JP2001191206A

JP2001191206A - 鋼板の表面疵除去方法

Info

Publication number: JP2001191206A
Application number: JP2000069720A
Authority: JP
Inventors: Yuusuke Ichinose; 祐亮一ノ瀬; Satoshi Nakajima; 智中嶋
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1999-11-02
Filing date: 2000-03-14
Publication date: 2001-07-17

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】鋼板上に発生したヘゲ疵等の表面疵を効率よ
くかつ確実に除去することができる方法を提供する。【解決手段】鋼板上に疵検査装置１２を配置して疵を
検知し、切削工具、超音波切削工具あるいはフライス加
工工具により疵を切削加工し、圧延機１３により圧延し
て加工痕を消去する。これによって鋼板の表面疵を完全
に除去する。なお、疵の切削加工の後、圧延を行う前に
磁気加工装置による研削加工を付加することにより、一
層良好な表面が得られる。加工痕の粗さを調整して、圧
延後の模様の発生を抑制可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼板の表面疵除去
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】鋼板生産ラインにおいては、図９に示す
鋼板表面に発生した疵２３は除去されないまま圧延機１
３に持ち込まれて圧延され、図１０に示すように鋼板上
に残り、製品となっている。製品の疵の大きさや数によ
り、鋼板は等級が決められ、等級にあった製品とする
か、疵部のみを切断して短くした製品として出荷してい
る。このように表面疵の発生は、歩留まりの低下あるい
は切断作業による工程増につながり、生産コストが増加
している。オンラインでの鋼板の表面疵除去方法として
は、特開昭６１−２１９４０３号公報が提案されてい
る。この発明は、図７に示す疵検査装置１２により検知
した疵を砥粒入りブラシ・ロール１９を用いて加工し、
疵を除去する方法である。疵除去は、鋼板の全幅方向に
均一に加工することにより、圧延後の鋼板の平坦度の悪
化を防止している。また、板の研磨加工法としては、砥
粒加工学会誌，４４，１（２０００）７に記載の磁気加
工法がある。

【０００３】しかし、砥粒入りブラシ・ロールによる板
全面加工や磁気加工法の加工深さは最大で数μｍと浅
く、深い疵は数百μｍの深さであるヘゲ疵等は除去が不
可能である。また、深さを大きくするためにブラシ・ロ
ールの動力を大きくすると、板に加わる加工抵抗が増加
し、鋼板に破断が発生し、連続圧延が不可能となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の技術は、疵
深さが深いヘゲ疵等の除去は不可能であった。そこで本
発明は、深い疵であるヘゲ疵の除去も可能なオンライン
の疵除去方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の疵除去方法の要
旨は以下の通りである。（１）鋼板の表面疵を疵検査装置により検知し、疵部の
みを切削加工により除去し、圧延により加工痕を消去す
る鋼板の表面疵除去方法。（２）鋼板の疵部の加工を超音波切削により行うことを
特徴とする（１）記載の鋼板の表面疵除去方法。（３）鋼板の疵部の加工をフライス加工により行うこと
とを特徴とする（１）記載の鋼板表面疵除去方法。（４）鋼板の疵部の加工に際し、（１）から（３）のい
ずれか１項に記載の方法により加工した後に磁気加工法
を用いて加工痕の粗さを調整することを特徴とする表面
疵除去方法。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下に、本発明を詳細に説明す
る。図１から図３に示すように、コイル１４から巻き戻
されて搬送されてくる鋼板１は、搬送ライン上に設けた
疵検査装置１２により疵の大きさ、位置が正確に検知さ
れる。この測定データを元に、疵が加工機を通過する前
に、横行用モータ８と横行用ボールねじ９により疵加工
装置１１は幅方向に移動し、昇降用モータ５と昇降用ボ
ールねじ６により工具支持台４に支持された加工工具２
を降下させて切削加工を開始し、疵部が通過後に加工工
具２を上昇させて加工を完了する。疵加工装置１１によ
り加工した加工痕は圧延機１３により圧延されることに
より消去しコイル１５に巻き取られる。加工法として切
削をもちいることにより深い加工が可能となり、同じ深
さを加工するときの加工抵抗も、ブラシ加工や研削加工
に比べ１０分の１に低下する。また、板の全幅を加工す
るのではなく疵部のみを加工することにより、加工抵抗
は数十分の１から数百分の１に低下し、鋼板が破断しな
い。加工深さは１０μｍ以上、好ましくは２００μｍ以
上とすることにより、ヘゲ疵を除去することが可能とな
る。

【０００７】疵加工装置１１は、加工時の板のたわみを
防止するため支持ロール３により鋼板の裏面側が支持さ
れ、横行時の振動を防止するためガイド１０を横行用ボ
ールねじ９とほぼ平行に設けており、さらに昇降時の振
動を防止するためガイド７を支持台４に設けている。

【０００８】図３には、鋼板１の上部にのみ疵検査装置
１２と疵加工装置１１が配置されているが、鋼板１の下
面にも同様の装置が配置され、鋼板裏面の疵も除去され
る。また、疵除去装置は図３に示すように１台だけでは
なく、数台を並列して配置することにより除去される疵
の割合は増加する。

【０００９】疵除去加工は、図１に示す加工工具１１の
押し付けによる切削加工だけではなく、図４に示すよう
な超音波切削方法もある。超音波切削は、超音波振動子
１６により発生した振動をホーン１７を介して加工工具
２に伝えられ加工する方法であり、特公昭３６−１８８
９７号公報に提案されており、加工抵抗が切削加工に比
べ大幅に低下する特徴がある。また、他の加工方法とし
ては、図５に示す横フライス加工、図６に示す縦フライ
ス加工があり、回転工具支持部１８に加工工具２が支持
されて工具が回転し加工される。

【００１０】鋼板１の移動速度が高速の場合、図１に示
す加工工具２の押し付け方法の加工面は良好であるが、
鋼板の移動速度が低速になると工具の先端に構成刃先が
形成され加工痕の面粗さが大幅に低下する。板の移動速
度は、圧延速度等により決まるため変えることが困難で
あり、図４から図６に示す超音波加工、フライス加工の
適用により、鋼板の送りが低速時の加工面の粗さが向上
する。しかし、超音波切削は逆に鋼板の送りが高速にな
るとその効果が小さくなる加工である。従って、鋼板速
度や他の条件を考慮して各加工方法を適宜選択すればよ
い。

【００１１】鋼板の表面は、図９に示すように一定の粗
さがあり、疵２３は粗さの凹凸よりさらに深い凹部とな
っている。疵鋼板を圧延しても図１０に示すように粗さ
の凹凸及び、疵部の凹部は小さくなることはあっても疵
部は消去することはない。本発明は、図１１に示すよう
に疵部をなだらかな表面形状に切削加工し圧延すること
により、図１２に示すように疵部を消去するものであ
る。しかし、鋼板１の移動速度は、圧延条件などにより
設定されるため、図１１に示すように、ライン速度によ
っては加工痕２４の粗さと鋼板表面の粗さが異なること
がある。加工痕と鋼板表面に粗さの差が発生すると、図
１２に示すように圧延後も粗さの差が残り、疵除去加工
をしたところが模様２５となる。鋼板上の模様は、鋼種
によっては不良となることがある。

【００１２】模様の消去としては、図８に示す磁気加工
装置２０を用い、図１３に示すように疵部２６の粗さを
鋼板表面の粗さと同じにし圧延することにより、図１４
に示すように模様の発生もない良好な鋼板となる。疵部
の粗さが良すぎると圧延後に光った模様となるため、粗
さは０．５μｍ（Ｒａ）以上が好ましく、疵部の粗さが
悪すぎると圧延後に白色の模様となるため、粗さは５．
０μｍ（Ｒａ）以下とすることが好ましい。

【００１３】磁気加工装置２０は、磁性粉２２を磁石２
１により保持し鋼板１に押し付け研削加工するものであ
る。加工能率は高くないが凹凸がある表面にもならい均
一な加工が可能であり、曲面や凹凸面の研磨に使用され
ているが、本発明では、加工痕の粗さ調整に使用する。
また、本加工法は、工具の摩耗もなく長期的に安定した
加工が可能であり、かつ加工時に発生した切り屑も磁石
２１及び磁性粉２２により保持されるため、切り屑回収
装置としての機能も持つことになる。

【００１４】

【実施例】実施例として、加工工具に超硬チップを用い
ることにより、鋼板の移動速度が１００m/min から３０
０m/min の加工が可能であった（加工深さは５０μｍと
した）。鋼板の移動速度が５０m/min 以下の低速時は、
振動数が１０kHz から２０kHz 、振幅が１μｍから２０
μｍの超音波切削により良好な加工面が得られた（加工
深さは２００μｍとした）。また、回転速度が５０m/mi
n から４００m/min のフライス加工は、鋼板の移動速度
が３００m/min 以下で良好な加工面を得ることができた
（加工深さは１００μｍとした）。さらに、上記の超硬
チップによる加工の後、磁気加工装置に粒子径０．１mm
から５mmの鉄粉を用いて加工痕の粗さを鋼板と同じにな
るように０．５〜５μm （Ｒａ）に調整した。用いた鋼
板の厚みは４．０mmであり、模様のない良好な鋼板が得
られた。

【００１５】なお、図１から図２には、加工工具の横行
及び上昇にモーターとボールねじ駆動方式の実施態様を
示しているが、駆動方式はこれに限ることなく、リニア
モータ駆動方式、モーターとカムの駆動方式、圧電素子
駆動方式等の駆動方式も採用し得る。

【００１６】

【発明の効果】本発明方法によれば、疵除去に切削加工
を用い、疵部のみを加工することにより、ヘゲ疵等の深
い加工も可能となり、加工抵抗も大幅に低下し板の破断
の発生もなく加工が可能である。また、板の移動速度が
低速の時、超音波切削を適用することにより加工抵抗は
更に低下し、装置の剛性が小さくなり疵加工装置の支持
及び移動装置が小さくなり、設備費が低減する。また、
切削加工後に、磁気加工装置により加工痕の粗さを調整
することにより、圧延後の模様の発生を抑制可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一例である加工工具押さえ付け方法に
よる疵除去装置の側面図である。

【図２】加工工具押さえ付け方法による疵除去装置の平
面図である。

【図３】疵除去システムの概念を示す図である。

【図４】本発明に係る超音波切削法による疵除去装置の
側面図である。

【図５】本発明に係る横フライス加工法による疵除去装
置の側面図である。

【図６】本発明に係る立フライス加工法による疵除去装
置の側面図である。

【図７】従来の疵除去システムの概略を示す図である。

【図８】本発明における加工痕粗さ調整用の磁気加工装
置の側面図である。

【図９】疵鋼板の断面図である。

【図１０】図９の鋼板を圧延した疵鋼板の断面図であ
る。

【図１１】疵除去加工した疵鋼板の断面図である。

【図１２】疵除去加工後、圧延した疵鋼板の断面図であ
る。

【図１３】疵除去加工後、粗さ調整した疵鋼板の断面図
である。

【図１４】疵除去加工後、粗さ調整、圧延した疵鋼板の
断面図である。

【符号の説明】

１：鋼板２：加工工具３：支持ロール４：工具支持台５：昇降用モーター６：昇降用ボー
ルねじ７：昇降用ガイド８：横行用モー
ター９：横行用ボールねじ１０：横行用ガイ
ド１１：加工装置１２：疵検査装
置１３：圧延機１４、１５：コ
イル１６：超音波振動子１７：ホーン１８：回転式工具支持具１９：砥粒入り
ブラシ・ロール２０：磁気加工装置２１：磁石２２：磁性粒子２３：疵２４：加工痕２５：模様２６：粗さ調整した加工痕

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鋼板の表面疵を疵検査装置により検知
し、疵部のみを切削加工により除去し、圧延により加工
痕を消去することを特徴とする鋼板の表面疵除去方法。
【請求項２】鋼板の疵部の加工を超音波切削により行
うことを特徴とする請求項１記載の鋼板の表面疵除去方
法。
【請求項３】鋼板の疵部の加工をフライス加工により
行うことを特徴とする請求項１記載の鋼板の表面疵除去
方法。
【請求項４】鋼板の疵部の加工に際し、請求項１から
３のいずれか１項に記載の方法により加工した後に磁気
加工法を用いて加工痕の粗さを調整することを特徴とす
る表面疵除去方法。