(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平な巻取り軸を支持しこれを回転駆動する巻取軸回転装置と、巻取り軸の巻取材進入位置に巻取り軸との間に圧延材先端部を挟持する少なくとも１本の水平な押えロールと、圧延材先端部を巻取り軸の周方向に案内するガイド装置と、ガイド装置を軸方向に水平移動させるガイド移動装置と、を備え、
前記押えロールは、圧延材先端部を挟持する挟持位置Ｕと圧延ロールと干渉しない待機位置Ｄとの間を昇降可能であり、
前記ガイド装置は、巻取り軸に近接し圧延材先端部を案内する案内位置Ｆと巻取り軸からの間隔を広げた離脱位置Ｂとの間を拡縮可能であり、
前記ガイド移動装置は、ガイド装置を圧延材を巻き取る巻取位置Ｗと巻取り軸から外れる待機位置Ｒとの間を移動可能であり、
巻取り時に、挟持位置Ｕの押えロールと巻取り軸との間に圧延材先端部を挟持し、案内位置Ｆのガイド装置で巻取り軸の周方向に案内して圧延材を巻取り、次いで巻取りを継続しながら、押えロールを待機位置Ｄに移動し、ガイド装置を離脱位置Ｂに拡げ、ガイド移動装置を待機位置Ｒに水平移動する、ことを特徴とする熱延材巻取装置。
【請求項２】
更に、巻取り軸を囲み内部を保加熱する中空の保加熱炉と、前記押えロールを回転駆動するロール駆動装置と、押えロールを一端に備え他端を中心に揺動する揺動部材と、を備え、該揺動部材は押えロールの待機位置において炉壁を形成する、ことを特徴とする請求項１に記載の熱延材巻取装置。
【請求項３】
前記巻取り軸は、圧延材ラインに直交する一方の側から片持ち支持され、ガイド移動装置は他方の側で巻取位置Ｗと待機位置Ｒ間を水平移動する、ことを特徴とする請求項１に記載の熱延材巻取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧延機に直列に設置され圧延材を巻取り巻戻しする熱延材巻取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
厚板（スラブ）から薄板（ストリップ）までを単一のラインで圧延する従来の熱間圧延設備では、多数のミル（圧延機）を必要とするため、圧延ラインの全長が非常に長くなる問題がある。そこで、かかる圧延ラインを短くするため、例えば、特開平７−８０５０５号、特開平７−１８５６０５号、等の熱間圧延設備が提案されている。
【０００３】
特開平７−８０５０５号の「鋳造熱間圧延連続設備」は、図５（Ａ）に模式的に示すように、粗ミル１（粗圧延機）と仕上ミル２（仕上圧延機）の中間に巻取り巻戻し装置３を配置し、連続鋳造で得た鋳片（スラブ）を粗圧延して巻き取り、その後、巻き戻して仕上圧延することにより、設備のコンパクト化と省エネルギーを図るものである。
【０００４】
また、特開平７−１８５６０５号の「熱間薄板材製造設備及び熱間薄板材の製造方法」は、図５（Ｂ）に模式的に示すように、圧延機４の入出側にそれぞれ巻戻し兼用の巻取り炉５を配置して、特定の厚みのスラブを巻戻し兼用の巻取り炉５で繰返し巻戻し巻戻しながら複数パス圧延することにより、コンパクトな設備で熱間薄板材を製造するものである。なお、この設備は、いわゆるステッケルミルであり、巻取り炉５のドラム５ａにスロット（クランプ用スリット）を有し、圧延材の先端をスロットに挿入してドラム５ａを回転させ、圧延材を確実に巻き取るようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した特開平７−１８５６０５号（図５Ａ）の設備では、薄板（ストリップ）を巻き取るため、その分の圧延ラインの長さを短くできるが、粗ミル１及び仕上ミル２は従来と同等数を必要とするため、ミル数はほとんど低減できず、結果として設備の全長が依然として長い問題点がある。また、図５（Ａ）における巻取り巻戻し装置３は、鋼板を芯なしで巻き取れる長所を有しているが、例えば３０ｍｍ以上の厚板や１０ｍｍ以下の薄板の巻取りが困難であり、特に薄物は巻取初期時に自立性を失い円筒状に巻けない等の問題点があり、かつ巻取ったコイルのハンドリングに時間を要し、冷却を促進させてしまう問題点がある。
【０００６】
一方、特開平７−１８５６０５号（図５Ｂ）の設備では、ミル数を大幅に低減でき、これにより全長の大幅な短縮ができ、かつステッケルミルは薄板から厚板まで適用できる等の長所を有しているが、▲１▼ドラム５ａのスロット（クランプ用スリット）に挿入した部分が、逆巻きされるため先端部が鼻曲げ状態となり、円滑な先端部の挿入が困難になる、▲２▼熱間圧延先端とスリットの位置合わが困難なため、先端部の巻取りの際には、ドラム５ａの速度を圧延時の１／１０程度の低速（例えば２０〜３０ｍ／ｍｉｎ）にする必要があり、その結果、加速減速を頻繁に行う必要が生じ、生産性が低い問題点がある。
【０００７】
ステッケルミルのかかる問題点を解決するために、▲１▼先端部の上反りを検出して巻取りドラムの位置を修正する「加熱炉付巻取装置」（実開昭６２−１０１６１７号）、▲２▼上反り矯正装置を備えた「圧延材上反り矯正装置」（実開昭６２−１８９８１４号）、▲３▼巻取機の駆動タイミングを適正にして加減速時のロスを低減する「ステッケルミルの巻取り制御装置」（特開昭６３−３６９１８号）等が提案されているが、依然として先端部の鼻曲げ、及び低速での巻取り等の本質的問題点は解決されていない。
【０００８】
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、厚板から薄板までの圧延材を、反りや曲げを付加することなく、高速で巻取り巻戻しができ、かつ巻き取った圧延材を効率よく保加熱することができる熱延材巻取装置と熱延材の巻取方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、水平な巻取り軸を支持しこれを回転駆動する巻取軸回転装置と、巻取り軸の巻取材進入位置に巻取り軸との間に圧延材先端部を挟持する少なくとも１本の水平な押えロールと、圧延材先端部を巻取り軸の周方向に案内するガイド装置と、ガイド装置を軸方向に水平移動させるガイド移動装置と、を備え、前記押えロールは、圧延材先端部を挟持する挟持位置Ｕと圧延ロールと干渉しない待機位置Ｄとの間を昇降可能であり、前記ガイド装置は、巻取り軸に近接し圧延材先端部を案内する案内位置Ｆと巻取り軸からの間隔を広げた離脱位置Ｂとの間を拡縮可能であり、前記ガイド移動装置は、ガイド装置を圧延材を巻き取る巻取位置Ｗと巻取り軸から外れる待機位置Ｒとの間を移動可能である熱延材巻取装置が提供される。
【００１０】
上記本発明の装置によれば、圧延材先端部の巻取り時に、▲１▼挟持位置Ｕの押えロールと巻取り軸との間に圧延材先端部を挟持し、案内位置Ｆのガイド装置で巻取り軸の周方向に案内して圧延材を巻取ることにより、反りや曲げを付加することなく、高速巻き取りを可能にすることができる。次いで、巻取り軸の回転のみで、高速巻き取りが継続できるようになった後（例えば数巻き後）、▲２▼巻取りを継続しながら、押えロールを待機位置Ｄに移動し、ガイド装置を離脱位置Ｂに拡げ、ガイド移動装置を待機位置Ｒに水平移動する、ことにより高速で巻き取りを継続することができる。
【００１１】
従って、本発明によれば、▲１▼押えロールを挟持位置Ｕに、ガイド装置を案内位置Ｆに、ガイド移動装置を巻取位置Ｗにそれぞれ移動するステップと、▲２▼押えロールを待機位置Ｄに、ガイド装置を離脱位置Ｂに、ガイド移動装置を待機位置Ｒにそれぞれ移動するステップとの基本的には２ステップのみで、厚板から薄板までの圧延材を、反りや曲げを付加することなく、かつ先端位置合わせ制御が不要であり、高速で巻取り／巻戻しができる。
【００１２】
本発明の好ましい実施形態によれば、更に、巻取り軸を囲み内部を保加熱する中空の保加熱炉と、前記押えロールを回転駆動するロール駆動装置と、押えロールを一端に備え他端を中心に揺動する揺動部材と、を備え、該揺動部材は押えロールの待機位置において炉壁を形成するようになっている。
この構成により、押えロールの上下動による開口部の発生を最小限に抑制し、保加熱炉により、巻取り軸のまわりにほぼ閉じた保加熱空間を形成して、巻取り軸及びこれに巻き取られた圧延材を効率的に保温・加熱することができる。
【００１３】
また、巻取り軸は、圧延材ラインに直交する一方の側から片持ち支持され、ガイド移動装置は他方の側で巻取位置Ｗと待機位置Ｒ間を水平移動することが好ましい。この構成により、相互の干渉をなくし、比較的シンプルな構成とすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に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重複した説明を省略する。
図１は、本発明による熱延材巻取装置の全体構成図である。この図において、本発明の熱延材巻取装置１０は、水平な巻取り軸１１を支持しこれを回転駆動する巻取軸回転装置１２と、巻取り軸１１の巻取材進入位置に巻取り軸１１との間に圧延材先端部を挟持する少なくとも１本の水平な押えロール１４と、圧延材先端部を巻取り軸１１の周方向に案内するガイド装置１６と、ガイド装置１６を軸方向（図で左右）に水平移動させるガイド移動装置１８と、を備えている。
【００１５】
図１の実施形態において、巻取軸回転装置１２の巻取り軸１１は、圧延材ラインに直交する一方の側（この図では右側）から片持ち支持されている。また、ガイド移動装置１８は他方の側（この図では左側）でガイド装置１６を圧延材を巻き取る巻取位置Ｗ（実線で示す）と、巻取り軸１１から外れる待機位置Ｒ（破線で示す）との間を水平移動するようになっている。かかる構成により、巻取軸回転装置１２とガイド移動装置１８との相互の干渉をなくし、比較的シンプルな構成とすることができる。
【００１６】
図２は、図１のＡ−Ａ線における断面図である。図１及び図２に示すように、本発明の熱延材巻取装置１０は、更に、巻取り軸１１を囲み内部を保加熱する中空の保加熱炉２２を備えている。この保加熱炉２２は、断熱壁と図示しないヒータとを有し、保加熱炉２２の内部を一定の温度（例えば約１０００℃以上）に保温し、かつ内部に位置する巻取り軸１１やこれに巻き取られる圧延材６を保温・加熱できるようになっている。また、この保加熱炉２２は圧延材６が通る通過口２２ａを有し、この通過口２２ａを通して圧延ラインから圧延材６を内部に導入し、巻取り軸１１に巻き取るようになっている。
【００１７】
更に図１に示すように、ガイド移動装置１８は、軸方向に間隔を隔てた断熱壁１９ａ，１９ｂを備えており、断熱壁１９ａは巻取位置Ｗにおいて炉壁貫通部を部分的に閉じ、断熱壁１９ｂは、待機位置Ｒにおいて、同一箇所の炉壁貫通部を閉じるようになっいる。この構成により、巻取位置Ｗ及び待機位置Ｒにおける炉壁開口部を最小限に抑え、放熱ロスを低減することができる。
【００１８】
また、図２に示すように、押えロール１４は、圧延材先端部６ａを挟持する挟持位置Ｕ（実線で示す）と、圧延ロールと干渉しない待機位置Ｄ（破線で示す）との間を昇降可能に構成されている。更に、本発明の熱延材巻取装置１０は、押えロール１４を回転駆動するロール駆動装置１５（図１）と、押えロール１４を一端に備え他端を中心に揺動する揺動部材２３とを備え、この揺動部材２３は押えロールの待機位置Ｄにおいて炉壁を形成するようになっている。この構成により、押えロール１４の上下動による開口部の発生を最小限に抑制し、保加熱炉２２により、巻取り軸１１のまわりにほぼ閉じた保加熱空間を形成して、巻取り軸１１及びこれに巻き取られた圧延材６を効率的に保温・加熱することができる。
【００１９】
図３は図２の部分拡大図である。この図に示すように、ガイド装置１６は、巻取り軸１１に近接し圧延材先端部６ａを案内する案内位置Ｆ（図３Ａ）と巻取り軸１１からの間隔を広げた離脱位置Ｂ（図３Ｂ）との間を拡縮可能になっている。すなわち案内位置Ｆでは、圧延材先端部６ａを案内するのに適した間隔ｄを隔ててガイド装置１６が位置し、離脱位置Ｂでは圧延材６を少なくとも１巻き以上巻き取り、巻取り軸１１のみで巻き取りができるようになった圧延材６から十分な隙間Δを有するように位置する。
【００２０】
図４は、図３のＢ−Ｂ線における断面図である。図３に示すように、ガイド装置１６は、巻取り軸１１に平行に上流側（図で左側）と下流側（図で右側）に位置する２つのエプロン装置１７からなり、各エプロン装置１７はそれぞれ下部エプロン１７ａと上部エプロン１７ｂとからなる。また、図３及び図４に示すように、下部エプロン１７ａの上端は水平軸２４に固定され、この軸２４は水平移動部材２５に連結されており、水平移動部材２５に固定されたラック２５ａと螺合するピニオン２５ｂの回転により、所定の距離を（図３で左右方向に）水平移動するようになっている。また、上部エプロン１７ｂの下端は、水平軸２４と独立に同軸に支持された中空軸２６に固定され、この中空軸２６はガイド装置本体１６ａ（固定部分）に固定されたラック２７ａと螺合するピニオン２７ｂに連結されており、水平軸２４が水平移動するとラック２７ａに螺合するピニオン２７ｂが回転するようになっている。
【００２１】
上述した構成により、図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、ピニオン２５ｂを所定距離を水平移動（この図で横移動）させることにより、下部エプロン１７ａを案内位置Ｆから離脱位置Ｂに水平移動させることができ、同時に上部エプロン１７ｂを案内位置Ｆから離脱位置Ｂに水平移動させると共に中空軸２６を中心に所定の距離揺動させることができる。この構成により、案内位置Ｆでは、エプロン１７ａ，１７ｂの内面を圧延材先端部６ａを案内するのに適した間隔ｄに隔てて位置し、離脱位置Ｂでは巻き取った圧延材６から十分な隙間Δを有するように位置することかできる。
【００２２】
更に、２つのエプロン装置１７を、例えば１つのピニオンの上下に螺合する２つのラックにより、同期して逆方向に、単一の駆動装置で同時に移動するように構成することが好ましい。なお、本発明はかかる構成に限定されず、周知の種々の構成を適用することができる。
【００２３】
上述した構成により、図３（Ａ）に示すように、圧延材先端部６ａの巻取り時に、▲１▼挟持位置Ｕの押えロール１４と巻取り軸１１との間に圧延材先端部６ａを挟持し、案内位置Ｆのガイド装置１６（すなわち、１７ａ，１７ｂ）で巻取り軸１１の周方向に案内して圧延材６を巻取ることにより、反りや曲げを付加することなく、高速巻き取りを可能にすることができる。次いで、巻取り軸１１の回転のみで、高速巻き取りが継続できるようになった後（例えば数巻き後）、▲２▼巻取りを継続しながら、押えロール１４を待機位置Ｄに移動し、ガイド装置１６を離脱位置Ｂに拡げ、ガイド移動装置１８を待機位置Ｒ（図１参照）に水平移動する、ことによりガイド移動装置１８が炉壁の外側（図１で左側）に位置し、断熱壁１９ｂにより炉壁貫通部を閉じた状態で高速で巻き取りを継続することができる。
【００２４】
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。
【００２５】
【発明の効果】
上述したように、本発明の熱延材巻取装置によれば、▲１▼押えロールを挟持位置Ｕに、ガイド装置を案内位置Ｆに、ガイド移動装置を巻取位置Ｗにそれぞれ移動するステップと、▲２▼押えロールを待機位置Ｄに、ガイド装置を離脱位置Ｂに、ガイド移動装置を待機位置Ｒにそれぞれ移動するステップとの基本的には２ステップのみで、厚板から薄板までの圧延材を、反りや曲げを付加することなく、かつ先端位置合わせ制御が不要であり、高速で巻取り／巻戻しができる。
【００２６】
従って、本発明の熱延材巻取装置は、厚板から薄板までの圧延材を、反りや曲げを付加することなく、高速で巻取り巻戻しができ、かつ巻き取った圧延材を効率よく保加熱することができる等の優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による熱延材巻取装置の全体構成図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線における断面図である。
【図３】図２の部分拡大図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図５】従来の圧延設備の構成図である。
【符号の説明】
１  粗ミル（粗圧延機）
２  仕上ミル（仕上圧延機）
３  巻取り巻戻し装置
４  圧延機
５  巻取り炉
５ａ  ドラム
６  圧延材
６ａ  圧延材先端部
１０  熱延材巻取装置
１１  巻取り軸
１２  巻取軸回転装置
１４  押えロール
１５  ロール駆動装置
１６  ガイド装置
１７  エプロン装置
１７ａ，１７ｂ  エプロン
１８  ガイド移動装置
２２  保加熱炉
２２ａ  通過口
２３  揺動部材
２４  水平軸
２５  水平移動部材
２５ａ  ラック
２５ｂ  ピニオン
２６  中空軸
２７ａ  ラック
２７ｂ  ピニオン
【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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