JP3911264B2

JP3911264B2 - 熱延板の酸洗装置列および酸洗方法

Info

Publication number: JP3911264B2
Application number: JP2003360354A
Authority: JP
Inventors: 資文武村; 重信古賀
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2003-10-21
Filing date: 2003-10-21
Publication date: 2007-05-09
Anticipated expiration: 2023-10-21
Also published as: JP2005125334A

Description

本発明は、熱延板のストリップをストリップ単位に酸洗いする装置（プッシュプル・ピックリング・ライン、ＰＰＰＬ）及び方法に関するものであり、特に、薄手の材料のみ酸洗い前に、ストリップを接合し、酸洗い後に、その部分のみを切断する工程を付与することに関するものである。

従来のプッシュプル・ピックリング・ラインは、コイル状の熱延板のストリップを、ストリップ単位に、アンコイラーから巻き出し、表面の酸化膜を除去する酸洗槽・表面を洗浄する水洗槽・表面を乾かすドライヤーからなる酸洗い装置で処理後、ストリップをコイル状に再巻き取りするのに必要な張力を張力付与装置で付与し、出側の切断装置で不良部を切断し、ストリップをコイル状にコイラーに再巻き取りしている。
但し、熱延板のなかでも薄手の材料（一般的には、板厚が３ｍｍ未満）はストリップ自身の剛性が弱いため、ストリップ単位にアンコイラーから巻き出し、酸洗い装置内を通板することが困難なため、プッシュプル・ピックリング・ラインでも連続式酸洗い装置と同じように、酸洗い装置の入側で、先行のストリップの尾端と後行の先端を接合し、通板することが知られている。

また、酸洗い装置の出側の各装置にストリップ先端が到着した時点での初期作業、すなわち、耳切り装置の初期作業（耳切り装置の剪断刃のストリップの幅方向切断位置へのセット、前記剪断刃のストリップへの噛みこみ、切断された耳部の後処理、及び、耳切りされたストリップの板幅の確認等）や張力付与装置の初期作業（ロールの昇降）やコイラーの初期作業（リールのストリップ先端つかみ等）が必要であり、この間、酸洗い装置内にストリップを停滞すると所謂、黄変とよばれる表面欠陥等を発生させるため、耳切り装置の前にストリップを貯蔵するためのフリーループを設置し、耳切り装置、張力付与装置、コイラーの初期作業、および不良部除去やサンプル採取の時、ストリップ先端部は停止していても、酸洗い装置内のストリップは完全に停止することなく徐動するようにすることが一般的である。
また、耳切り装置の後にスキンパス設備を設置し、ロールへの疵入り防止を図ることは、特許文献１で提案されている。
特開２００３−２３６６０８号公報

しかしながら、上述の従来方法では、以下のいくつかの課題がある。
第１に、接合したストリップは、出側で、接合したまま、まず後行材用に耳切り装置の初期作業、張力付与装置の初期作業を行なったのち、出側剪断装置で接合部を切断・除去し、コイラーに先行材の尾端を巻き取り、先行材を抜き取って、その後に、コイラーの初期作業を行い、後行材をコイラーで巻き取る必要があり、フリーループによるストリップ先端部の停止可能時間内では対応できず、酸洗い部の停止が発生し、少なからず、黄変等の表面欠陥の発生を余儀なくされていた。
第２に、ストリップの耳切り装置、出側切断装置、コイラーの抜き取り、巻きつけの初期作業が必要となり、この間、コイラーからみると、ストリップ到達待ち時間となり、著しく生産性を低下させざるを得なかった。
第３に、接合部に不可避的に残留している酸洗液が耳切り装置、張力付与装置、ロール等の設備を損傷させ、非定常の設備修繕やロール交換等を余儀なくされていた。

また、上記耳切り装置に起因する酸洗い装置内のストリップ停止による品質トラブル（黄変等表面欠陥）の回避方策として、酸洗い装置の上流でストリップの耳切りを行うことも試みられたが、ストリップの耳切り時に発生するストリップの耳部のカエリが、酸洗い装置内のロール（通板ロールを兼ねたリンガーロール等のロール）を著しく損傷し、酸洗液の持ち出し等のライントラブルを引き起こすとともに、それに伴う表面への異物付着等の表面外観欠陥を頻繁に引き起こしていた。
また、特許文献１に記載の発明では、薄手材の接合に関して、言及しておらず、接合した際に発生する課題については、なんら解決できていない。

このように、従来のコイル状の熱延板のストリップの酸洗い方法では、良好な品質を高い生産性で得ることは困難であった。
本発明は、酸洗い装置の出側に、ストリップの接合部の剪断のみを行う工程を付与し、良好な品質と高い生産性を兼ね備えた熱延板の酸洗装置列と酸洗方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明の要旨は、下記の通りである。
（１）熱延板の酸洗装置列において、コイル状に巻いたストリップを巻き出していくアンコイラーと、巻き出されたストリップの先尾端を切断する入側剪断装置と、通板材のうち、薄手の材料を連続的に通板するための鋼板接合装置と、ストリップの表面のスケールを除去する酸洗装置と、接合された部分を切断する接合部剪断装置と、ストリップの幅方向の両端を切断する装置とストリップをコイル状に再巻き取りするのに必要な張力を付与する張力付与装置と、ストリップの先尾端を切断する出側剪断装置と、張力を付与されたストリップをコイル状に再巻き取りするコイラーとを順に配設してなることを特徴とする、熱延板の酸洗装置列。
（２）熱延板の酸洗装置列において、コイル状に巻いたストリップを巻き出していくアンコイラーと、巻き出されたストリップの先尾端を切断する入側剪断装置と、通板材のうち、薄手の材料を連続的に通板するための鋼板接合装置と、ストリップの幅方向の両端を切断する装置と、ストリップの幅方向の両端を切断したストリップをスキンパス圧延する圧延装置と、スキンパス圧延したストリップの表面のスケールを除去する酸洗装置と、接合された部分を切断する接合部剪断装置と、ストリップをコイル状に再巻き取りするのに必要な張力を付与する張力付与装置と、ストリップの先尾端を切断する出側剪断装置と、張力を付与されたストリップをコイル状に再巻き取りするコイラーとを順に配設してなることを特徴とする、熱延板の酸洗装置列。
（３）前記圧延装置は、ストリップの伸び率を１〜３％に制御可能な圧延装置であることを特徴とする、上記（２）に記載の熱延板の酸洗装置列。
（４）接合された部分を切断する前記接合部剪断装置は、一回の剪断動作で接合部のみを剪断除去可能なように、接合部の前後２箇所を一回の剪断動作で切断可能な構造を有することを特徴とする、上記（１）ないし（３）のいずれか１項に記載の熱延板の酸洗装置列。
（５）熱延板の酸洗方法において、コイル状に巻いたストリップを巻き出し、巻き出されたストリップの先尾端を切断し、通板材のうち、薄手の材料のみを連続的に通板するための鋼板接合をし、ストリップの表面のスケールを酸洗いし、接合された部分を切断し、ストリップの幅方向の両端を切断し、ストリップをコイル状に再巻き取りするのに必要な張力を付与し、ストリップの先尾端を切断し、張力を付与されたストリップをコイル状に再巻き取りすることを特徴とする、熱延板の酸洗方法。
（６）熱延板の酸洗方法において、コイル状に巻いたストリップを巻き出し、巻き出されたストリップの先尾端を切断し、通板材のうち、薄手の材料のみを連続的に通板するための鋼板接合をし、板幅方向の両端を切断し、コイルの幅方向の両端を切断したストリップをスキンパス圧延し、ストリップの両端切断で生じたカエリを潰し、スキンパス圧延したストリップの表面のスケールを酸洗いし、接合された部分を切断し、ストリップをコイル状に再巻き取りするのに必要な張力を付与し、ストリップの先尾端を切断し、張力を付与されたストリップをコイル状に再巻き取りすることを特徴とする熱延板の酸洗方法である。

本発明の酸洗装置列および方法によれば、従来方法に比べ、良好な品質と高い生産性を兼ね備えた熱延板の酸洗いが可能となる。また、本発明装置によれば、酸洗い装置も簡易にすることが可能である。

図１は、コイル状の熱延板のストリップを酸洗いするための代表的な従来技術による酸洗設備の準概略的な設備構成図である。そのようなラインは実際には図示したものよりもっと複雑である。
しかしながら、その様なラインの主な要素は、コイル状の熱間圧延加工されたストリップ６０を装荷して、そこから巻き出していくためのアンコイラー１、ストリップの先端の形状を矯正し、先端通板を容易にするとともにストリップの通板を補助する先端処理装置２、ストリップの先端の剪断・ストリップの長手方向の分割・ストリップの尾端の剪断を行う入側剪断機３、通板が容易なようにストリップの先端の角を切り落とすコーナー剪断機９、薄手の材料の酸洗槽の通板性を確保するための接合装置７、ストリップの表面からスケールを除去するために用いられる酸洗槽１０、酸洗したストリップの表面の残留する酸およびスケール等を洗浄する水洗槽１１、表面を洗浄されたストリップの表面を乾かすドライヤー１２、ストリップの耳切りを行う耳切り装置５、ストリップの表面外観検査を行う検査台１６、不良部やサンプルを切断する出側剪断装置１７、張力を付与するための張力付与装置２２、及び、ストリップをコイル状に再巻き取りをおこなうコイラー１８とからなっている。

さらに、コーナー剪断機９の下流および耳切り装置５の上流には、各々、入側フリーループ４Ｂおよび出側フリーループ１５が、サイドガイド３２Ａ、３２Ｃとともに設置されており、コーナー剪断機９および耳切り装置５の入側位置で、ストリップ６０の幅方向の中央位置がラインセンターとなるように制御している。尚、ストリップの先端を通板するときには、先尾端通板装置４２、４３をストリップのパスライン位置に上昇させ、先端が先尾端通板装置４２、４３を通過し、ピンチロール３０Ｂ、３０Ｄに達すると、先尾端通板装置４２、４３を下降させ、フリーループを形成し、ストリップの尾端がフリーループの前の先端処理装置２およびピンチロール３０Ｃの直前に達すると再び先尾端装置４２、４３をストリップのパスライン位置に上昇させ、尾端を通板する。

このような酸洗設備で、厚手材は、アンコイラー１から巻き出したストリップ６０をストリップ単位で、順次、下流へと送り、処理する。まず、ストリップ６０の先端を、先端処理装置２に送り、入側剪断機３で、先端の不良部（クロップ等）を除去する。次いで、コーナー剪断機９に導き、ストリップの先端の角を切断し、下流へ送る。さらに、ストリップの先端は、ピンチロール３０Ｃ、３０Ｄで順次送りながら、酸洗槽・水洗槽・ドライヤーを通過させ、耳切り装置５の前で一旦停止させ、耳切り装置５の初期作業後、耳切り装置５で耳切りをしながら通板させ、更に、３本のブライドルロールから構成される張力付与装置２２を通過後、再度、一旦停止させ、張力付与装置の初期作業後、出側剪断装置で不良部除去やサンプル採取を実施し、張力付与装置で張力付与しながらデフレクタピンチロール３３で送り、コイラー１８に到達し、巻き付けを開始する。最終的に、ストリップ全長を、コイラー１８に再巻き取りする。ストリップは、コイラーに再巻取り完了後、コイラーから払い出す。

次に処理するストリップは、処理しているストリップの尾端がアンコイラー１を抜け、コイラー１８に到達し、再巻き取りする間に、アンコイラー１に装荷し、アンコイラーから巻き出し、先端の不良部除去を経て、コーナー剪断機９に導き、ストリップの先端の角を切断し、酸洗槽入側まで通板し、待機（停止）させる。処理しているストリップをコイラー１８から払い出した後に、酸洗槽前に待機中の次に処理するストリップを酸洗槽から再通板する。

さらに、薄手の材料（一般的には、板厚が３ｍｍ未満のストリップ）での処理方法であるが、酸洗槽内の通板性を確保するため接合装置７で、先行材の尾端と後行材の先端を接合し、酸洗槽内を通板する。
すなわち、先行材の尾端がアンコイラーから巻きだされたあと、入側剪断機３で尾端の不良部（クロップ等）を除去する。次いで、ピンチロール３０Ｂで送り、接合装置７に導き、一旦停止させる。それと平行して、次に処理するストリップ（後行材）は、先行材の尾端がアンコイラー１を抜け、尾端の処理を行なっている間に、アンコイラー１に装荷し、アンコイラーから巻き出し、先端の不良部除去を経て、接合装置に送る。先行材に比較して後行材の板幅が広くなる場合は、接合後、コーナー剪断機９に導き、後行材（ストリップ）の先端の角を切断する。接合装置で、先行材の尾端と後行材の先端を接合させたのち、酸洗槽・水洗槽・ドライヤーを通過させ、耳切り装置５の前で一旦停止させ、耳切り装置５の初期作業後、耳切り装置５で耳切りをしながら通板させ、更に、張力付与装置２２を通過後、再度、一旦停止させ、張力付与装置の初期作業後、張力付与装置で張力付与しながら出側剪断装置１７で接合部分を剪断する。その後、まず、先行材の尾端をデフレクタピンチロール３３で送り、コイラー１８に到達し、再巻き取り、払い出しを実施したのちに、後行材の不良部・サンプルを出側剪断装置１７で剪断、張力付与装置で張力付与しながらデフレクタピンチロール３３で送り、コイラー１８に到達し、巻き付けを開始することが一般的である。

図２は、本発明の１つの実施例であるコイル状の熱延板の酸洗い装置の準概略的な設備構成図である。図１の従来ラインに比べ、サイドガイド３２Ｃとピンチロール３０Ｄの間には接合部を切断するための接合部剪断装置１３が設置されている。
なお、図２のラインは図１のラインと類似しており、また同一の部品については同一の番号が付けられている。また、ストリップ同士の接合を実施しない厚手（一般的に板厚３ｍｍ以上）のコイルは、従来の設備と通板方法は、同一である。

また、薄手の材料も、先行材の尾端と後行材の先端を接合し、酸洗槽内を通板するところまでは、同一である。接合部が酸洗槽をぬけたあと、接合部剪断装置１３に送る。接合部剪断装置１３で接合部を切断したあと、先行材の尾端をデフレクタピンチロール３３で送り、コイラー１８に到達し、再巻き取り、払い出しを実施するのと同時に、後行材を耳切り装置５の前で一旦停止させ、耳切り装置５の初期作業後、耳切り装置５で耳切りをしながら通板させ、更に、張力付与装置２２を通過後、再度、一旦停止させ、張力付与装置の初期作業後、張力付与装置２２で張力付与しながら出側剪断装置１７で不良部分を剪断することが可能となっている。
その後、張力付与装置２２で張力付与しながらデフレクタピンチロール３３で送り、コイラー１８に到達し、巻き付けを開始する。

本発明では、先行材の尾端の巻き取り作業と後行材の先端の耳切り装置５や張力付与装置２２の初期作業や出側剪断装置１７での不良部除去、サンプル採取が平行して行なわれるので、出側でのライン停止時間が短くなり、酸洗槽でのライン停止による黄変は発生しない。
また、接合は、厚みとともに接合装置の設備費用が上昇すること、および厚手材では、接合しないでも酸洗槽内の通板が可能なことから、一般的に板厚が３ｍｍ未満の薄手材でのみ実施される。また、接合の方法であるが、薄手材の溶接であることと、設備費の観点から突合せ式の接合でなく、重ね合わせ式の接合が一般的である。そこで、接合部剪断装置も接合部のみを剪断可能、即ち、薄手材のみが剪断可能とするとともに、一回の切断で２箇所、即ち、重ね合わせてある接合部を全て除去できる構造とすることにより、接合部剪断装置の設備費の削減と出側でのライン停止時間の更なる削減が図れる。
また、本発明は、ストリップの耳切りを行うことは必ずしも前提とするものではなく、ストリップの耳切りをしないときも有効である。

図３は、本発明の別の１つの実施例であるコイル状の熱延板の酸洗い装置の準概略的な設備構成図である。図２に比べ、入側剪断機３と入側フリーループ４Ｂの間において、入側フリーループ４Ａと耳切り装置５を設置し、ピンチロール３０Ｂとコーナー剪断機９の間に、ブライドルロールから構成される張力付与装置２１Ａ、スキンパスミル６、ブライドルロールから構成される張力付与装置２１Ｂ、及び、レベラー８が設置されており、逆に、ピンチロール３０Ｄとブライドルロールからなる張力付与装置２２の間には耳切り装置はない。

本発明では、ストリップの耳切り装置５の初期作業は、酸洗槽の前で行なわれるので、耳切り装置５の初期作業時のライン停止による黄変の発生は皆無である。勿論、耳切り装置５の初期作業時のいかなるトラブルについても、酸洗い装置内にストリップ６０は存在しないので、これによる酸洗い装置内のストリップ停止による品質トラブルは皆無である。
加えて、スキンパス圧延により、耳切りによるストリップ６０の耳のカエリは潰され、その後、酸洗槽を通板するので、酸洗槽１０・水洗槽１１のリンガーロール、ピンチロール３０Ｃ、３０Ｄ、張力付与装置２２、デフレクタピンチロール３３のカエリによるロール損傷は皆無である。
また、酸洗い装置の酸洗槽１０の長さは、スキンパス圧延によるストリップ表面スケールの亀裂発生（メカニカルデスケーリング）効果を享受でき、同一材料、同一酸洗速度の場合、従来法より短くすることができるし、あるいは、酸洗槽が同一長さであれば、通板速度を高くすることが可能である。

なお、アンコイラー１に挿入されたストリップ６０を長手方向に分割する場合には、入側剪断機３で分割する。この時、分割した先行ストリップを、コイラー１８に再巻き取りする間に、残された後行ストリップは、耳切り装置５でストリップの耳切りの初期作業をおこない、スキンパス圧延し、コーナー剪断機９でストリップの先端の角を切断し、酸洗槽入側まで通板し、待機する。先行ストリップをコイラー１８から払い出した後に、後行ストリップを、酸洗槽から再通板することとなる。従って、耳切り装置の初期作業は、先行ストリップのコイラーへの再巻き取り、および、コイラーからの払い出し時間内に行われ、分割による生産性低下を抑制することが可能である。

熱延板を酸洗いするための代表的な従来技術による酸洗設備の準概略的な設備構成図。本発明の１つの実施例である熱延板の酸洗い装置の準概略的な設備構成図。本発明の別の１つの実施例である熱延板の酸洗い装置の準概略的な設備構成図。

符号の説明

１アンコイラー
２先端処理装置
３入側剪断機
４Ａ，４Ｂ入側フリーループ
５耳切り装置
６スキンパスミル
７接合装置
８レベラー
９コーナー剪断機
１０酸洗槽
１１水洗槽
１２ドライヤー
１３接合部剪断装置
１５出側フリーループ
１６検査台
１７出側剪断装置
１８コイラー
２１Ａ、２１Ｂ、２２張力付与装置
３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄピンチロール
３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃサイドガイド
３３、３４デフレクタピンチロール
４１、４２、４３先尾端通板装置
６０ストリップ

Claims

熱延板の酸洗装置列において、コイル状に巻いたストリップを巻き出していくアンコイラーと、巻き出されたストリップの先尾端を切断する入側剪断装置と、通板材のうち、薄手の材料を連続的に通板するための鋼板接合装置と、ストリップの表面のスケールを除去する酸洗装置と、接合された部分を切断する接合部剪断装置と、ストリップの幅方向の両端を切断する装置と、ストリップをコイル状に再巻き取りするのに必要な張力を付与する張力付与装置と、ストリップの先尾端を切断する出側剪断装置と、張力を付与されたストリップをコイル状に再巻き取りするコイラーとを順に配設してなることを特徴とする、熱延板の酸洗装置列。
熱延板の酸洗装置列において、コイル状に巻いたストリップを巻き出していくアンコイラーと、巻き出されたストリップの先尾端を切断する入側剪断装置と、通板材のうち、薄手の材料を連続的に通板するための鋼板接合装置と、ストリップの幅方向の両端を切断する装置と、ストリップの幅方向の両端を切断したストリップをスキンパス圧延する圧延装置と、スキンパス圧延したストリップの表面のスケールを除去する酸洗装置と、接合された部分を切断する接合部剪断装置と、ストリップをコイル状に再巻き取りするのに必要な張力を付与する張力付与装置と、ストリップの先尾端を切断する出側剪断装置と、張力を付与されたストリップをコイル状に再巻き取りするコイラーとを順に配設してなることを特徴とする、熱延板の酸洗装置列。
前記圧延装置は、ストリップの伸び率を１〜３％に制御可能な圧延装置であることを特徴とする、請求項２に記載の熱延板の酸洗装置列。
接合された部分を切断する前記接合部剪断装置は、一回の剪断動作で接合部のみを剪断除去可能なように、接合部の前後２箇所を一回の剪断動作で切断可能な構造を有することを特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の熱延板の酸洗装置列。
熱延板の酸洗方法において、コイル状に巻いたストリップを巻き出し、巻き出されたストリップの先尾端を切断し、通板材のうち、薄手の材料のみを連続的に通板するための鋼板接合をし、ストリップの表面のスケールを酸洗いし、接合された部分を切断し、ストリップの幅方向の両端を切断し、ストリップをコイル状に再巻き取りするのに必要な張力を付与し、ストリップの先尾端を切断し、張力を付与されたストリップをコイル状に再巻き取りすることを特徴とする、熱延板の酸洗方法。
熱延板の酸洗方法において、コイル状に巻いたストリップを巻き出し、巻き出されたストリップの先尾端を切断し、通板材のうち、薄手の材料のみを連続的に通板するための鋼板接合をし、板幅方向の両端を切断し、コイルの幅方向の両端を切断したストリップをスキンパス圧延し、ストリップの両端切断で生じたカエリを潰し、スキンパス圧延したストリップの表面のスケールを酸洗いし、接合された部分を切断し、ストリップをコイル状に再巻き取りするのに必要な張力を付与し、ストリップの先尾端を切断し、張力を付与されたストリップをコイル状に再巻き取りすることを特徴とする、熱延板の酸洗方法。