JP4857762B2 - 金属帯の表面欠陥防止方法および表面欠陥防止設備 - Google Patents
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Description
本発明は、金属帯表面に付着した異物を効果的に除去しておくことにより、異物起因の金属帯の表面欠陥の発生を防止する金属帯の表面欠陥防止方法および表面欠陥防止設備に関する。
ステンレス鋼帯などの金属帯は、熱間圧延工程で生じたスケールを脱スケール工程で除去するのが普通であり、その後、スリッターラインあるいはレベラーシャーラインの精整ラインで処理され、梱包されて出荷される。その製造過程で金属帯表面に微小な異物が付着することが起こり得る。例えば、ステンレス鋼帯の表面には、脱スケール工程で使用したナイロンブラシに起因するナイロン短繊維（長さが０．５ｍｍ以下）、異物を粘着して除去する粘着ロールの表層（ポリウレタンゴム）から剥離したゴム片（大きさが０．２ｍｍ以下）あるいは金属帯を巻取る際に使用した合紙からの微小な紙粉などがその製造過程で付着する。ステンレス鋼帯は、シート状製品として出荷される場合が多く、この場合、レベラーシャーラインで金属製レベラーローラで形状を矯正してから切断し、梱包してシート状製品とする。
上記のような異物が金属帯表面に付着したままで、複数の金属製レベラーローラによって繰り返し曲げ加工を施した場合には、金属帯表面に凹部が形成され、押し込み欠陥が生じる。図４には、ステンレス鋼帯の精整ラインであるレベラーシャーラインに設置したローラ式レベラー装置１０を模式的に示す。３は金属帯進行方向を示す。
また、コイル状製品は、スリッターラインでスリット装置により所望の幅にスリットし、コイル状に巻取った後、梱包して出荷される。コイル状製品は、使用者側工場内において、コイル状に巻かれたことで生じた巻き癖を、ローラ式レベラー装置に複数配置された小径の金属製レベラーローラで形状を矯正してから例えばプレスラインで部品に成形される。
また、コイル状製品は、スリッターラインでスリット装置により所望の幅にスリットし、コイル状に巻取った後、梱包して出荷される。コイル状製品は、使用者側工場内において、コイル状に巻かれたことで生じた巻き癖を、ローラ式レベラー装置に複数配置された小径の金属製レベラーローラで形状を矯正してから例えばプレスラインで部品に成形される。
異物８に起因する押し込み欠陥９の生成プロセスを図５により説明する。微小な異物８が金属帯表面に付着したまま（図５（ａ））、ローラ式レベラー装置１０により形状矯正を行った場合には、図５（ｂ）に示すように金属帯長手方向に伸ばされ金属帯表面に押し込まれ、図５（ｃ）に示すように凹状の押し込み欠陥９を発生させたり、板厚ｈが薄い場合、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、押し込み欠陥９の反対側表面に凸部が形成されることもある。異物８に起因する押し込み欠陥９の大きさａはステンレス鋼帯の場合、１．０ｍｍ以下のものが多い。
そこで金属帯製造工場では、精整ラインに一対の粘着ロールを有する異物除去設備を設置して出荷する製品に微小な異物が含まれないよう対策を取っている（特許文献１）。しかし、従来の異物除去設備では除去困難な異物が金属帯表面に付着していることから、粘着ロールで除去困難な金属帯表面上の異物を除去するため、揮発性の洗浄液を金属製レベラーローラ１０Ａに掛けたり、ローラ式レベラー装置１０自体に洗浄ユニットを組み込んで対応していた。
近年、金属帯表面の押し込み欠陥の数を少なくすることが強く要求されている。
なお、スリットされた条材の表面に付着している種々の異物を除去する異物除去技術としては、ブロアに接続しているダクトからなる吸引式異物除去部に条材を通過させ、続いて条材の両面に上下から粘着ロールを接触させる少なくとも一対の粘着ロールからなる粘着式異物除去部を通過させることが特許文献２に開示されている。
なお、スリットされた条材の表面に付着している種々の異物を除去する異物除去技術としては、ブロアに接続しているダクトからなる吸引式異物除去部に条材を通過させ、続いて条材の両面に上下から粘着ロールを接触させる少なくとも一対の粘着ロールからなる粘着式異物除去部を通過させることが特許文献２に開示されている。
また、特定の金属帯使用工場に設置する清浄装置としては、プレス加工のために予め所定形状に切断された切板ワークを１枚ずつプレスラインに送り込む搬送装置と、切板ワークの表面に押圧されつつ該切板ワークの移動に伴って回転させられることにより、該切板ワークの表面に付着している油分を吸着除去するオイルカットロールと、その下流側に配置され、切板ワークの表面に押圧されつつ該切板ワークの移動に伴って回転させられることにより、該切板ワークの表面に付着している異物を粘着して除去する粘着ロールとを有する装置が知られている（特許文献３）。
特開平６−２６９７５３号公報
特開平８−９００５０号公報
特開平６−９１３２７号公報
しかしながら、粘着ロールで除去するのが困難な金属帯表面上の異物を、揮発性の洗浄液を金属製レベラーローラ１０Ａに掛けたり、ローラ式レベラー装置１０自体に洗浄ユニットを組み込んで除去するようにしたのでは、異物除去コストが高くなる欠点があり、また異物除去効率が悪いため、表面欠陥防止設備の前後で所定の異物除去率が得られないという問題があった。
特許文献２の異物除去方法及び装置の場合でも、粘着ロールで除去するのが困難な金属帯表面上の異物を、吸引式異物除去法により除去するようにしたのでは、異物除去コストが高くなる欠点がある。
また、特許文献３の清浄装置を設置しているのは、特定の金属帯使用工場であるため、清浄装置を設置していない金属帯使用工場に製品を出荷する場合に、粘着ロールで除去するのが困難な金属帯表面上の異物を除去するための異物除去コストが高くなる欠点があり、また異物除去効率が悪いため、表面欠陥防止設備の前後で所定の異物除去率が得られないという問題があった。
また、特許文献３の清浄装置を設置しているのは、特定の金属帯使用工場であるため、清浄装置を設置していない金属帯使用工場に製品を出荷する場合に、粘着ロールで除去するのが困難な金属帯表面上の異物を除去するための異物除去コストが高くなる欠点があり、また異物除去効率が悪いため、表面欠陥防止設備の前後で所定の異物除去率が得られないという問題があった。
本発明は、上記従来技術の問題点を解消し、ローラ式レベラー装置により形状矯正を行って、その後金属帯を使用する金属帯表面上の異物を効率的に除去することができる金属帯の表面欠陥防止方法および表面欠陥防止設備を提供することを目的とする。
本発明者は、鋼帯表面に付着している異物のうち、粘着ロールで除去困難な鋼帯表面上の異物は、粘着ロールの押し付け力を高くしても、あるいは粘着ロールの粘着力を高くしても粘着ロールの表層に粘着させるのが困難であって、粘着ロールの押し付け力を高くした場合には、粘着ロールの表層が金属帯幅方向のエッジにより損傷を受け、表面欠陥防止設備を設置した精整ラインで異物を付着させてしまうことになり、逆効果となること、また粘着ロールの粘着力を高くし過ぎた場合には、粘着ロールの表層を形成する粘着物質（ポリウレタンゴム）が剥離して金属帯表面に付着してしまう恐れがあることを知見して、本発明を成すに至った。
本発明は、以下のとおりである。
１．ローラ式レベラー装置により形状矯正を行う前に、金属帯の表面に付着している異物を除去することにより、異物に起因した表面欠陥の発生を防止する金属帯の表面欠陥防止方法であって、前記ローラ式レベラー装置より上流側の精整ライン内で、金属帯表面に接触可能に金属帯進行方向にオフセットされて配置された少なくとも一対の粘着ロールを具備した異物転写装置と、金属帯表面に布状物質が押し付け可能に金属帯を挟んで対向配置され、該布状物質により金属帯表面に付着した異物を拭い取るパッド装置とを、併用して金属帯表面上の異物を除去することを特徴とする金属帯の表面欠陥防止方法。
１．ローラ式レベラー装置により形状矯正を行う前に、金属帯の表面に付着している異物を除去することにより、異物に起因した表面欠陥の発生を防止する金属帯の表面欠陥防止方法であって、前記ローラ式レベラー装置より上流側の精整ライン内で、金属帯表面に接触可能に金属帯進行方向にオフセットされて配置された少なくとも一対の粘着ロールを具備した異物転写装置と、金属帯表面に布状物質が押し付け可能に金属帯を挟んで対向配置され、該布状物質により金属帯表面に付着した異物を拭い取るパッド装置とを、併用して金属帯表面上の異物を除去することを特徴とする金属帯の表面欠陥防止方法。
２．前記異物転写装置の上流側に近接して前記パッド装置を配置し、金属帯表面上の異物を除去することを特徴とする上記１．に記載の金属帯の表面欠陥防止方法。
３．ローラ式レベラー装置により形状矯正を行う前に、金属帯の表面に付着している異物を除去することにより、異物に起因した表面欠陥の発生を防止する金属帯の表面欠陥防止設備であって、前記ローラ式レベラー装置より上流側の精整ライン内に、金属帯表面に接触可能に金属帯進行方向にオフセットされて配置された少なくとも一対の粘着ロールを具備した異物転写装置と、金属帯表面に布状物質が押し付け可能に金属帯を挟んで対向配置され、該布状物質により金属帯表面に付着した異物を拭い取るパッド装置とが、併設されていることを特徴とする金属帯の表面欠陥防止設備。
４．前記異物転写装置の上流側に近接して前記パッド装置を配置したことを特徴とする上記３．に記載の金属帯の表面欠陥防止設備。
本発明によれば、異物除去コストを低く抑えつつ、ローラ式レベラー装置により形状矯正を行って、その後金属帯を使用する金属帯表面上の異物を効率的に除去することができる。
以下、本発明の実施の形態に係る金属帯の表面欠陥防止設備について図１、図２を用いて説明する。図１は、実施の形態に係る金属帯の表面欠陥防止設備を模式的に示す概略側面図であり、図２は、同概略平面図である。
実施の形態に係る金属帯の表面欠陥防止設備は、ステンレス鋼帯Ｓを金属帯進行方向３に向けて搬送可能に構成されている精整ライン内に、金属帯表面に接触可能に配置された一対の粘着ロール１Ａ、１Ｂを具備した異物転写装置１と、金属帯表面に布状物質２Ａ，２Ｂが押し付け可能に配置され、該布状物質２Ａ、２Ｂにより金属帯表面に付着した異物を拭い取るパッド装置２と、が併設されている。
実施の形態に係る金属帯の表面欠陥防止設備は、ステンレス鋼帯Ｓを金属帯進行方向３に向けて搬送可能に構成されている精整ライン内に、金属帯表面に接触可能に配置された一対の粘着ロール１Ａ、１Ｂを具備した異物転写装置１と、金属帯表面に布状物質２Ａ，２Ｂが押し付け可能に配置され、該布状物質２Ａ、２Ｂにより金属帯表面に付着した異物を拭い取るパッド装置２と、が併設されている。
パッド装置２は、例えば芯材４に不織布などの布状物質２Ａ、２Ｂを巻き付け、布状物質２Ａ、２Ｂが動かないように固定し、芯材４に力を加えることにより、金属帯表面に付着した異物を拭い取ることができるように構成されている。また、異物転写装置１は、粘着ロール１Ａ、１Ｂが移動するステンレス鋼帯Ｓの表面に押圧されつつ、ステンレス鋼帯Ｓの移動に伴って回転させられるように、粘着ロール１Ａ、１Ｂのネック部が回転自在に軸支されている。粘着ロール１Ａ、１Ｂの表層は、例えば粘着性を有するポリウレタンなどで形成されている。そして粘着ロール１Ａ、１Ｂの表層同士が接触しないように、図１、図２に示すように、粘着ロール１Ａ、１Ｂが金属帯進行方向３にオフセットされて配置されており、金属帯表面に接触していない粘着ロール１Ａ、１Ｂの部分同士の接触を防止でき、金属帯表面に付着している異物を粘着ロール１Ａ、１Ｂに効果的に粘着することができる。図１、図２中、ｄは上下ロールの軸芯間距離を示す。また図２中、Ｗは、金属帯幅を示す。
また、パッド装置２の布状物質２Ａ、２Ｂが図１、図２に示すように、ステンレス鋼帯Ｓを挟んで対向配置されており、均一に布状物質２Ａ、２Ｂを金属帯表面に押し付けることができる。
また異物転写装置１がパッド装置２の下流側に近接して設置されているのが好ましい。
この理由を、図３により説明する。ステンレス鋼帯Ｓの表面に付着した異物７は、精整ラインに設置した表面欠陥防止設備に到達するまでの間に各種のローラと接触するなどして、鋼帯表面に密着された状態で表面欠陥防止設備に到達する。そこで、図３に示すように、鋼帯表面に密着された異物７をパッド装置２により鋼帯表面から剥離することができ、これによりパッド装置２の下流側に近接して設置された異物転写装置１の粘着ロール１Ａ、１Ｂにより鋼帯表面から剥離した異物７を粘着することによって鋼帯表面から容易に除去できるからである。
また異物転写装置１がパッド装置２の下流側に近接して設置されているのが好ましい。
この理由を、図３により説明する。ステンレス鋼帯Ｓの表面に付着した異物７は、精整ラインに設置した表面欠陥防止設備に到達するまでの間に各種のローラと接触するなどして、鋼帯表面に密着された状態で表面欠陥防止設備に到達する。そこで、図３に示すように、鋼帯表面に密着された異物７をパッド装置２により鋼帯表面から剥離することができ、これによりパッド装置２の下流側に近接して設置された異物転写装置１の粘着ロール１Ａ、１Ｂにより鋼帯表面から剥離した異物７を粘着することによって鋼帯表面から容易に除去できるからである。
このように精整ライン内に設置した金属帯の表面欠陥防止設備により、複数の金属製レベラーローラにより繰り返し曲げ加工を金属帯に施す前に、精整ライン内で、粘着ロール１Ａ、１Ｂを具備した異物転写装置１と、布状物質２Ａ、２Ｂにより金属帯表面に付着した異物を拭い取るパッド装置２とを併用して、金属帯表面上の異物を効率的に除去することができる。その際、従来の粘着ロール１Ａ、１Ｂを具備した異物転写装置１に、新たなパッド装置２を追加設置して表面欠陥防止設備としたので、ローラ式レベラー装置１０自体に洗浄ユニットを設置して除去する方法に比べて、異物除去コストを低く抑えることができる。
なお、上記金属帯の表面欠陥防止設備をスリッターラインに設置する場合には、スリット装置より下流側の巻取装置に近い箇所に設置するのが好ましい。スリット装置では、切断粉が金属帯の表面に付着する可能性があり、スリット装置より下流側に表面欠陥防止設備を設置することで金属帯の表面に付着した切断粉を効率的に除去することができるからである。また上記金属帯の表面欠陥防止設備をレベラーシャーラインに設置する場合には、ローラ式レベラー装置１０より上流側で、ステンレス鋼帯Ｓを払い出すペイオフリールの下流に設置すればよい。
図１、図２に示した金属帯の表面欠陥防止設備を、レベラーシャーラインのペイオフリールより下流側であって、ローラ式レベラー装置１０の上流側のライン内に設置し、従来の場合の異物除去率と比較した。なお、異物転写装置１の粘着ロール１Ａ、１Ｂは、その直径が１００ｍｍで、上下ロールの軸芯間距離ｄを１００ｍｍとして設置した。また、粘着ロール１Ａ、１Ｂのロール押し込み量（ロール表面を鋼板表面に接触させたときを０とし、それから上下のロールを互いに接近させて、押し込んだ量）を１ｍｍとして行った。粘着ロール１Ａ、１Ｂとしては粘着ゴムロール（テクノロール株式会社製）を用いた。金属帯表面に付着した異物を拭い取るパッド装置２は、芯材４に布状物質２Ａ、２Ｂを巻き付けた後に測った鋼帯長手方向の長さを２００ｍｍとし、押し付け力は、鋼帯表面に擦り疵が発生しないように調整した。調査に用いたステンレス鋼帯Ｓは、板厚ｈが０．５〜０．６ｍｍ、幅が１０１５ｍｍのフェライト系ステンレス鋼とした。
異物除去率は、表面欠陥防止設備の前後で目視により異物の個数をカウントし、表面欠陥防止設備の前での異物の個数から表面欠陥防止設備の後での異物の個数を差し引き、異物の個数の差を表面欠陥防止設備の前での異物の個数で除した値に１００を掛けて算出した。ただし、ステンレス鋼帯Ｓの表面に付着した異物８に起因する押し込み欠陥９の大きさａは、０．５ｍｍ以上のものをカウントした。
その結果、レベラーシャーラインに、粘着ロール１Ａ、１Ｂを具備した異物転写装置１のみ設置した従来の表面欠陥防止設備の場合には、異物除去率が８８．５％であったが、粘着ロール１Ａ、１Ｂを具備した異物転写装置１と、布状物質２Ａ、２Ｂにより金属帯表面に付着した異物を拭い取るパッド装置２とを併用することによって、異物除去率が９７．３％にまで向上した。
Ｓ ステンレス鋼帯
１Ａ、１Ｂ 粘着ロール
２Ａ、２Ｂ 布状物質
ｄ 上下ロールの軸芯間距離
Ｗ 金属帯幅
３ 金属帯進行方向
４ 芯材
５ 押し付け力
６ 回転方向
７、８ 異物
９ 押し込み欠陥
ａ 押し込み欠陥の大きさ
１０ ローラ式レベラー装置
１０Ａ レベラーローラ
１Ａ、１Ｂ 粘着ロール
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ａ 押し込み欠陥の大きさ
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１０Ａ レベラーローラ
Claims (4)
- ローラ式レベラー装置により形状矯正を行う前に、金属帯の表面に付着している異物を除去することにより、異物に起因した表面欠陥の発生を防止する金属帯の表面欠陥防止方法であって、前記ローラ式レベラー装置より上流側の精整ライン内で、金属帯表面に接触可能に金属帯進行方向にオフセットされて配置された少なくとも一対の粘着ロールを具備した異物転写装置と、金属帯表面に布状物質が押し付け可能に金属帯を挟んで対向配置され、該布状物質により金属帯表面に付着した異物を拭い取るパッド装置とを、併用して金属帯表面上の異物を除去することを特徴とする金属帯の表面欠陥防止方法。
- 前記異物転写装置の上流側に近接して前記パッド装置を配置し、金属帯表面上の異物を除去することを特徴とする請求項１に記載の金属帯の表面欠陥防止方法。
- ローラ式レベラー装置により形状矯正を行う前に、金属帯の表面に付着している異物を除去することにより、異物に起因した表面欠陥の発生を防止する金属帯の表面欠陥防止設備であって、前記ローラ式レベラー装置より上流側の精整ライン内に、金属帯表面に接触可能に金属帯進行方向にオフセットされて配置された少なくとも一対の粘着ロールを具備した異物転写装置と、金属帯表面に布状物質が押し付け可能に金属帯を挟んで対向配置され、該布状物質により金属帯表面に付着した異物を拭い取るパッド装置とが、併設されていることを特徴とする金属帯の表面欠陥防止設備。
- 前記異物転写装置の上流側に近接して前記パッド装置を配置したことを特徴とする請求項３に記載の金属帯の表面欠陥防止設備。
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