(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準圧延ライン(12)と、該基準圧延ライン(12)と交差する横方向にズレるのみでなく、高さ方向にも変位する位置に設定した第２ライン(23)とを接続する変更ライン(24)における各ライン(12,23)との接続部に夫々配置され、圧延線材(11)を三次元の円弧曲線(S)に沿って案内する誘導案内装置であって、
前記圧延線材(11)を挟んで案内し得る一対の回転ローラ(30,30)と、これら一対の回転ローラ(30,30)の夫々を独立して回転駆動するモータ(36,36)とからなるローラ組(31)が取付台(37)に組付けられてユニット化され、
複数のローラ組(31)が、前記円弧曲線(S)上に所定の配設ピッチで、基台(32)に対して取付台(37)を介して着脱可能に配置され、
各ローラ組(31)においては、両回転ローラ(30,30)の軸心(C1,C1)が、前記円弧曲線(S)の中心点(G)から放射状に延びる放射線(H)上に整列するよう設定され、
また、上流側のローラ組(31)における両回転ローラ(30,30)間を通過した圧延線材(11)の先端が下流側のローラ組(31)における円弧曲線(S)の径方向外側に位置する回転ローラ(30)に当接した当接点(A)および該回転ローラ(31)の軸心(C1)を通る当接線(B)と、当該のローラ組(31)を構成する両回転ローラ(30,30)の軸心(C1,C1)を通る放射線(H)とのなすピックアップ角度(θ)が２０°以下となるように、前記各ローラ組(31)の配設ピッチおよび回転ローラ(30)の直径が設定されている
ことを特徴とする圧延線材の誘導案内装置。
【請求項２】
前記基台(32)は、流体圧シリンダ(33)の正逆付勢により前記基準圧延ライン(12)と直交する水平左右方向に移動され、
前記基台(32)における最上流側に位置するローラ組(31)における両回転ローラ(30,30)の対向する線材導入部を、前記基準圧延ライン(12)上に臨む接続位置に位置決めした際に、該基準圧延ライン(12)を走行する圧延線材(11)が、両回転ローラ(30,30)間に導かれて変更ライン(24)に案内され、
前記基台(32)を、前記基準圧延ライン(12)と離間する退避位置に位置決めした際に、前記基準圧延ライン(12)を走行する圧延線材(11)が、該基準圧延ライン(12)に直線的に接続した第１ライン(19)に案内されるよう構成した請求項１記載の圧延線材の誘導案内装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、圧延線材を三次元の円弧曲線に沿って案内する誘導案内装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７に示す如く、加熱炉１０を通過した圧延線材１１の基準圧延ライン１２は、例えば複数の圧延機を備える粗列１３、第１中間列１４および第２中間列１５から構成され、該基準圧延ライン１２に対し、第１サイジングミル１６および第２サイジングミル１７を介して圧延線材１１をポーリングリール１８に向けて供給する第１ライン１９が直線的に接続されると共に、仕上げ圧延機３９またはブロックミル２０およびサイジングミル２１を介して圧延線材１１をレーイングヘッド２２に向けて供給する第２ライン２３が、基準圧延ライン１２から分岐する変更ライン２４を介して接続されている。そして、基準圧延ライン１２を経て所定径まで圧延された圧延線材１１は、求められる製品サイズに応じて、第１ライン１９または第２ライン２３に振分けられるよう構成される。
【０００３】
前記基準圧延ライン１２に対して第２ライン２３は、設置スペースや工場レイアウト等の関係で、基準圧延ライン１２と交差する横方向にズレるのみでなく、高さ方向にも変位する位置に設定されている。このため、前記変更ライン２４における基準圧延ライン１２および第２ライン２３との夫々の接続部は三次元の円弧曲線状に形成されており、各接続部に配置された誘導案内装置２５により圧延線材１１の円滑な誘導案内を行なうよう構成される。すなわち、この誘導案内装置２５は、一対のフリーローラ２６,２６からなる複数のローラ組２７(図８参照)を、各ローラ組２７のフリーローラ間を圧延線材１１が通過するように前記円弧曲線上に配置して構成され、圧延線材１１が各ローラ組２７を通過する毎に進行方向が変更されて円弧曲線状に誘導するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように三次元の円弧曲線上に配置したローラ組２７では、上流側のローラ組２７を通過した圧延線材１１の先端は、下流側のローラ組２７における一方(円弧曲線の径方向外側)のフリーローラ２６に当接した後に両ローラ２６,２６間に案内される。この場合に、線材先端がフリーローラ２６に当接する際の衝撃等によって、ローラ自体に割れが発生したり、該ローラ２６が短期間で摩耗し、更にはベアリングの焼付き等も発生し、耐久性に劣るものであった。なお、線材先端がフリーローラ２６に当接したときに加わる衝撃の大きさは、図８に示す如く、上流側のローラ組２７を通過した圧延線材１１の先端が下流側のローラ組２７の一方のフリーローラ２６に当接した当接点Ａおよび該フリーローラ２６の軸心Ｃを通る当接線Ｂと、当該のローラ組２７を構成する両フリーローラ２６,２６の軸心Ｃ,Ｃを通る基準線Ｄとのなすピックアップ角度θに関係し、該ピックアップ角度θが大きい程、衝撃は大きくなる。すなわち、前記基準圧延ライン１２に対する変更ライン２４の曲り角α(図７参照)が小さければ、各ローラ組２７が配置される円弧曲線の曲率は緩やかとなり、前記ピックアップ角度θを小さく設定することが可能となり、前記フリーローラ２６を用いた誘導案内装置２５でも対応することは可能であった。
【０００５】
しかし、工場レイアウト等の関係で基準圧延ライン１２に対する変更ライン２４の曲り角αを大きく設定しなければならない場合は、前記ピックアップ角度θが大きくなって前述した問題の発生頻度が高くなり、前記フリーローラ２６を用いる誘導案内装置２５では圧延線材１１の円滑な誘導案内を行ない得ないのが実状であった。なお、前記フリーローラ２６の径を大きくすることで、前記ピックアップ角度θを小さくすることは可能であるが、この場合にはローラ重量が重くなるため、線材案内時においてフリーローラ２６に回転不良を生じて、線材表面にカキ疵が慢性的に発生する問題を招く。また同様に、圧延線材１１のバリがローラ表面に付着することで発生するイバリ疵も増大する難点も指摘される。
【０００６】
【発明の目的】
本発明は、前述した課題を好適に解決するべく提案されたものであって、圧延線材を常に円滑に案内して表面のカキ疵やイバリ疵の発生を防止して高品質の製品を生産し得る圧延線材の誘導案内装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を克服し、所期の目的を達成するため本発明に係る圧延線材の誘導案内装置は、
基準圧延ラインと、該基準圧延ラインと交差する横方向にズレるのみでなく、高さ方向にも変位する位置に設定した第２ラインとを接続する変更ラインにおける各ラインとの接続部に夫々配置され、圧延線材を三次元の円弧曲線に沿って案内する誘導案内装置であって、
前記圧延線材を挟んで案内し得る一対の回転ローラと、これら一対の回転ローラの夫々を独立して回転駆動するモータとからなるローラ組が取付台に組付けられてユニット化され、
複数のローラ組が、前記円弧曲線上に所定の配設ピッチで、基台に対して取付台を介して着脱可能に配置され、
各ローラ組においては、両回転ローラの軸心が、前記円弧曲線の中心点から放射状に延びる放射線上に整列するよう設定され、
また、上流側のローラ組における両回転ローラ間を通過した圧延線材の先端が下流側のローラ組における円弧曲線の径方向外側に位置する回転ローラに当接した当接点および該回転ローラの軸心を通る当接線と、当該のローラ組を構成する両回転ローラの軸心を通る放射線とのなすピックアップ角度が２０°以下となるように、前記各ローラ組の配設ピッチおよび回転ローラの直径が設定されていることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る圧延線材の誘導案内装置につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下説明する。なお、図７および図８を参照して説明した従来の技術に既出の同一または同種の部材・部位には、同じ符号を付して詳細説明は省略することとする。
【０００９】
図１は、本実施例に係る誘導案内装置の概略構成を示すものであって、該誘導案内装置２８,２９は、図７を参照して従来の技術で説明した如く、変更ライン２４と基準圧延ライン１２および第２ライン２３との接続部に夫々配置されるものであって、その構成は対象であるから、基準圧延ライン１２と変更ライン２４との接続部に配置される上流側の誘導案内装置２８の構成についてのみ説明し、変更ライン２４と第２ライン２３との接続部に配置される下流側の誘導案内装置２９の同一部材には同じ符号を付すものとする。
【００１０】
前記上流側の誘導案内装置２８は、図２に示す如く、相互に反対方向に回転駆動される一対の回転ローラ３０,３０で構成される複数のローラ組３１が、基台３２上に、後述する三次元の円弧曲線Ｓに沿って所定の配設ピッチで配置されて構成される。なお基台３２は、流体圧シリンダ３３の正逆付勢により前記基準圧延ライン１２と直交する水平左右方向に移動可能に構成され、最上流側に位置するローラ組３１における両回転ローラ３０,３０の対向する線材導入部を、基準圧延ライン１２上に臨む接続位置と離間する退避位置とに位置決めし得るよう構成され、接続位置に基台３２を位置決めすることで、基準圧延ライン１２を走行する圧延線材１１が誘導案内装置２８に導かれるようになっている。また基台３２には、退避位置に位置決めされた際に基準圧延ライン１２に整列する案内部材３４が配設され、該案内部材３４を介して圧延線材１１が前記第１ライン１９に案内されるよう構成される。なお、第２ライン２３との接続部に配置される下流側の誘導案内装置２９に関しては、第２ライン２３に対する接離は必要ないので、当該装置２９の基台３２は、最下流側に位置するローラ組３１における両回転ローラ３０,３０の対向する線材通出部が第２ライン２３に整列する定位置に固定配置されている。
【００１１】
ここで、前記上流側の誘導案内装置２８と下流側の誘導案内装置２９との間には水冷ゾーン３５が設けられ、基準圧延ライン１２から分岐するよう誘導案内装置２８により誘導案内された圧延線材１１が、該水冷ゾーン３５を通過する際に冷却されるようになっている。
【００１２】
前記各ローラ組３１を構成する回転ローラ３０,３０は、図３に示す如く、夫々がモータ３６により独立して回転駆動されるよう構成されると共に、両ローラ３０,３０の周速は、基準圧延ライン１２における圧延線材１１の走行速度より僅かに速く設定され、両回転ローラ３０,３０間に導入される圧延線材１１を下流側に向けて円滑に案内し得るよう構成してある。なお、両回転ローラ３０,３０における圧延線材１１が通過する対向部(線材導入部)の間隔は、圧延線材１１の直径に対して大きく(線材直径＋５ｍｍ程度)設定されている。また、各ローラ組３１を構成する回転ローラ３０,３０およびモータ３６,３６は取付台３７に組付けられてユニット化されており、前記基台３２に対して取付台３７を介してローラ組３１が着脱可能に配設されるよう構成してある。図２において符号３８は、ローラ組３１とローラ組３１との間に配置されて圧延線材１１を案内するガイド部材を示す。
【００１３】
次に、前記誘導案内装置２８における各ローラ組３１の配置関係について、図４を参照して説明する。この図に示す如く、前記基準圧延ライン１２をＸ軸とした場合に、該Ｘ軸上に設定された基準点Ｏから傾斜角θ1、仰角θ2の距離Ｌにある下流側のＦ点と、基準点Ｏから距離ＬにあるＸ軸上の上流側のＥ点とが存在するＸ−Ｙ−Ｚ平面において、前記Ｅ点およびＦ点を結ぶ線分を挟んで基準点Ｏとは反対側に、Ｅ点およびＦ点を通る半径Ｒの円弧の中心点Ｇを設定する。そして、中心点Ｇを中心とする半径Ｒの円弧曲線Ｓに対し、各ローラ組３１は、回転ローラ３０,３０の軸心間の中心位置が該円弧曲線Ｓ上に臨むと共に、両回転ローラ３０,３０の軸心Ｃ1,Ｃ1が中心点Ｇから放射状に延びる放射線Ｈ上に整列する姿勢で配置される。なお、実施例に係る誘導案内装置２８は、傾斜角θ1≧１５°、仰角θ2≧５°で設定される三次元の円弧曲線Ｓに沿って圧延線材１１を誘導案内する場合に好適に使用される。また、円弧曲線Ｓの半径Ｒは、前記基準圧延ライン１２に対する変更ライン２４の曲り角αに応じて変更されるものである。
【００１４】
更に、上流側のローラ組３１における両回転ローラ３０,３０間を通過した圧延線材１１の先端が下流側のローラ組３１における円弧曲線Ｓの径方向外側に位置する回転ローラ３０に当接した当接点Ａおよび該回転ローラ３０の軸心Ｃ1を通る当接線Ｂと、当該のローラ組３１を構成する両回転ローラ３０,３０の軸心Ｃ1,Ｃ1を通る放射線Ｈとのなすピックアップ角度θ(図８参照)が２０°以下、好適には１５°以下となるように、前記各ローラ組３１の配設ピッチ(両回転ローラ３０,３０の対向中心における間隔)および回転ローラ３０の直径(ローラ径)が設定されている。ちなみに、回転ローラ３０の直径が２８５ｍｍである場合は、ピックアップ角度θを１５°以下とするためには、ローラ組３１の配設ピッチは３６０ｍｍとなる。
【００１５】
【実施例の作用】
次に、前述のように構成された実施例に係る誘導案内装置の作用につき説明する。
【００１６】
前記上流側の誘導案内装置２８を退避位置に位置決めしている状態では、前記基準圧延ライン１２を走行する圧延線材１１は、前記基台３２に配設されている案内部材３４を介して第１ライン１９に案内され、該圧延線材１１は前記第１サイジングミル１６および第２サイジングミル１７を介して所定径まで圧延された後に、前記ポーリングリール１８に供給される。
【００１７】
次に、製品寸法を変更する場合は、前記上流側の誘導案内装置２８を接続位置に位置決めし、該案内装置２８を基準圧延ライン１２に接続する。この場合は、基準圧延ライン１２を走行する圧延線材１１は、誘導案内装置２８の各ローラ組３１で誘導案内されて三次元の円弧曲線Ｓに沿って下流側に走行し、前記水冷ゾーン３５に導かれる。そして、該水冷ゾーン３５を通過した圧延線材１１は、下流側の誘導案内装置２９の各ローラ組３１で誘導案内されて三次元の円弧曲線Ｓに沿って下流側に走行し、前記第２ライン２３に導かれる。この圧延線材１１は前記ブロックミル２０およびサイジングミル２１を介して所定径まで圧延された後に、前記レーイングヘッド２２に供給される。
【００１８】
前記各ローラ組３１で誘導案内される圧延線材１１の先端が回転ローラ３０と当接する際のピックアップ角度θは、前述したように２０°以下に設定されているから、該回転ローラ３０に加わる衝撃力は小さく抑えられ、該ローラ３０の耐久性を向上し得る。また両回転ローラ３０,３０は、圧延線材１１の走行速度に追従する周速で回転駆動されているから、圧延線材１１を常に円滑に案内して表面にカキ疵やイバリ疵が発生するのを防止することができ、品質の高い製品を製造し得る。
【００１９】
ここで、工場レイアウト等の関係で基準圧延ライン１２に対する変更ライン２４の曲り角αを大きく設定しなければならない場合は、前記回転ローラ３０の径を大きくすることで、前記ピックアップ角度θを２０°以下に抑えることが可能である。そして、このように回転ローラ３０を大径化しても、該ローラ３０をモータ３６により積極駆動しているから、該ローラ３０に回転不良を生ずることはなく、圧延線材１１を常に円滑に誘導案内することができる。また、前記曲り角αを大きく設定することが可能となるから、変更ライン２４の延在長を短かく設定することができ、これによって圧延ライン全体の短縮化が可能となる。
【００２０】
なお、実施例では各回転ローラ３０がモータ３６により独立して回転駆動されているから、何れかのモータ３６が故障した場合は、当該のモータ３６のブレーキを解除して回転ローラ３０をフリー回転可能な状態とすることで対応し得る。また各ローラ組３１はユニット化されて基台３２に対して着脱可能に構成されているので、故障等が発生した場合の交換作業を短時間で行なうことができ、交換に伴うロスタイムを低減し得る。
【００２１】
【実験例１】
基準圧延ラインに対する曲り角を２５°に設定した変更ラインの接続部に、ローラ径が２８５ｍｍのフリーローラを用いた誘導案内装置を配置した従来例と、同径で回転駆動される回転ローラを用いた誘導案内装置を配置した発明例とにおいて、各装置を通過することで発生するカキ疵の発生に関し、従来例を１００とした場合の発明例の指数を図５に示す。また、両誘導案内装置を通過することで発生するイバリ疵の発生に関し、従来例を１００とした場合の発明例の指数を図６に示す。なお、イバリ疵の発生に関しては、ローラ径を７０ｍｍとしたフリーローラを用いた比較例のデータも併せて示した。
【００２２】
図５から判明する如く、ローラ径が同一であれば、積極駆動される回転ローラを用いることで、カキ疵の発生を著しく低減し得ることが確認された。また図６から判明する如く、フリーローラを用いる誘導案内装置であっても、比較例のようにローラ径を小さくすれば、イバリ疵の発生を低減させ得ることは可能であるが、依然として相当のイバリ疵が発生している。これに対して、発明例のように積極駆動される回転ローラを用いることで、イバリ疵の発生を完全に防止し得ることが確認された。
【００２３】
実施例ではローラ組を構成する各回転ローラを夫々モータにより独立して回転駆動するよう構成したが、一対の回転ローラを１基のモータにより相互に反対方向に回転駆動する構成を採用し得る。また誘導案内装置を構成するローラ組の数は、実施例の数に限定されるものでなく、ローラ組の配設ピッチやローラ径等に応じて適宜に設定される。更に、一対の回転ローラの間隔を調節可能に構成してもよい。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明した如く、本発明に係る圧延線材の誘導案内装置によれば、各ローラ組を構成する回転ローラを回転駆動するよう構成したから、該ローラは常に円滑に回転し、圧延線材を円滑に誘導案内することができ、カキ疵やイバリ疵の発生を抑制または完全に無くし、高品質の製品を製造し得る効果を奏する。また、圧延線材の先端が回転ローラに当接する際のピックアップ角度を２０°以下に設定したことで、その当接時の衝撃を小さくすることができ、該ローラの耐久性を向上し得る。なお、各回転ローラをモータにより独立して回転駆動するよう構成したので、何れかのモータが故障した場合は、当該のモータのみを交換したり修理するだけで簡単に対応できる。
また各ローラ組はユニット化されて基台に対して着脱可能に構成されているので、故障等が発生した場合の交換作業を短時間で行なうことができ、交換に伴うロスタイムを低減し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る誘導案内装置を変更ラインの両接続部に配置した状態を示す概略平面図である。
【図２】実施例に係る上流側の誘導案内装置を示す平面図である。
【図３】実施例に係るローラ組を示す正面図である。
【図４】実施例に係る誘導案内装置の各ローラ組の配置関係を示す説明図である。
【図５】実験例１に係るカキ疵の発生防止を評価する結果を示すグラフ図である。
【図６】実験例２に係るイバリ疵の発生防止を評価する結果を示すグラフ図である。
【図７】基準圧延ラインに対して第１ラインおよび第２ラインが接続される構成を示す概略説明図である。
【図８】圧延線材の先端がフリーローラに当接するピックアップ角度を示す説明図である。
【符号の説明】
１１  圧延線材
３０  回転ローラ
３１  ローラ組
３６  モータ
Ａ  当接点
Ｂ  当接線
Ｃ1  回転ローラの軸心
Ｇ  中心点
Ｈ  放射線
Ｓ  円弧曲線
θ  ピックアップ角度
【図１】
0003876715.tif 000002
【図２】
0003876715.tif 000003
【図３】
0003876715.tif 000004
【図４】
0003876715.tif 000005
【図５】
0003876715.tif 000006
【図６】
0003876715.tif 000007
【図７】
0003876715.tif 000008
【図８】
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