(57)【要約】【課題】巻取機、巻付け装置、コイル取出し装置や関連装置を１基ずつ設ければ良いようにして設備をコンパクトにし、設備費、運転維持費を安価にした帯板製造設備を提供する。【解決手段】上部に配置されたタンディッシュ３から溶湯４を供給されて所定幅の帯板６を連続鋳造する直径３００ｍｍ〜５００ｍｍの鋳造ロール１ａ，１ｂを備えた連続鋳造機１と、連続鋳造機１の下流側に設置された圧延機８と、圧延機８の下流側に設置されて巻胴１８，１９を中間軸３３を基準として回動させることにより帯板６を巻取る巻胴１８，１９を切換え得るようにした巻取機１６を備える。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部に配置されたタンディッシュから溶湯を供給されて所定幅の帯板を連続鋳造する双ロール又は単ロールを備えた連続鋳造機と、該連続鋳造機の下流側に設置された１基若しくは２基の圧延機と、該圧延機の下流側に設置され、且つ２本の巻胴が移動することにより帯板を巻取る巻胴を切換え得るようにした巻取機を備えたことを特徴とする帯板製造設備。
【請求項２】
双ロール又は単ロールの直径を３００ｍｍ〜８００ｍｍとした請求項１に記載の帯板製造設備。
【請求項３】
巻取機がカルーゼルリールである請求項１又は２に記載の帯板製造設備。
【請求項４】
巻取機が往復移動可能な移動体と該移動体に搭載された２本の巻胴を備えた請求項１又は２に記載の帯板製造設備。
【請求項５】
巻取り開始後数巻まで帯板が巻胴から緩まないよう、帯板を巻胴に巻付けさせる巻付け装置を備えた請求項１、２、３又は４に記載の帯板製造設備。
【請求項６】
巻付け装置がベルトラッパーである請求項５に記載の帯板製造設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は帯板製造設備に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
連続鋳造機で鋳造した厚さの薄い帯板を圧延機で圧延して巻取機に巻取る設備としては、例えば特開平１０−２９０４号公報に示すものがある。而して、この公報に示す設備では、モールド式の連続鋳造機で鋳造した板は大単重スラブであるため、最下流には巻取機を２基備え、この２基の巻取機で交互に板の巻取りを行っており、巻取りにより形成されたコイルの取出しは、各巻取機に対応して設置したコイルカーにより行う必要がある。
【０００３】
又、双ロール式の連続鋳造機で鋳造した厚さの薄い鋳片を圧延機で圧延して２基の巻取機により交互に巻取りを行うようにした設備の一例は図１２に示されている。
【０００４】
図中、１ａ，１ｂは水平に並列配置されて対向側が下方へ向けて回転し得るようにした前後一対の鋳造ロールで、鋳造ロール１ａ，１ｂは内部に冷却流体を流通させることにより冷却されるようになっている。而して、鋳造ロール１ａ，１ｂにより連続鋳造機１が形成されている。
【０００５】
２は鋳造ロール１ａ，１ｂ間に形成された湯溜りの上方に配置された鋳湯ノズル、３は鋳湯ノズル２の上方に配置されて鋳湯ノズル２に溶湯４を供給するためのタンディッシュ、５は鋳造ロール１ａ，１ｂの軸方向両側面に鋳造ロール１ａ，１ｂの端面に当接するよう配置されて、湯溜りから溶湯４が漏洩するのを防止するためのサイド堰、６は鋳造ロール１ａ，１ｂにより冷却されて形成された鋳造帯板（以下、単に帯板と称する）、７は鋳造ロール１ａ，１ｂの下方に配置されて帯板６を引抜くためのピンチロールである。
【０００６】
８はピンチロール７の下流に設置されて帯板６を圧延するための圧延機、９は圧延機８の下流に設置されて圧延された帯板６を切断するためのドラム式の切断機、１０は切断機９の下流に設置されたピンチロール、１１はピンチロール１０から送給された帯板６を巻取る上流側のダウンコイラ式巻取機の巻胴、１２はピンチロール１０の下流に設置されたピンチロール、１３はピンチロール１２から送給された帯板６を巻取る下流側のダウンコイラ式巻取機の巻胴、１４は帯板６が巻胴１１に対し数巻されるまでの間、帯板６を巻胴１１に対し巻付けさせるためのラッパロールを備えた巻付け装置、１５は帯板６が巻胴１３に対し数巻されるまでの間、帯板６を巻胴１１に対し巻付けさせるためのラッパロールを備えた巻付け装置である。
【０００７】
タンディッシュ３から鋳湯ノズル２に供給された溶湯４は鋳湯ノズル２から湯溜りに供給され、矢印方向へ回転する鋳造ロール１ａ，１ｂにより冷却され凝固して凝固殻が形成され、凝固殻は成長して帯板６が鋳造される。而して、ピンチロール７に引抜かれた帯板６は圧延機８へ送給され、圧延機８により断面形状が良好な偏平形状になるよう圧延され、例えば、ピンチロール１０から上流側の巻取機の巻胴１１に巻取られる。
【０００８】
帯板６が巻胴１１に巻取られて所定径のコイル６’が形成されると、切断機９が矢印方向へ回動して帯板６は切断され、先行の帯板６が切断された後続の帯板６は切換えられたガイド（不図示）により案内され、ピンチロール１０を通ってピンチロール１２側へ送給され、ピンチロール１２から下流側の巻取機の巻胴１３に巻取られる。
【０００９】
巻胴１１により巻取られたコイル６’は巻胴１１から取外されてコイルカーにより他工程に搬送される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
特開平１０−２９０４号公報に示す設備においても、図１２に示す設備においても、帯板６を交互に切換えて巻胴１１，１３に巻取るようにしているため、巻胴１１，１３及び巻付け装置１４，１５並びにコイルカー等のコイル取出し装置が夫々２基必要となり、又、これら以外の出側巻取り処理の関連装置も全て２基必要となる。従って、何れの場合でも、従来の設備は大型化して設備費、運転維持費が高価となる。
【００１１】
本発明は、斯かる実情に鑑み、巻取機、巻付け装置、コイル取出し装置や関連装置を１基ずつ設ければ良いようにして設備をコンパクトにし、設備費、運転維持費を安価にした帯板製造設備を提供することを目的としてなしたものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の帯板製造設備は、上部に配置されたタンディッシュから溶湯を供給されて所定幅の帯板を連続鋳造する双ロール又は単ロールを備えた連続鋳造機と、該連続鋳造機の下流側に設置された１基若しくは２基の圧延機と、該圧延機の下流側に設置され、且つ２本の巻胴が移動することにより帯板を巻取る巻胴を切換え得るようにした巻取機を備えたものである。
【００１３】
請求項２の帯板製造設備は、双ロール又は単ロールの直径を３００ｍｍ〜８００ｍｍとしたものであり、請求項３の帯板製造設備は、巻取機がカルーゼルリールであり、請求項４の帯板製造設備は、巻取機が往復移動可能な移動体と該移動体に搭載された２本の巻胴を備えたものであり、請求項５の帯板製造設備は、巻取り開始後数巻まで帯板が巻胴から緩まないよう、帯板を巻胴に巻付けさせる巻付け装置を備えたものであり、請求項６の帯板製造設備は、巻付け装置がベルトラッパーである。
【００１４】
本発明の帯板製造設備によれば、巻取機やベルトラッパー等の巻付け装置、コイルカー等のコイル取出し装置、その他の関連装置は１基ずつ設ければ良いため、設備全体がコンパクトになり、設備費、運転維持費を安価にすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
図１〜図１０は本発明を実施する形態の一例である。図中、図１２と同一の符号を付したものは同一のものを表わしており、本図示例の特徴は鋳造ロールの直径を３００ｍｍ〜８００ｍｍとし、巻取機としてカルーゼルリールを用い、巻付け装置としてベルトラッパーを用いるようにした点にある。図中、１６は帯板６を巻取るためのカルーゼルリール式の巻取機、１７は帯板６が巻取機１６に巻取られる際に、巻取り開始から数巻までの間、帯板６を巻取機１６の巻胴１８又は１９に巻付けさせるためのベルトラッパー、２０は巻取機１６により帯板６が巻取られることにより形成されたコイル６’を搬送するためのコイルカーである。
【００１６】
一般に鋳造された薄い帯板の巻取りでは、ベルトラッパー巻付けが可能であるため、例えばカルーゼルリール等のような移動型の巻取機を使用すれば、巻付け装置とコイルカー等のコイル取出し装置とそれに付随する出側巻付け装置は夫々１基ずつ設ければ良い。
【００１７】
一方、ステンレスのような腰の強い材質はベルトラッパーによる巻付けは難しくなるので、板の厚さを薄くする必要がある。発明者等の研究により、鋳造ロールは直径５００ｍｍ前後であれば厚さ２ｍｍ以下の帯板連続鋳造が可能であることが分ったので、下流に１基若しくは２基の圧延機を設けることにより、コンパクトな帯板連続製造設備ができるのである。
【００１８】
本図示例で鋳造ロール１ａ，１ｂの直径を３００ｍｍ〜８００ｍｍとしたのは以下に述べる理由による。すなわち、鋳造ロール１ａ，１ｂにより鋳造された帯板６の鋳造ロール１ａ，１ｂ出側板厚ｈ（図５参照）は［数１］により決定される。
【００１９】
【数１】
ｈ＝２Ｋｐ（ｔ）１／２
【００２０】
ここで、Ｋｐは凝固係数、ｔは鋳造ロール１ａ，１ｂと凝固シェル６ｓの接触時間である。又、［数１］は［数２］のように表わされる。
【００２１】
【数２】
ｈ＝２Ｋｐ（Ｒθ／Ｖ）１／２
【００２２】
ここで、Ｒは鋳造ロール１ａ，１ｂの半径、Ｖは鋳造速度、θは凝固シェル６ｓの接触弧長である。
【００２３】
［数２］から明らかなように、鋳造ロール１ａ，１ｂの半径Ｒが小さいほど鋳造ロール１ａ，１ｂの出側板厚ｈを小さくできることが分る。而して、発明者等はｈ＝２ｍｍ前後の帯板６を鋳造するためには、鋳造ロール１ａ，１ｂの直径を３００ｍｍ〜８００ｍｍにすると最適であることを実験的に見出したのである。
【００２４】
本図示例に使用する圧延機８の構成例は図６に示され、図中、２１ａ，２１ｂは上下ワークロール、２２ａ，２２ｂは上下控えロールである。上下ワークロール２１ａ，２１ｂは互に反対方向へ軸線に沿い等量シフトし得るように構成されているか、或は、夫々個別に任意のシフト方向へ任意のシフト量だけ軸線方向へシフトし得るよう構成されている。又、上下ワークロール２１ａ，２１ｂは円筒状のバレル部２３ａ，２３ｂとバレル部２３ａ，２３ｂから軸線方向へ離れるに従い小径となる先細りテーパ部２４ａ，２４ｂにより構成されている。而して、先細りテーパ部２４ａ，２４ｂは軸線方向に対し互に反対方向へ向いている。又、６ａは帯板６の幅端部に生じた撥状の凸部である。帯板６の幅端部には図示してないが、凹形状の形状不良が生じることもある。
【００２５】
次に、カルーゼルリール型の巻取機１６の詳細を図１及び図７〜図１０により説明する。すなわち、円筒状のハウジング２５は基台２６に軸受２７を介して回動可能に軸支されており、図示されていないモータによって回動されるよう構成されている。このハウジング２５の下部は基台２６に設置した複数のローラ２８によって回動可能に支承されている。
【００２６】
ハウジング２５には並列配置した２本の巻胴軸２９，３０が回転自在に支承されており、これらの巻胴軸２９，３０がハウジング２５の一方の側面から突出する端部には夫々前述した巻胴１８，１９が固設されている。又、巻胴軸２９，３０のハウジング２５内の部分には、夫々互にハウジング２５内の反対位置に位置するようピニオン３１，３２が固設されている。
【００２７】
更に、ハウジング２５内には、ハウジング２５の回転中心となる中間軸３３が、巻胴軸２９，３０と平行に且つ巻胴軸２９，３０間に位置するよう配置されており、中間軸３３には、ピニオン３１，３２と夫々噛合するギヤ３４，３５が夫々軸受３６，３７を介して回転自在に支承されている。而して、巻胴軸２９，３０、中間軸３３の軸線は平面視で帯板６の幅方向へ延在しており、巻胴１８，１９は中間軸３３を挟んで帯板６の進行方向へ所定の間隔を隔てて配置されている。
【００２８】
中間軸３３には、ギヤ３４，３５間に位置するようクラッチギヤ内管３８が固設されており、クラッチギヤ内管３８の外周には、ギヤクラッチ３９が中間軸３３の軸線方向へ摺動し得るよう嵌合されている。而して、ギヤクラッチ３９がギヤ３４，３５のボス部外周に形成されたスプラインと係合離脱することにより、中間軸３３の回転をギヤ３４，３５の何れか一方に伝達するか、又は遮断するようになっている。
【００２９】
中間軸３３の巻胴１８，１９とは反対側の端部は主モータ４０の出力軸４０ａに直結されており、巻胴軸２９，３０の巻胴１８，１９とは反対側の端部は、ギヤクラッチ４１を介して補助モータ４２の動力を伝達するための減速機４３の出力軸４３ａに対し連結可能な位置まで突出している。
【００３０】
巻取機１６の近傍に巻付け装置として設置されているベルトラッパー１７は、巻胴１８，１９に帯板６が巻取られ始めてから数巻の間、帯板６を巻胴１８，１９に巻付けさせるための無端状の駆動可能なベルト４４、ベルト４４の押え面を巻胴１８，１９に対し近接、離反させるための駆動装置４５を備えている。又、コイルカー２０はレール４６に沿って巻胴１８，１９の軸線方向へ自走し、巻取られたコイル６’を搬出し得るようになっている。なお、４７は帯板６のガイド板である。
【００３１】
次に、上記図示例の作動を説明する。
タンディッシュ３から鋳湯ノズル２に供給された溶湯４は鋳湯ノズル２から湯溜りに供給され、矢印方向へ回転する鋳造ロール１ａ，１ｂにより冷却され凝固して凝固殻が形成され、凝固殻は成長して厚さが約２ｍｍの帯板６が鋳造される。而して、ピンチロール７に引抜かれた帯板６は圧延機８へ送給され、圧延機８により断面形状が良好な偏平形状になるよう圧延され、ピンチロール１０から巻取機１６の巻胴１８又は１９に巻取られる。図１の場合は帯板６は巻胴１８に巻取られている状態を示している。
【００３２】
この場合、図７に示すようにクラッチギヤ内管３８に外嵌されたギヤクラッチ３９は、ギヤ３４ボス部のスプラインに係合しているため、主モータ４０の動力は中間軸３３、クラッチギヤ内管３８、ギヤクラッチ３９、ギヤ３４、ピニオン３１を介して巻胴軸２９に伝達され、巻胴１８が回転駆動される。ギヤクラッチ３９はギヤ３５ボス部のスプラインに対しては係合しておらず、ギヤクラッチ４１は巻胴軸３０から離脱しているため、主モータ４０、補助モータ４２が駆動されていても巻胴軸３０延いては巻胴１９は回転せず停止している。
【００３３】
帯板６が巻胴１８に巻取られて所定径のコイル６’が形成されると、切断機９が矢印方向へ回動して帯板６は切断され（図２参照）、先行の帯板６が切断された後続の帯板６はピンチロール１０により送給され、切換えられたガイド板４７によりガイドされて巻胴１９側に送給され、巻胴１９による後続の帯板６の巻取りが開始される（図３参照）。巻胴１８に巻取られたコイル６’は取外されてコイルカー２０により次工程に搬送される。
【００３４】
巻胴１９による後続の帯板６の巻取りが開始される際には、駆動装置４５が作動して図２に示すようにベルトラッパー１７のベルト４４は巻胴１９の外周に接触しており、図８に示すようにギヤクラッチ３９はギヤ３４，３５ボス部のスプラインから離脱しており、ギヤクラッチ４１は巻胴軸３０に嵌合している。このため、補助モータ４２の動力は巻胴軸３０に伝達されて巻胴１９が回転駆動される。
【００３５】
巻胴１９の回転速度が主モータ４０により駆動されている中間軸３３の回転速度と等しくなると、図９に示すように、ギヤクラッチ３９がギヤ３５ボス部のスプラインと係合し、このため、主モータ４０の動力は中間軸３３、クラッチギヤ内管３８、ギヤクラッチ３９、ギヤ３５、ピニオン３２を介して巻胴軸３０に伝達され、巻胴１９が回転駆動される。主モータ４０により巻胴１９が回転駆動されるようになったら、ギヤクラッチ４１を巻胴軸３０から離脱させる。
【００３６】
この間、帯板６が巻胴１９に数巻されるまでは、ベルトラッパー１７のベルト４４は、駆動装置４５により帯板６の厚さ分ずつ巻胴１９から離反するが、巻胴１９に巻取られた帯板６の外周を押圧している。而して、巻胴１９に巻取られた帯板６が緩む虞がなくなると、ベルトラッパー１７のベルト４４は駆動装置４５により巻胴１９側から待機位置まで後退する。
【００３７】
次に、図示してないモータによりハウジング２５が回動させられ、巻胴１８，１９の位置は中間軸３３を基準として反対になる（図４及び図１０参照）。すなわち、巻胴１９はベルトラッパー１７から離反した側に位置し、巻胴１８はベルトラッパー１７側に位置し、この状態で所定径のコイル６’が形成されるまで帯板６の巻胴１９に対する巻取りが継続される。而して、所定径のコイル６’が形成されたら、再度前述の手順と同様にして、帯板６は切断され、巻胴１８に後続の帯板６の巻取りが開始され、巻胴１９に巻取られたコイル６’はコイルカー２０により次工程へ搬送される。
【００３８】
本図示例によれば、巻取機１６や巻付け装置であるベルトラッパー１７、コイル取出し装置であるコイルカー２０、その他の関連装置を夫々１基ずつ設ければ良いため、設備全体がコンパクトになり、設備費、運転維持費を安価にすることができる。
【００３９】
図１１は本発明の帯板製造設備に使用する移動式の巻取機の他の例である。図１１に示す巻取機４８は、流体圧シリンダ４９により帯板６の進行方向へ斜めに移動し得るようにした移動体５０を備え、移動体５０には移動体５０の移動方向へ所定の距離を隔てて、夫々駆動可能な巻胴５１，５２が搭載されている。ベルトラッパー１７は前述の図示例のものと同じである。
【００４０】
斯かる移動式の巻取機４８を使用しても、巻取機４８やベルトラッパー１７、コイルカー、その他の関連装置は夫々１基ずつ設ければ良いため、設備全体がコンパクトになり、設備費、運転維持費を安価にすることができる。
【００４１】
なお、本発明の帯板製造設備における移動体としては、車輪を有する台車や、摺動面潤滑を施した摺動ブロックのようなものを使用することができること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００４２】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の請求項１〜６に記載の帯板製造設備によれば、巻取機やベルトラッパー等の巻付け装置、コイルカー等のコイル取出し装置、その他の関連装置は１基ずつ設ければ良いため、設備全体がコンパクトになり、設備費、運転維持費を安価にすることができる、という優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の帯板製造設備の実施の形態の一例を示す側面図であり、一方の巻胴で帯板を巻取っている状態を示す側面図である。
【図２】本発明の帯板製造設備の実施の形態の一例を示す側面図であり、一方の巻胴に巻取られた帯板により所定径のコイルが形成されてコイル後方の帯板が切断され、他方の巻胴により次の帯板の巻取りが開始されようとする状態を示す側面図である。
【図３】本発明の帯板製造設備の実施の形態の一例を示す側面図であり、他方の巻胴により次の帯板の巻取りが開始された状態を示す側面図である。
【図４】本発明の帯板製造設備の実施の形態の一例を示す側面図であり、他方の巻胴により後続の帯板の巻取りを行っている状態を示す側面図である。
【図５】本発明の帯板製造設備において、鋳造ロールを３００ｍｍ〜８００ｍｍにすると良い理由を説明するための鋳造ロールの側面図である。
【図６】本発明の帯板製造設備において使用する圧延機の一例の正面図である。
【図７】本発明の帯板製造設備において使用する巻取機の一例の断面図で、一方の巻胴が主モータにより回転駆動されている断面図である。
【図８】本発明の帯板製造設備において使用する巻取機の一例の断面図で、他方の巻胴が補助モータにより回転駆動されている状態を示す断面図ある。
【図９】本発明の帯板製造設備において使用する巻取機の一例の断面図で、補助モータにより回転駆動されている他方の巻胴を主モータにより回転駆動するために切換える状態を示す断面図である。
【図１０】本発明の帯板製造設備において使用する巻取機の一例の断面図で、他方の巻胴で帯板を巻取るために一方の巻胴と他方の巻胴を逆にさせた状態を示す断面図である。
【図１１】本発明の帯板製造設備において使用する巻取機の他の例の側面図である。
【図１２】従来の帯板製造設備の一例の側面図である。
【符号の説明】
１　　連続鋳造機
１ａ，１ｂ　　鋳造ロール（双ロール又は単ロール）
３　　タンディッシュ
４　　溶湯
６　　帯板
８　　圧延機
１６　　巻取機
１７　　ベルトラッパー（巻付け装置）
１８　　巻胴
１９　　巻胴
４８　　巻取機
５０　　移動体
５１　　巻胴
５２　巻胴
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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