JP6406280B2 - Hot rolled steel sheet winding method and winding apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、熱延鋼板、薄物から極厚材まで巻取ができるマルチコイラーにおいて熱延鋼板をスリップさせることなく安定的に製造するための熱延鋼板の巻取方法および巻取装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a hot-rolled steel sheet winding method and a winding apparatus for stably producing a hot-rolled steel sheet without slipping in a multi-coiler that can wind from a thin steel sheet to an extremely thick material.
熱間圧延工程においては、熱延鋼板を圧延設備により圧延した後、圧延設備の出側に設けられた巻取装置(コイラー)により巻き取られる。巻取装置は、圧延設備の出側に設けられ、圧延機で圧延されロール間から連続して供給される鋼板(ストリップ)をコイル状に巻き取るように構成されている。このような巻取装置は、鋼板のパスラインにピンチロールを備え、そのピンチロールによって、パスラインから斜め下に曲がった巻取ラインに鋼板を導き、その先端をマンドレルに噛み込ませて鋼板を巻き取るようになっている。このような巻取装置としては、マンドレルの周りにラッパーロール(案内ロール)とラッパーエプロンとを複数備えており、ラッパーエプロンで金属板の先端をリードしつつ、ラッパーロールにより鋼板を押圧することによって鋼板をマンドレルに巻き付けるものが広く用いられている(例えば特許文献1)。 In the hot rolling step, the hot-rolled steel sheet is rolled by a rolling facility and then wound by a winding device (coiler) provided on the outlet side of the rolling facility. The winding device is provided on the exit side of the rolling equipment, and is configured to wind a steel plate (strip) that is rolled by a rolling mill and continuously supplied from between the rolls into a coil shape. Such a winding device is provided with a pinch roll on the pass line of the steel plate, and the pinch roll guides the steel plate to a winding line that is bent obliquely downward from the pass line, and the tip of the steel plate is bitten into a mandrel. It is designed to wind up. As such a winding device, a plurality of wrapper rolls (guide rolls) and a wrapper apron are provided around the mandrel, and the steel plate is pressed by the wrapper roll while leading the tip of the metal plate with the wrapper apron. What winds a steel plate around a mandrel is widely used (for example, Patent Document 1).
一方、近年、主としてパイプラインでの原油や天然ガス等の資源の輸送効率化を目的に、API規格にしてX70〜80といった大径厚肉高強度パイプ材の需要が高まっている。これらの資源を効率的に輸送するため、パイプ内部には高い内圧がかけられており、かつ寒冷地での使用や地震による地殻変動なども考慮し、高靭性、高強度といった特性がパイプ材にとって非常に重要となっている。ラインパイプは、極厚鋼板をスパイラル状に成形し、継ぎ目を溶接してなるスパイラル鋼管で製造されることが多く、このため熱間圧延工程において、高強度極厚のホットコイル原板の製造量が増加傾向にあり、巻取装置としてはこのような高強度極厚材を巻取り可能なものが必要とされている。 On the other hand, in recent years, the demand for large-diameter, thick-walled, high-strength pipe materials such as X70 to 80 in the API standard has been increased mainly for the purpose of improving the transportation efficiency of resources such as crude oil and natural gas in pipelines. In order to efficiently transport these resources, high internal pressure is applied to the inside of the pipe, and characteristics such as high toughness and high strength are also considered for pipe materials in consideration of crustal deformation due to use in cold regions and earthquakes. It has become very important. Line pipes are often manufactured from spiral steel pipes that are formed by spirally forming extra-thick steel plates and welding seams. Therefore, in the hot rolling process, the production amount of high-strength extra-thick hot coil base plates is low. There is a tendency to increase, and as a winding device, a device capable of winding such a high-strength extra-thick material is required.
他方、熱間圧延工場での安定製造、能率向上のために、巻取装置として、厚板から圧延量の多い1.2〜3.0mmの薄い熱延鋼帯まで巻き取り可能なマルチコイラーが用いられているが、高強度極厚材を巻き取り可能なマルチコイラーでは、ラッパーロールの耐荷重を大きくする必要があり、そのために従来のマルチコイラーよりもラッパーロールのシリンダー径を大きくし、油圧制御にしたものが要求される。また、完全自動化された熱間圧延工程の巻取りに用いられるラッパーロールは、品質の改善のため、段差回避制御であるAJC(Auto Jumping Control)制御が導入されている。 On the other hand, a multi-coiler that can wind up from a thick plate to a thin hot rolled steel strip of 1.2 to 3.0 mm with a large rolling amount as a winding device for stable production and efficiency improvement in a hot rolling factory. Although it is used, a multi-coiler that can wind up a high-strength extra-thick material needs to increase the load resistance of the wrapper roll. Therefore, the cylinder diameter of the wrapper roll is made larger than that of the conventional multi-coiler, and hydraulic pressure is increased. What is in control is required. Further, AJC (Auto Jumping Control) control, which is a step-avoidance control, is introduced to improve the quality of the wrapper roll used in the fully automated hot rolling process.
しかし、このような高強度極厚材を巻き取り可能なマルチコイラーにおいてAJC制御をするにあたっては、制御する油量が多く、従来のマルチコイラーと比較して繊細な制御が必要なため、特に薄物を巻き取る際に、鋼板先端とマンドレルの間にスリップが生じて巻取不可となるトラブルが発生することがある。 However, when performing AJC control in a multi-coiler capable of winding such a high-strength extra-thick material, the amount of oil to be controlled is large, and delicate control is required compared to conventional multi-coilers. When winding up, a slip may occur between the front end of the steel plate and the mandrel, which may cause trouble that makes winding impossible.
鋼板とマンドレルとの間のスリップを解消する技術として、マンドレル回転速度の増加またはマンドレル駆動用モータの負荷電流の減少に基づき、マンドレルと鋼板間のスリップの発生を検知した際に、ラッパーロールの開閉制御を行う技術が提案されている(特許文献2)。 As a technology to eliminate the slip between the steel plate and the mandrel, when the occurrence of slip between the mandrel and the steel plate is detected based on an increase in the mandrel rotation speed or a decrease in the load current of the mandrel drive motor, the wrapper roll is opened and closed. A technique for performing control has been proposed (Patent Document 2).
上述したように、高強度極厚材を巻き取り可能なマルチコイラーにおいてAJC制御をするにあたっては、繊細な制御が必要なため、特に薄物を巻き取る際に、鋼板先端とマンドレルの間にスリップが生じることがある。また、安定操業のためスリップを発生させずに熱延鋼板を巻取ることが要求されるが、前述のシリンダ径の大きいラッパーロールを用いてのAJC制御では、従来からのマルチコイラーと比較して、マンドレルに芯形成する際に熱延鋼板のスリップが発生しやすい構造になっている。 As described above, when performing AJC control in a multi-coiler capable of winding a high-strength extra-thick material, since delicate control is necessary, slipping occurs between the steel sheet tip and the mandrel, especially when winding thin objects. May occur. In addition, for stable operation, it is required to wind the hot-rolled steel sheet without causing slip. However, in the AJC control using the above-described wrapper roll having a large cylinder diameter, compared with a conventional multi-coiler. When the core is formed on the mandrel, the hot-rolled steel sheet is likely to slip.
上記特許文献2の技術は、スリップを検出してからの対処にとどまり、自動制御により、スリップを発生させずに鋼板をマンドレルに巻き付けることができる技術ではなく、このような点に対応できるものではない。 The technique of the above-mentioned Patent Document 2 is not only a technique that can be handled after detecting a slip, and can automatically wrap a steel plate around a mandrel without causing a slip by automatic control. Absent.
また、完全自動化の進んだ現在の巻取装置では、スリップが発生すると、巻取りを継続することができず、巻取るラインを急速停止する他はなく、当材はスクラップとなるばかりでなく、ライン上にあるシートバーは半成材となり、半成材の処理の間ラインを止めておく必要があるため、処理能率、安定稼働、歩留まりを著しく阻害してしまう。このため、スリップが発生した際に、ラインを停止することなく自動制御で対応することが望まれる。 In addition, in the current winding device that has been fully automated, when the slip occurs, the winding cannot be continued, there is no other way to stop the winding line quickly, and this material not only becomes scrap, The sheet bar on the line becomes semi-finished material, and it is necessary to stop the line during the processing of the semi-formed material, so that the processing efficiency, stable operation, and yield are significantly hindered. For this reason, when a slip occurs, it is desired to respond by automatic control without stopping the line.
したがって、本発明は、高強度厚肉鋼板から薄物まで、先端スリップを発生させることなく巻取りを可能とする熱延鋼板の巻取方法および巻取装置を提供することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a winding method and a winding apparatus for a hot-rolled steel sheet that enables winding from a high-strength thick steel sheet to a thin object without causing tip slip.
また、たとえ先端スリップが発生しても、熱延鋼板を自動的に巻取ることが可能な熱延鋼板の巻取方法および巻き取り装置を提供することを課題とする。 It is another object of the present invention to provide a hot-rolled steel sheet winding method and a winding device capable of automatically winding a hot-rolled steel sheet even if a tip slip occurs.
本発明者らは、鋼板の先端巻付けの際のスリップを自動制御により抑止する手法について鋭意検討を重ねた結果、先端巻付けの際にラッパーロールで通常行われるAJC制御よりも、定圧力制御(CPR(Constant-Pressure-Regulation)制御)のほうが芯形成を短時間で行えることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies on a technique for suppressing slippage during the winding of the front end of the steel sheet by automatic control, the present inventors have determined that the constant pressure control is more effective than the AJC control that is normally performed by the wrapper roll during the front end winding. The present inventors have found that (CPR (Constant-Pressure-Regulation) control) can form a core in a shorter time, and have completed the present invention.
すなわち、本発明は、以下の(1)〜(10)を提供する。 That is, the present invention provides the following (1) to (10).
(1)熱延鋼板が巻き付けられるマンドレルと、前記マンドレルに巻き付けられた熱延鋼板に張力を与えるピンチロールと、前記マンドレルの周囲に設けられ、前記マンドレルに巻き付けられた熱延鋼板を押圧する少なくとも3つのラッパーロールとを有する巻取装置を用いて、熱間圧延工程において、熱延鋼板を巻取る熱延鋼板の巻取方法であって、
熱延鋼板の先端が前記マンドレルに達する前に、前記マンドレルを速度制御し、
熱延鋼板の先端が前記マンドレルに巻き付いた際に、前記ラッパーロールにより前記マンドレルに巻き付いた熱延鋼板を押圧し、その際に、熱延鋼板の先端位置をトラッキングしつつ前記ラッパーロールの制御を段差回避制御であるAJC(Auto Jumping Control)制御により行い、
熱延鋼板の先端が前記マンドレルに巻き付いた際の前記マンドレルのトルクが予め設定した値に達した際に、前記マンドレルの制御を速度制御から張力制御に切り替え、
前記マンドレルに対する熱延鋼板の巻数が所定の巻数に達しても張力制御に切り替わらない場合に、前記ラッパーロールの制御をAJC制御から、CPR(Constant Pressure Regulation)制御に切り替えることを特徴とする熱延鋼板の巻取方法。
(1) A mandrel around which the hot-rolled steel sheet is wound, a pinch roll that applies tension to the hot-rolled steel sheet wound around the mandrel, and at least presses the hot-rolled steel sheet wound around the mandrel. Using a winding device having three wrapper rolls, in a hot rolling process, a method for winding a hot-rolled steel sheet that winds the hot-rolled steel sheet,
Before the tip of the hot-rolled steel sheet reaches the mandrel, the mandrel is speed controlled,
When the tip of the hot-rolled steel sheet is wound around the mandrel, the hot-rolled steel sheet wound around the mandrel is pressed by the wrapper roll, and at this time, the wrapper roll is controlled while tracking the tip position of the hot-rolled steel sheet. Performed by AJC (Auto Jumping Control) control, which is step avoidance control,
When the torque of the mandrel when the tip of the hot-rolled steel sheet is wound around the mandrel reaches a preset value, the control of the mandrel is switched from speed control to tension control,
When the number of turns of the hot-rolled steel sheet with respect to the mandrel reaches a predetermined number, the control of the wrapper roll is switched from AJC control to CPR (Constant Pressure Regulation) control when the roll control is not switched. Winding method of steel sheet.
(2)前記マンドレルのトルクが前記予め設定した値に達し、その値が所定時間継続した際に、前記マンドレルの制御を速度制御から張力制御に切り替えることを特徴とする(1)に記載の熱延鋼板の巻取方法。 (2) The heat according to (1), wherein when the torque of the mandrel reaches the preset value and the value continues for a predetermined time, the control of the mandrel is switched from speed control to tension control. Winding method for rolled steel sheets.
(3)前記マンドレルが熱延鋼板を予め指定された所定の巻数を巻き取りした段階で、前記ラッパーロールを開放することを特徴とする(1)または(2)に記載の熱延鋼板の巻取方法。 (3) The winding of the hot-rolled steel sheet according to (1) or (2), wherein the wrapper roll is released when the mandrel has wound the hot-rolled steel sheet in a predetermined number of turns. How to take.
(4)熱延鋼板が巻き付けられるマンドレルと、前記マンドレルに巻き付けられた熱延鋼板に張力を与えるピンチロールと、前記マンドレルの周囲に設けられ、前記マンドレルに巻き付けられた熱延鋼板を押圧する少なくとも3つのラッパーロールとを有する巻取装置を用いて、熱間圧延工程において、熱延鋼板を巻取る熱延鋼板の巻取方法であって、
前記マンドレルと熱延鋼板との間にスリップが生じた場合に、
前記ラッパーロールに全閉指令を出し、前記ラッパーロールをCPR(Constant Pressure Regulation)制御することにより、前記マンドレルと前記ピンチロールとの間の熱延鋼板に張力を生じさせ、熱延鋼板の巻取りを可能にすることを特徴とする熱延鋼板の巻取方法。
(4) A mandrel around which the hot-rolled steel sheet is wound, a pinch roll that applies tension to the hot-rolled steel sheet wound around the mandrel, and at least presses the hot-rolled steel sheet wound around the mandrel. Using a winding device having three wrapper rolls, in a hot rolling process, a method for winding a hot-rolled steel sheet that winds the hot-rolled steel sheet,
When slip occurs between the mandrel and hot-rolled steel sheet,
By giving a fully closed command to the wrapper roll and controlling the wrapper roll by CPR (Constant Pressure Regulation), tension is generated in the hot rolled steel sheet between the mandrel and the pinch roll, and the hot rolled steel sheet is wound. A method for winding a hot-rolled steel sheet, which makes it possible.
(5)熱延鋼板の先端が前記マンドレルに達する前に、前記マンドレルを速度制御し、熱延鋼板の先端が前記マンドレルに巻き付いた際の前記マンドレルのトルクが予め設定した値に達して、前記マンドレルの制御を速度制御から張力制御に切り替えたものの、前記ラッパーロールが所定の巻数で開放した際に、前記マンドレルに芯が形成されていないことにより、前記マンドレルと熱延鋼板にスリップが生じたことが検出された際に前記ラッパーロールに全閉指令を出すことを特徴とする(4)に記載の熱延鋼板の巻取方法。 (5) Before the tip of the hot-rolled steel sheet reaches the mandrel, the speed of the mandrel is controlled, and the torque of the mandrel when the tip of the hot-rolled steel sheet is wound around the mandrel reaches a preset value, Although the mandrel control was switched from speed control to tension control, when the wrapper roll was released with a predetermined number of turns, the mandrel and the hot-rolled steel sheet slipped because no core was formed on the mandrel. When this is detected, a fully closed command is issued to the wrapper roll. (4) The method for winding a hot-rolled steel sheet according to (4).
(6)熱間圧延工程において、熱延鋼板を巻取る熱延鋼板の巻取装置であって、
熱延鋼板が巻き付けられるマンドレルと、
前記マンドレルに巻き付けられた熱延鋼板に張力を与えるピンチロールと、
前記マンドレルの周囲に設けられ、前記マンドレルに巻き付けられた熱延鋼板を押圧する少なくとも3つのラッパーロールと、
前記マンドレルと前記ラッパーロールを制御する制御部とを有し、
前記制御部は、
熱延鋼板の先端が前記マンドレルに達する前に、前記マンドレルを速度制御し、
熱延鋼板の先端が前記マンドレルに巻き付いた際に、前記ラッパーロールにより前記マンドレルに巻き付いた熱延鋼板を押圧し、その際に、熱延鋼板の先端位置をトラッキングしつつ前記ラッパーロールの制御を段差回避制御であるAJC(Auto Jumping Control)制御により行い、
熱延鋼板の先端が前記マンドレルに巻き付いた際の前記マンドレルのトルクが予め設定した値に達した際に、前記マンドレルの制御を速度制御から張力制御に切り替え、
前記マンドレルに対する熱延鋼板の巻数が所定の巻数に達しても張力制御に切り替わらない場合に、前記ラッパーロールの制御をAJC制御から、CPR(Constant Pressure Regulation)制御に切り替えることを特徴とする熱延鋼板の巻取装置。
(6) In the hot rolling step, a hot rolling steel sheet winding device for winding the hot rolled steel sheet,
A mandrel around which a hot-rolled steel sheet is wound;
A pinch roll that applies tension to the hot-rolled steel sheet wound around the mandrel;
At least three wrapper rolls that are provided around the mandrel and press the hot-rolled steel sheet wound around the mandrel;
A controller for controlling the mandrel and the wrapper roll;
The controller is
Before the tip of the hot-rolled steel sheet reaches the mandrel, the mandrel is speed controlled,
When the tip of the hot-rolled steel sheet is wound around the mandrel, the hot-rolled steel sheet wound around the mandrel is pressed by the wrapper roll, and at this time, the wrapper roll is controlled while tracking the tip position of the hot-rolled steel sheet. Performed by AJC (Auto Jumping Control) control, which is step avoidance control,
When the torque of the mandrel when the tip of the hot-rolled steel sheet is wound around the mandrel reaches a preset value, the control of the mandrel is switched from speed control to tension control,
When the number of turns of the hot-rolled steel sheet with respect to the mandrel reaches a predetermined number, the control of the wrapper roll is switched from AJC control to CPR (Constant Pressure Regulation) control when the roll control is not switched. Steel sheet winding device.
(7)前記制御部は、前記マンドレルのトルクが前記予め設定した値に達し、その値が所定時間継続した際に、前記マンドレルの制御を速度制御から張力制御に切り替えることを特徴とする(6)に記載の熱延鋼板の巻取装置。 (7) The control unit switches the control of the mandrel from speed control to tension control when the torque of the mandrel reaches the preset value and the value continues for a predetermined time. The hot-rolled steel sheet take-up device described in (1).
(8)前記制御部は、前記マンドレルが熱延鋼板を予め指定された所定の巻数を巻き取りした段階で、前記ラッパーロールに開放指令を出すことを特徴とする(6)または(7)に記載の熱延鋼板の巻取装置。 (8) According to (6) or (7), wherein the control unit issues an opening command to the wrapper roll when the mandrel has wound a predetermined number of turns of the hot-rolled steel sheet in advance. The hot-rolled steel sheet winding apparatus as described.
(9)熱間圧延工程において、熱延鋼板を巻取る熱延鋼板の巻取装置であって、
熱延鋼板が巻き付けられるマンドレルと、
前記マンドレルに巻き付けられた熱延鋼板に張力を与えるピンチロールと、
前記マンドレルの周囲に設けられ、前記マンドレルに巻き付けられた熱延鋼板を押圧する少なくとも3つのラッパーロールと、
前記マンドレルと前記ラッパーロールを制御する制御部とを有し、
前記制御部は、
前記マンドレルと熱延鋼板との間にスリップが生じた場合に、
前記ラッパーロールに全閉指令を出し、前記ラッパーロールをCPR(Constant Pressure Regulation)制御することにより、前記マンドレルと前記ピンチロールとの間の熱延鋼板に張力を生じさせ、熱延鋼板の巻取りを可能にすることを特徴とする熱延鋼板の巻取装置。
(9) In the hot rolling step, a hot rolling steel sheet winding device for winding the hot rolled steel sheet,
A mandrel around which a hot-rolled steel sheet is wound;
A pinch roll that applies tension to the hot-rolled steel sheet wound around the mandrel;
At least three wrapper rolls that are provided around the mandrel and press the hot-rolled steel sheet wound around the mandrel;
A controller for controlling the mandrel and the wrapper roll;
The controller is
When slip occurs between the mandrel and hot-rolled steel sheet,
By giving a fully closed command to the wrapper roll and controlling the wrapper roll by CPR (Constant Pressure Regulation), tension is generated in the hot rolled steel sheet between the mandrel and the pinch roll, and the hot rolled steel sheet is wound. A hot-rolled steel sheet take-up device characterized in that
(10)前記制御部は、熱延鋼板の先端が前記マンドレルに達する前に、前記マンドレルを速度制御し、熱延鋼板の先端が前記マンドレルに巻き付いた際の前記マンドレルのトルクが予め設定した値に達して、前記マンドレルの制御を速度制御から張力制御に切り替えたものの、前記ラッパーロールが所定の巻数で開放した際に、前記マンドレルに芯が形成されていないことにより、前記マンドレルと熱延鋼板にスリップが生じたことが検出された際に前記ラッパーロールに全閉指令を出すことを特徴とする(9)に記載の熱延鋼板の巻取装置。 (10) The control unit controls the speed of the mandrel before the tip of the hot-rolled steel sheet reaches the mandrel, and the torque of the mandrel when the tip of the hot-rolled steel sheet is wound around the mandrel is a preset value. The mandrel and hot-rolled steel sheet because the mandrel is not formed with a core when the mandrel control is switched from speed control to tension control when the wrapper roll is opened with a predetermined number of turns. The hot-rolled steel sheet winding apparatus according to (9), wherein a full-close command is issued to the wrapper roll when it is detected that slip has occurred.
本発明によれば、マンドレルに対する熱延鋼板の巻数が所定の巻数に達しても張力制御に切り替わらない場合に、ラッパーロールの制御をAJC制御から、CPR制御に切り替えるので、スリップを生じさせずに芯形成を行うことができ、高強度厚肉鋼板から薄物まで、先端スリップを発生させることなく巻取りが可能となる。 According to the present invention, the wrapper roll control is switched from AJC control to CPR control even when the number of turns of the hot-rolled steel sheet relative to the mandrel reaches a predetermined number of turns, so that slip does not occur. Core formation can be performed, and winding from a high-strength thick steel plate to a thin object can be performed without causing tip slip.
また、マンドレルと熱延鋼板との間にスリップが生じた場合に、ラッパーロールに全閉指令を出し、ラッパーロールをCPR制御することにより、マンドレルとピンチロールとの間の熱延鋼板に張力を生じさせ、熱延鋼板の巻取りを可能にするので、先端スリップが発生しても、熱延鋼板を自動的に巻取ることができる。 In addition, when slip occurs between the mandrel and the hot-rolled steel sheet, a full-close command is issued to the wrapper roll, and the wrapper roll is subjected to CPR control, whereby tension is applied to the hot-rolled steel sheet between the mandrel and the pinch roll. Thus, the hot-rolled steel sheet can be wound, so that even if a tip slip occurs, the hot-rolled steel sheet can be automatically wound.
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
<熱間圧延設備>
図1は、本発明の巻取方法が適用される巻取装置を備えた熱間圧延設備を示す概略図である。
熱間圧延設備100は、加熱炉1、粗圧延機2、仕上圧延機3、冷却装置4、および巻取装置5を備えている。この熱間圧延設備100では、連続鋳造または造塊、分塊によって製造された鋼スラブ10を、加熱炉1によって数百〜千数百℃に加熱した後、粗圧延機2で所定の厚さまで圧延してシートバー11とする。そして、得られたシートバー11を仕上圧延機3で圧延して熱延鋼板12を得る。熱延鋼板12はランナウトテーブル6で冷却装置4により所定の温度に冷却され、巻取装置5によりコイル状に巻き取られる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
<Hot rolling equipment>
FIG. 1 is a schematic view showing a hot rolling facility equipped with a winding device to which the winding method of the present invention is applied.
The
<巻取装置>
次に、本発明の熱延鋼板の巻取方法が適用される巻取装置5について説明する。
図2は、本発明の熱延鋼板の巻取方法が適用される巻取装置5を示す構成図である。図2に示すように、巻取装置5は、ランナウトテーブル6の搬送ロール21上を水平なパスライン22に沿って搬送されてきた熱延鋼板12を、斜め下方に向かう巻取ライン23に導入して巻き取るものであり、高強度厚肉鋼板から薄物まで巻き取り可能なマルチコイラーとして構成される。
<Winding device>
Next, the winding
FIG. 2 is a block diagram showing a winding
巻取装置5は、主要な構成要素として、ピンチロール31a,31bと、マンドレル32と、4つのラッパーロール33と、ゲート34と、シュートロール35と、ホールドダウンロール(ベンディングロール)36と、制御部37とを備える。
The winding
ピンチロール31a、31bは、パスライン22に沿って水平に搬送される熱延鋼板12を挟んで下方に曲げ、巻取ライン23に導くとともに、巻取ライン32の熱延鋼板12に張力を与えるものである。ピンチロール31aと31bとは近接離間可能に設けられており、上側のピンチロール31aは、マンドレル32に熱延鋼板12を巻き取る場合を除き、下側のピンチロール31bから離間するようになっている。
The pinch rolls 31 a and 31 b are bent downward with the hot rolled
マンドレル32は、巻取ライン23の下流側に配置され、モーター(図示せず)により回転されて延鋼板12を巻き取るものであり、その径を2段階に拡大させることが可能な拡縮機構を有している。
The
ラッパーロール33は、マンドレル32の周囲に間隔をおいて配置され、熱延鋼板12をマンドレル32に巻付ける際に、マンドレル32に巻き付けられた熱延鋼板12を押圧する機能を有するものであり、モーター(図示せず)により回転されるとともに、油圧機構(図示せず)によりマンドレル32に対して近接離間可能に構成されている。マンドレル32の周方向において隣り合うラッパーロール33の間にはラッパーエプロン41が配置されている。ラッパーエプロン41は、熱延鋼板12がマンドレル32に巻き付くときにその先端をガイドするものである。ラッパーエプロン41は、ラッパーロール33とともにマンドレル32に対して近接離間可能に構成されている。なお、本例ではラッパーロール33を4個設けているが、3個以上であればよい。
The
ゲート34は、ピンチロール31a,31bの出側に設けられており、巻取ライン23を開閉するように構成される。シュートロール35は、巻取ライン23のゲート30よりも下流側に設けられ、熱延鋼板12の先端がマンドレル20に巻き付くときに、熱延鋼板12が上向に湾曲することを抑制するものである。
The
ゲート34よりも下側には、巻き取りライン23の上下にシュートガイド42、43が設けられている。シュートガイド42、43は、マンドレル32とラッパーロール33aとの間の噛み込み口に熱延鋼板12の先端を導くものである。下側のシュートガイド43は、ラッパーエプロン41の一つと一体的に設けられている。
Below the
ホールドダウンロール(ベンディングロール)36は、ピンチロール31a,31bよりも上流側に配置され、熱延鋼板12が巻取ライン23に導入された際に、熱延鋼板12がパスライン22から上方に外れることや、熱延鋼板12が巻き終わるときに尾端が跳ね上がることを防止するために、熱延鋼板12を上方から押圧する。
The hold-down roll (bending roll) 36 is arranged on the upstream side of the pinch rolls 31 a and 31 b, and when the hot-rolled
制御部37は、マンドレル32の回転およびラッパーロール33の移動を制御する。具体的には、制御部37は、マンドレル32に熱延鋼板12が達する前に、マンドレル32およびラッパーロール33の回転速度を熱延鋼板12の搬送速度よりも大きくなるように速度制御する。また、熱延鋼板12がマンドレル32とラッパーロール33の間に進入したときに、拡縮機構を制御してマンドレル32を過拡大させ、熱延鋼板12を引き込みながらリード(速度差)分でたるみ(ループ)を吸収するように制御する。そして、熱延鋼板12の先端がマンドレル32に巻き付いてマンドレル32のトルク(張力トルク等)が設定値に達した時点で張力制御に切り替える。また、制御部37は、熱延鋼板12がマンドレル32とラッパーロール33の間に進入した際に、ラッパーロール33が熱延鋼板12を押圧するように制御する。この際にラッパーロール33の制御は、熱延鋼板の先端位置をトラッキングしてAJC制御により行う。また、熱延鋼板12のマンドレル32に対する巻数が所定の巻数に達してもマンドレル32が張力制御に切り替わらない場合は、ラッパーロール33の制御をAJC制御からCPR制御に切り替える。
The
また、制御部37は、マンドレル32が熱延鋼板12を予め指定された所定の巻数を巻き取りした段階で、ラッパーロール33に開指令を出し、ラッパーロール33を開放させる。
Further, the
さらに、制御部37は、熱延鋼板12とマンドレル32との間にスリップが発生したことを検知した場合に、ラッパーロール33に全閉指令を出し、ラッパーロール33をCPR制御して熱延鋼板12の巻取りを可能にする。
Further, when the
ラッパーロール33のAJC制御は、鋼板先端に対応する段差がラッパーロール33に衝突することによって発生する鋼板のトップマーク(重ね傷)を最小にするために行う制御であり、図3に示すように行われる。すなわち、AJC制御は、図3(a)に示すようにCPR制御が行われているラッパーロール33に、鋼板先端に対応する段差が近づくと、段差が到達する前に、図3(b)に示すように、ラッパーロール33の制御をCPR制御から定位置制御(CPC(Constant-Position-Control)制御)に切り替えて、ラッパーロール33をマンドレル32から離れた位置にジャンプさせ、鋼板先端に対応する段差がラッパーロールを通過した際に、図3(c)に示すように、ラッパーロール33をマンドレル32方向に移動させ、マンドレル32に接触した時点でCPR制御を開始する制御である。
The AJC control of the
<巻取装置による巻取動作>
次に、以上のように構成された巻取装置による巻取動作(巻取方法)について説明する。
<Winding operation by the winding device>
Next, the winding operation (winding method) by the winding device configured as described above will be described.
加熱炉1によって数百〜千数百℃に加熱された鋼スラブ10は、粗圧延機2で所定の厚さまで圧延されてシートバー11とされ、仕上圧延機3で圧延されて熱延鋼板12となり、熱延鋼板12はランナウトテーブル6で冷却装置4により所定の温度に冷却され、巻取装置5に送られる。
A
巻取装置5においては、パスライン22に沿って搬送された熱延鋼板12がピンチロール31a,31bにより通板角度を斜め下方に変えられ、巻き取りライン23に導かれる。熱延鋼板12は、シュートロール35およびシュートガイド42、43の間を通り、マンドレル32とラッパーロール33の間に導かれる。
In the winding
次に、熱延鋼板の先端をマンドレル32に巻き付け、芯を形成する。芯を形成するとは、鋼板先端をマンドレルに密着した状態で巻き付けて、スリップが生じない状態で固定された芯とすることである。
Next, the tip of the hot-rolled steel sheet is wound around the
この際の手順について、図4を参照して説明する。
まず、図4(a)のように、熱延鋼板12がマンドレル32とラッパーロール33の間に導かれる前に、マンドレル32およびラッパーロール33を所定の速度で回転させる。このときの回転速度は、熱延鋼板12の搬送速度よりも大きくなるようする。
The procedure at this time will be described with reference to FIG.
First, as shown in FIG. 4A, before the hot-rolled
次いで、図4(b)のように、熱延鋼板の先端がマンドレル32とラッパーロール33の間に進入すると、所定のタイミングでマンドレル32が過拡大して熱延鋼板12を引き込み、ラッパーロール33がマンドレル32に巻き付いた熱延鋼板12を所定の圧力で押圧し、熱延鋼板12をマンドレル32に密着させる。このときラッパーロール33はAJC制御により制御される。
Next, as shown in FIG. 4B, when the tip of the hot-rolled steel sheet enters between the
次いで、図4(c)のように、熱延鋼板12の先端がマンドレル32に巻き付いてトルク(張力トルク等)が徐々に上昇していき、トルクの値が予め定めた設定値に達して所定時間継続した際に、芯が形成されたと判断し、マンドレル32の制御を速度制御から張力制御に切り替え、ロードオンする。すなわち、所定速度で回転する制御から、熱延鋼板の張力が一定となる制御に切り替える。このときの継続時間は500msecが好ましい。また、このときの張力は、ピンチロール31a,31bにより形成される。
Next, as shown in FIG. 4C, the tip of the hot-rolled
このとき、ラッパーロール33のAJC制御では、上述したように、ラッパーロール33に鋼板先端に対応する段差が到達する前に、ラッパーロール33を熱延鋼板12から離れた位置にジャンプさせるので、不可避的にラッパーロール33が熱延鋼板12を押圧していない期間が生じ、芯形成には不利な方向に作用する。このため、このような制御では熱延鋼板12の芯形成が遅れ、芯形成までの間に熱延鋼板12とマンドレル32との間でスリップが生じるおそれがある。特に、3.0mm以下の薄物で巻き取り温度が低い熱延鋼板を巻取るときにスリップが発生しやすい。
At this time, in the AJC control of the
スリップが発生すると、巻取りを継続することができず、巻取るラインを急速停止する他はなく、当材はスクラップとなるばかりでなく、ライン上にあるシートバーは半成材となり、半成材の処理の間ラインを止めておく必要があるため、処理能率、安定稼働、歩留まりを著しく阻害してしまうため、スリップを防止する必要がある。 When a slip occurs, the winding cannot be continued, and the winding line can only be stopped quickly, and this material not only becomes scrap, but also the sheet bar on the line becomes a semi-finished material. Since it is necessary to stop the line during processing, the processing efficiency, stable operation, and yield are remarkably hindered, so it is necessary to prevent slipping.
これに対して、マンドレルの制御をCPR制御にすると、芯形成を短時間で行え、スリップを生じ難くできることが判明した。すなわち、CPR制御は定圧力制御であるから、先端巻取の間、ラッパーロール33は、マンドレル32に巻き付いた熱延鋼板12を常に押圧している状態となり、熱延鋼板が芯形成を短時間で行うことができる。
On the other hand, it has been found that if the mandrel control is CPR control, the core can be formed in a short time, and slip can be hardly generated. That is, since the CPR control is a constant pressure control, the
このことを、図5を参照して説明する。図5は、AJC制御の場合とCPR制御の場合とで、マンドレル32のトルクの変化を示す図である。この図に示すように、CPR制御の場合には、AJC制御よりもマンドレルのトルクが上昇しやすく、熱延鋼板の先端がマンドレル32とラッパーロール33の間に進入してから、マンドレルのトルクが設定値に達するまでの時間がAJC制御の場合よりも短い。その結果、CPR制御におけるマンドレルをロードオンするまでの時間を1とすると、AJC制御におけるマンドレルをロードオンするまでの時間が1.8であり、AJC制御の場合のロードオンするまでの時間がCPR制御の場合の約2倍であった。
This will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram showing a change in torque of the
このような知見に基づき、本実施形態では、熱延鋼板の先端がマンドレル32とラッパーロール33の間に進入してからAJC制御を行い、熱延鋼板12のマンドレル32に対する巻数が所定の巻数(例えば3巻)に達してもマンドレルが張力制御に切り替わらない場合は、ラッパーロール33の制御をAJC制御からCPR制御に切り替える。
Based on such knowledge, in this embodiment, AJC control is performed after the tip of the hot-rolled steel sheet enters between the
これにより、その後短時間でマンドレルのトルクを設定値まで上昇させてマンドレルの制御を張力制御に切り替えることができるため、熱延鋼板12が薄物であっても、先端スリップの発生を抑制することができ、高強度厚肉鋼板から薄物まで、先端スリップを発生させることなく巻取ることができる。
Thereby, since the mandrel torque can be raised to the set value in a short time and the mandrel control can be switched to the tension control, the occurrence of tip slip can be suppressed even if the hot-rolled
マンドレル32が熱延鋼板12を予め指定された所定の巻数を巻き取りした段階で、ラッパーロール33に開指令が出され、ラッパーロール33が開放する。そして、マンドレル32は、張力制御により巻取りを継続する。
When the
ところで、通常は、マンドレル32のトルクが上昇し、張力制御に切り替わった際には、芯が形成されていて、熱延鋼板12とマンドレル32との間にスリップは生じないが、マンドレルの制御が張力制御に切り替わっても、実際にはマンドレル32に十分に芯が形成されておらずスリップが発生することがある。
By the way, normally, when the torque of the
上述したように、完全自動化の進んだ現在の巻取装置では、スリップが発生すると、巻取りを継続することができず、ラインを急速停止する他はないが、半成材の処理等に時間がかかるため、ラインのダウンタイムが長くなり、処理能率、安定稼働、歩留まりを著しく阻害してしまう。 As described above, in the current winding device that has been fully automated, when a slip occurs, the winding cannot be continued, and there is no other way than to stop the line rapidly. For this reason, the downtime of the line becomes long, and processing efficiency, stable operation, and yield are significantly hindered.
そこで、熱延鋼板12とマンドレル32との間にスリップが発生したことが検出された際に、制御部37からラッパーロール33に全閉指令を出し、ラッパーロール33をCPR制御し、マンドレル32とピンチロール31a,31bの間の熱延鋼板12に張力を生じさせることにより熱延鋼板12の巻取りを可能にする。これにより、スリップが生じたときのラインのダウンタイムを大幅に短縮することができる。
Therefore, when it is detected that slip has occurred between the hot-rolled
本発明のような完全自動化された巻取装置においては、0.1〜0.2secといった極短時間のうちに巻取可否の結果が決まり、巻取りができない場合に主に巻取速度が速く巻き取り温度が高い薄物材でスリップが発生するが、本発明では、巻取の可否をマンドレルのトルクにより把握し、これに基づいてラッパーロールをAJC制御からCPR制御に切り替えるという自動制御により対応するので、高強度厚肉鋼板から薄物まで、熱延鋼板の先端のスリップの発生を効果的に抑制することができる。 In a fully automated winding device such as the present invention, the result of whether or not winding is possible is determined within an extremely short time of 0.1 to 0.2 sec, and the winding speed is mainly high when winding is not possible. Although slip occurs in a thin material having a high winding temperature, in the present invention, whether or not winding is possible is determined by the mandrel torque, and based on this, automatic control is performed to switch the wrapper roll from AJC control to CPR control. Therefore, the occurrence of slip at the tip of the hot-rolled steel sheet can be effectively suppressed from a high-strength thick steel sheet to a thin object.
また、たとえスリップが発生しても、ラッパーロール33に全閉指令を出し、ラッパーロール33をCPR制御して、自動制御により最後まで巻取るようにするので、装置のダウンタイムを大幅に短縮することができる。
Even if a slip occurs, a fully closed command is issued to the
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々変形が可能である。例えば上記実施形態では、マンドレルのトルクの値が予め定めた設定値に達した後の継続時間として500msecを例示したが、これに限らず、装置仕様等に応じて適宜設定すればよい。また、ラッパーロールの制御をAJC制御からCPR制御に切り替える際にトリガーとなるマンドレルが張力制御に切り替わらない熱延鋼板の巻数として3巻きを例示したが、これに限らず、熱延鋼板の厚さ等に応じて適宜設定すればよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made. For example, in the above-described embodiment, 500 msec is exemplified as the duration after the value of the mandrel torque reaches a predetermined set value. However, the present invention is not limited to this, and may be set as appropriate according to the apparatus specifications. Moreover, although the mandrel used as a trigger when switching the control of the wrapper roll from AJC control to CPR control is exemplified as the number of turns of the hot-rolled steel sheet that is not switched to the tension control, the thickness of the hot-rolled steel sheet is not limited to this. What is necessary is just to set suitably according to etc.
以下、本発明の実施例について説明する。
ここでは、巻取装置として高強度極厚材から薄物まで巻取り可能なマルチコイラーを用いた。対象とする熱延鋼板の材料としてSPHCを用い、厚み250mm、幅1200、1500、1800mm、重量20トンのスラブを熱間圧延ラインの粗圧延工程、仕上圧延工程を経て厚み1.2mm、2.3mm、3.0mmに仕上げ、冷却テーブル上にて600℃まで冷却したのちに巻取装置に進入させた。巻取装置では、マンドレル、ラッパーロール、ピンチロールともに板厚近辺で待機させ、リード運転した。鋼板を巻取装置に進入させた後、ラッパーロールの制御を段差回避制御である先端AJC制御としたが、2.3mmt材で先端10回転しマンドレルが過拡大してもマンドレルトルクが立ち上がらず芯の形成ができていない状態であった。そこでラッパーロールの制御を、AJC制御からCPR制御に切替えた。その結果、先端部はマンドレルに巻付き、マンドレルが張力制御に切り替わり、スリップによるダウンを発生させることなく巻取りが完了した。これにより高強度極厚材の巻取りが可能なマルチコイラーにて薄物の巻取りコイルを巻取ることができ、本発明による効果が確認された。
Examples of the present invention will be described below.
Here, a multi-coiler capable of winding from a high-strength very thick material to a thin material was used as the winding device. SPHC is used as the material of the target hot-rolled steel sheet, and a slab having a thickness of 250 mm, a width of 1200, 1500, 1800 mm and a weight of 20 tons is subjected to a hot rolling line rough rolling process and a finishing rolling process to a thickness of 1.2 mm. After finishing to 3 mm and 3.0 mm, and cooling to 600 ° C. on the cooling table, it was made to enter the winding device. In the winding device, the mandrel, the wrapper roll, and the pinch roll were all kept waiting in the vicinity of the plate thickness, and the lead operation was performed. After the steel sheet has entered the winding device, the wrapper roll is controlled by the tip AJC control, which is a step avoidance control, but the mandrel torque does not rise even if the mandrel is excessively enlarged by rotating the
また、3.0mmの熱延鋼板を巻取装置に進入させた後、ラッパーロールの制御を差回避制御である先端AJC制御とし、張力制御に切り替わったが先端9巻きし、ラッパーロール開タイミングでスリップが発生した。そこでラッパーロールに閉指令を与えラッパーロールの制御をCPR制御とし、鋼板に張力を与えて巻取りを完了させた。同様にスリップによるダウンを発生させることなく巻取装置で巻取ることができ、本発明による効果が確認された。 In addition, after the hot rolled steel sheet of 3.0 mm entered the winding device, the control of the wrapper roll was changed to the tip AJC control that is the difference avoidance control, and switched to the tension control, but the tip 9 was wound, and the wrapper roll was opened at the timing. A slip occurred. Therefore, a closing command was given to the wrapper roll to control the wrapper roll to CPR control, and tension was applied to the steel sheet to complete the winding. Similarly, it was possible to wind with a winding device without causing down due to slip, and the effect of the present invention was confirmed.
1 加熱炉
2 粗圧延機
3 仕上圧延機
4 冷却装置
5 巻取装置
10 鋼スラブ
11 シートバー
12 熱延鋼板
22 パスライン
23 巻取ライン
31a,31b ピンチロール
32 マンドレル
33 ラッパーロール
35 シュートロール
36 ホールドダウンロール
37 制御部
100 熱間圧延設備
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heating furnace 2 Coarse rolling mill 3 Finish rolling mill 4
Claims (10)
熱延鋼板の先端が前記マンドレルに達する前に、前記マンドレルを速度制御し、
熱延鋼板の先端が前記マンドレルに巻き付いた際に、前記ラッパーロールにより前記マンドレルに巻き付いた熱延鋼板を押圧し、その際に、熱延鋼板の先端位置をトラッキングしつつ前記ラッパーロールの制御を段差回避制御であるAJC(Auto Jumping Control)制御により行い、
熱延鋼板の先端が前記マンドレルに巻き付いた際の前記マンドレルのトルクが予め設定した値に達した際に、前記マンドレルの制御を速度制御から張力制御に切り替え、
前記マンドレルに対する熱延鋼板の巻数が所定の巻数に達しても張力制御に切り替わらない場合に、前記ラッパーロールの制御をAJC制御から、CPR(Constant Pressure Regulation)制御に切り替えることを特徴とする熱延鋼板の巻取方法。 A mandrel around which the hot-rolled steel sheet is wound, a pinch roll that applies tension to the hot-rolled steel sheet wound around the mandrel, and at least three wrappers that are provided around the mandrel and press the hot-rolled steel sheet wound around the mandrel Using a winding device having a roll, in a hot rolling process, a method of winding a hot-rolled steel sheet for winding a hot-rolled steel sheet,
Before the tip of the hot-rolled steel sheet reaches the mandrel, the mandrel is speed controlled,
When the tip of the hot-rolled steel sheet is wound around the mandrel, the hot-rolled steel sheet wound around the mandrel is pressed by the wrapper roll, and at this time, the wrapper roll is controlled while tracking the tip position of the hot-rolled steel sheet. Performed by AJC (Auto Jumping Control) control, which is step avoidance control,
When the torque of the mandrel when the tip of the hot-rolled steel sheet is wound around the mandrel reaches a preset value, the control of the mandrel is switched from speed control to tension control,
When the number of turns of the hot-rolled steel sheet with respect to the mandrel reaches a predetermined number, the control of the wrapper roll is switched from AJC control to CPR (Constant Pressure Regulation) control when the roll control is not switched. Winding method of steel sheet.
前記ラッパーロールに全閉指令を出し、前記ラッパーロールをCPR(Constant Pressure Regulation)制御することにより、前記マンドレルと前記ピンチロールとの間の熱延鋼板に張力を生じさせ、熱延鋼板の巻取りを可能にすることを特徴とする請求項3に記載の熱延鋼板の巻取方法。 When the slip occurs between the front Symbol mandrel and hot-rolled steel sheet,
By giving a fully closed command to the wrapper roll and controlling the wrapper roll by CPR (Constant Pressure Regulation), tension is generated in the hot rolled steel sheet between the mandrel and the pinch roll, and the hot rolled steel sheet is wound. The method for winding a hot-rolled steel sheet according to claim 3, wherein:
熱延鋼板が巻き付けられるマンドレルと、
前記マンドレルに巻き付けられた熱延鋼板に張力を与えるピンチロールと、
前記マンドレルの周囲に設けられ、前記マンドレルに巻き付けられた熱延鋼板を押圧する少なくとも3つのラッパーロールと、
前記マンドレルと前記ラッパーロールを制御する制御部とを有し、
前記制御部は、
熱延鋼板の先端が前記マンドレルに達する前に、前記マンドレルを速度制御し、
熱延鋼板の先端が前記マンドレルに巻き付いた際に、前記ラッパーロールにより前記マンドレルに巻き付いた熱延鋼板を押圧し、その際に、熱延鋼板の先端位置をトラッキングしつつ前記ラッパーロールの制御を段差回避制御であるAJC(Auto Jumping Control)制御により行い、
熱延鋼板の先端が前記マンドレルに巻き付いた際の前記マンドレルのトルクが予め設定した値に達した際に、前記マンドレルの制御を速度制御から張力制御に切り替え、
前記マンドレルに対する熱延鋼板の巻数が所定の巻数に達しても張力制御に切り替わらない場合に、前記ラッパーロールの制御をAJC制御から、CPR(Constant Pressure Regulation)制御に切り替えることを特徴とする熱延鋼板の巻取装置。 In the hot rolling process, a hot rolled steel sheet winding device for winding the hot rolled steel sheet,
A mandrel around which a hot-rolled steel sheet is wound;
A pinch roll that applies tension to the hot-rolled steel sheet wound around the mandrel;
At least three wrapper rolls that are provided around the mandrel and press the hot-rolled steel sheet wound around the mandrel;
A controller for controlling the mandrel and the wrapper roll;
The controller is
Before the tip of the hot-rolled steel sheet reaches the mandrel, the mandrel is speed controlled,
When the tip of the hot-rolled steel sheet is wound around the mandrel, the hot-rolled steel sheet wound around the mandrel is pressed by the wrapper roll, and at this time, the wrapper roll is controlled while tracking the tip position of the hot-rolled steel sheet. Performed by AJC (Auto Jumping Control) control, which is step avoidance control,
When the torque of the mandrel when the tip of the hot-rolled steel sheet is wound around the mandrel reaches a preset value, the control of the mandrel is switched from speed control to tension control,
When the number of turns of the hot-rolled steel sheet with respect to the mandrel reaches a predetermined number, the control of the wrapper roll is switched from AJC control to CPR (Constant Pressure Regulation) control when the roll control is not switched. Steel sheet winding device.
前記マンドレルと熱延鋼板との間にスリップが生じた場合に、
前記ラッパーロールに全閉指令を出し、前記ラッパーロールをCPR(Constant Pressure Regulation)制御することにより、前記マンドレルと前記ピンチロールとの間の熱延鋼板に張力を生じさせ、熱延鋼板の巻取りを可能にすることを特徴とする請求項8に記載の熱延鋼板の巻取装置。 Before Symbol control unit,
When slip occurs between the mandrel and hot-rolled steel sheet,
By giving a fully closed command to the wrapper roll and controlling the wrapper roll by CPR (Constant Pressure Regulation), tension is generated in the hot rolled steel sheet between the mandrel and the pinch roll, and the hot rolled steel sheet is wound. The winding device for hot-rolled steel sheets according to claim 8, wherein
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