JP2009045640A - 条鋼線材の巻き取り方法 - Google Patents

Abstract

【課題】巻き取り形状を安定的に均一にすることができるようにする。
【解決手段】仕上げ圧延機６で圧延した条鋼線材３を仕上げ圧延機６の下流側に配置された巻き取り機８で巻き取る条鋼線材の巻き取り方法において、条鋼線材３が仕上げ圧延機６から抜ける前は、仕上げ圧延機６の圧延速度に基づいて巻き取り機８の巻き取り速度Ｖ２を制御し、条鋼線材３が仕上げ圧延機６から抜けた後は、条鋼線材３の線速に基づいて巻き取り機８の巻き取り速度Ｖ２を制御する。
【選択図】図５

Description

本発明は、条鋼線材の巻き取り方法に関する。

従来より、圧延材を連続圧延して条鋼線材を製造する条鋼線材の圧延方法においては、加熱炉にて加熱した圧延材を、粗圧延機、中間圧延機、仕上げ圧延機の順に圧延を行った後に、仕上げ圧延機の下流側に配置されている巻き取り機によってリング状に巻回するようになっている。
条鋼線材を巻き取り機によって巻き取る際に、巻き取り速度を制御するものとして特許文献１に示すものがある。この特許文献１の条鋼線材の圧延方法では、仕上げ圧延機での圧延速度と巻き取り機での巻き取り速度との比であるリード率を用いて、巻き取り機の巻き取り速度を制御することで、条鋼線材の巻取り形状（リングの形状）が均一になるようにしている。
特開２００５−３４９０９号公報

しかしながら、特許文献１の条鋼線材の圧延方法を用いて、巻き取り機の巻き取り速度を制御した場合、条鋼線材の巻取り形状が均一になることがあるものの、線速が大きく変化するなど非定常状態の時には、条鋼線材の巻取り形状が不安定になることがあり、確実に均一となる状況までには至っていないのが実情である。
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、巻き取り形状を安定的に均一にすることができる条鋼線材の巻き取り方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
すなわち、本発明における課題解決のための技術的手段は、仕上げ圧延機で圧延した条鋼線材を前記仕上げ圧延機の下流側に配置された巻き取り機で巻き取る条鋼線材の巻き取り方法において、前記条鋼線材が仕上げ圧延機から抜ける前は、仕上げ圧延機の圧延速度に基づいて前記巻き取り機の巻き取り速度を制御し、前記条鋼線材が仕上げ圧延機から抜けた後は、条鋼線材の線速の実測値に基づいて前記巻き取り機の巻き取り速度を制御する点にある。

発明者は、巻き取り機で条鋼線材を巻き取った後の形状について様々な観点から検証を行った。従来のように、巻き取り機での巻き取り速度を、仕上げ圧延機の圧延速度と関連したリード率という形で表して当該リード率により巻き取り速度を制御することによって、巻き取り速度を仕上げ圧延機の圧延速度に応じたものにすることができ、その結果、条鋼線材の巻取り形状を均一にすることができるものと考えられる。
しかしながら、発明者が更に巻き取り後の形状について検証を行ったところ、リード率を用いて巻き取り速度を制御した場合、条鋼線材が仕上げ圧延機から抜けていない状態では形状を均一にするには有効であるが、条鋼線材が仕上げ圧延機から抜けた後は、形状は均一になり難いことが分かった。

即ち、条鋼線材が仕上げ圧延機から抜けた後は、条鋼線材の抜けた部分（尾端側）を拘束するものが無くなるために、条鋼線材の速度が変化し、その結果、巻き取り速度と線速との速度差によって、巻き取り形状が大になったり小になったりしている。
そこで、発明者は、条鋼線材が仕上げ圧延機から抜ける前は、仕上げ圧延機の圧延速度に基づいて巻き取り速度を制御し、条鋼線材が仕上げ圧延機から抜けた後は、条鋼線材の線速の実測値に基づいて巻き取り速度を制御することにし、これにより、条鋼線材が抜ける前と抜けた後との巻き取り形状を安定的に均一にすることにした。

前記条鋼線材の仕上げ圧延機抜け後においては、当該条鋼線材の線速の実測値を測定し、所定時間に対する実測値の変化量に基づいて巻き取り機の巻き取り速度を制御することが好ましい。
前記条鋼線材が仕上げ圧延機から抜ける前に、仕上げ圧延機の圧延速度及び巻き取り機の巻き取り速度を、加速又は減速させることが好ましい。

本発明によれば、巻き取り形状を安定的に均一にすることができる。

以下、図面に基づき、本発明の実施の形態を説明する。
図１は、条鋼線材の圧延装置の概要を示している。
この圧延装置１は、加熱炉２から移送された圧延材３を条鋼線材に圧延するもので、粗圧延機４、中間圧延機５、仕上げ圧延機（ブロックミル）６、ピンチロール７、巻き取り機（レイングヘッド）８と、これらを制御する制御装置９とを備えている。
加熱炉２の下流側には粗圧延機４が配置されており、粗圧延機４から下流側に向けて順に中間圧延機５、仕上げ圧延機６、ピンチロール７、巻き取り機８が配置されている。中間圧延機５と仕上げ圧延機６との間には、圧延材３（以降、条鋼線材と呼ぶことがある）の線速を測定する第１線速計１０が設けられており、仕上げ圧延機６と巻き取り機８との間には条鋼線材３の線速を測定する第２線速計１１が設けられている。

第１線速計１０及び第２線速計１１は、レーザドップラー線速計である。このレーザドップラー線速計は、レーザ光のドップラー効果により条鋼線材３の速度を遠隔で計測するものであって、条鋼線材３にレーザー光を当て、反射光がドップラー効果により条鋼線材３の移動速度に比例した周波数変化を受け、この変化を入射光と反射光との光ビート信号として測定することで条鋼線材３の速度を計測するものである。
各圧延機４、５、６は、複数の圧延スタンド１２、１２を有している。各圧延スタンド１２は圧延ロール１３を有していて、当該圧延ロール１３は駆動モータ（図示略）により回転駆動するものである。

制御装置９は、例えば、圧延ロール１３の圧延荷重の制御、圧延ロール１３の周速（線速）の制御及び巻き取り機８の巻き取り速度の制御等を行うもので、例えば、プロセスコンピュータで構成されている。この制御装置９は、第１速度変更部１５と、第２速度変更部１６とを有している。
第１速度変更部１５は、条鋼線材３が仕上げ圧延機６から抜けた後に当該条鋼線材３が仕上げ圧延機６と巻き取り機８との間で停止しないように、予め条鋼線材３の大きさに応じて条鋼線材３の線速を変化させるものである。

図２は、速度変化を示したものである。図２において、Ｖ１は、仕上げ圧延機６の圧延速度（最終圧延ロール１３ａの周速）を示したものであり、Ｖ２は、巻き取り機８の巻き取り速度を示したもので、Ｖ３は条鋼線材の線速を示したものである。
図２に示すように、具体的には、第１速度変更部１５は、条鋼線材３の径が１８ｍｍ以上で太径である場合、当該条鋼線材３の尾端側３ａが仕上げ圧延機６から抜けた後、当該条鋼線材３の自重等により減速する傾向があることから、仕上げ圧延機６から抜ける前（条鋼線材３が中間圧延機５を抜けた時点Ｐ１から）に、仕上げ圧延機６の最終圧延ロール１３ａの周速Ｖ１及び巻き取り機８の巻き取り速度Ｖ２を、例えば、徐々に６０％上昇させる。

このとき、第１速度変更部１５は、仕上げ圧延機６の最終圧延ロール１３ａの周速Ｖ１に対する巻き取り機８の巻き取り速度Ｖ２を示したリード率（Ｖ２＝γＶ１）に従って、当該巻き取り機８の巻き取り速度Ｖ２を上昇させる。また、第１速度変更部１５は、条鋼線材３が中間圧延機５を抜けた時点Ｐ１から条鋼線材３が仕上げ圧延機６から抜ける前の時点Ｐ２までの間、最終圧延ロール１３ａの周速Ｖ１及び巻き取り機８の巻き取り速度Ｖ２を上昇させる。
なお、第１速度変更部１５は、条鋼線材３の径が８ｍｍ未満で小径である場合は、仕上げ圧延機６から抜けた後に、張力による影響が無くなり加速する傾向があるため、中間圧延機５を条鋼線材３が抜けた後（Ｐ１後）に、仕上げ圧延機６の最終圧延ロール１３ａの周速Ｖ１及び巻き取り機８の巻き取り速度Ｖ２を下降させる。

また、条鋼線材３の径が太径でも小径でもない中間径（８ｍｍ以上１８ｍｍ未満）の場合、中間圧延機５を条鋼線材３が抜けた後（条鋼線材３が中間圧延機５を抜けてから仕上げ圧延機６から抜けるまでの間）については、仕上げ圧延機６の最終圧延ロール１３ａの周速Ｖ１及び巻き取り機８の巻き取り速度Ｖ２を第１速度変更部１５によって減速又は加速を行うことなく、圧延速度に応じて条鋼線材３を巻き取るようにしている。
制御装置９においては、条鋼線材３が中間圧延機５から抜けていない状態では、仕上げ圧延機６の最終圧延ロール１３ａの周速Ｖ１に応じて巻き取り機８の巻き取り速度Ｖ２を制御している。

前記第２速度変更部１６は、条鋼線材３が仕上げ圧延機６から抜けた後（Ｐ２後）に、第２線速計１１で測定した線速（以降、実測値ということがある）に基づいて巻き取り機８の巻き取り速度Ｖ２を変化させるものである。
具体的には、第２速度変更部１６は、条鋼線材３が仕上げ圧延機６を抜けた後、第２線速計１１で条鋼線材３の実測値を測定し、所定時間に対する実測値の変化量に基づいて巻き取り機８の巻き取り速度Ｖ２を変化させる。
例えば、図３に示すように、所定時間（例えば、１秒間）ΔＴの間に条鋼線材３の速度がΔＶだけ下降した場合は、所定時間ΔＴ当たり条鋼線材３がΔＶずつ下降するものとして、第２速度変更部１６は巻き取り機８の巻き取り速度Ｖ２をΔＶだけ下降させる。

なお、所定時間ΔＴの間に条鋼線材３の速度がΔＶだけ上昇した場合は、所定時間ΔＴ当たり条鋼線材３がΔＶずつ上昇するものとして、第２速度変更部１６は巻き取り機８の巻き取り速度Ｖ２をΔＶだけ上昇させる。
次に、条鋼線材の巻き取り方法と条鋼線材の圧延装置１の動作について詳しく説明する。以下の説明において、説明の便宜上、条鋼線材３は太径とし、当該条鋼線材３は仕上げ圧延機６から抜けた後に減速するものとする。
図４（ａ）、図５に示すように、条鋼線材３を中間圧延機５及び仕上げ圧延機６に導入して圧延している定常状態の際は、仕上げ圧延機６の最終圧延ロール１３ａの周速Ｖ１に応じてリード率により巻き取り機８の巻き取り速度Ｖ２を制御し、条鋼線材３を巻き取り機８により巻き取る（Ｓ１）。

図４（ｂ）、図５に示すように、条鋼線材３の尾端側３ａが中間圧延機５の最終圧延ロール１３ｂから抜けると、第１速度変更部１５によって仕上げ圧延機６の周速Ｖ１及び巻き取り機８の巻き取り速度Ｖ２を上昇させる（Ｓ２）。巻き取り機８の巻き取り速度Ｖ２を上昇させる際は、仕上げ圧延機６の最終圧延ロール１３ａの周速Ｖ１の上昇に比例して当該巻き取り機８の巻き取り速度Ｖ２を上昇させる。
図４（ｃ）、図５に示すように、条鋼線材３の尾端側３ａが仕上げ圧延機６の最終圧延ロール１３ａから抜けると、第２線速計１１によって当該条鋼線材３の線速を測定する（Ｓ３）。そして、第２速度変更部１６によって、仕上げ圧延機６から抜けた条鋼線材３の実測値から所定時間ΔＴ当たりの変化量ΔＶを求める（Ｓ４）。

第２速度変更部１６は、条鋼線材３が所定時間ΔＴ当たりΔＶだけ減速するものとして、巻き取り機８の巻き取り速度Ｖ２を徐々に減速させながら条鋼線材３を巻き取る（Ｓ５）。その後、条鋼線材３が巻き取り機８を抜けると（図２のＰ３）、巻き取り速度Ｖ２を減速させる。
以上のように、本発明の条鋼線材の巻き取り方法においては、条鋼線材３が仕上げ圧延機６から抜ける前は、仕上げ圧延機６の圧延速度（最終圧延ロール１３ａの周速Ｖ１）に基づいてリード率等により巻き取り機８の巻き取り速度Ｖ２を制御しており、リード率による巻き取り速度Ｖ２の制御を行っている。

条鋼線材３が仕上げ圧延機６から抜けた後は、仕上げ圧延機６抜け後の条鋼線材３の線速に基づいて巻き取り機８の巻き取り速度Ｖ２を制御しており、リード率による巻き取り速度Ｖ２の制御ではなく、仕上げ圧延機６の圧延速度とは関連させずに、抜け後の条鋼線材３の線速によって巻き取り速度Ｖ２の制御を行っている。
言い換えれば、本発明の条鋼線材の巻き取り方法では、条鋼線材３が仕上げ圧延機６から抜ける前は、仕上げ圧延機６の圧延速度に連動して巻き取り速度Ｖ２の制御を行い、条鋼線材３が仕上げ圧延機６から抜けた後は、仕上げ圧延機６の圧延速度から切り離して巻き取り速度Ｖ２の制御を行うようにしている。

したがって、本発明によれば、条鋼線材３が仕上げ圧延機６から抜ける前においては、仕上げ圧延機６の圧延速度に応じた巻き取り速度Ｖ２で巻き取り機８によって条鋼線材３を均一に巻き取ることができると共に、条鋼線材３が仕上げ圧延機６から抜けた後においては、条鋼線材３の線速に応じた巻き取り速度Ｖ２で巻き取り機８によって条鋼線材３を均一に巻き取ることができる。
本発明の条鋼線材の巻き取り方法は上記の実施形態に限定されない。即ち、上記の実施の形態では、条鋼線材３が仕上げ圧延機６から抜けた後、当該条鋼線材３の線速を第２線速計１１で測定して、この測定値から単位時間当たりの減速又は加速の推定値を求めていたが、これに代え、予め鋼種毎や線径毎に仕上げ圧延機６抜け後の条鋼線材の速度変化を分類して制御装置９等に記憶させておき、圧延の際に分類した速度変化を制御装置９から読み出して、巻き取り機８の巻き取り速度Ｖ２を制御するようにしてもよい。

本発明の実施の形態を示す条鋼線材の圧延装置の概要図である。 速度の変化を示す図である。 第２線速計で測定した際の条鋼線材の速度変化を示す図である。 条鋼線材の移動を示す図である。 条鋼線材の巻き取り方法を示すフローチャート図である。

符号の説明

１ 圧延装置
３ 条鋼線材（圧延材）
３ａ条鋼線材の尾端側
４ 粗圧延機
５ 中間圧延機
６ 仕上げ圧延機
７ ピンチロール
９ 制御装置
１１ 第２線速計
１２ａ 最終圧延スタンド
１２ｂ 最終圧延スタンド
１３ 圧延ロール

Claims (3)

1. 仕上げ圧延機で圧延した条鋼線材を前記仕上げ圧延機の下流側に配置された巻き取り機で巻き取る条鋼線材の巻き取り方法において、
   前記条鋼線材が仕上げ圧延機から抜ける前は、仕上げ圧延機の圧延速度に基づいて前記巻き取り機の巻き取り速度を制御し、前記条鋼線材が仕上げ圧延機から抜けた後は、条鋼線材の線速の実測値に基づいて前記巻き取り機の巻き取り速度を制御することを特徴とする条鋼線材の巻き取り方法。
2. 前記条鋼線材の仕上げ圧延機抜け後においては、当該条鋼線材の線速の実測値を測定し、所定時間に対する実測値の変化量に基づいて巻き取り機の巻き取り速度を制御することを特徴とする請求項１に記載の条鋼線材の巻き取り方法。
3. 前記条鋼線材が仕上げ圧延機から抜ける前に、仕上げ圧延機の圧延速度及び巻き取り機の巻き取り速度を、上昇又は下降させることを特徴とする請求項２に記載の条鋼線材の巻き取り方法。

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