(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱間圧延材を粗圧延した後、コイル状に巻取り、そのコイルを巻戻しながら仕上圧延するライン上に設けられるコイルの巻取り・巻戻し装置であって、
粗圧延後の熱間圧延材を芯なしでコイル状に巻取る巻取り装置と、
その巻取り装置の下流に設けられ、コイル端を剥がすためのピーラーを有し、前記コイルを巻戻す巻戻し装置と、
前記巻取り装置および巻戻し装置の上方に設けられ、前記ラインの上流から下流に延びるレールと、
そのレール上に移動可能に設けられ、前記コイルを前記巻取り装置から前記巻戻し装置まで移送するリフターと、
前記巻戻し装置に移送されたコイルの両端面に対峙して設けられ、その端面及び内径部を加熱するヒートパネルと、を備え、
前記リフターは、前記レール上を横行する横行機構に加え、前記コイルの移送時に、その軸芯部の中空部にフックを挿入して把持するコイル把持機構と、その把持したコイルを昇降させるコイル昇降機構とを有し、
前記ヒートパネルは、コイル端面を加熱する加熱位置と、前記リフターが巻戻し位置にあるときに該リフターに接触しない退避位置との間を移動するようにコイル端面に対して接近離反可能に構成されている、
ことを特徴とするコイルの巻取り・巻戻し装置。
【請求項２】
前記巻取り装置は、クレードルロールを有する３ロールベンディング式巻取装置であり、前記巻戻し装置は、更にクレードルロールを有する、ことを特徴とする請求項１に記載のコイルの巻取り・巻戻し装置。
【請求項３】
巻取り部にヒートパネルを備える、ことを特徴とする請求項２に記載のコイルの巻取り・巻戻し装置。
【請求項４】
前記巻取り装置と前記巻戻し装置との間に、前記ヒートパネルとクレードルロールを備えた中間ヒートステーションを設け、コイルの巻取りから巻戻しまでの間の待ち時間を中間ヒートステーションで保加熱しつつ待機させる、請求項１乃至３のいずれかに記載のコイルの巻取り・巻戻し装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱間圧延設備におけるコイルの巻取り・巻戻し装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
粗圧延後に仕上圧延を行う熱間圧延設備では、図５（Ａ）に模式的に示すように、粗圧延機で３０〜５０ｍｍ厚のバーまで圧延し、次いで仕上圧延機で更に数ｍｍ厚のストリップまで圧延する。この場合、粗圧延完了後、仕上圧延が完了するまでの時間が長く、バーの後端が先端に比較して低温になり、均一な仕上加工が困難になる問題点があった。そこで、図５（Ｂ）に模式的に示すように、粗圧延後のバーをコイル状に巻取り、それを巻戻しながら仕上圧延する方法が既に開示されている。この方法により、バー全体の温度低下を防止し、かつ粗圧延における後端から仕上圧延するので、バーの先後端の温度差をほぼ同一にすることができる。
【０００３】
この方法を使用したコイルの巻取り・巻戻し装置には、例えば、マンドレルを使用しない巻取り装置で巻取った芯なしコイルの中空孔に、コイル移送マンドレルを挿入し、このマンドレルを揺動させて巻戻し装置に搬送してコイルの巻戻しを行うもの、などがある。しかし、このような巻取り・巻戻し装置においても、バー幅方向の温度分布に着眼するとコイルの幅中央部に比較してコイル端部は冷えやすく、また、コイルの内巻内部は空気中に晒されているため冷えやすかった。さらに、マンドレルを使用しない芯なしで巻取っているため、巻取り速度を速くすることができず、全体的に冷えてしまう問題があった。そこで、コイルの両端面をバーナなどを有するヒートパネルで加熱する方法などが提案されている。
【０００４】
また、薄板の被圧延材を対象とするもの、または巻取り速度を速くすることを目的としたものとして、図６に示すように、マンドレルを使用して巻取るコイルの巻取り・巻戻し装置がある。この巻取り・巻戻し装置は、マンドレル１９に搬送された被圧延材はラッパーロール２０ｒを有するラッパー２０により巻付けられて固定され、その後ラッパー２０は、破線で示すように、コイル１の形成に干渉しない位置に退避し、コイル１の直径が所定の寸法になると、ピーラー２１でコイル端をコイル表面から剥離して、一点鎖線で示すように巻戻しを行うものである。この場合においても、バー幅方向の温度分布に着眼するとコイルの幅中央部に比較してコイル端部は冷えやすく、また、コイルの内巻内部はマンドレルにより熱を奪われるため冷えやすかった。そこで、コイルの両端面をバーナなどを有するヒートパネルで加熱する方法などが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したようにコイルの両端面をヒートパネルで加熱する場合、次のような問題があった。
（１）マンドレルを使用しない芯なしで巻取るコイルの巻取り・巻戻し装置では、コイルを移送マンドレルで巻戻し装置に搬送して巻戻しを行っているため、ヒートパネルを大きく切り欠く必要があり、ヒートパネルの有効面積が大幅に少なくなり、十分な熱シールド（熱遮蔽）ができない。
【０００６】
（２）マンドレルを使用して巻取るコイルの巻取り・巻戻し装置では、被圧延材をラッパーロールでマンドレルに巻付けているため、ヒートパネルの有効面積が少なくなり、十分な熱シールド（熱遮蔽）ができない。また、コイルの最内巻内部は、ヒートパネルを設けたとしても、マンドレルにより熱を奪われてしまい、依然として温度低下してしまう問題があった。
【０００７】
（３）さらに、上述したように、ヒートパネルでコイルの両端面を加熱しても、その熱の多くは上方に逃げてしまい効率が悪く、何らかの保温手段を設ける必要があるが、図６に示すように、コイルの上部にピーラーが設けられているため、コイルの上面を覆う保温手段を設けることができない。
【０００８】
本発明は、上述した課題を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明は、コイルを効率よく均一に保加熱することができるコイルの巻取り・巻戻し装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、熱間圧延材を粗圧延した後、コイル状に巻取り、そのコイルを巻戻しながら仕上圧延するライン上に設けられるコイルの巻取り・巻戻し装置であって、粗圧延後の熱間圧延材を芯なしでコイル状に巻取る巻取り装置と、その巻取り装置の下流に設けられ、コイル端を剥がすためのピーラーを有し、前記コイルを巻戻す巻戻し装置と、前記巻取り装置および巻戻し装置の上方に設けられ、前記ラインの上流から下流に延びるレールと、そのレール上に移動可能に設けられ、前記コイルを前記巻取り装置から前記巻戻し装置まで移送するリフターと、前記巻戻し装置に移送されたコイルの両端面に対峙して設けられ、その端面及び内径部を加熱するヒートパネルと、を備え、前記リフターは、前記レール上を横行する横行機構に加え、前記コイルの移送時に、その軸芯部の中空部にフックを挿入して把持するコイル把持機構と、その把持したコイルを昇降させるコイル昇降機構とを有し、前記ヒートパネルは、コイル端面を加熱する加熱位置と、前記リフターが巻戻し位置にあるときに該リフターに接触しない退避位置との間を移動するようにコイル端面に対して接近離反可能に構成されている、ことを特徴とするコイルの巻取り・巻戻し装置が提供される。
【００１０】
上述した本発明は、コイルの巻取りと巻戻しの時間差に注目し、巻戻し時間の半分以下の時間で終了する巻取り時にはコイルの温度低下が少ないことに鑑み、コイルの巻取りと巻戻しとを完全に分離し、コイルの巻戻し時にのみコイルを保加熱しようとするものである。そして、巻取り装置と巻戻し装置の間をリフター（５）で移送することにより、コイル移送マンドレルを不要とし、コイルの巻取りでは被圧延材の巻取りに適した巻取り装置（２）を使用することができ、コイルの巻戻しではコイルの加熱に適した巻戻し装置（３）を使用することができる。また、リフターのレール（４）に巻戻し装置のピーラー（１６）を設けることにより、巻戻し装置上のコイルの上部に空間を形成することができる。更に、この空間を利用して、コイルを加熱するヒートパネル（６）の熱を逃がさないように保温するヒートカバー（７）を取り付けてもよい。
【００１２】
またリフターにより、巻取りの完了したコイルの軸芯部の中空部にフックを挿入してコイルを把持し、持ち上げ、巻戻し装置まで移動し、その上に降ろすことにより、コイルの移送を円滑に行うことができる。
【００１３】
前記巻取り装置（２）は、クレードルロールを有する３ロールベンディング式巻取装置であり、前記巻戻し装置（３）は、更にクレードルロールを有する。かかる３ロールベンディング式巻取装置を用いることにより、粗圧延後の熱間圧延材を確実にコイル状に巻取ることができる。また、クレードルロールを有することにより、巻取り／巻戻しにおけるロールの回転を確実に行うことができる。
【００１４】
更に、巻取り部にヒートパネルを備えることが好ましい。かかるヒートパネルを備えることにより、巻取時にも保加熱を行うことができる。
【００１５】
さらに、本発明の実施の形態によれば、前記巻取り装置と前記巻戻し装置との間に、前記ヒートパネル（８）とクレードルロール（１０）を備えた中間ヒートステーション（１１）を設け、コイルの巻取りから巻戻しまでの間の待ち時間を中間ヒートステーションで加熱しつつ待機させることが好ましい。
【００１６】
上述した本発明の実施の形態は、コイルの巻取りから巻戻しまでの一連の作業を円滑に行うために設けられた中間ヒートステーションに関するものである。このように、中間ヒートステーションを設けることにより、コイルの巻取りから巻戻しまでの間で待ち時間が発生しても、コイルを保加熱することができ、コイルの温度低下を防止することができる。また、順次コイルを移動させることにより、コイルの巻取りから巻戻しまでの一連の作業を連続的に行うことができ、効率のよい操業を行うことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図１から図４を参照して説明する。なお、従来と共通する部分には同じ符号を付して重複した説明を省略する。
【００１８】
図１は本発明のコイルの巻取り・巻戻し装置の側面図であり、図２は図１におけるＡ−Ａ矢視断面図である。これらの図に示す本発明のコイルの巻取り・巻戻し装置は、粗圧延後の熱間圧延材をコイル状に巻取る巻取り装置２と、その巻取り装置２の下流に設けられ、コイル１を巻戻す巻戻し装置３と、巻取り装置２および巻戻し装置３の上方に設けられ、熱間圧延設備のラインの上流から下流に延びるレール４と、そのレール４上に移動可能に設けられ、コイル１を巻取り装置２から巻戻し装置３まで移送するリフター５と、巻戻し装置３に移送されたコイル１の両端面に対峙して設けられ、その端面及び内径部を加熱するヒートパネル６と、を備えたものである。なお、図１において、手前側のヒートパネル６については図を省略している。
【００１９】
巻取り装置２は、クレードルロール１２を有する３ロールベンディング式巻取装置である。かかる３ロールベンディング式巻取装置を用いることにより、粗圧延後の熱間圧延材を確実にコイル状に巻取ることができる。また、クレードルロール１２を有することにより、巻取りにおけるロールの回転を確実に行うことができる。
【００２０】
この巻取り装置２は、巻取り専用であり、巻戻し機能は備えていない。また、図示していないが、コイル１の巻取り終了後、巻戻し装置３にコイル１を移送するときに、リフター５でコイル１を把持することができるように、コイル１の軸芯部に挿入されているマンドレル１３をその軸方向にスライドさせて退避することができる。
【００２１】
なお、この巻取り装置２は、▲１▼ダウンコイラー方式であってもよく、或いは▲２▼芯なしコイラー方式（例えば巻取り巻戻し装置）であってもよい。
【００２２】
更に、図１では巻取り部にヒートパネルを備えていないが、これを備えてもよい。かかるヒートパネルを備えることにより、巻取時にも保加熱を行うことができる。更に、後述するヒートカバーを備え、保温効果を高めるようにしてもよい。
【００２３】
巻戻し装置３は、コイル１の両端面にマンドレルやラッパーを必要としない、いわゆる芯なしで巻戻しすることができるものを使用している。また、クレードルロール１５を有し、このクレードルロール１５でコイル１を支持し、コイル１の端をピーラー１６で剥がして、巻戻しを行うものである。かかるクレードルロール１５を有することにより、巻戻しにおけるロールの回転を確実に行うことができる。
【００２４】
またピーラー１６は、レール４に固着されたピーラー支持部材１６ａに回動可能に連結され、巻戻しの最初にコイル１の端を剥がすときのみコイル１に接触し、他のときには破線で示す位置に退避している。また、この巻戻し装置３の側部、すなわち巻戻し装置３に移送されたコイル１の両端面に対峙する位置には、コイル１の両端面を加熱するヒートパネル６が設けられている。このヒートパネル６は、図示していないが、複数のバーナーを有するものであり、図２に示すように、アクチュエータ６ａにより、コイル１の両端面に対して接近・離反できるようになっている。
【００２５】
図１の実施例では、更に保温効果を向上させるためのヒートカバー７を備えている。すなわち巻戻し装置３の上部に、巻戻し装置３に移送されたコイル１の上面を覆って保温するためのヒートカバー７がレール４に固定されており、図２に示すように、断面が略コ字状に形成されてヒートパネル６の熱を逃がさないようして保温性を向上させるようになっている。ただし、このヒートカバー７の中央部は、リフター５が巻戻し装置３の真上に到達できるように切り欠かれている。なお、このヒートカバー７にも、ヒートパネル６と同様に、コイル１を加熱するためのバーナーを設けるようにしてもよい。
【００２６】
レール４は、図示していないが、工場内の床や壁などにより支持されており、少なくとも巻取り装置２から巻戻し装置３までの長さを有している。このレール４は、図２に示すように、対をなしており、その上にリフター５が載置されている。このリフター５は、レール４上を横行する横行機構に加え、コイル把持機構と、コイル昇降機構と、を備えている。リフター５の横行機構は、４つの車輪５ｗを有する台車５ｔと、先端が台車５ｔに連結され、本体がレール４の端部に固着された移動用アクチュエータ５ａと、から構成されている。また、コイル把持機構は、台車５ｔ上に設けられたモータ５ｍと、コイル１の軸芯部に出没可能に設けられたフック５ｆと、モータ５ｍの回転運動をコイル１の幅方向の伸縮運動に転換して伝達する動力伝達機構５ｂと、から構成されている。さらに、コイル昇降機構は、モータ５ｍ、フック５ｆおよび動力伝達機構５ｂを一体として鉛直方向に昇降する昇降用アクチュエータ５ｃで構成されている。この昇降用アクチュエータ５ｃは、台車５ｔ上に鉛直方向上方に向いて２つ設けられており、その先端部にはモータ５ｍを支持する板状のモータ支持部材５ｎが連結されている。このモータ支持部材５ｎ上にモータ５ｍは回転駆動する先端部を鉛直方向下方に向いて支持されており、さらに、その先端部は、レール４の間を通過して延び、傘歯車５ｕなどからなる動力伝達機構５ｂに連結されている。フック５ｆは、図２に示すように、例えばＬ字形状をなしており、その先端部がコイル１の軸芯部の中空部に挿入できるようになっている。なお、リフター５の横行機構を構成する移動用アクチュエータ５ａの代わりに、台車５ｔに駆動装置を搭載して、レール４上を自走式で走行させるようにしてもよい。
【００２７】
次に、図２および図３を参照して、本発明のコイルの巻取り・巻戻し装置の作用について説明する。図３において、（Ａ）は移送開始時、（Ｂ）は移送完了時、（Ｃ）は待機時、を示している。また、移送開始時のリフター５の位置を巻取り位置、移送完了時のリフター５の位置を巻戻し位置、待機時のリフター５の位置を待機位置としている。
【００２８】
（１）コイル１の巻取り時には、リフター５は、図３（Ｃ）に示すように、待機位置で待機している。このとき、フック５ｆはコイル１と接触しないように、図２において破線で示す退避位置に退避した状態になっている。
（２）コイル１の巻取りが終了し、コイル１の移送を開始する時には、まず、マンドレル１３（図３（Ｃ）参照）をスライドさせて退避させた後、図３（Ａ）に示すように、リフター５を移動用アクチュエータ５ａの作用により待機位置から巻取り位置まで移動させる。そして、リフター５が巻取り位置に到達したら、モータ５ｍを作動させてフック５ｆを図２において実線で示す把持位置にセットする。さらに、昇降用アクチュエータ５ｃの作用によりコイル１を持ち上げ、巻戻し装置３に移送するときに、クレードルロール１２，１５に接触しないようにする。
【００２９】
（３）その後、図３（Ｂ）に示すように、移動用アクチュエータ５ａを縮めて、リフター５を巻戻し位置まで平行移動させる。このとき、ヒートパネル６は、リフター５と接触しないように、図２において実線で示す退避位置に退避させておく。そして、コイル１が巻戻し位置に到達したら、コイル１をクレードルロール１５上に降ろし、フック５ｆを図２において破線で示す退避位置まで移動させてコイル１から外しておく。
【００３０】
（４）その後、図３（Ｃ）に示すように、リフター５を待機位置まで移動させ、ヒートパネル６を図２において破線で示す加熱位置まで接近させる。
（５）これで、コイル１の移送が完了し、ピーラー１６を作動させて、コイル１の巻戻しを開始する。
以下、コイル１の巻取り・巻戻しを連続して行うときには、前記（１）から（５）の操作を繰り返し行えばよい。
【００３１】
上述した本発明のコイルの巻取り・巻戻し装置によれば、コイル１の巻取りと巻戻しとを完全に分離し、巻戻し時間の半分以下の時間で終了する巻取り時にはコイル１の巻取りに専念し、すなわち、薄板の被圧延材であっても高速で巻取りをすることができ、コイル１の移送にリフター５を使用することにより、巻戻し時にコイル１の両端面を加熱するのに邪魔となるコイル移送マンドレルなどの装置を不要とし、また、いわゆる芯なしで巻戻しを行うことにより、コイル１の両端面を加熱するのに邪魔となるマンドレルおよびラッパーも不要とし、さらに、ピーラー１６をリフター５のレール４に設けることにより、コイル１の上面を保温するのに邪魔となっていたピーラーを不要とし、コイル１を保加熱するのに十分なヒートパネル６を設けることができ、効率よくコイル１を保加熱することができる。
【００３２】
さらに、図４は本発明のコイルの巻取り・巻戻し装置の他の実施の形態を示し、中間ヒートステーションを設けたものである。この図に示すコイルの巻取り・巻戻し装置は、巻取り装置２と巻戻し装置３との間に、ヒートパネル８とクレードルロール１０を備えた中間ヒートステーション１１を設け、コイル１の巻取りから巻戻しまでの間の待ち時間を中間ヒートステーション１１で保加熱しつつ待機させる機能を有するものである。なお、図示していないが、この中間ヒートステーション１１に設けられるヒートカバー９は、リフター５が自由に通過できるように中央部で分割されている。この実施の形態によれば、１つのコイル１を巻戻している間に、破線で示すようにもう１つのコイルの巻取りが完了したときには、前記（１）から（４）の操作に準じてコイルを中間ヒートステーション１１に移送する。コイル１の巻戻しが完了したら、ヒートパネル８を退避させてから、リフター５を中間ヒートステーション１１まで移動させて、コイルを把持して持ち上げた後、前記（３）から（５）の操作に準じてコイルを巻戻し位置に移送して巻戻しを開始する。なお、リフター５の待機位置は、巻取り位置と中間ヒートステーション１１の間、および中間ヒートステーション１１と巻戻し位置の間のどちらの位置でもよく、中間ヒートステーション１１を複数設けるようにしてもよい。
【００３３】
この実施の形態によれば、コイル１の巻取りから巻戻しまでの間で待ち時間が発生しても、中間ヒートステーション１１でコイル１の両端面および表面を加熱することにより、コイル１の温度低下を防止することができ、さらに、順次コイルを移動させることにより、コイルの巻取りから巻戻しまでの一連の作業を連続的に行うことができ、効率のよい操業を行うことができる。
【００３４】
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されず、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。
【００３５】
【発明の効果】
上述した本発明のコイルの巻取り・巻戻し装置によれば、コイルの巻取りと巻戻しとを完全に分離し、巻取り装置と巻戻し装置の間をリフターで移送することにより、巻戻し時間の半分以下の時間で終了する巻取り時にはコイルの巻取りに専念し、巻取り時間と比較して長時間を要する巻戻し時にはコイルを保加熱するのに十分なヒートパネルを設けることができ、効率よく均一にコイルを保加熱することができ、最終的に均一な仕上加工を行うことができる。さらに、中間ヒートステーションを付加すれば、コイルの温度低下を防止しつつ、コイルの巻取りから巻戻しまでの一連の作業を連続的に効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のコイルの巻取り・巻戻し装置の側面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ矢視断面図である。
【図３】本発明のコイルの巻取り・巻戻し装置の作用を説明する図であり、（Ａ）は移送開始時、（Ｂ）は移送完了時、（Ｃ）は待機時、を示している。
【図４】本発明のコイルの巻取り・巻戻し装置の他の実施の形態を示し、中間ヒートステーションを設けたものである。
【図５】粗圧延後に仕上圧延を行う熱間圧延設備を模式的に示した図である。
【図６】従来のマンドレルを使用して巻取るコイルの巻取り・巻戻し装置を示す図である。
【符号の説明】
１  コイル
２  巻取り装置
３  巻戻し装置
４  レール
５  リフター
５ｗ  車輪
５ｔ  台車
５ａ  移動用アクチュエータ
５ｍ  モータ
５ｎ  モータ支持部材
５ｆ  フック
５ｂ  動力伝達機構
５ｃ  昇降用アクチュエータ
６  ヒートパネル
６ａ  アクチュエータ
７  ヒートカバー
８  ヒートパネル（中間ヒートステーション用）
９  ヒートカバー（中間ヒートステーション用）
１０  クレードルロール（中間ヒートステーション用）
１１  中間ヒートステーション
１２，１５  クレードルロール
１６  ピーラー
１６ａ  ピーラー支持部材
１９  マンドレル
２０  ラッパー
２０ｒ  ラッパーロール
２１  ピーラー
【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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