(57)【要約】      （修正有）【課題】巻き取り後の厚肉高強度熱延鋼板のコイルを、スプリングバックによる巻きほぐれを抑えて、コイラーハウジングから安定的な抜き出しができ、次工程のバンディング装置に搬送される間にコイルが不安定になることを防ぐことができる厚肉高強度熱延鋼板コイルの巻き取り・抜き出し方法およびその巻き取り装置を提供する。【解決手段】熱延鋼板厚肉高強度熱延鋼板を巻き取り装置によりコイル１０に巻き取り、該鋼板の尾端部がコイルの下側に位置するように巻き取りを完了した後に、該コイルを、マンドレル７を縮径することなくコイルに挿入した状態でマンドレルを延伸して、該コイルをコイラーハウジング１１からコイル台車９とともに抜き出しバンディング装置１２に移送する。巻き取り装置のマンドレルは、例えばスプライン軸１５を有し、軸方向に伸縮可能になっており、軸方向に延伸してバンディング装置にコイルを移送することができる。【選択図】図４
2010155270.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に伸縮可能なマンドレルを有する巻き取り装置（コイラー）により、厚肉高強度熱延鋼板の先端部から尾端部までを該マンドレルに巻き取ってコイルにした後に、該コイルをコイラーハウジングより抜き出してバンディング装置に移送する厚肉高強度熱延鋼板コイルの巻き取り・抜き出し方法であって、該熱延鋼板の尾端部がコイルの下側に位置するように巻き取りを完了した後にコイルをコイル台車に搭載し、次いでマンドレルを縮径することなくコイルに挿入した状態でマンドレルを延伸して、コイルをコイラーハウジングよりコイル台車とともに抜き出しバンディング装置に移送することを特徴とする厚肉高強度熱延鋼板コイルの巻き取り・抜き出し方法。
【請求項２】
請求項１に記載の厚肉高強度熱延鋼板コイルの巻き取り・抜き出し方法に使用される巻き取り装置であって、巻き取り装置のマンドレルが軸方向に伸縮可能であり、延伸することにより、コイルをコイラーハウジングより抜き出してバンディング装置に移送することができることを特徴とする巻き取り装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、厚肉高強度熱延鋼板、特に高強度パイプ等の素材となる厚肉高強度熱延鋼板のコイルを安定的に製造するための厚肉高強度熱延鋼板コイルの巻き取り・抜き出し方法およびその巻き取り装置に関わるものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、主としてパイプラインでの原油や天然ガス等の資源の輸送効率化を目的に、API規格にしてＸ７０〜１００といった大径厚肉高強度パイプ材の需要が高まっている。これらの資源を効率的に輸送するため、パイプ内部には高い内圧がかけられており、かつ寒冷地での使用や地震による地殻変動なども考慮し、高靭性、高強度といった特性がパイプ材にとって非常に重要となっている。これらのパイプラインにて使用されるパイプは肉厚が１５〜２５ｍｍ程度、外径は２０インチ程度以上と大径であり、従来は高強度パイプとしては長手方向に縦長形状である厚鋼板の短辺側を円形に成形した後、突合せ部を長手方向に溶接してパイプとする電縫管が多用されている。通常、厚鋼板は熱間スラブを１基、あるいは２基の圧延機を有する厚板ミルでの多パス圧延にて略矩形形状に製造されるものであり、その製品長は最大でも３０ｍ程度である。
【０００３】
これに対し、近年、厚鋼板を薄板圧延用の熱間圧延（ホットストリップミル）ラインにて圧延してコイル状に巻き取って熱延鋼板コイルとした後、コイルを巻きほどいて所定の長さに切断した後に電縫管に成形する他、熱延鋼板を長手方向にらせん状に成形すると同時に板幅端部の突合せ部を溶接しながらパイプに製造するスパイラル鋼管の需要が高まっている。熱延鋼板コイルは、最大４５トン程度までの製造が可能であり、例えば２０ｍｍ厚み、板幅１９００ｍｍ程度であれば熱延鋼板の長さは１５１ｍ程度となり、直径２８インチのスパイラル鋼管に成形したときのパイプ長は約１２８ｍとなる。このように、パイプ成形前の母材をホットストリップミルで製造し、熱延鋼板コイルとすることにより、厚板ミルで製造される厚鋼板から製造する場合に比べ、連続して長いパイプの製造が可能となることから生産性の向上も期待できる。
【０００４】
ところで、従来の一般的な熱延鋼板の巻き取り方法および熱延コイルの巻き取り装置からの抜き出しを、巻き取り装置および巻き取り設備の概略を示す図３および図６にしたがって説明すると以下のとおりである。
【０００５】
すなわち、熱間圧延ラインのホットストリップミルの仕上圧延機を抜けた熱延鋼板（ホットストリップあるいは単にストリップということがある）１は、ランナウトテーブルローラー２上を通過し、一対のピンチロール３により進行方向を下向きに誘導され、スロートガイド４間を通過し、巻き取り装置により導かれる。巻き取り装置は、マンドレル７、マンドレル７の外周に複数基のラッパーロール５およびガイドエプロン６を備え、熱延鋼板は、ラッパーロール５とガイドエプロン６によってマンドレル７の外周に巻き重ねられ、熱延コイルに形成される。ストリップ１を先端部から尾端部までマンドレル７に巻き取ったあとには、ストリップ１の尾端部がコイル下側に位置するようにマンドレル７の回転を停止し、巻き取り中はコイル下方にて待機しているコイル台車９を上昇させて該台車上のクレードルロール８にコイル尾端部に接触させ、コイルの自重で尾端部の巻きほぐれを抑えこんだ状態としてからラッパーロール５を開放してコイルより退避させ、次いでマンドレル７を縮径して、該コイルはコイラーハウジング１１から抜き出される。その後、図６に示すように、コイラーハウジング１１から抜き出された熱延コイルは、その後の処理工程への搬送中の巻きほぐれを防ぐため、バンディング装置１２にて帯状鋼帯の結束バンド１３でコイル最外周部を環状に固定され、次工程の搬送ラインへと移送される。
このように、通常、巻き取り完了後から熱延コイルをコイラーハウジングから抜き出してバンディング装置に移送するまでの間は、熱延コイルの自重により尾端部のスプリングバック変形を抑制している。
【０００６】
しかしながら、本発明で特に対象としているラインパイプ素材に代表される厚肉高強度熱延鋼板では、鋼板の断面積が大きく、かつ強度が非常に高いことから、巻き取り後の後のスプリングバックが非常に大きく、図７に示すように、厚肉高強度熱延鋼板の巻き取りでは、材料の剛性が高いために、熱延コイルの自重では尾端部のスプリングバック変形を抑制できず、巻き取り完了後からコイラーハウジングから抜き出してバンディング装置に移送するまでの間に、コイルとりわけコイル外周側となる熱延鋼板の尾端部がスプリングバック変形により巻きほぐれて不安定な状態となりやすい。この巻きほぐれが大きくなると、コイラーハウジングから抜き出しができない、搬送時に振動が顕著になって姿勢が不安定になるなどの問題が生じ、ひどい場合には、コイル台車に搭載した状態でコイラーハウジングから抜き出す際にコイルが浮き上がってコイル台車から転げ落ちるほどである。
【０００７】
このように、厚肉高強度鋼板の巻き取りには多くの課題があるが、例えば特許文献１には、厚肉鋼板の巻き取り方法として、厚肉鋼板の最先端部はピンチロールやラッパーロール等によって曲げることが困難であるため、最先端部の巻き付き性がよくないが、これを改善するため、内巻き３周程度までにマンドレル外径を拡大し、マンドレルと鋼板の密着性を高めてスリップを防止し、コイルの巻き取り形状の劣化を抑える厚肉鋼板の巻き取り方法が提案されている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００３−８０３１３号公報
【０００８】
特許文献１に開示されている上記の技術は、鋼板の先端部の巻き付き性に注目する厚肉鋼板の巻き取り方法であるが、巻き取り後のスプリングバック変形による巻きほぐれを抑制することについて対応することはできない。厚肉高強度熱延鋼板を巻き取る場合、鋼板の先端部以外の部分、とりわけコイル外周側となるストリップ尾端部では、前述のごとく巻き取り終了後にスプリングバック変形による巻きほぐれが発生しやすく、コイルのコイラーハウジングからの抜き出しやバンディング装置への搬送や取り扱いに種々の問題が生じていた。
【０００９】
このため、高強度材の圧延が可能である強力圧延機を具備した熱間圧延（ホットストリップミル）ラインにおいて、コイルのスプリングバックによる巻きほぐれを抑えることが、厚肉高強度熱延鋼板の製造可否を決定しているといっても過言ではない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、巻き取り後の厚肉高強度熱延鋼板のコイルを、スプリングバックによる巻きほぐれを抑えて、コイラーハウジングから安定的な抜き出しができ、かつ次工程のバンディング装置に移送される間にコイルが不安定になることを防ぐことができる厚肉高強度熱延鋼板コイルの巻き取り・抜き出し方法およびその巻き取り装置を提供することを課題とするものである。
なお、本発明では厚肉高強度熱延鋼板は、ＡＰＩ規格にてＸ６０以上、製品厚が１５ｍｍ以上のものを対象としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、以上のような状況に鑑みなされたものであり、上記の課題を解決するために以下の手段を採用する。
（１）軸方向に伸縮可能なマンドレルを有する巻き取り装置（コイラー）により、厚肉高
強度熱延鋼板の先端部から尾端部までを該マンドレルに巻き取ってコイルにした後
に、該コイルをコイラーハウジングより抜き出してバンディング装置に移送する厚
肉高強度熱延鋼板コイルの巻き取り・抜き出し方法であって、該熱延鋼板の尾端部
がコイルの下側に位置するように巻き取りを完了した後にコイルをコイル台車に搭
載し、次いでマンドレルを縮径することなくコイルに挿入した状態でマンドレルを
延伸して、コイルをコイラーハウジングよりコイル台車とともに抜き出しバンディ
ング装置に移送することを特徴とする厚肉高強度熱延鋼板コイルの巻き取り・抜き
出し方法
（２）（１）に記載の厚肉高強度熱延鋼板コイルの巻き取り・抜き出し方法に使用される
巻き取り装置であって、巻き取り装置のマンドレルが軸方向に伸縮可能であり、延
伸することにより、コイルをコイラーハウジングより抜き出してバンディング装置
に移送することができることを特徴とする巻き取り装置。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、厚肉高強度熱延鋼板の尾端部がコイルの下側に位置するように巻き取りを完了した後に該コイルをコイル台車に搭載し、次いでマンドレルを縮径することなくマンドレルを挿入したままの状態でマンドレルを延伸して、コイラーハウジングから抜き出してバンディング装置に移送することにより、コイルのスプリングバックによる巻きほぐれを抑えて、コイラーハウジングから安定的な抜き出しができ、かつ次工程のバンディング装置に移送される間にコイルが不安定になることを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明者らは、この厚肉高強度熱延鋼板コイルの巻き取り後のスプリングバック変形によるコイルの巻きほぐれを抑制するための技術について鋭意検討を重ねた結果、巻き取り後のコイルを、マンドレルとコイルの自重によりコイルをコイル台車に固定した状態でコイラーハウジングから抜き出ししてバンディング装置に移送することにより、巻きほぐれを改善できることを見出した。
【００１４】
本発明者等の観察では、コイル状態でのスプリングバックによる巻きほぐれ（巻き緩み）は、外周部に緩みが存在する場合、まずそのすぐ内側が巻き緩み、その次にまたその内側と、順次、巻き緩み範囲が急速に内部に拡大することを知見した。つまり、最外周部から数巻きの範囲の巻き状態をできるだけ巻きほぐれを少なくしておくことがコイルの巻き緩みを抑制するために非常に重要であり、この観点から、巻き取り完了から次工程のバンディング装置へコイルを移送する間においてもマンドレルを縮径することなくコイルに挿入したままの状態を維持することにより、スプリングバックによる巻きほぐれを抑制することを着想したものである。
【００１５】
従来の巻き取り・移送方法では、マンドレルは、熱延鋼板の巻き取り完了後、ストリップ１の尾端部がコイル下側に位置するように回転を停止し、次いでコイル台車が上昇してコイル台車に備えられているクレードルロールでコイルを支持して該台車に搭載し、ラッパーロールが退避した後に、縮径してコイルから抜き取られる。そして、コイル台車上のコイルはコイル台車とともにコイラーハウジングから抜き出されて、バンディング装置に移送される。
【００１６】
マンドレルが縮径してコイルから抜けると、コイルをマンドレルと台車上のクレードルロールとの間に固定していた力が無くなるために、コイルはスプリングバックが生じ、コイル自重によってもそれを抑えることはできず、コイル外周部には巻きほぐれ（巻き緩み）が発生する。この巻きほぐれが大きいと、すでに記載したように、コイラーハウジングから抜き出しが安定して行えなくなる。そして、コイルがコイル台車に搭載されてバンディング装置へ移送される間、該台車の走行等によって生じる揺れや振動がコイルに影響し、コイル外周部の巻きほぐれがそれより内周部側にまで範囲を広げ、巻きほぐれがますます拡大することになる。こうなるとコイルの姿勢は不安定になり、コイルの搬送や取り扱いに様々な支障が生じる。
【００１７】
これに対して、本発明においては、巻き取り装置のマンドレルが軸方向に伸縮可能になっており、巻き取り完了後にマンドレルは縮径することなくコイル台車上のコイルに挿入したままの状態でコイルを保持している。そして、この状態を維持しつつ、マンドレルが軸方向に延伸することにより、コイラーハウジングからコイル台車とともに抜き出されて、バンディング装置まで移送されるようになっている。
【００１８】
このため、コイラーハウジングからバンディング位置までコイルを移送する間、コイルはマンドレルとコイル台車との間に堅固に固定されているので、スプリングバックの発生が抑えこまれ、したがって巻きほぐれも生じないのである。それゆえ、コイル搬送時のコイル台車の揺れや振動もコイルの揺れや振動をほとんど誘発することもないから、コイルの姿勢が不安定になることもない。
【００１９】
本発明の厚肉高強度熱延鋼板コイルの巻き取り・抜き出し方法および巻き取り装置を、本発明の熱延鋼板の巻き取り装置を含む巻き取り設備の概要を示す図４に基づいて以下に説明する。この図において、７は巻き取り装置（コイラー）のマンドレルであり、後述するように軸方向に伸縮可能である。９はクレードルロール８を備え、巻き取り中はコイルの下側に待機し、巻き取り完了後に上昇して、該ロール上にコイルを搭載してコイルを搬送するコイル台車、１０は巻き取り後の熱延コイル、１１は巻き取り装置のハウジング（コイラーハウジング）である。１２は巻き取り装置側部の近傍に設けられ、コイルを結束バンド１３で環状に結束するバンディング装置、１４はマンドレルを回転駆動する駆動装置、１５はスプライン軸である。
なお、本発明の巻き取り装置は、マンドレル以外は図３に示されるものと基本的に同じであり、ラッパーロールについても従来のものと同様にマンドレルの外周に４基備えられている。ラッパーロールは、通常２〜４基も受けられるものであり、本発明においても２基乃至３基でもよい。
【００２０】
本発明の巻き取り装置のマンドレル７は、例えばスプライン軸１５を有するスプライン方式の機構により軸方向に伸縮可能になっており、図４に示すように、バンディング装置にまで延伸し、コイラーハウジングとバンディング装置の間を軸方向に往復動することができる。
【００２１】
本発明の熱延コイルの巻き取り・抜き出しは以下の手順で行われる。すなわち、ストリップ１を先端部から尾端部まで巻き取り装置のマンドレル７に巻き取り、ストリップ１の尾端部がコイル下方に位置するようにマンドレル７の回転を停止する。次いで、巻き取り中はコイル下方で待機しているコイル台車９を上昇させてコイル尾端部を該台車上のクレードルロール８に接触、支持させて、コイルを該台車上に搭載し、その後ラッパーロール５をコイルより開放して退避させる。そして、マンドレル７を縮径することなくコイルに挿入したままマンドレル７とコイル１０の自重により熱延コイルをクレードルロール８に固定した状態を維持しつつ、マンドレルを軸方向に延伸させて、熱延コイルをコイラーハウジング１１から抜き出してコイル台車９とともにバンディング装置１２まで移送する。
この後に、マンドレル７を縮径してコイルから抜き出した後、コイルを結束バンド１３で環状に巻いて固定することができる。あるいはコイルを結束バンド１３で環状に巻いて固定した後に、マンドレル７を縮径してコイルから抜き出すこともできる。
【００２２】
図５に、本発明による、厚肉高強度熱延鋼板の巻き取り後、マンドレルから抜き出したコイルの巻き状態を示す。このように、本発明においては、熱延コイルにマンドレルを挿入したままの状態にて軸方向に伸縮可能なマンドレルとコイル自重で熱延コイルをコイル台車に固定しているから、コイルの外周部のスプリングバックを抑制した状態とすることができ、ストリップの尾端部が巻きほぐれることなく、熱延コイルをコイラーハウジングから安定して抜き出しできると共にコイルの姿勢が不安定になることなく、バンディング装置に移送することができる。
【００２３】
このため、本発明の巻き取り装置のマンドレルは、コイルをバンディング装置に移送する間、コイル外周部のスプリングバックを抑制するのに十分な剛性を持つ必要がある。
【実施例】
【００２４】
ＡＰＩ規格にしてＸ６０、Ｘ７０、Ｘ８０の３種の熱延鋼板（板幅１８００ｍｍ、コイル外径２０００ｍｍ、コイル重量４０トン、巻き取り温度５００℃）を、仕上げ板厚を１５〜２５ｍｍの範囲内で変更して、本発明の実施例と図６に示す従来技術の巻き取り・抜き出し方法による実施例を比較例として、それぞれについて巻き取り試験を行い、コイラーにて巻き取り後、バンディング装置に移送するまでの、コイル尾端部の巻きほぐれを調査した。
ここで使用した、本発明の巻き取り装置のマンドレルは、スプライン方式で伸縮可能であり、径は７７３ｍｍ、延伸量は３０００ｍｍである。
【００２５】
イ）本発明の巻きほぐれの調査手順
１．熱延鋼板をコイラーにてその尾端部が下になるように巻き取りを完了し、コイル台車
を上昇させ該台車上のクレードルロールをコイル尾端部に接触させて、該台車上にコ
イルを搭載した後、ラッパーロールを退避する。
２．次いで、マンドレルを縮径することなしにマンドレルを挿入した状態でマンドレルを
軸方向に延伸し、コイルをコイラーハウジングから抜き出し、コイル台車とともにバ
ンディング装置に移送する。
３．最後にバンディング装置におけるコイルから、マンドレルを軸方向に縮小、後退させ
て抜き出す。
ここで、手順１の直後と手順３の直後それぞれについてコイルの外径を測定して、その
差をコイル外径広がり量とする。
【００２６】
ロ）比較例の巻きほぐれの調査手順
１．熱延鋼板をコイラーにてその尾端部が下になるように巻き取りを完了し、コイル台車
を上昇させ該台車上のクレードルロールをコイル尾端部に接触させて、該台車上にコ
イルを搭載した後、ラッパーロールを退避する。
２．次いで、マンドレルを縮径する。
３．コイルをコイル台車とともにバンディング装置に移送する。
ここで、手順１の直後と手順３の直後それぞれについてコイルの外径を測定して、その差をコイル外径広がり量とする。
【００２７】
本発明のコイル尾端部（コイル外周部）の巻きほぐれを評価するために、上記の手順ロ）で求めたコイル外径広がり量をその評価の基準とした。このコイル外径広がり量が１０ｍｍ以上になると、熱延鋼板をコイラーにて巻き取り後、バンディング装置に移送するまでの間、不安定な状態となりやすく、コイル尾端部の巻きほぐれの合格基準をコイル外径広がり量１０ｍｍ未満とした。
【００２８】
図２に比較例の巻きほぐれ評価結果を示す。この図に示すように、Ｘ６０グレードの熱延鋼板は、この従来巻き取り技術により、コイル尾端部のスプリングバック変形をコイル自重で抑制することで、コイラーハウジングから安定的なコイルの抜き出しが可能である。しかしながら、より高強度材であるＸ７０、Ｘ８０グレードの熱延鋼板は、この従来技術では、板厚が約２２ｍｍ以上になるとコイル自重ではコイル尾端部のスプリングバック変形を抑えることができず、コイル外径広がり量が大きくなり、コイル尾端部が巻きほぐれて不安定な状態となった。
【００２９】
図１に本発明の巻きほぐれ評価結果を示す。この図に示すように、Ｘ６０グレードはもちろんのこと、Ｘ７０〜Ｘ８０以上、板厚２２ｍｍ以上の厚肉高強度材コイルについても、コイラーにて巻き取り完了からバンディング装置に移送するまでの間におけるコイル外径広がりが解消されている。この実施例の結果、厚肉高強度熱延コイルにマンドレルを縮径することなく挿入した状態で軸方向に伸縮可能なマンドレルを延伸して、該熱延コイルをコイル台車に固定した状態でコイラーハウジングから抜き出してコイル台車とともにバンディング装置に移送することにより、コイルが巻きほぐれることなく安定的な抜き出しが可能であることが確認できた。
【００３０】
以上の実施例から明らかなように、本発明の厚肉高強度熱延鋼板コイルの巻き取り・抜き出し方法および巻き取り装置により、コイル尾端部の巻きほぐれを抑制して、確実に厚肉高強度熱延鋼板コイルの巻き取り装置からの抜き出し及びバンディング装置への移送をすることができるので、熱間圧延ラインにおいて厚肉高強度鋼板コイルを安定的に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の熱延鋼板コイルの巻き取り・抜き出し方法による厚肉高強度熱延鋼        板の強度と仕上げ板厚とコイル外径広がり量との関係を示す図。
【図２】従来の熱延鋼板コイルの巻き取り・抜き出し方法による厚肉高強度熱延鋼板        の強度と仕上げ板厚とコイル外径広がり量との関係を示す図。
【図３】一般的な熱延鋼板の巻き取り装置の概要を示す図。
【図４】本発明の巻き取り装置を含む巻き取り設備の１例の概要を示す図。
【図５】巻きほぐれのないコイルの１例の概要を示す図。
【図６】従来の熱延鋼板の巻き取り装置および巻き取り、抜き出し方法の概要を示す        図。
【図７】巻きほぐれが生じているコイルの１例の概要を示す図。
【符号の説明】
【００３２】
１  熱延鋼板
２  ランナウトテーブルローラー
３  ピンチロール
４  スロートガイド
５  ラッパーロール
６  ガイドエプロン
７  マンドレル
８  クレードルロール
９  コイル台車
１０  熱延コイル
１１  コイラーハウジング
１２  バンディング装置
１３  結束バンド
１４  駆動装置
１５  スプライン軸
【図１】
2010155270.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2010155270.tif 000006
【図５】
2010155270.tif 000007
【図６】
2010155270.tif 000008
【図７】
2010155270.tif 000009