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公開番号2024086065
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-27
出願番号2022200952
出願日2022-12-16
発明の名称金属帯の巻取り方法、金属帯の巻取り装置、及び、コイルの管理方法
出願人日本製鉄株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類B21C 47/24 20060101AFI20240620BHJP(本質的には材料の除去が行なわれない機械的金属加工;金属の打抜き)
要約【課題】本発明は、内巻き垂れの発生を抑制することが可能な、金属帯の巻取り方法、金属帯の巻取り装置、及び、コイルの管理方法を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の一態様に係る金属帯の巻取り方法は、金属帯の製造において、金属帯をマンドレルに巻き取ってコイルにした後、コイルの巻取り方向が左巻きとなる方向から見た場合に、コイルの中心軸とコイルの内周側の先端とを結ぶ線分と、水平方向のうち、巻き方向が上方向となる方向と、のなす角が-90～+90°の範囲になるように金属帯を巻き取る。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
金属帯の製造において、前記金属帯をマンドレルに巻き取ってコイルにした後、前記コイルの巻取り方向が左巻きとなる方向から見た場合に、前記コイルの中心軸と前記コイルの内周側の先端とを結ぶ線分と、水平方向のうち、巻き方向が上方向となる方向と、のなす角が－９０～＋９０°の範囲になるように前記金属帯を巻き取る、金属帯の巻取り方法。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記コイルが巻きついた前記マンドレルを回転させる、又は、コイル積載移動装置が備える保持ロールを回転させることにより、前記なす角を－９０～＋９０°の範囲とする、請求項１に記載の金属帯の巻取り方法。
【請求項３】
ラッパーロールと前記マンドレルとの間に前記先端が噛みこむ際に生じる荷重変化に基づいて、前記先端の位置を把握する、請求項１又は２に記載の金属帯の巻取り方法。
【請求項４】
前記コイルの外周側の先端部を前記コイルの巻取り方向と同方向に曲げ、前記先端部の曲率半径を前記コイルの最外周半径よりも小さくする、請求項１又は２に記載の金属帯の巻取り方法。
【請求項５】
前記金属帯の前記マンドレルへの巻付きが完了した後、前記コイルの外周側の先端部をラッパーロールで押圧する、請求項１又は２に記載の金属帯の巻取り方法。
【請求項６】
金属帯が巻き付けられてコイルが製造されるマンドレルを備え、前記マンドレルへの前記金属帯の巻取り方向が左巻きとなる方向から見た場合に、前記コイルの中心軸と前記コイルの内周側の先端とを結ぶ線分と、水平方向のうち、巻き方向が上方向となる方向と、のなす角が－９０～＋９０°の範囲になるように前記金属帯を巻き取る、金属帯の巻取り装置。
【請求項７】
前記コイルを保持する保持ロールを有するコイル積載移動装置の少なくともいずれかを備え、
前記マンドレル又は前記保持ロールの少なくともいずれかは、前記なす角が±９０°の範囲になるように回転可能である、請求項６に記載の金属帯の巻取り装置。
【請求項８】
前記マンドレルと共に回転しながら前記金属帯を挟み込んで前記マンドレルに前記金属帯を巻き付ける複数のラッパーロールと、前記ラッパーロールに作用する荷重を検出する荷重検出装置と、を備え、
前記荷重検出装置は、前記ラッパーロールと前記マンドレルとの間に前記先端が噛みこむ際に生じる荷重変化を検出する、請求項６又は７に記載の金属帯の巻取り装置。
【請求項９】
前記金属帯の進行方向を前記マンドレルの方向に変更するピンチロールを備え、
前記ピンチロールは、前記金属帯の先端を噛み込んだ時の噛み込み信号を出力し、
前記噛み込み信号と、前記ピンチロールの回転速度と、前記ピンチロールから前記マンドレルまでの距離と、に基づいて、前記先端の位置を求める、請求項６又は７に記載の金属帯の巻取り装置。
【請求項１０】
前記金属帯の先端の通過を検知する通過検知センサーを備える、請求項６又は７に記載の金属帯の巻取り装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属帯の巻取り方法、金属帯の巻取り装置、及び、コイルの管理方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
金属帯、例えば、鋼帯の製造において、熱間圧延後の鋼帯は、ランアウトテーブルと呼ばれる搬送装置で搬送され、巻取り装置によりマンドレルに巻き取られてコイルとされる。ランアウトテーブルによる鋼帯の搬送中に、冷却装置により鋼帯は冷却される。このような熱延鋼帯の製造について様々な技術開発が行われている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ランナウトテーブル上で鋼帯に発生した温度誤差（過冷却）を解消し、鋼帯を長手方向で均一な温度で巻き取るために、熱延鋼帯の巻取りにおいて、ダウンコイラーとその手前のピンチロールの間、および／または、ダウンコイラーにて巻き取られるコイル外周に近接させて、鋼帯を加熱する誘導加熱装置を備えたことを特徴とする熱延鋼帯の製造方法が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、巻取り後のコイルからマンドレルを抜き取られた後、自重によって潰れたコイルの形状を簡易的に矯正するために、横長に変形したコイルを回動させて縦長にした状態で、コイルの外周面を上方から圧下してコイルを所定の内径に成形し、当該コイルを前記マンドレルに挿入することを特徴とする、コイル挿入方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００８－１１０３７５号公報
特開２０１６－２１５２１９号公報
【非特許文献】
【０００６】
Naoki Hikida, Yuta Yamamoto, Kenichi Oshita, and Shigeru Nagaki, ”Experimental Investigation of Transformation Plastic Behavior under Tensile-Compressive-Torsional Stress in Steel” Key Engineering Materials Vol. 626(2015) pp426-431
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、マンドレルから抜き取られたコイルの内周部では、内巻き垂れが生じることがある。内巻き垂れとは、図１に示すように、コイルの内周部における高強度鋼帯が垂れ下がる現象である。内巻き垂れが発生すると、巻直し又は内巻き垂れ箇所の切断が必要になるため、工程増やガスカットによる歩留まり低下につながる。そのため、内巻き垂れのないコイルの巻取り方法が求められていた。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、内巻き垂れの発生を抑制することが可能な、金属帯の巻取り方法、金属帯の巻取り装置、及び、コイルの管理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
コイルの最内周部における内巻き垂れの発生について本発明者らが検討したところ、本発明者らは、内巻き垂れは高張力鋼帯の製造時の巻取りにおいて頻繁に発生するという知見を得た。高張力鋼帯のコイルにおける内巻き垂れの発生機構について、本発明者らは以下のように考えている。普通鋼や５９０ＭＰａ級の高張力鋼では、ランアウトテーブルによる搬送中の冷却によって変態が完了し、ランアウトテーブルによる搬送時に高強度鋼帯に付与された張力により、高強度鋼帯は平坦に拘束されたまま巻き取られる。一方、例えば７８０ＭＰａ級以上の高張力鋼では、ランアウトテーブルにおいて変態が完了しておらず、巻取り及びその後においても徐冷されることで変態が完了していることが分かった。金属組織の変態時には高強度鋼帯の変形抵抗が著しく低下する。巻取り完了後、マンドレルをコイルから引き抜いた後、コイルの内周部に位置する高強度鋼帯には自重により応力が作用するため、コイル内周部の変態が完了していない高強度鋼帯に変態塑性変形が生じる。その結果、内巻き垂れが生じると考えられる。
【００１０】
本発明者らが、上記考察に基づき、変態塑性変形を考慮した熱変形解析を実施したところ、コイルの軸方向が水平方向になるように配されたコイルをその軸方向から見た場合に、コイルの内周側の基端の位置が所定の範囲の位置に配されるようにコイルを巻き取ることで、内巻き垂れを抑制可能であることがわかった。
（【００１１】以降は省略されています）

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