(57)【要約】【課題】熱間圧延ラインの巻取装置における、マンドレルとユニットロールの平行度の測定を、簡単なしくみで行なうことのできる、治具、および、方法を提供する。【解決手段】マンドレル２４５に被圧延材（熱延金属帯）Ｓの先端を巻き付けるときのマンドレル２４５の外径に嵌め込める内径をもつリング２二つを平行にして、リング２二つとは垂直な方向に金属棒３で接続し、金属棒３は、二つのリング２のうちの少なくとも一方よりも突出させ、金属棒３の突出させた一方の端には、マンドレル２４５の端に位置決めする位置決め具４を備え、リング２二つをマンドレル２４５に嵌め込んだときのリング２二つの位置が、ともに巻取装置のマンドレル２４５とユニットロ−ル２４１〜２４４の間であって、マンドレル２４５の長さ方向中央に対し駆動側と被駆動側に各一つずつとなるようにした平行度測定用治具１。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属帯の巻取装置のマンドレルに前記金属帯の先端を巻き付けるときの前記マンドレルの外径に嵌め込める内径をもつリング二つを平行にして、該リング二つとは垂直な方向に金属棒で接続し、前記金属棒は、前記二つのリングのうちの少なくとも一方よりも突出させ、前記金属棒の突出させた一方の端には、前記マンドレルの端に位置決めする位置決め具を備え、前記リング二つを前記マンドレルに嵌め込んだときの前記リング二つの位置が、前記巻取装置の前記マンドレルと前記ユニットロ−ルの間であって、前記マンドレルの長さ方向中央に対し駆動側と被駆動側に各一つずつとなるようにしたことを特徴とする金属帯の巻取装置におけるマンドレルとユニットロールの平行度測定用治具。
【請求項２】
請求項１の平行度測定用治具を前記マンドレルに嵌め込んで、前記マンドレルの端に前記位置決め具を用いて位置決めした状態で、前記ユニットロールと前記マンドレルを用いて前記二つのリングを挟圧した後、前記平行度測定用治具を前記マンドレルから抜き出し、挟圧された前記二つのリングの部分の厚さを測定することで、前記マンドレルと前記ユニットロールの平行度を測定することを特徴とする金属帯の巻取装置におけるマンドレルとユニットロールの平行度測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属帯の巻取装置における、マンドレルとユニットロールの平行度測定用治具、および、それを用いたマンドレルとユニットロールの平行度測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
簡単のため、鋼帯の熱間圧延ラインの場合を例に説明する。例えば、図５は、従来から一般的に用いられている熱間圧延ライン１００の一例を示す。加熱炉２１により数百〜千数百℃に加熱された、厚さ１４０〜３００ｍｍの金属材料（以下、被圧延材。仕上圧延後は熱延金属帯ともいう。）Ｓは、粗圧延機２２、仕上圧延機２３により圧延されて金属帯状に薄く延ばされる。そして、冷却設備２６にて所望の温度まで水冷された後、巻取装置２４にて巻き取られる。
【０００３】
本発明の対象としている巻取装置２４であるが、図６に拡大して描いた通り、ユニットロール２４１〜２４４がマンドレル２４５の周囲を取り囲むように配置されており、最初、（ａ）ユニットロール２４１〜２４４とマンドレル２４５が被圧延材Ｓの厚さだけ隙間をつくった状態で、マンドレル２４５とともに回転していて、（ｂ）先端が通過するたびに厚さ分ジャンプした後、何巻か巻き付いたら、ユニットロール２４１〜２４４が開放する。そして、（ｃ）尾端が巻き付く際に、ユニットロール２４１〜２４４が再度閉塞してコイル状に巻き取られた被圧延材Ｓを押さえ、尾端が暴れるのを防止する。
【０００４】
さらに、マンドレル２４５の回転を停止させ、ユニットロール２４１〜２４４を再度開放して、後述の図２に示すセグメント２４５ａ〜２４５ｄを、マンドレル２４５が縮径するよう動作させた上で、図示しないコイルカーにコイル状に巻き取られた被圧延材Ｓを載置した状態で紙面手前の方向に抜き出す。
【０００５】
なお、図６の例ではユニットロールは４つであるが、３つのものもある。
【０００６】
さて、図７に示すように、マンドレル２４５とユニットロール２４１〜２４４の中心軸の方向が一致していないと（便宜上、ユニットロールは一本だけ表示）、すなわち、マンドレル２４５とユニットロール２４１〜２４４が平行でないと、被圧延材Ｓの先端がマンドレル２４５に巻き付いた瞬間に急激に蛇行し、巻き取られる被圧延材Ｓの姿が図８に示すような、内巻の突出したものになって、安定して被圧延材Ｓの巻取を継続するのが困難になるとともに、製品として品質不適合になってしまう場合がある。
【０００７】
そこで、従来は、マンドレル２４５とユニットロール２４１〜２４４とで鉛を挟圧し、挟圧された鉛の各部の厚さを人手により測定して、マンドレル２４５とユニットロール２４１〜２４４の隙間が、両者の中心軸方向にどのように分布しているのか調べ、隙間が、両者の中心軸方向に広がっていっていたり狭まっていっていたりしていれば、広がっていっていたり狭まっていっていたりせずに平行になるよう調整していた。
【０００８】
しかし、その作業は、マンドレル２４５とユニットロール２４１〜２４４との隙間に鉛を人手によりセッティングするのに非常に時間を要していた。熱間圧延ラインの操業停止直後にこの作業を行なうと、冷却設備２６などで使用した冷却水が蒸発した蒸気などが立ち込め、人手により作業するには、環境としても良くなかった。このため、特許文献１では、図９に示すような平行度測定装置を提案している。
【０００９】
この平行度測定装置は、マンドレル２４５の外周に嵌合して用い、一端部に増幅器１５等を収容する機器収納部１２を有するスリーブ１１と、このスリーブの外面、周方向に直線状に配設された複数の変位センサー１３ａ〜１３ｄと複数の板ばね１４とからなるユニットロールの変位測定手段と、近接センサー１８と、測定データを受信する受信機１９と、平行度演算手段および捻れ度演算手段とを有する演算器２０とを備えている。
【００１０】
板ばね１４はマンドレル２４５の中心軸方向に２列配設されている。スリーブ１１をマンドレル２４５とともに回転させると、変位センサー１３ａ〜１３ｄでキャッチした、マンドレル２４５とユニットロール２４１〜２４４の隙間の値の波形が、この２列の間にユニットロール２４１〜２４４のうちの１つがちょうど嵌まり込んだ時点で沈み込むので、このときの隙間の値を以って、マンドレル２４５とユニットロール２４１〜２４４の隙間の測定値としている。
【特許文献１】特開２００２−２３９６２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１に記載のかような平行度測定装置は、センサ類を使用するため、演算器などもあわせると、高価になる問題があるのと、センサや演算器が故障すると、測定ができなくなるほか、補修やメンテナンスにも手間がかかる、などの問題があった。
【００１２】
本発明は、従来技術のかような問題を解決するべくなされたものであり、金属帯の巻取装置における、マンドレルとユニットロールの平行度の測定を、簡単なしくみで行なうことのできる、治具、および、方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
すなわち、本発明は以下の通りである。
（１）金属帯の巻取装置のマンドレルに前記金属帯の先端を巻き付けるときの前記マンドレルの外径に嵌め込める内径をもつリング二つを平行にして、該リング二つとは垂直な方向に金属棒で接続し、前記金属棒は、前記二つのリングのうちの少なくとも一方よりも突出させ、前記金属棒の突出させた一方の端には、前記マンドレルの端に位置決めする位置決め具を備え、前記リング二つを前記マンドレルに嵌め込んで前記位置決め具を前記マンドレルの端に当接させて位置決めしたときの前記リング二つの位置が、前記巻取装置の前記マンドレルと前記ユニットロ−ルの間であって、前記マンドレルの長さ方向中央に対し駆動側と被駆動側に各一つずつとなるようにしたことを特徴とする金属帯の巻取装置におけるマンドレルとユニットロールの平行度測定用治具。
（２）（１）の平行度測定用治具を前記マンドレルに嵌め込んで、前記マンドレルの端に前記位置決め具を用いて位置決めした状態で、前記ユニットロールと前記マンドレルを用いて前記二つのリングを挟圧した後、前記平行度測定用治具を前記マンドレルから抜き出し、挟圧された前記二つのリングの部分の厚さを測定することで、前記マンドレルと前記ユニットロールの平行度を測定することを特徴とする金属帯の巻取装置におけるマンドレルとユニットロールの平行度測定方法。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、金属帯の巻取装置における、マンドレルとユニットロールの平行度の測定を、簡単なしくみで行なうことができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１に本発明の一つの実施の形態を示す。図１に示すごとく、平行度測定用治具１は、マンドレル２４５に被圧延材（熱延金属帯）Ｓの先端を巻き付けるときのマンドレル２４５の外径に嵌め込める内径をもつリング２二つを平行にして、該リング二つとは垂直な方向に金属棒３で接続し、金属棒３は、二つのリング２のうちの少なくとも一方よりも突出させ、金属棒３の、突出させた一方の端には、マンドレル２４５のマンドレルの端に位置決めする位置決め具４を備える。
【００１６】
なお、平行にして、とは、リング２二つを含む仮想面同士が平行になるようにする、という意味である。
【００１７】
また、本実施の形態の平行度測定用治具１は、マンドレル２４５の外径に嵌め込むしくみであるため、その仮想円筒状の外形は、長さがマンドレルと略等しい２５００ｍｍ、直径が、マンドレル２４５に被圧延材Ｓの先端を巻き付けるときのマンドレル２４５の外径と略等しい７６０ｍｍある。
【００１８】
さらに、本実施の形態の平行度測定用治具１は、補強の目的で、二つのリング２のうちの一方から同治具の長さ方向に７５０ｍｍ離れた位置と、二つのリング２のうちのもう一方から８５０ｍｍ離れた位置と、に別のリング２’を備えているが、このリング２’は適宜省略してよい。
そして、本実施の形態の平行度測定用治具１では、金属棒３は、二つのリング２のうちの両方よりも突出させているが、少なくとも一方よりも突出させていればよく、突出させた側の端にマンドレルの端に位置決めする位置決め具４を備えていればよい。
【００１９】
リング２の材質は、鉄でもアルミでも銅合金でも鉛でも、マンドレルの端に位置決め具４を用いて位置決めした状態で、ユニットロール２４１〜２４４とマンドレル２４５を用いて二つのリング２を挟圧することにより変形する材質のものであれば、いかなるものでもよい。リング２’や金属棒３の部分は、リング２と同様に金属としてもよいし、樹脂やプラスティックや木材などとしてもよい。また、必ずしも中実の棒でなくても、中空のパイプなどでもよい。本発明にいう金属棒はパイプも含む意味とする。
なお、リング２と金属棒３の４箇所の接続部分のうちの３箇所は、○で囲った部分を拡大して示すように、内径６ｍｍの穴にリング２（アルミ線）を通せるようになっており、残る１箇所では、鉛線の端同士と金属棒３の三者を溶接して留めている。
【００２０】
図１に示した実施の形態に係る平行度測定用治具１は、リング２をアルミの丸棒（直径５ｍｍ）で製作し、他の部分を別の金属で製作したとして、他の部分のうち、○で囲った接続部分をもつ三本の金属棒３を直径１０ｍｍ、肉厚３ｍｍのパイプ、残る一本を直径５ｍｍの中実の丸棒、リング２’を直径１０ｍｍ、肉厚３ｍｍのパイプとした場合、全体としての重量は、他の部分の材質が鉄の場合でも６ｋｇにすぎない。アルミならその三分の一の２ｋｇである。このため、人手で容易にマンドレル２４５の外径に嵌め込むことができる。
位置決め具４は、図１に示したものは５０ｍｍ×７０ｍｍの金属製（鉄）のプレート４つであるが、これに代えて、金属製の円板であって、平行度測定用治具１の長さ方向、マンドレルに嵌め込むのと反対側の端を、蓋するよう覆うようにしたものでもよいし、また、布で覆うようにしたものでもよいし、あるいは、図２に示すように、紐で結ぶようにしたものでもよい。本発明にいう位置決め具はこれらを含め、平行度測定用治具１の長さ方向、マンドレルに嵌め込むのと反対側の端を、マンドレルの端に位置決めする機能をもつあらゆるものを意味する。
【００２１】
図３（ａ）は、マンドレル２４５の中心軸方向に見た図であるが、リング２をマンドレル３に嵌め込んだときのリング２の位置が、巻取装置のマンドレル２４５とユニットロ−ル２４１〜２４４の間にくるようすを示している。
【００２２】
このときのようすを、図１に示したような、マンドレル２４５の長さ方向にみた状態で説明すると、リング２二つをマンドレル２４５に嵌め込んで位置決め具４をマンドレル２４５の端に当接させて位置決めしたときのリング２二つの位置が、巻取装置のマンドレル２４５とユニットロ−ル２４１〜２４４の間であって、マンドレル２４５の長さ方向中央に対し駆動側と被駆動側に各一つずつとなる。
【００２３】
この状態で、ユニットロール２４１〜２４４とマンドレル２４５を用いてリング２を挟圧する。
【００２４】
また、マンドレル２４５に被圧延材（熱延金属帯）Ｓの先端を巻き付けるときのマンドレル２４５は、マンドレル２４５を構成しているセグメント２４５ａ〜２４５ｄを、拡大した状態としており、この状態で、リング２は、マンドレル２４５の外径に嵌め込める内径となっている。
【００２５】
なお、図３（ａ）に対し、比較のため、図３（ｂ）に示すのは、セグメント２４５ａ〜２４５ｄを、縮小した状態としており、この状態で、図示しないコイルカーに、コイル状に巻き取られた被圧延材Ｓを載置した状態で、紙面手前の方向に抜き出すことができる。
【００２６】
上記のような平行度測定用治具１をマンドレル２４５に嵌め込んで、マンドレル２４５の端に位置決め具４を用いて位置決めした状態で、ユニットロール２４１〜２４４とマンドレル２４５を用いて二つのリングを挟圧した後、平行度測定用治具１をマンドレル２４５から抜き出し、挟圧された二つのリングの部分の厚さを測定することで、マンドレル２４５とユニットロール２４１〜２４４の平行度を測定することができる。
図４に、挟圧された二つのリング２の部分を拡大して模式的に示すと、マンドレル２４５の長さ方向中央に対し駆動側（右）と被駆動側（左）の各リング２の挟圧前の厚さ（直径）に比べ、挟圧後の厚さがそれぞれｈ＋Δｈ、ｈだけ薄かったとすると、Ｌをマンドレル２４５の長さ方向のリング２同士の間の距離として、
ｔａｎθ＝Δｈ／Ｌ≒θ      ・・・（１）
の関係があるため、この関係を用いて、マンドレル２４５とユニットロール２４１〜２４４の平行度ｔａｎθあるいはθの値を計算できる。
【００２７】
以上の通りであるが、本発明は、以上説明した実施の形態のものに限られるわけではない。例えば、上記の実施の形態では、ユニットロールが四つの場合について説明しているが、三つの場合であっても本発明は適用できる。
【００２８】
また、熱延鋼帯を代表とする熱延金属帯の巻取装置に限らず、冷延鋼帯を代表とする冷延金属帯や非鉄金属帯、更にはロール紙帯など、熱間圧延ラインの巻取装置と構成が類似のマンドレルとユニットロールを備えた設備のマンドレルとユニットロールの平行度を測定する場合においても、本発明は適用できる。
【００２９】
また、図１に示した各部の寸法は、本発明を適用すべき熱間圧延ラインの巻取装置の仕様に応じて適宜変更調整してよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態について説明するための線図
【図２】本発明の実施の形態について説明するための線図
【図３】本発明の実施の形態について説明するための線図
【図４】本発明の実施の形態について説明するための線図
【図５】熱間圧延ラインの一例について説明するための線図
【図６】熱間圧延ラインの巻取装置にて被圧延材（熱延金属帯）の先端を巻き付ける際のマンドレルとユニットロールの動作について説明するための線図
【図７】従来技術について説明するための線図
【図８】従来技術について説明するための線図
【図９】従来技術について説明するための線図
【符号の説明】
【００３１】
１  平行度測定用治具
２  リング
３  金属棒
４  位置決め具
１１  スリーブ
１２  機器収納部
１３ａ  変位センサー
１３ｂ  変位センサー
１３ｃ  変位センサー
１３ｄ  変位センサー
１５  増幅器
１８  近接センサー
１９  受信機
２０  演算器
２１  加熱炉
２２  粗圧延機
２３  仕上圧延機
２４  巻取装置
２５  デスケーリング装置
２６  冷却設備
２４１  ユニットロール
２４２  ユニットロール
２４３  ユニットロール
２４４  ユニットロール
２４５  マンドレル
１００  熱間圧延ライン
Ａ  搬送方向
Ｓ  被圧延材（熱延金属帯）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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