(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱延鋼板が巻き付けられるマンドレルと、前記マンドレルに巻き付けられた熱延鋼板に張力を与えるピンチロールと、前記マンドレルの周囲に設けられ、前記マンドレルに巻き付けられた熱延鋼板を押圧する少なくとも３つのラッパーロールとを有する巻取装置を用いて、熱間圧延工程において、熱延鋼板を巻取る熱延鋼板の巻取方法であって、
熱延鋼板の先端が前記マンドレルに達する前に、前記マンドレルを速度制御し、
熱延鋼板の先端が前記マンドレルに巻き付いた際に、前記ラッパーロールにより前記マンドレルに巻き付いた熱延鋼板を押圧し、その際に、熱延鋼板の先端位置をトラッキングしつつ前記ラッパーロールの制御を段差回避制御であるＡＪＣ（Auto Jumping Control）制御により行い、
熱延鋼板の先端が前記マンドレルに巻き付いた際の前記マンドレルのトルクが予め設定した値に達した際に、前記マンドレルの制御を速度制御から張力制御に切り替え、
前記マンドレルに対する熱延鋼板の巻数が所定の巻数に達しても張力制御に切り替わらない場合に、前記ラッパーロールの制御をＡＪＣ制御から、ＣＰＲ（Constant Pressure Regulation）制御に切り替えることを特徴とする熱延鋼板の巻取方法。
【請求項２】
前記マンドレルのトルクが前記予め設定した値に達し、その値が所定時間継続した際に、前記マンドレルの制御を速度制御から張力制御に切り替えることを特徴とする請求項１に記載の熱延鋼板の巻取方法。
【請求項３】
前記マンドレルが熱延鋼板を予め指定された所定の巻数を巻き取りした段階で、前記ラッパーロールを開放することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱延鋼板の巻取方法。
【請求項４】
前記マンドレルと熱延鋼板との間にスリップが生じた場合に、
前記ラッパーロールに全閉指令を出し、前記ラッパーロールをＣＰＲ（Constant Pressure Regulation）制御することにより、前記マンドレルと前記ピンチロールとの間の熱延鋼板に張力を生じさせ、熱延鋼板の巻取りを可能にすることを特徴とする請求項３に記載の熱延鋼板の巻取方法。
【請求項５】
熱延鋼板の先端が前記マンドレルに達する前に、前記マンドレルを速度制御し、熱延鋼板の先端が前記マンドレルに巻き付いた際の前記マンドレルのトルクが予め設定した値に達して、前記マンドレルの制御を速度制御から張力制御に切り替えたものの、前記ラッパーロールが所定の巻数で開放した際に、前記マンドレルに芯が形成されていないことにより、前記マンドレルと熱延鋼板にスリップが生じたことが検出された際に前記ラッパーロールに全閉指令を出すことを特徴とする請求項４に記載の熱延鋼板の巻取方法。
【請求項６】
熱間圧延工程において、熱延鋼板を巻取る熱延鋼板の巻取装置であって、
熱延鋼板が巻き付けられるマンドレルと、
前記マンドレルに巻き付けられた熱延鋼板に張力を与えるピンチロールと、
前記マンドレルの周囲に設けられ、前記マンドレルに巻き付けられた熱延鋼板を押圧する少なくとも３つのラッパーロールと、
前記マンドレルと前記ラッパーロールを制御する制御部とを有し、
前記制御部は、
熱延鋼板の先端が前記マンドレルに達する前に、前記マンドレルを速度制御し、
熱延鋼板の先端が前記マンドレルに巻き付いた際に、前記ラッパーロールにより前記マンドレルに巻き付いた熱延鋼板を押圧し、その際に、熱延鋼板の先端位置をトラッキングしつつ前記ラッパーロールの制御を段差回避制御であるＡＪＣ（Auto Jumping Control）制御により行い、
熱延鋼板の先端が前記マンドレルに巻き付いた際の前記マンドレルのトルクが予め設定した値に達した際に、前記マンドレルの制御を速度制御から張力制御に切り替え、
前記マンドレルに対する熱延鋼板の巻数が所定の巻数に達しても張力制御に切り替わらない場合に、前記ラッパーロールの制御をＡＪＣ制御から、ＣＰＲ（Constant Pressure Regulation）制御に切り替えることを特徴とする熱延鋼板の巻取装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記マンドレルのトルクが前記予め設定した値に達し、その値が所定時間継続した際に、前記マンドレルの制御を速度制御から張力制御に切り替えることを特徴とする請求項６に記載の熱延鋼板の巻取装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記マンドレルが熱延鋼板を予め指定された所定の巻数を巻き取りした段階で、前記ラッパーロールに開放指令を出すことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の熱延鋼板の巻取装置。
【請求項９】
前記制御部は、
前記マンドレルと熱延鋼板との間にスリップが生じた場合に、
前記ラッパーロールに全閉指令を出し、前記ラッパーロールをＣＰＲ（Constant Pressure Regulation）制御することにより、前記マンドレルと前記ピンチロールとの間の熱延鋼板に張力を生じさせ、熱延鋼板の巻取りを可能にすることを特徴とする請求項８に記載の熱延鋼板の巻取装置。
【請求項１０】
前記制御部は、熱延鋼板の先端が前記マンドレルに達する前に、前記マンドレルを速度制御し、熱延鋼板の先端が前記マンドレルに巻き付いた際の前記マンドレルのトルクが予め設定した値に達して、前記マンドレルの制御を速度制御から張力制御に切り替えたものの、前記ラッパーロールが所定の巻数で開放した際に、前記マンドレルに芯が形成されていないことにより、前記マンドレルと熱延鋼板にスリップが生じたことが検出された際に前記ラッパーロールに全閉指令を出すことを特徴とする請求項９に記載の熱延鋼板の巻取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱延鋼板、薄物から極厚材まで巻取ができるマルチコイラーにおいて熱延鋼板をスリップさせることなく安定的に製造するための熱延鋼板の巻取方法および巻取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱間圧延工程においては、熱延鋼板を圧延設備により圧延した後、圧延設備の出側に設けられた巻取装置（コイラー）により巻き取られる。巻取装置は、圧延設備の出側に設けられ、圧延機で圧延されロール間から連続して供給される鋼板（ストリップ）をコイル状に巻き取るように構成されている。このような巻取装置は、鋼板のパスラインにピンチロールを備え、そのピンチロールによって、パスラインから斜め下に曲がった巻取ラインに鋼板を導き、その先端をマンドレルに噛み込ませて鋼板を巻き取るようになっている。このような巻取装置としては、マンドレルの周りにラッパーロール（案内ロール）とラッパーエプロンとを複数備えており、ラッパーエプロンで金属板の先端をリードしつつ、ラッパーロールにより鋼板を押圧することによって鋼板をマンドレルに巻き付けるものが広く用いられている（例えば特許文献１）。
【０００３】
一方、近年、主としてパイプラインでの原油や天然ガス等の資源の輸送効率化を目的に、ＡＰＩ規格にしてＸ７０〜８０といった大径厚肉高強度パイプ材の需要が高まっている。これらの資源を効率的に輸送するため、パイプ内部には高い内圧がかけられており、かつ寒冷地での使用や地震による地殻変動なども考慮し、高靭性、高強度といった特性がパイプ材にとって非常に重要となっている。ラインパイプは、極厚鋼板をスパイラル状に成形し、継ぎ目を溶接してなるスパイラル鋼管で製造されることが多く、このため熱間圧延工程において、高強度極厚のホットコイル原板の製造量が増加傾向にあり、巻取装置としてはこのような高強度極厚材を巻取り可能なものが必要とされている。
【０００４】
他方、熱間圧延工場での安定製造、能率向上のために、巻取装置として、厚板から圧延量の多い１．２〜３．０ｍｍの薄い熱延鋼帯まで巻き取り可能なマルチコイラーが用いられているが、高強度極厚材を巻き取り可能なマルチコイラーでは、ラッパーロールの耐荷重を大きくする必要があり、そのために従来のマルチコイラーよりもラッパーロールのシリンダー径を大きくし、油圧制御にしたものが要求される。また、完全自動化された熱間圧延工程の巻取りに用いられるラッパーロールは、品質の改善のため、段差回避制御であるＡＪＣ（Auto Jumping Control）制御が導入されている。
【０００５】
しかし、このような高強度極厚材を巻き取り可能なマルチコイラーにおいてＡＪＣ制御をするにあたっては、制御する油量が多く、従来のマルチコイラーと比較して繊細な制御が必要なため、特に薄物を巻き取る際に、鋼板先端とマンドレルの間にスリップが生じて巻取不可となるトラブルが発生することがある。
【０００６】
鋼板とマンドレルとの間のスリップを解消する技術として、マンドレル回転速度の増加またはマンドレル駆動用モータの負荷電流の減少に基づき、マンドレルと鋼板間のスリップの発生を検知した際に、ラッパーロールの開閉制御を行う技術が提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−３０５４５２号公報
【特許文献２】特開２００４−１６７５７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、高強度極厚材を巻き取り可能なマルチコイラーにおいてＡＪＣ制御をするにあたっては、繊細な制御が必要なため、特に薄物を巻き取る際に、鋼板先端とマンドレルの間にスリップが生じることがある。また、安定操業のためスリップを発生させずに熱延鋼板を巻取ることが要求されるが、前述のシリンダ径の大きいラッパーロールを用いてのＡＪＣ制御では、従来からのマルチコイラーと比較して、マンドレルに芯形成する際に熱延鋼板のスリップが発生しやすい構造になっている。
【０００９】
上記特許文献２の技術は、スリップを検出してからの対処にとどまり、自動制御により、スリップを発生させずに鋼板をマンドレルに巻き付けることができる技術ではなく、このような点に対応できるものではない。
【００１０】
また、完全自動化の進んだ現在の巻取装置では、スリップが発生すると、巻取りを継続することができず、巻取るラインを急速停止する他はなく、当材はスクラップとなるばかりでなく、ライン上にあるシートバーは半成材となり、半成材の処理の間ラインを止めておく必要があるため、処理能率、安定稼働、歩留まりを著しく阻害してしまう。このため、スリップが発生した際に、ラインを停止することなく自動制御で対応することが望まれる。
【００１１】
したがって、本発明は、高強度厚肉鋼板から薄物まで、先端スリップを発生させることなく巻取りを可能とする熱延鋼板の巻取方法および巻取装置を提供することを課題とする。
【００１２】
また、たとえ先端スリップが発生しても、熱延鋼板を自動的に巻取ることが可能な熱延鋼板の巻取方法および巻き取り装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは、鋼板の先端巻付けの際のスリップを自動制御により抑止する手法について鋭意検討を重ねた結果、先端巻付けの際にラッパーロールで通常行われるＡＪＣ制御よりも、定圧力制御（ＣＰＲ（Constant-Pressure-Regulation）制御）のほうが芯形成を短時間で行えることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１４】
すなわち、本発明は、以下の（１）〜（１０）を提供する。
【００１５】
（１）熱延鋼板が巻き付けられるマンドレルと、前記マンドレルに巻き付けられた熱延鋼板に張力を与えるピンチロールと、前記マンドレルの周囲に設けられ、前記マンドレルに巻き付けられた熱延鋼板を押圧する少なくとも３つのラッパーロールとを有する巻取装置を用いて、熱間圧延工程において、熱延鋼板を巻取る熱延鋼板の巻取方法であって、
熱延鋼板の先端が前記マンドレルに達する前に、前記マンドレルを速度制御し、
熱延鋼板の先端が前記マンドレルに巻き付いた際に、前記ラッパーロールにより前記マンドレルに巻き付いた熱延鋼板を押圧し、その際に、熱延鋼板の先端位置をトラッキングしつつ前記ラッパーロールの制御を段差回避制御であるＡＪＣ（Auto Jumping Control）制御により行い、
熱延鋼板の先端が前記マンドレルに巻き付いた際の前記マンドレルのトルクが予め設定した値に達した際に、前記マンドレルの制御を速度制御から張力制御に切り替え、
前記マンドレルに対する熱延鋼板の巻数が所定の巻数に達しても張力制御に切り替わらない場合に、前記ラッパーロールの制御をＡＪＣ制御から、ＣＰＲ（Constant Pressure Regulation）制御に切り替えることを特徴とする熱延鋼板の巻取方法。
【００１６】
（２）前記マンドレルのトルクが前記予め設定した値に達し、その値が所定時間継続した際に、前記マンドレルの制御を速度制御から張力制御に切り替えることを特徴とする（１）に記載の熱延鋼板の巻取方法。
【００１７】
（３）前記マンドレルが熱延鋼板を予め指定された所定の巻数を巻き取りした段階で、前記ラッパーロールを開放することを特徴とする（１）または（２）に記載の熱延鋼板の巻取方法。
【００１８】
（４）熱延鋼板が巻き付けられるマンドレルと、前記マンドレルに巻き付けられた熱延鋼板に張力を与えるピンチロールと、前記マンドレルの周囲に設けられ、前記マンドレルに巻き付けられた熱延鋼板を押圧する少なくとも３つのラッパーロールとを有する巻取装置を用いて、熱間圧延工程において、熱延鋼板を巻取る熱延鋼板の巻取方法であって、
前記マンドレルと熱延鋼板との間にスリップが生じた場合に、
前記ラッパーロールに全閉指令を出し、前記ラッパーロールをＣＰＲ（Constant Pressure Regulation）制御することにより、前記マンドレルと前記ピンチロールとの間の熱延鋼板に張力を生じさせ、熱延鋼板の巻取りを可能にすることを特徴とする熱延鋼板の巻取方法。
【００１９】
（５）熱延鋼板の先端が前記マンドレルに達する前に、前記マンドレルを速度制御し、熱延鋼板の先端が前記マンドレルに巻き付いた際の前記マンドレルのトルクが予め設定した値に達して、前記マンドレルの制御を速度制御から張力制御に切り替えたものの、前記ラッパーロールが所定の巻数で開放した際に、前記マンドレルに芯が形成されていないことにより、前記マンドレルと熱延鋼板にスリップが生じたことが検出された際に前記ラッパーロールに全閉指令を出すことを特徴とする（４）に記載の熱延鋼板の巻取方法。
【００２０】
（６）熱間圧延工程において、熱延鋼板を巻取る熱延鋼板の巻取装置であって、
熱延鋼板が巻き付けられるマンドレルと、
前記マンドレルに巻き付けられた熱延鋼板に張力を与えるピンチロールと、
前記マンドレルの周囲に設けられ、前記マンドレルに巻き付けられた熱延鋼板を押圧する少なくとも３つのラッパーロールと、
前記マンドレルと前記ラッパーロールを制御する制御部とを有し、
前記制御部は、
熱延鋼板の先端が前記マンドレルに達する前に、前記マンドレルを速度制御し、
熱延鋼板の先端が前記マンドレルに巻き付いた際に、前記ラッパーロールにより前記マンドレルに巻き付いた熱延鋼板を押圧し、その際に、熱延鋼板の先端位置をトラッキングしつつ前記ラッパーロールの制御を段差回避制御であるＡＪＣ（Auto Jumping Control）制御により行い、
熱延鋼板の先端が前記マンドレルに巻き付いた際の前記マンドレルのトルクが予め設定した値に達した際に、前記マンドレルの制御を速度制御から張力制御に切り替え、
前記マンドレルに対する熱延鋼板の巻数が所定の巻数に達しても張力制御に切り替わらない場合に、前記ラッパーロールの制御をＡＪＣ制御から、ＣＰＲ（Constant Pressure Regulation）制御に切り替えることを特徴とする熱延鋼板の巻取装置。
【００２１】
（７）前記制御部は、前記マンドレルのトルクが前記予め設定した値に達し、その値が所定時間継続した際に、前記マンドレルの制御を速度制御から張力制御に切り替えることを特徴とする（６）に記載の熱延鋼板の巻取装置。
【００２２】
（８）前記制御部は、前記マンドレルが熱延鋼板を予め指定された所定の巻数を巻き取りした段階で、前記ラッパーロールに開放指令を出すことを特徴とする（６）または（７）に記載の熱延鋼板の巻取装置。
【００２３】
（９）熱間圧延工程において、熱延鋼板を巻取る熱延鋼板の巻取装置であって、
熱延鋼板が巻き付けられるマンドレルと、
前記マンドレルに巻き付けられた熱延鋼板に張力を与えるピンチロールと、
前記マンドレルの周囲に設けられ、前記マンドレルに巻き付けられた熱延鋼板を押圧する少なくとも３つのラッパーロールと、
前記マンドレルと前記ラッパーロールを制御する制御部とを有し、
前記制御部は、
前記マンドレルと熱延鋼板との間にスリップが生じた場合に、
前記ラッパーロールに全閉指令を出し、前記ラッパーロールをＣＰＲ（Constant Pressure Regulation）制御することにより、前記マンドレルと前記ピンチロールとの間の熱延鋼板に張力を生じさせ、熱延鋼板の巻取りを可能にすることを特徴とする熱延鋼板の巻取装置。
【００２４】
（１０）前記制御部は、熱延鋼板の先端が前記マンドレルに達する前に、前記マンドレルを速度制御し、熱延鋼板の先端が前記マンドレルに巻き付いた際の前記マンドレルのトルクが予め設定した値に達して、前記マンドレルの制御を速度制御から張力制御に切り替えたものの、前記ラッパーロールが所定の巻数で開放した際に、前記マンドレルに芯が形成されていないことにより、前記マンドレルと熱延鋼板にスリップが生じたことが検出された際に前記ラッパーロールに全閉指令を出すことを特徴とする（９）に記載の熱延鋼板の巻取装置。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、マンドレルに対する熱延鋼板の巻数が所定の巻数に達しても張力制御に切り替わらない場合に、ラッパーロールの制御をＡＪＣ制御から、ＣＰＲ制御に切り替えるので、スリップを生じさせずに芯形成を行うことができ、高強度厚肉鋼板から薄物まで、先端スリップを発生させることなく巻取りが可能となる。
【００２６】
また、マンドレルと熱延鋼板との間にスリップが生じた場合に、ラッパーロールに全閉指令を出し、ラッパーロールをＣＰＲ制御することにより、マンドレルとピンチロールとの間の熱延鋼板に張力を生じさせ、熱延鋼板の巻取りを可能にするので、先端スリップが発生しても、熱延鋼板を自動的に巻取ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の巻取方法が適用される巻取装置を備えた熱間圧延設備を示す概略図である。
【図２】本発明の熱延鋼板の巻取方法が適用される巻取装置５を示す構成図である。
【図３】ＡＪＣ制御を説明するための図である。
【図４】熱延鋼板の先端をマンドレル３２に巻き付け、芯を形成する手順を説明するための図である。
【図５】ＡＪＣ制御の場合とＣＰＲ制御の場合とで、マンドレル３２のトルクの変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
＜熱間圧延設備＞
図１は、本発明の巻取方法が適用される巻取装置を備えた熱間圧延設備を示す概略図である。
熱間圧延設備１００は、加熱炉１、粗圧延機２、仕上圧延機３、冷却装置４、および巻取装置５を備えている。この熱間圧延設備１００では、連続鋳造または造塊、分塊によって製造された鋼スラブ１０を、加熱炉１によって数百〜千数百℃に加熱した後、粗圧延機２で所定の厚さまで圧延してシートバー１１とする。そして、得られたシートバー１１を仕上圧延機３で圧延して熱延鋼板１２を得る。熱延鋼板１２はランナウトテーブル６で冷却装置４により所定の温度に冷却され、巻取装置５によりコイル状に巻き取られる。
【００２９】
＜巻取装置＞
次に、本発明の熱延鋼板の巻取方法が適用される巻取装置５について説明する。
図２は、本発明の熱延鋼板の巻取方法が適用される巻取装置５を示す構成図である。図２に示すように、巻取装置５は、ランナウトテーブル６の搬送ロール２１上を水平なパスライン２２に沿って搬送されてきた熱延鋼板１２を、斜め下方に向かう巻取ライン２３に導入して巻き取るものであり、高強度厚肉鋼板から薄物まで巻き取り可能なマルチコイラーとして構成される。
【００３０】
巻取装置５は、主要な構成要素として、ピンチロール３１ａ，３１ｂと、マンドレル３２と、４つのラッパーロール３３と、ゲート３４と、シュートロール３５と、ホールドダウンロール（ベンディングロール）３６と、制御部３７とを備える。
【００３１】
ピンチロール３１ａ、３１ｂは、パスライン２２に沿って水平に搬送される熱延鋼板１２を挟んで下方に曲げ、巻取ライン２３に導くとともに、巻取ライン３２の熱延鋼板１２に張力を与えるものである。ピンチロール３１ａと３１ｂとは近接離間可能に設けられており、上側のピンチロール３１ａは、マンドレル３２に熱延鋼板１２を巻き取る場合を除き、下側のピンチロール３１ｂから離間するようになっている。
【００３２】
マンドレル３２は、巻取ライン２３の下流側に配置され、モーター（図示せず）により回転されて延鋼板１２を巻き取るものであり、その径を２段階に拡大させることが可能な拡縮機構を有している。
【００３３】
ラッパーロール３３は、マンドレル３２の周囲に間隔をおいて配置され、熱延鋼板１２をマンドレル３２に巻付ける際に、マンドレル３２に巻き付けられた熱延鋼板１２を押圧する機能を有するものであり、モーター（図示せず）により回転されるとともに、油圧機構（図示せず）によりマンドレル３２に対して近接離間可能に構成されている。マンドレル３２の周方向において隣り合うラッパーロール３３の間にはラッパーエプロン４１が配置されている。ラッパーエプロン４１は、熱延鋼板１２がマンドレル３２に巻き付くときにその先端をガイドするものである。ラッパーエプロン４１は、ラッパーロール３３とともにマンドレル３２に対して近接離間可能に構成されている。なお、本例ではラッパーロール３３を４個設けているが、３個以上であればよい。
【００３４】
ゲート３４は、ピンチロール３１ａ，３１ｂの出側に設けられており、巻取ライン２３を開閉するように構成される。シュートロール３５は、巻取ライン２３のゲート３０よりも下流側に設けられ、熱延鋼板１２の先端がマンドレル２０に巻き付くときに、熱延鋼板１２が上向に湾曲することを抑制するものである。
【００３５】
ゲート３４よりも下側には、巻き取りライン２３の上下にシュートガイド４２、４３が設けられている。シュートガイド４２、４３は、マンドレル３２とラッパーロール３３ａとの間の噛み込み口に熱延鋼板１２の先端を導くものである。下側のシュートガイド４３は、ラッパーエプロン４１の一つと一体的に設けられている。
【００３６】
ホールドダウンロール（ベンディングロール）３６は、ピンチロール３１ａ，３１ｂよりも上流側に配置され、熱延鋼板１２が巻取ライン２３に導入された際に、熱延鋼板１２がパスライン２２から上方に外れることや、熱延鋼板１２が巻き終わるときに尾端が跳ね上がることを防止するために、熱延鋼板１２を上方から押圧する。
【００３７】
制御部３７は、マンドレル３２の回転およびラッパーロール３３の移動を制御する。具体的には、制御部３７は、マンドレル３２に熱延鋼板１２が達する前に、マンドレル３２およびラッパーロール３３の回転速度を熱延鋼板１２の搬送速度よりも大きくなるように速度制御する。また、熱延鋼板１２がマンドレル３２とラッパーロール３３の間に進入したときに、拡縮機構を制御してマンドレル３２を過拡大させ、熱延鋼板１２を引き込みながらリード（速度差）分でたるみ（ループ）を吸収するように制御する。そして、熱延鋼板１２の先端がマンドレル３２に巻き付いてマンドレル３２のトルク（張力トルク等）が設定値に達した時点で張力制御に切り替える。また、制御部３７は、熱延鋼板１２がマンドレル３２とラッパーロール３３の間に進入した際に、ラッパーロール３３が熱延鋼板１２を押圧するように制御する。この際にラッパーロール３３の制御は、熱延鋼板の先端位置をトラッキングしてＡＪＣ制御により行う。また、熱延鋼板１２のマンドレル３２に対する巻数が所定の巻数に達してもマンドレル３２が張力制御に切り替わらない場合は、ラッパーロール３３の制御をＡＪＣ制御からＣＰＲ制御に切り替える。
【００３８】
また、制御部３７は、マンドレル３２が熱延鋼板１２を予め指定された所定の巻数を巻き取りした段階で、ラッパーロール３３に開指令を出し、ラッパーロール３３を開放させる。
【００３９】
さらに、制御部３７は、熱延鋼板１２とマンドレル３２との間にスリップが発生したことを検知した場合に、ラッパーロール３３に全閉指令を出し、ラッパーロール３３をＣＰＲ制御して熱延鋼板１２の巻取りを可能にする。
【００４０】
ラッパーロール３３のＡＪＣ制御は、鋼板先端に対応する段差がラッパーロール３３に衝突することによって発生する鋼板のトップマーク（重ね傷）を最小にするために行う制御であり、図３に示すように行われる。すなわち、ＡＪＣ制御は、図３（ａ）に示すようにＣＰＲ制御が行われているラッパーロール３３に、鋼板先端に対応する段差が近づくと、段差が到達する前に、図３（ｂ）に示すように、ラッパーロール３３の制御をＣＰＲ制御から定位置制御（ＣＰＣ（Constant-Position-Control）制御）に切り替えて、ラッパーロール３３をマンドレル３２から離れた位置にジャンプさせ、鋼板先端に対応する段差がラッパーロールを通過した際に、図３（ｃ）に示すように、ラッパーロール３３をマンドレル３２方向に移動させ、マンドレル３２に接触した時点でＣＰＲ制御を開始する制御である。
【００４１】
＜巻取装置による巻取動作＞
次に、以上のように構成された巻取装置による巻取動作（巻取方法）について説明する。
【００４２】
加熱炉１によって数百〜千数百℃に加熱された鋼スラブ１０は、粗圧延機２で所定の厚さまで圧延されてシートバー１１とされ、仕上圧延機３で圧延されて熱延鋼板１２となり、熱延鋼板１２はランナウトテーブル６で冷却装置４により所定の温度に冷却され、巻取装置５に送られる。
【００４３】
巻取装置５においては、パスライン２２に沿って搬送された熱延鋼板１２がピンチロール３１ａ，３１ｂにより通板角度を斜め下方に変えられ、巻き取りライン２３に導かれる。熱延鋼板１２は、シュートロール３５およびシュートガイド４２、４３の間を通り、マンドレル３２とラッパーロール３３の間に導かれる。
【００４４】
次に、熱延鋼板の先端をマンドレル３２に巻き付け、芯を形成する。芯を形成するとは、鋼板先端をマンドレルに密着した状態で巻き付けて、スリップが生じない状態で固定された芯とすることである。
【００４５】
この際の手順について、図４を参照して説明する。
まず、図４（ａ）のように、熱延鋼板１２がマンドレル３２とラッパーロール３３の間に導かれる前に、マンドレル３２およびラッパーロール３３を所定の速度で回転させる。このときの回転速度は、熱延鋼板１２の搬送速度よりも大きくなるようする。
【００４６】
次いで、図４（ｂ）のように、熱延鋼板の先端がマンドレル３２とラッパーロール３３の間に進入すると、所定のタイミングでマンドレル３２が過拡大して熱延鋼板１２を引き込み、ラッパーロール３３がマンドレル３２に巻き付いた熱延鋼板１２を所定の圧力で押圧し、熱延鋼板１２をマンドレル３２に密着させる。このときラッパーロール３３はＡＪＣ制御により制御される。
【００４７】
次いで、図４（ｃ）のように、熱延鋼板１２の先端がマンドレル３２に巻き付いてトルク（張力トルク等）が徐々に上昇していき、トルクの値が予め定めた設定値に達して所定時間継続した際に、芯が形成されたと判断し、マンドレル３２の制御を速度制御から張力制御に切り替え、ロードオンする。すなわち、所定速度で回転する制御から、熱延鋼板の張力が一定となる制御に切り替える。このときの継続時間は５００ｍｓｅｃが好ましい。また、このときの張力は、ピンチロール３１ａ，３１ｂにより形成される。
【００４８】
このとき、ラッパーロール３３のＡＪＣ制御では、上述したように、ラッパーロール３３に鋼板先端に対応する段差が到達する前に、ラッパーロール３３を熱延鋼板１２から離れた位置にジャンプさせるので、不可避的にラッパーロール３３が熱延鋼板１２を押圧していない期間が生じ、芯形成には不利な方向に作用する。このため、このような制御では熱延鋼板１２の芯形成が遅れ、芯形成までの間に熱延鋼板１２とマンドレル３２との間でスリップが生じるおそれがある。特に、３．０ｍｍ以下の薄物で巻き取り温度が低い熱延鋼板を巻取るときにスリップが発生しやすい。
【００４９】
スリップが発生すると、巻取りを継続することができず、巻取るラインを急速停止する他はなく、当材はスクラップとなるばかりでなく、ライン上にあるシートバーは半成材となり、半成材の処理の間ラインを止めておく必要があるため、処理能率、安定稼働、歩留まりを著しく阻害してしまうため、スリップを防止する必要がある。
【００５０】
これに対して、マンドレルの制御をＣＰＲ制御にすると、芯形成を短時間で行え、スリップを生じ難くできることが判明した。すなわち、ＣＰＲ制御は定圧力制御であるから、先端巻取の間、ラッパーロール３３は、マンドレル３２に巻き付いた熱延鋼板１２を常に押圧している状態となり、熱延鋼板が芯形成を短時間で行うことができる。
【００５１】
このことを、図５を参照して説明する。図５は、ＡＪＣ制御の場合とＣＰＲ制御の場合とで、マンドレル３２のトルクの変化を示す図である。この図に示すように、ＣＰＲ制御の場合には、ＡＪＣ制御よりもマンドレルのトルクが上昇しやすく、熱延鋼板の先端がマンドレル３２とラッパーロール３３の間に進入してから、マンドレルのトルクが設定値に達するまでの時間がＡＪＣ制御の場合よりも短い。その結果、ＣＰＲ制御におけるマンドレルをロードオンするまでの時間を１とすると、ＡＪＣ制御におけるマンドレルをロードオンするまでの時間が１．８であり、ＡＪＣ制御の場合のロードオンするまでの時間がＣＰＲ制御の場合の約２倍であった。
【００５２】
このような知見に基づき、本実施形態では、熱延鋼板の先端がマンドレル３２とラッパーロール３３の間に進入してからＡＪＣ制御を行い、熱延鋼板１２のマンドレル３２に対する巻数が所定の巻数（例えば３巻）に達してもマンドレルが張力制御に切り替わらない場合は、ラッパーロール３３の制御をＡＪＣ制御からＣＰＲ制御に切り替える。
【００５３】
これにより、その後短時間でマンドレルのトルクを設定値まで上昇させてマンドレルの制御を張力制御に切り替えることができるため、熱延鋼板１２が薄物であっても、先端スリップの発生を抑制することができ、高強度厚肉鋼板から薄物まで、先端スリップを発生させることなく巻取ることができる。
【００５４】
マンドレル３２が熱延鋼板１２を予め指定された所定の巻数を巻き取りした段階で、ラッパーロール３３に開指令が出され、ラッパーロール３３が開放する。そして、マンドレル３２は、張力制御により巻取りを継続する。
【００５５】
ところで、通常は、マンドレル３２のトルクが上昇し、張力制御に切り替わった際には、芯が形成されていて、熱延鋼板１２とマンドレル３２との間にスリップは生じないが、マンドレルの制御が張力制御に切り替わっても、実際にはマンドレル３２に十分に芯が形成されておらずスリップが発生することがある。
【００５６】
上述したように、完全自動化の進んだ現在の巻取装置では、スリップが発生すると、巻取りを継続することができず、ラインを急速停止する他はないが、半成材の処理等に時間がかかるため、ラインのダウンタイムが長くなり、処理能率、安定稼働、歩留まりを著しく阻害してしまう。
【００５７】
そこで、熱延鋼板１２とマンドレル３２との間にスリップが発生したことが検出された際に、制御部３７からラッパーロール３３に全閉指令を出し、ラッパーロール３３をＣＰＲ制御し、マンドレル３２とピンチロール３１ａ，３１ｂの間の熱延鋼板１２に張力を生じさせることにより熱延鋼板１２の巻取りを可能にする。これにより、スリップが生じたときのラインのダウンタイムを大幅に短縮することができる。
【００５８】
本発明のような完全自動化された巻取装置においては、０．１〜０．２ｓｅｃといった極短時間のうちに巻取可否の結果が決まり、巻取りができない場合に主に巻取速度が速く巻き取り温度が高い薄物材でスリップが発生するが、本発明では、巻取の可否をマンドレルのトルクにより把握し、これに基づいてラッパーロールをＡＪＣ制御からＣＰＲ制御に切り替えるという自動制御により対応するので、高強度厚肉鋼板から薄物まで、熱延鋼板の先端のスリップの発生を効果的に抑制することができる。
【００５９】
また、たとえスリップが発生しても、ラッパーロール３３に全閉指令を出し、ラッパーロール３３をＣＰＲ制御して、自動制御により最後まで巻取るようにするので、装置のダウンタイムを大幅に短縮することができる。
【００６０】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々変形が可能である。例えば上記実施形態では、マンドレルのトルクの値が予め定めた設定値に達した後の継続時間として５００ｍｓｅｃを例示したが、これに限らず、装置仕様等に応じて適宜設定すればよい。また、ラッパーロールの制御をＡＪＣ制御からＣＰＲ制御に切り替える際にトリガーとなるマンドレルが張力制御に切り替わらない熱延鋼板の巻数として３巻きを例示したが、これに限らず、熱延鋼板の厚さ等に応じて適宜設定すればよい。
【実施例】
【００６１】
以下、本発明の実施例について説明する。
ここでは、巻取装置として高強度極厚材から薄物まで巻取り可能なマルチコイラーを用いた。対象とする熱延鋼板の材料としてＳＰＨＣを用い、厚み２５０ｍｍ、幅１２００、１５００、１８００ｍｍ、重量２０トンのスラブを熱間圧延ラインの粗圧延工程、仕上圧延工程を経て厚み１．２ｍｍ、２．３ｍｍ、３．０ｍｍに仕上げ、冷却テーブル上にて６００℃まで冷却したのちに巻取装置に進入させた。巻取装置では、マンドレル、ラッパーロール、ピンチロールともに板厚近辺で待機させ、リード運転した。鋼板を巻取装置に進入させた後、ラッパーロールの制御を段差回避制御である先端ＡＪＣ制御としたが、２．３ｍｍｔ材で先端１０回転しマンドレルが過拡大してもマンドレルトルクが立ち上がらず芯の形成ができていない状態であった。そこでラッパーロールの制御を、ＡＪＣ制御からＣＰＲ制御に切替えた。その結果、先端部はマンドレルに巻付き、マンドレルが張力制御に切り替わり、スリップによるダウンを発生させることなく巻取りが完了した。これにより高強度極厚材の巻取りが可能なマルチコイラーにて薄物の巻取りコイルを巻取ることができ、本発明による効果が確認された。
【００６２】
また、３．０ｍｍの熱延鋼板を巻取装置に進入させた後、ラッパーロールの制御を差回避制御である先端ＡＪＣ制御とし、張力制御に切り替わったが先端９巻きし、ラッパーロール開タイミングでスリップが発生した。そこでラッパーロールに閉指令を与えラッパーロールの制御をＣＰＲ制御とし、鋼板に張力を与えて巻取りを完了させた。同様にスリップによるダウンを発生させることなく巻取装置で巻取ることができ、本発明による効果が確認された。
【符号の説明】
【００６３】
１  加熱炉
２  粗圧延機
３  仕上圧延機
４  冷却装置
５  巻取装置
１０  鋼スラブ
１１  シートバー
１２  熱延鋼板
２２  パスライン
２３  巻取ライン
３１ａ，３１ｂ  ピンチロール
３２  マンドレル
３３  ラッパーロール
３５  シュートロール
３６  ホールドダウンロール
３７  制御部
１００  熱間圧延設備
【図１】
0006406280.tif 000002
【図２】
0006406280.tif 000003
【図３】
0006406280.tif 000004
【図４】
0006406280.tif 000005
【図５】
0006406280.tif 000006