冷轧材料制造设备以及冷轧方法 【技术领域】
本发明涉及一种冷轧材料制造设备以及冷轧方法。背景技术 作为生产年生产量为 30 万吨左右的少量且多钢种的冷轧材料的冷轧设备， 实际 使用一种可逆冷轧设备 ( 以下称为 RCM 设备 )， 该可逆冷轧设备配置有一台冷轧机， 并在该 冷轧机的出侧、 入侧分别配置有兼用作带料的卷绕和卷出的带料卷绕开卷装置， 在该冷轧 机的入侧和出侧的卷绕开卷装置之间， 对带料进行可逆轧制， 并轧制到成为希望的板厚为 止。
而且， 存在为了使 RCM 设备的年生产量从 50 万吨增加到 60 万吨左右， 而具有两台 冷轧机的设备 ( 以下称为双机座可逆 (two stand reverse) 设备 )( 参照专利文献 1)。
在这样的 RCM 设备中， 在轧制的第一道次以及第二道次中， 为了避免带料的翘曲 而使带料的前端在未轧制的状态下穿带， 另外， 即使在第三道次以后的道次中， 在道次切换 部中也不得不在未轧制的状态下将前道次轧制部残留。因此， 存在带料前端以及末端部的
未轧制部偏离成品板厚范围， 而不能作为成品销售的问题。这些偏离成品板厚的带料被称 为非标准件 (off gage)。非标准件的比率被定义为 ： 将非标准件的量占总生产量的比例作 为非标准件率。 各轧制设备中的非标准件率在 RCM 设备中约为 2.5％左右， 在双机座可逆设 备中约为 6.0％左右。另一方面， 在使酸洗工序和冷连轧工序连续化了的 PL-TCM 设备中的 非标准件率停留在 0.2％左右。在可逆轧制方式的设备中课题在于， 非标准件率与 PL-TCM 设备相比较非常高， 约为 2.5％～ 6.0％左右。
尤其， 在专利文献 1 记载的双机座可逆设备中， 产生约 6.0％左右的非标准件， 使 成品率显著降低， 并使生产成本大幅地增加。
而且， 在可逆轧制方式中， 在前道次中， 当接近盘卷末端部时使轧制机减速而使轧 制停止。在次道次中， 为了向前道次的反方向进行轧制而重新进行加速。这样， 在可逆轧制 方式中课题在于， 由于需要多道次地重复进行加速、 减速以及轧制停止直到成为所希望的 成品板厚为止道次， 所以作业时间中实际轧制所占的时间较短， 生产效率不良。
为了解决这些课题而提出有一种冷轧设备， 其具有将多个盘卷接合而形成超长的 单一盘卷的盘卷组合线 (coil build up line) 和用冷轧机对组合而成的超长盘卷 ( 组合 盘卷 ) 进行规定次数的可逆轧制的可逆轧制线， 并在最终道次中截断为能够搬运的盘卷长 度 ( 参照专利文献 2)。在该冷轧设备中， 由于能够使组合盘卷的带料长度成为接合了的多 个盘卷的带料合计长度的相当量， 并且使盘卷首尾端部的未轧制部只产生在组合而成的盘 卷的最内周部和最外周部， 所以能够使非标准件率大幅地降低。 另外， 由于能够与接合了的 盘卷数的量相对应地减少随着轧制方向切换而进行的加减速次数， 所以使生产效率提高。
专利文献 1 ： 日本专利 3322984 号
专利文献 2 ： 日本特公昭 57-039844 号
虽然专利文献 2 记载的现有技术是解决专利文献 1 记载的现有技术的课题、 且使高效率和高成品率成为可能的技术， 但是具有以下的课题。
第一是结构的复杂化以及装置的大型化的课题。
专利文献 2 记载的现有技术是将多个盘卷组合， 而形成超长化的组合盘卷的技 术。在对超长化的组合盘卷进行轧制时盘卷的外径变大， 并且由于作用在盘卷上的轧制的 张力而使欲向盘卷的内径侧收缩的盘卷绕紧力变大。因此， 难以在卷绕开卷装置中适用直 径可变的伸缩型卷轴 (collapse type reel)， 并难以向卷轴施加对该绕紧力进行保持的强 度。 也就是说， 难以将伸缩型卷轴适用在卷绕开卷装置中， 为了回避该问题需要适用直径不 可变的整体型卷轴 (solid block type reel)。 另一方面， 在将轧制结束后的组合盘卷分割 并将盘卷抽出且搬运时， 由于整体型卷轴的直径不能收缩而无法将盘卷抽出， 所以需要伸 缩型卷轴的卷绕开卷装置。这样， 专利文献 2 记载的现有技术在轧制时需要整体型卷轴的 卷绕开卷装置， 而在搬运时需要伸缩型卷轴的开卷装置， 从而导致与专利文献 1 的现有技 术相比， 使卷绕开卷装置的数量增加。这样， 当结构变得复杂时初始费用也变高。
如果是年生产量为 80 万吨以上的比较大规模的生产设备的话， 非标准件率降低 且生产效率提高的优点超出了初始费用增大的缺点， 即使初始费用多少变高也不会成为问 题。但是， 如果是年生产量为从 30 万吨到 60 万吨左右的中小规模的生产设备的话， 无法忽 视初始费用的问题， 从而成为阻碍这样结构的冷轧设备普及的一个原因。
另外， 通常， 适用于冷轧用途的接合装置为对接接合方式的激光束焊接机和闪光 对接 (flash butt) 焊接机。这些焊接机为了确保高对接精度， 大多使用高刚性且高精度部 件， 所以与其他的接合方式相比较， 设备大型且昂贵。当将这些焊接机使用在 PL-TCM 等的 超过年产 100 万吨的大规模生产设备中的情况下， 焊接机费用占整体的设备投资费用的比 例相对较低， 并不怎么成为问题， 但是， 当适用在年生产量为从 30 万吨到 60 万吨左右的中 小规模的设备中的情况下， 其比例变大， 在费用相对于效果的点上成为问题， 难以适用。
第二是盘卷的超长化的课题。
专利文献 2 记载的现有技术是形成组合盘卷的技术， 使组合盘卷超长化。在使盘 卷超长化了的情况下其课题在于， 为了在卷轴上作用有进行轧制所必要的张力， 而使卷轴 所必需的转矩在盘卷外径上以线性比例的形式变大， 从而使卷轴的驱动装置大型化。若卷 轴的驱动装置大型化， 则卷绕开卷装置也大型化， 与第一课题同样地， 导致初始费用增大。
第三是盘卷截断的课题。
另外， 在专利文献 2 中提出有一种在最终道次中将盘卷截断为能够搬运的盘卷大 小的冷轧设备。 在该设备中， 在对截断了的盘卷进行卷绕的卷绕装置为一台的情况下， 进行 截断时的轧制速度为 0mpm。 由于当轧制速度为 0mpm 时轧制停止， 所以在被作业轧辊夹入的 带料的表面， 因作业轧辊与带料之间的摩擦系数发生变化而出现停止印痕， 并且， 由于在作 业轧辊上也转印有停止印痕， 所以在事后的轧制中还会出现以作业轧辊的旋转间距在带料 表面上等间隔地转印有停止印痕的情况。该停止印痕产生在第一道次中的情况下， 通过多 次继续轧制， 具有使该停止印痕变得不醒目从而成为以视觉看不到的程度的情况。 但是， 当 在最终道次中产生时会损害表面光泽的品质， 在品质严格的材料中具有成为不良产品的课 题。
第四是所谓的伸缩状态的课题。
搬入到开卷装置中的盘卷具有盘卷端部变得不齐的情况。即， 盘卷端面具有成为望远镜那样的形状 ( 伸缩状态 ) 的情况。另外， 在多次一边进行卷绕、 卷出一边重复轧制的 过程中， 具有由于轧制速度或张力的变动而成为伸缩状态的情况。当将伸缩状态的盘卷的 带料卷出时带料会折曲行进， 不仅不能得到所希望的带料形状， 而且基于不平均地轧制还 具有带料发生断裂的危险性。
尤其专利文献 2 记载的现有技术是形成超长化的组合盘卷的技术， 由于盘卷外径 相对于带料宽度的比例变大， 而使伸缩状态的课题变得显著。
第五是组合盘卷的接合部的课题。
在盘卷组合工序中， 理想情况是组合的各盘卷没有厚度变化， 但是在实际中， 基于 制造误差等还具有先行盘卷的板厚与后行盘卷的板厚稍微不同的情况， 从而在接合部产生 层差。若在具有陡急的层差的接合部位于组合盘卷的内层部的状态下在盘卷上作用有张 力， 则接合部的层差会转印到各层的内侧以及外侧， 从而带来作为瑕疵被处理的成品不良 的课题。
另外， 在通过重叠方式的滚焊来进行接合的情况下， 在接合部产生层差， 同样地存 在导致成品不良的课题。
此外， 一般作为冷轧材料对冷轧钢板进行轧制， 但是还具有轧制高品质的电磁钢 板或镁板的情况， 从而希望进行稳定的接合。 发明内容 本发明的目的是提供一种在年生产量为从 30 万吨到 60 万吨左右的中小规模的生 产设备中， 能够维持高效率和高成品率、 且投资费用对效果优良的冷轧材料设备以及冷轧 方法。
解决上述第一～第三课题的本发明的第一技术方案的可逆式冷轧方法， 该方法在 轧制道次线上进行以下工序 ： 从应该供给至轧制工序的多个盘卷中将带料依次卷出， 并通 过对该带料焊接接合而将盘卷组合的盘卷组合工序 ； 通过冷轧机对从该组合盘卷卷出的带 料进行规定次数的可逆轧制的可逆轧制工序 ； 和在所述可逆轧制工序的最终道次中， 将盘 卷截断为所希望的带料长度从而形成多个盘卷的截断工序， 其特征在于， 将所述组合盘卷 的盘卷外径设为 φ3000 以下， 在所述截断工序中， 使冷轧机的轧制速度为， 超过 0mpm 而在 50mpm 以下。
解决上述第二课题的本发明的第二技术方案的可逆式冷轧方法， 在第一技术方案 的可逆式冷轧方法中， 其特征在于， 所述组合盘卷外径以大径时的带料的张力与小径时的 带料的张力相比逐渐降低的方式设定。
解决上述第一课题的本发明的第三技术方案的可逆式冷轧方法， 在第一技术方案 或第二技术方案的可逆式冷轧方法中， 其特征在于， 在所述可逆轧制工序的第一道次结束 时， 将从所述组合盘卷卷出的带料的末端折曲部切割。
另一方面， 当使在最终道次中截断盘卷时的轧制速度降低为超过 0mpm 且在 50mpm 以下的情况下， 新产生板厚控制精度降低的课题。 也就是说， 用于板厚控制的板厚计以从轧 制机的作业轧辊离开距离的方式设置， 在使轧制速度降低的情况下， 在通过该板厚计的计 测值进行板厚的反馈控制时， 基于时间延迟而导致板厚控制精度降低。
解决上述新产生的课题的本发明的第四技术方案的可逆式冷轧方法， 在第一技术
方案～第三技术方案的任一项的可逆式冷轧方法中， 其特征在于， 在所述截断工序中， 对所 述冷轧机的入侧轧制速度以及入侧板厚和出侧轧制速度进行测定， 并基于这些测定值来运 算所述冷轧机的作业轧辊正下的板厚， 并通过所述冷轧机所具有的液压压下装置进行板厚 控制， 使得成为所希望的板厚。
同样地， 当使在最终道次中截断盘卷时的轧制速度降低为超过 0mpm 且在 50mpm 以 下的情况下， 新产生出形状控制精度降低的课题。 也就是说， 对带料的形状进行测定的形状 检测器也与板厚计同样地， 配置在从轧制机的作业轧辊离开的位置上， 因此当使轧制速度 降低的情况下， 从基于形状检测器进行的形状的识别到基于执行机构进行的形状的修正为 止需要时间， 从而导致形状控制精度降低。另外， 通常当使轧制速度降低时， 作业轧辊与带 料间的摩擦系数会上升， 作为结果导致轧制载荷上升， 形状紊乱。
解决上述新产生的课题的本发明的第五技术方案的可逆式冷轧方法， 在第一技术 方案～第四技术方案的任一项的可逆式冷轧方法中， 其特征在于， 在所述截断工序中， 基于 所述冷轧机的轧制载荷的变动而导致的轧辊弯曲的运算结果， 并通过轧辊弯曲控制或者冷 却剂控制或者这两种控制， 来对带料形状进行控制。
另外， 在对组合盘卷进行轧制时， 在现有的板厚控制中还存在精度不足的情况。 解决上述新产生的课题的本发明的第六技术方案的可逆式冷轧方法， 在第一技术 方案～第五技术方案的任一项的可逆式冷轧方法中， 其特征在于， 板厚计设在所述盘卷组 合工序中进行焊接接合的接合装置的下游侧， 在所述盘卷组合工序中， 板厚计对接合后的 板厚进行计测， 在所述可逆轧制工序的第一道次中， 进行前馈板厚控制。
解决上述第四课题的本发明的第七技术方案的可逆式冷轧方法， 在第一技术方 案～第六技术方案的任一项的可逆式冷轧方法中， 其特征在于， 盘卷组合用卷绕开卷装置 是对所述组合盘卷进行卷绕、 卷出的装置， 具有盘卷定心机构， 在所述盘卷组合工序中， 盘 卷组合用卷绕开卷装置在对组合盘卷进行卷绕时， 使所述盘卷定心机构动作， 在所述可逆 轧制工序的第一道次中， 盘卷组合用卷绕开卷装置在将组合盘卷卷出时， 使所述盘卷定心 机构动作。
解决上述第五课题的本发明的第八技术方案的可逆式冷轧方法， 在第一技术方 案～第七技术方案的任一项的可逆式冷轧方法中， 其特征在于， 在所述盘卷组合工序之前， 事先对搬入的盘卷的顺序进行调整， 使得先行盘卷与后行盘卷的板厚差的绝对值为 1mm 以 下。
解决上述第一课题以及第五课题的本发明的第九技术方案的可逆式冷轧方法， 在 第一技术方案～第八技术方案的任一项的可逆式冷轧方法中， 其特征在于， 在所述盘卷组 合工序中， 所述接合为压薄滚焊方式。
另一方面， 当使用压薄滚焊方式的接合装置时， 新产生接合部的课题。也就是说， 压薄滚焊机是采用如下方式的装置 ： 将接合的材料重合并用电极轮夹持且通电， 基于材料 的接触阻力以及内部电阻发热， 从而进行接合。由此， 接合结束后的接合部的板厚增厚为 1.2 至 1.5 倍左右。增厚了的接合部成为层差， 在从轧制机通过的情况下， 在轧辊上作用有 过大的力。而且， 具有层差作为印痕转印到作业轧辊上的情况。也就是说产生有与第五课 题同样的课题。
解决上述新产生的与第五课题相同的课题的本发明的第十技术方案的可逆式冷
轧方法， 在第一技术方案～第九技术方案的任一项的可逆式冷轧方法中， 其特征在于， 在基 于所述压薄滚焊方式进行的接合后， 紧接着进行交叉型锻处理。
本发明技术方案十一的可逆式冷轧方法， 在第一技术方案～第十技术方案的任一 项的可逆式冷轧方法中， 其特征在于， 切割装置是在所述截断工序中将盘卷截断的装置， 在 所述截断工序中， 将截断盘卷的位置设在接合部刚刚通过所述切割装置之后。
本发明技术方案十二的可逆式冷轧方法， 在第十一技术方案的可逆式冷轧方法 中， 其特征在于， 在所述截断工序中， 将截断盘卷的位置设在， 接合部将要通过所述切割装 置之前， 和接合部刚刚通过所述切割装置之后。 本发明技术方案十三的可逆式冷轧方法， 在 第一技术方案～第十二技术方案的任一项的可逆式冷轧方法中， 其特征在于， 所述接合装 置 (5) 是对带料进行焊接接合的装置， 具有带料加热装置， 在所述盘卷组合工序中， 所述带 料加热装置将带料加热为 100℃以上且 400℃以下。
本发明技术方案十四的可逆式冷轧方法， 在第一技术方案～第十三技术方案的任 一项的可逆式冷轧方法中， 其特征在于， 将所述冷轧机设为双机座。
本发明技术方案十五的可逆式冷轧方法， 在第一技术方案～第十四技术方案的任 一项的可逆式冷轧方法中， 其特征在于， 在所述可逆轧制工序的最终道次开始前， 在带料被 穿过冷轧机的状态下， 将作业轧辊替换为毛面赋予用作业轧辊， 来进行最终道次的轧制。 解决上述第一课题～第三课题的技术方案十六的可逆式冷轧设备， 该设备使用以 下装置来改变轧制方向从而进行多个道次的冷轧， 并形成多个搬出盘卷 ： 从多个搬入盘卷 中将带料依次卷出的开卷装置 ； 通过对该带料进行焊接接合而形成组合盘卷、 且对该组合 盘卷的带料进行卷绕、 卷出的盘卷组合用卷绕开卷装置 ； 配置在所述开卷装置与所述盘卷 组合用卷绕开卷装置之间的接合装置 ； 至少一台的可逆式冷轧机 ； 分别配置在该冷轧机的 第一道次的入侧以及出侧的第一卷绕开卷装置以及第二卷绕开卷装置 ； 将组合盘卷的带料 截断的切割装置 ； 和对开卷装置、 盘卷组合用卷绕开卷装置、 接合装置、 冷轧机、 第一卷绕开 卷装置、 第二卷绕开卷装置和切割装置进行控制的控制装置， 其特征在于， 将所述组合盘卷 的盘卷外径设为 φ3000 以下， 所述控制装置具有速度控制功能， 将在组合盘卷截断中的所 述冷轧机的轧制速度控制在超过 0mpm 而在 50mpm 以下。
解决上述第一课题～第三课题的技术方案十七的可逆式冷轧设备， 在技术方案 十六的可逆式冷轧设备中， 其特征在于， 所述切割装置具有在轧制方向上摆动的摆动机构。
解决上述第二课题的技术方案十八的可逆式冷轧设备， 在技术方案十六或十七的 可逆式冷轧设备中， 其特征在于， 所述控制装置具有张力控制功能， 在盘卷组合时以及可逆 轧制中， 将盘卷外径为大径时的带料的张力与小径时的带料的张力相比较设定得低。
解决随附上述第一以及第三课题而新产生的课题的技术方案十九的可逆式冷轧 设备， 在技术方案十六～十八的任一项的可逆式冷轧设备中， 其特征在于， 所述控制装置具 有板厚控制功能， 在基于所述切割装置进行的盘卷截断中， 对所述冷轧机的入侧轧制速度 以及入侧板厚和出侧轧制速度进行测定， 并基于这些测定值来运算所述冷轧机的作业轧辊 正下的板厚， 并通过所述冷轧机所具有的液压压下装置进行板厚控制， 使得成为所希望的 板厚。
解决随附上述第一以及第三课题而新产生的课题的技术方案二十的可逆式冷轧 设备， 在技术方案十六～十九的任一项的可逆式冷轧设备中， 其特征在于， 所述控制装置具
有形状控制功能， 在基于所述切割装置进行的盘卷截断中， 基于所述冷轧机的轧制载荷的 变动而导致的轧辊弯曲的运算结果， 而通过轧辊弯曲控制或者冷却剂控制或者这两种控 制， 来对带料形状进行控制。
解决上述第四课题的技术方案二十一的可逆式冷轧设备， 在技术方案十六～二十 的任一项的可逆式冷轧设备中， 其特征在于， 所述盘卷组合用卷绕开卷装置具有盘卷定心 装置， 所述控制装置具有控制盘卷组合用卷绕开卷装置的盘卷定心功能， 使得在对组合盘 卷进行卷绕时， 使所述盘卷定心机构动作， 且在将组合盘卷卷出时， 使所述盘卷定心机构动 作。
解决上述第一以及第五课题的技术方案二十二的可逆式冷轧设备， 在技术方案 十六～二十一的任一项的可逆式冷轧设备中， 其特征在于， 将所述接合装置设为压薄滚焊 机。
解决上述第五课题的技术方案二十三的可逆式冷轧设备， 在技术方案二十二的可 逆式冷轧设备中， 其特征在于， 所述接合装置的压薄滚焊机具有型锻辊， 该型锻辊具有相对 于接合线直角方向的水平面， 使型锻辊轴芯倾斜的机构。
技术方案二十四的可逆式冷轧设备在技术方案十六～二十三的任一项的可逆式 冷轧设备中， 其特征在于， 将所述冷轧机设为双机座。
发明的效果
根据本发明能够得到以下的效果。
在第一以及第十六技术方案中， 通过在盘卷组合工序中形成组合盘卷， 并在可逆 轧制工序中对组合盘卷进行规定次数的可逆轧制， 从而与专利文献 1 记载的现有技术相 比， 使轧制的材料长度变长， 因此能够使以正常轧制速度进行轧制的时间变长， 从而使生产 效率提高。 另外， 未轧制部只产生在组合而成的盘卷的最内周部和最外周部， 因此能够使非 标准件率大幅地降低。而且， 使非正常轧制速度的部分变少， 而使板厚精度提高。即， 能够 维持与专利文献 2 记载的现有技术同等的高效率、 高成品率。
通过将组合盘卷的盘卷外径设为 φ3000 以下， 来对作用在组合盘卷上的绕紧力 进行限制， 从而能够抑制基于组合盘卷外径超长化而导致的卷绕开卷装置的大型化。其结 果为， 虽然第二现有技术的卷绕开卷装置需要适用整体型卷轴， 但是本发明的卷绕开卷装 置能够适用伸缩型卷轴。适用伸缩型卷轴的卷绕开卷装置能够进行卷绕、 卷出和搬出的作 业。
由此， 在专利文献 2 记载的现有技术中为必须的整体型卷轴的卷绕开卷装置以及 搬出用的卷绕装置变得不需要。由此能够使设备结构简化， 该结果为， 能够抑制初始费用。
在截断工序中， 通过使轧制机的轧制速度超过 0mpm 且在 50mpm 以下， 从而能够通 过一台卷绕开卷装置进行以下作业 ： 在盘卷截断后将盘卷抽出且搬出， 然后继续地对接下 来的盘卷进行卷绕的作业。
通过适当地将截断工序中的轧制机的轧制速度设为超过 0mpm 且在 20mpm 以下， 进 一步适当地设为超过 0mpm 且在 10mpm 以下， 进一步适当地设为超过 0mpm 且在 5mpm 以下， 进一步适当地设为超过 0mpm 且在 2mpm 以下， 由此能够缩短切割装置与卷绕开卷装置之间 的距离， 从而能够缩短设备长度。其结果为， 能够抑制初始投资费用。
而且， 通过使轧制继续进行而能够防止在带料上产生作业轧辊的停止印痕。在第十七技术方案中， 切割装置具有在轧制方向上摆动的摆动机构。在截断工序 中， 通过使轧制机的轧制速度设为超过 0mpm 且在 50mpm 以下， 从而能够适用具有比较低廉 的摆动机构的切割装置， 而能够抑制初始费用。
在第二以及第十八技术方案中， 通过进行张力控制来限制作用在盘卷上的绕紧 力， 从而能够抑制基于盘卷外径超长化而导致的卷绕开卷装置的大型化。
在第三技术方案中， 若在可逆轧制工序的第一道次结束时， 将从组合盘卷卷出的 带料的末端折曲部切割的话， 能够低廉地对现有设备 ( 专利文献 1 记载的现有技术 ) 的可 逆轧制线进行改良。
另一方面， 在使截断工序中的轧制速度超过 0mpm 且在 50mpm 以下的情况下， 新产 生有板厚控制精度降低的课题。也就是说， 用于板厚控制的板厚计以从轧制机的作业轧辊 离开距离的方式设置， 在使轧制速度降低的情况下， 在通过该板厚计的计测值进行板厚的 反馈控制时， 由于时间延迟而导致板厚控制精度降低。
为了解决上述的新产生的课题， 在第四以及第十九技术方案中， 因为在所述截断 工序中， 对冷轧机的入侧轧制速度以及入侧板厚和出侧轧制速度进行测定， 并基于这些测 定值来运算冷轧机的作业轧辊正下的板厚， 并通过冷轧机所具有的液压压下装置进行板厚 控制， 使得成为所希望的板厚， 所以能够维持板厚精度。 同样地， 当使截断工序中的轧制速度降低为超过 0mpm 且在 50mpm 以下的情况下， 新产生出形状控制精度降低的课题。也就是说， 对带料的形状进行测定的形状检测器也与 板厚计同样地， 配置在从轧制机的作业轧辊离开的位置上， 因此当使轧制速度降低的情况 下， 从基于形状检测器进行的形状的识别到基于执行机构进行的形状的修正为止需要时 间， 从而导致形状控制精度降低。另外， 通常当使轧制速度降低时， 作业轧辊与带料间的摩 擦系数会上升， 作为结果导致轧制载荷上升， 作业轧辊的弯曲变化， 并且形状紊乱。
为了解决上述的新产生的课题， 在第五以及第二十技术方案中， 基于在最终道次 截断盘卷时因轧制机的轧制载荷的变动而导致的轧辊弯曲的运算结果， 且通过轧辊弯曲控 制或者冷却剂控制或者这两种控制， 来对带料形状进行控制， 由此， 对检查延迟进行弥补， 而能够维持带料的形状。
另外， 在对组合盘卷进行轧制时， 在现有的板厚控制中还存在精度不足的情况。
为了解决上述的新产生的课题， 在第六技术方案中， 通过进行前馈板厚控制， 在可 逆轧制工序之前对压下控制量进行预测并调整， 从而能够维持板厚控制精度。
在第七以及第二十一技术方案中， 基于在盘卷组合工序中， 盘卷组合用卷绕开卷 装置在对组合盘卷进行卷绕时使盘卷定心机构动作， 而能够防止组合盘卷以伸缩状态形 成。
基于在可逆轧制工序的第一道次中， 盘卷组合用卷绕开卷装置在将组合盘卷卷出 时使盘卷定心机构动作， 从而即使假设在组合盘卷以伸缩状态形成的情况下， 也能够进行 控制使得冷轧机与带料中心一致并继续进行轧制。
这样， 通过在盘卷组合用卷绕开卷装置中适用盘卷定心机构 23， 而能够解决盘卷 端面不齐， 组合盘卷的伸缩状态的课题。
在第八技术方案中， 提前通过对向开卷装置搬入的盘卷的顺序进行事先调整， 以 使先行盘卷与后行盘卷的板厚差的绝对值为 1mm 以下， 更优选的是为 0.5mm 以下， 从而能够
抑制因位于组合盘卷的内层部上的接合部的层差而导致瑕疵转印到相邻的盘卷层上的情 况。
在第九以及第二十二技术方案中， 通过使用低廉的压薄滚焊方式的接合装置来进 行接合， 从而能够在年生产量约为 30 万吨～ 60 万吨的中小规模的生产设备中， 消除费用对 效果的课题。
另一方面， 当使用压薄滚焊方式的接合装置时， 新产生有接合部的课题。也就是 说， 压薄滚焊机是采用如下方式的装置 ： 将接合的材料重合并用电极轮夹持且通电， 基于材 料的接触阻力以及内部电阻发热， 从而进行接合。 由此， 接合结束后的接合部的板厚增厚为 1.2 至 1.5 倍左右。增厚了的接合部成为层差， 在从轧制机通过的情况下， 在轧辊上作用有 过大的力。而且， 存在层差作为印痕转印到作业轧辊上的情况。
在第十以及第二十三技术方案中， 在压薄滚焊接合后使型锻辊倾斜， 并进行对增 厚了的接合部进行轧制的交叉型锻处理， 由此， 能够使层差平滑化。
但是， 虽然如上述那样地解决了接合部的课题， 但是成品盘卷还存在谋求更高精 度的情况。
在第十一技术方案中， 通过将在最终道次的盘卷截断设在接合部刚刚通过切割装 置之后进行， 而能够将接合部配置在截断了的盘卷的外表面， 从而能够容易地进行盘卷抽 出后的接合部的处理。 在第十二技术方案中， 通过将在最终道次的盘卷截断设在接合部将要通过切割装 置之前和接合部刚刚通过切割装置之后进行， 从而能够不使接合部卷绕到成品盘卷上， 而 变得不需要接合部的后处理。
在第十三技术方案中， 带料加热装置将带料加热到 100 ℃以上且 400 ℃以下， 由 此， 能够稳定地对高品质的电磁钢板和镁板进行轧制。
但是， 在使用单机座的冷轧机进行轧制的情况下， 相对于盘卷组合工序所需要的 时间， 可逆轧制工序所需要的时间绝对性地长， 存在生产节拍不良的课题。
在第十四以及第二十四技术方案中， 通过使用双机座的冷轧机进行轧制， 而能够 减少直至得到所希望的板厚为止的轧制道次次数， 从而能够缩短可逆轧制工序所需要的时 间， 改善盘卷组合工序与可逆轧制工序的生产节拍平衡， 并提高生产效率。
在第十五技术方案中， 在最终道次的轧制开始前， 在带料被穿过冷轧机的状态下， 将作业轧辊替换为毛面赋予用作业轧辊， 来进行最终道次的轧制。 由此， 能够使在冷轧工序 的下工序进行的深拉成型时的延展性、 或者喷涂的紧贴性 / 鲜明性提高。
如以上那样地， 能够提供一种在年生产量为从 30 万吨到 60 万吨左右的中小规模 的生产设备中， 能够维持高效率和高成品率， 且投资费用对效果优良的冷轧材料制造设备 以及冷轧方法。
附图说明
图 1 是本发明的第一实施方式的冷轧材料设备的概要图。
图 2 是表示控制装置进行的处理顺序 ( 盘卷组合工序 ) 的控制流程图。
图 3 是表示控制装置进行的处理顺序 ( 可逆轧制工序第一～第三道次 ) 的控制流 程图。图 4 是表示控制装置进行的处理顺序 ( 可逆轧制工序第四道次 / 截断工序 ) 的控 制流程图。
图 5 是各装置的时间表 ( 盘卷组合工序 )。
图 6 是各装置的时间表 ( 可逆轧制工序第一～第三道次 )。
图 7 是各装置的时间表 ( 可逆轧制工序第四道次 / 截断工序 )。
图 8 是用于比较的第一现有技术的冷轧材料设备的概要图。
图 9 是用于比较的第二现有技术的冷轧材料设备的概要图。
图 10 是表示组合盘卷卷绕时的张力控制的图。
图 11 是适用于开卷装置的盘卷定心机构的概要立体图。
图 12 是压薄滚焊方式的概念图。
图 13 是压薄滚焊方式的接合装置的概要图。
图 14 是设在接合装置上的倾斜机构的概要图。
图 15 是表示接合部的金属塑性流动的图。
图 16 是表示使加压辊倾斜的角度的第一设定方法的图。
图 17 是表示使加压辊倾斜的角度的第二设定方法的图。
图 18 是本发明的第二实施方式的冷轧材料设备的概要图。 图 19 是本发明的第三实施方式的冷轧材料设备的概要图。 图 20 是本发明的第四实施方式的冷轧材料设备的概要图。具体实施方式
～第一实施方式～
下面， 参照附图说明本发明的第一实施方式。 作为本实施方式中的冷轧材料， 以冷 轧钢板为例进行说明。
< 主要的结构 >
图 1 是本发明的第一实施方式的冷轧材料设备的概要图。
在图 1 中， 本实施方式的冷轧材料设备作为主要的结构具有 ： 可逆式的冷轧机 1 ； 将搬入盘卷 101 的带料卷出的开卷装置 2 ； 配置在冷轧机 1 的第一道次的入侧的卷绕开卷 装置 3( 第一卷绕开卷装置 ) ； 配置在冷轧机 1 的第一道次的出侧的卷绕开卷装置 4( 第二 卷绕开卷装置 ) ； 配置在开卷装置 2 的下游， 且由多个搬入盘卷 101 形成组合盘卷 102 的接 合装置 5 ； 卷绕并卷出组合盘卷 102 的盘卷组合用卷绕开卷装置 6 ； 在最终道次中将组合盘 卷 102 的带料截断并形成搬出盘卷 103 的切割装置 7 ； 和对冷轧机 1、 开卷装置 2、 卷绕开卷 装置 3、 4、 接合装置 5、 卷绕开卷装置 6( 盘卷组合用 ) 以及切割装置 7 进行控制的控制装置 20。
可逆式的冷轧机 1 例如是六辊 UC 轧制机， 其具有 ： 直接接触在轧制材料上来进行 轧制的上下的作业轧辊 11、 11 ； 在垂直方向上支承这些作业轧辊的上下的中间轧辊 12、 12 ； 和在垂直方向上支承这些中间轧辊 12、 12 的上下的加强轧辊 13、 13。
在下侧加强轧辊 13 的下部设有液压压下装置 14， 基于指令， 液压压下装置 14 通过 使下侧加强轧辊 13 的轴承上下运动而压下带料， 而使其成为规定的压下量， 在上侧加强轧 辊 13 的上部设有载荷计 15， 与通过载荷计 15 检测出的载荷变化对应地， 对轧辊的压下量进行调整。该一系列的动作称为压下控制。
此外， 在冷轧机 1 的第一道次的入侧设有板厚计 16a、 板速计 17a 和形状计 18a， 在 冷轧机 1 的第一道次的出侧设有板厚计 16b、 板速计 17b 和形状计 18b， 这些设备使用在板 厚控制和形状控制中， 并基于这些控制的结果进行压下控制。
开卷装置 2 具有具备扩缩功能的伸缩型卷轴， 用于对搬入盘卷 101 进行设置并将 带料卷出。另外， 开卷装置 2 具有盘卷定心机构 22( 后述 )。
卷绕开卷装置 3 和卷绕开卷装置 4 通过在卷绕开卷装置 3 和卷绕开卷装置 4 之间 重复进行轧制材料的卷绕和卷出， 而改变轧制方向来进行多个道次的冷轧。 另外， 卷绕开卷 装置 3 和卷绕开卷装置 4 都具有具备扩缩功能的伸缩型卷轴， 用于将通过截断而形成的搬 出盘卷 103 搬出。
接合装置 5 将已经卷出的第一搬入盘卷 101a 的带料末端与从开卷装置 2 接下来 卷出的第二搬入盘卷 101b 的带料前端接合， 接下来同样地， 将第二搬入盘卷 101b 的带料末 端与第三搬入盘卷 101c 的带料前端接合， 从而形成组合盘卷 (build up coil)102。
卷绕开卷装置 6( 盘卷组合用 ) 将通过接合装置 5 接合了的组合盘卷 102 的带料 依次卷绕， 在第一道次中将组合盘卷 102 的带料卷出。卷绕开卷装置 6 具有不具备扩缩功 能的整体型卷轴。此外， 卷绕开卷装置 6 并不需要必须具有整体型卷轴， 也可以具有伸缩型 卷轴。另外， 卷绕开卷装置 6 具有盘卷定心机构 23( 后述 )。
切割装置 7 由切割装置 7a 和切割装置 7b 构成。切割装置 7a 配置在冷轧机 1 与 卷绕开卷装置 3 之间， 在最终道次通过卷绕开卷装置 3 完成卷绕的道次中， 将组合盘卷 102 的带料截断。 另外， 切割装置 7b 配置在冷轧机 1 与卷绕开卷装置 4 之间， 在通过卷绕开卷装 置 4 完成卷绕的道次中， 将组合盘卷 102 的带料截断。切割装置 7a、 7b 具有摆动机构 ( 未 图示 )。
< 主要的控制 >
图 2 ～ 4 是表示控制装置 20 进行的处理顺序的控制流程图。 虚线表示各装置 1 ～ 7 之间的关系。对于由三个搬入盘卷 101 形成组合盘卷 102， 并在进行四个道次轧制后， 形 成三个搬出盘卷 103 的情况下的控制进行说明。图 5 ～ 7 是与控制流程对应的各装置 1 ～ 7 的时间表， 在与控制流程的处理步骤相当的位置上标注相同的步骤编号。
利用图 2 说明盘卷组合工序中的主控制。
控制装置 20 如下述这样地控制卷绕装置 2。 开卷装置 2 当将第一搬入盘卷 101a 搬 入并安装时， 将第一搬入盘卷 101a 的带料以穿带速度左右的速度 ( 以下， 简称为穿带速度 ) 卷出 (S0201)， 当第一搬入盘卷 101a 的带料夹持在卷绕开卷装置 6 上时， 开卷装置 2 以正常 速度将第一搬入盘卷 101a 的带料卷出 (S0202)。 在此， 正常速度是指， 能够将开卷装置的能 力最大限地发挥的最高速度 ( 以下， 卷绕开卷装置 3、 4、 6 中的正常速度也是同样的 )。 开卷 装置 2 当将第一搬入盘卷 101a 的带料末端卷出后停止 (S0203)， 当将第二搬入盘卷 101b 搬 入并安装后， 将第二搬入盘卷 101b 的带料以穿带速度卷出到接合装置 5 上， 当第二搬入盘 卷 101b 的带料前端送出至接合装置 5 的接合位置后， 开卷装置 2 停止卷出 (S0204)。当第 一搬入盘卷 101a 与第二搬入盘卷 101b 被接合后， 开卷装置 2 以正常速度将剩余的第二搬 入盘卷 101b 的带料卷出 (S0205)。开卷装置 2 在将第二搬入盘卷 101b 的带料末端卷出后 停止 (S0206)， 当将第三搬入盘卷 101c 搬入并安装后， 将第三搬入盘卷 101c 的带料以穿带速度卷出到接合装置 5 上， 当第三搬入盘卷 101c 的带料前端送出到接合装置 5 的接合位置 后， 开卷装置 2 停止卷出 (S0207)。当第二搬入盘卷 101b 与第三搬入盘卷 101c 被接合后， 接着， 开卷装置 2 以正常速度将剩余的第三搬入盘卷 101c 的带料卷出 (S0208)。当第三搬 入盘卷 101c 的带料末端从开卷装置 2 卷出后， 开卷装置 2 停止 (S0209)。
控制装置 20 如下述这样地控制接合装置 5。当第一搬入盘卷 101a 的带料末端到 达接合位置并停止， 且第二搬入盘卷 101b 的带料前端送出到接合位置后， 接合装置 5 将第 一搬入盘卷 101a 与第二搬入盘卷 101b 接合 (S0501)。然后， 当第二搬入盘卷 101b 的带料 末端到达接合位置并停止， 且第三搬入盘卷 101c 的带料前端送出至接合装置 5 的接合位置 上时， 接合装置 5 将第二搬入盘卷 101b 与第三搬入盘卷 101c 接合 (S0502)。
控制装置 20 以下述这样地控制卷绕开卷装置 6( 盘卷组合用 )。当第一搬入盘卷 101a 的带料从开卷装置 2 送出， 而且被送出到卷绕开卷装置 6 时， 卷绕开卷装置 6 夹持第 一搬入盘卷 101a 的带料前端 (S0601)。当卷绕开卷装置 6 以正常速度卷绕第一搬入盘卷 101a 的带料 (S0602)， 且第一搬入盘卷 101a 的带料末端到达接合装置 5 时， 卷绕开卷装置 6 减速并停止卷绕 (S0603)。当第一搬入盘卷 101a 与第二搬入盘卷 101b 接合后， 卷绕开卷 装置 6 以正常速度卷绕剩余的第一搬入盘卷 101a 的带料， 接着， 卷绕接合了的第二搬入盘 卷 101b 的带料 (S0604)。当第二搬入盘卷 101b 的带料末端到达接合装置 5 时， 卷绕开卷装 置 6 减速并停止卷绕 (S0605)。当第二搬入盘卷 101b 与第三搬入盘卷 101c 接合后， 卷绕 开卷装置 6 以正常速度将剩余的第二搬入盘卷 101b 的带料卷绕， 接着， 卷绕接合了的第三 搬入盘卷的带料 (S0606)。卷绕开卷装置 6 当将第三搬入盘卷 101c 的带料全部卷绕后停 止 (S0607)。在该状态下， 由三个盘卷 101a、 101b、 101c 形成组合盘卷 102(S0608)。此外， 组合盘卷 102 的外径设为 φ3000 以下。
利用图 3 说明可逆轧制工序的第一道次～第三道次中的主控制。
控制装置 20 如下述这样地控制冷轧机 1。在第一道次的轧制开始前， 当组合盘卷 102 的带料前端从卷绕开卷装置 6 被送出至卷绕开卷装置 4， 且被夹持在卷绕开卷装置 4 上 时， 冷轧机 1 被压下控制 (S1101)。 当轧制准备完成后， 冷轧机 1 加速至正常轧制速度， 并以 正常轧制速度进行第一道次的轧制 (S1102)。当组合盘卷 102 的带料末端从卷绕开卷装置 6 卷出且被送出后， 冷轧机 1 减速， 并在组合盘卷 102 的带料末端将要到达冷轧机 1 的之前 时， 冷轧机 1 停止轧制 (S1103)， 并结束第一道次的轧制 (S1111)。
在第二道次的轧制开始前， 在第一道次结束时停止在冷轧机 1 的紧前的组合盘卷 102 的带料末端向与第一道次相反的方向被送出至卷绕开卷装置 3， 在带料前端被夹持在 卷绕开卷装置 3 上后， 冷轧机 1 被压下控制 (S2101)。当轧制准备完成后， 冷轧机 1 向与第 一道次相反的方向加速至正常轧制速度， 并以正常轧制速度进行第二道次的轧制 (S2102)。 当组合盘卷 102 的带料端以夹持在卷绕开卷装置 4 上的状态从卷绕开卷装置 4 卷出时， 冷 轧机 1 减速且停止 (S2103)， 并结束第二道次的轧制 (S2104)。
然后， 在第三道次的轧制开始前， 冷轧机 1 被压下控制以得到所希望的板厚 (S3101)。当轧制准备完成时， 冷轧机 1 向与第二道次相反的方向加速至正常轧制速度， 并 以正常轧制速度进行第三道次的轧制 (S3102)。当组合盘卷 102 的带料端以夹持在卷绕 开卷装置 3 上的状态从卷绕开卷装置 3 卷出时， 冷轧机 1 减速且停止 (S3103)， 并结束第 三道次的轧制 (S3104)。在此， 正常轧制速度是指， 在各道次中， 在得到所希望的板厚时，能够将冷轧机的能力最大限地发挥的最高速度。可逆冷轧设备中的正常轧制速度通常在 400mpm ～ 1400mpm 的范围。
控制装置 20 如下述这样地控制卷绕开卷装置 6( 盘卷组合用 )。当卷绕开卷装 置 6 将在盘卷组合工序中形成的组合盘卷 102 的带料以穿带速度卷出至卷绕开卷装置 4(S1601)， 且第一道次的轧制准备完成后， 与以正常轧制速度进行轧制的冷轧机 1 的轧制 速度相配合地， 卷绕开卷装置 6 将组合盘卷 102 的带料卷出 (S1602)， 在全部卷出后停止 (S1603)。
控制装置 20 如下述这样地控制卷绕开卷装置 3( 第一卷绕开卷装置 )。在第一道 次结束时停止在冷轧机 1 的紧前的组合盘卷 102 的带料末端向与第一道次相反的方向送出 至卷绕开卷装置 3 时， 卷绕开卷装置 3 将带料端夹持 (S2301)。 与以正常轧制速度进行轧制 的冷轧机 1 的轧制速度相配合地， 卷绕开卷装置 3 卷绕组合盘卷 102 的带料 (S2302)， 并与 第二道次的轧制结束配合地减速且停止 (S2303)。 然后， 与以正常轧制速度进行轧制的冷轧 机 1 的轧制速度相配合地， 卷绕开卷装置 3 将组合盘卷 102 的带料卷出 (S3301)， 并与第三 道次的轧制结束配合地减速且停止 (S3302)。
控制装置 20 以下述这样地控制卷绕开卷装置 4( 第二卷绕开卷装置 )。当组合盘 卷 102 的带料前端送出至卷绕开卷装置 4 时， 卷绕开卷装置 4 将带料端夹持 (S1401)。与 以正常轧制速度进行轧制的冷轧机 1 的轧制速度相配合地， 卷绕开卷装置 4 卷绕组合盘卷 102 的带料 (S1402)， 且与第一道次的轧制结束配合地减速并停止 (S1403)。而且， 当卷绕 开卷装置 4 将组合盘卷 102 的带料向与第一道次相反的方向以穿带速度卷出至卷绕开卷装 置 3(S2401)， 且第二道次的轧制准备完成后， 与以正常轧制速度进行轧制的冷轧机 1 的轧 制速度相配合地， 卷绕开卷装置 4 将组合盘卷 102 的带料卷出 (S2402)， 并与第二道次的轧 制结束配合地减速并停止 (S2403)。 然后， 与向与第二道次相反的方向以正常轧制速度进行 轧制的冷轧机 1 的第三道次的轧制速度相配合地， 卷绕开卷装置 4 卷绕组合盘卷 102 的带 料 (S3401)， 且与第三道次的轧制结束配合地减速并停止 (S3402)。
利用图 4 说明可逆轧制工序的第四道次 ( 最终道次 ) 和截断工序中的主控制。在 截断工序中， 组合盘卷截断为三个搬出盘卷 103a ～ 103c。 上述的盘卷组合工序以及可逆轧 制工序的第一道次～第三道次是与第二现有技术 ( 后述 ) 大致通用的工序， 另一方面， 可逆 轧制工序的第四道次 ( 最终道次 ) 与截断工序是本实施方式的特征性的工序。
控制装置 20 以下述这样地控制冷轧机 1。当第三道次的轧制结束后， 在第四道次 的轧制开始前， 冷轧机 1 被压下控制以得到所希望的板厚 (S4101)。当轧制准备完成后， 冷轧机 1 向与第三道次相反的方向加速至正常轧制速度， 并以正常轧制速度进行第四道次 ( 最终道次 ) 的轧制 (S4102)。与组合盘卷 102 的带料被切割装置 7a 截断且第一搬出盘卷 103a 从卷绕开卷装置 3 搬出的顺序相配合地， 冷轧机 1 减速并以低速 ( 例如 2mpm) 进行轧 制 (S4103)。当剩余的带料 ( 相当于第二搬入盘卷 103b) 的卷绕准备完成后， 冷轧机 1 再次 加速至正常轧制速度， 并以正常轧制速度对组合盘卷 102 的最终道次的剩余的带料进行轧 制 (S4104)， 并且与组合盘卷 102 的带料被切割装置 7a 截断且第二搬出盘卷 103b 从卷绕 开卷装置 3 搬出的顺序相配合地， 冷轧机 1 减速并以低速 ( 例如 2mpm) 进行轧制 (S4105)。 当剩余的带料 ( 相当于第三搬入盘卷 103c) 的卷绕准备完成后， 冷轧机 1 再次加速至正常 轧制速度， 并以正常轧制速度对组合盘卷 102 的最终道次的剩余的带料进行轧制 (S4106)，并且与组合盘卷 102 的带料被切割装置 7a 截断且第三搬出盘卷 103c 从卷绕开卷装置 3 搬 出的顺序相配合地， 冷轧机 1 减速并以低速 ( 例如 2mpm) 进行轧制 (S4107)。当从组合盘卷 102 的带料中用切割装置 7a 截断出第三搬出盘卷 103c 后， 冷轧机 1 停止轧制 (S4108)， 并 结束第四道次 ( 最终道次 ) 的轧制 (S4109)。
控制装置 20 以下述这样地控制卷绕开卷装置 3( 第一卷绕·开卷装置 )。与以正 常轧制速度进行轧制的冷轧机 1 的第四道次 ( 最终道次 ) 的轧制速度相配合地， 卷绕开卷 装置 3 卷绕组合盘卷 102 的带料 (S4301)， 当卷绕规定长度后， 与截断的顺序相配合且与以 低速 ( 例如 2mpm) 进行轧制的冷轧机 1 的轧制速度相配合地， 卷绕开卷装置 3 卷绕组合盘卷 102 的带料 (S4302)， 当第一搬出盘卷 103a 截断后， 卷绕开卷装置 3 以高速将剩余的带料卷 绕 (S4303)， 当卷绕完成后， 卷绕开卷装置 3 将第一搬出盘卷 103a 抽出并搬出 (S4304)。用 带式助卷机 (belt wrapper) 卷绕接下来被送出的带料的前端 ( 第二搬入盘卷 103b 前端 ) (S4305)， 并在卷绕准备完成后， 与以正常轧制速度进行轧制的冷轧机 1 的第四道次 ( 最终 道次 ) 的轧制速度相配合地， 卷绕开卷装置 3 卷绕组合盘卷 102 的带料 (S4306)， 当卷绕规 定长度后， 与截断的顺序相配合地且与以低速 ( 例如 2mpm) 进行轧制的冷轧机 1 的轧制速 度相配合地， 卷绕开卷装置 3 卷绕组合盘卷 102 的带料 (S4307)， 当第二搬出盘卷 103b 截断 后， 卷绕开卷装置 3 以高速卷绕剩余的带料 (S4308)， 当卷绕完成后， 卷绕开卷装置 3 将第二 搬出盘卷 103b 抽出并搬出 (S4309)。 用带式助卷机卷绕接下来被送出的带料的前端 ( 第三 搬入盘卷 103c 前端 )(S4310)， 当卷绕准备完成后， 与以正常轧制速度进行轧制的冷轧机 1 的第四道次 ( 最终道次 ) 的轧制速度相配合地， 卷绕开卷装置 3 将组合盘卷 102 的带料卷 绕 (S4311)， 当卷绕规定长度后， 与截断的顺序相配合地且与以低速 ( 例如 2mpm) 进行轧制 的冷轧机 1 的轧制速度相配合地， 卷绕开卷装置 3 卷绕组合盘卷 102 的带料 (S4312)， 当第 三搬出盘卷 103b 截断后， 卷绕开卷装置 3 以高速将剩余的带料卷绕 (S4313)， 当卷绕完成 后， 卷绕开卷装置 3 将第三搬出盘卷 103c 抽出并搬出 (S4314)。
此外， 在本实施方式中， 将第四道次 ( 最终道次 ) 和截断工序中的带料前端向卷绕 开卷装置 3 的卷绕， 设为用带式助卷机进行的方式， 但是， 在卷绕开卷装置 3 中不具备带式 助卷机 ( 未图示 ) 的情况下， 设为对带料前端进行夹持的方式。
控制装置 20 如下述这样地控制卷绕开卷装置 4( 第二卷绕开卷装置 )。与以正常 轧制速度进行轧制的冷轧机 1 的第四道次 ( 最终道次 ) 的轧制速度相配合地， 卷绕开卷装 置 4 将组合盘卷 102 的带料卷出 (S4401)， 当卷出规定长度后， 与截断的顺序相配合地且与 以低速 ( 例如 2mpm) 进行轧制的冷轧机 1 的轧制速度相配合地， 卷绕开卷装置 4 将组合盘 卷 102 的带料卷出 (S4402)。 然后， 再次与以正常轧制速度进行轧制的冷轧机 1 的轧制速度 相配合地， 卷绕开卷装置 4 将组合盘卷 102 的带料卷出 (S4403)， 当卷出规定长度后， 与截断 的顺序相配合地且与以低速 ( 例如 2mpm) 进行轧制的冷轧机 1 的轧制速度相配合地， 卷绕 开卷装置 4 将组合盘卷 102 的带料卷出 (S4404)。然后， 再次与以正常轧制速度进行轧制 的冷轧机 1 的轧制速度相配合地， 卷绕开卷装置 4 将组合盘卷 102 的带料卷出 (S4405)， 当 卷出规定长度后， 与截断的顺序相配合地且与以低速 ( 例如 2mpm) 进行轧制的冷轧机 1 的 轧制速度相配合地， 卷绕开卷装置 4 将组合盘卷 102 的带料卷出 (S4406)。当第三搬出盘 卷 103b 截断后， 卷绕开卷装置 4 以高速卷绕剩余的带料， 且将非标准盘卷 103d 抽出并搬出 (S4407)。控制装置 20 以下述这样地控制切割装置 7a。控制装置 20 通过卷绕开卷装置 3、 4 的各自的盘卷外径以及卷轴转速来运算各切割位置， 切割装置 7a 在切割位置上从组合盘 卷 102 的带料中截断第一搬出盘卷 103a(S4701)， 在下一个切割位置上从剩余的带料中截 断第二搬出盘卷 103b(S4702)， 然后， 在下一个切割位置上从剩余的带料中截断第三搬出盘 卷 103c(S4703)。
在本实施方式中， 控制装置 20 基于盘卷外径以及卷轴转速来运算切割位置， 但是 还具有以下方法， 在切割位置上进行孔加工等并使未图示的切割位置检测装置对切割位置 进行检测的方法。 另外还具有使用板速计等的距离测定功能来通过距离的运算而把握切割 位置的方法等。
< 主要的动作 >
说明本实施方式的冷轧材料设备的动作。并对由三个搬入盘卷 101 形成组合盘卷 102、 且进行四道次轧制、 并形成三个搬入盘卷 103 的情况下的动作进行说明。
( 盘卷组合工序 )
当第一搬入盘卷 101a 搬入并安装到开卷装置 2 上时， 第一搬入盘卷 101a 的带料 以穿带速度左右的速度 ( 以下， 简称为穿带速度 ) 卷出， 并夹持在卷绕开卷装置 6 上， 而且 卷绕几圈的量， 当卷绕准备完成时， 第一搬入盘卷 101a 的带料以正常速度从开卷装置 2 卷 出且卷绕到卷绕开卷装置 6 上 (S0201 → S0601 → S0202 → S0602)。在此， 正常速度是指， 能够将开卷装置 2 和卷绕开卷装置 6 的能力最大限度地发挥的最高速度 ( 以下， 卷绕开卷 装置 3、 4 中的正常速度也是同样的 )。
第一搬入盘卷 101a 的带料从开卷装置 2 卷出， 并当第一搬入盘卷 101a 的带料末 端到达接合装置 5 的接合位置而停止时， 开卷装置 2、 卷绕开卷装置 6 停止， 并且第二搬入 盘卷 101b 搬入并安装到开卷装置 2 上， 第二搬入盘卷 101b 的带料以穿带速度从开卷装置 2 卷出， 且带料前端送出至接合装置 5 的接合位置 (S0203 → S0603 → S0204)。
在开卷装置 2、 卷绕开卷装置 6 停止的状态下， 通过接合装置 5 使第一搬入盘卷 101a 的带料末端和第二搬入盘卷 101b 的带料前端接合 (S0501)。
当第一搬入盘卷 101a 与第二搬入盘卷 101b 接合后， 第一搬入盘卷 101a 的剩余的 带料卷绕到卷绕开卷装置 6 上， 接着， 接合了的第二搬入盘卷 101b 的带料以正常速度从开 卷装置 2 卷出， 并卷绕到卷绕开卷装置 6 上 (S0205 → S0604)。
第二搬入盘卷 101b 的带料从开卷装置 2 卷出， 并当第二搬入盘卷 101b 的带料末 端到达接合装置 5 的接合位置而停止时， 开卷装置 2、 卷绕开卷装置 6 停止， 并且第三搬入 盘卷 101c 搬入并安装到开卷装置 2 上， 第三搬入盘卷 101c 的带料以穿带速度从开卷装置 2 搬出， 且带料前端送出至接合装置 5 的接合位置 (S0206 → S0605 → S0207)。
在开卷装置 2、 卷绕开卷装置 6 停止的状态下， 通过接合装置 5 使第二搬入盘卷 101b 的带料末端和第三搬入盘卷 101c 的带料前端接合 (S0502)。
当第二搬入盘卷 101b 与第三搬入盘卷 101cb 接合后， 第二搬入盘卷 101b 的剩余 的带料卷绕到卷绕开卷装置 6 上， 接着， 接合了的第三搬入盘卷 101b 的带料以正常速度从 开卷装置 2 卷出， 并卷绕到卷绕开卷装置 4 上 (S0208 → S0606)。
当第三搬入盘卷 101c 的带料全部卷出时， 开卷装置 2 停止， 当第三搬入盘卷 101c 的带料全部卷绕时， 卷绕开卷装置 4 停止 (S0209 → S0607)。由此， 在卷绕开卷装置 6 中形成有组合盘卷 102(S0608)。 此外， 组合盘卷 102 的外 径设为 φ3000 以下。
( 可逆轧制工序第一～第三道次 )
当盘卷组合工序结束后， 开始可逆轧制工序的第一道次。
组 合 盘 卷 102 的 带 料 以 穿 带 速 度 从 卷 绕 开 卷 装 置 6 卷 出， 并且带料前 端 夹 持 在 卷 绕 开 卷 装 置 4 上， 而 且 被 卷 绕 几 圈 的 量。 然 后， 冷轧机 1 被压下控制 (S1601 → S1401 → S1101)。
第一道次轧制准备完成， 当控制装置 20 对冷轧机 1 的轧制速度进行指令后， 冷轧 机 1 被反馈控制以使速度成为指令轧制速度。另外， 卷绕开卷装置 6 被张力反馈控制， 以使 卷绕开卷装置 6 与冷轧机 1 之间的带料张力成为规定值。而且， 卷绕开卷装置 4 也被张力 反馈控制， 以使卷绕开卷装置 4 与冷轧机 1 之间的带料张力成为规定值。
组合盘卷 102 的带料被冷轧机 1 以正常轧制速度轧制， 并与冷轧机 1 的轧制速度 相配合地， 从卷绕开卷装置 6 卷出且卷绕到卷绕开卷装置 4 上 (S1602 → S1102 → S1402)。 当组合盘卷 102 的带料卷出规定长度后， 冷轧机 1 停止并结束第一道次， 与冷轧机 1 的停止 相配合地， 卷绕开卷装置 4、 卷绕开卷装置 6 停止 (S1103 → S1603 → S1403 → S1104)。
当第一道次结束后， 将轧制方向切换为相反方向， 开始第二道次。
组合盘卷 102 的带料以穿带速度从卷绕开卷装置 4 卷出， 并且带料末端 ( 第二道 次方向带料前端 ) 夹持在卷绕开卷装置 3 上， 而且被卷绕几圈的量。然后， 冷轧机 1 被压下 控制 (S2401 → S2301 → S2101)。
当第二道次轧制准备完成后， 组合盘卷 102 的带料被冷轧机 1 以正常轧制速度 轧制， 并与冷轧机 1 的轧制速度相配合地从卷绕开卷装置 4 卷出且卷绕到卷绕开卷装置 3 上 (S2402 → S2102 → S2302)。当组合盘卷 102 的带料卷出规定长度后， 冷轧机 1 停 止并结束第二道次， 与冷轧机 1 的停止相配合地， 卷绕开卷装置 3、 卷绕开卷装置 4 停止 (S2103 → S2403 → S2303 → S2104)。
当第二道次结束后， 将轧制方向切换为相反方向， 开始第三道次。
在 组 合 盘 卷 102 的 带 料 夹 持 在 卷 绕 开 卷 装 置 4 与 卷 绕 开 卷 装 置 3 上 的 状 态 下， 冷 轧 机 1 被 压 下 控 制， 组 合 盘 卷 102 的 带 料 被 冷 轧 机 1 以 正 常 轧 制 速 度 轧 制， 并 与冷轧机 1 的轧制速度相配合地从卷绕开卷装置 3 卷出且卷绕到卷绕开卷装置 4 上 (S3101 → S3102 → S3301 → S3401)。当组合盘卷 102 的带料卷出规定长度后， 冷轧机 1 停止并结束第三道次， 与冷轧机 1 的停止相配合地， 卷绕开卷装置 3、 卷绕开卷装置 4 停止 (S3103 → S3302 → S3402 → S3104)。
( 可逆轧制工序第四道次和截断工序 )
当第三道次结束后， 将轧制方向切换为相反方向， 开始第四道次。 上述的组合盘卷 工序以及可逆轧制工序的第一～第三道次的动作， 与第二现有技术 ( 后述 ) 的动作大致通 用， 另一方面， 可逆轧制工序的第四道次 ( 最终道次 ) 和截断工序的动作是本实施方式的特 征性的动作。
在 组 合 盘 卷 102 的 带 料 夹 持 在 卷 绕 开 卷 装 置 4 与 卷 绕 开 卷 装 置 3 上 的 状 态 下， 冷轧机 1 被压下控制， 组合盘卷 102 的带料被冷轧机 1 以正常轧制速度轧制， 并与 冷 轧 机 1 的 轧 制 速 度 相 配 合 地， 从卷绕开卷装置 4 卷出且卷绕到卷绕开卷装置 3 上(S4101 → S4102 → S4301 → S4401)。
当与第一搬出盘卷 103a 相当的带料将要卷绕到卷绕开卷装置 3 上之前， 冷轧 机 1 减速至规定的低速， 组合盘卷 102 的带料被冷轧机 1 以低速 ( 例如 2mpm) 轧制， 并 与冷轧机 1 的轧制速度相配合地， 从卷绕开卷装置 4 卷出且卷绕到卷绕开卷装置 3 上 (S4103 → S4302 → S4402)。
在带料以低速卷绕到卷绕开卷装置 3 上的状态下， 在带料切割位置上组合盘卷 102 的带料被切割装置 7a 截断， 截断了的第一搬出盘卷 103a 的剩余的带料以高速卷绕到卷 绕开卷装置 3 上。当带料卷绕后， 卷绕开卷装置 3 停止， 第一搬出盘卷 103a 从卷绕开卷装 置 3 抽出并搬出 (S4701 → S4303 → S4304)。此外， 在上述的卷绕开卷装置 3 中适用有伸缩 型卷轴。
在第一搬出盘卷 103a 搬出的过程中， 截断了的组合盘卷 102 的剩余的带料也被冷 轧机 1 以低速轧制， 并与冷轧机 1 的轧制速度相配合地， 从卷绕开卷装置 4 卷出。送出的带 料 ( 相当于第二搬入盘卷 103b) 前端通过卷绕开卷装置 3 的带式助卷机被卷绕 (S4305)。
当卷绕开卷装置 3 的卷绕准备完成后， 组合盘卷 102 的剩余的带料被冷轧机 1 以 正常轧制速度轧制， 并与冷轧机 1 的轧制速度相配合地， 从卷绕开卷装置 4 卷出且卷绕到卷 绕开卷装置 3 上 (S4104 → S4403 → S4306)。
当与第二搬出盘卷 103b 相当的带料将要卷绕到卷绕开卷装置 3 上之前， 冷轧机 1 减速至规定的低速， 组合盘卷 102 的带料被冷轧机 1 以低速轧制， 并与冷轧机 1 的轧制速度 相配合地， 从卷绕开卷装置 4 卷出且卷绕到卷绕开卷装置 3 上 (S4105 → S4404 → S4307)。
在带料以低速卷绕到卷绕开卷装置 3 上的状态下， 在带料切割位置上组合盘卷 102 的带料被切割装置 7a 截断， 截断了的第二搬出盘卷 103b 的剩余的带料以高速卷绕到卷 绕开卷装置 3 上。当带料卷绕后， 卷绕开卷装置 3 停止， 第二搬出盘卷 103b 从卷绕开卷装 置 3 抽出并搬出 (S4702 → S4308 → S4309)。
在第二搬出盘卷 103b 搬出的过程中， 截断了的组合盘卷 102 的剩余的带料也被冷 轧机 1 以低速轧制， 并与冷轧机 1 的轧制速度相配合地， 从卷绕开卷装置 4 卷出。送出的带 料 ( 相当于第三搬入盘卷 103c) 前端通过卷绕开卷装置 3 的带式助卷机被卷绕 (S4310)。
当卷绕开卷装置 3 的卷绕准备完成后， 组合盘卷 102 的剩余的带料被冷轧机 1 以 正常轧制速度轧制， 并与冷轧机 1 的轧制速度相配合地， 从卷绕开卷装置 4 卷出且卷绕到卷 绕开卷装置 3 上 (S4106 → S4405 → S4311)。
当与第三搬出盘卷 103c 相当的带料将要卷绕到卷绕开卷装置 3 上之前， 冷轧机 1 减速至规定的低速， 组合盘卷 102 的带料被冷轧机 1 以低速轧制， 并与冷轧机 1 的轧制速度 相配合地， 从卷绕开卷装置 4 卷出且卷绕到卷绕开卷装置 3 上 (S4107 → S4406 → S4312)。
在带料以低速卷绕到卷绕开卷装置 3 上的状态下， 在带料切割位置上组合盘卷 102 的带料被切割装置 7a 截断， 截断了的第三搬出盘卷 103c 的剩余的带料以高速卷绕到卷 绕开卷装置 3 上。当带料卷绕后， 卷绕开卷装置 3 停止， 第三搬出盘卷 103c 从卷绕开卷装 置 3 抽出并搬出 (S4703 → S4313 → S4314)。
当第三搬出盘卷 103c 截断后， 冷轧机 1 停止轧制并结束第四道次， 截断了的组合 盘卷 102 的剩余的带料卷绕到卷绕开卷装置 4 上， 被卷绕的非标准盘卷 103d 从卷绕开卷装 置 4 抽出并搬出 (S4108 → S4109 → S4407)。此外， 在上述的卷绕开卷装置 4 中适用有伸缩型卷轴。 由此， 搬出盘卷 103a ～ c 从卷绕开卷装置 3 搬出， 非标准盘卷 103d 从卷绕开卷装 置 4 搬出。此外， 在最终道次为奇数的情况下， 组合盘卷 102 的带料被切割装置 7b 截断， 搬 出盘卷 103a ～ c 从卷绕开卷装置 4 抽出并搬出， 非标准盘卷 103d 从卷绕开卷装置 3 搬出。
此外， 为了便于说明， 在第一～第四道次中以不区别正常轧制速度的方式进行了 记载， 但是， 如图 5 ～ 7 记载的时间表那样地， 随着重复轧制而使带料板厚变薄， 因此正常轧 制速度会增快。
另外， 在本实施方式中， 使第四道次 ( 最终道次 ) 与截断工序中的带料前端向卷绕 开卷装置 3 的卷绕通过带式助卷机方式进行， 但是， 在卷绕开卷装置 3 中不具备带式助卷机 ( 未图示 ) 的情况下， 为对带料前端进行夹持的方式。
< 主要的效果 >
通过与第一现有技术、 第二现有技术进行比较来说明本实施方式的效果。
图 8 是第一现有技术的冷轧材料设备的概要图。在与图 1 同等的结构上标注相同 的附图标记。
在图 8 中， 第一现有技术的冷轧材料设备 (RCM 设备 ) 作为主要的结构具有 ： 可逆 式的冷轧机 1 ； 在第一道次中将带料卷出至冷轧机 1 的开卷装置 2 ； 配置在冷轧机 1 的第一 道次的入侧的卷绕开卷装置 3 ； 配置在冷轧机 1 的第一道次的出侧的卷绕开卷装置 4 ； 和对 冷轧机 1、 开卷装置 2、 卷绕开卷装置 3、 4 进行控制的控制装置 20。
对在通过第一现有技术的冷轧材料设备， 分别以四道次轧制三个搬入盘卷 101 的 情况下的动作进行说明。
搬入盘卷 101a 搬入至开卷装置 2， 带料前端被穿过冷轧机且夹持在卷绕开卷装置 4 上， 而且卷绕几圈的量， 并当张力付与以及压下等的轧制准备等完成后， 通过冷轧机 1 开 始第一道次的轧制。当带料末端将要到达冷轧机 1 之前时， 结束第一道次的轧制。
然后， 将带料前端向与第一道次相反的方向穿带， 带料前端夹持在卷绕开卷装置 3 上， 而且卷绕几圈的量， 并当张力付与以及压下等的轧制准备等完成后， 通过冷轧机 1 开始 第二道次的轧制。在将带料端部的几圈的量夹持在卷绕开卷装置 4 上的状态下， 结束第二 道次的轧制。
当第三道次的张力付与以及压下等的轧制准备完成后， 通过冷轧机 1 开始第三道 次的轧制。在将带料端部的几圈的量夹持在卷绕开卷装置 3 上的状态下， 结束第三道次的 轧制。
当第四道次的张力付与以及压下等的轧制准备完成后， 通过冷轧机 1 开始第四道 次的轧制。第四道次的轧制后的搬出盘卷 103a 卷绕在卷绕开卷装置 3 上， 抽取并搬出。此 外， 在上述的卷绕开卷装置 3 上适用有伸缩型卷轴。
同样地， 搬入盘卷 101b 搬入到开卷装置 2 上， 搬出盘卷 103b 从卷绕开卷装置 3 搬 出， 搬入盘卷 101c 搬入到开卷装置 2 上， 搬出盘卷 103c 从卷绕开卷装置 3 搬出。
此时， 搬出盘卷 103a ～ c 的带料前端以及末端部成为未轧制部， 存在非标准件率 高达 2.5％左右的课题。 另外， 通过三个盘卷进行累计六次的穿带， 并进行累计 12 次的可逆 轧制， 导致实际轧制时间占作业时间较短， 从而存在生产效率不良的课题。 第二现有技术是 解决第一现有技术的课题的技术。
图 9 是第二现有技术的冷轧材料设备的概要图。在与图 1 同等的结构上标注相同 的附图标记。
在图 9 中， 第二现有技术的冷轧材料设备作为主要的结构具有 ： 可逆式的冷轧机 1； 将搬入盘卷 101 的带料卷出的开卷装置 2 ； 配置在冷轧机 1 的第一道次的入侧的卷绕开 卷装置 3A( 第一卷绕开卷装置 ) ； 配置在冷轧机 1 的第一道次的出侧的卷绕开卷装置 4A( 第 二卷绕开卷装置 ) ； 由多个搬入盘卷 101 形成组合盘卷 102 的接合装置 5 ； 用于形成组合盘 卷 102 的盘卷组合用卷绕开卷装置 6A ； 将组合盘卷 102 的带料截断来形成搬出盘卷 103 的 切割装置 7 ； 配置在冷轧机 1 的第一道次的入侧， 且对搬出盘卷 103 进行卷绕的卷绕装置 112 ； 配置在冷轧机 1 的第一道次的出侧的卷绕装置 113 ； 和对冷轧机 1、 开卷装置 2、 卷绕开 卷装置 3A、 4A、 接合装置 5、 切割装置 7、 盘卷组合用卷绕开卷装置 6A、 卷绕装置 112、 113 进 行控制的控制装置 20。
此外， 在卷绕开卷装置 3A、 4A、 6A 中适用有整体型卷轴， 在开卷装置 2、 卷绕装置 112、 113 中适用有伸缩型卷轴。
对在通过第二现有技术的冷轧材料设备， 分别以四道次轧制三个搬入盘卷 101 的 情况下的动作进行说明。搬入盘卷 101a 搬入至开卷装置 2 并被卷出， 带料前端夹持在盘卷 组合用卷绕开卷装置 6A 上且被卷绕。当搬入盘卷 101a 的带料末端到达接合装置 5 的接合 位置上并停止时， 搬入盘卷 101b 搬入至开卷装置 2， 并被卷出直至带料前端送出至接合装 置 5 的接合位置上后停止， 并通过接合装置 5 使第一搬入盘卷 101a 的带料末端与第二搬入 盘卷 101b 的带料前端接合。接合了的带料卷绕在盘卷组合用卷绕开卷装置 6A 上。
同样地， 通过接合装置 5 使第二搬入盘卷 101b 的带料末端与第三搬入盘卷 101c 的带料前端接合， 接合了的带料卷绕在盘卷组合用卷绕开卷装置 6A 上， 由此， 在盘卷组合 用卷绕开卷装置 6A 中， 形成有组合盘卷 102。
在组合盘卷 102 的带料从盘卷组合用卷绕开卷装置 6A 卷出、 被穿过冷轧机， 且夹 持在卷绕开卷装置 4A 上并进行压下控制后， 通过冷轧机 1 进行第一道次的轧制。然后， 带 料在卷绕开卷装置 3A、 卷绕开卷装置 4A 之间进行第二～第三道次的可逆轧制。
上述的第二现有技术的盘卷组合工序以及可逆轧制工序的第一道次～第三道次 的动作， 与本实施方式的盘卷组合工序以及可逆轧制工序的第一道次～第三道次的动作大 致通用。
对第二现有技术的可逆轧制工序的第四道次的动作进行说明。当第三道次结束 后， 卷绕开卷装置 3 的夹持被解放， 从卷绕开卷装置 3 将带料端卷出。卷出的带料端夹持在 卷绕装置 112 上， 当进行压下控制后， 进行第四道次的轧制。当相当于搬出盘卷 103a 的规 定长度的带料卷绕到卷绕装置 112 上时， 在带料切割位置上， 组合盘卷 102 的带料被切割装 置 7a 截断， 截断了的搬出盘卷 103a 从卷绕装置 112 抽出并搬出。
同样地， 剩余的带料也被切割装置 7a 截断， 截断了的搬出盘卷 103b、 103c 从卷绕 装置 112 依次抽出并搬出。此外， 在上述的卷绕开卷装置 112 中适用有伸缩型卷轴。
此外， 切割装置 7b 配置在冷轧机 1 与卷绕装置 113 之间， 在通过卷绕装置 113 卷 绕完成的道次中， 将组合盘卷 102 的带料截断。
此时， 未轧制部只产生在搬出盘卷 103a 的带料前端与搬出盘卷 103c 的带料末端， 因此能够使非标准件率大幅地降低。 另外， 由于进行两次穿带和四次可逆轧制， 所以使作业时间中实际轧制所占的时间变长， 与第一现有技术相比使生产效率提高。
在上述， 简单地说明了对三个搬入盘卷进行轧制的情况， 但是第二现有技术的冷 轧材料设备是被设想为年生产量为 80 万吨以上的比较大规模的生产设备。第二现有技术 的冷轧材料设备与第一现有技术的冷轧材料设备相比， 增加了接合装置 5、 切割装置 7、 卷 绕开卷装置 6A( 盘卷组合用 )、 卷绕装置 112、 113 的结构， 使初始费用增大。 另外， 由于将多 个搬入盘卷组合成一个盘卷， 使组合盘卷超长化， 所以在卷轴上所必要的转矩以线性比例 的形式在盘卷外径上变大， 基于卷轴的驱动装置大型化而使卷绕开卷装置 3A、 4A、 6A 大型 化， 因此使初始费用增大。
另外， 当组合盘卷 102 超长化时， 变得难以在卷绕开卷装置 3A、 4A、 6A 中适用伸缩 型卷轴， 从而需要适用整体型卷轴。因此， 在卷绕开卷装置 3A、 4A、 6A 的基础上， 另外还需要 适用有伸缩型卷轴的卷绕装置 112、 113。
由于第二现有技术的冷轧材料设备被设想为年生产量为 80 万吨以上的比较大规 模的生产设备， 并优先使非标准件率降低并使生产效率提高， 所以初始费用多少增高也不 会成为问题。 但是， 当将第二现有技术的冷轧材料设备适用在年生产量从 30 万吨到 60 万吨 左右的中小规模的生产设备中时， 初始费用的问题变得显著， 在费用对效果方面存在课题。 ( 第一效果 )
通过与第一现有技术进行比较来说明本实施方式的效果。 在本实施方式的冷轧材 料设备中， 与第二现有技术同样地， 进行两次穿带和四次可逆轧制。即， 通过在盘卷组合工 序中形成组合盘卷 102， 并在可逆轧制工序中进行组合盘卷 102 的可逆轧制， 从而能够使穿 带次数以及加减速次数成为接合的盘卷数的倒数 ( 在本实施方式中为 1/3)， 另外， 由于轧 制材料长度变长， 能够使以正常轧制速度轧制的时间变长， 而与第一现有技术相比使生产 效率提高。另外， 未轧制部只产生在搬出盘卷 103a 的带料前端和搬出盘卷 103c 的带料末 端， 因此能够使非标准件率大幅地降低。 而且， 非正常轧制速度的部分变少而使板厚精度提 高。即， 能够维持与第二现有技术同等的高效率、 高成品率。
通过与第二现有技术进行比较来说明本实施方式的其他的效果。
在本实施方式中， 组合盘卷 102 的外径设为 φ3000 以下。另外， 组合盘卷 102 外 径为大径时的带料的张力以与小径时相比较逐渐降低的方式设定。图 10 是表示组合盘卷 102 卷绕时的张力控制的图。组合盘卷 102 外径被设定为， 在不足 φ1500 时被付与正常的 规定值的张力， 但是当组合盘卷 102 外径成为 φ1500 以上时， 随着外径变大而逐渐变低。
由此， 对作用在组合盘卷 102 上的绕紧力进行限制， 能够抑制因组合盘卷 102 外径 大型化而导致的卷绕开卷装置 3、 4、 6 的大型化。
该结果为， 第二现有技术的卷绕开卷装置 3A、 4A 需要适用整体型卷轴， 但是本实 施方式的卷绕开卷装置 3、 4 能够适用伸缩型卷轴。
在本实施方式中， 切割装置 7a、 7b 具有摆动机构 ( 未图示 )。
年生产量为 100 万吨以上的冷连轧设备中的切割装置通常是一边继续进行轧制 一边在动态将盘卷截断的装置， 在截断后， 通过被称为卡伦赛卷取机 (carrousel reel) 的 卷绕装置或者两台卷绕装置交替地卷绕。为了抑制年生产量的降低以及非标准件率的恶 化， 只能使盘卷截断时的速度降低至 100mpm ～ 300mpm 左右， 因此一边继续进行现有的轧制 一边在动态截断盘卷的切割装置并不能被称为廉价， 从而导致在年生产量为从 30 万吨到
60 万吨的中小规模的生产设备中， 存在当采用现有的切割装置时使初始费用增加的课题。
在本实施方式中， 如在第四道次 ( 最终道次 ) 的动作中所述的那样， 将在截断组合 盘卷 102 时的轧制速度设为低速 ( 例如 2mpm)。因此， 能够不用现有的昂贵的动态切割装 置， 而适用比较廉价的具有摆动机构的切割装置， 从而能够抑制初始费用。
具有摆动机构的切割装置 7a 如在第四道次的动作中所述的那样， 不需使轧制停 止， 而能够切割带料。
在本实施方式中， 如在第四道次 ( 最终道次 ) 的动作中所述的那样， 将通过切割装 置 7a 截断组合盘卷 102 时的轧制速度设为低速 ( 例如 2mpm)。在通过冷轧机 1 进行低速轧 制的过程中， 搬出盘卷 103 被切割装置 7a 截断， 在以高速卷绕到卷绕开卷装置 3 上后被抽 出并被搬出。该一系列的动作例如约用 150 秒以下进行。另一方面， 假设从切割装置 7a 的 切割位置到卷绕开卷装置 3 的距离为 5m， 当截断后的组合盘卷 102 带料前端与冷轧机 1 的 轧制速度 (2mpm) 相配合地从切割装置 7a 的切割位置送出至卷绕开卷装置 3， 则到达时间为 150 秒。也就是说， 在第二搬入盘卷 103b 的卷绕准备之前， 第一搬出盘卷 103a 被搬出。
这样， 与将伸缩型卷轴适用在卷绕开卷装置 3 上的情况相配合地， 通过在组合盘 卷 102 截断后将搬出盘卷 103 抽出并搬出， 然后继续用一台卷绕开卷装置进行对接下来的 搬出盘卷 103 进行卷绕的作业， 从而能够将大型且适用有整体型卷轴的卷绕开卷装置 3a 置 换为小型且适用有伸缩型卷轴的卷绕开卷装置 3， 该结果为， 变得不需要卷绕装置 112。另 外， 在最终道次为奇数的情况下， 能够将卷绕开卷装置 4A 置换为卷绕开卷装置 4， 其结果 为， 变得不需要卷绕装置 113。
这样， 能够抑制卷绕开卷装置 3、 4、 6 的大型化， 并变得不需要在第二现有技术中 为必须的卷绕装置 112、 113， 由此， 能够使设备构成简化， 该结果为， 能够抑制初始费用。
而且， 在本实施方式中， 使用比较便宜的压薄滚焊方式的接合装置来作为接合装 置 5。由此， 能够抑制初始费用。
如以上那样地， 在年生产量为从 30 万吨到 60 万吨左右的中小规模的生产设备中， 能够维持高效率和高成品率， 且能够抑制初始费用而使效果投资费用比提高。
( 第二效果 )
另外， 在第二现有技术中， 在可逆轧制工序的最终道次中， 由于在截断带料时使轧 制停止， 所以在被作业轧辊夹入的带料的表面， 由于作业轧辊与带料之间的摩擦系数发生 变化而形成停止印痕， 并且由于在作业轧辊上也转印有停止印痕， 所以在事后的轧制中还 具有以作业轧辊的旋转间距， 等间隔地在带料表面上转印有停止印痕的情况。该停止印痕 在产生在第一道次中的情况下， 通过多次继续轧制而具有使该停止印痕变得不醒目而成为 用视觉看不到的程度的情况。但是， 当在最终道次中产生停止印痕时会损害表面光泽的品 质， 在品质严格的材料中具有成为不良产品的课题。
在本实施方式中， 通过在截断时继续进行轧制 ( 低速轧制 )， 从而能够防止在带料 上产生作业轧辊的停止印痕。
( 第三效果 )
本实施方式的冷轧材料设备， 能够通过对第一现有技术的冷轧材料设备进行改良 而实现。第一现有技术的冷轧材料设备具有在可逆轧制工序中所必须的结构 ( 可逆轧制 线 )， 本实施方式的冷轧材料设备是在可逆轧制线的结构中添加有盘卷组合工序所必须的结构 ( 组合线 ) 等的设备。
也就是说， 第一现有技术的冷轧材料设备作为主要的结构具有冷轧机 1、 开卷装置 2、 卷绕开卷装置 3、 4 和控制这些装置的控制装置 20。在本实施方式中， 如上述那样地， 由 于能够抑制卷绕开卷装置 3、 4 的大型化， 所以能够利用第一现有技术的卷绕开卷装置 3、 4。 而且， 也可以新添加本实施方式的接合装置 5、 卷绕开卷装置 ( 盘卷组合用 )6 以及切割装置 7a、 7b。
这样， 本实施方式的冷轧材料设备由于能够在有效利用现有的设备 ( 第一现有技 术 ) 的同时来实现， 所以能够抑制初始费用。
( 其他的效果 )
接着， 说明卷绕开卷装置中的将带料向心轴 ( 卷筒 ) 进行卷绕的方式。通常， 卷绕 方式基于卷绕的带料的厚度如以下这样地分类。在带料的厚度为 4mm 以上的情况下适用有 夹钳方式， 在带料的厚度不足 4mm 的情况下适用有带式助卷机方式。在带料的厚度处于较 宽的范围 ( 跨过 4mm) 的情况下， 还具有将两方式并用的情况。但是， 在年生产量为 30 万吨 以下的小规模生产设备中， 从初始费用对效果的比来考虑， 即使在带料的厚度不足 4mm 的 情况下也存在适用夹钳方式的情况。
在盘卷组合工序中， 在卷绕开卷装置 ( 盘卷组合用 )6 上适宜地适用有更廉价的夹 持卷绕机。当在卷绕开卷装置 6 上适用有夹持卷绕机时， 在组合盘卷 102 的带料末端 ( 第 一道次方向 ) 上产生折曲部。当具有折曲部时， 在可逆轧制工序的第二道次中在卷绕开卷 装置 3 夹持带料端 (S2301) 时， 会产生不良情况。也就是说， 卷绕开卷装置 3 无法对带料端 进行夹持 ( 或者皮带卷绕 )。
为了消除该不良情况， 在可逆轧制工序的第一道次中， 当组合盘卷 102 的带料末 端将要到达冷轧机 1 之前， 且冷轧机 1 停止轧制 (S1103) 时， 切割装置 7a 将在组合盘卷 102 的带料末端所产生的折曲部切断。由此， 能够消除不良情况。
< 板厚控制以及形状控制的结构和其效果 >
在本实施方式中， 在盘卷截断时进行低速轧制， 但由此产生出板厚控制精度降低 的新课题和形状控制精度降低的新课题。也就是说， 在正常轧制速度下板厚控制以及形状 控制进行反馈控制， 但是在低速下， 时间延迟变得显著而使精度降低。
冷轧机 1 例如是六辊 UC 轧制机， 其具有 ： 与轧制材料直接接触并进行轧制的上下 的作业轧辊 11、 11 ； 在垂直方向上支承这些作业轧辊的上下的中间轧辊 12、 12 ； 和在垂直方 向上支承这些中间轧辊 12、 12 的上下的加强轧辊 13、 13。 在下侧加强轧辊 13 的下部设有液 压压下装置 14， 基于来自控制装置 20 的指令， 液压压下装置 14 通过使下侧加强轧辊 13 的 轴承上下运动而压下带料， 而使其成为规定的压下量。在上侧加强轧辊 13 的上部设有载荷 计 15， 由载荷计 15 检测出的信息输出至控制装置 20。
在冷轧机 1 的第一道次的入侧设有板厚计 16a、 板速计 17a 和形状计 18a， 在冷轧 机 1 的第一道次的出侧设有板厚计 16b、 板速计 17b 和形状计 18b， 由各个设备所检测出的 信息输出至控制装置 20。 板厚计 16 也可以是激光多普勒 (laser Doppler) 式板速计， 也可 以通过差动辊或者形状检测器的旋转速度来检测板速。
对正常轧制时的板厚控制进行说明。在正常轧制时， 适时并用有 BISRA-AGC 控制 和监视器 -AGC 控制。BISRA-AGC 控制是通过载荷计 15 对冷轧机 1 的入侧的板厚的变化进行检测来作为 轧制载荷的变化， 并与该检测出的载荷变化对应地对轧辊的压下量进行调整的控制。
监视器 -AGC 控制是通过出侧的板厚计对冷轧机 1 的出侧的板厚的变化进行检测， 并将该检测出的厚度变化进行反馈并通过比例积分控制来对压下量进行调整的控制。
板厚计 16b 被设在距冷轧机 1 几米的位置， 虽然在由板厚计 16b 所得到的检测值 中会产生时间延迟， 但是只要是在正常轧制时 ( 例如 1000mpm) 就几乎没有影响。但是， 在 适用于低速轧制时 ( 例如 2mpm)， 由于时间延迟的影响无法得到合适的信息， 而使板厚控制 精度降低。
对低速轧制时的板厚控制进行说明。在本实施方式中， 在低速轧制中适用有 MF-AGC 控制。
MF-AGC 控制进行以下这样的控制。对入侧的板厚计 16a 的检测值进行跟踪， 直到 控制对象的轧制机座正下方。使用入侧以及出侧的板速度计 17a、 17b 检测各自的板速。控 制装置 20 将入侧出侧板速比与入侧板厚相乘来推定出侧板厚， 并对压下进行调整使得该 推定板厚与目标板厚的偏差为 0。
因为没有使用由板厚计 16b 所得到的检测值， 所以即使在低速轧制时， 也能够维 持与固定轧制时的板厚控制精度同等的板厚控制精度。
对正常轧制时的形状控制进行说明。在正常轧制时适用有反馈控制， 该反馈控制 用出侧的形状计 18b 来计测带料的形状， 并基于形状指令值和实际形状值的偏差来进行修 正。
形状计 18b 设置在距冷轧机 1 几米～十几米的位置， 虽然在由形状计 18b 所得到 的检测值中会产生时间延迟， 但是只要是在正常轧制时 ( 例如 1000mpm) 就几乎没有影响。 但是， 在适用于低速轧制时 ( 例如 2mpm)， 由于时间延迟的影响无法得到合适的信息， 而使 形状控制精度降低。
对低速轧制时的形状控制进行说明。在本实施方式中， 使用轧辊弯曲 (roll bender) 控制或者冷却剂 (coolant) 控制， 或者并用这些控制。
轧辊弯曲控制进行以下这样的控制。通过载荷计 15 检测冷轧机 1 的轧制载荷的 变动， 控制装置 20 对随着变动的轧辊弯曲进行运算， 并基于运算结果向作业轧辊 11 或者中 间轧辊 12 的端部施加力而使轧辊强制性地弯曲， 从而对轧辊的弯曲进行控制。
冷却剂控制进行以下这样的控制。事先在作业轧辊 11 或者中间轧辊 12 的轧辊面 上设定以规定长度分割成多份的区域。通过载荷计 15 检测冷轧机 1 的轧制载荷的变动， 控 制装置 20 对随着变动的轧辊弯曲进行运算， 并基于运算结果来改变向每个区域喷射的冷 却剂的量， 从而对基于轧制的加工发热而造成的轧辊的膨胀量进行控制。
因为两种控制均没有使用由形状计 18b 所得到的信息， 所以即使在低速轧制时也 能够维持与正常轧制时的形状控制精度同等的板厚控制精度。
在本实施方式中， 在组合带料 102 的形成中， 将厚度平均的第一搬入盘卷 101a 与 第二搬入盘卷 101b 接合， 且将厚度平均的第二搬入盘卷 101b 与第三搬入盘卷 101c 接合。 由此， 以组合盘卷 102 没有厚度变化为前提。但是， 实际上基于制造误差等而具有在搬入盘 卷 101a ～ 101c 之间板厚稍微不同的情况， 从而组合盘卷 102 的厚度并不平均， 只在适时并 用 BISRA-AGC 控制与监视器 -AGC 控制的板厚控制时， 存在具有不能够维持充分的板厚控制精度的可能性的问题。
在本实施方式中， 通过并用前馈控制而能够解决上述课题。 在盘卷组合工序中， 在 焊接接合的接合装置 5 的下游侧设有板厚计 16c， 由板厚计 16c 检测出的信息输出至控制装 置 20。
前馈控制进行以下这样的控制。由板厚计 16c 检测盘卷组合时的板厚的变化， 控 制装置 20 基于该检测值来运算压下控制量， 且基于卷绕开卷装置 6 与冷轧机 1 之间的距离 和轧制速度来运算预计到达时间， 当在可逆轧制工序的第一道次中经过预计到达时间时， 冷轧机 1 的液压压下装置 14 对压下控制量进行调整。
通过并用前馈控制， 即使在组合盘卷 102 的厚度不平均的情况下， 也能够通过在 可逆轧制工序之前对压下控制量进行预测并调整， 而能够维持板厚控制精度。
< 盘卷定心的结构和其效果 >
搬入到开卷装置 2 中的盘卷 101 具有盘卷端部变得不齐的情况。即， 盘卷端面具 有成为望远镜那样的形状 ( 伸缩状态 ) 的情况。另外， 卷绕开卷装置 6( 盘卷组合用 ) 虽然 对组合盘卷 102 进行卷绕、 卷出， 但是在重复卷绕、 卷出的过程中， 具有基于卷绕卷出或张 力的变动而成为伸缩状态的情况。当将伸缩状态的盘卷的带料卷出时， 冷轧机 1 中心与带 料中心的位置错位， 不仅不能够得到所希望的带料形状， 而且由于在轧制时带料蛇行且进 行不平均地轧制， 从而还具有带料发生断裂的危险性。尤其， 组合盘卷 102 由于使相对于带 料宽度的盘卷外径的比例变大， 所以， 使伸缩状态的课题变得显著。
对盘卷定心机构 22 的结构进行说明。开卷装置 2 具有盘卷定心机构 22。图 11 是 在开卷装置 2 中适用的盘卷定心机构 22 的概要立体图。
盘卷定心机构 22 具有 ： 对带料的宽带方向的错位进行检测的检测器 24( 例如光检 测器 ) ； 在宽度方向上驱动开卷装置 2 的执行单元 25( 例如液压缸 ) ； 和能够使开卷装置 2 在宽度方向上移动的车轮 26， 并且该盘卷定心机构 22 通过控制装置 20 进行控制。控制装 置 20 从检测器 24 输入检测值， 并进行规定的运算， 且将运算结果输出至执行单元 25。
对盘卷定心结构 22 的作用效果进行说明
假设搬入到开卷装置 2 中的盘卷 101 成为伸缩状态。当开卷装置 2 对搬入盘卷 101 的带料进行卷出时， 由检测器 24 检测出的带料的板宽度方向的错位作为检测值 ( 或者 图像 ) 输入至控制装置 20。控制装置 20 基于检测值运算开卷装置的向板宽度方向的移动 量， 以使宽度方向的错位量为零， 并将运算结果输出至执行单元 25。执行单元 25 通过基于 来自控制装置 20 的指令而在宽度方向上驱动开卷装置 2， 从而能够使带料的宽度方向的错 位量为零。
通过适用盘卷定心结构 22 来使卷出时的带料的宽度方向的错位为零， 从而能够 解决在盘卷端面不齐且搬入至开卷装置 2 中的盘卷 101 成为伸缩状态的情况下的课题。
卷绕开卷装置 6 也具有与盘卷定心机构 22 同等的结构的盘卷定心机构 23。盘卷 定心机构 23 由控制装置 20 控制。
控 制 装 置 20 进 行 控 制， 使 得 在 卷 绕 开 卷 装 置 6 对 组 合 盘 卷 102 进 行 卷 绕 时 (S0601 ～ S0608) 盘卷定心机构 23 进行动作， 并在卷绕开卷装置 6 对组合盘卷 102 进行卷 出时 (S1601 ～ S1603) 盘卷定心机构 23 进行动作。
由此， 在盘卷组合工序中， 能够防止组合盘卷 102 以伸缩状态形成， 即使在假设组合盘卷 102 以伸缩状态形成了的情况下， 也能够防止在轧制时带料蛇行。
这样， 通过适用盘卷定心机构 23， 能够解决盘卷端面不齐， 且组合盘卷 102 的伸缩 状态的课题。
< 与接合相关的结构和其效果 >
在组合盘卷 102 的形成中， 将厚度平均的第一搬入盘卷 101a 与第二搬入盘卷 101b 接合， 且将厚度平均的第二搬入盘卷 101b 与第三搬入盘卷 101c 接合， 以组合盘卷 102 没有 厚度变化为前提。但实际中， 基于制造的盘卷的轧制顺序等而在搬入盘卷 101a ～ 101c 之 间板厚不同的情况下， 会在接合部上产生层差。当接合部位于组合盘卷 102 的内层部， 且在 该状态下在盘卷上作用有张力时， 接合部的层差会转印到各层的内侧以及外侧， 从而存在 带来被作为瑕疵对待的成品不良的课题。
例如， 当假设第一搬入盘卷 101a 的板厚为 3.2mm， 第二搬入盘卷 101b 的板厚为 2.0mm， 第三搬入盘卷 101c 的板厚为 2.6mm 时， 在第一搬入盘卷 101a 与第二搬入盘卷 101b 的接合部上产生 1.2mm 的层差。
此时， 控制装置 20 的上位计算机即过程控制计算机 21( 参照图 1) 对各搬入盘卷 101 的板厚进行管理， 例如进行控制以切换第二搬入盘卷 101b 与第三搬入盘卷 101c 的搬入 顺序。 切换后的第一搬入盘卷 101a 与第二搬入盘卷 101b 的接合部的层差成为 0.6mm， 第二 搬入盘卷 101b 与第三搬入盘卷 101c 的接合部的层差成为 0.6mm。 这样， 通过事先调整向开卷装置 2 搬入的盘卷的顺序， 以使得板厚差的绝对值在 1mm 以下， 而能够抑制因位于组合而形成的盘卷的内层部上的接合部的层差而使瑕疵转印 到相邻的盘卷层上的情况。而且， 还可以使板厚差的绝对值为 0.5mm 以下。
在本实施方式中， 为了抑制初始费用， 使用压薄滚焊方式的接合装置来作为接合 装置 5。
图 12 是压薄滚焊方式的概念图。
另一方面， 当使用压薄滚焊方式的接合装置时， 新产生有接合部的课题。也就是 说， 压薄滚焊机是采用如下方式的装置 ： 将接合的材料重叠并用电极轮夹持且通电， 基于材 料的接触阻力以及内部电阻发热， 而产生被称为焊点 N 的熔融凝固部， 从而进行接合。由 此， 接合结束后的接合部的板厚增加为 1.2 到 1.5 倍左右。增厚了的接合部成为层差， 在通 过轧制机 1 的情况下， 在轧辊上作用有过大的力。而且， 存在层差作为印痕转印到作业轧辊 上的情况。另外， 还存在接合部的层差转印到各层的内侧以及外侧的情况。从而存在带来 这样的成品不良的课题。
接合装置 5 在压薄滚焊后使型锻辊 (swaging roller) 倾斜， 来进行对增厚了的接 合部进行轧制的交叉型锻 (cross swaging) 处理。由此， 能够使层差平滑化， 从而能够解决 接合部的课题。以下， 说明接合装置 5 的结构和动作。
图 13 是接合装置 5 的概要图。接合装置 5 具有上下一对的电极轮 51、 52、 上下一 对的加压辊 53、 54、 入侧以及出侧夹持装置 55、 56、 承载架 57、 电极轮推压装置 58 以及加压 辊推压装置 59。上电极轮 51 和上加压辊 53 分别经由电极轮推压装置 58 以及加压辊推压 装置 59 支承在承载架 57 的上水平架上， 下电极轮 52 和下加压辊 54 分别经由安装块支承 在承载架 57 的下水平架上。上下一对的加压辊 53、 54 在承载架 57 内与上下一对的电极轮 51、 52 相邻地配置。
在接合时， 首先， 使带料的两端部重合， 在该状态下通过入侧以及出侧夹持装置 55、 56 的夹持部件对带料进行握持而将位置固定。接下来， 通过驱动装置使承载架 57 向焊 接方向移动， 由此， 使支承在承载架 57 上的上下一对的电极轮 51、 52 和上下一对的加压辊 53、 54 相对于带料进行相对移动， 并连续地实施接合和加压。此时， 通过上下一对的电极轮 51、 52 对带料的重合部分进行夹持， 并通过电极轮推压装置 58 将电极轮 51、 52 向带料的重 合部分推压， 且一边用电动马达来主动地旋转驱动电极轮 51、 52， 一边使焊接电流流到电极 轮 51、 52 上并进行电阻发热， 从而进行焊接 ( 压薄滚焊 )。另外， 在通过电极轮 51、 52 将重 合部分焊接后， 紧接着通过上下一对的加压辊 53、 54 对该接合部 ( 焊接部 )J 进行夹持， 并 通过加压辊推压装置 59 将加压辊 53、 54 向接合部推压， 且一边用电动马达来主动地旋转驱 动加压辊 53、 54， 一边对带料的接合部进行加压来进行轧制。
在加压辊推压装置 59 上设有用于对加压辊 53、 54 的轴芯 61、 62 的倾斜角度进行 调整的倾斜机构 60。此外， 为了避免附图的复杂， 省略了对加压辊进行旋转驱动的电动马 达、 链条以及链轮机构的图示。
图 14 是倾斜机构 60 的概要图。通过使倾斜机构 60 动作而能够将加压辊 53 的轴 芯的倾斜角度在水平面内设定为任意的角度。 倾斜机构 60 具有 ： 以能够旋转的方式插入到 承载架 56 的上水平架上的旋转轴 71 ； 和经由小齿轮 72、 73 对该旋转轴 71 进行旋转驱动的 电动马达 74， 电动马达 74 由倾斜角度控制装置 75 控制。另外， 倾斜机构 60 具有用于检测 加压辊 53 的倾斜角度的角度传感器 76， 倾斜角度控制装置 75 在接合开始前， 从上位控制装 置 7 与带料的板厚对应地取得角度信息并进行设定， 并使用角度传感器 76 的信号来驱动控 制电动马达 74， 使得加压辊 53 的倾斜角度与设定角度一致。
利用图 13 来详细说明通过使上下一对的加压辊 53、 54 的轴芯 61、 62 倾斜， 来促进 焊接线直角方向的塑性流动 ( 金属塑性流动 ) 的作用。
图 15 是表示在使加压辊 53、 54 的轴芯 61、 62 倾斜来对接合部 J 进行轧制的情况 下的接触弧长内的金属塑性流动的图， 作为一例表示上加压辊 53 的情况。 图中， A 是表示加 压辊 53 的行进方向 ( 轧制方向 ) 的箭头， X 是假想性地表示处于行进方向 A 上的接合部 J 的焊接线 ( 接合线 ) 的直线， Y 是与焊接线 X 正交的直线。另外， 63 是从加压辊 53 的轴芯 直角方向的宽度方向中央部通过的直线， α 是加压辊 53 的倾斜角度 ( 焊接线 X 与上加压 辊 53 的轴芯直角方向的直线 63 所成的角度 )。而且， 64 是加压辊 53 与接合部 J 接触的接 触弧长部分， R 是接触弧长部分 64 中的加压辊 53 的速度矢量， R1 是速度矢量 R 的焊接线 X 方向的成分， R2 是速度矢量 R 的与焊接线 X 为直角方向的成分。
当使加压辊 53 的轴芯 61 相对于与焊接线 X 正交的直线 Y 在水平面内倾斜， 并一 边将加压辊 53 向接合部 J 推压一边主动地旋转驱动时， 通过加压辊 53 与接合部 J 之间的 推压力以及摩擦系数， 而使得在与接合部 J 的接触弧长部分 64 上作用有在焊接线 X 上与直 角方向的速度矢量成分 R2 对应的摩擦力， 并在接合部 J 上作用有与该摩擦力对应的与焊接 线 X 正交的方向的剪切力 82( 参照图 16A ～ 17B)， 在接合部 J 上不仅产生速度矢量成分 R1 方向 ( 与焊接线 X 平行的方向 ) 的金属塑性流动， 而且产生速度矢量成分 R2 方向 ( 与焊接 线 X 为直角的方向 ) 的金属塑性流动， 即产生由剪切力 82 的剪切变形而产生的与焊接线 X 为直角方向的塑性流动。通过该与焊接线 X 为直角方向的剪切变形以及塑性流动， 能够使 接合部 J 的层差 S 平滑化。使上下一对的加压辊 53、 54 倾斜的角度 α 的朝向能够设定为两种。如图 16A 以 及图 16B 所示， 第一设定方法为 ： 使一对加压辊 53、 54 的轴芯 61、 62 相对于与焊接线 X 正 交的直线 Y 分别倾斜， 从而使得一对加压辊 53、 54 的行进方向部分 53A、 54A 在水平面内， 朝 向与加压辊 53、 54 最先接触的带料的存在方向相反的方向。换言之， 使加压辊 53、 54 的轴 芯 61、 62 倾斜， 从而在带料的接合部 J 内， 使得以接合部 J 的层差 S 为起点位于厚度较厚侧 ( 接合部 J 中的加压辊 53、 54 最先接触的材料部分 ) 的加压辊 53、 54 的轴端朝向接合部 J 的轧制方向 A。在该情况下， 从带料的接合部 J 的层差 S 向加压辊 53、 54 最先接触的带料所 存在的方向， 作用有与上述速度矢量成分 R2 对应的剪切力 82， 并一边向同方向的焊接线直 角方向付与剪切变形， 一边对层差部进行轧制而使其平滑化。此外， 此时， 作为推力 81 从接 合部 J 向加压辊 53、 54 作用有与剪切力 82 为相反方向的力。换言之， 作为剪切力 82 在接 合部 J 上作用有推力 81 的反力。
如图 17A 以及图 17B 所示， 第二设定方法与第一设定方法相比， 使加压辊 53、 54 向 反方向倾斜。也就是说， 使一对加压辊 3、 4 的轴芯 61、 62 相对于与焊接线 X 正交的直线 Y 分别倾斜， 从而使得一对加压辊 53、 54 的行进方向部分 53A、 54A 在水平面内， 朝向与加压辊 53、 54 最先接触的带料所存在的方向。换言之， 使加压辊 53、 54 的轴芯 61、 62 倾斜， 从而在 带料的接合部 ( 压薄滚焊部 )J 内， 使得以接合部 J 的层差 S 为起点位于厚度较薄侧 ( 接合 部 J 中的加压辊 53、 54 没有最先接触的材料部分 ) 的加压辊 53、 54 的轴端朝向接合部 J 的 轧制方向 A。 在该情况下， 从带料的接合部 J 的层差 S， 向与加压辊 53、 54 最先接触的金属材 料所涉及的带料的存在方向的相反方向， 作用有与上述速度矢量成分 R2 对应的剪切力 82， 并一边向同方向的焊接线直角方向付与剪切变形， 一边对层差部进行轧制而使其平滑化。 此时作为推力 81 也从接合部 J 向加压辊 53、 54 作用有与剪切力 82 为相反方向的力。
在本实施方式中采用第一设定方法。其理由如下所述。即使通过第二设定方法 使上下一对的加压辊 53、 54 倾斜， 层差 S 也能够通过剪切力 82 而受到塑性流动， 从而平滑 化。但是， 在该情况下， 如图 17B 所示地， 层差 S 的部分折入到母材中， 从而产生层差 S 呈龟 裂状地埋入到母材中的新课题。适用在单纯需要接合部 J 的表面性状平滑、 且不需要强度 的部位上的情况下没有问题， 但是在适用在作用有应力的部位上的情况下， 以及如拼焊板 (tailor welded blank ； TWB) 那样冲压成形的塑性加工用途中， 埋入的层差的前端部成为 特异应力场， 从而成为破损的原因。 因此， 合适的是， 使加压辊 53、 54 倾斜的朝向是如图 16A 以及图 16B 所示地， 使一对加压辊 53、 54 的轴芯 61、 62 相对于与焊接线 X 正交的直线 Y 分 别倾斜的朝向， 从而使得一对加压辊 53、 54 的行进方向部分 53A、 54A 在水平面内， 朝向与加 压辊 53、 54 最先接触的带料的存在方向相反的方向。在该情况下， 如图 16B 所示地不会使 层差 S 呈龟裂状地埋入到母材中， 并能够使接合部层差平滑化， 从而能够使接合部的品质 提高。
然而， 如上述那样地解决了接合部的课题， 但是成品盘卷还具有谋求更高精度的 情况。
在本实施方式中， 将在最终道次中的盘卷截断设在接合部刚刚通过切割装置后紧 接着进行。也就是说， 切割位置成为接合部的紧后。切割位置通过控制装置 20 由卷绕开卷 装置 3、 4 的各自的盘卷外径以及卷轴转速而运算。
由此， 能够将接合部配置在搬出盘卷 103 的外表面， 能够在搬出盘卷 103 抽出后容易地进行接合部的处理。
而且， 也可以将在最终道次中的盘卷截断设在接合部从切割装置通过之前进行和 接合部从切割装置通过后紧接着进行。也就是说， 接合部通过切割装置 7a 从搬出盘卷 103 上截断。
由此， 不需要使接合部卷绕到搬出盘卷 103 上， 能够变得不需要接合部的后处理。
< 其他 >
另外， 也可以为， 在轧制工序的最终道次轧制开始前， 在带料被穿过冷轧机的状态 下， 将作业轧辊替换为毛面赋予用作业轧辊， 来进行最终道次的轧制。
由此， 能够使在冷轧工序的下工序进行的深拉成型时的延展性、 或者喷涂的紧贴 性 / 鲜明性提高。
～第二实施方式～
接着， 参照附图说明本发明的第二实施方式。图 18 是本发明的第二实施方式的冷 轧材料设备的概要图。相对于第一实施方式的冷轧机 1 为单机座的情况， 第二实施方式的 冷轧机 1a、 1b 为双机座。
第一实施方式的冷轧材料设备并列地配置有组合线 ( 开卷装置 2、 接合装置 5 以及 卷绕开卷装置 6) 和可逆轧制线 ( 冷轧机 1、 卷绕开卷装置 3、 4、 6)， 能够使盘卷组合工序和 可逆轧制工序同时地平行进行， 从而能够使生产量增加。即， 在盘卷组合工序结束后， 在可 逆轧制工序的过程中， 能够相对于接下来的组合盘卷 102 进行盘卷组合工序。
但是， 相对于盘卷组合工序经过两次接合 (S0501、 S0502) 而形成组合盘卷 102 的 情况， 可逆轧制工序对组合盘卷 102 的带料进行四道次轧制。每次重复轧制就使带料长度 伸长， 所以使轧制时间变长。也就是说， 相对于盘卷组合工序所需要的时间， 可逆轧制工序 所需要的时间绝对性地长， 从而无法取得这两个工序的生产量平衡 ( 生产节拍平衡 )。 也就 是说， 相对于在可逆轧制工序中， 可逆轧制线始终运作的情况， 盘卷组合工序在可逆轧制工 序中完成， 并直到接下来的可逆轧制工序开始为止为待机状态。 这样， 第一实施方式的冷轧 材料设备中， 盘卷组合工序与可逆轧制工序的生产节拍平衡不良， 无法提高生产效率， 在投 资费用对效果的比例上存在课题。
在本实施方式中， 通过将冷轧机 1a、 1b 设为双机座， 能够缩短可逆轧制工序所需 要的时间， 从而改善盘卷组合工序与可逆轧制工序的生产节拍平衡， 而提高生产效率。
其他的结构与第一实施方式相同， 控制、 动作也相同， 从而能够得到相同的效果。
～第三实施方式～
接下来， 参照附图说明本发明的第三实施方式。图 19 是本发明的第三实施方式的 冷轧材料设备的概要图。 在第一实施方式、 第二实施方式中， 说明了作为冷轧材料而对冷轧 钢板进行冷轧的情况， 但是还具有对高品质的电磁钢板或镁板进行轧制的情况。本实施方 式是以电磁钢板或镁板为对象的实施方式。
本实施方式的冷轧材料设备在第一实施方式的冷轧材料设备的结构的基础上， 还 具有电磁感应加热装置 19。 电磁感应加热装置 19 是对带料进行加热的带料加热装置， 设在 接合装置 5 的上游以及下游。
在盘卷组合工序中， 在通过接合装置 5 进行先行盘卷末端与后行盘卷前端的接合 时， 电磁感应加热装置 19 将带料加热为 100℃以上 400℃以下。由此， 能够对高品质的电磁钢板和镁板稳定地进行轧制。
此外， 作为带料加热装置适用有电磁感应加热装置， 但是， 并不限定于此， 也可以 适用油浴器 (oil bath) 方式的加热装置、 加热炉方式的加热装置等。
～第四实施方式～
接下来， 参照附图说明本发明的第四实施方式。图 20 是本发明的第四实施方式的 冷轧材料设备的概要图。相对于第三实施方式的冷轧机 1 是单机座， 第四实施方式的冷轧 机 1a、 1b 为双机座。换言之， 本实施方式是在第二实施方式的冷轧材料设备的结构中添加 电磁感应加热装置 19 的实施方式。
也就是说， 本实施方式具有第二实施方式的特征性的结构和第三实施方式的特征 性的结构， 并具有第二实施方式的效果和第三实施方式的效果。
附图标记的说明
1、 1a、 1b 冷轧机
2 开卷装置
3 卷绕开卷装置 ( 第一卷绕开卷装置 )
3A 卷绕开卷装置 ( 第一卷绕开卷装置， 整体型 )
4 卷绕开卷装置 ( 第二卷绕开卷装置 )
4A 卷绕开卷装置 ( 第二卷绕开卷装置， 整体型 )
5 接合装置
6 卷绕开卷装置 ( 盘卷组合用卷绕开卷装置 )
7、 7a、 7b 切割装置
11 作业轧辊
12 中间轧辊
13 加强轧辊
14 液压压下装置
15 载荷计
16a、 16b、 16c 板厚计
17a、 17b 板速计
18a、 18b 形状计
19 电磁感应加热装置
20 控制装置
21 过程控制计算机
22 盘卷定心机构
23 盘卷定心机构
24 检测器
25 执行单元
26 车轮
51、 52 电极轮
53、 54 加压辊
55、 56 夹持装置57 承载架 58 电极轮推压装置 59 加压辊推压装置 60 倾斜机构 61、 62 轴芯 63 从加压辊的轴芯直角方向的宽度方向中央部通过的直线 64 接触弧长部分 71 旋转轴 72、 73 小齿轮 74 电动马达 75 倾斜角度控制装置 76 角度传感器 77 上位控制装置 81 推力 82 剪切力 101、 101a ～ c 搬入盘卷 102 组合盘卷 103、 103a ～ c 搬出盘卷 112、 113 卷绕装置