JPH07100530A

JPH07100530A - 熱延鋼帯の巻取方法

Info

Publication number: JPH07100530A
Application number: JP25193393A
Authority: JP
Inventors: Soichiro Onda; 聡一郎音田; Nobuhiro Ito; 伸宏伊藤; Toshio Imazeki; 敏夫今関; Naoki Hatano; 直樹秦野
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1993-10-07
Filing date: 1993-10-07
Publication date: 1995-04-18

Abstract

(57)【要約】【目的】熱延鋼帯１の先端がコイラマンドレル３に巻き
付く際に発生する瞬時の大きな張力によっての熱延鋼帯
１に仕上圧延機２の出側の熱延鋼帯１に発生するネッキ
ング現象を解消する。【構成】上流ピンチロール１０へ熱延鋼帯１が噛み込ん
だ時点で上流ピンチロール１０の圧下力を５０トン以上
に上昇させ、熱延鋼帯１の先端がコイラマンドレル３に
噛み込む際の瞬時張力を上流ピンチロール１０からマン
ドレル３までの間の熱延鋼帯１が受け持つようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属の熱間圧延方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】熱間圧延ラインの代表的な設備配置を図
３に示す。一般に、熱間圧延ラインでは、仕上圧延機２
で仕上圧延を終了した後に、ランナウトテーブル上の冷
却装置７にて所定の巻取温度（ＣＴ）まで熱延鋼帯１を
冷却し、その後、コイラマンドレル３にて熱延鋼帯１を
巻き取る作業が行われている。

【０００３】仕上圧延以降巻取に到るまで、熱延鋼帯の
先端は無拘束で通板される。熱延鋼帯をランナウトテー
ブル上を安定して通過させ、かつダブらせないでコイラ
に巻き付かせるために、ランナウトテーブル及びコイラ
装置（ピンチロール５、ラッパーロール、コイラマンド
レル３など）は、予め、熱延鋼帯１の速度より速い速度
で待機する。熱延鋼帯１の先端がコイラマンドレル３に
到達し、コイラマンドレル３と仕上圧延機２の間に張力
が確立した後、前述の各装置の運転速度を材料速度に同
期させ、熱延鋼帯はコイラの張力制御にて巻き取られ
る。なお、一般低炭素鋼の場合、仕上圧延終了時温度
（ＦＤＴ）８は約８３０℃、巻取温度（ＣＴ）９は約５
６０℃程度にて、圧延作業が行われる。

【０００４】なお、図２に示すように、コイラ入側に上
流ピンチロール１０を配置する発想は既に実用化されて
いる。この上流ピンチロール１０は熱延鋼帯１の尾端が
仕上圧延機２を抜けた後のコイル尾端の巻取張力を確保
するためにコイラピンチロール５と併用し、効果を発揮
している。従来、コイラピンチロール５と上流ピンチロ
ール１０の２個のピンチロール、すなわち、ダブルピン
チロールが設置されてきた目的は、熱延鋼帯１の尾端が
仕上圧延機２を抜けた後も、必要量の巻取張力を得たい
という点にある。

【０００５】１台のピンチロールが有する圧下力は高々
１０トン程度である。摩擦係数を０．２程度と考える
と、高々２トン（１０トン×０．２）の張力しか受け持
ち得ない。このように、ピンチロール１台が受け持つこ
とができる張力の絶対値がピンチロールの圧下力によっ
て決まっているので、熱延鋼帯１の尾端が仕上圧延機２
を抜けた以降にコイラマンドレル３で巻き取られるいわ
ゆる外巻の部分の巻き形状がルーズになるという問題が
あった。

【０００６】上述の問題を解決するために、上流ピンチ
ロールをコイラ装置の前に１台増設する。そうすると、
ピンチロールが受け持ち得る巻取張力は倍増し、熱延鋼
帯の尾端が仕上圧延機を抜けた後でも所望の巻取張力を
得ることができる。この場合の巻取作業の特徴は、コイ
ル外巻の張力の付与の仕方が、ピンチロール１台のとき
と異なる点である。図４に、熱延鋼帯尾端が仕上圧延機
を抜けてから、コイラピンチロールを抜けるまでの張力
パターンを示す。横軸Ｅ、Ｆ、Ｇはそれぞれ時系列的な
タイミングを表しており、Ｅは、仕上げ圧延機中間スタンド抜けの張力減少時点Ｆは、仕上げ圧延機最終スタンド抜けのタイミングＧは、コイラ前ピンチロール抜けのタイミングである。図４中の実線３１はピンチロール１台時の張力
パターンを示し、また、一点鎖線３２はダブルピンチロ
ール時の張力パターンを示している。このように、ピン
チロール２台とすることにより、コイル外巻に付与する
張力をａからｂに増加することができ、十分な巻取張力
を得られている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の上流ピ
ンチロール１０を熱延鋼帯の先端の張力確保のために利
用し、ネッキングを解消する方法を開発したものであ
る。コイラマンドレルが有していたリード速度は、コイ
ラ巻付のタイミングにて、瞬間的に熱延鋼帯の速度と同
速度になる。この際、コイラマンドレルと仕上圧延機最
終スタンド間に過大な瞬時張力が発生する。このときの
仕事量は、コイラマンドレルの運動エネルギーの変化分
に相当するものである。

【０００８】熱延鋼帯の降伏応力は、仕上圧延機出側で
５ｋｇ／ｍｍ² 程度、コイラ装置の入側で１５ｋｇ／ｍ
ｍ² 程度であり、その間の冷却過程では、漸時増大す
る。従って、熱延鋼帯がコイラマンドレルに巻付いた時
の瞬時張力により、降伏応力の最も小さい仕上圧延機出
側において熱延鋼帯が降伏し、ここで局部的な幅縮みが
発生する。これを、ネッキングと称する。

【０００９】ネッキングの量が大きく、製品幅よりも幅
が小さくなった場合は当然のことながらそのコイルは不
良品となり、不良部の切捨が必要となる。本発明はこの
ような問題を解決した熱延鋼帯の巻取方法を提供するこ
とを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、前述の問題点
を解決するために、コイラ装置の入側に設けられた上流
ピンチロールを用いて、熱延鋼帯先端がコイラマンドレ
ルに巻付く際の瞬時張力を、熱延鋼帯の温度が低くその
降伏応力が高い範囲で受け持つようにしようとするもの
である。

【００１１】本発明は従来から用いられている上流ピン
チロールを利用し、ネッキングを解消した。すなわち、
本発明は、熱延鋼帯を巻取るに当り、コイラピンチロー
ルの上流側に少なくとも１対の上流ピンチロールを設
け、この上流ピンチロールに熱延鋼帯が噛み込んだ後、
熱延鋼帯の先端がコイラマンドレルに巻き付く前に、前
記上流ピンチロールの圧下力を増大させ熱延鋼帯の速度
と同期回転させることを特徴とする熱延鋼帯の巻取方法
である。また、この場合に前記上流ピンチロールの圧下
力を増大すると共にコイラピンチロールの圧下力を増大
させると、２台のピンチロールで張力を分担することと
なるので一層好ましい。

【００１２】

【作用】本発明によれば、熱延鋼帯先端が上流ピンチロ
ールに到達した直後に上流ピンチロールから仕上圧延機
までの間の速度同期制御を実施し、かつ、上流ピンチロ
ールの圧下力を増加させる制御をしたことにより、熱延
鋼帯先端がコイラマンドレルに到達した際に熱延鋼帯に
かかる瞬時張力をコイラマンドレルから上流ピンチロー
ルまでの間で受けるようにしたから、熱延鋼板の降伏応
力の高い部分で瞬間張力を負担し、降伏応力の低い部分
に張力が及ばない。従って、熱延鋼板の降伏応力を越え
ないようにして巻取ることが可能となり、ネッキングを
解消することができる。

【００１３】コイラマンドレルへ巻付く時の熱延鋼帯の
瞬時張力を、上流ピンチロールまでで受け持つことがで
きる理由は次の通りである。考え方としてはコイラマン
ドレル巻付前後の、コイラマンドレルの運動エネルギー
の変化により熱延鋼帯に発生する張力を、ピンチロール
が負担できればよい。以下、数値例を示しながら説明す
る。８％のリード率を持って待機しているコイラマンド
レルに熱延鋼帯の先端が巻付き、０．１秒後にコイラマ
ンドレルの速度が板速同期となる場合の減速トルクは
３．７トン−ｍであり、これは熱延鋼帯の張力約９．５
トンに相当する。ここでコイラマンドレルの直径はφ７
６２ｍｍとした。

【００１４】この張力を上流ピンチロールとコイラピン
チロールの２台のピンチロールが分担して受け持てばよ
い。例えば、５トンずつ分担する。ピンチロールと熱延
鋼帯の間の摩擦係数μ＝０．２０とすると、１台当りの
圧下力は２５トン程度（＝５トン／０．２）持つ必要が
ある。さらに、ピンチロールをφ５００ｍｍとしてピン
チロール２本（１台）の必要トルクを求めると、５トン×（０．５／２）／１ｍ＝１．２５（トン−ｍ）程度となり、これにより大きなトルクを発生するモータ
を選定すればよい。なお、このトルクの値は一般的な大
きさである。

【００１５】

【実施例】図２は、本発明の１実施例を示すレイアウト
図である。コイラピンチロール５の上流側２５ｍの位置
に上流ピンチロール１０を配置している。図１（ａ）
は、熱延鋼帯、上流ピンチロール、コイラピンチロール
それぞれの速度の推移を示す図、図１（ｂ）は、上流ピ
ンチロールの圧下力の推移を示すタイムチャートであ
る。

【００１６】曲線２１は熱延鋼帯の速度変化を示し曲線
２２は上流ピンチロールの速度変化、曲線２３はコイラ
マンドレルの速度変化を示している。Ａ点では熱延鋼帯
の先端が仕上圧延機を通過した時点を示し上流ピンチロ
ール、コイラピンチロールの速度（曲線２２，２３）は
熱延鋼帯の速度（曲線２１）より速い速度である。Ｂ点
において、上流ピンチロールを圧下する。上流ピンチロ
ールの圧下力は５０トンに達する。次いでＣ点において
コイラマンドレルが熱延鋼帯を把えて熱延鋼板と同期す
る。このとき、熱延鋼帯の瞬間張力はコイラマンドレル
とコイラピンチロール間及びコイラピンチロールと上流
ピンチロール間で分担して負担する。その後、両ピンチ
ロールの圧下力を減少すると共に熱延鋼帯の速度を増速
する。このように上流ピンチロールへ熱延鋼帯が噛み込
んだ直後に、上流ピンチロールの速度（曲線２２）を熱
延鋼帯速度に同期させると同時に、上流ピンチロールの
圧下力（曲線２４）を５０トン以上に上昇させることに
より、熱延鋼帯先端がコイラマンドレルに噛み込む際の
瞬時張力を完全に上流ピンチロールからコイラマンドレ
ルまでの間で受け持つことができた。

【００１７】なお、上記実施例では、全ての張力を上流
ピンチロールが受け持った例を示したが、図１（ｂ）に
曲線２５で示すように、Ｄ点においてコイラピンチロー
ルを約２５トンの圧下力で圧下すると、コイラピンチロ
ールと上流ピンチロールとで熱延鋼板の張力を分担して
受け持つこととなり、同等の効果が得られる。上流ピン
チロールから最終仕上スタンドまでの間でネッキングが
発生しない理由は次の通りである。ネッキングが発生す
る理由は、コイル巻付の瞬間のマンドレルが持つ運動エ
ネルギーの変化量が熱延鋼帯に張力の変化として作用す
るからである。コイラマンドレルへの巻付及びピンチロ
ールへの噛み込むそれぞれのタイミングの前後におい
て、速度の変化量はほぼ同様と考えてよいが、駆動系も
合わせるとその質量は大きな差があり、マンドレルの方
が著しく大きい。参考までにそれぞれの慣性モーメント
ＧＤ² の値の一例を示すと、マンドレル９０００（ｋｇ
−ｍｍ² ）、ピンチロール４０００である。

【００１８】

【発明の効果】本発明により、熱延鋼帯先端がコイラマ
ンドレルに巻き付く際に発生する大きな瞬時張力を、熱
延鋼帯の降伏応力が高い（熱延鋼帯温度が低い）領域の
みで受持つことができるようになったから、仕上圧延機
出側で発生するネッキング現象を解消することができる
ようになった。

【００１９】また、ネッキングによる熱延鋼帯の幅縮み
が小さくなるのに伴い、余幅の設計値も減少させること
ができ、歩留りを著しく向上させる効果もある。ここで
余幅とは、素材幅設計時に熱延段階での幅精度を考慮し
た上で最小幅を保証するために上乗せするマージン幅の
ことである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の作動を説明するタイムチャートであ
る。

【図２】本発明を実施するためのレイアウト図である。

【図３】従来技術としての代表的な熱間圧延機のレイア
ウト図である。

【図４】張力パターンの説明図である。

【符号の説明】

１熱延鋼帯２仕上圧延機３、４コイラマンドレル５、６コイラピンチロール７ランナウト冷却装置８仕上圧延終了時温度９巻取温度１０上流ピンチロール２１、２２、２３速度曲線２４、２５圧下力曲線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者今関敏夫千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者秦野直樹千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社千葉製鉄所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱延鋼帯の巻取に当り、コイラピンチロ
ールの上流側に少なくとも１対の上流ピンチロールを設
け、該上流ピンチロールに熱延鋼帯が噛み込んだ後、熱
延鋼帯の先端がコイラマンドレルに巻き付く前に、該上
流ピンチロールの圧下力を増大させ熱延鋼帯の速度と同
期回転させることを特徴とする熱延鋼帯の巻取方法。
【請求項２】前記上流ピンチロールの圧下力を増大す
ると共にコイラピンチロールの圧下力を増大させること
を特徴とする請求項１記載の熱延鋼帯の巻取方法。