JP4314924B2 - 金属帯の連続プロセスラインにおける液中通板設備及びその液中通板方法 - Google Patents
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Description
ここで、鋼帯の連続焼鈍ラインにおける洗浄設備を例に挙げて説明する。図7は、従来の鋼帯の冷間圧延後の洗浄・焼鈍プロセスを連続化した連続焼鈍ラインを示す。
なお、ここで上流及び下流は、鋼帯の進行方向を基準にしている。例えば、洗浄設備103において上流側とは、洗浄設備103の鋼帯入側を意味し、洗浄設備103の下流側とは、洗浄設備103の鋼帯出側を意味する。
洗浄設備103は、入側から順番に、鋼帯200を洗浄液中に浸漬させるダンクタンク121、ダンクタンク121からでた鋼帯200に付着している液体を絞るリンガーロール122、アルカリスプレーとの併用で機械的なブラッシングを行うアルカリスクラバータンク123、アルカリ洗浄液中で電気分解による洗浄効果を生かした電解タンク124、電解タンク124からでた鋼帯200に付着している液体を絞るリンガーロール125、温水スプレーとの併用で機械的なブラッシングを行う温水スクラバータンク126、温水によるリンスを行うリンスタンク127、リンスタンク127からでた鋼帯200に付着している液体を絞るリンガーロール128、リンス後の鋼帯表面の水分を機械的に除去するリンガーロール129、及び鋼帯表面から水分を吹き飛ばし、さらに乾燥させるドライヤー130を備えている。そして、ダンクタンク121、電解タンク124及びリンスタンク127の上流側及び下流側には、鋼帯200の通板方向を変換する通板方向変換用ロールであるデフレクターロール141〜148が適宜配置されている。
ところで、従来の連続焼鈍ラインの洗浄設備では、鋼帯を高速で洗浄・通板する際に、浸漬タンク内の浸漬部で鋼帯に作用する液中抵抗により、鋼帯が浸漬部内や浸漬部の上流側で蛇行しやすいといった問題がある。
鋼帯の蛇行発生の原因となる液中抵抗は、鋼帯に当該鋼帯の進行方向とは逆方向に作用する力であり、また、通板速度の自乗に比例するため、通板速度が高速になればなるほど、より大きなものとなる。このようなことから、通板速度を高速にしてもなお鋼帯を蛇行させないで安定して通板させるためには、鋼帯に、より大きな張力を付加する必要がある。
この開示された技術によれば、浸漬タンクの出側に設置したブライドルロールによって、液中抵抗による張力ロス分が補償されるために、鋼帯を蛇行なく安定に通板させることが可能になる。
そこで、本発明は、金属帯の連続プロセスラインにおける液中通板設備において、金属帯が受ける液中抵抗による通板トラブルを回避し、かつ浸漬部で用いている処理液により鋼帯表面に乾き汚れが発生させないようにできる金属帯の連続プロセスラインにおける液中通板設備及びその液中通板方法の提供を目的とする。
すなわち、前記張力調整機能付き方向変換装置において、前記ブライドルロールにより金属帯の張力を調整し、その後、前記通板方向変換用ロールにより金属帯の通板方向を変換する。
また、請求項4記載の発明に係る金属帯の連続プロセスラインにおける液中通板設備は、請求項1乃至3のいずれかに記載の発明に係る金属帯の連続プロセスラインにおける液中通板設備において、前記ブライドルロールが、当該ブライドルロールの出側における金属帯の張力に対して当該ブライドルロールの入側における金属帯の張力が1.5倍以下の範囲で大きくなるように、当該金属帯の張力を調整する。
本発明では、液中に浸漬した後であって、ブライドルロールを通過する前において、金属鋼帯表面に形成される液膜量を精度良く調整している。その後、ブライドルロールが、そのように精度良く調整された液膜が形成されている金属帯の張力を調整する。
実施の形態は、本発明を鋼帯の連続焼鈍ラインにおける洗浄設備に適用させたものである。実施の形態において、鋼帯の連続焼鈍ラインは、従来技術の説明で例に挙げたものと同様に、図7に示すように構成されている。すなわち、連続焼鈍ラインは、ライン入側から順番に、コイル状の鋼帯200を巻き戻すペイオフリール101、鋼帯200を連続して通板するために鋼帯同士を溶接する溶接機102、鋼帯200の表面に付着した圧延油や鉄分を洗浄除去する洗浄設備103、焼鈍炉内で鋼帯200を停止させることなく溶接して連続通板するためのアキュームレータ104、焼鈍炉105、並びにスキンパス、トリミング及び検査等の精整機能を有する出側セクション106を備えている。
このような構成において、洗浄設備103に本発明が適用されている。図1は、本発明を適用した洗浄設備103の構成を示す。
なお、本発明を適用した洗浄設備103の構成部分について、従来の洗浄設備103における構成部分と同様な部分については当該従来の洗浄設備103における構成部分と同じ番号を付し、その説明は省略する。
ここで、図2に示すブライドルロール10を用いて、鋼帯200に発生させる張力段差を説明する。
T1/T2≦1.5 ただしT1/T2>1 ・・・(1)
第1及び第2の浸漬タンク31,32では、浸漬部で鋼帯200に作用する液中抵抗Fにより鋼帯200が蛇行してしまう。そこで、ブライドルロール10により、第1の浸漬タンク31の入側(上流側)の当初の張力tに見込み分(液中抵抗F相当)を加味して、張力(ブライドルロール10の入側張力)T1を付加している(下記(2)式)。
T1=t+F ・・・(2)
T2=t ・・・(3)
ここで、張力tは、浸漬タンク内で液中抵抗Fを受けないと仮定した場合に、浸漬タンク内の鋼帯200が蛇行しないために必要とされる張力である。また、張力T1は、浸漬タンク内で液中抵抗Fを受けることを考慮し、張力tに液中抵抗Fを加味して得た第1の浸漬タンク31の出側(下流側)、すなわちブライドルロール10の入側で付与する張力である。
また、張力T1を張力T2に比べて大きくしすぎると、ブライドルロール10上でスリップが発生しやすくなり、特に鋼帯200の表面に液膜が存在するとこのスリップが発生しやすいため、T1/T2≦1.5とすることが好ましい。
ここで、図4は、ブライドルロール11,12,13による張力付加(張力比)の最適条件と、前記スプレーノズル1,2,3による鋼帯200の表面への液体の付着量の最適条件とを示す特性図である。ここでいう張力比とは、各ブライドルロール11,12,13における出側張力T2に対する入側張力T1の比(T1/T2)である。
次に洗浄設備の動作を説明する。特に本実施の形態において特有の部分を説明する。
ダンクタンク121で洗浄液に浸漬させた鋼帯200は、リンガーロール122で液絞りされて、その後スプレーノズル1で所定の液体が噴霧され、所定量(5〜20g/m2)を付着される。その後、鋼帯200は、ブライドルロール11で所定の張力段差が付与される。
さらに、リンスタンク127の下流側でも同様に、当該リンスタンク127で温水に浸漬させた鋼帯200は、リンガーロール128で液絞りされて、その後スプレーノズル3で所定の液体が噴霧され、所定量(5〜20g/m2)を付着される。その後、鋼帯200は、ブライドルロール13で所定の張力段差が付与される。
前述したように、実施の形態の洗浄設備103では、ダンクタンク121、電解タンク124及びリンスタンク127といった浸漬タンクの出側にブライドルロール11,12,13を備えている。これにより、実施の形態の洗浄設備103では、ブライドルロール11,12,13で、浸漬タンクの液中抵抗に起因して発生する鋼帯200の蛇行を防止するため、より大きな張力を付加するとともに、過張力により鋼帯200に絞り、しわ或いはバックリングが発生させないようにするため、比較的小さな張力を付加している。言い換えれば、鋼帯200の入側(上流側)の張力T1を当該鋼帯200の出側(下流側)の張力T2よりも大きくして、鋼帯200の蛇行を防止するとともに、張力T1が張力T2の1.5倍を超えないようにして、絞り、しわ或いはバックリングが発生しないようにしている。なお、鋼帯200の蛇行を防止するうえで、張力T1を張力T2よりも少なくとも1.1倍以上大きくすることが好ましい。
ここで、図5を用いて、効果を説明する。
図5は、洗浄設備103の各構成部における鋼帯200の張力を、従来の場合と本発明を適用した場合とについて示す。
しかし、本発明を適用した場合には、図5に示すように、各浸漬タンク121,124,127の出側で鋼帯200にかかる張力を調整しているので、さらにこれにより、洗浄設備103の出側のブライドルロール112で鋼帯200に付加する張力を抑えることができるので、鋼帯200に蛇行がしてしまうことを防止しつつも、絞り等の発生を防止して、鋼帯200を安定して搬送することができる。なお、図5では、各浸漬タンク121,124,127の出側に設置した各ブライドルロール11,12,13の出側の鋼帯張力に対して入側の鋼帯張力を1.5倍としている。これにより、洗浄設備103における鋼帯200の張力の最大値と最小値との差を小さくすることができ、鋼帯200が蛇行してしまうことを防止しつつも絞り等の発生を防止して、鋼帯200を安定して搬送している。
このようなことから、リンガーロール122,125,128で浸漬部から出た鋼帯表面に付着した液を一旦絞り、その後、スプレーノズル1,2,3で鋼帯200に水や処理液を噴霧して液体を付着させることで鋼帯表面に液膜を形成して(鋼帯表面をウェット状態にして)、ブライドルロール11,12,13で鋼帯200に巻きつけることで、鋼帯200において乾き汚れが発生してしまうことを防止している。
ところで、このように乾き汚れ発生を防止する目的で鋼帯表面に液膜を形成するようにしているが、その液膜が過剰に厚く形成されていると、すなわち鋼帯表面が過剰なウェット状態になると、鋼帯表面とブライドルロール11,12,13との間でいわゆるハイドロプレーニング現象が発生してしまい、ブライドルロール11,12,13で鋼帯200に所望の張力を付加することが困難になる。
ここで、図6は、鋼帯表面の乾き汚れ度合いを示すグラフである。
すなわち、前述の実施の形態では、ダンクタンク121、電解タンク124及びリンスタンク127といった浸漬タンクに対応させてブライドルロール11,12,13を配置している。しかし、これに限定されないことはいうまでもない。例えば、ダンクタンク121の出側にのみブライドルロール11を備えるようにして、その一方で、電解タンク124及びリンスタンク127の出側にはブライドルロール12,13を備えなくてもよい。このようにしても、鋼帯表面に洗浄液やリンス液の乾き汚れが発生してしまうことを防止し、かつブライドルロール11でスリップを起こすことなく、鋼帯200に所望の張力を付加できる。
また、前述の実施の形態では、金属帯が鋼帯である場合を説明した。しかし、金属帯が鋼帯であることに限定されないことはいうまでもない。
このような条件のもと、洗浄設備内での張力を前記図5に示すようにしているので、張力を30N/mm2〜50N/mm2の間で安定させて鋼帯を通板しているので、鋼帯の蛇行、絞り、しわ或いはバックリングの発生を防止できた。
ブライドルロール11,12,13をゴム材で構成しているが、そのブライドルロール11,12,13は、鋼帯とスリップすることなく、前記図5に示すような張力段差を鋼帯に発生させることができた。さらに、鋼帯への液体の噴霧により、鋼帯の乾き汚れの発生を抑制できる結果も得た。
11,12,13 ブライドルロール
101 ペイオフリール
102 溶接機
103 洗浄設備
104 アキュームレータ
105 焼鈍炉
106 出側セクション
111,112,113,114,115 ブライドルロール
120 テンションリール
121 ダンクタンク
121a,124a,127a 浸漬部
122,125,128,129 リンガーロール
123 アルカリスクラバータンク
124 電解タンク
126 温水スクラバータンク
127 リンスタンク
141〜148 デフレクターロール
200 鋼帯
Claims (5)
- 金属帯を通板して、当該金属帯を2以上の浸漬部で処理液内に配置した浸漬ロールを通板させて当該処理液に浸漬する金属帯の連続プロセスラインにおける液中通板設備において、
前記2以上の浸漬部により形成される浸漬部間の少なくとも1つに、前記金属帯の進行方向の順番に、前記浸漬部間を構成する一方の浸漬部、前記金属帯の表面の液体を絞る液絞り装置、前記金属帯の表面に液体を噴霧する液体噴霧装置、張力調整機能付き方向変換装置、及び前記浸漬部間を構成する他方の浸漬部を配置し、
前記張力調整機能付き方向変換装置が、前記金属帯の張力を調整するブライドルロールと、前記金属帯の通板方向を変換する通板方向変換用ロールとを備えたことを特徴とする金属帯の連続プロセスラインにおける液中通板設備。 - 前記張力調整機能付き方向変換装置は、前記金属帯の進行方向の順番に、前記ブライドルロール及び前記通板方向変換用ロールを配置していることを特徴とする請求項1記載の金属帯の連続プロセスラインにおける液中通板設備。
- 前記液体噴霧装置は、前記金属帯の表面に対し5〜20g/m2の液体を付着させることを特徴とする請求項1又は2に記載の金属帯の連続プロセスラインにおける液中通板設備。
- 前記ブライドルロールは、当該ブライドルロールの出側における金属帯の張力に対して当該ブライドルロールの入側における金属帯の張力が1.5倍以下の範囲で大きくなるように、当該金属帯の張力を調整することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の金属帯の連続プロセスラインにおける液中通板設備。
- 金属帯を通板して、当該金属帯を2以上の浸漬部で処理液内に配置した浸漬ロールを通板させて当該処理液に浸漬する金属帯の連続プロセスラインにおける液中通板方法において、
前記2以上の浸漬部により形成される浸漬部間の少なくとも1つで、前記浸漬部間を構成する一方の浸漬部で浸漬された金属帯の表面の液体を絞り、当該液体を絞った金属帯の表面に液体を噴霧し、当該液体を噴霧した金属帯の張力を調整して、当該張力を調整した前記金属帯を通板方向変換用ロールで通板方向を変換し、次いで前記浸漬部間を構成する他方の浸漬部に金属帯を浸漬することを特徴とする金属帯の連続プロセスラインにおける液中通板方法。
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