JP2018070904A - Gas wiping device and method of manufacturing molten metal plated steel strip - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、溶融金属浴から引き上げられた鋼帯にガスを吹き付けて、鋼帯の表面の溶融金属の付着量を調整するガスワイピング装置、及び該ガスワイピング装置を用いた溶融金属めっき鋼帯の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a gas wiping device that adjusts the amount of molten metal deposited on the surface of the steel strip by blowing gas onto the steel strip pulled up from the molten metal bath, and a molten metal-plated steel strip using the gas wiping device. It relates to a manufacturing method.
溶融金属めっき鋼板の一種である溶融亜鉛めっき鋼板は、建材、自動車、家電等の分野で広く使用されている。そして、これらの用途では、外観に優れることが溶融亜鉛めっき鋼板に対して要求される。ここで、塗装後の外観は、めっき膜厚むら、疵、異物付着等の表面欠陥の影響を強く受けるため、溶融亜鉛めっき鋼板には表面欠陥が存在しないことが重要である。 A hot dip galvanized steel sheet, which is a kind of hot metal plated steel sheet, is widely used in the fields of building materials, automobiles, home appliances and the like. And in these uses, it is requested | required with respect to the hot dip galvanized steel plate that it is excellent in an external appearance. Here, since the appearance after coating is strongly influenced by surface defects such as uneven plating film thickness, wrinkles, and adhesion of foreign matter, it is important that the hot dip galvanized steel sheet has no surface defects.
溶融金属めっき鋼帯は、一般的には図10に示すような連続溶融金属めっきラインで製造される。すなわち、還元雰囲気の連続焼鈍炉で焼鈍された鋼帯Sは、スナウト10内を通過して、めっき槽12内の溶融金属浴14中に連続的に導入される。その後鋼帯Sは、溶融金属浴14中のシンクロール16、サポートロール18を介して溶融金属浴14の上方に引き上げられ、一対のワイピングノズル30で所定のめっき厚みに調整された後に、冷却されて後工程に導かれる。一対のワイピングノズル30は、めっき槽12上方に、鋼帯Sを挟んで対向して配置され、ガスの噴射口は、鋼帯Sの板幅方向に延在するスリット33により構成される。スリット33から噴射されたガスが鋼帯Sの表面に吹き付けられ、その結果、余剰な溶融金属が掻き取られて、鋼帯表面のめっき付着量が調整されるとともに、鋼帯表面に付着した溶融金属が板幅方向及び板長手方向で均一化される。
The molten metal plated steel strip is generally manufactured by a continuous molten metal plating line as shown in FIG. That is, the steel strip S annealed in a continuous annealing furnace in a reducing atmosphere passes through the
このようなワイピングノズル30において、ガス噴射によって飛散した溶融金属の液滴P(以下、「スプラッシュ」と称する。)がスリット33内に付着すると、付着したスプラッシュPがガスを遮るため、板幅方向に均一にガスを噴射することができなくなる。その結果、スリット33内のスプラッシュPが付着した位置に対応する鋼帯表面の位置に、膜厚むらの表面欠陥が生じる。従って、溶融金属めっき鋼帯の品質向上のためには、スリット33に付着したスプラッシュPを、迅速に除去する必要がある。
In such a
この除去作業を人手で行う場合、例えば細長い金属板の清掃治具をスリット33に入れ、板幅方向に動かす方法がある。しかし、作業中に通板された鋼帯は全てスクラップとなるところ、この方法では作業時間が長いため、歩留りが低下する。また、非常に高温の溶融金属浴14の近傍で行う作業のため、安全性の観点から好ましくない。
When this removal operation is performed manually, there is, for example, a method of putting a long and narrow metal plate cleaning jig into the
そこで特許文献1では、スリットの一端からスリット内にレーザビームを小出力で照射し、他端に設けた光検出部での光検出量の変化に基づいて、スリット内におけるスプラッシュの付着を検出し、スプラッシュの付着が検出された場合には、レーザ光の出力を増加して、レーザ光によりスプラッシュを溶融除去する技術が記載されている。 Therefore, in Patent Document 1, a laser beam is irradiated into the slit from one end of the slit with a small output, and the adhesion of the splash in the slit is detected based on the change in the amount of light detected by the light detection unit provided at the other end. In addition, a technique is described in which when the adhesion of splash is detected, the output of the laser beam is increased and the splash is melted and removed by the laser beam.
また特許文献2では以下のような技術が記載されている。一対のワイピングノズルの通板方向下流で鋼帯Sを挟んで対向して配置された一対の距離センサによって、めっき厚さを測定し、これが安定しない場合にスリット内にスプラッシュが付着したことを検出する。ワイピングノズルには、スリット内に挿入可能な先端プレートを有する目詰まり除去治具が備えられている。スリット内にスプラッシュが付着した場合、先端プレートをスリット内で鋼帯の板幅方向に一端から他端まで移動させ、先端プレートによりスプラッシュを掻き取り除去する。 Patent Document 2 describes the following technique. The plating thickness is measured by a pair of distance sensors that are arranged opposite to each other across the steel strip S downstream of the pair of wiping nozzles in the sheet passing direction. If this is not stable, it is detected that splash has adhered to the slit. To do. The wiping nozzle is provided with a clogging removal jig having a tip plate that can be inserted into the slit. When splash adheres to the slit, the tip plate is moved from one end to the other end in the plate width direction of the steel strip within the slit, and the splash is scraped off by the tip plate.
しかしながら、特許文献1に記載された方法では、スプラッシュを溶融させるためのレーザ光によって、スリットを形成するノズル部分も加熱されるため、当該ノズル部分が膨張し、変形してしまうという問題がある。また、スリット形成するノズル部分とスプラッシュとが合金化反応を起こし、スプラッシュが除去不可能となることが判明した。 However, the method described in Patent Document 1 has a problem that the nozzle portion that forms the slit is also heated by the laser beam for melting the splash, so that the nozzle portion expands and deforms. Further, it was found that the nozzle portion where the slit is formed and the splash cause an alloying reaction, and the splash cannot be removed.
また特許文献2に記載された方法では、距離センサによってスリット内にスプラッシュが付着しているかどうかの判断はできても、スプラッシュがスリット内のどこに付着しているかまでは分からない。そのため、目詰まり除去治具の先端プレートを、スリットの一端から他端まで全幅で動かす必要があり、また一回の動作で除去ができなかった場合は、その一連の動作を繰り返す必要がある。そのため、作業時間が長く、歩留りが低下するという問題がある。 Further, in the method described in Patent Document 2, even if it is possible to determine whether or not the splash is attached in the slit by the distance sensor, it is not known where the splash is attached in the slit. For this reason, it is necessary to move the tip plate of the clogging removal jig from the one end of the slit to the other end in the full width, and when it cannot be removed by one operation, it is necessary to repeat the series of operations. Therefore, there are problems that the working time is long and the yield is lowered.
そこで本発明は、上記課題に鑑み、スリットに付着した溶融金属スプラッシュを迅速に除去できるガスワイピング装置、及び溶融金属めっき鋼帯の製造方法を提供することを目的とする。 Then, in view of the said subject, this invention aims at providing the manufacturing method of the gas wiping apparatus which can remove rapidly the molten metal splash adhering to a slit, and a molten metal plating steel strip.
上記課題を解決するべく本発明者らが鋭意検討したところ、変位センサをワイピングノズルのスリットの近傍に設置し、変位センサでスリットの内部を常に監視することで、スプラッシュがスリット内に付着した場合に、付着したという情報と、その付着位置を瞬時にデータとして出力できることに着想した。このデータに基づいて、目詰まり除去治具の先端プレートを当該付着位置まで動かして、スプラッシュを掻き取り除去する。これにより、先端プレートをスリットの一端から他端まで全幅で動かすことなく、スプラッシュを自動で効率的かつ迅速に除去できることが判明した。 When the present inventors diligently studied to solve the above problem, the displacement sensor is installed in the vicinity of the slit of the wiping nozzle, and the inside of the slit is constantly monitored by the displacement sensor, so that the splash adheres to the slit. In addition, the idea was that it was possible to instantaneously output the data indicating the adhesion and the position of the adhesion as data. Based on this data, the tip plate of the clogging removal jig is moved to the attachment position to scrape and remove the splash. Thus, it has been found that the splash can be automatically and efficiently removed quickly without moving the tip plate from one end to the other end of the slit in the full width.
上記知見に基づき完成された本発明の要旨構成は以下のとおりである。
(1)溶融金属浴から引き上げられた鋼帯にガスを吹き付けて、前記鋼帯の表面の溶融金属の付着量を調整するガスワイピング装置であって、
前記ガスの噴射口を構成し、前記鋼帯の幅方向に延在するスリットを先端に有するワイピングノズルと、
前記スリットの外に位置して前記スリット内に挿入可能な寸法の先端プレートを含む清掃治具と、
前記清掃治具を移動させる駆動機構と、
前記駆動機構の作動を制御する制御部と、
前記スリットの近傍に位置し、前記スリット内における飛散溶融金属の有無と、前記鋼帯の板幅方向に関する前記飛散溶融金属の位置を検出する変位センサと、
を有し、前記制御部は、前記変位センサから出力された前記飛散溶融金属の位置情報に基づいて前記駆動機構を作動させて、前記先端プレートを前記スリット内に挿入させ、さらに前記スリット内を前記鋼帯の板幅方向に沿って前記飛散溶融金属の位置まで移動させることで、前記先端プレートにより前記スリット内に付着した前記飛散溶融金属を掻き取り除去することを特徴とするガスワイピング装置。
The gist configuration of the present invention completed based on the above findings is as follows.
(1) A gas wiping apparatus that adjusts the amount of molten metal deposited on the surface of the steel strip by blowing gas to the steel strip pulled up from the molten metal bath,
A wiping nozzle that constitutes the gas injection port and has a slit at the tip that extends in the width direction of the steel strip;
A cleaning jig that includes a tip plate positioned outside the slit and sized to be inserted into the slit;
A drive mechanism for moving the cleaning jig;
A control unit for controlling the operation of the drive mechanism;
A displacement sensor that is located in the vicinity of the slit, detects the presence or absence of scattered molten metal in the slit, and the position of the scattered molten metal in the plate width direction of the steel strip;
And the control unit operates the drive mechanism based on the position information of the scattered molten metal output from the displacement sensor, inserts the tip plate into the slit, and further passes through the slit. The gas wiping apparatus characterized by scraping and removing the scattered molten metal adhering to the inside of the slit by the tip plate by moving to the position of the scattered molten metal along the plate width direction of the steel strip.
(2)前記制御部は、前記先端プレートに、前記飛散溶融金属の位置を中心として前記板幅方向に所定移動量の往復運動をさせる、上記(1)に記載のガスワイピング装置。 (2) The gas wiping apparatus according to (1), wherein the control unit causes the tip plate to reciprocate a predetermined amount of movement in the plate width direction around the position of the scattered molten metal.
(3)前記変位センサは非接触式の光学式変位センサである、上記(1)又は(2)に記載のガスワイピング装置。 (3) The gas wiping apparatus according to (1) or (2), wherein the displacement sensor is a non-contact optical displacement sensor.
(4)前記駆動機構は、前記先端プレートを、前記スリット内で前記板幅方向に加えて、板厚方向及び/又は板長方向に移動させる、上記(1)〜(3)のいずれか一項に記載のガスワイピング装置。 (4) Any one of the above (1) to (3), wherein the driving mechanism moves the tip plate in the plate thickness direction and / or the plate length direction in addition to the plate width direction in the slit. The gas wiping apparatus according to item.
(5)前記駆動機構は電動モータを含む、上記(1)〜(4)のいずれか一項に記載のガスワイピング装置。 (5) The gas wiping device according to any one of (1) to (4), wherein the drive mechanism includes an electric motor.
(6)前記変位センサは、前記飛散溶融金属の位置情報に関して、前記板幅方向に関する位置に加えて、板厚方向及び/又は板長方向に関する位置を含む2次元又は3次元位置情報を取得する、上記(1)〜(5)のいずれか一項に記載のガスワイピング装置。 (6) The displacement sensor acquires two-dimensional or three-dimensional position information including the position in the plate thickness direction and / or the plate length direction in addition to the position in the plate width direction with respect to the position information of the scattered molten metal. The gas wiping device according to any one of (1) to (5) above.
(7)前記先端プレートは、前記スリットの奥に向かうほど幅広の形状であり、前記先端プレートの両端が前記鋼帯の板厚方向に対してなす角θが10〜60度である、上記(1)〜(6)のいずれか一項に記載のガスワイピング装置。 (7) The tip plate has a shape that is wider toward the back of the slit, and an angle θ formed by both ends of the tip plate with respect to the thickness direction of the steel strip is 10 to 60 degrees. The gas wiping device according to any one of 1) to (6).
(8)溶融金属浴に連続的に鋼帯を浸漬し、
前記溶融金属浴から引き上げられる鋼帯を挟んで配置した、上記(1)〜(7)のいずれか一項に記載の一対のガスワイピング装置から、前記鋼帯にガスを吹き付けて、該鋼帯の両面の溶融金属の付着量を調整して、
連続的に溶融金属めっき鋼帯を製造する溶融金属めっき鋼帯の製造方法。
(8) A steel strip is continuously immersed in a molten metal bath,
A gas is blown onto the steel strip from the pair of gas wiping devices according to any one of the above (1) to (7), which is disposed across the steel strip pulled up from the molten metal bath, and the steel strip Adjust the amount of molten metal on both sides of the
A method for producing a molten metal-plated steel strip that continuously produces a molten metal-plated steel strip.
本発明のガスワイピング装置、及び溶融金属めっき鋼帯の製造方法によれば、スリットに付着した溶融金属スプラッシュを迅速に除去できる。 According to the gas wiping device of the present invention and the method for producing a molten metal plated steel strip, the molten metal splash adhering to the slit can be quickly removed.
(第1の実施形態)
図1〜5を参照して、本発明の第1の実施形態によるガスワイピング装置20、及び該ガスワイピング装置20を用いた溶融金属めっき鋼帯の製造方法を説明する。
(First embodiment)
With reference to FIGS. 1-5, the
まず、図1を参照して、本発明の一実施形態で用いる連続溶融金属めっき設備100は、スナウト10と、溶融金属を収容するめっき槽12と、シンクロール16と、サポートロール18とを有する。スナウト10は、鋼帯Sが通過する空間を区画する、鋼帯進行方向に垂直な断面が矩形状の部材であり、その先端は、めっき槽12に形成される溶融金属浴14に浸漬されている。一実施形態において、還元雰囲気の連続焼鈍炉で焼鈍された鋼帯Sは、スナウト10内を通過して、めっき槽12内の溶融金属浴14中に連続的に導入される。その後鋼帯Sは、溶融金属浴14中のシンクロール16、サポートロール18を介して溶融金属浴14の上方に引き上げられ、一対のガスワイピング装置20で所定のめっき厚みに調整された後に、冷却されて後工程に導かれる。
First, referring to FIG. 1, a continuous molten
本実施形態の溶融金属めっき鋼帯の製造方法では、溶融金属浴14に連続的に鋼帯Sを浸漬し、溶融金属浴14から引き上げられる鋼帯Sを挟んで配置した一対のガスワイピング装置20から、鋼帯Sにガスを吹き付けて、鋼帯Sの両面の溶融金属の付着量を調整して、連続的に溶融金属めっき鋼帯を製造するものである。
In the method for manufacturing a molten metal-plated steel strip according to the present embodiment, a pair of
図1に加えて図2も参照して、一対のガスワイピング装置20は、めっき槽12上方に、鋼帯Sを挟んで対向して配置される。ガスワイピング装置20は、その先端で鋼帯の板幅方向Xに延在する噴射口33(スリット)から鋼帯Sに向けてガスを吹き付ける。片方のガスワイピング装置20からは鋼帯の片面に向けてガスが吹き付けられ、他方のガスワイピング装置20からは鋼帯の他面に向けてガスが吹き付けられる。これにより、鋼帯Sの両面において、余剰な溶融金属が掻き取られて、めっき付着量が調整され、かつ、板幅方向X及び板長方向Zで均一化される。ガスワイピング装置20は、多様な鋼帯幅に対応するとともに、鋼帯引き上げ時の幅方向の位置ズレなどに対応するため、通常、鋼帯幅より長く構成され、鋼帯の幅方向端部より外側まで延びている。
With reference to FIG. 2 in addition to FIG. 1, the pair of
本実施形態において、ガスワイピング装置20は、ワイピングノズル30、清掃治具40、駆動機構50、制御部70、及び変位センサ80を有する。以下、各要素について、説明する。
In the present embodiment, the
(ワイピングノズル30)
図3を参照して、ワイピングノズル30は、上ノズル部材31及び下ノズル部材32を有する。上ノズル部材31と下ノズル部材32とを上下に合わせることで、ワイピングノズル30の先端にスリット33が区画され、さらにスリット33に連通する中空部34が区画される。すなわち、上下ノズル部材31,32の先端部分は、互いに平行に対向した平面を有しており、これら平面間の空間がスリット33となる。スリット33は、ガスの噴射口を構成し、板幅方向Xに延在している。
(Wiping nozzle 30)
Referring to FIG. 3, the wiping
ワイピングノズル30の縦断面形状は、図3に示すように、先端に向かって先細りするテーパ形状となっている。上下ノズル部材31,32の先端部の厚みは、1〜3mm程度とすればよい。また、スリットの寸法は特に限定されないが、スリットの長さL1(図2参照)は鋼帯幅に応じて余裕を見て設定されるものであり、例えば1500〜2500mm程度とすることができ、スリットの奥行きL2(図3参照)は10〜30mm程度、スリットの幅L3(図3参照)は0.5〜3.0mm程度とすることができる。上下ノズル部材31,32は、その基端側にガス供給管36が接続されており、ガス供給管36と中空部34とは、上下ノズル部材31,32の基端によって区画されるガス供給路35によって連通する。図示しないガス供給機構から供給されるガスが、ガス供給管36、ガス供給路35、及び中空部34を介して、スリット33から噴射されて、鋼帯Sの表面に吹きつけられる。
As shown in FIG. 3, the longitudinal sectional shape of the wiping
ワイピングノズル30の材質は特に限定されないが、溶融亜鉛等の溶融金属に対して親和性の無いWC、Al2O3、ZrO2等の物質をコーティングしたものを使用するのが好ましい。そうすれば溶融金属とワイピングノズル30との間に合金層が形成されることが抑制され、スリット33に付着したスプラッシュの除去が容易となる。
The material of the wiping
(清掃治具40)
図2に加えて図4も参照して、清掃治具40は、接続部41、基部42、折り曲げ部43、及び先端部(先端プレート)44からなる。先端プレート44がスリット33内に挿入されて、付着したスプラッシュを物理的に掻き取り除去する。
(Cleaning jig 40)
Referring to FIG. 4 in addition to FIG. 2, the cleaning
接続部41は、清掃治具40を後述する駆動機構50と接続させる部位であり、本実施形態では、上ノズル部材31の平坦面に沿って位置する板状部材である。ただし、接続部41は、駆動機構50の構成に応じて適宜設計されるものであり、本実施形態のような板状部材に限定されない。
The
基部42は、接続部41から延びる部材であり、本実施形態では、上ノズル部材31の傾斜面に沿った板状部材である。折り曲げ部43は、基部42と先端プレート44とを接続する部位である。このように、清掃治具40は、スプラッシュを除去するために移動したときにワイピングノズル30に干渉しないように、ワイピングノズル30に合わせた形状となっている。
The
先端プレート44は、スリット33の内部を移動できるように、スリット33に合わせた形状となっている。先端プレート44の寸法は、スリット33内に挿入可能であれば特に限定されないが、厚みはスリット33の厚みよりも0.1mm以上小さいことが好ましい。スリット33と先端プレート44との厚み差を0.1mm以上確保することで、先端プレート44がスリット内を板幅方向Xに移動する際に、スリット内に引っかかることがなく、スプラッシュの除去を確実に行うことができる。先端プレート44の寸法としては、例えば厚さが0.5〜3.0mm程度、幅が10〜60mm程度、長さ(スリットの奥行き方向の長さ)が10〜30mm程度とすることができる。
The
先端プレート44の形状は、図2に示すように矩形とすることができる。また、他の実施形態として、図5に示すように、先端プレート44の両端が鋼帯の板厚方向Y(スリットの奥行き方向)に対して傾斜した形状、すなわち、スリットの奥に向かうほど幅広の形状とすることが好ましい。このとき、先端プレートの両端44A,44Bが板厚方向Yに対してなす角θ1,θ2は10〜60度であることが好ましい。θ1,θ2を10度以上とすることにより、先端プレート44がスリット33の内部で板幅方向に移動したときに、スプラッシュをスリット33の外部に押し出す力を付与することができ、スプラッシュをより効率的に除去することができる。ただし、θ1,θ2が大き過ぎると、そもそもスプラッシュに付与できる力が小さくなるため、θ1,θ2は60度以下とすることが好ましい。
The shape of the
先端プレート44の材質は特に限定されないが、溶融亜鉛等の溶融金属に対して親和性の無いWC、Al2O3、ZrO2等の物質をコーティングしたものを使用するのが好ましい。そうすれば溶融金属と先端プレート44との間に合金層が形成されることが抑制され、スリット33に付着したスプラッシュの除去が容易となる。
The material of the
(駆動機構50)
図2を参照して、駆動機構50は、リニアガイド52、ボールネジ53、カップリング54、及び電動モータ55を備え、清掃治具40を板幅方向Xに沿って移動させることができる。リニアガイド52は、レール52Aとブロック52Bを備える。レール52Aは、上ノズル部材31の水平面の上に設置されて板幅方向Xに沿って延在する。ブロック52Bは、レール52Aと勘合し、レール52Aに沿って移動可能である。また、ブロック52Bは清掃治具の接続部41と接続されている。ボールネジ53は、リニアガイド52の上方で板幅方向Xに沿って延在する軸53Aと、該軸に取り付けられ、軸に沿って移動可能なブロック53Bとを備える。ブロック53Bとブロック52Bとは接続されている。ボールネジの軸53Aの一端は、カップリング54を介してボールネジ駆動用の電動モータ55と接続されている。電動モータ55を作動させることによって、ボールネジのブロック53Bが軸53Aに沿って移動する。その結果、清掃治具40は、リニアガイド52に沿って板幅方向Xに移動し、先端プレート44はスリット33内を板幅方向Xに沿って移動することができる。また、本実施形態では駆動機構としてボールネジ53と電動モータ55の組み合わせを使用しているため、先端プレート44をスリット内の板幅方向Xに関して任意の位置に移動・停止させることができる。
(Drive mechanism 50)
With reference to FIG. 2, the
先端プレート44がスリット33の内の板幅方向に関する任意の位置に移動でき、かつ、通常操業時にはスリットの外部に待機できるように、リニアガイド52はワイピングノズル30の幅方向全長と、その外側に所定長さにわたって設置されている。電動モータ55の種類は特に限定されないが、例えばサーボモーターやステップモーターが好ましい。
The
(制御部70)
図2を参照して、制御部70は、駆動機構50の作動を制御する。本実施形態では、制御部70は、ボールネジ駆動用の電動モータ55の作動を制御するものであり、後述する変位センサ80が出力した測定データの入力を受けて、電動モータ55を作動させる。
(Control unit 70)
Referring to FIG. 2,
(変位センサ80)
図2を参照して、変位センサ80は、スリット33の近傍に位置し、スリット33内における飛散溶融金属の有無および位置を検出する。測定精度と測定可能距離の観点から、本実施形態において、変位センサ80は非接触式の光学式変位センサであることが好ましい。例えば、株式会社キーエンス製1次元レーザ変位計LK-G5000シリーズを好適に用いることができる。このような1次元レーザ変位センサを、スリット33の板幅方向X端部の外側に設置し、当該センサでスリット33の内部を板幅方向Xに沿って常に監視する。これにより、スプラッシュPがスリット33内に付着した場合に、付着したという情報と、その付着位置情報(板幅方向Xに関するスプラッシュの位置情報)を、測定値の変動量から瞬時にデータとして出力することができる。出力されたデータは制御部70に送られる。
(Displacement sensor 80)
Referring to FIG. 2,
(スプラッシュの除去方法)
以上の構成を有するガスワイピング装置20による、スリット内に付着したスプラッシュの除去方法を、図2を参照して説明する。連続溶融金属めっき設備100に鋼帯Sを通板する通常操業中、ガスワイピング装置20は鋼帯Sに向けてガスを噴射しつつ、変位センサ80はスリット33の内部を板幅方向Xに沿って常に監視する。通常操業時、清掃治具40は先端プレート44がスリット33から外れるように予め決められた待機位置にいる。
(Splash removal method)
A method for removing splash adhering to the slit by the
変位センサ80は、スプラッシュPがスリット33内に付着したことを検知したら、付着ありとの情報と、板幅方向Xに関するスプラッシュの位置情報を制御部70に送信する。
When the
制御部70は、変位センサ80からスプラッシュの位置情報の入力を受け、電動モータ55を作動させる。具体的には、先端プレート44をスリット33内に挿入させ、さらにスリット内を板幅方向Xに沿ってスプラッシュの位置まで移動させる。このようにして、先端プレート44によりスリット内に存在するスプラッシュPを掻き取り除去する。
The
本実施形態によれば、板幅方向に関するスプラッシュの位置情報を変位センサ80によって把握でき、しかも、先端プレート44を自動でスリット内の板幅方向Xに関する任意の位置に移動・停止させることができるので、先端プレート44をスリットの一端から他端まで全幅で動かすことなく、スプラッシュを自動で効率的かつ迅速に除去できる。
According to the present embodiment, the position information of the splash in the plate width direction can be grasped by the
また、制御部70は、先端プレート44に、スプラッシュの位置を中心として板幅方向Xに所定移動量の往復運動をさせることが好ましい。先端プレート44がスプラッシュの位置を中心として小刻みに往復運動することで、スプラッシュをより確実に除去できる。板幅方向Xの往復運動の幅は特に限定されないが、5〜50mmとすることができる。
Further, it is preferable that the
先端プレート44を板幅方向Xに移動させる場合、推力は30〜100kgf、移動速度は200〜1000mm/s程度が好ましい。
When the
なお、スプラッシュが除去されたか否かの確認は、除去作業中、定期的に先端プレート44を待機位置に戻して鋼帯表面を目視で観察し、膜厚むらに起因する表面欠陥が消失したかを確認することにより、行うことができる。
Whether or not the splash has been removed can be confirmed by periodically returning the
(第2の実施形態)
駆動機構50は、先端プレート44を、スリット33内で板幅方向Xに加えて、板厚方向Y及び/又は板長方向Zに移動させることが可能であることが好ましい。このような2軸又は3軸の移動によって、より迅速にかつ確実にスプラッシュを除去することができる。以下、本発明の第2の実施形態として、図6〜8を参照して、先端プレート44をスリット33内で板幅方向Xと板厚方向Yに2軸移動可能な駆動機構50を有するガスワイピング装置を説明する。なお、本実施形態は、駆動機構50の構成を除いて、第1の実施形態の説明を援用する。
(Second Embodiment)
The
図6を参照して、駆動機構50は、上ボックス51及び下ボックス61を備える。図6に加えて図7,8も参照して、上ボックス51には、リニアガイド52、ボールネジ53、カップリング54、ボールネジ駆動用電動モータ55、及びピニオン駆動用電動モータ56が収容されている。図6に加えて図8も参照して、下ボックス61には、リニアガイド62と、ラック歯車63及びピニオン64からなるラック・アンド・ピニオン機構とが収容されている。なお、図6〜8においては、先端プレート44をXY方向に移動させるための機構を説明する目的で、ワイピングノズル30に対して駆動機構50の各要素の寸法を実際より大きく誇張して示している。
With reference to FIG. 6, the
まず図6,7を参照して、先端プレート44を板幅方向Xに移動させるための機構を説明する。2本のリニアガイド52が上ボックス51内に平行に設置されている。各リニアガイド52は、レール52Aとブロック52Bを備える。レール52Aは、上ボックス51に対して固定され、板幅方向Xに沿って延在する。ブロック52Bは、レール52Aと勘合し、レール52Aに沿って移動可能である。また、ブロック52Bは清掃治具の接続部41と接続されている。ボールネジ53は、板幅方向Xに沿って延在する軸53Aと、該軸に取り付けられ、軸に沿って移動可能なブロック53Bとを備える。ブロック53Bとブロック52Bとは接続されている。ボールネジの軸53Aの一端は、カップリング54を介してボールネジ駆動用の電動モータ55と接続されている。電動モータ55を作動させることによって、ボールネジのブロック53Bが軸53Aに沿って移動する。その結果、清掃治具40は、2本のリニアガイド52に沿って板幅方向Xに移動し、先端プレート44はスリット33内を板幅方向Xに沿って移動することができる。また、本実施形態では駆動機構としてボールネジ53と電動モータ55の組み合わせを使用しているため、先端プレート44をスリット内の板幅方向Xに関して任意の位置に移動・停止させることができる。
First, a mechanism for moving the
次に図7,8を参照して、先端プレート44を板厚方向Yに移動させるための機構を説明する。まず、2本のリニアガイド62が下ボックス62内に収容されている。各リニアガイド62は、レール62Aとブロック62Bを備える。レール62Aは、下ボックス61に対して固定され、板厚方向Yに沿って延在する。ブロック62Bは、レール62Aと勘合し、レール62Aに沿って移動可能であるとともに、上ボックス51に対して固定されている。また、ラック歯車63は、下ボックス61に対して固定されている。ピニオン64の中空部には、上ボックス51内に収容されているピニオン駆動用電動モータ56の回転軸56Aが挿入されている。そのため、電動モータ56を作動させると、固定されたラック歯車63と噛み合ったピニオン64が、リニアガイド62に沿って板厚方向Yに移動する。上ボックス51に固定された電動モータ56は、ピニオン64とも接続しているので、ピニオン64の移動に伴って、固定された下ボックス61に対して上ボックス51が板厚方向Yにスライド移動する。その結果、清掃治具40もリニアガイド62に沿って板厚方向Yに移動し、先端プレート44はスリット33内を板厚方向Yに沿って移動することができる。
Next, a mechanism for moving the
本実施形態では、変位センサ80から板幅方向Xに関するスプラッシュの位置情報の入力を受けて、以下のように先端プレート44を移動させる。まず、ボールネジ駆動用の電動モータ55を作動させて、先端プレート44をスリット33内に挿入させ、さらにスリット内を板幅方向Xに沿ってスプラッシュの位置まで移動させる。その後、電動モータ55の制御による、スプラッシュの位置を中心とした板幅方向Xの往復運動と、ピニオン駆動用電動モータ56の制御による、板厚方向Yの往復運動とを、交互または同時に行うことができる。このように、先端プレート44がスプラッシュの位置を中心として板幅方向Xと板厚方向Yに小刻みに往復運動することで、スプラッシュをより確実に除去できる。板厚方向Yの往復運動の幅は特に限定されないが、5〜50mmとすることができる。
In the present embodiment, upon receiving the position information of the splash in the plate width direction X from the
先端プレート44を板厚方向Yに移動させる場合、推力は30〜100kgf、移動速度は10〜50mm/s程度が好ましい。
When the
(変位センサの変形例)
変位センサ80は、スプラッシュの位置情報に関して、板幅方向Xに関する位置に加えて、板厚方向Y及び/又は板長方向Zに関する位置を含む2次元又は3次元位置情報を取得可能なものとすることが好ましい。これにより、スリット内に付着したスプラッシュのより正確な位置情報を得ることができる。例えば、変位センサ80として、株式会社キーエンス製2次元レーザ変位計LJ-Vシリーズ等の2次元レーザ変位センサを用いることによって、板幅方向Xと板厚方向Yに関するスプラッシュの2次元位置情報を取得できる。
(Modification of displacement sensor)
The
また、2次元変位センサを、鋼帯の板長方向Zに沿ってスリット33の範囲内で常に往復移動させることによって、スプラッシュの位置情報に関して、板幅方向X、板厚方向Y、及び板長方向Zに関するスプラッシュの3次元位置情報を取得できる。
Further, by always reciprocating the two-dimensional displacement sensor in the range of the
XY2次元位置情報やXYZ3次元位置情報を得た場合の清掃治具40の移動に関しては、第1および第2の実施形態と同様に、(1)先端プレート44をスプラッシュの位置までX方向に移動させる態様、(2)先端プレート44をスプラッシュの位置までX方向に移動させ、その後スプラッシュの位置を中心として小刻みにX方向に往復運動させる態様、(3)先端プレート44をスプラッシュの位置までX方向に移動させ、その後スプラッシュの位置を中心として小刻みにXY方向に往復運動させる態様を挙げることができる。
Regarding the movement of the cleaning
本発明のガスワイピング装置20、及び溶融金属めっき鋼帯の製造方法を適用して製造できるのは、溶融亜鉛めっき鋼板を挙げることができ、これは、溶融亜鉛めっき処理後合金化処理を施さないめっき鋼板(GI)と、合金化処理を施すめっき鋼板(GA)のいずれも含むが、これに限定されず、溶融金属めっき鋼板全般を製造可能である。
The galvanized steel sheet can be manufactured by applying the
図3に示すワイピングノズルを有し、図1の基本構成を有する連続溶融亜鉛めっき設備を用いて、板厚1.0mm、板幅1800mm、引張強さ450MPa以下の鋼帯を通板速度2.5m/sで溶融亜鉛浴に進入させて、溶融亜鉛めっき鋼帯を製造した。ワイピングノズルのスリットの寸法は、長さL1が2000mm、奥行きL2が20mm、幅L3が1.2mmである。 Using the continuous galvanizing equipment having the wiping nozzle shown in FIG. 3 and having the basic configuration shown in FIG. 1, a steel strip having a plate thickness of 1.0 mm, a plate width of 1800 mm, and a tensile strength of 450 MPa or less is passed through a plate speed of 2.5 m / The hot dip galvanized steel strip was manufactured by entering the hot dip galvanizing bath at s. The dimension of the slit of the wiping nozzle is 2000 mm for length L1, 20 mm for depth L2, and 1.2 mm for width L3.
厚み1.0mm、幅30mm、長さ20mmの寸法の先端プレートを有する清掃治具を使用した。先端プレートの形状は、発明例1〜3及び比較例では矩形とし、発明例4ではθ1,θ2を0〜80度の範囲で種々変更した。なお、θ1,θ2が0度でない場合の幅30mmは、スリットの手前側での幅である。各発明例において、株式会社キーエンス製2次元レーザ変位計LJ-Vシリーズの2次元レーザ変位センサを用いて、スプラッシュのXY2次元位置情報を取得可能とした。 A cleaning jig having a tip plate having a thickness of 1.0 mm, a width of 30 mm, and a length of 20 mm was used. The shape of the tip plate was rectangular in Invention Examples 1 to 3 and Comparative Example, and in Invention Example 4, θ1 and θ2 were variously changed in the range of 0 to 80 degrees. When θ1 and θ2 are not 0 degrees, the width of 30 mm is the width on the front side of the slit. In each invention example, the XY two-dimensional position information of the splash can be acquired by using a two-dimensional laser displacement sensor of Keyence Corporation two-dimensional laser displacement meter LJ-V series.
以下、各発明例及び比較例で使用した駆動機構及び先端プレートの移動手順を説明する。 Hereinafter, the moving mechanism of the drive mechanism and the tip plate used in each invention example and comparative example will be described.
(発明例1)
駆動機構は、図2に示す構成の、先端プレートをX方向に移動可能なものとした。変位センサが、スプラッシュがスリット内に付着したことを検知したら、制御部が電動モータを作動させ、先端プレートを待機位置からスプラッシュの位置までX方向に移動させた。その後、先端プレートを待機位置に戻して鋼帯表面を目視で観察し、膜厚むらに起因する表面欠陥が消失したかを確認した。表面欠陥が消失しない場合には、スプラッシュが除去しきれていないので、先端プレートを再度待機位置からスプラッシュの位置までX方向に移動させ、その後待機位置に戻した。これを、表面欠陥が消失し、スプラッシュが除去しきれるまで行った。
(Invention Example 1)
The driving mechanism is configured to be able to move the tip plate in the X direction as shown in FIG. When the displacement sensor detected that the splash adhered to the slit, the control unit operated the electric motor to move the tip plate from the standby position to the splash position in the X direction. Thereafter, the tip plate was returned to the standby position, and the surface of the steel strip was visually observed to confirm whether or not the surface defects due to the film thickness unevenness had disappeared. When the surface defect did not disappear, the splash was not completely removed, so the tip plate was moved again from the standby position to the splash position in the X direction and then returned to the standby position. This was done until the surface defects disappeared and the splash could be removed.
(発明例2)
駆動機構は、図2に示す構成の、先端プレートをX方向に移動可能なものとした。変位センサが、スプラッシュがスリット内に付着したことを検知したら、制御部が電動モータを作動させ、先端プレートを待機位置からスプラッシュの位置までX方向に移動させた。その後、先端プレートを、スプラッシュの位置を中心として20mmの距離を小刻みにX方向に10秒間往復運動させた。その後、先端プレートを待機位置に戻して鋼帯表面を目視で観察し、膜厚むらに起因する表面欠陥が消失したかを確認した。表面欠陥が消失しない場合には、スプラッシュが除去しきれていないので、再度同じ態様で先端プレートを移動させて、待機位置に戻した。これを、表面欠陥が消失し、スプラッシュが除去しきれるまで行った。
(Invention Example 2)
The driving mechanism is configured to be able to move the tip plate in the X direction as shown in FIG. When the displacement sensor detected that the splash adhered to the slit, the control unit operated the electric motor to move the tip plate from the standby position to the splash position in the X direction. Thereafter, the tip plate was reciprocated in the X direction for 10 seconds with a small distance of 20 mm around the position of the splash. Thereafter, the tip plate was returned to the standby position, and the surface of the steel strip was visually observed to confirm whether or not the surface defects due to the film thickness unevenness had disappeared. When the surface defect did not disappear, the splash was not completely removed, so the tip plate was moved again in the same manner and returned to the standby position. This was done until the surface defects disappeared and the splash could be removed.
(発明例3)
駆動機構は、図6〜8に示す構成の、先端プレートをXY方向に移動可能なものとした。変位センサが、スプラッシュがスリット内に付着したことを検知したら、制御部が電動モータを作動させ、先端プレートを待機位置からスプラッシュの位置までX方向に移動させた。その後、先端プレートを、スプラッシュの位置を中心として20mmの距離を小刻みにX方向に5秒間往復運動させ、さらに、スプラッシュの位置を中心として20mmの距離を小刻みにY方向に5秒間往復運動させた。その後、先端プレートを待機位置に戻して鋼帯表面を目視で観察し、膜厚むらに起因する表面欠陥が消失したかを確認した。表面欠陥が消失しない場合には、スプラッシュが除去しきれていないので、再度同じ態様で先端プレートを移動させて、待機位置に戻した。これを、表面欠陥が消失し、スプラッシュが除去しきれるまで行った。
(Invention Example 3)
The driving mechanism has a configuration shown in FIGS. 6 to 8 and is capable of moving the tip plate in the XY directions. When the displacement sensor detected that the splash adhered to the slit, the control unit operated the electric motor to move the tip plate from the standby position to the splash position in the X direction. After that, the tip plate was reciprocated in the X direction for 5 seconds with a small distance of 20 mm around the position of the splash, and further reciprocated in the Y direction for 5 seconds with a small distance of 20 mm around the position of the splash. . Thereafter, the tip plate was returned to the standby position, and the surface of the steel strip was visually observed to confirm whether or not the surface defects due to the film thickness unevenness had disappeared. When the surface defect did not disappear, the splash was not completely removed, so the tip plate was moved again in the same manner and returned to the standby position. This was done until the surface defects disappeared and the splash could be removed.
(比較例)
特許文献2に記載の方法で、スリット内に付着したスプラッシュを除去した。すなわち、スリットの近傍に変位センサは設けず、鋼板を挟んで配置した一対の距離センサによって、スプラッシュの付着有無を検出した。また、先端プレートは電動モータではなくエアシリンダによって板幅方向Xに沿って移動させた。エアシリンダを用いているため、スリット内の板幅方向Xの任意の場所で先端プレートを停止させることはできず、1回の移動はスリット内の一端から他端までを往復するものとなる。スプラッシュ付着が検出されたら、この往復運動を行った。スプラッシュの除去が完了したかは、発明例1〜3と同様に、鋼帯表面の目視観察により行い、上記往復運動をスプラッシュが除去しきれるまで繰り返した。
(Comparative example)
The splash adhering in the slit was removed by the method described in Patent Document 2. That is, no displacement sensor was provided in the vicinity of the slit, and the presence or absence of splash was detected by a pair of distance sensors arranged with a steel plate in between. The tip plate was moved along the plate width direction X by an air cylinder instead of an electric motor. Since the air cylinder is used, the tip plate cannot be stopped at an arbitrary position in the plate width direction X in the slit, and one movement reciprocates from one end to the other end in the slit. When splash adhesion was detected, this reciprocation was performed. Whether the removal of the splash was completed was performed by visual observation of the surface of the steel strip as in Invention Examples 1 to 3, and the above reciprocating motion was repeated until the splash was completely removed.
<平均作業時間及び歩留まりの評価>
発明例1〜3及び比較例において、検出された付着スプラッシュを除去する作業を10回行い、作業開始から作業完了までの平均作業時間を求めた。また、製造工程3時間の中でスプラッシュ除去作業が1回発生したと仮定して、鋼帯の歩留まりを計算した。結果を表1に示す。
<Evaluation of average work time and yield>
In the inventive examples 1 to 3 and the comparative example, the operation of removing the detected adhesion splash was performed 10 times, and the average operation time from the start of the operation to the completion of the operation was obtained. In addition, the yield of the steel strip was calculated on the assumption that the splash removal operation occurred once in 3 hours of the manufacturing process. The results are shown in Table 1.
表1から明らかなように、発明例1〜3では、比較例よりも平均作業時間を大幅に短縮できており、高い歩留まりを実現できた。 As is clear from Table 1, in Examples 1 to 3, the average work time was significantly shortened compared to the comparative example, and a high yield was achieved.
(発明例4)
駆動機構、及び先端プレートの移動態様に関しては、発明例3と同じとした。発明例4において、θ1,θ2を0〜80度の範囲で種々変更した各ケースにおいて、平均作業時間及び歩留まりの評価を同様に行った結果を、図9に示す。図9から明らかなように、θ1,θ2を10〜60度とした場合に、平均作業時間を特に短くすることができ、歩留まりを特に高くすることができた。
(Invention Example 4)
The driving mechanism and the movement mode of the tip plate were the same as those of Invention Example 3. FIG. 9 shows the results of the same evaluation of the average work time and the yield in each case where θ1 and θ2 were variously changed in the range of 0 to 80 degrees in Invention Example 4. As is clear from FIG. 9, when θ1 and θ2 are set to 10 to 60 degrees, the average work time can be shortened particularly and the yield can be particularly increased.
本発明のガスワイピング装置、及び溶融金属めっき鋼帯の製造方法によれば、スリットに付着した溶融金属スプラッシュを迅速に除去できる。よって、溶融金属めっき鋼帯を高い歩留まりで製造することができる。 According to the gas wiping device of the present invention and the method for producing a molten metal plated steel strip, the molten metal splash adhering to the slit can be quickly removed. Therefore, the molten metal plated steel strip can be manufactured with a high yield.
100 連続溶融金属めっき設備
10 スナウト
12 めっき槽
14 溶融金属浴
16 シンクロール
18 サポートロール
20 ガスワイピング装置
30 ワイピングノズル
31 上ノズル部材
32 下ノズル部材
33 噴射口(スリット)
34 中空部
35 ガス供給路
36 ガス供給管
40 清掃治具
41 接続部
42 基部
43 折り曲げ部
44 先端部(先端プレート)
50 駆動機構
51 上ボックス
52 リニアガイド
53 ボールネジ
54 カップリング
55 ボールネジ駆動用電動モータ
56 ピニオン駆動用電動モータ
61 下ボックス
62 リニアガイド
63 ラック歯車
64 ピニオン
70 制御部
80 変位センサ
S 鋼帯
P スプラッシュ
L1 スリットの長さ
L2 スリットの奥行き
L3 スリットの幅
X 鋼帯の板幅方向(スリットの長さ方向)
Y 鋼帯の板厚方向(スリットの奥行き方向)
Z 鋼帯の板長方向(スリットの幅方向)
DESCRIPTION OF
34 hollow portion 35
DESCRIPTION OF
Y Steel strip thickness direction (slit depth direction)
Z Steel strip length direction (slit width direction)
Claims (8)
前記ガスの噴射口を構成し、前記鋼帯の幅方向に延在するスリットを先端に有するワイピングノズルと、
前記スリットの外に位置して前記スリット内に挿入可能な寸法の先端プレートを含む清掃治具と、
前記清掃治具を移動させる駆動機構と、
前記駆動機構の作動を制御する制御部と、
前記スリットの近傍に位置し、前記スリット内における飛散溶融金属の有無と、前記鋼帯の板幅方向に関する前記飛散溶融金属の位置を検出する変位センサと、
を有し、前記制御部は、前記変位センサから出力された前記飛散溶融金属の位置情報に基づいて前記駆動機構を作動させて、前記先端プレートを前記スリット内に挿入させ、さらに前記スリット内を前記鋼帯の板幅方向に沿って前記飛散溶融金属の位置まで移動させることで、前記先端プレートにより前記スリット内に付着した前記飛散溶融金属を掻き取り除去することを特徴とするガスワイピング装置。 A gas wiping device that adjusts the amount of molten metal deposited on the surface of the steel strip by blowing gas to the steel strip pulled up from the molten metal bath,
A wiping nozzle that constitutes the gas injection port and has a slit at the tip that extends in the width direction of the steel strip;
A cleaning jig that includes a tip plate positioned outside the slit and sized to be inserted into the slit;
A drive mechanism for moving the cleaning jig;
A control unit for controlling the operation of the drive mechanism;
A displacement sensor that is located in the vicinity of the slit, detects the presence or absence of scattered molten metal in the slit, and the position of the scattered molten metal in the plate width direction of the steel strip;
And the control unit operates the drive mechanism based on the position information of the scattered molten metal output from the displacement sensor, inserts the tip plate into the slit, and further passes through the slit. The gas wiping apparatus characterized by scraping and removing the scattered molten metal adhering to the inside of the slit by the tip plate by moving to the position of the scattered molten metal along the plate width direction of the steel strip.
前記溶融金属浴から引き上げられる鋼帯を挟んで配置した、請求項1〜7のいずれか一項に記載の一対のガスワイピング装置から、前記鋼帯にガスを吹き付けて、該鋼帯の両面の溶融金属の付着量を調整して、
連続的に溶融金属めっき鋼帯を製造する溶融金属めっき鋼帯の製造方法。
Immerse the steel strip continuously in the molten metal bath,
From a pair of gas wiping devices according to any one of claims 1 to 7, which are disposed across a steel strip pulled up from the molten metal bath, gas is blown onto the steel strip, and both surfaces of the steel strip are Adjust the amount of molten metal attached,
A method for producing a molten metal-plated steel strip that continuously produces a molten metal-plated steel strip.
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