JP4264394B2 - 連続酸洗装置 - Google Patents

Description

本発明は、走行する鋼帯を連続的に酸洗いし鋼帯表面の酸化物を溶解除去する連続酸洗装置に関するものである。

従来、鋼帯を連続的に酸洗する酸洗装置として、図９に示すようなカテナリー式酸洗装置が一般的に知られている。

この種の酸洗装置は、酸洗槽本体６０内に酸洗液６１が貯留されており、酸洗槽本体６０に搬送されてきた鋼帯６２は、入口側のヘルパロール６３とシンクロール６４に案内されて酸洗液中に浸漬され、酸洗液中を走行する際に鋼帯６２表面の酸化物が溶解除去されるようになっている。

酸化物が除去された鋼帯６２は、出口側のシンクロール６５とヘルパロール６６を通過することによって酸洗液から引き上げられ、絞りロール６７を介して次工程の水洗槽６８へ送られる。

上記カテナリー式酸洗装置に比べ酸洗効率をより高めたものとして、図１０に示す酸洗装置も知られている。

同図に示す酸洗装置は、酸洗槽本体６９の上部をカバーしている槽カバー７０から複数のフロート７１が吊り下げられ、各フロート７１は槽カバー７０に搭載されたシリンダ装置７２によって昇降可能に構成されている（図１０(ａ)のＡ−Ａ断面である同図(ｂ)参照）。

鋼帯７３の走行方向に沿ってその上側にはフロート７１に支持された障害物７４が配列され、下側には障害物７５が配列されている。

このような構成からなる酸洗装置では、鋼帯７３は入口側のロール７６，７７によって酸洗液中に案内され、カテナリー曲線状の搬送路に沿ってその酸洗液中を走行するが、鋼帯７３の搬送路の上下に障害物７４，７５が設けられているため、鋼帯７３の移動によって生じる随伴流はそれらの障害物７４，７５によって乱され鋼帯７３表面から剥離するようになる。これによって鋼帯７３の表面に接触する酸洗液が入れ替わるため、酸洗が効果的に行われる（例えば、特許文献１参照）。
特開平８−１７６８６８号公報（図１および図２）

しかしながら、後者の酸洗装置では酸洗効果は高まるものの、前者のカテナリー式酸洗装置のように酸浴の上方が開放されておらず障害物７４およびフロート７１が配置されているため、ラインを一時的に停止させなければならない場合に、それら障害物７４およびフロート７１を昇降させるシリンダ装置７２が必要となり、装置が大掛かりになるという欠点がある。

また、槽カバー７０、フロート７１、障害物７４が一体に構成されているため、メンテナンス時に槽カバー７０を取り外すことが容易でなく作業性が悪いという問題もある。

本発明は以上のような従来の連続酸洗装置における課題を考慮してなされたものであり、カテナリー式酸洗装置に比べて酸洗効果を高めることができ、ライン停止時に鋼帯を酸洗液から引き上げる場合には昇降手段を必要とせずに障害物を退避させることができる連続酸洗装置を提供するものである。

本発明は、走行する鋼帯を連続的に酸液中に浸漬するための酸洗槽と、鋼帯の搬送路に沿って酸洗槽に配設され鋼帯の走行に伴って生じる随伴流を遮断する遮断手段とを有する連続酸洗装置において、上記遮断手段が、酸洗槽の上方に配置された回転軸から槽前側および槽後側に向けてそれぞれ延設され回転軸を中点として揺動する天秤式のアームと、アームの一方端部に設けられ随伴流を遮断するための遮断部と、アームの他方端部に設けられ遮断部が鋼帯に向けて緩慢に下降するようにアームのバランスを調整するウエイトと、遮断部が酸液中に浸漬した状態で鋼帯の近傍に停止するようにアームの揺動限界を規制する規制部とを備えてなる連続酸洗装置である。

本発明において、上記鋼帯が酸液液面寄りを走行するように鋼帯下面を支持するロールを備えることが好ましい。それにより、随伴流によって生じる境界層の拡散を液面で抑制することができる。

本発明において、上記ロールは酸洗槽内に設置されたロール架台に設けることができる。

本発明において、上記遮断部は、鋼帯の幅に対応する長さを有するプレート状部材から構成することができ、平面から見て鋼帯の走行方向と直交する方向に配置することが好ましい。それにより、鋼帯の全幅に亙って効果的に随伴流を遮断することができる。

本発明において、上記酸洗槽の上部をカバーする槽カバーを有する場合、この槽カバーに遮断手段の回転軸を設けることができる。

本発明において、上記遮断部が設けられているアームを槽カバー内に格納した状態で解除可能に固定するアーム固定手段を設ければ、メンテナンス時等において槽カバーを取り外す場合に、専用の支持台を必要とせず槽カバーを別の場所に載置することができる。

本発明の連続酸洗装置は、鋼帯の走行に伴って生じる随伴流を遮断する遮断手段を備えているためカテナリー式酸洗装置に比べて酸洗効果を高めることができ、その遮断手段は天秤式のアームで構成されているため、鋼帯を酸洗液から一時的に引き上げる場合には特別な昇降装置を必要とせずに鋼帯の引き上げに連動して遮断手段を退避させることができるという長所を有する。

また、槽カバーを備えた連続酸洗装置において、その槽カバーを取り外す場合には遮断部が設けられているアームを槽カバー内に格納し保持することができるため、槽カバーを支持する支持台を必要とせずそのまま槽カバーを別の場所に載置することができ、メンテナンス性に優れるという利点がある。

また、遮断手段は槽カバーに取り付けることができ、また、ロール架台は酸洗槽内に設置するように構成されているため、本発明は大幅な設計変更をすることなく既存の連続酸洗装置に適用することができる。

以下、図面に示した実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。

図１は、本発明に係る連続酸洗装置の全体構成を示したものであり、(ａ)は平面図、(ｂ)は側面図である。

両図において連続酸洗装置（以下、単に酸洗装置と呼ぶ）１は既存のカテナリー式連続酸洗槽に適用したものであり、槽本体２内に酸洗液ＡＬが貯留されている。

図１(ｂ)に示すように、槽本体２の入口側と出口側には入口ガイド部３と出口ガイド部４がそれぞれダム状に設けられるとともに、両ガイド部３，４の略中間に中間ガイド部５が設けられ、各ガイド部３〜５は走行する鋼帯６を下側から支持するようになっている。

酸洗装置１に搬送される鋼帯６はまず、入口ガイド部３を通過して酸洗液ＡＬ内に浸漬され、中間ガイド部５との間で下向きに湾曲した状態で走行し、中間ガイド部５を通過して再び下向きに湾曲した状態で走行し、出口ガイド部４を通過することによって酸洗液ＡＬから引き上げられ、次工程（後段側の別の連続酸洗槽または水洗槽）に搬送される。

入口ガイド部３と中間ガイド部５との間にはロール架台７および８が設置され、中間ガイド部５と出口ガイド部４との間には同じくロール架台９が設置されている。

各ロール架台７〜９はＦＲＰ製の箱体からなり、それぞれ槽本体２内に鋼帯６の走行方向に沿って配置される。また、各ロール架台７〜９の内部には架台固定用のウエイト１０を収納することができるようになっている。

また、各ロール架台７〜９の上面には、ロール軸受け１１を介してロール１２が支持されており、走行する鋼帯６の下面を支持するようになっている。

このように、本実施形態では走行する鋼帯６はカテナリー曲線を描かず、各ロール１２上を走行することになる。なお、ロール１２は金属製パイプを芯材としてその外周面にＦＲＰを積層したものが使用され、ロール軸受け１１もＦＲＰ製から構成されている。

槽本体２の上部は、天板とその天板の周囲から垂直方向に立ち下げられた側壁を有する槽カバー１３によって覆われており、この槽カバー１３に、鋼帯６の走行方向に沿って複数（本実施形態では７基）の遮断装置（遮断手段）１４が設けられている。

なお、中間ガイド部５の下流側（鋼帯走行方向において）にはリフタ１５が設けられている。このリフタ１５は、ラインを一時的に停止させるような場合に鋼帯６が長時間酸洗液と接触しないように鋼帯６を酸洗液ＡＬから引き上げるためのものである。図中、６′はリフタ１５上昇時の鋼帯位置を示している。なお、鋼帯６上昇時にはリフタ１５のアーム１５ａを鋼帯６の幅方向に回転させるようになっている。

次に、酸洗装置１の各部の構成について説明する。

図２は上記遮断装置１４を拡大して示したものである。

同図において遮断装置１４は、槽カバー１３上にその幅方向（紙面厚さ方向）に設置された一対の軸受け１４ａを有し、これらの軸受け１４ａに対し、両端に回転軸１４ａ′を固定したスリーブ１４ｂが回転自在に支持されており（図３参照）、そのスリーブ１４ｂの筒軸方向各端部から下向きに一対のアーム１４ｃが鉤状に延設され、それらのアーム１４ｃの先端部を連絡するようにして遮断プレート（遮断部）１４ｄが設けられている。

図３は遮断プレート１４ｄの断面を拡大して示したものである。

同図において、遮断プレート１４ｄは、一対のアーム１４ｃを幅方向に接続するパイプ１４ｅを芯材とし、そのパイプ１４ｅの表面に耐酸性のゴムライニング１４ｆが施され、そのゴムライニング１４ｆの表面にＦＲＰ１４ｇが水滴状に積層されている。

なお、遮断プレート１４ｄの断面形状は、上記した水滴状に限らず、正円、楕円、多角形、矩形状であってもよく、要するに随伴流を打ち消す作用を発揮するものであれば、任意の断面形状のものを採用することができる。

遮断プレート１４ｄには上端に折曲部１４ｈ′を備えた波返し板１４ｈが接続されており、遮断プレート１４ｄと同じ長さに形成されている。この波返し板１４ｈは、遮断プレート１４ｄに衝突して発生する乱流がその遮断プレート１４ｄを乗り越えて下流側に流れることを阻止している。なお、図中、１４ｉ，１４ｊは一対のアーム１４ｃに架設される補強部材である。

また、槽カバー１３にはアーム１４ｃが矢印Ｂ方向に揺動する範囲について開口部１３ａが設けられている。この開口部１３ａには、槽カバー１３の内側と外側を遮断した状態でアーム１４ｃが揺動できるようにスリットが形成されたゴムカバー１６が取り付けられている。

図２に戻って説明する。

スリーブ１４ｂの筒軸方向中央部には上記したアーム１４ｃと逆向きにアーム１４ｋが鉤状に延設され、そのアーム１４ｋの後端部にはウエイト１４ｐが備えられている。

アーム１４ｋの後端部寄りには座板１４ｍが固定されており、この座板１４ｍにはウエイト１４ｐ固定用のボルト１４ｎを挿通するためのボルト孔が２箇所穿設されている。

この座板１４ｍを支えとしてバランス調整用のウエイト１４ｐがアーム１４ｋに装着される。なお、ウエイト１４ｐは厚さの異なるプレート１４ｑ（粗調整用）およびプレート１４ｒ（微調整用）からなり、各プレートの中央にはアーム１４ｋに跨がる状態でアーム１４ｋに装着できるようにスリットが形成されている。そして、天秤式のアーム１４ｃ，１４ｋが反時計回りに回転し鋼帯６に向けて緩慢に下降するようにウエイト１４ｐのプレート枚数を調整するようになっている。また、アーム１４ｃを槽カバー１３内に退避させる場合には、少ない操作力で時計回りに回転するようにもなっている。

遮断プレート１４ｄは酸洗液に浸漬する所定の位置に保持される。具体的には、芯材となるパイプ１４ｅの軸心位置が酸洗液の液面位置と略一致するように調整される。このときアーム１４ｃは、軸１４ａ′を通る水平線ＨＬを基準として約４５°先下がりに傾斜している。ただし、アーム１４ｃは、水平線ＨＬを基準として約６０°先下がりに傾斜する姿勢まで回転することができるようになっている。なお、１４ｍ′を備えたアーム１４ｋ′は、アーム１４ｃ降下方向に荷重をかける必要がある場合にのみ使用されるものである。

図４はアーム１４ｃを所定位置に保持するためのストッパ装置（規制部）１４ｓを示したものである。

同図において、ストッパ装置１４ｓは、遮断プレート１４ｄの下降限界を規制するようになっており、スリーブ１４ｂの胴部から槽本体２の入口側に向けて突設されたブラケット１４ｔと、このブラケット１４ｔの先端部に設けられる調整ボルト１４ｕとを備えている。

アーム１４ｃが反時計方向に回転するとこのブラケット１４ｔも連動して回転し、アーム１４ｃが図２に実線で示した位置に移動すると、調整ボルト１４ｕの下端１４ｖが軸受け１４ａの台座１３ｂ上面に当接するようになっている。

なお、調整ボルト１４ｕはブラケット１４ｔの横板１４ｔ′に対し一対のナット１４ｗを用いて固定されており、ナット１４ｗを緩めて調整ボルト１４ｕを回転させると、ブラケット１４ｔと台座１３ｂとの距離Ｆを変更することができ、それにより、遮断プレート１４ｄの停止位置を調整することができるようになっている。

図５は図１のＣ−Ｃ矢視図であって上記遮断装置１４を背面側から見たものである。また、図６はその平面図である。

両図において、スリーブ１４ｂの一方に固定されている回転軸１４ａ′先端は角軸１７に形成されており、この角軸１７には操作用シャフト１８が取り付けられるようになっている。詳しくは、この操作用シャフト１８の一方端には上記角軸１７に係合する角孔１８ａが設けられており、角軸１７に角孔１８ａを係合することによりスリーブ１４ｂと操作用シャフト１８が接続されるようになっている。

この操作用シャフト１８の他方端は角軸１８ｂに形成されており、この角軸１８ｂに対し、ハンドル１９の基端側に備えられた角孔１９ａを着脱自在に係合することができるようになっている。

各軸１８ｂにハンドル１９を取り付けた状態でそのハンドル１９を手動で時計回り、あるいは反時計回り（矢印Ｄ方向）に操作すれば、スリーブ１４ｂを介しアーム１４ｃを所望の角度に移動させることができるようになっている。

また、スリーブ１４ｂから斜め後方に向けてレバー２０が延設されており、このレバー２０の先端部には後述するロックピンを挿入するためのピン孔２０ａが穿設されている。

ハンドル１９を回転させて上記レバー２０を水平になるように移動させ、アームロック装置（アーム固定手段）２１を操作すると、アームロック装置２１のロックピンがピン孔２０ａに挿入され、スリーブ１４ｂの回転が拘束されることによってアーム１４ｃは図２に示したように、槽カバー１３内に格納された状態でロックされる。

アーム１４ｃを槽カバー１３内に格納してロックするのは、メンテナンス等で槽カバー１３を取り外し場合である。

図７および図８は上記アーム１４ｃのロック操作を示したものである。

図７において、通常運転時にはハンドル１９は二点鎖線で示す位置にあり、レバー２０は二点鎖線で示す上向き傾斜姿勢となっている。

槽カバー１３を取り外す場合、オペレータＯは、ハンドル１９を実線で示す位置まで押し下げる。それによりレバー２０は回転軸１４ａ′を中心として矢印Ｅ方向に回転し、水平姿勢となる。この状態で図８に示すアームロック装置２１の操作輪２１ａを操作するとロックピン２１ｂが突出してレバー２０のピン孔２０ａに挿入される。

詳しくは、アームロック装置２１は外筒２１ｃ内に可動軸２１ｄが摺動自在に収納されており、この可動軸２１ｄの先端にロックピン２１ｂが形成されている。また、外筒２１ｃの操作輪２１ａ側端部には案内溝２１ｅがコ字状に形成されており、この案内溝２１ｅに沿って可動軸２１ｄに固定されているピン２１ｆが移動するようになっている。

従って、操作輪２１ａを操作してピン２１ｆを案内溝２１ｅの前側袋部２１ｇに移動させるとロックがかかり、案内溝２１ｅの後側袋部２１ｈまで移動させるとロックが解除されるようになっている。なお、２１ｉはアームロック装置２１を槽カバー１３に固定するためのブラケットである。

このようにレバー２０を水平姿勢にしロックピン２１ｂで固定すると、アーム１４ｃを水平姿勢に保持することができる。従って、メンテナンス時等において槽カバー１３を取り外す場合には、アーム１４ｃをすべて槽カバー１３内に格納することができるため、特別な槽カバー用支持台を必要とせず槽カバー１３を別の場所に載置することができるようになる。

次に、上記構成を有する酸洗装置１の動作について説明する。

図１において、走行する鋼帯６は入口ガイド部３を通過して酸洗液中に浸漬され、ロール架台７，８，９に設けられているロール１２に支持されながら酸洗液中を走行する。

このとき、走行する鋼帯６の上側表面に鋼帯６の移動によって随伴流が発生し境界層が形成されようとするが、この随伴流は図中、最も左側に配置された遮断装置１４の遮断プレート１４ｄと衝突することで遮断され、乱流に変化する。それにより、随伴流は鋼帯６の表面から剥離され、鋼帯６の表面で酸洗液の入れ替えが行われる。なお、上記境界層とは、鋼帯６の流れに同伴して酸洗液が流れる領域を意味する。

このようにして走行する鋼帯６の上面側に発生する随伴流は、鋼帯走行方向に沿って一列に配設された遮断装置１４の各遮断プレート１４ｄに衝突する度に遮断されることにより乱流に変化し、鋼帯６から剥離する。したがって各遮断装置１４を通過する毎に鋼帯６の表面において酸洗液が効果的に入れ替えられ、酸洗効率を高めることができる。

しかも、本発明の酸洗装置１では、槽本体２内にロール架台を設置し、ロール架台のロールで鋼帯６の下面を支持しかさ上げしているため、酸洗液の液面近傍で鋼帯６を走行させることができ、それにより、境界層は液面を上限としてそれ以上に拡大しない。境界層の拡大が液面によって規制されれば、従来技術で示したようにフロートを鋼帯の上方に設置する必要もなく、酸洗装置１の構成を大幅に簡略化することができる。

また、走行する鋼帯６を一時的に停止させる必要がある場合、鋼帯６にテンションがかけられリフタ１５のアーム１５ａを上昇させる。それにより、酸洗液中に浸漬されている鋼帯６の中央部分が持ち上げられ、鋼帯６が酸洗液から引き上げられる。

このとき、上昇する鋼帯６の上面と遮断プレート１４ｄが当接し、鋼帯６の上昇に伴って遮断装置１４のアーム１４ｃが、回転軸１４ａ′を中心として時計回りに回転する。従って、遮断装置１４は昇降装置を必要とせず退避させることができる。

また、鋼帯６に過剰なテンションがかかっても遮断装置１４は上記したように退避することができるため、鋼帯６が走行している状態でも設備を破損することがない。

なお、アーム１４ｃは図４に示したストッパ装置１４ｓによって下降限界が規制されそれ以上、反時計方向には回転しないが、時計方向には規制がないために自由に回転することができるため、しかもアーム１４ｃ，１４ｋはウエイト１４ｐによってほぼ釣り合っているため、鋼帯６の引き上げ時にはスムーズに時計方向に回転することができる。

なお、鋼帯６の移動によって鋼帯６の下側に発生する随伴流については、鋼帯６の全幅を支持しているロール１２によって随伴流が遮断され、乱流となるため、鋼帯６の下面についても酸化物が除去される。

(ａ)は本発明に係る酸洗装置の全体構成を示す平面図、(ｂ)は側面図である。 図１に示す遮断装置の拡大図である。 遮断装置の遮断プレートの構成を示す断面図である。 図１に示すストッパ装置の構成を示す側面図である。 図１のＣ−Ｃ矢視断面図である。 図５の平面図である。 アームロック装置の動作説明図である。 (ａ)はアームロック装置の平面図、(ｂ)は背面図である。 従来のカテナリー式酸洗装置の構成を示す側面図である。 (ａ)は従来の別の酸洗装置の構成を示す側面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ矢視断面図である。

符号の説明

１ 酸洗装置
２ 槽本体
３ 入口ガイド部
４ 出口ガイド部
５ 中間ガイド部
６ 鋼帯
７，８，９ ロール架台
１０ ウエイト
１１ ロール軸受け
１２ ロール
１３ 槽カバー
１４ 遮断装置
１４ｃ アーム
１４ｄ 遮断プレート
１４ｐ ウエイト
１５ リフタ
１９ ハンドル
２０ レバー
２１ アームロック装置

Claims (6)

1. 走行する鋼帯を連続的に酸液中に浸漬するための酸洗槽と、上記鋼帯の搬送路に沿って上記酸洗槽に配設され鋼帯の走行に伴って生じる随伴流を遮断する遮断手段とを有する連続酸洗装置において、
   上記遮断手段が、上記酸洗槽の上方に配置された回転軸から槽前側および槽後側に向けてそれぞれ延設され上記回転軸を中点として揺動する天秤式のアームと、上記アームの一方端部に設けられ上記随伴流を遮断するための遮断部と、上記アームの他方端部に設けられ上記遮断部が上記鋼帯に向けて緩慢に下降するように上記アームのバランスを調整するウエイトと、上記遮断部が酸液中に浸漬した状態で上記鋼帯の近傍に停止するように上記アームの揺動限界を規制する規制部とを備えてなることを特徴とする連続酸洗装置。
2. 上記鋼帯が酸液液面寄りを走行するように上記鋼帯下面を支持するロールが備えられている請求項１記載の連続酸洗装置。
3. 上記ロールは上記酸洗槽内に設置されたロール架台に設けられている請求項２記載の連続酸洗装置。
4. 上記遮断部は、上記鋼帯の幅に対応する長さを有するプレート状部材からなり、平面から見て上記鋼帯の走行方向と直交する方向に配置される請求項１〜３のいずれか１項に記載の連続酸洗装置。
5. 上記酸洗槽の上部をカバーする槽カバーを有し、この槽カバーに上記遮断手段の回転軸が設けられている請求項１〜４のいずれか１項に記載の連続酸洗装置。
6. 上記遮断部が設けられているアームを上記槽カバー内に格納した状態で解除可能に固定するアーム固定手段が設けられている請求項５記載の連続酸洗装置。
   
   

Images