JPH0616898B2 - 板材の巻取装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は板材の巻取装置に係り、特に高温薄板材を巻取
軸を用いずに巻取る板材の巻取装置に関する。

〔従来の技術〕

最近、薄板連続鋳造機により高温の鋳片を生産し、この
鋳片を一旦巻取つてコイル状とし、この状態で保温及び
均熱化を図つた後、熱間圧延する方法が省エネルギを目
的として開発されている。この場合の鋳片は、一般に板
厚が３乃至４０mm、板幅が６００乃至１６００mmであ
り、鋳片の温度は１０５０℃乃至１１００℃と高温であ
る。そして、巻取るコイル径は、内径が６００mm乃至76
0mmで外径が３０００mm位までとなつている。

上記のようなコイル巻取りに用いられる従来の装置とし
ては、実公昭47−34762号公報に開示されたような、３
本ロールを用いて巻取軸を持たずに巻取る装置、特開昭
55−40133号公報に開示されたような、小径のコイルか
ら大径のコイルまでコイル支持ローラを載置した台車を
移動することによつて、巻取り可能とした装置などが知
られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記実公昭47−34762号公報によつて開示された装置
は、巻取られたコイルが軸間距離の固定された２本のコ
イル支持ローラによつて支持されている。このため、製
造するコイル外径が大きい場合は、コイルがコイル支持
ローラから転倒しないように、コイル支持ローラの軸間
距離を大きくする必要がある。しかし、この軸間距離を
大きくすると、初期に形成されるコイル内径を大きくし
なければ、コイルがコイル支持ローラ間に落込んしま
う。

コイル内径を大きくすると、一定の重量のコイルを巻取
るときに、コイル外径が大きくなり、空間的スペースが
大となるばかりでなく、コイルを熱間圧延ラインに移送
したり、巻戻したりするための設備が大きくなるという
問題がある。また、コイル内径及び外径を大きくする
と、熱間圧延材をコイルに巻取るときの放熱が大きくな
り、次工程で再加熱しないで圧延するときの温度が低下
しすぎるという問題もある。

このため、上記の装置による場合は、初期に形成される
コイル内径を６００mm乃至７６０mm程度にすることが要
求される。そして、このようなコイルを支持するコイル
支持ローラの間隔は、初期のコイルが落ち込まないよう
に３５０乃至４５０mm程度にする必要がある。このた
め、巻取完了時のコイル外径は、転倒しないために２０
００mm以下に制限される。このことは、大量生産が要求
される鋼材用のコイル仕様に適用するには無理であり、
非鉄用板材の巻取りに仕様できるだけである。すなわ
ち、上記の従来の巻取装置では、外径が３０００mm程度
のコイルを巻取ることが困難であるという問題があつ
た。

一方、前記特開昭55−40133号公報によつて開示された
装置は、巻取軸に板材を巻取るものであり、コイルを支
持する２本のコイル支持ローラのうちの一方が、コイル
の巻太りとともに他方のローラから後退して、小径のコ
イルから大径まで巻取り可能としたものである。しかし
ながら、この巻取方式は、板材の誘導をベルトで行なつ
ており、このようなベルトは、１０００℃以上の高温の
鋳片の誘導に耐え得るものではなく、焼損するという問
題があつた。また、ベルトと高温鋳片との接触により、
鋳片の温度が低下するという問題もあつた。さらにま
た、鋳片の板厚が３乃至３０mm、板幅が６００乃至１６
００mmと大きい場合には、鋳片が大きな剛性を有してい
るため、１つのロールに対向するベルトで鋳片を曲げて
案内することは困難であり、更に巻取軸からの鋳片の温
度低下や、巻取軸そのものの焼損などの問題もあつた。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、高温
の薄板鋳片を保温効果より小さい内径で、大きい外径の
コイルに効果よく巻取ることのできる板材の巻取装置を
提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記の目的を達成するために、板材を巻取つ
てコイルを形成する板材の巻取装置において、前記板材
をコイル状に成形加工する３本のローラよりなるベンデ
イングロール部と、このコイル状に成形され巻取られた
板材のコイルを支持する２本のコイル支持ローラとを具
備するとともに、これらの２本のコイル支持ローラの軸
間距離を前記コイルの外径の変化に対応して可変とした
ものである。

〔作用〕

上記の構成によると、コイルの成形を３本の曲げローラ
で行なうので、曲げローラの剛性を十分に大きくするこ
とにより板厚，板幅が大きい板材でも小さなコイル内径
のコイルに巻取ることができる。また、巻取りのための
巻取軸が不要のため、コイル内径部の巻取軸による冷却
の問題も解消できる。しかも、コイルを支持するコイル
支持ローラの軸間距離が可変であり、初期のコイル内径
形成時には最も近接した位置に設定し、コイル外径が大
きくなるに従つて軸間距離を拡大するようにしたので、
初期のコイル内径形成時にコイルがコイル支持ローラ間
に落ち込むことも、コイル外径が大きくなつた時に回転
巻取り動作を行なつている不安定な状態のコイルが転倒
することも、ともに防止することができる。

〔実施例〕

以下、本発明に係る板材の巻取装置の一実施例を図面を
参照して説明する。

第１図及び第２図に本発明の一実施例を示す。巻取られ
る板材１を装置内に誘導案内する２本のガイドローラ
２，３は、スタンド４の入口側のほぼ同じ高さに回転自
在に設けられており、これらのガイドローラ２，３の
間、及びガイドローラ３の下流側には、それぞれ板状の
ガイド５，６がスタンド４に固設されている。ガイド６
の下流側には、３本のローラ７，８，９で構成されるベ
ンデイングロール部が設けられており、それぞれ軸受箱
１０，１１，１２に回転可能に支持されている。これら
の軸受箱１０，１１，１２のうち、軸受箱１０，１１
は、前記スタンド４に固設されたブラケツト１３に、一
端がピン１４を介して回動可能に支持されたスタンドア
ーム１５に取付けられている。そして、軸受箱１０，１
１の間には、板材１の通板のためのガイド１６がスイン
グアーム１５に固設されている。また、スイングアーム
１５には、剛性を高めるためのビーム１７，１８が回動
軸に平行に設けられている。スイングアーム１５のピン
１４によつて支持された一端と反対側の一端には、ピン
１９を介してホークエンド２０が回動可能に連結されて
おり、このホークエンド２０は、シリンダ２１のロツド
２２に接続されている。このシリンダ２１は、スタンド
４に固設されたビーム２３に、ブラケツト２４及びピン
２５を介して回動可能に取付けられている。また、スイ
ングアーム１５のホークエンド２０が連結された一端の
近くの上面には、スタンド４に固設されたウオームジヤ
ツキ２６の下端が当接していて、前記ベンデイングロー
ル部のローラ７，８の正確な位置決めがなされるように
なつている。そして、このウオームジヤツキ２６には、
スイングアーム１５との当接位置を微調整するためのス
クリユ２７が螺設されている。なお、２８は、前記ベン
デイングロール部の３本のローラ７，８，９を駆動する
モータである。

スタンド４の上部には、２本のコイル支持ローラ２９，
３０が設けられており、コイル支持ローラ２９は前記軸
受箱１２に回転自在に支承されており、コイル支持ロー
ラ３０は、スタンド４上を移動可能に設けられた軸受箱
３１に回転自在に支承されている。コイル支持ローラ３
０の移動は、スタンド９に固設されたウオームジヤツキ
３２により、スクリユ３３を回転させて行なわれる。軸
受箱３１には、ブラケツト３４を介して転倒防止用ロー
ラ３５が取付けられている。また、２本のコイル支持ロ
ーラ２９，３０の間には、ガイド板３６が設けられてお
り、このガイド板３６にはスケール落し用の孔３７が形
成されている。このガイド板３６の下部には、スケール
収集板３８が設けられており、ガイド板３６の孔３７か
ら落ちるスケールを収集するようになつている。このス
ケール収集板３８、移動コイル支持ローラ３０が移動し
た場合でも、コイルから落ちるスケールを収集できるよ
うに大きく形成されており、ブラケツト３９，４０を介
してスタンド４に支持されている。

４１は、ウオームジヤツキ３２を駆動するモータであ
り、第２図に示すようにカツプリング４２及び軸４３を
介して、両側のウオームジヤツキ３２に連結されてい
る。同様に、スイングアーム１５の位置を定めるウオー
ムジヤツキ２６の駆動は、軸４４及びカツプリング４５
を介してモータ４６により駆動される。また、ベンデイ
ングローラ８，９などは、カツプリング４７，４６及び
スピンドル４９，５０を介して、第１図に示すモータ２
８により駆動される。同様に、コイル支持ローラ２９，
３０も、カツプリング５１，５２及びスピンドル５３，
５４を介して、図示せぬモータにより駆動される。な
お、第１図に示した５５はモータ２８に設けられたパル
ス計、５６はパルス計５５の出力により、モータ４１を
制御する制御装置である。

次に、本実施例の動作を説明する。巻取る板材の代表例
として、下記のような材料を用いたとする。

材質：低炭素鋼，ステンレス鋼，ケイ素鋼板等 鋳片温度：９００度乃至１１００度Ｃ 板厚：３乃至４０mm 板幅：６００乃至１６００mm 巻取り速度：１０乃至１５０ｍ／min 第１図において、板材１は、ガイドローラ２，３及びガ
イド５，６に誘導されて、ベンデイングロール部を構成
している３本のローラ７，８，９に噛込まれる。このベ
ンデイングロール部において所定の曲率に曲げられた板
材１は、矢印Ａ方向に進み、巻取り開始当初の小径コイ
ル１ａに形成される。この小径コイル１ａの内径は、６
００mm乃至７６０mm程度に形成され、この小径コイル１
ａの中心１ｂが２本のコイル支持ローラ２９，３０のほ
ぼ中心線上にくるように、コイル支持ローラ２９，３０
の間隙を小さくする。この場合、２本のコイル支持ロー
ラ２９，３０間の間隙は、約３５０mm程度に設定され
る。

コイルの外径が増大するに従つて、２本のコイル支持ロ
ーラ２９，３０のうち、図中左側のコイル支持ローラ３
０を左側に移動する。このコイル支持ローラ３０の移動
は、制御装置５６に制御されるモータ４１によりウオー
ムジヤツキ３２が駆動され、さらにスクリユ３３が回転
して、コイル支持ローラ３０を支承する軸受箱３１が移
動されることによつて行なわれる。このとき、軸受箱３
１とスクリユ３３とが、ネジ部を介して連結されている
ので、モータ４１の回転数に比例してコイル支持ローラ
３０が図中左方向に移動する。

このコイル支持ローラ３０の移動量は、下記のようにし
て制御される。すなわち、３本のベンデイングローラ
７，８，９を駆動するモータ２８の回転数に比例して送
り込まれる板材１の長さが決まる。従つて、この回転数
をパルス計５５で測定しておけば送り込まれた材料の長
さがわかり、コイルの内径が定まつているので、コイル
の外径及び中心の位置は幾何学的な関係で定まる。この
関係式に基づいて、制御装置５６で任意の時点でのコイ
ルの位置を算出し、この量に基づいてモータ４１を駆動
して、コイル支持ローラ３０を適正量だけ左方向に移動
する。

上記のようにして、巻取られたコイルの外径１ｃと中心
１ｄが第１図に示すようになり、外径が２０００mmを越
える大径のコイルを巻取ることができる。この場合のコ
イル支持ローラ３０，軸受箱３１，コイル外径１ｃ，コ
イル内径１ｅを第１図に１点鎖線で示す。この場合、コ
イル支持ローラ２９，３０の支軸間隔は、大きくなつて
いるのでコイルの転倒を防止して、安定した巻取りを行
なうことができる。更に、軸受箱３１にブラケツト３４
を介して取付けられた転倒防止用ローラ３５により、更
に安全が図られている。

２本のコイル支持ローラ２９，３０間に設けられたガイ
ド板３６は、特に最初のコイル巻始め時の板材１の先端
を円滑に誘導する作用を有する。このガイド板に形成さ
れた孔３７は、熱間材を処理するときに剥離するスケー
ルを、スケール収集板３８に落し込む作用を有する。

スイングアーム１５は、シリンダ２１により急速回動が
可能であり、かつウオームジヤツキ２６によりベンデイ
ングローラ７，８の正確な位置決めがなされる。ベンデ
イングローラ７，８の一点鎖線で示す位置Ｂは、コイル
が大径になつたときの位置であり、このようにコイル径
が大になるに従つて、ベンデイングローラ７，９が次第
に下降するようにウオームジヤツキ２６で調整される。
この場合、板材１は、軌跡１ｆに従つて進む。このよう
な調整は、下記のようにして行なわれる。すなわち、ウ
オームジヤツキ２６によりスクリユ２７の下端位置を定
め、シリンダ２１によりスイングアーム１５を吊り上
げ、前記スクリユ２７の下端にスイングアーム１５の上
面を当接させて調整する。

コイルの転倒に関する発明者の実験結果を以下に示す。
板材１を巻取りながら回転運動している不安定なコイル
を、２本のコイル支持ローラ２９，３０で安定して支持
するためには、コイル外径をＤ_ａ、ローラ２９，３０の
軸間距離をｌ_ｂとすれば、下記式（１）に示す関係を有
することが必要である。

Ｄ_ａ／ｌ_０≦４．５ …(1) 本実施例では、式（１）に示す関係になるように制御さ
れている。

また、コイル作成時にコイル支持ローラ２９，３０の間
にコイルが落ち込みすぎると、ウエツジ効果によりコイ
ルが楕円形に変形する。この楕円変形を防止するために
は、コイル外径Ｄ_ａに対しコイル支持ローラ２９，３０
の軸間距離ｌ_０は、式（２）を満足するように設定する
必要がある。

Ｄ_ａ／ｌ_０≧１．１ …(2) 結局、Ｄ_ａ／ｌ_０は式（１）と式（２）とにより式
（３）を満足するように、Ｄ_ａに従いｌ_０を調整制御す
る必要がある。

１．１≦Ｄ_ａ／ｌ_０≦４．５ …(3) 本実施例によれば、内径が小さく、外径の大きなコイル
を形成することができるので、同一コイル重量に対して
外径を最小にすることができる。このことにより、次工
程の圧延に対するコイルの搬送が容易となり、巻戻し時
に使用する巻戻機も小型にすることができる。この結
果、特に熱間材を巻取るときに放熱面積が減少し、コイ
ルの保温効果が高めることができる。また、巻取軸を用
いずに３本のベンデイングローラ７，８，９でコイルを
形成するので、コイル内径部における巻取軸による温度
低下を防止することができる。さらにまた、コイル支持
ローラ２９，３０の間には、初期コイル形成用の円弧状
のガイド板３６が設けられているので、コイル先端を円
滑に誘導することができ、しかもコイルに発生したスケ
ールは、孔３７を介してスケール収集板３８に収納され
るので、下部を通る板材１にスケールが落下することを
防止でき、品質のよいコイルが得られるとともに、巻取
装置からのスケールの除去が容易となる。

上記実施例では、コイル径の検出をベンデイングロール
部のローラ７，８，９を駆動するモータ２８の回転数
を、パルス計５５で測定することにより行なう場合につ
いて説明したが、上方からレーザビームを照射したり、
タツチローラを用いたのして直接コイル径を検出しても
よい。また、転倒防止用ローラ３５は、シリンダなどで
作動するスイングアームに取付けてもよい。

第３図に本発明の他の実施例を示す。前述の実施例で
は、コイルを上方向に巻上げる場合について説明した
が、本実施例は下方に巻落す場合である。

板材１０１は、多数のガイドローラ１０２及びガイドプ
レート１０３により上方の搬入され、３本のベンデイン
グローラ１０４，１０５，１０６により、下方に所定の
曲率で曲げ加工される。このようにして形成されたコイ
ル１０７は、２本のコイル支持ローラ１０８，１０９で
支持される。図中右方向のコイル支持ローラ１０９は、
第１図に示したものと同様に、コイル径が増大するに従
つて、駆動軸１１０を介してウオームジヤツキ１１１を
駆動し、スクリユ１１２を移動して図中右方向に移動さ
れる。そして、前記コイル支持ローラ１０８，１０９
は、それぞれ軸受箱１１３，１１４を介してスタンド１
１５に支持される。

前記ベンデイングローラ１０４，１０５，１０６のう
ち、１０４，１０５を回転自在に支持しているアーム１
１６は、ピン１１７を介してスタンド１１５に支持され
る。ベンデイングローラ１０６は、スタンド１１５に回
転自在に支持される。また、アーム１１６の位置は、ウ
オームジヤツキ１３０のスクリユ１１８により設定さ
れ、このスクリユ１１８の下端へのアーム１１６の押付
けは、スタンド１１５にピン１１９を介して支承される
シリンダ１２０が、ホークエンド１２１によりピン１２
２を介してアーム１１６を昇降させる方法で行なう。

上記の構成によつて、第１図に示す場合と同様な動作を
行ない、同様の効果がある。なお、スタンド１１５に取
付けられるガイド１２３、ローラ１２４は、初期コイル
作成時に板材１０１を案内するものである。

また、第４図に示すように、第１図の移動側コイル支持
ローラ３０をスタンド４に固設されたブラケツト１２５
に、ピン１２６を介して回動可能に支持されるアーム１
２７に取付け、小径コイル１２８から大径コイル１２９
に大きくなるに従つて、一点鎖線で示すようにＣの位置
になるように移動してもよい。

さらに、第１図では、他方のコイル支持ローラ２９が軸
受箱１２を介してスタンド４に固設されているが、必要
に応じてこのローラ２９も移動可能としてもよい。

上記２つの場合も、第１図に示す場合と同様に、コイル
外径の増大とともにコイル支持ローラ間の間隔が拡大さ
れる。

〔発明の効果〕 上述したように本発明によれば、３本のベンデイングロ
ーラによつてコイルを成形し、２本のコイル支持ローラ
の軸間距離をコイルの外径の変化に対応して可変とした
ものであるから、高温の薄板鋳片を保温効果よく、かつ
一定のコイル重量では外径の大きいコイルに巻取ること
ができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明に係る板材の巻取装置の一実施例を示す
正面図、第２図は第１図の平面図、第３図はそれぞれ本
発明の他の実施例を示す要部正面図、第４図はコイル支
持ローラの移動方法の他の実施例を示す説明図である。 １……板材、７，８，９……ベンデイングローラ、２
９，３０……コイル支持ローラ、３６……ガイド板、５
５……パルス計、５６……制御装置。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】板材を巻取つてコイルを形成する板材の巻
   取装置において、前記板材をコイル状に成形加工する３
   本のローラよりなるベンデイングロール部と、このコイ
   ル状に成形され巻取られた板材のコイルを支持する２本
   のコイル支持ローラとを具備するとともに、これらの２
   本のコイル支持ローラの軸間距離を前記コイルの外径の
   変化に対応して可変としたことを特徴とする板材の巻取
   装置。
2. 【請求項２】２本のコイル支持ローラの軸間距離は、巻
   取られたコイルの外径検知手段と制御装置とを介して変
   動されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   板材の巻取装置。
3. 【請求項３】２本のコイル支持ローラ間に初期コイル内
   径部形成のための円弧状のガイド板を設けたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の板材の
   巻取装置。