(57)【要約】【課題】マンドレルと熱延鋼帯との間にスリップが発生したときにも、安定して熱延鋼帯をマンドレルに巻取ることができる熱延鋼帯の巻取り方法を提供する。【解決手段】周囲に複数の案内ロールが配置されたマンドレルにて鋼帯を巻取る熱延鋼帯の巻取り方法において、熱延鋼帯の先端がマンドレルに巻付いた後における、マンドレル回転速度または／およびマンドレル駆動用モータの負荷電流を計測し、前記マンドレル回転速度の増加または／および前記マンドレル駆動用モータの負荷電流の減少に基づき、マンドレルと熱延鋼帯間のスリップ発生を検知し、案内ロールの開閉制御を行うことを特徴とする熱延鋼帯の巻取り方法。【選択図】            図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周囲に複数の案内ロールが配置されたマンドレルにて鋼帯を巻取る熱延鋼帯の巻取り方法において、熱延鋼帯の先端がマンドレルに巻付いた後における、マンドレル回転速度または／およびマンドレル駆動用モータの負荷電流を計測し、前記マンドレル回転速度の増加または／および前記マンドレル駆動用モータの負荷電流の減少に基づき、マンドレルと熱延鋼帯間のスリップ発生を検知し、案内ロールの開閉制御を行うことを特徴とする熱延鋼帯の巻取り方法。
【請求項２】
スリップ発生が検知された際に、下記（ａ）または（ｂ）の案内ロールの制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の熱延鋼帯の巻取り方法。
（ａ）開いている案内ロールがあれば、そのうちの少なくとも１以上の案内ロールを再度所定の時間（Ａ）だけ閉じて、その後案内ロールを開くように制御する。
（ｂ）閉じている案内ロールがあれば、それを所定の時間（Ｂ）だけ閉じている時間を延長し、その後案内ロールを開くように制御する。
【請求項３】
スリップ発生が検知された際に、所定の時間（Ａ）および（Ｂ）を３秒〜２０秒間とするように制御することを特徴とする請求項２に記載の熱延鋼帯の巻取り方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は熱延鋼帯の巻取り方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に熱延鋼帯は、加熱炉においてスラブを所定温度に加熱し、この加熱されたスラブを粗圧延機において所定厚さに圧延して粗バーとし、次いで粗バーを複数基の圧延スタンドからなる仕上圧延機において仕上圧延して所定厚さの熱延鋼帯とし、この熱延鋼帯をホットランテーブル上で冷却装置により冷却した後、コイラーで巻取ることにより製造される。
【０００３】
このうち、鋼帯の巻取り方法について、以下のような技術が知られている。すなわち、巻取り初期には正規の基準張力よりも小さい初期基準張力を目標値とし巻取りマンドレルの駆動制御を開始し、その後、スリップが発生していないことを条件として、前記目標値を正規の基準張力まで漸増させつつ前記制御を継続すると共に、この間にスリップが検出された場合、初期基準張力を下限として目標値を漸減させつつ制御を継続してスリップ状態の解消を図り、スリップの解消を条件として再度目標値を漸増して、正規の基準張力下での良好な巻取り状態への確実な移行を実現する。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平４−２３８６２６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来技術には次のような問題がある。
【０００６】
特に極低炭素鋼等のような、例えば巻取り温度が６４０℃以上の巻取り温度が高い熱延鋼帯を巻取るときは、鋼帯が柔化しているため、図３に示すように巻取り直後に熱延鋼帯先端が巻込んできた鋼帯の内側に食い込むことがある。その後、このような食い込みが生じたままで熱延鋼帯の巻締りが始まる際に案内ロール（ユニットロールまたはラッパーロール）が開いたときには、巻付いた鋼帯とマンドレルの間に顕著な隙間が現れて鋼帯がスリップすることがある。このように鋼帯とマンドレルの間にスリップが発生すると、マンドレルが空回りして巻取りができなくなるという問題があった。
【０００７】
この点に関して特許文献１では、スリップが検出された場合、初期基準張力を下限として目標値を漸減させつつ制御を継続してスリップ状態の解消を図ることが示されているが、前述の極低炭素鋼等のような巻取り温度が高い熱延鋼帯を巻取るときにスリップが生じた場合には、一度スリップが生じると基準張力を下げてもスリップ状態を解消できなかった。
【０００８】
本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を解決し、マンドレルと熱延鋼帯との間にスリップが発生したときにも、安定して熱延鋼帯をマンドレルに巻取ることができる熱延鋼帯の巻取り方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の熱延鋼帯の巻取り方法は以下のような特徴を有する。
【００１０】
（１）周囲に複数の案内ロールが配置されたマンドレルにて鋼帯を巻取る熱延鋼帯の巻取り方法において、熱延鋼帯の先端がマンドレルに巻付いた後における、マンドレル回転速度または／およびマンドレル駆動用モータの負荷電流を計測し、前記マンドレル回転速度の増加または／および前記マンドレル駆動用モータの負荷電流の減少に基づき、マンドレルと熱延鋼帯間のスリップ発生を検知し、案内ロールの開閉制御を行うことを特徴とする熱延鋼帯の巻取り方法。
【００１１】
（２）スリップ発生が検知された際に、下記（ａ）または（ｂ）の案内ロールの制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の熱延鋼帯の巻取り方法。
（ａ）開いている案内ロールがあれば、そのうちの少なくとも１以上の案内ロールを再度所定の時間（Ａ）だけ閉じて、その後案内ロールを開くように制御する。
（ｂ）閉じている案内ロールがあれば、それを所定の時間（Ｂ）だけ閉じている時間を延長し、その後案内ロールを開くように制御する。
【００１２】
（３）スリップ発生が検知された際に、所定の時間（Ａ）および（Ｂ）を３秒〜２０秒間とするように制御することを特徴とする請求項２に記載の熱延鋼帯の巻取り方法。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図２は、熱延鋼帯の巻取り機の一例とこれを用いた本発明法の一実施形態を示す説明図である。
【００１４】
図２に示す巻取り機（コイラー）は、熱延鋼帯１が巻付くマンドレル２と、マンドレル２の周囲に配置され、熱延鋼帯１先端をマンドレル２の外周面に誘導するとともに、熱延鋼帯１をマンドレル２に押付けるための案内ロール３ａ〜３ｄ（ユニットロールまたはラッパーロール）と、マンドレル入側で熱延鋼帯１を拘束するピンチロール４と、マンドレルを回転駆動させる駆動用モータ１０と、マンドレル回転速度を計測する回転速度検出器１１と、マンドレル駆動用モータの負荷電流を計測する電流検出器１２と、これらの計測結果によりマンドレルと熱延鋼帯との間にスリップの発生を検知したときに案内ロールを所定の時間だけ閉じるか、または閉じている時間を延長するように制御する制御装置１３とを備えている。
【００１５】
前記案内ロール３ａ〜３ｄは、熱延鋼帯１の先端の巻付け時に熱延鋼帯１をマンドレル２に押付けることにより、熱延鋼帯１とマンドレル２の間に摩擦力を発生させる役割をする。熱延鋼帯１の先端が巻付け完了した時点（例えば約５巻後）で、案内ロール３ａ〜３ｄは開いて熱延コイルから離れる。ここで、案内ロールは鋼帯を押さえることによるロール摩耗を防ぐため、およびコイルの内側の形状を良好にしたいため、閉じている時間をなるべく短くする必要があるので、所定の時間を経過すればすぐに開くようにしている。
【００１６】
案内ロール３ａ〜３ｄの開閉は、それぞれに制御されるタイプもあれば、複数個組で制御されるタイプもある。少なくとも１つの案内ロールが開いた直後に、マンドレルと熱延鋼帯との間にスリップが発生することが多い。
【００１７】
前記ピンチロール４は、熱延鋼帯１の先端をガイド板であるスロートガイド７の方向に誘導すること、および熱延鋼帯１の後端が仕上圧延機最終圧延スタンドを抜けた後のバックテンション保持の役割をする。
【００１８】
ここで、案内ロールが開くとは、ロールが反マンドレル方向に移動し、鋼帯面から離れることを示し、案内ロールが閉じるとは、ロールがマンドレル方向に移動し、鋼帯面に当接することを示す。
【００１９】
以下、上記巻取り機（コイラー）の装置構成を用いた本発明法の一実施形態を説明する。
【００２０】
図１は、マンドレルにて熱延鋼帯を巻取る際のマンドレル駆動用モータのマンドレル回転速度およびマンドレル電流の計測結果を示している。
【００２１】
一般に、マンドレルへの鋼帯の巻付けは、鋼帯の送出し速度よりもやや大きい周速度（図１中に「速度基準」として表示した）で回転しているマンドレルの外周面に鋼帯の先端を押付け、両者間に生じる摩擦抵抗を利用して行われる。
【００２２】
鋼帯の先端がマンドレルに巻付くと、鋼帯の押付けに伴う摩擦抵抗によりマンドレルの回転速度が鋼帯の速度（図１中に「鋼帯速度」として表示した）に一致するまで低下し、同時にマンドレルの駆動動力、具体的にはマンドレル駆動用モータの負荷電流（図１中に「マンドレル電流」として表示した）が増大する。その後鋼帯先端の巻付けの完了すると案内ロール３ａ〜３ｄは開いてコイルと離れるが、そのときのマンドレル電流を「１００％」とする。
【００２３】
案内ロールが開いた直後に、マンドレルと熱延鋼帯との間にスリップが発生すると、マンドレルの回転速度は増加し始め、マンドレル駆動用モータの負荷電流は減少し始める。
【００２４】
そこで本発明では、このようなマンドレルの回転速度または／およびマンドレル駆動用モータの負荷電流の変化に基づき、マンドレルと熱延鋼帯間のスリップの発生を検知し、案内ロールの開閉制御を行うようにしたものである。
【００２５】
本発明において、スリップ発生と判定されるマンドレル回転速度の増加の程度、あるいはマンドレル駆動用モータの負荷電流の減少の程度は特に限定されないが、一般には、マンドレルの回転速度と速度基準値との偏差が５％未満となった状態を０．３秒以上継続するか、あるいはマンドレル駆動用モータの負荷電流が前述のマンドレル電流１００％に対し１０％以上減少した状態を０．３秒以上継続するかのいずれかが先に生じたときに、マンドレルと熱延鋼帯との間にスリップが発生したと判定するのが好ましい。
【００２６】
ただし、上記のマンドレルの回転速度と速度基準値との偏差が５％未満となった状態の継続時間、あるいはマンドレル駆動用モータの負荷電流が前述のマンドレル電流１００％に対し１０％以上減少した状態の継続時間が０．３秒としてスリップを判定すると、マンドレルの実績速度や実績電流のチャタリングにより、スリップをしてないのにスリップが発生したと誤判定をしてしまう場合や、スリップの検出タイミングが遅れる場合もあり、０．３秒の継続時間を延ばすことが考えられる。ところがそうすると、スリップ発生時に、案内ロールの動作開始タイミングが遅れてしまうため、マンドレルの回転速度と速度基準値との偏差が５％未満となり且つマンドレル駆動用モータの負荷電流が前述のマンドレル電流１００％に対し１０％以上減少することの両方が生じたときを、マンドレルと熱延鋼帯との間にスリップが発生したと判定するのがより好ましい。
【００２７】
本発明では、上記マンドレル回転速度または／およびマンドレル駆動用モータの負荷電流の計測結果によりマンドレルと熱延鋼帯との間にスリップの発生を検知した際には、開いている案内ロールがあれば、そのうちの少なくとも１以上の案内ロールを再度所定の時間（Ａ）だけ閉じて、その後案内ロールを開くように制御するし、閉じている案内ロールがあれば、それを所定の時間（Ｂ）だけ閉じている時間を延長し、その後案内ロールを開くように制御する。
【００２８】
ここで、マンドレル回転速度およびマンドレル駆動用モータの負荷電流の両方の計測を行うのが一般的ではあるが、どちらか一方の計測結果からマンドレルと熱延鋼帯間のスリップ発生を検知し、案内ロールの開閉制御を行うことも可能である。
【００２９】
案内ロールを所定の時間だけ閉じるか、閉じている案内ロールを所定の時間だけ閉じている時間を延長してスリップ状態を解消できるのは、案内ロールが閉じている間はスリップを抑制して巻取ることができ、所定の時間だけスリップを抑制して鋼帯を巻取れれば、それだけ巻代が増えて、鋼帯によりコイル内径を小さくする力がコイル内径に向けて働くので、発生した隙間を小さくすることができるからである。
【００３０】
この開いている案内ロールを再度所定の時間（Ａ）だけ閉じるか、閉じている案内ロールを所定の時間（Ｂ）だけ閉じている時間を延長するように制御する時間（（Ａ）および（Ｂ））は３秒〜２０秒間が好ましく、３秒〜２０秒間だけ案内ロールを閉じるように制御すればスリップ状態を解消することができる。
【００３１】
次に図２に示す熱延鋼帯の巻取り機の一例に基づいて、本発明法の具体的な制御方法について説明する。
【００３２】
熱延鋼帯１の先端の巻付け時には、案内ロール３ａ〜３ｄが閉じており、熱延鋼帯１をマンドレル２に押付けることにより、熱延鋼帯１とマンドレル２の間に摩擦力を発生させて熱延鋼帯１がマンドレルに巻付け開始する。熱延鋼帯１の先端が巻付け完了した時点（例えば約５巻後）で、案内ロール３ａ〜３ｄは開いて熱延コイルから離れる。この案内ロール３ａ〜３ｄが開いた直後に、マンドレルと熱延鋼帯との間にスリップが発生するが、このときマンドレルの回転速度または／およびマンドレル駆動用モータの負荷電流の変化に基づき、マンドレルと熱延鋼帯間のスリップの発生を検知し、案内ロール３ａ〜３ｄの開閉制御を行う。
【００３３】
本発明においては、マンドレルを回転駆動させる駆動用モータ１０から、回転速度検出器１１により計測されるマンドレルの回転速度および電流検出器１２により計測されるマンドレル駆動用モータの負荷電流を制御装置１３に入力し、鋼帯の送出し速度にリード率を乗じた速度基準値および案内ロールが開いてコイルと離れるときのマンドレル電流の電流値を制御装置１３に格納している。
【００３４】
そして制御装置１３において、マンドレルの回転速度と速度基準値との偏差が５％未満となった状態を０．３秒以上継続するか、あるいはマンドレル駆動用モータの負荷電流が、案内ロールが開いてコイルと離れるときのマンドレル電流の電流値より１０％以上減少した状態を０．３秒以上継続するかのいずれかが先に生じることを検知したときに、マンドレルと熱延鋼帯との間にスリップが発生したと判定するのが好ましい。
【００３５】
ただし、上記の条件で、マンドレルの実績速度や実績電流のチャタリングにより、スリップをしてないのにスリップが発生したと誤判定をしてしまう場合や、スリップの検出タイミングが遅れる場合もあり、制御装置１３においてマンドレルの回転速度と速度基準値との偏差が５％未満となり、且つマンドレル駆動用モータの負荷電流が案内ロールが開いてコイルと離れるときのマンドレル電流より１０％以上減少することの両方が生じたときを検知したときに、マンドレルと熱延鋼帯との間にスリップが発生したと判定するのがより好ましい。
【００３６】
マンドレルと熱延鋼帯との間にスリップの発生を検知したときには、制御装置１３により案内ロールを所定の時間だけ閉じるか、または閉じている時間を延長するように案内ロール３ａ〜３ｄを制御する。
【００３７】
【実施例】
従来、巻取り温度が６４０℃以上の巻取り温度が高い熱延鋼帯１５万トン／月の生産量に対して、図３に示すように巻取り直後に熱延鋼帯先端が巻込んできた鋼帯の内側に食い込むことが起因して、鋼帯とマンドレルの間にスリップが発生し、マンドレルが空回りして巻取りができなくなるという巻取りトラブルが平均５件／月発生していた。
【００３８】
そこで、図２に示す本発明法のマンドレル回転速度およびマンドレル駆動用モータの負荷電流を計測し、マンドレル回転速度またはマンドレル駆動用モータの負荷電流の計測結果により、マンドレルと熱延鋼帯間のスリップ発生を検知して、案内ロールの開閉を制御した。開いている案内ロールを再度所定の時間だけ閉じるか、閉じている案内ロールを所定の時間だけ閉じている時間を延長するように制御する時間は１０秒間とした。
【００３９】
その結果、５件／月の巻取りトラブルが０件／月に減少することができた。一度巻取りトラブルが発生すると、巻取りトラブルを発生した当該コイルの他に、その次以降に圧延してコイラーに巻取られる予定の、圧延ライン上に出ているスラブまたは粗バーまたは仕上噛み込み中の鋼帯（通常３コイル分）が使用できなくなるので、巻取りトラブルが０件／月に減少したことにより約３００トン／月の被害を防ぐことができた。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、マンドレルにスリップが発生したときにも安定して熱延鋼帯をマンドレルにて巻取ることができて、巻取り機の稼働率を向上させることができるとともに、巻取りトラブルを防ぐことができる。
【００４１】
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】マンドレルにて熱延鋼帯を巻取る際のマンドレル駆動用モータのマンドレル回転速度およびマンドレル電流の計測結果の説明図
【００４３】
【図２】熱延鋼帯の巻取り機の一例とこれを用いた本発明法の一実施形態を示す説明図
【００４４】
【図３】熱延鋼帯先端が巻込んできた鋼帯の内側に食い込みが生じる様子を示す説明図
【００４５】
【符号の説明】
１  熱延鋼帯
２  マンドレル
３ａ〜３ｄ  案内ロール（ユニットロールまたはラッパーロール）
４  ピンチロール
５  制御装置
７  スロートガイド
１０  駆動用モータ
１１  回転速度検出器
１２  電流検出器
１３  制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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