JP4737574B2

JP4737574B2 - 帯材の製造装置及び製造方法

Info

Publication number: JP4737574B2
Application number: JP2000391053A
Authority: JP
Inventors: 芳雄丹下; 重雄岡村
Original assignee: Daido Steel Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd
Priority date: 2000-12-22
Filing date: 2000-12-22
Publication date: 2011-08-03
Anticipated expiration: 2020-12-22
Also published as: JP2002192219A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、帯材の製造装置及び製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば金属長尺材としての帯鋼の製造に際し、冷間圧延加工後の帯状ワークに歪み取り焼鈍を施してリールにコイル状に巻き取る工程において、焼鈍前にワークの表面に付着した汚れ（圧延等の加工時に付着する加工油脂や加工時に発生する金属の微粉・砕片等）を拭き取るための汚れ取り工程を設ける場合がある。そして、この汚れ取り工程では、リールでの巻き取りに伴い長手方向に引張られて連続的に所定速度で搬送される帯状ワークに対して、厚み方向両側から押し付けられてワーク表面に接する拭き取りパッドが用いられることが多い。このような拭き取りパッドは、一般にエアシリンダ等により加圧された押圧板を用いてバフ布をワーク表面に押圧する形で用いられ、上記拭き取り作用とともに、ワークの蛇行（搬送方向に対してローリングを生じる現象）を防止する役割と、ワークに対して引張方向に所定範囲の張力を付与する役割とを有している。そして、ワークの蛇行を防止することによって、多条搬送（同一方向に複数のワークを並列して搬送すること）の場合でもワーク間での接触を防ぐことができる。また、ワークに所定範囲の張力を付与することによって、ワーク表面でのしわ（張力の変動によるワーク表面での塑性変形現象）の発生を防ぐこともできる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上記拭き取りパッドは、ワークの搬送方向において固定的に設置されているため、汚れの一種である金属の微粉・砕片等が一旦拭き取りパッドにて拭き取られ堆積された後、ワーク表面に再付着して表面を荒らしたり傷を付けたりすることがある。そこで、洗浄工程を経てからワークを汚れ取り工程に導入するようにすれば、拭き取りパッドへの汚れの付着量を相対的に減らすことができる。しかしこの場合にも、例え僅かであっても汚れが徐々に拭き取りパッドに堆積することに変わりはなく、１万ｍを超えるような長尺のワークにおいては、たびたび製造ラインを停止して、拭き取りパッドの取り替え等により新しいパッド面がワーク表面に接するように調整しなければならなかった。このため、製品の歩留まりや生産効率を低下させ、製造コストを上昇させる原因ともなっていた。
【０００４】
本発明の課題は、ワークの表面に付着した汚れを拭き取る汚れ取り工程において、ワーク表面を荒らしたり傷を付けたりすることを防止でき、しかも拭き取りパッドにおけるワークの蛇行を防止する役割と、ワークに所定範囲の張力を付与する役割とを阻害することのない帯材の製造装置及び製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】
上述の課題を解決するために、本発明の帯材の製造装置は、
帯状のワークを長手方向に引張りながら連続的に搬送して巻き取るワーク搬送機構と、前記ワークの表面に付着した汚れを拭き取る拭き取りパッドを連続的に送るパッド送り機構とを有し、
前記拭き取りパッドは、前記ワーク搬送機構により移動状態にある前記ワークの表面に対して、前記パッド送り機構により、該ワークの厚み方向から押し付けられて接しつつ移動するとともに、
前記ワークと前記拭き取りパッドとは移動の向きが一致し、かつ、前記拭き取りパッドの送り速度が前記ワークの搬送速度よりも小に設定されていることを特徴とする。
【０００６】
本発明に係る金属長尺材の製造装置では、ワーク搬送機構により移動状態にあるワークの表面に対して、拭き取りパッドがパッド送り機構によって押し付けられて接しつつ移動し、ワークの表面に付着した汚れを新しく送られて来たパッド面で拭き取ることになるので、拭き取りパッドへの汚れの堆積が防止され、拭き取りパッドにおける汚れの拭き取り能力が低下することもない。したがって、汚れの再付着によってワーク表面を荒らしたり傷を付けたりすることが防止でき、製品の歩留まりや生産効率を低下させたり、製造コストを上昇させたりすることもない。また、拭き取りパッドにおけるワークの蛇行を防止する役割と、ワークに所定範囲の張力を付与する役割とを何ら阻害することのない拭き取り操作が実現できる。
【０００７】
しかも、ワーク搬送機構は帯状又は板状のワークを巻き取るワーク巻取装置を備え、拭き取りパッドはワーク表面に対しワークの厚み方向から接するようになすことができる。リール等のワーク巻取装置で巻き取られることによって張力を付与される形態の帯状又は板状のワークにおいては、拭き取りパッドがワークの厚み方向からワーク表面に接するように配置するだけで、拭き取りパッドの拭き取り能力を十分に発揮させることができるようになる。このように、本発明は帯状又は板状のワークに適用したときにもっともその効果を発揮する。
【０００８】
さらに、ワークと拭き取りパッドとの移動の向きをほぼ一致させ、かつ、拭き取りパッドの送り速度をワークの搬送速度よりも小に設定すれば、拭き取りパッドは両者の速度差分だけワークよりも遅れて移動するので、ワーク表面の汚れをきれいに拭き取ることができる。しかも、拭き取りパッドの送り速度がワークの搬送速度よりも小に設定されているので、拭き取りパッドの消耗量を比較的少なくすることができ、製造コストを抑制することができる。また、ワークと拭き取りパッドとの移動の向きをほぼ一致させてあるので、拭き取りパッドが送り方向に引張られることによる幅方向の縮み代が少なくてすみ、多条のワークの搬送にも用いることができる。
【０００９】
次に、上述の課題を解決するために、本発明の帯材の製造方法は、
帯状のワークを長手方向に連続的に引張搬送しながら熱処理を行う熱処理工程と、
その熱処理工程に対する前後双方に配置され、移動状態にある前記ワークの表面に対して該ワークの厚み方向から拭き取りパッドが押し付けられて接しつつ連続的に移動することにより、前記ワークの巻き取り前に、前記ワークの表面に付着した汚れを拭き取る汚れ取り工程とを有し、
前記汚れ取り工程において、前記ワークと前記拭き取りパッドとは移動の向きが一致し、かつ、前記拭き取りパッドの送り速度が前記ワークの搬送速度よりも小に設定されていることを特徴とする。
【００１０】
ワークを長手方向に連続的に引張搬送しながらワークに対する熱処理を行う場合、ワークの熱処理を行う加熱炉内でのワークの張力（以下、炉内張力という）が適正な範囲に保持されないと、熱処理後のワークの内部応力が均一化せず品質にばらつきを生じたり、ワーク表面でのしわが発生したりすることがある。本発明に係る金属長尺材の製造方法によれば、この炉内張力はワークの引張搬送力に対応する形で容易に設定でき、また拭き取りパッドの送り方向の張力及びワーク表面への押圧力を調整することにより、炉内張力の調整を行うことができるので、ワークの変形・割れやワーク表面でのしわの発生を防止でき、製品の歩留まりが向上する。しかも、このような状態で、ワークの熱処理と汚れ取りとが一連の工程として行え、効率的な金属長尺材の生産が可能となる。
【００１１】
また、熱処理工程の前にワークの表面を洗浄する洗浄工程を配置し、その洗浄工程と熱処理工程との間に、汚れ取り工程を配置することが望ましい。つまり、ワーク表面の洗浄を行って加工油脂等の汚れを除去してから、拭き取りパッドでの拭き取りが行われるので、汚れの再付着によってワーク表面を荒らしたり傷を付けたりすることが防止できる。また、洗浄工程と汚れ取り工程とを経てから熱処理工程が実施されるので、加工油脂等の汚れがワーク表面に焼き付くことが防止できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の金属長尺材の製造装置の一例について説明する。図１は、金属長尺材としての帯鋼の製造装置の一例を製造工程に沿って模式的に示している。この帯鋼製造装置１（金属長尺材製造装置）は、５条（図３参照）の帯状のワークＷの搬送方向（パスラインＰＬ；図２及び図４参照）に沿って、ワーク繰出装置１０、洗浄装置２０、熱処理装置３０及びワーク巻取装置４０が配置され、ワーク繰出装置１０から繰り出されたワークＷが最終的にワーク巻取装置４０に巻き取られるようになっている。また、帯鋼製造装置１において、ワーク繰出装置１０と洗浄装置２０との間には第一汚れ取り装置５１を、洗浄装置２０と熱処理装置３０との間には第二汚れ取り装置５２を、熱処理装置３０とワーク巻取装置４０との間には第三汚れ取り装置５３をそれぞれ配置する。これら各汚れ取り装置５１，５２，５３は、ワーク巻取装置４０での巻き取りに伴い長手方向に引張られて連続的に所定速度で搬送されるワークＷに対して、拭き取りパッドＣＰが厚み方向の両側から押し付けられてワークＷ表面に接し、ワークＷ表面に付着した汚れを拭き取るために、ほぼ同様の構造を有している。なお、拭き取りパッドＣＰは、バフ布等の織布やフェルト等の不織布等を材料とする。また、このような拭き取りパッドＣＰは、上記拭き取り作用とともに、ワークＷの蛇行（搬送方向ＰＬに対してローリングを生じる現象）を防止する役割と、ワークＷに対して引張方向に所定範囲の張力を付与する役割とを有している。
【００１３】
ワーク繰出装置１０は、冷間圧延加工後の帯状のワークＷを径方向に積層状に巻いたワーク繰出リール１１とこのワーク繰出リール１１を駆動するための繰出リール駆動モータ１２とを有している。一方、ワーク巻取装置４０は、ワークＷを径方向に積層状に巻き取るワーク巻取リール４１とこのワーク巻取リール４１を駆動するための巻取リール駆動モータ４２とを有している。ワーク繰出装置１０とワーク巻取装置４０とは、ワークＷを長手方向に引張りながら所定速度で連続的に搬送するワーク搬送機構１００を構成している。なお、ワーク繰出径Ｄ1及びワーク巻取径Ｄ2の変化に伴って繰出リール駆動モータ１２及び巻取リール駆動モータ４２の回転数を増減調節してワーク繰出リール１１及びワーク巻取リール４１の周速を一定に維持することにより、ワークＷの搬送速度をほぼ一定に維持している。ワークＷの搬送速度がほぼ一定に維持されることにより、ワークＷの熱処理装置３０内での炉内張力が適正な範囲に保持され、熱処理後のワークＷの内部応力が均一化するので、品質のばらつきや、ワーク表面でのしわの発生を防止することができる。
【００１４】
洗浄装置２０は、アルカリ洗浄液２２を満たした洗浄槽２１からなり、ワークＷを連続的に搬送しながら浸漬することによって、主として圧延加工時等にワークＷの表面に付着した加工油脂等の汚れを除去する。また、熱処理装置３０は、加熱室３１と徐冷室３２とを備え、ワークｗに対する内部応力の除去を目的とする歪み取り焼鈍が行われる。この歪み取り焼鈍は、加熱室３１にてワークＷを連続的に搬送しながら６００〜８００℃に加熱後、引き続き徐冷室３２中でワークＷを連続的に搬送しながら徐冷する。
【００１５】
次に、第一汚れ取り装置５１、第二汚れ取り装置５２及び第三汚れ取り装置５３は、共通するパッド送り機構２００を備えている。パッド送り機構２００の正面図を図２に、左側面図を図３に示す。また、図４はパッド送り機構２００の主要部の拡大図を示す。５条の帯状ワークＷに対して用いられるパッド送り機構２００は、拭き取りパッドＣＰに送り方向の張力を付与する張力付与部２１０と、拭き取りパッドを一定速度にて送る定速送り部２５０とを有する。そして、張力付与部２１０は、拭き取りパッドＣＰを取り出すパッド取出部２２０と、拭き取りパッドＣＰを巻き取るパッド巻取部２３０と、拭き取りパッドＣＰをワークＷの表面に押し付ける押圧部２４０とを備える。これらによって、ワークＷの張力（炉内張力）を一定に維持し、ワークＷ表面にしわが発生するのを防止している。
【００１６】
さらに、パッド取出部（パッド繰出部）２２０は、拭き取りパッドＣＰが径方向に積層状に巻かれたパッド繰出ドラム２２１と、パッド繰出ドラム２２１内の拭き取りパッドＣＰの張力が所定範囲になるようにトルク出力が調節される繰出側トルクモータ２２２と、パッド繰出ドラム２２１と繰出側トルクモータ２２２との間を伝動する伝動ベルト２２３とを備える。一方、パッド巻取部２３０は、拭き取りパッドＣＰを径方向に積層状に巻き取るパッド巻取ドラム２３１と、パッド巻取ドラム２３１に巻取られる拭き取りパッドＣＰの張力が所定範囲になるようにトルク出力が調整される巻取側トルクモータ２３２と、パッド巻取ドラム２３１と巻取側トルクモータ２３２との間を伝動する伝動ベルト２３３とを備える。
【００１７】
そして、押圧部２４０において、張力調整用エアシリンダ２４２により押圧される押圧板２４１が拭き取りパッドＣＰをワークＷの表面に押し付けることにより、拭き取りパッドＣＰの張力調整ひいてはワークＷの張力調整が行われる。このように、拭き取りパッドＣＰの張力調整を介してのワークＷの張力調整が、繰出側トルクモータ２２２と巻取側トルクモータ２３２とのトルク出力調整または／及びエアシリンダ２４２による押圧力調整によってなされる。これらの調整によって、ワークＷの張力（炉内張力）を一定に維持し、ワークＷ表面にしわが発生するのを防止している。なお、繰出側トルクモータ２２２と巻取側トルクモータ２３２とのうち、いずれか一方を省略することができ、また１個の繰出側トルクモータ２２２または巻取側トルクモータ２３２によって、上下２個の拭き取りパッドＣＰに対する張力調整（トルク出力調整）を行ってもよい。
【００１８】
また、定速送り部２５０は、サーボモータ２５１と減速ギヤ列２５２を介して駆動されるキャプスタン軸２５３と、エアシリンダ２５４によってキャプスタン軸２５３に押圧されたときキャプスタン軸２５３と逆方向に回転するピンチローラ２５５とを備えている。なお、２５６はガイドローラであり、ワークＷのパスラインＰＬに対して押圧部２４０よりも上手側（上流側）と下手側（下流側）とに配置されている。また、図４において、キャプスタン軸２５３とピンチローラ２５５とはワークＷのパスラインＰＬに対して押圧部２４０よりも上手側に配置しているが、押圧部２４０よりも下手側に配置してもよい。
【００１９】
洗浄装置２０でのワークＷ表面の洗浄後に拭き取りパッドＣＰでの拭き取りを実施し、汚れの再付着によってワークＷ表面を荒らしたり傷を付けたりすることを防止している。また、ワークＷは、洗浄装置２０と第二汚れ取り装置５２とを経てから熱処理装置３０に導入されるので、加工油脂等の汚れのワーク表面への焼き付きを防止できる。
【００２０】
ワークＷと拭き取りパッドＣＰとは移動の向きがほぼ一致し、拭き取りパッドＣＰの送り速度がワークＷの搬送速度よりも小に設定されている。このワーク搬送方向ＰＬの速度差により、拭き取りパッドＣＰでのワークＷ表面の拭き取りが確実に行われる。
【００２１】
ここで、拭き取りパッドＣＰの送り速度としては、１０〜２００ｍｍ／時程度であり、一方ワークＷの搬送速度としては、１０〜３０ｍ／分程度である。
【００２２】
以上の説明は、帯鋼のみについて行ったが、本発明のワークは帯状のほか、板状・線状・棒状等にも適用される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の帯鋼製造装置の一例を製造工程に沿って示す模式図。
【図２】図１のパッド送り機構の正面図。
【図３】図１のパッド送り機構の側面図。
【図４】図２の要部拡大図。
【符号の説明】
１帯鋼製造装置（金属長尺材製造装置）
１０ワーク繰出装置
２０洗浄装置
３０熱処理装置
４０ワーク巻取装置
１００ワーク搬送機構
２００パッド送り機構
２１０張力付与部
２５０定速送り部
ＣＰ拭き取りパッド
Ｗワーク

Claims

帯状のワークを長手方向に引張りながら連続的に搬送して巻き取るワーク搬送機構と、前記ワークの表面に付着した汚れを拭き取る拭き取りパッドを連続的に送るパッド送り機構とを有し、
前記拭き取りパッドは、前記ワーク搬送機構により移動状態にある前記ワークの表面に対して、前記パッド送り機構により、該ワークの厚み方向から押し付けられて接しつつ移動するとともに、
前記ワークと前記拭き取りパッドとは移動の向きが一致し、かつ、前記拭き取りパッドの送り速度が前記ワークの搬送速度よりも小に設定されていることを特徴とする帯材の製造装置。
前記拭き取りパッドの送り速度が、１０〜２００ｍｍ／時である請求項１記載の帯材の製造装置。
前記パッド送り機構は、前記拭き取りパッドに送り方向の張力を付与する張力付与部と、前記拭き取りパッドを一定速度にて送る定速送り部とを有する請求項１又は２記載の帯材の製造装置。
前記定速送り部には、前記拭き取りパッドを挟んでキャプスタン軸とピンチローラとが設けられ、
前記キャプスタン軸は前記拭き取りパッドの送り方向に駆動回転するとともに、前記ピンチローラは前記キャプスタン軸に押圧されたときに逆方向に回転する請求項３記載の帯材の製造装置。
帯状のワークを長手方向に連続的に引張搬送しながら熱処理を行う熱処理工程と、
その熱処理工程に対する前後双方に配置され、移動状態にある前記ワークの表面に対して該ワークの厚み方向から拭き取りパッドが押し付けられて接しつつ連続的に移動することにより、前記ワークの巻き取り前に、前記ワークの表面に付着した汚れを拭き取る汚れ取り工程とを有し、
前記汚れ取り工程において、前記ワークと前記拭き取りパッドとは移動の向きが一致し、かつ、前記拭き取りパッドの送り速度が前記ワークの搬送速度よりも小に設定されていることを特徴とする帯材の製造方法。