧力を調べてみた。コイル状に巻き取られる金属帯１１の内径（コイル内径）も二水準に変えてみた。結果を表１に示す。なお、表１中、値は、ＴＳが300MPa未満で板厚ｔが1.5mm未満のときの駆動圧力を基準にしたときに駆動圧力を何倍にしたらよいのかの圧力比を示している。コイル内径には結局よらないことがわかった。

（第二の本発明の実施形態）第一の本発明に特に用いて好適な金属帯の巻取装置として、スイングアーム回動用シリンダ２５の駆動圧力を調整することで、スイングアーム２３の先端に設けているラッパロール１２の金属帯１１への押付け圧力を、調整可能に構成するのが好ましい。

特許文献１のような、下スイングアーム１０の先端に設けているラッパロール１２が、同ラッパロール１２を介して支承した先端ガイド１３に取り付けたガイドロール１５ともども、金属帯１１に向け押付けられ、ガイドベルト４の金属帯１１への押付け圧力が、同ラッパロール１２の押付けられる金属帯部分に集中する作用が緩和され、ガイドベルト４が金属帯１１に接触している部分全体に分散するため、金属帯１１にスリ疵が入るのを防止できるとともに、金属帯１１の幅方向の巻きずれも防止できる。

図３に上記実施形態に係る巻取装置の油圧制御回路を示す。プロセスコンピュータ７０内では、金属帯の引張強さ（ＴＳ）や板厚などの属性データや、ゴムスリーブ径（コイル内径）などのデータに応じた、表１に示すようなテーブルから、該当するスイングアーム回動用シリンダ２５の駆動圧力の目標値が索引され、制御装置５０に伝送される。

制御装置５０では、圧力センサ３０からの圧力実測値を、索引されたスイングアーム回動用シリンダ２５の駆動圧力に近づけるよう、電磁弁２８の開度指令が出力するようにして、スイングアーム回動用シリンダ２５の駆動圧力が調整され、ガイドベルト４の金属帯１１への押付け圧力が調整される。電磁弁２８は、図３の例では比例電磁弁を用いているが、サーボ弁などを用いるようにしてもよい。

以上の通りであるが、本発明は以上説明した実施形態のものに限られるものではない。例えば、本発明の巻取装置は、必ずしも、金属帯が浮き上がった状態でマンドレルに被せたゴムスリーブに巻き付いて金属帯にスリ疵が入るのを防止するとともに金属帯の幅方向の巻きずれも防止する目的に使用せずに、他の目的に使用してもその役割を果たすことができる。

あるいは、本発明の巻取装置は、図５に示した、特許文献１のような、下スイングアーム１０の先端に設けているラッパロール１２のさらに前方に支承させた先端ガイド１３や、さらにそれに取り付けたガイドロール１５を、追加して設置したとしても、ガイドベルト４の金属帯１１への押付け圧力は、相当程度、ガイドベルト４が金属帯１１に接触している部分全体に分散するため、これを否定するものではない。

１ベルトラッパフレーム
１ａ回動軸
１ｂ回動軸
２スタンド
３軸
４ガイドベルト
５シリンダ
６下スイングアーム回動用シリンダ
７上スイングアーム回動用シリンダ
８マンドレル
９上スイングアーム
１０下スイングアーム
１１金属帯（鋼帯）
１２ラッパロール
１３先端ガイド
１４軸
１５ガイドロール
１６シリンダ
１７ピン
１８トラニオン
１９通板ガイド
２０ピン
２１通板ガイド傾斜調節ネジ棒
２２ピン
２３スイングアーム
２４テイクアップアーム
２５スイングアーム回動用シリンダ
２６テイクアップアーム回動用シリンダ
２７減圧弁
２８電磁弁
２９流量調整弁
３０圧力センサ
４０ベルトラッパ
５０制御装置
７０プロセスコンピュータ
８１ゴムスリーブ
１００巻取装置
ｄ二つに分かれたラッパロールの間隔

Claims

ベルトラッパフレームと、
該ベルトラッパフレームに設けた回動軸を中心に回動可能に軸支されたスイングアームと、
前記ベルトラッパフレームに設けた別の回動軸を中心に回動可能に軸支されたテイクアップアームと、
前記ベルトラッパフレームと前記スイングアームと前記テイクアップアームとに設けたラッパロール群と、
該ラッパロール群に巻きかけたガイドベルトと、
前記スイングアームを前記ベルトラッパフレームに設けた回動軸を中心に回動させることで、マンドレルを包んだり、該マンドレルから離隔させたりする、スイングアーム回動用シリンダと、
前記テイクアップアームを前記ベルトラッパフレームに設けた別の回動軸を中心に回動させることで、前記ガイドベルトに張力を付与する、テイクアップアーム回動用シリンダと、
を備え、
前記ラッパロール群のうちの一つ以上のラッパロールを、軸方向に二つに分かれた構成とし、前記ガイドベルトを二つに分けて巻きかけるように構成した、
ダブルベルト式ベルトラッパを備えた金属帯の巻取装置を用いた金属帯の巻取方法において、
前記スイングアーム回動用シリンダの駆動圧力を調整することで、
前記ガイドベルトの前記金属帯への押付け圧力を、
前記軸方向に二つに分かれたラッパロールの間隙にて、前記金属帯が浮き上がった状態で前記マンドレルに被せたゴムスリーブに巻き付いて前記金属帯にスリ疵が入るのを防止でき、前記金属帯の幅方向の巻きずれも防止できる値に調整する
ことを特徴とするダブルベルト式ベルトラッパを備えた金属帯の巻取装置による金属帯の巻取方法。