JP2008126229A - 連続冷間圧延設備とその運転方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】金属帯表面の微小異物が金属帯へ圧入されることを防止し表面品質に優れた金属帯が圧延できる連続冷間圧延設備とその運転方法を提供する。
【解決手段】圧延機入側に連続圧延のための溶接機１と入側ルーパー３を配置し、この入側ルーパー３と圧延機４の間に金属帯の洗浄装置５を設置した連続冷間圧延設備。また、金属帯１０を圧延機入側にある連続圧延のための溶接機１を通過させた後、入側ルーパー３へ導き、次いで、入側ルーパー３と圧延機４の間に設置した金属帯の洗浄装置５により高圧水、高圧エアー、圧延液の高圧吹付け、ブラシのいずれかにより、又は２種以上により金属帯を洗浄して、金属帯表面に付着した微小異物を除去するようにした連続冷間圧延設備の運転方法。
【選択図】図３
【解決手段】圧延機入側に連続圧延のための溶接機１と入側ルーパー３を配置し、この入側ルーパー３と圧延機４の間に金属帯の洗浄装置５を設置した連続冷間圧延設備。また、金属帯１０を圧延機入側にある連続圧延のための溶接機１を通過させた後、入側ルーパー３へ導き、次いで、入側ルーパー３と圧延機４の間に設置した金属帯の洗浄装置５により高圧水、高圧エアー、圧延液の高圧吹付け、ブラシのいずれかにより、又は２種以上により金属帯を洗浄して、金属帯表面に付着した微小異物を除去するようにした連続冷間圧延設備の運転方法。
【選択図】図３
Description
本発明は、洗浄装置を備えた連続冷間圧延設備とその運転方法に関するものである。
近年、冷間圧延機の生産性向上のニーズが高まり、冷間圧延機の入側に溶接機と入側ルーパーを設置し、連続的に金属帯を冷間圧延できる連続冷間圧延機が登場している。金属帯を連続供給するために溶接を実施して連続通板する際、溶接機から大量のスパッタが飛び散る。これらスパッタは溶接機自体に集塵装置が設置されており、更には特許文献１に示されるような溶接スパッタ除去装置が設置されるにいたり、大半のスパッタは除去されるようになった。図６に、溶接スパッタ除去装置を設置した従来の連続冷間圧延設備の一例を示す。
ところが最近になり、従来では問題とならなかったレベルの品質欠陥、例えば、金属帯表面の微小異物が冷間圧延により金属帯表面へ圧入されるものが、直近の表面品質の厳格化により問題となってきている。特に、金属帯表面をフィルムラミネートするような金属帯を圧延する場合は、前記微小な異物の圧入がラミネートされるフィルムの欠陥となることが判明し、新たな品質欠陥として顕在化してきた。
特開平０１−１０４４０８号公報
本発明は上記のような問題点を解決して、金属帯表面の微小異物が金属帯へ圧入されることを防止し表面品質に優れた金属帯を圧延できる連続冷間圧延設備とその運転方法を提供することを目的として完成されたものである。
上記課題を解決するためになされた本発明の連続冷間圧延設備は、圧延機入側に連続圧延のための溶接機と入側ルーパーを配置し、この入側ルーパーと圧延機の間に金属帯の洗浄装置を設置したことを特徴とするものである。
また、金属帯の洗浄装置は、高圧水、高圧エアー、圧延液の高圧吹付け、ブラシのいずれかにより、又は２種以上により金属帯を洗浄するものであり、これを請求項２に係る発明とする。
また、前記溶接機と前記入側ルーパーの間に、更に溶接スパッタ除去装置を配置したことも好ましく、これを請求項３に係る発明とする。
また、このような連続冷間圧延設備により、金属帯を圧延機入側にある連続圧延のための溶接機を通過させた後、入側ルーパーへ導き、次いで、入側ルーパーと圧延機の間に設置した金属帯の洗浄装置により高圧水、高圧エアー、圧延液の高圧吹付け、ブラシのいずれかにより、又は２種以上により金属帯を洗浄して、金属帯表面に付着した微小異物を除去することを特徴とする運転方法を請求項４に係る発明とする。
なお、前記の連続冷間圧延設備において、洗浄装置による金属帯表面の洗浄を高圧水および／または圧延液の高圧吹付けにより行う場合に、これら流体のノズルからの運動量指数Ｒが、下記の式（１）、（２）の条件を満足することが好ましく、これを請求項５に係る発明とする。
Ｒ＝（√Ｐ）×Ｑ／ＬＳ ・・・・・・（１）
Ｒ＞０．０５ ・・・・・・・・・・・・（２）
Ｒ：運動量指数、 Ｐ：流体圧力（ＭＰａ）、 Ｑ：流体流量（ｌ／ｍｉｎ）、 ＬＳ：金属帯の通板速度（ｍｐｍ）
また、金属帯の洗浄装置は、高圧水、高圧エアー、圧延液の高圧吹付け、ブラシのいずれかにより、又は２種以上により金属帯を洗浄するものであり、これを請求項２に係る発明とする。
また、前記溶接機と前記入側ルーパーの間に、更に溶接スパッタ除去装置を配置したことも好ましく、これを請求項３に係る発明とする。
また、このような連続冷間圧延設備により、金属帯を圧延機入側にある連続圧延のための溶接機を通過させた後、入側ルーパーへ導き、次いで、入側ルーパーと圧延機の間に設置した金属帯の洗浄装置により高圧水、高圧エアー、圧延液の高圧吹付け、ブラシのいずれかにより、又は２種以上により金属帯を洗浄して、金属帯表面に付着した微小異物を除去することを特徴とする運転方法を請求項４に係る発明とする。
なお、前記の連続冷間圧延設備において、洗浄装置による金属帯表面の洗浄を高圧水および／または圧延液の高圧吹付けにより行う場合に、これら流体のノズルからの運動量指数Ｒが、下記の式（１）、（２）の条件を満足することが好ましく、これを請求項５に係る発明とする。
Ｒ＝（√Ｐ）×Ｑ／ＬＳ ・・・・・・（１）
Ｒ＞０．０５ ・・・・・・・・・・・・（２）
Ｒ：運動量指数、 Ｐ：流体圧力（ＭＰａ）、 Ｑ：流体流量（ｌ／ｍｉｎ）、 ＬＳ：金属帯の通板速度（ｍｐｍ）
本発明では、前記入側ルーパーと圧延機の間に金属帯の洗浄装置を設置し、この洗浄装置により金属帯が圧延機に搬入される前に表面の微小異物を除去するようにしたので、微小異物が金属帯へ圧入されることを防止して、表面品質に優れた金属帯が圧延できるようになった。特に、ラミネートフィルムで被覆する金属帯について大きな効果をあげることができた。
以下に、図面を参照しつつ本発明の好ましい実施の形態を示す。
本発明者は、金属帯上の微小異物について調査した結果、微小異物は微小な溶接スパッタまたは金属帯の微粉であることが判明した。図１−ａに微小な溶接スパッタの顕微鏡写真、図１−ｂに微小溶接スパッタが鋼板に圧入されたところの顕微鏡写真を示す。更に、本発明者はその発生源と除去方法について検討を重ねた。
先ず、本発明者は連続冷間圧延機入側設備内における雰囲気の塵等の捕集物と、入側設備内構造物の堆積物について分析した結果は、図２に示すように、微小溶接スパッタについては入側溶接機から発生したものであり、この微小溶接スパッタは金属帯の溶接時に入側溶接機内から吹き飛ばされ、連続冷間圧延機入側設備内を浮遊し、入側ルーパーの構造物やロール等に堆積していることが判明した。
即ち、溶接スパッタは入側溶接機内の集塵装置や入側溶接機出側に設置されている高圧水、高圧エアー、圧延液の高圧吹付け、ブラシ等によるスパッタ除去装置により除去されるが、微小なものについては一旦空中に浮遊するためこれらの除去設備では取りきれないものと思われる。また、金属帯の微粉についても、金属帯表面が入側設備通板時に微小に削り取られたものが浮遊もしくは堆積し、それが再度金属帯表面に付着するものと考えられる。
本発明者は、金属帯上の微小異物について調査した結果、微小異物は微小な溶接スパッタまたは金属帯の微粉であることが判明した。図１−ａに微小な溶接スパッタの顕微鏡写真、図１−ｂに微小溶接スパッタが鋼板に圧入されたところの顕微鏡写真を示す。更に、本発明者はその発生源と除去方法について検討を重ねた。
先ず、本発明者は連続冷間圧延機入側設備内における雰囲気の塵等の捕集物と、入側設備内構造物の堆積物について分析した結果は、図２に示すように、微小溶接スパッタについては入側溶接機から発生したものであり、この微小溶接スパッタは金属帯の溶接時に入側溶接機内から吹き飛ばされ、連続冷間圧延機入側設備内を浮遊し、入側ルーパーの構造物やロール等に堆積していることが判明した。
即ち、溶接スパッタは入側溶接機内の集塵装置や入側溶接機出側に設置されている高圧水、高圧エアー、圧延液の高圧吹付け、ブラシ等によるスパッタ除去装置により除去されるが、微小なものについては一旦空中に浮遊するためこれらの除去設備では取りきれないものと思われる。また、金属帯の微粉についても、金属帯表面が入側設備通板時に微小に削り取られたものが浮遊もしくは堆積し、それが再度金属帯表面に付着するものと考えられる。
これらの調査結果から、入側ルーパーが微小溶接スパッタや金属帯微粉の温床になっていることが明らかとなった。このため、入側ルーパーなどの入側設備を防塵構造とすることも考えられるが、その設備規模上多大な設備投資が必要となるため得策ではない。
そこで、本発明者は鋭意検討の結果、入側ルーパーと冷間圧延機入側の間に金属帯の洗浄装置を設置すれば、微小溶接スパッタや金属帯微粉の除去に非常に有効であることを見出し、本発明を完成した。
そこで、本発明者は鋭意検討の結果、入側ルーパーと冷間圧延機入側の間に金属帯の洗浄装置を設置すれば、微小溶接スパッタや金属帯微粉の除去に非常に有効であることを見出し、本発明を完成した。
本発明の連続冷間圧延設備は、圧延機入側に連続圧延のための溶接機と入側ルーパーを配置し、この入側ルーパーと圧延機の間に金属帯の洗浄装置を設置したものである。図３に本発明の圧延設備の一例を示す。図中、１は金属帯１０を連続圧延するための入側溶接機、２は溶接スパッタ除去装置、３は入側ルーパー、４は冷間圧延機、５は洗浄装置である。
入側ルーパーと冷間圧延機入側の間に設置する金属帯の洗浄装置は高圧水、高圧エアー、圧延液の高圧吹付け、ブラシにて除去する形式のものが微小溶接スパッタや金属帯微粉を除去する上で好ましく、これらの２種以上の複合形式であればより好ましい。更に、エアーよりは高圧水、圧延液の高圧吹付けのように液体の高圧吹付け形式の方が、既に入側ルーパー内のロールにより圧入しかけている微小溶接スパッタや金属帯微粉を除去するのに好適である。また、入側溶接機出側の溶接スパッタ除去装置も併用することが除去効果を徹底する上でより好ましい。
溶接スパッタ除去装置は前述のように高圧水、高圧エアー、圧延液の高圧吹付け、ブラシ等による型式のものが好ましいが、磁力吸引を用いたものでもよい。
入側ルーパーと冷間圧延機入側の間に設置する金属帯の洗浄装置は高圧水、高圧エアー、圧延液の高圧吹付け、ブラシにて除去する形式のものが微小溶接スパッタや金属帯微粉を除去する上で好ましく、これらの２種以上の複合形式であればより好ましい。更に、エアーよりは高圧水、圧延液の高圧吹付けのように液体の高圧吹付け形式の方が、既に入側ルーパー内のロールにより圧入しかけている微小溶接スパッタや金属帯微粉を除去するのに好適である。また、入側溶接機出側の溶接スパッタ除去装置も併用することが除去効果を徹底する上でより好ましい。
溶接スパッタ除去装置は前述のように高圧水、高圧エアー、圧延液の高圧吹付け、ブラシ等による型式のものが好ましいが、磁力吸引を用いたものでもよい。
研究の結果、洗浄装置が高圧水、圧延液の高圧吹付けのように液体の高圧吹付け形式の場合には、さらに流体の運動量指数Ｒが特定の範囲とすると、金属帯表面の微小溶接スパッタや金属帯微粉が効果的に除去できることも判明した。
ここで運動量指数Ｒとは、スパッタの除去率を評価する指数として運動量の依存が適切であると考え、また試験条件を同等に評価するために、Ｒ＝（√Ｐ）×Ｑ／ＬＳと定義したものである。
図４に洗浄装置から金属帯表面に吹き付ける流体（ここでは水）の運動量指数と金属帯表面の微小溶接スパッタや金属帯微粉の除去率の関係を示す。運動量指数Ｒが０．０５０以上であれば約８０％以上の微小溶接スパッタや金属帯微粉が除去できることがわかる。より好ましくは運動量指数Ｒが０．１００以上であれば微小溶接スパッタや金属帯微粉はほぼ完全に除去できる。
ここで運動量指数Ｒとは、スパッタの除去率を評価する指数として運動量の依存が適切であると考え、また試験条件を同等に評価するために、Ｒ＝（√Ｐ）×Ｑ／ＬＳと定義したものである。
図４に洗浄装置から金属帯表面に吹き付ける流体（ここでは水）の運動量指数と金属帯表面の微小溶接スパッタや金属帯微粉の除去率の関係を示す。運動量指数Ｒが０．０５０以上であれば約８０％以上の微小溶接スパッタや金属帯微粉が除去できることがわかる。より好ましくは運動量指数Ｒが０．１００以上であれば微小溶接スパッタや金属帯微粉はほぼ完全に除去できる。
以上より、洗浄装置による金属帯表面の洗浄を高圧水および／または圧延液の高圧吹付けにより行う場合に、これら流体のノズルからの運動量指数Ｒが、下記の式（１）、（２）の条件を満足することが好ましいことがわかる。
Ｒ＝（√Ｐ）×Ｑ／ＬＳ ・・・・・・（１）
Ｒ＞０．０５ ・・・・・・・・・・・・（２）
Ｒ：運動量指数、 Ｐ：流体圧力（ＭＰａ）、 Ｑ：流体流量（ｌ／ｍｉｎ）、 ＬＳ：金属帯の通板速度（ｍｐｍ）
Ｒ＝（√Ｐ）×Ｑ／ＬＳ ・・・・・・（１）
Ｒ＞０．０５ ・・・・・・・・・・・・（２）
Ｒ：運動量指数、 Ｐ：流体圧力（ＭＰａ）、 Ｑ：流体流量（ｌ／ｍｉｎ）、 ＬＳ：金属帯の通板速度（ｍｐｍ）
図５に洗浄装置設置の対策前後での異物圧入品質欠陥による不良品発生率を示す。本発明によれば、微小溶接スパッタや金属帯微粉起因の異物圧入品質欠陥はほぼ皆無となり、不良品発生率は４０％以上改善することが確認できた。
以上の説明からも明らかなように、本発明においては入側ルーパーと圧延機の間に金属帯の洗浄装置を設置し、この洗浄装置により金属帯が圧延機に搬入される前に表面の微小異物を除去するようにしたので、微小異物が金属帯へ圧入されることを防止して、表面品質に優れた金属帯が圧延できるようになった。特に、ラミネートフィルムで被覆する金属帯について大きな効果をあげることができることとなる。
１ 機入側溶接機
２ 溶接スパッタ除去装置
３ 入側ルーパー
４ 冷間圧延機
５ 洗浄装置
１０ 金属帯
２ 溶接スパッタ除去装置
３ 入側ルーパー
４ 冷間圧延機
５ 洗浄装置
１０ 金属帯
Claims (5)
- 圧延機入側に連続圧延のための溶接機と入側ルーパーを配置し、この入側ルーパーと圧延機の間に金属帯の洗浄装置を設置したことを特徴とする連続冷間圧延設備。
- 金属帯の洗浄装置は、高圧水、高圧エアー、圧延液の高圧吹付け、ブラシのいずれかにより、又は２種以上により金属帯を洗浄するものであることを特徴とする請求項１に記載の連続冷間圧延設備。
- 溶接機と入側ルーパーの間に、更に溶接スパッタ除去装置を配置したことを特徴とする請求項１または２に記載の連続冷間圧延設備。
- 金属帯を圧延機入側にある連続圧延のための溶接機を通過させ連続金属帯とし、入側ルーパーへ導き、次いで、入側ルーパーと圧延機の間に設置した金属帯の洗浄装置により高圧水、高圧エアー、圧延液の高圧吹付け、ブラシのいずれかにより、又は２種以上により金属帯を洗浄して、金属帯表面に付着した微小異物を除去したうえ、連続冷間圧延することを特徴とする連続冷間圧延設備の運転方法。
- 請求項４に記載の連続冷間圧延設備の運転方法において、金属帯表面の洗浄を高圧水および／または圧延液の高圧吹付けにより行う場合に、これら流体のノズルからの運動量指数Ｒが、下記の式（１）、（２）の条件を満足することを特徴とする連続冷間圧延設備の運転方法。
Ｒ＝（√Ｐ）×Ｑ／ＬＳ ・・・・・・（１）
Ｒ＞０．０５ ・・・・・・・・・・・・（２）
Ｒ：運動量指数、 Ｐ：流体圧力（ＭＰａ）、 Ｑ：流体流量（ｌ／ｍｉｎ）、 ＬＳ：金属帯の通板速度（ｍｐｍ）
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012101242A (ja) * | 2010-11-09 | 2012-05-31 | Hitachi Metals Ltd | 異形線材の成形装置 |
| JP2012232318A (ja) * | 2011-04-28 | 2012-11-29 | Jfe Steel Corp | 鋼板異物除去方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5695405A (en) * | 1979-12-28 | 1981-08-01 | Nisshin Steel Co Ltd | Preventing method for pit flaw of steel strip in continuous cold rolling pass |
| JPH01104408A (ja) * | 1987-10-16 | 1989-04-21 | Nippon Steel Corp | 溶接スパッターの除去装置 |
| JP2005177778A (ja) * | 2003-12-17 | 2005-07-07 | Nippon Steel Corp | 溶接スパッタの除去方法 |
-
2006
- 2006-11-16 JP JP2006309846A patent/JP2008126229A/ja active Pending
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