JP4320276B2 - 厚板鋼板酸洗装置 - Google Patents

Description

本発明は、板厚が９ｍｍ以上の厚板鋼板を連続的に酸洗することができる厚板鋼板酸洗装置に関するものである。

従来から、薄板鋼板の酸洗は連続的に行われており、先行コイルの末端と次コイルの先端とを溶接することにより、連続通板を確保している。コイル切り替え時の溶接を行う間に酸洗槽の内部で鋼板を停止させることは酸洗の不均一を招き好ましくないため、ローラ間にジグザグ状に鋼板を掛け渡すループカーと呼ばれる鋼板蓄積装置を酸洗槽の前後に設置し、コイル切り替え時にはローラ間の距離を狭めることにより蓄積された鋼板を吐き出し、常に一定速度で酸洗槽に通板できるようにしている（非特許文献１）。

しかし、板厚が９ｍｍ以上の厚板鋼板の酸洗をこの方法で行わせることは従来は不可能であった。何故ならば、ループカーのロール径は鋼板の座屈を避けるために板厚に比例して大きくしなければならず、板厚が例えば１６ｍｍ以上ではロール径が３８００ｍｍ以上の巨大なループカーが必要となり、投資効率上、設備保守上の制約からこのような酸洗装置は実現できないからである。このため、厚板鋼板の酸洗は連続的に行うことができず、バッチ的に切り板の状態で酸洗槽に浸漬させる方法で行われており、作業性が悪いという問題があった。
機械工学便覧、Ｃ エンジニアリング偏、Ｃ１-１１１から１１３頁、１９８９年１０月、日本機械学会発行

本発明は上記した従来の問題点を解決し、板厚が９ｍｍ以上の厚板鋼板の酸洗を一定速度で連続的に行うことを可能とした厚板鋼板酸洗装置を提供するためになされたものである。

上記の課題を解決するためになされた本発明は、コイル巻きされた板厚が９ｍｍ以上の厚板鋼板を、端部間の溶接を行うことなく通板しながら酸洗を行う酸洗槽の入側と出側の一方または双方に、次コイルへの切り替え時のハンドリングタイム相当分の厚板鋼板を、自重により垂れ下がらせて蓄積できる大きさのフリーループを設けたことを特徴とするものである。なお、フリーループにハンドリングタイム相当分の厚板鋼板を蓄積したとき、その最下点における厚板鋼板の降伏率が７５％を越えないようにフリーループの大きさを設定することが好ましい。

本発明の厚板鋼板酸洗装置によれば、コイル巻きされた厚板鋼板を巻き戻しながらその剛性を利用して酸洗槽に通板しながら酸洗を行い、次コイルへの切り替え時にも鋼板端部間の溶接を行わない。しかし次コイルへの切り替え時にはハンドリングタイムを要するため、その分はフリーループに蓄積した鋼板を引き出すことにより、酸洗槽における通板速度を一定に保つ。このため従来は不可能であった板厚が９ｍｍ以上の厚板鋼板の連続酸洗が可能となる。

以下に本発明の好ましい実施形態を示す。
図１は本発明の厚板鋼板酸洗装置の全体を模式的に示す図であり、１は酸洗槽、２は厚板鋼板の払出しリール、３は酸洗された厚板鋼板の巻き取りリールである。酸洗槽１は複数の駆動ロール４を備えており、巻き取りリール３から払い出された板厚が９ｍｍ以上の厚板鋼板を一定速度、例えば毎分３ｍの速度で通板させている。

このような厚板鋼板は十分な剛性を有するため、次コイルへの切り替え時にその先端を先行する鋼板の末端に溶接する必要はない。しかしコイル切り替え時には、巻き取りリール３の交換などのために、例えば２分程度のハンドリングタイムを必要とする。この間にも厚板鋼板を一定速度で酸洗槽１内を移動させることが好ましい。そこで本発明では、酸洗槽１の入側と出側の一方または双方にフリーループ５を設けるものとし、この実施形態では酸洗槽１の入側と出側の双方にそれぞれフリーループ５を設けてある。

フリーループ５は、次コイルへの切り替え時のハンドリングタイム相当分の厚板鋼板を、自重により垂れ下がらせて蓄積できる大きさを持たせる必要がある。すなわちこの実施形態においては、少なくとも６ｍ分の蓄積能力を持つフリーループ５を設ける。

図２はフリーループ５の拡大図であり、両側に湾曲ガイド６が設けられ、厚板鋼板は自重と剛性とにより決まる類似カテナリー曲線を描きながらそれらの間に垂れ下がる。このとき垂れ下がり量が大きくなると中央部の厚板鋼板の曲率半径が小さくなり、座屈による腰折れ現象が発生する。このため所定量の蓄積を行わせた場合にも、中央部の曲率半径をある値以上とする必要がある。以下にこの点について説明する。

厚板鋼板が曲率半径ｒで曲げられた場合、発生応力が降伏応力を越えると図３に示すように材料の降伏が生じる。このときのη＝ａ/（ａ+ｂ）を降伏率と呼ぶ。本発明者は予備実験及び応力シミュレーションにより、フリーループ５の中央部における厚板鋼板の降伏率ηが７５％以下であれば、座屈による腰折れ現象は生じないことを確認した。

ここで厚板鋼板の板厚をｔ、降伏応力をσ_ＹＰ、鋼板の縦弾性係数をEとすると、これらの間にはｒ＝ｔＥ（１−η）/２σ_ＹＰの関係が成立する。そこでEを２１０００kg/mm²とし、σ_ＹＰを２７kg/mm²として板厚ｔと降伏率ηと曲率半径ｒとの関係を計算すると、表１に示すとおりとなる。

このため、フリーループ５の中央部における厚板鋼板の降伏率ηを７５％以下に抑えるには、板厚が１０ｍｍの場合には曲率半径ｒを１１６７ｍｍ以上、板厚が１６ｍｍの場合には曲率半径ｒを１８６７ｍｍ以上とすればよく、この条件を満足できるようにフリーループ５の長さと深さを決定すればよい。実際には、長さを３.５ｍ、深さを５ｍとしておけばこの条件を満足することができ、ハンドリングタイム相当分の厚板鋼板を、腰折れ発生のおそれなく蓄積しておくことができる。

このように構成された本発明の厚板鋼板酸洗装置は、酸洗槽１の入側と出側の一方または双方にフリーループ５を設け、次コイルへの切り替え時のハンドリングタイム相当分の厚板鋼板をこれらのフリーループ５内に自重により垂れ下がらせて蓄積するようにしたので、従来は不可能であった厚板鋼板の連続酸洗が可能となった。またループカーを用いる場合のように設備を巨大化する必要もなく、実現可能なサイズに収めることができる。

上記の実施形態では酸洗槽１の入側と出側の双方にフリーループ５を設けたが、一方のみに設けることもできる。すなわち、酸洗槽１の入側のみにフリーループ５を設ければ、酸洗槽１に鋼板があり入側セクションで鋼板を停止させたい場合に対応できる。具体的には、入側で疵検査を行う場合、入側で尾端カットを行う場合、入側でのトラブル時のバッファーを持ちたい場合などである。

また、酸洗槽１の出側のみにフリーループ５を設ければ、酸洗槽１に鋼板があり出側セクションで鋼板を停止させたい場合に対応できる。具体的には、出側にトリマーがある場合、出側でシャーカットを行う場合、鋼板先端の巻きつけ作業を行う場合、出側でのトラブル時のバッファーを持ちたい場合などである。上記の実施形態のように入側と出側の双方にフリーループ５を設ければ、何れの場合にも対応できることはいうまでもない。

本発明の厚板鋼板酸洗装置の全体の模式図である。 フリーループの拡大図である。 厚板鋼板を曲げ場合の発生応力を示す概念図である。

符号の説明

１ 酸洗槽
２ 厚板鋼板の払出しリール
３ 酸洗された厚板鋼板の巻き取りリール
４ 駆動ロール
５ フリーループ
６ 湾曲ガイド

Claims (2)

1. コイル巻きされた板厚が９ｍｍ以上の厚板鋼板を、端部間の溶接を行うことなく通板しながら酸洗を行う酸洗槽の入側と出側の一方または双方に、次コイルへの切り替え時のハンドリングタイム相当分の厚板鋼板を、自重により垂れ下がらせて蓄積できる大きさのフリーループを設けたことを特徴とする厚板鋼板酸洗装置。
2. フリーループにハンドリングタイム相当分の厚板鋼板を蓄積したとき、その最下点における厚板鋼板の降伏率が７５％を越えないようにフリーループの大きさを設定したことを特徴とする請求項１記載の厚板鋼板酸洗装置。

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