CN108699707A - 液体去除装置和液体去除方法 - Google Patents

Abstract

提供一种不使用挤水辊和干燥机就可去除钢板上的液体的液体去除装置。一种液体去除装置，其用于将附着于相对地移动的板状构件的表面的液体去除，其中，该液体去除装置具备：狭缝喷嘴，其向板状构件的表面喷射气体；以及间隙测量装置，其对狭缝喷嘴的喷射口与板状构件之间的间隙进行测量，狭缝喷嘴以从相对于该狭缝喷嘴相对地移动的板状构件的移动方向下游侧朝向上游侧喷射气体的方式设置，喷射角度θ、背面倾斜角度β、喷嘴背面的背面长度L、间隙h、狭缝宽度d、狭缝喷嘴的喷嘴压P_n以满足以下的关系式的方式构成。

Description

液体去除装置和液体去除方法

技术领域

本发明涉及将附着于板状构件的表面的液体去除的液体去除装置和使用了该液体去除装置的液体去除方法。

背景技术

在热轧后的钢板的表面形成有被称为氧化皮的氧化膜。氧化皮成为钢板的缺陷等的主要原因，因此，根据需要，对钢板进行盐酸、硫酸等的酸洗处理。在以往的连续式酸洗作业线中，利用开卷机使螺旋状的钢板开卷而利用矫平机进行形状矫正，在将先行的钢板的后端和后行的钢板的前端焊接而形成连续的钢板之后，使钢板通过酸洗槽，从而将钢板表面的氧化皮溶解去除。在酸洗槽中去除氧化皮后的钢板的附着于表面的酸、水在水洗槽中被去除，在被干燥机干燥了之后，再次卷取成螺旋状。

在此，以往，为了将附着于钢板的酸、水等去除，利用了干燥机和一对挤水辊，一对挤水辊设置于水洗槽，将通过的钢板的液体去除，干燥机利用热风将在通过挤水辊后残存于钢板表面的液体吹飞，促进干燥。挤水辊的表面由柔软的橡胶层形成，通过将挤水辊按压于钢板，将附着于钢板表面的液体挤压、去除。

此时，若在挤水辊与钢板的两端部之间产生间隙，则液体滞留于该间隙，液体呈带状残留于通过挤水辊后的钢板的两端部表面。另外，若长期使用挤水辊，与钢板的两端部相对应的部分磨损而产生没有与钢板接触的空间，液体残留于钢板表面的范围变大。若液体如此残存于通过挤水辊后的钢板表面，则无法被干燥机充分吹飞。

因此，提出了如下技术：在挤水辊与干燥机之间设置轧液装置，将在通过挤水辊后所残存的液体去除。例如在专利文献1中公开有具备如下构件的液体的去除方法：一对轧液辊，其在对附着于钢带的上下表面的液体进行挤压的同时将其去除；喷嘴，其朝向在该轧液辊与钢带的端部之间形成的间隙将气体从钢带中央部指向钢带端部以预定的流速喷射。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平6-65766号公报

发明内容

发明要解决的问题

不过，即使使用上述专利文献1所记载的液体的去除方法，也需要具备挤水辊和干燥机这两者，存在用于维持设备的成本变大的问题。

因此，本发明是鉴于上述问题做成的，本发明的目的在于提供一种不使用挤水辊和干燥机就可去除钢板上的液体的、新颖的且改良了的液体去除装置和使用了该液体去除装置的液体去除方法。

用于解决问题的方案

为了解决上述问题，根据本发明的一观点，可提供一种液体去除装置，其将附着于所输送的板状构件的表面的液体去除，其中，该液体去除装置具备：狭缝喷嘴，其向板状构件的表面喷射气体；以及间隙测量装置，其对狭缝喷嘴的喷射口与板状构件之间的间隙进行测量，狭缝喷嘴以从相对于该狭缝喷嘴相对地移动的板状构件的移动方向下游侧朝向上游侧喷射气体的方式设置，在将狭缝喷嘴的内部的气压定义为喷嘴压P_n[KPa]、将垂直于板状构件的表面的方向与所述气体的喷射方向的夹角定义为喷射角度θ[°]，将作为从狭缝喷嘴的喷射口起配置于移动方向下游侧的面的喷嘴背面与气体的喷射方向的夹角定义为背面倾斜角度β[°]、将移动方向上的喷嘴背面的长度定义为L[mm]、将间隙定义为h[mm]、将狭缝喷嘴的狭缝宽度定义为d[mm]时，满足以下的关系式。

[数学式1]

也可以是，液体去除装置还具备基于间隙测量装置的测量结果来调整间隙的间隙调整机构。间隙调整机构将间隙调整成20mm以下。

也可以是，间隙调整机构通过变更狭缝喷嘴的位置来调整间隙。

或者，也可以是，在板状构件利用输送板状构件的辊道辊沿着移动方向移动时，间隙调整机构通过对用于载置板状构件的辊道辊的位置进行变更，来调整间隙。

也可以是，间隙测量装置在狭缝喷嘴的喷射口的长度方向两端附近的测量位置对间隙分别进行测量，间隙调整机构将测量位置处的间隙分别调整成20mm以下。

也可以是，间隙测量装置利用例如激光测距仪来对间隙进行测量。

也可以是，狭缝喷嘴被固定，板状构件通过利用输送装置沿着所述移动方向移动，从而相对于狭缝喷嘴相对地移动。

也可以是，输送装置是用于载置板状构件的辊道辊。

或者，也可以是，输送装置是卷取开卷装置，该卷取开卷装置包括：开卷卷筒，其使卷绕成螺旋状的板状构件开卷；以及张力卷筒，其将液体被去除后的板状构件卷取成螺旋状。

另外，也可以是，板状构件静止，狭缝喷嘴利用喷嘴移动机构相对于板状构件相对地移动。

也可以是，液体去除装置的狭缝喷嘴包括：喷嘴主体部，其具备喷射口和气体流路，该气体流路将从外部送入的气体向喷射口引导；以及背面构件，其具有从喷嘴主体部的喷射口朝向板状构件的移动方向下游侧延伸设置的喷嘴背面。此时，喷嘴背面是背面构件的与板状构件的表面相对的相对面。

另外，根据本发明的另一观点，可提供一种液体去除方法，该液体去除方法是使用上述液体去除装置来将附着于板状构件的表面的液体去除的液体去除方法，其中，该液体去除方法包括如下步骤：测量步骤，在该测量步骤中，利用间隙测量装置对狭缝喷嘴的喷射口与板状构件之间的间隙进行测量；间隙调整步骤，在该间隙调整步骤中，通过基于所测量的间隙来对狭缝喷嘴和板状构件中的至少任一者的位置进行变更，将该间隙调整成20mm以下；以及液体去除步骤，在该液体去除步骤中，一边使狭缝喷嘴和板状构件相对地移动，一边从狭缝喷嘴向板状构件的表面喷射气体，将附着于板状构件的表面的液体去除。

也可以是，每当板状构件的板厚变化时，都执行测量步骤和间隙调整步骤，从而对间隙进行再调整。

发明的效果

如以上说明那样，根据本发明，不使用挤水辊和干燥机就能够去除钢板上的液体。

附图说明

图1是表示由使用了通常的狭缝喷嘴的液体去除装置进行的轧液状况的说明图。

图2是表示由本发明的一实施方式的使用了狭缝喷嘴的液体去除装置进行的轧液状况的说明图。

图3是表示该实施方式的液体去除装置的一结构例的侧视图。

图4是图3所示的液体去除装置的后视图。

图5是表示该实施方式的狭缝喷嘴的详细结构的说明图。

图6是表示将背面长度L设为20mm、将喷射角度θ和背面倾斜角度β之和设为90°时的流速u₊(x)与流速u_-(x)之间的一关系例的说明图。

图7是表示将背面长度L设为15mm、将喷射角度θ与背面倾斜角度β之和设为50°时的流速u₊(x)与流速u_-(x)之间的一关系例的说明图。

图8是表示将喷射角度θ设为45°而使背面倾斜角度β和背面长度L变化了时的、间隙h与喷嘴压P_n之间的关系的说明图。

图9是关于图8的描绘线而用于说明喷嘴背面的流动的状态的说明图。

图10是表示该实施方式的液体去除装置的喷嘴结构的一变形例的说明图。

图11是表示将前表面倾斜角度α设为30°时的、背面长度与残存于钢板表面的液体的膜厚之间的一关系的图表。

图12是表示间隙与残存于钢板表面的液体的膜厚之间的一关系的图表。

图13是表示钢板表面上的液体的膜厚与关于钢板品质的不良判定率之间的关系的说明图。

图14是表示将前表面倾斜角度α设为35°时的、背面长度与残存于钢板表面的液体的膜厚之间的一关系的图表。

具体实施方式

以下，一边参照附图，一边详细地说明本发明的优选的实施方式。此外，在本说明书和附图中，对具有实质上相同的功能构成的构成要素标注相同的附图标记，从而省略重复说明。

＜1.概要＞

首先，基于图1和图2，对本发明的一实施方式的液体去除装置的概略结构进行说明。图1是表示由使用了通常的狭缝喷嘴3的液体去除装置进行的轧液状况的说明图。图2是表示由本发明的一实施方式的使用了狭缝喷嘴10的液体去除装置进行的轧液状况的说明图。

在本实施方式的液体去除装置中，利用狭缝喷嘴向作为板状构件的钢板的表面喷射空气，去除钢板表面上的液体。作为使用了通常的狭缝喷嘴的液体去除装置，如图1所示，使用了从相对于该液体去除装置相对地移动的钢板的移动方向下游侧向钢板表面从狭缝喷嘴3的喷射口3a喷射空气的吹气装置。如图1所示，从狭缝喷嘴3喷射的高速的气体喷流f1与钢板S的表面碰撞，利用朝向移动方向上游侧的流动f2将钢板S上的液体5a推回去，从而去除钢板S上的液体5a。

另一方面，在气体喷流f1与钢板S的表面碰撞之际，也产生朝向移动方向下游侧的翻转流f3。该翻转流f3与吹气装置吸入外部空气之际产生的、沿着狭缝喷嘴3的背面在钢板S的表面流动的外部空气吸入流f4干涉，气体喷流f1暂时紊乱。其结果，气体喷流f1与钢板S的表面碰撞时的碰撞压降低，朝向移动方向上游侧的流动f2的压力也降低，因此，无法充分地去除钢板S上的液体5a，在比狭缝喷嘴3靠移动方向下游侧的位置处，在钢板S上也残存有液体5b。

因此，本申请发明人对能够抑制由外部空气吸入流f4与钢板S的表面碰撞后的翻转流f3之间的干涉导致的气体喷流f1的碰撞压降低的液体去除装置的结构进行了研究。其结果，获得了如下见解：如图2所示，通过使作为钢板S的移动方向下游侧的面的喷嘴背面104相对于图1所示的狭缝喷嘴3向移动方向下游侧沿着钢板S的表面延伸设置，抑制由科恩达效应对外部空气吸入流f4的影响，能够抑制气体喷流f1的紊乱。以下，详细地说明本实施方式的液体去除装置。

＜2.液体去除装置的结构＞

(2-1.整体结构)

首先，基于图3和图4对本实施方式的液体去除装置1的整体结构进行说明。图3是表示本实施方式的液体去除装置1的一结构例的侧视图。图4是图3所示的液体去除装置1的后视图。在本实施方式中，对液体去除装置1固定使用的情况进行说明。即，狭缝喷嘴10固定，由输送装置输送的钢板S相对于狭缝喷嘴10相对移动。

本实施方式的液体去除装置1是将附着于例如作为板状构件的一个例子的钢板S的表面的液体去除的装置。液体去除装置1被固定，钢板S被输送装置输送，从而使钢板S相对于液体去除装置1相对地移动。以下，将相对于液体去除装置1相对地移动的钢板S的移动方向也称为输送方向。如图3所示，液体去除装置1以隔着被输送装置输送着的钢板S对称的方式上下分别配置。可以将上下的液体去除装置1设为同一结构。输送钢板S的输送装置可以是例如利用旋转使所载置的钢板S移动的辊道辊。或者，输送装置也可以是由沿着钢板S的输送方向隔着液体去除装置1而设于两端的两端辊构成的卷取开卷装置。卷取开卷装置具备如下辊作为两端辊：开卷卷筒，其使卷绕成螺旋状的钢板S开卷；张力卷筒，其将利用液体去除装置1去除表面的液体后的钢板S卷取成螺旋状。

如图3所示，本实施方式的液体去除装置1具备狭缝喷嘴10、间隙测量装置30以及间隙调整机构40。

狭缝喷嘴10将经由气体供给管20从外部送入的气体(例如空气)从喷嘴顶端的喷射口112向钢板S的表面喷射。狭缝喷嘴10以呈狭缝状开口的喷射口112的狭缝长度方向与钢板S的宽度方向相对应的方式配置。由此，能够在钢板S的整个宽度上将钢板S上的液体去除。喷射口112以从钢板S的输送方向下游侧朝向上游侧(即，从X轴负方向侧朝向正方向侧)喷射气体的方式朝向钢板S的表面。另外，如图4所示，狭缝喷嘴10在呈狭缝状开口的喷射口112的狭缝长度方向(Y方向)的两侧被使狭缝喷嘴10相对于钢板S靠近/远离的间隙调整机构40支承着。通过利用间隙调整机构40使狭缝喷嘴10上下移动，可调整喷射口112与钢板S的表面之间的间隙。

如图2所示，本实施方式的狭缝喷嘴10构成为，为了抑制外部空气吸入流f4的影响、抑制气体喷流f1的紊乱，作为狭缝喷嘴10的内部的气压的喷嘴压与狭缝喷嘴10的喷射角度、背面倾斜角度、背面长度、狭缝宽度和间隙满足预定的关系。随后论述狭缝喷嘴10的详细结构以及与喷嘴压之间的关系。

间隙测量装置30对位于狭缝喷嘴10的顶端的喷射口112与钢板S的表面之间的距离(以下，也称为“间隙”。)进行测量。如图3和图4所示，间隙测量装置30分别设置于狭缝喷嘴10的喷射口112的狭缝长度方向(Y方向)两侧。通过将间隙测量装置30设置于该位置，可对狭缝长度方向上的狭缝喷嘴10的喷射口112相对于钢板S的表面的倾斜进行检测，能够调整成间隙在狭缝长度方向上恒定。间隙测量装置30例如可以在狭缝长度方向上设置于与使狭缝喷嘴10上下移动的间隙调整机构40大致相同的位置。

间隙测量装置30具备激光测距仪等距离传感器31。间隙测量装置30例如使距离传感器31与钢板S的表面相对，基于向钢板S出射的激光与该激光在钢板S的表面处的反射光之间的相位差来对间隙进行测量。距离传感器31既可以例如如图4所示在间隙测量装置30分别设置有1个，也可以沿着狭缝长度方向分别配设有多个。距离传感器31配置于喷射口112的两端112e附近。本实施方式中，喷射口112的两端112e附近是指，在将狭缝长度方向上的狭缝喷嘴10的喷射口112的长度设为狭缝长度w时，距喷射口112的两端部112e±1/4w的范围。另外，需要使距离传感器31与钢板S相对，因此，例如根据在液体去除装置10所设置的作业线可通过的钢板S的最小板宽和最大板宽决定其设置位置。如此，距离传感器31设置成位于喷射口112的两端112e附近且与钢板S相对。例如，距离传感器31可以设置于距钢板S的端部的距离是板宽的1/6左右的内侧的位置。间隙测量装置30将基于距离传感器31的检测结果获得的间隙作为间隙测量值向间隙调整机构40输出。

间隙调整机构40基于间隙测量装置30的测量结果进行调整，以使间隙成为预定的大小。本实施方式的间隙调整机构40具备：驱动部41，其使狭缝喷嘴10上下(Z方向)移动；和控制部(未图示。)，其对驱动部41的驱动进行控制。

如图3和图4所示，驱动部41分别设置于狭缝喷嘴10的喷射口112的狭缝长度方向(Y方向)两侧，借助支承构件51、53、55支承狭缝喷嘴10。通过如此设置驱动部41，能够使喷射口112与钢板S之间的距离在喷射口112的狭缝长度方向上均匀。驱动部41例如由作动缸构成，通过使固定有支承构件55的活塞移动，能够对狭缝喷嘴10的高度位置进行调整。此外，本发明并不限定于该例子，驱动部41例如也可以是对载置有钢板S的辊道辊的高度位置进行变更的致动器。即使如此使辊道辊相对于狭缝喷嘴10的喷射口112靠近/远离，也能够调整间隙。

控制部基于间隙测量装置30的测量结果使各驱动部41驱动，对狭缝喷嘴10的高度位置进行调整，以使喷射口112在不与钢板S接触的范围内尽量靠近钢板S。间隙测量装置30的间隙测量值是从距离传感器到钢板S的表面的距离，因此，控制部将从间隙测量值减去距离传感器与狭缝喷嘴10的喷射口112之间的距离而得到的值作为当前的间隙，进行调整，以使狭缝喷嘴10的高度位置处于预定的范围内。通过由控制部进行的间隙调整，能够实现如下目标：从狭缝喷嘴10喷射来的气体向该狭缝喷嘴10的喷嘴背面与钢板S之间流入，能够抑制如图2所示那样外部空气吸入流(f4)对气体喷流(f1)造成影响的情况。为了起到该作用，利用间隙调整机构40将间隙设为20mm以下为佳。

(2-2.狭缝喷嘴的结构与喷嘴压之间的关系)

如上所述，本实施方式的狭缝喷嘴10构成为，为了抑制外部空气吸入流f4的影响而抑制气体喷流f1的紊乱，狭缝喷嘴10的喷嘴压与狭缝喷嘴10的喷射角度、背面倾斜角度、背面长度、狭缝宽度和间隙满足预定的关系。

图5是表示本实施方式的狭缝喷嘴10的详细结构的说明图。如图5所示，狭缝喷嘴10具备：喷嘴前表面102，其从喷射口112朝向钢板S的输送方向上游侧；和喷嘴背面104，其从喷射口112朝向钢板S的输送方向下游侧。喷嘴前表面102向输送方向上游侧的倾斜被抑制，喷嘴背面104沿着钢板S的表面向输送方向下游侧延伸设置。

在此，将与钢板S的表面垂直的方向作为基准方向C1，将基准方向C1与来自狭缝喷嘴10的喷射口112的气体的喷射方向C3之间的夹角设为喷射角度θ[°]，将基准方向C1与喷嘴前表面102之间的夹角设为前表面倾斜角度α[°]，将气体的喷射方向C3与喷嘴背面104之间的夹角设为背面倾斜角度β[°]。另外，将喷嘴背面104在钢板S的输送方向C2上的长度设为背面长度L[mm]。并且，在将喷射口112与钢板S的表面之间的距离设为间隙h[mm]、将狭缝喷嘴10的狭缝的开口宽度设为狭缝宽度d[mm]、将狭缝喷嘴10的内部的气压设为喷嘴压P_n[KPa]时，液体去除装置1构成为，满足下述式(1)～(3)的关系。

[数学式2]

β+θ≥60°...(2)

L≥20mm...(3)

此外，喷射角度θ和背面倾斜角度β用于表示大小，以0以上的值表示。对于前表面倾斜角度α，将基准方向C1设为0°，将向钢板S的输送方向上游侧的倾斜以正值表示，将向下游侧的倾斜以负值表示。另外，例如，如图3所示，在将实际的背面长度设为L’[mm]时，喷嘴背面104与钢板S不平行的情况的背面长度L能够由L’cos(90°－θ－β)算出。如此，背面长度L相当于将喷嘴背面104投影到水平投影面时的水平投影面上的喷嘴背面104的输送方向(X方向)上的长度。

(a.与喷嘴压P_n之间的关系)

首先，上述式(1)表示用于抑制在图1和图2中所示的外部空气吸入流f4的影响而抑制气体喷流f1的紊乱的条件。在此，针对图5所示的狭缝喷嘴10，如以下这样定义物理量。x表示钢板S的输送方向上的位置。将钢板S的输送方向(X方向)上的喷嘴背面104的最下游侧的位置设为基准位置(x＝0)。

u₊(x)：科恩达效应下向喷射口侧引入的流速

u_-(x)：碰撞到钢板的气体喷流的输送方向(X方向)分量流速

y(x)：钢板与喷嘴背面之间的距离

λ：管摩擦系数

u₊的X方向分布如下所述：在将经验上已有见解的高速喷流的10％的大小设为初速u₊(0)时，随着沿着X方向前进，流速由于压力损失从初速u₊(0)减少。定量而言，与X方向上的位置相对应的压力损失由下述式(1-1)给出。

[数学式3]

若将由上述式(1-1)表示的压力损失的变动代入下述式(1-2)，则能求出速度的减少量Δu₊(x)。

[数学式4]

然后，根据下述式(1-3)，从之前的位置处的速度u₊(x)减去所求出来的速度的减少量Δu₊(x)，从而求出x+dx位置处的速度u₊(x+dx)。

[数学式5]

u₊(x+dx)＝u₊(x)-Δu₊(x)...(1-3)

另一方面，碰撞到钢板的气体喷流的输送方向分量流速u_-(x)使用从狭缝喷嘴10喷射的气体的喷流的流速u以下述式(1-4)求出。

[数学式6]

u_-(x)＝u(1-cosθ)×d/y(x)...(1-4)

在此，如图5所示，考虑向输送方向上游侧与基准位置(x＝0)分开喷嘴背面104的背面长度L的位置处的、因科恩达效应向喷射口112侧引入的流速u₊(L)的大小和碰撞到钢板S的气体喷流的输送方向分量流速u_-(L)的大小。

首先，在流速u₊(L)是流速u_-(L)以下时(u₊(L)≤u_-(L))，即，气体喷流的输送方向分量流速u_-(L)成为因科恩达效应而引入的流速u₊(L)以上时。因此，气体喷流f1不会因由科恩达效应而引入的流速u₊(L)受到影响，不发生振动。因而，气体喷流f1不紊乱而与钢板S碰撞，如图2所示，液体去除装置1发挥轧液能力。

另一方面，在流速u₊(L)比流速u_-(L)大时(u₊(L)＞u_-(L))，即，因科恩达效应而引入的流速u₊(L)比气体喷流的输送方向分量流速u_-(L)大时。此时，气体喷流f1因由科恩达效应而引入的流速u₊(L)受到影响。其结果，气体喷流f1沿着水平方向振动，气体喷流f1对钢板S的碰撞压降低，因此，导致图1所示那样的液体去除装置1的轧液能力降低。

根据以上内容，通过使气体喷流的输送方向分量流速u_-(L)成为因科恩达效应而引入的流速u₊(L)以上，能够使液体去除装置1发挥轧液能力。即，通过考虑x＝L的位置这一气体喷流喷出位置处的流速u₊与流速u_-之间的平衡，能够设为液体去除装置1的轧液能力得到发挥的状态。

例如，在图6中示出将背面长度L设为20mm、将喷射角度θ与背面倾斜角度β之和设为90°时的在科恩达效应下向喷射口112侧引入的流速u₊(x)与碰撞到钢板S的气体喷流的输送方向分量流速u_-(x)之间的一关系例。如图6所示，若向输送方向上游侧与基准位置(x＝0)分开大于10mm，则气体喷流的输送方向分量流速u_-(x)比在科恩达效应下向喷射口112侧引入的流速u₊(x)大。因而，在背面长度L是20mm的情况下，气体喷流的输送方向分量流速u_-(x)比在科恩达效应下向喷射口112侧引入的流速u₊(x)大，因此，喷嘴背面104的流动被整流。

另一方面，例如，在图7中示出将背面长度L设为15mm、将喷射角度θ与背面倾斜角度β之和设为50°时的在科恩达效应下向喷射口112侧引入的流速u₊(x)与碰撞到钢板S的气体喷流的输送方向分量流速u_-(x)之间的一关系例。如图7所示，即使向输送方向上游侧与基准位置(x＝0)分开15mm，气体喷流的输送方向分量流速u_-(x)也比在科恩达效应下向喷射口112侧引入的流速u₊(x)小。因此，在背面长度L是15mm的情况下，气体喷流的输送方向分量流速u_-(x)比在科恩达效应下向喷射口112侧引入的流速u₊(x)小，因此，喷嘴背面104的流动发生紊流，气体喷流f1紊乱。

因此，本申请发明人对气体喷流的输送方向分量流速u_-(L)成为因科恩达效应而引入的流速u₊(L)以上的液体去除装置1的结构和设定进行了研究，结果想到了上述式(1)的关系式。即，通过以狭缝喷嘴10的喷嘴压P_n[KPa]成为以间隙h[mm]、背面长度L[mm]、背面倾斜角度β[°]、狭缝宽度d[mm]和喷射角度θ[°]表示的关系式F(h，L，β，θ，d)的值以上的方式构成并配置狭缝喷嘴10，能够抑制外部空气吸入流f4的影响，抑制气体喷流f1的紊乱。

通过利用例如丝线法(tuft method)使狭缝喷嘴10的喷嘴背面104上的流动可视化，确定使喷嘴背面104的流动整流化的喷嘴压P_n，能够求出关系式F(h，L，β，θ，d)。在上述式(1)中，将狭缝宽度d设定为0.4mm，将间隙h设定在1mm～25mm的范围内，将背面长度L设定在10mm～50mm的范围内，将背面倾斜角度β设定在5°～45°的范围内，将喷射角度θ设定在0°～75°的范围内，使用丝线法来对使喷嘴压P_n从5KPa逐渐变化到1000KPa时的喷嘴背面104的流动整流化的喷嘴压P_n的阈值进行测量并进行了设定。

具体而言，将直径0.025mm、长度3mm的聚乙烯制的丝线以5mm节距沿着钢板S的输送方向配置于喷嘴背面104，使丝线在根据喷嘴压P_n而变化的喷嘴背面104的流动的作用下运动，从而使喷嘴背面104的流动可视化。在设于喷嘴背面104的全部的丝线朝向钢板S的输送方向时，判定为喷嘴背面104的流动已整流化，将此时的喷嘴压P_n设为阈值。并且，针对使间隙h、背面长度L、背面倾斜角度β以及喷射角度θ变化进行设定而获得的喷嘴压P_n的各阈值，对间隙h、背面长度L、背面倾斜角度β以及喷射角度θ进行多变量多元回归分析，从而获得上述式(1)。

在如此获得的式(1)的关系式F(h，L，β，θ，d)的值是狭缝喷嘴10的喷嘴压P_n以下的情况下，气体喷流的输送方向分量流速u_-(L)成为因科恩达效应而引入的流速u₊(L)以上。此时，气体喷流f1不紊乱而与钢板S碰撞，液体去除装置1发挥轧液能力。因而，通过以满足上述式(1)的方式构成液体去除装置1并进行设定，可去除钢板S上的液体。

另外，针对间隙h、背面长度L、背面倾斜角度β以及喷射角度θ，如以下那样设定。

(b.喷射角度θ、背面倾斜角度β)

喷射角度θ和背面倾斜角度β以上述式(2)表示的方式设定成喷射角度θ与背面倾斜角度β之和成为60°以上。喷射角度θ与背面倾斜角度β之和表示喷嘴背面104相对于基准方向C1的倾斜状态。在喷射角度θ与背面倾斜角度β之和是90°时，喷嘴背面104与钢板S的表面平行。若喷射角度θ与背面倾斜角度β之和比60°小，则外部空气吸入流f4与钢板S的表面碰撞后的翻转流f3之间产生干涉，气体喷流f1的碰撞压降低而无法去除钢板S的表面上的液体5a。因此，喷射角与θ与背面倾斜角度β之和被设定成60°以上。此外，喷射角度θ与背面倾斜角度β之和的上限为喷嘴背面104不与钢板S的表面接触的范围内的最大值。

期望的是喷嘴背面104以与钢板S的表面平行的方式配置。即，喷射角度θ与背面倾斜角度β之和设为90°为佳。由此，在气体喷流f1碰撞到钢板S的表面之后，朝向钢板S的输送方向下游侧的翻转流f3能够在喷嘴背面104与钢板S的表面之间顺利地流动。

另外，期望的是气体的喷射角度θ是45°。由此，从狭缝喷嘴10的喷射口112喷射来的气体从输送方向下游侧相对于钢板S的表面呈45°的角度碰撞，能够将钢板S的表面上的液体5a朝向输送方向上游侧有效地推回并去除。若考虑到期望喷射角度θ与背面倾斜角度β之和是90°，则喷射角度θ和背面倾斜角度β分别设为45°为佳。

(c.背面长度L)

如式(3)所示，喷嘴背面104的背面长度L被设定成20mm以上。若背面长度L比20mm小，则外部空气吸入流f4和翻转流f3在气体喷流f1附近碰撞，导致气体喷流f1紊乱。因此，通过将背面长度L设为20mm以上，外部空气吸入流f4与翻转流f3之间的碰撞不在气体喷流f1附近产生，抑制由外部空气吸入流f4导致的气体喷流f1的紊乱。另外，通过将背面长度L设为20mm以上，外部空气吸入流f4碰撞之前翻转流f3的压力也降低，因此，外部空气吸入流f4与翻转流f3碰撞时的空气的紊乱也变小。通过增大背面长度L，外部空气吸入流f4也难以进入到喷嘴背面104与钢板S的表面之间的区间。因而，背面长度L设定成20mm以上为佳。

此外，喷嘴背面104的背面长度L的上限并没有特别限制，在设备上，与其他构件之间没有接触即可。例如，背面长度L甚至也可以设为100mm左右。

(d.间隙h)

如上所述，期望的是作为喷射口112与钢板S的表面之间的距离的间隙h被设定成，喷射口112在不与钢板S接触的范围内尽量靠近钢板S。由此，能够实现如下目标：从狭缝喷嘴10喷射来的气体向该狭缝喷嘴10的喷嘴背面与钢板S之间流入，能够抑制图2所示那样外部空气吸入流f4对气体喷流f1造成影响的情况。为了起到该作用，期望的是间隙h设为例如20mm以下。

此外，前表面倾斜角度α并没有特别限定，也可以设定成30°以下。若前表面倾斜角度α比30°大，则喷嘴前表面102向输送方向上游侧过于倾斜，在气体喷流f1碰撞到钢板S的表面之后，朝向输送方向上游侧的流动f2不直接朝向上游侧，而易于成为沿着喷嘴前表面102再次朝向狭缝喷嘴10的喷射口112的流动。若形成这样的流动，则由流动f2进行的钢板S的表面上的液体5a的去除性能降低。因而，为了抑制液体去除性能的降低，也可以将前表面倾斜角度α设定成30°以下。期望的是，前表面倾斜角度α是0°以下为佳。由此，能够更可靠地防止朝向输送方向上游侧的流动f2成为沿着喷嘴前表面102再次朝向狭缝喷嘴10的喷射口112的流动。

根据以上内容，以满足上述式(1)～(3)的方式构成并配置狭缝喷嘴10。由此，能够降低由于外部空气吸入流f4与翻转流f3之间的碰撞而导致气体喷流f1紊乱的情况，不使气体喷流f1与钢板S的表面碰撞时的碰撞压降低，也能够维持朝向输送方向上游侧的流动f2的压力。因而，可充分地去除钢板S上的液体5a。根据本实施方式的液体去除装置1，不使用挤水辊、干燥机，就能够充分地去除钢板上的液体，因此，也能够降低用于维持设备的成本。

在此，在图8中示出将喷射角度θ设为45°、使背面倾斜角度β和背面长度L变化了时的间隙h与由上述式(1)算出来的喷嘴压P_n之间的关系。图8所示的喷嘴压P_n表示利用上述的丝线法判定为喷嘴背面104的流动整流化了时的阈值，是式(1)的两边表示同一值时(P_n＝F(h，L，β，θ，d))的值。即，图8所示的情形a～f的描绘线表示喷嘴背面104的流动成为整流的区域与成为紊流的区域之间的分界。如图9所示，若处于描绘线上或位于比描绘线靠上侧的位置，则喷嘴压P_n成为关系式F(h，L，β，θ，d)的值以上，满足上述式(1)的关系，因此，成为喷嘴背面104的流动被整流了的状态。另一方面，若处于比描绘线靠下侧的位置，则喷嘴压P_n比关系式F(h，L，β，θ，d)的值小，因此，不满足上述式(1)的关系。其结果，喷嘴背面104的流动成为紊流，成为气体喷流f1紊乱的状态。

在图8中，背面倾斜角度β与喷射角度θ之和在情形a～c中是90°，在情形d～f中是60°，均满足上述式(2)。对于背面长度L，情形a、b、d、e是25mm或20mm，满足上述式(3)，但情形c、f是15mm，不满足上述式(3)。如图8所示，不满足上述式(3)的情形c、f的描绘线与满足上述式(3)的情形a、b、d、e的描绘线相比较，斜率较大，在间隙h接近3mm的情况下，也需要使喷嘴压P_n成为200KPa以上。若需要200KPa以上的喷嘴压P_n，则可设想，由于工厂的配管设置状况的不同，无法确保该压力，无法设置液体去除装置1，或者，即使能够设置液体去除装置1，所需要的气体流量也变得巨大，使成本增加等。因此，背面长度L设定成20mm以上为佳。

另一方面，情形a、b、d、e的描绘线具有相同程度的斜率，即使间隙h变大，即使将狭缝喷嘴10的喷嘴压P_n设定得比200KPa小，也可满足上述式(1)。此外，在背面长度L相同的情况下，背面倾斜角度β与喷射角度θ之和越大，越能够缩小所需要的喷嘴压P_n。

如以上那样，通过将狭缝喷嘴10设为满足上述式(1)～(3)的结构和配置，使喷嘴背面104的流动整流化，能够不对气体喷流f1的流动造成影响。其结果，能够确保气体压力的通用性，可实现气体流量也经济的液体去除装置。

(2-3.变形例)

图5所示的液体去除装置1的狭缝喷嘴10表示喷嘴自身的外形以满足上述式(1)～(3)的方式形成的情况，但本发明并不限定于该例子。例如，如图10所示，液体去除装置1的狭缝喷嘴10也可以由通常使用的具有轴对称的外形的狭缝喷嘴(以下，称为“喷嘴主体部”。)210和背面构件220构成。喷嘴主体部210具有作为喷射气体的狭缝的喷射口216。喷嘴主体部前表面212和喷嘴主体部背面214相对于气体的喷射方向C3对称。背面构件220是例如钢板等板材。背面构件220与喷嘴主体部背面214连接，构成从喷嘴主体部210的喷射口216朝向钢板S的输送方向下游侧延伸的喷嘴背面。即，背面构件220的与钢板S的表面相对的相对面成为喷嘴背面。

在这样的狭缝喷嘴10中，也满足上述式(1)～(3)，对于作为喷嘴背面发挥功能的背面构件220的底面222，向输送方向下游侧沿着钢板S的表面延伸设置。由此，与图5所示的狭缝喷嘴10同样地，能够减少由于外部空气吸入流f4与翻转流f3之间的碰撞而导致气体喷流f1紊乱的情况，不使气体喷流f1与钢板S的表面碰撞时的碰撞压降低，也能够维持朝向输送方向上游侧的流动f2的压力，因此，可充分地去除钢板S上的液体5a。

图10所示那样的结构可通过针对作为现有的狭缝喷嘴的喷嘴主体部210设置背面构件220来实现，针对现有设备实施较少的变更就足够。利用这样的结构的液体去除装置，也能够充分地获得去除钢板S的表面的液体的效果。

＜3.液体去除方法＞

使上述的液体去除装置1的狭缝喷嘴10与钢板S的表面相对、从狭缝喷嘴10向钢板S的表面喷射气体来进行附着于钢板S的表面的液体的去除。此时，首先，利用间隙测量装置30测量狭缝喷嘴10的喷射口112与钢板S之间的间隙。然后，基于所测量的间隙利用间隙调整机构40的驱动部进行驱动而变更狭缝喷嘴10和钢板S中的至少任一者的位置，从而将间隙调整成20mm以下。之后，一边使狭缝喷嘴10和钢板S相对地移动，一边从狭缝喷嘴10向钢板S的表面喷射气体，从而能够将附着于钢板S的表面的液体去除。

此外，间隙测量装置30对间隙的测量和由间隙调整机构40进行的间隙调整也可以针对不同的处理对象的钢板S分别实施。或者，于在钢板S的钢板通过过程中板厚变更的情况下，板边缘的边缘波动变形(edge wave)也改变，所容许的间隙的大小也改变。因而，也可以是，在钢板S的钢板通过过程中实时利用间隙测量装置30对间隙进行测量，基于所取得的间隙测量值利用间隙调整机构40将间隙调整成20mm以下。

实施例

关于用于本发明的液体去除装置的狭缝喷嘴，对去除钢板表面上的液体的轧液效果进行了验证。在本验证中，在连续钢板处理作业线的清洗设备后设置本发明的液体去除装置，对利用液体去除装置去除了钢板表面上的液体之后的、残存于钢板表面的液体的膜厚进行了测量。设为不使用挤水辊和干燥机。此时，钢板的线速度设为100mpm，间隙设为3mm，喷射角度θ设为45°，狭缝宽度d设为0.4mm。

并且，对将前表面倾斜角度α设为30°、分别将背面倾斜角度β设为10°、15°、45°(即，θ+β＝55°、60°、90°)的情况、另外将喷嘴压P_n设为90KPa、150KPa的情况的、喷嘴背面的背面长度L与残存于钢板表面的液体的膜厚之间的关系进行了研究。将其结果表示在图11和表1中。在本验证中，针对情形A～F这6个背面倾斜角度β与喷嘴压P_n的组合，对使背面长度L变化了的时的轧液效果进行评价。在下述表1中，情形A～F的副编号“-1”、“-2”、“-3”分别表示背面长度L是15mm、20mm、25mm的情况。

本验证中，利用在由液体去除装置去除了钢板表面上的液体之后所残存的液体的膜厚，对轧液效果进行了评价。在作业中，轧液的评价以目视来进行。通常，如图13所示，若钢板表面上的液体的膜厚成为0.5μm以上，则以目视可确认液体残留，因此，判定为钢板表面的品质不良。由此，若钢板表面上的液体的膜厚比0.5μm小，则评价为具有轧液效果。在表1中，将钢板表面上的液体的膜厚比0.5μm小的情况设为“具有轧液效果(○)”，将钢板表面上的液体的膜厚是0.5μm以上的情况设为“没有轧液效果(×)”。

[表1]

若观察图11和表1所示的验证结果，则对于情形A(情形A-1、A-2、A-3)和情形B(情形B-1、B-2、B-3)，喷射角度θ与背面倾斜角度β之和是55°，不满足上述式(2)的关系。因此，即使使喷嘴压P_n或喷嘴背面的背面长度L变化，钢板表面上的液体的膜厚也成为0.5μm以上，无法获得充分的轧液效果。

另一方面，针对情形C～F，狭缝喷嘴构成为，喷射角度θ与背面倾斜角度β之和是60°以上，满足上述式(2)。针对这些，在喷嘴背面的背面长度L小于20mm的情形C-1、D-1、E-1、F-1的情况下，钢板表面上的液体的膜厚成为0.5μm以上，无法获得充分的轧液效果。另一方面，在以满足上述式(3)的方式将喷嘴背面的背面长度L设为20mm以上的情形C-2、C-3、D-2、D-3、E-2、E-3、F-2、F-3的情况下，钢板表面上的液体的膜厚比0.5μm小、确认到充分的轧液效果。尤其是，在喷射角度θ与背面倾斜角度β之和成为90°的情形E-2、E-3、F-2、F-3中，可知：与喷射角度θ与背面倾斜角度β之和为60°的情形C-2、C-3、D-2、D-3相比较，钢板表面上的液体的膜厚更小，控水效果较高。

另外，通过情形A～F可知：在喷射角度θ、前表面倾斜角度α、背面倾斜角度β、狭缝宽度d、以及喷嘴背面的背面长度L是同一条件的情况下，将喷嘴压P_n设定得越高，控水效果越高。

针对确认到了控水效果的情况，如图2所示，认为在狭缝喷嘴的喷嘴背面成为气体流动被整流的状态。另一方面，针对未确认到控水效果的情况，如图1所示，认为在狭缝喷嘴的喷嘴背面气体流动发生紊流、成为对气体喷流造成了影响的状态。

另外，对将喷嘴压P_n设为90KPa、将背面倾斜角度β设为10°(θ+β＝55°)、将狭缝喷嘴的背面长度L设为15mm的情况(表1的情形A-1(比较例1))、将背面倾斜角度β设为15°(θ+β＝60°)、将狭缝喷嘴的背面长度L设为20mm的情况(表1的情形C-2(实施例1))、将背面倾斜角度β设为45°(θ+β＝90°)、将狭缝喷嘴的背面长度L设为25mm的情况(表1的情形E-3(实施例6))的、间隙h与残存于钢板表面的液体的膜厚之间的关系进行了研究。将其结果表示在图12中。

如图12所示，在表1的情形A-1(比较例1)的情况下，即使使间隙h在3mm～20mm之间变化，也不满足上述式(1)～(3)。因此，喷嘴背面紊流化，钢板表面上的液体的膜厚成为0.5μm以上。另一方面，在表1的情形C-2(实施例1)和情形E-3(实施例6)的情况下，即使使间隙h在3mm～20mm之间变化，也始终满足上述式(1)～(3)，能够使钢板表面上的液体的膜厚比0.5μm小。

根据以上，示出了如下内容：通过设为本发明的液体去除装置的狭缝喷嘴结构，使钢板表面的品质不良不会产生，能获得充分的轧液效果。

此外，关于前表面倾斜角度α，以与图11的验证同样的条件，仅将情形A～Fの前表面倾斜角度α变更成35°来进行了验证。图14的情形G～I分别与图11的情形A～F相对应。如图14所示，根据图11的结果，即使是在喷射角度θ、背面倾斜角度β、喷嘴背面的背面长度L、狭缝宽度d以及间隙h与喷嘴压P_n满足了上述式(1)～(3)的关系的情况下，钢板表面上的液体的膜厚也成为0.5μm以上，无法获得充分的轧液效果。因而，期望的是前表面倾斜角度α设定成30°以下。

以上，一边参照附图一边详细地说明本发明的优选的实施方式，但本发明并不限定于该例子。只要是具有本发明所属的技术领域中的通常的知识的人，在权利要求书所记载的技术思想的范畴内能想到各种变更例或修正例是显而易见的，对于这些，当然可理解为属于本发明的保护范围。

例如，在上述在本实施方式中，对具备狭缝喷嘴10的液体去除装置1被固定、钢板S被输送装置输送而相对于狭缝喷嘴10相对移动的情况进行了说明，但本发明并不限定于该例子。例如，本发明的液体去除装置也可适用于板状构件静止、具备狭缝喷嘴的液体去除装置利用喷嘴移动机构相对于板状构件平行地相对移动的情况。

附图标记说明

1、液体去除装置；10、狭缝喷嘴；20、气体供给管；30、间隙测量装置；40、间隙调整机构；41、驱动部；51、53、55、支承构件；102、喷嘴前表面；104、喷嘴背面；110、气体流路；112、216、喷射口；210、喷嘴主体部；212、喷嘴主体部前表面；214、喷嘴主体部背面；220、背面构件；S、钢板。

Claims (13)

1.一种液体去除装置，其用于将附着于板状构件的表面的液体去除，其中，

该液体去除装置具备：

狭缝喷嘴，其从喷射口向所述板状构件的表面喷射气体；以及

间隙测量装置，其对所述狭缝喷嘴的喷射口与所述板状构件之间的间隙进行测量，

所述狭缝喷嘴以从相对于该狭缝喷嘴相对地移动的所述板状构件的移动方向下游侧朝向上游侧喷射气体的方式设置，

在将所述狭缝喷嘴的内部的气压定义为喷嘴压P_n、

将垂直于所述板状构件的表面的方向与所述气体的喷射方向的夹角定义为喷射角度θ、

将作为从所述狭缝喷嘴的所述喷射口起配置于所述移动方向下游侧的面的喷嘴背面与所述气体的喷射方向的夹角定义为背面倾斜角度β、

将所述喷嘴背面在所述移动方向上的长度定义为L、

将所述间隙定义为h、

将所述狭缝喷嘴的狭缝宽度定义为d时，

满足以下的关系式，

[数学式1]

其中，喷嘴压P_n的单位为KPa，喷射角度θ的单位是°，背面倾斜角度β的单位是°，L的单位是mm，h的单位是mm，d的单位是mm。

2.根据权利要求1所述的液体去除装置，其中，

该液体去除装置还具备基于所述间隙测量装置的测量结果来调整所述间隙的间隙调整机构，

所述间隙调整机构将所述间隙调整成20mm以下。

3.根据权利要求2所述的液体去除装置，其中，

所述间隙调整机构通过对所述狭缝喷嘴的位置进行变更来调整所述间隙。

4.根据权利要求2或3所述的液体去除装置，其中，

所述板状构件利用输送所述板状构件的辊道辊沿着所述移动方向移动，

所述间隙调整机构通过对用于载置所述板状构件的所述辊道辊的位置进行变更来调整所述间隙。

5.根据权利要求2～4中任一项所述的液体去除装置，其中，

所述间隙测量装置在所述狭缝喷嘴的喷射口的长度方向两端附近的测量位置对所述间隙分别进行测量，

所述间隙调整机构将所述测量位置处的所述间隙分别调整成20mm以下。

6.根据权利要求5所述的液体去除装置，其中，

所述间隙测量装置是激光测距仪。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的液体去除装置，其中，

所述狭缝喷嘴被固定，

所述板状构件通过利用输送装置沿着所述移动方向移动，从而相对于所述狭缝喷嘴相对地移动。

8.根据权利要求7所述的液体去除装置，其中，

所述输送装置是用于载置所述板状构件的辊道辊。

9.根据权利要求7所述的液体去除装置，其中，

所述输送装置是卷取开卷装置，该卷取开卷装置包括：开卷卷筒，其使卷绕成螺旋状的所述板状构件开卷；以及张力卷筒，其将所述液体被去除后的所述板状构件卷取成螺旋状。

10.根据权利要求1～8中任一项所述的液体去除装置，其中，

所述板状构件静止，

所述狭缝喷嘴利用喷嘴移动机构相对于所述板状构件相对地移动。

11.根据权利要求1～10中任一项所述的液体去除装置，其中，

所述狭缝喷嘴包括：

喷嘴主体部，其具备所述喷射口和气体流路，该气体流路将从外部送入的所述气体向所述喷射口引导；以及

背面构件，其具有从所述喷嘴主体部的所述喷射口朝向所述板状构件的移动方向下游侧延伸设置的所述喷嘴背面，

所述喷嘴背面是所述背面构件的与所述板状构件的表面相对的相对面。

12.一种液体去除方法，其使用权利要求1～11中任一项所述的所述液体去除装置来将附着于所述板状构件的表面的液体去除，其中，

该液体去除方法包括如下步骤：

测量步骤，在该测量步骤中，利用所述间隙测量装置来对所述狭缝喷嘴的喷射口与所述板状构件之间的间隙进行测量；

间隙调整步骤，在该间隙调整步骤中，基于所测量的所述间隙来对所述狭缝喷嘴和所述板状构件中的至少任一者的位置进行变更，从而将所述间隙调整成20mm以下；以及

液体去除步骤，在该液体去除步骤中，一边使所述狭缝喷嘴和所述板状构件相对地移动，一边从所述狭缝喷嘴向所述板状构件的表面喷射气体，将附着于所述板状构件的表面的所述液体去除。

13.根据权利要求12所述的液体去除方法，其中，

每当所述板状构件的板厚变化时，都执行所述测量步骤和所述间隙调整步骤，从而对所述间隙进行再调整。