(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱間圧延材をコイルに巻取りかつ巻戻す巻取り巻戻し装置用のコイル内面の保加熱装置であって、対向配置された１対のマンドレル挿入装置を備え、
該マンドレル挿入装置は、コイルの中空孔に挿入され内部に火炎ガス室を形成する中空のマンドレル部と、該マンドレル部内の火炎ガス室に火炎を形成する高温ガス噴射装置と、を有し、マンドレル部には、その外周部に火炎ガス室内の高温ガスを噴射させるための貫通孔が複数設けられており、該貫通孔から噴射する高温ガスで巻取ったコイルの内面を保加熱する、ことを特徴とするコイル内面の保加熱装置。
【請求項２】
前記高温ガス噴射装置は、反コイル側のマンドレル部端面に設けられた可燃ガス供給管、空気供給管及び着火用電気ケーブルを有する火炎バーナからなる、請求項１に記載のコイル内面の保加熱装置。
【請求項３】
更に、前記マンドレル部の中空部に、高温ガス噴射用の貫通孔から高温ガスが軸方向及び円周方向に均一に噴射するように整流板が設けられている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のコイル内面の保加熱装置。
【請求項４】
熱間圧延材をコイルに巻取りかつ巻戻す巻取り巻戻し装置用のコイル内面の保加熱装置であって、コイルの一端に配置されたマンドレル挿入装置と、他端に配置されたマンドレル支持装置とを備え、
該マンドレル挿入装置は、コイルの中空孔に挿入され先端部に円錐形状体を有し、内部に火炎ガス室を形成する中空のマンドレル部と、該マンドレル部内の火炎ガス室に火炎を形成する高温ガス噴射装置と、を有し、マンドレル部には、その外周部に火炎ガス室内の高温ガスを噴射させるための貫通孔が複数設けられており、前記マンドレル支持装置は、マンドレル部の円錐形状体と嵌合してこれを回転自在に支持する受け体を有し、これによりマンドレル部を支持しながら、高温ガス噴射用の貫通孔から噴射する高温ガスで巻取ったコイルの内面を保加熱する、ことを特徴とするコイル内面の保加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱間圧延設備においてコイル内面を保加熱するコイル内面の保加熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
粗圧延後に仕上圧延を行う熱間圧延設備では、粗圧延機で３０〜５０ｍｍ厚さのバーまで圧延し、次いで仕上圧延機で更に数ｍｍ厚さのストリップまで圧延する。この場合、粗圧延完了後、仕上圧延が完了するまでの時間が長いため、バーの後端が先端に比較して低温になり、均一な仕上加工が困難になる問題点があった。
【０００３】
そこで、図４に模式的に示すように、粗圧延後のバーをコイル状に巻取り、それを巻き戻しながら仕上圧延を行う方法が提案されている（特公昭５１−２６３１７号）。この方法により、バー全体の冷却を防止し、かつ粗圧延における後端から仕上圧延するので、バーの先後端の温度差をほぼ同一にすることができる。
【０００４】
しかし，この場合でも、幅方向中央部に比較して、コイル端部は冷えやすく、そのため幅方向の温度の均一化が困難な問題点があった。そこで、この問題を解決するために、▲１▼コイルの端面を加熱する方法（特開平７−５１７２６号）、▲２▼本願出願人による火炎でコイル内面とマンドレル外面を加熱する装置（特願平８−８６１２６号、未公開）などが提案されている。
【０００５】
図５は、特開平７−５１７２６号において提案されているコイル加熱装置を示す模式図であり、コイル１の両端面を複数のＬＰＧバーナを備えた加熱装置３で加熱している。また加熱装置３は、位置調整装置４により、コイル幅に従い最適な距離に移動できるようになっている。なお、この図で２は、クレードルロールである。
【０００６】
図６は、特願平８−８６１２６号において提案されているコイル内面を加熱する装置を示す模式図である。この図に示すようにコイル１の両端面を複数のＬＰＧバーナを備えた加熱装置３で加熱し、更にコイル１のコイル内面を加熱装置３の切欠き部５から挿入されたコイル内面バーナ６の火炎６ａで加熱し、マンドレル８の外面をコイル１の両端部から挿入されたマンドレルバーナ７の火炎７ａで加熱している。また加熱装置３は、図示しない位置調整装置により、コイル幅に従い最適な距離に移動できるようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述した特開平７−５１７２６号（図５）のコイル端面加熱装置を用いることにより、コイル端部の温度低下を防止でき、鋼板の幅方向の温度分布をほぼ均一にすることができる。しかし、かかるコイル端面加熱装置を用いても、熱放散の最も大きいコイル内面の保加熱はできず、そのためコイル内面の温度が極端に低下し、バー尾端部の組成が変質し、また圧延荷重が増大する問題点があった。
【０００８】
一方、特願平８−８６１２６号（図６）のコイル端面加熱装置に取付けられたコイル内面バーナでコイル内面に沿って幅方向に広がる火炎でコイル内面を加熱させ、またマンドレルバーナでマンドレル外面に沿って幅方向に広がる火炎でマンドレル自体を加熱し、その輻射熱でコイル内面を加熱することができる。コイルの最適温度範囲が例えば１０００〜１２００℃の場合に、マンドレルの温度をそれ以上に高め、主として輻射熱によりコイル内面を加熱することによりコイル内面の局部加熱を防止できる。しかし、マンドレルの使用開始時は、低温状態にあるマンドレルをコイルに挿入するためコイル内面からマンドレル側に抜熱が発生してコイル内面の温度が極端に低下し、その後の仕上げに影響する問題点があった。また図６のＡ−Ａ矢視図である図７に示すように、巻取るコイル１の外周が小径になってくるとマンドレル８は、例えば位置ａ→ｂ→ｃと揺動しながら下降してくるが、マンドレル８の移動に伴って各バーナ６，７も連動してコイル内面の軌跡に沿って移動できればよいが取付けに限界がある問題点があった。
【０００９】
なお、図７において加熱装置３は、図示しない位置調整装置により、コイル幅に従い最適な距離に移動できるようになっている。また、この図で２はクレードルロールであり、９は支持ロールである。
【００１０】
本発明は、上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち本発明の目的は、コイル内面を抜熱で温度低下させることなく急速に加熱して最適温度に保温でき、これによりバー全体の組成をより均一にすることができるコイル内面の保加熱装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、熱間圧延材をコイルに巻取りかつ巻戻す巻取り巻戻し装置用のコイル内面の保加熱装置であって、対向配置された１対のマンドレル挿入装置を備え、該マンドレル挿入装置は、コイルの中空孔に挿入され内部に火炎ガス室を形成する中空のマンドレル部と、該マンドレル部内の火炎ガス室に火炎を形成する高温ガス噴射装置と、を有し、マンドレル部には、その外周部に火炎ガス室内の高温ガスを噴射させるための貫通孔が複数設けられており、該貫通孔から噴射する高温ガスで巻取ったコイルの内面を保加熱する、ことを特徴とするコイル内面の保加熱装置が提供される。
【００１２】
上記本発明の構成によれば、中空構造でその外周部の貫通孔から巻取られたコイルの内面より高温とする高温ガスを噴射する高温ガス噴射装置をマンドレル部に備え、コイルへの挿入前に所定の温度に予備加熱できるので、マンドレルからの抜熱によるコイル内面への温度低下を防止してストリップの幅方向の温度分布を均一にできる。またマンドレル自体を高温ガスの発生源としたので、その輻射熱でコイルの最適温度範囲が例えば１０００〜１２００℃の場合に、マンドレル部の温度をそれ以上に容易かつ急速に加熱できコイル内面を効率的に保加熱できるとともに保加熱装置をコンパクトにできる。
【００１３】
本発明の好ましい実施形態によれば、前記高温ガス噴射装置は、反コイル側のマンドレル部端面に設けられた可燃ガス供給管、空気供給管及び着火用電気ケーブルを有する火炎バーナからなる。この構成により、マンドレル挿入装置内の軸内に可燃ガス供給装置や着火装置を内臓したので、構造を簡素化できる。
【００１４】
更に、前記マンドレル部の中空部に、高温ガス噴射用の貫通孔から高温ガスが軸方向及び円周方向に均一に噴射するように整流板が設けられている、のがよい。この構成により、複数の貫通孔から高温ガスが整流板により同時に均一に噴射でき、更に、高温ガスを有効に使用できる。
【００１５】
また、本発明によれば、熱間圧延材をコイルに巻取りかつ巻戻す巻取り巻戻し装置用のコイル内面の保加熱装置であって、コイルの一端に配置されたマンドレル挿入装置と、他端に配置されたマンドレル支持装置とを備え、該マンドレル挿入装置は、コイルの中空孔に挿入され先端部に円錐形状体を有し、内部に火炎ガス室を形成する中空のマンドレル部と、該マンドレル部内の火炎ガス室に火炎を形成する高温ガス噴射装置と、を有し、マンドレル部には、その外周部に火炎ガス室内の高温ガスを噴射させるための貫通孔が複数設けられており、前記マンドレル支持装置は、マンドレル部の円錐形状体と嵌合してこれを回転自在に支持する受け体を有し、これによりマンドレル部を支持しながら、高温ガス噴射用の貫通孔から噴射する高温ガスで巻取ったコイルの内面を保加熱する、ことを特徴とするコイル内面の保加熱装置が提供される。
【００１６】
上記本発明の構成によれば、コイル内面の加熱を単体のマンドレル挿入装置で行うので、コンパクトな設備とすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の好ましい実施態様を図面を参照して説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。
図１は、本発明によるコイル内面の保加熱装置の第１実施形態を示す縦断面図である。このコイル内面の保加熱装置１０は、熱間圧延材をコイル１１に巻取りかつ巻戻す巻取り巻戻し装置用のコイル内面の保加熱装置であり、熱間圧延材を芯なしで巻取り巻戻ししても、マンドレル部（後述する）を芯として巻取り巻戻ししてもよい。
【００１８】
図１において、本発明のコイル内面の保加熱装置１０は、対向配置された１対のマンドレル挿入装置１４を備える。このマンドレル挿入装置１４は、コイル１１の中空孔に挿入される中空のマンドレル部２２と、マンドレル部２２内に高温ガスを噴射する高温ガス噴射装置２５とを有している。また、マンドレル部２２には、その外周部に高温ガス噴射用の貫通孔２３が設けられている。
【００１９】
更に、この実施形態では、巻取ったコイル端面を加熱する端面加熱装置１５を備えている。なお端面加熱装置１５は、図示しない位置調整装置により、コイル幅に従い最適な距離に移動できるようになっている。
【００２０】
図１において、マンドレル挿入装置１４は、巻取るコイル１１の幅に合せて軸方向に近接離反自在に、コイル１１の中空孔１２内で所定の間隙Ｃで対向配置されている。また、このマンドレル挿入装置１４は、中空構造のマンドレル１３と、アイドラ軸１７と、アイドラ軸１７を内蔵するスライドケース１９と、本体フレーム２０から形成されている。
【００２１】
中空構造のマンドレル１３は、コイル１１への挿入部となる耐熱性の円筒形状部である。アイドラ軸１７は、コイル１１側の側面にマンドレル１３が取付けられ、軸心部に貫通孔１６を有し、外周部に取付けた軸受１８で回転自在になっている。本体フレーム２０は、スライドケース１９の外周部を軸方向に摺動自在に支持している。
【００２２】
また、本体フレーム２０の外周部は、図示しない揺動装置に取付けられ、巻取ったコイル１１の外径に合せて端面加熱装置１５を貫通して揺動できるようになっている。
更に、マンドレル１３のコイル側の先端のマンドレル部２２は、中空構造となっており、その中空部２２ａが火炎ガス室となる。また、マンドレル部２２の外周部には、複数の貫通孔２３が、半径方向に放射状かつ軸方向に均一に適当な間隔で設けられており、火炎ガス室２２ａから高温ガス２２ｂの噴射によりコイル１１の内面２４をバラツキがなく保熱するようになっている。
【００２３】
従って、マンドレル自体を高温ガスの発生源としたので、その輻射熱でコイルの最適温度範囲が例えば１０００〜１２００℃の場合に、マンドレル部の温度をそれ以上に容易かつ急速に加熱できコイル内面を効率的で均一に保加熱できるとともに保加熱装置をコンパクトにできる。また、コイル１１の中空孔１２に挿入する前に巻取られるコイル１１の内面２４より高い温度でマンドレル部２２を予備加熱できるので、マンドレルからの抜熱によるコイル内面への温度低下を防止でき、バー全体の組成を均一にすることができる。なお、マンドレルは、予め予熱しておき、マンドレル部を芯として巻取り巻戻ししてもよい。
【００２４】
また、図１において、高温ガス噴射装置２５は、マンドレル１３内の反コイル側のマンドレル部２２の端面に取付けられ、図示しない吹き出し口をコイル側の前記火炎ガス室２２ａに放射する火炎バーナである。更に高温ガス噴射装置２５の反コイル側の端面２５ａには、アイドラ軸１７の貫通孔１６を貫通して可燃ガス供給管２６と空気（酸素）供給路２７の２本の配管及び着火用電気ケーブル２８である配線が、図示しないロータリージョイントを経由してマンドレル挿入装置１４の外部から接続されている。
【００２５】
従って、火炎バーナや点火機構である着火用装置を、マンドレル挿入装置の軸内に内蔵したので構造を簡素化でき、更に、メンテナンス性を向上できる。
【００２６】
図２は、本発明におけるマンドレル部２２の中空構造を示す別の部分断面図である。図２は、図１と同様にマンドレル部２２を火炎ガス室２２ａとして高温ガス２２ｂを噴射してコイル１１の内面２４を保加熱して温度低下を防止している。図１との相違は、マンドレル部２２の中空構造の内部に高温ガス２２ｂとなる火炎ガス（高温ガス）を、貫通孔２３から軸方向及び円周方向に均一に噴射させ、例えば本図に示す十字形状に配置した整流板２９を設けてもよい。また、整流板２９には、より一層高温ガスが等分に流れやすいような位置に、貫通孔３０を設けている。
【００２７】
従って、コイルの内面への高温ガスの噴射が効率的にムラのない均一の保加熱と高温ガスの有効利用ができる。更に、整流板を中空構造のマンドレル部に取付け補強材の役割をさせたので、マンドレルの強度を向上できる。
【００２８】
図３は、本発明の第２実施形態を示す図１と同様の縦断面図である。この図において、コイル内面の保加熱装置３３は、コイル１１への挿入部となる円筒形状の中空構造のマンドレル３４と、コイル１１側の側面にマンドレル３４を取付け軸心部に貫通孔１６と外周部に取付けた軸受１８で回動自在なアイドル軸１７と、回動自在なアイドラ軸１７を内蔵するスライドケース１９と，スライドケース１９の外周部を軸心方向に図示しない移動装置で摺動自在に内蔵する本体フレーム２０から形成されている。また、本体フレーム２０の外周は、巻取ったコイル１１の外径に合せて端面加熱装置１５の切欠き部２１を貫通して追従するマンドレル１３の軌跡に沿って揺動する図示しない揺動装置が取付けられている。
【００２９】
更に、マンドレル３４のコイル側の先端のマンドレル部３５は、耐熱性で円筒形状の中空構造でその中空部である３５ａは、火炎ガス室となる。また、マンドレル部３５の先端部は，円錐形状体３６である。マンドレル部３５の円錐形状体３６側の軸方向の延長には、該円錐形状体３６を回転自在に嵌合する受け体３７が設けられている。受け体３７は、前記円錐形状体３６の円錐外径に嵌合する円錐内径を有する内輪３８が回転自在とする軸受け３９を介して外輪４０に一体的に形成されている。また、受け体３７の外周は、前記本体フレーム２０の外周と同様に巻取ったコイル１１の外径に合せて端面加熱装置１５の切欠き部２１を貫通して追従するマンドレル３４の軌跡に沿って揺動する図示しない揺動装置に取付けられ、両方の揺動装置は同調して揺動できるようになっている。
【００３０】
図３は、図１と同様にマンドレル部３５を火炎ガス室３５ａとして高温ガス３５ｂを噴射してコイル１１の内面２４を保加熱して温度低下を防止している。図１との相違は、図１では巻取ったコイル１１の中空孔１２にマンドレル３５を挿入するマンドレル挿入装置１４はコイル１１を挟み各々１組を一式として使用する。これに対して、図３の場合のマンドレル挿入装置１４は、片側のみ１組での使用とする。この構成により、設備及び設置場所を減少できる。
【００３１】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。
【００３２】
【発明の効果】
上述したように本発明のコイル内面の保加熱装置は、中空構造のマンドレル自体を火炎ガス室とし外周部に高温ガスを噴射する貫通孔を設け、巻取ったコイルの中空孔への挿入前にコイルの内面より高温に予備加熱させたので、マンドレルからコイルの内面への抜熱による温度低下を防止し、バー全体の組成を均一にできる。
【００３３】
また、高温ガス噴射装置及びガス供給装置をマンドレル挿入装置内に内蔵させたので構造を簡素化できる。更に、中空構造のマンドレルに整流板を設けたので高温ガスが等分に流すことができ、コイルの内面への高温ガスの噴射が効率的にムラのない均一の保加熱と高温ガスの有効利用ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるコイル内面の保加熱装置の第１実施形態を示す縦断面図である。
【図２】本発明によるマンドレル部の中空構造についての他の実施の形態を示す部分断面図である。
【図３】本発明によるコイル内面の保加熱装置の第２実施形態を示す縦断面図である。
【図４】従来の圧延設備の模式図である。
【図５】従来のコイル端面の保加熱装置の模式図である。
【図６】従来のコイル内面の保加熱装置の模式図である。
【図７】図６のＡ−Ａ矢視図である。
【符号の説明】
１  コイル
２  クレードルロール
３  加熱装置
４  位置調整装置
５  切欠き部
６  コイル内面バーナ
６ａ  火炎
７  マンドレルバーナ
７ａ  火炎
８  マンドレル
９  支持ロール
１０  保加熱装置
１１  コイル
１２  中空孔
１３  マンドレル
１４  マンドレル挿入装置
１５  端面加熱装置
１６  貫通孔
１７  アイドラ軸
１８  軸受
１９  スライドケース
２０  本体フレーム
２１  切欠き部
２２  マンドレル部
２２ａ  中空部（火炎ガス室）
２２ｂ  高温ガス
２３  貫通孔
２４  内面
２５  高温ガス噴射装置
２５ａ  端面
２６  可燃ガス供給管
２７  空気供給管
２８  着火用電気ケーブル
２９  整流板
３０  貫通孔
３３  保加熱装置
３４  マンドレル
３５  マンドレル部
３５ａ  中空部（火炎ガス室）
３５ｂ  高温ガス
３６  円錐形状体
３７  受け体
３８  内輪
３９  軸受
４０  外輪
Ｃ  間隙
ａ、ｂ、ｃ  位置
【図１】
0003632336.tif 000002
【図２】
0003632336.tif 000003
【図３】
0003632336.tif 000004
【図４】
0003632336.tif 000005
【図５】
0003632336.tif 000006
【図６】
0003632336.tif 000007
【図７】
0003632336.tif 000008