JP2005281789A - 浴中ロール表面付着物除去方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 使用中のブレードの接触面圧をフィードバック制御によらずにほぼ一定に保持できる浴中ロール表面付着物除去方法および装置を提供する。
【解決手段】 ブレード８を用いて浴中ロール４表面上のドロス付着物を掻き落とす浴中ロール表面付着物除去方法において、前記ブレードをブレード支持手段１０にて上下動自在に支持するとともに、その先端をブレードの自重により浴中ロール表面に接触させた状態で使用し、該使用中に重り付加手段９にて前記ブレードに重り１１を付加する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、浴中ロール表面付着物除去方法および装置に関し、詳しくは、溶融亜鉛等の溶融金属の浴中でめっきされる鋼帯等の金属帯を、浴中で支持・案内等するロールである浴中ロールの表面に付着した付着物を除去するための、浴中ロール表面付着物除去方法および装置に関する。

金属帯の連続溶融金属めっきの代表例である鋼帯の連続溶融亜鉛めっきは、例えば図２に示すように、鋼帯１を、焼鈍炉からスナウト２経由でめっき槽３内のめっき浴７中に送り込み、浴中でシンクロール４により上向きに方向転換させ、次いで浴中サポートロール５により反りを矯正したのち、浴外に送り出し、その後、ワイピングノズル６により鋼帯１表面の亜鉛付着量（めっき付着量）を所望の値に調整するという方法で行なわれる。

この種のめっき浴では、鋼帯から溶出した鉄が、めっき浴主成分である亜鉛およびめっき浴副成分であるアルミニウムとそれぞれ結合してドロスを生成し、これらドロスはシンクロール４および浴中サポートロール５（浴中ロールと総称する）に巻きつくような形で付着しやすい。ドロスが浴中ロール表面に付着し形成したドロス付着物は、鋼帯表面にスリップ疵、圧痕疵等を付け、品質不良の原因となる。スリップ疵防止のためには、張力の変更、ラインスピードの減速等で対応するが、生産性が低下する。品質不良が発生してしまうと、ラインを止めて浴中ロールを交換しなければならないため、生産性はさらに低下する。

この問題を解消するために、浴中ロール表面からの付着物除去を図った従来技術として、例えば、浴中ロール胴長よりも小さい幅のブレードをロール軸方向に往復させることによってブレードの接触面圧を高めて浴中ロールの付着物を掻き落とす方法（特許文献１）、浴中ロールの付着物を掻き落とすブレードの形状を一定の後続部が連なる形状とすることによってブレードが摩耗しても接触面積を変えずに浴中ロールの付着物を掻き落とす方法（特許文献２）、浴中ロールの付着物を掻き落とすブレードの押付力を所定の範囲にするためフィードバックする方法（特許文献３）などが知られている。
実開平２−５１２５３号公報 特開２００２−２８５３０７号公報 特公平５−２０４９６号公報

しかし、特許文献１記載の方法では、ブレードの摩耗により接触面積が拡大するため長期間の使用が不可能である。また、特許文献２記載の方法では、ブレードの接触面積は変化しないが、浮箱式浮力を利用する場合、ブレードの摩耗が始まると押付力を一定にすることは困難である。また、特許文献３の方法では、押付力を一定にするフィードバック制御を行なうためにトルクセンサや電動機などの設備が必要となる。

これら従来技術の問題に鑑み、本発明は、使用中のブレードの接触面圧をフィードバック制御によらずにほぼ一定に保持できる浴中ロール表面付着物除去方法を、該方法の実施に適した装置とともに、提供することを目的とする。

本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、ブレードの押付力を該ブレードの自重で与え、かつ該ブレードの摩耗量に応じて該ブレードに重りを付加していくことにより、該ブレードの接触面圧を一定に保つというアイデアに想到し、このアイデアに基いて本発明をなした。

すなわち本発明は、以下のとおりである。
（発明項１） ブレードを用いて浴中ロール表面上のドロス付着物を掻き落とす浴中ロール表面付着物除去方法において、前記ブレードを上下動自在に支持するとともに、該ブレードの先端をブレードの自重により浴中ロール表面に接触させた状態で使用し、該使用中に前記ブレードに重りを付加することを特徴とする浴中ロール表面付着物除去方法。
（発明項２） 前記ブレードの摩耗にともなう自重の減少量に基いて前記付加する重りの重さを決定することを特徴とする発明項１記載の浴中ロール表面付着物除去方法。
（発明項３） 前記ブレードの摩耗にともなう自重の減少量および同ブレードと浴中ロール表面との接触面積の変化量に基いて前記付加する重りの重さを決定することを特徴とする発明項１記載の浴中ロール表面付着物除去方法。
（発明項４） 浴中ロール表面上のドロス付着物を掻き落とす浴中ロール表面付着物除去装置において、自重によりその先端が前記浴中ロール表面に接触して前記ドロス付着物を掻き落とすブレードと、該ブレードを上下動自在に支持するブレード支持手段と、前記ブレードに重りを付加する重り付加手段とを有することを特徴とする浴中ロール表面付着物除去装置。

本発明によれば、ブレードを上下動自在に支持することで、ブレードの自重が押付力を生じ、そして、使用中にブレード先端が摩耗していっても、それによる接触面圧の減少を、重りの付加によるブレードの自重の増加で補償することができる。付加する重りの重さはブレードを使用する前に予め設定しておく（すなわちプリセット）だけで十分である。したがって、使用中のブレードの接触面圧をフィードバック制御によらずに一定に保持することができる。

図１は、本発明の実施形態の１例を示す側断面図である。鋼帯１は矢示１４の方向に搬送され、めっき浴７に進入し、シンクロール４で方向転換され、浴中サポートロール５で反り矯正されたのち、浴外に出る。ブレード８は、ブレード支持手段１０により上下動自在に、すなわち上下方向の動きを拘束されない状態に支持され、浴中のブレード先端が浴中ロールであるシンクロール４に接触している。このようなブレード支持形態により、浴中ロール４への押付力はブレード８の自重によって作用する。

安定しためっき操業のためには、ブレード先端と浴中ロール表面との接触面圧が重要であり、接触面圧が小さすぎると十分なドロス掻き落とし効果が得られず、一方、接触面圧が大きすぎると浴中ロールの回転を阻害してしまう。この接触面圧をほぼ一定に保つために、本発明では、使用中のブレードに重りを付加するようにした。その好適形態として、本実施形態では、摩耗によりブレードが自重で下降するに伴って、ブレードに重りが段階的に付加されるように、重り付加手段９を構成した。

すなわち、重り付加手段９は、ブレード８に重り受け９Ａ、ブレード支持手段１０に重り供給器９Ｂをそれぞれ備え、ブレード８がその先端の摩耗により矢示１２の方向に下降していくにつれて、重り供給器９Ｂ内に左下方向に傾斜した層状に積まれた重り１１のストッパとなっていた、重り受け９Ａの重り供給器９Ｂとの対向面も下降していき、前記重り供給器９Ｂ内の重り１１が上層側から順次前記ストッパを外される結果、その自重により上層のものから順に矢示１３の方向に滑り落ち、重り受け９Ａに供給されるように構成されている。

付加する重りの重さは次のようにして決定すればよい。なお、本実施形態では、ブレードの使用中において、ブレード先端部の厚み断面中心線と先端の接触面との角度はほとんど変わらない（すなわちブレードの自重と押付力との比はほぼ一定に保たれる）ものとし、また、ブレードのめっき浴中浸漬部分の体積もほとんど変わらない（すなわちブレードにかかる浮力の変化は無視できる）ものとする。

被消耗部分（摩耗させながら使用する先端部分）の厚みを一定としたフラット型のブレードを用いる場合、接触面積は摩耗によってほとんど変わらないから、摩耗量に基いて付加する重りの重さを決定すればよい。具体的には付加する重りの重さをブレードの摩耗による自重の減り分とするのがよい。すなわち、図１における重り１１の１個当たりの重さは、重り１１が落下してから、次の重り１１が落下するまでのブレードの重量減少量と等しくしておけばよい。これにより、ブレードの自重を一定に、すなわち押付力を一定に保つことができて、接触面圧を一定にすることができる。ここで、ブレードの自重の摩耗による減り分は、実験や操業実績調査等に基いて決定することができる。

また、被消耗部分の厚みを先端側ほど薄くした先細りテーパ型のブレードを用いる場合にも、本発明は適用できる。先細りテーパ型のブレードの場合には、摩耗が進む程、ブレード下降量当たりの重量変化は大きくなり、接触面積は大きくなるから、図１に示す装置を用いる場合には、重り供給器９Ｂ内の重り１１を下層側に行くにつれて重くなるようにしておく必要がある。この場合、付加する重りの重さは、ブレードの摩耗量およびブレードの接触面積の変化量に基いて決定するのがよい。具体的には次のようにする。

接触面圧Ｐ＝押付力Ｆ/接触面積Ｓ、なる関係から、接触面圧の変化ΔＰは、次式（1）で表される。

ΔＰ＝−（∂Ｐ/∂Ｆ）×（−ΔＦ）＋（∂Ｐ/∂Ｓ）×ΔＳ
＝−ΔＦ/Ｓ−（Ｆ×ΔＳ/Ｓ）/Ｓ ……（1）
式（1）右辺第１項はブレードの自重の減り分に対応した押付力の減り分ΔＦによるものであり、同第２項は接触面積の増分ΔＳによるものである。式(1)は、接触面積の増分ΔＳによる接触面圧の減り分は、押付力が仮にＦ×ΔＳ/Ｓだけ減ったとした場合のそれと等価であることを意味している。よって、（真の押付力の減り分ΔＦ＋仮の押付力の減り分Ｆ×ΔＳ/Ｓ）に対応する見かけ上のブレードの自重の減り分を、付加する重りの重さとすればよい。ここで、ΔＦおよびΔＳは、実験や操業実績調査等に基いて決定することができる。

なお、上記実施形態ではドロス付着物を掻き落とす対象を浴中ロールのうちのシンクロール４としたが、これ以外の浴中ロールであっても本発明は適用できる。また、上記実施形態は、ブレード８の幅を浴中ロール４の幅（ロール胴長）よりも小さくし、ブレード８の使用中は、ブレード支持手段１０を浴中ロール４のロール軸に平行な方向に往復走行させる場合のものであるが、これに限らず、ブレード８の幅を浴中ロール４の幅と同等にして前記の往復走行を行わない場合であっても本発明は適用できる。

（比較例）
図２に示した連続溶融亜鉛めっき工程により、厚み０.５〜１.６ｍｍ、幅８００〜１６００ｍｍの鋼帯を、浴温＝４６０℃、Ａｌ濃度＝０.１４％の溶融亜鉛浴中に通してめっきを行うめっき操業において、連続めっき操業中に、胴径８００ｍｍ×胴長２２００ｍｍのシンクロール（浴中ロール）表面上に付着したドロス付着物を除去する方法として、図１に示した実施形態から重り付加手段９を取り外したものに相当する方法を採用し、比較例とした。ブレードには、前記フラット型のブレードにおいて、材質をＳＵＳ３０４、被消耗部分のサイズを厚み２０ｍｍ×幅５００ｍｍ×長さ１００ｍｍとしたものを用いた。この方法では、連続操業期間が１５日目に入ると、ドロス付着除去性能が低下し、製品表面疵が見られるようになったため、ブレードを交換する必要が生じた。

この比較例での操業中にブレードの摩耗の進み具合を調べたところ、矢示１２方向の摩耗速度が約３ｍｍ/日、自重の減り量にして約０.６ｋｇ/日であった。
（実施例）
ドロス付着物を除去する方法として、図１に示した実施形態に相当する方法を採用した以外は比較例と同様に操業し、実施例とした。上記比較例での摩耗の進み具合の調査結果に基き、図１の重り１１として、厚み＝５ｍｍ、単重０．５ｋｇのＳＵＳ３０４ステンレス鋼板の切板を２０枚重ねて重り供給器９Ｂ内にセットした。なお、重り供給器９Ｂの高さ方向位置は、初期セット状態での重り１１の最上層の上面と重り受け９Ａの上端とが一致するところに設定した。

ブレードの使用中、ブレードが摩耗し下降していくにつれて、重り供給器９Ｂ内の重り１１は、上層側のものから順々に重り受け９Ａに滑り落ち、摩耗によるブレードの自重の減り分を段階的に補償した。

その結果、ブレード交換なく連続２０日、シンクロールへのドロス付着起因のトラブルなしに操業することができた。

本発明は、浴中ロールを用いて溶融金属めっきを行なう産業に利用することができる。

本発明の実施形態の１例を示す側断面図である。 連続溶融亜鉛めっき工程の概要を示す側断面図である。

符号の説明

１ 鋼帯
２ スナウト
３ めっき槽
４ シンクロール（浴中ロール）
５ 浴中サポートロール（浴中ロール）
６ ワイピングノズル
７ めっき浴
８ ブレード
９ 重り付加手段
９Ａ 重り受け
９Ｂ 重り供給器
１０ ブレード支持手段
１１ 重り
１２ ブレード下降方向の矢示
１３ 重り供給方向の矢示
１４ 鋼帯搬送方向の矢示

Claims (4)

1. ブレードを用いて浴中ロール表面上のドロス付着物を掻き落とす浴中ロール表面付着物除去方法において、前記ブレードを上下動自在に支持するとともに、該ブレードの先端をブレードの自重により浴中ロール表面に接触させた状態で使用し、該使用中に前記ブレードに重りを付加することを特徴とする浴中ロール表面付着物除去方法。
2. 前記ブレードの摩耗にともなう自重の減少量に基いて前記付加する重りの重さを決定することを特徴とする請求項１記載の浴中ロール表面付着物除去方法。
3. 前記ブレードの摩耗にともなう自重の減少量および同ブレードと浴中ロール表面との接触面積の変化量に基いて前記付加する重りの重さを決定することを特徴とする請求項１記載の浴中ロール表面付着物除去方法。
4. 浴中ロール表面上のドロス付着物を掻き落とす浴中ロール表面付着物除去装置において、自重によりその先端が前記浴中ロール表面に接触して前記ドロス付着物を掻き落とすブレードと、該ブレードを上下動自在に支持するブレード支持手段と、前記ブレードに重りを付加する重り付加手段とを有することを特徴とする浴中ロール表面付着物除去装置。

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