JPH0957344A - 鋼帯の巻き取り方法 - Google Patents
鋼帯の巻き取り方法Info
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- JPH0957344A JPH0957344A JP21206295A JP21206295A JPH0957344A JP H0957344 A JPH0957344 A JP H0957344A JP 21206295 A JP21206295 A JP 21206295A JP 21206295 A JP21206295 A JP 21206295A JP H0957344 A JPH0957344 A JP H0957344A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明方法は、調質圧延等の形状矯正後の鋼
帯巻き取りに際し、巻き取り初期に発生する鋼帯両端部
の耳波を確実に防止する巻き取り方法を提供する。 【解決手段】 形状矯正後の鋼帯をテンションリールに
巻き取るに際し、テンションリールの幅方向中央部にク
ラウンを形成せしめて、鋼帯を巻き取るものである。
帯巻き取りに際し、巻き取り初期に発生する鋼帯両端部
の耳波を確実に防止する巻き取り方法を提供する。 【解決手段】 形状矯正後の鋼帯をテンションリールに
巻き取るに際し、テンションリールの幅方向中央部にク
ラウンを形成せしめて、鋼帯を巻き取るものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明方法は、鋼帯巻き取り
方法に関するものである。
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】調質圧延後の鋼帯、連続焼鈍設備での熱
処理後調質圧延を施した鋼帯及び形状矯正のためテンシ
ョンレベラを施した鋼帯（以下形状矯正後の鋼帯とい
う）は、テンションリールに所定量巻き取って鋼帯コイ
ルとし、この鋼帯コイルをテンションリールから抜き取
り、次工程あるいは需要家のめっき工程、成形工程等の
プロセシングライン入側のコイル巻き戻しリールに供給
するものである。このようにテンションリールから鋼帯
コイルを抜き取るため、上記テンションリールの芯、す
なわちマンドレルは直径を拡大・縮小可能とし、拡大時
に真円になるようにしておいて形状矯正後の鋼帯を所定
量巻き取り、その後マンドレル直径を縮小して、鋼帯コ
イルを抜き取るものであり、抜き取り後のコイル潰れ防
止の観点および鋼帯に押し疵等を付けない観点からマン
ドレル表面を可能な限り真円に近い円筒状すると共に、
鋼帯に強い巻き癖が付かないようにマンドレル直径は鋼
帯が降伏しない条件としている。さらに、テンションリ
ールは鋼帯に張力を掛けてコイル状に巻き取るためコイ
ル内径部分に強い巻き締まり力が掛かるので、マンドレ
ルは変形ができるだけ少なくなるよう設計・製作されて
いる。
処理後調質圧延を施した鋼帯及び形状矯正のためテンシ
ョンレベラを施した鋼帯（以下形状矯正後の鋼帯とい
う）は、テンションリールに所定量巻き取って鋼帯コイ
ルとし、この鋼帯コイルをテンションリールから抜き取
り、次工程あるいは需要家のめっき工程、成形工程等の
プロセシングライン入側のコイル巻き戻しリールに供給
するものである。このようにテンションリールから鋼帯
コイルを抜き取るため、上記テンションリールの芯、す
なわちマンドレルは直径を拡大・縮小可能とし、拡大時
に真円になるようにしておいて形状矯正後の鋼帯を所定
量巻き取り、その後マンドレル直径を縮小して、鋼帯コ
イルを抜き取るものであり、抜き取り後のコイル潰れ防
止の観点および鋼帯に押し疵等を付けない観点からマン
ドレル表面を可能な限り真円に近い円筒状すると共に、
鋼帯に強い巻き癖が付かないようにマンドレル直径は鋼
帯が降伏しない条件としている。さらに、テンションリ
ールは鋼帯に張力を掛けてコイル状に巻き取るためコイ
ル内径部分に強い巻き締まり力が掛かるので、マンドレ
ルは変形ができるだけ少なくなるよう設計・製作されて
いる。
【０００３】
【発明が解決しょうとする課題】しかしながら、図２に
示すごとく形状矯正後の板厚０．１５〜０．４０ｍｍの
例えば、缶用鋼帯１をテンションリール２に巻き取り鋼
帯コイル３にすると、巻き取り初期４（テンションリー
ルマンドレル径の設定穴径から、２０〜５０ｍｍ巻き厚
部、鋼帯長さでテンションリール巻き取り先端から５０
〜２００ｍ長さ）の鋼帯１の幅方向両端部が鋼帯長手方
向に波を打つ（一般に耳波という）形状不良が発生し、
品質を著しく損ない、しかも歩留りも大幅に低下させる
等の課題がある。本発明方法は、このような課題を有利
に解決するためになされたものであり、耳波形状不良を
ほとんど発生しない、形状矯正後の鋼帯巻き取り方法を
提供することを目的とするものである。
示すごとく形状矯正後の板厚０．１５〜０．４０ｍｍの
例えば、缶用鋼帯１をテンションリール２に巻き取り鋼
帯コイル３にすると、巻き取り初期４（テンションリー
ルマンドレル径の設定穴径から、２０〜５０ｍｍ巻き厚
部、鋼帯長さでテンションリール巻き取り先端から５０
〜２００ｍ長さ）の鋼帯１の幅方向両端部が鋼帯長手方
向に波を打つ（一般に耳波という）形状不良が発生し、
品質を著しく損ない、しかも歩留りも大幅に低下させる
等の課題がある。本発明方法は、このような課題を有利
に解決するためになされたものであり、耳波形状不良を
ほとんど発生しない、形状矯正後の鋼帯巻き取り方法を
提供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴とするとこ
ろは、形状矯正後の鋼帯をテンションリールに巻き取る
に際し、テンションリールの幅方向中央部にクラウンを
形成せしめて、鋼帯を巻き取ることを特徴する鋼帯巻き
取り方法である。
ろは、形状矯正後の鋼帯をテンションリールに巻き取る
に際し、テンションリールの幅方向中央部にクラウンを
形成せしめて、鋼帯を巻き取ることを特徴する鋼帯巻き
取り方法である。
【０００５】
【発明の実施の形態】一般に、飲料缶等に用いる０．１
５〜０．４ｍｍの例えば、缶用鋼帯を処理するめっき設
備、コイル準備設備、形状矯正を施すテンションレベラ
設備などの鋼帯の処理ラインにおいては、通板用ロール
およびテンションリールの直径は、当該ラインを通板す
る鋼帯に、これらのロール類での曲げ変形により塑性変
形することのないように、降伏曲率よりも大径ロールと
している。式で記述すると曲率係数βを、板厚ｈ、弾性
係数Ｅ、ロール類の直径Ｄ、鋼帯の降伏応力をＹを用い
て, β= ｈＥ／ＤＹ （１） と定義したとき, β≦１としており、特に缶用鋼帯等の
薄鋼帯の場合は、ほとんど板厚と鋼帯材質の条件で、β
≦０．５となるような大径ロール径を設定するのが一般
的である。
５〜０．４ｍｍの例えば、缶用鋼帯を処理するめっき設
備、コイル準備設備、形状矯正を施すテンションレベラ
設備などの鋼帯の処理ラインにおいては、通板用ロール
およびテンションリールの直径は、当該ラインを通板す
る鋼帯に、これらのロール類での曲げ変形により塑性変
形することのないように、降伏曲率よりも大径ロールと
している。式で記述すると曲率係数βを、板厚ｈ、弾性
係数Ｅ、ロール類の直径Ｄ、鋼帯の降伏応力をＹを用い
て, β= ｈＥ／ＤＹ （１） と定義したとき, β≦１としており、特に缶用鋼帯等の
薄鋼帯の場合は、ほとんど板厚と鋼帯材質の条件で、β
≦０．５となるような大径ロール径を設定するのが一般
的である。
【０００６】ところが、本発明者等が解析した結果によ
ると、前記のごとき鋼帯の形状不良が発生する原因は、
塑性変形しないようにしているはずのテンションリール
への巻き取りに際して、巻き取りによる巻き締まり力と
鋼帯内部の残留応力が加わるため鋼帯が塑性変形するこ
とに起因していることが判明した。また、鋼帯コイルの
巻き締まり力、鋼帯の残留応力等を考慮していなかった
め、テンションリールでの鋼帯の変形が解析できていな
かったことも判明した。形状矯正後の鋼帯をテンション
リールに巻き取って行く場合、鋼帯巻き取り初期の鋼帯
には、巻き取張力に等しい引張応力がかかっているが、
巻き数が増えていくにつれて、コイル外周部からの巻き
締まり力により、巻き取り初期は強く圧縮されるように
なり、鋼帯が巻きつくテンションリールマンドレルは弾
性変形で縮んで直径が小さくなり、それにつれて、巻き
取り初期の鋼帯に圧縮ひずみが加わることになる。つま
り、巻き取り初期の鋼帯は鋼帯長手方向の圧縮曲げの変
形状態となる。この圧縮ひずみが鋼帯の降伏ひずみ（弾
性限界ひずみ）を越えると鋼帯が塑性変形して、鋼帯の
長さが僅かに短くなることになる。
ると、前記のごとき鋼帯の形状不良が発生する原因は、
塑性変形しないようにしているはずのテンションリール
への巻き取りに際して、巻き取りによる巻き締まり力と
鋼帯内部の残留応力が加わるため鋼帯が塑性変形するこ
とに起因していることが判明した。また、鋼帯コイルの
巻き締まり力、鋼帯の残留応力等を考慮していなかった
め、テンションリールでの鋼帯の変形が解析できていな
かったことも判明した。形状矯正後の鋼帯をテンション
リールに巻き取って行く場合、鋼帯巻き取り初期の鋼帯
には、巻き取張力に等しい引張応力がかかっているが、
巻き数が増えていくにつれて、コイル外周部からの巻き
締まり力により、巻き取り初期は強く圧縮されるように
なり、鋼帯が巻きつくテンションリールマンドレルは弾
性変形で縮んで直径が小さくなり、それにつれて、巻き
取り初期の鋼帯に圧縮ひずみが加わることになる。つま
り、巻き取り初期の鋼帯は鋼帯長手方向の圧縮曲げの変
形状態となる。この圧縮ひずみが鋼帯の降伏ひずみ（弾
性限界ひずみ）を越えると鋼帯が塑性変形して、鋼帯の
長さが僅かに短くなることになる。
【０００７】しかしながら一般に鋼帯には、鋼帯幅方向
に板クラウン（鋼帯幅方向の中央部が若干厚く、両端部
が若干薄い）が形成されており、テンションリールへの
巻き取りに際し、鋼帯幅方向中央部の巻き取り初期を圧
縮する力が大きいため、この圧縮ひずみも幅方向中央部
の方が大きくなり、幅方向中央部の鋼帯長さが短くなる
ことになる。また、たとえ板クラウンの無い幅方向に均
一な板厚の鋼帯をテンションリールに巻き付け、均一な
圧縮力がマンドレルに掛かっても、材料力学の理論から
は端部よりも板幅方向中央部のマンドレルの変形の方が
大きくなることが導かれる。つまり、テンションリール
に巻き取ったコイルにおいて、巻き締まり力でコイル内
径部が変形するとき、鋼帯の幅中央部が短くなる傾向と
なる。すなわち、鋼帯にとっては幅方向中央部の長さが
短くなっており、コイルを巻き戻して鋼帯の拘束を取り
除くと相対的に鋼帯端部が長くなった形状となる。つま
り、これが耳波の形状不良として現れることになる。
に板クラウン（鋼帯幅方向の中央部が若干厚く、両端部
が若干薄い）が形成されており、テンションリールへの
巻き取りに際し、鋼帯幅方向中央部の巻き取り初期を圧
縮する力が大きいため、この圧縮ひずみも幅方向中央部
の方が大きくなり、幅方向中央部の鋼帯長さが短くなる
ことになる。また、たとえ板クラウンの無い幅方向に均
一な板厚の鋼帯をテンションリールに巻き付け、均一な
圧縮力がマンドレルに掛かっても、材料力学の理論から
は端部よりも板幅方向中央部のマンドレルの変形の方が
大きくなることが導かれる。つまり、テンションリール
に巻き取ったコイルにおいて、巻き締まり力でコイル内
径部が変形するとき、鋼帯の幅中央部が短くなる傾向と
なる。すなわち、鋼帯にとっては幅方向中央部の長さが
短くなっており、コイルを巻き戻して鋼帯の拘束を取り
除くと相対的に鋼帯端部が長くなった形状となる。つま
り、これが耳波の形状不良として現れることになる。
【０００８】更に、本発明者等は鋼帯のテンションリー
ル巻き取りにおける鋼帯の変形状態を力学的に検討した
ところ、テンションリール直径をＤｒ（ｍｍ）、巻き取
りで生ずるリールマンドレル直径の縮小量をΔＤ１とす
ると、リールマンドレル変形によって生ずるコイル内径
付近の鋼帯の圧縮のひずみ量εｃ１は、直径がほぼＤｒ
なので、 εｃ１= ΔＤ１／Ｄｒ （２） となる。（ここでは、圧縮応力、圧縮ひずみの符号を正
と定義する。） 続いて、この巻き取った鋼帯コイルをテンションリール
から取り外すため、マンドレルを縮小すると、いままで
コイル外周部からの巻き締まり力を支えていたマンドレ
ルの抵抗がなくなるのでコイル内径部の付近の鋼帯は圧
縮されて更に直径でΔＤ２分だけ縮む。内径部付近の直
径はほぼＤｒと見なせるので、その時の圧縮ひずみΔε
２は、 εｃ２= ΔＤ２／Ｄｒ （３） となる。この圧縮ひずみの合計εc1＋εc2は幅方向中央
部が大きく, 板端部では幅中央部の数分の１という測定
結果が得られた。テンションリールに巻きついた鋼帯巻
き取り初期の鋼帯の曲げひずみεｂは、板厚ｈとリール
直径Ｄｒにより、 εｂ＝ｈ／Ｄｒ （４） と求められ、鋼帯のリール側表層部は圧縮ひずみ、反対
側表層部に引張ひずみが加わる。このひずみは鋼帯幅方
向でほとんど一定である.一方、形状矯正を施した薄鋼
帯の長手方向残留応力の板厚位置での分布を詳細に測定
した結果では、鋼帯の表層部に圧縮の残留応力があり、
鋼帯厚中心部には引張の残留応力がある。この鋼帯表層
部の圧縮の残留応力をσｓ（ここでは圧縮応力の符号を
正と定義した）とすると、この残留応力σｓによる鋼帯
表層の残留ひずみεｓは、弾性係数Ｅを用いて、 εｓ= σｓ／Ｅ （５） と表すことができる。したがって、巻き取られた鋼帯の
リール側表層部に導入されるひずみの合計は、 εｃ１
＋εｃ２＋εｂ＋εｓ となる。鋼帯の降伏ひずみεｅ
は鋼帯の降伏応力Ｙと弾性係数Ｅにより、 εｅ= Ｙ／Ｅ （６） 求まるので、このεｅよりも鋼帯巻き取り初期の鋼帯に
加わる各種の圧縮ひずみの合計の方が大きいと鋼帯は塑
性変形し、永久ひずみεｐ（鋼帯は長手方向に短くな
る）が次の式のように残ることになる。 εｐ＝（εｃ１＋εｃ２＋εｂ＋εｓ）−εｅ （７） 本発明方法により解決しようとしている鋼帯巻き取り時
のコイル内径部の形状不良は、（７）式において、εｐ
＞０の条件となり、しかも、鋼帯の幅方向中央部が大き
く、鋼帯幅方向端部が小さいために耳波として形状に現
れるものである。
ル巻き取りにおける鋼帯の変形状態を力学的に検討した
ところ、テンションリール直径をＤｒ（ｍｍ）、巻き取
りで生ずるリールマンドレル直径の縮小量をΔＤ１とす
ると、リールマンドレル変形によって生ずるコイル内径
付近の鋼帯の圧縮のひずみ量εｃ１は、直径がほぼＤｒ
なので、 εｃ１= ΔＤ１／Ｄｒ （２） となる。（ここでは、圧縮応力、圧縮ひずみの符号を正
と定義する。） 続いて、この巻き取った鋼帯コイルをテンションリール
から取り外すため、マンドレルを縮小すると、いままで
コイル外周部からの巻き締まり力を支えていたマンドレ
ルの抵抗がなくなるのでコイル内径部の付近の鋼帯は圧
縮されて更に直径でΔＤ２分だけ縮む。内径部付近の直
径はほぼＤｒと見なせるので、その時の圧縮ひずみΔε
２は、 εｃ２= ΔＤ２／Ｄｒ （３） となる。この圧縮ひずみの合計εc1＋εc2は幅方向中央
部が大きく, 板端部では幅中央部の数分の１という測定
結果が得られた。テンションリールに巻きついた鋼帯巻
き取り初期の鋼帯の曲げひずみεｂは、板厚ｈとリール
直径Ｄｒにより、 εｂ＝ｈ／Ｄｒ （４） と求められ、鋼帯のリール側表層部は圧縮ひずみ、反対
側表層部に引張ひずみが加わる。このひずみは鋼帯幅方
向でほとんど一定である.一方、形状矯正を施した薄鋼
帯の長手方向残留応力の板厚位置での分布を詳細に測定
した結果では、鋼帯の表層部に圧縮の残留応力があり、
鋼帯厚中心部には引張の残留応力がある。この鋼帯表層
部の圧縮の残留応力をσｓ（ここでは圧縮応力の符号を
正と定義した）とすると、この残留応力σｓによる鋼帯
表層の残留ひずみεｓは、弾性係数Ｅを用いて、 εｓ= σｓ／Ｅ （５） と表すことができる。したがって、巻き取られた鋼帯の
リール側表層部に導入されるひずみの合計は、 εｃ１
＋εｃ２＋εｂ＋εｓ となる。鋼帯の降伏ひずみεｅ
は鋼帯の降伏応力Ｙと弾性係数Ｅにより、 εｅ= Ｙ／Ｅ （６） 求まるので、このεｅよりも鋼帯巻き取り初期の鋼帯に
加わる各種の圧縮ひずみの合計の方が大きいと鋼帯は塑
性変形し、永久ひずみεｐ（鋼帯は長手方向に短くな
る）が次の式のように残ることになる。 εｐ＝（εｃ１＋εｃ２＋εｂ＋εｓ）−εｅ （７） 本発明方法により解決しようとしている鋼帯巻き取り時
のコイル内径部の形状不良は、（７）式において、εｐ
＞０の条件となり、しかも、鋼帯の幅方向中央部が大き
く、鋼帯幅方向端部が小さいために耳波として形状に現
れるものである。
【０００９】巻き取り鋼帯巻き取り初期鋼帯にのみ形状
不良が発生するのは、巻き取り初期に巻かれた鋼帯自体
が、コイル潰れ防止にしばしば用いられるスリーブの役
目をして外径部からの巻き締まり力に対抗するため鋼帯
コイルの外周側では、上記（２）（３）式の圧縮ひずみ
の合計が小さくなることと、（４）式の曲げひずみも鋼
帯の板厚と曲げ直径の比なので、鋼帯コイルの外径側で
巻き太って直径が大になるにつれて小さくなり、（７）
式においてεｐ＜０の条件、すなわち弾性変形領域に入
り易くなるためである。また、実際には、たとえ永久ひ
ずみがあっても、それが小さい場合は、形状不良として
鋼帯に現れないのコイルに巻かれた鋼帯の外周まで形状
不良になることは稀である。（４）式の曲げひずみは、
鋼帯厚ｈに比例して大きくなるので、厚物ほど塑性変形
域に入り易くなり、厚物の方が形状不良に成り易いと一
見考えられる。しかし、鋼帯厚さが０．８ｍｍ程度の例
えば自動車用途等の鋼帯でコイル内周部の形状不良が問
題とならず、厚さの小さい０．１５〜０．４ｍｍ厚の缶
用鋼帯等に形状不良で問題となるのは、厚物になると同
じ重量のコイルを同一の単位面積当たりの張力で巻いて
も、巻き数がすくないためコイルの巻き締まり圧縮力が
小さくなることと、鋼帯内のひずみ差が等しいとして
も、厚物ほど座屈応力が大きいため、耳波発生による形
状不良が顕在化しにくくなるためである。
不良が発生するのは、巻き取り初期に巻かれた鋼帯自体
が、コイル潰れ防止にしばしば用いられるスリーブの役
目をして外径部からの巻き締まり力に対抗するため鋼帯
コイルの外周側では、上記（２）（３）式の圧縮ひずみ
の合計が小さくなることと、（４）式の曲げひずみも鋼
帯の板厚と曲げ直径の比なので、鋼帯コイルの外径側で
巻き太って直径が大になるにつれて小さくなり、（７）
式においてεｐ＜０の条件、すなわち弾性変形領域に入
り易くなるためである。また、実際には、たとえ永久ひ
ずみがあっても、それが小さい場合は、形状不良として
鋼帯に現れないのコイルに巻かれた鋼帯の外周まで形状
不良になることは稀である。（４）式の曲げひずみは、
鋼帯厚ｈに比例して大きくなるので、厚物ほど塑性変形
域に入り易くなり、厚物の方が形状不良に成り易いと一
見考えられる。しかし、鋼帯厚さが０．８ｍｍ程度の例
えば自動車用途等の鋼帯でコイル内周部の形状不良が問
題とならず、厚さの小さい０．１５〜０．４ｍｍ厚の缶
用鋼帯等に形状不良で問題となるのは、厚物になると同
じ重量のコイルを同一の単位面積当たりの張力で巻いて
も、巻き数がすくないためコイルの巻き締まり圧縮力が
小さくなることと、鋼帯内のひずみ差が等しいとして
も、厚物ほど座屈応力が大きいため、耳波発生による形
状不良が顕在化しにくくなるためである。
【００１０】したがって、巻き取りで発生する塑性ひず
みを表す（７）式より、形状不良を起こさなくするため
には、εｐ≦０ として、鋼帯の全幅、全長にわたって
全体を弾性変形域に止めるか、εｐ＞０の塑性曲げ変形
条件であっても、幅方向で均一のひずみにすれば、塑性
曲げで巻き癖がついて板反りは発生しても鋼帯長さ変化
の幅方向の差がなく、耳波の発生する形状不良とはなら
ないことになる。εｐ≦０の条件は、降伏応力の大きい
鋼帯、つまり硬くて変形しにくい鋼帯を選べば、（６）
式のようにεｅが大きくなり、容易に達成できるように
なるが、降伏応力は鋼帯用途で決まっており製造者側で
勝手に変更することができない。また、（２）式の圧縮
ひずみεｃ１を小さくするために、巻き取り張力による
巻き締まり力に耐える強固な剛性を持ったテンションリ
ールに巻き取る方法も考えられるが、実際には巻き取っ
た鋼帯コイルをテンションリールから抜き取る際にリー
ル径を縮小すると、鋼帯の剛性だけでは巻き締まり力に
耐えきれず、結局、（３）式に示したリール抜き取りに
よる圧縮ひずみεｃ２が、それほど強固でないリールの
ときよりも大きくなる。つまり、εｃ１＋εｃ２として
はあまり変わらなくなり、有効性はかなり減少する。さ
らに、薄鋼帯で発生しやすいコイル潰れを防止するため
に用いる内径スリーブ（通常の製造工程では、板厚２〜
５ｍｍの鋼製の円筒、もしくは厚さ１０〜２０ｍｍの紙
製円筒等が用いられる）を剛性の高い強固なスリーブ、
例えば、厚さ３０ｍｍ程度の鋼製スリーブにし、このス
リーブを抜き取ることなく, コイルを巻き戻すならば,
εｃ１, εｃ２共ほとんど０にできるので耳波は防止で
きるが、このようなスリーブは余りにも重く、特別な設
備を備えない限りコイルやスリーブのハンドリングがほ
とんどできない等の難点がある。
みを表す（７）式より、形状不良を起こさなくするため
には、εｐ≦０ として、鋼帯の全幅、全長にわたって
全体を弾性変形域に止めるか、εｐ＞０の塑性曲げ変形
条件であっても、幅方向で均一のひずみにすれば、塑性
曲げで巻き癖がついて板反りは発生しても鋼帯長さ変化
の幅方向の差がなく、耳波の発生する形状不良とはなら
ないことになる。εｐ≦０の条件は、降伏応力の大きい
鋼帯、つまり硬くて変形しにくい鋼帯を選べば、（６）
式のようにεｅが大きくなり、容易に達成できるように
なるが、降伏応力は鋼帯用途で決まっており製造者側で
勝手に変更することができない。また、（２）式の圧縮
ひずみεｃ１を小さくするために、巻き取り張力による
巻き締まり力に耐える強固な剛性を持ったテンションリ
ールに巻き取る方法も考えられるが、実際には巻き取っ
た鋼帯コイルをテンションリールから抜き取る際にリー
ル径を縮小すると、鋼帯の剛性だけでは巻き締まり力に
耐えきれず、結局、（３）式に示したリール抜き取りに
よる圧縮ひずみεｃ２が、それほど強固でないリールの
ときよりも大きくなる。つまり、εｃ１＋εｃ２として
はあまり変わらなくなり、有効性はかなり減少する。さ
らに、薄鋼帯で発生しやすいコイル潰れを防止するため
に用いる内径スリーブ（通常の製造工程では、板厚２〜
５ｍｍの鋼製の円筒、もしくは厚さ１０〜２０ｍｍの紙
製円筒等が用いられる）を剛性の高い強固なスリーブ、
例えば、厚さ３０ｍｍ程度の鋼製スリーブにし、このス
リーブを抜き取ることなく, コイルを巻き戻すならば,
εｃ１, εｃ２共ほとんど０にできるので耳波は防止で
きるが、このようなスリーブは余りにも重く、特別な設
備を備えない限りコイルやスリーブのハンドリングがほ
とんどできない等の難点がある。
【００１１】しかして、本発明方法においては、上記
（７）式で、εｐ＞０であっても、幅方向でのひずみ量
を等しくして形状不良を防止できる方法を見い出したも
のである。その方法は、前記のごとくテンションリール
の幅方向中央部にクラウンを形成せしめて、鋼帯を巻き
取るものであり、従来用いられている通常の直径一定の
テンションリールのマンドレルを用いると、鋼帯自体が
元から持っている板厚クラウンや巻き締まり力によるマ
ンドレルの弾性変形のため、マンドレル直径の縮み量Δ
Ｄ１が幅方向の中央部で大きくなる放物線型の分布とな
り、鋼帯幅方向中央部は圧縮曲げになって長さが短くな
るが、鋼帯端部の鋼帯はリール部分が支えてくれるの
で、弾性曲げ変形、もしくは塑性曲げ変形しても幅中央
部より小さい圧縮ひずみに止まる。
（７）式で、εｐ＞０であっても、幅方向でのひずみ量
を等しくして形状不良を防止できる方法を見い出したも
のである。その方法は、前記のごとくテンションリール
の幅方向中央部にクラウンを形成せしめて、鋼帯を巻き
取るものであり、従来用いられている通常の直径一定の
テンションリールのマンドレルを用いると、鋼帯自体が
元から持っている板厚クラウンや巻き締まり力によるマ
ンドレルの弾性変形のため、マンドレル直径の縮み量Δ
Ｄ１が幅方向の中央部で大きくなる放物線型の分布とな
り、鋼帯幅方向中央部は圧縮曲げになって長さが短くな
るが、鋼帯端部の鋼帯はリール部分が支えてくれるの
で、弾性曲げ変形、もしくは塑性曲げ変形しても幅中央
部より小さい圧縮ひずみに止まる。
【００１２】本発明方法は、テンションリール（マンド
レル）の幅方向中央部にクラウンを形成せしめて、鋼帯
を巻き取ることにより、鋼帯幅方向中央部にクラウンを
形成するが、その本質的な作用は、リールマンドレル直
径が巻き締まり力で縮む量と鋼帯コイルをリールから抜
き取った後の縮み量の合計分を補償するようにリールマ
ンドレルの中央部を予め膨らましておくことである。こ
のような作用を主に利用する場合の最適クラウンは、鋼
帯幅方向の３０〜９０％の部分でクラウンをリールに形
成し、そのクラウン量は中央部の直径増加量として０．
２〜２０ｍｍの範囲で膨らませればよい。このクラウン
を付与する範囲、クラウン量はコイル内径にひずみゲー
ジを貼りつけて測定した圧縮ひずみ量より決定するこが
できる。このようにマンドレルに形成するクラウンの幅
が３０％より狭いと、中央部に巻き締まり力が集中しす
ぎて鋼帯コイルの幅方向の形状が乱れる可能性があるの
で最小値とした。また、最大を鋼帯幅の９０％超にする
と、マンドレル（リール）による支え力が鋼帯端で過剰
となり、鋼帯の縮み量が少なくなり幅方向中央部の鋼の
縮みとの差が大きくなって好ましくないためである。テ
ンションリールに形成したクラウンは、鋼帯幅方向の３
０〜９０％で０．２〜２０ｍｍの最大クラウンがあれば
よいので、該クラウンの断面形状は、放物線型、台形型
等を採用することができる。凸型でコーナーがある場合
には、コーナーでの形状変形を防ぐためにＲを付けるこ
とが望ましい。
レル）の幅方向中央部にクラウンを形成せしめて、鋼帯
を巻き取ることにより、鋼帯幅方向中央部にクラウンを
形成するが、その本質的な作用は、リールマンドレル直
径が巻き締まり力で縮む量と鋼帯コイルをリールから抜
き取った後の縮み量の合計分を補償するようにリールマ
ンドレルの中央部を予め膨らましておくことである。こ
のような作用を主に利用する場合の最適クラウンは、鋼
帯幅方向の３０〜９０％の部分でクラウンをリールに形
成し、そのクラウン量は中央部の直径増加量として０．
２〜２０ｍｍの範囲で膨らませればよい。このクラウン
を付与する範囲、クラウン量はコイル内径にひずみゲー
ジを貼りつけて測定した圧縮ひずみ量より決定するこが
できる。このようにマンドレルに形成するクラウンの幅
が３０％より狭いと、中央部に巻き締まり力が集中しす
ぎて鋼帯コイルの幅方向の形状が乱れる可能性があるの
で最小値とした。また、最大を鋼帯幅の９０％超にする
と、マンドレル（リール）による支え力が鋼帯端で過剰
となり、鋼帯の縮み量が少なくなり幅方向中央部の鋼の
縮みとの差が大きくなって好ましくないためである。テ
ンションリールに形成したクラウンは、鋼帯幅方向の３
０〜９０％で０．２〜２０ｍｍの最大クラウンがあれば
よいので、該クラウンの断面形状は、放物線型、台形型
等を採用することができる。凸型でコーナーがある場合
には、コーナーでの形状変形を防ぐためにＲを付けるこ
とが望ましい。
【００１３】次に、本発明方法を図面によって説明す
る。図１において、クラウン５をテンションリール（マ
ンドレル）２幅方向中央部の３０〜９０％の位置に０．
２〜２０ｍｍ形成せしめたテンションリール２に鋼帯を
巻き取って鋼帯コイル３とする。このときリール（マン
ドレル）２のクラウン５部位の鋼帯巻き取り量が大きく
なり、巻き締まり力によりこのクラウン５は圧縮されて
小さくなり、リール（マンドレル）２を縮小して抜き取
った後の最終コイル状態では、巻き取り初期４の幅方向
の鋼帯直径分布は均一となり、鋼帯コイル３の巻き取り
初期４の鋼帯幅方向端部の耳波発生を防止するものであ
る。
る。図１において、クラウン５をテンションリール（マ
ンドレル）２幅方向中央部の３０〜９０％の位置に０．
２〜２０ｍｍ形成せしめたテンションリール２に鋼帯を
巻き取って鋼帯コイル３とする。このときリール（マン
ドレル）２のクラウン５部位の鋼帯巻き取り量が大きく
なり、巻き締まり力によりこのクラウン５は圧縮されて
小さくなり、リール（マンドレル）２を縮小して抜き取
った後の最終コイル状態では、巻き取り初期４の幅方向
の鋼帯直径分布は均一となり、鋼帯コイル３の巻き取り
初期４の鋼帯幅方向端部の耳波発生を防止するものであ
る。
【００１４】次に本発明方法の実施例を比較例とともに
挙げる。
挙げる。
【表１】 注１：鋼帯成分 重量% 、Ｃ：0.04〜0.12、Mn:0.30 〜
0.45、Si:0.005、P:0.015 〜0.025 、S :0.010〜0.020
、ol.Al:0.01、Ti: 痕跡、Nb: 痕跡、残りFe及び不純
物からなる鋼帯厚 0.18 〜0.32ｍｍ、鋼帯幅 900mmの冷
延鋼帯を、缶用鋼帯の原板としてテンパー度 T4 〜 T5
になるように焼鈍し、続いて圧下率 1.5〜2.0 ％の調質
圧延を施した。次いで、テンションリールへの巻き取り
は、２０００〜３５００巻きで、約１５ｔコイルとし
た。 注２：鋼帯形状矯正は、ＳＰと表記したものは調質圧延
後に巻き取った鋼帯を示し、調質圧延後、テンションレ
ベラにて形状矯正を施した鋼帯はＴＬと表記した。 注３：クラウンは、凸クラウンを形成せしめたもので、
鋼帯幅中央部が最大クラウンとなり、クラウン幅より外
側は一定（リールマンドレルの本来の直径）とした。ク
ラウンの断面形状は、クラウンの幅端部と幅方向中央部
の外縁が、ほぼ放物線型とした。 注４：テンションリールマンドレルへのクラウン形成
は、肉盛溶接にて形成した。 注5 ：鋼帯耳波の評価は、鋼帯巻き取り初期（巻き取り
先端から２００ｍ）の鋼帯を２ｍ毎切り出して、水平な
定盤上においたとき、鋼帯端の波高さ１．５ｍｍ未満の
耳波発生を小、１．５〜３．０ｍｍの波高さを中、３．
０〜４．５ｍｍの波高さを大、４．５ｍｍ超を特大とし
た。耳波小にできればほとんどの用途で合格となる。耳
波中の場合は厳しい用途には不合格となり、耳波大では
全ての用途で不合格となる。
0.45、Si:0.005、P:0.015 〜0.025 、S :0.010〜0.020
、ol.Al:0.01、Ti: 痕跡、Nb: 痕跡、残りFe及び不純
物からなる鋼帯厚 0.18 〜0.32ｍｍ、鋼帯幅 900mmの冷
延鋼帯を、缶用鋼帯の原板としてテンパー度 T4 〜 T5
になるように焼鈍し、続いて圧下率 1.5〜2.0 ％の調質
圧延を施した。次いで、テンションリールへの巻き取り
は、２０００〜３５００巻きで、約１５ｔコイルとし
た。 注２：鋼帯形状矯正は、ＳＰと表記したものは調質圧延
後に巻き取った鋼帯を示し、調質圧延後、テンションレ
ベラにて形状矯正を施した鋼帯はＴＬと表記した。 注３：クラウンは、凸クラウンを形成せしめたもので、
鋼帯幅中央部が最大クラウンとなり、クラウン幅より外
側は一定（リールマンドレルの本来の直径）とした。ク
ラウンの断面形状は、クラウンの幅端部と幅方向中央部
の外縁が、ほぼ放物線型とした。 注４：テンションリールマンドレルへのクラウン形成
は、肉盛溶接にて形成した。 注5 ：鋼帯耳波の評価は、鋼帯巻き取り初期（巻き取り
先端から２００ｍ）の鋼帯を２ｍ毎切り出して、水平な
定盤上においたとき、鋼帯端の波高さ１．５ｍｍ未満の
耳波発生を小、１．５〜３．０ｍｍの波高さを中、３．
０〜４．５ｍｍの波高さを大、４．５ｍｍ超を特大とし
た。耳波小にできればほとんどの用途で合格となる。耳
波中の場合は厳しい用途には不合格となり、耳波大では
全ての用途で不合格となる。
【００１５】
【発明の効果】本発明法によれば、調質圧延の形状矯正
後の鋼帯巻き取り時に発生する、巻き取り初期の鋼帯両
端部の耳波を確実に防止することができ、鋼帯の品質を
向上せしめると共に、歩留りも高めることができ、さら
に、形状不良部を切り捨てるための余計な工程も不要と
なる。また、装置の改造としては、テンションリールマ
ンドレルへの肉盛り溶接程度、もしくは、リールマンド
レルに鋼帯幅より狭い固定スリーブ（着脱自在に設計し
た）を被せる程度ですむので、低コストで鋼帯両端部の
耳波を防止することができる。また、巻き取り張力制御
などの複雑な制御を必要としないので、従前の高い生産
性を維持しつつ、品質を向上することができる等の優れ
た効果が得られる。
後の鋼帯巻き取り時に発生する、巻き取り初期の鋼帯両
端部の耳波を確実に防止することができ、鋼帯の品質を
向上せしめると共に、歩留りも高めることができ、さら
に、形状不良部を切り捨てるための余計な工程も不要と
なる。また、装置の改造としては、テンションリールマ
ンドレルへの肉盛り溶接程度、もしくは、リールマンド
レルに鋼帯幅より狭い固定スリーブ（着脱自在に設計し
た）を被せる程度ですむので、低コストで鋼帯両端部の
耳波を防止することができる。また、巻き取り張力制御
などの複雑な制御を必要としないので、従前の高い生産
性を維持しつつ、品質を向上することができる等の優れ
た効果が得られる。
【図１】本発明方法の一例を示す正面断面図である。
【図２】従来方法の鋼帯巻き取りを示す側面図である。
Claims (2)
- 【請求項１】 形状矯正後の鋼帯をテンションリールに
巻き取るに際し、テンションリールの幅方向中央部にク
ラウンを形成せしめて、鋼帯を巻き取ることを特徴する
鋼帯巻き取り方法。 - 【請求項２】 テンションリールに鋼帯幅方向の３０〜
９０％を０．２〜２０ｍｍのクラウンを形成せしめて、
鋼帯を巻き取ることを特徴とする請求項１に記載の鋼帯
巻き取り方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21206295A JPH0957344A (ja) | 1995-08-21 | 1995-08-21 | 鋼帯の巻き取り方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21206295A JPH0957344A (ja) | 1995-08-21 | 1995-08-21 | 鋼帯の巻き取り方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0957344A true JPH0957344A (ja) | 1997-03-04 |
Family
ID=16616241
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21206295A Withdrawn JPH0957344A (ja) | 1995-08-21 | 1995-08-21 | 鋼帯の巻き取り方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0957344A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002045876A1 (en) * | 2000-12-04 | 2002-06-13 | Alcan International Limited | Storage and transportation of aluminium strip |
| WO2020196293A1 (ja) * | 2019-03-22 | 2020-10-01 | 日本製鉄株式会社 | 熱延コイルの製造装置及び製造方法 |
-
1995
- 1995-08-21 JP JP21206295A patent/JPH0957344A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002045876A1 (en) * | 2000-12-04 | 2002-06-13 | Alcan International Limited | Storage and transportation of aluminium strip |
| US7497402B2 (en) | 2000-12-04 | 2009-03-03 | Alcan International Limited | Storage and transportation of aluminium strip |
| WO2020196293A1 (ja) * | 2019-03-22 | 2020-10-01 | 日本製鉄株式会社 | 熱延コイルの製造装置及び製造方法 |
| JPWO2020196293A1 (ja) * | 2019-03-22 | 2021-10-21 | 日本製鉄株式会社 | 熱延コイルの製造装置及び製造方法 |
| CN113597348A (zh) * | 2019-03-22 | 2021-11-02 | 日本制铁株式会社 | 热轧卷板的制造装置及制造方法 |
| US11697144B2 (en) | 2019-03-22 | 2023-07-11 | Nippon Steel Corporation | Manufacturing apparatus and manufacturing method of hot-rolled coil |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20021105 |