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発明の名称 コイルボックスのマンドレル冷却方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−96311(P2001−96311A)
公開日 平成13年4月10日(2001.4.10)
出願番号 特願平11−276992
出願日 平成11年9月29日(1999.9.29)
代理人 【識別番号】100090697
【弁理士】
【氏名又は名称】中前 富士男
【テーマコード(参考)】
4E026
【Fターム(参考)】
4E026 EA09 FA11 
発明者 水橋 恒司 / 松尾 慎二
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 粗圧延された鋼板を巻き取って鋼板コイルを形成した後、該鋼板コイルを巻き戻すコイルボックスで、該鋼板コイルを回転支持するために使用するマンドレルを冷却する方法において、前記鋼板コイルと接触する前記マンドレルの表面部分が、該鋼板コイルを回転支持した後においても700℃以下になるように、前記マンドレルを冷却することを特徴とするコイルボックスのマンドレル冷却方法。
【請求項2】 請求項1記載のコイルボックスのマンドレル冷却方法において、前記マンドレルが前記鋼板コイルを回転支持しないときにマンドレル収納部に退避する場合には、該マンドレル収納部内で前記冷却を行うことを特徴とするコイルボックスのマンドレル冷却方法。
【請求項3】 請求項1又は2記載のコイルボックスのマンドレル冷却方法において、前記冷却は前記マンドレルの表面への散水によって行うことを特徴とするコイルボックスのマンドレル冷却方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、粗圧延された圧延材(又は鋼板)をコイル状に巻き取った後、巻き戻して仕上圧延機等に送るコイルボックスのマンドレルの冷却方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、加熱炉から抽出された高温の熱間スラブをストリップに圧延する熱間圧延設備において、粗圧延機と仕上圧延機との間に巻き取り・巻き戻し機を備えたコイルボックスを設け、粗圧延した鋼板(粗バー)をクレードルロール上で鋼板コイル状に巻き取った後、この鋼板コイルを巻き戻して矯正機、接合用切断機、鋼板接合機等を介して仕上圧延機に送る圧延方法が実施されている。コイルボックスにおいては、まずベンディングローラを用いて粗圧延した鋼板をクレードルロール上で巻き取って、中央部に空間部を有する鋼板コイルとした後、一対のマンドレル(駆動側及び従動側)を鋼板コイルの前記空間部の両サイドに進出させて装入し、この鋼板コイルをコイル巻き戻し位置に搬送し、その後マンドレルを上昇させて、マンドレルが鋼板コイルを吊り下げた(回転支持)状態で矯正レベラー方向に巻き戻すようになっている。図6及び図7に示すように、マンドレル72は鋼板コイル70の両サイドから進出し、その先部が鋼板コイル70の空間部70aに装入される。マンドレル72の先部は、鋼板コイル70の最内周面71と接触した状態で両サイドを吊り下げると同時に、自由に回転可能に構成されており、それぞれのマンドレル72の内部には、マンドレル72の高温時の強度を維持するために、内部冷却水通路が形成され、マンドレル72が冷却されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従来のマンドレルにおいては、未だ解決すべき以下のような問題があった。図6に示すように、鋼板コイル70の巻き戻し時に、鋼板コイル70の最内周面71と接触した状態でマンドレル72によって吊り下げて支持している場合、マンドレル72の外周面74が高温度(1000℃以上)の鋼板コイル70によって700℃以上となる。このため、鋼板コイル70の最内周面71の表層に生成した酸化スケール73がマンドレル72の外周面74に多数付着する。回転するマンドレル72の外周面74と回転する鋼板コイル70の最内周面71との接触により、これらの酸化スケール73の一部は剥離して鋼板コイル70の最内周面71に落下すると共に、マンドレル72の外周面74に付着した酸化スケール73の一部がそれぞれ核となって、図7に示すように、鬼の金棒の如く、酸化スケール73がマンドレル72の外周面74に積層状に圧着して突起片75が生成されることになる。即ち、図7の拡大図に示すように、例えば、最初の酸化スケール73が核となり、その上に他の酸化スケール73が順次圧着、積層されて、積層高さtが5〜10mmに達する突起片75がマンドレル72の外周面74に多数生成することもある。これらの突起片75によって、図8に示すように、巻き戻された鋼板76の鋼板コイル70の両サイドの最内周面71に相当する部分(マンドレル72との接触幅の部分)には、へこみ77が多数形成され、これらのへこみ77が最終的に製品のへげ疵の原因となって歩留りの低下を招いていた。
【0004】本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、マンドレルの外周面に酸化スケールの積層による突起片が生成するのを抑え、これによって、最終的にへげ疵の発生を防止し、製品の歩留りを向上できるコイルボックスのマンドレル冷却方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記目的に沿う本発明に係るコイルボックスのマンドレル冷却方法は、粗圧延された鋼板を巻き取って鋼板コイルを形成した後、鋼板コイルを巻き戻すコイルボックスで、鋼板コイルを回転支持するために使用するマンドレルを冷却する方法において、鋼板コイルと接触するマンドレルの表面部分が、鋼板コイルを回転支持した後においても700℃以下になるように、マンドレルを冷却するように構成している。これによって、マンドレルの外表面への酸化スケールの付着が抑制される。本発明に係るコイルボックスのマンドレル冷却方法において、マンドレルが鋼板コイルを回転支持しないときにマンドレル収納部に退避する場合には、マンドレル収納部内で冷却を行うこともできる。これによって、マンドレル収納部内で冷却を確実に行うことができる。本発明に係るコイルボックスのマンドレル冷却方法において、冷却はマンドレルの表面への散水によって行うこともできる。これによって、安価なランニングコストで、しかも確実に急冷できる。
【0006】
【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。ここに、図1は本発明の一実施の形態に係るコイルボックスのマンドレル冷却方法を適用する熱間圧延設備の概略構成図、図2は同コイルボックスのマンドレル冷却方法を用いたマンドレル及び鋼板コイルの説明図、図3は同コイルボックスのマンドレル冷却方法の説明図、図4はマンドレル表面温度と経過時間との関係を表すグラフ、図5は本発明の一実施の形態に係るコイルボックスのマンドレル冷却方法の変形例の説明図である。
【0007】図1に示すように、本発明の一実施の形態に係るコイルボックスのマンドレル冷却方法を適用した熱間圧延設備10は、図示しない加熱炉から抽出された高温(1200℃程度)の熱間スラブをストリップに圧延する設備である。熱間圧延設備10は、熱間スラブ11を粗圧延する粗圧延機12と、粗圧延機12で圧延された鋼板13を巻き取り、巻き戻しするコイルボックス14と、コイルボックス14から供給された鋼板13を矯正する矯正機16と、矯正された鋼板17の先端及び後端を切断する接合用切断機18と、この切断された先端を先行する鋼板の後端と、また切断された後端を後続の鋼板の先端と接続する鋼板接合機19と、仕上圧延機20を有している。
【0008】図1に示すように、コイルボックス14においては、まず図示しないベンディングローラを用いてコイル巻き取り位置Aにおいて、粗圧延した鋼板13(30〜50mm厚さ)をクレードルロール(図示せず)上で巻き取って鋼板コイル21とする。その後、図2に示すように、不使用(退避)時にはマンドレル収納部23、23a内に収納されて、進退及び回転可能な一対のマンドレル(駆動側:DS、及び従動側:WS)22、22aをそれぞれ鋼板コイル21の中央部に形成された空間部21aの両サイドに進出して装入する。次いで、マンドレル22、22aを介して吊り上げて、この鋼板コイル21をコイル巻き戻し位置Bに搬送する。その後、コイル巻き戻し位置Bにおいて、鋼板コイル21から巻き戻された鋼板13の先端部を矯正機16に搬送すると共に、マンドレル22、22aによって鋼板コイル21を回転可能に吊り下げながら、鋼板コイル21から鋼板13を巻き戻すようになっている。
【0009】図2及び図3に示すように、マンドレル22、22aはそれぞれ、退避位置Cではマンドレル収納部23、23a内に収納された状態で、また、前進位置Dでは鋼板コイル21を吊り下げ可能に配置されている。マンドレル収納部23(23aも同様)には、図3に示すように、マンドレル22の退避位置Cにおいて、マンドレル22の先端部(即ち、マンドレル22によって鋼板コイル21を吊り下げた状態で、マンドレル22が鋼板コイル21に接触する部分)24に冷却水を噴射する2個の噴射ノズル25が、マンドレル収納部23の先端側に設けられた取付けブラケット26を介して取付けられている。2個の噴射ノズル25には、図示しない給水配管が接続されており、冷却水の水量は20リットル/分程度としている。冷却水をマンドレル22の先端部24に噴射することによって、鋼板13を巻き戻した後でも、先端部24の表面温度が700℃以下(例えば、50〜60℃)になるようにしている。
【0010】図4には、マンドレル表面温度と経過時間との関係を示している。線aは、比較のために、内部冷却された従来例のマンドレル72の表面温度を表しており、線bは本実施の形態の場合を示している。経過時間で「装入」はマンドレル22(22aも同様)が鋼板コイル21を吊り下げている位置(前進位置D)も含めて退避位置C以外にある場合を表しており、「退避」はマンドレル22が退避位置Cにおいて冷却されている場合を表している。また、1c〜6cは各鋼板コイルの順番を表している。
【0011】図4から明らかなように、従来例のマンドレル72の表面温度は、退避位置Cでの冷却が小さいので、時間の経過と共に、高温(1000℃以上)の鋼板コイル70からの熱によって次第に上昇し、この場合では6c番目の鋼板コイル70においては、鋼板76を巻き戻した後、700℃を超えており、この結果、酸化スケール73による突出片75が形成されることになる。これに対して、本実施の形態の場合においては、マンドレル22の退避位置Cにおいて、冷却水をマンドレル22の先端部24に外側から噴射して急冷するので、鋼板13を巻き戻した後、700℃以下(図4では200℃程度)を確実に維持できる。従って、酸化スケールによる突出片が形成されることを防止できる。
【0012】次に、本発明の一実施の形態に係るコイルボックスのマンドレル冷却方法及びそれに関連した作業について、図を参照しながら説明する。
(1)図1に示すように、コイルボックス14のコイル巻き取り位置Aにおいて、粗圧延機12で圧延された鋼板13を巻き取って鋼板コイル21に形成する。
(2)図2示すように、マンドレル22、22aを前進させ、次いで下流側に移動することによってコイル巻き取り位置Aの鋼板コイル21をコイル巻き戻し位置Bに搬送する。
(3)マンドレル22、22aによって鋼板コイル21を吊り下げた状態で回転支持しながら、鋼板コイル21の鋼板13を巻き戻して矯正機16に送る。
(4)鋼板コイル21の巻き戻しが終了すれば、図2に示すように、マンドレル22、22aをマンドレル収納部23、23a内に退避させる。
(5)図3に示すように、マンドレル22、22aの退避位置Cで冷却水をマンドレル22、22aの先端部24に噴射して急冷する。例えば、図4の線bで示すように、巻き戻しが終了した時点でのマンドレル22の先端部24の表面温度は約200℃程度であるが、急冷によって表面温度は約50℃程度に冷却される。
【0013】(6)以降、マンドレル22、22aは、上記(1)〜(5)を所定数の鋼板コイル21分繰り返す。従って、各鋼板コイル21の巻き戻しが終了した時点でのマンドレル22、22aの先端部24の表面温度を、700℃以下に抑えることができるので、従来のように、酸化スケールの付着に基づいて、マンドレル22、22aの先端部24に突出片を形成することがない。この結果、マンドレル22、22aによって鋼板13の最終部分(巻き戻された鋼板13において、鋼板コイル21の最内周面に相当する部分)にへこみが形成されることがないので、最終製品の歩留りが向上する。
【0014】前記実施の形態においては、各鋼板コイル21の巻き戻しが終了した時点でのマンドレル22、22aの先端部24の表面温度を700℃以下に抑えるために、マンドレル22、22aの先端部24の外表面を水冷して急冷したが、これに限定されず、その他の方法、例えば冷却ガスによって急冷することもできる。また、マンドレル22、22aの先端部24の表面温度を700℃以下に抑えることができるのであれば、マンドレル22、22aの外側からではなく、マンドレル22、22aの内部から冷却する方法でも構わない。図4の線bでは、各鋼板コイル21の巻き戻しが終了した時点でのマンドレル22、22aの先端部24の表面温度を約50℃程度に冷却するようにしたが、これに限定されず、例えば、冷却時間、冷却水量又は冷却方法を調整することによって、各鋼板コイル21の巻き戻しが終了した時点でのマンドレル22、22aの先端部24の表面温度が700℃以下になるように冷却することができれば、如何なる冷却方法であっても構わない。
【0015】マンドレル収納部23、23aの先端側には、2個の噴射ノズル25を設けたが、噴射ノズル25の個数は1個又は3個以上とすることもできる。マンドレル収納部23、23aは、噴射ノズルが取付けられる構造であれば、どのような構造であってもよい。鋼板コイル21の両サイドを一対のマンドレル22、22aによって支持したが、鋼板コイル21を吊り下げでき、かつ、巻き戻し最終時の鋼板の「テールしごき」に対応できるのであれば、必要に応じて、1本のマンドレルによって鋼板コイル21を支持することもできる。マンドレル収納部23、23aに設けた噴射ノズル25によってマンドレル22、22aを冷却したが、マンドレル収納部23、23aを設けない場合には、図5に示すように、噴射ノズル25aを設置し、これによって散水冷却してもよい。
【0016】
【発明の効果】請求項1〜3記載のコイルボックスのマンドレル冷却方法においては、マンドレルの外表面への酸化スケールの付着が抑制されるので、マンドレルの外表面に酸化スケールの積層された突出片の形成が防止でき、この結果、へげ疵の発生を防ぎ、最終製品の歩留りが向上する。特に、請求項2記載のコイルボックスのマンドレル冷却方法においては、マンドレル収納部内で冷却を確実に行うことができるので、冷却性能が向上する。請求項3記載のコイルボックスのマンドレル冷却方法においては、安価なランニングコストで、しかも確実にマンドレルを急冷できるので、安価な製造コストで最終製品を製造できる。




 

 


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