JP3419699B2 - Mandrel and rolling equipment for furnace coiler - Google Patents
Mandrel and rolling equipment for furnace coilerInfo
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- Winding, Rewinding, Material Storage Devices (AREA)
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばステッケル
ミル等に用いられるファーネスコイラー用マンドレル及
びそのファーネスコイラーを備えた圧延設備に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mandrel for a furnace coiler used in, for example, a Steckel mill and a rolling mill equipped with the furnace coiler.
【0002】[0002]
【従来の技術】ステッケルミルは、熱間圧延機の入側及
び出側にそれぞれファーネスコイラーを備え、ファーネ
スコイラーに圧延材を交互に巻き取りながら熱間圧延機
で数パスの可逆圧延を行うものである。2. Description of the Related Art A steckel mill is equipped with furnace coilers on the inlet side and outlet side of a hot rolling mill, respectively, and performs reversible rolling of several passes by a hot rolling mill while winding rolled material alternately on the furnace coiler. is there.
【0003】このファーネスコイラーとして、従来、例
えばU.S.P.5,009,092号公報に記載のよう
に、ハウジングと、圧延材の巻き取り・巻き出しを行う
マンドレルと、ハウジング内に設けられ巻き取り・巻出
し時に圧延材コイルの温度が低下するのを防止する加熱
手段(例えばバーナ)とを有するものが提唱されてい
る。As this furnace coiler, conventionally, for example, as described in US Pat. No. 5,009,092, a housing, a mandrel for winding and unwinding rolled material, and a housing are provided in the housing. It has been proposed to have a heating means (for example, a burner) that prevents the temperature of the rolled material coil from decreasing during winding and unwinding.
【0004】このとき、マンドレルは、中空の略円筒形
状を備えており、その周方向1箇所に軸方向の開口部を
設けている。開口部の周方向両側には、ファーネスコイ
ラー内に導入されてきた圧延材を略円筒形状の内部に円
滑に導くためのガイド部が設けられている。開口部及び
ガイド部以外の等厚円筒形状の部分は、圧延材を巻き付
けて巻き取るためのシェル部である。圧延材がファーネ
スコイラー内に導入されその先端がガイド部によって略
円筒形状の内部に貫入されると、マンドレルが先端に曲
げ力を与えるような向きに回転を開始する。これによっ
て、先端がマンドレル内にひっかかった状態で、圧延材
はシェル部に順次巻き取られる。At this time, the mandrel has a hollow and substantially cylindrical shape, and an axial opening is provided at one position in the circumferential direction. Guide portions for smoothly guiding the rolled material introduced into the furnace coiler into the substantially cylindrical shape are provided on both sides of the opening in the circumferential direction. The uniform thickness cylindrical portion other than the opening and the guide portion is a shell portion for winding and winding the rolled material. When the rolled material is introduced into the furnace coiler and its tip is penetrated into the substantially cylindrical shape by the guide portion, the mandrel starts rotating in a direction so as to give a bending force to the tip. As a result, the rolled material is sequentially wound around the shell portion with the tip caught in the mandrel.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術には、以
下のような課題が存在する。The above-mentioned prior art has the following problems.
【0006】(a)鼓型変形
マンドレルで圧延材を巻き取る時には、通常、圧延材に
任意の張力を与えながら巻き取るため、マンドレルに締
付力が加わる。この締付力は、圧延材の板幅範囲内での
み発生するため、略円筒形状のマンドレルのうち、その
板幅範囲内には大きな締め付け力が加わり、板幅範囲外
となる軸方向両端部分近傍にはあまり締め付け力は加わ
らない。上記従来技術によるマンドレルは、シェル部の
肉厚が周方向に等しく、また軸方向にも等しくなってい
る。そのため、特に軸方向中央部分が最も変形しやすく
変形量が大きくなるのに対し、軸方向両端部分近傍には
変形はほとんど起こらない。このようなマンドレル軸方
向位置による変形量の差により、マンドレルが略鼓型形
状に変形する。(A) When a rolled material is wound by a drum-shaped deformable mandrel, the rolled material is usually wound while applying an arbitrary tension to the mandrel, and therefore a tightening force is applied to the mandrel. Since this tightening force is generated only within the plate width range of the rolled material, a large tightening force is applied within the plate width range of the substantially cylindrical mandrel, and both axial end portions outside the plate width range. Tightening force is not applied in the vicinity. In the mandrel according to the above conventional technique, the thickness of the shell portion is equal in the circumferential direction and also in the axial direction. Therefore, in particular, the central portion in the axial direction is most likely to be deformed and the amount of deformation is large, whereas the deformation hardly occurs in the vicinity of both end portions in the axial direction. Due to such a difference in the amount of deformation depending on the axial position of the mandrel, the mandrel is deformed into a substantially drum shape.
【0007】(b)開口部が縮小するような異変形
また、マンドレルの略円筒形状は周方向に連続しておら
ず、開口部の位置が不連続部分となるため、上記のよう
な締め付け力が作用するとき、周方向に開口部から最も
遠い位置(=マンドレル軸心を挟んで開口部の反対側に
ある位置)を基点にして内側に曲がるようにいびつな変
形(異変形)が生じやすい。上記従来技術によるマンド
レルはこの異変形の抑制について特に配慮されていない
ため、この変形によって開口部の周方向の幅が狭くな
る。特に、もともと変形量の大きいマンドレル軸方向中
央部分で顕著となる。(B) Anomalous deformation such that the opening is reduced. Further, since the substantially cylindrical shape of the mandrel is not continuous in the circumferential direction, and the position of the opening becomes a discontinuous portion, the above-mentioned tightening force is required. When is operated, a distorted deformation (anomalous deformation) is likely to occur as it bends inward from the position farthest from the opening in the circumferential direction (= the position on the opposite side of the opening across the mandrel axis). . Since the mandrel according to the above-mentioned conventional technique does not pay particular attention to the suppression of this abnormal deformation, this deformation narrows the circumferential width of the opening. In particular, it becomes noticeable in the central portion of the mandrel where the deformation amount is originally large in the axial direction.
【0008】(c)非対称な異変形
さらに、開口部の周方向両側に位置するガイド部は、圧
延材先端を導くという機能上、単なる円筒形状であるシ
ェル部よりも剛性が強くなっている。そのため、上記の
ような締め付け力が作用するとき、ガイド部の反開口部
側に隣接するシェル部が相対的に剛性が弱い部分となっ
て内側に凹むような変形が生じやすい。またこのとき、
ガイド部は、圧延材先端部をマンドレル内に導入すると
き、先端部を軸心位置に向かって導入するのでなく軸心
位置よりも導入方向前方側にずれた位置に導入すること
から、構造上、2つのガイド部のうち導入方向前方側に
位置するものより後方側に位置するもののほうがより剛
性が強くなっている。したがって、導入方向後方側にお
けるガイド部と隣接シェル部との剛性の差は、パスライ
ン前方側におけるガイド部と隣接シェル部との剛性の差
よりも大きい。(C) Asymmetrical Deformation Further, the guide portions located on both sides in the circumferential direction of the opening have higher rigidity than the shell portion having a simple cylindrical shape because of the function of guiding the tip of the rolled material. Therefore, when the above-described tightening force is applied, the shell portion adjacent to the side opposite to the opening of the guide portion becomes a portion having a relatively low rigidity and is likely to be deformed to be recessed inward. Also at this time,
When introducing the rolled material tip into the mandrel, the guide portion does not introduce the tip toward the axial center position but rather introduces it at a position deviated from the axial center position to the front side in the introduction direction. Of the two guide parts, the one located on the rear side is more rigid than the one located on the front side in the introduction direction. Therefore, the difference in rigidity between the guide portion and the adjacent shell portion on the rear side in the introduction direction is larger than the difference in rigidity between the guide portion and the adjacent shell portion on the front side of the pass line.
【0009】上記従来技術によるマンドレルはこのよう
なパスライン前方側と後方側の剛性の偏りについて特に
配慮されていないため、パスライン前方側ではガイド部
分と隣接シェル部との変形の差はそれほど大きくないの
に、パスライン後方側ではガイド部分はあまり変形せず
隣接シェル部のみが大きく凹むという、前方側・後方側
で非対称となるような異変形が生じる。Since the mandrel according to the above-mentioned prior art does not pay particular attention to such a deviation in rigidity between the front side and the rear side of the pass line, the difference in deformation between the guide portion and the adjacent shell portion is large on the front side of the pass line. Although not present, the guide portion is not significantly deformed on the rear side of the pass line and only the adjacent shell portion is largely recessed, which causes asymmetric deformation on the front and rear sides.
【0010】以上(a)〜(c)のような種々の変形がマンド
レルに生じている状態で圧延材を巻き取ると、圧延材の
蛇行や張力変動等による振動等を誘発する可能性があ
り、圧延材の品質向上の妨げとなる。特に、上記(b)の
変形が生じる場合、開口部の周方向の幅が狭くなるた
め、圧延材のマンドレルへの挿入が難しくなり、圧延に
支障をきたす可能性がないとは言えない。If the rolled material is wound in a state where the mandrel is deformed in various manners as described above in (a) to (c), there is a possibility that vibration such as meandering of the rolled material or fluctuation of tension may be induced. , Hinders the quality improvement of rolled material. In particular, when the deformation (b) occurs, the width of the opening in the circumferential direction becomes narrower, which makes it difficult to insert the rolled material into the mandrel, and there is a possibility that rolling will be hindered.
【0011】なお、従来、上記の弊害をなるべく抑制す
るために、変形したマンドレルを円形研削して真円に近
い状態にし再使用することも行われている。しかしこの
場合、マンドレルの交換時期を早めてしまい長期間の連
続使用が困難となるという課題が新たに生じる。また、
構造強度上、シェル厚の厚み等を考慮すると、真円形に
研削すること自体が困難であるという課題もあった。In order to suppress the above-mentioned problems as much as possible, conventionally, the deformed mandrel has been circularly ground to be in a state close to a perfect circle and reused. However, in this case, the mandrel must be replaced earlier, which makes it difficult to continuously use the mandrel for a long time. Also,
Considering the shell thickness and the like in view of structural strength, it is difficult to grind into a perfect circle.
【0012】本発明の目的は、マンドレルの長期間の使
用を確保しつつ巻き取り時の締め付け力によるマンドレ
ルの変形を抑制し、圧延材の品質向上を図れるファーネ
スコイラー用マンドレル及びそのファーネスコイラーを
備えた圧延設備を提供することにある。An object of the present invention is to provide a mandrel for a furnace coiler and a furnace coiler for the mandrel capable of suppressing deformation of the mandrel due to a tightening force during winding while ensuring long-term use of the mandrel and improving quality of rolled material. To provide rolling equipment.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】(1)上記目的を達成す
るために、本発明はファーネスコイラー内に設けられ、
略円筒形状のシェル部と、このシェル部の周方向不連続
部分として軸方向に配設された開口部と、この開口部の
周方向両側にそれぞれ位置する圧延材導入用の第1及び
第2のガイド部とを有するファーネスコイラー用マンド
レルにおいて、前記第1のガイド部は、前記圧延材導入
方向後方側に配置されるとともに、前記第2のガイド部
は、前記圧延材導入方向前方側に配置されており、前記
シェル部のうち、前記第1のガイド部の反開口部側に隣
接する部分の肉厚T1は、前記第2のガイド部の反開口
部側に隣接する部分の肉厚T2よりも厚くなっている。
開口部の周方向両側に位置するガイド部は、圧延材先端
を導くという機能上、単なる円筒形状であるシェル部よ
りも剛性が強くなっている。そのため、締め付け力が作
用するとき、シェル部のうちガイド部の反開口部側に隣
接する部分は相対的に剛性が弱い部分となって内側に凹
むような異変形が生じやすい。またこのとき、ガイド部
は、圧延材先端部をマンドレル内に導入するとき、先端
部を軸心位置に向かって導入するのでなく軸心位置より
も圧延材導入方向前方側にずれた位置に向かって導入す
ることから、構造上、導入方向前方側に位置する第2の
ガイド部より後方側に位置する第1のガイド部のほうが
より剛性が強くなっている。したがって、導入方向後方
側における第1のガイド部と隣接シェル部との剛性の差
は、導入方向前方側における第2のガイド部と隣接シェ
ル部との剛性の差よりも大きい。すなわち導入方向前方
側と後方側とで非対称な異変形が生じる。(1) In order to achieve the above object, the present invention is provided in a furnace coiler,
A substantially cylindrical shell portion, an opening portion arranged in the axial direction as a circumferentially discontinuous portion of the shell portion, and first and second rolling material introduction members located on both sides in the circumferential direction of the opening portion, respectively. In the mandrel for a furnace coiler having a guide part, the first guide part is arranged on the rear side in the rolled material introduction direction, and the second guide part is arranged on the front side in the rolled material introduction direction. The thickness T1 of the portion of the shell portion adjacent to the side opposite to the opening of the first guide portion is the thickness T2 of the portion adjacent to the side opposite to the opening of the second guide portion. Thicker than.
The guide portions located on both sides of the opening in the circumferential direction have higher rigidity than the shell portion having a simple cylindrical shape because of the function of guiding the tip of the rolled material. Therefore, when the tightening force is applied, a portion of the shell portion adjacent to the guide portion on the side opposite to the opening portion becomes a portion having relatively low rigidity, and is likely to be deformed abnormally such that it is recessed inward. Further, at this time, when introducing the rolled material tip into the mandrel, the guide portion does not introduce the tip toward the axial center position, but rather toward a position deviated from the axial center position to the front side in the rolled material introduction direction. Because of the introduction, the first guide portion located on the rear side is structurally more rigid than the second guide portion located on the front side in the introduction direction. Therefore, the difference in rigidity between the first guide portion and the adjacent shell portion on the rear side in the introduction direction is larger than the difference in rigidity between the second guide portion and the adjacent shell portion on the front side in the introduction direction. That is, asymmetrical deformation occurs on the front side and the rear side in the introduction direction.
【0014】本発明においては、これに応じて、第1の
ガイド部の反開口部側に隣接する部分の肉厚T1を、第
2のガイド部の反開口部側に隣接する部分の肉厚T2よ
りも厚くする。これにより、シェル部のうち第1のガイ
ド部に隣接する部分の剛性を相対的に向上し、第1のガ
イド部との剛性の差を小さくすることができる。したが
って、導入方向後方側における第1のガイド部と隣接シ
ェル部との剛性の差を、導入方向前方側における第2の
ガイド部と隣接シェル部との剛性の差に近づけることが
できるので、それら圧延材導入方向後方側・前方側にお
ける変形挙動をほぼ等しくして対称化し、非対称な異変
形が生じるのを抑制することができる。In the present invention, accordingly, the wall thickness T1 of the portion of the first guide portion adjacent to the non-opening portion side is set to the thickness of the portion of the second guide portion adjacent to the non-opening portion side. Make it thicker than T2. Accordingly, the rigidity of the portion of the shell portion adjacent to the first guide portion can be relatively improved, and the difference in rigidity between the shell portion and the first guide portion can be reduced. Therefore, the difference in rigidity between the first guide portion and the adjacent shell portion on the rear side in the introduction direction can be made close to the difference in rigidity between the second guide portion and the adjacent shell portion on the front side in the introduction direction. It is possible to make the deformation behaviors on the rear side and the front side in the rolling material introduction direction substantially equal to each other so as to be symmetrical, and to suppress the occurrence of asymmetrical deformation.
【0015】(2)上記(1)において、好ましくは、
前記第1のガイド部の前記圧延材導入方向における長さ
をL2及び該導入方向に直角な方向における肉厚をT4と
したとき、T1≦L2≦6×T4となるように構成する。
第1のガイド部の圧延材導入方向における長さL2が大
きいほど剛性が強くなるが、このL2を導入方向に直角
な方向における肉厚T4の6倍以下に設定することによ
り、第1のガイド部の剛性を相対的に小さくすることが
できる。これにより、圧延材導入方向後方側における第
1のガイド部と隣接シェル部との剛性の差を小さくでき
るので、導入方向前方側における第2のガイド部と隣接
シェル部との剛性の差にさらに近づけることができる。
またこのとき、T1≦L2とすることにより、圧延材を円
滑に導入するという第1のガイド部本来の機能を確保す
ることができる。(2) In the above item (1), preferably,
When the length of the first guide portion in the introduction direction of the rolled material is L2 and the wall thickness in the direction perpendicular to the introduction direction is T4, T1≤L2≤6 * T4.
The larger the length L2 of the first guide portion in the rolling material introduction direction is, the stronger the rigidity becomes. However, by setting this L2 to be 6 times or less of the wall thickness T4 in the direction perpendicular to the introduction direction, the first guide The rigidity of the part can be made relatively small. As a result, the difference in rigidity between the first guide portion and the adjacent shell portion on the rear side in the rolling material introduction direction can be reduced, and therefore the difference in rigidity between the second guide portion and the adjacent shell portion on the front side in the introduction direction can be further reduced. You can get closer.
Further, at this time, by setting T1 ≦ L2, it is possible to ensure the original function of the first guide portion that smoothly introduces the rolled material.
【0016】(3)上記(1)において、また好ましく
は、前記第1のガイド部の前記開口部側壁面が径方向に
対してなす角度を40゜以下とする。第1のガイド部
は、その開口部側壁面の径方向に対してなす角度が大き
いほど、第1のガイド部の傾きが周方向に近づいて剛性
が弱くなるため、前述した非対称な異変形をより抑制で
きる。但しこのとき、上記角度があまり大きくなりすぎ
ると、開口部が狭くなって圧延材を円滑に導入するとい
う本来の機能を阻害することになる。そこで、第1のガ
イド部が開口部側壁面の径方向に対してなす角度を40
°以下とすることにより、圧延材の円滑な導入を確保し
つつ、上記非対称な異変形をさらに抑制することができ
る。(3) In the above (1), and more preferably, the angle formed by the side wall surface of the opening of the first guide portion with respect to the radial direction is 40 ° or less. As the angle of the first guide portion with respect to the radial direction of the opening side wall surface increases, the inclination of the first guide portion becomes closer to the circumferential direction and the rigidity becomes weaker. Can be suppressed more. However, at this time, if the angle is too large, the opening is narrowed and the original function of smoothly introducing the rolled material is impaired. Therefore, the angle formed by the first guide portion with respect to the radial direction of the side wall surface of the opening is set to 40 degrees.
By setting it to be at most 0, it is possible to further suppress the above-mentioned asymmetrical deformation while ensuring smooth introduction of the rolled material.
【0017】(4)上記目的を達成するために、本発明
はまた、ファーネスコイラー内に設けられ、略円筒形状
のシェル部と、このシェル部の周方向不連続部分として
軸方向に配設された開口部と、この開口部の周方向両側
にそれぞれ位置する圧延材導入用の第1及び第2のガイ
ド部とを有するファーネスコイラー用マンドレルにおい
て、前記シェル部のうち、前記開口部から周方向最遠部
分の肉厚T3を、該シェル部の周方向全域平均の肉厚Tm
eanよりも大きくする。マンドレルの略円筒形状のシェ
ル部は周方向に連続せず、開口部の位置が不連続部分と
なることにより、締め付け力が作用するとき、周方向に
開口部から最遠部分(=マンドレル軸心を挟んで開口部
のほぼ反対側にある位置)を基点にして内側に曲がるよ
うな異変形が生じやすい。本発明においては、これに応
じて、その開口部から周方向最遠部分の肉厚T3を、シ
ェル部の周方向全域平均の肉厚Tmeanよりも大きくす
る。すなわち、シェル部全体の中で、少なくとも開口部
から周方向最遠部分については、相対的に剛性を強くす
る。これにより、上記異変形を抑制することができる。(4) In order to achieve the above-mentioned object, the present invention is also provided in a furnace coiler, and is arranged in the axial direction as a substantially cylindrical shell portion and a circumferentially discontinuous portion of the shell portion. In a mandrel for a furnace coiler having an opening and first and second guides for introducing rolled material which are respectively located on both sides in the circumferential direction of the opening, a mandrel for a furnace coiler, in the shell part, a circumferential direction from the opening. The thickness T3 of the farthest portion is defined as the average thickness Tm of the shell portion in the entire circumferential direction.
Make it larger than ean. The substantially cylindrical shell of the mandrel is not continuous in the circumferential direction, and the position of the opening is discontinuous, so that when the tightening force is applied, the part farthest from the opening in the circumferential direction (= mandrel axis) An abnormal deformation that bends inward is likely to occur from a position (on a side substantially opposite to the opening across the opening) as a base point. In the present invention, accordingly, the wall thickness T3 at the farthest portion in the circumferential direction from the opening is made larger than the wall thickness Tmean of the shell portion in the entire circumferential direction. That is, in the entire shell portion, at least the portion farthest from the opening in the circumferential direction is made relatively rigid. Thereby, the abnormal deformation can be suppressed.
【0018】(5)上記(4)において、好ましくは、
前記シェル部内周の軸方向少なくとも1箇所において周
方向に延設された第1のリブをさらに有し、かつ、この
第1のリブのうち、前記開口部から周方向最遠部分の径
方向高さH1を、前記開口部近傍に位置する部分の径方
向高さH2よりも大きくする。これにより、シェル部の
うち開口部から周方向最遠部分における剛性をさらに強
くすることができるので、異変形をさらに抑制すること
ができる。(5) In the above item (4), preferably,
The shell further has a first rib extending in the circumferential direction at least at one position in the axial direction of the inner circumference of the shell portion, and a radial height of a portion farthest from the opening in the circumferential direction in the first rib. The height H1 is made larger than the radial height H2 of the portion located near the opening. Accordingly, the rigidity of the shell portion in the portion farthest in the circumferential direction from the opening portion can be further increased, and thus abnormal deformation can be further suppressed.
【0019】(6)上記目的を達成するために、本発明
はまた、ファーネスコイラー内に設けられ、略円筒形状
のシェル部と、このシェル部の周方向不連続部分として
軸方向に配設された開口部と、この開口部の周方向両側
にそれぞれ位置する圧延材導入用の第1及び第2のガイ
ド部とを有するファーネスコイラー用マンドレルにおい
て、前記シェル部内周の軸方向複数箇所において周方向
にそれぞれ延設された複数の第1のリブをさらに有し、
かつ、これら複数の第1のリブのうち、前記圧延材の板
幅内に相当する位置にあるものの軸方向肉厚Tb1を、前
記圧延材の板幅外に相当する位置にあるものの軸方向肉
厚Tb2よりも大きくする。マンドレルへの締付力は、圧
延材の板幅範囲内でのみ発生するため、略円筒形状のシ
ェル部のうち、その板幅範囲内では大きな締め付け力が
加わり、板幅範囲外となる軸方向両端部分近傍には締め
付け力はあまり加わらない。本発明においては、これに
応じて、シェル部内周の軸方向複数箇所において周方向
に第1のリブを延設するとともに、これら複数の第1の
リブのうち、前記圧延材の板幅内に相当する位置にある
ものの軸方向肉厚Tb1を、前記圧延材の板幅外に相当す
る位置にあるものの軸方向肉厚Tb2よりも大きくする。
これによって、シェル部のうち板幅範囲内にある部分の
剛性を、板幅範囲外となる部分よりも相対的に大きくす
ることができるので、軸方向位置による変形量の差を緩
和し、マンドレルが略鼓型形状に変形するのを抑制する
ことができる。(6) In order to achieve the above object, the present invention is also provided in a furnace coiler, and is provided with a substantially cylindrical shell portion and an axially discontinuous portion of the shell portion in the circumferential direction. A furnace mandrel for a furnace coiler having an opening and first and second guides for rolling material introduction that are located on both sides of the opening in the circumferential direction. Further having a plurality of first ribs respectively extended to
The axial thickness Tb1 of one of the plurality of first ribs located at a position corresponding to the inside of the strip width of the rolled material is the axial thickness of the one located at a position corresponding to the outside of the strip width of the rolled material. The thickness is made larger than Tb2. Since the tightening force on the mandrel is generated only within the plate width range of the rolled material, a large tightening force is applied within the plate width range of the substantially cylindrical shell part, and the axial direction is outside the plate width range. Tightening force is not applied near both ends. In the present invention, accordingly, the first rib is extended in the circumferential direction at a plurality of positions in the axial direction on the inner circumference of the shell portion, and among the plurality of first ribs, within the plate width of the rolled material. The axial thickness Tb1 of the corresponding one is made larger than the axial thickness Tb2 of the one corresponding to the outside of the strip width of the rolled material.
As a result, the rigidity of the portion of the shell portion within the plate width range can be made relatively larger than that of the portion outside the plate width range, so that the difference in the amount of deformation due to the axial position is reduced, and the mandrel is reduced. Can be suppressed from deforming into a substantially drum shape.
【0020】(7)上記目的を達成するために、本発明
はまた、圧延機と、この圧延機の入側及び出側にそれぞ
れ設けたファーネスコイラーとを有し、かつ前記ファー
ネスコイラーは、圧延材の巻き取り・巻き出しを行うた
めのマンドレルを備えている圧延設備において、前記マ
ンドレルとして、上記(1),(4),(6)のいずれ
か1つを設ける。(7) In order to achieve the above object, the present invention also has a rolling mill and furnace coilers provided at the inlet side and the outlet side of the rolling mill, respectively, and the furnace coiler is a rolling mill. In a rolling facility equipped with a mandrel for winding and unwinding a material, any one of the above (1), (4) and (6) is provided as the mandrel.
【0021】[0021]
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
を参照しつつ説明する。本実施形態は、本発明をステッ
ケルミル圧延設備に適用した場合の実施形態である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The present embodiment is an embodiment when the present invention is applied to a Steckel mill rolling facility.
【0022】図2は、本実施形態によるマンドレルを備
えたファーネスコイラー及び圧延機を有するステッケル
ミル圧延設備の構造を表す側断面図であり、図3は、図
2中III−III断面による横断面図である。FIG. 2 is a side sectional view showing a structure of a Steckel mill rolling equipment having a furnace coiler equipped with a mandrel and a rolling mill according to this embodiment, and FIG. 3 is a transverse sectional view taken along the line III-III in FIG. Is.
【0023】これら図3及び図2において、ステッケル
ミルは、高温の圧延材(帯鋼)1を上下の作業口ール2
U,2L間で可逆的に圧延可能な可逆式仕上圧延機2
と、それを補助するために隣接するテーブルローラ3
と、圧延材1を噛み込むことのできる搬送手段としての
ピンチローラ4と、圧延中における圧延材1の保温又は
加熱を行うために、可逆式仕上圧延機2の入側及び出側
の両方に設けられた(但し図2では一方のみを示す)フ
ァーネスコイラー5,5と、圧延材1をファーネスコイ
ラー5内に導入するための下案内ガイド7と、圧延材1
をマンドレル6(後述)内に導入するための上案内ガイ
ド8とを有している。In FIGS. 3 and 2, the Steckel mill uses a high-temperature rolled material (steel strip) 1 at the upper and lower working ports 2.
Reversible finishing mill 2 capable of reversibly rolling between U and 2L
And the adjacent table roller 3 to assist it
And a pinch roller 4 as a conveying means capable of biting the rolled material 1, and both the inlet side and the outlet side of the reversible finishing rolling mill 2 in order to retain or heat the rolled material 1 during rolling. Furnace coilers 5 and 5 provided (however, only one is shown in FIG. 2), a lower guide 7 for introducing the rolled material 1 into the furnace coiler 5, and the rolled material 1.
And an upper guide guide 8 for introducing into the mandrel 6 (described later).
【0024】ピンチローラ4は、圧延機2側(図2では
左側)及び反圧延機2側(図2では右側)への圧延材1
の搬送を交互に繰り返すようになっている。詳細には、
例えば、圧延機2に圧延材1を通板するときにはローラ
を押しつけ、圧延材1の巻き取り・巻き出し(後述)中
には上側のローラを解放して運転されるようになってい
る。The pinch roller 4 is a rolled material 1 to the rolling mill 2 side (left side in FIG. 2) and the anti-rolling mill 2 side (right side in FIG. 2).
The above-mentioned transportation is alternately repeated. In detail,
For example, a roller is pressed when the rolled material 1 is passed through the rolling mill 2, and an upper roller is released during winding and unwinding of the rolled material 1 (described later).
【0025】ファーネスコイラー5は、開口部66(後
述)から圧延材1を導入して巻き取リを行うマンドレル
6と、マンドレル6による巻き取りの最中に圧延材1の
加熱又は保温を行う加熱手段(例えばバーナ)9と、上
部炉体13及び下部炉体14と、これら炉体13,14
を支持する架台15とを備えている。このとき、下部炉
体14には、圧延材1を出し入れするための圧延材用開
口部16が設けられており、上部炉体13には炉内の排
気ガスを排気するための煙突17が設けられている。The furnace coiler 5 has a mandrel 6 for introducing the rolled material 1 from an opening 66 (described later) for rewinding, and heating for heating or keeping heat of the rolled material 1 during winding by the mandrel 6. Means (for example, burner) 9, upper furnace body 13 and lower furnace body 14, and these furnace bodies 13, 14
And a pedestal 15 for supporting the. At this time, the lower furnace body 14 is provided with a rolled material opening 16 for taking in and out the rolled material 1, and the upper furnace body 13 is provided with a chimney 17 for exhausting exhaust gas in the furnace. Has been.
【0026】なお、図示しないもう一方のファーネスコ
イラー5、及びファーネスコイラー5と可逆式仕上圧延
機2との間の構造も同様であることは言うまでもない。Needless to say, the other furnace coiler 5 (not shown) and the structure between the furnace coiler 5 and the reversible finishing mill 2 are similar.
【0027】上記構成のステッケル圧延設備において、
圧延材1の可逆圧延を行う場合、パスライン上流側に位
置する粗圧延機(図示せず)で圧延されたバー材がテー
ブルローラ(図示せず、但し図2中のテーブルローラ3
とほぼ同様)により圧延機2に搬送される。圧延機2で
図2中右方へと通板され第1パス圧延された圧延材1の
先頭部は、テーブルローラ3で搬送される。このとき、
テーブルローラ3と同一面に降下していた下案内ガイド
7が上昇するとともに下案内ガイド7の先端部に位置す
る上案内ガイド8も上昇し、可逆式仕上圧延機2よりピ
ンチローラ4によって送られてきた圧延材1を、テーブ
ルローラ3のパスラインより上方のファーネスコイラー
5内部に案内し、さらにファーネスコイラー5内のマン
ドレル6の噛み合い部としての開口部66へと案内す
る。In the Steckel rolling facility having the above structure,
When reversibly rolling the rolled material 1, the bar material rolled by the rough rolling machine (not shown) located on the upstream side of the pass line is the table roller (not shown, but the table roller 3 in FIG. 2).
(Almost the same as the above). The leading portion of the rolled material 1 which has been passed through the rolling machine 2 to the right in FIG. 2 and which has undergone the first pass rolling is conveyed by the table roller 3. At this time,
The lower guide guide 7 that has descended on the same plane as the table roller 3 rises, and the upper guide guide 8 located at the tip of the lower guide guide 7 also rises and is sent from the reversible finishing mill 2 by the pinch roller 4. The rolled material 1 is guided into the furnace coiler 5 above the pass line of the table roller 3 and further into the opening 66 as the meshing portion of the mandrel 6 in the furnace coiler 5.
【0028】案内されてきた圧延材1の先端がマンドレ
ル6の開口部66へ挿入されると、圧延材1の通板速度
に同調した速度でマンドレル6が図2中時計回りに回転
して圧延材1を巻き付ける。このようにして圧延材1を
マンドレル6に巻き付けながら、圧延材1に張力を付加
させつつ圧延材1をファーネスコイラー5内にコイル状
に巻き取る。なお、巻き取りが開始されると、上案内ガ
イド8は下がり、巻き取られた圧延材1と干渉しないよ
うになっている。When the tip of the rolled material 1 guided is inserted into the opening 66 of the mandrel 6, the mandrel 6 rotates in the clockwise direction in FIG. 2 at a speed synchronized with the strip passing speed of the rolled material 1. Wrap material 1. In this way, while rolling the rolled material 1 around the mandrel 6, the rolled material 1 is wound into the furnace coiler 5 in a coil shape while applying tension to the rolled material 1. When the winding is started, the upper guide 8 is lowered so as not to interfere with the rolled material 1.
【0029】その後、圧延材1の後端が圧延機2から尻
抜けすると、圧延機2及びファーネスコイラー5を逆転
させて第2パス圧延を行う。すなわち、ファーネスコイ
ラー5で巻き取った圧延材1を巻き出し、圧延機2では
図2中左方へと圧延材1を通板し第2パス圧延を行う。
圧延された圧延材1は、図示しない反対側のファーネス
コイラー5で上記と同様にして巻き取られる。After that, when the trailing end of the rolled material 1 slips out of the rolling mill 2, the rolling mill 2 and the furnace coiler 5 are reversed to perform the second pass rolling. That is, the rolled material 1 wound by the furnace coiler 5 is unwound, and the rolling mill 2 passes the rolled material 1 to the left in FIG. 2 to perform the second pass rolling.
The rolled material 1 is rolled up by the furnace coiler 5 on the opposite side (not shown) in the same manner as above.
【0030】以上のような正逆圧延を圧延機2で数回繰
り返して所定の製品板厚にした後、パスライン下流側に
設けられた図示しない仕上げ巻き取り機で圧延材1をコ
イル状に巻き取る。After the above-described forward and reverse rolling is repeated several times by the rolling mill 2 to obtain a predetermined product plate thickness, the rolled material 1 is coiled by a finish winder (not shown) provided on the downstream side of the pass line. Roll up.
【0031】本実施形態の要部であるマンドレル6の詳
細構造を表す横断面図を図1に、図3中A部の部分拡大
縦断面図を図4に示す。図1、図3、及び図4におい
て、マンドレル6の中心には、軸10が配置されてお
り、この軸10の両端は、べアリング11によって回転
自在に支持している。また軸10の一方側(図3中右
側)端面には、ギアカツプリング12が取り付けられて
おり、このギアカップリング12に図示しない回転駆動
手段(モーター)からの回転駆動力が伝えられることに
より、マンドレル6が回転するようになっている。ま
た、図3中のBaは圧延材板幅内を示し、Bbは圧延材
板幅外を示す。マンドレル6は、軸方向における圧延材
板幅内Baの領域で圧延材1を巻き取る。圧延材板幅内
Baの外側である圧延材板幅外Bbでは圧延材1には直
接接触しないようになっている。FIG. 1 is a horizontal sectional view showing the detailed structure of the mandrel 6 which is the main part of this embodiment, and FIG. 4 is a partially enlarged vertical sectional view of the portion A in FIG. In FIGS. 1, 3, and 4, a shaft 10 is arranged at the center of the mandrel 6, and both ends of the shaft 10 are rotatably supported by bearings 11. A gear coupling 12 is attached to one end surface (right side in FIG. 3) of the shaft 10. By transmitting a rotary driving force from a rotary driving means (motor) (not shown) to the gear coupling 12. , The mandrel 6 is adapted to rotate. Further, in FIG. 3, Ba indicates the inside of the rolled material plate width, and Bb indicates the outside of the rolled material plate width. The mandrel 6 winds the rolled material 1 in a region of the rolled material plate width Ba in the axial direction. The rolled material 1 does not come into direct contact with the rolled material 1 outside the rolled material width Ba outside the rolled material width Bb.
【0032】またマンドレル6は、図1に示すように、
略円筒形状のシエル61を備えており、さらにこのシェ
ル61には、強度を補強するために縦リブ62と横リブ
63を設けている。縦リブ62は、略リング状てあり、
マンドレル6の内円周面に沿って、マンドレル6内周面
の任意の間隔をおいた軸方向複数箇所に、周方向に延設
される。また、横リブ63は、マンドレル6内周面の任
意の間隔をおいた周方向複数箇所に、上記複数の縦リブ
62の間毎に軸方向に延設される。すなわち、図4に示
すように、シェル厚Taのシェル61に対し、リブ厚Tb
でリブ高Ha(Ha>Ta)となるように縦リブ62が設
けられている。また横リブ63は、リブ高Hb(Ha>H
b>Ta)となるように取り付けられている。The mandrel 6 is, as shown in FIG.
The shell 61 is provided with a substantially cylindrical shape, and the shell 61 is further provided with vertical ribs 62 and horizontal ribs 63 for reinforcing the strength. The vertical rib 62 has a substantially ring shape,
Along the inner circumferential surface of the mandrel 6, the inner circumferential surface of the mandrel 6 is circumferentially extended at a plurality of axially spaced locations at arbitrary intervals. The horizontal ribs 63 are axially extended at a plurality of circumferentially spaced positions on the inner peripheral surface of the mandrel 6 at intervals between the plurality of vertical ribs 62. That is, as shown in FIG. 4, for the shell 61 having the shell thickness Ta, the rib thickness Tb
The vertical ribs 62 are provided so that the rib height is Ha (Ha> Ta). The horizontal rib 63 has a rib height Hb (Ha> H).
It is attached so that b> Ta).
【0033】さらにマンドレル6は、シェル部61の周
方向不連続部分として軸方向に配設された略長方形の開
口部66と、この開口部66の周方向両側にそれぞれ位
置する圧延材導入用の長ガイド64及び短ガイド65と
を備えている。このとき、圧延機2側(=圧延材1導入
方向後方側)の長ガイド64と反圧延機2側(=圧延材
1導入方向前方側)の短ガイド65は、同一形状ではな
く、図1に示すように互いに異なる形状としている。そ
して、圧延材1が開口部66に挿入された後、マンドレ
ル6全体が時計回りに回転することにより圧延材1に逆
曲げを与えて短ガイド65に圧延材1を引っかけ、これ
以降、マンドレル6のシェル部61の外周面に圧延材1
を巻き取るようになっている。Further, the mandrel 6 has a substantially rectangular opening 66 arranged axially as a circumferentially discontinuous portion of the shell portion 61, and rolling material introductions located on both sides of the opening 66 in the circumferential direction. A long guide 64 and a short guide 65 are provided. At this time, the long guide 64 on the rolling mill 2 side (= rear side in the rolling material 1 introduction direction) and the short guide 65 on the non-rolling mill 2 side (= front side in the rolling material 1 introduction direction) do not have the same shape. The shapes are different from each other as shown in FIG. Then, after the rolled material 1 is inserted into the opening 66, the entire mandrel 6 rotates clockwise to reversely bend the rolled material 1 to hook the rolled material 1 on the short guide 65, and thereafter, the mandrel 6 Rolled material 1 on the outer peripheral surface of the shell portion 61 of
It is designed to be wound up.
【0034】本実施形態によるマンドレル6の最も大き
な特徴は、鼓型変形、開口部が縮小するような異変形、
非対称な異変形等の種々の変形の発生を抑制するため
に、シェル61、長ガイド64、短ガイド65、縦リブ
62、及び横リブ63の寸法について種々の配慮がされ
ていることである。以下、それら各部の寸法について、
その作用とともに詳細に説明する。The most significant feature of the mandrel 6 according to the present embodiment is a drum-shaped deformation, an abnormal deformation in which the opening is reduced,
In order to suppress the occurrence of various types of deformation such as asymmetrical deformation, various considerations have been given to the dimensions of the shell 61, the long guide 64, the short guide 65, the vertical ribs 62, and the horizontal ribs 63. Below are the dimensions of each of these parts.
The operation will be described in detail.
【0035】(1)非対称な異変形を抑制するための構
成
(1−A)シェル部肉厚
本実施形態のマンドレル6では、まず、シェル61の肉
厚Taを周方向で不均一とし、シェル61のうち、長ガ
イド64の反開口部66側に隣接する部分61aの肉厚
Ta=T1が、短ガイド65の反開口部66側に隣接する
部分61bの肉厚Ta=T2よりも厚くなっている(例え
ばT1≒85mm,T2≒60mm)。これには以下のよ
うな意義がある。(1) Structure for suppressing asymmetrical abnormal deformation (1-A) Shell thickness In the mandrel 6 of this embodiment, first, the shell 61 has a non-uniform thickness Ta in the circumferential direction. Of the 61, the thickness Ta = T1 of a portion 61a of the long guide 64 adjacent to the side opposite to the opening 66 is larger than the thickness Ta = T2 of a portion 61b of the short guide 65 adjacent to the side opposite to the opening 66. (For example, T1≈85 mm, T2≈60 mm). This has the following significance.
【0036】開口部66の周方向両側に位置する長短ガ
イド64,65は、圧延材1先端を導くという機能上、
単なる円筒形状であるシェル61よりも剛性が強くなっ
ている。そのため、圧延材巻き取り時に圧延材1から締
め付け力が作用するとき、シェル61のうちガイド6
4,65の反開口部66側に隣接する部分61a,61
bは相対的に剛性が弱い部分となって内側に凹むような
異変形が生じやすい。またこのとき、ガイド64,65
は、圧延材1先端部をマンドレル6内に導入するとき、
先端部を軸心位置(すなわち軸10の中心)Pに向かっ
て導入するのでなく軸心位置Pよりも圧延材導入方向前
方側(図1中右側)にずれた位置に向かって導入するこ
とから、構造上、導入方向前方側に位置する短ガイド6
5より後方側(図1中左側)に位置する長ガイド64の
ほうがより剛性が強くなっている。したがって、導入方
向後方側における長ガイド64とシェル隣接部分61a
との剛性の差は、導入方向前方側における短ガイド65
とシェル隣接部分61bとの剛性の差よりも大きくな
り、変形量も、このような剛性の挙動に応じたものとな
る。以上説明したような異変形の挙動を図5に示す。図
5は、マンドレル6のシェル61の外形が上記のような
異変形によりどのように変化するかを解析したものであ
り、ほぼ円形の細実線が異変形前のシェル61の外形を
表し、太実線が異変形後のシェル61の外形を表してい
る。なお、参考のために、長短ガイド64.65の位置
を併せて破線で示している。図5において、上述したよ
うに、ガイド64,65の反開口部66側に隣接する部
分61a,61bが内側に凹んでいることがわかる。ま
た特に、圧延材導入方向前方側では短ガイド65とシェ
ル隣接部分61bとの変形量の差はあまり大きくないの
に対し、圧延材導入方向後方側では長ガイド64はあま
り変形しないのにシェル隣接部分61aが著しく変形し
ており、その変形量に大きな差があることがわかる。す
なわち、図5に示すように圧延材導入方向前方側と後方
側とで非対称な異変形が生じる。The long and short guides 64 and 65 located on both sides of the opening 66 in the circumferential direction guide the leading end of the rolled material 1,
The rigidity is stronger than that of the shell 61 having a simple cylindrical shape. Therefore, when the rolled material 1 receives a tightening force during winding of the rolled material, the guide 6 of the shell 61
Portions 61a, 61 adjacent to the side opposite to the opening 66 of 4, 65
b is a portion having a relatively low rigidity and is likely to be deformed abnormally such that it is recessed inward. At this time, the guides 64, 65
Is when the tip of the rolled material 1 is introduced into the mandrel 6,
Since the tip portion is not introduced toward the axial center position (that is, the center of the shaft 10) P, but is introduced toward a position deviated to the front side (the right side in FIG. 1) of the rolled material introduction direction from the axial center position P. , The short guide 6 which is structurally located on the front side in the introduction direction.
The long guide 64 located on the rear side (left side in FIG. 1) of 5 has a higher rigidity. Therefore, the long guide 64 and the shell adjacent portion 61a on the rear side in the introduction direction
The difference in rigidity between the short guide 65 on the front side in the introduction direction is
Becomes larger than the difference in rigidity between the shell adjacent portion 61b and the amount of deformation also depends on such rigidity behavior. The behavior of abnormal deformation as described above is shown in FIG. FIG. 5 is an analysis of how the outer shape of the shell 61 of the mandrel 6 changes due to the above-described abnormal deformation, and the thin solid line of the substantially circular shape represents the outer shape of the shell 61 before the abnormal deformation. The solid line represents the outer shape of the shell 61 after being deformed. For reference, the positions of the long and short guides 64.65 are also shown by broken lines. In FIG. 5, as described above, it can be seen that the portions 61a and 61b of the guides 64 and 65 which are adjacent to the side opposite to the opening 66 are recessed inward. Further, in particular, on the front side in the rolling material introduction direction, the difference in deformation amount between the short guide 65 and the shell adjacent portion 61b is not so large, whereas on the rear side in the rolling material introduction direction, the long guide 64 does not deform much but the shell adjacent portion It can be seen that the portion 61a is significantly deformed and there is a large difference in the amount of deformation. That is, as shown in FIG. 5, asymmetrical deformation occurs on the front side and the rear side in the rolling material introduction direction.
【0037】本実施形態のマンドレル6においては、こ
れに応じて、シェル61のうち、長ガイド64の反開口
部66側に隣接する部分61aの肉厚T1を、短ガイド
65の反開口部66側に隣接する部分61bの肉厚T2
よりも厚くする。これにより、シェル部61のうち長ガ
イド64に隣接する部分61aの剛性を相対的に向上
し、長ガイド64との剛性の差を小さくすることができ
る。したがって、導入方向後方側における長ガイド64
とシェル隣接部分61aとの剛性の差を、導入方向前方
側における短ガイド65とシェル隣接部分61bとの剛
性の差に近づけることができるので、それら圧延材導入
方向後方側・前方側における変形挙動をほぼ等しくして
対称化し、非対称な異変形が生じるのを抑制することが
できる。In the mandrel 6 of this embodiment, accordingly, the thickness T1 of the portion 61a of the shell 61 adjacent to the side of the long guide 64 on the side opposite to the opening 66 is made equal to the thickness T1 of the short guide 65. Thickness T2 of the portion 61b adjacent to the side
Thicker than. Accordingly, the rigidity of the portion 61a of the shell portion 61 adjacent to the long guide 64 can be relatively improved, and the difference in rigidity with the long guide 64 can be reduced. Therefore, the long guide 64 on the rear side in the introduction direction
Since the difference in rigidity between the shell adjacent portion 61a and the shell adjacent portion 61a can be made close to the difference in rigidity between the short guide 65 and the shell adjacent portion 61b on the front side in the introduction direction, the deformation behavior on the rear side / front side of the rolled material introduction direction. Can be made substantially equal to each other to make them symmetrical and suppress the occurrence of asymmetrical deformation.
【0038】(1−B)長ガイド部の長さ、肉厚
また、本実施形態のマンドレル6では、長ガイド64の
圧延材導入方向における長さL2を、その圧延材導入方
向に直角な方向における肉厚T4の6倍以下となるよう
にし、さらに前述したシェル隣接部分61aの肉厚T1
以上となるようにしている。すなわち、T1≦L2≦6×
T4となるように構成している。これには以下のような
意義がある。(1-B) Length and Thickness of Long Guide Portion In the mandrel 6 of this embodiment, the length L2 of the long guide 64 in the rolling material introduction direction is defined by the direction perpendicular to the rolling material introduction direction. The thickness T1 of the shell adjacent portion 61a is not more than 6 times the thickness T4 of
I am trying to be above. That is, T1 ≦ L2 ≦ 6 ×
It is configured to be T4. This has the following significance.
【0039】長ガイド64は、その圧延材導入方向にお
ける長さL2が大きいほど剛性が強くなる。前述したよ
うに長ガイド64とシェル隣接部分61aとの剛性差が
大きいと非対称異変形を招くため、この長ガイド64の
剛性をなるべく下げることが好ましい。本願発明者等
は、圧延材導入方向における長さL2を種々変えて、そ
のときのシェル61全体の変形の挙動を解析し、それぞ
れについて前述した図5のような変形挙動を求めた結
果、特に図示しないが、このL2を、圧延材導入方向に
直角な方向における長ガイド64の肉厚T4の6倍以下
に設定すれば、長ガイド64の剛性を相対的に十分に小
さくできることがわかった。すなわち、L2≦6×T4と
することにより、圧延材導入方向後方側における長ガイ
ド64とシェル隣接部分61aとの剛性の差を十分に小
さくでき、導入方向前方側における短ガイド65とシェ
ル隣接部分61bとの剛性の差にさらに確実に近づける
ことができる。The longer guide 64 has a higher rigidity as the length L2 in the rolling material introduction direction is larger. As described above, if the rigidity difference between the long guide 64 and the shell adjacent portion 61a is large, asymmetrical deformation is caused. Therefore, it is preferable to reduce the rigidity of the long guide 64 as much as possible. The inventors of the present application variously changed the length L2 in the rolling material introduction direction, analyzed the behavior of the deformation of the entire shell 61 at that time, and obtained the deformation behavior as shown in FIG. Although not shown, it has been found that the rigidity of the long guide 64 can be made sufficiently small by setting this L2 to be not more than 6 times the wall thickness T4 of the long guide 64 in the direction perpendicular to the rolling material introduction direction. That is, by setting L2 ≦ 6 × T4, the difference in rigidity between the long guide 64 and the shell adjacent portion 61a on the rear side in the rolling material introduction direction can be made sufficiently small, and the short guide 65 and the shell adjacent portion on the introduction direction front side can be sufficiently reduced. It is possible to more reliably approach the difference in rigidity with 61b.
【0040】このとき一方、長ガイド64は、圧延材導
入方向における長さL2が大きいほど、圧延材1を円滑
に導入するという本来の機能を向上させることができ
る。したがって、前述したような非対称異変形を抑制す
ることを目的に長ガイド64の長さL2をあまり小さく
しすぎると圧延材導入機能が低下するため、この長ガイ
ド64の長さL2をあまり小さくしすぎないことが好ま
しい。本願発明者等は、L2を種々変えて、圧延材1の
導入案内機能について検討した結果、特に図示しない
が、このL2を、シェル隣接部分61a以上に設定すれ
ば、長ガイド64の圧延材導入機能を十分に確保できる
ことがわかった。すなわち、T1≦L2とすることによ
り、圧延材1を円滑に導入するというガイド64本来の
機能を確保することができる。On the other hand, the longer guide 64 can improve the original function of smoothly introducing the rolled material 1 as the length L2 in the rolled material introduction direction is larger. Therefore, if the length L2 of the long guide 64 is made too small for the purpose of suppressing the asymmetric deformation as described above, the function of introducing the rolled material deteriorates. Therefore, the length L2 of the long guide 64 is made too small. Not too much is preferred. The inventors of the present application have variously changed L2 and studied the introduction guide function of the rolled material 1. As a result, although not particularly shown, if this L2 is set to the shell adjacent portion 61a or more, introduction of the rolled material of the long guide 64 will be described. It turned out that the function can be fully secured. That is, by setting T1 ≦ L2, it is possible to ensure the original function of the guide 64 that the rolled material 1 is smoothly introduced.
【0041】以上により、T1≦L2≦6×T4とするこ
とにより、長ガイド64の圧延材1導入機能を確保しつ
つ、圧延材導入方向後方側における長ガイド64とシェ
ル隣接部分61aとの剛性の差を十分に小さくでき、導
入方向前方側における短ガイド65とシェル隣接部分6
1bとの剛性の差にさらに確実に近づけて、それら圧延
材導入方向後方側・前方側の剛性バランスを良好にし、
非対称な異変形が生じるのをさらに確実に抑制すること
ができる。From the above, by setting T1≤L2≤6 × T4, the rigidity of the long guide 64 and the shell adjacent portion 61a on the rear side in the rolling material introduction direction is ensured while ensuring the function of introducing the rolled material 1 of the long guide 64. Difference can be made sufficiently small, and the short guide 65 and the shell adjacent portion 6 on the front side in the introduction direction.
The difference in rigidity from 1b is more reliably approached to improve the rigidity balance between the rear side and the front side of the rolled material introduction direction,
It is possible to more reliably suppress the occurrence of asymmetrical deformation.
【0042】(1−C)長ガイド部の角度
さらに、本実施形態のマンドレル6では、長ガイド64
の開口部の側壁面64a径方向(図1中線分PQ)に対
してなす角度θ(図1参照)を40°以下としている。
これには以下のような意義がある。(1-C) Angle of Long Guide Portion Further, in the mandrel 6 of this embodiment, the long guide 64
The angle θ (see FIG. 1) formed by the opening with respect to the radial direction of the side wall surface 64a (line segment PQ in FIG. 1) is set to 40 ° or less.
This has the following significance.
【0043】長ガイド64は、その開口部側壁面64a
の径方向に対してなす角度θが大きいほど、長ガイド6
4の傾きが周方向に近づいて剛性が弱くなるため、前述
した非対称な異変形をさらに確実に抑制できる。但しこ
のとき、上記角度θがあまり大きくなりすぎると、開口
部66の幅L1が狭くなって圧延材1を円滑に導入する
という本来の機能を阻害することになる。本願発明者等
は、θを種々変えて、圧延材1の導入案内機能について
検討した結果、特に図示しないが、このθ2を40°以
下に設定すれば、長ガイド64の圧延材導入機能を十分
に確保できることがわかった。すなわち、θ2≦40°
とすることにより、圧延材1の円滑な導入を確保しつ
つ、圧延材導入方向後方側における長ガイド64とシェ
ル隣接部分61aとの剛性の差をさらに小さくでき、前
述した非対称な異変形が生じるのをさらに確実に抑制す
ることができる。The long guide 64 has an opening side wall surface 64a.
The larger the angle θ with respect to the radial direction of the
Since the inclination of 4 becomes closer to the circumferential direction and the rigidity becomes weaker, the asymmetric abnormal deformation described above can be suppressed more reliably. However, at this time, if the angle θ becomes too large, the width L1 of the opening 66 becomes narrow, which impairs the original function of smoothly introducing the rolled material 1. The inventors of the present application have studied the introduction guide function of the rolled material 1 by changing θ variously, and as a result, although not particularly shown, if this θ2 is set to 40 ° or less, the function of introducing the rolled material of the long guide 64 is sufficient. It turned out that it can be secured. That is, θ2 ≦ 40 °
By so doing, the difference in rigidity between the long guide 64 and the shell adjacent portion 61a on the rear side in the rolling material introduction direction can be further reduced while ensuring the smooth introduction of the rolled material 1, and the asymmetric abnormal deformation described above occurs. Can be suppressed more reliably.
【0044】(1−D)短ガイド部の長さ
さらに、本実施形態のマンドレル6では、短ガイド65
の圧延材導入方向における長さL3を、通常のこの種の
マンドレルよりも長めにとっている。これにより、相対
的に剛性の小さい短ガイド65の剛性を増大させること
ができるので、両側のガイド64,65の剛性をより均
等に近い状態にでき、上記非対称な異変形が生じるのを
さらに確実に抑制することができる。(1-D) Length of Short Guide Section Furthermore, in the mandrel 6 of this embodiment, the short guide 65 is provided.
The length L3 in the rolling material introduction direction is set to be longer than that of an ordinary mandrel of this type. As a result, the rigidity of the short guide 65 having a relatively small rigidity can be increased, so that the rigidity of the guides 64, 65 on both sides can be made more uniform, and it is more certain that the above-mentioned asymmetrical deformation occurs. Can be suppressed.
【0045】(2)開口部が縮小するような異変形を抑
制するための構成
(2−A)シェル部肉厚
本実施形態のマンドレル6では、シェル61のうち、開
口部66から周方向に最も遠い部分61cの肉厚Ta=
T3が、シェル61の周方向全域平均の肉厚Tmeanより
も大きくなっている(例えばT3≒70mm)。これに
は以下のような意義がある。(2) Structure for suppressing abnormal deformation such that the opening is reduced (2-A) Shell portion thickness In the mandrel 6 of the present embodiment, the shell 61 extends in the circumferential direction from the opening 66. Wall thickness of the farthest portion 61c Ta =
T3 is larger than the average thickness Tmean in the circumferential direction of the shell 61 (for example, T3≈70 mm). This has the following significance.
【0046】マンドレル6の略円筒形状のシェル61は
周方向に連続せず、開口部66の位置が不連続部分とな
ることにより、圧延材巻き取り時に締め付け力が作用す
るとき、周方向に開口部66から最遠の部分(=軸10
の中心を挟んで開口部66のほぼ反対側にある位置)6
1cを基点にして内側に曲がるような異変形が生じやす
い(前述の図5も参照)。本実施形態のマンドレル6に
おいては、これに応じて、シェル61のうち、開口部6
6から周方向最遠部分61cの肉厚T3を、シェル部の
周方向全域平均の肉厚Tmean(当該部分の肉厚Ta=T
3、長ガイド隣接部61aのTa=T1、及び短ガイド隣
接部分61bのTb=T2等を含む全周領域の平均値、こ
の場合例えばTmean=68mmとなる)よりも大きくし
ている。これにより、シェル61全体の中で、少なくと
も周方向最遠部分61cについては、相対的に剛性を強
くすることができるので。上記の開口部66が縮小する
ような異変形を抑制することができる。Since the substantially cylindrical shell 61 of the mandrel 6 is not continuous in the circumferential direction and the position of the opening 66 is a discontinuous portion, when the tightening force acts when winding the rolled material, the shell 61 is opened in the circumferential direction. The part farthest from the part 66 (= axis 10
(A position approximately opposite to the opening 66 across the center of the) 6
Anomalous deformation such as bending inward from 1c is likely to occur (see also FIG. 5 described above). In the mandrel 6 of this embodiment, accordingly, the opening 6 of the shell 61 is
6 is the wall thickness T3 of the farthest portion 61c in the circumferential direction from the wall thickness Tmean of the shell portion in the entire circumferential direction (the wall thickness of the portion Ta = T
3, Ta = T1 of the long guide adjoining portion 61a, and Tb = T2 of the short guide adjoining portion 61b, etc., which is larger than the average value of the entire circumferential region (in this case, Tmean = 68 mm). As a result, the rigidity can be relatively increased in at least the farthest portion 61c in the circumferential direction in the entire shell 61. It is possible to suppress abnormal deformation such that the opening 66 is reduced.
【0047】(2−B)縦リブ高さ
また、本実施形態のマンドレル6では、縦リブ62の高
さHaを周方向で不均一とし、縦リブ62のうち、開口
部66から周方向最遠部分62aの径方向高さHa=H1
を、開口部66近傍に位置する部分62bの径方向高さ
Ha=H2よりも大きくしている。これにより、シェル6
1のうち開口部66から周方向最遠部分61cにおける
剛性をさらに強くすることができるので、上記開口部6
6が縮小するような異変形をさらに抑制することができ
る。(2-B) Vertical Rib Height Further, in the mandrel 6 of this embodiment, the height Ha of the vertical ribs 62 is made nonuniform in the circumferential direction, and the vertical ribs 62 have the highest height in the circumferential direction from the opening 66. Radial height of the distant portion 62a Ha = H1
Is larger than the radial height Ha = H2 of the portion 62b located near the opening 66. This allows the shell 6
Since the rigidity of the portion 61c farthest from the opening 66 in the circumferential direction of 1 can be further increased, the opening 6
It is possible to further suppress abnormal deformation such that 6 is reduced.
【0048】なお、上記に代わり、縦リブ62の肉厚T
bを周方向で一様とせず周方向最遠部分61c近傍で他
の部分より厚くしてもよい。さらには、周方向複数箇所
に設けられる横リブ63のうち、周方向最遠部分61c
近傍に設けられるものの高さHbや肉厚を、他の位置に
設けられるものよりも大きくしてもよい。Instead of the above, the thickness T of the vertical rib 62 is
b may not be uniform in the circumferential direction, and may be thicker in the vicinity of the farthest circumferential portion 61c than in other portions. Further, of the lateral ribs 63 provided at a plurality of positions in the circumferential direction, the farthest portion 61c in the circumferential direction.
The height Hb and the wall thickness of those provided in the vicinity may be made larger than those provided in other positions.
【0049】(3)鼓状変形を抑制するための構成
(3−A)縦リブ肉厚
本実施形態のマンドレル6では、軸方向複数箇所に設け
られた縦リブ62のうち、圧延材1の板幅範囲内Baに
あるものの軸方向肉厚Tb=Tb1が、圧延材1の板幅範
囲外Bbにあるものの軸方向肉厚Tb=Tb2よりも大きく
なっている。これには以下のような意義がある。(3) Structure for suppressing drum-like deformation (3-A) Thickness of vertical ribs In the mandrel 6 of this embodiment, of the vertical ribs 62 provided at a plurality of positions in the axial direction, the rolled material 1 is the same. The axial thickness Tb = Tb1 of the plate within the strip width range Ba is larger than the axial thickness Tb = Tb2 of the rolled material 1 outside the strip width range Bb. This has the following significance.
【0050】マンドレル6へ作用する締付力は、圧延材
1の板幅範囲内Baでのみ発生するため、シェル61の
うち板幅範囲内Baでは大きな締め付け力が加わり、例
えば軸方向両端部分近傍等、板幅範囲外Bbには締め付
け力はあまり加わらない。本実施形態のマンドレルで
は、これに応じて、複数の縦リブ62のうち、圧延材板
幅内Baにあるものの軸方向肉厚Tb1を、板幅外Bbにあ
るものの軸方向肉厚Tb2よりも大きくする。これによ
り、シェル61のうち板幅範囲内Baにある部分の剛性
を、板幅範囲外Bbとなる部分の剛性よりも相対的に大
きくすることができる。したがって、軸方向位置による
シェル61の変形量の差を緩和し、マンドレル6が略鼓
型形状に変形するのを抑制することができる。Since the tightening force acting on the mandrel 6 is generated only within the plate width range Ba of the rolled material 1, a large tightening force is applied within the plate width range Ba of the shell 61, for example, in the vicinity of both axial end portions. For example, the tightening force is not applied to the outside of the plate width range Bb. In the mandrel of this embodiment, accordingly, the axial wall thickness Tb1 of the plurality of vertical ribs 62 within the rolled material plate width Ba is larger than the axial wall thickness Tb2 of the plurality of vertical ribs 62 outside the plate width Bb. Enlarge. As a result, the rigidity of the portion of the shell 61 within the plate width range Ba can be made relatively larger than the rigidity of the portion outside the plate width range Bb. Therefore, it is possible to reduce the difference in the deformation amount of the shell 61 depending on the axial position, and to suppress the deformation of the mandrel 6 into a substantially drum shape.
【0051】以上(1)〜(3)で説明したように、本
実施形態によれば、シェル61の肉厚Taの変更、開口
部両側のガイド64,65の変更、縦リブ62の変更等
を行うことで、マンドレル6全体の剛性に偏りをなくし
てより均等に近い状態にし、マンドレル6の変形を減少
させることが可能となる。また変形した際も円形状に変
形し、いびつな異変形を改善することが可能となる。し
たがって、ステッケルミル圧延設備において圧延材1の
蛇行や張力変動等による振動等を誘発する可能性を低減
できるので、高品質な製品を製造することが可能とな
る。また、従来実施していた円形研削を行う必要がなく
なるので、マンドレル6の寿命を長くすることが可能と
なり、経済的にも良い効果が得られる。As described in (1) to (3) above, according to the present embodiment, the thickness Ta of the shell 61 is changed, the guides 64 and 65 on both sides of the opening are changed, the vertical ribs 62 are changed, etc. By performing the above, it is possible to reduce the deformation of the mandrel 6 by eliminating the bias in the rigidity of the entire mandrel 6 and making the rigidity more uniform. Also, when deformed, it is deformed into a circular shape, and it is possible to improve the distorted abnormal deformation. Therefore, since it is possible to reduce the possibility of inducing vibration or the like due to meandering of the rolled material 1 or fluctuations in tension in the Steckel mill rolling facility, it is possible to manufacture high quality products. Further, since it is not necessary to perform the circular grinding which has been conventionally performed, it becomes possible to prolong the life of the mandrel 6, and an economically good effect can be obtained.
【0052】以上の効果のうち、異変形の抑制効果につ
いて、図6を用いてさらに具体的に説明する。図6は、
マンドレル6の軸方向中央部断面上で、外周部における
応力解析をFEMによって行った解析結果を示すもので
ある。縦軸の+側に引張応力、−側に圧縮応力をとり、
横軸にマンドレル外周上の周方向位置(記号A〜G)を
とって示している。なお、比較のために、シェル61の
肉厚が全周で均一で、長ガイド64の圧延材導入方向に
おける長さL2が圧延材導入方向に直角な方向における
肉厚T4の6倍より大きく(すなわち、L2>6×T
4)、長ガイド64の開口部側壁面64aの角度θ>4
0°、短ガイド65の長さが通常通り(剛性向上の配慮
なし)、縦リブ高さ・肉厚すべて均一である場合を比較
例として、図中に2点鎖線で併せて示している。Among the above effects, the effect of suppressing abnormal deformation will be described more specifically with reference to FIG. Figure 6
It shows the analysis result of the stress analysis in the outer peripheral portion by FEM on the axial center cross section of the mandrel 6. Taking the tensile stress on the + side of the vertical axis and the compressive stress on the-side,
The horizontal axis indicates the circumferential positions (symbols A to G) on the outer circumference of the mandrel. For comparison, the thickness of the shell 61 is uniform over the entire circumference, and the length L2 of the long guide 64 in the rolling material introduction direction is larger than 6 times the wall thickness T4 in the direction perpendicular to the rolling material introduction direction ( That is, L2> 6 × T
4), angle θ of opening side wall surface 64a of long guide 64> 4
A case where the length of the short guide 65 is 0 ° as usual (without consideration of improvement of rigidity) and the height and wall thickness of the vertical ribs are all uniform is shown as a comparative example in FIG.
【0053】(I)比較例における応力分布
図6において、2点鎖線で表される比較例の応力分布で
は、まず、シェル61のうち長ガイド64の反開口部6
6側に隣接する部分61a(F付近)においては、強い
圧縮応力が発生している。この圧縮応力は、マンドレル
半径方向から加わる締付力に対して、このシェル隣接部
分61aの剛性よりも、シェル61の開口部66から最
遠部分61cの剛性や長ガイド64の剛性が強いことか
ら、その剛性の差によって、当該シェル隣接部分61a
が圧縮応力を受けているものである。また、短ガイド6
5の反開口部66側に隣接する部分61b(B付近)に
おいても、強い圧縮応力が発生している。これらより、
上記(1)で説明したように、ガイド64,65の反開
口部66側に隣接する部分61a,61bがガイド6
4,65よりも内側に凹む挙動が裏付けられていること
がわかる。そしてこのとき、B付近よりもF付近の方が
圧縮応力が著しく大きくなっていることから、圧延材導
入方向前方側で短ガイド65とシェル隣接部分61bと
の変形量の差に対し、圧延材導入方向後方側での長ガイ
ド64とシェル隣接部分61aとの変形量の差が大きく
なり、異変形の原因となっていることがわかる。(I) Stress Distribution in Comparative Example In FIG. 6, in the stress distribution of the comparative example represented by the chain double-dashed line, first, in the shell 61, the anti-opening portion 6 of the long guide 64 is formed.
A strong compressive stress is generated in the portion 61a (near F) adjacent to the 6th side. This compressive stress is stronger in the rigidity from the opening 66 of the shell 61 to the farthest portion 61c and the rigidity of the long guide 64 than the rigidity of the shell adjacent portion 61a against the tightening force applied in the radial direction of the mandrel. , Due to the difference in rigidity, the shell adjacent portion 61a
Is subject to compressive stress. Also, the short guide 6
A strong compressive stress is also generated in the portion 61b (near B) adjacent to the side opposite to the opening 66 of No. 5. From these,
As described in (1) above, the portions 61 a and 61 b adjacent to the side opposite to the opening 66 of the guides 64 and 65 are the guides 6.
It can be seen that the behavior of denting inwardly of 4,65 is supported. At this time, since the compressive stress is significantly larger in the vicinity of F than in the vicinity of B, the difference between the deformation amounts of the short guide 65 and the shell adjacent portion 61b on the front side in the rolling material introduction direction is compared with that of the rolled material. It can be seen that the difference in the amount of deformation between the long guide 64 and the shell adjacent portion 61a on the rear side in the introduction direction becomes large, which causes a different deformation.
【0054】また図6において、シェル61のうち開口
部66から最遠の部分61c(=軸10中心を挟んで開
口部66の反対側)(D付近)において、強い引張応力
を受けていることがわかる。これにより、上記(2)で
説明したように、圧延材巻き取り時に締め付け力が作用
するとき、最遠部分61cを基点にして内側に曲がるよ
うな異変形が生じ、これによって外側に引っ張られるよ
うな引張応力が作用していることがわかる。Further, in FIG. 6, the portion 61c farthest from the opening 66 of the shell 61 (= the opposite side of the opening 66 across the center of the shaft 10) (near D) is subjected to a strong tensile stress. I understand. As a result, as described in (2) above, when a tightening force is applied during winding of the rolled material, an abnormal deformation occurs such that the farthest portion 61c serves as a base point and bends inward, so that it is pulled outward. It can be seen that various tensile stresses are acting.
【0055】(II)本実施形態における応力分布
上記のような比較例による応力分布挙動に対し、本実施
形態による応力分布挙動は、図6に示すように、応力ピ
ークの位置はほぼ同一であるものの、応力ピーク値は圧
縮応力・引張応力ともに大幅に低減されている。(II) Stress distribution in the present embodiment In contrast to the stress distribution behavior in the comparative example as described above, in the stress distribution behavior in the present embodiment, the positions of stress peaks are almost the same as shown in FIG. However, the stress peak value is significantly reduced for both compressive stress and tensile stress.
【0056】すなわちまず、上記(1)で説明したよう
に、シェル61のうち、長ガイド64の反開口部66側
に隣接する部分61aの肉厚T1を、短ガイド65の反
開口部66側に隣接する部分61bの肉厚T2よりも厚
くし、かつ、長ガイド64の圧延材導入方向における長
さL2を肉厚T4の6倍以下となるようにする。これによ
り、圧延材導入方向後方側における長ガイド64(G付
近)とシェル隣接部分61a(F付近)との剛性の差を
少なくして、シェル隣接部分61a(F付近)に作用す
る圧縮応力FFを(例えば約25%)緩和しているのが
わかる。その結果、その圧縮応力を、導入方向前方側に
おける短ガイド65(A付近)とシェル隣接部分61b
(B付近)との剛性の差に基づきシェル隣接部分61b
(B付近)に作用する圧縮応力FBの値に近づけてい
る。したがって、それら圧延材導入方向後方側・前方側
における変形挙動をほぼ等しくして対称化し、非対称な
異変形が生じるのを抑制できることがわかった。That is, first, as described in (1) above, the thickness T1 of the portion 61a of the shell 61 adjacent to the side opposite to the opening 66 of the long guide 64 is set to the side opposite to the side opposite to the opening 66 of the short guide 65. Is made thicker than the wall thickness T2 of the portion 61b adjacent to, and the length L2 of the long guide 64 in the rolling material introduction direction is set to be not more than 6 times the wall thickness T4. As a result, the difference in rigidity between the long guide 64 (near G) and the shell adjacent portion 61a (near F) on the rear side in the rolling material introduction direction is reduced, and the compressive stress FF acting on the shell adjacent portion 61a (near F). It can be seen that (for example, about 25%) is alleviated. As a result, the compressive stress is transferred to the short guide 65 (near A) and the shell adjacent portion 61b on the front side in the introduction direction.
Shell adjacent portion 61b based on the difference in rigidity from (near B)
It is close to the value of the compressive stress FB acting on (around B). Therefore, it was found that the deformation behaviors on the rear side and the front side of the rolled material introduction direction were made substantially equal to each other to make them symmetrical and to suppress the occurrence of asymmetrical deformation.
【0057】また、上記(2)で説明したように、シェ
ル61のうち、開口部66から周方向に最も遠い部分6
1cの肉厚T3がシェル61の周方向全域平均の肉厚Tm
eanよりも大きく、かつ縦リブ62のうち周方向最遠部
分62aの径方向高さH1が開口部66近傍に位置する
部分62bの径方向高さH2よりも大きくなっている。
これにより、シェル61のうち開口部66より周方向最
遠部分61c(D付近)の剛性を強化し、周方向最遠部
分61c(D付近)に作用する引張応力FDを(例えば
約15%)緩和していることがわかる。したがって、開
口部66が縮小するような異変形を抑制できることがわ
かった。As described in (2) above, the portion 6 of the shell 61 farthest from the opening 66 in the circumferential direction.
The thickness T3 of 1c is the average thickness Tm of the shell 61 over the entire circumferential direction.
It is larger than ean, and the radial height H1 of the farthest circumferential portion 62a of the vertical rib 62 is larger than the radial height H2 of the portion 62b located near the opening 66.
As a result, the rigidity of the outermost portion 61c (near D) of the shell 61 in the circumferential direction from the opening 66 is strengthened, and the tensile stress FD acting on the farthest portion 61c (near D) in the circumferential direction is increased (for example, about 15%). You can see that it is relaxing. Therefore, it was found that it is possible to suppress the abnormal deformation such that the opening 66 is reduced.
【0058】なお、上記実施形態において、短ガイド6
5の反開口部66側のシェル隣接部分61bの肉厚T2
を約60mmと厚くしない理由は、長ガイド64側のよ
うに剛性の釣り合いを考慮したものである。すなわち例
えば、このシェル隣接部分61bの肉厚T2をより厚く
約80mmすると、短ガイド65との剛性差により逆に
圧縮応力が作用するようになる。そのため、シェル隣接
部分61bの肉厚T2は厚くせず、短ガイド65の形状
変更により剛性を上げることで応力バランスを取るよう
にしている。In the above embodiment, the short guide 6
5, the thickness T2 of the shell adjacent portion 61b on the side opposite to the opening 66
The reason why the thickness is not thickened to about 60 mm is that the balance of rigidity is taken into consideration as in the long guide 64 side. That is, for example, if the wall thickness T2 of the shell adjacent portion 61b is made thicker by about 80 mm, the compressive stress acts on the contrary due to the difference in rigidity with the short guide 65. Therefore, the thickness T2 of the shell adjacent portion 61b is not increased, but the rigidity is increased by changing the shape of the short guide 65 so as to balance the stress.
【0059】[0059]
【発明の効果】本発明によれば、圧延材導入方向後方側
における第1のガイド部と隣接シェル部との剛性の差
を、導入方向前方側における第2のガイド部と隣接シェ
ル部との剛性の差に近づけることができるので、それら
圧延材導入方向後方側・前方側における変形挙動をほぼ
等しくして対称化し、非対称な異変形が生じるのを抑制
することができる。また、シェル部全体の中で、少なく
とも開口部から周方向最遠部分については、相対的に剛
性を強くすることができるので、周方向に開口部から最
遠部分を基点にして内側に曲がるような異変形を抑制す
ることができる。また、シェル部のうち板幅範囲内にあ
る部分の剛性を、板幅範囲外となる部分よりも相対的に
大きくすることができるので、軸方向位置による変形量
の差を緩和し、マンドレルが略鼓型形状に変形するのを
抑制することができる。したがって、圧延材の蛇行や張
力変動等による振動等を誘発する可能性を低減でき、圧
延材の品質向上を図ることができる。またこのとき、マ
ンドレルの研削を行う必要が少なくなるので、マンドレ
ルの長期間の使用を確保できる。According to the present invention, the difference in rigidity between the first guide portion and the adjacent shell portion on the rear side in the rolling material introduction direction is determined by the difference between the rigidity of the second guide portion and the adjacent shell portion on the introduction direction front side. Since the difference in rigidity can be approximated, the deformation behaviors on the rear side and the front side of the rolled material introduction direction can be made substantially equal and symmetric, and asymmetrical abnormal deformation can be suppressed. Further, in the entire shell portion, at least the portion farthest from the opening in the circumferential direction can be made relatively rigid, so that the portion farthest from the opening in the circumferential direction can be bent inwardly. Such abnormal deformation can be suppressed. Further, the rigidity of the portion within the plate width range of the shell portion can be made relatively larger than that of the portion outside the plate width range, so that the difference in the deformation amount due to the axial position is reduced, and the mandrel is It is possible to suppress the deformation into the substantially drum shape. Therefore, it is possible to reduce the possibility of inducing vibration or the like due to meandering or tension fluctuation of the rolled material, and to improve the quality of the rolled material. Further, at this time, since it is less necessary to grind the mandrel, long-term use of the mandrel can be secured.
【図1】本発明の一実施形態によるマンドレルの詳細構
造を表す横断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a detailed structure of a mandrel according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1のマンドレルを備えたファーネスコイラー
及び圧延機を有するステッケルミル圧延設備の構造を表
す側断面図である。FIG. 2 is a side sectional view showing the structure of a Steckel mill rolling mill having a furnace coiler equipped with the mandrel of FIG. 1 and a rolling mill.
【図3】図2中III−III断面による横断面図である。3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG.
【図4】図3中A部の部分拡大縦断面図である。FIG. 4 is a partially enlarged vertical sectional view of a portion A in FIG.
【図5】マンドレルのシェルの外形が異変形によりどの
ように変化するかを解析した結果を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a result of analysis as to how the outer shape of the mandrel shell changes due to abnormal deformation.
【図6】マンドレルの軸方向中央部断面上で、外周部に
おける応力解析をFEMによって行った解析結果を示す
図である。FIG. 6 is a diagram showing an analysis result obtained by FEM for stress analysis in an outer peripheral portion on a cross section of a central portion of the mandrel in the axial direction.
1 圧延材
2 可逆式仕上圧延機
5 ファーネスコイラー
6 マンドレル
61 シェル(シェル部)
61a シェル隣接部分(第1のガイド部の反開口部側
に隣接する部分)
61b シェル隣接部分(第2のガイド部の反開口部側
に隣接する部分)
61c シェル最遠部分(開口部から周方向最遠部分)
62 縦リブ(第1のリブ)
62a 縦リブ最遠部分(開口部から周方向最遠部分)
62b 縦リブ開口部近傍部分(開口部近傍に位置する
部分)
63 横リブ(第2のリブ)
64 長ガイド(第1のガイド部)
64a 開口部側壁面
65 短ガイド(第2のガイド部)
66 開口部1 Rolled material 2 Reversible finishing mill 5 Furnace coiler 6 Mandrel 61 Shell (shell part) 61a Shell adjacent part (part adjacent to the side opposite to the opening of the first guide part) 61b Shell adjacent part (second guide part) 61c Shell farthest portion (farthest portion from the opening in the circumferential direction) 62 Vertical rib (first rib) 62a Farthest portion vertical rib (farthest portion from the opening in the circumferential direction) 62b Vertical ribs Near opening (portion located near opening) 63 Horizontal rib (second rib) 64 Long guide (first guide) 64a Opening side wall surface 65 Short guide (second guide) 66 opening
フロントページの続き (72)発明者 石川 英司 茨城県日立市幸町三丁目1番1号 株式 会社 日立製作所 日立工場内 (72)発明者 戸塚 勝美 神奈川県川崎市川崎区小島町4−2 日 本冶金工業株式会社内 (72)発明者 山田 恒 神奈川県川崎市川崎区小島町4−2 日 本冶金工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平8−309436(JP,A) 実開 昭63−95614(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B21C 47/00 B21B 1/32 B21C 47/28 Front page continuation (72) Inventor Eiji Ishikawa 3-1-1, Sachimachi, Hitachi City, Ibaraki Hitachi Ltd. Hitachi factory (72) Inventor Katsumi Totsuka 4-2 Kojimacho, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Nihon Metallurgical Industry Co., Ltd. (72) Inventor Tsune Yamada 4-2 Kojima-cho, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Nihon Metallurgical Industry Co., Ltd. (56) Reference JP-A-8-309436 (JP, A) -95614 (JP, U) (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) B21C 47/00 B21B 1/32 B21C 47/28
Claims (7)
形状のシェル部と、このシェル部の周方向不連続部分と
して軸方向に配設された開口部と、この開口部の周方向
両側にそれぞれ位置する圧延材導入用の第1及び第2の
ガイド部とを有するファーネスコイラー用マンドレルに
おいて、 前記第1のガイド部は、前記圧延材導入方向後方側に配
置されるとともに、前記第2のガイド部は、前記圧延材
導入方向前方側に配置されており、 前記シェル部のうち、前記第1のガイド部の反開口部側
に隣接する部分の肉厚T1は、前記第2のガイド部の反
開口部側に隣接する部分の肉厚T2よりも厚くなってい
ることを特徴とするファーネスコイラー用マンドレル。1. A furnace portion provided in a furnace coiler, having a substantially cylindrical shape, an opening portion arranged axially as a circumferentially discontinuous portion of the shell portion, and circumferentially opposite sides of the opening portion, respectively. A mandrel for a furnace coiler having first and second guide portions for introducing rolled material located therein, wherein the first guide portion is arranged on the rear side in the rolled material introduction direction and the second guide. The portion is disposed on the front side in the rolling material introduction direction, and the wall thickness T1 of the portion of the shell portion adjacent to the side opposite to the opening portion of the first guide portion is equal to that of the second guide portion. A mandrel for a furnace coiler, which is thicker than a wall thickness T2 of a portion adjacent to the opposite opening side.
ドレルにおいて、前記第1のガイド部の前記圧延材導入
方向における長さをL2及び該導入方向に直角な方向に
おける肉厚をT4としたとき、 T1≦L2≦6×T4 となるように構成したことを特徴とするファーネスコイ
ラー用マンドレル。2. The furnace coiler mandrel according to claim 1, wherein the length of the first guide portion in the rolling material introduction direction is L2 and the wall thickness in a direction perpendicular to the introduction direction is T4, A mandrel for a furnace coiler, characterized in that T1≤L2≤6 × T4.
ドレルにおいて、前記第1のガイド部の前記開口部側壁
面が径方向に対してなす角度を40゜以下としたことを
特徴とするファーネスコイラー用マンドレル。3. The furnace coiler mandrel according to claim 1, wherein the angle formed by the opening side wall surface of the first guide portion with respect to the radial direction is 40 ° or less. Mandrel.
形状のシェル部と、このシェル部の周方向不連続部分と
して軸方向に配設された開口部と、この開口部の周方向
両側にそれぞれ位置する圧延材導入用の第1及び第2の
ガイド部とを有するファーネスコイラー用マンドレルに
おいて、 前記シェル部のうち、前記開口部から周方向最遠部分の
肉厚T3を、該シェル部の周方向全域平均の肉厚Tmean
よりも大きくしたことを特徴とするファーネスコイラー
用マンドレル。4. A substantially cylindrical shell portion provided in a furnace coiler, an opening portion axially arranged as a circumferentially discontinuous portion of the shell portion, and circumferentially opposite sides of the opening portion, respectively. In a furnace coiler mandrel having first and second guide portions for introducing rolled material positioned therein, a wall thickness T3 of a portion farthest in the circumferential direction from the opening of the shell portion is defined as a circumference of the shell portion. Direction mean wall thickness Tmean
The mandrel for the furnace coiler, which is characterized by being made larger than.
ドレルにおいて、前記シェル部内周の軸方向少なくとも
1箇所において周方向に延設された第1のリブをさらに
有し、かつ、この第1のリブのうち、前記開口部から周
方向最遠部分の径方向高さH1を、前記開口部近傍に位
置する部分の径方向高さH2よりも大きくしたことを特
徴とするファーネスコイラー用マンドレル。5. The mandrel for a furnace coiler according to claim 4, further comprising a first rib extending in the circumferential direction at at least one position in the axial direction of the inner circumference of the shell portion, and the first rib. A mandrel for a furnace coiler, characterized in that a radial height H1 of a portion farthest from the opening in the circumferential direction is made larger than a radial height H2 of a portion located in the vicinity of the opening.
形状のシェル部と、このシェル部の周方向不連続部分と
して軸方向に配設された開口部と、この開口部の周方向
両側にそれぞれ位置する圧延材導入用の第1及び第2の
ガイド部とを有するファーネスコイラー用マンドレルに
おいて、 前記シェル部内周の軸方向複数箇所において周方向にそ
れぞれ延設された複数の第1のリブをさらに有し、か
つ、これら複数の第1のリブのうち、前記圧延材の板幅
内に相当する位置にあるものの軸方向肉厚Tb1を、前記
圧延材の板幅外に相当する位置にあるものの軸方向肉厚
Tb2よりも大きくしたことを特徴とするファーネスコイ
ラー用マンドレル。6. A substantially cylindrical shell portion provided in a furnace coiler, an opening portion axially arranged as a circumferentially discontinuous portion of the shell portion, and circumferentially opposite sides of the opening portion, respectively. In a furnace coiler mandrel having first and second guide portions for introducing rolled material positioned, a plurality of first ribs respectively extending in the circumferential direction at a plurality of axial positions of the inner circumference of the shell portion are further provided. Of the plurality of first ribs having the axial thickness Tb1 at a position corresponding to the inside of the strip width of the rolled material, the axial thickness Tb1 at a position corresponding to the outside of the strip width of the rolled material A mandrel for a furnace coiler, which is characterized by being made thicker than the axial wall thickness Tb2.
れぞれ設けたファーネスコイラーとを有し、かつ前記フ
ァーネスコイラーは、圧延材の巻き取り・巻き出しを行
うためのマンドレルを備えている圧延設備において、 前記マンドレルとして、請求項1,4,6のいずれか1
項記載のマンドレルを設けたことを特徴とする圧延設
備。7. A rolling mill, and a furnace coiler provided on each of an inlet side and an outlet side of the rolling mill, and the furnace coiler includes a mandrel for winding and unwinding a rolled material. In the rolling facility, the mandrel according to any one of claims 1, 4 and 6
A rolling facility provided with the mandrel according to the item.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00411599A JP3419699B2 (en) | 1998-04-03 | 1999-01-11 | Mandrel and rolling equipment for furnace coiler |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9123498 | 1998-04-03 | ||
| JP10-91234 | 1998-04-03 | ||
| JP00411599A JP3419699B2 (en) | 1998-04-03 | 1999-01-11 | Mandrel and rolling equipment for furnace coiler |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11342420A JPH11342420A (en) | 1999-12-14 |
| JP3419699B2 true JP3419699B2 (en) | 2003-06-23 |
Family
ID=26337831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00411599A Expired - Lifetime JP3419699B2 (en) | 1998-04-03 | 1999-01-11 | Mandrel and rolling equipment for furnace coiler |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3419699B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008264803A (en) * | 2007-04-17 | 2008-11-06 | Nippon Metal Ind Co Ltd | Coiler drum and rolling equipment using coiler drum |
| JP2008284587A (en) * | 2007-05-17 | 2008-11-27 | Nippon Metal Ind Co Ltd | Coiler drum and rolling equipment using the coiler drum |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011015073A1 (en) * | 2009-08-04 | 2011-02-10 | 烟台开发区蓝鲸金属修复有限公司 | Winding drum for hot coiler furnace working at 900-1200℃ and method for producing the same |
| KR101528053B1 (en) * | 2012-12-24 | 2015-06-11 | 주식회사 포스코 | Mandrel of coil box |
-
1999
- 1999-01-11 JP JP00411599A patent/JP3419699B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008264803A (en) * | 2007-04-17 | 2008-11-06 | Nippon Metal Ind Co Ltd | Coiler drum and rolling equipment using coiler drum |
| JP2008284587A (en) * | 2007-05-17 | 2008-11-27 | Nippon Metal Ind Co Ltd | Coiler drum and rolling equipment using the coiler drum |
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| Publication number | Publication date |
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| JPH11342420A (en) | 1999-12-14 |
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