JP2003285920A - ロール表面手入れ装置及びロール表面手入れ方法 - Google Patents
ロール表面手入れ装置及びロール表面手入れ方法Info
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Abstract
間高温に曝される環境下で使用されるロールに対して
も、異物の付着防止或いは異物の除去機能を長期間にわ
たり発揮することができるロール表面手入れ装置を提供
する。 【解決手段】表面手入れすべきロール11に対向して設
けられる回転自在な支持軸1と、該支持軸1の長手方向
に沿って設けられる弾性変形可能な薄肉部材からなる異
物掻取手段と、前記支持軸1を回転駆動させる駆動手段
とを備えたロール表面手入れ装置である。前記薄肉部材
は、前記ロール11との接触による弾性変形により薄肉
部材の一部がロール面と圧接状態で面接触するようにな
っており、薄板材3や薄肉筒体4からなっている。本装
置は、熱処理炉内に設けられた帯状体の搬送ロールの表
面手入れに好適である。
Description
ンのロール表面手入れ装置及び手入れ方法に関するもの
であり、特に熱処理炉内の帯状体の搬送ロール表面の手
入れに好適なロール表面手入れ装置に関する。
は、帯状体の搬送ロールや方向転換用ロールとして、金
属製、樹脂製、ゴム製等のロールが用いられている。こ
れらのロール表面に異物が付着すると、帯状体とロール
との間に異物が噛み込まれ、帯状体の表面に押し疵が転
写されて、品質欠陥の原因となる。
の機械的特性(強度,延性,加工性等)を得るために鋼
板に熱処理を施す。連続焼鈍炉で鋼板の熱処理を行う場
合、鋼板を高温の焼鈍炉内で搬送ロールを介して通板す
ると、搬送ロール表面に酸化物等の異物が付着堆積し、
いわゆるピックアップを形成する。図8は、搬送ロール
へ形成されたピックアップと、鋼板に発生した押疵の様
子を示したものであるが、この搬送ロール11へ形成さ
れたピックアップ21が通板する鋼板12の表面に押し
込まれると、凹状の押疵22となり、鋼板品質に著しい
悪影響を及ぼすことが知られている。
いて、様々な検討が行われてきた。例えば、搬送ロール
への異物付着防止対策としては、搬送ロールの材質、表
面粗度或いは溶射等の表面処理など、搬送ロール自体に
関する検討が数多く行われている。また、焼鈍炉内雰囲
気からの対策も検討されており、特開平11−1585
59号公報などでは、ピックアップが発生しないような
炉内雰囲気ガスの適性条件(露点等)が提案されてい
る。
発生原因(発生源)があることを前提とした対策である
が、炉壁が剥がれて飛来したり、生成原因が不明な異物
が付着している場合もある。したがって、上記の対策に
より一定のピックアップ防止効果を得ることはできて
も、搬送ロールへの異物付着を完全に防止することは困
難である。
するのではなく、搬送ロールへ付着した異物を除去する
ことにより、鋼板への押し疵を防止する方法も種々検討
されている。このようなロールへ付着した異物をオンラ
インで機械的に除去する装置としては、ドクターブレー
ドと称されている装置が一般的に知られている。特許第
3231576号公報や、特開平10−193220号
公報に記載されている装置がその一例である。これらの
装置は、ブレード状の刃をロール表面に接触させ、ロー
ル自身の回転によってブレード刃がロール表面を掻き、
異物を除去するものである。
連続焼鈍ラインは、通常、数週間から数ヶ月間の連続操
業を行い、その間は炉の停止・開放は行わない。したが
って、炉内は長期間にわたり高温で維持されることとな
り、炉内の場所や焼鈍する鋼板の種類によっては800
℃以上で長時間維持される場合もある。
を除去するためには、ブレード刃とロール表面が異物除
去に理想的で安定な接触状態で保持されることが望まし
い。しかし、ブレード刃やブレードの固定冶具、さらに
は架台などには、上記のような高温環境下で長時間曝さ
れることにより、高温クリープ変形と呼ばれる熱変形が
生じる。「熱ダレ」とも呼ばれるこれらの熱変形が重力
方向や接触反力方向に生じることにより、ブレード刃と
ロール表面との接触状態は次第に理想的な状態ではなく
なる。すなわち、「熱ダレ」によりブレード刃のロール
への接触状態が幅方向に不均一となり、また異物除去効
果を発揮するのに十分なブレード刃の押し付け圧力が得
られなくなる。さらに変形が進むと、ブレード刃がロー
ル表面から浮き上がり、異物除去の機能を全く果たせな
くなる。あるいは、ブレード刃が変形によりロール表面
に対して立ってしまい、ロールを傷つける場合すらあ
る。
熱素材を採用する工夫もなされてきたが、金属材料であ
る限り、いかなる耐熱材料を用いたとしても高温クリー
プ変形を完全に防止することはできない。あるいは、セ
ラミック系材料を用いれば耐熱性もあり、クリープ変形
も金属材料に比べて小さいが、剥離や割れなどが生じや
すく、機械的特性が良くないという問題がある。さら
に、上記の特許第3231576号公報や、特開平10
−193220号公報に記載されている装置では、ロー
ル表面への押し付け力を調整するための工夫が施されて
いるが、ブレード刃自体がクリープ変形を起こしてしま
っては、その効果は発揮できない。
たものであり、鋼板の製造における連続焼鈍炉内のよう
な長時間高温に曝される環境下で使用されるロールに対
しても、異物の付着防止或いは異物の除去機能を長期間
にわたり発揮することができるロール表面手入れ装置を
提供することを目的とする。
も長期間にわたり効果的にロール表面手入れを行うこと
ができる装置について、本発明者等が鋭意検討を重ねた
結果得られたものであり、以下のような特徴を有する。
て、該ロールの軸線に沿って設けられる回転自在な支持
軸と、該支持軸の長手方向に沿って設けられる弾性変形
可能な薄肉部材からなり、前記ロールとの接触による弾
性変形により薄肉部材の一部がロール面と圧接状態で面
接触する異物掻取手段と、前記支持軸を回転駆動させる
駆動手段とを備えたことを特徴とするロール表面手入れ
装置。
が、支持軸側を基端部として外側方向に突設された薄板
材からなることを特徴とする上記(1)に記載のロール
表面手入れ装置。
が、支持軸の外側に適当な間隔をもって外装される薄肉
筒体からなり、該薄肉筒体を前記支持軸に対して弾性変
形可能な保持手段により保持したことを特徴とする上記
(1)に記載のロール表面手入れ装置。
が、開孔を有することを特徴とする上記(1)乃至
(3)のいずれかに記載のロール表面手入れ装置。
数個に分割されていることを特徴とする上記(1)乃至
(4)のいずれかに記載のロール表面手入れ装置。
記載のロール表面手入れ装置を用い、該ロール表面手入
れ装置の異物掻取手段を連続的又は間欠的に表面手入れ
すべきロール表面に圧接状態で面接触させることを特徴
とするロール表面手入れ方法。
内の搬送ロールであることを特徴とする上記(6)に記
載のロール表面手入れ方法。
方法において、上記(1)乃至(5)のいずれかに記載
のロール表面手入れ装置を帯状体の熱処理炉に設け、前
記ロール表面手入れ装置により連続的又は間欠的に熱処
理炉内の搬送ロールを手入れしつつ帯状体を前記搬送ロ
ールにより熱処理炉内を搬送することを特徴とする帯状
体の製造方法。
の第1の実施形態に係るロール表面手入れ装置の一例を
示す斜視図である。
転する支持軸1、該支持軸1に装着されるスリーブ2、
該スリーブ2の外周に片側端部が固定された弾性変形可
能な薄板材3、前記支持軸1を回転駆動させる駆動手段
(図示せず)により構成されている。支持軸1とスリー
ブ2とは相対的に回転しないよう、キー等により固定さ
れている。薄板材3は、異物掻取手段として、表面手入
れすべき対象のロールと接触する部分であり、片側端部
(基端部)がスリーブ2の外周へ固定され、反対側の端
部をスリーブ2に対して外側へ向けて設けられている。
この薄板材3としては金属薄板を用いるのが汎用的であ
り、その設置枚数は、スリーブ2の円周方向に1枚でも
複数枚であってもよい。また、薄板材3は、図6に示す
ような開孔を有していることが望ましい。
ユニットを構成する。そして、特に手入れ対象ロールが
ロールクラウンを有する場合等には、異物掻取手段ユニ
ットが支持軸1の軸方向に複数に分割されていることが
望ましい。
板材3のみがスリーブ2の軸方向に分割されていてもよ
い。また、スリーブ2を不要或いは支持軸1と一体と
し、薄板材3が支持軸1へ直接固定されていてもよい。
に係るロール表面手入れ装置の動作を、図2を用いて説
明する。
ール表面手入れ装置によるロール表面手入れの状況説明
図である。ロール表面手入れ装置の支持軸1は、本装置
により表面手入れすべき対象である帯状体12を搬送す
る搬送ロール11の外周面に対向して、その軸線に沿っ
て所定の間隔をおいて配置される。そして、異物掻取手
段である薄板材3が搬送ロール11との接触により弾性
変形し、搬送ロール11の外周面と圧接状態で面接触す
るようにする。
向に搬送される際、搬送ロール11は矢印の方向に回転
する。この回転方向を正転と定義するとき、ロール表面
手入れ装置の支持軸1は、正転・逆転のいずれかの方向
に回転させる。この支持軸1の回転は、支持軸1の一方
向への変形を相殺するために与えるものであり、特に熱
処理炉内において支持軸1が高温クリープ変形により重
力方向あるいは接触反力方向へ変形することを抑制する
ためのものである。したがって、支持軸1の回転速度は
低速で回転させれば十分であり、支持軸1の一方向への
高温クリープ変形を抑制することができる。帯状体の搬
送ロール11の回転による周速度は高速であるため、そ
れに対して支持軸1を十分に低速で回転させれば、支持
軸1の回転方向によらず、薄板材3は相対的に同じ向き
で接触する。
可能であるために搬送ロール11と圧接状態で面接触す
る。その際の接触力は、薄板材3の材質や板厚等により
調整可能である。したがって、搬送ロール11の表面を
効果的に研磨し、搬送ロール11の表面に付着した異物
を除去し、あるいは異物の成長を妨げることができる。
その際、薄板材3に図6に示すような開孔処理を施して
あると、この開孔による異物の研削効果が得られ、ロー
ル表面手入れ性能がより向上する。開孔部のパターンは
特に限定されるものではなく、搬送ロール11の材質や
異物付着状況などに応じて、適宜定めればよい。
る等の理由によりロールクラウンを付与されていたり、
また熱処理炉等の搬送ロールであれば熱クラウンが発生
する場合も多い。このような場合には、薄板材3が支持
軸の軸方向に分割されていると、ロールクラウンがある
場合でも、軸方向ほぼ均一にロール表面の手入れを行う
ことができる。
実施形態に係るロール表面手入れ装置の一例を示す斜視
図であり、図1と同一部分には同一符号を付してその説
明を省略する。
持軸1、該支持軸1に装着されるスリーブ2、該スリー
ブ2の外側に適当な間隔をもって外装される弾性変形可
能な薄肉筒体4、前記スリーブ2へ前記薄肉筒体4を固
定する円周方向に複数設けられた弾性変形可能な保持手
段5、前記支持軸1を回転駆動させる駆動手段(図示せ
ず)により構成されている。薄肉筒体4は、異物掻取手
段として、手入れ対象のロールと接触する部分である。
図3では弾性変形可能な保持手段5として板バネを用い
た場合を示しているが、このように薄肉筒体4は弾性変
形可能な保持手段5によりスリーブ2へ固定されている
ため、スリーブ2の外周面との間隔が円周方向で伸縮自
在となっている。この薄肉筒体4としては金属薄肉円筒
を用いるのが汎用的であり、また、薄肉筒体4は図6に
示すような開孔を有していることが望ましい。
段ユニットを構成する。そして、特に手入れ対象ロール
がロールクラウンを有する場合等には、異物掻取手段ユ
ニットが支持軸1の軸方向に複数に分割されていること
が望ましい。
肉筒体4及び保持手段5のみがスリーブ2の軸方向に分
割されていてもよい。また、スリーブ2を不要或いは支
持軸1と一体とし、薄肉筒体4が保持手段5を介して支
持軸1へ固定されていてもよい。
に係るロール表面手入れ装置の動作を、図4を用いて説
明する。
ール表面手入れ装置によるロール表面手入れの状況説明
図であり、図2と同一部分には同一符号を付してその説
明を省略する。
持軸1は、異物掻取手段である薄肉筒体4が搬送ロール
11との接触により弾性変形し、搬送ロール11の外周
面と圧接状態で面接触するように設置される。ロール表
面手入れ装置の支持軸1は、第1の実施形態と同様に、
正転・逆転のいずれかの方向に低速で回転させる。
可能であり、またスリーブ2へ固定された弾性変形可能
な保持手段5により支えられているため、搬送ロール1
1と圧接状態で面接触する。その際の接触力は、薄肉筒
体4の材質や板厚等、或いは弾性変形可能な保持手段5
の弾性力や設置個数により調整可能である。したがっ
て、搬送ロール11の表面を効果的に研磨し、搬送ロー
ル11の表面に付着した異物を除去し、あるいは異物の
成長を妨げる。その際、薄板材3に図6に示すような開
孔処理を施してあると、ロール表面手入れ性能がより向
上する。
割されていると、搬送ロール11にロールクラウンがあ
る場合でも、軸方向ほぼ均一にロール表面の手入れを行
うことができる。
実施形態]において、本発明のロール表面手入れ装置を
高温の熱処理炉内で用いる場合であっても、支持軸1の
材質は、耐熱性を有するSUS系の材料や耐熱鋼で十分
である。仮に、炉内温度がその材料の耐熱温度を超えた
としても、支持軸1自体の回転によって、熱変形が相殺
されるため、本装置のロール表面手入れ機能は損なわれ
ない。また、薄板材3や薄肉筒体4には繰返しの弾性変
形が加わることとなるが、SUSやインコネル等の通常
入手できる耐熱金属材料を使用すれば十分である。な
お、本発明のロール表面手入れ装置の使用条件によって
は、例えばセラミックバネ等の他の素材を選択してもよ
い。
取手段である薄板材3や薄肉筒体4は、搬送ロール11
の軸方向全長に渡り配置していたが、本発明はこれらの
実施形態に限定されるものではない。すなわち、これら
の搬送ロール11の全長に対して常時ロール表面手入れ
をする必要がない場合には、図5に示すような装置構成
としてもよい。本図において、薄板材3や薄肉筒体4を
備えた異物掻取手段ユニット6は、搬送ロール11の軸
方向の一部分を手入れするものであり、支持軸1へ軸方
向に移動可能に設けられている。そして、常時あるいは
必要に応じて異物掻取手段ユニット6を支持軸1の軸方
向へ移動させながら、搬送ロール11の手入れを行うこ
とができる。
示した薄板材3や、図3に示した薄肉筒体4に限定され
るものではない。すなわち、弾性変形可能な薄肉部材で
あって、表面手入れすべきロールとの接触により弾性変
形し、この薄肉部材の一部がロール表面と圧接状態で面
接触するような部材であればよい。図7はロール表面手
入れ装置の他の実施形態の例を示したものであるが、
(a)は薄肉筒体からなる薄肉部材7をスリーブ2の外
周に複数設けたものであり、(b)は薄板材からなる薄
肉部材7の両端部をスリーブ2の外周に固定したもので
ある。本図に例示するように、薄肉部材7を様々な位置
及び形状に取り付けた異物掻取手段が考えられる。
表面の手入れは連続的に行ってもよいが、支持軸1を搬
送ロール11に対して退避可能に設け、定期的にあるい
はロールの異物付着状況を見ながら、間欠的にロール表
面手入れを行ってもよい。
また本発明例2として図3に示した薄肉筒体4を、それ
ぞれ異物掻取手段とするロール表面手入れ装置を製作し
た。
薄板材3、薄肉筒体4及び弾性変形可能な保持手段5と
しての板バネは、板厚0.1mmのインコネル625を
素材とした。なお、薄板材3及び薄肉筒体4には、図6
(a)に示すような開孔処理を施した。孔の直径は2.
5mmで、4mmピッチの千鳥配置とした。
段ユニット6は単体で幅50mmとした。この異物掻取
手段ユニット6を支持軸1の軸方向に50個並べ、後述
する手入れ対象ロールの幅2500mmの全幅を同時に
手入れできるようにした。
材3を、外径100mmのスリーブ2の円周方向に4枚
取り付けた。
リーブ2を囲む直径180mmの薄肉筒体4を、スリー
ブ2の円周方向に4枚の板バネ(弾性変形可能な保持手
段5)を介してスリーブ2に取り付けた。板バネの長さ
は80mmである。なお、板バネと薄肉筒体4との接合
は、レーザースポット溶接とした。
延鋼板の連続焼鈍ラインへ適用し、焼鈍炉内の搬送ロー
ルの手入れを行った。それぞれのロール表面手入れ装置
の設置状況は、図2(本発明例1)及び図4(本発明例
2)に示す通りである。ここで、支持軸1の軸中心と表
面手入れすべき対象の搬送ロール11の外周面との距離
は約80mmであり、本装置の異物掻取手段が適切な圧
接力でハースロール表面に面接触するように定めた。本
装置の駆動手段は焼鈍炉外に設置するため、炉には適切
なシール軸受けを施した。
なく、重力方向の高温クリープ変形を相殺するのに十分
な速度で回転させればよい。表面手入れすべき対象の搬
送ロール11の回転速度は約80rpm(周速度約20
0mpm)と十分大きいため、本装置の回転方向はどち
らでも良いが、本実施例では図2及び図4において矢印
で示す回転方向に60rpm(周速度約34mpm)で
一定とした。
を稼動させて、炉内搬送ロール表面の手入れを行った。
なお、本装置の設置位置における炉内雰囲気温度は75
0〜850℃であった。
の異物付着状況を観察した結果、ロール軸方向中央付近
の異物付着の多い場所での異物付着量が、手入れ前が約
1.8個/cm2であったのに対し、手入れ後は本発明
例1では0.20個/cm2、本発明例2では0.23
個/cm2となった。また、このように搬送ロール11
への異物付着量が激減したことにより、通板した鋼板に
発生する押し疵も大幅に改善された。
使用しても、支持軸1が変形することはなかった。した
がって、ライン停止をすることなく、長期間に渡るオン
ラインでのロール表面手入れが可能となった。
熱処理炉内のような長時間高温雰囲気に曝される環境下
であっても、ロール表面への異物の付着防止或いは異物
の除去機能を損なうことなく、長期間にわたりロール表
面手入れを行うことができる。
入れ装置の一例を示す斜視図
入れ装置によるロール表面手入れの説明図
入れ装置の一例を示す斜視図
入れ装置によるロール表面手入れの説明図
状況を示す説明図
すパターン図
態の例を示す説明図
板に発生した押し疵の説明図
Claims (8)
- 【請求項1】 表面手入れすべきロールに対向して、該
ロールの軸線に沿って設けられる回転自在な支持軸と、
該支持軸の長手方向に沿って設けられる弾性変形可能な
薄肉部材からなり、前記ロールとの接触による弾性変形
により薄肉部材の一部がロール面と圧接状態で面接触す
る異物掻取手段と、前記支持軸を回転駆動させる駆動手
段とを備えたことを特徴とするロール表面手入れ装置。 - 【請求項2】 異物掻取手段を構成する薄肉部材が、支
持軸側を基端部として外側方向に突設された薄板材から
なることを特徴とする請求項1に記載のロール表面手入
れ装置。 - 【請求項3】 異物掻取手段を構成する薄肉部材が、支
持軸の外側に適当な間隔をもって外装される薄肉筒体か
らなり、該薄肉筒体を前記支持軸に対して弾性変形可能
な保持手段により保持したことを特徴とする請求項1に
記載のロール表面手入れ装置。 - 【請求項4】 異物掻取手段を構成する薄肉部材が、開
孔を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか
に記載のロール表面手入れ装置。 - 【請求項5】 異物掻取手段が支持軸の軸方向に複数個
に分割されていることを特徴とする請求項1乃至4のい
ずれかに記載のロール表面手入れ装置。 - 【請求項6】 請求項1乃至5のいずれかに記載のロー
ル表面手入れ装置を用い、該ロール表面手入れ装置の異
物掻取手段を連続的又は間欠的に表面手入れすべきロー
ル表面に圧接状態で面接触させることを特徴とするロー
ル表面手入れ方法。 - 【請求項7】 表面手入れすべきロールが熱処理炉内の
搬送ロールであることを特徴とする請求項6に記載のロ
ール表面手入れ方法。 - 【請求項8】 帯状体の熱処理を行う帯状体の製造方法
において、請求項1乃至5のいずれかに記載のロール表
面手入れ装置を帯状体の熱処理炉に設け、前記ロール表
面手入れ装置により連続的又は間欠的に熱処理炉内の搬
送ロールを手入れしつつ帯状体を前記搬送ロールにより
熱処理炉内を搬送することを特徴とする帯状体の製造方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2002090541A JP3932947B2 (ja) | 2002-03-28 | 2002-03-28 | ロール表面手入れ装置及びロール表面手入れ方法 |
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JP2002090541A JP3932947B2 (ja) | 2002-03-28 | 2002-03-28 | ロール表面手入れ装置及びロール表面手入れ方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP3932947B2 JP3932947B2 (ja) | 2007-06-20 |
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ID=29235838
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2002090541A Expired - Lifetime JP3932947B2 (ja) | 2002-03-28 | 2002-03-28 | ロール表面手入れ装置及びロール表面手入れ方法 |
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