(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱間圧延設備の粗圧延機と仕上圧延機との間に配置され、前記粗圧延機で圧延された圧延材をコイル状に巻き取り、該圧延材のコイルを所定の巻き戻し位置に搬送しつつ巻き戻して前記仕上圧延機に供給するコイルボックスであって、
巻き戻された前記コイルの巻き取り残量を検出する検出装置と、
前記検出装置によって検出された前記巻き取り残量が所定の設計値を下回ったときに、前記コイルを前記巻き戻し位置に位置決めする位置決め装置と、
前記位置決め装置によって位置決めされた前記コイルの内径部に挿入され、前記コイルに接して該コイルの巻きぐせを矯正する矯正ピンと、を有することを特徴とするコイルボックス。
【請求項２】
前記検出装置は、前記巻き取り残量として前記コイルの外径を検出することを特徴とする請求項１に記載のコイルボックス。
【請求項３】
前記検出装置は、前記巻き取り残量として前記コイルの残りの巻き取り長さを検出することを特徴とする請求項１に記載のコイルボックス。
【請求項４】
前記位置決め装置は、前記圧延材の流れ方向に移動可能に設けられたホールドバックロールと、
前記ホールドバックロールを介して、前記コイルを上流側に押し戻すシリンダーと、を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のコイルボックス。
【請求項５】
前記コイルの位置を検知する検知手段を有し、
前記シリンダーは、前記検知手段の検知結果に基づいて、前記コイルの内径部と前記矯正ピンの挿入位置とが重なる位置まで伸張することを特徴とする請求項４に記載のコイルボックス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱間圧延設備の粗圧延機と仕上圧延機との間に配置されるコイルボックスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱間圧延設備は加熱炉、粗圧延機、仕上圧延機などで構成されており、粗圧延機から仕上圧延機の間には、圧延材（帯状板材）をコイル状に巻き取って搬送するためのコイルボックスが設けられている。コイルボックスにおいて圧延材を巻き取ることにより、製造ライン長を短くすると同時に、圧延材の材料温度低下を防止し、さらに巻き取ったコイルの温度を均一化するための時間を稼いでいる。
【０００３】
通常、コイルボックスでは、巻き取り位置で圧延材を一度巻き取った後、巻き取った圧延材を巻き戻し位置に搬送し、圧延材の巻き戻しを行っている。その際、巻き取り位置から巻き戻し位置へのコイルの搬送は、特許文献１に記載のマンドレル方式や、特許文献２，３に記載の搬送ロール方式等の搬送装置で行われる。
【０００４】
特許文献１のマンドレル方式では、コイルの内径部（コイルの中心）にマンドレルと呼ばれる心棒を挿入し、該マンドレルを先端に保持した旋回アームを旋回させることにより、コイルを巻き取り位置から巻き戻し位置に搬送する。特許文献２，３の搬送ロール方式では、コイルを搬送ロール上で転動させることにより、コイルを巻き取り位置から巻き戻し位置に搬送する。
【０００５】
このようにして搬送される圧延材は、巻き取ることで圧延材の尾端部分にコイルの巻きぐせが付き、コイル中心側に反ってしまっている。このような巻きぐせを尾端部分に残したまま仕上圧延工程に進むと、反りが折り返され、二重に重ねた状態で圧延されることがあり、不具合の原因となりやすい。そのため通常は、巻き戻し操作においてコイルの内径部に矯正ピンを挿入し、尾端部分を該矯正ピンに沿わせて巻き戻すことにより、尾端部分の反りの矯正が行われている。
【０００６】
特許文献１のマンドレル方式では、コイル内径部に挿入するマンドレルを尾端の巻きぐせ矯正のための矯正ピンとして用いることができるため、別途矯正ピンを設ける必要がない。しかし、巻き取ったコイルに比べて温度の低いマンドレルがコイルの内径部と接触し続けるため、コイルの内径部の温度が低下し、コイルの内径部（圧延材の尾端）の温度とコイルの外周部（圧延材の先端）の温度とが大きく異なったものとなる。すると、仕上圧延工程においては、先端と尾端とで圧延条件を変更する必要が生じ、均一な厚さに揃えて圧延することが困難となるおそれがある。
【０００７】
それに対して、特許文献２，３の搬送ロール方式では、別途矯正ピンを設ける必要があるものの、マンドレル方式のように、巻き戻し初期から温度の低い部材がコイルの内径部と接触し続けるということがないため、コイルの温度を均一化するという点では優れている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−１９００２３号公報
【特許文献２】特開平１１−２０７４０７号公報
【特許文献３】特開平１０−３２３７１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献２，３の搬送方式を用いると、次の様な理由により矯正ピンをコイル内径部に挿入する操作が困難となる。
【００１０】
矯正ピンは、巻き戻し位置において、概ねコイル内径部が位置する場所に対応して配置され、当該設置位置においてコイル内径部への抜き差しが行われる。しかし、特許文献２の搬送ロール方式では、コイルを搬送ロールによって転動させたときに慣性力によってコイルの位置がずれたり、コイルの端部が仕上圧延機によって引っ張られてコイルの位置がずれたりするため、矯正ピンの設置位置と対応する位置にコイルの内径部を位置決めすることが難しい。
【００１１】
また、特許文献３のコイルボックスでは、巻き戻し位置に設けられたホールドバックロールにコイルを当接させて巻き戻しを行っているが、特許文献３のホールドバックロールはコイル転動時の衝撃を緩和するためのダンパー機能を有するものであり、コイルの位置を巻き戻し位置に対して正確に位置決めするものではない。ホールドバックロールに当接したコイルはホールドバックロールからの弾性力によって巻き戻し位置を中心として振動しており、矯正ピンをコイル内径部に確実に挿入することは難しい。
【００１２】
このように、従来のコイルボックスでは、コイルの温度の均一化と、矯正ピンを用いたコイル尾端部分の反りの解消と、を両立することが困難であった。
【００１３】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、圧延材のコイルの巻き戻し位置におけるコイル内径部への矯正ピンの挿入を確実なものとすることで、コイルの温度を均一化と、コイルの尾端部分における反りの解消と、を両立するコイルボックスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題を解決するため、本発明のコイルボックスは、熱間圧延設備の粗圧延機と仕上圧延機との間に配置され、前記粗圧延機で圧延された圧延材をコイル状に巻き取り、該圧延材のコイルを所定の巻き戻し位置に搬送しつつ巻き戻して前記仕上圧延機に供給するコイルボックスであって、巻き戻された前記コイルの巻き取り残量を検出する検出装置と、前記検出装置によって検出された前記巻き取り残量が所定の設計値を下回ったときに、前記コイルを前記巻き戻し位置に位置決めする位置決め装置と、前記位置決め装置によって位置決めされた前記コイルの内径部に挿入され、前記コイルに接して該コイルの巻きぐせを矯正する矯正ピンと、を有することを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、巻き取り残量が所定の設計値を下回ったときに初めて、位置決め装置が作動して圧延材のコイルを位置決めし、コイル内径部に確実に矯正ピンを挿入する、という動作を行うコイルボックスとすることができる。そのため、巻き取り残量の設計値を小さくすることで、相対的に冷たい矯正ピンがコイル内径部に触れる時間を短くすることが可能となり、コイルの温度の均一化と、コイルの尾端部分における反りの解消と、を両立することが可能となる。
【００１６】
本発明においては、前記検出装置は、前記巻き取り残量として前記コイルの外径を検出することが望ましい。
この構成によれば、コイルの外径により画一的に位置決め装置を作動させるため、コイル状に巻き取る圧延材の厚さによらず位置決め装置の駆動が一定となり、工程の制御が容易となる。
【００１７】
本発明においては、前記検出装置は、前記巻き取り残量として前記コイルの残りの巻き取り長さを検出することが望ましい。
【００１８】
熱間圧延設備では、様々な厚さの圧延材を製造する。そのため、厚さの異なる２種の圧延材を想定した場合には、同じコイル外径であっても巻き取られている圧延材の長さは異なっている。したがって、位置決め装置の作動タイミングをコイル外径で制御すると、圧延材の厚さに応じて、矯正ピンを挿入した際におけるコイルの残りの巻き取り長さが異なり、結果、薄い圧延材では厚い圧延材よりも相対的に長時間にわたって矯正ピンに触れることとなる。
【００１９】
しかし、この構成によれば、コイルの残りの巻き取り長さに応じて位置決め装置を作動させるため、例えば、圧延材の厚さによらず、尾端からわずかな長さの圧延材のみが矯正ピンが触れるように制御することができ、矯正ピンによる温度低下を抑制しつつ反りの解消を確実に行うことが可能となる。
【００２０】
本発明においては、前記位置決め装置は、前記圧延材の流れ方向に移動可能に設けられたホールドバックロールと、前記ホールドバックロールを介して、前記コイルを上流側に押し戻すシリンダーと、を有することが望ましい。
【００２１】
巻き戻しされている圧延材には、下流側の仕上圧延工程における圧延処理により、下流方向への引張り力が加わっているため、コイルは引張り力によって下流方向へ逸走するおそれがある。ホールドバックロールは、巻き戻し位置においてコイルに当接することで、このような逸走を防ぎ、コイルを巻き戻し位置に留める機能を有する。
【００２２】
ここで、本発明の構成によれば、シリンダーでホールドバックロールを押し戻すことにより、ホールドバックロールに当接するコイルを上流に押し戻すこととなる。そのため、例えば、矯正ピン挿入前に、床側に設置されているロールを操作して位置決めを行う場合と比べ、コイルの逸走を防ぎつつ確実な位置決めが可能となる。
【００２３】
本発明においては、前記コイルの位置を検知する検知手段を有し、前記シリンダーは、前記検知手段の検知結果に基づいて、前記コイルの内径部と前記矯正ピンの挿入位置とが重なる位置まで伸張することが望ましい。
この構成によれば、シリンダーの伸張長さを適切に制御することができ、確実な位置決めが可能となる。
【発明の効果】
【００２４】
この発明によれば、コイルの温度の均一化と、コイルの尾端部分における反りの解消と、を両立することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本実施形態のコイルボックスを示す概略説明図である。
【図２】本実施形態のコイルボックスが有する位置決め装置を示す説明図である。
【図３】本実施形態の位置決め装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】本実施形態の位置決め装置の動作を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図１〜図４を参照しながら、本発明の実施形態に係るコイルボックスについて説明する。以下の説明においては、まず、図１，２を用いて本発明のコイルボックスの装置構成を説明した後、図３，４を用いて本発明のコイルボックスの動作を説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の寸法や比率などは適宜異ならせてある。
【００２７】
図１は、本実施形態のコイルボックスＣＢを示す概略説明図である。コイルボックスＣＢは、熱間圧延設備の粗圧延機と仕上圧延機との間に配置されている。通常、熱間圧延処理は、原料となる圧延用の鋳塊（スラブ）単位で行われ、各スラブからそれぞれ圧延材が形成される。
【００２８】
コイルボックスＣＢでは、上流側からテーブルロール１０１上を流されてくる圧延材７５が、デフレクターロール１０２を介してベンディングロール１０３に送られ、巻き取り位置ＣＢ１にてコイル状に巻き取られる。巻き取り位置ＣＢ１では、フォーミングロール１０４、クレードルロール１０５によって巻き取られつつ、円柱状のコイル７０が形成される。コイル７０の形成中には、一対のスタビライザー１２２が、圧延材７５の幅方向の両端からコイル７０を挟み込み、コイル形状を整える。
【００２９】
１つのスラブ相当のコイル７０が形成されると、コイルボックスＣＢでは、まず、巻き取り位置ＣＢ１において、次いで、巻き戻し位置ＣＢ２において、コイル７０を巻き戻し始める。
【００３０】
まず、巻き取り位置ＣＢ１において、フレーム１２１に設けられたピーラー１２０の先端がコイル７０の巻き取り端部にあてがわれつつクレードルロール１０５が逆回転し、圧延材７５を延ばしていく。
【００３１】
また、コイルボックスＣＢでは、コイル７０を巻き戻しつつ、クレードルロール１０５、キックアウトロール１０６が上下しながら協働して、コイル７０を巻き戻し位置ＣＢ２にまで転動させる。
【００３２】
巻き戻し位置ＣＢ２において、コイル７０は、位置決め装置１のホールドバックロール１２に当接しながら、サポートロール１０７が回転することで巻き戻される。巻き戻された圧延材７５は、テーブルロール１０８上を流れ、上下から複数（図では３つ）のピンチロール１１０で挟まれつつ下流側に送られる。
【００３３】
また、圧延材７５の流れた長さは、ピンチロール１１０の上流側に配置されているメジャーリングロール１０９によって測定することができる。
【００３４】
図２は、位置決め装置１を示す説明図であり、図２（ａ）は側面からみた断面図、図２（ｂ）は平面図を示す。
【００３５】
図２（ａ）に示すように、位置決め装置１は、位置決め装置１の上流側に配置されたアーム１１と、アーム１１の下端側に接続されているホールドバックロール１２と、アーム１１の下端側に設けられ下流方向に延びる油圧シリンダー（シリンダー）１０と、を有している。油圧シリンダー１０とアーム１１とは、接続部材１４および接続軸１５によって接続されている。
【００３６】
ホールドバックロール１２は、巻き戻し位置ＣＢ２においてコイル７０に当接することで、仕上圧延工程での引張り力に起因したコイル７０の逸走を防ぎ、巻き戻し位置ＣＢ２に留める機能を有する。そのため、ホールドバックロール１２は、当接箇所からコイル７０の温度が低下することを極力防ぐことを目的として、表面に複数の溝が形成されており、コイルとの接触面積が小さくなるようになっている。
【００３７】
また、アーム１１の上端には、アーム１１を位置決め装置１のフレームに接続する取り付け軸１３が設けられ、取り付け軸１３を中心としてアーム１１が揺動することにより、ホールドバックロール１２の位置を変更可能としている。
【００３８】
また、図２（ｂ）に示すように、油圧シリンダー１０は、位置決め装置１の幅方向における中心に１本設けられているが、複数の油圧シリンダー１０を備える構成としても構わない。
【００３９】
また、位置決め装置１は、本体の幅方向の両側に設けられた連結部１７に、各々１つずつ計２つの連結シリンダー１６の一端が接続されている。連結シリンダー１６の他端は、不図示の基礎部分と連結されている。連結シリンダー１６は、圧延される圧延材７５の切り替え時に、伸張または収縮することで位置決め装置１の全体の上げ下げを行い、圧延材７５をピンチロール１１０に挟み込む動作を行う。
【００４０】
図２（ａ）に戻って、位置決め装置１は、コイル７０の外径ｄを検出するセンサー（検出装置）２０、コイル７０の内径部７１に挿入されコイル７０の巻きぐせを矯正する矯正ピン３０、を有し、センサー２０から得られる検出結果に基づいて、油圧シリンダー１０、矯正ピン３０の動きを制御する制御装置５０が接続されている。
【００４１】
制御装置５０は、センサー２０による検出結果を一時記憶するバッファ５１、外径ｄの設定値を記憶するメモリ５２、バッファ５１に記憶された検出結果とメモリ５２内に記憶された設定値とを比較する比較演算部５３、比較演算部５３の比較処理に応じて油圧シリンダー１０の駆動信号を送信するシリンダー制御部５４、比較演算部５３の比較処理に応じて矯正ピン３０の駆動信号を送信する矯正ピン制御部５５を有している。
【００４２】
図３は、本実施形態のコイルボックスの動作について、主に位置決め装置１の動作を示すフローチャートである。以下においては、必要に応じ、図２で示した符号を用いながら位置決め装置１の動作を説明する。
【００４３】
まず、位置決め装置１においては、センサー２０によって外径ｄを検出し、バッファ５１に一時記憶する（ステップＳ１）。センサー２０による検出は順次行われ、バッファ５１に逐次記憶される。
【００４４】
次に、バッファ５１に記憶された外径ｄは、比較演算部５３にてメモリ５２内に記憶された設定値と比較される（ステップＳ２）。この比較演算処理は、外径ｄが設定値を下回るまで続けられる。
【００４５】
外径ｄが設定値を下回った場合、比較演算部５３はシリンダー制御部５４および矯正ピン制御部５５に信号を送信する。信号を受け取ったシリンダー制御部５４は、油圧シリンダー１０に駆動信号を供給する。油圧シリンダー１０は、駆動信号に応じて駆動しコイル７０を押し返すべく伸張し、コイル７０の位置決めを行う（ステップＳ３）。
【００４６】
また、矯正ピン制御部５５は、矯正ピン３０をコイル内径部７１に挿入すべく、不図示の矯正ピン駆動装置に駆動信号を供給する。矯正ピン駆動装置は、駆動信号に応じて矯正ピン３０を動かし、コイル内径部７１に挿入する（ステップＳ４）。
【００４７】
図４は、本実施形態のコイルボックスの動作について、主に巻き戻し操作における位置決め装置１の動作について説明した説明図である。
【００４８】
まず、図４（ａ）に示すように、巻き取り位置ＣＢ１で形成されたコイル７０は、巻き戻しに際しピーラー１２０を用いて開端された後、巻き戻されながら巻き戻し位置ＣＢ２に搬送される。コイル７０は、巻き戻し位置ＣＢ２において、ホールドバックロール１２に当接しながら巻き戻される。
【００４９】
次に、図４（ｂ）に示すように、巻き戻しが進むと、コイル７０は徐々に小型になり、例えばコイル７０ａからコイル７０ｂへと小さくなる。この間、不図示のセンサーでコイル７０の外径を測定し続けている。
【００５０】
コイル７０ｂの外径が所定の設定値を下回った場合、図４（ｃ）に示すように、油圧シリンダー１０が駆動してホールドバックロール１２に当接するコイル７０ｂを上流側に押し返し位置決めを行う。そして、当該位置決めされた位置において、コイル内径部７１に矯正ピン３０を挿入する。したがって、矯正ピン３０はこの時点で初めてコイル内径部７１に触れることとなる。
【００５１】
熱間圧延工程においては、圧延材７５は高温に加熱されているため、コイル内径部７１において矯正ピン３０がコイル７０に当接すると、コイル内径部７１からコイル７０の温度が低下する。すると、圧延材７５の尾端の温度が圧延材７５の先端よりも低下してしまい、仕上圧延工程では、温度に応じて圧延条件を変更する必要が生じるため、均一な厚さに揃えて圧延することが困難となるおそれがあった。
【００５２】
しかし、本実施形態のコイルボックスＣＢでは、上述のように、コイル７０の外径が設定値を下回った場合に初めて、コイル内径部７１に矯正ピン３０が挿入される。従って、当該設定値を小さく設定することにより、矯正ピン３０に触れて温度が変わりうる圧延材７５の長さを短く管理することができるため、温度変化による品質変化のおそれを最小限に止めることができる。
【００５３】
ここで、コイル７０の内径は、元の原料であるスラブの大きさや、圧延材７５の設定厚さによらず、略一定に定まっている。したがって、油圧シリンダー１０の動きをコイル７０の外径で管理する場合、スラブの大きさや圧延材７５の設定厚さによらず、同じ長さ分油圧シリンダー１０が伸張することにより、常にコイル内径部７１を矯正ピン３０の挿入可能位置まで押し戻し、位置決めすることができる。
【００５４】
このような場合、油圧シリンダー１０内のオイル量を規定しておき、完全に延び切った長さでコイル内径部７１が矯正ピンの挿入位置に重なるように設定しておいても良く、また、別途コイル７０の位置を検知する位置センサー（検知手段）を設け、コイル内径部７１が所定位置にまで押し戻された場合に、油圧シリンダー１０の動きを停止させるように制御しても良い。
【００５５】
そして、図４（ｄ）に示すように、圧延材７５の尾端７５ａにおいては、矯正ピン３０に沿って巻き戻されるため、コイル状に巻き取っていた圧延材７５を完全に巻き戻し、下流の仕上圧延工程に送ることができる。
本実施形態のコイルボックスが有する位置決め装置１は、このような構成および動作となっている。
【００５６】
以上のような構成のコイルボックスＣＢによれば、コイル７０と比べ相対的に冷たい矯正ピン３０がコイル内径部７１に触れる時間を短くすることが可能となり、コイル７０の温度の均一化と、圧延材７５の尾端７５ａにおける反りの解消と、を両立することが可能となる。
【００５７】
なお、本実施形態においては、コイル７０の外径が所定の設定値を下回った場合に、油圧シリンダー１０を駆動することとしたが、制御の方法としてはこれに限らない。
【００５８】
例えば、コイル７０の外径が同じであっても、圧延材７５の設定厚さが異なればコイル７０の巻き取り残量は異なる。そのため、コイル７０の外径が同じ設定値を下回った場合に矯正ピン３０を挿入するとしても、薄い圧延材７５を巻いたコイル７０では、厚い圧延材よりも相対的に長い巻き取り残量の圧延材の温度が低下することとなってしまう。
【００５９】
そのため、コイル７０の外径ではなく、コイル７０の残りの巻き取り長さを検出し、圧延材７５の厚さに応じて、シリンダー１０の駆動のタイミングを変更することとすればよい。
【００６０】
コイル７０の残りの巻き取り長さは、圧延材７５の厚さから所定の巻き取り長さに対応するコイル７０の外径を算出し、テーブルとして制御装置５０のメモリ５２に記憶しておくこととしても良い。または、メジャーリングローラー１０９を用いて、流れた圧延材７５の長さを検出し、原料スラブの大きさと、圧延材７５の幅および厚さと、から算出される圧延材７５の長さに基づいて算出することとしても構わない。
【００６１】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１…位置決め装置、１０…油圧シリンダー（シリンダー）、１２…ホールドバックロール、２０…センサー（検出装置）、３０…矯正ピン、７０…コイル、７１…コイル内径部（内径部）、ＣＢ…コイルボックス、ｄ…外径、
【図１】
0005515855.tif 000002
【図２】
0005515855.tif 000003
【図３】
0005515855.tif 000004
【図４】
0005515855.tif 000005