JP2020163465A - 鋼板の巻取り方法及び鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 鋼板の尾端部を巻取る場合であっても、確実にコイルの巻緩みを防止することのできる鋼板の巻取り方法、及び当該鋼板の巻取り方法を用いた鋼板の製造方法を提供すること。【解決手段】 鋼板をコイル状に巻取るテンションリールと、巻取り時のコイルを支持するスナバーロールと、巻取り後のコイルを搬送するコイルカーとを備え、テンションリールでの巻取り時には、コイルカーを回転状態にするとともに、スナバーロールをコイルの外周面に接触させ、鋼板の尾端がスナバーロールを通過する直前に、テンションリールでの巻取りを停止させるとともに、コイルカーを固定状態とした後に、スナバーロールをコイルの外周面から離隔させ、鋼板のスプリングバックが収まった後に、コイルカーを回転状態に戻してテンションリールでの巻取りを再開する、又は固定状態のコイルカーによりコイルを搬送する鋼板の巻取り方法。【選択図】図２

Description

本発明は、巻取り時における巻緩みを確実に防止することのできる鋼板の巻取り方法、及び当該鋼板の巻取り方法を用いて行われる鋼板の製造方法に関する。

鋼板の製造過程では、連続的に通板される鋼板をコイル状に巻取ることが行われる。具体的には、コイルの中心軸部にテンションリールを配置し、当該テンションリールを回転させることにより、当該テンションリールの外周にコイル状に鋼板が巻取られる。

テンションリールによるコイルの巻取りを円滑に行う目的で、スナバーロールが用いられる。スナバーロールは、巻取り時におけるコイル状の鋼板の外周面を押さえて、鋼板の巻緩みに代表される巻取り不良が起こることを防止する。

巻取りを完了したコイルは、コイルカーにより搬送される。コイルカーは、巻取り後のコイルの下部をコイルスキッド等により固定し、当該コイルスキッドにコイルを載置させた状態で、コイルを搬送する。

前述した巻緩み等の巻取り不良は、特に鋼板の尾端部を巻取る際に発生しやすいことが知られている。

特許文献１には、鋼板の尾端部近傍における巻緩みを防止することを目的として、前記スナバーロールの一種である押接輪を用いることが開示されている。具体的には、スリット帯鋼板の板幅に対応した圧接幅を有する押接輪を複数個並設し、押接輪の取り付け軸内に配設した弾性チューブにより押接輪を常時コイルに押圧させることで巻緩みを防止することが開示されている。

実開昭６３−１７００１５号公報

特許文献１に開示されている押接輪を単にコイルの外周面に押圧するだけでは、鋼板の尾端部が押接輪を通過するまでは鋼板を拘束できるものの、尾端部が押接輪を通過した後は、鋼板の拘束力が喪失することにより、種々の問題が発生する。

特に、鋼板の尾端部が押接輪を通過した後に、それまで押接輪によって拘束されていた鋼板の弾性変形が回復する過程でスプリングバックが発生する。スプリングバックは、尾端部近傍における鋼板の振動を生じさせ、当該振動が巻緩みの原因となる。スプリングバックとは、巻取り時に拘束状態で曲げ変形を受けた鋼板にはひずみと応力とが生じるが、巻取り終了後に、拘束状態でなくなり外力が除かれた場合に、曲げ変形を受けた鋼板がもとの状態に戻ろうとして弾性的な変形の回復が起き、鋼板の形状が変化することをいう。

具体的に、鋼板の巻取りを行う際に、コイル下面を支持するコイルカー上のタッチロール、及び、コイルを支持するスナバーロールは、ともにコイルに同調して回転する。前述のようにスプリングバックによって鋼板が振動する場合、テンションリールによる巻取りを停止した状態においても、当該振動によって鋼板のコイルへの巻込みが発生し、当該巻込みが巻緩みの原因となる。従来は、コイルを支持するタッチロール及びスナバーロールともに、コイルと同調して回転するので、前述したコイルへの巻込みを防止することはできない。尚、コイルに巻緩みが発生した場合、巻緩んだ部分の巻戻し及び再度の巻取り作業が必要となることがあり、コイルの生産性が低下する。

本発明は、上記の問題点を鑑みて完成されたものであり、特に巻緩みの発生しやすい鋼板の尾端部を巻取る場合であっても、確実にコイルの巻緩みを防止することのできる鋼板の巻取り方法、及び当該鋼板の巻取り方法を用いた鋼板の製造方法を提供することを課題とする。

本発明の課題を解決する手段は、次のとおりである。
［１］鋼板をコイル状に巻取るテンションリールと、巻取り時のコイルを支持するスナバーロールと、巻取り後のコイルを搬送するコイルカーとを用いて行う鋼板の巻取り方法であって、前記テンションリールでの巻取り時には、前記コイルカーを回転状態にするとともに、前記スナバーロールをコイルの外周面に接触させ、前記鋼板の尾端部と前記スナバーロールとの距離が所定値以下となった場合に、前記テンションリールでの巻取りを停止させるとともに、前記コイルカーを固定状態とした後に、前記スナバーロールをコイルの外周面から離隔させ、鋼板のスプリングバックが収まった後に、前記コイルカーを回転状態に戻してテンションリールでの巻取りを再開する、又は固定状態のコイルカーによりコイルを搬送する鋼板の巻取り方法。
［２］前記コイルカーは、コイルの回転に同調して回転するタッチロールと、コイルを固定するコイルスキッドとを有し、前記回転状態では、前記タッチロールのみがコイルに接する状態とし、前記固定状態では、前記コイルスキッドがコイルに接する状態とする［１］に記載の鋼板の巻取り方法。
［３］鋼板の尾端部の振動が停止した際に、鋼板のスプリングバックが収まったと判定する［１］又は［２］に記載の鋼板の巻取り方法。
［４］熱間圧延後に、スキンパス処理、酸洗処理、及びスリット加工の少なくともいずれか一種が施される鋼板の製造方法であって、前記スキンパス処理、酸洗処理、及びスリット加工の少なくともいずれか一種を行った後のコイルの巻取りに、［１］から［３］までのいずれか一つに記載の鋼板の巻取り方法を適用する、鋼板の製造方法。

本発明によって、尾端部近傍を巻取る場合であっても確実に鋼板の巻取り不良を防止することができ、巻緩みのないコイル及び当該コイルに由来する鋼板を製造することができる。また、巻緩んだ部分の巻戻し作業及び再度の巻取り作業の発生を防止し、コイルの生産性の低下を防止することができる。

図１は、鋼板の巻取り設備の一例を示す側面図である。 図２は、本発明に係る鋼板の巻取り方法の手順を示す模式図である。 図３は、本発明例及び比較例における巻緩み発生率を示すグラフである。

まず図１を用いて、本発明が適用される鋼板の巻取り設備について説明する。

鋼板１４は、パスラインテーブル２の上を連続的に通板される。図示していないが、鋼板１４は、前段において圧延、酸洗、スキンパス等の各種処理が行われる。各種処理が施された後の鋼板１４は、テンションリール１１にてコイル状に巻取られる。尚、連続通板する鋼板１４の一部を１つのコイルとして巻取る場合には、シャー１によって鋼板１４の一部を切り取ることもある。

パスラインテーブル２に沿って通板された鋼板１４は、デフレクタピンチロール３、４と、デフレクタロール５とによって挟圧されることで曲げ応力がかけられて、進行方向を変える。曲げられた後の鋼板１４は、スライドテーブル６に沿ってテンションリール１１まで到達する。スライドテーブル６は、曲げ応力を加えられた後の鋼板１４が、一定の進行方向に進むようにガイドする部材である。図１の例ではスライドテーブル６は鋼板１４の下面側にしか設けられていないが、鋼板１４の上面側にも同様に設けられていてもよい。

テンションリール１１は、コイル１３の中心軸部に位置し、回転によってその外側に鋼板１４を巻取ることでコイル１３を生成する。テンションリール１１による巻取り時におけるコイル１３の巻緩みを防止することを目的として、スナバーロール７、８が設けられる。

スナバーロール７、８は、巻取り時のコイル１３を支持することにより、コイル１３の巻緩みを防止する。スナバーロール７、８は、コイル１３の板幅方向と平行に中心軸を有し、鋼板１４の板幅方向に長手状のロールである。スナバーロール７、８の長手方向長さは、巻取り対象とする鋼板１４の板幅方向全長以上とすることが好ましい。スナバーロール７、８は、それ自体で回転駆動系を有さず、コイル１３に接している状態でコイル１３が回転すると、コイル１３の回転に同調して回転する。つまり、コイル１３が回転すると、スナバーロール７、８はコイル１３の回転方向と同調して回転する一方で、コイル１３が回転を停止するとスナバーロール７、８も同様に回転を停止する。

スナバーロール７、８は回転駆動系を有してもよい。スナバーロール７、８が回転駆動系を有する場合は、コイル１３の回転と同調もしくはスナバーロール７、８がコイル１３の回転速度より遅くすることで張力を高め、これにより、巻緩みを防止することができる。また、スナバーロール７、８は自身の回転を強制停止するブレーキ機能を有してもよい。スナバーロール７、８がブレーキ機能を有することで、コイル１３の尾端のスプリングバックでスナバーロール７、８が回転してしまうことが防止され、これにより、スナバーロール７、８が回転することによる巻緩みの発生を防止することができる。

スナバーロール７、８は、その位置を変位させることができ、コイル１３の外周面に接触してコイル１３を支持する接触状態と、コイル１３の外周面から離隔した解放状態とをとりうる。尚、スナバーロールは、巻取り時のコイルの外周面に接触可能であれば、その数は特に限定されない。

巻取りを完了したコイル１３は、コイルカー１２によってコイルヤード等に搬送される。コイルカー１２は、巻取り時のコイル１３の下部に配置される。コイルカー１２は、コイル１３の下部に接する部分に、タッチロール９とコイルスキッド１０とを備える。タッチロール９は、鋼板１４の板幅方向に延在するロールであり、コイルの回転に同調して回転する。コイルスキッド１０は、鋼板１４の板幅方向に延在する断面略Ｖ字状の部材であり、コイル１３の下面に接することでコイル１３を固定する機能を有する。

タッチロール９は回転駆動系を有してもよい。タッチロール９が回転駆動系を有し、コイル１３の回転と同調もしくはタッチロール９がコイル１３の回転速度より遅くすることで張力を高め、これにより、巻緩みを防止することができる。また、タッチロール９は自身の回転を強制停止するブレーキ機能を有してもよい。タッチロール９がブレーキ機能を有することで、コイル１３の尾端のスプリングバックでタッチロール９が回転してしまうことが防止され、これにより、タッチロール９が回転することによる巻緩みの発生を防止することができる。

コイルカー１２は、上昇及び下降によって、回転状態と固定状態とを変更することができる。例えば、コイルカー１２をコイル１３の下部に配置した後、徐々にコイルカー１２を上昇させると、タッチロール９のみがコイル１３の外周面に接触し、コイルスキッド１０はコイル１３の外周面に接触しない状態となる。当該状態は、コイル１３が回転することのできる回転状態である。その状態からさらにコイルカー１２を上昇させると、コイルスキッド１０がコイルの下部に接する状態になる。当該状態は、コイル１３が回転することのできない固定状態である。コイルカー１２は、コイルスキッド１０をコイル１３に当接させた固定状態にて、コイル１３を外部へ搬送する。尚、コイルスキッド１０がコイル下部に当接する固定状態では、タッチロール９はコイル１３に接していてもよいし、接していなくてもよい。

次に、図２を用いて、本発明に係る鋼板の巻取り方法について説明する。

図２の（１）において鋼板１４は、テンションリール１１によって巻取られる。この際にコイルカー１２は、タッチロール９のみをコイル１３に接触させた回転状態とする。また、２つのスナバーロール７、８をそれぞれコイル１３の外周面に当接させて、コイル１３を支持することで巻緩みを防止する。尚、コイル１３の巻取り開始直後は巻緩みの発生する確率も小さいので、コイル１３の巻取りが一定程度進行した後の適当なタイミングで、スナバーロール７及び８をコイル１３の外周面に接触させればよい。

図２の（２）では、鋼板１４の尾端部が、前段のスナバーロール７に接近した状態を示す。本発明では、鋼板１４の尾端部がスナバーロール７を通過する直前に、図２（３）のようにテンションリール１１による巻取りを停止させるとともに、コイルカー１２を固定状態にしてコイル１３を固定する。より具体的には、鋼板１４の尾端部とスナバーロール７との距離が予め定めた所定値以下となった場合に、鋼板１４の尾端部が十分に接近したと判定して、テンションリール１１による巻取りを停止させる。鋼板１４の尾端部とスナバーロール７との距離としては、鋼板１４の尾端面と、スナバーロール７と鋼板１４とが接する接線との間における、鋼板１４の長手方向長さを採用することができる。前記所定値は、スナバーロール７を解放状態（詳細については後述する。）にした際に、スプリングバック量が過大とならない程度に適宜設定される。尚、鋼板１４の尾端部の位置は、圧延ライン上のセンサ等を用いて、通板速度等から算出することができる。より具体的には、スナバーロール７の前段に前記所定値に応じたチェックポイントを設けておき、鋼板１４の尾端部が当該チェックポイントを通過した際に、テンションリール１１の停止及びコイルカー１２の固定状態への変更を行えばよい。

次に、図２の（４）のように、スナバーロール７をコイル１３の外周面から離隔させる。これにより尾端部近傍の鋼板１４は、拘束力を失い、スプリングバックが発生する。スプリングバックが発生すると、鋼板が曲げ変形から弾性回復しようとする力によって、鋼板１４の尾端部近傍に振動が発生する。

従来は、鋼板１４にスプリングバックが発生した状態においても、コイルカー１２を回転状態としたままであったので、テンションリール１１を停止しているにも関わらず、振動に伴って鋼板１４が少しずつコイル１３に向かって巻込まれ、これにより巻緩みが発生しやすいという問題があった。本発明では、スプリングバックが発生している間は、コイルスキッド１０によりコイル１３を固定するので、尾端部の振動に伴って鋼板１４の巻込みが進行することを防ぎ、ひいては巻緩みの発生を防止できる。

鋼板１４のスプリングバックが収まったことは、尾端部の振動が停止したことによって判定すればよい。尾端部の振動が停止したか否かは、作業員が目視によって判定してもよいし、センサ等の検出装置を用いて判定してもよい。尾端部には、本発明の効果を阻害しない限りにおいて、微小な振動が残存していてもよい。具体的には、スナバーロール７をコイル１３の外周面から離隔させた後、８秒以上経過すれば、スプリングバックが確実に収まったと判定することもできる。

図２の（５）のように、鋼板１４のスプリングバックが収まったと判定された後に、コイルカー１２を回転状態に戻す。この段階では、既に鋼板１４のスプリングバックは収まっていることから、コイルカー１２を回転状態に戻しても鋼板１４の振動に伴う巻込みの発生は抑えられる。図２の（６）のようにコイルカー１２を回転状態に戻した後に、テンションリール１１を稼働させて、鋼板１４の巻取りを再開する。

次に、図２の（７）に示すように、鋼板１４の尾端部が後段のスナバーロール８に接近する。上述した図２の（３）と同様に、鋼板１４の尾端部とスナバーロール８との距離が所定値以下となった場合に、テンションリール１１での巻取りを停止してコイルカー１２を固定状態とする。さらに図２の（８）に示すように、スナバーロール８をコイル１３の外周面から離隔させる。この際も、拘束を解かれた鋼板１４の尾端部がスプリングバックを起こしうるが、スプリングバックが停止したのを確認した後に、固定状態のコイルカー１２によりコイル１３を搬送する。

図２では、スナバーロールが２つ設けられる例について説明したが、スナバーロールの数は２つに限定されるものではなく、スナバーロールが３つ以上、或いはスナバーロールが１つの設備でも本発明を適用することができる。スナバーロールの数に関わらず、スナバーロールを離隔させてスプリングバックの収束を待った後に、さらに巻取りが必要な場合（図２のスナバーロール７の例）には、コイルカー１２を回転状態として鋼板の巻取りを再開すればよい。また、当該スナバーロールが尾端の巻終わり位置の近傍に配置されている場合（図２のスナバーロール８の例）には、スプリングバックの収束を待った後に、コイル１３をコイルカー１２によってコイルヤード等へと搬送すればよい。尚、スナバーロールを複数設ける場合に、巻取りを停止させる際の基準とする前記所定値は、それぞれのスナバーロールに応じて異なる値を設定してもよい。

本発明に係る鋼板の巻取り方法は、特に、熱間圧延に次いで各種処理を施された鋼板の巻取りに適用することが好ましい。前述の各種処理としては、スキンパス処理、酸洗処理、及びスリット加工の少なくとも一種が挙げられる。スキンパス処理は熱延コイルに軽圧下を加えて鋼板の物性を調整する処理であり、酸洗処理は熱延コイルの表面のスケールを酸で除去する処理であり、スリット加工は熱延コイルの板幅方向に複数の切り込みを加える処理である。これらの処理は、いずれも熱延コイルを対象として行われることから、板厚が比較的大きく、巻取り時におけるスプリングバックに伴う巻緩みの問題が発生しやすい。本発明に係る鋼板の巻取り方法を、上述のように板厚の比較的大きい鋼板を巻取る工程に適用することで、確実に巻緩みを防止でき、品質に優れた熱延コイル及び当該熱延コイルに由来する鋼板を製造することができる。

本発明の巻取り方法を適用可能な鋼板の板厚は、鋼板の強度等に応じて適宜調節できるが、特にスプリングバックの問題が発生しやすい３．０ｍｍ以上の板厚の鋼板に当該巻取り方法を適用することが好ましい。板厚の上限は特に制限されないが、例えば１０ｍｍ以下の板厚の鋼板に当該巻取り方法を適用することが好ましい。

熱延コイルに酸洗処理を行った後の鋼板を対象として、図２（１）〜（７）に示した方法と同じ方法で鋼板を巻取り、図２（８）ではスナバーロール８をコイル１３の外周面から隔離させた後、スプリングバックが収まるのを待たずに固定状態としたコイルカー１２でコイル１３を搬送した（本発明例）。一方、比較例では、本発明例と同様の設備にて、スナバーロール７の解放時にはテンションリール１１の停止及びコイルカー１２の固定状態への変更を行わずに図２（７）の状態になるまで鋼板を巻取り、図２（８）ではスナバーロール８をコイル１３の外周面から隔離させた後、スプリングバックが収まるのを待たずに固定状態としたコイルカー１２でコイル１３を搬送した。本発明例と比較例とで、以下の式（１）を用いて巻緩み発生率を算出した。
巻緩み発生率（％）＝１００×（巻緩み発生コイル数／全コイル数）・・・（１）

図３は、本発明例と比較例とにおける巻緩み発生率を示す。本発明例では巻緩みが認められたコイルはなく、巻緩み発生率は０％であったのに対し、比較例では巻緩みが発生するコイルが２％程度存在した。本発明を適用することで、熱延後の各種処理を行った後の鋼板について巻緩みを防止できることが確認された。

１ シャー
２ パスラインテーブル
３、４ デフレクタピンチロール
５ デフレクタロール
６ スライドテーブル
７、８ スナバーロール
９ タッチロール
１０ コイルスキッド
１１ テンションリール
１２ コイルカー
１３ コイル
１４ 鋼板

Claims (4)

1. 鋼板をコイル状に巻取るテンションリールと、巻取り時のコイルを支持するスナバーロールと、巻取り後のコイルを搬送するコイルカーとを用いて行う鋼板の巻取り方法であって、
   前記テンションリールでの巻取り時には、前記コイルカーを回転状態にするとともに、前記スナバーロールをコイルの外周面に接触させ、
   前記鋼板の尾端部と前記スナバーロールとの距離が所定値以下となった場合に、前記テンションリールでの巻取りを停止させるとともに、前記コイルカーを固定状態とした後に、前記スナバーロールをコイルの外周面から離隔させ、
   鋼板のスプリングバックが収まった後に、前記コイルカーを回転状態に戻してテンションリールでの巻取りを再開する、又は固定状態のコイルカーによりコイルを搬送する鋼板の巻取り方法。
2. 前記コイルカーは、コイルの回転に同調して回転するタッチロールと、コイルを固定するコイルスキッドとを有し、
   前記回転状態では、前記タッチロールのみがコイルに接する状態とし、
   前記固定状態では、前記コイルスキッドがコイルに接する状態とする請求項１に記載の鋼板の巻取り方法。
3. 鋼板の尾端部の振動が停止した際に、鋼板のスプリングバックが収まったと判定する請求項１又は２に記載の鋼板の巻取り方法。
4. 熱間圧延後に、スキンパス処理、酸洗処理、及びスリット加工の少なくともいずれか一種が施される鋼板の製造方法であって、
   前記スキンパス処理、酸洗処理、及びスリット加工の少なくともいずれか一種を行った後のコイルの巻取りに、請求項１から３までのいずれか一項に記載の鋼板の巻取り方法を適用する、鋼板の製造方法。

Images