JPH04187314A - 熱間圧延設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、赤熱鋼帯の熱間圧延設備に関するものである
。

（ロ）従来技術 従来から、赤熱鋼片より、鋼帯を製造する熱間圧延ライ
ンには、鋼帯を巻き取るためのコイラが設置されている
。しかし、鋼帯温度が最大でも７００℃以下であるため
、通常、マンドレルには耐熱鋼を使用し、かつ水冷する
タイプのものが採用されてきた。

しかし、鋼帯温度が最高１２５０℃で、かつ、１３００
℃の保熱炉の中で、巻取・巻戻が必要な圧延ラインのコ
イラには、ｖ４械強度が不足するため従来型マンドレル
は使用できなくなる。

一般に、マンドレルに使用されている耐熱鋳鋼は５ＣＨ
１５相当であるが、高温になるほど強度が低下する０例
えば、高温引張強さでは６５０℃のとき、約４０　ｋｇ
ｆ／ｒｍ　’であったものが、１０００°Ｃになると１
０　ｋｏｆ／ｎｍ　’以下にまで低下してしまう。

まして、１３００℃に加熱保温されている保熱炉内に挿
入されるコイラ用マンドレルの機械的強度を確保するた
めには、マンドレル軸を多量の冷却水により冷却しなけ
ればならない、そのためには、マンドレル軸内の水の通
路を大きくとる必要があり、必然的にマンドレル軸も太
くなる。また、冷却水が増加すると、保熱炉に投入する
熱量も増加しなければならなくなる。

したがって、設備コスト、ランニングコストともに大幅
に増加してしまい、赤熱鋼帯を圧延することによるメリ
ットは、全部帳消しになってしまう。

断熱材のなかで最も機械的強度の高いのがセラミックで
あるか、機械的衝撃力や熱衝撃力は耐熱鋳鋼に遠く及ば
ない、また、逆にフェルトやブランケットのような断熱
材は、機械的衝撃力や熱衝撃力には抜群に強いが、機械
的強度は全熱ないに等しい、− 一方、常温から１２５０°Ｃの鋼帯を圧延する設備に設
置される。保熱炉内のコイラ・マンドレルには、機械的
強度・機械的衝撃特性、熱衝撃特性の高いことが要求さ
れる。

したがって、常温から１３００℃の温度幅かある保熱炉
内に設置されるコイラ・マンドレルは、断熱材と耐熱鋳
鋼の両方を使用して、機械的、熱的に耐えられるマンド
レルの構造をいかに構成するかということが最大の問題
点であった。

従来、熱間で少ない圧延機による圧延を行う場合、その
前後に長大なテーブルを要し、設備的におよび熱的に不
利となる。

特開昭５９−１９１５０３号公報では、圧延機前後に加
熱コイラを設け、圧延材の巻取・巻戻時に圧延を行い、
また、巻取コイルを昇熱・保温する発明を提案している
。

しかし、従来熱間鋼帯の巻取は設備的に誼しい面（耐熱
性）があり、無心コイラが一般的であった。前述のよう
な圧延では、圧延材に対して張力を付与する必要があり
、また、巻取がルーズ（巻取端面が凹凸状となる）にな
らないように、マンドレル式巻取が好ましい、しかし、
耐熱性の高いマンドレルがなかった。

従来より、熱間圧延材を冷却巻取するダウンコイラで、
巻取温度を高める要求に対処するために、特公昭６０−
３２６９４号公報では、マンドレル表面に、断熱性のス
プールを設けて鋼帯を巻き取る方法を提案している。ま
た、実公昭６１−３５２９３号公報では、セグメント表
面に断熱材を張り付けたマンドレルを、そして、特開昭
５７−３６０１８号公報ではセグメント表面を凹凸状と
し、伝熱面積を減じたマンドレルをそれぞれ提案してい
る。これらは、いずれも高温巻取または、巻取鋼帯の先
端部（マンドレルに接する部分等１）の急冷防止に適用
されている。

このような高温巻取を実現する巻取機として、特開昭６
１−１４０２０号公報に提案されているものがある。そ
れは、マンドレルの外周を断熱フードで覆い、ガイド類
も断熱・耐熱対策を施したコイラが提案されている。し
かし、このマンドレルは、仕上げ圧延温度か８００〜９
００℃以下の温度の高温材に適用されるにすぎない、断
熱も、主として放射冷却を防止する程度のものであり、
各部の構造材は、強度を失うほどの温度ではない。

（ハ）発明が解決しようとした課題 本発明か解決しようとした課題は、小規模なスベー、、
スおよび装置で熱間鋼帯を効率よくかつ正確に圧延でき
る設備およびその設備中のコイラに用いるマンドレルを
耐熱性にする構造を得ることにある。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明の熱間圧延設備は、熱間圧延機によって熱間鋼帯
を圧延するラインにおいて、該ラインの両端にそれぞれ
設けられたコイルボックスと、該コイルボックス内にそ
れぞれ設、けられていて鋼帯の巻取・巻戻を行うコイラ
と、前記熱間圧延機と前記コイルボックスの少なくとも
一方との間に股？−Ｊられた加熱・保温炉と、前記コイ
ルボックスを鋼帯の幅方向に移動する駆動機器と、前記
各コイルボックスの入側に設けられていて鋼帯の蛇行を
検出する蛇行検出器と、該蛇行検出器の出力にもとづい
て前記駆動機器の作動を制御する制御器とからなる手段
によって、上記課題を解決している。

前記コイラはそれぞれ鋼帯の巻取・巻戻用のマンドレル
を備え、該マンドレルは、耐熱鋳鋼からなる各軸の外周
の゛鋼帯巻付き領域にセラミックからなる複数分割の弓
形セグメントを固定し、該セグメント間および該セグメ
ントと前記各軸との間の間隙に断熱シートを挿入し、前
記各軸の外周の軸受領域を成形断熱材で被覆し、前記各
軸の直径方向でかつ前記鋼帯巻付き領域に鋼帯先端を衝
え込む耐熱鋼からなるグリッパを固定した構成になって
いる。

（ホ）作用 一般に、コイラ等で鋼帯を巻き取る際には、鋼帯にテン
ションをかけなか石巻き取る必要がある。

そのとき、コイラのマカドレルにはそのテンションによ
る巻締り力がかかる。また、鋼帯が蛇行すると、巻取状
態がタケノコ状になるため蛇行調整が必要である。この
ときは、マンドレルに曲げ応力がかかり、板切れの際に
はその状態に応じたさまざまな衝撃力がかかる。マンド
レルには鋼帯の先端を挾み込むスリットが必要である。

しかし、巻始めにはその鋼帯を曲げるために部分的な力
もかかる。また、マンドレルが保熱炉内に挿入されるた
め、常温から１３００℃に昇温するまでの温度変化に耐
え、かつ常温から１２５０℃の幅を持つ鋼帯がらの熱的
影響にも耐えなければならない０以上を　　　　□解決
するため、本発明では断熱材と耐熱鋳鋼の利点を組み合
せる。

コイラ内は短時間で、鋼帯の巻取・巻戻が行われること
により、内部で加熱するのは制御的（容積に応じた加熱
量調整）に龍しく、鋼帯全長にわたって均一加熱するこ
とが雛しいので、加熱は別に設ける。張力付与のため、
マンドレルに巻き取る必要があり、早期張力可能とした
ために、グリップ式とした。コイルの巻取時の調整は、
炉外に設けた計測器（耐熱上の関係）で調整可能とした
なめにカバーの一部を開閉可能にする。なお、マンドレ
ル内部は水冷とした。

（へ）実締例 次に、第１図から第６図までを参照して、本発明の熱間
圧延設備の実施例について説明する。

本発明の熱間圧延設備は、第１図に概略的に示すように
、熱間圧延ａｌｌによって熱間鋼帯２を圧延するライン
３に適用される。

本発明の熱間圧延設備は、ライン３の両端にそれぞれ設
けられたコイルボックス４と、コイルボックス４内にそ
れぞれ設けられていて鋼帯２の巻取・巻戻を行うコイラ
５と、熱間圧延Ｉｌｌとコイルボックス４の少なくとも
一方との間に設けられた加熱・保温炉６と、コイルボッ
クス４を鋼帯２の幅方向に移動する駆動機器７と、各コ
イルボックス４の入側に設けられていて鋼帯の蛇行を検
出する蛇行検出器８と、蛇行検出器８の出力にもとづい
て駆動機器７の作動を制御する制御器９とからなる。

第２図および第３図は本発明にもとづいて構成された実
機の側面図および正面図である。

第１図および第２図に示すように、コイルボックス４の
入側には１対のピンチロール４１がそれぞれ設けられて
いる。コイルボックス４の外部には、鋼帯の巻付きを確
認するための検出器４２が設けられている。また、コイ
ルボックス４は開閉自在のカバー４３（第２図）が取り
付けられている。

第３図に示すように、コイラ５はコイルボックス４の外
部に設けである回転駆動機器５１によって回転される。

コイルボックス４は支′持台１０上で駆動機器７によっ
て鋼帯２の幅方向に移動される。

次に、第４図から第６図までを参照して、本発明の設備
に用いられるマンドレル５２の実施例について説明する
。

マンドレル５２は、コイラ５に設けられる。マンドレル
５２は、耐熱鋳鋼からなる心動５２１の外周の鋼帯巻付
き領域Ｓにセラミックからなる複数分割の弓形セグメン
ト５２２を固定し、セグメント５２２問およびセグメン
ト５２２と心動５２１との間の間隙に断熱シート５２３
を挿入し、心動５２１の外周の軸受領域Ｊを成形断熱材
５２４で被覆し、心動５２１の直径方向でかつ鋼帯巻付
き領域Ｓに鋼帯先端を衡え込む耐熱鋼からなるグリッパ
５２５を固定した構成になっている。

なお、心動５２１を′冷却するために、心動５２１の軸
心方向に通路５２６が設けられている。

弓形セグメント５２２は、第６図に示すように、ボルト
５２７によって心動５２１に固定される。

ボルト５２７の頭部内側には皿バネ５２８が入れられて
ネジのゆるみを防止するとともに、ボルト５２７の頭部
上方には断熱材５２９が埋め込まれる。

第４図に示すように、コイルボックス４から外に出るマ
ンドレル５２の部分を不活性カス封入部４４によって密
封し、酸化防止を図っている。

次に、マンドレル５２の具体的実施例について説明する
。

心動５２１に５ＣＨＩＯ相当かそれ以上の耐熱鋳鋼を使
用し、直径は、スリットによる切欠係数を考慮した上で
、板の巻締力に耐える寸法をとる。

その外周に、円弧１５０圓から３００圓、長さで１２０
面から１８０鰭、厚み５０Ｂから１００市のセラミック
のセグメント５２２をそれぞれ４本のボルト５２７で仕
上りか真円になるように固定する。

このセラミックのセグメント５２２と耐熱鋳鋼の心動５
２１との境界およびセグメント間には０．５　ａｍから
１．５　ａｍのギャップを設け、その間にクツション材
としてアスベストシート５２３を挿入する。また、セグ
メント５２２の耐熱鋳鋼側コーナ部はＣ４からＣ６の面
取りを施し、取付はボルト５２７には皿バネ５２８＋平
座金を使用して締め付け、その外側には、直接熱がボル
ト５２７に及ばないよう断熱材５２９を充填する。

上記構造の構成は、鋼帯の板厚、幅、温度の他、保温炉
の最高使用温度、昇降温速度、セラミックの材質等によ
って異なるが、上記寸法の範囲で製作すれば、問題なく
熱間におけるコイラの機能を満足させることが可能とな
る。

（ト）効果 本発明によれば、既存設備のわずかな変更によって、小
規模の空間と装置からなる設備によって、効率的な熱間
圧延が可能となる。また、コイラに使用するマンドレル
は広範囲の温度変化に耐えるので、マンドレルの故障は
激減する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の熱間圧延設幅の概略構成説明図、第２
図は本発明にもとづいて構成された熱間圧延設備の一部
の側面図、第３図は第２図の■−■線からみた正面図、
第４図は本発明のコイラに用いるマンドレルの一部の縦
断面図、第５図は第４図のｖ−ｖ線からみた横断面図、
第６図は第５図のＶｌ−Ｖｌ線からみた部分断面図。 １：熱間圧延Ｉｍ　　　　　２：熱間鋼帯３：熱間圧延
ライン　　４：コイルボックス５：コイラ　　　　　　
６：加熱・保温炉７：駆動機器　　　　　８：蛇行検出
器（外４名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、熱間圧延機によって熱間鋼帯を圧延するラインにお
   いて、該ラインの両端にそれぞれ設けられたコイルボッ
   クスと、該コイルボックス内にそれぞれ設けられていて
   鋼帯の巻取・巻戻を行うコイラと、前記熱間圧延機と前
   記コイルボックスの少なくとも一方との間に設けられた
   加熱・保温炉と、前記コイルボックスを鋼帯の幅方向に
   移動する駆動機器と、前記各コイルボックスの入側に設
   けられていて鋼帯の蛇行を検出する蛇行検出器と、該蛇
   行検出器の出力にもとづいて前記駆動機器の作動を制御
   する制御器とからなる熱間圧延設備。 ２、前記コイラはそれぞれ鋼帯の巻取・巻戻用のマンド
   レルを備え、該マンドレルは、耐熱鋳鋼からなる心軸の
   外周の鋼帯巻付き領域にセラミックからなる複数分割の
   弓形セグメントを固定し、該セグメント間および該セグ
   メントと前記心軸との間の間隙に断熱シートを挿入し、
   前記心軸の外周の軸受領域を成形断熱材で被覆し、前記
   心軸の直径方向でかつ前記鋼帯巻付き領域に鋼帯先端を
   衝え込む耐熱鋼からなるグリッパを固定した構成になつ
   ていることを特徴とした請求項１記載の熱間圧延設備。