(57)【要約】【課題】簡素な構成により鋼帯の巻取時に形状不良や巻きずれが発生することを抑制すること。【解決手段】本発明の一実施形態である巻取装置１は、鋼帯Ｓをコイル状に巻き取るテンションリール２ａ，２ｂと、テンションリール２ａ，２ｂの鋼帯搬送方向上流側に設置されたデフレクタロール３ａ，３ｂと、デフレクタロール３ａ，３ｂに対向配置されたテーパ形状のピンチロール４ａ，４ｂと、鋼帯Ｓの板厚に応じて鋼帯Ｓに対するピンチロール４ａ，４ｂの圧下圧力を制御する制御手段と、を備える。これにより、簡素な構成により鋼帯Ｓの巻取時に形状不良や巻きずれが発生することを抑制できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼帯をコイル状に巻き取るテンションリールと、
前記テンションリールの鋼帯搬送方向上流側に設置されたデフレクタロールと、
前記デフレクタロールに対向配置されたテーパ形状のピンチロールと、
前記鋼帯の板厚に応じて前記鋼帯に対する前記ピンチロールの圧下圧力を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする巻取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続処理ラインにおいて鋼帯をコイル状に巻き取る巻取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、連続焼鈍ライン等の連続処理ラインにおいて鋼帯をコイル状に巻き取る設備として、２機のテンションリールと、各テンションリールの上流側に設けられたデフレクタロールと、デフレクタロールに対向配置されたピンチロールと、を備える巻取装置が知られている。このような巻取装置では、一方のテンションリールでの鋼帯の巻取長が製品長に達した場合、シャーによって鋼帯を切断し、鋼帯を巻き取るテンションリールを他方のテンションリールに切り替えることによって、鋼帯の巻き取りを連続的に実施できる。
【０００３】
上記のような巻取装置を利用して鋼帯をコイル状に巻き取る際に生じる鋼帯の巻きずれを防止する方法として、幅端部位置制御（Edge Position Control : EPC）法がある。ＥＰＣ法とは、デフレクタロールの上流側に設置されているセンサを利用して鋼帯の幅方向端部位置を検出し、検出結果に従ってテンションリールのマンドレルを鋼帯の幅方向に移動させることによって、鋼帯の巻きずれを防止する方法である。
【０００４】
このＥＰＣ法は、鋼帯に十分な張力が作用し、且つ、鋼帯がセンサの下方を通過中である場合には有効な方法である。しかしながら、センサの上流側に設けられた出側シャーによって鋼帯を切断した後や鋼帯の尾端部がセンサを通過した後は、ＥＰＣ法が機能しないために、鋼帯の巻きずれを防止できない。このため、ＥＰＣ法を用いたとしてもコイルの外巻部に巻きずれが発生することがある。
【０００５】
このような背景から、出側シャーによって鋼帯を切断した後に発生する鋼帯の巻きずれを防止する技術が提案されている。具体的には、特許文献１には、出側シャーとデフレクタロールとの間に傾動式シューター及び拘束装置を設置し、出側シャーでの切断直前から拘束装置を利用して鋼帯の尾端部を拘束することによって、鋼帯の巻きずれを防止する技術が提案されている。
【０００６】
また、特許文献２には、出側シャーによる切断によって張力が無くなった鋼帯を小径縦ロールでガイドすることにより、鋼帯の巻きずれを防止する技術が提案されている。さらに、特許文献３には、ピンチロールの形状を幅方向中央部及び幅方向端部にそれぞれ平坦部を備えるテーパ形状に変更し、幅方向中央部の平坦部の半径と幅方向端部の平坦部の半径との差を鋼帯の幅方向の形状変化量よりも大きくすることによって、鋼帯の形状起因による巻きずれを防止する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１７５７１３号公報
【特許文献２】特開２００６−２８１２４８号公報
【特許文献３】特開２０１２−１７０９６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１，２記載の技術では、拘束装置や小径縦ロールの設置や制御システムが必要であり、非常に煩雑である。また、特許文献３記載の技術では、鋼帯の拘束力を考慮していないために、板厚０．５ｍｍ以下の鋼帯（薄物材）の巻取時に生じる拘束力過剰によって発生する形状不良（絞り）や薄物材以外の鋼帯（特に板厚２．０ｍｍ超の鋼帯）の巻取時に生じる拘束力不足によって発生する巻きずれの対策としては不十分である。
【０００９】
鋼帯の巻取時に形状不良や巻きずれが発生した場合、不良部の除去や鋼帯の巻き直し作業が発生するため、大きな歩留ロスを招くと共に余分な追加工程が必要になる。このため、形状不良や巻きずれの発生を防止することが望ましい。
【００１０】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、簡素な構成により鋼帯の巻取時に形状不良や巻きずれが発生することを抑制可能な巻取装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る巻取装置は、鋼帯をコイル状に巻き取るテンションリールと、前記テンションリールの鋼帯搬送方向上流側に設置されたデフレクタロールと、前記デフレクタロールに対向配置されたテーパ形状のピンチロールと、前記鋼帯の板厚に応じて前記鋼帯に対する前記ピンチロールの圧下圧力を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る巻取装置によれば、簡素な構成により鋼帯の巻取時に形状不良や巻きずれが発生することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の一実施形態である巻取装置の構成を示す模式図である。
【図２】図２は、図１に示すピンチロールの構成を示す模式図である。
【図３】図３は、図１に示す巻取装置の制御系の構成を示す模式図である。
【図４】図４は、従来技術及び本発明の巻取装置における巻きずれ発生率を示す図である。
【図５】図５は、従来技術及び本発明の巻取装置における形状不良発生率を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である巻取装置の構成について詳しく説明する。
【００１５】
〔巻取装置の構成〕
始めに、図１，２を参照して、本発明の一実施形態である巻取装置の構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態である巻取装置の構成を示す模式図である。図２は、図１に示すピンチロール４ａ，４ｂの構成を示す模式図である。
【００１６】
図１に示すように、本発明の一実施形態である巻取装置１は、鋼帯Ｓをコイル状に巻き取る２機のテンションリール２ａ，２ｂと、各テンションリール２ａ，２ｂの鋼帯搬送方向上流側に設けられたデフレクタロール３ａ，３ｂと、デフレクタロール３ａ，３ｂにそれぞれ対向配置されたピンチロール４ａ，４ｂと、デフレクタロール３ａの鋼帯搬送方向上流側に設けられた出側シャー５と、デフレクタロール３ａ，３ｂの近傍に設けられたＥＰＣセンサ６ａ，６ｂを主な構成要素として備えている。
【００１７】
本実施形態では、図２に示すように、ピンチロール４ａ，４ｂの幅方向の長さは、巻取対象の鋼帯Ｓの最大幅より３００［ｍｍ］長い長さに設計されている。また、ピンチロール４ａ，４ｂの形状は幅方向中央部に平坦部４１を有し、平坦部４１から幅方向端部に向かって外径が小さくなるテーパ形状に成形されている。また、平坦部４１の幅方向長さは、巻取対象の鋼帯Ｓの最小幅より２００［ｍｍ］短い長さに設計されている。また、ピンチロール４ａ，４ｂの幅方向中央部の直径は３５０ｍｍφ、幅方向端部の直径は３４９ｍｍφとしている。ピンチロール４ａ，４ｂの形状を図２に示すようなテーパ形状にすることにより、ピンチロール４ａ，４ｂの幅方向中心位置方向へのセンタリング応力によって鋼帯Ｓが幅方向に蛇行することを抑制できる。
【００１８】
なお、ピンチロール４ａ，４ｂの形状はテーパがついていればよく、上記形状に限定されるものではない。例えば、テーパ形状はそのラインで製造される鋼帯Ｓの幅に応じて適宜選択すればよく、最小幅の場合でもテーパ部分が鋼帯Ｓの幅方向端部間から始まるようにテーパ開始部分を設計すればよい。また、図面ではわかりやすいようにテーパクラウンを誇張した図面としているが、テーパクラウンは、ごくわずかで効果が見られ、本発明例の直径１ｍｍの差で好適なのは勿論のこと、０．５ｍｍ程度の差でも効果がある。また、テーパをつけすぎて接触しない状態になることはピンチロールとしての役割をなさないので、荷重をかけた時に鋼帯が接触する程度のテーパをつければ十分である。
【００１９】
ピンチロール４ａ，４ｂは、以下の表１に示す区分程度で鋼帯Ｓの板厚ｔに応じて鋼帯Ｓに対する圧下圧力（拘束力）を変更できるように構成されている。本実施形態では、ピンチロール４ａ，４ｂの圧下方式は油圧式であるとするが、空気圧式や電気式等の油圧式以外の圧下方式であってもよい。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
このような構成を有する巻取装置１では、テンションリール２ａでの鋼帯Ｓの巻取長が製品長に達した場合、出側シャー５によって鋼帯Ｓを切断し、鋼帯Ｓを巻き取るテンションリールをテンションリール２ｂに切り替える。同様に、テンションリール２ｂでの鋼帯Ｓの巻取長が製品長に達した場合、シャー５によって鋼帯Ｓを切断し、鋼帯Ｓを巻き取るテンションリールをテンションリール２ａに切り替える。これにより、鋼帯Ｓの巻き取りを連続的に実施することができる。
【００２２】
また、この巻取装置１では、図示しない制御装置が、デフレクタロール３ａ，３ｂの近傍に設置されているＥＰＣセンサ６ａ，６ｂを利用して鋼帯Ｓの幅方向端部位置を検出し、検出結果に基づいてテンションリール２ａ，２ｂのマンドレルを鋼帯Ｓの幅方向に移動させることによって、鋼帯Ｓの巻きずれを防止する。
【００２３】
〔制御系の構成〕
次に、図３を参照して、巻取装置１の制御系の構成について説明する。図３は、図１に示す巻取装置１の制御系の構成を示す模式図である。
【００２４】
図３に示すように、図１に示す巻取装置１の制御系１００は、プログラマブルコントローラ（Ｐ／Ｃ）１０１と、ダイレクトデジタルコントローラ（ＤＤＣ）１０２と、を備えている。
【００２５】
Ｐ／Ｃ１０１は、巻取対象の鋼帯Ｓの鋼種毎の板厚ｔとピンチロール４ａ，４ｂの圧下圧力との関係を示すテーブル群Ｔを備えている。Ｐ／Ｃ１０１は、テーブル群Ｔから巻取対象の鋼帯Ｓの鋼種及び板厚ｔに対応するピンチロール４ａ，４ｂの圧下圧力を読み出し、読み出された圧下圧力の情報をＤＤＣ１０２に出力する。
【００２６】
ＤＤＣ１０２は、鋼帯Ｓに対するピンチロール４ａ，４ｂの圧下圧力がＰ／Ｃ１０２から出力された圧下圧力になるように、ピンチロール４ａ，４ｂのオペレーション側の圧下位置を制御するシリンダ１０３ａに供給される油圧を調整する圧力調整部１０４ａ及びピンチロール４ａ，４ｂのドライブ側の圧下位置を制御するシリンダ１０３ｂに供給される油圧を調整する圧力調整部１０４ｂを制御する。
【００２７】
このような構成によれば、板厚０．５ｍｍ以下の鋼帯（薄物材）の巻取時に生じるピンチロール４ａ，４ｂの圧下圧力過剰によって発生する形状不良（絞り）や薄物材以外の鋼帯（特に板厚２．０ｍｍ超の鋼帯）の巻取時に生じるピンチロール４ａ，４ｂの圧下圧力不足によって発生する巻きずれを抑制できる。
【実施例】
【００２８】
板厚０．３〜３．３ｍｍの種々の鋼帯Ｓを通板する際に、ピンチロールに図２に示すテーパーロール４ａ，４ｂを用い、表１に記載の板厚ｔと拘束荷重及び線荷重の関係で荷重をかけた場合（本発明例）、ピンチロールにフラットロール（直径３５０ｍｍφ）を用い、拘束荷重２０００ｋｇ及び線荷重３．０ｋｇ／ｍｍとした場合（比較例１）、ピンチロールに図２に示すテーパーロール４ａ，４ｂを用い、拘束荷重２０００ｋｇ及び線荷重３．０ｋｇ／ｍｍとした場合（比較例２）、ピンチロールにフラットロール（直径３５０ｍｍφ）を用い、表１に記載の板厚ｔと拘束荷重及び線荷重の関係で荷重をかけた場合（比較例３）について、それぞれ１０万トン製造した時の巻きずれ発生率を図４に、形状不良発生率を図５に示す。図４及び図５においては、比較例１における巻きずれ発生率及び形状不良発生率を１００％としている。図４，図５に示すように、本発明では、比較例１〜３と比較して巻きずれ発生率及び形状不良発生率が大幅に低下していることがわかる。このことから、ピンチロール４ａ，４ｂをテーパ形状とすると共に鋼帯Ｓの板厚ｔに応じてピンチロール４ａ，４ｂの圧下圧力を変更することにより、簡素な構成により鋼帯の巻取時に形状不良や巻きずれが発生することを抑制できることが確認された。
【００２９】
以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。例えば、鋼帯Ｓの巻きずれをさらに防止するために、ピンチロール４ａ，４ｂの外周面の摩擦係数を増加させることによって鋼帯Ｓの拘束力をさらに高めるようにしてもよい。ピンチロール４ａ，４ｂの外周面の摩擦係数を増加させる方法としては、ピンチロール４ａ，４ｂの鋼帯接触面の材質を変更する方法を例示できる。このように、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例、及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。
【符号の説明】
【００３０】
１  巻取装置
２ａ，２ｂ  テンションリール
３ａ，３ｂ  デフレクタロール
４ａ，４ｂ  ピンチロール
５  出側シャー
６ａ，６ｂ  ＥＰＣセンサ
１００  制御系
１０１  プログラマブルコントローラ（Ｐ／Ｃ）
１０２  ダイレクトデジタルコントローラ（ＤＤＣ）
１０３ａ，１０３ｂ  シリンダ
１０４ａ，１０４ｂ  圧力調整部
Ｓ  鋼帯
【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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