JP5838656B2 - 熱間圧延材の巻取り装置及び巻取り方法 - Google Patents

Description

本発明は、熱間圧延設備において圧延された鋼板をコイルに巻き取る熱間圧延材の巻取り装置及び巻取り方法に関する。

熱間圧延設備において、仕上圧延機で圧延が行われたストリップは、ピンチロールを介して巻取り機によってマンドレルに巻き取られる。その際、巻き緩みの抑制を目的として、ストリップの尾端をマンドレル上の所望の位置に停止させるようにマンドレルの回転量を制御するものがある（例えば、特許文献１，２参照）。
また、圧延コイルのマンドレルからの抜き出し時におけるストリップ先端の垂れとストリップ尾端の巻き緩み及び垂れとを同時に抑制することを目的として、ストリップの先端位置と尾端位置との停止位置をそれぞれ所望の範囲内に規制するものもある（例えば、特許文献３参照）。

特開平６−１５４８５３号公報 特開平３−６０８１７号公報 特開平９−２５３７４０号公報

しかしながら、上記従来の巻取り機の制御方法にあっては、巻き取ったコイルの先端や尾端の巻き緩みや垂れの抑制のみを目的としており、マンドレルからコイルを抜き出す際の抜き出し不能トラブルについては考慮されていない。
コイル抜き出し不能トラブルは、ストリップの板厚が１０ｍｍ以上と比較的厚い場合に、巻取り終了時のストリップ先端位置が鉛直方向５時〜７時の位置となっていると発生する頻度が高い。これは、巻取り終了間際、尾端の巻き緩みを防止するためにクレードルロールで下方からコイルを一定荷重で支えているときに、マンドレルとクレードルロールとの間の限られた距離内に板厚の大きなストリップ先端部が入り込むことで、マンドレルとクレードルロールとの間の圧力が上昇することに起因する。

したがって、上記従来の巻き緩みや垂れの抑制を目的とした制御方法で板厚１０ｍｍ以上のストリップを巻き取って圧延コイルを形成した場合、巻取り終了時に上述したコイル抜き出し不能トラブルが発生するおそれがある。
そこで、本発明は、コイルの抜き出し不能トラブルの発生頻度を低減し、熱間圧延設備の安定稼動を実現することができる熱間圧延材の巻取り装置及び巻取り方法を提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、本発明に係る熱間圧延材の巻取り装置は、板厚１０ｍｍ以上の厚肉熱間圧延材を周方向に所定間隔で複数のラッパーロールを配設するマンドレルでコイル状に巻き取り、前記厚肉熱間圧延材の尾端部がコイル外側に垂れたり暴れたりするのを防止し、かつ、コイル抜き出し不能の発生頻度を低減する熱間圧延材の巻取り装置であって、前記厚肉熱間圧延材の先端部及び尾端部を検出するレーザセンサと、該レーザセンサの検出信号をもとに、巻取り後のコイル外周上における前記厚肉熱間圧延材の尾端位置を検出する尾端位置検出手段と、前記コイル外周上における前記厚肉熱間圧延材の尾端を停止する第１の尾端停止制御手段及び第２の尾端停止制御手段とからなり、 前記第１の尾端停止制御手段は、前記厚肉熱間圧延材の尾端位置が前記ラッパーロールの手前に予め設定された停止位置となったときに前記マンドレルの回転を停止するものであり、前記第２の尾端停止制御手段は、前記第１の尾端停止制御手段による尾端停止制御の後、前記厚肉熱間圧延材の巻取り終了時にクレードルロールでコイルの外巻面を下方から支える領域であって、前記マンドレルの鉛直方向真下位置を０°とし、時計回り方向をプラス方向としたとき、コイル内周上における−３０°以上３０°以下の領域を先端停止規制領域として設定するとともに、コイル内周上における前記厚肉熱間圧延材の先端位置が、コイル内周上で予め設定された前記先端停止規制領域から外れるときの前記コイル外周上における前記尾端位置を、コイル外周上で予め設定された尾端停止目標領域内で尾端停止目標位置として決定し、前記尾端位置検出手段で検出したコイル外周上における尾端位置が、前記尾端停止目標位置となるように、前記マンドレルの回転の停止を制御することを特徴としている。

これにより、巻取り終了時におけるストリップ先端・尾端の両方の停止位置を、所望の領域内とすることができる。このとき、ストリップ先端部がマンドレルの鉛直方向５時〜７時の範囲内で停止するのを回避するようにマンドレルの回転量を制御するので、巻取終了段階において、クレードルロールがコイルを下方から一定荷重で支えているときに、ストリップ先端がマンドレルとクレードルロールとの間に入り込むのを防止することができる。したがって、厚肉熱間圧延材を巻き取ったコイルをマンドレルから抜き出す際のコイル抜き出し不能トラブルの発生を抑制することができる。さらに、ストリップ尾端部を所望の尾端停止目標領域内に停止させる制御を同時に行うので、例えば巻取り終了時におけるストリップ尾端の巻き緩みや垂れを防止することができる。

また、上記において、前記コイル外周上における尾端位置が前記尾端停止目標領域内のコイル外周上における所定の基準位置となったときの前記コイル内周上における先端位置を予測する先端位置予測手段と、前記先端位置予測手段で予測した前記コイル内周上における先端位置が、前記先端停止規制領域内に位置するか否かを判定する判定手段と、を備え、前記第２の尾端停止制御手段は、前記判定手段で前記コイル内周上における先端位置が前記先端位置停止規制領域から外れる位置に位置すると判定したとき、前記コイル外周上における前記基準位置を前記コイル外周上における尾端停止目標位置として決定し、前記判定手段で前記コイル内周上における先端位置が前記先端位置停止規制領域の内部に位置すると判定したとき、前記先端位置予測手段で予測した前記コイル内周上における先端位置を前記先端位置停止規制領域から外れるコイル内周上における所定の先端停止目標位置とするべく前記マンドレルを回転させ、前記マンドレルの回転に伴う前記コイル外周上における尾端位置の変位方向及び変位量を演算し、前記コイル外周上における前記基準位置を前記変位方向に前記変位量だけ変位させた位置を前記コイル外周上における尾端停止目標位置として決定することを特徴としている。

このように、通常は巻き取り終了時のストリップ尾端位置である尾端停止目標位置を、尾端停止目標領域内の基準位置に設定しておき、ストリップ尾端位置が上記基準位置となったときのストリップ先端位置が先端停止規制領域内であると判定した場合に、尾端停止目標位置を上記基準位置からずらし、ストリップ先端位置が先端停止規制領域外となるように尾端停止目標位置を変更する。したがって、ストリップ先端部を確実に先端停止規制領域外で停止させることができると共に、ストリップ尾端部を基準位置又は基準位置の近傍で停止させることができる。

さらに、上記において、前記コイル内周上における先端停止目標位置は、前記先端停止規制領域外で、且つ前記先端停止規制領域に最も近接する位置のうち、前記コイル内周上における先端位置の進行方向の後方側に位置する方に設定することを特徴としている。
これにより、ストリップ尾端位置が上記基準位置となったときのストリップ先端位置が先端停止規制領域内であると判定した場合には、ストリップ先端位置が先端停止規制領域内となる前にマンドレルを停止することができる。したがって、巻取終了段階においてクレードルロールによってコイルを下方から支えているときに、マンドレルとクレードルロールとの間にストリップ先端部が入り込むのを確実に防止することができる。そのため、マンドレルとクレードルロールとの間の圧力上昇を防止し、コイル抜き出し不能トラブルの発生を効果的に抑制することができる。

また、上記において、前記コイル内周上における先端停止目標位置は、前記先端停止規制領域外で、且つ前記先端停止規制領域に最も近接する位置のうち、前記先端位置予測手段で予測した前記コイル内周上における先端位置から近い方に設定することを特徴としている。
これにより、ストリップ尾端位置が上記基準位置となったときのストリップ先端位置が先端停止規制領域におけるストリップの進行方向後方側に停止すると予測された場合には、ストリップ先端位置が先端停止規制領域内となる前にマンドレルを停止し、逆にストリップの進行方向前方側に停止すると予測された場合には、ストリップ先端位置が先端停止規制領域を通過した後にマンドレルを停止することができる。このように、ストリップ先端位置が先端停止規制領域内となるのを確実に回避することができる。また、尾端停止目標位置の基準位置からの変位量を抑制することができるので、ストリップ尾端位置が所望の停止位置から大きくずれるのを抑制することができる。

さらにまた、上記において、前記基準位置は、前記マンドレルの鉛直方向真下位置を０°とし、時計回り方向をプラス方向としたとき、コイル外周上における６０°以上８０°以下の領域内で設定することを特徴としている。
これにより、巻取り終了時におけるストリップ尾端の巻き緩みや垂れを、より効果的に防止することができる。

また、本発明に係る熱間圧延材の巻取り方法は、板厚１０ｍｍ以上の厚肉熱間圧延材を周方向に所定間隔で複数のラッパーロールを配設するマンドレルでコイル状に巻き取り、前記厚肉熱間圧延材の尾端部がコイル外側に垂れたり暴れたりするのを防止し、かつ、コイル抜き出し不能の発生頻度を低減する熱間圧延材の巻取り方法であって、前記厚肉熱間圧延材の尾端部を検出するステップと、該尾端部を検出した検出信号をもとに、巻取り後のコイル外周上における前記厚肉熱間圧延材の尾端位置を検出するステップと、前記コイル外周上における前記厚肉熱間圧延材の尾端を停止する第１の尾端停止制御ステップ及び第２の尾端停止制御ステップとからなり、前記第１の尾端停止制御ステップは、前記厚肉熱間圧延材の尾端位置が前記ラッパーロールの手前に予め設定された停止位置となったときに前記マンドレルの回転を停止するものであり、前記第２の尾端停止制御ステップは、前記第１の尾端停止制御ステップの後、前記厚肉熱間圧延材の巻取り終了時にクレードルロールでコイルの外巻面を下方から支える領域であって、前記マンドレルの鉛直方向真下位置を０°とし、時計回り方向をプラス方向としたとき、コイル内周上における−３０°以上３０°以下の領域を先端停止規制領域として設定するとともに、コイル内周上における前記厚肉熱間圧延材の先端位置が、コイル内周上で予め設定された前記先端停止規制領域から外れるときの前記コイル外周上における前記尾端位置を、コイル外周上で予め設定された尾端停止目標領域内で尾端停止目標位置として決定し、前記コイル外周上における尾端位置が、前記尾端停止目標位置となるように、前記マンドレルの回転の停止を制御することを特徴としている。

このように、厚肉熱間圧延材の巻取りに関して、巻取り終了時のストリップ尾端を所定の尾端停止目標領域内に停止させると同時に、ストリップ先端をマンドレルの鉛直方向５時〜７時の範囲内に停止させないようにする。したがって、コイル抜き出し不能トラブルの発生を抑制し、熱間圧延設備の安定稼動を可能とする熱間圧延材の巻取り方法とすることができる。

本発明によれば、巻取り終了時の厚肉熱間圧延材の先端位置が、マンドレルの鉛直方向５時〜７時の範囲に設定された先端停止規制領域内となるのを回避することができるので、マンドレルからコイルを抜き出す際の抜き出し不能トラブルの発生頻度を低減させることができる。その結果、熱間圧延設備の安定稼動を実現することができる。

本実施形態に係る厚肉熱間圧延材の巻取り装置の全体構成を示す図である。 マンドレル回転制御処理手順を示すフローチャートである。 尾端停止位置と先端停止規制範囲（ＮＧ領域）の関係を示す図である。 ＮＧ領域を示す図である。 コイルの先尾端停止位置とコイル抜き出し不能トラブルとの関係を示す図である。 第１の実施形態の動作を説明する図である。 第２の実施形態の動作を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（第１の実施形態）
（構成）
図１は、本実施形態に係る厚肉熱間圧延材の巻取り装置の全体構成を示す図である。
図中、符号Ｓは厚肉熱間圧延材（ストリップ）である。このストリップＳは、図示しない仕上げ圧延機によって１０ｍｍ以上の厚さに圧延され、図示しないランアウトテーブルで冷却されたものであり、ピンチロール１を経て巻取り機１０でコイル状に巻き取られる。ピンチロール１は、ピンチロール回転検出器２ａで検出したピンチロール１の回転速度に基づいて、演算処理装置２０がピンチロール駆動電動機２ｂを駆動制御することで回転駆動される。

巻取り機１０は、ストリップＳをコイル状に巻き取るマンドレル１１を備える。マンドレル１１は、マンドレル回転検出器１２ａで検出したマンドレル１１の回転速度に基づいて、演算処理装置２０がマンドレル駆動電動機１２ｂを駆動制御することで回転駆動される。
マンドレル１１で巻き取ったコイル３の外巻面側には、周方向に所定間隔で複数（ここでは４つ）のラッパーロール１３ａ〜１３ｄが配設されている。これらラッパーロール１３ａ〜１３ｄは、それぞれコイル３の外巻面に対して接近及び離間可能に構成されている。

ピンチロール１と巻取り機１０との間には、ストリップＳの先端部及び尾端部を検出するレーザセンサ１４が配置されている。レーザセンサ１４は、レーザ投光器１４ａとレーザ受光器１４ｂとで構成されており、レーザ投光器１４ａから出射したレーザ光をレーザ受光器１４ｂで受光するようになっている。レーザセンサ１４の検出信号は演算処理装置２０に入力される。

演算処理装置２０は、レーザセンサ１３からの信号からレーザオフの瞬間を検知し、そこから決定されるストリップＳの先端部の巻取開始タイミングに同期させて、ラッパーロール１３ａ〜１３ｄをマンドレル１１の表面に接近させることで、ストリップＳの先端部をラッパーロール１３ａ〜１３ｄとマンドレル１１との間で挟み込む。そして、巻取開始から所定時間経過後にラッパーロール１３ａ〜１３ｄをコイル３の外巻面から離間させる。その後、巻取が終了する間際に、ストリップＳの尾端部のばたつき防止を目的として、再びラッパーロール１３ａ〜１３ｄをコイル３の外巻面に接近させ、コイル３の外巻面に押し付ける。

また、マンドレル１１の下方には、上下方向に昇降可能に構成されたストリッパーカー１５が配置されている。このストリッパーカー１５は、巻取終了段階で上方向に移動して、上面部に付設されたクレードルロール１６によってコイル３の外巻面を下方から一定荷重で支える。この状態で、マンドレル１１を縮径し、コイル３をマンドレル１１から抜き出す。

演算処理装置２０は、巻取終了段階において後述するマンドレル回転制御処理を実行し、ストリップ尾端位置及びストリップ先端位置が所望の停止位置となるようにマンドレル駆動電動機１２ｂを制御して、マンドレル１１を停止させる。本実施形態では、ストリップ尾端位置が尾端の巻き緩みや垂れを抑制するための所定の尾端停止目標領域内となり、且つストリップ先端位置がコイル３のマンドレル１１からの抜き出し不能トラブル（以下、コイル抜き出し不能トラブルという）を引き起こすおそれのある所定の先端停止規制領域に侵入しないように、マンドレル１１の回転を制御する。

以下、演算処理装置２０で実行するマンドレル回転制御処理について詳細に説明する。
図２は、マンドレル回転制御処理手順を示すフローチャートである。このマンドレル回転制御処理は、コイル３の巻取終了段階で実行開始する。
先ず、ステップＳ１で演算処理装置２０は、レーザセンサ１４の検出信号をもとにストリップ尾端部を検出したか否かを判定する。具体的には、演算処理装置２０は、レーザオフの状態からレーザオンに切り替わった瞬間を検出し、このときストリップＳの尾端部がレーザセンサ１４のレーザ光軸の位置を通過したものとして、ストリップ尾端部を検出したと判断する。そして、ストリップ尾端部を検出したと判断した場合にはステップＳ２に移行し、ストリップ尾端部を検出していない場合には検出するまで待機する。

ステップＳ２では、演算処理装置２０は、ストリップ尾端位置が予め設定した第１の尾端停止位置Ａとなったときにマンドレル１１の回転を停止する、１回目の尾端停止制御を行う。尾端停止位置Ａは、図３に示すように、例えばラッパーロール１３ａの手前に設定する。また、実際のストリップ尾端位置は、レーザオンの瞬間から、コイル径を用いた幾何学的な距離の演算とマンドレル１１の回転数によるトラッキングにより検出するものとする。

次にステップＳ３では、演算処理装置２０は、ストリップ尾端位置が、第１の尾端停止位置ＡよりもストリップＳの進行方向前方に設定された第２の尾端停止位置Ｂとなったと仮定したときのストリップ先端位置（先端停止位置Ｃ）を予測する。
尾端停止位置Ｂは、上述した尾端停止目標領域内で設定するものとし、マンドレル１１の真下位置を０°とし、時計回り方向をプラス方向としたとき、例えば６０°以上８０°以下の領域内で設定する。ストリップＳの板厚が１０ｍｍ、コイル径が１５００ｍｍの場合、尾端停止位置Ｂは、例えば７０°の位置とする。本実施形態では、図３に示すように、尾端停止位置Ｂをラッパーロール１３ｂの手前に設定する。

実際のストリップ先端位置は、レーザオンからレーザオフに切り替わった瞬間から、ピンチロール１の回転数、レーザ光軸からマンドレル１１までの距離、マンドレル径及び板厚を用いた演算によりトラッキングし、ストリップＳがマンドレル１１に巻きついた後はマンドレル１１の回転数を用いたトラッキングすることで検出する。また、尾端停止位置Ａから尾端停止位置Ｂまでのコイル外周上の距離はコイル径をもとに演算できる。
したがって、ストリップ尾端位置が尾端停止位置Ａにあるときの実際のストリップ先端位置を、尾端停止位置Ａから尾端停止位置Ｂまでの距離に相当する分だけ、コイル内周上でストリップ先端部の進行方向前方に進めた位置を予測し、これを先端停止位置Ｃとする。

次にステップＳ４では、演算処理装置２０は、前記ステップＳ３で予測した先端停止位置Ｃが、予め設定した先端停止規制範囲（ＮＧ領域）内にあるか否かを判定する。ここで、ＮＧ領域とは、図４に示すように、マンドレル１１の真下位置を０°とし、時計回り方向をプラス方向としたとき、例えば−３０°以上＋３０°以下の領域とする。

図５は、ストリップＳの先端停止位置及び尾端停止位置と、巻取終了後のコイル抜き出し不能トラブルとの関係を示す図である。図５において、横軸は尾端停止位置（尾端角度［°］）、縦軸は先端停止位置（先端角度［°］）である。ここでは、巻取終了後、マンドレル１１を縮径してもコイル３がマンドレル１１から抜き出せないというコイル抜き出し不能トラブルが発生した場合には、これをＮＧ材として四角印で示し、コイル抜き出し不能トラブルが発生せず、正常にコイル３の抜き出しが行えた場合には、これをＯＫ材として丸印で示している。

この図５からも明らかなように、先端角度が−２０°〜０°の範囲に入る場合にＮＧ材が集中していることがわかる。また、コイル抜き出し不能トラブルの発生は、尾端角度には依存しないこともわかる。そこで、ＮＧ領域は、ＮＧ材が集中する−２０°〜０°を含む領域とし、本実施形態では余裕代を設けて−３０°〜＋３０°とする。なお、ＮＧ領域の余裕代は、尾端停止目標領域の広さに応じて設定するものとし、尾端停止目標領域のコイル外周上の長さが、ＮＧ領域のコイル内周上の長さよりも長くなるように設定する。

そして、前記ステップＳ３で予測した先端停止位置Ｃが、このＮＧ領域内にあると予測された場合にはステップＳ５に移行し、ＮＧ領域外にあると予測された場合には後述するステップＳ７に移行する。
ステップＳ５では、演算処理装置２０は、前記ステップＳ３で予測した先端停止位置Ｃを、ＮＧ領域外に設定された先端停止目標位置とするべくマンドレル１１を回転したときの、ストリップ尾端位置の変位方向及び変位量を演算し、ステップＳ６に移行する。上記先端停止目標位置は、ＮＧ領域の手前で且つＮＧ領域に最も近接する位置とする。
ステップＳ６では、演算処理装置２０は、前記ステップＳ５で演算した変位方向及び変位量に基づいて、最終的にストリップ尾端部が停止する位置である尾端停止目標位置を決定する。具体的には、基準位置である尾端停止位置Ｂを上記変位方向に上記変位量だけ変位させた位置Ｄを尾端停止目標位置として決定する。

また、ステップＳ７では、演算処理装置２０は、基準位置である尾端停止位置Ｂを尾端停止目標位置として決定する。
そして、ステップＳ８では、演算処理装置２０は、マンドレル１１を再び回転し、実際のストリップ尾端位置が尾端停止目標位置となったときにマンドレル１１の回転を停止する。このように、ストリップ尾端位置を尾端停止目標位置で停止させる２回目の尾端停止制御を行ってから、マンドレル回転制御処理を終了する。

このように、本実施形態では、尾端停止制御を２回に分けて行う。すなわち、１回目の尾端停止制御でストリップ尾端位置を尾端停止位置Ａに一時停止させ、この状態で尾端停止目標位置を決定する。尾端停止目標位置は、巻取り終了時のストリップ先端位置がＮＧ領域外となるようなストリップ尾端位置であり、尾端停止目標領域内の基準位置である尾端停止位置Ｂ又は尾端停止位置Ｂの近傍で決定される。そして、２回目の尾端停止制御で再びマンドレル１１を回転させ、ストリップ尾端位置を尾端停止目標位置で停止させる。以上の構成により、巻取り終了時におけるストリップ先端位置がＮＧ領域内となるのを回避すると共に、ストリップ尾端位置が尾端停止目標領域内となるようにマンドレル１１の回転を制御することができる。

（動作）
次に、第１の実施形態の動作について、図６を参照しながら説明する。
巻取終了段階では、コイル３の外巻面から離間されていたラッパーロール１３ａ〜１３ｄをコイル３の外巻面に接近させ、コイル３の外巻面に押し付ける。そして、ストリップＳの尾端部がピンチロール１から抜け出し、その後、レーザセンサ１４のレーザ受光器１４ｂがレーザ投光器１４ａからのレーザ光を受光し、レーザオンとなると、演算処理装置２０はストリップ尾端部を検出したと判断する（図２のステップＳ１でＹｅｓ）。

すると、演算処理装置２０は、そのレーザオンの瞬間からのトラッキングによりストリップ尾端位置を検出し、実際のストリップ尾端位置がラッパーロール１３ａの手前に設定された第１の尾端停止位置Ａとなったときに、マンドレル１１の回転を一時停止する（ステップＳ２）。このようにして、１回目の尾端停止制御が行われる。このとき、マンドレル１１の下方に配置されたストリッパーカー１５が上昇し、クレードルロール１６によってコイル３の外巻面を下方から押圧する。

次に、演算処理装置２０は、ストリップ尾端位置が、ラッパーロール１３ｂの手前に設定された第２の尾端停止位置Ｂとなったときのストリップ先端位置Ｃを予測する（ステップＳ３）。
このとき、図６に示すように、ストリップ先端位置ＣがＮＧ領域内に位置している場合には（ステップＳ４でＹｅｓ）、ＮＧ領域の手前で且つＮＧ領域に最も近接する位置を先端停止目標位置Ｅとする。そして、予測したストリップ先端位置Ｃを先端停止目標位置Ｅとするべくマンドレル１１を回転させたときのストリップ尾端位置の変位方向及び変位量を演算する（ステップＳ５）。図６に示す例では、上記変位方向は時計回り方向（プラス方向）であり、上記変位量は、ストリップ先端位置Ｃから先端停止目標位置Ｅまでのコイル内周上における長さΔＬに相当する。そのため、この場合、尾端停止目標位置は、尾端停止位置ＢをΔＬだけ時計回り方向（プラス方向）に変位させた位置Ｄとなる（ステップＳ６）。

したがって、演算処理装置２０は、ストリップ尾端位置が第１の尾端停止位置Ａにある状態からマンドレル１１を再び回転させ、ストリップ尾端位置が尾端停止目標位置Ｄとなったときにマンドレル１１を停止する（ステップＳ８）。このようにして、２回目の尾端停止制御が行われる。これにより、ストリップ尾端位置を尾端停止目標領域内の尾端停止目標位置Ｄに停止させることができると共に、ストリップ先端位置をＮＧ領域外の先端停止目標位置Ｅに停止させることができる。

ところで、コイルのマンドレルからの抜き出し時に、ストリップの尾端部が外側に垂れたり暴れたりするのを防止するために、巻取り終了時におけるストリップ尾端位置を所定の範囲内に規制すると同時に、ストリップが薄肉の軟質材である場合に、コイルのマンドレルからの抜き出し時にストリップの先端が緩むのを防止するために、ストリップ先端位置をも所定の範囲内に規制するものがある。ストリップ先端の緩み防止を目的とする場合、巻取り終了時のストリップ先端位置を、例えば図４における−１２０°〜０°の範囲内に規制するのが有効である。

しかしながら、ストリップの板厚が１０ｍｍ以上と比較的厚い場合には、ストリップ先端位置の規定範囲を上記の緩み防止を目的とした場合の規定範囲と同じにしてしまうと、特にストリップ先端位置が−２０°〜０°の範囲内で停止した場合に、コイル抜き出し不能トラブルが発生するおそれがある。
一般に、巻取り終了間際、尾端の巻き緩みを防止するためにストリッパーカーを上昇させ、クレードルロールでコイルの外巻面を下方から一定荷重で支えるようになっている。そのため、クレードルロールでコイルを下方から一定荷重で支えているときに、マンドレルとクレードルロールとの間の限られた距離内に板厚の大きなストリップ先端部が入り込むと、マンドレルとクレードルロールとの間の圧力が上昇し、マンドレルをコイルから引き抜く際に抜き出し不能となってしまう。

そこで、本実施形態では、巻取り終了時のストリップ先端位置が、マンドレル１１とクレードルロール１６との間の圧力上昇に影響を与える範囲内に侵入するのを防止するようにする。すなわち、図５に示すように、ストリップ先端位置が−２０°〜０°の範囲内に停止した場合にコイル抜き出し不能トラブルが発生する頻度が高いことを考慮し、所定の余裕代を設けて−３０°〜＋３０°の範囲内を先端停止規制領域（ＮＧ領域）とし、この範囲内でストリップ先端部が停止するのを回避するようにマンドレル１１の回転を制御する。

これにより、２回目の尾端停止制御によって、ストリップ先端がマンドレル１１とクレードルロール１６との間に入り込むのを防止し、マンドレル１１とクレードルロール１６との間の圧力上昇を防止することができる。したがって、巻取り終了時にマンドレル１１が縮径すれば、コイル３をマンドレル１１から正常に抜き出すことができる。このように、コイル抜き出し不能トラブルの発生頻度を低減することができる。

（効果）
このように、上記第１の実施形態では、板厚１０ｍｍ以上の厚肉熱間圧延材をマンドレルにてコイル状に巻き取る際、ストリップ先端・尾端の両方の停止位置が所望の範囲内となるように規制することができる。このとき、ストリップ先端を−３０°〜＋３０°の先端停止規制領域内に停止させないようにするので、コイル抜き出し不能トラブルの発生頻度を低減することができる。また、ストリップ尾端を尾端停止目標領域内に停止させることで、巻取り終了時の緩みや垂れを防止することができる。

また、尾端停止目標位置の決定に際し、ストリップ尾端位置が尾端停止目標領域内の基準位置となったときのストリップ先端位置を予測し、その位置が先端停止規制領域内にあるか否かを判定する。そして、予測したストリップ先端位置が先端停止規制領域外である場合には尾端停止目標位置を基準位置とするので、通常は最も効果的にストリップ尾端の巻き緩みや垂れを防止することができる位置にストリップ尾端部を停止させることができる。

一方、予測したストリップ先端位置が先端停止規制領域内である場合には、尾端停止目標位置を基準位置からずらし、ストリップ先端位置が先端停止規制領域外の先端停止目標位置となるときのストリップ尾端位置を尾端停止目標位置とする。このとき、先端停止目標位置を、先端停止規制領域外で且つ先端停止規制領域に最も近接する位置のうち、ストリップの進行方向後方側とするので、尾端停止目標位置を基準位置よりもストリップの進行方向後方側に変位させることができる。すなわち、ストリップ先端位置が先端停止規制領域に侵入する手前でマンドレルを停止することができる。

したがって、巻取終了段階において、ストリッパーカーが上昇しクレードルロールでコイルを下方から支えているときに、ストリップ先端部がマンドレルとクレードルロールとの間の限られた距離内に入り込むのを防止することができる。その結果、マンドレルとクレードルロールとの間の圧力上昇を抑制し、巻取り終了後にコイルをマンドレルから抜き出す際のコイル抜き出し不能トラブルの発生を抑制することができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
この第２の実施形態は、上述した第１の実施形態とは先端停止目標位置の設定方法が異なるものである。
（構成）
第２の実施形態の演算処理装置２０が実行するマンドレル回転制御処理は、図２に示すマンドレル回転制御処理において、ステップＳ５の処理が異なることを除いては図２と同様の処理を行う。そのため、ここでは処理の異なる部分を中心に説明する。
ステップＳ５では、演算処理装置２０は、ＮＧ領域外で且つＮＧ領域に最も近接する位置のうち、前記ステップＳ３で予測した先端停止位置Ｃに近い方を先端停止目標位置とする。そして、先端停止位置Ｃを当該先端停止目標位置とするべくマンドレル１１を回転したときのストリップ尾端位置の変位方向及び変位量を演算し、前記ステップＳ６に移行する。

（動作）
次に、第２の実施形態の動作について、図７を参照しながら説明する。
巻取終了段階にて、演算処理装置２０がストリップ尾端位置を検出すると（図２のステップＳ１でＹｅｓ）、先ず１回目の尾端停止制御により、実際のストリップ尾端位置がラッパーロール１３ａの手前に設定された第１の尾端停止位置Ａとなったときに、マンドレル１１の回転が一時停止される（ステップＳ２）。次に、演算処理装置２０は、ストリップ尾端位置が、ラッパーロール１３ｂの手前に設定された第２の尾端停止位置Ｂとなったときのストリップ先端位置Ｃを予測する（ステップＳ３）。

このとき、図７に示すように、ストリップ先端位置ＣがＮＧ領域内に位置している場合には（ステップＳ４でＹｅｓ）、ＮＧ領域外で且つＮＧ領域に最も近接する位置にうち、ストリップ先端位置Ｃに近い方を先端停止目標位置とする。図７に示す例では、ストリップ先端位置Ｃが−３０°〜０°の領域内、即ち先端停止規制領域におけるストリップＳの進行方向前方側に位置しているため、先端停止目標位置は、ストリップ先端位置Ｃよりも進行方向前方の位置Ｅとなる。

したがって、予測したストリップ先端位置Ｃを先端停止目標位置Ｅとするべくマンドレル１１を回転させたときのストリップ尾端位置の変位方向及び変位量を演算すると（ステップＳ５）、上記変位方向は反時計回り方向（マイナス方向）となり、上記変位量はストリップ先端位置Ｃから先端停止目標位置Ｅまでのコイル内周上における長さΔＬとなる。そのため、この場合、尾端停止目標位置は、尾端停止位置ＢをΔＬだけ反時計回り方向（マイナス方向）に変位させた位置Ｄとなる（ステップＳ６）。

すなわち、２回目の尾端停止制御により、演算処理装置２０は、ストリップ尾端位置が第１の尾端停止位置Ａにある状態からマンドレル１１を再び回転させ、ストリップ尾端位置が尾端停止目標位置Ｄとなったときにマンドレル１１を停止する（ステップＳ８）。これにより、ストリップ尾端位置を尾端停止目標領域内の尾端停止目標位置Ｄに停止させることができると共に、ストリップ先端位置をＮＧ領域外の先端停止目標位置Ｅに停止させることができる。

また、本実施形態では、ストリップ先端位置Ｃが０°〜３０°の領域内、即ち先端停止規制領域におけるストリップＳの進行方向後方側に位置している場合には、先端停止目標位置は、ストリップ先端位置Ｃよりも進行方向後方の位置（図６の先端停止目標位置Ｅと同じ位置）となる。そのため、巻取り終了時におけるストリップ先端位置及びストリップ尾端位置は、上述した第１の実施形態と同じ位置となり、当該第１の実施形態と同様の効果が得られる。

（効果）
このように、上記第２の実施形態では、先端停止目標位置を、先端停止規制領域外で且つ先端停止規制領域に最も近接する位置のうち、ストリップ尾端位置が基準位置となったときのストリップ先端位置に近い方とするので、尾端停止目標位置の基準位置からの変位量を抑えることができる。そのため、最終的なストリップ尾端位置が上記基準位置から大きくずれるのを抑制することができ、巻取り終了時におけるストリップ尾端の巻き緩みや垂れを効果的に抑制することができる。

１…ピンチロール、２ａ…ピンチロール回転検出器、２ｂ…ピンチロール駆動電動機、３…コイル、１０…巻取り機、１１…マンドレル、１２ａ…マンドレル回転検出器、１２ｂ…マンドレル駆動電動機、１３ａ〜１３ｄ…ラッパーロール、１４…レーザセンサ、１５…ストリッパーカー、１６…クレードルロール、２０…演算処理装置、Ｓ…厚肉熱間圧延材（ストリップ）

Claims (6)

1. 板厚１０ｍｍ以上の厚肉熱間圧延材を周方向に所定間隔で複数のラッパーロールを配設するマンドレルでコイル状に巻き取り、前記厚肉熱間圧延材の尾端部がコイル外側に垂れたり暴れたりするのを防止し、かつ、コイル抜き出し不能の発生頻度を低減する熱間圧延材の巻取り装置であって、
   前記厚肉熱間圧延材の先端部及び尾端部を検出するレーザセンサと、
   該レーザセンサの検出信号をもとに、巻取り後のコイル外周上における前記厚肉熱間圧延材の尾端位置を検出する尾端位置検出手段と、
   前記コイル外周上における前記厚肉熱間圧延材の尾端を停止する第１の尾端停止制御手段及び第２の尾端停止制御手段とからなり、
   前記第１の尾端停止制御手段は、前記厚肉熱間圧延材の尾端位置が前記ラッパーロールの手前に予め設定された停止位置となったときに前記マンドレルの回転を停止するものであり、
   前記第２の尾端停止制御手段は、前記第１の尾端停止制御手段による尾端停止制御の後、前記厚肉熱間圧延材の巻取り終了時にクレードルロールでコイルの外巻面を下方から支える領域であって、前記マンドレルの鉛直方向真下位置を０°とし、時計回り方向をプラス方向としたとき、コイル内周上における−３０°以上３０°以下の領域を先端停止規制領域として設定するとともに、コイル内周上における前記厚肉熱間圧延材の先端位置が、コイル内周上で予め設定された前記先端停止規制領域から外れるときの前記コイル外周上における前記尾端位置を、コイル外周上で予め設定された尾端停止目標領域内で尾端停止目標位置として決定し、前記尾端位置検出手段で検出したコイル外周上における尾端位置が、前記尾端停止目標位置となるように、前記マンドレルの回転の停止を制御することを特徴とする熱間圧延材の巻取り装置。
2. 前記コイル外周上における尾端位置が前記尾端停止目標領域内のコイル外周上における所定の基準位置となったときの前記コイル内周上における先端位置を予測する先端位置予測手段と、
   前記先端位置予測手段で予測した前記コイル内周上における先端位置が、前記先端停止規制領域内に位置するか否かを判定する判定手段と、を備え、
   前記第２の尾端停止制御手段は、
   前記判定手段で前記コイル内周上における先端位置が前記先端位置停止規制領域から外れる位置に位置すると判定したとき、前記コイル外周上における前記基準位置を前記コイル外周上における尾端停止目標位置として決定し、前記判定手段で前記コイル内周上における先端位置が前記先端位置停止規制領域の内部に位置すると判定したとき、前記先端位置予測手段で予測した前記コイル内周上における先端位置を前記先端位置停止規制領域から外れるコイル内周上における所定の先端停止目標位置とするべく前記マンドレルを回転させ、前記マンドレルの回転に伴う前記コイル外周上における尾端位置の変位方向及び変位量を演算し、前記コイル外周上における前記基準位置を前記変位方向に前記変位量だけ変位させた位置を前記コイル外周上における尾端停止目標位置として決定することを特徴とする請求項１に記載の熱間圧延材の巻取り装置。
3. 前記コイル内周上における先端停止目標位置は、前記先端停止規制領域外で、且つ前記先端停止規制領域に最も近接する位置のうち、前記コイル内周上における先端位置の進行方向の後方側に位置する方に設定することを特徴とする請求項２に記載の熱間圧延材の巻取り装置。
4. 前記コイル内周上における先端停止目標位置は、前記先端停止規制領域外で、且つ前記先端停止規制領域に最も近接する位置のうち、前記先端位置予測手段で予測した前記コイル内周上における先端位置から近い方に設定することを特徴とする請求項２に記載の熱間圧延材の巻取り装置。
5. 前記基準位置は、前記マンドレルの鉛直方向真下位置を０°とし、時計回り方向をプラス方向としたとき、コイル外周上における６０°以上８０°以下の領域内で設定することを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載の熱間圧延材の巻取り装置。
6. 板厚１０ｍｍ以上の厚肉熱間圧延材を周方向に所定間隔で複数のラッパーロールを配設するマンドレルでコイル状に巻き取り、前記厚肉熱間圧延材の尾端部がコイル外側に垂れたり暴れたりするのを防止し、かつ、コイル抜き出し不能の発生頻度を低減する熱間圧延材の巻取り方法であって、
   前記厚肉熱間圧延材の尾端部を検出するステップと、
   該尾端部を検出した検出信号をもとに、巻取り後のコイル外周上における前記厚肉熱間圧延材の尾端位置を検出するステップと、
   前記コイル外周上における前記厚肉熱間圧延材の尾端を停止する第１の尾端停止制御ステップ及び第２の尾端停止制御ステップとからなり、
   前記第１の尾端停止制御ステップは、前記厚肉熱間圧延材の尾端位置が前記ラッパーロールの手前に予め設定された停止位置となったときに前記マンドレルの回転を停止するものであり、
   前記第２の尾端停止制御ステップは、前記第１の尾端停止制御ステップの後、前記厚肉熱間圧延材の巻取り終了時にクレードルロールでコイルの外巻面を下方から支える領域であって、前記マンドレルの鉛直方向真下位置を０°とし、時計回り方向をプラス方向としたとき、コイル内周上における−３０°以上３０°以下の領域を先端停止規制領域として設定するとともに、コイル内周上における前記厚肉熱間圧延材の先端位置が、コイル内周上で予め設定された前記先端停止規制領域から外れるときの前記コイル外周上における前記尾端位置を、コイル外周上で予め設定された尾端停止目標領域内で尾端停止目標位置として決定し、前記コイル外周上における尾端位置が、前記尾端停止目標位置となるように、前記マンドレルの回転の停止を制御することを特徴とする熱間圧延材の巻取り方法。

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