WO2011055458A1 - 冷間圧延材製造設備および冷間圧延方法 - Google Patents

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WO2011055458A1
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coil
cold rolling
strip
rolling
reversible
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PCT/JP2009/069064
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慎一 加賀
満 小野瀬
憲明 富永
斎藤 武彦
泰嗣 芳村
豊次 益田
一郎 前野
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三菱日立製鉄機械株式会社
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    • B21B2015/0064Uncoiling the rolled product

Definitions

  • the present invention relates to a cold rolled material manufacturing facility and a cold rolling method.
  • RCM equipment Reversible cold rolling equipment for rolling
  • the end of the strip is passed through unrolled, and also in the pass after the third pass, the path switching unit Then, the front pass rolling part must be left unrolled. For this reason, there is a problem that the unrolled portion of the strip front end and the tail end is out of the product thickness range and cannot be sold as a product. Strips outside these product thicknesses are called off-gauges.
  • the off-gauge ratio is defined as the off-gauge rate as the ratio of the off-gauge amount to the total production.
  • the off-gauge rate in each rolling equipment is about 2.5% for the RCM equipment and about 6.0% for the 2-stand reverse equipment.
  • the off-gauge rate of the PL-TCM facility in which the pickling process and the cold tandem rolling process are continued is only about 0.2%.
  • the problem with reversible rolling equipment is that the off-gauge rate is about 2.5% to 6.0%, which is very high compared to PL-TCM equipment.
  • Patent Document 1 the two-stand reverse facility described in Patent Document 1 generates an off-gage of about 6.0%, the yield is remarkably low, and the manufacturing cost is greatly increased.
  • the rolling mill when the coil approaches the tail end of the coil in the previous pass, the rolling mill is decelerated and rolling is stopped. In the next pass, a new acceleration is performed to roll in the reverse direction of the previous pass.
  • acceleration / deceleration and rolling stop are repeated by the number of passes until the desired product sheet thickness is reached, so that the actual rolling time in the operation time is short and the production efficiency is poor.
  • a cold rolling mill a coil build-up line that joins multiple coils to form a long single coil, and a built-up long coil (build-up coil) are reversible a predetermined number of times.
  • a cold rolling facility has been proposed that has a reversible rolling line that performs rolling and divides it into coil lengths that can be conveyed in the final pass (see Patent Document 2).
  • the strip length of the build-up coil can be increased by an amount equivalent to the total length of the strips of the joined coils, and the unrolled portion of the coil leading end is the innermost circumference of the built-up coil. Since this occurs only in the outermost part and the outermost peripheral part, the off-gauge rate can be significantly reduced. Further, since the number of acceleration / decelerations at the coil tail end can be reduced by the number of joined coils, the production efficiency is improved.
  • Patent Document 2 solves the problems of the prior art described in Patent Document 1 and enables high efficiency and high yield, but has the following problems.
  • the first is a problem related to the complexity of the configuration and the increase in size of the apparatus.
  • Patent Document 2 The prior art described in Patent Document 2 is to build up a plurality of coils to form a buildup coil, and then to roll the buildup coil, and to wind up the buildup coil for forming the buildup coil An unwinding device is required, and the number of winding and unwinding devices is increased as compared with the prior art described in Patent Document 1.
  • Patent Document 2 builds up a plurality of coils to form a build-up coil having a large diameter.
  • the outer diameter of the coil increases, and the coil winding force that tends to shrink toward the inner diameter side of the coil increases due to the rolling tension acting on the coil.
  • Patent Document 2 requires a winding / unwinding device for a solid block type reel during rolling, and a winding device for a collaps type reel during unloading. The number of unwinding devices increases. Such a complicated structure increases initial costs.
  • joining apparatuses applied to cold rolling applications are a laser beam welding machine and a flash butt welding machine that are butt joining methods. These welding machines can ensure high butt accuracy, but on the other hand, the use of a large number of high-rigidity and high-precision parts makes the equipment large and expensive compared to other joining methods.
  • these welding machines are applied to large-scale production facilities that exceed 1 million tons per year, such as PL-TCM, the ratio of welding machine costs to the overall capital investment costs is relatively low, which is a problem.
  • the ratio becomes large, which is problematic in terms of cost effectiveness and difficult to apply.
  • Patent Document 2 forms a build-up coil, and the build-up coil becomes longer.
  • the torque required for the reel is increased in a form that is linearly proportional to the outer diameter of the coil in order to apply the tension necessary for rolling with the reel, and the reel drive device becomes larger. was there.
  • Patent Document 2 proposes a cold rolling facility that divides the coil into sizes that can be conveyed in the final pass.
  • the rolling speed when dividing is 0 mpm.
  • the rolling stops so that the stop coefficient can be generated by changing the coefficient of friction between the work roll and the strip on the surface of the strip sandwiched between the work rolls. Therefore, stop marks may be transferred to the strip surface at regular intervals at the rotation pitch of the work roll during subsequent rolling.
  • this stop mark occurs in the first pass, the stop mark may become inconspicuous to a level that cannot be visually observed by continuing rolling a plurality of times.
  • the quality of the surface gloss is impaired, and a material with strict quality has a problem of becoming a defective product.
  • An object of the present invention is to provide a cold rolled material that maintains high efficiency and high yield and is highly cost effective in a small to medium-sized production facility with an annual production of about 300,000 to 600,000 tons. It is to provide equipment and cold rolling method.
  • the reversible cold rolling method according to the first invention for solving the first problem described above includes a winding device for unwinding a coil, at least one reversible cold rolling mill, and the cold rolling mill.
  • First and second winding / unwinding devices respectively disposed on the entry side and the exit side of the first path, and a joining device disposed between the unwinding device and the first winding / unwinding device.
  • the first coil strip unwound from the unwinding device is directly guided to the cold rolling mill and rolled.
  • a rolling step of winding around the second winding / unwinding device and a second step of continuing unwinding from the first coil tail end and the unwinding device when the first coil tail end reaches the joining device.
  • a joining step for joining the coil tips, and the second and subsequent coils to be followed, And the joining step is repeated, and the first pass rolling by the cold rolling mill and the leading coil tail end and the trailing coil tip by the joining device are joined, and a plurality of coils are built up into one coil.
  • a one-pass coil build-up rolling process a reversible rolling process in which the built-up coil is subjected to reversible rolling a predetermined number of times until a desired product thickness is obtained, and the build-up in the final pass of the reversible rolling process.
  • a coiling process in which the coil is cut by a cutting device and wound around one of the first and second winding / unwinding devices to form a plurality of coils.
  • the reversible cold rolling method according to the second aspect of the present invention for solving the above-mentioned newly occurring problem is the reversible cold rolling method according to the first aspect of the invention, in which the strip is stored between the cold rolling mill and the joining device.
  • An apparatus is provided, and the rolling speed during joining of the leading coil tail end and the trailing coil tip in the joining step is more than 0 mpm and 50 mpm or less.
  • the reversible cold rolling method according to the third invention for solving the above-mentioned fourth problem is the reversible cold rolling method according to any one of the first invention to the second invention, wherein the split winding is performed.
  • the rolling speed at the time of dividing the coil in the final pass is more than 0 mpm and 50 mpm or less.
  • the thickness gauge used for thickness control is installed at a distance away from the work roll of the rolling mill, and when the rolling speed is reduced, feedback control of the thickness is performed with the measured value of the thickness gauge. Due to the time delay, the plate thickness control accuracy decreases.
  • the reversible cold rolling method according to a fourth aspect of the present invention for solving the above-mentioned newly occurring problem is the reversible cold rolling method according to the first to third aspects of the invention, in the joining step, the cold cooling method.
  • the inlet side rolling speed and inlet side sheet thickness and outlet side rolling speed of the cold rolling mill are measured, and based on these measured values, the thickness of the cold rolling mill immediately under the work roll is calculated, and the cold rolling mill has It is characterized in that the plate thickness is controlled so as to obtain a desired plate thickness by a hydraulic pressure reducing device.
  • the shape detector for measuring the shape of the strip is also arranged at a position away from the work roll of the rolling mill in the same manner as the thickness gauge, so when the rolling speed is reduced, the shape detector is used. It takes time to recognize the shape and correct the shape by the actuator, and the shape control accuracy decreases.
  • the coefficient of friction between the work roll and the strip increases, resulting in an increase in rolling load and disorder of the shape.
  • the reversible cold rolling method according to a fifth aspect of the present invention for solving the above-mentioned newly occurring problem is the reversible cold rolling method according to any one of the first to fourth aspects of the invention, wherein the joining step In the coil cutting and winding step, the strip shape is controlled by roll bender control or coolant control or both of these controls based on the roll deflection calculation result due to the change in rolling load of the cold rolling mill.
  • the reversible cold rolling method according to the sixth invention for solving the second problem described above is the reversible cold rolling method according to any one of the first invention to the fifth invention, wherein the rolling step Before, the order of the coils carried into the unwinding device is adjusted in advance so that the absolute value of the plate thickness difference between the preceding coil and the succeeding coil is 1 mm or less.
  • the reversible cold rolling method according to the seventh invention for solving the first problem described above is the reversible cold rolling method according to any one of the first to sixth inventions, wherein the joining step includes The joining device is joined by using a joining device of a mash seam welding system.
  • the mash seam welding machine employs a method in which materials to be joined are sandwiched between overlapping electrode wheels and energized to generate heat in the contact resistance and internal resistance of the materials and join them.
  • finish of joining increases to about 1.2 to 1.5 times.
  • the thickened joint becomes a step, and an excessive force acts on the roll when passing through a rolling mill. Further, the step may be transferred as a mark to the work roll. That is, a problem similar to the second problem occurs.
  • the reversible cold rolling method according to the eighth invention for solving the same problem as the second problem newly generated as described above is the reversible cold rolling according to any one of the first invention to the seventh invention.
  • a cross swaging process is performed immediately after joining by the mash seam welding type joining device.
  • a reversible cold rolling method according to a ninth invention for solving the third problem described above is the reversible cold rolling method according to any one of the first to eighth inventions, wherein the coil buildup is performed.
  • the outer diameter of the coil that has been built up is set to ⁇ 3000 or less.
  • the reversible cold rolling method according to the tenth invention for solving the third problem described above is the reversible cold rolling method according to any one of the first to ninth inventions, wherein the coil outer diameter is The strip tension at the time of the large diameter is compared with the tension of the strip at the small diameter, and is set to be gradually lower.
  • the reversible cold rolling method according to an eleventh aspect of the invention is the reversible cold rolling method according to any one of the first to tenth aspects of the invention, in the rolling step and the coil buildup rolling step. It is characterized by rolling using a 2 stand cold rolling mill as a cold rolling mill.
  • the reversible cold rolling method according to the twelfth invention for solving the second problem described above is the reversible cold rolling method according to any one of the first invention to the eleventh invention, wherein the split winding is performed. In the process, the coil is cut in the final pass immediately after the joint passes through the cutting device.
  • the reversible cold rolling method according to the thirteenth invention for solving the second problem described above is the reversible cold rolling method according to the twelfth invention, wherein the coil is cut at the final pass in the split winding step. Are immediately before the joining portion passes the cutting device and immediately after the joining portion passes the cutting device.
  • a reversible cold rolling method is the reversible cold rolling method according to any one of the first to thirteenth aspects of the present invention, before the rolling of the final pass in the divided winding step.
  • the work roll is rearranged into a dull weight work roll in a state in which the strip is passed, and the final pass rolling is performed.
  • a reversible cold rolling facility for solving the first problem described above includes an unwinding device for unwinding a coil, at least one reversible cold rolling mill, and the cold rolling mill.
  • First and second winding / unwinding devices respectively disposed on the entry side and the exit side of the first path, and a joining device disposed between the unwinding device and the first winding / unwinding device.
  • the first coil strip unwound from the unwinding device is directly guided to the cold rolling mill and rolled. And when the first coil tail end reaches the joining device, the second coil tip is continuously unwound from the first coil tail end and the unwinding device.
  • the first pass rolling by the cold rolling mill and the joining of the leading coil tail end and the trailing coil leading edge by the joining device are performed, and a plurality of coils are built up into one coil, and the build up is performed in the cold rolling mill.
  • the coil is subjected to a predetermined number of reversible rollings until a desired product thickness is obtained, and the built-up coil is divided by a cutting device in the final pass of the reversible rolling, so that the first and second windings are wound.
  • the unwinding device, the cold rolling mill, the first and second unwinding / unwinding devices, the joining device, and the cutting device are wound around one of the unwinding devices to form a plurality of coils.
  • a control device for controlling is provided.
  • a reversible cold rolling facility according to a sixteenth aspect of the present invention that solves a problem newly generated in association with the first problem described above is the reversible cold rolling facility according to the fifteenth aspect of the present invention.
  • a strip storage device is disposed between the cold rolling mills.
  • a reversible cold rolling facility according to a seventeenth aspect of the present invention that solves a problem newly generated in association with the first problem described above is the reversible cold rolling facility according to the fifteenth and sixteenth aspects of the present invention.
  • the strip storage length of the strip storage device is more than 0 m and not more than 100 m.
  • a reversible cold rolling facility that solves a problem newly generated in association with the first problem described above is the reversible cold rolling facility according to any one of the fifteenth and thirteenth aspects of the present invention.
  • the control device controls the rolling speed of the cold rolling mill during coil joining by the joining device and during coil cutting by the cutting device to be more than 0 mpm and 50 mpm or less. .
  • a reversible cold rolling facility that solves a problem newly generated in association with the first problem described above is the reversible cold rolling facility according to any one of the fifteenth aspect to the eighteenth aspect.
  • the control device measures the inlet side rolling speed, the inlet side plate thickness, and the outlet side rolling speed of the cold rolling mill during coil joining by the joining device and at the time of coil cutting by the cutting device. Based on these measured values, the thickness of the cold rolling mill is calculated directly below the work roll, and the thickness is controlled by the hydraulic reduction device of the cold rolling mill so as to obtain a desired thickness.
  • a reversible cold rolling facility that solves a problem newly generated in association with the first problem described above is the reversible cold rolling facility according to any one of the fifteenth to nineteenth aspects.
  • the control device is configured to perform roll bender control or coolant based on a roll deflection calculation result due to a change in rolling load of the cold rolling mill during coil joining by the joining device and at the time of coil division by the cutting device.
  • the strip shape is controlled by the control or both of the controls.
  • the reversible cold rolling facility according to the twenty-first invention for solving the third problem described above is the reversible cold rolling facility according to any one of the fifteenth to twentieth inventions, wherein the controller is In the first pass coil build-up rolling and during the subsequent reversible rolling, the tension of the strip when the coil outer diameter is large is set lower than the tension of the strip when the coil outer diameter is small.
  • a reversible cold rolling facility according to a twenty-second invention is the reversible cold rolling facility according to any one of the fifteenth to twenty-first inventions, wherein the cold rolling mill has two stands.
  • a reversible cold rolling facility according to a twenty-third invention for solving the second problem described above is the reversible cold rolling facility according to any one of the fifteenth to twenty-second inventions, wherein the joining device is It is a mash seam welder.
  • the reversible cold rolling facility according to the twenty-fourth invention for solving the second problem described above is the reversible cold rolling facility according to the twenty-third invention, wherein the mash seam welder of the joining device A swaging roller having a mechanism for inclining the swaging roller axis with respect to a horizontal plane is provided.
  • the joint portion is also smaller than the prior art described in Patent Document 1.
  • rolling can be performed at a rolling speed, and production efficiency is improved.
  • produces only in the innermost peripheral part and outermost peripheral part of the coil which built up, it becomes possible to reduce an off-gauge rate significantly.
  • the portion of the unsteady rolling speed is reduced and the plate thickness accuracy is improved. That is, it is possible to maintain a high efficiency and a high yield as high as those of the prior art described in Patent Document 2.
  • the rolling and joining after the second coil are repeated, and the first pass rolling by a cold rolling mill.
  • the winding winding for the buildup coil that is essential in the prior art described in Patent Document 2 A dispensing device is not required. Thereby, the equipment configuration can be simplified, and as a result, the initial cost can be reduced.
  • a strip storage device is provided between the cold rolling mill and the joining device, the strip is stored in the strip storage device except during joining, and stored in the strip storage device during joining.
  • the strip storage length is 100 m or less.
  • the length of the strip stored in the strip storage device can be shortened, and the strip storage device can be made compact. As a result, the equipment configuration can be simplified.
  • the rolling speed is more than 0 mpm and 20 mpm or less, more preferably more than 0 mpm and 10 mpm or less, more preferably more than 0 mpm and 5 mpm or less, so that the strip storage length is 40 m or less, 20 m or less, respectively.
  • the length of the strip stored in the strip storage device can be shortened, and the strip storage device can be made compact. As a result, the equipment configuration can be reduced in size.
  • the rolling speed at the time of dividing the coil in the final pass is set to more than 0 mpm and 50 mpm or less, and by applying a collaps reel which will be described later, after the coil is divided, the coil is extracted and carried out.
  • the operation of continuously winding the next coil can be performed by one winding / unwinding device, and the solid block type reel winding / unwinding device and the winding for unloading which are essential in the prior art described in Patent Document 2. No take-up device is required. Thereby, the equipment configuration can be simplified, and as a result, the initial cost can be reduced.
  • the rolling speed is more than 0 mpm and less than 20 mpm, more preferably more than 0 mpm and less than 10 mpm, more preferably more than 0 mpm and less than 5 mpm, thereby shortening the distance between the cutting device and the winding / unwinding device.
  • the equipment length can be shortened. As a result, the initial investment cost can be suppressed.
  • the thickness gauge used for thickness control is installed at a distance away from the work roll of the rolling mill, and when the rolling speed is reduced, feedback control of the thickness is performed with the measured value of the thickness gauge. Due to the time delay, the plate thickness control accuracy decreases.
  • the inlet side rolling speed, the inlet side plate thickness, and the outlet side rolling speed of the cold rolling mill are measured, and these measurements are performed. Based on the value, the plate thickness just under the work roll of the cold rolling mill is calculated, and the plate thickness control is performed by the hydraulic reduction device of the cold rolling mill so that the desired plate thickness is obtained, so the plate thickness accuracy can be maintained. .
  • the shape detector for measuring the shape of the strip is also arranged at a position away from the work roll of the rolling mill in the same manner as the thickness gauge, so when the rolling speed is reduced, the shape detector is used. It takes time to recognize the shape and correct the shape by the actuator, and the shape control accuracy decreases.
  • the coefficient of friction between the work roll and the strip increases, resulting in an increase in rolling load and disorder of the shape.
  • the roll is calculated based on the roll deflection calculation result due to the rolling load fluctuation of the rolling mill.
  • the order of coils to be carried into the unwinding device is adjusted in advance so that the absolute value of the plate thickness difference between the preceding coil and the succeeding coil is 1 mm or less, more preferably 0.5 mm or less in advance. By doing so, it is possible to suppress wrinkles from being transferred to the adjacent coil layer at the level difference of the joint portion located in the inner layer portion of the built-up coil.
  • the mash seam welding machine employs a method in which materials to be joined are sandwiched between overlapping electrode wheels and energized to generate heat in the contact resistance and internal resistance of the materials and join them.
  • finish of joining increases to about 1.2 to 1.5 times.
  • the thickened joint becomes a step, and an excessive force acts on the roll when passing through a rolling mill. Further, the step may be transferred as a mark to the work roll.
  • the step can be smoothed by performing a cross swaging process of inclining the swaging roller and rolling the thickened joint after mash seam welding.
  • the coil outer diameter of the build-up coil after joining is made to be not more than ⁇ 3000, thereby limiting the tightening force acting on the coil and increasing the coil outer diameter. Increase in size can be suppressed.
  • a collaps type reel having an expansion / contraction function can be applied, and the number of winding / unwinding devices can be reduced as described above.
  • the tension of the strip when the outer diameter of the coil is large is compared with the tension of the strip when the outer diameter of the coil is small, and the tension is controlled to be gradually lowered.
  • the tightening force is limited, and an increase in the size of the winding / unwinding device due to an increase in the outer diameter of the coil can be suppressed.
  • a collapsible type reel can be applied, and the number of winding / unwinding devices can be reduced as will be described later.
  • the product coil may be required to be more accurate.
  • the coil can be divided in the final pass immediately after the bonded portion passes through the cutting device, so that the bonded portion can be disposed on the outer surface of the divided coil, and the bonded portion can be easily processed after the coil is extracted. I can do it.
  • the coil is cut in the final pass immediately before the joining portion passes the cutting device and immediately after the joining portion passes the cutting device, so that the joining portion is not wound around the product coil. It is possible to eliminate the need for post-processing.
  • the work roll before starting the rolling of the final pass, the work roll is replaced with a dull weight work roll in a state where the strip is passed through, and is performed in a lower process of the cold rolling process in which the final pass is rolled. It is possible to improve the rollability during deep drawing, or the adhesion and clearness of coating.
  • FIG. 1 is a schematic view of cold rolled material equipment according to the first embodiment of the present invention.
  • the cold rolled material facility includes, as main components, a reversible cold rolling mill 1, an unwinding device 2 for unwinding a strip of a carry-in coil 101, and a cold rolling mill 1.
  • Winding / unwinding device 3 first winding / unwinding device
  • Winding / unwinding device 4 disposed on the exit side of the first pass of the cold rolling mill 1.
  • the reversible cold rolling mill 1 includes, for example, upper and lower work rolls 11 and 11 for directly contacting and rolling a rolled material, upper and lower intermediate rolls 12 and 12 for supporting these work rolls in a vertical direction, and these intermediate rolls.
  • This is a 6-stage UC mill provided with upper and lower reinforcing rolls 13 and 13 for supporting 12 and 12 in the vertical direction.
  • a hydraulic reduction device 14 is provided below the lower reinforcement roll 13, and the hydraulic reduction device 14 moves the bearing of the lower reinforcement roll 13 up and down based on a command so that a predetermined reduction amount is obtained. Compress the strip.
  • a load meter 15 is provided on the upper side of the upper reinforcing roll 13, and the roll reduction amount is adjusted in accordance with the load change detected by the load meter 15. This series of operations is called reduction control.
  • a thickness gauge 16a, a plate speed meter 17a, and a shape gauge 18a are provided on the entrance side of the first pass of the cold rolling mill 1, and a thickness gauge 16b is provided on the exit side of the first pass of the cold rolling mill 1.
  • a plate speedometer 17b and a shape meter 18b are provided and used for plate thickness control and shape control, and reduction control is performed based on the results of these controls.
  • the unwinding device 2 has a collapsible reel having an expansion / contraction function, sets the carry-in coil 101, and unwinds the strip.
  • the winding / unwinding device 3 and the winding / unwinding device 4 both have a collaps type reel having an expansion / contraction function, and between the winding / unwinding device 3 and the winding / unwinding device 4, By repeating unwinding, the rolling direction is changed to perform cold rolling of a plurality of passes.
  • the joining device 5 joins the strip tail end of the first carry-in coil 101a that has already been unwound and the strip tip end of the second carry-in coil 101b that has been unwound from the unwinding device 2, and subsequently the second
  • the build-up coil 102 is formed by joining the strip tail end of the carry-in coil 101b and the strip tip of the third carry-in coil 101c.
  • the cutting device 6 a is disposed between the cold rolling mill 1 and the winding / unwinding device 3, and divides the strip of the build-up coil 102 in a path in which the final pass is completed by the winding / unwinding device 3. Further, the cutting device 6b is disposed between the cold rolling mill 1 and the winding / unwinding device 4 and divides the strip of the buildup coil 102 in a path in which the winding / unwinding device 4 completes winding.
  • ⁇ Main control> 2 to 4 are control flows showing a processing procedure performed by the control device 20.
  • a dotted line indicates a relationship between the devices 1 to 6.
  • the control in the case where the build-up coil 102 is formed from the three carry-in coils 101 and four-pass rolling is described.
  • FIGS. 5 to 7 are time tables of the devices 1 to 6 corresponding to the control flow, and the same step numbers are assigned to the portions corresponding to the processing steps of the control flow.
  • the control device 20 controls the cold rolling mill 1 as follows.
  • the strip of the first carry-in coil 101a is passed through (S1101) and further fed out to the winding / unwinding device 4.
  • the cold rolling mill 1 is controlled to be reduced (S1102).
  • the rolling speed is accelerated to the steady rolling speed, and rolling is performed at the steady rolling speed (S1103).
  • the steady rolling speed is the maximum speed at which the ability of the cold rolling mill can be exhibited to the maximum when a desired plate thickness is obtained in each pass.
  • the steady rolling speed in the cold reversible rolling equipment is generally in the range of 400 mpm to 1400 mpm.
  • the cold rolling mill 1 decelerates and stops rolling in accordance with the procedure in which the strip tail end of the first carry-in coil 101a is unwound from the unwinding device 2 and the second carry-in coil 101b is carried into the unwinding device 2. (S1104).
  • the roll is accelerated again to the steady rolling speed, and the cold rolling mill 1 performs rolling at the steady rolling speed on the unrolled strip of the first carry-in coil 101a.
  • S1105 Subsequently, the joined second carry-in coil 101b is rolled at a steady rolling speed (S1106).
  • the cold rolling mill 1 decelerates and stops rolling (S1107).
  • the 2nd carrying-in coil 101b and the 3rd carrying-in coil 101c are joined, it will accelerate to a steady rolling speed again, and the cold rolling mill 1 will roll at the steady rolling speed about the unrolled part of the 2nd carrying-in coil 101b.
  • the joined third carry-in coil 101c is rolled at a steady rolling speed (S1109).
  • the cold rolling mill 1 decelerates, and the strip tail end of the third carry-in coil 101c is immediately before the cold rolling mill 1.
  • the cold rolling mill 1 stops rolling (S1110) and ends the rolling of the first pass (S1111).
  • the control device 20 controls the unwinding device 2 as follows.
  • the unwinding device 2 unwinds the strip of the first carry-in coil 101a at the plate speed (S1202), and the strip of the first carry-in coil 101a is cold rolled.
  • the unwinding device 2 winds the strip of the first carry-in coil 101a in accordance with the rolling speed of the cold rolling mill 1 that performs rolling at a steady rolling speed. (S1203).
  • the sheet passing speed is generally a speed of 30 mpm or less.
  • the unwinding device 2 When the unwinding device 2 unwinds the tail end of the first carry-in coil 101a and carries in and mounts the second carry-in coil 101b (S1204), the strip of the second carry-in coil 101b is wound up to the joining device 5 at the plate speed. When the strip end of the second carry-in coil 101b is fed to the joining position of the joining device 5 (S1205), the unwinding device 2 stops unwinding (S1206). When the first carry-in coil 101a and the second carry-in coil 101b are joined, the unwinding device 2 adjusts the remaining second carry-in coil 101b in accordance with the rolling speed of the cold rolling mill 1 that performs rolling at the steady rolling speed. The strip is unwound (S1207).
  • the unwinding device 2 When the unwinding device 2 unwinds the strip tail end of the second loading coil 101b and loads and mounts the third loading coil 101c (S1208), the strip of the third loading coil 101c is wound to the bonding device 5 at the plate speed.
  • the unwinding device 2 stops unwinding (S1210).
  • the unwinding device 2 continues the remaining third carry-in coil in accordance with the rolling speed of the cold rolling mill 1 that performs rolling at the steady rolling speed.
  • the strip 101c is unwound (S1211).
  • the unwinding device 2 stops (S1212).
  • the control device 20 controls the winding / unwinding device 4 (second winding / unwinding device) as follows.
  • the winding / unwinding device 4 grips the strip end of the first carry-in coil 101a. (S1401).
  • the winding / unwinding device 4 winds the strip of the first carry-in coil 101a (S1402), and rolls the strip of the first carry-in coil 101a.
  • the winding / unwinding device 4 decelerates and stops winding in accordance with the procedure for stopping (S1403).
  • the winding / unwinding device 4 moves the remaining first carry-in coil in accordance with the rolling speed of the cold rolling mill 1 that performs rolling at a steady rolling speed.
  • the strip of 101a is wound up (S1404), and then the strip of the second carry-in coil 101b joined is wound up (S1405).
  • the winding / unwinding device 4 decelerates and stops winding in accordance with the procedure for stopping the rolling of the strip of the second loading coil 101b when the third loading coil 101c is loaded (S1406).
  • the winding / unwinding device 4 When the 2nd carrying-in coil 101b and the 3rd carrying-in coil 101c are joined, according to the rolling speed of the cold rolling mill 1 which performs rolling at a steady rolling speed, the winding / unwinding device 4 has the remaining second carrying-in.
  • the strip of the coil 101b is wound up (S1407), and the joined strip of the third carry-in coil is subsequently wound up (S1408).
  • the winding / unwinding device 4 stops winding (S1409).
  • the buildup coil 102 is formed from the three coils 101a, 101b, and 101c (S1410).
  • the outer diameter of the buildup coil 102 is set to ⁇ 3000 or less.
  • the control device 20 controls the joining device 5 as follows.
  • the joining device 5 has the first carry-in coil 101a and the second carry-in coil.
  • 101b is joined (S1501).
  • the strip tip of the third carry-in coil 101c is sent out to the joining position of the joining device 5
  • the joining device 5 becomes the second carry-in coil.
  • 101b and the 3rd carrying-in coil 101c are joined (S1502).
  • the winding / unwinding device 3 (first winding / unwinding device) and the cutting devices 6a and 6b are not particularly controlled.
  • the control device 20 controls the cold rolling mill 1 as follows. In the first pass, the strip tail end of the build-up coil 102 stopped just before the cold rolling mill 1 is sent to the winding / unwinding device 3 in the direction opposite to the first pass, and the strip end is taken up by the winding / unwinding device 3.
  • the cold rolling mill 1 is controlled to be reduced (S2101). When the rolling preparation is completed, the cold rolling mill 1 accelerates to the steady rolling speed in the opposite direction to the first pass, and performs the second pass rolling at the steady rolling speed (S2102).
  • the cold rolling mill 1 decelerates and stops (S2103), and the second pass The rolling is finished (S2104). Thereafter, before the rolling of the third pass is started, the cold rolling mill 1 is controlled to be reduced so as to obtain a desired sheet thickness (S3101). When the rolling preparation is completed, the cold rolling mill 1 accelerates to the steady rolling speed in the direction opposite to the second pass, and performs the third pass rolling at the steady rolling speed (S3102).
  • the control device 20 controls the winding / unwinding device 3 (first winding / unwinding device) as follows.
  • first winding / unwinding device first winding / unwinding device
  • the winding / unwinding device 3 is stripped.
  • the end is gripped (S2301).
  • the winding / unwinding device 3 winds up the strip of the build-up coil 102 (S2302), and decelerates at the end of the second pass rolling. And stop (S2303).
  • the winding / unwinding device 3 unwinds the strip of the build-up coil 102 in accordance with the rolling speed of the cold rolling mill 1 that performs rolling at the steady rolling speed (S3301), and matches the end of the third pass rolling. To decelerate and stop (S3302).
  • the control device 20 controls the winding / unwinding device 4 (second winding / unwinding device) as follows.
  • the winding / unwinding device 4 unwinds the strip of the build-up coil 102 in the reverse direction to the first pass to the winding / unwinding device 3 at a sheet feed speed (S2401).
  • the winding / unwinding device 4 unwinds the strip of the build-up coil 102 (S2402), and decelerates at the end of the second pass rolling. It stops (S2403).
  • the winding / unwinding device 4 winds the strip of the build-up coil 102 in accordance with the rolling speed of the third pass of the cold rolling mill 1 that performs rolling at the steady rolling speed in the direction opposite to the second pass ( (S3401), it decelerates and stops at the end of rolling in the third pass (S3402).
  • the unwinding device 2 In the second to third passes, the unwinding device 2, the joining device 5 and the cutting devices 6a and 6b are not particularly controlled.
  • the build-up coil is divided into three carry-out coils 103a to 103c.
  • the control device 20 controls the cold rolling mill 1 as follows. After the end of the third pass rolling, before the start of the fourth pass rolling, the cold rolling mill 1 is controlled to obtain a desired plate thickness (S4101). When the preparation for rolling is completed, the cold rolling mill 1 accelerates to the steady rolling speed in the direction opposite to the third pass, and performs rolling in the fourth pass (final pass) at the steady rolling speed (S4102). The cold rolling mill 1 decelerates at a low speed (for example, 10 mpm) in accordance with the procedure in which the strip of the buildup coil 102 is divided by the cutting device 6a and the first carry-out coil 103a is carried out from the winding / unwinding device 3. Rolling is performed (S4103).
  • a low speed for example, 10 mpm
  • the cold rolling mill 1 again accelerates to the steady rolling speed, and the final pass unrolled strip of the build-up coil 102 at the steady rolling speed. Rolling is performed (S4104), and the cold rolling mill 1 is decelerated in accordance with the procedure in which the strip of the buildup coil 102 is divided by the cutting device 6a and the second unloading coil 103b is unloaded from the winding / unwinding device 3. Rolling is performed at a low speed (for example, 10 mpm) (S4105).
  • a low speed for example, 10 mpm
  • the cold rolling mill 1 again accelerates to the steady rolling speed, and the final pass unrolled strip of the build-up coil 102 at the steady rolling speed. Rolling is performed (S4106), and the cold rolling mill 1 is decelerated in accordance with the procedure in which the strip of the buildup coil 102 is divided by the cutting device 6a and the third unloading coil 103c is unloaded by the winding / unwinding device 3. Rolling is performed at a low speed (for example, 10 mpm) (S4107).
  • the cold rolling mill 1 stops rolling (S4108) and finishes rolling in the fourth pass (final pass) (S4109). ).
  • the control device 20 controls the winding / unwinding device 3 (first winding / unwinding device) as follows.
  • the winding / unwinding device 3 winds up the strip of the buildup coil 102 (S4301), and has a predetermined length.
  • the winding / unwinding device 3 winds the strip of the build-up coil 102 in accordance with the rolling speed of the cold rolling mill 1 that performs rolling at a low speed (for example, 10 mpm) in accordance with the dividing procedure (S4302).
  • the winding / unwinding device 3 winds up the remaining strip at a high speed (S4303). After the winding is completed, the winding / unwinding device 3 extracts and unloads the first unloading coil 103a. (S4304). The tip of the strip to be subsequently fed out (tip of the second carry-in coil 103b) is wound up with a belt wrapper (S4305).
  • the fourth pass (final pass) of the cold rolling mill 1 that performs rolling at a steady rolling speed is completed.
  • the winding / unwinding device 3 winds the strip of the buildup coil 102 in accordance with the rolling speed of the pass) (S4306), and rolls at a low speed (for example, 10 mpm) in accordance with the dividing procedure when winding the strip for a predetermined length.
  • the winding / unwinding device 3 winds the strip of the build-up coil 102 (S4307), and after the second unloading coil 103b is cut, the winding / unwinding device 3
  • the strip is wound at a high speed (S4308), and after the winding is completed, the winding / unwinding device 3 extracts and unloads the second unloading coil 103b (S4309).
  • the tip of the strip to be subsequently fed out (tip of the third carry-in coil 103c) is wound up with a belt wrapper (S4310).
  • the fourth pass (final pass) of the cold rolling mill 1 that performs rolling at a steady rolling speed is completed.
  • the winding / unwinding device 3 winds up the strip of the build-up coil 102 in accordance with the rolling speed of the pass (S4311), and rolls at a low speed (for example, 10 mpm) in accordance with the dividing procedure when the strip is wound for a predetermined length.
  • the strip of the buildup coil 102 is wound up in accordance with the rolling speed of the cold rolling mill 1 to be performed (S4312), and after the third unloading coil 103b is cut, the winding and unwinding device 3 winds up the remaining strip at a high speed ( S4313) After winding is completed, the winding / unwinding device 3 extracts and unloads the third unloading coil 103c (S4314).
  • the control device 20 controls the winding / unwinding device 4 (second winding / unwinding device) as follows.
  • the winding / unwinding device 4 unwinds the strip of the buildup coil 102 (S4401), and has a predetermined length.
  • the winding / unwinding device 4 unwinds the strip of the build-up coil 102 in accordance with the rolling speed of the cold rolling mill 1 that performs rolling at a low speed (for example, 10 mpm) in accordance with the dividing procedure (S4402). ).
  • the winding / unwinding device 4 unwinds the strip of the build-up coil 102 in accordance with the rolling speed of the cold rolling mill 1 that performs rolling again at the steady rolling speed (S4403), and when the coil is unrolled for a predetermined length, it is divided.
  • the winding / unwinding device 4 unwinds the strip of the build-up coil 102 in accordance with the rolling speed of the cold rolling mill 1 that performs rolling at a low speed (for example, 10 mpm) according to the procedure to be performed (S4404).
  • the winding / unwinding device 4 unwinds the strip of the build-up coil 102 in accordance with the rolling speed of the cold rolling mill 1 that performs rolling again at the steady rolling speed (S4405), and divides it when unwinding for a predetermined length.
  • the winding / unwinding device 4 unwinds the strip of the build-up coil 102 in accordance with the rolling speed of the cold rolling mill 1 that performs rolling at a low speed (for example, 10 mpm) in accordance with the procedure to be performed (S4406).
  • the winding / unwinding device 4 winds the remaining strip, and extracts and unloads the off-gauge coil 103d (S4407).
  • the control device 20 controls the cutting device 6a as follows.
  • the control device 20 calculates each cutting position from the respective coil outer diameters and reel rotation speeds of the winding / unwinding devices 3 and 4, and the cutting device 6a removes the first carry-out coil 103a from the strip of the buildup coil 102 at the cutting position.
  • the second carry-out coil 103b is cut from the remaining strip at the next cutting position (S4602)
  • the third carry-out coil 103c is cut from the remaining strip at the next cutting position (S4603).
  • the control device 20 calculates the cutting position based on the outer diameter of the coil and the reel rotation speed.
  • the cutting position is subjected to drilling or the like, and a cutting position detection device (not shown) detects the cutting position.
  • a cutting position detection device detects the cutting position.
  • the unwinding device 2 In the fourth pass (final pass), the unwinding device 2, the joining device 5 and the cutting device 6b are not particularly controlled.
  • the strip of the first carry-in coil 101a is rolled at the steady rolling speed by the cold rolling mill 1 and unwound from the unwinding device 2 in accordance with the rolling speed of the cold rolling mill 1. It is wound around the winding / unwinding device 4 (S1203 ⁇ S1103 ⁇ S1402).
  • the control device 20 commands the rolling speed of the cold rolling mill 1
  • the cold rolling mill 1 is feedback controlled so that the command rolling speed is reached.
  • the unwinding device 2 is tension feedback controlled so that the strip tension between the unwinding device 2 and the cold rolling mill 1 becomes a predetermined value.
  • the winding / unwinding device 4 is also subjected to tension feedback control so that the strip tension between the winding / unwinding device 4 and the cold rolling mill 1 becomes a predetermined value.
  • the strip of the second carry-in coil 101b is unwound from the unwinding device 2 at the plate passing speed, and the strip tip is fed to the joining position of the joining device 5. If it is stopped, the strip tail end of the first carry-in coil 101a and the strip tip end of the second carry-in coil 101b are joined by the joining device 5 (S1205 ⁇ S1206 ⁇ S1501).
  • the unrolled strip of the first carry-in coil 101a is rolled again at the steady rolling speed by the cold rolling mill 1 and then joined second.
  • the strip of the carry-in coil 101 b is rolled at a steady rolling speed by the cold rolling mill 1, and the strip is unwound from the unwinding device 2 in accordance with the rolling speed of the cold rolling mill 1 and taken up by the winding unwinding device 4.
  • the strip of the third carry-in coil 101c is unwound from the unwinding device 2 at the plate passing speed, and the strip tip is fed to the joining position of the joining device 5. Then, the joining device 5 joins the strip tail end of the second carry-in coil 101b and the strip tip of the third carry-in coil 101c (S1209 ⁇ S1210 ⁇ S1502).
  • the unrolled strip of the second carry-in coil 101b is rolled again at the steady rolling speed by the cold rolling mill 1 and then joined together.
  • the strip of the carry-in coil 101 b is rolled at a steady rolling speed by the cold rolling mill 1, and the strip is unwound from the unwinding device 2 in accordance with the rolling speed of the cold rolling mill 1 and taken up by the winding unwinding device 4.
  • the unwinding device 2 stops, and when the strip tail end of the third carry-in coil 101c reaches just before the cold rolling mill 1, the cold rolling mill 1 stops and the second 1 pass is complete
  • the buildup coil 102 is formed in the winding / unwinding device 4 (S1410).
  • the strip of the build-up coil 102 is unwound from the winding / unwinding device 4 at the plate passing speed, and the tail end of the strip is gripped by the winding / unwinding device 3 and further wound several times. Thereafter, the cold rolling mill 1 is subjected to reduction control (S2401 ⁇ S2301 ⁇ S2101).
  • the strip of the build-up coil 102 is rolled at the steady rolling speed by the cold rolling mill 1 and is unwound from the winding / unwinding device 4 in accordance with the rolling speed of the cold rolling mill 1. Then, it is wound up by the winding and unwinding device 3 (S2402 ⁇ S2102 ⁇ S2302).
  • the cold rolling mill 1 stops and finishes the second pass, and when the cold rolling mill 1 stops, the winding unwinding device 3 and the winding unwinding
  • the apparatus 4 stops (S2103 ⁇ S2403 ⁇ S2303 ⁇ S2104).
  • the rolling direction is switched to the reverse direction and the third pass is started.
  • the cold rolling mill 1 is controlled to be reduced, and the strip of the buildup coil 102 is controlled by the cold rolling mill 1.
  • Rolled at a steady rolling speed unwound from the winding / unwinding device 3 in accordance with the rolling speed of the cold rolling mill 1, and wound on the winding / unwinding device 4 (S3101 ⁇ S3102 ⁇ S3301 ⁇ S3401).
  • the cold rolling mill 1 stops and finishes the third pass.
  • the winding unwinding device 3 and the winding unwinding The apparatus 4 stops (S3103 ⁇ S3302 ⁇ S3402 ⁇ S3104).
  • the cold rolling mill 1 is controlled to be reduced, and the strip of the buildup coil 102 is controlled by the cold rolling mill 1.
  • Rolled at a steady rolling speed, unwound from the winding / unwinding device 4 in accordance with the rolling speed of the cold rolling mill 1 and wound on the winding / unwinding device 3 (S4101 ⁇ S4102 ⁇ S4301 ⁇ S4401).
  • the cold rolling mill 1 is decelerated to a predetermined low speed, and the strip of the build-up coil 102 is slowed down by the cold rolling mill 1. It is rolled at (for example, 10 mpm), unwound from the winding / unwinding device 4 in accordance with the rolling speed of the cold rolling mill 1, and wound up by the winding / unwinding device 3 (S4103 ⁇ S4302 ⁇ S4402).
  • the strip of the build-up coil 102 is cut by the cutting device 6a at the strip cutting position, and the remaining strip of the cut-out first carry-out coil 103a is wound up. It is wound around the unwinding device 3 at a high speed.
  • the winding / unwinding device 3 stops, and the first carry-out coil 103a is extracted from the winding / unwinding device 3 and carried out (S4601 ⁇ S4303 ⁇ S4304). Note that a collapsible reel is applied to the winding / unwinding device 3 as described above.
  • the remaining strip of the divided buildup coil 102 is rolled at a low speed by the cold rolling mill 1 and wound in accordance with the rolling speed of the cold rolling mill 1. Unwinding is performed from the unwinding device 4.
  • the tip of the fed strip (corresponding to the second carry-in coil 103b) is wound up by the belt wrapper of the winding / unwinding device 3 (S4305).
  • the remaining strip of the build-up coil 102 is rolled at a steady rolling speed by the cold rolling mill 1 and wound in accordance with the rolling speed of the cold rolling mill 1.
  • the material is unwound from the unwinding device 4 and wound on the unwinding / unwinding device 3 (S4104 ⁇ S4306 ⁇ S4403).
  • the cold rolling mill 1 is decelerated to a predetermined low speed, and the strip of the build-up coil 102 is slowed down by the cold rolling mill 1. Is rolled out from the winding / unwinding device 4 in accordance with the rolling speed of the cold rolling mill 1 and wound into the winding / unwinding device 3 (S4105 ⁇ S4307 ⁇ S4404).
  • the strip of the build-up coil 102 is divided by the cutting device 6a at the strip cutting position, and the remaining strip of the divided second carry-out coil 103b is wound up. It is wound around the unwinding device 3 at a high speed.
  • the winding / unwinding device 3 stops, and the second unloading coil 103b is extracted from the winding / unwinding device 3 and is unloaded (S4602 ⁇ S4308 ⁇ S4309).
  • the remaining strip of the divided buildup coil 102 is rolled at a low speed by the cold rolling mill 1 and wound in accordance with the rolling speed of the cold rolling mill 1. Unwinding is performed from the unwinding device 4.
  • the tip of the fed strip (corresponding to the third carry-in coil 103c) is wound up by the belt wrapper of the winding / unwinding device 3 (S4310).
  • the remaining strip of the build-up coil 102 is rolled at a steady rolling speed by the cold rolling mill 1 and wound in accordance with the rolling speed of the cold rolling mill 1.
  • the material is unwound from the unwinding device 4 and wound on the unwinding / unwinding device 3 (S4106 ⁇ S4311 ⁇ S4405).
  • the cold rolling mill 1 is decelerated to a predetermined low speed, and the strip of the build-up coil 102 is slowed down by the cold rolling mill 1. Is rolled from the winding / unwinding device 4 in accordance with the rolling speed of the cold rolling mill 1 and wound on the winding / unwinding device 3 (S4107 ⁇ S4312 ⁇ S4406).
  • the strip of the build-up coil 102 is divided by the cutting device 6a at the strip cutting position, and the remaining strip of the third third discharging coil 103c is wound up. It is wound around the unwinding device 3 at a high speed.
  • the winding / unwinding device 3 stops, and the third unloading coil 103c is extracted from the winding / unwinding device 3 and unloaded (S4603 ⁇ S4313 ⁇ S4314).
  • the cold rolling mill 1 stops rolling and finishes the fourth pass, and the remaining strip of the divided build-up coil 102 is taken up by the winding / unwinding device 4.
  • the wound off-gauge coil 103d is extracted from the winding / unwinding device 4 and carried out (S4108 ⁇ S4109 ⁇ S4407). As described above, a collapsible reel is applied to the winding / unwinding device 4.
  • the unloading coils 103a to 103c are unloaded from the winding / unwinding device 3, and the off-gauge coil 103d is unloaded from the winding / unwinding device 4.
  • the strip of the build-up coil 102 is cut by the cutting device 6b, the carry-out coils 103a to 103c are extracted from the take-up / winding device 4 and carried out, and the off-gauge coil 103d is taken up. It is unloaded from the unwinding device 3.
  • FIG. 8 is a schematic diagram of cold rolled material equipment according to the first prior art. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
  • the cold rolled material facility (RCM facility) according to the first prior art mainly includes a reversible cold rolling mill 1 and a strip for the cold rolling mill 1 in the first pass.
  • a control device 20 for controlling the device 4, the cold rolling mill 1, the unwinding device 2, and the winding / unwinding devices 3 and 4 is provided.
  • the carry-in coil 101a is carried into the unwinding device 2, the strip tip is threaded, gripped by the unwinding / unwinding device 4, and further wound by several turns, and after preparation for rolling such as tension application and reduction is completed,
  • the cold rolling mill 1 starts the first pass rolling. When the strip tail end comes just before the cold rolling mill 1, the first pass rolling is finished.
  • the strip tip is passed in the direction opposite to the first pass, the strip tip is gripped by the winding / unwinding device 3, and further wound by several turns, after completion of preparation for rolling such as tension application and reduction,
  • the cold rolling mill 1 starts the second pass rolling.
  • the second pass rolling is completed in a state where the winding and unwinding device 3 grips several strip ends.
  • rolling of the third pass is started by the cold rolling mill 1.
  • the third pass rolling is finished in a state where the winding and unwinding device 4 grips several strip ends.
  • rolling of the fourth pass is started by the cold rolling mill 1.
  • the unloading coil 103a after rolling in the fourth pass is taken up by the winding / unwinding device 3, extracted, and unloaded.
  • the carry-in coil 101b is carried into the unwinding device 2
  • the carry-out coil 103b is carried out from the winding / unwinding device
  • the carrying-in coil 101c is carried into the unwinding device 2
  • the carry-out coil 103c is carried out into the winding / unwinding device 3. It is carried out from.
  • FIG. 9 is a schematic view of a cold rolled material facility according to the second prior art.
  • the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
  • the cold rolled material facility mainly includes a reversible cold rolling mill 1, an unwinding device 2 for unwinding the strip of the carry-in coil 101, and a cold rolling mill.
  • Winding / unwinding device 3A first winding / unwinding device
  • Winding / unwinding device disposed on the exit side of the first pass of the cold rolling mill 1 4A second winding / unwinding device
  • a joining device 5 for forming the build-up coil 102 from the plurality of carry-in coils 101
  • a cutting device 6 for dividing the strip of the build-up coil 102 to form the carry-out coil 103.
  • the control apparatus 20 which controls is provided.
  • a solid reel is applied to the winding / unwinding devices 3A and 4A and the buildup coil winding / unwinding device 111, and a collapsible reel is applied to the winding device 2 and the winding devices 112 and 113. .
  • the carry-in coil 101a is carried into the unwinding device 2 and unwound, and the end of the strip is gripped and taken up by the build-up coil take-up and unwinding device 111.
  • the carry-in coil 101b is carried into the unwinding device 2 and unwound until the strip tip is sent out to the joining position of the joining device 5, Then, the joining device 5 joins the strip tail end of the first carry-in coil 101a and the strip tip of the second carry-in coil 101b.
  • the joined strip is taken up by the build-up coil take-up and unwinding device 111.
  • the strip tail end of the second carry-in coil 101b and the strip tip end of the third carry-in coil 101c are joined by the joining device 5, and the joined strip is taken up by the build-up coil winding / unwinding device 111,
  • the buildup coil 102 is formed in the buildup coil winding / unwinding device 111.
  • the strip of the buildup coil 102 is unwound from the winding / unwinding device 111 for buildup coil, passed through, gripped by the winding / unwinding device 4A, and after the reduction control, the cold rolling machine 1 performs the first pass. Rolling is performed. Thereafter, the strip is subjected to reversible rolling in the second to third passes between the winding / unwinding device 3A and the winding / unwinding device 4A.
  • the grip of the winding / unwinding device 3 is released, and the strip end is unwound from the winding / unwinding device 3.
  • the unwinding strip end is gripped by the winding device 112, and after the reduction control, the fourth pass rolling is performed.
  • a strip having a predetermined length corresponding to the carry-out coil 103a is taken up by the winding device 112
  • the strip of the build-up coil 102 is cut by the cutting device 6a at the strip cutting position, and the cut-out carry coil 103a is taken up by the winding device 112. It is extracted from and taken out.
  • the remaining strip is also divided by the cutting device 6a, and the divided carry-out coils 103b and 103c are sequentially extracted from the winding device 112 and carried out. Note that a collapsible reel is applied to the winding / unwinding device 112 as described above.
  • the cutting device 6b is arrange
  • the off-gauge rate can be greatly reduced.
  • the actual rolling time in the operation time becomes longer, and the production efficiency is improved as compared with the first prior art.
  • the cold rolled material facility according to the second prior art is assumed to be a relatively large-scale production facility with an annual production of 800,000 tons or more. Yes.
  • the cold-rolled material facility according to the second prior art has a joining device 5, a cutting device 6, a build-up coil winding / unwinding device 111, and a winding device.
  • the configuration of 112 and 113 is increased, and the initial cost is increased.
  • the winding and unwinding devices 3A and 4A and the build-up coil winding and unwinding device 111 are increased in size. Cost increases.
  • winding devices 112 and 113 to which a collapsible reel is applied are separately required.
  • the cold-rolled material equipment related to the second conventional technology assumes a relatively large-scale production facility with an annual production of 800,000 tons or more, and prioritizes lowering the off-gauge rate and improving production efficiency. A little bulky does not matter. However, if the cold rolled material facility related to the second conventional technology is applied to small- to medium-scale production facilities with annual production of about 300,000 tons to 600,000 tons, the problem of initial cost becomes significant and cost-effective. There was a problem in terms of.
  • the effect of this embodiment will be described by comparing it with the first prior art.
  • two passes and four reversible rollings are performed. That is, by forming the build-up coil 102 in the first pass and performing the reversible rolling of the build-up coil 102 after the second pass, the joint can also be rolled at the normal rolling speed, compared to the first prior art. Production efficiency is improved. Further, since the unrolled portion is generated only at the strip tip of the carry-out coil 103a and the strip tail end of the carry-out coil 103c, the off-rolled portion can be greatly reduced. Furthermore, the portion of the unsteady rolling speed is reduced and the plate thickness accuracy is improved. That is, it is possible to maintain a high efficiency and a high yield as high as those of the second conventional technique.
  • the winding devices 112 and 113 which are essential in the second prior art, are not necessary, and the increase in the size of the winding and unwinding devices 3 and 4 can be suppressed, thereby simplifying the equipment configuration. As a result, the initial cost can be further reduced.
  • a mash seam welding type joining device is used as the joining device 5.
  • the first carry-in coil 101a and the second carry-in coil 101b having a uniform thickness are joined, and the second carry-in coil 101b and the third carry-in coil 101c having a uniform thickness are joined to each other. It is assumed that there is no change in thickness of 102. However, in reality, the plate thickness may differ between the carry-in coils 101a to 101c due to an error, and a step is generated at the joint. The joint is located in the inner layer of the build-up coil 102. When tension is applied to the coil in this state, the step in the joint is transferred to the inside and outside of each layer, resulting in a product defect that is handled as a flaw. .
  • the first carry-in coil 101a A step of 1.2 mm occurs at the joint with the second carry-in coil 101b.
  • the process computer 21 (see FIG. 1), which is the host computer of the control device 20, manages the plate thickness of each carry-in coil 101, for example, carries in the second carry-in coil 101b and the third carry-in coil 101c. Control is performed to change the order. After the replacement, the step at the joint between the first carry-in coil 101a and the second carry-in coil 101b is 0.6 mm, and the step at the joint between the second carry-in coil 101b and the third carry-in coil 101c is 0.6 mm.
  • the absolute value of the plate thickness difference is 1 mm or less, the level difference of the joint portion located in the inner layer portion of the built-up coil Transfer of wrinkles to adjacent coil layers can be suppressed. Furthermore, it is more preferable that the absolute value of the plate thickness difference is 0.5 mm or less.
  • a mash seam welding type joining device is used as the joining device 5 in order to reduce the initial cost.
  • FIG. 10 is a conceptual diagram of the mash seam welding method.
  • the mash seam welder adopts a method in which the material to be joined is sandwiched between overlapping electrode wheels and energized to generate heat in the contact resistance and internal resistance of the material, and a melted and solidified part called nugget N is generated and joined. It is.
  • finish of joining increases to about 1.2 to 1.5 times.
  • the thickened joint becomes a step, and an excessive force acts on the roll when passing through the rolling mill 1. Further, the step may be transferred as a mark to the work roll.
  • step difference of a junction part may transcribe
  • the joining device 5 performs a cross swaging process of inclining the swaging roller and rolling the thickened joint after mash seam welding. Thereby, a level
  • step difference can be smoothed and the subject concerning a junction part can be solved.
  • the configuration and operation of the bonding apparatus 5 will be described.
  • FIG. 11 is a schematic view of the joining device 5.
  • the joining device 5 includes a pair of upper and lower electrode wheels 51 and 52, a pair of upper and lower pressure rollers 53 and 54, inlet and outlet clamping devices 55 and 56, a carriage frame 57, an electrode wheel pressing device 58 and a pressure roller pressing device. 59.
  • the upper electrode wheel 51 and the upper pressure roller 53 are supported on the upper horizontal frame of the carriage frame 57 via the electrode wheel pressing device 58 and the pressure roller pressing device 59, respectively.
  • the lower electrode wheel 52 and the lower pressure roller 54 are respectively It is supported on the lower horizontal frame of the carriage frame 57 via a mounting block.
  • the pair of upper and lower pressure rollers 53 and 54 are disposed in the carriage frame 57 adjacent to the pair of upper and lower electrode wheels 51 and 52.
  • both ends of the strip are overlapped, and in this state, the strip is gripped by the clamping members of the entry side and exit side clamping devices 55 and 56 to fix the position.
  • the carriage frame 57 is moved in the welding direction by the driving device, so that the pair of upper and lower electrode wheels 51 and 52 and the pair of upper and lower pressure rollers 53 and 54 supported by the carriage frame 57 are relative to the strip. It is moved and bonding and pressurization are carried out continuously.
  • the overlapping portion of the strip is sandwiched between a pair of upper and lower electrode wheels 51, 52, the electrode wheels 51, 52 are pressed against the overlapping portion of the strip by the electrode wheel pressing device 58, and the electrode wheels 51, 52 are pressed by the electric motor.
  • a welding current is passed through the electrode wheels 51 and 52 to cause resistance heating and welding (mash seam welding).
  • the joint (welded portion) J is sandwiched between the pair of upper and lower pressure rollers 53 and 54, and the pressure rollers 53 and 54 are pressed by the pressure roller pressing device 59. Is pressed against the joining portion, and the pressure roller 53, 54 is actively driven to rotate by an electric motor, and the joining portion of the strip is pressed and rolled.
  • the pressure roller pressing device 59 is provided with a tilt mechanism 60 for adjusting the tilt angles of the shaft cores 61 and 62 of the pressure rollers 53 and 54.
  • a tilt mechanism 60 for adjusting the tilt angles of the shaft cores 61 and 62 of the pressure rollers 53 and 54.
  • illustration of the electric motor, the chain, and the sprocket mechanism that rotationally drive the pressure roller is omitted.
  • FIG. 12 is a schematic view of the tilt mechanism 60.
  • the tilt angle of the axis of the pressure roller 53 can be set to an arbitrary angle in the horizontal plane.
  • a rotation shaft 71 rotatably inserted into the upper horizontal frame of the carriage frame 56 and an electric motor 74 that rotationally drives the rotation shaft 71 through pinions 72 and 73 are provided.
  • the electric motor 74 is an inclination angle control device 75.
  • Controlled by The tilt mechanism 60 includes an angle sensor 76 for detecting the tilt angle of the pressure roller 53, and the tilt angle control device 75 receives angle information from the host control device 77 according to the thickness of the strip before the start of joining.
  • the electric motor 74 is driven and controlled using the signal of the angle sensor 76 so that the inclination angle of the pressure roller 53 matches the set angle.
  • FIG. 16 is a diagram showing a metal flow within the contact length when the joints J are rolled while the shaft cores 61 and 62 of the pressure rollers 53 and 54 are inclined.
  • the upper pressure roller 53 Shows the case.
  • A is an arrow indicating the traveling direction (rolling direction) of the pressure roller 53
  • X is a straight line that virtually indicates the weld line (joining line) of the joint J on the traveling direction A
  • Y Is a straight line orthogonal to the weld line X.
  • 63 is a straight line passing through the central portion in the width direction of the pressure roller 53 in the direction perpendicular to the axis, and ⁇ is the inclination angle of the pressure roller 53 (the straight line in the direction perpendicular to the axis of the welding line X and the upper pressure roller 53). 63).
  • 64 is a contact length portion where the pressure roller 53 contacts the joint J
  • R is a speed vector of the pressure roller 53 in the contact length portion 64
  • R1 is a welding line X of the speed vector R.
  • R2 is a component in the direction perpendicular to the weld line X of the velocity vector R.
  • Metal flow in the direction of the velocity vector component R2 (perpendicular to the weld line X), that is, plastic flow in the direction perpendicular to the weld line X due to shear deformation by the shear force 82 occurs.
  • the step S of the joint J can be smoothed by shear deformation or plastic flow perpendicular to the weld line X.
  • the direction of the angle ⁇ for tilting the pair of upper and lower pressure rollers 53 and 54 can be set in two types.
  • the traveling direction portions 53A and 54A of the pair of pressure rollers 53 and 54 are in a horizontal plane, and the first contact of the pressure rollers 53 and 54 with the first press roller 53, 54 is performed.
  • the shaft cores 61 and 62 of the pair of pressure rollers 53 and 54 are inclined with respect to the straight line Y orthogonal to the welding line X so as to face the direction opposite to the existing direction.
  • the pressure roller located on the thick side (the material portion of the joint J where the pressure rollers 53 and 54 first contact) starting from the step S of the joint J among the joint J of the strip.
  • the shaft cores 61 and 62 of the pressure rollers 53 and 54 are inclined so that the shaft ends of 53 and 54 face the rolling direction A of the joint J.
  • a shearing force 82 corresponding to the velocity vector component R2 acts in the direction in which the strip is first contacted by the pressure rollers 53 and 54 from the step S of the joint J of the strip, and the welding line in the same direction.
  • the step portion is rolled and smoothed while applying shear deformation in a perpendicular direction.
  • a force in a direction opposite to the shearing force 82 acts as a thrust force 81 from the joint J to the pressure rollers 53 and 54.
  • the reaction force of the thrust force 81 acts on the joint J as the shear force 82.
  • the second setting method is to incline the pressure rollers 53 and 54 in the opposite direction as compared with the first setting method. That is, the pair of pressure rollers 3 and 54 are arranged so that the traveling direction portions 53A and 54A of the pair of pressure rollers 53 and 54 are in the horizontal plane and face the direction in which the strip with which the pressure rollers 53 and 54 first contact is present. In this case, the four shaft cores 61 and 62 are inclined with respect to the straight line Y orthogonal to the welding line X.
  • the side having a small thickness starting from the step S of the joint portion J (the material portion of the joint portion J to which the pressure rollers 53 and 54 do not contact first).
  • the shaft cores 61 and 62 of the pressure rollers 53 and 54 are inclined so that the shaft ends of the pressure rollers 53 and 54 positioned at the position of the pressure rollers 53 and 54 face the rolling direction A of the joint J.
  • the shearing force 82 corresponding to the velocity vector component R2 is applied in the direction opposite to the direction in which the strip is associated with the metal material first contacted by the pressure rollers 53 and 54 from the step S of the joint J of the strip.
  • the step portion is rolled and smoothed while applying shear deformation in the direction perpendicular to the weld line in the same direction. Also at this time, the force in the direction opposite to the shearing force 82 acts as the thrust force 81 from the joint J to the pressure rollers 53 and 54.
  • the first setting method is adopted.
  • the reason is as follows. Even if the pair of upper and lower pressure rollers 53 and 54 are inclined by the second setting method, the step S can be plasticized by the shear force 82 and smoothed. However, in this case, as shown in FIG. 15B, a step of the step S is folded into the base material, and a new problem occurs in which the step S is buried in the base material in a crack shape. There is no problem when it is applied to a site where the surface property of the joint J is simply required and the strength is not required, but when applied to a site where stress acts, it is press-molded like a tailored blank. In such plastic working applications, the tip of the buried step becomes a singular stress field, which causes damage.
  • the direction in which the pressure rollers 53 and 54 are inclined is preferably set such that the traveling direction portions 53A and 54A of the pair of pressure rollers 53 and 54 are in a horizontal plane, as shown in FIGS. 14A and 14B.
  • , 54 are inclined with respect to a straight line Y perpendicular to the welding line X so that the axial cores 61, 62 of the pair of pressure rollers 53, 54 are directed in a direction opposite to the direction in which the first contact strip exists.
  • the step difference can be smoothed without burying the step S in a crack in the base material, and the quality of the joint is improved.
  • the outer diameter of the build-up coil 102 is ⁇ 3000 or less. Further, the strip tension when the outer diameter of the buildup coil 102 is large is set to be gradually lower than that when the outer diameter is small.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating tension control during winding of the buildup coil 102. When the outer diameter of the buildup coil 102 is less than ⁇ 1500, a constant predetermined value of tension is applied. However, when the outer diameter of the buildup coil 102 exceeds ⁇ 1500, the outer diameter is set to gradually decrease. ing.
  • the winding / unwinding devices 3A and 4A of the second prior art need to apply solid block type reels, but the winding / unwinding devices 3 and 4 of the present embodiment apply a collapsed reel. Can do.
  • the cutting devices 6a and 6b have a swing mechanism (not shown).
  • Cutting equipment in cold tandem rolling mills with an annual production of 1 million tons or more generally divides the coil between runs while continuing rolling. I was taking it.
  • the speed at the time of coil cutting is reduced only to about 100 mpm to 300 mpm, so that the cutting device that cuts the coil between runs while continuing the conventional rolling is inexpensive.
  • the initial cost increases when a conventional cutting device is used in a small- to medium-sized production facility having an annual production amount of about 300,000 tons to 600,000 tons.
  • the rolling speed when dividing the buildup coil 102 is set to a low speed (for example, 10 mpm). Therefore, a cutting device having a relatively inexpensive rocking mechanism can be applied instead of the conventional expensive inter-running cutting device, and the initial cost can be reduced.
  • the cutting device 6a having a rocking mechanism can cut the strip without stopping rolling as described in the operation of the fourth pass.
  • the rolling speed when the buildup coil 102 is divided by the cutting device 6a is set to a low speed (for example, 10 mpm). While being rolled at low speed by the cold rolling mill 1, the carry-out coil 103 is divided by the cutting device 6 a, wound at the high-speed winding / unwinding device 3, and then extracted and carried out. It is assumed that this series of operations is performed in about 30 seconds, for example.
  • the distance from the cutting position of the cutting device 6a to the winding / unwinding device 3 is assumed to be 5 m, and the build-up coil 102 strip tip after the division is cooled from the cutting position of the cutting device 6a to the winding / unwinding device 3.
  • the arrival time is 30 seconds. That is, the first carry-out coil 103a is carried out before preparation for winding the second carry-in coil 103b.
  • the carrying-out coil 103 is extracted and carried out, and then the next carrying-out coil 103 is continuously wound up.
  • the work can be performed by one winding / unwinding device 3, and the solid block type reel winding / unwinding device 3A and the winding device 112 which are essential in the second prior art are not required.
  • the winding / unwinding device 4A and the winding device 113 are not necessary.
  • the stop mark since rolling stops when dividing, the friction coefficient between the work roll and the strip changes on the surface of the strip sandwiched between the work rolls, so that a stop mark is formed and the work roll.
  • the stop mark since the stop mark is transferred, the stop mark may be transferred to the surface of the strip at regular intervals at the rotation pitch of the work roll during subsequent rolling. If this stop mark occurs in the final pass, the quality of the surface gloss is impaired, and a material with strict quality has a problem of becoming a defective product.
  • the product coil may be required to be more accurate.
  • the coil division in the final pass is immediately after the joint passes through the cutting device. That is, the cutting position is immediately after the joint.
  • the cutting position is calculated by the control device 20 from the coil outer diameter and the reel rotation speed of each of the winding / unwinding devices 3 and 4.
  • the joint portion can be arranged on the outer surface of the carry-out coil 103, and the joint portion can be easily processed after the carry-out coil 103 is extracted.
  • the coil division in the final pass may be performed immediately before the joining portion passes the cutting device and immediately after the joining portion passes the cutting device. That is, the joint is cut off from the carry-out coil 103 by the cutting device 6a.
  • the joint is not wound around the carry-out coil 103, and post-processing of the joint can be made unnecessary.
  • the work roll may be replaced with a dull weight work roll in a state where the strip is passed, and the final pass rolling may be performed.
  • FIG. 17 is a schematic view of a cold rolled material facility according to the second embodiment of the present invention. While the cold rolling mill 1 of the first embodiment has one stand, the cold rolling mills 1a and 1b of the second embodiment have two stands.
  • the cold rolling mill 1 of the first embodiment is set to one stand.
  • the number of stand is set to two stands. Is preferred.
  • 2 stands are preferable in terms of the cost effectiveness.
  • Other configurations are the same as those in the first embodiment, and the control and operation are also the same, and the same effects can be obtained.
  • FIG. 18 is a schematic view of a cold-rolled material facility according to the third embodiment of the present invention.
  • the cold rolled material facility according to the present embodiment includes a strip storage device 9 disposed between the joining device 5 and the cold rolling mill 1 in addition to the configuration of the cold rolled material facility according to the first embodiment. Yes.
  • the strip storage device 9 has a movable roller 92 provided between the two fixed rollers 91 a and 91 b, and the drive device (not shown) stores the strip by lowering the movable roller 92. To release the stored strip.
  • the operation of the strip storage device 9 is controlled by the control device 20.
  • FIG. 19 is a control flow showing a processing procedure performed by the control device 20.
  • the control in the second to fourth passes is the same as the control in the first embodiment, and only the control in the first pass is shown.
  • the control device 20 controls the cold rolling mill 1 so as to stop in accordance with the procedure for carrying in and joining the carry-in coil 101 (S1104, S1107).
  • the control device 20 controls the cold rolling mill 1 to perform rolling at a low speed (for example, 10 mpm) in accordance with the procedures for carrying in and joining the carry-in coil 101 (for example, 10 mpm).
  • a low speed for example, 10 mpm
  • the control device 20 controls the winding / unwinding device 4 to stop in accordance with the stop of the cold rolling mill 1 (S1403, S1406).
  • the control device 20 controls the winding / unwinding device 4 to wind at a low speed in accordance with the low speed rolling of the cold rolling mill 1 (S1403B, S1406B).
  • the control device 20 controls the strip storage device 9 as follows.
  • the movable roller 92 is lowered and the strip storage device 9 starts storing the strip.
  • the lowering of the movable roller 92 is stopped (S1901B).
  • the movable roller 92 is raised, The strip storage device 9 gradually releases the storage of the strip, and when the first carry-in coil 101a and the second carry-in coil 101b are joined, the rising of the movable roller 92 is stopped (S1901B). Thereafter, the movable roller 92 is lowered again, and the strip storage device 9 starts storing the strip. When the strip of a predetermined length is stored, the downward movement of the movable roller 92 is stopped (S1903B).
  • the control relating to the unwinding device 2 and the joining device 5 is substantially the same as the control of the first embodiment.
  • the second carry-in coil 101b is carried into the unwinding device 2, and a series of the strip tail end of the first carry-in coil 101a and the strip tip end of the second carry-in coil 101b are joined.
  • the cold rolling mill 1 is stopped (S1104), but the cold rolled material facility according to this embodiment operates as follows.
  • the strip storage device 9 stores the strip (S1201 ⁇ S1202 ⁇ S1901B). After that, the strip of the first carry-in coil 101a is rolled and unwound at a steady rolling speed (S1203 ⁇ S1103 ⁇ S1402), and when the strip tail reaches the joining position of the joining device 5 and stops, the strip storage device 9 At the same time as the strip is released, the unrolled strip of the first carry-in coil 101a is rolled at a low speed (for example, 10 mpm) by the cold rolling mill 1 and wound and unwound in accordance with the rolling speed of the cold rolling mill 1. It is wound around the device 4 (S1902B ⁇ S1104B ⁇ S1403B).
  • the second carry-in coil 101b is carried into, attached to, and sent out from the unwinding device 2, and the strip tail end of the first carry-in coil 101a and the strip tip of the second carry-in coil 101b are joined by the joining device 5.
  • the joining device 5 Are joined (S1204 ⁇ S1205 ⁇ S1206 ⁇ S1501).
  • the strip storage device 9 needs to store 20m strips.
  • the unrolled strip of the first carry-in coil 101a is rolled again at the steady rolling speed by the cold rolling mill 1 and then joined second.
  • the strip of the carry-in coil 101 b is rolled at a steady rolling speed by the cold rolling mill 1, and the strip is unwound from the unwinding device 2 in accordance with the rolling speed of the cold rolling mill 1 and taken up by the winding unwinding device 4.
  • a new strip is stored in the strip storage device 9 (S1105 ⁇ 1404 ⁇ S1207 ⁇ S1106 ⁇ S1405 ⁇ S1903B).
  • the strip of the second carry-in coil 101b When the strip of the second carry-in coil 101b is unwound and the tail end of the strip reaches the joining position of the joining device 5 and stops, the strip is discharged from the strip storage device 9, and at the same time, the second carry-in coil 101b is not rolled.
  • the strip is rolled at a low speed by the cold rolling mill 1 and wound on the winding / unwinding device 4 in accordance with the rolling speed of the cold rolling mill 1 (S1904B ⁇ S1107B ⁇ S1406B).
  • the third carry-in coil 101c is carried into, attached to, and sent out from the unwinding device 2, and the strip tail end of the second carry-in coil 101b and the strip tip of the third carry-in coil 101c are joined by the joining device 5.
  • the joining device 5 Are joined (S1208 ⁇ S1209 ⁇ S1210 ⁇ S1502).
  • the unrolled strip of the second carry-in coil 101b is again rolled at the steady rolling speed by the cold rolling mill 1, and subsequently joined to the third
  • the strip of the carry-in coil 101 c is rolled at a steady rolling speed by the cold rolling mill 1, and the strip is unwound from the unwinding device 2 in accordance with the rolling speed of the cold rolling mill 1 and taken up by the winding unwinding device 4.
  • the unwinding device 2 stops, and when the strip tail end of the third carry-in coil 101c reaches just before the cold rolling mill 1, the cold rolling mill 1 stops and the second 1 pass is complete
  • the buildup coil 102 is formed in the winding / unwinding device 4 (S1410).
  • the second carry-in coil 101b in the first pass, is carried into the unwinding device 2, and a series of the strip tail end of the first carry-in coil 101a and the strip tip end of the second carry-in coil 101b are joined.
  • the cold rolling mill 1 is stopped (S1104).
  • the series of operations S1208 ⁇ S1209 ⁇ S1210 ⁇ S1502 in which the third carry-in coil 101c is carried in and the strip tail end of the second carry-in coil 101b and the strip tip of the second carry-in coil 101c are joined.
  • the rolling mill 1 is stopped (S1108).
  • a stop mark is generated by changing the friction coefficient between the work roll and the strip on the surface of the strip sandwiched between the work rolls. Furthermore, since the stop mark is also transferred to the work roll, the stop mark may be transferred to the surface of the strip at regular intervals at the rotation pitch of the work roll during subsequent rolling. When this stop mark is generated in the first pass, the stop mark may not be noticeable to a level that cannot be visually observed by continuing rolling a plurality of times. However, when a high quality surface gloss is strictly required, a new problem of being treated as a defective product arises.
  • the strip storage device 9 is provided, and the strip storage device 9 stores the strip except during joining, and the strip stored in the strip storage device 9 is discharged during joining, and the leading coil tail end is stopped.
  • the rolling by low-speed rolling it is possible to prevent the work roll stop mark from being generated on the strip during the joining operation.
  • the strip storage length can be set to 20 m.
  • the rolling speed of the low-speed rolling is lowered, the length of the strip stored in the strip storage device can be shortened, and the strip storage device can be made compact. As a result, the equipment configuration can be simplified. Note that the rolling speed can be lowered to the minimum resolution speed (infinitely close to 0) of the cold rolling mill 1.
  • the cold rolling mill 1 includes, for example, upper and lower work rolls 11 and 11 that are in direct contact with the rolling material and rolled, upper and lower intermediate rolls 12 and 12 that support these work rolls in the vertical direction, and these intermediate rolls 12 and 12. It is a 6-stage UC mill provided with the upper and lower reinforcement rolls 13 and 13 which support a vertical direction.
  • a hydraulic reduction device 14 is provided below the lower reinforcement roll 13, and the hydraulic reduction device 14 moves the bearing of the lower reinforcement roll 13 up and down based on a command from the control device 20, thereby causing a predetermined reduction. Reduce the strip to volume.
  • a load meter 15 is provided above the upper reinforcing roll 13, and information detected by the load meter 15 is output to the control device 20.
  • a thickness meter 16a, a plate speed meter 17a, and a shape meter 18a are provided on the inlet side of the first pass of the cold rolling mill 1, and a thickness meter 16b and a plate speed are provided on the outlet side of the first pass of the cold rolling mill 1.
  • a total meter 17 b and a shape meter 18 b are provided, and information detected by each is output to the control device 20.
  • the plate thickness meter 16 may be a laser Doppler plate speed meter, or may detect the plate speed based on the rotation speed of a deflora or a shape detector.
  • a change in sheet thickness on the inlet side of the cold rolling mill 1 is detected by a load meter 15 as a change in rolling load, and a roll reduction amount is adjusted in accordance with the detected load change. It is.
  • Monitor AGC control detects a change in the thickness of the outlet side of the cold rolling mill 1 from the thickness gauge 16b on the outlet side, and feeds back the detected thickness change to adjust the amount of reduction by proportional integral control. It is.
  • the thickness gauge 16b is provided a few meters away from the cold rolling mill 1, and a time delay occurs in the detection value of the thickness gauge 16b, but there is almost no influence during steady rolling (for example, 1000 mpm). Absent. However, when applied at the time of low-speed rolling (for example, 10 mpm), appropriate information cannot be obtained due to the influence of time delay, and the plate thickness control accuracy is lowered.
  • MF-AGC control is applied to the low speed rolling.
  • MF-AGC control is as follows.
  • the detection value of the entrance side thickness gauge 16a is tracked to just below the rolling stand to be controlled.
  • the plate speeds 17a and 17b on the entry side and the exit side are used to detect the respective plate speeds.
  • the control device 20 multiplies the inlet side plate thickness by the inlet side outlet side plate speed ratio to estimate the outlet side plate thickness, and adjusts the reduction so that the deviation between the estimated plate thickness and the target plate thickness becomes zero.
  • the plate thickness control accuracy equivalent to the plate thickness control accuracy during steady rolling can be maintained even during low-speed rolling.
  • the shape control during steady rolling will be described.
  • feedback control is applied in which the shape of the strip is measured by the shape meter 18b on the delivery side and corrected based on the deviation between the shape command value and the actual shape value.
  • the shape meter 18b is provided several to tens of meters away from the cold rolling mill 1, and a time lag occurs in the detection value of the shape meter 18b, but it is almost influential during steady rolling (for example, 1000 mpm). There is no. However, when applied at the time of low-speed rolling (for example, 10 mpm), appropriate information cannot be obtained due to the influence of time delay, and the shape control accuracy decreases.
  • Roll roll vendor control is as follows.
  • a load meter 15 detects a change in the rolling load of the cold rolling mill 1, and the control device 20 calculates a roll deflection accompanying the change, and applies a force to the end of the work roll 11 or the intermediate roll 12 based on the calculation result.
  • the roll is forcibly bent to control the deflection of the roll.
  • the coolant control is as follows. Blocks divided into a predetermined length on the roll surface of the work roll 11 or the intermediate roll 12 are set in advance.
  • the change in rolling load of the cold rolling mill 1 is detected by the load meter 15, and the control device 20 calculates the roll deflection accompanying the change, changes the amount of coolant sprayed for each block based on the calculation result, and performs the rolling process. Controls the amount of expansion of the roll due to heat generation.
  • Both controls do not use the information in the shape meter 18b, so that the plate thickness control accuracy equivalent to the shape control accuracy during steady rolling can be maintained even during low-speed rolling.
  • the structure which concerns on board thickness control and shape control is also provided in 1st Embodiment, and the same control is applied also at the time of the low-speed rolling at the time of dividing the buildup coil 102 by the last pass of 1st Embodiment. Is done.
  • FIG. 20 is a schematic view of a cold rolled material facility according to the second embodiment of the present invention. While the cold rolling mill 1 of the third embodiment has one stand, the cold rolling mills 1a and 1b of the second embodiment have two stands.
  • the cold rolling mill 1 according to the third embodiment has one stand. However, in order to maximize the effects of improving the annual production amount and reducing the off-gauge rate, it is assumed that there are two stands. Is preferred. Furthermore, 2 stands are preferable in terms of the cost effectiveness. Other configurations are the same as those of the third embodiment, and the control and operation are also the same, and the same effect can be obtained.
  • productivity can be further improved by using the cold rolling mills 1a and 1b as two stands.
  • Unwinding device 3 Winding / unwinding device (first winding / unwinding device) 3A Winding / unwinding device (first winding / unwinding device, solid type) 4 Winding / unwinding device (second winding / unwinding device) 4A Winding / unwinding device (second winding / unwinding device, solid type) 5 Joining device 6, 6a, 6b Cutting device 9 Strip storage device 11 Work roll 12 Intermediate roll 13 Reinforcement roll 14 Hydraulic reduction device 15 Load gauges 16a, 16b Plate thickness gauges 17a, 17b Plate speed gauges 18a, 18b Shape gauge 20 Control device 21 Process computer 51, 52 Electrode wheel 53, 54 Pressure roller 55, 56 Clamp device 57 Carriage frame, 58 Electrode wheel pressing device 59 Pressure roller pressing device 60 Inclination mechanism 61, 62 Shaft core 63 Straight line 64 passing through the center of the pressure roller in the direction perpendicular to the shaft core 64 Contact length portion 71 Rotating shaft

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Abstract

冷間圧延材設備及び冷間圧延方法において、年間生産量が30万tonから60万ton程度の小規模から中規模の生産設備において、高効率、高歩留まりを維持し、且つ優れた投資費用対効果を実現する。巻出装置2から巻き出されたコイル101aのストリップを冷間圧延機1に直接導いて圧延し巻取巻出装置4に巻き取り、コイル101a尾端が接合装置5に到達した時点で、コイル101aと巻出装置2から引き続き巻き出されたコイル101b先端とを接合し、引き続いてコイル101b以降の圧延及び接合を繰り返して、冷間圧延機1による第1パスの圧延と接合装置5による接合を行い、複数のコイルを一つのビルドアップコイル102にし、ビルドアップコイル102を所望の製品板厚になるまで所定の回数の可逆圧延を行い、最終パスでビルドアップコイル102を切断装置6a又は6bにより分断して、複数個のコイル103を形成する。

Description

冷間圧延材製造設備および冷間圧延方法
 本発明は、本発明は、冷間圧延材製造設備および冷間圧延方法に関する。
 年間生産量30万ton程度の少量でなおかつ多鋼種の冷間圧延材を生産する圧延設備として、1台の冷間圧延機と、該冷間圧延機の入出側のそれぞれにストリップの巻き取りと巻き出しを兼用するストリップ巻取・巻出装置を配置し、該冷間圧延機の入側と出側の巻取・巻出装置間で、ストリップを可逆圧延し、所望の板厚となるまで圧延する可逆冷間圧延設備(以下、RCM設備と称す)が実用化されている。
 さらに、RCM設備の年間生産量を50万tonから60万ton程度に増加させることを企図し、2台の圧延機を備えた設備(以下、2スタンドリバース設備と称す)がある(特許文献1参照)。
 このようなRCM設備においては、圧延の第1パス及び第2パスで,ストリップの反りを避けるため、ストリップの先端を未圧延で通板させ、また、第3パス以降のパスでも、パス切替部では前パス圧延部を未圧延状態で残さざるを得ない。このためストリップ先端及び尾端部の未圧延部が製品板厚範囲を外れ、製品として売却できない問題がある。これら製品板厚を外れたストリップは、オフゲージと称される。オフゲージの比率は,総生産量に占めるオフゲージ量の割合をオフゲージ率として定義される。各圧延設備におけるオフゲージ率は、RCM設備で約2.5%程度、2スタンドリバース設備で約6.0%程度である。一方で、酸洗工程と冷間タンデム圧延工程が連続化されたPL-TCM設備のオフゲージ率は0.2%程度に留まる。可逆圧延方式の設備では,PL-TCM設備と比較し、オフゲージ率が約2.5%~6.0%程度と非常に高いことが課題である。
 特に、特許文献1に記載された2スタンドリバース設備では、約6.0%程度のオフゲージを発生させ、歩留まりが著しく低く、製造コストが大幅に増加する。
 さらに、可逆圧延方式では、前パスにおいて、コイル尾端部に近づくと圧延機を減速し、圧延を停止する。次パスでは、前パスの逆方向に圧延するため、新たに加速を行う。このように可逆圧延方式では、加減速および圧延停止を所望の製品板厚となるまでのパス回数分繰り返すため、操業時間に占める実圧延時間が短く、生産効率が悪いという課題があった。
 これら課題を解決するために、冷間圧延機と、複数のコイルを接合し長大な単一コイルを形成するコイルビルドアップラインと、ビルドアップした長大コイル(ビルドアップコイル)を所定の回数の可逆圧延を行う可逆圧延ラインを有し、最終パスで搬送可能なコイル長に分断する冷間圧延設備が提案されている(特許文献2参照)。この冷間圧延設備では、ビルドアップコイルのストリップ長を接合した複数のコイルのストリップ合計長相当分に長くすることが出来、コイル先尾端部の未圧延部はビルドアップしたコイルの最内周部と最外周部にのみ発生するため、オフゲージ率を大幅に低減させることが可能となる。また、コイル尾端部に於ける加減速回数を接合したコイル数分減らすことが出来るため、生産効率が向上する。
特許3322984号 特公昭57-039844号
 特許文献2記載の従来技術は、特許文献1記載の従来技術の課題を解決し、高効率、高歩留まりを可能とするものであるが、以下の課題がある。
 第1は、構成の複雑化および装置の大型化に係る課題である。
 特許文献2記載の従来技術は、複数のコイルをビルドアップしてビルドアップコイルを形成したのち、ビルドアップコイルを圧延するものであり、ビルドアップコイルを形成するためのビルドアップコイル用巻取巻出装置を必要とし、特許文献1記載の従来技術と比べて巻取巻出装置の数が増える。
 また、特許文献2記載の従来技術は、複数のコイルをビルドアップし、大径化したビルドアップコイルを形成するものである。大径化したビルドアップコイルを圧延する際はコイルの外径が大きくなり、コイルに作用する圧延の張力により、コイルの内径側に収縮させようとするコイル巻き締め力が大きくなる。このため、巻取巻出装置に直径が可変であるコラスプ型リールを適用すると、この巻き締め力を保持する強度をリールに与えることが困難となる。すなわち、巻取巻出装置にコラスプ型リールを適用することは難しく、この問題を回避するために、直径が可変ではないソリッドブロック型リールを適用する必要がある。一方、圧延終了後のビルドアップコイルを分割してコイル抜き出し搬出する時は、ソリッドブロック型リールは直径を収縮させることが出来ずコイルを抜き出すことができないため、コラスプ型リールの巻取巻出装置が必要となる。このように特許文献2記載の従来技術は、圧延時にはソリッドブロック型リールの巻取巻出装置が、搬出時にはコラスプ型リールの巻出装置が必要となり、特許文献1記載の従来技術と比べて巻取巻出装置の数が増える。このように構成が複雑になると、初期費用が嵩む。
 年間生産量が80万ton以上の比較的大規模の生産設備ならば、オフゲージ率低下、生産効率向上というメリットが、初期費用増大というデメリットを上回り、初期費用が多少嵩んでも問題にならない。しかし、年間生産量が30万tonから60万ton程度の小規模から中規模の生産設備ならば、初期費用の問題は顕著となり、費用対効果の面で課題があった。
 また、一般に、冷間圧延の用途に適用される接合装置は、突合せ接合方式であるレーザビーム溶接機ならびにフラッシュバット溶接機である。これら溶接機は高い突合せ精度を確保できるが、一方、高剛性且つ高精度部品を多数使用することで、他の接合方式と比較し、設備が大型で且つ高価となる。PL-TCM等の年間100万トンを越える大規模生産設備にこれら溶接機を適用した場合には、全体の設備投資費用に占める溶接機費用の割合が相対的に低くなり、余り問題となるものではないが、年間生産量が30万tonから60万ton程度の小規模から中規模の設備に適用した場合には、その割合が大きくなり、費用対効果の点で問題となり、適用が難しい。
 第2に、ビルドアップコイルの接合部に係る課題がある。
 ビルドアップコイル形成において、ビルドアップコイルの厚み変化が無いことが理想的であるが、実際には製造誤差等により先行コイルの板厚と後行コイルの板厚が若干異なる場合もあり、接合部に段差が生じる。急峻な段差を有する接合部がビルドアップコイルの内層部に位置した状態でコイルに張力が作用すると、接合部の段差が各層の内側及び外側に転写し、疵として取り扱われる製品不良をもたらす課題があった。
 また、重ね合わせ方式のシーム溶接で接合した場合、接合部に段差が生じ、同様に製品不良をもたらす課題があった。
 第3に、コイルの長大化に係る課題がある。
 特許文献2記載の従来技術は、ビルドアップコイルを形成するものであり、ビルドアップコイルは長大化する。コイルが長大化した場合、リールで圧延に必要な張力を作用させるためには、リールに必要とされるトルクはコイル外径に一次比例する形式で大きくなり、リールの駆動装置が大型化する課題があった。
 第4に、コイル分断に係る課題がある。
 また、特許文献2では、最終パスで搬送可能なコイルの大きさに分断する冷間圧延設備が提案されている。この設備において、分断したコイルを巻き取る巻取装置が1台の場合には、分断する際の圧延速度が0mpmとなる。圧延速度が0mpmとなると、圧延が停止するため、作業ロールで挟み込んだストリップの表面において、作業ロールとストリップ間の摩擦係数が変化することで、停止マークが出来ると共に、作業ロールにも停止マークが転写してしまうため、事後の圧延中に作業ロールの回転ピッチで、等間隔にストリップ表面に停止マークが転写される場合もある。この停止マークは、第1パスで発生した場合には、複数回圧延を継続することで、該停止マークは目視では見えないレベルにまで目立たなくなる場合がある。しかしながら、最終パスで発生すると表面光沢の品質を損ない、品質が厳格な材料では、不良製品となってしまう課題があった。
 本発明の目的は、年間生産量が30万tonから60万ton程度の小規模から中規模の生産設備において、高効率、高歩留まりを維持し、且つ投資費用対効果に優れた冷間圧延材設備及び冷間圧延方法を提供することである。
 上述した第1の課題を解決する第1の発明に係る可逆式冷間圧延方法は、コイルを巻き出す巻出装置と、少なくとも1台の可逆式の冷間圧延機と、前記冷間圧延機の第1パスの入側及び出側にそれぞれ配置された第1及び第2巻取巻出装置と、前記巻出装置と前記第1巻取巻出装置との間に配置された接合装置とを用いて、圧延方向を変えて複数パスの冷間圧延を行う可逆式冷間圧延方法において、前記巻出装置から巻き出された第1コイルのストリップを前記冷間圧延機に直接導いて圧延し前記第2巻取巻出装置に巻き取る圧延工程と、前記第1コイル尾端が前記接合装置に到達した時点で、前記第1コイル尾端と巻出装置から引き続き巻き出された第2コイル先端とを接合する接合工程と、引き続いて行う第2コイル以降、前記圧延工程及び接合工程を繰り返して、前記冷間圧延機による第1パスの圧延と前記接合装置による先行コイル尾端と後行コイル先端との接合を行い、複数のコイルを一つのコイルにビルドアップする第1パスのコイルビルドアップ圧延工程と、前記ビルドアップしたコイルを、所望の製品板厚になるまで、所定の回数の可逆圧延を行う可逆圧延工程と、前記可逆圧延工程の最終パスで前記ビルドアップしたコイルを切断装置により分断して、前記第1及び第2巻取巻出装置のいずれかに巻き取り、複数個のコイルを形成する分断巻取工程とを有することを特徴とする。
 ところで、複数のコイルを一つのコイルにビルドアップする際に、接合中は圧延を停止する必要がある。圧延を停止すると、即ち圧延速度が0mpmとなると、作業ロールで挟み込んだストリップの表面において、作業ロールとストリップ間の摩擦係数が変化することで、停止マークが生成される。更に作業ロールにも停止マークが転写してしまうため、事後の圧延中に作業ロールの回転ピッチで、等間隔にストリップ表面に停止マークが転写される場合もある。この停止マークは、第1パスで発生した場合には、複数回圧延を継続することで、停止マークは目視では見えないレベルにまで目立たなくなる場合がある。しかしながら、表面光沢の高品質が厳格に要求される場合、不良製品と扱われるという課題が新たに発生する。
 上述した新たに発生する課題を解決する第2の発明に係る可逆式冷間圧延方法は、第1の発明に係る可逆式冷間圧延方法において、前記冷間圧延機と接合装置間にストリップ貯蔵装置を設け、前記接合工程における先行コイル尾端と後行コイル先端との接合中の圧延速度を、0mpmを超え50mpm以下とすることを特徴とする。
 上述した第4の課題を解決する第3の発明に係る可逆式冷間圧延方法は、第1の発明乃至第2の発明の何れか1に係る可逆式冷間圧延方法において、前記分断巻取工程において、最終パスでコイルを分断する際の圧延速度を、0mpmを越え50mpm以下とすることを特徴とする。
 一方で、接合時の圧延速度および最終パスでコイルを分断する際の圧延速度を、0mpmを超え50mpm以下に低下させた場合、板厚制御精度が低下するという課題が新たに発生する。すなわち、板厚制御に用いる板厚計は圧延機の作業ロールから離れた距離に設置されており、圧延速度を低下させた場合に、この板厚計の計測値で板厚のフィードバック制御を行うと時間遅れにより、板厚制御精度が低下する。
 上述した新たに発生する課題を解決する第4の発明に係る可逆式冷間圧延方法は、第1の発明乃至第3の発明に係る可逆式冷間圧延方法において、前記接合工程において、前記冷間圧延機の入側圧延速度および入側板厚ならびに出側圧延速度を測定し、これら測定値に基づき、前記冷間圧延機の作業ロール直下の板厚を演算し、前記冷間圧延機が有する油圧圧下装置にて所望の板厚となるように板厚制御することを特徴とする。
 同様に、接合時の圧延速度および最終パスでコイルを分断する際の圧延速度を、0mpmを超え50mpm以下に低下させた場合、形状制御精度が低下するという課題が新たに発生する。すなわち、ストリップの形状を測定する形状検出器も板厚計と同様にして、圧延機の作業ロールから離れた位置に配置されるため、圧延速度を低下させた場合には、形状検出器による形状の認識からアクチュエータによる形状の修正までに時間を要し、形状制御精度が低下する。また、一般に圧延速度を低下させると作業ロールとストリップ間の摩擦係数が上昇し、結果として圧延荷重が上昇し、形状が乱れる。
 上述した新たに発生する課題を解決する第5の発明に係る可逆式冷間圧延方法は、第1の発明乃至第4の発明の何れか1に係る可逆式冷間圧延方法において、前記接合工程およびコイル分断巻取工程において、前記冷間圧延機の圧延荷重の変動によるロールたわみ演算結果に基づき、ロールベンダー制御またはクーラント制御またはこれらの両方の制御でストリップ形状を制御することを特徴とする。
 上述した第2の課題を解決する第6の発明に係る可逆式冷間圧延方法は、第1の発明乃至第5の発明の何れか1に係る可逆式冷間圧延方法において、前記圧延工程の前に、先行コイルと後行コイルの板厚差の絶対値を、1mm以下とするように前記巻出装置に搬入するコイルの順番を事前に調整することを特徴とする。
 上述した第1の課題を解決する第7の発明に係る可逆式冷間圧延方法は、第1の発明乃至第6の発明の何れか1に係る可逆式冷間圧延方法において、前記接合工程において、前記接合装置としてマッシュシーム溶接方式の接合装置を用いて接合することを特徴とする。
 一方、マッシュシーム溶接方式の接合装置を用いると、接合部に係る課題が新たに発生する。すなわち、マッシュシーム溶接機は接合する材料を重ね合わせ電極輪で挟み込み通電し、材料の接触抵抗及び内部抵抗発熱させ、接合する方式を採用したものである。これにより、接合終了後の接合部の板厚は、1.2から1.5倍程度に増厚する。増厚した接合部は段差となり、圧延機を通過する場合には、ロールに過大な力が作用する。更に、段差が作業ロールにマークとして転写する場合がある。すなわち、第2の課題と同様な課題が発生する。
 上述した新たに発生する第2の課題と同様な課題を解決する第8の発明に係る可逆式冷間圧延方法は、第1の発明乃至第7の発明の何れか1に係る可逆式冷間圧延方法において、前記マッシュシーム溶接方式の接合装置による接合直後のクロススウェージング処理を行うことを特徴とする。
 上述した第3の課題を解決する第9の発明に係る可逆式冷間圧延方法は、第1の発明乃至第8の発明の何れか1に係る可逆式冷間圧延方法において、前記コイルビルドアップ圧延工程において、前記ビルドアップしたコイル外径はφ3000以下とすることを特徴とする。
 上述した第3の課題を解決する第10の発明に係る可逆式冷間圧延方法は、第1の発明乃至第9の発明の何れか1に係る可逆式冷間圧延方法において、コイル外径が大径時のストリップの張力を小径時のストリップの張力と比較し、漸次低く設定することを特徴とする。
 第11の発明に係る可逆式冷間圧延方法は、第1の発明乃至第10の発明の何れか1に係る可逆式冷間圧延方法において、前記圧延工程及びコイルビルドアップ圧延工程において、前記冷間圧延機として2スタンドの冷間圧延機を用いて圧延することを特徴とする。
 上述した第2の課題を解決する第12の発明に係る可逆式冷間圧延方法は、第1の発明乃至第11の発明の何れか1に係る可逆式冷間圧延方法において、前記分断巻取工程において、最終パスでのコイル分断を接合部が前記切断装置を通過直後とすることを特徴とする。
 上述した第2の課題を解決する第13の発明に係る可逆式冷間圧延方法は、第12の発明に係る可逆式冷間圧延方法において、前記分断巻取工程において、最終パスでのコイル分断を接合部が切断装置を通過する直前と、接合部が前記切断装置を通過した直後にすることを特徴とする。
 第14の発明に係る可逆式冷間圧延方法は、第1の発明乃至第13の発明の何れか1に係る可逆式冷間圧延方法において、前記分断巻取工程における、最終パスの圧延開始前に、ストリップが通板された状態で作業ロールをダル目付け用作業ロールに組替え、最終パスの圧延を行うことを特徴とする。
 上述した第1の課題を解決する第15の発明に係る可逆式冷間圧延設備は、コイルを巻き出す巻出装置と、少なくとも1台の可逆式の冷間圧延機と、この冷間圧延機の第1パスの入側及び出側にそれぞれ配置された第1及び第2巻取巻出装置と、前記巻出装置と前記第1巻取巻出装置との間に配置された接合装置とを用いて、圧延方向を変えて複数パスの冷間圧延を行う可逆式冷間圧延設備において、前記巻出装置から巻き出された第1コイルのストリップを前記冷間圧延機に直接導いて圧延し前記第2巻取巻出装置に巻き取り、前記第1コイル尾端が前記接合装置に到達した時点で、前記第1コイル尾端と前記巻出装置から引き続き巻き出された第2コイル先端とを接合し、引き続いて第2コイル以降の圧延及び接合を繰り返して、前記冷間圧延機による第1パスの圧延と前記接合装置による先行コイル尾端と後行コイル先端との接合を行い、複数のコイルを一つのコイルにビルドアップし、前記冷間圧延機において前記ビルドアップしたコイルを、所望の製品板厚になるまで、所定の回数の可逆圧延を行い、可逆圧延の最終パスで前記ビルドアップしたコイルを切断装置により分断して、前記第1及び第2巻取巻出装置のいずれかに巻き取り、複数個のコイルを形成するように、前記巻出装置、前記冷間圧延機、前記第1及び第2巻取巻出装置、前記接合装置及び前記切断装置を制御する制御装置を設けたことを特徴とする。
 上述した第1の課題に付随して新たに発生する課題を解決する第16の発明に係る可逆式冷間圧延設備は、第15の発明に係る可逆式冷間圧延設備において、前記接合装置と前記冷間圧延機間にストリップ貯蔵装置を配置することを特徴とする。
 上述した第1の課題に付随して新たに発生する課題を解決する第17の発明に係る可逆式冷間圧延設備は、第15の発明乃至第16の発明に係る可逆式冷間圧延設備において、前記ストリップ貯蔵装置のストリップ貯蔵長さを0mを超え100m以下とすることを特徴とする。
 上述した第1の課題に付随して新たに発生する課題を解決する第18の発明に係る可逆式冷間圧延設備は、第15の発明乃至第17の発明の何れか1に係る可逆式冷間圧延設備において、前記制御装置は、前記接合装置によるコイル接合中、および前記切断装置によるコイル分断時の前記冷間圧延機の圧延速度を、0mpmを超え50mpm以下に制御することを特徴とする。
 上述した第1の課題に付随して新たに発生する課題を解決する第19の発明に係る可逆式冷間圧延設備は、第15の発明乃至第18の発明の何れか1に係る可逆式冷間圧延設備において、前記制御装置は、前記接合装置によるコイル接合中、および前記切断装置によるコイル分断時に、前記冷間圧延機の入側圧延速度、および入側板厚ならびに出側圧延速度を測定し、これら測定値に基づき、前記冷間圧延機の作業ロール直下の板厚を演算し、前記冷間圧延機が有する油圧圧下装置にて所望の板厚となるように板厚制御することを特徴とする。
 上述した第1の課題に付随して新たに発生する課題を解決する第20の発明に係る可逆式冷間圧延設備は、第15の発明乃至第19の発明の何れか1に係る可逆式冷間圧延設備において、前記制御装置は、前記接合装置によるコイル接合中、および前記切断装置によるコイル分断時に、前記冷間圧延機の圧延荷重の変動によるロールたわみ演算結果に基づき、ロールベンダー制御またはクーラント制御またはこれらの両方の制御でストリップ形状を制御することを特徴とする。
 上述した第3の課題を解決する第21の発明に係る可逆式冷間圧延設備は、第15の発明乃至第20の発明の何れか1に係る可逆式冷間圧延設備において、前記制御装置は、前記第1パスのコイルビルドアップ圧延時及びその後の可逆圧延中に、コイル外径が大径であるときのストリップの張力を小径であるときのストリップの張力と比較し、低く設定することを特徴とする。
 第22の発明に係る可逆式冷間圧延設備は、第15の発明乃至第21の発明の何れか1に係る可逆式冷間圧延設備において、前記冷間圧延機を2スタンドとすることを特徴とする。
 上述した第2の課題を解決する第23の発明に係る可逆式冷間圧延設備は、第15の発明乃至第22の発明の何れか1に係る可逆式冷間圧延設備において、前記接合装置をマッシュシーム溶接機とすることを特徴とする。
 上述した第2の課題を解決する第24の発明に係る可逆式冷間圧延設備は、第23の発明に係る可逆式冷間圧延設備において、前記接合装置のマッシュシーム溶接機は、接合線直角方向の水平面に対し、スウェージングローラ軸芯を傾斜させる機構を有するスウェージングローラを備えることを特徴とする。
 本発明によれば以下の効果が得られる。
 第1及び第15の発明においては、第1パスにおいてビルドアップコイルを形成し、第2パス以降ビルドアップしたコイルの可逆圧延を行うことで、特許文献1記載の従来技術に比べて接合部も通常圧延速度で圧延することが出来、生産効率が向上する。また、未圧延部はビルドアップしたコイルの最内周部と最外周部にのみ発生するため、オフゲージ率を大幅に低減させることが可能となる。さらに、非定常圧延速度の部分が少なくなり板厚精度が向上する。つまり、特許文献2記載の従来技術に及ぶ程度の高効率、高歩留まりを維持できる。
 また、第1パスにおいて、第1コイルの圧延と、第1コイルと第2コイルの接合に引き続いて、第2コイル以降の圧延及び接合を繰り返して、冷間圧延機による第1パスの圧延と接合装置による先行コイル尾端と後行コイル先端との接合を行い、複数のコイルを一つのコイルにビルドアップすることにより、特許文献2記載の従来技術で必須であるビルドアップコイル用巻取巻出装置が不要になる。これにより設備構成を簡素化でき、その結果、初期費用を抑えることができる。
 ところで、複数のコイルを一つのコイルにビルドアップする際に、接合中は圧延を停止する必要がある。圧延を停止すると、即ち圧延速度が0mpmとなると、作業ロールで挟み込んだストリップの表面において、作業ロールとストリップ間の摩擦係数が変化することで、停止マークが生成される。更に作業ロールにも停止マークが転写してしまうため、事後の圧延中に作業ロールの回転ピッチで、等間隔にストリップ表面に停止マークが転写される場合もある。この停止マークは、第1パスで発生した場合には、複数回圧延を継続することで、停止マークは目視では見えないレベルにまで目立たなくなる場合がある。しかしながら、表面光沢の高品質が厳格に要求される場合、不良製品と扱われるという課題が新たに発生する。
 第2及び第16、17、18の発明においては、冷間圧延機と接合装置間にストリップ貯蔵装置を設け、接合時以外はストリップ貯蔵装置にストリップを貯蔵させ、接合時はストリップ貯蔵装置に貯蔵されたストリップを使用して、先行コイル尾端停止状態においても圧延を継続することで、接合作業中にストリップに作業ロールの停止マークが生成されることを防止することができる。
 さらに、先行コイル尾端と後行コイル先端との接合中の圧延速度を、0mpmを超え50mpm以下とすることで、例えば接合作業に要する時間が2分間とすると、ストリップ貯蔵長さを100m以下とすることができ、ストリップ貯蔵装置に貯蔵するストリップの長さを短縮し、ストリップ貯蔵装置をコンパクトに出来る。その結果、設備構成を簡素化できる。
 好適には、圧延速度を0mpmを超え20mpm以下、更に好適には0mpmを超え10mpm以下、更に好適には0mpmを超え5mpm以下とすることで、ストリップ貯蔵長さをそれぞれ、40m以下、20m以下、10m以下とすることができ、ストリップ貯蔵装置に貯蔵するストリップの長さを短縮し、ストリップ貯蔵装置をコンパクトに出来る。その結果、設備構成を小型化できる。
 第3の発明においては、最終パスでコイルを分断する際の圧延速度を、0mpmを越え50mpm以下とし、後述するコラスプ型リールを適用することにより、コイル分断後、コイルを抜き出して搬出し、その後継続して次のコイルを巻取る作業を1台の巻取巻出装置で行うことがき、特許文献2記載の従来技術で必須であるソリッドブロック型リールの巻取巻出装置および搬出用の巻取装置が不要になる。これにより設備構成を簡素化でき、その結果、初期費用を抑えることができる。
 好適には、圧延速度を0mpmを超え20mpm以下、更に好適には0mpmを超え10mpm以下、更に好適には0mpmを超え5mpm以下とすることで、切断装置と巻取巻出装置間の距離を短縮することができ、設備長を短縮することができる。その結果、初期投資費用を抑えることができる。
 また、コイルを分断する際においても圧延を継続することで、接合作業中にストリップに作業ロールの停止マークが生成されることを防止することができる。
 一方で、接合時の圧延速度および最終パスでコイルを分断する際の圧延速度を、0mpmを超え50mpm以下に低下させた場合、板厚制御精度が低下するという課題が新たに発生する。すなわち、板厚制御に用いる板厚計は圧延機の作業ロールから離れた距離に設置されており、圧延速度を低下させた場合に、この板厚計の計測値で板厚のフィードバック制御を行うと時間遅れにより、板厚制御精度が低下する。
 上記の新たなる課題を解決するために、第4及び第19の発明においては、接合時に、冷間圧延機の入側圧延速度、および入側板厚、ならびに出側圧延速度を測定し、これら測定値に基づき、冷間圧延機の作業ロール直下の板厚を演算し、冷間圧延機が有する油圧圧下装置にて所望の板厚となるように板厚制御するので、板厚精度を維持できる。
 同様に、接合時の圧延速度および最終パスでコイルを分断する際の圧延速度を、0mpmを超え50mpm以下に低下させた場合、形状制御精度が低下するという課題が新たに発生する。すなわち、ストリップの形状を測定する形状検出器も板厚計と同様にして、圧延機の作業ロールから離れた位置に配置されるため、圧延速度を低下させた場合には、形状検出器による形状の認識からアクチュエータによる形状の修正までに時間を要し、形状制御精度が低下する。また、一般に圧延速度を低下させると作業ロールとストリップ間の摩擦係数が上昇し、結果として圧延荷重が上昇し、形状が乱れる。
 上記の新たなる課題を解決するために、第5及び第20の発明においては、接合時および最終パスでコイルを分断する際に、圧延機の圧延荷重の変動によるロールたわみ演算結果に基づき、ロールベンダー制御またはクーラント制御またはこれらの両方の制御でストリップ形状を制御することで、検出遅れを補い、ストリップの形状を維持できる。
 第6の発明においては、前もって、先行コイルと後行コイルの板厚差の絶対値を1mm以下、更に好ましくは0.5mm以下とするように巻出装置に搬入するコイルの順番を事前に調整することで、ビルドアップしたコイルの内層部に位置する接合部の段差で隣接するコイル層に疵が転写することを抑制できる。
 第7及び第23の発明においては、安価なマッシュシーム溶接方式の接合装置を用いて接合することにより、年間生産量が約30万トン~60万トンの中小規模の生産設備において、費用対効果の課題を解消できる。
 一方、マッシュシーム溶接方式の接合装置を用いると、接合部に係る課題が新たに発生する。すなわち、マッシュシーム溶接機は接合する材料を重ね合わせ電極輪で挟み込み通電し、材料の接触抵抗及び内部抵抗発熱させ、接合する方式を採用したものである。これにより、接合終了後の接合部の板厚は、1.2から1.5倍程度に増厚する。増厚した接合部は段差となり、圧延機を通過する場合には、ロールに過大な力が作用する。更に、段差が作業ロールにマークとして転写する場合がある。
 第8及び第24の発明においては、マッシュシーム溶接後に、スウェージングローラを傾斜させ、増厚した接合部を圧延するクロススウェージング処理を行うことで、段差を平滑化できる。
 第9の発明においては、接合後のビルドアップコイルのコイル外径はφ3000以下とすることにより、コイルに作用する巻き締め力を制限し、コイル外径が大型化することによる巻取巻出装置の大型化を抑制できる。
 更に、拡縮機能の無いソリッドブロック型リールではなく、拡縮機能を有するコラスプ型リールを適用することができ、上述の通り、巻取巻出装置の員数を低減することができる。
 第10及び第21の発明においては、コイル外径が大径時のストリップの張力を小径時のストリップの張力と比較し、漸次低く設定する張力制御することで、ことにより、コイルに作用する巻き締め力を制限し、コイル外径が大型化することによる巻取巻出装置の大型化を抑制できる。
 更に、コラスプ型リールを適用することができ、後述するように、巻取巻出装置の員数を低減することができる。
 第11及び第22の発明においては、2スタンドの冷間圧延機を用いて圧延することにより、所望板厚を得るまでの圧延パス回数を低減することが可能となり、生産効率が向上する。
 ところで、上述のとおり接合部に係る課題は解決されるが、製品コイルは更に精度を求められる場合もある。
 第12の発明においては、最終パスでのコイル分断を接合部が切断装置を通過直後とすることにより、分断したコイルの外表面に接合部を配置でき、コイル抜き出し後の接合部の処理が容易に出来る。
 第13の発明においては、最終パスでのコイル分断を接合部が切断装置を通過する直前と、接合部が切断装置を通過した直後にすることにより、製品コイルに接合部が巻き付かず、接合部の後処理を不要とすることができる。
 第14の発明においては、最終パスの圧延開始前に、ストリップが通板された状態で作業ロールをダル目付け用作業ロールに組替え、最終パスの圧延を行う冷間圧延工程の下工程で行なわれる深絞り成型時の転延性、または、塗装の密着性・鮮映性を向上させることができる。
 以上のように、年間生産量が30万tonから60万ton程度の小規模から中規模の生産設備において、高効率、高歩留まりを維持し、且つ投資費用対効果に優れた冷間圧延材製造設備及び冷間圧延方法を提供することができる。
本発明の第1実施形態に係わる冷間圧延材設備の概略図である。 制御装置が行う処理手順(第1パス)を示す制御フローである。 制御装置が行う処理手順(第2~3パス)を示す制御フローである。 制御装置が行う処理手順(第4パス)を示す制御フローである。 各装置のタイムテーブル(第1パス)である。 各装置のタイムテーブル(第2~3パス)である。 各装置のタイムテーブル(第4パス)である。 比較のために用いた第1従来技術に係わる冷間圧延材設備の概略図である。 比較のために用いた第2従来技術に係わる冷間圧延材設備の概略図である。 マッシュシーム溶接方式の概念図である。 マッシュシーム溶接方式の接合装置の概略図である。 接合装置に設けられた傾斜機構の概略図である 接合部のメタルフローを示す図である。 加圧ローラを傾斜させる角度の第1設定方法を示す図である。 加圧ローラを傾斜させる角度の第2設定方法を示す図である。 ビルドアップコイル102巻取り時の張力制御を示す図である。 本発明の第2実施形態に係わる冷間圧延材設備の概略図である。 本発明の第3実施形態に係わる冷間圧延材設備の概略図である。 制御装置が行う処理手順を示す制御フロー(第1パス)である。 本発明の第4実施形態に係わる冷間圧延材設備の概略図である。
~第1実施形態~
 次に、本発明の第1実施形態について図面を参照して説明する。本実施例における冷間圧延材として、冷間圧延鋼板を例に説明する。
<主な構成>
 図1は、本発明の第1実施形態に係わる冷間圧延材設備の概略図である。
 図1において、本実施形態に係わる冷間圧延材設備は、主な構成として、可逆式の冷間圧延機1と、搬入コイル101のストリップを巻き出す巻出装置2と、冷間圧延機1の第1パスの入側に配置された巻取巻出装置3(第1巻取巻出装置)と、冷間圧延機1の第1パスの出側に配置された巻取巻出装置4(第2巻取巻出装置)と、巻出装置2と巻取巻出装置4との間に配置され、複数の搬入コイル101からビルドアップコイル102を形成する接合装置5と、最終パスでビルドアップコイル102のストリップを分断して搬出コイル103を形成する切断装置6と、冷間圧延機1、巻出装置2、巻取巻出装置3,4、接合装置5及び切断装置6を制御する制御装置20を備えている。
 可逆式の冷間圧延機1は、例えば、圧延材に直接接触し圧延する上下の作業ロール11,11と、これら作業ロールを鉛直方向に支持する上下の中間ロール12,12と、これら中間ロール12,12を鉛直方向に支持する上下の補強ロール13,13とを備えた6段UCミルである。
 下側補強ロール13の下部には油圧圧下装置14が設けられており、指令に基づき、油圧圧下装置14が下側補強ロール13の軸受けを上下動させることによって、所定の圧下量になるようにストリップを圧下する。上側補強ロール13の上部には荷重計15が設けられており、荷重計15により検出された荷重変化に対応してロールの圧下量を調整する。この一連の動作を圧下制御という。
 なお、冷間圧延機1の第1パスの入側には板厚計16a、板速計17a、形状計18aが、冷間圧延機1の第1パスの出側には板厚計16b、板速計17b、形状計18bが、設けられ、板厚制御や形状制御に用いられ、これらの制御の結果に基づいて圧下制御がされる。
 巻出装置2は、拡縮機能を有するコラスプ型リールを有し、搬入コイル101をセットし、ストリップを巻き出す。
 巻取巻出装置3と巻取巻出装置4とは、ともに拡縮機能を有するコラスプ型リールを有し、巻取巻出装置3と巻取巻出装置4の間で圧延材の巻き取りと巻き出しを繰り返すことにより、圧延方向を変えて複数パスの冷間圧延をおこなう。
 接合装置5は、既に巻き出された第1搬入コイル101aのストリップ尾端と巻出装置2から引き続き巻き出された第2搬入コイル101bのストリップ先端とを接合し、引き続いて同様に、第2搬入コイル101bのストリップ尾端と第3搬入コイル101cのストリップ先端とを接合し、ビルドアップコイル102を形成する。
 切断装置6aは冷間圧延機1と巻取巻出装置3との間に配置され、最終パスが巻取巻出装置3で巻取完了するパスで、ビルドアップコイル102のストリップを分断する。また、切断装置6bは冷間圧延機1と巻取巻出装置4との間に配置され、巻取巻出装置4で巻取完了するパスで、ビルドアップコイル102のストリップを分断する。
<主な制御>
 図2~4は、制御装置20が行う処理手順を示す制御フローである。点線は、各装置1~6間の関係を示す。3つの搬入コイル101からビルドアップコイル102を形成し、4パス圧延する場合の制御について説明する。図5~7は、制御フローに対応する各装置1~6のタイムテーブルであり、制御フローの処理ステップに相当する箇所に、同じステップ番号を付している。
 図2を用いて第1パスにおける主制御について説明する。
 制御装置20は冷間圧延機1を以下のように制御する。第1搬入コイル101aが巻出装置2に搬入、装着され、ストリップが送り出されると、第1搬入コイル101aのストリップの通板を行い(S1101)、さらに、巻取巻出装置4に送り出す。巻取巻出装置4に第1搬入コイル101aのストリップ先端がグリップされると、冷間圧延機1は圧下制御される(S1102)。このように圧延準備が完了すると、定常圧延速度まで加速し、定常圧延速度にて圧延を行う(S1103)。ここで定常圧延速度とは、各パスにおいて、所望の板厚を得る際に、冷間圧延機の能力を最大限に発揮できる最高速度のことである。冷間の可逆圧延設備における定常圧延速度は、400mpm~1400mpmの範囲が一般的である。
 第1搬入コイル101aのストリップ尾端が巻出装置2から巻き出され、第2搬入コイル101bが巻出装置2に搬入される手順にあわせて、冷間圧延機1は減速し圧延を停止する(S1104)。第1搬入コイル101aと第2搬入コイル101bとが接合されると、再び定常圧延速度まで加速し、冷間圧延機1は第1搬入コイル101aの未圧延ストリップについて定常圧延速度にて圧延を行い(S1105)、引き続き、接合された第2搬入コイル101bについて定常圧延速度にて圧延を行う(S1106)。第2搬入コイル101bが巻出装置2から巻き出され第3搬入コイル101cが巻出装置2に搬入される手順にあわせて、冷間圧延機1は減速し圧延を停止する(S1107)。第2搬入コイル101bと第3搬入コイル101cとが接合されると、再び定常圧延速度まで加速し、第2搬入コイル101bの未圧延分について冷間圧延機1は定常圧延速度にて圧延を行い(S1108)、引き続き、接合された第3搬入コイル101cについて定常圧延速度にて圧延を行う(S1109)。第3搬入コイル101cのストリップ尾端が巻出装置2から巻き出され、送り出さると、冷間圧延機1は減速し、第3搬入コイル101cのストリップ尾端が冷間圧延機1の直前に来たときに、冷間圧延機1は圧延を停止し(S1110)、第1パスの圧延を終了する(S1111)。
 制御装置20は巻出装置2を以下のように制御する。巻出装置2は、第1搬入コイル101aを搬入、装着すると(S1201)、第1搬入コイル101aのストリップを通板速度で巻き出し(S1202)、第1搬入コイル101aのストリップが冷間圧延機1に通板され巻取巻出装置4にグリップされると、定常圧延速度にて圧延を行う冷間圧延機1の圧延速度にあわせて巻出装置2は第1搬入コイル101aのストリップを巻き出す(S1203)。ここで、通板速度とは、一般的に30mpm以下の速度である。巻出装置2が、第1搬入コイル101aのストリップ尾端を巻き出し、第2搬入コイル101bを搬入、装着すると(S1204)、第2搬入コイル101bのストリップを通板速度で接合装置5まで巻き出し(S1205)、第2搬入コイル101bのストリップ先端が接合装置5の接合位置に送り出されると、巻出装置2は巻き出しを停止する(S1206)。第1搬入コイル101aと第2搬入コイル101bとが接合されると、定常圧延速度にて圧延を行う冷間圧延機1の圧延速度にあわせて巻出装置2は残りの第2搬入コイル101bのストリップを巻き出す(S1207)。巻出装置2は、第2搬入コイル101bのストリップ尾端を巻き出し、第3搬入コイル101cを搬入、装着すると(S1208)、第3搬入コイル101cのストリップを通板速度で接合装置5まで巻き出し(S1209)、第3搬入コイル101cのストリップ先端が接合装置5の接合位置に送り出されると、巻出装置2は巻き出しを停止する(S1210)。第2搬入コイル101bと第3搬入コイルと101cが接合されると、引き続き、定常圧延速度にて圧延を行う冷間圧延機1の圧延速度にあわせて巻出装置2は残りの第3搬入コイル101cのストリップを巻き出す(S1211)。第3搬入コイル101cのストリップ尾端が巻出装置2から巻き出されると、巻出装置2は停止する(S1212)。
 制御装置20は巻取巻出装置4(第2巻取巻出装置)を以下のように制御する。第1搬入コイル101aのストリップが巻出装置2から送り出され、通板され、さらに、巻取巻出装置4まで送り出されると、巻取巻出装置4は第1搬入コイル101aのストリップ先端をグリップする(S1401)。定常圧延速度にて圧延を行う冷間圧延機1の圧延速度にあわせて、巻取巻出装置4は第1搬入コイル101aのストリップを巻き取り(S1402)、第1搬入コイル101aのストリップの圧延を停止する手順にあわせて、巻取巻出装置4は減速し巻き取りを停止する(S1403)。第1搬入コイル101aと第2搬入コイル101bとが接合されると、定常圧延速度にて圧延を行う冷間圧延機1の圧延速度にあわせて巻取巻出装置4は残りの第1搬入コイル101aのストリップを巻き取り(S1404)、引き続き、接合された第2搬入コイル101bのストリップを巻き取る(S1405)。第3搬入コイル101c搬入時に第2搬入コイル101bのストリップの圧延を停止する手順にあわせて、巻取巻出装置4は減速し巻き取りを停止する(S1406)。第2搬入コイル101bと第3搬入コイル101cとが接合されると、定常圧延速度にて圧延を行う冷間圧延機1の圧延速度にあわせて、巻取巻出装置4は残りの第2搬入コイル101bのストリップを巻き取り(S1407)、引き続き、接合された第3搬入コイルのストリップを巻き取る(S1408)。第3搬入コイル101cのストリップ尾端が冷間圧延機1の直前に来たときに、巻取巻出装置4は巻き取りを停止する(S1409)。この状態において、3つのコイル101a、101b、101cからビルドアップコイル102が形成される(S1410)。なお、ビルドアップコイル102外径はφ3000以下とする。
 制御装置20は接合装置5を以下のように制御する。第1搬入コイル101aのストリップ尾端が接合位置に到達して停止され、第2搬入コイル101bのストリップ先端が接合位置に送り出されると、接合装置5は、第1搬入コイル101aと第2搬入コイル101bとを接合する(S1501)。その後、第2搬入コイル101bのストリップ尾端が接合位置に到達して停止し、第3搬入コイル101cのストリップ先端が接合装置5の接合位置に送り出されると、接合装置5は、第2搬入コイル101bと第3搬入コイル101cとを接合する(S1502)。
 なお、第1パスにおいて、巻取巻出装置3(第1巻取巻出装置)および切断装置6a,6bの制御は特に行われていない。
 図3を用いて第2パス及び第3パスにおける主制御について説明する。
 制御装置20は冷間圧延機1を以下のように制御する。第1パスにおいて、冷間圧延機1の直前で停止したビルドアップコイル102のストリップ尾端が第1パスと逆方向に巻取巻出装置3まで送り出され、ストリップ端が巻取巻出装置3にグリップされると、冷間圧延機1は圧下制御される(S2101)。圧延準備が完了すると、冷間圧延機1は第1パスと逆方向に定常圧延速度まで加速し、定常圧延速度にて第2パスの圧延を行う(S2102)。ビルドアップコイル102のストリップ端が巻取巻出装置4にグリップされた状態で巻取巻出装置4から巻き出されると、冷間圧延機1は減速し停止して(S2103)、第2パスの圧延を終了する(S2104)。その後、第3パスの圧延開始前に、冷間圧延機1は所望の板厚を得るように圧下制御される(S3101)。圧延準備が完了すると、冷間圧延機1は第2パスと逆方向に定常圧延速度まで加速し、定常圧延速度にて第3パスの圧延を行う(S3102)。ビルドアップコイル102のストリップ端が巻取巻出装置3にグリップされた状態で巻取巻出装置3から巻き出されると、冷間圧延機1は減速し停止して(S3103)、第3パスの圧延を終了する(S3104)。
 制御装置20は巻取巻出装置3(第1巻取巻出装置)を以下のように制御する。第1パスにおいて、冷間圧延機1の直前で停止したビルドアップコイル102のストリップ尾端が第1パスと逆方向に巻取巻出装置3まで送り出されると、巻取巻出装置3はストリップ端をグリップする(S2301)。定常圧延速度にて圧延を行う冷間圧延機1の圧延速度にあわせて、巻取巻出装置3はビルドアップコイル102のストリップを巻き取り(S2302)、第2パスの圧延終了にあわせて減速し停止する(S2303)。その後、定常圧延速度にて圧延を行う冷間圧延機1の圧延速度にあわせて、巻取巻出装置3はビルドアップコイル102のストリップを巻き出し(S3301)、第3パスの圧延終了にあわせて減速し停止する(S3302)。
 制御装置20は巻取巻出装置4(第2巻取巻出装置)を以下のように制御する。巻取巻出装置4は、ビルドアップコイル102のストリップを第1パスと逆方向に巻取巻出装置3まで通板速度で巻き出し(S2401)、第2パスの圧延準備が完了すると、定常圧延速度にて圧延を行う冷間圧延機1の圧延速度にあわせて、巻取巻出装置4はビルドアップコイル102のストリップを巻き出し(S2402)、第2パスの圧延終了にあわせて減速し停止する(S2403)。その後、第2パスと逆方向に定常圧延速度にて圧延を行う冷間圧延機1の第3パスの圧延速度にあわせて、巻取巻出装置4はビルドアップコイル102のストリップを巻き取り(S3401)、第3パスの圧延終了にあわせて減速し停止する(S3402)。
 なお、第2~3パスにおいて、巻出装置2、接合装置5および切断装置6a,6bの制御は特に行われていない。
 図4を用いて第4パス(最終パス)における主制御について説明する。第4パス(最終パス)において、ビルドアップコイルは3つの搬出コイル103a~103cに分断する。
 制御装置20は冷間圧延機1を以下のように制御する。第3パスの圧延終了後、第4パスの圧延開始前に、冷間圧延機1は所望の板厚を得るように圧下制御される(S4101)。圧延準備が完了すると、冷間圧延機1は、第3パスと逆方向に定常圧延速度まで加速し、定常圧延速度にて第4パス(最終パス)の圧延を行う(S4102)。ビルドアップコイル102のストリップが切断装置6aで分断され第1搬出コイル103aが巻取巻出装置3から搬出される手順にあわせて、冷間圧延機1は減速し、低速(例えば10mpm)にて圧延を行う(S4103)。残りのストリップ(第2搬入コイル103bに相当)の巻取り準備が完了すると、冷間圧延機1は再び定常圧延速度まで加速し、ビルドアップコイル102の最終パス未圧延ストリップについて定常圧延速度にて圧延を行い(S4104)、ビルドアップコイル102のストリップが切断装置6aで分断され第2搬出コイル103bが巻取巻出装置3から搬出される手順にあわせて、冷間圧延機1は減速し、低速(例えば10mpm)にて圧延を行う(S4105)。残りのストリップ(第3搬入コイル103cに相当)の巻取り準備が完了すると、冷間圧延機1は再び定常圧延速度まで加速し、ビルドアップコイル102の最終パス未圧延ストリップについて定常圧延速度にて圧延を行い(S4106)、ビルドアップコイル102のストリップが切断装置6aで分断され第3搬出コイル103cが巻取巻出装置3により搬出される手順にあわせて、冷間圧延機1は減速し、低速(例えば10mpm)にて圧延を行う(S4107)。ビルドアップコイル102のストリップから第3搬出コイル103cが切断装置6aで分断されると、冷間圧延機1は圧延を停止し(S4108)、第4パス(最終パス)の圧延を終了する(S4109)。
 制御装置20は巻取巻出装置3(第1巻取巻出装置)を以下のように制御する。定常圧延速度にて圧延を行う冷間圧延機1の第4パス(最終パス)の圧延速度にあわせて、巻取巻出装置3はビルドアップコイル102のストリップを巻き取り(S4301)、所定長巻き取ると、分断する手順にあわせて低速(例えば10mpm)にて圧延を行う冷間圧延機1の圧延速度にあわせて、巻取巻出装置3はビルドアップコイル102のストリップを巻き取り(S4302)、第1搬出コイル103a分断後、巻取巻出装置3は残りのストリップを高速で巻き取り(S4303)、巻取完了後、巻取巻出装置3は第1搬出コイル103aを抜き出し搬出する(S4304)。引き続き送り出されるストリップの先端(第2搬入コイル103b先端)をベルトラッパーで巻き取り(S4305)、巻取り準備が完了すると、定常圧延速度にて圧延を行う冷間圧延機1の第4パス(最終パス)の圧延速度にあわせて、巻取巻出装置3はビルドアップコイル102のストリップを巻き取り(S4306)、所定長巻き取ると、分断する手順にあわせて低速(例えば10mpm)にて圧延を行う冷間圧延機1の圧延速度にあわせて、巻取巻出装置3はビルドアップコイル102のストリップを巻き取り(S4307)、第2搬出コイル103b分断後、巻取巻出装置3は残りのストリップを高速で巻き取り(S4308)、巻取完了後、巻取巻出装置3は第2搬出コイル103bを抜き出し搬出する(S4309)。引き続き送り出されるストリップの先端(第3搬入コイル103c先端)をベルトラッパーで巻き取り(S4310)、巻取り準備が完了すると、定常圧延速度にて圧延を行う冷間圧延機1の第4パス(最終パス)の圧延速度にあわせて、巻取巻出装置3はビルドアップコイル102のストリップを巻き取り(S4311)、所定長巻き取ると、分断する手順にあわせて低速(例えば10mpm)にて圧延を行う冷間圧延機1の圧延速度にあわせてビルドアップコイル102のストリップを巻き取り(S4312)、第3搬出コイル103b分断後、巻取巻出装置3は、残りのストリップは高速で巻き取り(S4313)、巻取完了後、巻取巻出装置3は第3搬出コイル103cを抜き出し搬出する(S4314)。
 制御装置20は巻取巻出装置4(第2巻取巻出装置)を以下のように制御する。定常圧延速度にて圧延を行う冷間圧延機1の第4パス(最終パス)の圧延速度にあわせて、巻取巻出装置4はビルドアップコイル102のストリップを巻き出し(S4401)、所定長巻き出すと、分断する手順にあわせて低速(例えば10mpm)にて圧延を行う冷間圧延機1の圧延速度にあわせて、巻取巻出装置4はビルドアップコイル102のストリップを巻き出す(S4402)。その後、再び定常圧延速度にて圧延を行う冷間圧延機1の圧延速度にあわせて、巻取巻出装置4はビルドアップコイル102のストリップを巻き出し(S4403)、所定長巻き出すと、分断する手順にあわせて低速(例えば10mpm)にて圧延を行う冷間圧延機1の圧延速度にあわせて、巻取巻出装置4はビルドアップコイル102のストリップを巻き出す(S4404)。その後、再び定常圧延速度にて圧延を行う冷間圧延機1の圧延速度にあわせて、巻取巻出装置4はビルドアップコイル102のストリップを巻き出し(S4405)、所定長巻き出すと、分断する手順にあわせて低速(例えば10mpm)にて圧延を行う冷間圧延機1の圧延速度にあわせて、巻取巻出装置4はビルドアップコイル102のストリップを巻き出す(S4406)。第3搬出コイル103b分断後、巻取巻出装置4は残りのストリップを巻き取り、オフゲージコイル103dを抜き出し搬出する(S4407)。
 制御装置20は切断装置6aを以下のように制御する。制御装置20は巻取巻出装置3、4のそれぞれのコイル外径およびリール回転数から各切断位置を演算し、切断装置6aは切断位置においてビルドアップコイル102のストリップから第1搬出コイル103aを分断し(S4601)、次の切断位置において残りのストリップから第2搬出コイル103bを分断し(S4602)、さらに次の切断位置において残りのストリップから第3搬出コイル103cを分断する(S4603)。
 本実施形態おいて、制御装置20が切断位置をコイル外径およびリール回転数に基づいて演算したが、切断位置に穴加工などを施し、図示しない切断位置検出装置などが、切断位置を検出する方法もある。また板速計の距離測定機能を用い、切断位置を距離の演算で把握する方法などもある。
 なお、第4パス(最終パス)において、巻出装置2、接合装置5および切断装置6bの制御は特に行われていない。
<主な動作>
 本実施形態に係わる冷間圧延材設備の動作について説明する。3つの搬入コイル101からビルドアップコイル102を形成し、4パス圧延し、3つの搬入コイル103を形成する場合の動作について説明する。
(第1パス)
 第1搬入コイル101aが巻出装置2に搬入、装着されると、第1搬入コイル101aのストリップは通板速度で巻き出され、冷間圧延機1に通板され、巻取巻出装置4にグリップされ、さらに数巻き分巻き取られる。その後、冷間圧延機1は圧下制御される(S1201→S1202→S1101→S1401→S1102)。
 第1パス圧延準備が完了すると、第1搬入コイル101aのストリップは冷間圧延機1により定常圧延速度にて圧延され、冷間圧延機1の圧延速度にあわせて巻出装置2から巻き出され巻取巻出装置4に巻き取られる(S1203→S1103→S1402)。制御装置20が冷間圧延機1の圧延速度を指令すると、冷間圧延機1は指令圧延速度となるようにフィードバック制御される。また、巻出装置2は巻出装置2冷間圧延機1間のストリップ張力が所定値になるように張力フィードバック制御される。さらに、巻取巻出装置4も巻取巻出装置4冷間圧延機1間のストリップ張力が所定値になるように張力フィードバック制御される。
 第1搬入コイル101aのストリップが巻出装置2から巻き出され、第1搬入コイル101aのストリップ尾端が接合装置5の接合位置に到達して停止すると、冷間圧延機1、巻出装置2、巻取巻出装置4は停止し、巻出装置2には第2搬入コイル101bが搬入、装着される(S1204→S1104→S1403)。
 冷間圧延機1、巻取巻出装置4が停止した状態において、第2搬入コイル101bのストリップは通板速度で巻出装置2から巻き出され、ストリップ先端が接合装置5の接合位置に送り出されると、停止し、接合装置5により第1搬入コイル101aのストリップ尾端と第2搬入コイル101bのストリップ先端とが接合される(S1205→S1206→S1501)。
 第1搬入コイル101aと第2搬入コイル101bとが接合されると、第1搬入コイル101aの未圧延ストリップは再び冷間圧延機1により定常圧延速度にて圧延され、引き続き、接合された第2搬入コイル101bのストリップは冷間圧延機1により定常圧延速度にて圧延され、冷間圧延機1の圧延速度にあわせてストリップは巻出装置2から巻き出され巻取巻出装置4に巻き取られる(S1105→1404→S1207→S1106→S1405)。
 第2搬入コイル101bのストリップが巻出装置2から巻き出され、第2搬入コイル101bのストリップ尾端が接合装置5の接合位置に到達して停止すると、冷間圧延機1、巻出装置2、巻取巻出装置4は停止し、巻出装置2には第3搬入コイル101cが搬入、装着される(S1208→S1107→S1406)。
 冷間圧延機1、巻取巻出装置4が停止した状態において、第3搬入コイル101cのストリップは通板速度で巻出装置2から巻き出され、ストリップ先端が接合装置5の接合位置に送り出されると、停止し、接合装置5により第2搬入コイル101bのストリップ尾端と第3搬入コイル101cのストリップ先端とが接合される(S1209→S1210→S1502)。
 第2搬入コイル101bと第3搬入コイル101cbとが接合されると、第2搬入コイル101bの未圧延ストリップは再び冷間圧延機1により定常圧延速度にて圧延され、引き続き、接合された第3搬入コイル101bのストリップは冷間圧延機1により定常圧延速度にて圧延され、冷間圧延機1の圧延速度にあわせてストリップは巻出装置2から巻き出され巻取巻出装置4に巻き取られる(S1108→1407→S1211→S1109→S1408)。
 第3搬入コイル101cのストリップが巻き出されると、巻出装置2は停止し、第3搬入コイル101cのストリップ尾端が冷間圧延機1直前に到達すると、冷間圧延機1は停止し第1パスを終了し、冷間圧延機1の停止にあわせて巻取巻出装置4は停止する(S1212→S1110→S1111→S1409)。
 これにより巻取巻出装置4においてビルドアップコイル102が形成される(S1410)。
(第2~3パス)
 第1パス終了後、圧延方向を逆方向に切り替え、第2パスを開始する。
 ビルドアップコイル102のストリップは通板速度にて巻取巻出装置4から巻き出され、ストリップ尾端は巻取巻出装置3にグリップされ、さらに数巻き分巻き取られる。その後、冷間圧延機1は圧下制御される(S2401→S2301→S2101)。
 第2パス圧延準備が完了すると、ビルドアップコイル102のストリップは冷間圧延機1により定常圧延速度にて圧延され、冷間圧延機1の圧延速度にあわせて巻取巻出装置4から巻き出され巻取巻出装置3に巻き取られる(S2402→S2102→S2302)。ビルドアップコイル102のストリップが所定長巻き出されると、冷間圧延機1は停止し第2パスを終了し、冷間圧延機1の停止にあわせて巻取巻出装置3、巻取巻出装置4は停止する(S2103→S2403→S2303→S2104)。
 第2パス終了後、圧延方向を逆方向に切り替え、第3パスを開始する。
 ビルドアップコイル102のストリップが巻取巻出装置4と巻取巻出装置3にグリップされた状態で、冷間圧延機1は圧下制御され、ビルドアップコイル102のストリップは冷間圧延機1により定常圧延速度にて圧延され、冷間圧延機1の圧延速度にあわせて巻取巻出装置3から巻き出され巻取巻出装置4に巻き取られる(S3101→S3102→S3301→S3401)。ビルドアップコイル102のストリップが所定長巻き出されると、冷間圧延機1は停止し第3パスを終了し、冷間圧延機1の停止にあわせて巻取巻出装置3、巻取巻出装置4は停止する(S3103→S3302→S3402→S3104)。
(第4パス)
 第3パス終了後、圧延方向を逆方向に切り替え、第4パスを開始する。
 ビルドアップコイル102のストリップが巻取巻出装置4と巻取巻出装置3にグリップされた状態で、冷間圧延機1は圧下制御され、ビルドアップコイル102のストリップは冷間圧延機1により定常圧延速度にて圧延され、冷間圧延機1の圧延速度にあわせて巻取巻出装置4から巻き出され巻取巻出装置3に巻き取られる(S4101→S4102→S4301→S4401)。
 第1搬出コイル103aに相当するストリップが巻取巻出装置3に巻き取られる直前に、冷間圧延機1は所定の低速まで減速し、ビルドアップコイル102のストリップは冷間圧延機1により低速(例えば10mpm)にて圧延され、冷間圧延機1の圧延速度にあわせて巻取巻出装置4から巻き出され巻取巻出装置3に巻き取られる(S4103→S4302→S4402)。
 ストリップが低速で巻取巻出装置3に巻き取られる状態で、ストリップ切断位置においてビルドアップコイル102のストリップは切断装置6aにより分断され、分断された第1搬出コイル103aの残りのストリップは巻取巻出装置3に高速で巻き取られる。ストリップが巻き取られると巻取巻出装置3は停止し、第1搬出コイル103aは巻取巻出装置3から抜き出され搬出される(S4601→S4303→S4304)。なお、上述の通り巻取巻出装置3にはコラスプ型リールが適用されている。
 第1搬出コイル103aが搬出されている間も、分断されたビルドアップコイル102の残りのストリップは冷間圧延機1により低速にて圧延され、冷間圧延機1の圧延速度にあわせて巻取巻出装置4から巻き出される。送り出されたストリップ(第2搬入コイル103bに相当)先端は巻取巻出装置3のベルトラッパーにより巻き取られる(S4305)。
 巻取巻出装置3の巻取り準備が完了すると、ビルドアップコイル102の残りのストリップは冷間圧延機1により定常圧延速度にて圧延され、冷間圧延機1の圧延速度にあわせて巻取巻出装置4から巻き出され巻取巻出装置3に巻き取られる(S4104→S4306→S4403)。
 第2搬出コイル103bに相当するストリップが巻取巻出装置3に巻き取られる直前に、冷間圧延機1は所定の低速まで減速し、ビルドアップコイル102のストリップは冷間圧延機1により低速にて圧延され、冷間圧延機1の圧延速度にあわせて巻取巻出装置4から巻き出され巻取巻出装置3に巻き取られる(S4105→S4307→S4404)。
 ストリップが低速で巻取巻出装置3に巻き取られる状態で、ストリップ切断位置においてビルドアップコイル102のストリップは切断装置6aにより分断され、分断された第2搬出コイル103bの残りのストリップは巻取巻出装置3に高速で巻き取られる。ストリップが巻き取られると巻取巻出装置3は停止し、第2搬出コイル103bは巻取巻出装置3から抜き出され搬出される(S4602→S4308→S4309)。
 第2搬出コイル103bが搬出されている間も、分断されたビルドアップコイル102の残りのストリップは冷間圧延機1により低速にて圧延され、冷間圧延機1の圧延速度にあわせて巻取巻出装置4から巻き出される。送り出されたストリップ(第3搬入コイル103cに相当)先端は巻取巻出装置3のベルトラッパーにより巻き取られる(S4310)。
 巻取巻出装置3の巻取り準備が完了すると、ビルドアップコイル102の残りのストリップは冷間圧延機1により定常圧延速度にて圧延され、冷間圧延機1の圧延速度にあわせて巻取巻出装置4から巻き出され巻取巻出装置3に巻き取られる(S4106→S4311→S4405)。
 第3搬出コイル103cに相当するストリップが巻取巻出装置3に巻き取られる直前に、冷間圧延機1は所定の低速まで減速し、ビルドアップコイル102のストリップは冷間圧延機1により低速にて圧延され、冷間圧延機1の圧延速度にあわせて巻取巻出装置4から巻き出され巻取巻出装置3に巻き取られる(S4107→S4312→S4406)。
 ストリップが低速で巻取巻出装置3に巻き取られる状態で、ストリップ切断位置においてビルドアップコイル102のストリップは切断装置6aにより分断され、分断された第3搬出コイル103cの残りのストリップは巻取巻出装置3に高速で巻き取られる。ストリップが巻き取られると巻取巻出装置3は停止し、第3搬出コイル103cは巻取巻出装置3から抜き出され搬出される(S4603→S4313→S4314)。
 第3搬出コイル103cが分断されると、冷間圧延機1は圧延を停止し第4パスを終了し、分断されたビルドアップコイル102の残りのストリップは巻取巻出装置4に巻き取られ、巻き取られたオフゲージコイル103dは巻取巻出装置4から抜き出され搬出される(S4108→S4109→S4407)。なお、上述の通り巻取巻出装置4にはコラスプ型リールが適用されている。
 これにより、搬出コイル103a~cは巻取巻出装置3から搬出され、オフゲージコイル103dは巻取巻出装置4から搬出される。なお、最終パスが奇数の場合は、ビルドアップコイル102のストリップは切断装置6bにより分断され、搬出コイル103a~cは巻取巻出装置4から抜き出され搬出され、オフゲージコイル103dは巻取巻出装置3から搬出される。
 なお、説明の便宜上、第1~4パスにおいて定常圧延速度を区別せずに記載したが、図5~7記載のタイムテーブルの通り、圧延を繰り返すに従ってストリップ板厚は薄くなる為、定常圧延速度は増していく。
<主な効果>
 本実施形態の効果を第1従来技術、第2従来技術と比較することにより説明する。
 図8は第1従来技術に係わる冷間圧延材設備の概略図である。図1と同等の構成には同じ符号を付している。
 図8において、第1従来技術に係わる冷間圧延材設備(RCM設備)は、主な構成として、可逆式の冷間圧延機1と、第1パスにおいて冷間圧延機1にストリップを巻き出す巻出装置2と、冷間圧延機1の第1パスの入側に配置された巻取巻出装置3と、冷間圧延機1の第1パスの出側に配置された巻取巻出装置4と、冷間圧延機1、巻出装置2、巻取巻出装置3,4を制御する制御装置20を備えている。
 第1従来技術に係わる冷間圧延材設備により、3つの搬入コイル101をそれぞれ4パス圧延する場合の動作について説明する。
 搬入コイル101aは巻出装置2に搬入され、ストリップ先端は通板され、巻取巻出装置4にグリップされ、更に数巻き分巻き取られ、張力付与及び圧下等の圧延準備が完了した後、冷間圧延機1により、第1パスの圧延が開始する。ストリップ尾端が冷間圧延機1の直前に来たときに、第1パスの圧延を終了する。
 その後、第1パスと逆方向にストリップ先端を通板し、ストリップ先端は巻取巻出装置3にグリップされ、更に数巻き分巻き取られ、張力付与及び圧下等の圧延準備が完了した後、冷間圧延機1により、第2パスの圧延が開始する。巻取巻出装置3にストリップ端部の数巻き分をグリップした状態で、第2パス圧延を終了する。
 第3パスの張力付与及び圧下等の圧延準備が完了した後、冷間圧延機1により、第3パスの圧延を開始する。巻取巻出装置4にストリップ端部の数巻き分をグリップした状態で、第3パス圧延を終了する。
 第4パスの張力付与及び圧下等の圧延準備が完了した後、冷間圧延機1により、第4パスの圧延を開始する。第4パスの圧延後の搬出コイル103aは巻取巻出装置3に巻き取られ、抜き取られ、搬出される。
 同様に、搬入コイル101bが巻出装置2に搬入され、搬出コイル103bが巻取巻出装置から搬出され、搬入コイル101cが巻出装置2に搬入され、搬出コイル103cが巻取巻出装置3から搬出される。
 このとき、搬出コイル103a~cのストリップ先端及び尾端部は未圧延部となり、オフゲージ率が2.5%程度と高いという課題があった。また、累計6回の通板をおこない、累計12回の可逆圧延を行うことになり、操業時間に占める実圧延時間が短く、生産効率が悪いという課題があった。第2従来技術は第1従来技術の課題を解決するものである。
 図9は第2従来技術に係わる冷間圧延材設備の概略図である。図1と同等の構成には同じ符号を付している。
 図9において、第2従来技術に係わる冷間圧延材設備は、主な構成として、可逆式の冷間圧延機1と、搬入コイル101のストリップを巻き出す巻出装置2と、冷間圧延機1の第1パスの入側に配置された巻取巻出装置3A(第1巻取巻出装置)と、冷間圧延機1の第1パスの出側に配置された巻取巻出装置4A(第2巻取巻出装置)と、複数の搬入コイル101からビルドアップコイル102を形成する接合装置5と、ビルドアップコイル102のストリップを分断して搬出コイル103を形成する切断装置6と、ビルドアップコイルを形成するためのビルドアップコイル用巻取巻出装置111と、冷間圧延機1の第1パスの入側に配置され、搬出コイル103を巻き取る巻取装置112と、冷間圧延機1の第1パスの出側に配置された巻取装置113と、冷間圧延機1、巻出装置2、巻取巻出装置3A,4A、接合装置5、切断装置6、ビルドアップコイル用巻取巻出装置111、巻取装置112、113を制御する制御装置20を備えている。
 なお、巻取巻出装置3A,4A、ビルドアップコイル用巻取巻出装置111にはソリッド型リールが適用され、巻出装置2、巻取装置112、113にはコラスプ型リールが適用される。
 第2従来技術に係わる冷間圧延材設備により、3つの搬入コイル101をそれぞれ4パス圧延する場合の動作について説明する。搬入コイル101aは巻出装置2に搬入され巻き出され、ストリップ先端はビルドアップコイル用巻取巻出装置111にグリップされ巻き取られる。搬入コイル101aのストリップ尾端が接合装置5の接合位置に到達して停止すると、搬入コイル101bは巻出装置2に搬入され、ストリップ先端が接合装置5の接合位置に送り出さるまで巻き出され、停止し、接合装置5により第1搬入コイル101aのストリップ尾端と第2搬入コイル101bのストリップ先端とが接合される。接合されたストリップはビルドアップコイル用巻取巻出装置111に巻き取られる。
 同様に、接合装置5により第2搬入コイル101bのストリップ尾端と第3搬入コイル101cのストリップ先端とが接合され、接合されたストリップはビルドアップコイル用巻取巻出装置111に巻き取られ、これによりビルドアップコイル用巻取巻出装置111においてビルドアップコイル102が形成される。
 ビルドアップコイル102のストリップはビルドアップコイル用巻取巻出装置111から巻き出され、通板され、巻取巻出装置4Aにグリップされ、圧下制御後、冷間圧延機1により第1パスの圧延が行われる。その後、ストリップは巻取巻出装置3A、巻取巻出装置4Aの間で、第2~3パスの可逆圧延が行われる。
 第3パス終了後、巻取巻出装置3のグリップは解放され、巻取巻出装置3からストリップ端を巻き出す。巻き出されたストリップ端は巻取装置112にグリップされ、圧下制御後、第4パスの圧延が行われる。搬出コイル103aに相当する所定長のストリップが巻取装置112に巻き取られると、ストリップ切断位置においてビルドアップコイル102のストリップは切断装置6aにより分断され、分断された搬出コイル103aは巻取装置112から抜き出され搬出される。
 同様に、残りのストリップも切断装置6aにより分断され、分断された搬出コイル103b,103cは巻取装置112から順次抜き出され搬出される。なお、上述の通り巻取巻出装置112にはコラスプ型リールが適用されている。
 なお、切断装置6bは冷間圧延機1と巻取装置113との間に配置され、巻取装置113で巻取完了するパスでビルドアップコイル102のストリップを分断する。
 このとき、未圧延部は搬出コイル103aのストリップ先端と搬出コイル103cのストリップ尾端にのみに発生するため、オフゲージ率を大幅に低減させることが可能となる。また、2回の通板と、4回の可逆圧延を行うため、操業時間に占める実圧延時間が長くなり、第1の従来技術に比べ、生産効率が向上する。
 上記では、便宜上3つの搬入コイルを圧延する場合について説明したが、第2従来技術に係わる冷間圧延材設備は、年間生産量を80万ton以上の比較的大規模の生産設備を想定している。第2従来技術に係わる冷間圧延材設備は、第1従来技術に係わる冷間圧延材設備に比べて、接合装置5、切断装置6、ビルドアップコイル用巻取巻出装置111、巻取装置112、113の構成が増えており、初期費用が増大する。また、多数の搬入コイルを一つのコイルにビルドアップし、ビルドアップコイルは長大化するため、巻取巻出装置3A,4A、ビルドアップコイル用巻取巻出装置111は大型化するため、初期費用が増大する。
 また、ビルドアップコイル102が長大化すると、巻取巻出装置3A,4A、ビルドアップコイル用巻取巻出装置111にコラスプ型リールを適用することは難しくソリッドブロック型リールを適用する必要がある。そのため、巻取巻出装置3A,4A、ビルドアップコイル用巻取巻出装置111に加えて、別途、コラスプ型リールが適用された巻取装置112、113が必要となる。
 第2従来技術に係わる冷間圧延材設備は、年間生産量を80万ton以上の比較的大規模の生産設備を想定しており、オフゲージ率低下、生産効率向上を優先させるため、初期費用が多少嵩んでも問題にならない。しかし、年間生産量が30万tonから60万ton程度の小規模から中規模の生産設備に第2従来技術に係わる冷間圧延材設備を適用すると、初期費用の問題は顕著となり、費用対効果の面で課題があった。
 本実施形態の効果を第1従来技術と比較することにより説明する。本実施形態に係わる冷間圧延材設備では、2回の通板と、4回の可逆圧延を行う。つまり、第1パスにおいてビルドアップコイル102を形成し、第2パス以降ビルドアップコイル102の可逆圧延を行うことで、接合部も通常圧延速度で圧延することが出来、第1従来技術に比べて生産効率が向上する。また、未圧延部は未圧延部は搬出コイル103aのストリップ先端と搬出コイル103cのストリップ尾端にのみに発生するため、オフゲージ率を大幅に低減させることが可能となる。さらに、非定常圧延速度の部分が少なくなり板厚精度が向上する。つまり、第2従来技術に及ぶ程度の高効率、高歩留まりを維持できる。
 本実施形態の別の効果を第2従来技術と比較することにより説明する。第1パスにおいて、第1搬入コイル101aの圧延と、第1搬入コイル101aと第2搬入コイル101bの接合に引き続いて、圧延及び接合を繰り返して、冷間圧延機1による第1パスの圧延と接合装置5による先行コイル尾端と後行コイル先端との接合を行い、複数の搬入コイル101を一つのビルドアップコイル102にすることにより、第2従来技術で必須であるビルドアップコイル用巻取巻出装置111が不要になる。これにより設備構成を簡素化でき、その結果、初期費用を抑えることができる。
 更に、後述するように、第2従来技術で必須である巻取装置112、113が不要になり、また巻取巻出装置3,4の大型化を抑制でき、これにより設備構成を簡素化でき、その結果、更に初期費用を抑えることができる。
 以上のように、年間生産量が30万tonから60万ton程度の小規模から中規模の生産設備において、高効率、高歩留まりを維持し、かつ初期費用を抑えて投資費用対効果を向上させることができる。
 さらに、本実施形態では、接合装置5としてマッシュシーム溶接方式の接合装置を用いている。これにより、投資費用対効果を向上させることができる。
<接合に係る構成とその効果>
 ビルドアップコイル102形成において、厚みが均一の第1搬入コイル101aと第2搬入コイル101bを接合し、かつ、厚みが均一の第2搬入コイル101bと第3搬入コイル101cを接合し、ビルドアップコイル102の厚み変化が無いことが前提である。しかし、実際には誤差により搬入コイル101a~101c間で板厚が異なる場合があり、接合部に段差が生じる。接合部はビルドアップコイル102の内層部に位置し、この状態でコイルに張力が作用すると、接合部の段差が各層の内側及び外側に転写し、疵として取り扱われる製品不良をもたらす課題があった。
 たとえば、第1搬入コイル101aの板厚が3.2mm、第2搬入コイル101bの板厚が2.0mm、第3搬入コイル101cの板厚が2.6mmと仮定すると、第1搬入コイル101aと第2搬入コイル101bとの接合部には、1.2mmの段差が生じる。
 このとき、制御装置20の上位コンピュータであるプロセスコンピュータ21(図1参照)は、各搬入コイル101の板厚を管理しておき、例えば、第2搬入コイル101bと第3搬入コイル101cとの搬入順序を入れ替えるように制御を行う。入れ替え後の第1搬入コイル101aと第2搬入コイル101bとの接合部の段差は0.6mmとなり、第2搬入コイル101bと第3搬入コイル101cとの接合部の段差は0.6mmとなる。
 このように、板厚差の絶対値を1mm以下とするように巻出装置2に搬入するコイルの順番を事前に調整することで、ビルドアップしたコイルの内層部に位置する接合部の段差で隣接するコイル層に疵が転写することを抑制できる。更に板厚差の絶対値を0.5mm以下とするとなお良い。
 本実施形態では、初期費用を抑えるため、接合装置5としてマッシュシーム溶接方式の接合装置を用いている。
 図10はマッシュシーム溶接方式の概念図である。
 一方、マッシュシーム溶接方式の接合装置を用いると、接合部に係る課題が新たに発生する。すなわち、マッシュシーム溶接機は接合する材料を重ね合わせ電極輪で挟み込み通電し、材料の接触抵抗及び内部抵抗発熱させ、ナゲットNと称される溶融凝固部を生成し、接合する方式を採用したものである。これにより、接合終了後の接合部の板厚は、1.2から1.5倍程度に増厚する。増厚した接合部は段差となり、圧延機1を通過する場合には、ロールに過大な力が作用する。更に、段差が作業ロールにマークとして転写する場合がある。また、接合部の段差が各層の内側及び外側に転写する場合もある。このような製品不良をもたらす課題があった。
 接合装置5は、マッシュシーム溶接後に、スウェージングローラを傾斜させ、増厚した接合部を圧延するクロススウェージング処理を行う。これにより、段差を平滑化でき、接合部に係る課題を解決できる。以下、接合装置5の構成と動作を説明する。
 図11は接合装置5の概略図である。接合装置5は、上下一対の電極輪51,52、上下一対の加圧ローラ53,54、入側及び出側クランプ装置55,56、キャリッジフレーム57、電極輪押圧装置58及び加圧ローラ押圧装置59を備えている。上電極輪51と上加圧ローラ53はそれぞれ電極輪押圧装置58及び加圧ローラ押圧装置59を介してキャリッジフレーム57の上水平フレームに支持され、下電極輪52と下加圧ローラ54はそれぞれ取り付けブロックを介してキャリッジフレーム57の下水平フレームに支持されている。上下一対の加圧ローラ53,54はキャリッジフレーム57内で上下一対の電極輪51,52に隣接して配置されている。
 接合に際しては、まず、ストリップの両端部を重ね合わせ、その状態で入側及び出側クランプ装置55,56のクランプ部材でストリップを把持して位置を固定する。次いで、駆動装置によりキャリッジフレーム57を溶接方向に移動させることで、キャリッジフレーム57に支持された上下一対の電極輪51,52と上下一対の加圧ローラ53,54をストリップに対して相対的に移動させ、接合と加圧を連続して実施する。このとき、ストリップの重ね合わせ部分を上下一対の電極輪51,52で挟み、電極輪押圧装置58により電極輪51,52をストリップの重ね合わせ部分に押圧し、電動モータで電極輪51,52を積極的に回転駆動しながら、電極輪51,52に溶接電流を流して抵抗発熱させ、溶接(マッシュシーム溶接)する。また、電極輪51,52により重ね合わせ部分を溶接した直後、その接合部(溶接部)Jを上下一対の加圧ローラ53,54で挟み、加圧ローラ押圧装置59により加圧ローラ53,54を接合部に押圧し、電動モータで加圧ローラ53,54を積極的に回転駆動しながら、ストリップの接合部を加圧して圧延する。
 加圧ローラ押圧装置59には加圧ローラ53,54の軸芯61,62の傾斜角度を調整するための傾斜機構60が設けられている。なお、図示の煩雑さを避けるため、加圧ローラを回転駆動する電動モータ及びチェーン及びスプロケット機構の図示は省略している。
 図12は傾斜機構60の概略図である。傾斜機構60を作動させることで加圧ローラ53の軸芯の傾斜角度は水平面内で任意の角度に設定可能である。キャリッジフレーム56の上水平フレームに回転可能に挿入された回転軸71と、この回転軸71をピニオン72,73を介して回転駆動する電動モータ74とを備え、電動モータ74は傾斜角度制御装置75により制御される。また、傾斜機構60は、加圧ローラ53の傾斜角度を検知するための角度センサ76を備え、傾斜角度制御装置75は接合開始前に上位制御装置77からストリップの板厚に応じて角度情報を入手して設定し、角度センサ76の信号を用いて加圧ローラ53の傾斜角度が設定角度に一致するように電動モータ74を駆動制御する。
 上下一対の加圧ローラ53,54の軸芯61,62を傾斜させることにより、溶接線直角方向の塑性流動(メタルフロー)が促進される作用の詳細を図13を用いて説明する。
 図16は、加圧ローラ53,54の軸芯61,62を傾斜して接合部Jを圧延する場合の接触孤長内でのメタルフローを示す図であり、一例として、上加圧ローラ53の場合を示している。図中、Aは加圧ローラ53の進行方向(圧延方向)を示す矢印であり、Xは進行方向A上にある接合部Jの溶接線(接合線)を仮想的に示す直線であり、Yは溶接線Xに直交する直線である。また、63は加圧ローラ53の軸芯直角方向の幅方向中央部を通る直線であり、αは加圧ローラ53の傾斜角度(溶接線Xと上加圧ローラ53の軸芯直角方向の直線63とのなす角度)である。更に、64は加圧ローラ53が接合部Jに接触する接触孤長部分であり、Rは接触孤長部分64における加圧ローラ53の速度ベクトルであり、R1は速度ベクトルRの溶接線Xの方向の成分であり、R2は速度ベクトルRの溶接線Xに直角方向の成分である。)
 加圧ローラ53の軸芯61を溶接線Xに直交する直線Yに対して水平面内で傾斜させて加圧ローラ53を接合部Jに押し付けながら積極的に回転駆動すると、加圧ローラ53と接合部J間の押圧力及び摩擦係数により、接合部Jとの接触孤長部分64に溶接線Xに直角方向の速度ベクトル成分R2に対応した摩擦力が作用し、接合部Jにはその摩擦力に対応した溶接線Xに直交する方向の剪断力82(図14A~15B参照)が作用し、接合部Jに速度ベクトル成分R1の方向(溶接線Xに平行な方向)のメタルフローだけではなく速度ベクトル成分R2の方向(溶接線Xに直角方向)のメタルフロー、すなわち剪断力82による剪断変形による溶接線Xに直角方向の塑性流動が生じる。この溶接線Xに直角方向の剪断変形ないしは塑性流動により接合部Jの段差Sを平滑化することが出来る。
 上下一対の加圧ローラ53,54を傾斜させる角度αの向きは2種類設定可能である。第1の設定方法は、図14A及び図14Bに示すように、一対の加圧ローラ53,54の進行方向部分53A,54Aが水平面内で、加圧ローラ53,54が最初に接触するストリップの存在する方向と反対方向を向くように、一対の加圧ローラ53,54の軸芯61,62を溶接線Xに直交する直線Yに対して、各々傾斜させる場合である。言い換えれば、ストリップの接合部Jの内、接合部Jの段差Sを起点として厚みが厚い側(接合部Jのうち加圧ローラ53,54が最初に接触する材料部分)に位置する加圧ローラ53,54の軸端が接合部Jの圧延方向Aに向くよう、加圧ローラ53,54の軸芯61,62を傾斜させる。この場合は、ストリップの接合部Jの段差Sから加圧ローラ53,54が最初に接触したストリップの存在する方向に上記速度ベクトル成分R2に対応した剪断力82が作用し、同方向の溶接線直角方向に剪断変形を付与しながら段差部を圧延し平滑化する。なお、このとき、接合部Jから加圧ローラ53,54には剪断力82と反対方向の力がスラスト力81として作用する。言い換えれば、接合部Jにスラスト力81の反力が剪断力82として作用する。
 第2の設定方法は、図15A及び図15Bに示すように、第1の設定方法と比較し、加圧ローラ53,54を逆向きに傾斜させることである。すなわち、一対の加圧ローラ53,54の進行方向部分53A,54Aが水平面内で、加圧ローラ53,54が最初に接触するストリップの存在する方向を向くように、一対の加圧ローラ3,4の軸芯61,62を溶接線Xに直交する直線Yに対して、各々傾斜させる場合である。言い換えれば、ストリップの接合部(マッシュシーム溶接部)Jの内、接合部Jの段差Sを起点として厚みが薄い側(接合部Jのうち加圧ローラ53,54が最初に接触しない材料部分)に位置する加圧ローラ53,54の軸端が接合部Jの圧延方向Aに向くよう、加圧ローラ53,54の軸芯61,62を傾斜させる。この場合は、ストリップの接合部Jの段差Sから加圧ローラ53,54が最初に接触した金属材料が係わるストリップの存在する方向と反対方向に上記速度ベクトル成分R2に対応した剪断力82が作用し、同方向の溶接線直角方向に剪断変形を付与しながら段差部を圧延し平滑化する。このときも、接合部Jから加圧ローラ53,54には剪断力82と反対方向の力がスラスト力81として作用する。
 本実施の形態では第1の設定方法を採用する。その理由は下記の通りである。上下一対の加圧ローラ53,54を第2の設定方法により傾斜させても段差Sは剪断力82により塑性流動を受け、平滑化することが出来る。しかし、この場合は、図15Bに示すように段差Sの部分が母材に折り込まれ、段差Sが亀裂状に母材に埋没する新たなる課題が発生する。単に接合部Jの表面性状が平滑のものが必要であり、かつ強度を必要としない部位に適用する場合は問題ないが、応力が作用する部位に適用する場合並びにテーラードブランクのようにプレス成形されるような塑性加工用途では、埋没した段差の先端部が特異応力場となり、破損の原因になる。したがって、好適には加圧ローラ53、54を傾斜させる向きは、図14A及び図14Bに示すとおり、一対の加圧ローラ53,54の進行方向部分53A,54Aが水平面内で、加圧ローラ53,54が最初に接触するストリップの存在する方向と反対方向を向くように、一対の加圧ローラ53,54の軸芯61,62を溶接線Xに直交する直線Yに対して、各々傾斜させる向きであり、この場合は図14Bに示すように段差Sを亀裂状に母材に埋没させることなく接合部段差を平滑化することが出来、接合部の品質が向上する。
<その他の構成とその効果>
 本実施形態において、ビルドアップコイル102の外径はφ3000以下とする。また、ビルドアップコイル102外径が大径時のストリップ張力を小径時と比較し、漸次低くなるように設定されている。図16は、ビルドアップコイル102巻取り時の張力制御を示す図である。ビルドアップコイル102外径がφ1500未満の時は、定常の所定値の張力が与えられるが、ビルドアップコイル102外径がφ1500以上になると、外径が大きくなるにしたがって漸次低くなるように設定されている。
 これにより、ビルドアップコイル102に作用する巻き締め力を制限し、ビルドアップコイル102外径が大型化することによる巻取巻出装置3,4の大型化を抑制できる。
 その結果、第2従来技術の巻取巻出装置3A,4Aはソリッドブロック型リールを適用する必要があったが、本実施形態の巻取巻出装置3,4はコラスプ型リールを適用することができる。
 本実施形態において、切断装置6a,6bは、揺動機構(図示せず)を有している。
 年間生産量が100万ton以上の冷間タンデム圧延設備における切断装置は圧延を継続しながら走間でコイルを分断するものが一般的であり、分断後は2台の巻取装置で交互に巻き取っていた。年間生産量の低減及びオフゲージ率の悪化を抑制するため、コイル分断時の速度は100mpm~300mpm程度までしか低下させないため、従来の圧延を継続しながら走間でコイルを分断する切断装置は安価とは言えず、年間生産量が30万tonから60万ton程度の小規模から中規模の生産設備において、従来の切断装置を採用すると初期費用が増えると言う課題があった。
 本実施形態において、第4パス(最終パス)の動作で述べたとおり、ビルドアップコイル102を分断する際の圧延速度を低速(例えば10mpm)としている。したがって、従来の高価な走間切断装置ではなく、比較的安価な揺動機構を有する切断装置を適用することができ、初期費用を抑えることができる。
 揺動機構を有する切断装置6aは、第4パスの動作で述べたとおり、圧延を停止させることなく、ストリップを切断することが出来る。
 本実施形態において、第4パス(最終パス)の動作で述べたとおり、ビルドアップコイル102を切断装置6aで分断する際の圧延速度を低速(例えば10mpm)としている。冷間圧延機1により低速圧延されている間に、搬出コイル103は切断装置6aで分断され、高速で巻取巻出装置3に巻き取られた後に、抜き出され搬出される。この一連の動作は例えば約30秒で行われるとする。一方、切断装置6aの切断位置から巻取巻出装置3までの距離を5mと仮定し、分断後のビルドアップコイル102ストリップ先端が切断装置6aの切断位置から巻取巻出装置3まで、冷間圧延機1の圧延速度(10mpm)にあわせて送り出されると、到達時間は30秒である。すなわち、第2搬入コイル103bの巻取り準備の前に、第1搬出コイル103aは搬出される。
 このように、巻取巻出装置3にコラスプ型リールを適用することとあわせて、ビルドアップコイル102分断後、搬出コイル103を抜き出して搬出し、その後継続して次の搬出コイル103を巻取る作業を1台の巻取巻出装置3で行うことがき、第2従来技術で必須であるソリッドブロック型リールの巻取巻出装置3A、巻取装置112が不要になる。なお、本実施例の場合、巻取巻出装置4A、巻取装置113は当然、不要である。
 これにより設備構成を簡素化でき、その結果、初期費用を抑えることができる。
 また、第2従来技術では、分断する際、圧延が停止するため、作業ロールで挟み込んだストリップの表面において、作業ロールとストリップ間の摩擦係数が変化することで、停止マークが出来ると共に、作業ロールにも停止マークが転写してしまうため、事後の圧延中に作業ロールの回転ピッチで、等間隔にストリップ表面に停止マークが転写される場合もある。この停止マークは、最終パスで発生すると表面光沢の品質を損ない、品質が厳格な材料では、不良製品となってしまう課題があった。
 本実施形態においては、分断時においても圧延を継続(低速圧延)することで、ストリップに作業ロールの停止マークが生成されることを防止することができる。
 ところで、上述のとおり接合部に係る課題は解決されるが、製品コイルは更に精度を求められる場合もある。
 本実施形態においては、最終パスでのコイル分断を接合部が切断装置を通過直後とする。すなわち、切断位置は接合部の直後となる。切断位置は、制御装置20により、巻取巻出装置3、4のそれぞれのコイル外径およびリール回転数から演算される。
 これにより、搬出コイル103の外表面に接合部を配置でき、搬出コイル103抜き出し後に接合部の処理が容易に出来る。
 更に、最終パスでのコイル分断を接合部が切断装置を通過する直前と、接合部が切断装置を通過した直後にしてもよい。すなわち、接合部は切断装置6aにより搬出コイル103から分断される。
 これにより、搬出コイル103に接合部が巻き付かず、接合部の後処理を不要とすることができる。
 また、圧延工程の最終パス圧延開始前に、ストリップが通板された状態で、作業ロールをダル目付け用作業ロールに組み替え、最終パスの圧延を行なってもよい。
 これにより、冷間圧延工程の下工程で行なわれる深絞り成型時の転延性、または、塗装の密着性・鮮映性を向上させることが出来る。
~第2実施形態~
 次に、本発明の第2実施形態について図面を参照して説明する。図17は、本発明の第2実施形態に係わる冷間圧延材設備の概略図である。第1実施形態の冷間圧延機1が1スタンドであったのに対し、第2実施形態の冷間圧延機1a,1bは2スタンドになっている。
 説明の便宜の為、第1実施形態の冷間圧延機1は1スタンドとしたが、年間生産量の向上とオフゲージ率の低減の効果を最大限に発揮するためには、2スタンドとすることが好ましい。更に、投資費用対効果の面でも2スタンドが好適である。その他の構成は、第1実施形態と同じであり、制御、動作も同じであり、同じ効果が得られる。
~第3実施形態~
 次に、本発明の第3実施形態について図面を参照して説明する。
<主な構成>
 図18は、本発明の第3実施形態に係わる冷間圧延材設備の概略図である。本実施形態に係わる冷間圧延材設備は、第1実施形態に係わる冷間圧延材設備の構成に加えて、接合装置5と冷間圧延機1間に配置されたストリップ貯蔵装置9を備えている。
 ストリップ貯蔵装置9は、2本の固定ローラ91a,91b間に設けられた可動ローラ92を有し、駆動装置(図示せず)が可動ローラ92を下降させることによりストリップを貯蔵し、可動ローラ92を上昇させることにより貯蔵したストリップを放出する。ストリップ貯蔵装置9の動作は制御装置20により制御される。
<主な制御>
 図19は、制御装置20が行う処理手順を示す制御フローである。第2~4パスにおける制御は第1実施形態の制御と同じであり、第1パスにおける制御のみ示す。
 図2に示す第1実施形態の制御フローにおいて、制御装置20は冷間圧延機1を、搬入コイル101の搬入、接合に係る手順にあわせて停止するように制御しているが(S1104、S1107)、本実施形態の制御フローにおいて、制御装置20は冷間圧延機1を、搬入コイル101の搬入、接合に係る手順にあわせて、低速(例えば10mpm)にて圧延を行うように制御する(S1104B、S1107B)。
 図2に示す第1実施形態の制御フローにおいて、制御装置20は巻取巻出装置4を、冷間圧延機1の停止にあわせて停止するように制御しているが(S1403、S1406)、本実施形態の制御フローにおいて、制御装置20は巻取巻出装置4を、冷間圧延機1の低速圧延にあわせて、低速にて巻き取るように制御する(S1403B、S1406B)。
 制御装置20はストリップ貯蔵装置9を以下のように制御する。第1搬入コイル101aが巻出装置2に搬入、装着され、ストリップが送り出されると、可動ローラ92を下降させて、ストリップ貯蔵装置9はストリップの貯蔵を開始し、所定長のストリップを貯蔵すると、可動ローラ92の下降を停止する(S1901B)。第2搬入コイル101bが巻出装置2に搬入され、第1搬入コイル101aのストリップ尾端と第2搬入コイル101bのストリップ先端とが接合される手順にあわせて、可動ローラ92を上昇させて、ストリップ貯蔵装置9はストリップの貯蔵を徐々に放出し、第1搬入コイル101aと第2搬入コイル101bとが接合されると、可動ローラ92の上昇を停止する(S1901B)。その後、再び可動ローラ92を下降させて、ストリップ貯蔵装置9はストリップの貯蔵を開始し、所定長のストリップを貯蔵すると、可動ローラ92の下降を停止する(S1903B)。第3搬入コイル101cが巻出装置2に搬入され、第2搬入コイル101bのストリップ尾端と第3搬入コイル101cのストリップ先端とが接合される手順にあわせて、可動ローラ92を上昇させて、ストリップ貯蔵装置9はストリップの貯蔵を徐々に放出し、第2搬入コイル101bと第3搬入コイル101cとが接合されると、可動ローラ92の上昇を停止する(S1904B)。
 巻出装置2、接合装置5に係る制御については、第1実施形態の制御と実質的に同じである。
<主な動作>
 第1実施形態では、第1パスにおいて、第2搬入コイル101bが巻出装置2に搬入され、第1搬入コイル101aのストリップ尾端と第2搬入コイル101bのストリップ先端とが接合される一連の動作(S1204→S1205→S1206→S1501)の間、冷間圧延機1は停止している(S1104)が、本実施形態に係わる冷間圧延材設備は下記の通り動作する。
 第1搬入コイル101aが巻出装置2に搬入され、ストリップが送り出されると、ストリップ貯蔵装置9はストリップを貯蔵する(S1201→S1202→S1901B)。その後、第1搬入コイル101aのストリップが定常圧延速度にて圧延され、巻き出され(S1203→S1103→S1402)、ストリップ尾端が接合装置5の接合位置に到達して停止すると、ストリップ貯蔵装置9からストリップが放出されると同時に、第1搬入コイル101aの未圧延ストリップは冷間圧延機1により低速(例えば10mpm)にて圧延され、冷間圧延機1の圧延速度にあわせて巻取巻出装置4に巻き取られる(S1902B→S1104B→S1403B)。
 一方、低速圧延の間に、巻出装置2には第2搬入コイル101bが搬入、装着され、送り出され、接合装置5により第1搬入コイル101aのストリップ尾端と第2搬入コイル101bのストリップ先端とが接合される(S1204→S1205→S1206→S1501)。
 たとえば、第2搬入コイル101bの搬入、第1搬入コイル101aと第2搬入コイル101bとの接合に係る一連の動作が約2分で行われるとすると、その間に低速圧延(10mpm)されるストリップは20mであり、ストリップ貯蔵装置9は20mのストリップを貯蔵する必要がある。
 第1搬入コイル101aと第2搬入コイル101bとが接合されると、第1搬入コイル101aの未圧延ストリップは再び冷間圧延機1により定常圧延速度にて圧延され、引き続き、接合された第2搬入コイル101bのストリップは冷間圧延機1により定常圧延速度にて圧延され、冷間圧延機1の圧延速度にあわせてストリップは巻出装置2から巻き出され巻取巻出装置4に巻き取られ、その間にあらたなストリップがストリップ貯蔵装置9に貯蔵される(S1105→1404→S1207→S1106→S1405→S1903B)。
 第2搬入コイル101bのストリップが巻き出され、ストリップ尾端が接合装置5の接合位置に到達して停止すると、ストリップ貯蔵装置9からストリップが放出されると同時に、第2搬入コイル101bの未圧延ストリップは冷間圧延機1により低速にて圧延され、冷間圧延機1の圧延速度にあわせて巻取巻出装置4に巻き取られる(S1904B→S1107B→S1406B)。
 一方、低速圧延の間に、巻出装置2には第3搬入コイル101cが搬入、装着され、送り出され、接合装置5により第2搬入コイル101bのストリップ尾端と第3搬入コイル101cのストリップ先端とが接合される(S1208→S1209→S1210→S1502)。
 第2搬入コイル101cと第3搬入コイル101cとが接合されると、第2搬入コイル101bの未圧延ストリップは再び冷間圧延機1により定常圧延速度にて圧延され、引き続き、接合された第3搬入コイル101cのストリップは冷間圧延機1により定常圧延速度にて圧延され、冷間圧延機1の圧延速度にあわせてストリップは巻出装置2から巻き出され巻取巻出装置4に巻き取られる(S1108→1407→S1211→S1109→S1408)。
 第3搬入コイル101cのストリップが巻き出されると、巻出装置2は停止し、第3搬入コイル101cのストリップ尾端が冷間圧延機1直前に到達すると、冷間圧延機1は停止し第1パスを終了し、冷間圧延機1の停止にあわせて巻取巻出装置4は停止する(S1212→S1110→S1111→S1409)。
 これにより巻取巻出装置4においてビルドアップコイル102が形成される(S1410)。
 第2~4パスにおける本実施形態に係わる冷間圧延材設備は下記の通り動作は、第1実施形態と同じである。
<主な効果>
 本実施形態の効果を第1実施形態と比較することにより説明する。
 第1実施形態では、第1パスにおいて、第2搬入コイル101bが巻出装置2に搬入され、第1搬入コイル101aのストリップ尾端と第2搬入コイル101bのストリップ先端とが接合される一連の動作(S1204→S1205→S1206→S1501)の間、冷間圧延機1は停止している(S1104)。また、第3搬入コイル101cが搬入され、第2搬入コイル101bのストリップ尾端と第2搬入コイル101cのストリップ先端とが接合される一連の動作(S1208→S1209→S1210→S1502)の間、冷間圧延機1は停止している(S1108)。
 圧延を停止すると、即ち圧延速度が0mpmとなると、作業ロールで挟み込んだストリップの表面において、作業ロールとストリップ間の摩擦係数が変化することで、停止マークが生成される。更に作業ロールにも停止マークが転写してしまうため、事後の圧延中に作業ロールの回転ピッチで、等間隔にストリップ表面に停止マークが転写される場合もある。この停止マークは、第1パスで発生した場合には、複数回圧延を継続することで、停止マークは目視では見えないレベルにまで目立たなくなる場合がある。しかしながら、表面光沢の高品質が厳格に要求される場合、不良製品と扱われるという課題が新たに発生する。
 本実施形態では、ストリップ貯蔵装置9を設け、接合時以外はストリップ貯蔵装置9にストリップを貯蔵させ、接合時はストリップ貯蔵装置9に貯蔵されたストリップを放出して、先行コイル尾端停止状態においても低速圧延により圧延を継続することで、接合作業中にストリップに作業ロールの停止マークが生成されることを防止することができる。
 さらに、例えば、低速圧延の圧延速度を10mpmとすることで、接合作業に要する時間が2分間とすると、ストリップ貯蔵長さを20mとすることができる。低速圧延の圧延速度を下げるに従って、ストリップ貯蔵装置に貯蔵するストリップの長さを短縮することができ、ストリップ貯蔵装置をコンパクトに出来る。その結果、設備構成を簡素化できる。なお、圧延速度は冷間圧延機1の最小分解能速度(限りなく0に近い)まで下げることが出来る。
<板厚制御および形状制御に係る構成とその効果>
 本実施形態では、接合作業中やコイル分断時に低速圧延を行っているが、これにより、板厚制御精度が低下するという新たな課題や、形状制御精度が低下するという新たな課題が発生する。すなわち、定常圧延速度において板厚制御および形状制御はフィードバック制御を行っているが、低速においては時間遅れが顕著となり精度が低下する。
 冷間圧延機1は、例えば、圧延材に直接接触し圧延する上下の作業ロール11,11と、これら作業ロールを鉛直方向に支持する上下の中間ロール12,12と、これら中間ロール12,12を鉛直方向に支持する上下の補強ロール13,13とを備えた6段UCミルである。下側補強ロール13の下部には油圧圧下装置14が設けられており、制御装置20からの指令に基づき、油圧圧下装置14が下側補強ロール13の軸受けを上下動させることによって、所定の圧下量になるようにストリップを圧下する。上側補強ロール13の上部には荷重計15が設けられており、荷重計15で検出された情報は制御装置20に出力される。
 冷間圧延機1の第1パスの入側には板厚計16a、板速計17a、形状計18aが、冷間圧延機1の第1パスの出側には板厚計16b、板速計17b、形状計18bが、設けられ、それぞれで検出された情報は制御装置20に出力される。板厚計16はレーザドップラー式板速計でもよいし、デフローラ乃至は形状検出器の回転速度により板速を検出しても良い。
 定常圧延時における板厚制御について説明する。定常圧延時には、BISRA-AGC制御とモニターAGC制御が、適時併用されている。
 BISRA-AGC制御は、冷間圧延機1の入側の板厚の変化を圧延荷重の変化として荷重計15により検出し,この検出された荷重変化に対応してロールの圧下量を調整するものである。
 モニターAGC制御は、冷間圧延機1の出側の板厚の変化を出側の板厚計16bより検出し,この検出された厚み変化をフィードバックして比例積分制御により圧下量を調整するものである。
 板厚計16bは冷間圧延機1から数m離れて設けられており、板厚計16bでの検出値には時間遅れが生じるが、定常圧延時(例えば1000mpm)であれば、ほとんど影響がない。しかし、低速圧延時(例えば10mpm)に適用すると、時間遅れの影響により、適切な情報が得られず、板厚制御精度が低下する。
 低速圧延時における板厚制御について説明する。本実施形態では、低速圧延には、MF-AGC制御が適用される。
 MF-AGC制御は以下のような制御を行う。入側の板厚計16aの検出値を制御対象の圧延スタンド直下までトラッキングする。入側および出側の板速度計17a,17bを用いてそれぞれの板速を検出する。制御装置20は、入側板厚に入側出側板速比を乗じて、出側板厚を推定し,この推定板厚と目標板厚との偏差が0となるように圧下を調整する。
 板厚計16bでの検出値を用いないので、低速圧延時においても、定常圧延時における板厚制御精度と同等の板厚制御精度を維持出来る。
 定常圧延時における形状制御について説明する。定常圧延時には、出側の形状計18bでストリップの形状を計測し、形状指令値と実績形状値の偏差に基づき修正するフィードバック制御が適用されている。
 形状計18bは冷間圧延機1から数~十数m離れて設けられており、形状計18bでの検出値には時間遅れが生じるが、定常圧延時(例えば1000mpm)であれば、ほとんど影響がない。しかし、低速圧延時(例えば10mpm)に適用すると、時間遅れの影響により、適切な情報が得られず、形状制御精度が低下する。
 低速圧延時における板厚制御について説明する。本実施形態では、ロールベンダー制御またはクーラント制御またはこれらを併用する。
 ロールベンダー制御は以下のような制御を行う。冷間圧延機1の圧延荷重の変動を荷重計15により検出し、制御装置20は変動に伴うロールたわみを演算し、演算結果に基づき作業ロール11または中間ロール12の端部に力を加えてロールを強制的に曲げ、ロールのたわみを制御するものである。
 クーラント制御は以下のような制御を行う。事前に作業ロール11または中間ロール12のロール面で所定長に数分割したブロックを設定しておく。冷間圧延機1の圧延荷重の変動を荷重計15により検出し、制御装置20は変動に伴うロールたわみを演算し、演算結果に基づきブロック毎にクーラントを噴射する量を変えて、圧延の加工発熱によるロールの膨張量を制御する。
 両制御とも形状計18bでの情報を用いないので、低速圧延時においても、定常圧延時における形状制御精度と同等の板厚制御精度を維持出来る。
 なお、板厚制御および形状制御に係る構成は第1実施形態にも設けられており、第1実施形態の最終パスでビルドアップコイル102を分断する際の低速圧延時にも、同様な制御が適用される。
~第4実施形態~
 次に、本発明の第4実施形態について図面を参照して説明する。図20は、本発明の第2実施形態に係わる冷間圧延材設備の概略図である。第3実施形態の冷間圧延機1が1スタンドであったのに対し、第2実施形態の冷間圧延機1a,1bは2スタンドになっている。
 説明の便宜の為、第3実施形態の冷間圧延機1は1スタンドとしたが、年間生産量の向上とオフゲージ率の低減の効果を最大限に発揮するためには、2スタンドとすることが好ましい。更に、投資費用対効果の面でも2スタンドが好適である。その他の構成は、第3実施形態と同じであり、制御、動作も同じであり、同じ効果が得られる。
 更に、冷間圧延機1a,1bを2スタンドとすることで、生産性を更に向上することが出来る。
1,1a,1b 冷間圧延機
2 巻出装置
3 巻取巻出装置(第1巻取巻出装置)
3A 巻取巻出装置(第1巻取巻出装置、ソリッド型)
4 巻取巻出装置(第2巻取巻出装置)
4A 巻取巻出装置(第2巻取巻出装置、ソリッド型)
5 接合装置
6,6a,6b 切断装置
9 ストリップ貯蔵装置
11 作業ロール
12 中間ロール
13 補強ロール
14 油圧圧下装置
15 荷重計
16a,16b 板厚計
17a,17b 板速計
18a,18b 形状計
20 制御装置
21 プロセスコンピュータ
51,52 電極輪
53,54 加圧ローラ
55,56 クランプ装置
57 キャリッジフレーム、
58 電極輪押圧装置
59 加圧ローラ押圧装置
60 傾斜機構
61,62 軸芯
63 加圧ローラの軸芯直角方向の幅方向中央部を通る直線
64 接触孤長部分
71 回転軸
72,73 ピニオン
74 電動モータ
75 傾斜角度制御装置
76 角度センサ
77 上位制御装置
81 スラスト力
82 剪断力
91 固定ローラ
92 可動ローラ
101,101a~c 搬入コイル
102 ビルドアップコイル
103,103a~c 搬出コイル
111 ビルドアップコイル用巻取巻出装置
112,113 巻取装置

Claims (24)

  1.  コイルを巻き出す巻出装置(2)と、少なくとも1台の可逆式の冷間圧延機(1,1a,1b)と、前記冷間圧延機(1,1a,1b)の第1パスの入側及び出側にそれぞれ配置された第1及び第2巻取巻出装置(3,4)と、前記巻出装置(2)と前記第1巻取巻出装置(3)との間に配置された接合装置(5)とを用いて、圧延方向を変えて複数パスの冷間圧延を行う可逆式冷間圧延方法において、
     前記巻出装置(2)から巻き出された第1コイル(101a)のストリップを前記冷間圧延機(1,1a,1b)に直接導いて圧延し前記第2巻取巻出装置(4)に巻き取る圧延工程(S1103)と、
     前記第1コイル(101a)尾端が前記接合装置(5)に到達した時点で、前記第1コイル(101a)尾端と巻出装置(2)から引き続き巻き出された第2コイル(101b)先端とを接合する接合工程(S1501)と、
     引き続いて行う第2コイル(101b)以降、前記圧延工程(S1105,S1106,S1108,S1109)及び接合工程(S1502)を繰り返して、前記冷間圧延機による第1パスの圧延と前記接合装置による先行コイル尾端と後行コイル先端との接合を行い、複数のコイルを一つのコイルにビルドアップする第1パスのコイルビルドアップ圧延工程(S1101~S1111,S1201~S1212,S1401~S1410,S1501~S1502,S1901B~S1904B)と、
     前記ビルドアップしたコイル(102)を、所望の製品板厚になるまで、所定の回数の可逆圧延を行う可逆圧延工程(S2101~S4301,S4306,S4311,S4401~S4406)と、
     前記可逆圧延工程の最終パスで前記ビルドアップしたコイル(102)を切断装置(7a,7b)により分断して、前記第1及び第2巻取巻出装置(3,4)のいずれかに巻き取り、複数個のコイル(103a~c)を形成する分断巻取工程(S4302~S4304,S4307~S4309,S4312~S4314,S4601~S4603)とを有することを特徴とする可逆式冷間圧延方法。
  2.  請求項1に記載の可逆式冷間圧延方法おいて、
     前記冷間圧延機(1,1a,1b)と接合装置(5)間にストリップ貯蔵装置(9)を設け、前記接合工程(S1501,S1502,S1901B~S1904B)における先行コイル尾端と後行コイル先端との接合中の圧延速度を、0mpmを超え50mpm以下とすることを特徴とする可逆式冷間圧延方法。
  3.  請求項1乃至請求項2のいずれか1項に記載の可逆式冷間圧延方法において、
     前記分断巻取工程(S4302~S4304,S4307~S4309,S4312~S4314,S4601~S4603)において、最終パスでコイル(102)を分断する際の圧延速度を、0mpmを越え50mpm以下とすることを特徴とする可逆式冷間圧延方法。
  4. 請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の可逆式冷間圧延方法において、
     前記接合工程(S1501,S1502,S1901B~S1904B)および分断巻取工程(S4302~S4304,S4307~S4309,S4312~S4314,S4601~S4603)において、前記冷間圧延機(1,1a,1b)の入側圧延速度および入側板厚ならびに出側圧延速度を測定し、これら測定値に基づき、前記冷間圧延機(1,1a,1b)の作業ロール直下の板厚を演算し、前記冷間圧延機(1,1a,1b)が有する油圧圧下装置(14)にて所望の板厚となるように板厚制御することを特徴とする可逆式冷間圧延方法。
  5.  請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の可逆式冷間圧延方法において、
     前記接合工程(S1501,S1502,S1901B~S1904B)および分断巻取工程(S4302~S4304,S4307~S4309,S4312~S4314,S4601~S4603)において、前記冷間圧延機(1,1a,1b)の圧延荷重の変動によるロールたわみ演算結果に基づき、ロールベンダー制御またはクーラント制御またはこれらの両方の制御でストリップ形状を制御することを特徴とする可逆式冷間圧延方法。
  6.  請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の可逆式冷間圧延方法において、
     前記圧延工程(S1101)の前に、先行コイルと後行コイルの板厚差の絶対値を、1mm以下とするように前記巻出装置(2)に搬入するコイルの順番を事前に調整することを特徴とする可逆式冷間圧延方法。
  7.  請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の可逆式冷間圧延方法において、
     前記接合工程(S1501,S1502)において、前記接合装置(5)としてマッシュシーム溶接方式の接合装置を用いて接合することを特徴とする可逆式冷間圧延方法。
  8.  請求項7に記載の可逆式冷間圧延方法おいて、
     前記マッシュシーム溶接方式の接合装置(5)による接合直後のクロススウェージング処理を行うことを特徴とする可逆式冷間圧延方法。
  9.  請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載の可逆式冷間圧延方法において、
     前記コイルビルドアップ圧延工程(S1101~S1502,S1901B~S1904B)において、前記ビルドアップしたコイル外径はφ3000以下とすることを特徴とする可逆式冷間圧延方法。
  10.  請求項1乃至請求項9のいずれか1項に記載の可逆式冷間圧延方法において、
     コイル外径が大径時のストリップの張力を小径時のストリップの張力と比較し、漸次低く設定することを特徴とする可逆式冷間圧延方法。
  11.  請求項1乃至請求項10のいずれか1項に記載の可逆式冷間圧延方法において、
     前記可逆圧延工程(S2101~S4109)及びコイルビルドアップ圧延工程(1101~1111)において、前記冷間圧延機として2スタンドの冷間圧延機(1a,1b)を用いて圧延することを特徴とする可逆式冷間圧延方法。
  12.  請求項1乃至請求項11のいずれか1項に記載の可逆式冷間圧延方法において、
     前記分断巻取工程(S4601~S4603)において、最終パスでのコイル分断を接合部が前記切断装置(7a,7b)を通過直後とすることを特徴とする可逆式冷間圧延方法。
  13.  請求項12に記載の可逆式冷間圧延方法において、
     前記分断巻取工程(S4601~S4603)において、最終パスでのコイル分断を接合部が前記切断装置(7a,7b)を通過する直前と、接合部が前記切断装置(7a,7b)を通過した直後にすることを特徴とする可逆式冷間圧延方法。
  14.  請求項1乃至請求項13のいずれか1項に記載の可逆式圧延方法において、
     前記分断巻取工程(S4601~S4603)における、最終パスの圧延開始前に、ストリップが通板された状態で作業ロールをダル目付け用作業ロールに組替え、最終パスの圧延を行うことを特徴とする可逆式冷間圧延方法。
  15.  コイルを巻き出す巻出装置(2)と、少なくとも1台の可逆式の冷間圧延機(1,1a,1b)と、この冷間圧延機の第1パスの入側及び出側にそれぞれ配置された第1及び第2巻取巻出装置(3,4)と、前記巻出装置(2)と前記第1巻取巻出装置(3)との間に配置された接合装置(5)とを用いて、圧延方向を変えて複数パスの冷間圧延を行う可逆式冷間圧延設備において、
     前記巻出装置(2)から巻き出された第1コイル(101a)のストリップを前記冷間圧延機(1,1a,1b)に直接導いて圧延し前記第2巻取巻出装置(4)に巻き取り、
     前記第1コイル(101a)尾端が前記接合装置(5)に到達した時点で、前記第1コイル(101a)尾端と前記巻出装置(2)から引き続き巻き出された第2コイル(101b)先端とを接合し、
     引き続いて第2コイル(101b)以降の圧延及び接合を繰り返して、前記冷間圧延機(1,1a,1b)による第1パスの圧延と前記接合装置(5)による先行コイル尾端と後行コイル先端との接合を行い、複数のコイルを一つのコイルにビルドアップし、
     前記冷間圧延機(1,1a,1b)において前記ビルドアップしたコイル(102)を、所望の製品板厚になるまで、所定の回数の可逆圧延を行い、
     可逆圧延の最終パスで前記ビルドアップしたコイル(102)を切断装置(7a,7b)により分断して、前記第1及び第2巻取巻出装置(3,4)のいずれかに巻き取り、複数個のコイル(103a~c)をを形成するように、
     前記巻出装置(2)、前記冷間圧延機(1,1a,1b)、前記第1及び第2巻取巻出装置(3,4)、前記接合装置(5)及び前記切断装置(7a,7b)を制御する制御装置(20)を設けたことを特徴とする可逆式冷間圧延設備。
  16.  請求項15に記載の可逆式冷間圧延設備において、
     前記接合装置(5)と前記冷間圧延機(1,1a,1b)間にストリップ貯蔵装置(9)を配置することを特徴とする可逆式冷間圧延設備。
  17.  請求項16に記載の可逆式冷間圧延設備において、
     前記ストリップ貯蔵装置(9)のストリップ貯蔵長さを0mを超え100m以下とすることを特徴とする可逆式冷間圧延設備。
  18.  請求項15乃至請求項17いずれか1項に記載の可逆式冷間圧延設備において、
     前記制御装置(20)は、前記接合装置(5)によるコイル接合中、および前記切断装置(7a,7b)によるコイル分断時の前記冷間圧延機(1,1a,1b)の圧延速度を、0mpmを超え50mpm以下に制御することを特徴とする可逆式冷間圧延設備。
  19.  請求項15乃至請求項18のいずれか1項に記載の冷間圧延装置において、
     前記制御装置(20)は、前記接合装置(5)によるコイル接合中および前記切断装置(7a,7b)によるコイル分断時に、前記冷間圧延機(1,1a,1b)の入側圧延速度、および入側板厚ならびに出側圧延速度を測定し、これら測定値に基づき、前記冷間圧延機(1,1a,1b)の作業ロール直下の板厚を演算し、前記冷間圧延機が有する油圧圧下装置(14)にて所望の板厚となるように板厚制御することを特徴とする可逆式冷間圧延装置。
  20.  請求項15乃至請求項19のいずれか1項に記載の冷間圧延装置において、
     前記制御装置(20)は、前記接合装置(5)によるコイル接合中および前記切断装置(7a,7b)によるコイル分断時に、前記冷間圧延機(1,1a,1b)の圧延荷重の変動によるロールたわみ演算結果に基づき、ロールベンダー制御またはクーラント制御またはこれらの両方の制御でストリップ形状を制御することを特徴とする可逆式冷間圧延装置。
  21.  請求項15乃至請求項20のいずれか1項に記載の冷間圧延装置において、
     前記制御装置(20)は、前記第1パスのコイルビルドアップ圧延時及びその後の可逆圧延中に、コイル外径が大径であるときのストリップの張力を小径であるときのストリップの張力と比較し、低く設定することを特徴とする可逆式冷間圧延装置。
  22.  請求項15乃至請求項21のいずれか1項に記載の冷間圧延装置において、
     前記冷間圧延機(1a,1b)を2スタンドとすることを特徴とする可逆式冷間圧延装置。
  23.  請求項15乃至請求項22のいずれか1項に記載の可逆式圧延設備において、
     前記接合装置(5)をマッシュシーム溶接機とすることを特徴とする可逆式冷間圧延設備。
  24.  請求項23に記載の可逆式冷間圧延設備において、
     前記接合装置(5)のマッシュシーム溶接機は、接合線直角方向の水平面に対し、スウェージングローラ軸芯を傾斜させる機構(60)を有するスウェージングローラ(53)を備えることを特徴とする可逆式冷間圧延設備。
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