JP2002241978A - 酸洗装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 帯鋼の酸化物厚さを帯鋼移送ラインで検出
し、検出したスケール厚さに応じて、酸洗槽を通過する
ストリップの移送速度（即ち酸洗時間）を調節する酸洗
装置を提供すること。 【解決手段】 ストリップ１０の移送ラインに設けられ
えいる磁歪測定装置３０は、磁歪測定器２０を単位測定
要素とし、この磁歪測定器２０を酸洗槽５の入口側又は
出口側でストリップ１０面に非接触で対向させ、且つス
トリップ１０の移送方向に１列に６個並べて固定配置
し、６個の磁歪測定器２０は測定周波数（板厚深さ方向
の測定レンジ）を少しずつずらせ、様々なスケール厚さ
に対応できるよう構成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼材や鋼材を帯状
にしたストリップ等に付着（発生）する酸化物としての
スケールを除去する酸洗装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】鋼板の製造プロセスにおいて、熱間圧延
後の鋼板をコイルとして巻き取った後、それを屋外で冷
却を行い、その後それをほどいて冷間圧延を行ってい
る。この冷却過程おいて、鋼板表面に酸化物（以下、ス
ケールともいう）が付着するため、冷間圧延前にその酸
化物を取り除く目的で酸洗装置の酸洗により酸化物を除
去する。図６は、従来の酸洗装置の概略側面図である。
酸洗装置は、一般的にストリップの流れ順に上流側か
ら、ペイオフロール１、入口側ブライドルロール２、入
口側ルーパロール３、テンションレベラ４、酸洗槽５、
出口側ブライドルロール６、出口側ルーパロール７、出
口側ブライドルロール８、及び巻取ロール９等が主要部
として配設されている。そして、ストリップ１０はペイ
オフロール１から上記の配設物の順に移送ライン上を移
送され、酸洗槽５内では酸洗槽５に溜められている酸化
物の除去液に浸漬され、脱スケールされて下流側の巻取
ロール８に巻取られるように構成されている。

【０００３】酸洗作業は出口側ブライドルロール６の駆
動により、ストリップ１０の通板速度を調整して、スト
リップ１０が酸洗槽５を通過する間にストリップ１０表
面の酸化物を除去するように行われる。図６の下部に
は、酸洗槽５の入口側と出口側位置でのストリップ１０
の断面状態を示す。図に示すように、ストリップ１０は
酸洗槽５に浸漬される前は、表裏両面にスケール１１が
付着している。ストリップ１０のスケール１１の除去率
は、ストリップ１０を酸洗槽５で酸洗処理している時間
に比例し、除去するスケール１１の厚さと酸洗処理の時
間が最適であれば、図中の中段にあるストリップ１０の
ように、スケール１１を適切に除去することができる。
一方、ストリップ１０を移送するライン速度が速く、酸
洗時間が不足すれば上段にあるストリップ１０のように
鋼板の表裏面にスケール１１が斑状に残ってしまう。他
方、ライン速度が遅く、酸洗時間が長くなると下段にあ
るストリップ１０のように、鋼板自身の表面も溶けてし
まい生産性が悪くなる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来、ライン上でスケ
ール厚さを計測する有効な手段がないため、コイル単位
の酸洗終了後にサンプルの切取り検査でスケール除去状
態を計測するなど、経験に基づいた酸洗時間が設定され
ているが、最適な酸洗時間を設定することが非常に困難
な状態にある。すなわち、現状を要約すると、作業者の
経験から求められたストリップの酸洗時間は必ずしも最
適なものではなかった。すなわち、作業者の経験では、
スケール厚さのバラツキに対応することができず、過酸
洗、酸洗不足が発生していた。さらには、酸洗時間を過
剰気味に設定して生産性を損なう可能性があるというい
くつかの問題点があった。本発明は、上述した従来装置
の状況に鑑みてなされたもので、処理すべきストリップ
のスケール厚さをオンラインで検出し、検出したスケー
ル厚さに応じて、酸洗槽を通過するストリップの移送速
度（即ち酸洗時間）を調節し、安定して最適な酸洗時間
を維持できる酸洗装置を提供することを課題としてい
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を効果的に達成
するために本発明の酸洗装置は、 平板状の鋼材やスト
リップ等の酸洗設備であって、ライン上の酸洗槽近くに
単体または複数個の単位測定要素を備えるスケール厚さ
測定用の磁歪測定手段を設け、磁歪測定手段により測定
されたスケール厚さに応じて酸洗時間を選定しライン速
度を調節する制御装置を設けて構成されている。前記発
明は、前記単体または複数個の単位測定要素が、ライン
長さ方向に並べて配置され、順に測定周波数（板厚深さ
方向の測定レンジ）をずらして設けることができる。ま
た、前記発明は、前記磁歪測定手段が、酸洗槽の入口側
及び出口側に設けることもでき、前記磁歪測定手段が、
酸洗槽の入口側にのみ設けることもでき、前記磁歪測定
手段が、酸洗槽の出口側にのみ設けることができ、さら
には、前記磁歪測定手段が、酸洗槽の入口側、出口側の
何れか又は両側位置で、鋼材またはストリップ等の上面
及び下面にそれぞれ対向する配置で設けることができ
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施形態に
よる酸洗装置について、図面を参照しながら説明する。
なお、従来技術において説明した図６に示す酸洗装置と
同一の部分については、同一の符号を付し、その重複す
る詳細な説明を省略する。図１は、本発明に係る酸洗装
置を示す。酸洗装置には、ストリップ１０の移送ライン
において、酸洗槽５の上流側の入口及び下流側の出口近
傍にスケール厚さ測定用の磁歪測定手段である磁歪測定
装置３０を備えている。この磁歪測定装置３０は、単位
測定要素としての、６個の磁歪測定器２０を直列に並べ
ている。図２は、その磁歪測定器２０の斜視図である。
磁歪測定器２０はポータブルな装置であり、下面を開放
した筐体２１内に励磁用コア２２と検出用コア２３を設
けている。これらのコア２２，２３は、互いに門（若し
くはコ）形状であり、非接触の絶縁状態に且つ交叉方向
に配置され、各コア２２、２３の下端を筐体２１の下端
より僅か上位置に維持して支持される。一方の励磁用コ
ア２２には、交流電源２４に接続される励磁コイル２５
を設け、他方の検出用コア２３には検出用コイル２６を
設け、検出用コイル２６と交流電源２４とに接続した同
期整流回路２７と、表示計２８とで構成されている。

【０００７】この磁歪測定器２０は、鋼構造物の内部に
発生する応力の大きさを測定検査する器材として開発さ
れ、橋梁などの定期検査や、工場での材料の切出し検査
などに使用されてきた。内部応力の測定では、筐体２１
の下面を鋼材面にあてがい、門形励磁用コア２２の両端
間に印加した電圧による磁界が、鋼材内の応力発生部に
おいて歪み、その非対称となった磁界により発生する電
圧を検出用コイル２６及び同期整流回路２７を経て表示
計２８に取出し、測定された磁歪による電圧値から内部
応力の大きさを特定し、鋼構造物の安全上の対策を施す
ために使用されてきている。また、他の用途への応用も
検討されてきたが実現されていない。

【０００８】本発明者は、この形式の磁歪測定器２０
が、圧延されたストリップ面に非接触で接近し励磁され
た場合に、性状の異なるストリップ１０とストリップ表
面に形成された酸化物（スケール）１１とでは、磁歪の
傾向に大きな違いがあることを見出し、この知見を基
に、前記既存の磁歪測定器２０を要素部品としたスケー
ル厚さ検出用の磁歪測定手段を構成し、酸洗装置へ組込
み構成した。

【０００９】図１において、磁歪測定装置３０は、図２
の磁歪測定器２０を単位測定要素とし、この磁歪測定器
２０を酸洗槽５に隣接させて、入口側又は出口側でスト
リップ１０の上面（表面）側に非接触状態で対向させ、
且つストリップ１０の移送方向に直列に６個並べて固定
配置し、これらの磁歪測定器２０は個々の測定周波数
（板厚深さ方向の測定レンジ）を少しずつ６段階にずら
せ、様々なスケール厚さに対応できるよう構成してい
る。

【００１０】図１では、磁歪測定装置３０は、酸洗槽５
の入口側及び出口側で、水平方向に移送するストリップ
１０の上面と対向するように設けた場合を示す。１列に
かつ直列に配置した６個の磁歪測定器２０は、ストリッ
プ１０の移送ラインの幅方向に延びる架台に絶縁材を介
し固定支持して設けられる。磁歪測定装置３０を構成す
る磁歪測定器２０の列数、個数は任意の数にすることが
できる。交流電源３１は、各磁歪測定装置３０を構成す
る各磁歪測定器２０の励磁用コイル２５に接続し、同期
整流回路３２は交流電源３１と各磁歪測定器２０の検出
用コイル２６に接続されている。制御装置３３は、同期
整流回路から取込むスケール厚さ信号値の表示計を含み
且つ検出されたスケール厚さ信号値に応じて必要な最適
酸洗時間を計算選定しストリップ１０送り駆動用の出口
側ブライドルロール６を最適酸洗時間対応の送り速度に
自動又は手動制御する。すなわち、この実施形態による
酸洗装置は、従来の酸洗装置の入口側及び出口側にオン
ライン配置したスケール厚さ測定用の磁歪測定装置３０
と、励磁用及び測定用交流電源３１と、スケール厚さ測
定用の同期整流回路３２と、測定されたスケール厚さに
応じ、最適酸洗時間対応の移送速度にストリップ送り駆
動系を制御する制御装置３３とを加えて構成したもので
ある。

【００１１】次に、本発明の第１の実施形態による酸洗
装置の作用について説明する。この構成の酸洗装置で
は、スケール１１の除去液が溜められている酸洗槽５入
口側の直前に配置した磁歪測定装置３０の６個の磁歪測
定器２０で検出されたストリップ１０面のスケール１１
最大厚さに応じ、酸洗時間制御装置３３により、最適酸
洗時間を選定する。すなわち、ストリップ１０送り駆動
用のブライドルロール６を、スケール１１厚さに応じた
最適酸洗時間対応の速度に制御し、ストリップ１０が酸
洗槽５へ送られ、最適酸洗時間でスケール１１が除去さ
れる。また、入口側で測定されるスケール１１の最大厚
さが変化した場合には、それに応じて酸洗時間及びスト
リップ送り速度を随時最適に維持できるようになる。酸
洗槽５出口側の６個の磁歪測定器２０では、残存スケー
ルの有無が測定されて制御装置３３にフィードバックさ
れ、出口側にスケール１１が残存する場合は、その残存
スケールの厚さ分だけ、最適酸洗時間対応のライン速度
が再調節され、ストリップ１０の酸洗槽５内での処理液
の浸漬時間を調整する。特に、酸洗槽５の処理液が劣化
したような場合に特に有意義である。

【００１２】前記のように本実施形態では、酸洗装置上
にスケール検出用の磁歪測定装置３０を設けることで、
以下の効果を上げることができる。スケール１１のサン
プルを摘出することなく、オンラインでいつでもスケー
ル１１厚さを測定できる。磁歪測定装置３０により、ラ
イン状を移送しているスケール１１厚さを、瞬時に測定
できるので効率的であり、生産性を損なわない。連続的
でかつ高い頻度でスケール１１厚さを測定できるので、
コイル毎に最適な酸洗時間、すなわちライン速度を選定
できる。最適な酸洗時間をストリップ１１のコイル毎に
選定できるので、歩留まりが大幅に向上するとともに、
過酸洗や酸洗不足を防ぎ、酸洗後のストリップの品質が
著しく改善される。酸洗槽５の入口側、出口側の両方で
オンライン測定する場合は、フィードフォーワード制御
及びフィードバック制御の両方でライン制御することが
でき、大幅な省力化、効率化を達成できる。

【００１３】次に、本発明の酸洗装置における第２の実
施形態について図３を参照しながら説明する。なお、上
記実施の形態と同じ部分については、同一の符号を付し
て説明する。図３に示すように、本実施形態では、酸洗
槽５の入口側にのみ前記第１の実施形態と同様な構成で
複数個の磁歪測定機２０を備えたスケール厚さ検出用の
磁歪測定装置３０を設けた場合である。すなわち、磁歪
測定装置３０を酸洗装置５の上流側の入口近傍における
ストリップ１０の移送ラインの表面側に、移送ラインの
流れ方向に沿って、直列に配置している。その他の構成
については、第１の実施形態と同様である。

【００１４】この構成による場合、図１のような出口側
の磁歪測定装置３０によるフィードバック制御のバック
アップ機能はなくなるが、フィードフォオーワード制御
のみの装置となり、酸洗装置の設備が簡素になる。制御
装置３３によるフィードフォオーワード制御で行なう、
最適酸洗時間、ライン速度選定で得られる作用効果は、
第１の実施形態の場合と同様である。

【００１５】次に、本発明の酸洗装置の第３の実施形態
について、図４を参照しながら説明する。なお、第１の
実施の形態と同じ部分については、同一の符号を付して
説明する。図４に示すように、本実施形態では、酸洗槽
５の出口側にのみ前記第１の実施の形態と同様な構成
で、複数個の磁歪測定器２０を備えるスケール厚さ測定
用の磁歪測定装置３０を設けた場合である。すなわち、
磁歪測定装置３０を酸洗装置５の下流側の出口近傍のス
トリップ１０の移送ラインの表面側に、移送ラインの流
れ方向に直列に配置している。その他の構成について
は、第１の実施形態と同様である。この構成による場
合、図１のような入口側の磁歪測定装置３０がなくな
り、構成が簡素になる。酸洗装置は経験を基に設定され
た酸洗時間・速度で作業を開始し、出口側の磁歪測定装
置３０で測定されたスケール１１の有無、スケール厚さ
のフィードバック信号を基に制御装置３３により最適酸
洗時間・速度を選定し、酸洗不足や過酸洗のない最適酸
洗制御を行なうことができる。その他の作用効果は、第
１の実施形態の場合と同様である。

【００１６】次に本発明の酸洗装置の第４の実施形態に
ついて、図５を参照しながら説明する。なお、第１の実
施の形態と同じ部分については、同一の符号を付して説
明する。本実施形態は、前記第１〜３の実施形態で示し
た各構成において、前記磁歪測定装置３０を酸洗槽５の
入口側、出口側の何れか又は両方に、ストリップ１０の
上下面に対向させる配置で設けて酸洗装置を構成した場
合である。その一例として、図５に示すように、磁歪測
定装置３０を酸洗槽５の出口側でストリップ１０の上下
（表裏）面に対向させて設けた場合を示している。その
他の構成は第１の実施形態と同様である。なお、磁歪測
定装置３０は出口側で対向させて設けているが、ずらし
た位置に配置することも可能である。この構成によれ
ば、酸洗槽５の入口側又は出口側又は両方でストリップ
１０の両面のスケール厚さが測定され、検出されたスケ
ール厚さに応じて、制御装置３３によりストリップ１０
の最適酸洗時間及び最適移送ライン速度を選定できるた
め、適最酸洗率が高くなり、生産性をより向上させる効
果が得られる。

【００１７】以上、本発明の各実施形態について説明し
たが、勿論、本発明はこれに限定されることなく本発明
の技術的思想に基いて種々の変形及び変更が可能であ
る。例えば、上記実施の形態では、磁歪測定器２０を移
送ライン方向に直列に並べたか、場合によっては、スト
リップの幅方向に並設してもよく、幅方向にスケール厚
さのバラツキがあるような場合に対応できる。この場合
は、スケールの厚さが大きい部分に対応させて、ストリ
ップの酸洗時間を調整する。また、磁歪測定装置３０
は、酸洗槽５の入口側若しくは出口側のできるだけ近傍
に配置する方が望ましいが、例えばテンションレベラ４
よりも上流側に離して配置することもでき、出口側につ
いても同様に酸洗槽５と離して配置するこも可能であ
る。また、上記実施形態では、ストリップを例にあげた
が、通常の平板状の金属製板にも本発明は適用が可能で
ある。

【００１８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、鋼
材の表面に付着した酸化物としてのスケールを酸洗槽に
よって除去する鋼材の酸洗装置であって、鋼材の移送ラ
インに単体または複数個の単位測定要素を備えるスケー
ル厚さ測定用の磁歪測定手段を設け、磁歪測定手段によ
り測定されたスケール厚さに応じて酸洗時間を選定しラ
イン速度を調節する制御装置を設けたので、鋼材の表面
に付着しているスケールを、過酸洗、洗浄不足をなく
し、より効果的に除去することができ、作業効率を向上
させることができる。前記発明は、前記複数個の単位測
定要素が、酸洗槽の近くに鋼材の移送ライン上の流れ方
向に並べて配置され、順に単位測定要素の測定周波数を
ずらして設けることにより、より精密なスケール厚さを
測定することができ、より作業効率を向上させることが
できる。また、前記発明は、前記磁歪測定手段が、酸洗
槽の入口側及び出口側に設けることもでき、前記磁歪測
定手段が、酸洗槽の入口側にのみ設けることもでき、前
記磁歪測定手段が、酸洗槽の出口側にのみ設けることが
でき、さらには、前記磁歪測定手段が、酸洗槽の入口
側、出口側の何れか又は両側位置で、鋼材の上面及び下
面にそれぞれ対向する配置で設けることができ、酸洗装
置のレイアウト及び設計の自由度を大きくすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態にかかる酸洗装置の概
略の側面図である。

【図２】図１の酸洗装置中で用いている磁歪測定装置の
単位要素としての磁歪測定器の概略構成を示す斜視図で
ある。

【図３】本発明の第２の実施形態にかかる酸洗装置の概
略側面図である。

【図４】本発明の第３の実施形態にかかる酸洗装置の概
略側面図である。

【図５】本発明の第４の実施形態にかかる酸洗装置の概
略側面図である。

【図６】従来の酸洗装置の概略側面図である。

【符号の説明】 １ ペイオフロール ２ 入口側ブライドルロール ３ 入口側ルーパロール ４ テンションレベラ ５ 酸洗槽 ６ 出口側ブライドルロール ７ 出口側ルーパロール ８ 出口側ブライドルロール ９ 巻取ロール １０ ストリップ １１ スケール ２０ 磁歪測定器 ２１ 筐体 ２２ 励磁用コア ２３ 検出用コア ２４ 交流電源 ２５ 励磁コイル ２６ 検出用コイル ２７ 同期整流回路 ２８ 表示計 ３０ 磁歪測定装置 ３１ 交流電源 ３２ 同期整流回路 ３３ 酸洗時間制御装置

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼材の表面に付着した酸化物としてのス
   ケールを酸洗槽内で除去する鋼材の酸洗装置であって、
   鋼材の移送ラインに単体又は複数個の単位測定要素を備
   えるスケール厚さ測定用の磁歪測定手段を設け、磁歪測
   定手段により測定されたスケール厚さに応じて鋼材の酸
   洗時間を選定しライン速度を調節する制御装置を設けて
   構成されたことを特徴とする酸洗装置。
2. 【請求項２】 前記複数個の単位測定要素が、酸洗槽の
   近くに鋼材の移送ライン上の流れ方向に並べて配置さ
   れ、順に単位測定要素の測定周波数をずらして設けられ
   たことを特徴とする請求項１に記載の酸洗装置。
3. 【請求項３】 前記磁歪測定手段が、酸洗槽の入口側及
   び出口側に設けられたことを特徴とする請求項１又は請
   求項２に記載の酸洗装置。
4. 【請求項４】 前記磁歪測定手段が、酸洗槽の入口側に
   のみ設けられたことを特徴とする請求項１又は請求項２
   に記載の酸洗装置。
5. 【請求項５】 前記磁歪測定手段が、酸洗槽の出口側に
   のみ設けられたことを特徴とする請求項１又は請求項２
   に記載の酸洗装置。
6. 【請求項６】 前記磁歪測定手段が、酸洗槽の入口側、
   出口側の何れか又は両側位置で、鋼材の上面及び下面に
   それぞれ対向する配置で設けられたことを特徴とする請
   求項１又は請求項２に記載の酸洗装置。