JP2016160514A - Cleaning method of roll for metal coating line - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、金属めっきライン用ロールの清浄化方法に関する。 The present invention relates to a method for cleaning a roll for a metal plating line.
従来、金属めっき方法として、金属板を加熱焼鈍した後、上部が焼鈍炉に接続され下端が金属めっき浴に浸漬されたスナウトの内部を通じて、焼鈍後の金属板を金属めっき浴中に浸漬させ、浴中の浸漬ロールにより金属板の進行方法を変えて上方に引き上げた後、気体絞り法により金属板の表面に付着した金属めっきの付着量を制御する方法が用いられている。金属めっきの付着量が制御された金属板は、かかるラインの上部に設けられたトップロールによって進行方向が水平方向へと変えられた後に、後段の処理工程へと搬送される。 Conventionally, as a metal plating method, after annealing a metal plate, the metal plate after annealing is immersed in the metal plating bath through the inside of the snout where the upper part is connected to the annealing furnace and the lower end is immersed in the metal plating bath, A method of controlling the amount of metal plating attached to the surface of the metal plate by a gas squeezing method after the metal plate is lifted upward by changing the method of traveling the metal plate with a dipping roll in the bath is used. The metal plate in which the amount of adhesion of the metal plating is controlled is conveyed to the subsequent processing step after the traveling direction is changed to the horizontal direction by the top roll provided on the upper part of the line.
上記のような金属めっきラインにおいて、金属板が蛇行せずにまっすぐに進行していくためには、金属板の進行方向を変えるために用いられるトップロールの摩擦力を好適な状態に維持することが重要となる。ここで、トップロールの摩擦力を低下させる要因の一つとして、金属板上に形成された金属めっき層の一部が付着してしまうことが挙げられる。トップロールの表面に金属めっきに由来する付着物が付着してしまうことで、トップロールの表面に付着物に起因する凹凸が生じ、金属板が蛇行してしまうとともに、かかる凹凸が金属板に転写されることで、金属板の表面形状が変化してしまう。 In the metal plating line as described above, in order for the metal plate to move straight without meandering, the friction force of the top roll used to change the traveling direction of the metal plate must be maintained in a suitable state. Is important. Here, as one of the factors that reduce the frictional force of the top roll, a part of the metal plating layer formed on the metal plate is attached. The deposits derived from metal plating adhere to the surface of the top roll, resulting in irregularities caused by the deposits on the surface of the top roll, meandering the metal plate, and transferring the irregularities to the metal plate. As a result, the surface shape of the metal plate changes.
従って、金属めっきラインに設けられるトップロール等の各種ロールの表面を清浄に維持する方法が希求されている。 Therefore, there is a demand for a method for keeping the surfaces of various rolls such as top rolls provided in a metal plating line clean.
ここで、黄銅材の表面における銅成分の濃度を増加させるために、黄銅材の表面に対して、真空容器中でレーザ光加熱を含む各種の方法により熱を加えて、黄銅材の表面の亜鉛を蒸発させることが行われている（例えば、上記特許文献１を参照。）。しかしながら、上記特許文献１に記載の方法は、搬送されている金属材そのものに対して熱を加える方法であって、搬送ラインを構成する部材に対して熱を加えるものではない。また、上記特許文献１に記載の方法は、減圧下における方法であって、常圧下の金属めっきラインに設けられており、かつ、操業中は常に回転している各種ロールの表面に対して、上記特許文献１に開示されている方法を適用することは困難である。 Here, in order to increase the concentration of the copper component on the surface of the brass material, heat is applied to the surface of the brass material by various methods including laser light heating in a vacuum vessel, and the zinc on the surface of the brass material Is evaporated (see, for example, Patent Document 1 above). However, the method described in Patent Document 1 is a method of applying heat to the metal material itself being conveyed, and does not apply heat to the members constituting the conveyance line. In addition, the method described in Patent Document 1 is a method under reduced pressure, which is provided in a metal plating line under normal pressure, and for the surfaces of various rolls that are always rotating during operation, It is difficult to apply the method disclosed in Patent Document 1.
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、回転しているロールの表面をより簡便に清浄化することが可能な、金属めっきライン用ロールの清浄化方法を提供することにある。 Then, this invention is made | formed in view of the said problem, The place made into the objective of this invention is the roll for metal plating lines which can clean the surface of the rotating roll more simply. It is in providing the cleaning method of this.
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、所定の金属板上に対して金属めっきを施す金属めっきラインに用いられるロールの清浄化方法であって、
前記ロールの表面に対して、所定のパワー密度のレーザ光を当該ロールの胴長方向に沿って照射位置をずらしながら照射し、前記レーザ光により、前記ロールの表面を、前記金属めっきの沸点以上前記金属板の融点未満まで加熱させる、金属めっきライン用ロールの清浄化方法が提供される。
In order to solve the above problems, according to one aspect of the present invention, there is provided a cleaning method for a roll used in a metal plating line for performing metal plating on a predetermined metal plate,
The surface of the roll is irradiated with laser light having a predetermined power density while shifting the irradiation position along the body length direction of the roll, and the surface of the roll is irradiated with the laser light above the boiling point of the metal plating. Provided is a method for cleaning a roll for a metal plating line, which is heated to below the melting point of the metal plate.
かかる清浄化方法では、前記ロールが所定回数だけ回転する間に、前記レーザ光の光束の照射位置を、前記ロールの胴長方向の一方の端部から他方の端部まで移動させることが好ましい。 In this cleaning method, it is preferable that the irradiation position of the laser beam is moved from one end to the other end in the body length direction of the roll while the roll is rotated a predetermined number of times.
かかる清浄化方法では、複数の前記レーザ光の光束を、前記ロールの胴長方向の中心位置に対して対称となるように前記ロールの表面に対して照射させ、前記複数のレーザ光の光束の照射位置を、前記中心位置に対して対称に移動させてもよい。 In this cleaning method, a plurality of laser light beams are irradiated onto the surface of the roll so as to be symmetrical with respect to a center position in the body length direction of the roll, and the plurality of laser light beams are irradiated. The irradiation position may be moved symmetrically with respect to the center position.
かかる清浄化方法では、前記レーザ光の光束の照射位置の移動前後で当該レーザ光の光束の照射位置の一部が互いに重複するように、前記レーザ光の光束の照射位置を移動させることが好ましい。 In such a cleaning method, it is preferable to move the irradiation position of the laser beam so that a part of the irradiation position of the laser beam overlaps before and after the movement of the irradiation position of the laser beam. .
前記金属板は、鋼板であり、前記金属めっきは、亜鉛めっきであり、前記レーザ光により、前記ロールの表面を、９０７℃以上１５００℃以下まで加熱させてもよい。かかる場合に、前記パワー密度を、１００ｋＷ／ｃｍ２以上とすることが好ましい。 The metal plate may be a steel plate, the metal plating may be galvanization, and the surface of the roll may be heated to 907 ° C. or more and 1500 ° C. or less by the laser beam. In such a case, the power density is preferably 100 kW / cm 2 or more.
以上説明したように本発明によれば、回転しているロールの表面をより簡便に清浄化することが可能となる。 As described above, according to the present invention, the surface of the rotating roll can be more easily cleaned.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, duplication description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.
（連続溶融金属めっき装置の全体構成の一例について）
まず、本発明の実施形態に係る金属めっきライン用ロールの清浄化方法（以下、単に「清浄化方法」ともいう。）を説明するに先立ち、かかる清浄化方法を適用可能な金属めっきラインの一例である連続溶融金属めっき装置について、詳細に説明する。なお、以下では、金属めっきラインとして連続溶融金属めっき装置を用いた溶融めっき処理を例に挙げて説明を行うが、以下で説明する清浄化方法は、例えば電気めっき処理等といった溶融めっき処理以外にも適用可能であることは言うまでもない。
(About an example of the overall configuration of continuous molten metal plating equipment)
First, prior to describing a cleaning method for a metal plating line roll according to an embodiment of the present invention (hereinafter, also simply referred to as “cleaning method”), an example of a metal plating line to which the cleaning method can be applied. A continuous molten metal plating apparatus will be described in detail. In the following, a hot dip plating process using a continuous hot metal plating apparatus will be described as an example of the metal plating line, but the cleaning method described below is not limited to a hot dip plating process such as an electroplating process. It goes without saying that is also applicable.
図１は、連続溶融金属めっき装置１０の構成例を模式的に示した説明図であり、溶融金属めっき装置１０を側方から見た場合を模式的に図示している。図２は、連続溶融金属めっき装置１０のトップロールの表面の一部を模式的に示した説明図である。 FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing a configuration example of the continuous molten metal plating apparatus 10, and schematically shows a case where the molten metal plating apparatus 10 is viewed from the side. FIG. 2 is an explanatory view schematically showing a part of the surface of the top roll of the continuous molten metal plating apparatus 10.
溶融金属めっき装置１０は、例えば図１に示したように、例えば溶融亜鉛等の溶融金属１２が収容されているめっき槽１１と、スナウト１３と、シンクロール１４と、ガスワイピング装置１５と、を備える。 For example, as shown in FIG. 1, the molten metal plating apparatus 10 includes a plating tank 11 in which a molten metal 12 such as molten zinc is accommodated, a snout 13, a sink roll 14, and a gas wiping apparatus 15. Prepare.
溶融金属めっき装置１０の前段に設けられている焼鈍炉は、内部が還元性雰囲気に維持されており、連続搬送される鋼板等の金属板Ｓを加熱する。かかる焼鈍炉によって、金属板Ｓの表面が活性化され、また、金属板Ｓの機械的性質が調整される。かかる焼鈍炉の出側端部は、ターンダウンロールが設けられた空間を経由して、スナウト１３の上流側の端部に接続されている。スナウト１３は、上流側の端部が焼鈍炉の端部に接続され、下流側の端部が溶融金属１２中に斜め上方から浸漬されている。かかるスナウト１３の内部は大気雰囲気から遮断され、還元性雰囲気に維持されている。また、スナウト１３の前段に位置する焼鈍炉の内部についても、大気雰囲気から遮断されている。 The annealing furnace provided in the front stage of the molten metal plating apparatus 10 is maintained in a reducing atmosphere, and heats the metal plate S such as a steel plate that is continuously conveyed. By the annealing furnace, the surface of the metal plate S is activated, and the mechanical properties of the metal plate S are adjusted. The exit end of the annealing furnace is connected to the upstream end of the snout 13 via a space provided with a turn-down roll. The snout 13 has an upstream end connected to the end of the annealing furnace, and a downstream end immersed in the molten metal 12 obliquely from above. The inside of the snout 13 is shielded from the air atmosphere and maintained in a reducing atmosphere. Further, the inside of the annealing furnace located in the front stage of the snout 13 is also shielded from the atmospheric atmosphere.
ターンダウンロールにより搬送方向が下向きに変えられた金属板Ｓは、スナウト１３の内部を搬送されて、めっき槽１１に保持されている溶融金属１２へと連続的に浸漬される。かかるめっき槽１１の内部には、シンクロール１４が設けられている。シンクロール１４は、金属板Ｓの幅方向に平行な回転軸を有しており、シンクロール１４の外周面の幅は、金属板Ｓの幅以上となっている。かかるシンクロール１４により、金属板Ｓの搬送方向が上向きに変えられる。 The metal plate S whose conveyance direction is changed downward by the turn-down roll is conveyed inside the snout 13 and continuously immersed in the molten metal 12 held in the plating tank 11. A sink roll 14 is provided inside the plating tank 11. The sink roll 14 has a rotation axis parallel to the width direction of the metal plate S, and the width of the outer peripheral surface of the sink roll 14 is equal to or greater than the width of the metal plate S. The sink roll 14 changes the conveying direction of the metal plate S upward.
ガスワイピング装置１５は、めっき槽１１から導出される金属板Ｓの両面に対してガスを吹き付けることにより、金属板Ｓの表面に付着した溶融金属めっきの一部を掻き落とす。これにより、金属板Ｓの表面の溶融金属めっきの付着量が調整される。 The gas wiping device 15 scrapes off a part of the molten metal plating adhering to the surface of the metal plate S by blowing gas onto both surfaces of the metal plate S led out from the plating tank 11. Thereby, the adhesion amount of the molten metal plating on the surface of the metal plate S is adjusted.
上方へと向かう金属板Ｓの搬送ラインの頂部近傍には、トップロール１６が設けられている。トップロール１６は、金属板Ｓの幅方向に平行な回転軸を有しており、トップロール１６の外周面の幅は、金属板Ｓの幅以上となっている。かかるトップロール１６により、ガスワイピング装置１５を通過して上方へと搬送される金属板Ｓの搬送方向が、水平方向に変えられる。かかるトップロール１６は、例えば直径が８００ｍｍ程度となるような、巨大なロールである。 A top roll 16 is provided in the vicinity of the top of the conveying line of the metal plate S that is directed upward. The top roll 16 has a rotation axis parallel to the width direction of the metal plate S, and the width of the outer peripheral surface of the top roll 16 is equal to or greater than the width of the metal plate S. The top roll 16 changes the transport direction of the metal plate S that is transported upward through the gas wiping device 15 to the horizontal direction. The top roll 16 is a huge roll having a diameter of about 800 mm, for example.
かかるトップロール１６の表面に、例えば図２に模式的に示したように亜鉛付着物等の金属付着物が存在すると、かかる金属付着物の形状が金属板Ｓに転写されてしまい、金属板Ｓの表面性状が低下してしまう。また、トップロール１６の表面に金属付着物が存在すると、トップロール１６の表面形状に凹凸が生じることでトップロール１６の摩擦力が低下してしまい、搬送されている金属板Ｓが蛇行してしまう。 If metal deposits such as zinc deposits are present on the surface of the top roll 16 as schematically shown in FIG. 2, for example, the shape of the metal deposits is transferred to the metal plate S, and the metal plate S The surface properties of the will deteriorate. Further, if metal deposits are present on the surface of the top roll 16, the surface shape of the top roll 16 is uneven, which reduces the frictional force of the top roll 16, causing the metal plate S being conveyed to meander. End up.
そのため、一般的な金属めっきラインでは、トップロール１６の近傍にドクターブレードやバフ研磨機等の付着物除去機構（図示せず。）を設け、かかる付着物除去機構をトップロール１６の表面近傍に配設することで、金属付着物を物理的に除去することが行われている。ドクターブレードやバフ研磨機等の付着物除去機構により、例えば金属付着物が成長するなどして、ある程度まで大きくなった金属付着物、又は、初めからある程度の大きさを有する粗大な金属付着物（以下、これらの金属付着物のことを、「ビルドアップ」とも称する。）を、ロール表面から効果的に除去することが可能となる。金属板Ｓに転写されたり、金属板Ｓを蛇行させたりする要因となる金属付着物は、ドクターブレードやバフ研磨機等の付着物除去機構で除去されるような大きさの金属付着物であるため、一般的な金属めっきラインでは、トップロール１６の清浄性を担保するために付着物除去機構以外の設備を設けることは、行われていない。 Therefore, in a general metal plating line, a deposit removing mechanism (not shown) such as a doctor blade or a buffing machine is provided in the vicinity of the top roll 16, and the deposit removing mechanism is provided in the vicinity of the surface of the top roll 16. By disposing, the metal deposit is physically removed. By a deposit removing mechanism such as a doctor blade or a buffing machine, for example, a metal deposit grows to a certain extent, or a coarse metal deposit having a certain size from the beginning ( Hereinafter, these metal deposits are also referred to as “build-up”), and can be effectively removed from the roll surface. The metal deposit that is transferred to the metal plate S or causes the metal plate S to meander is a metal deposit having a size that can be removed by a deposit removing mechanism such as a doctor blade or a buffing machine. Therefore, in a general metal plating line, provision of equipment other than the deposit removing mechanism is not performed in order to ensure the cleanliness of the top roll 16.
しかしながら、ドクターブレードやバフ研磨機等の付着物除去機構では、ある程度の大きさを有するビルドアップが除去できるだけであり、換言すれば、付着物除去機構で除去可能な大きさまで金属付着物が成長するまでの間は、トップロール１６の表面の清浄性を復活させることは困難である。そこで、本発明者は、かかるビルドアップの予防措置として、ドクターブレードやバフ研磨機等の付着物除去機構では除去が困難な軽微な付着物であろうとも除去可能であり、トップロール１６の表面の清浄性を常に担保することが可能な方法について、鋭意検討を行った。その結果、以下で説明するような、ロールの清浄化方法に想到したのである。 However, deposit removal mechanisms such as doctor blades and buffing machines can only remove build-up having a certain size, in other words, metal deposits grow to a size that can be removed by the deposit removal mechanism. In the meantime, it is difficult to restore the cleanliness of the surface of the top roll 16. Therefore, the present inventor can remove even a slight deposit that is difficult to remove by a deposit removing mechanism such as a doctor blade or a buffing machine as a preventive measure for such buildup. We have intensively studied the methods that can always ensure the cleanliness of the product. As a result, the inventors have come up with a roll cleaning method as described below.
（金属めっきライン用ロールの清浄化装置及び清浄化方法について）
先だって説明したような金属めっきラインに設けられるトップロール等のロールの表面を清浄に保つことが可能な、金属めっきライン用ロールの清浄化装置（以下、単に、「清浄化装置」とも称する。）と、かかる清浄化装置によって実施される清浄化方法について、図３〜図８を参照しながら、以下で詳細に説明する。
図３は、本実施形態に係る清浄化装置の構成の一例を示したブロック図である。図４は、本実施形態に係る清浄化装置について説明するための説明図である。図５〜図８は、本実施形態に係るロールの清浄化方法を説明するための説明図である。
(About metal plating line roll cleaning equipment and cleaning method)
A metal plating line roll cleaning device (hereinafter also simply referred to as “cleaning device”) capable of keeping the surface of a roll such as a top roll provided in the metal plating line as described above clean. And the cleaning method implemented by this cleaning apparatus is demonstrated in detail below, referring FIGS. 3-8.
FIG. 3 is a block diagram showing an example of the configuration of the cleaning device according to the present embodiment. FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the cleaning device according to the present embodiment. 5-8 is explanatory drawing for demonstrating the cleaning method of the roll which concerns on this embodiment.
＜清浄化装置の構成について＞
まず、図３を参照しながら、本実施形態に係る清浄化装置１００の構成の一例を説明する。本実施形態に係る清浄化装置１００は、図３に示したように、レーザ光源部１０１と、光源部駆動機構１０３と、制御部１０５と、記憶部１０７と、を主に備える。
<About the configuration of the cleaning device>
First, an example of the configuration of the cleaning device 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3, the cleaning apparatus 100 according to the present embodiment mainly includes a laser light source unit 101, a light source unit driving mechanism 103, a control unit 105, and a storage unit 107.
レーザ光源部１０１は、金属めっきラインに設けられているトップロール等の各種ロールに対して、所定波長のレーザ光を照射するユニットであり、後述する制御部１０５によって、レーザ光の照射が制御されている。レーザ光源部１０１は、図４に模式的に示したように、トップロール１６等のロールの表面に対して、金属めっきラインでの操業を妨げることなくレーザ光の光束を照射可能な位置に設けられる。また、図４では、レーザ光源部１０１は、トップロール１６でのレーザ光の照射位置における接平面の法線方向に設けられているが、レーザ光源部１０１の光軸と照射位置における接平面とのなす角（換言すれば、レーザ光の入射角）は図４に示した例に限定されるものではなく、レーザ光源部１０１のメンテナンス性等も考慮しつつ、適宜決定すればよい。 The laser light source unit 101 is a unit that irradiates various rolls such as a top roll provided in a metal plating line with laser light having a predetermined wavelength, and laser light irradiation is controlled by the control unit 105 described later. ing. As schematically shown in FIG. 4, the laser light source unit 101 is provided at a position where the surface of the roll such as the top roll 16 can be irradiated with a laser beam without interfering with the operation on the metal plating line. It is done. In FIG. 4, the laser light source unit 101 is provided in the normal direction of the tangent plane at the irradiation position of the laser beam on the top roll 16, but the optical axis of the laser light source unit 101 and the tangential plane at the irradiation position The angle formed by the laser beam (in other words, the incident angle of the laser beam) is not limited to the example shown in FIG. 4, and may be appropriately determined in consideration of the maintainability of the laser light source unit 101 and the like.
かかるレーザ光源部１０１は、所定波長のレーザ光を出射可能な光源ユニットを少なくとも有しており、更に、各種のレンズやミラー等といった、レーザ光をロール表面まで適切に導光するための公知の光学素子を更に有していてもよい。また、レーザ光源部１０１から出射されるレーザ光の光束の数は、図４に模式的に示したように１つに限定されるものではなく、トップロール１６の回転軸方向（換言すれば、トップロール１６の胴長方向）に沿って複数のレーザ光の光束が、１又は複数の光源から出射されてもよい。 The laser light source unit 101 has at least a light source unit capable of emitting laser light of a predetermined wavelength, and is a known one for appropriately guiding laser light to the roll surface, such as various lenses and mirrors. An optical element may be further included. Further, the number of light beams of the laser light emitted from the laser light source unit 101 is not limited to one as schematically illustrated in FIG. 4, but the rotation direction of the top roll 16 (in other words, A plurality of laser light beams may be emitted from one or a plurality of light sources along the body length direction of the top roll 16.
また、レーザ光源部１０１は、後述する光源部駆動機構１０３によって、トップロール１６の表面でのレーザ光の光束の照射位置が制御されている。後述する光源部駆動機構１０３によって、レーザ光源部１０１の光源ユニットや光学素子等の位置や方向が変更されることで、レーザ光の光束の照射位置が胴長方向に沿って移動する。 In the laser light source unit 101, the irradiation position of the laser beam on the surface of the top roll 16 is controlled by a light source unit driving mechanism 103 described later. By changing the position and direction of the light source unit, optical element, and the like of the laser light source unit 101 by a light source unit driving mechanism 103 to be described later, the irradiation position of the laser beam is moved along the body length direction.
レーザ光源部１０１から出射されるレーザ光の光束は、トップロール１６の表面に付着しうる、例えば亜鉛等の金属めっき成分に由来する金属付着物を蒸発させることが可能であり、かつ、めっきが施される鋼板等の金属板Ｓを溶融させない程度の強度を有している。換言すれば、レーザ光源部１０１から出射されるレーザ光の光束は、トップロール１６の表面を、金属めっき成分の沸点以上金属板Ｓの融点未満である温度まで加熱可能な強度を有している。 The luminous flux of the laser light emitted from the laser light source unit 101 can evaporate metal deposits derived from a metal plating component such as zinc, which can adhere to the surface of the top roll 16, and It has a strength that does not melt the applied metal plate S such as a steel plate. In other words, the light beam of the laser light emitted from the laser light source unit 101 has an intensity capable of heating the surface of the top roll 16 to a temperature not lower than the boiling point of the metal plating component and lower than the melting point of the metal plate S. .
より具体的には、金属めっき成分が亜鉛であり、金属板Ｓが鋼板である場合、レーザ光源部１０１から出射されるレーザ光の光束は、トップロール１６の表面を、亜鉛の沸点である９０７℃以上に加熱可能であり、かつ、鋼板を構成する鉄の融点である約１５００℃以下まで加熱可能な強度を有している。このようなレーザ強度の具体例については、特に限定されるものではないが、例えば、波長１μｍ帯のレーザにおいて、１００ｋＷ／ｃｍ２以上１００ＭＷ／ｃｍ２以下のパワー密度を挙げることができる。レーザ光源部１０１から出射されるレーザ光の光束がかかるパワー密度を有することで、トップロール１６の表面に付着する数μｍ程度の亜鉛付着物を、鋼板に悪影響を与えることなく効果的に蒸発させることができる。換言すれば、本実施形態に係る清浄化装置１００では、ドクターブレードやバフ研磨機等の付着物除去機構では除去が困難な数μｍ程度という微小な亜鉛付着物を常時除去していくことで、ビルドアップの成長を未然に防止することが可能となる。なお、波長１μｍ帯のレーザにおいて、パワー密度が１００ｋＷ／ｃｍ２未満である場合には、トップロール１６の表面温度を亜鉛の沸点まで加熱することが困難となり、パワー密度が１００ＭＷ／ｃｍ２超過である場合には、パワー密度が大きくなりすぎて、トップロール１６の基材に影響を与えてしまうため、好ましくない。 More specifically, when the metal plating component is zinc and the metal plate S is a steel plate, the light flux of the laser light emitted from the laser light source unit 101 is on the surface of the top roll 16 at the boiling point of zinc 907. It has a strength that can be heated to not lower than about 1500 ° C., which is the melting point of iron constituting the steel plate. A specific example of such a laser intensity is not particularly limited. For example, in a laser having a wavelength of 1 μm, a power density of 100 kW / cm 2 to 100 MW / cm 2 can be given. By having such a power density that the laser beam emitted from the laser light source unit 101 is applied, zinc deposits of about several μm adhering to the surface of the top roll 16 are effectively evaporated without adversely affecting the steel sheet. be able to. In other words, in the cleaning apparatus 100 according to the present embodiment, by constantly removing a minute zinc deposit of about several μm, which is difficult to remove by a deposit removing mechanism such as a doctor blade or a buffing machine, It becomes possible to prevent the build-up growth. In a laser having a wavelength of 1 μm, when the power density is less than 100 kW / cm 2 , it becomes difficult to heat the surface temperature of the top roll 16 to the boiling point of zinc, and the power density exceeds 100 MW / cm 2 . In some cases, the power density becomes too large, which affects the base material of the top roll 16, which is not preferable.
かかるレーザ光源部１０１として利用可能な光源ユニットは、特に限定されるものではなく、上記のようなパワー密度を実現可能であれば、各種の固体レーザや気体レーザ等のような公知のレーザ光源を利用することが可能である。また、かかるレーザ光源部１０１として、波長が１μｍ〜１０μｍ程度の各種のレーザ光源を好適に利用することができる。ここで、かかるレーザ光源は、ＣＷ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｗａｖｅ）レーザ光源であってもよいし、パルスレーザ光源であってもよい。 The light source unit that can be used as the laser light source unit 101 is not particularly limited, and known laser light sources such as various solid-state lasers and gas lasers can be used as long as the power density as described above can be realized. It is possible to use. Further, as the laser light source unit 101, various laser light sources having a wavelength of about 1 μm to 10 μm can be preferably used. Here, such a laser light source may be a CW (Continuous wave) laser light source or a pulsed laser light source.
また、レーザ光源部１０１の詳細な光学系については、特に限定されるものではなく、光源ユニットから出射されたレーザ光を適切にロール表面へと照射可能なものであれば、任意の光学系を利用することが可能である。 The detailed optical system of the laser light source unit 101 is not particularly limited, and any optical system can be used as long as it can appropriately irradiate the roll surface with the laser light emitted from the light source unit. It is possible to use.
光源部駆動機構１０３は、上記レーザ光源部１０１を構成する光源ユニットや光学素子等を駆動して、レーザ光源部１０１からロールの表面へと照射されるレーザ光の照射位置（結像位置）を制御する機構である。かかる光源部駆動機構１０３は、例えば、ボールネジによるスライド機構やリニアモータ等といった公知の駆動機構を用いて構成されており、光源部駆動機構１０３を構成する各種の駆動機構は、後述する制御部１０５によって制御されている。また、レーザ光源部１０１に渦流センサー等の隙間計測手段を設けることにより、レーザ光源部１０１とトップロール１６との間の離隔距離を計測し、かかる計測情報に基づく制御部１０５での制御により、上記の離隔距離を一定に保持することも可能である。光源部駆動機構１０３が、レーザ光源部１０１を構成する部材の少なくとも一部を駆動させることで、ロール表面へと照射されるレーザ光の照射位置を随時変更することが可能となり、回転しているロールの表面の全体を、所定の時間をかけて清浄化することが可能となる。 The light source unit driving mechanism 103 drives the light source unit, the optical element, and the like that constitute the laser light source unit 101, and determines the irradiation position (image forming position) of the laser light irradiated from the laser light source unit 101 to the surface of the roll. It is a mechanism to control. The light source unit driving mechanism 103 is configured using a known driving mechanism such as a slide mechanism using a ball screw, a linear motor, or the like. Various driving mechanisms constituting the light source unit driving mechanism 103 are a control unit 105 described later. Is controlled by. Further, by providing a gap measuring means such as an eddy current sensor in the laser light source unit 101, the separation distance between the laser light source unit 101 and the top roll 16 is measured, and control by the control unit 105 based on the measurement information, It is also possible to keep the above separation distance constant. The light source unit driving mechanism 103 drives at least a part of the members constituting the laser light source unit 101, so that the irradiation position of the laser beam applied to the roll surface can be changed at any time and is rotated. The entire surface of the roll can be cleaned over a predetermined time.
なお、光源部駆動機構１０３の詳細な構成は特に限定されるものではなく、レーザ光源部１０１から出射されたレーザ光を適切にロール表面へと照射可能なものであれば、任意の構成を採用することが可能である。 The detailed configuration of the light source unit driving mechanism 103 is not particularly limited, and any configuration can be adopted as long as the laser beam emitted from the laser light source unit 101 can be appropriately irradiated onto the roll surface. Is possible.
制御部１０５は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等により実現されるユニットである。制御部１０５は、清浄化装置１００の動作（すなわち、清浄化装置１００によるロール表面の清浄化処理）を統括的に制御するユニットである。かかる制御部１０５は、レーザ光源部１０１及び光源部駆動機構１０３を適切に制御することで、処理対象であるロールの表面に対して適切にレーザ光を照射して、ロール表面の清浄性を維持する。 The control unit 105 is a unit realized by, for example, a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like. The control unit 105 is a unit that comprehensively controls the operation of the cleaning device 100 (that is, the cleaning process of the roll surface by the cleaning device 100). The control unit 105 appropriately controls the laser light source unit 101 and the light source unit driving mechanism 103 to appropriately irradiate the surface of the roll to be processed to maintain the cleanliness of the roll surface. To do.
より具体的には、制御部１０５は、レーザ光源部１０１を制御してレーザ光のオン・オフ及び出力を管理することで、ロール表面へのレーザ光の照射を制御することが可能である。また、制御部１０５は、光源部駆動機構１０３を制御することで、ロール表面におけるレーザ光の照射位置を制御することが可能である。これにより、清浄化装置１００は、ロール表面の一部を局所的に清浄化したり、レーザ光の照射位置をロールの胴長方向に沿って走査することで、ロール表面を全体的に清浄化したりすることが可能となる。 More specifically, the control unit 105 can control the laser light irradiation on the roll surface by controlling the laser light source unit 101 to manage on / off and output of the laser light. Further, the control unit 105 can control the irradiation position of the laser beam on the roll surface by controlling the light source unit driving mechanism 103. Thereby, the cleaning apparatus 100 locally cleans a part of the roll surface, or scans the irradiation position of the laser light along the body length direction of the roll, thereby cleaning the roll surface as a whole. It becomes possible to do.
なお、制御部１０５は、清浄化装置１００に接続されているパーソナルコンピュータや各種サーバ等の情報処理装置により実現されていてもよいし、清浄化装置１００内に実装されるＩＣチップや演算処理ボード等として実現されていてもよい。また、制御部１０５は、必要に応じて、金属めっきラインにおける操業を管理する管理コンピュータ等と連携し、かかる管理コンピュータから操業に関する各種情報を取得することで、レーザ光源部１０１及び光源部駆動機構１０３の制御を行うことも可能である。例えば、制御部１０５は、ロールの回転数に応じてレーザ出力を制御する等といった処理が可能である。一方で、制御部１０５を各種の管理コンピュータ系から切り離して、清浄化装置単体のローカル動作を実現することも可能である。 The control unit 105 may be realized by an information processing device such as a personal computer or various servers connected to the cleaning device 100, or an IC chip or an arithmetic processing board mounted in the cleaning device 100. Etc. may be realized. Moreover, the control part 105 cooperates with the management computer etc. which manage the operation in a metal plating line as needed, and acquires the various information regarding operation from this management computer, The laser light source part 101 and the light source part drive mechanism It is also possible to perform control 103. For example, the control unit 105 can perform processing such as controlling the laser output according to the number of rotations of the roll. On the other hand, it is also possible to realize the local operation of the cleaning device alone by separating the control unit 105 from various management computer systems.
記憶部１０７は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ストレージ装置等により実現されるユニットであり、制御部１０５が清浄化装置１００の動作を統括的に制御する際に利用する各種のデータベースや、制御部１０５が実行する各種の演算処理に用いられるアプリケーションを含む各種のプログラムや、何らかの処理を行う際に保存する必要が生じた様々なパラメータや処理の途中経過などが、適宜記録されてもよい。 The storage unit 107 is a unit realized by a ROM, a RAM, a storage device, and the like, and is executed by various databases used when the control unit 105 comprehensively controls the operation of the cleaning device 100 and executed by the control unit 105. Various types of programs including applications used for various types of arithmetic processing, various parameters that need to be saved when performing some types of processing, and the progress of processing may be recorded as appropriate.
この記憶部１０７は、制御部１０５などの各処理部が、自由にアクセスし、データを書き込んだり読み出したりすることができる。 The storage unit 107 can be freely accessed by each processing unit such as the control unit 105 to write and read data.
以上、本実施形態に係る清浄化装置１００の機能の一例を示した。上記の各構成要素は、汎用的な部材や回路を用いて構成されていてもよいし、各構成要素の機能に特化したハードウェアにより構成されていてもよい。また、各構成要素の機能の少なくとも一部を、ＣＰＵ等が全て行ってもよい。従って、本実施形態を実施する時々の技術レベルに応じて、適宜、利用する構成を変更することが可能である。 Heretofore, an example of the function of the cleaning device 100 according to the present embodiment has been shown. Each component described above may be configured using a general-purpose member or circuit, or may be configured by hardware specialized for the function of each component. In addition, the CPU or the like may perform at least a part of the functions of each component. Therefore, it is possible to appropriately change the configuration to be used according to the technical level at the time of carrying out the present embodiment.
なお、上述のような本実施形態に係る制御部１０５の機能を実現するためのコンピュータプログラムを作成し、パーソナルコンピュータ等に実装することが可能である。また、このようなコンピュータプログラムが格納された、コンピュータで読み取り可能な記録媒体も提供することができる。記録媒体は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、フラッシュメモリなどである。また、上記のコンピュータプログラムは、記録媒体を用いずに、例えばネットワークを介して配信してもよい。 It is possible to create a computer program for realizing the functions of the control unit 105 according to the present embodiment as described above, and to implement the computer program on a personal computer or the like. In addition, a computer-readable recording medium storing such a computer program can be provided. The recording medium is, for example, a magnetic disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a flash memory, or the like. Further, the above computer program may be distributed via a network, for example, without using a recording medium.
＜清浄化方法について＞
続いて、図３に示したような構成を有する清浄化装置１００によって実施される清浄化方法について、図５〜図８を参照しながら詳細に説明する。
<About cleaning method>
Next, a cleaning method performed by the cleaning apparatus 100 having the configuration as shown in FIG. 3 will be described in detail with reference to FIGS.
本実施形態に係る清浄化装置１００を利用したロールの清浄化方法では、制御部１０５がレーザ光源部１０１及び光源部駆動機構１０３を適切に制御することで、レーザ光の照射位置を局所的に選択することが可能となる。これにより、ロール表面を、金属付着物の沸点以上ロール基材金属の融点以下となる温度（例えば、１０００℃程度のロール表面温度）まで加熱して、ロール表面に部分的に存在する、大きさが例えば数μｍ程度の微小な金属付着物を、選択的に蒸発させることができる。 In the roll cleaning method using the cleaning apparatus 100 according to the present embodiment, the control unit 105 appropriately controls the laser light source unit 101 and the light source unit driving mechanism 103, thereby locally irradiating the laser light irradiation position. It becomes possible to select. Thereby, the roll surface is heated to a temperature (for example, a roll surface temperature of about 1000 ° C.) that is equal to or higher than the boiling point of the metal deposit and lower than the melting point of the roll base metal, and is partially present on the roll surface. However, for example, a minute metal deposit of about several μm can be selectively evaporated.
また、上記のような方法の他に、例えば図５に示したように、制御部１０５の指令に基づき光源部駆動機構１０３を適切に制御することによりレーザ光の照射位置をロールの胴長方向に沿って随時移動させることで、金属付着物の大きさが例えば数μｍ程度といったような付着が軽微なうちに、除去することが可能である。換言すれば、本実施形態に係る清浄化方法を、ロール表面でのビルドアップの予防的措置として利用することが可能である。 In addition to the above method, for example, as shown in FIG. 5, the light source drive mechanism 103 is appropriately controlled based on a command from the control unit 105, so that the irradiation position of the laser beam is set in the roll length direction of the roll. Can be removed while the adhesion is slight, for example, the size of the metal deposit is about several μm. In other words, the cleaning method according to the present embodiment can be used as a preventive measure for build-up on the roll surface.
ここで、図５以降に模式的に示した図では、レーザ光の光束が略円形に集光されて照射位置に照射されている場合について図示しているが、レーザ光の光束の形状は図に示した例に限定されるものではなく、略楕円形状であってもよいし、矩形状などのような多角形形状であってもよい。また、レーザ光の光束の集束度合いについても特に限定されるものではなく、例えば所定のパワー密度が確保されるように、レーザ光の光束を集光させればよい。 Here, in the diagrams schematically shown in FIG. 5 and subsequent figures, the case where the light beam of the laser beam is condensed in a substantially circular shape and irradiated to the irradiation position is illustrated. It is not limited to the example shown in (4), The substantially elliptical shape may be sufficient and polygonal shapes, such as a rectangular shape, may be sufficient. Further, the degree of focusing of the laser beam is not particularly limited. For example, the laser beam may be condensed so as to ensure a predetermined power density.
また、レーザ光の光束の照射位置をロールの胴長方向に走査する際の走査速度については特に限定されるものではなく、ロールが所定回数だけ回転する間に、レーザ光の光束の照射位置を、ロールの胴長方向の一方の端部から他方の端部まで移動させればよい。 Further, the scanning speed when scanning the irradiation position of the laser light beam in the body length direction of the roll is not particularly limited, and the irradiation position of the laser light beam is determined while the roll rotates a predetermined number of times. What is necessary is just to move from one edge part of the trunk | drum length direction of a roll to the other edge part.
レーザ光の光束を図５に示したように、ロールの胴長方向に沿って繰り返し走査することで、レーザ光の光束は、回転しているロールの表面をらせん状に移動することとなり、ロール表面を全体的に清浄化することができる。 As shown in FIG. 5, by repeatedly scanning the light flux of the laser light along the roll length direction of the roll, the light flux of the laser light moves spirally on the surface of the rotating roll. The surface can be totally cleaned.
ここで、例えば図６に模式的に示したように、レーザ光の光束の照射位置の移動前後で照射位置の一部が互いに重複するように、レーザ光の光束の照射位置を移動させることが好ましい。これにより、図６に示したように、時刻ｔにおけるレーザ光の照射位置と、時刻ｔ＋１におけるレーザ光の照射位置とでは、互いに重複する領域（重複領域）が存在することとなり、効果的なロール表面の清浄化が可能となる。図６に示したような重複領域の広さをどのくらいに設定するかは、用いるレーザ光の強度分布等により適宜決定すればよいが、例えばレーザ光の照射領域の面積の５０％程度が互いに重複するように、制御部１０５によりレーザ光の走査速度を制御することが好ましい。レーザ光の照射領域の重複の度合（重畳率）を５０％以上とすることで、レーザ光の強度分布に起因する除去ムラを生じさせることなく、より効率良くロール表面を清浄化できる。 Here, for example, as schematically illustrated in FIG. 6, the irradiation position of the laser light beam may be moved so that the irradiation positions partially overlap each other before and after the movement of the irradiation position of the laser light beam. preferable. As a result, as shown in FIG. 6, there is an overlapping area between the laser light irradiation position at time t and the laser light irradiation position at time t + 1, which is an effective roll. The surface can be cleaned. The size of the overlapping region as shown in FIG. 6 may be determined as appropriate depending on the intensity distribution of the laser beam used, but for example, about 50% of the area of the laser beam irradiation region overlaps each other. Thus, it is preferable to control the scanning speed of the laser beam by the control unit 105. By setting the degree of overlap (overlap rate) of the laser light irradiation regions to 50% or more, the roll surface can be more efficiently cleaned without causing removal unevenness due to the intensity distribution of the laser light.
また、図７に模式的に示したように、複数のレーザ光の光束を、ロールの胴長方向の中心位置に対して対称となるようにロールの表面に対して照射させて、かつ、複数のレーザ光の光束の照射位置を、中心位置に対して対称に移動させることが好ましい。これにより、偶数個のレーザ光の光束が、ロール表面を胴長方向に沿って対称に移動していき、ロール表面に存在する金属付着物を蒸発・除去していく。その結果、金属付着物を胴長方向に沿ってより均等に除去していくことが可能となり、金属付着物に起因する金属板Ｓの蛇行を、より確実に抑制することが可能となる。 Further, as schematically shown in FIG. 7, a plurality of laser light beams are irradiated on the surface of the roll so as to be symmetric with respect to the center position in the body length direction of the roll. It is preferable to move the irradiation position of the laser light beam symmetrically with respect to the center position. Thereby, the even number of laser light beams move symmetrically along the length of the roll along the roll surface, and the metal deposits present on the roll surface are evaporated and removed. As a result, the metal deposit can be removed more uniformly along the trunk length direction, and the meandering of the metal plate S caused by the metal deposit can be more reliably suppressed.
なお、光源部駆動機構１０３によりレーザ光源部１０１の光源ユニットそのものを移動させることでレーザ光の照射位置を制御している場合において、レーザ光源部１０１として複数の光源ユニットを設ける場合には、図７に示したような走査制御を行うことで、光源ユニット同士が衝突してしまうことも考えられる。そこで、図８に模式的に示したように、偶数個のレーザ光の光束の照射位置をロールの周方向に互いにずらすことで、レーザ光源部１０１を交差可能なようにしてもよい。 In the case where the laser light irradiation position is controlled by moving the light source unit itself of the laser light source unit 101 by the light source unit driving mechanism 103, when a plurality of light source units are provided as the laser light source unit 101, FIG. It is also conceivable that the light source units collide by performing the scanning control as shown in FIG. Therefore, as schematically shown in FIG. 8, the laser light source units 101 may be crossed by shifting the irradiation positions of the even number of laser light beams in the circumferential direction of the roll.
また、図８に模式的に示したように、レーザ光の光束の照射位置をロールの周方向にずらす場合であっても、ロールの周方向に沿って図６に示したような重複領域を設けても良いことは、言うまでもない。 Further, as schematically shown in FIG. 8, even when the irradiation position of the laser beam is shifted in the circumferential direction of the roll, the overlapping region as shown in FIG. 6 is formed along the circumferential direction of the roll. Needless to say, it may be provided.
以上説明したように、制御部１０５がレーザ光源部１０１及び光源部駆動機構１０３を適切に制御することで、金属めっきラインに設けられたトップロール等のロール表面の清浄性を維持することが可能となる。これにより、金属板Ｓの表面形状を好適に維持することが可能となる他、搬送の際に金属板Ｓが蛇行することを防止することができ、より高速に金属板Ｓを搬送することも可能となる。 As described above, the control unit 105 can appropriately maintain the laser light source unit 101 and the light source unit driving mechanism 103 to maintain the cleanliness of the roll surface such as the top roll provided in the metal plating line. It becomes. As a result, the surface shape of the metal plate S can be suitably maintained, the metal plate S can be prevented from meandering during conveyance, and the metal plate S can be conveyed at a higher speed. It becomes possible.
以上、図３〜図８を参照しながら、本実施形態に係る金属めっきライン用ロールの清浄化装置及び清浄化方法について、詳細に説明した。 The metal plating line roll cleaning apparatus and cleaning method according to the present embodiment have been described in detail above with reference to FIGS.
＜制御部のハードウェア構成について＞
次に、図９を参照しながら、本開示の実施形態に係る制御部１０５のハードウェア構成について、詳細に説明する。以下では、本開示の実施形態に係る制御部１０５が、パーソナルコンピュータや各種サーバ等といった情報処理装置で実現される場合を例に挙げて、そのハードウェア構成について詳細に説明する。図９は、本開示の実施形態に係る制御部１０５のハードウェア構成を説明するためのブロック図である。
<About the hardware configuration of the control unit>
Next, a hardware configuration of the control unit 105 according to the embodiment of the present disclosure will be described in detail with reference to FIG. In the following, the hardware configuration of the control unit 105 according to the embodiment of the present disclosure will be described in detail by taking as an example a case where the control unit 105 is realized by an information processing apparatus such as a personal computer or various servers. FIG. 9 is a block diagram for describing a hardware configuration of the control unit 105 according to the embodiment of the present disclosure.
制御部１０５は、主に、ＣＰＵ９０１と、ＲＯＭ９０３と、ＲＡＭ９０５と、を備える。また、制御部１０５は、更に、ホストバス９０７と、入力装置９０９と、出力装置９１１と、ストレージ装置９１３と、ドライブ９１５と、接続ポート９１７と、通信装置９１９とを備える。 The control unit 105 mainly includes a CPU 901, a ROM 903, and a RAM 905. The control unit 105 further includes a host bus 907, an input device 909, an output device 911, a storage device 913, a drive 915, a connection port 917, and a communication device 919.
ＣＰＵ９０１は、演算処理装置および制御装置として機能し、ＲＯＭ９０３、ＲＡＭ９０５、ストレージ装置９１３、またはリムーバブル記録媒体９２１に記録された各種プログラムに従って、制御部１０５内の動作全般またはその一部を制御する。ＲＯＭ９０３は、ＣＰＵ９０１が使用するプログラムや演算パラメータ等を記憶する。ＲＡＭ９０５は、ＣＰＵ９０１が使用するプログラムや、プログラムの実行において適宜変化するパラメータ等を一次記憶する。これらはＣＰＵバス等の内部バスにより構成されるホストバス９０７により相互に接続されている。 The CPU 901 functions as an arithmetic processing unit and a control unit, and controls all or part of the operation in the control unit 105 according to various programs recorded in the ROM 903, the RAM 905, the storage device 913, or the removable recording medium 921. The ROM 903 stores programs used by the CPU 901, calculation parameters, and the like. The RAM 905 primarily stores programs used by the CPU 901, parameters that change as appropriate during execution of the programs, and the like. These are connected to each other by a host bus 907 constituted by an internal bus such as a CPU bus.
入力装置９０９は、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル、ボタン、スイッチおよびレバーなどユーザが操作する操作手段である。また、入力装置９０９は、例えば、赤外線やその他の電波を利用したリモートコントロール手段（いわゆる、リモコン）であってもよいし、制御部１０５の操作に対応した携帯電話やＰＤＡ等の外部接続機器９２３であってもよい。さらに、入力装置９０９は、例えば、上記の操作手段を用いてユーザにより入力された情報に基づいて入力信号を生成し、ＣＰＵ９０１に出力する入力制御回路などから構成されている。清浄化装置１００のユーザは、この入力装置９０９を操作することにより、清浄化装置１００（より詳細には、制御部１０５）に対して各種のデータを入力したり処理動作を指示したりすることができる。 The input device 909 is an operation unit operated by the user, such as a mouse, a keyboard, a touch panel, a button, a switch, and a lever. Further, the input device 909 may be, for example, remote control means (so-called remote control) using infrared rays or other radio waves, or an external connection device 923 such as a mobile phone or a PDA corresponding to the operation of the control unit 105. It may be. Furthermore, the input device 909 includes, for example, an input control circuit that generates an input signal based on information input by a user using the operation unit and outputs the input signal to the CPU 901. The user of the cleaning device 100 operates the input device 909 to input various data and instruct processing operations to the cleaning device 100 (more specifically, the control unit 105). Can do.
出力装置９１１は、取得した情報をユーザに対して視覚的または聴覚的に通知することが可能な装置で構成される。このような装置として、ＣＲＴディスプレイ装置、液晶ディスプレイ装置、プラズマディスプレイ装置、ＥＬディスプレイ装置およびランプなどの表示装置や、スピーカおよびヘッドホンなどの音声出力装置や、プリンタ装置、携帯電話、ファクシミリなどがある。出力装置９１１は、例えば、制御部１０５が行った各種処理により得られた結果を出力する。具体的には、表示装置は、制御部１０５が行った各種処理により得られた結果を、テキストまたはイメージで表示する。他方、音声出力装置は、再生された音声データや音響データ等からなるオーディオ信号をアナログ信号に変換して出力する。 The output device 911 is configured by a device that can notify the user of the acquired information visually or audibly. Examples of such devices include CRT display devices, liquid crystal display devices, plasma display devices, EL display devices and display devices such as lamps, audio output devices such as speakers and headphones, printer devices, mobile phones, and facsimiles. The output device 911 outputs results obtained by various processes performed by the control unit 105, for example. Specifically, the display device displays the results obtained by various processes performed by the control unit 105 as text or images. On the other hand, the audio output device converts an audio signal composed of reproduced audio data, acoustic data, and the like into an analog signal and outputs the analog signal.
ストレージ装置９１３は、制御部１０５の記憶部の一例として構成されたデータ格納用の装置である。ストレージ装置９１３は、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等の磁気記憶部デバイス、半導体記憶デバイス、光記憶デバイス、または光磁気記憶デバイス等により構成される。このストレージ装置９１３は、ＣＰＵ９０１が実行するプログラムや各種データ、および外部から取得した各種データなどを格納する。 The storage device 913 is a data storage device configured as an example of a storage unit of the control unit 105. The storage device 913 includes, for example, a magnetic storage device such as an HDD (Hard Disk Drive), a semiconductor storage device, an optical storage device, or a magneto-optical storage device. The storage device 913 stores programs executed by the CPU 901, various data, and various data acquired from the outside.
ドライブ９１５は、記録媒体用リーダライタであり、制御部１０５に内蔵、あるいは外付けされる。ドライブ９１５は、装着されている磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、または半導体メモリ等のリムーバブル記録媒体９２１に記録されている情報を読み出して、ＲＡＭ９０５に出力する。また、ドライブ９１５は、装着されている磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、または半導体メモリ等のリムーバブル記録媒体９２１に記録を書き込むことも可能である。リムーバブル記録媒体９２１は、例えば、ＤＶＤメディア、ＨＤ−ＤＶＤメディア、Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）メディア等である。また、リムーバブル記録媒体９２１は、コンパクトフラッシュ（登録商標）（ＣｏｍｐａｃｔＦｌａｓｈ：ＣＦ）、フラッシュメモリ、または、ＳＤメモリカード（Ｓｅｃｕｒｅ Ｄｉｇｉｔａｌ ｍｅｍｏｒｙ ｃａｒｄ）等であってもよい。また、リムーバブル記録媒体９２１は、例えば、非接触型ＩＣチップを搭載したＩＣカード（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ ｃａｒｄ）または電子機器等であってもよい。 The drive 915 is a recording medium reader / writer, and is built in or externally attached to the control unit 105. The drive 915 reads information recorded on a removable recording medium 921 such as a mounted magnetic disk, optical disk, magneto-optical disk, or semiconductor memory, and outputs the information to the RAM 905. The drive 915 can also write a record on a removable recording medium 921 such as a magnetic disk, an optical disk, a magneto-optical disk, or a semiconductor memory. The removable recording medium 921 is, for example, a DVD medium, an HD-DVD medium, a Blu-ray (registered trademark) medium, or the like. The removable recording medium 921 may be a CompactFlash (registered trademark) (CompactFlash: CF), a flash memory, an SD memory card (Secure Digital memory card), or the like. Further, the removable recording medium 921 may be, for example, an IC card (Integrated Circuit card) on which a non-contact IC chip is mounted, an electronic device, or the like.
接続ポート９１７は、機器を制御部１０５に直接接続するためのポートである。接続ポート９１７の一例として、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）ポート、ＩＥＥＥ１３９４ポート、ＳＣＳＩ（Ｓｍａｌｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）ポート等がある。接続ポート９１７の別の例として、ＲＳ−２３２Ｃポート、光オーディオ端子、ＨＤＭＩ（Ｈｉｇｈ−Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）ポート等がある。この接続ポート９１７に外部接続機器９２３を接続することで、制御部１０５は、外部接続機器９２３から直接各種のデータを取得したり、外部接続機器９２３に各種のデータを提供したりする。 The connection port 917 is a port for directly connecting a device to the control unit 105. Examples of the connection port 917 include a USB (Universal Serial Bus) port, an IEEE 1394 port, a SCSI (Small Computer System Interface) port, and the like. As another example of the connection port 917, there are an RS-232C port, an optical audio terminal, an HDMI (High-Definition Multimedia Interface) port, and the like. By connecting the external connection device 923 to the connection port 917, the control unit 105 acquires various data directly from the external connection device 923 or provides various data to the external connection device 923.
通信装置９１９は、例えば、通信網９２５に接続するための通信デバイス等で構成された通信インターフェースである。通信装置９１９は、例えば、有線または無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、またはＷＵＳＢ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＵＳＢ）用の通信カード等である。また、通信装置９１９は、光通信用のルータ、ＡＤＳＬ（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｌｉｎｅ）用のルータ、または、各種通信用のモデム等であってもよい。この通信装置９１９は、例えば、インターネットや他の通信機器との間で、例えばＴＣＰ／ＩＰ等の所定のプロトコルに則して信号等を送受信することができる。また、通信装置９１９に接続される通信網９２５は、有線または無線によって接続されたネットワーク等により構成され、例えば、インターネット、家庭内ＬＡＮ、赤外線通信、ラジオ波通信または衛星通信等であってもよい。 The communication device 919 is a communication interface configured with, for example, a communication device for connecting to the communication network 925. The communication device 919 is, for example, a communication card for wired or wireless LAN (Local Area Network), Bluetooth (registered trademark), or WUSB (Wireless USB). The communication device 919 may be a router for optical communication, a router for ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line), or a modem for various communication. The communication device 919 can transmit and receive signals and the like according to a predetermined protocol such as TCP / IP, for example, with the Internet and other communication devices. The communication network 925 connected to the communication device 919 is configured by a wired or wireless network, and may be, for example, the Internet, a home LAN, infrared communication, radio wave communication, satellite communication, or the like. .
以上、本開示の実施形態に係る制御部１０５の機能を実現可能なハードウェア構成の一例を示した。上記の各構成要素は、汎用的な部材を用いて構成されていてもよいし、各構成要素の機能に特化したハードウェアにより構成されていてもよい。従って、本実施形態を実施する時々の技術レベルに応じて、適宜、利用するハードウェア構成を変更することが可能である。 Heretofore, an example of a hardware configuration capable of realizing the function of the control unit 105 according to the embodiment of the present disclosure has been shown. Each component described above may be configured using a general-purpose member, or may be configured by hardware specialized for the function of each component. Therefore, it is possible to change the hardware configuration to be used as appropriate according to the technical level at the time of carrying out this embodiment.
以下では、実施例を示しながら本発明に係る金属めっきライン用ロールの清浄化方法について、具体的に説明する。なお、以下に示す実施例は、あくまでも本発明に係る金属めっきライン用ロールの清浄化方法の一例であって、本発明に係る金属めっきライン用ロールの清浄化方法が下記の例に限定されるものではない。 Below, the cleaning method of the roll for metal plating lines based on this invention is demonstrated concretely, showing an Example. In addition, the Example shown below is an example of the cleaning method of the roll for metal plating lines based on this invention to the last, Comprising: The cleaning method of the roll for metal plating lines concerning this invention is limited to the following example. It is not a thing.
（実施例１）
実施例１では、コンピュータシミュレーションを用いて、本発明に係る金属めっきライン用ロールの清浄化方法の検証を行った。以下では、図１０及び図１１を参照しながら、実施例１について説明する。
Example 1
In Example 1, verification of the cleaning method of the roll for metal plating lines which concerns on this invention was performed using computer simulation. Hereinafter, Example 1 will be described with reference to FIGS. 10 and 11.
図１に示したようなトップロール１６の表面のモデルとして、図１０に示した構造体を取り上げた。かかるシミュレーションでは、ｘ座標をモデル構造体の奥行き方向（回転方向）とし、ｙ座標をモデル構造体の幅方向とし、ｚ座標をモデル構造体の厚み方向とし、レーザ光を照射したときの表面温度を計算した。ここで、ｘ軸の原点は、モデル構造体の奥行きの中央に設定し、ｚ軸の原点はモデル構造体の表面とした。 The structure shown in FIG. 10 is taken up as a model of the surface of the top roll 16 as shown in FIG. In such a simulation, the x coordinate is the depth direction (rotation direction) of the model structure, the y coordinate is the width direction of the model structure, the z coordinate is the thickness direction of the model structure, and the surface temperature when irradiated with laser light. Was calculated. Here, the origin of the x axis was set at the center of the depth of the model structure, and the origin of the z axis was the surface of the model structure.
モデル構造体は、厚み１９μｍ×幅１００μｍの鉄と、鉄の上に位置している厚み１μｍ×幅１００μｍの亜鉛と、から構成され、ｘ軸方向に１５０ｍｐｍの周速度で移動しているものとした。なお、亜鉛の熱影響深さは、１０μｍ程度であるため、上記のような鉄層の設定は、適切なものである。 The model structure is composed of iron having a thickness of 19 μm × width of 100 μm and zinc having a thickness of 1 μm × width of 100 μm located on the iron, and moving at a peripheral speed of 150 mpm in the x-axis direction. did. In addition, since the heat influence depth of zinc is about 10 μm, the setting of the iron layer as described above is appropriate.
また、熱源を、モデル構造体の右端の中央部に設定した。より詳細には、モデル構造体をｘ軸方向に２．５ｍ／ｓで移動しながら照射するレーザ光のビーム集光径を６０μｍ×４ｍｍ（ｙ軸方向径×ｘ軸方向径）とし、熱源のパワーを５０〜２５０Ｗまで変化させて、亜鉛と鉄との界面における温度（界面温度）の変化の様子をシミュレートした。ここで、熱源からのエネルギーは、１００％モデル構造体に吸収されるものとした。 The heat source was set at the center of the right end of the model structure. More specifically, the beam condensing diameter of the laser beam irradiated while moving the model structure at 2.5 m / s in the x-axis direction is set to 60 μm × 4 mm (y-axis direction diameter × x-axis direction diameter), and the heat source The state of change in temperature (interface temperature) at the interface between zinc and iron was simulated by changing the power from 50 to 250 W. Here, the energy from the heat source is assumed to be absorbed by the 100% model structure.
得られた結果を図１１に示した。
図１１から明らかなように、熱源のパワーが５０Ｗの場合には、最高到達温度が８５７℃となり、亜鉛の沸点である９０７℃には到達しなかった。一方、熱源のパワーが７５Ｗ以上の場合には、最高到達温度が９０７℃以上となることが明らかとなった。なお、熱源のパワーが７５Ｗである場合の最高到達温度は１３２３℃であり、定常部（ｘ座標が−３ｍｍ近傍である位置）の温度は９７５℃であった。
The obtained results are shown in FIG.
As apparent from FIG. 11, when the power of the heat source was 50 W, the maximum temperature reached 857 ° C., and did not reach 907 ° C., which is the boiling point of zinc. On the other hand, when the power of the heat source was 75 W or higher, it was revealed that the maximum temperature reached 907 ° C. or higher. When the power of the heat source was 75 W, the maximum temperature reached was 1323 ° C., and the temperature of the stationary part (position where the x coordinate was near −3 mm) was 975 ° C.
また、２５０Ｗのビームをビーム集光径６０μｍ×４ｍｍで照射した場合に、亜鉛の熱エネルギー吸収率を変化させながら、最高到達温度の変化の様子をシミュレートした。その結果、亜鉛のエネルギー吸収率が２０％以上であれば、パワー密度が約１００ｋＷ／ｃｍ２（より正確には、１３３ｋＷ／ｃｍ２）で、亜鉛の沸点以上の到達温度が得られることが明らかとなった。 In addition, when a 250 W beam was irradiated at a beam condensing diameter of 60 μm × 4 mm, the change in the maximum temperature reached was simulated while changing the thermal energy absorption rate of zinc. As a result, it is clear that when the energy absorption rate of zinc is 20% or more, a power density is about 100 kW / cm 2 (more precisely, 133 kW / cm 2 ) and an ultimate temperature not lower than the boiling point of zinc can be obtained. It became.
（実施例２）
実施例２では、実際の操業に用いられるトップロールと同様の組成を有する地鉄を用い、地鉄表面に実際の操業と同様の厚みを有する亜鉛を形成させて、ビルドアップのモデルとした。その後、平均出力５０Ｗ、波長１μｍのパルスレーザ（パルスの繰り返し周波数１００ｋＨｚ、パルス時間幅（半値全幅）５２８ｎｓ）を用いて、ビルドアップの除去が可能か否かを検証した。
(Example 2)
In Example 2, a base iron having the same composition as that of the top roll used in actual operation was used, and zinc having the same thickness as that in the actual operation was formed on the surface of the base iron to form a build-up model. Thereafter, it was verified whether build-up could be removed by using a pulse laser having an average output of 50 W and a wavelength of 1 μm (pulse repetition frequency of 100 kHz, pulse time width (full width at half maximum) of 528 ns).
ここで、パルスレーザのピークパワー密度は、６ＭＷ／ｃｍ２であり、集光径φは、８０μｍであり、エネルギーは、１パルス当たり１６９μＪであり、レーザ走査速度は、３．８ｍ／ｓとした。 Here, the peak power density of the pulse laser is 6 MW / cm 2 , the focused diameter φ is 80 μm, the energy is 169 μJ per pulse, and the laser scanning speed is 3.8 m / s. .
亜鉛層を形成した地鉄表面にレーザ光を照射し、照射跡を写真撮影した。得られた結果を、図１２に示した。図１２において、鎖線よりも上の領域に対して、レーザ照射を行っている。図１２から明らかなように、上記のようなレーザを照射することで、亜鉛を全面除去することができた。 The surface of the ground iron on which the zinc layer was formed was irradiated with laser light, and the irradiation trace was photographed. The obtained results are shown in FIG. In FIG. 12, laser irradiation is performed on a region above the chain line. As is clear from FIG. 12, the entire surface of the zinc could be removed by irradiating the laser as described above.
なお、平均出力５０Ｗ、波長１μｍのパルスレーザ（パルスの繰り返し周波数１００ｋＨｚ、パルス時間幅（半値全幅）５６２ｎｓ）を用いて、パルスレーザのピークパワー密度を６ＭＷ／ｃｍ２とし、集光径φを４０μｍとし、エネルギーを１パルス当たり４２μＪとし、レーザ走査速度を０．１８ｍ／ｓとした場合についても、同様に検証を行ったところ、図１２と同様に亜鉛を全面除去することができた。 A pulse laser with an average output of 50 W, a wavelength of 1 μm (pulse repetition frequency of 100 kHz, pulse time width (full width at half maximum) of 562 ns), a peak power density of the pulse laser of 6 MW / cm 2 , and a focused diameter φ of 40 μm When the energy was set to 42 μJ per pulse and the laser scanning speed was set to 0.18 m / s, the same verification was performed. As a result, zinc could be removed from the entire surface as in FIG.
これらの結果から、本発明に係る金属めっきライン用ロールの清浄化方法を用いることで、金属めっきラインに設けられる各種ロールの表面の清浄性を維持することが可能であることが明らかとなった。 From these results, it became clear that it is possible to maintain the cleanliness of the surfaces of various rolls provided in the metal plating line by using the method for cleaning a metal plating line roll according to the present invention. .
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can come up with various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. Of course, it is understood that these also belong to the technical scope of the present invention.
１０ 溶融金属めっき装置
１６ トップロール
１００ 清浄化装置
１０１ レーザ光源部
１０３ 光源部駆動機構
１０５ 制御部
１０７ 記憶部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Molten metal plating apparatus 16 Top roll 100 Cleaning apparatus 101 Laser light source part 103 Light source part drive mechanism 105 Control part 107 Memory | storage part
Claims (6)
前記ロールの表面に対して、所定のパワー密度のレーザ光を当該ロールの胴長方向に沿って照射位置をずらしながら照射し、前記レーザ光により、前記ロールの表面を、前記金属めっきの沸点以上前記金属板の融点未満まで加熱させる、金属めっきライン用ロールの清浄化方法。 A method of cleaning a roll used in a metal plating line for performing metal plating on a predetermined metal plate,
The surface of the roll is irradiated with laser light having a predetermined power density while shifting the irradiation position along the body length direction of the roll, and the surface of the roll is irradiated with the laser light above the boiling point of the metal plating. The cleaning method of the roll for metal plating lines made to heat to less than melting | fusing point of the said metal plate.
前記複数のレーザ光の光束の照射位置を、前記中心位置に対して対称に移動させる、請求項１又は２に記載の金属めっきライン用ロールの清浄化方法。 Irradiating the surface of the roll with a plurality of light beams of the laser light so as to be symmetrical with respect to the center position in the body length direction of the roll;
The cleaning method of the roll for metal plating lines of Claim 1 or 2 which moves the irradiation position of the light beam of these laser beams symmetrically with respect to the center position.
前記金属めっきは、亜鉛めっきであり、
前記レーザ光により、前記ロールの表面を、９０７℃以上１５００℃以下まで加熱させる、請求項１〜４の何れか１項に記載の金属めっきライン用ロールの清浄化方法。 The metal plate is a steel plate,
The metal plating is zinc plating,
The cleaning method of the roll for metal plating lines of any one of Claims 1-4 which heats the surface of the said roll to 907 degreeC or more and 1500 degrees C or less with the said laser beam.
The cleaning method of the roll for metal plating lines of Claim 5 which makes the said power density 100 kW / cm < 2 > or more.
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