JPH0685921B2 - 可逆式冷間圧延方法及び設備 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ストリツプ（金属板）を冷間で圧延しリール
（巻取機）にて張力をかけ巻取る冷間圧延設備に係り、
特に可逆式圧延設備において圧延歩留りを向上させるリ
ールの構造に関する。

〔従来の技術〕

第９図に従来の可逆式圧延設備の概略を示す。圧延機は
６段圧延機で例示してあるが基本的概略は４段圧延機で
も20段圧延機でも同様である。すなわち、入側リールド
ラム１に巻回された素材コイル２から送り出されストリ
ツプとなるべき素材３は入側デフレクタローラ４に案内
されて圧延機に送られ、圧延機のロールハウジング５内
において上作業ロール６と下作業ロール７に挟まれて圧
延がされる。尚、前記デフレクタローラ４は、コイル２
の径の変化にもかかわらず素材３を一定の高さ位置に保
つためのものである。圧延されたストリツプ８は出側デ
フレクタローラ９に案内され出側リールドラム10に巻回
される。このときストリツプ８の先端は出側リールドラ
ム10に設けられるドラムグリツプ11につかまれる。この
ようにして素材３の全長にわたつて圧延がなされ、圧延
後のストリツプ８が出側リールドラム10に巻回されスト
リツプコイル12が最大径になつた後には今後は逆の方向
にストリツプ８が送られ圧延がなされる。このようにし
てストリツプ８は徐々に圧延がなされていく。この第９
図に示されたものは可逆式冷間圧延設備の基本的な方式
があり、公知例は多数存在するが、代表的な例として下
記公知例がある。

・特開昭61−52901 ・日立評論別冊第29号（昭和34年５月）第３頁“センジ
マーZR22−50形圧延設備” 山本秀幸，谷口哲二 U.D.C621.771.1 そして、冷間圧延の圧延機では通常２〜3mmの厚みのス
トツプ（金属板）の素材を１〜0.2mmに、３〜５開の可
逆圧延で減厚する圧延機の中心とリールドラム1,10のグ
リツプから外して圧延しない限り圧延されないまま未圧
延部として残り製品とならずスクラツプとなる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前述のように従来の可逆式圧延法では、未圧延部発生に
よる歩留りの低下が生ずるが、これは無視できる量とな
る。したがつて、圧延機とリールドラムの距離“L"はで
きるだけ短いことが、ストリツプのスクラツプを減らし
圧延歩留りを向上させるために必要である。しかしなが
ら、実際には、第10図に示すように出側デフレクタロー
ラ９の近くにはストリツプ８の板厚を計る板厚計13が存
在し、またストリツプ８の巻取りを終つたストリツプコ
イル12を搬出するためにレール14の上を走行して支持台
15によりストリツプコイル12を支持する搬出コイルカー
16が存在する。そして、圧延機側の通板装置（図示せ
ず）、板厚計13（第10図）等と最大径になつたときのス
トリツプコイル12との間あるいは圧延機のロールハウジ
ング５とコイル搬出用のコイルカー16との間の干渉をさ
けるための必要なスペースが大きく、実際問題として
“L"寸法を短くすることには限界があつた。今、代表的
な圧延機寸法を板幅が最大1270mmの規模として、圧延素
材の平均を2.5mm厚,1000mm幅，コイル重量15トン，月産
３万トンと仮定すると、第９図の寸法Ｌは約4.5mである
ので、ストリツプと未圧延部の重量はコイルの先端及び
後端を合計して となる。これは15トンコイルの1.18％に当り月産３万ト
ンで354トン，年産36万トンとして4248トンのスクラツ
プが生じることとなり膨大な損失を発生する。これを防
止する方法として二つの方法がある。一つは、毎回、ス
トリツプ先後端をドラムクリツプから外し端部まで延設
し再びグリツプをおこなつて圧延する方法であるが、こ
れは工程数が増え生産性を著しく低下させること、及び
グリツプを外すとストリツプに張力をかけられぬことか
ら薄物圧延には困難であるため板厚が厚くコイル重量も
小さく圧延速度も遅い非鉄用の小規模設備に応用される
のみで、薄物・高速・大型設備に適用することは困難で
ある。もう一つの方法は、サービステールを用いる方法
である。これは圧延すべきコイルの先後端に余分のスト
リツプを溶接で接続して本コイルの全長を圧延可能にす
る方法であるが、この方法では、毎コイルの先端及び後
端に圧延前の溶接と圧延後の切断除去をおこなわねばな
らないという余分な費用が発生するため、ステンレス等
の如く高価な材料でないと経済的に成立しない。

本発明は上述のような“L"寸法分のスクラツプ発生とい
う無駄を大幅に減少させる圧延方法及び圧延設備を提供
することを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

第１発明の圧延方法は、圧延機の入側及び出側に各々１
台のリールを備えて冷間圧延をおこなう可逆式圧延設備
において、前記リールのうち少なくとも１台のリールは
リールドラムと前記圧延機との間の距離を変更できるリ
ールドラムを有し、該ドラムに巻かれたストリツプコイ
ルの径が小さくなると前記距離を小さくし、該径が大き
くなると前記距離を大きくすることを特徴とするもので
ある。

また第２発明の圧延設備は、前記圧延方法に使用される
リールに特徴があり、駆動装置によつて回動される回動
アームの先端側にリールドラムが設けられ、回動アーム
の基端側の回動中心には巻取モータのピニオンギヤが同
軸に設けられ、該ピニオンギヤは回動アームの中間に位
置するアイドルギヤを介して前記リールドラムのドラム
軸のドラムギヤに噛合うことにより、リールドラムと前
記圧延機との間の距離を変更できるものである。

〔作用〕

前述のように、従来技術では、リールドラムと圧延機間
の寸法取合上必要なスペースが定まり“L"寸法を短縮で
きないという欠点があつた。しかしながら、圧延の開始
から終了までの過程を整理してみると、次のような事情
があることが判つた。すなわち、ストリツプコイルが巻
太り最大径になつたとき、及びストリツプコイル搬出の
ときにはスペースが必要となるが、ストリツプコイル小
径時（すなわち、巻取りはじめ，巻出し終わり時）には
大きなスペースは必要でないということである。従来技
術ではリールドラムは固定であり、“L"寸法は前者の条
件（ストリツプコイル最大径時、搬出コイルカー使用
時）から決められるために大きな寸法のままとなつてい
た。本発明では前述の分析から、リールドラムの位置を
小径時（巻取りはじめ，巻出し終わり）は圧延機に近づ
け、コイル巻太いときは従来のリールドラムの位置まで
戻すことができる。可逆式圧延であるから、片方のリー
ルでストリツプを巻取るときは、もう一方のリールはス
トリツプを巻出していき、次の圧延ではその逆となる。
そして、一つのリールドラムにおいて言うと、巻取開始
時にはリールドラムの位置を圧延機に近づけて、巻太る
と従来のリールドラムまで遠ざける。次パスの巻出し時
は、最初は従来のリールドラムの位置でストリツプを巻
出し、ストリツプコイルが小径になり巻出し終わりに近
づくとリールドラム位置を圧延機に近づける。これによ
りストリツプ先後端の未圧延部が短くなり、スクラツプ
発生量が大幅に減少する。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例を示す可逆式圧延設備の全体
概略図を示すものである。また可逆式圧延工程のうち第
１パス目（特に圧延開始時点）を示したものである。作
業ロール6,7等をロールハウジング５内に収納し、板押
え装置21等を備えた圧延機22の入側及び出側には各々１
台の移動リールドラム23,24が備えられている。圧延開
始時点においては素材コイル３が巻かれた素材巻出しド
ラム25が使用される。この素材巻出しドラム25は前記二
つのリールドラム23,24とは別に設けられるものであ
り、可逆圧延中に次の素材コイルを準備する作業を同時
におこなうために設けられる。この素材巻出しドラム25
から巻出された素材３は送出しローラ26及び板押え装置
21を通過して圧延機22内に入る。圧延機22内において上
作業ロール６及び下作業ロール７に接触して圧延がおこ
なわれ、出側デフレクタローラ９を介して出側リールド
ラム24に巻取られる。この出側リールドラム24及び後述
する入側リールドラム23はともに本発明に係る移動リー
ルドラムであり回動アーム27,28の先端に位置すること
により圧延機22との間の距離を変更できる。尚、回動中
心はＯ（O₁またはO₂）で表わす。出側リールドラム24に
巻取りが開始された時点においては出側リールドラム24
は圧延機22側に前進しており、巻取りがすすんで圧延さ
れた素材からなるストリツプ８のコイル12の径が大きく
なると図中点線で示すごとく出側リールドラム24′が後
退し圧延機22との距離を大きくする。このようにして第
１パスが終了するとストリツプ８（圧延のおこなわれた
素材）の後端は入側リールドラム23にグリツプされ、入
側リールドラム23に巻取られて第２パスが開始されるこ
とになる。なお第２パスの説明は後述する第６図〜第８
図において説明する。

次に第１図の出側リールドラム24（移動リールドラムで
ある）の拡大した詳細図を第２図に示す。出側リールド
ラム24は回動アーム28の先端側に設けられている。回動
アーム28を回動させる駆動装置は油圧シリンダ29であ
る。すなわち油圧シリンダ29から延びるピストン30の先
端において回動アーム28の先端側がピン結合31されてい
る。油圧シリンダ29の圧油は電磁切換弁32を介してポン
プＰによつて供給される。ストリツプコイル12の上方に
はストリツプコイルの径の大きさを測定するためのセン
サ33,34が設けられている。センサ33,34からの出力信号
は制御板35へ送られ、制御板35からは前記電磁切換弁32
を切換えるための信号が送られる。

尚、油圧シリンダ29はリールベース36に設けられてお
り、このリールベースは前記回動アーム28を一定の位置
に保つためのストツパ37,38を有する。

第３図に第２図の回動アーム28の縦断面図を示す。回動
アーム28の先端側にはドラム軸41が貫通して設けられて
いる。このドラム軸41は外側の中空軸42と内側のドラム
軸芯43により形成されている。ドラム軸芯43の先端に位
置するセグメント44は、ストツプコイル12を巻取るもの
である。セグメント44はドラム軸芯43に対しテーパ面45
で接触しており楔構造を形成している。またセグメント
44は軸方向には動かないように、セグメント44の後端部
が中空軸42と係合している。中空軸42の後端は油圧シリ
ンダ46を形成し、ドラム軸芯の後端はピストン47となつ
て前記油圧シリンダ46内に収納されている。油圧シリン
ダ46内には、回転接手48を介して地上の油圧供給源から
圧油が供給される。この油圧シリンダ46の働きによりピ
ストン47が軸方向に動くと、ピストン47と一体に形成さ
れるドラム軸芯43に対しテーパ面45において接触する前
記セグメント44が半径方向に拡縮する。セグメント44が
拡径された状態で巻取りがおこなわれ、巻取られたスト
リツプコイル12が抜取りれるときはセグメント44の縮径
がおこなわれる。中空軸42はころがり軸受49を介して回
動アーム18のフレーム50に支持されている。中空軸42の
前記回動アームのフレーム50内に位置する部分には、ド
ラムギヤ51が一体に設けられている。このドラムギヤ51
は回動アーム28のフレーム50内に存在するアイドルギヤ
52に噛合っている。このアイドルギヤ52は、回動アーム
28の基端側の回動中心に存在するピニオンギヤ53と噛合
っている。このピニオンギヤ53は巻取モータ54の回転軸
55とカツプリング56を介して接続している。巻取モータ
54は外部に固定されている。なお、図中において回動し
ないのは巻取モータ54、ピニオンギヤ53、及び回動アー
ム28を軸受57を介して支えるベース58である。

次に第４図〜第５図においてストリツプ８をセグメント
44にグリツプする構造を示す。セグメント44にはストリ
ツプ８が挿入されるスリツト61が存在し、このスリツト
61の幅を小さくできる油圧シリンダ62がセグメント44に
内蔵されている。すなわち油圧シリンダ62のピストン63
は先端がスリツト61の一部を形成するものであり、前進
することによりスリツト61の幅を小さくしストリツプ８
をグリツプすることになる。油圧シリンダ62への圧油の
供給は前記回転接手48（第３図）を通じ図示しない油孔
を介して地上からおこなう。なおこの油孔の途中には方
向切換弁があり、この方向切換弁の切換えによりグリツ
プの開閉動作がおこなわれる。

次に本実施例の作用を第１図及び第６図〜第８図を中心
にして説明する。なお第６図〜第８図は可逆式圧延にお
ける第２パスの状況を示すものである。まず第１図にお
いて既に説明したように、第１パスにおいては素材巻出
しドラム25から素材コイル２が巻出され圧延機22によつ
て圧延がなされた後に出側リールドラム24に巻取られ
る。この巻取りがすすみ出側リールドラム24のストリツ
プコイル12の径が少し大きくなると第２図に示すセンサ
33がコイル12表面までの距離H₁が小さくなつたことを検
出し、制御板35へ信号を送り、制御板35が電磁切換弁32
へ切換えを指令し油圧シリンダ29を働かせて回動アーム
28を回動させ出側リールドラム24の位置を第２図中Ｉの
位置からIIの位置へ移動させる。その後、このIIの位置
でストリツプコイル12の径が最大になるまで巻取りをお
こなう。なおこの第１パス終了後において素材コイル３
の末端は入側リールドラム23にグリツプされる（第６
図）。この入側リールドラム23は第２図で示す出側リー
ルドラムと同様に圧延機との間の距離を変更できる移動
リールドラムであり、圧延機側に前進した状態（第１図
中、実線の状態）である。なおこの実線の状態において
入側リールドラム23は前記素材巻出しドラム25から巻出
される素材３に干渉しない状態となつている。前記出側
リールドラム24の移動と同じように、入側リールドラム
23もストリツプコイルの径の大きさがある程度大きくな
るまで第１図実線の位置で巻取りもおこなう。ストリツ
プコイルの径がある程度以上大きくなると入側リールド
ラム23は第７図の位置まで移動し圧延機22との距離を大
きく取る。この位置でストリツプコイル12の径が最大と
なるまで巻取りをおこなう。出側リールドラム24のスト
リツプコイル12の径が小さくなつたことを、センサ34が
センサ34とストリツプコイル12の表面までの距離H₂が大
きくなつたことにより検出すると、信号を出し制御板35
を介して電磁切換弁32を切換え油圧シリンダ29によつて
出側リールドラム24の位置を第２図中IIの位置からＩの
位置へ移動させる（第２図参照）。以上、コイル径の検
出法としてセンサH₁,H₂を用いた説明を行つたが他にド
ラムへのストリツプの巻回数をラツプカウンタで読みと
りリールの移動を開始させることも可能である。これに
より出側リールドラム24と圧延機22との距離は短くな
り、未圧延部の長さを最小にすることができる（第８図
参照）。

このようにして未圧延部の長さを最小にすることができ
るのは、入側リールドラム23についても言える。すなわ
ち図示はしないが例えば第３パスにおいて入側リールド
ラム23からストリツプコイルを巻出す際に、入側リール
ドラム23を第６図の位置とすることにより入側リールド
ラム23と圧延機との距離を最小にし、したがつて未圧延
部の長さを最小にすることができる。以後同様な操作を
最終パスまで交互に繰り返しておこない、未圧延部の長
さを最小にした状態で圧延を終了することができる。

〔他の実施例〕

本発明において回動アーム27,28を回動する駆動装置は
油圧シリンダ29であつたが、他の実施例においてはモー
タ等であつてもかまわない。また回動アーム27,28内部
に存在するアイドルギヤ52は１個（第３図）であつたが
他の実施例においては複数個のアイドルギヤを設け回動
アーム27,28の長さを長くすることによりリールドラム
の移動距離を大きく取ることも可能である。

また前記実施例においては、リールドラムと圧延機との
間の距離を変更できるリールドラムすなわち移動リール
ドラムを、回動アーム27,28を使ったものについて説明
したが、他の実施例においては従来から存在するカロー
セルリールを使用することも可能である。このカローセ
ルリールは特開昭50−100463等にも記載されている。カ
ローセルリールとは回転する回転ハウジングに二つのリ
ールドラムが設けられ、これら二つのリールドラムは前
記回転にしたがつて公転できるものである。従来のカロ
ーセルリールの使用は、一般的に一方向連続圧延におい
て使用され可逆式圧には使用されていない。一方向連続
圧延であるからストリツプコイルの先端部分及び末端部
分はリールドラムのドラムグリツプから切離されて圧延
機の中を通過するので未圧延部分は生じないものであつ
た。したがつて従来のカローセルリールの使用において
は本発明の目的とする問題点の解決は意図されていな
い。

またカローセルリールが有する二つのリールドラムは、
大量かつ迅速にストリツプの圧延をおこなう一方向連続
圧延において使用されるものであり、そして圧延機の出
側で巻取られたストリツプコイルの交換を迅速におこな
うために用いられるものである。すなわち巻取りの終わ
つたリールドラムは後方（圧延機から遠ざかる方向）
へ、ストリツプコイルが外され新たに巻取りのはじまる
リールドラムは前方（圧延機に近づく方向）へ移動する
ように、カローセルリールの回転ハウジングが回転す
る。このようにカローセルリールは一方向連続圧延にお
いて使用することに意味がある。そしてカローセルリー
ルノハウジングは一方向にのみ回転する。したがつて本
発明に使用されるように二方向に動く回動はおこなわな
い。したがつて本発明において使用されるカローセルリ
ールの機能とは全く異なるものである。

さらに、特開昭61−52901には特殊な例としてカローセ
ルリールが可逆圧延に使用される従来例が開示されてい
る。しかしながらこの従来例は本発明のように圧延中に
おいてリールドラムの位置を変更するものではない。し
たがつてこの従来例の発明も本発明とは全く技術的思想
を異にするものである。

さらに前記実施例においては、圧延機の両側に移動リー
ルドラムを設けていたが、ストリツプコイルの単量が軽
く、また可逆式圧延のパス回数も少なくて圧延終了後、
ドラムからコイルを抜きとる時間が次コイルの圧延開始
を待たせることになるがこの時間が生産性に大きく影響
する実施例の場合は、ストリツプコイルを抜出す出側の
みにカローセルリールを設けることも可能である。

〔実施例の効果〕

第１図において示す圧延機22とリールドラムとの間の変
更できる距離ｌは、実際の設備で検討した結果約2mであ
つた。仮に、これだけの未圧延部が省略できると仮定す
ると0.5％の歩留り構造となり、年産36万トンの圧延機
で１年に1800トンもの大量のスクラツプを減少する効果
を産み出すことができる。仮に酸洗剤素材コイルの単価
をトン当り６万円とし、またスクラツプの正味価格をト
ン当り１万円として差引き５万円の利益を産み、年額に
して9000万円という巨額の利益を産み出すことになる。
さらに、電磁鋼板等材料単価の高いものはさらに応用価
値が大きい。

〔発明の効果〕

本発明の可逆式冷間圧延方法及び設備によればリールド
ラムを移動可能とすることによりリールドラムと圧延機
との間に存在する未圧延部の長さを短くでき、スクラツ
プ発生という無駄を減少させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す全体概略側面図、第２
図は第１図の要部拡大図、第３図は第２図の回動アーム
28の縦断面図、第４図は第３図のセグメント44付近の拡
大図、第５図は第４図の正面図、第６図〜第８図は第１
図に示す実施例の作用を説明するための図、第９図は従
来技術を示す全体概略側面図、第10図は第９図の一部拡
大図である。 １……入側リールドラム、２……素材コイル、３……素
材、４……入側デフレクタローラ、５……ロールハウジ
ング、６……上作業ロール、７……下作業ロール、８…
…ストリツプ、９……出側デフレクタローラ、10……出
側リールドラム、11……ドラムグリツプ、12……ストリ
ツプコイル、13……板厚計、14……レール、15……支持
台、16……搬出コイルカー、21……板押え装置、22……
圧延機、23,24……移動リールドラム、25……素材巻出
ドラム、26……送出ローラ、27,28……回動アーム、29
……油圧シリンダ、30……ピストン、31……ピン結合、
32……電磁切換弁、33,34……センサ、35……制御板、4
1……ドラム軸、42……中空軸、43……ドラム軸芯、44
……セグメント、45……テーパ面、46……油圧シリン
ダ、47……ピストン、48……回転接手、49……ころがり
軸受、50……フレーム、51……ドラムギヤ、52……アイ
ドルギヤ、53……ピニオンギヤ、54……巻取モータ、55
……回転軸、56……カツプリング、57……軸受、58……
ベース、61……スリツト、62……油圧シリンダ、63……
ピストン。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧延機の入側及び出側に各々１台のリール
   を備えて冷間圧延をおこなう可逆式圧延設備において、
   前記リールのうち少なくとも１台のリールはリールドラ
   ムと前記圧延機との間の距離を変更できる移動リールド
   ラムを有し、該移動リールドラムに巻かれたストリツプ
   コイルの径が小さくなると前記距離を小さくし、該径が
   大きくなると前記距離を大きくすることを特徴とする可
   逆式冷間圧延方法。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項において、リールド
   ラムと圧延機との間の距離を変更できるリールドラムを
   有するリールがカローセルリールである可逆式冷間圧延
   方法。
3. 【請求項３】圧延機の入側及び出側に各々１台のリール
   を備えて冷間圧延をおこなう可逆式圧延設備において、
   前記リールのうち少なくとも１台のリールは、駆動装置
   によつて回動される回動アームの先端側にリールドラム
   が設けられ回動アームの基端側の回動中心には巻取モー
   タのピニオンギヤが同軸に設けられ該ピニオンギヤは直
   接又は回動アームの中間に位置するアイドルギヤを介し
   て前記リールドラムのドラム軸のドラムギヤに噛合うこ
   とにより、リールドラムと前記圧延機との間の距離を変
   更できる移動リールドラムを有することを特徴とする可
   逆式冷間圧延設備。