特許 7339529 鋼帯のセンタリング方法及び連続鋼帯の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-08-29

(45)【発行日】2023-09-06

(54)【発明の名称】鋼帯のセンタリング方法及び連続鋼帯の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B21C 47/24 20060101AFI20230830BHJP

   B21C 47/26 20060101ALI20230830BHJP

   B21C 51/00 20060101ALI20230830BHJP

   B23K 37/04 20060101ALI20230830BHJP

   B23K 9/025 20060101ALI20230830BHJP

【ＦＩ】

B21C47/24 G

B21C47/26 E

B21C51/00 R

B23K37/04 E

B23K9/025 A

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2019194245

(22)【出願日】2019-10-25

(65)【公開番号】P2021065921

(43)【公開日】2021-04-30

【審査請求日】2022-06-06

(73)【特許権者】

【識別番号】000006655

【氏名又は名称】日本製鉄株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100187702

【弁理士】

【氏名又は名称】福地 律生

(74)【代理人】

【識別番号】100162204

【弁理士】

【氏名又は名称】齋藤 学

(74)【代理人】

【識別番号】100126848

【弁理士】

【氏名又は名称】本田 昭雄

(72)【発明者】

【氏名】平田 崇

(72)【発明者】

【氏名】竹内 努

【審査官】池ノ谷 秀行

(56)【参考文献】

【文献】特開２００１－０９６３１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－２６３６９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１７７１３４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２１Ｃ ４７／００－４７／３４

Ｂ２１Ｂ １／００－１／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

鋼帯を鋼帯コイルから送り出すペイオフリールと、前記鋼帯をその板厚方向から挟む一対のピンチロールと、前記鋼帯をその幅方向の両端から接触する一対のサイドガイドと、前記鋼帯を他の鋼帯に溶接する溶接機とを備える鋼帯の連続処理ラインにおいて、
順に、前記ペイオフリールの駆動を停止し、
バックテンション及び自重による前記鋼帯の後退移動を阻止した状態とし、
前記ピンチロールから前記鋼帯を開放し、
前記サイドガイドにより前記鋼帯の幅方向の中心の位置を調整することを特徴とする鋼帯のセンタリング方法。

【請求項2】

前記鋼帯コイルの外側面を押圧する押圧ロールを備え、前記押圧ロールにより前記鋼帯を固定することで前記鋼帯の後退移動を阻止した状態とすることを特徴とする請求項１に記載の鋼帯のセンタリング方法。

【請求項3】

前記押圧ロールによる前記鋼帯の固定後、所定時間経過後に前記ピンチロールから前記鋼帯を開放することを特徴とする請求項２に記載の鋼帯のセンタリング方法。

【請求項4】

前記連続処理ラインは、張力センサを備え、
前記張力センサにより前記押圧ロールと前記ピンチロール間における前記鋼帯の張力を測定し、前記鋼帯の張力が所定の張力以下の時に前記ピンチロールを開放することを特徴とする請求項２又は３に記載の鋼帯のセンタリング方法。

【請求項5】

前記連続処理ラインは、前記ピンチロールと前記サイドガイドとの間に、搬送される前記鋼帯の反りを矯正するレベラを備えることを特徴とする請求項１～３のうちいずれか１項に記載の鋼帯のセンタリング方法。

【請求項6】

前記連続処理ラインは、前記溶接機の上流側に前記サイドガイドが１つ以上設けられていることを特徴とする請求項１～５のうちいずれか１項に記載の鋼帯のセンタリング方法。

【請求項7】

請求項１～６のうちいずれか１項に記載のセンタリング方法により、後行材である鋼帯をセンタリングした後、
前記後行材を前記ピンチロールで挟み搬送し、
前記後行材を切断機で切断し、
他の鋼帯である先行材の後端と、前記後行材の切断面とを前記溶接機により溶接することを特徴とする連続鋼帯の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鋼帯のセンタリング方法と、そのセンタリング方法を利用した連続鋼帯の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

連続鋼帯の製造ライン（以下、「連続処理ライン」という。）では、連続処理ラインの入側において先行材と後行材とを溶接する。溶接部のセンター合わせは、溶接機クランプに付帯されるクロスアジャストによって行うことができるが、既に鋼板がキャンバー等により傾斜して溶接機内にスレッディングされた場合、後行材と先行材とが鋼帯の上面視で略「く」の字状に溶接され、連続処理ライン通板中の蛇行や圧延時の板破断を誘発するという問題がある。

【0003】

連続処理ラインの入側におけるコイルスレッディングにおいて、鋼板センタリング目的に一般的にはサイドガイドが用いられている。サイドガイドを用いてラインに対して鋼板を強制的にセンタリングすると、鋼板がキャンバー等の影響による斜行傾向を有している場合、スレッディングのために鋼板を送るためのピンチロールで鋼板を拘束した状態では鋼板エッジをサイドガイドで折り曲げてしまう。

【0004】

上記のような蛇行を抑制するために、例えば、下記特許文献１には、溶接時における先行材と後行材の幅方向中心位置を合わせる方法及び装置が開示されている。下記特許文献１に開示された方法及び装置は、先行材および後行材の幅方向位置を検出する検出器を前記溶接機の直前または直後に設置し、入側に設けられた２台の払出しリールのうち少なくとも一方を幅方向に移動可能として、前記検出器の検出値を用いて、前記２台の払出しリールのうち少なくとも一方の幅方向位置を制御することを特徴とする。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１４－２００８３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上記特許文献１に記載された技術は、先行材および後行材の幅方向位置を検出する検出器を配置する必要がある。また、入側に設けられた払出しリールを幅方向に移動可能にするシリンダ機構が必要となるので、既存の連続処理ラインに前記シリンダ機構を新たに導入するためのコスト及び負担が大きくなる。前述の略「く」の字状の程度及び溶接頻度は、センタリングのずれの程度（ズレ量）とバラツキによって高くなる。それゆえ、既存の連続処理ラインを最大限生かしつつ、センタリングのズレ量及びバラツキを低減するセンタリング方法及び連続鋼帯の製造方法を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明に係る鋼帯のセンタリング方法は、鋼帯を鋼帯コイルから送り出すペイオフリールと、前記鋼帯をその板厚方向から挟む一対のピンチロールと、前記鋼帯をその幅方向の両端から接触する一対サイドガイドと、前記鋼帯を他の鋼帯に溶接する溶接機とを備える鋼帯の連続処理ラインにおいて、順に、前記ペイオフリールの駆動を停止し、バックテンション及び自重による前記鋼帯の後退移動を阻止した状態とし、前記ピンチロールから前記鋼帯を開放し、前記サイドガイドにより前記鋼帯の幅方向の中心の位置を調整することを特徴とする。

【0008】

前記連続処理ラインは、前記鋼帯を固定することで前記鋼帯の後退移動を阻止した状態とするために、前記鋼帯コイルの外側面を押圧する押圧ロールが設けられていても良い。

【0009】

前記連続処理ラインは、前記押圧ロールによる前記鋼帯の固定後、所定時間経過後に前記ピンチロールから前記鋼帯を開放するように制御されていても良い。

【0010】

前記連続処理ラインは、張力センサを備え、前記押圧ロールと前記ピンチロール間における前記鋼帯の前記張力をセンサにより測定し、前記鋼帯の張力が所定の大きさ以下になった時に前記ピンチロールを開放するように制御されていても良い。

【0011】

前記連続処理ラインは、前記ピンチロールと前記サイドガイドとの間に、搬送される前記鋼帯の反りを矯正するレベラが設けられていても良い。

【0012】

前記連続処理ラインは、前記溶接機の上流側に前記サイドガイドが１つ以上設けられていても良い。

【0013】

前記連続処理ラインは、先行材である鋼帯の後端と、後行材である鋼帯の先端とを溶接する溶接機を備えるように構成しても良い。このように構成された連続処理ラインを用いて、本発明に係る鋼帯のセンタリング方法を用いて前記後行材をセンタリングし、前記後行材を前記ピンチロールで挟んで搬送し、前記先行材の後端と、前記後行材の切断面とを前記溶接機により溶接することによって、連続鋼帯を製造することができる。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、後行材のサイドガイドによるエッジ曲がりを抑止しつつ、前記後行材と連続処理ラインとのセンター合わせを行い、センタリングのズレ量及びバラツキが低減されるように前記後行材の溶接機への進入を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の第１実施形態に係る鋼帯のセンタリング方法を用いた連続処理ラインを示す概略構成図である。

【図2】図１の連続処理ラインにおける制御系統図の一例を示すブロック図である。

【図3】本発明の第１実施形態に係る鋼帯のセンタリング方法をアルゴリズムとして示すフローチャートである。

【図4】本発明の第１実施形態に係る鋼帯のセンタリング方法におけるサイドガイドの機能を説明する概略図である。

【図5】本発明の第２実施形態に係る鋼帯のセンタリング方法を用いた連続処理ラインを示す概略構成図である。

【図6】本発明のセンタリング方法を用いて製造された連続鋼帯の溶接センターズレ量を示すヒストグラムである。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。以下の説明においては、同様の構成あるいは同様の機能を有するものについては、同じ符号を用いる場合がある。

【0017】

［第１実施形態］
［連続処理ライン］
図１は、本発明の第１実施形態に係る鋼帯のセンタリング方法に用いられる連続処理ラインを示す概略構成図、図２は図１の連続処理ラインにおける制御系統図の一例を示すブロック図であり、図３は本発明の第１実施形態又は第２実施形態に係る鋼帯のセンタリング方法をアルゴリズムとして示すフローチャートである。

【0018】

図１に示すように、本発明の第１実施形態に係る鋼帯のセンタリング方法を行う連続処理ライン１００は、鋼帯としての後行材１を鋼帯コイル１０から送り出すパス１１０を備える。

【0019】

前記パス１１０は、その入側において、前記後行材１を前記鋼帯コイル１０から送り出す第１のペイオフリール１１と、前記後行材１を切断する切断機３と、前記第１のペイオフリール１１と前記切断機３との間に、前記後行材１を前記切断機３に搬送するピンチロール１３Ａを備える。

【0020】

前記パス１１０は、第１のペイオフリール１１の送り出し（「払い出し」ともいう。）により、前記鋼帯コイル１０から前記後行材１が払い出される位置（以下、「巻き戻し位置」ともいう。）１ａの近傍において、前記後行材１の上表面に接触するように押圧ロール１２が設けられている。

【0021】

前記押圧ロール１２は、第１のペイオフリール１１の駆動を停止した際に、前記後行材１をその上表面から前記鋼帯コイル１０上に固定する機能を有し、前記鋼帯コイル１０側に前記後行材１がその自重によってバックテンションが生じることを防止するために用いられる。但し、前記後行材１に前記バックテンションが生じない場合、例えば、前記後行材１が前記鋼帯コイル１０から離れる位置（巻き戻し位置１ａ）が、ピンチロール１３Ａを通過する高さ（図１の点線位置）以上の高さに位置する場合、前記押圧ロール１２を省略しても良い。

【0022】

前記ピンチロール１３Ａは、前記押圧ロール１２から前記後行材１の搬送方向Ａの下流側に配置されており、前記後行材１をその上側面及び下側面の両面から挟んだ状態で搬送するロールである。

【0023】

前記ピンチロール１３Ａの下流側には、前記後行材１の上面視左右両側にサイドガイド１４Ａが設けられており、前記後行材１は前記サイドガイド１４Ａを通過後に前記切断機３によって切断される。図１の実施形態の連続処理ライン１００では、切断機３の上流側と下流側、溶接機４の上流側と下流側のそれぞれにサイドガイド１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ及び１４Ｄが設けられているが、溶接機のなるべく直前の上流側で前記後行材１をセンタリングすることが好ましい。そのため、前記サイドガイド１４Ａ、１４Ｂ及び１４Ｃの少なくとも１つを省略しても良い。

【0024】

尚、本発明は、既存の連続処理ラインをそのまま利用できるため、従来公知の設備を備えていても良い。例えば、図１の実施形態の連続処理ライン１００の前記パス１１０では、入側のピンチロール１３Ａと前記切断機３との間にレベラ１５を設けて前記後行材１の反り等の変形を矯正しても良い。

【0025】

［鋼帯のセンタリング方法］
次に、図１に示す連続処理ライン１００における、本発明の第１実施形態に係る鋼帯のセンタリング方法の工程について説明する。

【0026】

まず、後行材１及び先行材２が切断機３によって切断され、前記先行材２の切断された端部（先行材２の後端）を溶接機４で停止させた後、ユーザ端末装置２００により本発明の第１実施形態に係る鋼帯のセンタリング方法が選択されると、中央制御装置３００は、前記第１のペイオフリール１１による前記後行材１の巻き戻しを停止する（図３、Ｓ１）。ここで、前記中央制御装置３００は、所定時間経過後に前記第１のペイオフリール１１を停止するように制御しても良い。前記第１のペイオフリール１１の停止の遅延時間は、本発明の鋼帯のセンタリング方法の適用対象となる既存の連続処理ラインの構造によって適宜設定することができる。
尚、前記中央制御装置３００は、シーケンサ等により構成しても良い。

【0027】

前記第１のペイオフリール１１の停止後、前記中央制御装置３００は、前記押圧ロール１２により、前記第１のペイオフリール１１からの巻き戻し位置１ａで前記後行材１をその上表面から押圧して前記後行材１を固定するように制御する（図３、Ｓ２）。前記第１のペイオフリール１１が停止した時点から前記押圧ロール１２が前記後行材１の固定工程を開始する時間、前記第１のペイオフリール１１の停止した時点から前記押圧ロール１２による前記後行材１の固定工程が完了するまでの時間は、本発明の鋼帯のセンタリング方法の適用対象となる既存の連続処理ラインの構造によって適宜設定することができる。

【0028】

前記押圧ロール１２により前記後行材１が固定された後、前記中央制御装置３００は、入側の前記ピンチロール１３Ａ、前記切断機３の下流側のピンチロール１３Ｂ、１３Ｃから前記後行材１を開放する（図３、Ｓ３）。前記押圧ロール１２により前記後行材１を固定する前記工程Ｓ２の開始後、或いは完了後、前記ピンチロール１３Ａ、１３Ｂ及び１３Ｃのそれぞれに対して前記工程Ｓ３を実行するタイミング、及び／又は前記工程Ｓ３を開始から完了までの時間は、本発明の鋼帯のセンタリング方法の適用対象となる既存の連続処理ラインの構造によって適宜設定することができる。レベラが設けられている場合、前記中央制御装置３００は、レベラがサイドガイドによる鋼帯のセンタリングを阻害しないように前記レベラの位置を調整するように制御することが好ましい。

【0029】

あるいは、前記押圧ロール１２と前記入側ピンチロール１３Ａ間に張力センサを設け、前記押圧ロール１２と前記入側ピンチロール１３Ａ間の張力を測定し、所定の張力以下で前記ピンチロール１３Ａを開放するように、前記中央制御装置３００を構成しても良い。

【0030】

前記ピンチロール１３Ａから前記後行材１が解放された状態で、前記中央制御装置３００は前記サイドガイド１４Ａ、１４Ｂ及び１４Ｃのそれぞれを用いて、前記後行材１の幅方向の中心の位置を調整する（図３、Ｓ４）。但し、前述したように、溶接機のなるべく直前の上流側で前記後行材１をセンタリングすることが好ましいので、前記サイドガイド１４Ａ又は１４Ｂの少なくとも１つに対する制御を省略しても良い。

【0031】

［連続鋼帯の製造方法］
本発明によれば、前述した本発明による鋼帯のセンタリング方法を用いて、連続鋼帯を製造することができる。
まず、前記中央制御装置３００は、前記先行材１をその上側面及び下側面から挟むように、前記ピンチロール１３Ａ、１３Ｂ及び１３Ｃを制御する（図３、Ｓ５）。次いで、前記後行材１をその上側面及び下側面から挟んだ状態で前記ピンチロール１３Ａ、１３Ｂ及び１３Ｃにより前記溶接機４に前記後行材１の切断により露出した端部（後行材１の前端）を、前記先行材２の後端との溶接位置まで搬送するように制御する（図３、Ｓ６）。

【0032】

前記後行材１の前端が、前記先行材２の後端との溶接位置まで搬送されたことが確認された後、前記後行材１の前端と前記先行材２の後端とを溶接する（図３、Ｓ７）。前記後行材１及び前記先行材２が所定の溶接位置に停止しているか否かの判断は、リミットスイッチ又は光学センサ、或いはＣＣＤカメラによる検出等により行うことができる。

【0033】

工程Ｓ７後、前記ユーザ端末装置２００から停止の指示がなく、また、次に溶接する鋼帯コイルが検出された場合、前記工程Ｓ１～Ｓ７の工程を繰り返すように前記中央制御装置３００を構成しても良い。

【0034】

［第２実施形態］
図５は、本発明の第２実施形態に係る鋼帯のセンタリング方法を行う連続処理ライン１００である。本発明の第１実施形態に係る鋼帯のセンタリング方法を行う連続処理ライン１００と同様に後行材１を鋼帯コイル１０から送り出すパス１１０と、更に鋼帯としての先行材２を鋼帯コイル２０から送り出す下パス１２０とから構成される。

【0035】

図５に示す連続処理ライン１００において、前記パス１１０は前記後行材１を前記溶接機４に搬送するために利用され、前記下パス１２０は前記先行材２を予め前記溶接機４に搬送するために利用されているが、前記第１のペイオフリール１１の鋼帯（前述の後行材１）を切断して、当該切断部を先行材の後端とする。次いで、前記下パス１２０から新たに鋼帯を後行材として送り出し、前記新たな鋼帯に対して前述した本発明の鋼帯のセンタリング方法と溶接を行っても良い。このように、図５に示す連続処理ライン１００において、前記パス１１０及び前記下パス１２０を用いて後行材の払い出し及び先行材の払い出しを交互に行うことによって、連続鋼帯を製造することができる。

【0036】

連続鋼帯を製造する場合、前記下パス１２０の各構成装置（ペイオフリール２１、押圧ロール２２、ピンチロール２３Ａ、サイドガイド２４Ｂ、アンコイラレベラ２５）は、前記パス１１０の各構成装置と同様に制御されるように構成しても良い。前記下パス１２０は、入側のピンチロール２３Ａと前記切断機３との間にレベラ２５を設ける構成であっても良い。

【0037】

このように、前記下パス１２０は、本発明の第１実施形態に係る鋼帯のセンタリング方法を行う連続処理ライン１００の前記パス１１０と同様の構成にしても良いが、本発明に係る鋼帯のセンタリング方法を実施できる構成であれば特に制限されない。

【0038】

例えば、前記連続処理ライン１００の下パス１２０は、前記先行材２を鋼帯コイル２０から送り出す第２のペイオフリール２１を備えるが、前記切断機３から下流側にのみサイドガイド２４Ｂのみを設ける構成としても良い。下パス１２０がこのような構成であっても、サイドガイド２４Ｂだけでなく、溶接機４に近接して設けられたサイドガイド１４Ｃ及び１４Ｄの少なくともいずれかを用いて前記先行材２をセンタリングすることができる。前記先行材２をセンタリングする際、ピンチロール１３Ｄは開放される。

【0039】

第２実施形態に係る鋼帯のセンタリング方法は、前記先行材２を予めセンタリングすることができるので、連続鋼帯の蛇行量をより低減することができる。

【0040】

本発明は、溶接機への鋼板スレッディング時、押圧ロールにおいて鋼板を拘束した状態において、一時的に入側張力をダウンさせ、ピンチロールの拘束を開放させてバックテンション及び自重による鋼板の後退移動を阻止した状態とし、サイドガイドで強制的に鋼板をセンタリングし、当該動作完了後に溶接機への最終スレッディングを継続させることによって、後行材のサイドガイドによるエッジ曲がりを抑止しつつ、図４に示すように前記後行材と連続処理ラインとのセンター合わせを行い、前記後行材の溶接機への進入を実現することができる。

【実施例】

【0041】

図６は、第１実施形態のセンタリング方法を用いて製造された連続鋼帯の溶接センターズレ量を示すヒストグラムである。この図によれば、後行材の溶接センターズレ量は、ラインセンター基準から５０ｍｍ以内にできることが分かる。これに対して、本発明のセンタリング方法が用いられなかった連続鋼帯は、溶接センターズレ量が５０ｍｍを超過する場合がある。

【0042】

また、本発明の実施例はセンタリングバラツキの標準偏差が１２３ｍｍであるのに対し、比較例では標準偏差が２５２ｍｍと、バラツキが半分になっている。このように、本発明によれば、前記後行材と連続処理ラインとのセンター合わせを行う際、センタリングのズレ量及びバラツキを低減することができる。

【産業上の利用可能性】

【0043】

本発明によれば、後行材のサイドガイドによるエッジ曲がりを抑止しつつ、前記後行材と連続処理ラインとのセンター合わせを行い、前記後行材の溶接機への進入を実現することができる。

【符号の説明】

【0044】

１ 後行材
１ａ 巻き戻し位置
２ 先行材
３ 切断機
４ 溶接機
１０ 後行材の鋼帯コイル
１１ 第１のペイオフリール
１２ 押圧ロール
１３Ａ～１３Ｄ ピンチロール
１４Ａ～１４Ｄ サイドガイド
１５ レベラ
２０ 先行材の鋼帯コイル
２１ 第２のペイオフリール
１００ 連続処理ライン
１１０ パス
１２０ 下パス
２００ ユーザ端末装置
３００ 中央制御装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】