(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱間仕上げ圧延機の下流に複数台のダウンコイラーを配置し、かつ、最上流のダウンコイラーのピンチロールの上流にシヤーを設け、さらに該シヤーと最上流のピンチロールの間、および前記ダウンコイラーのピンチロール間にストリップの浮上を防止する通板装置を設けており、
前記通板装置は、ストリップが通過するパスラインより上方位置において前記ストリップの進行方向に延びるとともにその下面が開放し且つストリップを浮上させる程度の高速空気流を内部に流すダクトと、ストリップの浮上時にストリップを支持案内する回転ローラと、を有する、ことを特徴とする巻き取り設備。
【請求項２】
前記ピンチロールは、上ピンチロールを油圧シリンダで支持する、ことを特徴とする請求項１の巻き取り設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、仕上げ圧延機の入り側で、先行ストリップの尾端と後続ストリップの先端を接続して複数本つなぎ、そのまま連続的に圧延する、いわゆる熱間圧延におけるエンドレス圧延の仕上げ圧延機出側の巻き取り設備に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１２は、従来の巻き取り設備の模式図である。従来の熱間圧延では、１本のスラブをバッチ圧延して１個のコイルを作っていた。図１２に示すように、仕上げ圧延機の最終スタンド１を出たストリップ２はテーブルローラ１０上を走行して、ピンチロール３，５、ダウンコイラー４，６より成る巻き取り設備に巻き取られて製品コイルとなる。なおこの図の場合、２台のピンチロール３，５、ダウンコイラー４，６でストリップを交互に巻き取っていくようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従って、このような巻き取り設備では、複数本のストリップを接合して圧延するエンドレス圧延には対応できなかった。
【０００４】
本発明は、かかる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、複数本のストリップを接合して圧延する熱間圧延のエンドレス圧延において、仕上げ圧延機の出側で所定の板厚に圧延された接合されたままのストリップを切り分け、ダウンコイラーで巻き取って製品コイルを作ることができる巻き取り設備を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、熱間仕上げ圧延機の下流に複数台のダウンコイラーを配置し、かつ、最上流のダウンコイラーのピンチロールの上流にシヤーを設け、さらに該シヤーと最上流のピンチロールの間、および前記ダウンコイラーのピンチロール間にストリップの浮上を防止する通板装置を設けており、前記通板装置は、ストリップが通過するパスラインより上方位置において前記ストリップの進行方向に延びるとともにその下面が開放し且つストリップを浮上させる程度の高速空気流を内部に流すダクトと、ストリップの浮上時にストリップを支持案内する回転ローラと、を有する、ことを特徴とする巻き取り設備が提供される。
【０００６】
本発明の好ましい実施形態によれば、前記ピンチロールは、上ピンチロールを油圧シリンダで支持するようになっている。
【０００７】
上記本発明の構成によれば、複数本のストリップを接合して圧延する熱間圧延のエンドレス圧延において、仕上げ圧延機の出側で所定の板厚に圧延された接合されたままのストリップを最上流のダウンコイラーのピンチロールの上流に設けられたシヤー（切断機）で切り分けることができ、かつ熱間仕上げ圧延機の下流に設けられた複数台のダウンコイラーで巻き取って製品コイルを作ることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態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、共通する説明を省略する。
【０００９】
図１は、本発明の巻き取り設備の全体構成図である。この図に示すように、本発明の巻き取り設備では、仕上げ圧延機の最終スタンド１（仕上圧延機）と第１番目のダウンコイラー４の入り側のピンチロール３の間にストリップ２（圧延した薄板）を切断するシヤー７（切断機）を設置し、シヤー７の出側、シヤー７と１番目のピンチロール３間にストリップ２の浮上を防止する通板装置８をテーブルローラ１０に対向して設ける。さらに、１番目のピンチロール３と第２番目のピンチロール５の間にも別の通板装置９を設ける。
【００１０】
本発明の熱間圧延設備では、仕上げ圧延機入り側（図示せず）で、先行ストリップの尾端と後続ストリップの先端を接続して複数本つなぎ、そのまま連続的に圧延する。熱間圧延でストリップを接合して圧延する目的の１つに、仕上げ厚１ｍｍ前後の薄いストリップの圧延作業の安定化がある。薄いストリップは剛性が弱いため圧延機への通板が難しく、また、尾端が上流側の圧延機を抜ける時、張力が無くなるので蛇行しやすい。蛇行によりストリップが圧延機へ２重に重なって噛み込み、いわゆる絞り込みを起こすと、ロールに傷が付き圧延作業を停止させる。また、仕上げ圧延機の最終スタンドを抜け、テーブルローラ上を走行中のストリップの先端が浮き上がり、ピンチロールに噛み込まなかったり、浮き上がりによりテーブルローラからの搬送力が伝達されなくなって搬送不能に陥ることがある。この場合も、圧延作業を停止させる問題点が生じる。
【００１１】
以上の問題点を防ぐためには、１本目と最後のストリップを圧延作業のしやすい板厚の厚いストリップとし、間に圧延作業の難しい薄いストリップを複数本はさんで、互いに接合して連続して圧延すれば良い。こうすれば、ストリップ先端の浮上も尾端の蛇行も起こりにくくなる。しかし、この場合、圧延が終わったストリップは１本１本切り分けて、コイル状に巻き取らなければならない。そのため、本発明では、仕上げ圧延機出側の第１番目のピンチロール３の入り側にシヤー７を設置している。シヤー７を通過し、１本１本切り分けられたストリップ２は図１に示すように、この例では２台のダウンコイラー４，６で交互に巻き取られる。
【００１２】
この場合に問題となるのは、シヤー７で切り分けられた薄いストリップ２が単独で走行する場合の、第１番目のピンチロール３へ進むまでの通板性と第２番目のピンチロール５へ進む場合の通板性である。すなわち、高速で剛性の弱いストリップが走行するため、先端が浮上してピンチロール３，５へ噛み込まなかったり、剛性が弱いためテーブルローラ１０、ピンチロール３の搬送力が十分ストリップ２に伝達されず、ストリップ２を搬送できなかったりすることが起こる。それを防ぐため、本発明では、シヤー７と最上流側のピンチロール３の間、およびダウンコイラーのピンチロール３，５の間にストリップ２の浮上を防止する通板装置８，９を設けている。
【００１３】
図２は、ストリップの浮上説明図である。この図に示すように、テーブルローラ１０の上を走行するストリップ２は、テーブルローラ１０との衝突により先端が持ち上がると、風圧と持ち上がったストリップ２の自重、および曲げ力が釣り合って、先端が浮上したまま走行する場合がある。特に板厚の薄いストリップ２を高速で走行させる場合、自重も軽く、また、曲げ力も小さいので先端の浮上が起こりやすい。
【００１４】
図２に示すように、ストリップ先端の仰角をθとすると、風圧によるストリップの揚力Ｆは、Ｆ∝ｓｉｎθ・ｓｉｎ２θと表される。すなわち、揚力Ｆはｓｉｎθ・ｓｉｎ２θに比例して大きくなるので、仰角θがある程度大きくならないと、ストリップ２の自重と曲げに抗してストリップ２を浮上させ続ける揚力Ｆは発生しない。
【００１５】
図３は、通板装置の第１実施形態を示す図である。上述したことから、ストリップ２の先端の浮上を防ぐ通板装置８，９として、図３に示すガイド装置１１が考えられる。これは、テーブルローラ１０に対向してストリップ２の上面に設置し、ストリップ２の浮上高さを制限する板ガイドである。ストリップ２の浮上高さを上面のガイド１１で制限すると、たとえストリップ２の先端がテーブルローラ１０との衝突により持ち上がっても、仰角θが小さく抑えられるので、揚力Ｆは小さくなり、決してストリップ２を浮上させ続けることはできない。
【００１６】
図４は、通板装置の第２実施形態を示す図であり、図５はその幅方向断面図である。図４に示すように、通板装置８，９はテーブルローラ１０に対向してストリップ２の上面に設けられる。通板装置８，９には、図５に示すように、空気ヘッダ１３内から幅方向外側に向けて下面１２にスリット状の１対のノズル１４が設けられ、ここから高速の空気が排出される。互いに反対方向に排出される高速空気流に、通板装置下部の案内面１１とストリップ２との間の空気が巻き込まれて排出され、この部分の圧力が大気圧に比べて低下する。このため、ストリップ２の下面に作用する大気圧と通板装置のある上面との圧力差に基づく、図５の下側の圧力線図に示すような吸引力によってストリップ２は通板装置の方向に浮上する。このようにして、積極的に薄いストリップ２を吸引保持すると、ストリップ２は案内面１１に沿ってほぼ平面状となるので圧延ライン方向の剛性が高まり、上流のピンチロール１５などの搬送力が十分にストリップ２に伝達される。従って、薄いストリップを高速で走行させることができるようになる。
【００１７】
図６は通板装置の第３実施形態を示す図であり、図７は図６の幅方向断面図である。図６において、ストリップ２の上面にテーブルローラ１０と対向して、ストリップ２の進行方向にダクト１６を通している。図７に示すように、ダクト１６は板幅方向に複数個設けられ（この場合は２列）、ストリップ２に面している下面は開放されている。このダクト１６に高速で空気を流すと、ベルヌーイ効果により、高速空気流の通っているストリップ２の上面の圧力が下面の大気圧より低下する。そのため、ストリップ上下の差圧によりストリップ２はダクト１６に吸引され、浮上する。吸引されたストリップ２はダクト１６に取り付けられている車輪１７に押し付けられ、上流にあるピンチロール１５で送り出される。このようにして、前述したように、積極的に薄いストリップ２を吸引保持して圧延ライン方向の剛性を高め、上流のピンチロール１５の搬送力をストリップ２に伝達できるようにする。
【００１８】
図８は、エンドレス圧延の場合のピンチロール３の出側ゲート１８の配置を示す。エンドレス圧延の出側ゲート１８の位置は図中の実線で示したもので、破線で示すバッチ圧延の場合のゲート１９の位置と比べてゲート先端がパスライン２０よりＬ2 だけ下がっていることが特徴である。このため、上下ピンチロール２１，２２のギャップにストリップ２の先端が２重に重なって噛み込んだりすると、従来の上ピンチロール２１をエアシリンダで押さえる方式のピンチロール３，５では、上ピンチロール２１が跳ね上がってしまい、ストリップ２をダウンコイラー４，６の方へ導けずに圧延停止となってしまう、いわゆる突き抜けという事故が起こるおそれがあった。なお、バッチ圧延では、たとえ上ピンチロール２１が跳ね上がってストリップ２が突き抜けても、図８に示すように出側ガイド１９の先端がパスライン２０より上にあるので、ストリップ２は出側ガイド１９に当たってダウンコイラー４の方へ導かれる。
【００１９】
図９は上記不具合に鑑み為したもので、油圧ピンチロールの実施形態を示す図である。この例では、油圧シリンダ２５で上ピンチロール２１を支持する油圧ピンチロールである。すなわち、この図において、ハウジング（図示せず）内に設けられた上チョック２３（軸受け部）および下チョック２４（軸受け部）には、各々上ピンチロール２１および下ピンチロール２２が回転自在に取り付けられている。ストリップ２は、この上下のピンチロール２１，２２に挟まれ、方向を斜め下方に変えられてダウンコイラー４，６に導かれ、巻き取られるようになっている。
【００２０】
上ピンチロール２１の左右の軸受け部には、各々油圧シリンダ２５が配置され、配管２６を介してサーボ弁２７と各々接続されている。サーボ弁２７は指令信号２８でその開度が制御され、シリンダ２５への作動油の流出流入量を調節する。指令信号２８は制御装置２９（ピンチロール制御器）で作られ、上ピンチロール２１の位置や押付力を設定値と一致するようにサーボ弁２７を制御する信号である。ピンチロール制御器２９は、設定器３７からの設定信号３０をうけて、サーボ弁２７への指令信号を作るが、ストリップ２の進行とともに上位の制御装置、あるいはプロセスコンピュータ（図示せず）からのシーケンス信号３８を受けて、ピンチロールのギャップを調節したり、押付力を切り替えたりする働きをする。
【００２１】
図９の実施形態において、押付力検出器４０は、油圧シリンダ２５のヘッド側とロッド側の圧力を検出する圧力検出器３１，３２であり、演算器３３により圧力検出器３１，３２の信号から油圧ピンチロール４１の押付力Ｆを演算するようになっている。また、位置検出器３４は、油圧シリンダ２５のピストン３５の位置を検出するようになっている。なお、図９の圧力検出器３１，３２の代わりに、下ピンチロール２２の軸受け部２４にピンチロール装置４１の押付力を直接検出するロードセルを備えても良い。
【００２２】
図１０は、従来のエアーシリンダで上ピンチロール２１を押さえるエアーピンチロールと、本発明の油圧シリンダ２５で上ピンチロール２１を押さえる油圧ピンチロール４１における上ピンチロール２１のジャンプ量を比較したものである。この例では、２．６ｍｍの板厚のストリップ２の先端が２重に重なり上下ピンチロール２１，２２間に噛み込んだ状態を想定して、シュミレーションした結果を示している。
【００２３】
この図からわかるように、エアーシリンダの場合、プリロード１００トンを与えているが、それでも上ピンチロール２１は最大４２．２ｍｍジャンプし、（板厚の１６倍）、また、なかなかストリップ２を押さえる位置まで戻ってこない。それに比べて油圧シリンダでは、最大１９．４ｍｍジャンプするだけで、すぐにストリップ２を押さえる位置に上ピンチロール２１が戻ってくる。
【００２４】
図１１に、ストリップ２の先端の軌跡と上ピンチロール２１の動きを示す。出側ゲート１８の先端はピンチロール２２の中心よりＬ１離れた距離で最大Ｌ２だけパスライン２０より下がった位置にある。従って、ストリップ２の先端がＬ１進む間に、上ピンチロール２１の押さえによってＬ２以上下降すれば、ストリップ２はダウンコイラー４の方に導かれ、突き抜けない。
【００２５】
図１０の上ピンチロール２１のｔ１、ｔ２、ｔ３の時点におけるジャンプ量は、各々、１９．４ｍｍ、１３．５ｍｍ、５．５ｍｍで、その時の上下ピンチロール２１，２２の位置関係がつくるロールギャップを通過するストリップ２の先端の軌跡を図１１に示している。油圧ピンチロール４１はジャンプした上ピンチロール２１の戻りが速いため、図１１の▲３▼のｔ３時点で、既にストリップ２の先端はパスライン２０よりＬ２以下に到達しており、ストリップ２の先端が出側ゲート１８の上を通って突き抜けることはない。このように、本発明の油圧ピンチロール４１は油圧の硬いバネにより上ピンチロール２１がジャンプしてもすぐに戻ってくるので、エアーに比べて安定にストリップ２の先端を案内できるという優れた効果を実現できる。このことは、実機においても確認されている。
【００２６】
上述した構成により、仕上げ圧延機出側で所定の板厚に圧延された接合されたままの複数本のストリップを仕上げ圧延機出側に設置されたシヤーで１本１本切り分け、通板装置を使って各油圧ピンチロールに安定に送り込むことができる。さらに、油圧ピンチロールで安定にストリップをダウンコイラーに導くことができ、その結果、従来、不可能だった板厚１ｍｍ前後の薄いストリップを製品コイルにすることができる。
【００２７】
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。
【００２８】
【発明の効果】
以上のようにして、本発明の巻き取り設備では、仕上げ圧延機出側で所定の板厚に圧延された接合されたままの複数本のストリップを、仕上げ圧延機出側にシヤーを設置しているので１本１本切り分けることができる。さらに、シヤーとピンチロール、ピンチロールと次のダウンコイラーのピンチロール間に通板装置を配置したので、１ｍｍ前後の薄いストリップでも先端の浮上を防ぎ、各ピンチロールに安定に送り込むことができる。また、油圧ピンチロールを使って安定にストリップをダウンコイラーに導くことができるので、従来熱間圧延で不可能であった１ｍｍ前後の薄い板厚のコイルを生産できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の巻き取り設備の全体構成図である。
【図２】ストリップの浮上説明図である。
【図３】通板装置の第１実施形態を示す図である。
【図４】通板装置の第２実施形態を示す図である。
【図５】図４の幅方向断面図である。
【図６】通板装置の第３実施形態を示す図である。
【図７】図６の幅方向断面図である。
【図８】出側ゲートの配置例である。
【図９】油圧ピンチロールの実施形態を示す図である。
【図１０】エアーピンチロールと油圧ピンチロールのジャンプ量の比較図である。
【図１１】油圧ピンチロールにおけるストリップ先端の通過軌跡図である。
【図１２】従来の巻き取り設備の模式図である。
【符号の説明】
１  仕上げ圧延機最終スタンド
２  ストリップ
３，５  ピンチロール
４，６  ダウンコイラー
７  シャー
８，９  通板装置
１０  テーブルローラ
１１  ガイド装置
１２  下面
１３  空気ヘッダ
１４  ノズル
１５  ピンチロール
１６  ダクト
１７  車輪
１８  出側ゲート
１９  ゲート
２０  パスライン
２１，２２  ピンチロール
２３，２４  軸受け部
２５  油圧シリンダ
２６  配管
２７  サーボ弁
２８  指令信号
２９  制御装置（ピンチロール制御器）
３０  設定信号
３１，３２  圧力検出器
３４  位置検出器
３５  ピストン
３７  設定器
３８  シーケンス信号
４０  押付力検出器
４１  ピンチロール装置
【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】
0003929147.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0003929147.tif 000011
【図１１】
0003929147.tif 000012
【図１２】
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