JP4909098B2 - 金属箔のスレッディング装置 - Google Patents

Description

本発明は、金属箔用横型連続焼鈍炉における金属箔のスレッディング装置に関する。

金属箔用横型連続焼鈍炉においては、炉の立ち上げ時や、金属箔の破断時等には、新たに金属箔を炉内に通板するスレッディングが必要となる。この際、炉内のヒータの電源を落とし、炉内温度を下げ、炉内雰囲気ガスを空気に置換し、金属箔を炉内に通した後、再び操業可能な状態に戻すと、３〜４日を要してしまうため、ヒータの電源を落とさず、雰囲気ガスを保持したままのスレッディングが望まれる。

通常、鋼帯の連続焼鈍炉、連続溶融めっき設備等の横型連続処理炉における鋼帯の炉内へのスレッディングは、鋼帯の搬送手段であるハースロールによりスレッディングバーを搬送させ、そのスレッディングバーの後端に鋼帯を接続して行うのが一般的である。このスレッディングバーは、ハースロールが約３ｍピッチで設けられている場合、ハースロール間に落下しないように３つのハースロールにまたがるようにすると、その長さは約１０ｍになる。したがって、スレッディングバーを用いる従来の鋼帯のスレッディング技術では、炉の前後に大きなスレッディングスペースが必要である。また、スレッディングバーは長さが１０ｍにも及ぶ重量物であるので、手作業によって炉内に挿入することはできず、専用の機械が必要となる。

一方、金属箔用横型連続焼鈍炉では、通常、厚みが５００μｍ以下で、幅が６００ｍｍ以下の金属箔を通板する。金属箔は、２ｍから５ｍの間隙で炉内に設けたサポートロールにより支持され搬送される。金属箔用横型連続焼鈍炉のスレッディングに、従来の鋼帯のスレッディングに用いていたスレッディングバーを用いると、スレッディング作業が大掛かりになるだけでなく、重量物であるスレッディングバーによってサポートロールの表面に疵が付くという問題が生じる。

これに対して、特許文献１には、スレッディングバーとして、その両端部にて互いに連結可能な複数のパイプ又は棒を用いたスレッディング技術が開示されている。この技術では、複数のパイプ又は棒を炉の入側で順次連結し、炉の出側に出てくるまで繰り返す。そして、炉出側でパイプ又は棒の連結を、順次解除する。この技術によれば、炉の入側及び出側のスレッディングスペースが少なくて済む。

しかし、特許文献１の技術では、スレッディングバーを構成する複数のパイプ又は棒に走行手段（車輪）を設け、炉壁にスレッディングバー走行用専用通路を設けるようにしているため、設備費が高くなる。また、スレッディングバー走行用専用通路を設けずに、スレッディングバーを炉内の通板パスに沿って通過させようとすると、その途中でパイプ又は棒からなるスレッディングバーが下方に撓み、炉内ロールに引っ掛かりるため、スレッディングができなくなる。

一方、特許文献２には、スレッディングバーを用いないスレッディング技術が開示されている。この技術は、炉壁に、炉の入口から出口にわたり、両端に連続する切り欠き部を設けた外管を、切り欠き部を炉内側に向けて取り付け、外管の内側に、両端に連続する切り欠き部を設けた内管を、炉の入口から出口にわたり回転可能に嵌装し、内管内に、内管及び外管の切り欠き部を通って炉内へ移動可能な鋼帯牽引用ワイヤーロープを挿入し、このワイヤーロープをウィンチで牽引してスレッディングするというものである。

しかし、特許文献２の技術では、スレッディング用に設けた外管及び内管の変形を防止するため、送風機により内管内に空気を送り込む必要があり、この空気が炉内を冷却することになるので、熱効率が悪化する。また、内管を外管内で回転させる機構は、長期的に見ると途中での引っかかりによる回転不良等が発生しやすく、安定性に欠ける。
特開昭６３−２１９５３１号公報 実開平２−１１０６６２号公報

本発明は、金属箔のスレッディングには、特許文献１のように、複数のパイプ又は棒を連結してなるスレッディングバーを用いることが有効であるという見地から、その問題点を解消して、簡素な装置構成で、円滑にスレッディングを行うことができる金属箔のスレッディング装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため本発明に係る金属箔のスレッディング装置は、金属箔用横型連続焼鈍炉内に金属箔を通過させる金属箔のスレッディング装置であって、金属箔を接続して金属箔用横型連続焼鈍炉の炉内を通過させるスレッディングバーを備え、スレッディングバーは、その両端部にて互いに連結可能な複数のパイプ又は棒からなり、さらに、金属箔用横型連続焼鈍炉の炉内であって当該炉内のサポートロールの上流側近傍に配置され、スレッディングバーをサポートロールの上端レベルより高い位置まで持ち上げるスレッディング治具を備えたことを特徴とするものである。

本発明において、スレッディング治具は、金属箔用横型連続焼鈍炉の炉幅方向に設けた回転軸と、この回転軸に対し偏心して接続した偏心部とを有するものとすることができ、前記回転軸の回転に伴い前記偏心部がスレッディングバーを昇降させるようにすることができる。

また、スレッディング治具を、金属箔用横型連続焼鈍炉の炉幅方向に設けた耐熱材料からなるチェーン又はワイヤとし、前記チェーン又はワイヤの張力を強めることによりスレッディングバーを上昇させ、前記チェーン又はワイヤの張力を弱めることにより、金属箔の通板パスから前記チェーン又はワイヤを退避させるようにすることもできる。このように、スレッディング治具としてチェーン又はワイヤを用いる場合、チェーン又はワイヤは炉内では耐熱材料からなるパイプ内を貫通させて配置することができる。さらに、チェーン又はワイヤは、炉幅方向一端より炉内に繰り入れ可能、他端より繰り出し可能とすることができる。

本発明では、スレッディングバーをその両端部にて互いに連結可能な複数のパイプ又は棒から構成しているので、炉の前後のスレッディングスペースが少なくて済む。

また、スレッディングバーは、金属箔の支持・搬送用のサポートロールを活用して支持・搬送するので、スレッディングバー走行用専用通路を設ける必要がなく設備費を安価にできる。

さらに、炉内のサポートロールの上流側近傍に、スレッディングバーをサポートロールの上端レベルより高い位置まで持ち上げるスレッディング治具を設けたことで、スレッディングバーがサポートロールと衝突してサポートロールに疵をつけるということがなくなり、スレッディングも円滑に行うことができる。

以下、図面に基づき本発明を詳細に説明する。

図１は、本発明に係る金属箔のスレッディング装置を適用する金属箔用横型連続光輝焼鈍設備の一例を示す。金属箔用横型連続光輝焼鈍設備は、ライン入側から順に、ペイオフリール１と、ウェルダー２と、洗浄装置３と、入側ルーパ６と、入側ブライドル７と、光輝焼鈍炉１０と、出側ブライドル１７と、出側ルーパ１８と、テンションリール１９とを備えて構成される。洗浄装置３は、電解脱脂槽４とアルカリスクラバー５とを備える。また、光輝焼鈍炉１０は、入側シール装置９と、加熱帯１１と、徐冷帯１３及び急冷帯１４からなる冷却帯１２と、出側シール装置１５とを備える。なお、金属箔の場合には、ウェルダー２等でラインが停止しても、被害を受ける重量が軽微であるため、ルーパは設けられないこともある。

光輝焼鈍炉１０では、金属箔３２は窒素、水素等の雰囲気ガス２７中で焼鈍される。図２に示すように、その断面は、鉄皮３０の内部に加熱用の電熱ヒータ２８を設け、その内面をＳＵＳ３１０等の耐熱材料のマッフル３１で覆い、電熱ヒータ２８の余の空間には、断熱用のセラミックファイバー２９等が充填される構成になっている。その炉温は１０００℃を超える。

光輝焼鈍炉１０の炉内には２ｍから５ｍの間隙でサポートロール２１が設けられており、このサポートロール２１によって、厚みが５００μｍ以下で、幅が６００ｍｍ以下の金属箔３２が支持・搬送される。

金属箔３２はペイオフリール１より払い出され、ルーパ等の中間設備を通って光輝焼鈍炉１０の炉内に導かれる。炉の立ち上げ時や、金属箔の破断時等には、新たに金属箔３２を炉内に通板するスレッディングが必要となる。従来、金属箔３２のスレッディング作業では、まず、電熱ヒータ２８の電源を落とし、炉内温度を下げ、炉内の雰囲気ガス２７を空気に置換し、金属箔３２を炉内に通した後、再び操業可能な状態に戻していたため、スレッディングに３〜４日を要していた。これに対して、本発明に係る金属箔のスレッディング装置では、後述するように、その両端部にて互いに連結可能な複数のパイプ又は棒からなるスレッディングバーと、このスレッディングバーをサポートロールの上端レベルより高い位置まで持ち上げるスレッディング治具を備えることで、炉内温度を下げることなしに、しかも簡素な装置構成で、円滑にスレッディングを行うことができる。

以下に、本発明に係る金属箔のスレッディング装置とそれによる金属箔のスレッディング作業を説明する。

まず、光輝焼鈍炉１０の入側スレッディングスペース８にて、図３に示すようなスレッディングバー２２を準備する。スレッディングバー２２は、その両端部にて互いに連結可能な複数のパイプ又は棒２２ａを連結して構成される。実施例では、４〜５ｍ長さの直径１０ｍｍ程度のＴｉパイプを用いた。そして、互いに連結可能なように、図３に示すように端部にネジ加工を施し、連結治具３３にて順次連結するようにした。

この直径１０ｍｍ程度のＴｉパイプ２２ａを順次連結し、光輝焼鈍炉１０内に挿入する。直径１０ｍｍ程度のＴｉパイプは、軽量で取扱いが容易ではあるが、手元から４〜５ｍ離れると図４（ａ）に示すように大きく撓む。そこで、本発明では、スレッディングバー２２の先端がサポートロール２１を通過してからサポートロール２１にスレッディングパイプ２２を預けることとした。すなわち、図４（ａ）に示すようにサポートロール２１の上流側近傍位置でスレッディングバー２２を一旦停止し、図４（ｂ）に示すようにスレッディング治具２３にてスレッディングバー２２をサポートロール２１の上端レベルよりも高い位置まで持ち上げる。そして、スレッディングバー２２の先端がサポートロール２１を通過する位置までスレッディングバー２２をスレッディングし、その後、スレッディング治具２３を下降させることにより、スレッディングバー２２をサポートロール２１に預ける。

そして、スレッディングバー２２の先端が光輝焼鈍炉１０の出側へ出てくるまで、パイプ又は棒２２ａを順次連結し、スレッディングさせる。このとき、スレッディングバー２２が、サポートロール２１の上流側近傍位置に到達するたびに、（１）スレッディング治具２３によるスレッディングバー２２の持ち上げ、（２）サポートロール２１を通過するまでスレッディングバー２２のスレッディング、（３）スレッディングバー２２のサポートロール２１への預け、を繰り返す。スレッディングバー２２が光輝焼鈍炉１０の出側へ出てきたら、スレッディングバー２２の後端に金属箔３２を連結し、金属箔３２のスレッディングを開始する。なお、光輝焼鈍炉１０の出側スレッディングスペース１６では、入側で順次連結したパイプ又は棒２２ａを順次取り外し、スレッディングバー２２を解体する。

図５は、実施例で用いたスレッディング治具２３の構成を示す。なお、図５（ａ）は図４（ａ）のＡ−Ａ断面に、図５（ｂ）は図４（ｂ）のＢ−Ｂ断面に相当する図である。

図５に示すスレッディング治具２３は、光輝焼鈍炉１０の炉幅方向に炉壁を貫通して設けた回転軸２３ａと、この回転軸２３ａに対して偏心して接続した偏心部２３ｂとを有し、回転軸２４の回転に伴い偏心部２３ｂがスレッディングバー２２を昇降させるように構成されている。すなわち、スレッディング治具２３は金属箔３２を通板時には、図５（ａ）に示すように、偏心部２３ｂは下端に控え金属箔３２の通板パスから退避しているので、金属箔３２との接触はない。そして、スレッディング時に、図４（ａ）に示すようにスレッディングバー２２がサポートロール２１の上流側近傍位置に来たら、回転軸２３ａを回転させ、図５（ｂ）に示すように偏心部２３ｂにてスレッディングバー２２を持ち上げる。その後、スレッディングバー２２の先端がサポートロール２１を通過する位置まで進んだら、再び回転軸２３ａを回転させることにより偏心部２３ｂを下降させ、スレッディングバー２２をサポートロール２１に預ける。なお、回転軸２３ａの軸受部に、雰囲気ガスの漏洩防止のため、シール２４を設けることは言うまでもない。

このようなスレッディング治具２３を用いることにより、スレッディング時には、スレッディングバー２２とサポートロール２１との衝突を避けることができ、金属箔３２の通板時には、金属箔３２との接触を避けることができる。

図６は、スレッディング治具の他の例を示す。図６に示すスレッディング治具２５は光輝焼鈍炉１０の炉幅方向に設けたニクロム、Ｗ等の耐熱材料からなるチェーン又はワイヤからなり、このチェーン又はワイヤの一端を炉壁に固定し、他端をウィンチ２６にて巻き取りチェーン又はワイヤの張力を強めることにより、図６（ｂ）に示すようにスレッディングパイプ２２をサポートロール２１の上端レベルより高い位置まで持ち上げる。一方、金属箔３２の通板時には、ウィンチ２６を緩めることによりチェーン又はワイヤの張力を弱め、図６（ａ）に示すようにチェーン又はワイヤを自重により金属箔３２と接触しない位置まで下降させ、金属箔３２の通板パスから退避させる。なお、炉外へのチェーン又はワイヤの引き出し部に、雰囲気ガスの漏洩防止のため、シール２４を設けることは言うまでもない。このスレッディング治具２５によっても、先のスレッディング治具２３と同様の効果を得ることができる。

図７は、スレッディング治具の他の例を示す。図７に示すスレッディング治具２５は、図６の例と同様に光輝焼鈍炉１０の炉幅方向に設けた耐熱材料からなるチェーン又はワイヤからなり、図７の例ではチェーン又はワイヤは光輝焼鈍炉１０内ではＳｉＣ、ステンレス鋼等の耐熱材料からなるパイプ３４内を貫通している。例えば、光輝焼鈍炉１０の炉幅が７００ｍｍの場合、６８０ｍｍ長さのパイプ３４を使用し、炉壁との隙間を片側１０ｍｍずつ開けて炉幅のほぼ中央に配置する。パイプ３４の直径は、例えばチェーン又はワイヤの直径が２ｍｍの場合、１０ｍｍ程度とすることができる。

この図７の例においても、図６の例と同様に、チェーン又はワイヤの一端を炉壁に固定し、他端をウィンチ２６にて巻き取りチェーン又はワイヤの張力を強めることにより、図７（ｂ）に示すようにスレッディングパイプ２２をサポートロール２１の上端レベルより高い位置まで持ち上げる。一方、金属箔３２の通板時には、ウィンチ２６を緩めることによりチェーン又はワイヤの張力を弱め、図７（ａ）に示すようにチェーン又はワイヤを自重により金属箔３２と接触しない位置まで下降させ、金属箔３２の通板パスから退避させる。

そして図７の例では、チェーン又はワイヤが光輝焼鈍炉１０内では耐熱材料からなるパイプ３４内を貫通するようにすることで、チェーン又はワイヤが細い場合であっても、十分な耐摩耗性と強度を確保することができる。また、金属箔３２の通板時にはパイプ３４が重りの役割を果たし、チェーン又はワイヤを自重にて安定して炉床に下ろすことができる。

図８は、スレッディング治具の他の例を示す。図６及び図７の例ではスレッディング治具２５であるチェーン又はワイヤの一端を炉壁に固定したが、図８の例ではチェーン又はワイヤを一端から炉内に繰り入れるようにし、他端から炉外に繰り出すようにしている。具体的にはチェーン又はワイヤは炉幅方向一端側のウィンチ２６から払い出されて炉幅方向一端から炉内に繰り入れられ、チェーン又はワイヤの他端側は炉幅方向他端側のウィンチ２６によって巻き取られ、炉幅方向他端から炉外に繰り出される。

このようにチェーン又はワイヤを繰り入れ、繰り出し可能とすることで、炉内のチェーン又はワイヤが損傷したときに新しいチェーン又はワイヤを供給することができ、炉内のチェーン又はワイヤの損傷による操業停止を回避することができる。

本発明に係る金属箔のスレッディング装置を適用する金属箔用横型連続光輝焼鈍設備の一例を示す。 光輝焼鈍炉の断面例を示す。 スレッディングバーの構成例を示す。 スレッディング治具の動作を示す。 スレッディング治具の構成例を示す。 スレッディング治具の他の構成例を示す。 スレッディング治具の他の構成例を示す。 スレッディング治具の他の構成例を示す。

符号の説明

１ ペイオフリール
２ ウェルダー
３ 洗浄装置
４ 電解脱脂槽
５ アルカリスクラバー
６ 入側ルーパ
７ 入側ブライドル
８ 入側スレッディングスペース
９ 入側シール装置
１０ 光輝焼鈍炉
１１ 加熱帯
１２ 冷却帯
１３ 徐冷帯
１４ 急冷帯
１５ 出側シール装置
１６ 出側スレッディングスペース
１７ 出側ブライドル
１８ 出側ルーパ
１９ テンションリール
２１ サポートロール
２２ スレッディングバー
２２ａ パイプ又は棒
２３ スレッディング治具
２３ａ 回転軸
２３ｂ 偏心部
２４ シール
２５ スレッディング治具
２６ ウィンチ
２７ 雰囲気ガス
２８ 電熱ヒータ
２９ セラミックファイバー
３０ 鉄皮
３１ マッフル
３２ 金属箔
３３ 連結治具
３４ パイプ

Claims (5)

1. 金属箔用横型連続焼鈍炉内に金属箔を通過させる金属箔のスレッディング装置であって、
   金属箔を接続して金属箔用横型連続焼鈍炉の炉内を通過させるスレッディングバーを備え、
   スレッディングバーは、その両端部にて互いに連結可能な複数のパイプ又は棒からなり、
   さらに、金属箔用横型連続焼鈍炉の炉内であって当該炉内のサポートロールの上流側近傍に配置され、スレッディングバーをサポートロールの上端レベルより高い位置まで持ち上げるスレッディング治具を備えた金属箔のスレッディング装置。
2. スレッディング治具が、金属箔用横型連続焼鈍炉の炉幅方向に設けた回転軸と、この回転軸に対し偏心して接続した偏心部とを有し、前記回転軸の回転に伴い前記偏心部がスレッディングバーを昇降させるようにした請求項１に記載の金属箔のスレッディング装置。
3. スレッディング治具が、金属箔用横型連続焼鈍炉の炉幅方向に設けた耐熱材料からなるチェーン又はワイヤからなり、前記チェーン又はワイヤの張力を強めることによりスレッディングバーを上昇させ、前記チェーン又はワイヤの張力を弱めることにより、金属箔の通板パスから前記チェーン又はワイヤを退避させるようにした請求項１に記載の金属箔のスレッディング装置。
4. 前記チェーン又はワイヤが、炉内では耐熱材料からなるパイプ内を貫通している請求項３に記載の金属箔のスレッディング装置。
5. 前記チェーン又はワイヤが、炉幅方向一端より炉内に繰り入れ可能で、他端より炉外に繰り出し可能である請求項３又は４に記載の金属箔のスレッディング装置。

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