JP4713165B2 - ショットブラスト方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、対象物に付着する付着物をショットによって除去するショットブラスト方法および装置に関する。

金属鋼帯の製造過程においては、鋼帯の表面に酸化鉄被膜であるスケールが生じる。このスケールを除去する、いわゆるデスケーリング方法の１つにショットブラスト方法がある。これはインペラーを用いて、ショットと呼ばれる投射材を移動中の鋼帯の表面に投射し、スケールを機械的に除去する方法である。

従来技術のショットブラスト方法として、たとえば特許文献１に開示される。この技術では、複数台のインペラーが鋼帯の幅方向に移動可能に設けられる。鋼帯の幅方向にスケール付着量ムラがある場合には、スケール付着ムラに応じて、ショット投射装置を幅方向に位置合わせし、ショットの投射密度を独立的に調整する。これによってショットの幅方向投射密度を所望のパターンにすることができる。

従来のショットブラスト方法では、インペラーの幅方向位置を手動で調整していた。具体的には、経験に基づいて、インペラーを位置合わせした状態で、ショットを試行的に投射し、鋼帯表面のショット跡から、目視判断によって鋼帯のエッジ部まで幅方向に均一にショットが投射されるように、インペラーの幅方向位置を調整する。このようにして、ショットブラストを本格的に開始するまでに、インペラーの位置を調整する。仮に鋼帯の移動中に、インペラーを適正な幅方向位置に設定しようとしても、その設定は目視判断では困難である。

ショットブラストが行われる鋼帯は、板幅範囲が広く板幅が不均一である場合がほとんどである。たとえば熱間圧延鋼帯の場合、鋼帯１９の板幅範囲は、８００ｍｍ〜１５００ｍｍであって、不均一である。上述したように従来技術では、鋼帯の移動中にインペラーを適正な位置に配置することができないので、想定される鋼帯の最大板幅でショット投射量分布が均一になるように、インペラーの位置が設定されていた。

図１３は、鋼帯１とインペラー２との位置関係を示す図である。図１３（１）は、最大板幅Ｗ１の鋼帯部分がインペラー２を通過したときに、鋼帯搬送方向に垂直な平面で切断した断面図である。図１３（２）は、図１３（１）におけるショットの投射量分布を説明するためのグラフである。

図１３（１）において、鋼帯１は、紙面に垂直となる方向に移動する。鋼帯１の厚み方向一方側表面４には、２つのインペラー２Ａ，２Ｂから投射されるショット３が衝突する。図１３（２）は、２つのうち一方のインペラー２Ａから投射されるショット３の投射量の幅方向分布を一点鎖線Ｐ１で示す。他方のインペラー２Ｂから投射されるショット３の投射量の幅方向分布を２点鎖線Ｐ２で示す。２つのインペラー２Ａ，２Ｂを合計したショット３の合計投射量の幅方向分布を実線Ｐ３で示す。

２つのインペラー２Ａ，２Ｂの幅方向位置がそれぞれ設定されることで、鋼帯のうち最大板幅Ｗ１の鋼帯部分が移動する場合であっても、その鋼帯部分に衝突するショット３の合計投射量分布Ｐ３が、幅方向にわたってほぼ均一となる。

特開平７−９０２４号公報

図１４は、鋼帯１とインペラー２との他の位置関係を示す図である。図１４（１）は、中心位置Ｑからずれた鋼帯部分がインペラー２を通過したときに、鋼帯搬送方向に垂直な平面で切断した断面図である。図１４（２）は、図１４（１）におけるショットの投射量分布を説明するためのグラフである。

上述したように鋼帯通過中には、適正な位置にインペラー２を調整することができないので、図１４に示すように、鋼帯が板寄り等でパスラインのセンターから外れた場合には、鋼帯のエッジ部１Ａに衝突するショット３Ａの投射量が不十分となり、スケール残りの原因となるおそれがある。

図１５は、鋼帯１とインペラー２とのさらに他の位置関係を示す図である。図１５（１）は、最大板幅Ｗ１よりも小さい板幅Ｗ２の部分がインペラー２を通過したときに、鋼帯搬送方向に垂直な平面で切断した断面図である。図１５（２）は、図１５（１）におけるショットの投射量分布を説明するためのグラフである。図１５（２）では、縦軸にショットの投射量を示し、横軸に板幅方向を示す。

上述したように、移動中にインペラー２を通過する鋼帯部分の幅方向寸法Ｗ２が変化しても、インペラー２は、最大板幅Ｗ１の鋼帯部分に対してショット投射量分布が均一になるように設定されている。したがって図１５に示すように、板幅の小さい鋼帯部分がインペラー２を通過するときには、鋼帯部分に衝突しないショット３Ｂが多く、ショット３をデスケールに十分に活用することができない。

このように従来技術のショットブラスト方法および装置では、移動中にインペラーを適性な位置に配置させることができず、デスケールを効率よくかつ正確に行うことができない。

したがって本発明の目的は、ショット投射中であってもインペラーを適正な位置に配置することができ、デスケールを効率よくかつ確実に行うことができるショットブラスト方法および装置を提供することである。

また本発明の他の目的は、ショット投射量分布を精度よく判断することができるショット投射量分布判断方法を提供することである。

本発明は、複数の投射装置本体によってショットを対象物に投射して、対象物に付着する付着物を除去するショットブラスト方法であって、
ショット投射によって対象物に発生する熱の温度分布を検出する温度検出工程と、
温度検出工程によって検出した対象物の幅方向の温度分布に基づいて、ショットの投射量分布を判断する分布判断工程と、
分布判断工程によって判断されるショットの投射量分布が、予め定めるショット投射量分布となるように、ショットの投射量分布を調整する投射量調整工程とを含み、
前記投射量調整工程では、ショットを投射する複数の投射装置本体を対象物の幅方向に個別に移動させて、ショットの投射量分布を調整することを特徴とするショットブラスト方法である。

また本発明は、投射量調整工程は、ショット投射中に、対象物の被投射領域にわたって、対象物に投射するショットの投射量分布が対象物の幅方向に均一になるように、ショットの投射量分布を調整することを特徴とする。

また本発明は、複数の投射装置本体によってショットを対象物に投射して、対象物に付着する付着物を除去するショットブラスト装置であって、
複数の投射装置本体と、投射装置本体を変位移動する駆動手段とを備える投射装置であって、ショットを投射するとともに、対象物に投射するショットの投射量分布を変更可能な投射装置と、
ショット投射によって対象物に発生する熱の温度分布を検出する温度検出手段と、
温度検出手段によって検出される対象物の幅方向の温度分布に基づいて、ショットの投射量分布を判断し、ショットの投射量分布が予め定めるショット投射量分布となるように、駆動手段を制御して投射装置本体を対象物の幅方向に移動させることによって、投射装置によるショットの投射量分布を調整する制御手段とを含み、
前記駆動手段は、投射装置本体毎に設けられ、
前記各投射装置本体は、個別に移動可能であることを特徴とするショットブラスト装置である。

請求項１記載の本発明によれば、ショットを対象物に投射することによって、対象物は熱を発する。ショットの投射量が多いほど、対象物に発生する熱も大きくなる。したがって対象物の被投射領域におけるショットの投射量の分布と、対象物の被投射領域における温度分布とは対応関係にある。

本発明では、対象物のうちショットが衝突する被投射領域における温度分布を検出し、その対象物の幅方向の温度分布に基づいてショットの投射量分布を判断する。そして判断したショットの投射量分布が予め定める投射量分布となるように、ショットの投射量分布を調整する。これによって目視判断することなくショットの投射量分布を把握することができる。したがってショット投射中であっても、ショットの投射量分布を容易に把握することができ、ショット投射中にショットの投射量分布量が適正となるように、ショット投射量分布を調整することができる。

また、本発明では、各投射装置本体を個別に対象物の幅方向に移動することによって、ショットの投射量分布を調整する。これによって投射装置のショット噴射方向および噴射速度などを調整するよりも、ショット投射量分布を簡単かつ高速に調整することができる。ショット投射量分布を高速で調整できることで、対象物のスライド移動および形状の急な変化に追従して、ショット投射量分布を調整することができる。また投射装置本体の構成を大きく変更する必要がないので、本発明のショットブラスト方法を容易に実現することができる。

請求項２記載の本発明によれば、ショット投射中に、対象物に衝突するショットの投射量分布が対象物の幅方向に均一になるようにすることで、対象物にほぼ均一に付着する付着物をムラなく除去することができる。たとえば、さらにショットの投射量が、ショット投射中に、予め定める最低投射量を超えるようにすることで、対象物から付着物を確実に除去することができる。

請求項３記載の本発明によれば、制御手段は、温度検出手段によって検出される対象物の幅方向の温度分布に基づいて、ショット投射量分布を判断し、ショット投射量分布が予め定めるショット投射量分布となるように、投射装置を動作させる。これによってショット投射中であっても、作業者の力を借りることなく、ショットの投射量分布量が適正となるように、ショット投射量分布を調整することができる。

また、本発明では、制御手段が駆動手段を制御して各投射装置本体を個別に対象物の幅方向に移動させ、ショット投射量分布を調整する。これによってショット噴射方向などを調整するよりも、ショット投射量分布を簡単かつ高速に調整することができる。ショット投射量分布を高速で調整できることで、対象物のスライドおよび形状の急な変化に追従して、ショット投射量分布を調整することができる。また投射装置本体の構成を大きく変更する必要がないので、本発明のショットブラスト装置を容易に実現することができる。

図１は、本発明の実施の一形態であるショットブラスト装置２０を示す正面図である。図２は、ショットブラスト装置２０を鋼帯搬送方向Ｘに垂直な平面で切断し、一部を省略して示す断面図である。本発明の実施の一形態であるショットブラスト装置２０は、コイルフォームで製造され、表面にスケールが存在する熱間圧延鋼帯１９に対して、そのスケールを除去する装置である。ショットブラスト装置２０は、直径が３００μｍの鋼鉄の粒などによって実現されるショット１８を、インペラー２１によって移動中の鋼帯１９の厚み方向表面１７に向けて、所定の速度、所定の量、所定の方向に投射する。ショット１８が鋼帯１９の厚み方向表面１７に衝突することによって、鋼帯１９の表面１７に形成されるスケールが鋼帯１９から分離する。

ショットブラスト装置２０は、鋼帯１９が搬送される搬送経路に臨んで配置され、ショット１８を投射する投射装置本体であるインペラー２１と、インペラー２１を変位駆動する駆動手段２２と、鋼帯１９の温度分布を検出する温度検出手段２３と、温度検出手段２３から与えられる温度検出結果に基づいて、駆動手段２２を制御する制御手段２４とを含む。本実施の形態では、インペラー２１と駆動手段２２とを含んで、ショット１８を投射する投射装置とする。

本実施の形態では、搬送される鋼帯１９の厚み方向一方の表面１７Ａに臨んで、複数のインペラー２１が設けられる。具体的には、第１インペラー２１Ａと、第２インペラー２１Ｂとが設けられる。第１および第２インペラー２１Ａ，２１Ｂは、鋼帯１９の搬送方向Ｘに並んで配置され、それぞれ個別に幅方向Ｙに変位可能に設けられる。

駆動手段２２は、インペラー２１Ａ，２１Ｂ毎に設けられる。各駆動手段２２は、対応するインペラー２１に連結され、対応するインペラー２１を鋼帯１９の幅方向Ｙに変位駆動する。これによって各インペラー２１は、それぞれ個別に変位駆動される。本実施の形態では、各駆動手段２２は、電動式直動シリンダによって実現される。

温度検出手段２３は、厚み方向一方側の表面１７Ａに臨み、第１および第２インペラー２１Ａ，２１Ｂよりも鋼帯搬送方向下流Ｘ２に配置される。温度検出手段２３は、搬送される鋼帯１９のうち、各インペラー２１Ａ，２１Ｂよりも搬送方向下流側の部分の温度を鋼帯１９の幅方向Ｙにわたって連続的にリアルタイムに検出する。温度検出手段２３は、ショット１８が鋼帯１９に衝突することによって発生する熱を温度として検出することができる。本実施の形態では、温度検出手段２３は、鋼帯１９から投射される赤外線を検出することによって、鋼帯厚み方向一方側の表面１７の温度を検出することができる。

本実施の形態では図２に示すように、搬送される鋼帯１９の厚み方向一方側に配置される、インペラー２１Ａ，２１Ｂ、駆動手段２２および温度検出手段２３と同様の構成が、鋼帯１９の厚み方向他方側の表面１７Ｂにもそれぞれ設けられる。したがって鋼帯１９は、厚み方向両側の表面１７ａ，１７Ｂにそれぞれ形成されるスケールを除去することができる。鋼帯１９の厚み方向他方側に配置される、インペラー２１Ａ，２１Ｂ、駆動手段および温度検出手段は、鋼帯１９の厚み方向一方側に配置される、インペラー２１Ａ，２１Ｂ、駆動手段２２および温度検出手段２３と同様であるので、説明を省略する。

またショットブラスト装置２０は、ショットブラスト室２５内に収容される。ショットブラスト室２５は、インペラー２１から投射されたショット１８が不所望に飛散することを防ぐための部屋を形成する。ショット１８は、ショットブラスト室２５内で移動して、インペラー２１から鋼帯１９に衝突する。ショット１８は、鋼帯１９に衝突した後、鋼帯１９から離れ、一カ所に集められて、インペラー２１に再投入される。またショット１８によって鋼帯１９から分離したスケールは、ショット１８から分離されて別途回収される。

制御手段２４は、鋼帯１９の板幅方向Ｙの温度分布を示す情報が、温度検出手段２３から与えられる。そして制御手段２４は、その鋼帯１９の板幅方向Ｙの温度分布に基づいて、ショットの投射量分布を判断する。ショット１８が鋼帯１９に衝突することによって、鋼帯１９は熱を発生する。ショット１８の投射量が多いほど、鋼帯１９に発生する熱も大きくなる。したがって制御手段２４は、鋼帯１９の温度が高い部分は投射されるショット１８が多く、鋼帯１９の温度が低い部分は投射されるショット１８が少ないことを判断する。

制御手段２４は、鋼帯１９の温度分布が均一となるように、駆動手段２２に指令を与えてインペラー２１の幅方向位置を調整することによって、鋼帯１９に投射されるショット投射量分布を幅方向に均一にすることができる。また鋼帯１９の温度が予め定める温度以上となるように、駆動手段２２に指令を与えてインペラー２１の幅方向位置を調整することによって、鋼帯１９に衝突するショット１８が不足することを解消することができる。

たとえば制御手段２４は、ＣＰＵ（中央演算装置）と、メモリと、入出力インターフェースと含むコンピュータによって実現される。メモリには、ＣＰＵを動作させるためのプログラムであって、ショット投射量分布を判断して駆動手段２２を制御するためのプログラムが記憶される。ＣＰＵは、メモリに記憶されるプログラムを実行することによって、駆動手段２２を制御することができる。入出力インターフェースは、温度検出手段２３からの情報をＣＰＵに与えるとともに、ＣＰＵの演算結果を駆動手段２２に与える。

図３は、インペラー２１を示す斜視図であり、図４は、インペラー２１の一部を切断して示す断面図である。インペラー２１は、ディストリビュータ３０と、コントロールケージ３１と、ブレード３２と、インペラー側板３３と、導入筒３５を含んで構成される。ディストリビュータ３０は、円筒状に形成され、インペラー側板３３に固定されて、インペラー側板３３とともに軸線まわりに回転する。ディストリビュータ３０は、その周壁部を半径方向に挿通する複数の挿通孔が形成される。

コントロールケージ３１は、円筒状に形成され、ディストリビュータ３０を覆う。コントロールケージ３１は、その周壁部を半径方向に挿通する放出孔３４が形成される。コントロールケージ３１は、予め定める固定位置に連結され、ディストリビュータ３０、ブレード３２およびインペラー側板３３が、コントロールケージ３１に対して相対的に回転する。またコントロールケージ３１は、固定位置に対して軸線まわりに角変位することで、放出孔３４の位置を変更することができる。ブレード３２は、インペラー側板３３に固定される。ブレード３２は、複数設けられて、コントロールケージ３１に対して周方向にそれぞれ並び、半径方向に放射状に延びる。またブレード３２は、コントロールケージ３１に対して間隔をあけて配置される。導入筒３５は、ディストリビュータ３０内にショット１８を導く。

インペラー２１によってショット１８を投射するにあたって、まず、導入筒３５によってディストリビュータ３０内にショット１８を導く。ディストリビュータ３０内に導かれたショット１８は、ディストリビュータ３０とともに回転する。そしてショット１８は、遠心力によってディストリビュータ３０の挿通孔から脱出し、コントロールケージ３１によって脱出方向が規制されて、コントロールケージ３１の放出孔３４のみから脱出する。放出孔３４から脱出したショット１８は、回転翼であって回転するブレード３２に衝突し、ブレード３１によって加速されて鋼帯１９に向かって移動する。これによって単位時間あたりに、所定の数のショット１８が、所定の速度で所定の方向に投射される。ここでコントロールケージ３１は、放出孔３４の位置を調整可能であって、放出孔３４の位置を変更することによって、ショット１８の投射方向を変更することができる。

図５は、制御手段２４の制御動作を示すフローチャートである。制御手段２４は、鋼帯１９がショットブラスト装置２０を通過する間に、駆動手段２２を制御して、インペラーの位置を調整する。具体的には、ステップａ０で、作業者などによって、ショットブラストの開始を示す開始指令が与えられると、インペラー２１へのショット１８の供給を開始させるとともに、インペラー２１によるショット１８の投射を開始させ、ステップａ１に進む。ステップａ１に進むと、制御手段２４は、駆動手段２２の制御動作を開始する。

ステップａ１では、制御手段２４は、温度検出手段２３から鋼帯１９の幅方向Ｙの温度分布を示す情報を取得し、ステップａ２に進む。ステップａ２では、制御手段２４は、ステップａ１で取得した温度分布に基づいて、ショット投射量分布を判断し、ステップａ３に進む。

ステップａ３では、ステップａ２で判断したショット投射量に基づいて、ショット１８の投射量が、予め定めるショット投射量を超えて鋼帯１９の幅方向Ｙに均一となるように、インペラー２１を幅方向Ｙに移動させる移動量を演算し、演算した演算結果を駆動指令として駆動手段２２に与える。これによって駆動手段２２は、演算手段２４から与えられる駆動指令に従って、インペラー２１を変位駆動する。制御手段２４が、駆動指令を駆動手段２３に与えると、ステップａ４に進む。

ステップａ４では、制御手段２４は、作業者などによってショットブラストの終了を示す終了指令が与えられたか否かを判断し、終了指令が与えられていないと判断すると、ステップａ１に戻る。そして終了指令が与えられるまで、ステップａ１〜ａ４を繰返す。また、作業指令が与えられるとステップａ５に進む。ステップａ５では、インペラー２１へのショット１８の供給を停止するとともに、インペラー２１によるショット１８の投射を停止させて、制御手段２４による動作を終了する。

図６は、制御手段２４による駆動手段２２の制御を行ってない場合における鋼帯１９の温度分布を示すグラフである。図６では、幅方向一方側となるオペレータ側（ＯＰ側）から幅方向他方側となるドライブ側（ＤＲ）側に向かう各幅方向位置における鋼帯１９の温度をそれぞれ示す。また図７は、図６に示す状態における各インペラー２１Ａ，２１Ｂの位置を示す平面図である。

鋼帯１９の幅方向寸法変化および鋼帯１９の搬送位置変化によって、鋼帯１９に対するショットの投射量分布が変化し、鋼帯１９の温度分布に偏りが生じることがある。たとえば図６では、鋼帯１９のＤＲ側エッジ部１６の温度が残余の部分に比べて低下している。このことは、ＤＲ側エッジ部１６へのショット投射量が残余の部分に比べて不足していることを示す。この場合、図７に示すように、各インペラー２１Ａ，２１Ｂの幅方向位置Ｙが不適正であり、各インペラー２１Ａ，２１Ｂが、鋼帯１９のＯＲ側エッジ部１５寄りに位置していることを意味する。

図８は、制御手段２４による駆動手段２２の制御を行った場合における鋼帯１９の温度分布を示すグラフである。図８では、ＯＰ側からＤＲ側に向かう各幅方向位置における鋼帯１９の温度をそれぞれ示す。また図９は、図８に示す状態における各インペラー２１Ａ，２１Ｂの位置を示す平面図である。

制御手段２４によって制御を行った場合には、鋼帯１９の温度分布に偏りが生じると、温度分布の偏りを解消するように、各インペラー２１Ａ，２１Ｂが移動する。これによって鋼帯１９の幅方向寸法変化および鋼帯１９の搬送位置変化が生じても、ショットの投射量分布を均一とすることができる。

たとえば制御手段２４によって、図６の温度分布状態から図８に示す温度分布状態に移行させることによって、ショット１８の投射量を鋼帯１９の幅方向Ｙに均一にすることができる。この場合、各インペラー２１Ａ，２１Ｂは、図９に示すように、図７に示す状態から鋼帯１９のＤＲ側エッジ部１６寄りに移動する。

図１０は、鋼帯１９と、各インペラー２１Ａ，２１Ｂとを示す図である。図１０（１）は、中心位置Ｑに配置された状態１４から鋼帯１９が幅方向Ｙにスライドしたときに、鋼帯搬送方向Ｙに垂直な平面で切断した断面図である。図１０（２）は、図１０（１）におけるショット投射量分布を説明するためのグラフである。

図１０（１）において、鋼帯１９は、紙面に垂直となる方向に移動する。鋼帯１９の厚み方向一方側表面１７Ａには、２つのインペラー２１Ａ，２１Ｂから投射されるショット１８が衝突する。図１０（２）は、第１インペラー２１Ａから投射されるショット１８の投射量の幅方向分布を一点鎖線Ｐ１で示す。また、第２インペラー２１Ｂから投射されるショット１８の投射量の幅方向分布を２点鎖線Ｐ２で示す。２つのインペラー２１Ａ，２１Ｂを合計したショット１８の合計投射量の幅方向分布を実線Ｐ３で示す。

鋼帯１９の温度分布に基づいて、残余の部分に比べて鋼帯１９のエッジ部の温度が低いことを判断すると、制御手段２４は、現状の位置１３Ａ，１３Ｂから、温度が低いエッジ部に向かう方向に、各インペラー２１Ａ，２１Ｂを移動させる。これによって図１０（２）に示すように、２つのインペラー２１Ａ，２１Ｂを合計したショット１８の投射量Ｐ３を、スライドした鋼帯１９の幅方向にわたって均一化することができる。

図１１は、鋼帯１９と、各インペラー２１Ａ，２１Ｂとを示す図である。図１１（１）は、最大板幅Ｗ１よりも小さい板幅Ｗ２の部分がインペラー２１Ａ，２１Ｂを通過したときに、鋼帯搬送方向に垂直な平面で切断した断面図である。図１１（２）は、図１１（１）におけるショット投射量分布を説明するためのグラフである。

図１１（１）において、鋼帯１９は、紙面に垂直となる方向に移動する。鋼帯１９の厚み方向一方側表面には、２つのインペラー２１Ａ，２１Ｂから投射されるショット１８が衝突する。図１１（２）は、第１インペラー２１Ａから投射されるショット１８の投射量の幅方向分布を一点鎖線Ｐ１で示す。また第２インペラー２１Ｂから投射されるショット１８の投射量の幅方向分布を２点鎖線Ｐ２で示す。２つのインペラー２１Ａ，２１Ｂを合計したショット１８の合計投射量の幅方向分布を実線Ｐ３で示す。

検出される温度分布のうち、急激な温度変化が生じる位置を判断することによって、制御手段２４は、ショットブラスト装置２０を通過する鋼帯１９の板幅寸法を判断することができる。制御手段２４は、鋼帯１９の温度分布に基づいて、ショットブラスト装置２０を通過する鋼帯１９の板幅が小さくなったことを判断すると、制御手段２４は、現状の位置１３Ａ，１３Ｂから、板幅の縮小に応じて互いに中心位置Ｑに向かう方向に、各インペラー２１Ａ，２１Ｂを移動させる。これによって図１１（２）に示すように、２つのインペラー２１Ａ，２１Ｂを合計したショット１８の投射量Ｐ３が大きくなり、板幅が小さくなった鋼帯１９へのショット投射量を増やすことができる。

以上のように本実施の形態によれば、鋼帯１９の幅方向Ｙの温度分布を検出し、その検出した温度分布に基づいてショット投射量分布を判断する。そして判断したショット投射量分布に基づいて、インペラー２１の板幅方向位置を調整する。このように鋼帯１９の温度分布を検出することによって、ショット１８が飛散する空間を通過する鋼帯１９のショット投射量分布を精度よく検出することができる。

たとえばＣＣＤカメラを用いて、ショット１８の衝突状態を撮像したり、鋼帯１９のショット投射跡を撮像したりしても、精度よくショット投射量分布を求めることができない。これに対して、本実施の形態のように鋼帯１９の温度分布からショット投射量分布を求めることで、単位時間あたりに複数のショット１８から鋼帯１９に与えられるエネルギーとして、ショット投射量分布を精度よく求めることができる。また本実施の形態に従うと、ショット投射によって鋼帯１９に与えられるエネルギーであるショット投射量分布に基づくことで、ショット１８の大きさ、重さ、速度および単位時間あたりの投射量、第１インペラー２１Ａと第２インペラー２１Ｂの性能差などにかかわらず、ショット投射量分布を正確に求めることができる。

またショット１８を投射してから鋼帯１９の温度を検出するまでの板幅方向の温度低下率を考慮することによって、ショット投射量分布をより正確に求めることができる。たとえばエッジ部では、ショット１８を投射してから温度分布を検出するまでの温度低下率が、幅方向中央部に比べて大きい。このことを考慮することによって、エッジ部の温度低下が、ショット投射不足によるものか、ショット投射後の温度低下によるものかを判断して、ショット投射量分布をより正確に求めることができる。

制御手段２４は、このように現状のショット投射量分布を求め、求めたショット投射量分布が予め定めるショット投射量分布となるように、インペラー２１の幅方向位置を演算する。これによって板幅範囲が広く板幅が不均一な鋼帯であっても、また鋼帯１９の搬送位置がスライドする場合であっても、鋼帯通過中にショット投射量分布を適正にすることができ、鋼帯１９の幅方向Ｙにわたって予め定めるショット投射量でショット１８を鋼帯１９に投射することができる。

したがって図１０に示すように、鋼帯１９が中心位置Ｑから板幅方向Ｙにスライドしたとしても、そのスライドに追従して各インペラー２１Ａ，２１Ｂを移動させることで、ショット投射量分布を板幅方向にわたって均一にすることができる。これによって鋼帯１９のショット投射不足を解消するとともに、鋼帯１９に付着するスケールをムラなく除去することができる。

また図１１に示すように、鋼帯１９の幅方向寸法が変化しても、その変化に追従して各インペラー２１Ａ，２１Ｂを移動させることで、インペラー２１から投射されるショットのうちで、鋼帯部分に接触しないショット１８を少なくすることができ、ショット１８を有効に鋼帯１９に衝突させることができる。これによってショット１８によるスケールの除去性を向上することができる。

さらに鋼帯１９をショットブラスト装置２０に通過させる前に、試験的に、インペラー２１の位置を作業者が経験に基づいて手動で調整する必要がなく、ショットブラストを開始するための準備期間を短縮することができ、生産性を向上することができる。なお、上述した説明では、鋼帯１９の厚み方向一方側に設けられるインペラー２１Ａ，２１Ｂの位置制御について説明したが、鋼帯１９の厚み方向他方側に設けられるインペラー２１Ａ，２１Ｂの位置制御についても同様にして、制御手段２４が制御することで、厚み方向一方側と同様の効果を得ることができる。

また本実施の形態によれば、インペラー２１Ａ，２１Ｂを鋼帯１９の幅方向Ｙに移動させて、ショット投射量分布を調整する。これによってインペラー２１Ａ，２１Ｂのショット噴射方向および噴射速度などを調整するよりも、ショット投射量分布を簡単かつ高速に調整することができる。このようにショット１８の投射量分布を高速で調整できることで、鋼帯１９のスライド変位および形状の急な変化に追従して、ショット１８の投射量分布を調整することができる。またインペラー２１Ａ，２１Ｂの構成を大きく変更する必要がないので、本実施の形態のショットブラスト装置および方法を容易に実現することができる。

また本実施の形態では、鋼帯１９の熱間圧延工程または、熱間圧延工程後のバッチ焼鈍工程もしくは連続焼鈍工程において生じるスケールを除去する目的でショットブラスト装置２０が用いられたが、他のデスケール工程一般に用いることができる。たとえば加熱炉によって発生する１次スケールおよび圧延中に生じる２次スケールおよび熱間圧延鋼帯の焼鈍スケールのいずれの除去にも対応が可能である。また鋼帯１９に付着するスケールにムラに予め傾向がある場合、たとえばエッジ部に多くのスケールが発生する傾向がある場合などには、そのスケール付着分布の傾向に基づいて、予め定めるショット投射量分布を決定して、インペラー２１を調整してもよい。たとえば幅方向中央部よりもエッジ部のほうが、スケールが多く付着する傾向がある場合には、エッジ部のショット投射量を多くして、言い換えると、エッジ部の温度が中央部よりも高くなるようにインペラー２１を調整してもよい。これによって発生するスケールにムラが生じる場合であっても、ショットブラスト装置２０によって、効率よく確実にスケールを除去することができる。

またスケールの付着ムラがない場合などには、検出手段２３によって検出される温度分布が、板幅方向にわたって予め定める温度範囲となるように設定することが好ましい。たとえば予め定める温度を超えると、ショット１８によって鋼帯１９に与えられるエネルギーが過剰となってしまい、不所望に鋼帯１９を削ってしまう。また予め定める温度未満であると、ショット１８によって鋼帯１９に与えられるエネルギーが不足し、鋼帯１９のスケールが残ってしまう。本実施の形態では、鋼帯１９の温度を予め定められる範囲にすることによって、スケールを確実に除去するとともに、鋼帯１９の削りすぎを防止することができる。このために上述するようにインペラー２１の幅方向位置を調整するとともに、ショット１８によって鋼帯１９に与えるエネルギーを予め定める値にするようにしてもよい。

たとえば鋼帯温度が予め定める温度範囲となるように、制御手段２４は、インペラー２１の回転速度を変化させてショット１８の投射速度を変化させてもよく、インペラー２１に供給するショット供給量を変化させて単位時間あたりに投射するショット１８の投射量を変化させてもよい。たとえば図１１に示すように、鋼帯１９の板幅方向Ｙが短くなった場合に、２つのインペラー２１Ａ，２１Ｂを近接させて投射密度を大きくすると、鋼帯温度が予め定める範囲を超える場合には、投射速度または投射量を小さくしてもよい。これによってショット１８を有効に鋼帯１９に投射したうえで、鋼帯１９の削りすぎを抑えることができる。

またショットブラスト前の鋼帯１９の温度、ショット１８による鋼帯１９の温度上昇率およびショットブラスト室２５内の雰囲気温度に基づいて、前記予め定める温度範囲を調整することによって、季節や材質などにかかわらずに、正確なショット投射量分布を得ることができ、効率よくスケールを除去することができる。

図１２は、本発明の実施の他の形態であるショットブラスト装置によるショット投射量分布調整を説明するための図である。他の実施の形態であるショットブラスト装置は、図１に示すショットブラスト装置と類似した構成を示し、ショット投射量を調整するための調整方法が異なる。具体的には、駆動手段２２と制御手段２４の構成が異なり、他の構成については同様である。同様の形態については、説明を省略し、異なる部分について説明する。

駆動手段は、コントロールケージ３１を角変位駆動し、放出孔３４の角度位置を調整する。制御手段は、温度検出手段２３の検出結果に基づいて、駆動手段にコントロールケージ３１の変位指令を与える。駆動手段は、制御手段から与えられるコントロールケージ３１の変位指令に従って、コントロールケージ３１を変位駆動する。

図１２（１）〜図１２（３）に示すように、コントロールケージ３１を角変位して、放出孔３４の角度位置を調整することによって、インペラー２１から投射されるショットの噴射方向を変更することができる。インペラー２１の回転軸線が、鋼帯搬送方向Ｘと平行に延びることによって、放出孔３４の角度位置を調整すると、ショット１８が鋼帯１９に衝突する幅方向位置を調整することができる。このように駆動手段によって放出孔３４の角度位置を調整することによって、図１に示す場合のように駆動手段によってインペラー２１を幅方向に移動させるのと同様の効果を得ることができる。したがって、他の実施の形態であっても図１に示す実施の形態と同様の効果を得ることができる。

また上述した本実施の形態は、本発明の実施の一例示であって、発明の範囲内で構成を変更することができる。本実施の形態では、制御手段２４によってショット投射量分布を調整させた。これに対して制御手段２４に代えて作業者が、温度検出結果に基づいて、ショット投射量分布を調整してもよい。

具体的には、作業者が行うショットブラスト方法として、ショット投射によって鋼帯１９に発生する熱の温度分布を検出する温度検出工程と、温度検出工程によって検出した鋼帯１９の温度分布に基づいて、ショット投射量分布を判断する分布判断工程と、分布判断工程によって判断されるショット投射量分布が、予め定める投射量分布となるように、ショット投射量分布を調整する投射量調整工程工程とを行ってもよい。これによっても上述と同様の効果を得ることができる。

また鋼帯１９の温度分布に基づいて、ショット投射量分布を判断するショット投射量分布判断方法についても、本発明に含まれる。たとえば従来では、作業者の経験に基づいてショット投射量分布を判断する必要があったが、本発明のショット投射量分布判断方法に基づけば、経験を必要とすることなく、ショット投射量分布を求めることができる。これによってインペラー２１の位置調整などの前準備を短時間で行うことができる。

またたとえば本実施の形態では、インペラー２１の幅方向位置または放出孔３４の角度位置を調整したが、ショット投射量分布を変更するための手段の設定を変更することによって、ショット投射量分布を調整してもよい。たとえばインペラー２１を高さ方向Ｚに移動させてもよく、インペラー２１自体を角変位させてもよい。またインペラー２１のブレード３２の回転速度、インペラー２１へのショット供給量を変更してもよく、またこれら複数の設定を組み合わせてショット投射量分布を変更してもよい。

また本実施の形態では、ショット１８を衝突させる対象物を、鋼帯１９として説明したが、鋼帯１９以外であっても同様の効果を得ることができる。たとえば、通板される板状の鋼板のデスケーリングについても、本実施の形態のショットブラスト方法および装置を用いることができる。またショット噴射装置として、インペラー２１を用いたが、インペラー２１以外のショット噴射装置を用いてもよい。また本実施の形態では、インペラー２１が、鋼帯１９の厚み方向一方側に２つ設けられるとしたが、１つまたは２つ以上のインペラー２１が設けられてもよい。

本発明の実施の一形態であるショットブラスト装置２０を示す正面図である。 ショットブラスト装置２０を鋼帯搬送方向Ｘに垂直な平面で切断し、一部を省略して示す断面図である。 インペラー２１を示す斜視図である。 インペラー２１の一部を切断して示す断面図である。 制御手段２４の制御動作を示すフローチャートである。 制御手段２４による駆動手段２２の制御を行ってない場合における鋼帯１９の温度分布を示すグラフである。 駆動手段２４による駆動手段２２の制御を行ってない場合における各インペラー２１Ａ，２１Ｂの位置を示す平面図である。 制御手段２４による駆動手段２２の制御を行った場合における鋼帯１９の温度分布を示すグラフである。 駆動手段２４による駆動手段２２の制御を行った場合における各インペラー２１Ａ，２１Ｂの位置を示す平面図である 鋼帯１９と、各インペラー２１Ａ，２１Ｂとを示す図である。図１０ 鋼帯１９と、各インペラー２１Ａ，２１Ｂとを示す図である。 本発明の実施の他の形態であるショットブラスト装置によるショット投射量分布調整を説明するための図である。 鋼帯１とインペラー２との位置関係を示す図である。 鋼帯１とインペラー２との他の位置関係を示す図である。 鋼帯１とインペラー２とのさらに他の位置関係を示す図である。

符号の説明

１８ ショット
１９ 鋼帯
２０ ショットブラスト装置
２１ インペラー
２２ 駆動手段
２３ 温度検出手段
２４ 制御手段
２５ ショットブラスト室
Ｘ 鋼帯搬送方向
Ｙ 鋼帯板幅方向

Claims (3)

1. 複数の投射装置本体によってショットを対象物に投射して、対象物に付着する付着物を除去するショットブラスト方法であって、
   ショット投射によって対象物に発生する熱の温度分布を検出する温度検出工程と、
   温度検出工程によって検出した対象物の幅方向の温度分布に基づいて、ショットの投射量分布を判断する分布判断工程と、
   分布判断工程によって判断されるショットの投射量分布が、予め定めるショット投射量分布となるように、ショットの投射量分布を調整する投射量調整工程とを含み、
   前記投射量調整工程では、ショットを投射する複数の投射装置本体を対象物の幅方向に個別に移動させて、ショットの投射量分布を調整することを特徴とするショットブラスト方法。
2. 投射量調整工程は、ショット投射中に、対象物の被投射領域にわたって、対象物に投射するショットの投射量分布が対象物の幅方向に均一になるように、ショットの投射量分布を調整することを特徴とする請求項１記載のショットブラスト方法。
3. 複数の投射装置本体によってショットを対象物に投射して、対象物に付着する付着物を除去するショットブラスト装置であって、
   複数の投射装置本体と、投射装置本体を変位移動する駆動手段とを備える投射装置であって、ショットを投射するとともに、対象物に投射するショットの投射量分布を変更可能な投射装置と、
   ショット投射によって対象物に発生する熱の温度分布を検出する温度検出手段と、
   温度検出手段によって検出される対象物の幅方向の温度分布に基づいて、ショットの投射量分布を判断し、ショットの投射量分布が予め定めるショット投射量分布となるように、駆動手段を制御して投射装置本体を対象物の幅方向に移動させることによって、投射装置によるショットの投射量分布を調整する制御手段とを含み、
   前記駆動手段は、投射装置本体毎に設けられ、
   前記各投射装置本体は、個別に移動可能であることを特徴とするショットブラスト装置。

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