CN109719597B

CN109719597B - 金属带的带式磨削装置以及金属带的带式磨削方法

Info

Publication number: CN109719597B
Application number: CN201811249228.9A
Authority: CN
Inventors: 马场幸裕
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2017-10-26
Filing date: 2018-10-25
Publication date: 2021-09-10
Anticipated expiration: 2038-10-25
Also published as: CN109719597A; JP6791097B2; JP2019077004A

Abstract

本发明的课题是提供对于防止磨削作业中的着火事故而言有用的金属带的带式磨削装置以及金属带的带式磨削方法。一种带式磨削装置，具备：旋转的磨削带，对通板中的金属带进行整面磨削；带往复移动用促动器，使上述磨削带在上述金属带的板宽方向上往复移动；端部检测传感器，对上述磨削带的宽度方向端部进行检测；及控制单元，使用上述端部检测传感器的传感器输出信号来生成对带往复移动用促动器进行控制的控制信号。

Description

金属带的带式磨削装置以及金属带的带式磨削方法

技术领域

本发明涉及金属带的带式磨削装置以及金属带的带式磨削方法。本发明特别涉及在使金属带通板的同时利用磨削带对上述金属带的表面进行磨削的操作中防止因磨削油的起火引起的着火事故的、金属带的带式磨削装置以及金属带的带式磨削方法。

背景技术

以往以来，金属带例如不锈钢带通过精炼、钢块(钢坯)铸造、热轧、退火、酸洗、冷轧、最终退火、酸洗、调质轧制、精整等一系列工艺来制造。但是，对于经过这些大量工艺通过轧制而较长地延伸且表面积也膨胀的金属带例如不锈钢带而言，以抑制在制造中引入瑕疵作为品质上的课题。

为了解决该课题，以往，在主要工艺的设备出口侧对不锈钢带的表面进行检查，将产生了瑕疵的部分切除、或者根据情况对表面进行局部磨削除去，根据瑕疵的程度，也有时对表面进行整面磨削。此外，根据不锈钢的品种，为了确保冷轧后的表面光泽，需要将在热轧钢带酸洗时形成的干扰光泽的晶界侵蚀孔削除。另外，对于高耐腐蚀性或高抗氧化性的不锈钢带而言，热轧钢带的氧化皮(氧化层)利用酸洗不能充分地除去，因此也有时进行表面的整面磨削。

另外，对于面向使不锈钢冷轧钢带的表面具有美观性的用途的产品而言，也存在对不锈钢冷轧钢带进行整面磨削的情况。

需要说明的是，不锈钢热轧钢带的板厚例如为1.5～13mm，不锈钢热轧钢带的板宽例如为600～2000mm。另外，不锈钢冷轧钢带的板厚例如为0.4～3mm，不锈钢冷轧钢带的板宽例如为600～1600mm。

作为这样的整面磨削用的连续磨削生产线，例如已知现有的使用了金属带的带式磨削装置(以下，也仅称为“带式磨削装置”)的连续磨削生产线(参见专利文献1)。

另外，作为现有的使用了带式磨削装置的连续磨削生产线，也可以列举将专利文献1中公开的连续磨削生产线简化后的例如图7所示的连续磨削生产线。图7的连续磨削生产线构成如下：使由放线盘100放出、利用入口侧偏导辊2变向(在此，“变向”是指改变通板的朝向。以下相同)的金属带(例如不锈钢带)1与多个串联配置的轧制线辊5接触，并且在串联配置的多个机架、例如4机架(一般为3～7机架)的带式磨削装置10中以例如8～12米/分钟程度的通板速度进行通板，利用出口侧偏导辊3变向，利用张力卷取机200进行卷取回收。

图7所示的连续磨削生产线是4机架的带式磨削装置10串联配置构成的。各带式磨削装置10具有：在利用电动机驱动的接触辊13与空转辊12之间以环形卷绕的、例如磨削磨粒粒度号60～180的磨削带11；及隔着金属带(例如不锈钢带)1而设置于与接触辊13相对的位置的比利辊(ビリーロール)14。磨削带11的带宽例如为金属带1的板宽+(100～1000)mm程度。

比利辊14利用比利辊升降单元15升降。对金属带1进行磨削时，在金属带1的通板期间使比利辊14上升，使金属带1与磨削带11接触，保持该接触的状态。另外，磨削中，一边利用磨削油喷射单元16向磨削带11或进一步向金属带1喷吹例如由矿物油构成的磨削油17一边进行磨削。需要说明的是，也有时设置有隔着磨削带11而与磨削油喷射单元16相对的另一个磨削油喷射单元(未图示)。停止磨削时，使比利辊14下降，使金属带1从磨削带11分离。

需要说明的是，为了调整卷绕于接触辊13与空转辊12之间的磨削带11的张力，带式磨削装置10具备使空转辊12升降的空转辊升降单元(未图示)。

另外，为了限制磨削油17的烟尘、磨削屑的飞散范围，各机架的带式磨削装置10每机架地具有覆盖装置的罩(未图示)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-239446号公报

发明所要解决的课题

但是，对于现有的带式磨削装置而言，存在因磨削作业中的局部异常发热而磨削油的烟尘起火从而导致着火事故的危险性，因此，按照各机架具备向覆盖装置的罩内吹入二氧化碳等灭火剂的灭火设备。因此，虽然存在即使发生着火事故也能够立即灭火的体制，但是，一旦发生着火事故时，需要停止磨削生产线，对罩内进行清扫，在此基础上，再次从金属带的开头重新开始磨削，生产率大幅降低。此外，也存在各种零件受到着火事故所带来的热量的影响而发生故障的情况，因此，再启动之前需要进行设备检查，如果有故障则也必须进行零件更换。

发明内容

因此，鉴于上述情况，本发明的目的在于提供对于防止磨削作业中的着火事故而言有用的金属带的带式磨削装置以及金属带的带式磨削方法。

用于解决问题的方案

本发明具备以下构成。

[1]一种金属带的带式磨削装置，其特征在于，

所述金属带的带式磨削装置具备：

旋转的磨削带，对通板中的金属带进行整面磨削；

带往复移动用促动器，使上述磨削带在上述金属带的板宽方向上往复移动；

端部检测传感器，对上述磨削带的宽度方向端部进行检测；及

控制单元，使用上述端部检测传感器的传感器输出信号来生成对带往复移动用促动器进行控制的控制信号。

[2]如[1]所述的金属带的带式磨削装置，其特征在于，上述控制单元根据上述端部检测传感器的传感器输出信号的接通持续时间以及断开持续时间来对发现异常状态进行检测，并生成异常检测信号。

[3]如[2]所述的金属带的带式磨削装置，其特征在于，将上述生成了的异常检测信号作为促使磨削作业停止的信号。

[4]如[1]～[3]中任一项所述的金属带的带式磨削装置，其特征在于，上述金属带为不锈钢带。

[5]一种金属带的带式磨削方法，其特征在于，在使金属带通板的同时利用旋转的磨削带进行整面磨削的磨削作业中，使上述磨削带在金属带的板宽方向上往复移动，使用对上述磨削带的宽度方向端部进行检测的端部检测传感器的传感器输出信号来对该往复移动的方向进行切换。

[6]如[5]所述的金属带的带式磨削方法，其特征在于，使用上述端部检测传感器的传感器输出信号的接通持续时间以及断开持续时间来对发现异常状态进行检测。

[7]如[6]所述的金属带的带式磨削方法，其特征在于，在检测出发现上述异常状态的时间点使磨削作业停止。

[8]如[5]～[7]中任一项所述的金属带的带式磨削方法，其特征在于，上述金属带为不锈钢带。

发明效果

根据本发明，可以提供对于防止磨削作业中的着火事故而言有用的、金属带的带式磨削装置以及金属带的带式磨削方法。根据本发明，起到如下的优良的效果：将利用磨削带的磨削作业中的局部异常发热所引起的着火事故更可靠地防患于未然。

附图说明

图1是示出本发明的带式磨削装置的一个实施方式的示意图。

图2是从图1的箭头A方向观察到的向视图。

图3是示出本发明的带式磨削方法的一个实施方式的时序图。

图4是示出本发明的带式磨削装置的另一个实施方式的示意图。

图5是从图4的箭头A方向观察到的向视图。

图6是示出本发明的带式磨削方法的另一个实施方式的时序图。

图7是示出使用了现有的带式磨削装置的连续磨削生产线的一例的示意图。

标号说明

1 金属带(不锈钢带)

2 入口侧偏导辊

3 出口侧偏导辊

5 轧制线辊

10 带式磨削装置(现有)

10A、B 带式磨削装置(本发明)

11 磨削带

12 空转辊

13 接触辊

14 比利辊

15 比利辊升降单元

16 磨削油喷射单元

17 磨削油

20 端部检测传感器

21 旋转中心轴

25 带往复移动用促动器

30A、B 控制单元

100 放线盘

200 张力卷取机

a1 投光部

a2 受光部

具体实施方式

以下，对于本发明的金属带的带式磨削装置以及金属带的带式磨削方法，示出实施方式例进行说明。但是，本发明没有限定于以下的实施方式。

(第一实施方式)

作为本发明的第一实施方式，可以列举例如图1所示方式的带式磨削装置10A。图1是从操作侧(OP侧)观察带式磨削装置10A而得到的示意图(侧面图)，图2是示出从图1的箭头A方向观察到的空转辊12附近的向视图。

图1所示的带式磨削装置10A具有：旋转的磨削带11，对通板中的金属带1进行整面磨削；带往复移动用促动器25，使上述磨削带11在上述金属带1的板宽方向上往复移动；及端部检测传感器20，对上述磨削带11的宽度方向端部进行检测。需要说明的是，在图1所示的带式磨削装置10A中，与图7所示的带式磨削装置10相同的标号的构件发挥与图7所示的带式磨削装置10同样的功能。

为了进行磨削带宽度方向位置控制、即在磨削中使磨削带的宽度方向中心保持于金属带的宽度方向中心位置附近的控制，图1所示的带式磨削装置10A具备控制单元30A。

控制单元30A接收上述端部检测传感器20的传感器输出信号S1，生成带往复移动用促动器25的动作控制用的控制信号C1。

上述磨削带宽度方向位置控制中使磨削带11沿金属带1的宽度方向(以下，也称为“板宽方向”)往复移动，通过使用端部检测传感器20设定该往复移动的区间来实施。端部检测传感器20可以设置两个，也可以设置一个。需要说明的是，带宽度方向中的任一方的端点从带宽中心点处于板宽中心位置的时间点到沿上述一方侧移动而到达最远离的位置的距离(后述的图3以及图6的δ)为20～150mm程度。

使用两个上述端部检测传感器20的情况下，省略图示，将上述两个端部检测传感器20在上述设定的往复移动的区间(以下，称为“设定往复区间”)的两端各配置一个，利用上述两个端部检测传感器20中的一个和另一个分别对磨削带11的宽度方向的一端部和另一端部进行检测，在该检测出的时间点使上述往复移动的方向反转。但是，实际上，由于磨削带11的惯性，磨削带11的移动方向实际反转的时间点晚于端部检测传感器20对磨削带的宽度方向端部进行了检测的时间点。这点在使用一个上述端部检测传感器20的情况下也是同样的。

使用一个上述端部检测传感器20的情况下，将带式磨削装置10A设定为例如图1所示的构成，进行磨削带宽度方向位置控制的时序图例如如图3那样的磨削。在图1所示的带式磨削装置10A的例子中，使用由投光部a1和受光部a2构成的光传感器作为端部检测传感器20。如图2所示，在本实施方式中，将端部检测传感器20配置于带式磨削装置10A的操作侧(OP侧)。需要说明的是，也可以使用由送风部和受风部构成的风压传感器(未图示)来代替上述光传感器。

另外，带式磨削装置10A具有带往复移动用促动器25作为使磨削带11沿板宽方向往复移动的单元。对于上述带往复移动用促动器25而言，如图2所示，例如使空转辊12的辊轴从与通板方向正交的位置绕设置于驱动侧(DR侧)的旋转中心轴21转动，从而向图示的+方向或-方向倾斜，由此使磨削带11产生板宽方向的移动速度分量(使用两个端部检测传感器的情况下也是同样)。

图2中，将空转辊12的辊轴的倾斜方向与对应的磨削带11的移动方向这两方设为相同标号，空转辊12的辊轴的倾斜方向为+方向时磨削带11的移动方向也为+方向(向DR侧的方向)，空转辊12的辊轴的倾斜方向为-方向时磨削带11的移动方向也为-方向(向OP侧的方向)。

为了自动地进行上述磨削带宽度方向位置控制，带式磨削装置10A具有接收端部检测传感器20的传感器输出信号S1来生成带往复移动用促动器25的动作控制用的控制信号C1的控制单元30A。图3是示出端部检测传感器20在磨削带11向最靠近OP侧移动结束紧前对磨削带端部进行检测的位置设置有端部检测传感器20的情况下，传感器输出信号S1、控制信号C1以及磨削带11的宽度方向中心点的板宽方向位置的推移的时序图。

如图3所示，传感器输出信号S1为在投光部a1与受光部a2之间不存在磨削带11的状态的接通和在投光部a1与受光部a2之间存在磨削带11的状态的断开这两个值(图3(a))。即，在传感器输出信号S1为接通时，磨削带11为未检测出端部中，在传感器输出信号S1为断开时，磨削带11为检测出端部中。

控制信号C1为断开接收时间点生成的DR(+)和从接通接收时间点经过TA秒后生成的OP(-)这两个值(图3(b))。TA秒的TA的值例如如下所述来决定。即，通过使用带往复移动用促动器25使磨削带11往复移动的预先的测定实验，测定从接通信号生成开始时间点到磨削带11的DR侧的端部到达至相对于板宽中心线而与端部检测传感器20的位置(“传感器位置”)对称的位置(“传感器共轭位置”)为止的时间(秒数)，将该测定值设为TA的值。

带往复移动用促动器25使磨削带11以OP(-)接收时向OP侧移动、DR(+)接收时向DR侧移动的方式动作。因此，磨削带11在将传感器位置和传感器共轭位置设为两端的区间内往复移动。即，设为δ＝(往复移动的区间宽度-磨削带宽度)/2，磨削带11的宽度方向中心点保持在板宽方向中心点±δ的范围内(图3(c))。

在本实施方式的金属带的带式磨削方法中，例如使用代替图7的带式磨削装置10而形成图1的带式磨削装置10A的连续磨削生产线，在使金属带1通板并利用旋转的磨削带11进行整面磨削的磨削作业中，使上述磨削带11在金属带1的板宽方向上往复移动，使用对上述磨削带11的宽度方向端部进行检测的端部检测传感器20的传感器输出信号S1切换该往复移动的方向。由此，能够在磨削中自动地进行将磨削带11的宽度方向中心保持于金属带1的宽度方向中心位置附近的控制，能够有效地防止磨削带11从规定的往复移动区间脱离，并有效地防止因与周围设备接触而产生的局部异常发热所引起的着火事故。

(第二实施方式)

本发明人对上述带式磨削装置10A进一步反复进行详细研究，得出以下见解。即，作为导致磨削作业中的着火事故的局部异常发热的原因，可列举：(i)由于上述端部检测传感器或上述带往复移动用促动器的突发性故障等而产生磨削带从规定的往复移动区间脱离的磨削带宽度方向移动控制的不良的情况下，磨削带的宽度方向端部与周围设备接触而产生局部异常发热的现象；(ii)由于磨削带的劣化而在磨削带的宽度方向端部(或者在宽度方向端部的内侧产生的裂纹)产生折叠，该处局部增厚的结果是，在该局部处接触压力增大而产生局部异常发热的现象。另外，在发现这些(i)、(ii)现象的异常状态下，上述端部检测传感器的接通持续时间以及断开持续时间中的任意一方或双方与正常状态时相比显著变长。

因此，可以通过使用上述端部检测传感器的接通持续时间以及断开持续时间对发现异常状态进行检测。并且，在检测出该发现异常状态的时间点停止磨削作业，由此能够将着火事故更可靠地防患于未然。

本发明的第二实施方式的发明是基于上述见解而完成的。作为本发明的第二实施方式，例如可以列举图4所示的方式的带式磨削装置10B。图4是从操作侧(OP侧)观察带式磨削装置10B的示意图(侧面图)，图5是示出从图4的箭头A方向观察到的空转辊12附近的向视图。

图4中所示的带式磨削装置10B除了具备控制单元30B代替控制单元30A以外，具有与图1中所示的带式磨削装置10A同样的构成。与带式磨削装置10A同样地，带式磨削装置10B具有：旋转的磨削带11，对通板中的金属带1进行整面磨削；带往复移动用促动器25，使上述磨削带11在上述金属带1的板宽方向上往复移动；及端部检测传感器20，对上述磨削带11的宽度方向端部进行检测。

图4中所示的带式磨削装置10B的控制单元30B使用上述端部检测传感器20的传感器输出信号S1来生成向上述带往复移动用促动器25的控制信号C1，并且根据上述传感器输出信号S1的接通持续时间以及断开持续时间对发现异常状态进行检测并生成异常检测信号C2。

在本实施方式中，将异常检测信号C2设为促使磨削停止的信号，例如如图4那样设为促使比利辊升降单元15的下降的信号。比利辊升降单元15接收到促使下降的信号(异常检测信号C2)时，立即使比利辊14下降，磨削带11从金属带1分离而磨削作业停止。需要说明的是，异常检测信号C2也可以设为促使上述空转辊升降单元(未图示)的下降的信号。这种情况下，也是空转辊升降单元(未图示)接收到异常检测信号C2时立即使空转辊12下降，磨削带11的速度与利用电动机进行驱动的接触辊13的速度不再调谐，磨削作业停止。

对于控制单元30B根据上述传感器输出信号S1的接通持续时间以及断开持续时间对发现异常状态进行检测并生成异常检测信号C2的方法，使用图6的时序图进行说明。控制单元30B由图6(a)的传感器输出信号S1逐次导出接通持续时间T_ON以及断开持续时间T_OFF，在逐次导出的T_ON超过预先设定的阈值α(变为T_ON＞α)的时间点、或者逐次导出的T_OFF超过预先设定的阈值β(变为T_OFF＞β)的时间点，生成异常检测信号C2。阈值α以及阈值β由预想到导致着火事故的T_ON以及T_OFF的值域决定即可。

作为金属带1，例如可以列举不锈钢带、其中例如可以列举铁素体系不锈钢带。这些金属带以往在磨削作业中的着火事故的发生频率比较高，从本发明效果的显现性的观点出发，适合作为被磨削材料。

在本实施方式的带式磨削方法中，例如使用代替图7的带式磨削装置10而形成图4的带式磨削装置10B的连续磨削生产线，在使金属带1通板并利用旋转的磨削带11进行整面磨削的磨削作业中，使上述磨削带11在金属带1的板宽方向上往复移动，使用对上述磨削带11的宽度方向端部进行检测的端部检测传感器20的传感器输出信号S1切换该往复移动的方向，进一步，使用上述传感器输出信号S1的接通持续时间T_ON以及断开持续时间T_OFF，与图6同样地对发现异常状态进行检测。另外，优选在检测出上述发现异常状态的时间点停止磨削作业。由此，能够将着火事故的发生更可靠地防患于未然。

需要说明的是，本实施方式的带式磨削方法即使使用带式磨削装置10A也可以实施。但是，这种情况下，需要与控制单元30A单独地具备异常信号生成单元(未图示)，该异常信号生成单元是根据上述端部检测传感器20的传感器输出信号S1的接通持续时间T_ON以及断开持续时间T_OFF对发现异常状态进行检测并生成异常检测信号C2的单元。

另外，在本实施方式中，由异常状态检测引起的磨削作业的停止可以对上述连续磨削生产线的各机架的各带式磨削装置实施。

需要说明的是，上述实施方式中，以使用一个端部检测传感器20的情况为例进行了说明，但是，本发明在使用两个端部检测传感器20、在OP侧、DR侧各设置一个的情况下，也按照各端部检测传感器在变为T_ON＞α或T_OFF＞β时使磨削作业停止，由此能够同样地实施，发挥同样的效果。

实施例

使用代替图7的带式磨削装置10而形成图1所示的带式磨削装置10A的连续磨削生产线，对板厚1.5～13mm、板宽700～1600mm的铁素体系不锈钢热轧钢带以一年2万～3万吨程度进行通板并进行磨削作业。图3的δ设定为50mm。其结果是能够自动地进行在磨削中将磨削带的宽度方向中心保持于金属带的宽度方向中心位置附近的控制。并且，与使用图7的连续磨削生产线的情况相比，能够减少磨削作业中的着火事故。但是，在使用了带式磨削装置10A的连续磨削生产线中，磨削带的劣化、磨削带宽度方向移动控制的不良所引起的、磨削作业中的着火事故以一年数次的频率发生。

因此，使用代替图7的带式磨削装置10而形成图4所示的带式磨削装置10B的连续磨削生产线，分别地将图6的δ设定为50mm、将阈值β设定为2秒、将阈值α设定为5秒，进行磨削作业。其结果是，变为T_ON＞α或T_OFF＞β时使磨削作业停止，磨削带的劣化、磨削带宽度方向移动控制的不良所引起的、磨削作业中的着火事故都没有发生。

Claims

1.一种金属带的带式磨削装置，其特征在于，

所述金属带的带式磨削装置具备：

旋转的磨削带，对通板中的金属带进行整面磨削；

带往复移动用促动器，使所述磨削带在所述金属带的板宽方向上往复移动；

端部检测传感器，对所述磨削带的宽度方向端部进行检测；及

控制单元，使用所述端部检测传感器的传感器输出信号来生成对带往复移动用促动器进行控制的控制信号，并根据所述端部检测传感器的传感器输出信号的接通持续时间以及断开持续时间来对发现异常状态进行检测，并生成异常检测信号，所述接通持续时间为所述磨削带的未检测出端部中的输出信号接通的持续时间，所述断开持续时间为所述磨削带的检测出端部中的输出信号断开的持续时间。

2.根据权利要求1所述的金属带的带式磨削装置，其特征在于，

将所述生成了的异常检测信号作为促使磨削作业停止的信号。

3.根据权利要求1或2所述的金属带的带式磨削装置，其特征在于，

所述金属带为不锈钢带。

4.一种金属带的带式磨削方法，其特征在于，

在使金属带通板的同时利用旋转的磨削带进行整面磨削的磨削作业中，使所述磨削带在金属带的板宽方向上往复移动，使用对所述磨削带的宽度方向端部进行检测的端部检测传感器的传感器输出信号来对该往复移动的方向进行切换，

使用所述端部检测传感器的传感器输出信号的接通持续时间以及断开持续时间来对发现异常状态进行检测，所述接通持续时间为所述磨削带的未检测出端部中的输出信号接通的持续时间，所述断开持续时间为所述磨削带的检测出端部中的输出信号断开的持续时间。

5.根据权利要求4所述的金属带的带式磨削方法，其特征在于，

在检测出发现所述异常状态的时间点使磨削作业停止。

6.根据权利要求4或5所述的金属带的带式磨削方法，其特征在于，

所述金属带为不锈钢带。