JP5979122B2 - 熱延鋼帯の巻取り方法 - Google Patents

Description

本発明は、熱延鋼帯の巻取り方法に関するものであり、詳しくは、巻取り機の入側に設置される種々の関連機器に熱延鋼帯が衝突するのを防止するとともに、巻取ったコイルの中心部がコイルの幅方向に突出（いわゆるテレスコ）するのを防止しながら熱延鋼帯を巻取る方法に関するものである。

熱延鋼帯は、所定の温度に加熱して粗圧延を行なった後に、さらに仕上げ圧延を施し、さらに冷却してコイルに巻取られる。図１は、その仕上げ圧延以降の工程を模式的に示す側面図である。図１中の矢印Ａは、熱延鋼帯１の搬送方向を示す。
図１に示すように、熱延鋼帯１は、仕上げ圧延機２から冷却機３を通って、巻取り機５に搬送されてコイルに巻取られる。エンドレス圧延等では２基の巻取り機５を併用し、それらを交互に用いて、連続的に巻取りを行なう場合もあるが、図１では、後述する仕上げ圧延機、サイドガイド、ピンチロールの配列を明確にするために、巻取りを行なう巻取り機５のみを示す。

巻取り機５の入側には、熱延鋼帯１を押さえて巻取り機５に導入するためのピンチロール４（以下、巻取りピンチロールという）が設置される。そして、搬送される熱延鋼帯１が左右に揺動（以下、蛇行という）するのを防止するために、巻取りピンチロール４と冷却機３との間には、１対または２対のサイドガイドが配設される。
サイドガイドを活用して熱延鋼板の蛇行を防止するためには、図１に示すように、２対のサイドガイド６、７を用いることが好ましい。そこで、２対のサイドガイド６、７を配設し、さらにその間にピンチロール（以下、張力調整ピンチロールという）を設置して、熱延鋼帯１に作用する張力を調整しながら巻取りを行なうことによって、テレスコを防止する技術が検討されている（たとえば特許文献１）。なお図１では、張力調整ピンチロールの図示を省略する。

しかし特許文献１に開示された技術では、２対のサイドガイド６、７と熱延鋼帯１との隙間、とりわけ搬送方向の上流側に配設される１対のサイドガイド６（以下、上流サイドガイドという）と熱延鋼帯１との隙間の調整は検討されていないので、熱延鋼帯１の蛇行を防止できず、その結果、テレスコを防止する効果の大幅な向上は期待できないという問題がある。しかも、熱延鋼帯１が蛇行することによって、搬送方向の下流側に配設される１対のサイドガイド７（以下、下流サイドガイドという）に衝突して、設備故障を引き起こす原因になる。

またエンドレス圧延等において、２対のサイドガイド６、７の間に切断機（図示せず）を設置する場合には、蛇行した熱延鋼帯１が切断機に衝突する惧れもある。

特開2006-150403号公報

本発明は、従来の技術の問題点を解消し、巻取り機の入側に設置される種々の関連機器に熱延鋼帯が衝突するのを防止しながら熱延鋼帯を巻取る方法を提供することを目的とする。

本発明者は、熱延鋼帯と関連機器との衝突、およびコイルのテレスコを防止するためには、冷却機と巻取りピンチロールとの間における熱延鋼帯の蛇行を防止する必要があることから、熱延鋼帯と搬送ラインとの中心線を合わせる技術（以下、センタリングという）について検討した。そして、２対のサイドガイドのうちの上流サイドガイドを熱延鋼帯が通過するときに、上流サイドガイドと熱延鋼帯との隙間を適正に調整することによって、センタリングの効果が飛躍的に向上することが判明した。

つまり、熱延鋼帯の先端が上流サイドガイドに進入し、さらに上流サイドガイドを通過するまで、上流サイドガイドと熱延鋼帯との隙間（すなわち上流サイドガイド同士の間隔）を大きくして、熱延鋼帯が上流サイドガイドに衝突するのを防止する。次に、熱延鋼帯の先端が上流サイドガイドを通過した後に、上流サイドガイド同士の間隔を広小さくして、熱延鋼板の蛇行を防止する。このようにして、上流サイドガイドと熱延鋼帯との隙間を適正に調整すれば、熱延鋼帯と関連機器との衝突、およびコイルのテレスコを防止できるという知見が得られた。

本発明は、このような知見に基づいてなされたものである。
すなわち本発明は、仕上げ圧延を施し、さらに冷却された熱延鋼帯をコイルに巻取るにあたって、巻取りを行なう巻取り機の入側に設置される巻取りピンチロールと、冷却を行なう冷却機と、の間に２対のサイドガイドを配設し、サイドガイドのうち熱延鋼帯の搬送方向の上流側に配設される１対の上流サイドガイドの入側端に熱延鋼帯の先端を検出するセンサーを設置し、１対の上流サイドガイドの平行部の間隔を、熱延鋼帯が上流サイドガイドに乗り上げない程度の広さ（たとえば平行部と熱延鋼帯との隙間が片側75〜100mm）になるように上流サイドガイドの配置を調整しておき、熱延鋼帯の先端が上流サイドガイドの平行部を通過して平行部の出側端から下流側の所定の位置に到達するのに要する進入時間を予め設定し、センサーが熱延鋼帯の先端を検知すると、タイマーが作動して、熱延鋼帯の先端を検知した後の時間を計測して、進入時間を経過したときであって、熱延鋼帯の先端が平行部の出側端から下流側０〜３ｍの位置に到達したときに、平行部の間隔を、熱延鋼帯が上流サイドガイドに挟み込まれない程度の広さ（たとえば平行部と熱延鋼帯との隙間は片側15〜25mm）になるように上流サイドガイドの配置を調整する熱延鋼帯の巻取り方法である。

本発明の熱延鋼帯の巻取り方法においては、熱延鋼帯の搬送方向の下流側に配設される１対の下流サイドガイドの入側端と、上流サイドガイドの平行部の出側端と、の距離が３ｍ以上であることが好ましい。

本発明によれば、巻取り機の入側に設置される種々の関連機器に熱延鋼帯が衝突するのを防止するとともに、コイルのテレスコを防止しながら熱延鋼帯を巻取ることができる。その結果、熱延鋼帯の生産性向上、歩留り向上に加えて、コイルの保管場所を効率良く活用できるようになり、産業上格段の効果を奏する。

従来の仕上げ圧延以降の工程を模式的に示す側面図である。 図１に示す上流サイドガイド、下流サイドガイド、巻取りピンチロールの配列に本発明を適用する例を模式的に示す平面図である。 上流サイドガイドを通過した熱延鋼帯の先端の位置と蛇行量との関係を示すグラフである。

図１に示す上流サイドガイド６、下流サイドガイド７、巻取りピンチロール４の配列にて本発明を適用する例を、平面図として図２に示す。熱延鋼帯の圧延ラインにおいて、一連の設備配列の仕様によっては、上流サイドガイド６と下流サイドガイド７との間に張力調整ピンチロールや切断機を設置する場合もあるが、図２では図示を省略する。また、熱延鋼帯も図示を省略する。

図２に示すように、上流サイドガイド６の出側（すなわち下流側）は互いに平行な平行部6aとし、入側（すなわち上流側）は上流方向に向けて間隔が大きくなるように傾斜した傾斜部6bとする。そして、上流サイドガイド６の傾斜部6bの入側端に、熱延鋼帯（図示せず）の先端を検知するセンサー８を設置する。そのセンサー８は、冷却された熱延鋼帯の先端を検知できるものであれば良く、検知手段は特に限定しない。たとえば、発光器と受光器を配置して熱延鋼帯が光線を遮断することによって先端を検知するセンサー（いわゆる光電スイッチ）、あるいは磁界を発生させて熱延鋼帯がその磁場を変化させることによって先端を検知するセンサー（いわゆる近接スイッチ）等の従来から知られている検知手段を用いることができる。

センサー８が熱延鋼帯の先端を検知すると、タイマーが作動して、熱延鋼帯の先端を検知した後の時間の経過を計測する。一方で、熱延鋼帯の先端が上流サイドガイド６の平行部6aを通過して平行部6aの出側端から下流側の所定の位置に到達するのに要する時間（以下、進入時間という）を、予め設定しておく。進入時間は、センサー８と所定の位置との距離を、熱延鋼帯の搬送速度で割り算することによって算出できる。熱延鋼帯の搬送速度は、実測値でも良いし、あるいは熱延鋼帯の寸法や製品仕様に応じた工程管理に基づく計画値でも良い。

タイマーが作動した後、進入時間が経過すると、上流サイドガイド６を互いに水平移動させて間隔を調整する。ここで上流サイドガイド６の平行部6a同士の間隔が熱延鋼帯の幅よりも30〜50mm広くなるように調整する。つまり、平行部6aと熱延鋼帯との隙間は片側15〜25mmである。平行部6aと熱延鋼帯との隙間が片側15mm未満では、熱延鋼帯が平行部6aに接触して、スリ傷等の欠陥が生じる、あるいは熱延鋼帯の幅が計画幅値よりも広く出た場合には上流サイドガイドで熱延鋼帯を挟み込んで、操業の停止を招く惧れがある。平行部6aと熱延鋼帯との隙間が片側25mmを超えると、熱延鋼帯の先端の蛇行を防止できない。

このようにして、熱延鋼帯の先端が平行部6aの出側端から下流側の所定の位置に到達したときに、平行部6a同士の間隔を狭くし終わることによって、熱延鋼帯が蛇行するのを防止する。
図３は、上流サイドガイド６（平行部6aと熱延鋼帯との隙間：片側20mm）を通過した熱延鋼帯の先端の位置と蛇行量との関係について研究した結果を示すグラフである。グラフの横軸は、上流サイドガイド６の平行部6aの出側端と熱延鋼帯の先端との距離であり、搬送方向の下流側をプラスとする。縦軸は、熱延鋼帯の先端が搬送中に左右両側に変位する変位量を示す。その変位量は、右側の変位をプラスとすれば、左側の変位はマイナスとなるが、その絶対値を蛇行量として図３に示す。

図３から明らかなように、熱延鋼帯の先端が、平行部6aの間隔を狭くした上流サイドガイド６の出側端から下流側０〜３ｍの範囲内にあるときに、蛇行量が小さくなる。つまり、熱延鋼帯の先端が平行部6aを通過し、平行部6aの出側端から下流側０〜３ｍの位置に到達したときに、平行部6a同士の間隔を狭く（すなわち平行部6aと熱延鋼帯との隙間：片側15〜25mm）することによって、熱延鋼帯の蛇行を効率良く防止することができる。

なお、熱延鋼帯の先端が、上記した位置（すなわち上流サイドガイド６の出側端から下流側０〜３ｍの位置）に到達するまでは、上流サイドガイド６の平行部6a同士の間隔を、熱延鋼帯が上流サイドガイドに乗り上げない程度の広さ（たとえば平行部と熱延鋼帯との隙間が片側75〜100mm）になるように調整しておく。つまり、平行部6aと熱延鋼帯との隙間は片側75〜100mmである。平行部6aと熱延鋼帯との隙間が片側75mm未満では、後続する熱延鋼帯の先端が、上流サイドガイド６の傾斜部6bの入側端に衝突する惧れがある。平行部6aと熱延鋼帯との隙間が片側100mmを超えると、上流サイドガイド６の水平移動に要する時間が長くなり、上流サイドガイド６の位置調整の精度が低下する。

上流サイドガイド６を水平移動させるための駆動手段は、特に限定しない。油圧シリンダーや電動モーター等の従来から知られている駆動手段を用いることができ、油圧サーボシリンダーを用いることが一層好ましい。
上流サイドガイド６の平行部6aの出側端と下流サイドガイド７の入側端との距離が３ｍ未満では、上流サイドガイド６と下流サイドガイド７を個別に配設し、上流サイドガイド６の間隔を調整して熱延鋼帯の蛇行を防止するという本発明の効果を発揮するのが困難になる。さらに、上流サイドガイド６と下流サイドガイド７との間に、必要に応じて張力調整ピンチロールや切断機を設置することも困難である。したがって、上流サイドガイド６の平行部6aの出側端と下流サイドガイド７の入側端との距離は３ｍ以上が好ましい。より好ましくは３〜６ｍの範囲内である。上流サイドガイド６の平行部6aの出側端と下流サイドガイド７の入側端との距離が６ｍを超えると、圧延ラインが過剰に延伸されるので、省エネルギーや設備保全の観点から問題が生じる。

以上に説明した通り、熱延鋼帯の進行に追随して上流サイドガイド６の平行部6aの間隔を調整することによって、熱延鋼帯の蛇行を防止することが可能である。
また本発明では、下流サイドガイド７は、テレスコを最小限にするために、熱延鋼帯を挟み込まない程度まで狭くする動作を、熱延鋼帯の先端が下流サイドガイドの出側端を通過するまでに完了できる程度の広さ（たとえば熱延鋼帯との隙間が最小となる位置で片側15〜25mm）にしておくのが良い。

図２に示すセンサー８、上流サイドガイド６、下流サイドガイド７、巻取りピンチロール４を、図１に示す圧延ラインに配列し、本発明を適用して上流サイドガイド６の配置を調整しながら、熱延鋼帯の巻取りを行なった。上流サイドガイド６の平行部6aの出側端と下流サイドガイド７の入側端との距離は３ｍ以上とした。
センサー８が熱延鋼帯の先端を検知した後の進入時間は、その先端が上流サイドガイド６の平行部6aの出側端から下流側1.5ｍの位置に到達するのに要する時間に設定した。

そして、上流サイドガイド６の平行部6aと熱延鋼帯との隙間は、熱延鋼帯の先端を検知した後、進入時間に達するまで片側25mmとした。
このようにして圧延ラインを６ケ月稼働させたところ、下流サイドガイド７や切断機と熱延鋼帯との衝突は発生しなかった。なお、上流サイドガイド６の平行部6aと熱延鋼帯との隙間を片側100mmから片側25mmに狭めるための上流サイドガイド６の水平移動が完了したときの、熱延鋼帯の先端の位置は、平行部6aの出側端から下流側0.45〜1.05ｍの範囲であった。

これに対して従来は、図１に示すように、上流サイドガイド６の傾斜部6bの入側端にセンサーを設置せず、上流サイドガイド６の平行部6aと熱延鋼帯との隙間を片側100mmから片側25mmに狭めるための上流サイドガイド６の水平移動が完了した時の熱延鋼帯の先端の位置は、平行部6aの出側端から下流側０〜８ｍの範囲で操業していた。その結果、上流サイドガイド６と熱延鋼帯との衝突がコイル20000個に１回程度（３ケ月に２回程度）発生していた。その衝突が発生した熱延鋼帯の操業実績を解析したところ、熱延鋼帯と平行部6aとの隙間を狭めるための上流サイドガイド６の水平移動が完了した時の熱延鋼帯の先端の位置は、いずれも平行部6aの出側端から下流側３ｍを超えていた。

１ 熱延鋼帯
２ 仕上げ圧延機
３ 冷却機
４ 巻取りピンチロール
５ 巻取り機
６ 上流サイドガイド
6a 平行部
6b 傾斜部
７ 下流サイドガイド
８ センサー

Claims (2)

1. 仕上げ圧延を施し、さらに冷却された熱延鋼帯をコイルに巻取るにあたって、巻取りを行なう巻取り機の入側に設置される巻取りピンチロールと、前記冷却を行なう冷却機と、の間に２対以上のサイドガイドを配設し、該サイドガイドのうち前記熱延鋼帯の搬送方向の上流側に配設される１対の上流サイドガイドの入側端に熱延鋼帯の先端を検出するセンサーを設置し、前記１対の上流サイドガイドの平行部の間隔を、前記熱延鋼帯が前記上流サイドガイドに乗り上げない程度の広さになるように前記上流サイドガイドの配置を調整しておき、前記熱延鋼帯の先端が前記上流サイドガイドの平行部を通過して平行部の出側端から下流側の所定の位置に到達するのに要する進入時間を予め設定し、前記センサーが前記熱延鋼帯の先端を検知すると、タイマーが作動して、前記熱延鋼帯の先端を検知した後の時間を計測して、前記進入時間を経過したときであって、前記熱延鋼帯の先端が前記平行部の出側端から下流側０〜３ｍの位置に到達したときに、前記平行部の間隔を、前記熱延鋼帯が前記上流サイドガイドに挟み込まれない程度の広さになるように前記上流サイドガイドの配置を調整することを特徴とする熱延鋼帯の巻取り方法。
2. 前記熱延鋼帯の搬送方向の下流側に配設される１対の下流サイドガイドの入側端と、前記上流サイドガイドの平行部の出側端と、の距離が３ｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の熱延鋼帯の巻取り方法。

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