JPH1076315A - 熱延材巻取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コイル巻取尾端部に“ク”の字形状の塑性曲
げを形成させない巻取と高速での巻取を可能とするとと
もに平均圧延速度を大幅に向上でき、かつ巻取った圧延
材を効率よく保加熱することができる熱延材巻取装置を
提供する。 【解決手段】 圧延材先端部１２ａを巻取るマンドレル
１３と、マンドレルを同軸に囲みかつ外側から圧延材１
２をマンドレルのまわりに案内する案内溝１６を有する
中空形状のスリーブ１５と、スリーブに回転可能に取り
付けられマンドレルとの間で圧延材先端部を挟持するグ
リップロール１４と、マンドレルとスリーブを連結する
クラッチ４１と、スリーブに取り付けられマンドレルに
対しグリップロールを近接・離反させるシリンダ４０
と、スリーブの案内溝を所定位置に停止させるブレーキ
４２と、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱間圧延ラインの
仕上圧延機の近傍に配置されて圧延材の巻取り巻戻しを
行うとともに圧延材を保加熱する熱延材巻取装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】圧延設備のコンパクト化のために熱間圧
延ラインの短縮化と圧延中の圧延材の温度降下を防止し
て省エネルギー化を図る目的から仕上圧延機の入側又は
入出側に保加熱炉を設けた熱延材の巻取装置（ファーネ
スコイラー）が採用されている。この巻取装置には巻取
胴に圧延材先端部の巻込み用スリットを設けたステッケ
ルミル形式の巻取装置、例えば特開昭６３−３６９１８
号、実開昭６２−１８９８１４号等が提案されている。
さらに巻取胴の外周面にラッパーロールを配置した巻取
装置も提案されている。

【０００３】特開昭６３−３６９１８号の「ステッケル
ミルの巻取り制御装置」は，圧延機の入出側の板厚、荷
重、板速度等を検出し圧延材の先端部の進行距離を正確
に求めて最適な起動タイミングで巻取機を起動させるこ
とにより、円滑に圧延材を巻取ることができる。

【０００４】実開昭６２−１８９８１４号の「圧延材上
反り矯正装置」は、図５に模式的に示すように、圧延機
１の入出側に圧延材２の先端部を巻込むスリット３を設
けた巻戻し兼用のファーネスコイラー４を配置し、さら
に圧延機１と各ファーネスコイラー４間に矯正装置５を
設けて、圧延材２の尾端部に発生する上反りやいわゆる
鼻曲げを矯正できるようになっている。

【０００５】また、巻取胴の外周面にラッパーロールを
配置した巻取装置は、巻取開始から数巻目までの圧延材
を巻取胴との間でラッパーロールで確実かつ圧延材の表
面に押付傷を発生させずに保持できるので高速で巻取る
ことができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した特開昭６３−
３６９１８号のファーネスコイラーを使用してリバース
圧延をした場合に、マンドレルのスリット部から巻戻さ
れた圧延材の尾端部は鋭角の“ク”の字形状に塑性曲げ
を発生させる。このため、スリット部から圧延材の尾端
部の尻抜け作業は時間を掛けて慎重に行わないとファー
ネスコイラー内で尾端部が暴走して装置を破損すること
になる。その結果、平均圧延速度が大幅に低下し生産性
が低いという問題点があった。

【０００７】一方、実開昭６２−１８９８１４号（図
５）もリバース圧延時に、圧延機への２重噛み込み防止
または通板時の先後端部の引っ掛かり防止のために、圧
延機の入出側に設けた矯正機で圧延ラインを一時停止し
て鼻曲げ状態の尾端部を矯正する必要があった。その結
果、一時停止と再起動の圧延が繰り返されるので板形状
の劣化、矯正による塑性曲げの発生、および温度降下に
より圧延材の品質劣化等の問題点があった。

【０００８】また、巻取胴の外周面にラッパーロールを
配置した巻取装置は、保加熱装置を装備する場合に、巻
取開始の数巻目後にラッパーロールを回避させる装置を
必要とするため、巻取装置が大型化するとともに保加熱
面が縮小することにもなる。その結果、保加熱効率が低
下するなどの問題点があった。

【０００９】本発明は、上述した種々の問題点を解決す
るために創案されたものである。すなわち、本発明は、
コイル巻取り尾端部に“ク”の字形状の塑性曲げを形成
させずに、高速で巻取及び巻取を可能とするとともに、
平均圧延速度を大幅に向上でき、かつ巻取った圧延材を
効率よく保加熱することができる熱延材巻取装置を提供
することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、圧延材
先端部を巻取るマンドレルと、該マンドレルを同軸に囲
みかつ外側から圧延材をマンドレルのまわりに案内する
案内溝を有する中空形状のスリーブと、スリーブに回転
可能に取り付けられマンドレルとの間で圧延材先端部を
挟持するグリップロールと、マンドレルとスリーブを連
結するクラッチと、スリーブに取り付けられマンドレル
に対しグリップロールを近接・離反させるシリンダと、
スリーブの案内溝を所定位置に停止させるブレーキと、
を備えたことを特徴とする熱延材巻取装置が提供され
る。以下、かかる装置をグリップ形式の熱延材巻取装置
という。

【００１１】本発明のグリップ形式の巻取装置によれ
ば、圧延材先端部の巻取り時に、ブレーキで圧延材の
挿入位置にスリーブの案内溝を停止させ、マンドレルの
みを回転させてマンドレルとスリーブ内の貫通溝に配置
されたグリップロールとの間に隙間を開けて待機し、
圧延材先端部が案内溝に挿入されると同時にシリンダに
よりグリップロールをマンドレルに対し近接させて、先
端部をマンドレルとグリップロールとの間で挟持し、
同時にクラッチでマンドレルとスリーブを連結して両者
を同期して回転させることにより、圧延材をスリーブの
まわりに巻き取ることができる。従って、圧延材先端部
に反りや曲げを付加させることなくマンドレルとグリッ
プロール間に先端部を挟持した状態で、スリーブの外周
面に圧延材を安定して巻付け、高速で巻取ることができ
る。すなわち、挿入された圧延材の先端分はマンドレル
とグリップロールで挟持されるが、本発明のグリップロ
ールでは強力な挟持力即ち押付力は必要としないので尾
端部に巻き癖は発生しない。またわずかに発生したとし
ても巻戻しのグリップロールのリバース運転において容
易に矯正できる。また、マンドレルからの圧延材尾端部
の搬出は、挟持しているグリップロールを圧延材から離
反するだけで済むので容易かつ高速でできる。

【００１２】本発明の好ましい実施形態によれば、前記
スリーブの圧延材との巻取接触部に断熱材が埋め込まれ
ている。この構成により、コイル内面からスリーブ外周
面への熱伝達を遮断をして、コイル内面の温度低下を低
減することができる。

【００１３】また、前記スリーブは、マンドレルに対し
近接・離反する１つ又は２つ以上のグリップロールを半
径方向に揺動可能に配置する貫通溝を有する。この構成
により、コンパクトな構成でグリップロールにより圧延
材を挟持することができる。なお、圧延材が厚い場合
は、グリップロールを２本以上配置すればより確実に挟
持することができる。

【００１４】更に、半径方向に揺動可能なガイド板を備
え、該ガイド板により巻戻し時に圧延材尾端部の巻き癖
を矯正しかつ尾端部の巻戻しを容易にするようになって
いる。この構成により、ガイド板により尾端部の巻き癖
を矯正しかつ尾端部の巻戻しを容易にすることかでき
る。

【００１５】また、巻き取ったコイル外周面を保加熱す
る保加熱炉を本体フレーム内に備えることが好ましい。
この構成により、保加熱炉よりマンドレルの周りにほぼ
閉じた保加熱空間が形成でき、マンドレルおよび巻取ら
れた圧延材を効率的に保温・加熱することができる。

【００１６】

【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。

【００１７】図１は、本発明によるグリップ形式の熱延
材巻取装置の第１実施形態を示す縦断面図である。本発
明の熱延材巻取装置１０は、図示しない圧延機で圧延さ
れピンチロール１１で搬送された圧延材１２の先端部１
２ａを巻取るマンドレル１３と、マンドレル１３を同軸
に囲みかつ外側から圧延材１２をマンドレル１３のまわ
りに案内する案内溝１６を有する中空形状のスリーブ１
５と、スリーブ１５に回転可能に取り付けられマンドレ
ル１３との間で圧延材先端部１２ａを挟持するグリップ
ロール１４とを備えている。

【００１８】グリップロール１４は、マンドレル１３と
対向する位置で圧延材１２の板厚よりやや大きめの隙間
Ｃを開け、挿入される先端部１２ａを挟持するようにな
っている。また、図に示すようにスリーブ１５に設けた
貫通穴１７内には、グリップロール１４がマンドレル１
３に対し半径方向に近接・離反して移動できるように取
付けられている。

【００１９】図１において、スリーブ１５の内周面との
空間部１８で先端部１２ａを取り込むマンドレル１３は
巻取り方向に常時回転し、スリーブ１５は先端部１２ａ
が挿入される位置に案内溝１６を向けて停止している。
また、スリーブ１５の貫通穴１７に設けられたグリップ
ロール１４は先端部１２ａの挿入を容易とするため圧延
材１２の板厚よりやや大きめの隙間Ｃを開けて巻取方向
に回転している。さらに、ピンチロール１１の出側近傍
には圧延材１２の先端部１２ａの進入を容易にする第１
ガイド板１９と第２ガイド板２０が配置されている。一
方、同じ目的で前記ガイド板１９，２０に対向して固定
ガイド板２１と第３ガイド板２２が配置されている。

【００２０】図２は、図１と同様の模式図である。以
下、図１および図２において、進入する圧延材１２の巻
取について説明する。図１において、スリーブ１５の案
内溝１６は、先端部１２ａが挿入してくる位置に停止し
ている。スリーブ１５の軸心に設けられたマンドレル１
３は、常時高速で巻取方向に回転している。グリップロ
ール１４も板厚よりやや大きめの隙間Ｃを開けて先端部
１２ａを挿入しやすいように巻取方向に回転している。
また、同時に第１ガイド板１９と第２ガイド板２０およ
び第３ガイド板２２が先端部１２ａを挿入しやすいよう
に実線の位置、即ち第２ガイド板２０では実線のＤ位置
に、また第３ガイド板２２では実線のＦ位置に揺動可能
に配置されている。

【００２１】以上のように巻取りの準備ができた待機状
態で、まずピンチロール１１から搬送される圧延材１２
の先端部１２ａは、各ガイド板１９〜２２に順次案内さ
れてスリーブ１５の案内溝１６に挿入される。さらに挿
入された先端部１２ａは、巻取り方向に高速回転してい
るマンドレル１３および同様に回転しているグリップロ
ール１４との間に案内される。図示しない検出器で先端
部１２ａがグリップロール１４を通過したことを検知し
たらグリップロール１４は、直ちに回転を停止しマンド
レル１３との間で先端部１２ａを緩まない程度の押付力
で挟持する。このような押付力で挟持しているので、先
端部１２ａには押付傷の発生や塑性曲げや鼻曲げも発生
しない。その後、さらに挟持したことを確認したら圧延
材１２の巻取が本格的に行われ同時にコイル２３への巻
太りの過程での干渉を防ぐために第２ガイド板２０は、
実線のＤ位置から仮想線のＥ位置に揺動回避する。同様
に、第３ガイド板２２も、実線のＦ位置から仮想線のＧ
位置に揺動回避する。

【００２２】図２において、スリーブ１５での圧延材１
２の巻取を説明する。前記の様にマンドレル１３とグリ
ップロール１４の間で先端部１２ａが挟持されたことを
図示しない検出器で確認後直ちに停止していたスリーブ
１５は、停止状態を解除しマンドレル１３と同調して回
転を開始する。この様にグリップロール１４で先端部１
２ａを挟持しながらスリーブ１５の外周面で圧延材１２
の巻取を開始して仮想線に示すコイル２３の形状へと高
速回転で巻取って行く。なお、巻取りが完了して最終目
標のコイル２３に達してもリバース（巻戻し）圧延に備
えて圧延材１２の尾端部は、ピンチロール１１に尻抜け
することなく噛み込まれているので、高速巻戻しが可能
となっている。

【００２３】次に、巻戻しについて説明する。まず、前
述したマンドレル１３間で先端部１２ａを挟持している
グリップロール１４をマンドレル１３から離反移動させ
て、先端部１２ａへの押付力を解除する。図示しない検
出器で離反を確認後、スリーブ１５とマンドレル１３お
よびピンチロール１１を同調させて巻戻し方向に回転さ
せる。この様にして、尾端部（即ち、巻取時の先端部１
２ａ）に鼻曲げのない圧延材１２の高速巻戻しができ
る。なお、例外的に尾端部に鼻曲げが発生した場合で
も、先端部１２ａを挟持しているグリップロール１４に
張力を付加して矯正できるので長時間にわたるラインの
停止はなく、平均圧延速度の低下もまた圧延材１２の温
度降下も生じにくい。

【００２４】また、前記スリーブ１５の中央部近傍で圧
延材１２との巻取接触部となる外周面は、圧延材１２の
最大板幅より大きな幅で図３の交叉斜線部に示すような
断熱材２４が埋め込まれている。断熱材の一例として耐
火材がある。断熱材２４を埋め込むことで、コイル内面
からスリーブ外周面への熱伝達を遮断をして、コイル内
面の温度低下を低減することができる。

【００２５】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、さらに、巻取中の圧延材１２の外周
面・両側面を保加熱する保加熱炉２５を本体フレーム２
６内に設けている。この保加熱炉２５は、この実施形態
では断熱壁２７と図示しないヒータとを有し、保加熱炉
２５の内部をほぼ閉じた保加熱空間を形成して、一定の
温度（例えば約１０００℃以上）に保温し、かつ内部に
位置するマンドレル１３やスリーブ１５および圧延材１
２を効率的に保温・加熱する。

【００２６】図３は、図１のＡ−Ａ断面図であり、以
下、前述した主な部材の駆動機構を説明する。圧延材１
２の先端部１２ａを巻取るマンドレル１３は、一方の軸
端（本図では右側）を図示しない回転駆動装置によって
常時高速で正転（巻取）および逆転（巻戻し）のいずれ
の方向にも回動自在にクラッチ側フレーム２８の軸受２
９およびブレーキ側フレーム３０の軸受３１で支持され
ている。また、この図に示すように、クラッチ側フレー
ム２８とブレーキ側フレーム３０は、床面４４に取付け
られた架台３２に図示しない締結体で固定されている。
さらに、スリーブ１５は、クラッチ側フレーム２８の軸
受３３およびブレーキ側フレーム３０の軸受３４を介し
て正逆転自在に支持されている。

【００２７】また、スリーブ１５の中央部近傍の圧延材
１２の巻取箇所には、本体フレーム２６が、スリーブ１
５を回転自在かつコイル２３の巻取ができる幅と内径を
有し、さらに保加熱炉２５も形成して架台３２に固定さ
れている。

【００２８】マンドレル１３のブレーキ側フレーム３０
側の軸端部近傍にはギヤー３５が嵌着されている。一
方、このギヤー３５に噛み合うギヤー３６が、スリーブ
１５の端部近傍に回転自在に取付けられている。また、
ギヤー３６の一方（本図では左側）の軸端には、可撓継
手３７が取付けられている。可撓継手３７の他端には軸
受３８により回転自在のグリップロール１４が配置され
ている。従って、マンドレル１３が巻取側に回転すると
同時に嵌着されたギヤー３５も同一方向に回転し、次に
ギヤー３５に噛み合うギヤー３６が反対方向に回転し、
これに追従して可撓継手３７を介してグリップロール１
４も回転する。この結果、挿入した先端部１２ａは、マ
ンドレル１３とグリップロール１４間で巻取られる。ま
た、グリップロール１４の両軸端部の軸受３８を保持す
る軸箱３９には、スリーブ１５側に取付けられた油圧シ
リンダ４０のピストンロッドの先端が固定されている。
従って、グリップロール１４は、油圧シリンダ４０によ
りマンドレル１３との間に挿入される圧延材１２の板厚
に合せて半径方向に移動でき、また隙間Ｃの調節ができ
る。さらに、マンドレル１３に対し巻取時はグリップロ
ール１４を近接移動して先端部１２ａを挟持し、一方、
巻戻し時はマンドレル１３からグリップロール１４を離
反移動して先端部１２ａを解除する。

【００２９】さらに、マンドレル１３のクラッチ側フレ
ーム２８の軸端部近傍には、クラッチ４１が配置されて
いる。マンドレル１３とグリップロール１４間で先端部
１２ａを挟持していることを図示しない検出器で確認し
た後、クラッチ４１を入れるとマンドレル１３とスリー
ブ１５が連結されスリーブ１５の軸心近傍のマンドレル
１３とグリップロール１４さらに挟持した先端部１２ａ
を抱きこんだ状態で一体化し高速回転を行う。従って、
圧延材１２をスリーブ１５の外周面に巻付けて高速で所
定の径のコイル２３を形成できる。また巻戻しの場合
も、クラッチ４１を入れた状態でマンドレル１３とスリ
ーブ１５を連結し、一体化して行う。

【００３０】また、ブレーキ側フレーム３０の内周面に
は、ブレーキ４２が取付けられている。一方、スリーブ
１５の外周面には、ブレーキ４２に対向する位置にブレ
ーキ受け４３が固定されている。このブレーキ４２は、
２つの働きを行う。１点目は、圧延材１２の先端部１２
ａを挿入する場合に、スリーブ１５の案内溝１６を挿入
位置に保持するためにブレーキ４２をブレーキ受け４３
との間でブレーキを掛けてスリーブ１５の回転を停止す
る。２点目は、巻取が完了し所定のコイル径となったこ
とを確認した場合、前記クラッチ４１を切りマンドレル
１３とスリーブ１５との連結を解除する。しかし、高速
で回転しているため急停止できないため、ブレーキ４２
を作動させてスリーブ１５の回転を迅速に停止する。

【００３１】図４は、本発明の熱延材巻取装置の他の実
施の形態を示す巻取部分の断面図である。図４の実施形
態において、マンドレル１３に対し近接・離反するグリ
ップロール１４を２本使用する場合に、スリーブ１５側
に２本のグリップロール１４、１４を移動可能とする２
箇所の貫通穴１７、１７を設けたものである。この構成
により挿入される圧延材２０が厚い場合にも効率よく巻
取ることができる。

【００３２】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。

【００３３】

【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、圧延材先端部１２ａの巻取り時に、ブレ
ーキ４２で圧延材の挿入位置にスリーブの案内溝１６を
停止させ、マンドレル１３のみを回転させてマンドレル
とスリーブ内の貫通溝に配置されたグリップロール１４
との間に隙間Ｃを開けて待機し、圧延材先端部が案内
溝に挿入されると同時にシリンダ４０によりグリップロ
ール１４をマンドレル１３に対し近接させて、先端部１
２ａをマンドレル１３とグリップロール１４との間で挟
持し、同時にクラッチ４１でマンドレル１３とスリー
ブ１５を連結して両者を同期して回転させることによ
り、圧延材１２をスリーブ１５のまわりに巻き取ること
ができる。従って、圧延材先端部１２ａに反りや曲げを
付加させることなくマンドレルとグリップロール間に先
端部を挟持した状態で、スリーブの外周面に圧延材を安
定して巻付け、高速で巻取ることができる。

【００３４】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鼻曲げを付加することな
く、高速で巻取・巻戻しができ平均圧延速度の向上とと
もに巻取中の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第１実施の形態
を説明する縦断面図である。

【図２】本発明による熱延材巻取装置のスリーブでの圧
延材の巻取りを説明する図である。

【図３】図１のＡ−Ａ線における断面図である。

【図４】本発明による熱延材巻取装置の第２実施の形態
を説明する部分断面図である。

【図５】従来の圧延設備の構成図である。

【符号の説明】

１ 圧延機 ２ 圧延材 ３ スリット ４ ファーネスコイラー ５ 矯正装置 １０ 熱延材巻取装置 １１ ピンチロール １２ 圧延材 １２ａ 先端部 １３ マンドレル １４ グリップロール １５ スリーブ １６ 案内溝 １７ 貫通穴 １８ 空間部 １９ 第１ガイド板 ２０ 第２ガイド板 ２１ 固定ガイド板 ２２ 第３ガイド板 ２３ コイル ２４ 断熱材 ２５ 保加熱炉 ２６ 本体フレーム ２７ 断熱壁 ２８ クラッチ側フレーム ２９ 軸受 ３０ ブレーキ側フレーム ３１ 軸受 ３２ 架台 ３３ 軸受 ３４ 軸受 ３５、３６ ギヤー ３７ 可撓継手 ３８ 軸受 ３９ 軸箱 ４０ 油圧シリンダ ４１ クラッチ ４２ ブレーキ ４３ ブレーキ受け ４４ 床面 Ｃ 隙間 Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ 位置

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧延材先端部を巻取るマンドレルと、該
   マンドレルを同軸に囲みかつ外側から圧延材をマンドレ
   ルのまわりに案内する案内溝を有する中空形状のスリー
   ブと、スリーブに回転可能に取り付けられマンドレルと
   の間で圧延材先端部を挟持するグリップロールと、マン
   ドレルとスリーブを連結するクラッチと、スリーブに取
   り付けられマンドレルに対しグリップロールを近接・離
   反させるシリンダと、スリーブの案内溝を所定位置に停
   止させるブレーキと、を備えたことを特徴とする熱延材
   巻取装置。
2. 【請求項２】 更に、前記スリーブの圧延材との巻取接
   触部に断熱材が埋め込まれている、請求項１に記載の熱
   延材巻取装置。
3. 【請求項３】 前記スリーブは、マンドレルに対し近接
   ・離反する１つ又は２つ以上のグリップロールを半径方
   向に揺動可能に配置する貫通溝を有する、請求項１又は
   ２に記載の熱延材巻取装置。
4. 【請求項４】 更に、半径方向に揺動可能なガイド板を
   備え、該ガイド板により巻戻し時に圧延材尾端部の巻き
   癖を矯正しかつ尾端部の巻戻しを容易にするようになっ
   ている、請求項１乃至３のいずれかに記載の熱延材巻取
   装置。
5. 【請求項５】 巻き取ったコイル外周面を保加熱する保
   加熱炉を本体フレーム内に備える、請求項１乃至４のい
   ずれかに記載の熱延材巻取装置。