JP2018016841A - 連続溶融めっき装置およびサポートロールの押し込み量制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】押し込み量制御部7は、温度センサ4により検出される溶融金属浴1の温度の変動からドロスの付着に起因してフロント側サポートロール3Aの回転軸と軸受けとの間に作用する摩擦抵抗の変化を推定し、推定された摩擦抵抗の変化に基づいてサポートロール移動部5によるフロント側サポートロール3Aの押し込み量を制御する。
【選択図】図1
Description
また、この発明は、このようなサポートロールの押し込み量を制御するサポートロールの押し込み量制御方法にも関している。
例えば、図9に示されるように、フロント側サポートロール3Aに対する金属帯Sの巻付け角度θは、フロント側サポートロール3Aおよびバック側サポートロール3Bの一方を他方に対して金属帯S側に押し込む押し込み量Dにより変化させることができ、押し込み量Dを増加させると巻付け角度θが増加し、押し込み量Dを減少させると巻付け角度θも減少する。
従って、この問題を解決するためには、ドロスの付着によるサポートロール3の回転軸における摩擦抵抗の増大分を考慮し、時間の経過に伴って必要な回転トルクを与えられるように、サポートロール3の押込み量を制御する必要がある。
また、この発明は、時間が経過しても非駆動式のサポートロールを安定して回転させることができるサポートロールの押し込み量制御方法を提供することも目的としている。
この場合、押し込み量制御部は、温度センサにより検出される溶融金属浴の温度が設定温度を下回った時間と温度の積分の累積値を算出し、算出された積分の累積値を用いて一方のサポートロールの回転軸と軸受けとの間に作用する摩擦抵抗の変化を推定することが好ましい。
溶融金属浴として、溶融亜鉛浴を用い、金属帯として、鋼帯を用いることができる。
図1に実施の形態に係る連続溶融めっき装置を示す。連続溶融めっき装置は、溶融亜鉛浴等の溶融金属浴1中に浸漬配置されたシンクロール2と、溶融金属浴1中に浸漬配置された2本のサポートロール3を有している。
シンクロール2は、溶融めっきの対象物となる鋼帯等の金属帯Sを溶融金属浴1に案内するための非駆動回転するロールである。
また、溶融金属浴1の外部に、サポートロール移動部5が配置され、このサポートロール移動部5から延びる腕部6の先端にフロント側サポートロール3Aが回転可能に保持されている。具体的には、腕部6の先端に軸受けが形成されており、この軸受けにフロント側サポートロール3Aの回転軸が挿入されて保持されている。サポートロール移動部5は、腕部6を介してフロント側サポートロール3Aの配置位置を水平方向に移動させることができる。なお、バック側サポートロール3Bの配置位置は溶融金属浴1中において固定されている。
また、押し込み量制御部7にメモリ8が接続されている。
T1 ≧ T2+T3 ・・・(1)
の条件が必要となる。
T1=2μ1FRsin(θ/2) ・・・(2)
により表すことができる。
T2=kμ2r(X2+Y2)1/2 ・・・(3)
により表すことができる。
X=2Fsin(θ/2)cos(θ/2) ・・・(4)
Y=(ρ2−ρ1)V−2Fsin2(θ/2) ・・・(5)
により表される。
T3=0.5(0.074/Re 0.2)ρ1(v/60)2・2πR2L/9.8 ・・・(6)
により表すことができる。
なお、レイノルズ数Reは、溶融金属浴1中の溶融金属の粘度をη(Pa・s)として、
Re=(v/60)2πRρ1/η ・・・(7)
と表される。
T1=T2+T3 ・・・(8)
となるときのフロント側サポートロール3Aの押し込み量Dからフロント側サポートロール3Aに対する金属帯Sの巻付け角度θを求め、上記の式(2)〜(8)に従って係数kの値を算出する。このようにして、種々の累積値Iに対する係数kの値を算出することで、関数fを求めることができる。
求められた関数fは、種々の累積値Iに対する係数kの値を記したテーブルの形式、あるいは、関係式の形式でメモリ8に格納されているものとする。
そして、押し込み量制御部7により、係数kの値を用いて式(1)の関係が成立するように、サポートロール移動部5によるフロント側サポートロール3Aの押し込み量Dが制御される。
これにより、長期間にわたって操業を行っても、スリップを生じることなくフロント側サポートロール3Aを安定して回転させることができる。
ただし、押し込み量Dを6.0mmに保持したまま、フロント側サポートロール3Aの使用開始24日後に金属帯Sを走行させた際には、金属帯Sにスリップ疵が確認され、金属帯Sとフロント側サポートロール3Aの間にスリップが生じていることがわかった。そこで、フロント側サポートロール3Aの押し込み量Dを7.1mmまで増加させたところ、スリップ疵を発生させることなく金属帯Sを走行させることができた。
また、金属帯Sを溶融金属浴1に案内するためのシンクロール2は、フロント側サポートロール3Aに比べて大きな径を有すると共にフロント側サポートロール3Aにおける金属帯Sの巻付け角度θよりも大きな巻付け角度で金属帯Sが巻き付いている。このため、式(1)の関係が成り立つようにフロント側サポートロール3Aの押し込み量Dを設定すれば、シンクロール2もスリップを生じることなく安定して回転することとなる。
従って、サポートロール移動部5により式(1)の関係が成立するようにフロント側サポートロール3Aの押し込み量Dを制御することで、長期間にわたって操業を行っても、シンクロール2および2本のサポートロール3がすべて安定して回転し、金属帯Sにスリップ疵が発生することなく高品質の製品を得ることが可能となる。
また、新たな操業条件に対応する関数fがメモリ8に格納されていない場合であっても、メモリ8内に種々の操業条件に対応する複数の関数fが格納されていれば、新たな操業条件に比較的近い操業条件に対応する複数の関数fを補間することにより、新たな操業条件に対応する関数fを求めることもできる。
また、溶融金属浴1の金属成分として、亜鉛等、めっき材料として使用可能な各種の金属を用いることができる。
さらに、金属帯Sとしては、鋼材の他、溶融めっきの対象物となる各種の金属材を用いることができる。
Claims (6)
- 溶融金属浴中に互いに位置をずらして配置され且つ非駆動回転する2本のサポートロールに金属帯の一方の面および他方の面を順次接触させながら前記金属帯を通過させる連続溶融めっき装置であって、
前記2本のサポートロールのうち一方のサポートロールの配置位置を移動させることにより他方のサポートロールに対して前記一方のサポートロールを前記金属帯側に押し込むサポートロール移動部と、
前記溶融金属浴の温度を検出する温度センサと、
前記温度センサにより検出される前記溶融金属浴の温度の変動からドロスの付着に起因して前記一方のサポートロールの回転軸と軸受けとの間に作用する摩擦抵抗の変化を推定し、推定された摩擦抵抗の変化に基づいて前記サポートロール移動部による前記一方のサポートロールの押し込み量を制御する押し込み量制御部と
を備えたことを特徴とする連続溶融めっき装置。 - 前記押し込み量制御部は、前記金属帯から前記一方のサポートロールに与えられる回転トルクの値が、前記一方のサポートロールの回転軸と軸受けとの間に作用する摩擦抵抗によるトルクと前記一方のサポートロールの表面と溶融金属との間に作用する摩擦抵抗によるトルクの和以上になるように、前記一方のサポートロールの押し込み量を制御する請求項1に記載の連続溶融めっき装置。
- 前記押し込み量制御部は、前記温度センサにより検出される前記溶融金属浴の温度が設定温度を下回った時間と温度の積分の累積値を算出し、算出された前記積分の累積値を用いて前記一方のサポートロールの回転軸と軸受けとの間に作用する摩擦抵抗の変化を推定する請求項2に記載の連続溶融めっき装置。
- 前記2本のサポートロールは、鉛直方向に互いに位置をずらして配置されたフロント側サポートロールとバック側サポートロールからなり、
前記サポートロール移動部は、前記フロント側サポートロールの配置位置を水平方向に移動させる請求項1〜3のいずれか一項に記載の連続溶融めっき装置。 - 前記溶融金属浴は、溶融亜鉛浴であり、
前記金属帯は、鋼帯からなる請求項1〜4のいずれか一項に記載の連続溶融めっき装置。 - 溶融金属浴中に互いに位置をずらして配置され且つ非駆動回転する2本のサポートロールに金属帯の一方の面および他方の面を順次接触させながら前記金属帯を通過させる際に一方のサポートロールを他方のサポートロールに対して前記金属帯側に押し込む押し込み量を制御する方法であって、
前記溶融金属浴の温度の変動を検出し、
検出された前記溶融金属浴の温度の変動からドロスの付着に起因して前記一方のサポートロールの回転軸と軸受けとの間に作用する摩擦抵抗の変化を推定し、
推定された摩擦抵抗の変化に基づいて前記一方のサポートロールの押し込み量を制御することを特徴とするサポートロールの押し込み量制御方法。
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