JP3335540B2 - ステッケルミル圧延設備 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ステッケルミル圧延設
備に係わり、特に圧延材の温度低下を防止し製品品質の
向上と生産性向上に好適なステッケルミル圧延設備に関
する。

【０００２】

【従来の技術】熱間仕上げ圧延に使用される従来のステ
ッケルミル圧延設備は、「最新塑性加工要覧，第１４６
頁，図１・１・３圧延機の種類，ii)ステッケルミル」
（日本塑性加工学会，昭和６１年８月発行）に記載され
ているように、熱間圧延機の入側及び出側にファーネス
コイラを備え、さらにテーブルローラ等を備えている。
特に、ファーネスコイラでは、帯鋼コイルの接線方向に
火炎を放出するバーナを設けて帯鋼コイルを加熱し、帯
鋼コイルの周方向に炉気が撹拌されるようにしている。
そして、熱間圧延機での圧延とファーネスコイラでの巻
き取りとを繰り返しながら、帯鋼の可逆圧延が行われ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、圧延中
には上記帯鋼の板幅方向の端部が中央部に比べ温度低下
しやすい。前述の従来技術のステッケルミル圧延設備に
設置されるファーネスコイラは、炉内を均一に加熱でき
るよう接線方向にバーナを配置しているが、巻き取った
帯鋼を次に巻き出して再び逆方向に圧延を開始するまで
の短時間内に温度低下した板幅方向端部の温度回復をは
かることが困難であった。そのため、帯鋼の板幅方向の
材料温度が不均一となり板厚の精度及び板の形状を悪化
させる原因となっていた。

【０００４】また、上記従来技術におけるファーネスコ
イラは帯鋼コイルの接線方向にのみバーナを配置して帯
鋼コイルの周方向に炉気を撹拌する方式であるため、コ
イルの外径とファーネスコイラの炉内壁との空間を十分
に確保する必要があり、炉体寸法が大きくなってしま
い、熱間圧延機とファーネスコイラとの間隔が増大して
大きな設置スペースが必要となっていた。

【０００５】本発明の目的は、帯鋼コイル端部の温度回
復を短時間に行え、板幅方向の材料温度を均一にして板
厚の精度及び板の形状の向上を図ることが可能であり、
かつファーネスコイラの炉体を小型にして設備のコンパ
クト化が図れるステッケルミル圧延設備を提供すること
である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によれば、可逆式圧延を行う熱間圧延機と、
その熱間圧延機の入側及び出側に設けられ帯鋼をコイル
状に巻き取るマンドレルを内蔵したファーネスコイラ
と、前記帯鋼を通過させるローラテーブルとを備え、前
記帯鋼を圧延するステッケルミル圧延設備において、前
記ファーネスコイラ内部を高温に加熱すると共に、コイ
ル状に巻き取られた帯鋼を板幅方向の両端面側から加熱
してその帯鋼の温度低下を防止する加熱手段を、前記フ
ァーネスコイラの炉側壁に備えたことを特徴とするステ
ッケルミル圧延設備が提供される。

【０００７】上記のステッケルミル圧延設備において好
ましくは、前記加熱手段を、前記ファーネスコイラの炉
側壁に放射状に設置され帯鋼の板幅方向の両端面側から
火炎を放出して加熱する複数個のサイドバーナとする。

【０００８】上記のように構成した本発明において帯鋼
の圧延を行う場合、上流の粗圧延機で圧延されたバー材
はローラテーブルで可逆式圧延が行える熱間圧延機（仕
上圧延機）に搬送され、その熱間圧延機で第１パス圧延
された帯鋼は熱間圧延機入側及び出側のうち一方のファ
ーネスコイラで巻き取られる。そして帯鋼に張力を付加
させながら圧延が行われ、帯鋼の後端が尻抜け後、熱間
圧延機及びファーネスコイラを逆転して張力を付加させ
ながら第２パス圧延を行い、帯鋼を他方のファーネスコ
イラに巻取る。ファーネスコイラにはマンドレルが内蔵
されており、帯鋼はこのマンドレルに巻き取られること
になる。熱間圧延機で正逆圧延を数回繰返して所定の製
品板厚になった帯鋼は下流側の仕上巻取り機等により巻
き取られる。

【０００９】上記のような圧延中において、帯鋼は板幅
方向の端部が中央部に比べて温度低下しやすいため、本
発明では、ファーネスコイラ内部を高温に加熱するため
だけでなく、帯鋼を両端面側から加熱してその帯鋼の温
度低下を防止するための加熱手段をファーネスコイラの
炉側壁に設ける。この加熱手段により、帯鋼のファーネ
スコイラでの巻き取り及び巻き出し中に帯鋼コイルの両
端面側から加熱すると、加熱手段からの熱、例えばサイ
ドバーナからの火炎は、ファーネスコイラの炉側壁に沿
って渦巻き状に広がり、帯鋼コイルを両端面から均一に
加熱して低下した温度回復が図られる。

【００１０】また、サイドバーナ等の加熱手段で帯鋼を
両端面側から加熱することにより、帯鋼コイルの接線方
向にのみ配置したバーナから火炎を放出してコイルの周
方向に炉気を撹拌する従来の方式に比べ、コイルの外径
とファーネスコイラの炉内壁との空間を縮小することが
可能となる。従って、炉体を小型にすることができ、熱
間圧延機とファーネスコイラとの間隔短くすることが可
能となり、その設置スペースは小さなものでもよくな
る。

【００１１】また、上記のようなステッケルミル圧延設
備においてさらに好ましくは、前記加熱手段に加え、前
記帯鋼のコイルの周方向に火炎を放出し炉気を撹拌する
少なくとも一つの接線方向加熱手段を備える。

【００１２】このような接線方向加熱手段（例えば、接
線方向に設置したバーナ）と、帯鋼を両端面側から加熱
する加熱手段とを組み合わせることにより、低下した帯
鋼コイル両端面の温度回復を図れるだけでなく、炉内温
度の均熱性を一層高めることができる。また、上記構成
は、従来のように帯鋼コイルの接線方向にのみバーナを
配置する構成ではないため、やはりコイルの外径とファ
ーネスコイラの炉内壁との空間を縮小することが可能と
なり、炉体の小型化、及び熱間圧延機とファーネスコイ
ラとの間隔の短縮化には矛盾しない。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施形態によるス
テッケルミル圧延設備について図１から図５により説明
する。図１は本実施形態のステッケルミル圧延設備の構
成及び帯鋼の圧延状態を示す図であり、この図１により
ステッケルミル圧延設備の概要を説明する。本ステッケ
ルミル圧延設備は、帯鋼１０の可逆圧延を行う熱間圧延
機１、入側のファーネスコイラ２、出側のファーネスコ
イラ３、入側ローラテーブル４、出側ローラテーブル
５、入側厚み計６、出側厚み計７、入側ピンチローラ
８、出側ピンチローラ９を備えている。熱間圧延機１の
入側（図中左側）、出側（図中右側）に位置するファー
ネスコイラ２，３は、圧延された帯鋼１０を巻き取るマ
ンドレル１１、一端を回転軸として回転可能に支持され
たデフレクターガイド１２、インサイドガイド１３、デ
フレクターローラ１４、上部炉体１５、下部炉体１６、
上下炉体を支持する架台１７、加熱手段としての３個の
サイドバーナ１８をそれぞれ備える。

【００１４】上記のような構成を有するステッケルミル
圧延設備によって帯鋼の可逆圧延を行う場合、図示しな
い上流の粗圧延機で圧延されたバー材がローラテーブル
４により熱間圧延機（仕上圧延機）１に搬送される。熱
間圧延機１で第１パス圧延された帯鋼１０の先端部はロ
ーラテーブル５で搬送され、出側ピンチローラ９に押さ
えられ、デフレクターガイド１２とインサイドガイド１
３で案内されながらローラテーブル５のパスラインより
上空のファーネスコイラ３内部に送られ、さらにファー
ネスコイラ３内のマンドレル１１の噛み合い部に通板さ
れる。帯鋼１０の先端部がマンドレル１１に噛み合い
後、帯鋼１０の通板速度に同調させてマンドレル１１を
図中時計廻りに回転させ、帯鋼１０をマンドレル１１に
巻き付ける。上記のようにして帯鋼１０を巻き付けなが
ら、帯鋼１０に張力を付加させつつその帯鋼１０をファ
ーネスコイラ３でコイル状に巻き取り、帯鋼１０の後端
が熱間圧延機１から尻抜け後、熱間圧延機１及び出側の
ファーネスコイラ３を逆転させて第２パス圧延を行い、
帯鋼１０を入側のファーネスコイラ２で上記と同様にコ
イル状に巻き取る。なお、図１にはファーネスコイラ２
に巻き取られた帯鋼１０をコイル１９として示してあ
る。

【００１５】また、帯鋼１０の板厚は熱間圧延機１の入
側及び出側にそれぞれ設置された厚み計６，７で計測さ
れ、所定の板厚となるように熱間圧延機１を制御し圧延
を行う。さらに、熱間圧延機１の入出側に設置されたピ
ンチローラ８，９は帯鋼１０を熱間圧延機１に通板する
時にローラを押し付け、帯鋼１０の巻き取り及び巻き出
し中には上側のローラを開放して運転することとする。
以上のような正逆圧延を熱間圧延機１で数回繰り返して
所定の製品板厚にした後、図示していない下流に設置さ
れた仕上巻取り機で帯鋼をコイル状に巻き取る。

【００１６】図２は図１に示したファーネスコイラ２の
拡大図であり、図３は図２のIII−III方向からの矢視断
面図である。図２及び図３に示すように、ファーネスコ
イラ２は上部炉体１５と下部炉体１６とを組み合わせて
構成されており、下部炉体１６には帯鋼１０を出し入れ
するための開口部Ａが、上部炉体１５には炉内の排ガス
を排気するための煙突２０が備えられている。また、炉
側壁には前述のサイドバーナ１８が備えられている。マ
ンドレル１１は軸受２１により回転自在に支持され、さ
らに軸受２１は架台１７に固定されており、軸受２１は
図示していない駆動装置により継手２２を介して回転駆
動される。

【００１７】サイドバーナ１８には別途設置された燃料
装置より燃料ガスと燃料エアが供給され、サイドバーナ
１８の先端で混合された状態で着火される。サイドバー
ナ１８からの火炎は炉側壁に沿って渦巻き状に広がり、
コイル１９の板幅方向両端面を加熱する。上部炉体１５
及び下部炉体１６とマンドレル１１のネック部とはシー
ル部材２３でシールされ、炉気が外部に出ないようにし
ている。なお、ファーネスコイラ３の構成は以上述べた
ファーネスコイラ２と全く同様である。また、燃料とし
ては、ガスの他にオイル等を使用することができ、さら
に上記においてはファーネスコイラ２または３に備える
サイドバーナ１８を３個としたが、場合によってはそれ
以外の個数であっても良い。

【００１８】図４及び図５は入側のファーネスコイラ２
の炉内におけるコイル１９の加熱状況を模式的に示す図
であって、図５は図４のV−V方向からの矢視断面図であ
る。図４及び図５において、サイドバーナ１８からの火
炎及び熱の移動方向を矢印で示す。サイドバーナ１８か
ら放出された火炎は図４及び図５に示すように炉側壁に
沿って渦巻き状に広がり、コイル１９の板幅方向両端面
を均一に加熱し、生じた排ガスはそのほとんどが煙突２
０から排出され、また炉気の一部が帯鋼１０用の開口部
Ａから吹き出す。

【００１９】以上のような本実施形態によれば、加熱手
段としてのサイドバーナ１８をファーネスコイラ２，３
の炉側壁に備え帯鋼１０をその両端面側から加熱してそ
の温度低下を防止するので、帯鋼１０を均一に加熱する
ことができその温度回復を短時間に行うことができる。
従って、帯鋼１０の板幅方向の材料温度を均一にして板
厚の精度及び板の形状の向上を図ることができる。

【００２０】また、コイル１９の接線方向にのみ配置し
たバーナから火炎を放出してコイルの周方向に炉気を撹
拌する従来の方式に比べ、コイル１９の外径とファーネ
スコイラ２，３の炉内壁との空間を縮小することが可能
となるため、炉体を小型にすることができる。例えば実
機においては、上記コイル１９の外径とファーネスコイ
ラ２，３の炉内壁との空間を約３００mm程度縮小するこ
とが可能となる。従って、熱間圧延機１とファーネスコ
イラ２，３との間隔を短くすることが可能となり、設備
のコンパクト化が図れる。

【００２１】本発明の第２の実施形態によるステッケル
ミル圧延設備について図６及び図７により説明する。図
６及び図７は本実施形態におけるファーネスコイラの炉
内におけるコイルの加熱状況を模式的に示す図であっ
て、図７は図６のVII−VII方向からの矢視断面図であ
る。入側のファーネスコイラ２は、側壁に２個のサイド
バーナ１８を備えており、さらにコイル１９の接線方向
に１個の接線方向バーナ２４を備えている。これ以外の
ステッケルミル圧延設備の構成は第１の実施形態と同様
であり、図６及び図７において図１〜図５と同等の部材
には同じ符号を付してある。また、本実施形態において
も、出側のファーネスコイラ３の構成は入側のファーネ
スコイラ２と全く同様である。

【００２２】図６及び図７に示すように、サイドバーナ
１８からの火炎は炉側壁に沿って渦巻き状に広がってコ
イル１９の板幅方向両端面を均一に加熱し、さらに接線
方向バーナ２４からの火炎はコイル１９の周方向に広が
り、炉内温度の均熱性を一層高める。

【００２３】図８は、図６及び図７に示したコイル１９
の加熱方向とコイル１９への入熱効果を模式的に示す図
である。コイルの端面方向Ｓから加熱する方式（前述の
サイドバーナ１８）は、コイル１９の端面から直接的に
入熱できるので、温度低下した帯鋼１０の板幅方向端部
の温度回復が図れ、かつ板幅の中央部への伝熱効果の点
でも優れている。また、コイル１９の接線方向Ｔから加
熱する方式（前述の接線方向バーナ２４）については、
コイル１９における帯鋼１０の層間に空気層があって伝
熱しにくいので、板幅方向端部の温度回復にある程度の
時間を要するが、コイル１９の円周方向に炉気を撹拌し
て炉内温度を一層均一にする効果がある。つまり、本実
施形態は、第１の実施形態に示したコイル１９の端面方
向Ｓから加熱する方式と、コイル１９の接線方向Ｔから
加熱する方式とを組み合わせものである。但し、バーナ
の個数は合計３個で、第１の実施形態におけるサイドバ
ーナ１８の個数と変わりないが、本実施形態でもサイド
バーナ１８及び接線方向バーナ２４の合計個数を３個以
外の個数としても良い。

【００２４】以上のような本実施形態によれば、サイド
バーナ１８によって帯鋼１０を均一に加熱することがで
きその温度回復を短時間に行うことができるだけでな
く、接線方向バーナ２４を設けるので、炉内温度の均熱
性を一層高めることができる。また、本実施形態は、従
来のようにコイル１９の接線方向にのみバーナを配置す
る構成ではないため、やはりコイル１９の外径とファー
ネスコイラ２，３の炉内壁との空間を縮小することが可
能となり、炉体の小型化、及び熱間圧延機１とファーネ
スコイラ２，３との間隔の短縮化には矛盾しない。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、加熱手段をファーネス
コイラの炉側壁に設けるので、帯鋼を均一に加熱するこ
とができその温度回復を短時間に行うことができる。従
って、帯鋼の板幅方向の材料温度を均一にして板厚の精
度及び板の形状に優れた製品を高能率に生産することが
できる。

【００２６】また、従来の方式に比べ、コイルの外径と
ファーネスコイラの炉内壁との空間を縮小することが可
能となるため、炉体を小型にすることができ、設備のコ
ンパクト化が図れる。

【００２７】また、接線方向加熱手段と、帯鋼を両端面
側から加熱する加熱手段とを組み合わせるので、帯鋼の
温度回復を短時間に行うことができるだけでなく、炉内
温度の均熱性を一層高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態によるステッケルミル圧
延設備の構成及び帯鋼の圧延状態を示す図である。

【図２】図１に示したファーネスコイラの拡大図であ
る。

【図３】図２のIII−III方向からの矢視断面図である。

【図４】入側のファーネスコイラの炉内におけるコイル
の加熱状況を模式的に示す図である。

【図５】図４のV−V方向からの矢視断面図である。

【図６】本発明の第２の実施形態を説明する図であっ
て、ファーネスコイラの炉内におけるコイルの加熱状況
を模式的に示す図である。

【図７】図６のVII−VII方向からの矢視断面図である。

【図８】図６及び図７に示したコイルの加熱方向とコイ
ルへの入熱効果を模式的に示す図である。

【符号の説明】

１ 熱間圧延機 ２ ファーネスコイラ（入側） ３ ファーネスコイラ（出側） ４ 入側ローラテーブル ５ 出側ローラテーブル ６ 入側厚み計 ７ 出側厚み計 ８ 入側ピンチローラ ９ 出側ピンチローラ １０ 帯鋼 １１ マンドレル １２ デフレクターガイド １３ インサイドガイド １４ デフレクターローラ １５ 上部炉体 １６ 下部炉体 １７ 架台 １８ サイドバーナ １９ コイル ２０ 煙突 ２１ 軸受 ２２ 継手 ２３ シール部材 ２４ 接線方向バーナ

フロントページの続き (72)発明者 宇田 勇之助 東京都中央区京橋一丁目５番８号 日本 冶金工業株式会社内 (72)発明者 久保田 鐵也 東京都中央区京橋一丁目５番８号 日本 冶金工業株式会社内 (72)発明者 岡本 芳雄 神奈川県川崎市川崎区小島町４番２号 日本冶金工業株式会社 川崎製造所内 (56)参考文献 特開 平10−137844（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−271843（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−193217（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21C 47/00 B21B 1/34 B21B 45/00 B21C 47/26

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可逆式圧延を行う熱間圧延機と、前記熱
   間圧延機の入側及び出側に設けられ帯鋼をコイル状に巻
   き取るマンドレルを内蔵したファーネスコイラと、前記
   帯鋼を通過させるローラテーブルとを備え、前記帯鋼を
   圧延するステッケルミル圧延設備において、 前記ファーネスコイラ内部を高温に加熱すると共に、コ
   イル状に巻き取られた前記帯鋼を板幅方向の両端面側か
   ら加熱して前記帯鋼の温度低下を防止する加熱手段を、
   前記ファーネスコイラの炉側壁に備えたことを特徴とす
   るステッケルミル圧延設備。
2. 【請求項２】 請求項１記載のステッケルミル圧延設備
   において、前記加熱手段は、前記ファーネスコイラの炉
   側壁に放射状に設置され前記帯鋼の板幅方向の両端面側
   から火炎を放出して加熱する複数個のサイドバーナであ
   ることを特徴とするステッケルミル圧延設備。
3. 【請求項３】 請求項１記載のステッケルミル圧延設備
   において、前記加熱手段に加え、前記帯鋼のコイルの周
   方向に火炎を放出し炉気を撹拌する少なくとも一つの接
   線方向加熱手段をさらに備えたことを特徴とするステッ
   ケルミル圧延設備。