JP5218099B2 - ストリップ不良部処理方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、ストリップの表面処理ラインでストリップの不良部を切断・除去するストリップ不良部処理方法及び装置に関するものである。

従来から、ストリップ（鋼帯）の酸洗処理等の表面処理ラインでは、コイル状に巻かれたストリップを巻戻してラインに流し、表面処理した後再度コイル状に巻取ることが実施されている。複数のストリップを連続して処理する場合には、先行ストリップの後端に後行ストリップの先端を溶接により接続して表面処理をした後、接続部分を切断装置で切断してそれぞれコイル状に巻取る。この際ストリップ先端部や接続部分前後のストリップの先後端部は表面疵や板厚外れで製品不良部（以下単に不良部という）となっている場合があり、この不良部を所定の寸法で切落しスクラップ化することが行われている。

このようなストリップの不良部の切断・除去は、図１に示すように、コイルを巻き取るテンションリール１の上流側に設置された切断装置によって行われ、切断・除去されたストリップ不良部は、自重でスクラップバケツ３に落下してスクラップ４として貯蔵される。通常このスクラップバケツの長さよりもストリップ不良部長さのほうが長くなるため、定寸送り後ストリップを停止させて切断することを繰返す方法や、切断装置としてストリップを停止させずに切断できる走間シャーを用いてストリップを通板させながら連続的に切断する方法によって、バケツに納まる寸法の短尺に切断することが行われる。

ストリップを通板させながら切断できる走間シャーであっても、ストリップに追従して動くことができる距離と切断速度に限界があるため、走間シャー部分でのストリップの通板速度は表面処理部のラインの通板速度よりも遅くなる。表面処理ラインでは、このような減速影響を緩和・吸収する目的で、表面処理部ラインと切断部ラインの間にルーパーが設置されている場合が多いが、設備制約により十分なループ長が確保できない場合には速度変動の吸収代が小さく、表面処理部ラインの通板速度を落とさざるを得なくなり生産性に影響が出ることとなる。また、製品長が短いストリップが続く場合、切断部ラインの通板速度を減速する頻度が多くなり、その影響をルーパーで吸収できなくなって、表面処理部ラインの通板速度を落とさざるを得なくなるという問題があった。

従来このような問題を解決する手段として、テンションリールを２つ設け、一方で製品を巻取り、もう一方で不良部を短尺に切断せずに巻き取って処理する方法があるが、設備費が非常に高くなってしまうという問題がある。不良部を短尺に切断処理する方法において上記のような問題を解決する手段は提案されていない。ただ、ストリップの最後端がピンチロールとシャー間に残ることなくスクラップボックスに落下させることを目的とした端板処理装置として、ストリップ送り装置に取付けられたパルス発信器とストリップの後端を検出する検出器を組合せることによって、ストリップ端部のスクラップ処理を完全自動化させたストリップの端板処理装置は提案（例えば特許文献１参照）されているが、この装置では出側セクションでのストリップの通板速度の減速・停止を回避することができず、処理能率の低下の問題を解決できていない。

また、製造ラインを走行する鋼板の切断点を求めるために、走行中の鋼板の切断点を検知する切断点設定手段を備えた鋼板切断制御装置が提案（例えば特許文献２参照）されているが、この装置も製造ラインにおける通板速度の減速・停止をすることなしに鋼板不良部を切断・除去する技術に関するものではない。

特開平５−１１１８１９号公報 特開平１１−３４２４５８号公報

そこで、本発明は、表面処理ラインに設けた切断装置でストリップの製品部と不良部とを切り分けるに際し、表面処理部ラインでのストリップの通板速度を減速することなしに、ストリップ不良部を切断・除去しスクラップ処理することができるストリップ不良部処理方法及び装置を提供することを課題とするものである。

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究し、その結果、表面処理ラインのテンションリール上流側に設けた切断装置でストリップの製品部と不良部とを切り分けて、製品部はテンションリールで巻取り、一方、切り分けられた不良部は前記切断装置下流側に設けた跳ね上げ式スィングテーブルで搬送し、スィングテーブル下流側に設けた切断装置で不良部を短尺に切断してスクラップ化しながら、不良部の後行ストリップ製品部をテンションリールで巻き取ることで、表面処理部ラインでのストリップの通板速度を減速させることなく、ストリップの製品部と不良部とを切り分けて処理することができることを見出して本発明を完成した。

本発明の要旨は、次のとおりである。

（１） 表面処理ラインで処理した後のストリップをテンションリールで巻取る際に製品不良部を処理する方法であって、ストリップの長手方向中間部に製品不良部がある場合に、前記テンションリール上流側に設けた第１の切断装置でストリップの製品部と製品不良部先端とを切り分け、製品部をテンションリールで巻取った後に、前記第１の切断装置下流側に設置した跳ね上げ式スィングテーブルを下降させて、下流側への製品不良部の板道をつくり、製品不良部を該テーブル下流側に搬送し、引き続き、製品不良部後端と後行ストリップ製品部とを、前記第１の切断装置で切り分け、前記跳ね上げ式スィングテーブルを上昇させて、製品不良部は該テーブル下流側に設置した第２の切断装置で短尺に切断してスクラップとして除去をしつつ、同時に後行ストリップ製品部は前記テンションリールで巻取りを実施することを特徴とするストリップ不良部処理方法。

（２） 表面処理ラインで処理した後のストリップをテンションリールで巻取る際に製品不良部を処理する方法であって、ストリップの長手方向先端部に製品不良部がある場合に、前記テンションリール上部に設置した跳ね上げ式スィングテーブルを下降させて、下流側への製品不良部の板道をつくり、製品不良部を該テーブル下流側に搬送し、引き続き、製品不良部後端と後行ストリップ製品部とを、前記テンションリール上流側に設けた第１の切断装置で切り分け、前記跳ね上げ式スィングテーブルを上昇させて、製品不良部は該テーブル下流側に設置した第２の切断装置で短尺に切断してスクラップとして除去をしつつ、同時に後行ストリップ製品部は前記テンションリールで巻取りを実施することを特徴とするストリップ不良部処理方法。

（３） 製品不良部の長さが、テンションリール上流側に設けた第１の切断装置と跳ね上げ式スィングテーブル下流側に設置した第２の切断装置との間の距離よりも長い場合には、製品不良部後端がテンションリール上流側に設けた第１の切断装置の位置にくるまで、前記テーブル下流側に搬送した製品不良部を前記テーブル下流側の第２の切断装置で短尺に切断してスクラップとして除去することを特徴とする上記（１）または（２）に記載のストリップ不良部処理方法。

（４） 表面処理ラインでストリップをコイル状に巻き取るテンションリールと、該テンションリールの上流側に設置されたストリップの製品部と製品不良部とを切り分ける第１の切断装置と、該第１の切断装置の下流側に配置され前記製品不良部を下流側に搬送する場合には前記テンションリールの上部に板道を形成し、ストリップ製品部を前記テンションリールで巻き取る場合には上昇する跳ね上げ式スィングテーブルと、該跳ね上げ式スィングテーブルの下流側に配置された第２の切断装置とを備え、前記製品不良部を第２の切断装置で短尺に切断してスクラップとして除去しつつ、同時に後行ストリップ製品部を前記テンションリールで巻き取ることを特徴とするストリップ不良部処理装置。

（５） 製品不良部を短尺に切断する第１または第２の切断装置が、高速ギヤーと低速ギヤーに切替える方式の走間シャーであることを特徴とする上記（４）記載のストリップ不良部処理装置。

（６） 前記跳ね上げ式スィングテーブルが、板送り駆動式テーブルであることを特徴とする上記（４）記載のストリップ不良部処理装置。

（７） ストリップの製品部と製品不良部を切り分ける第１の切断装置と製品不良部を短尺に切断する第２の切断装置との間の距離が５ｍ〜１５ｍ離れて設置されていることを特徴とする上記（４）記載のストリップ不良部処理装置。

本発明によれば、表面処理ラインに設けた切断装置でストリップの製品部と不良部とを切り分けてストリップ不良部を処理するに際して、ストリップの表面処理部ラインでの通板速度を従来のように減速することなしにストリップ不良部を処理することができるので、表面処理能率の向上が図れる。

従来の連続酸洗ラインにおけるストリップ不良部処理装置を示す図である。 本発明の連続酸洗ラインのストリップ不良部処理装置を示す図である。 跳ね上げ式スィングテーブルを説明するための図である。

以下本発明を詳細に説明する。

表面処理ラインとして、ストリップの連続酸洗ラインでの実施例について詳細に述べる。

例えば自動車や家電製品の素材として用いられる熱延ストリップ、冷延ストリップといった各種板材を製造する場合、熱間圧延されたストリップに対して、連続酸洗ラインで酸洗処理を施し、熱間圧延の際にストリップの表面に形成された酸化スケール等を除去するのが一般的である。

酸洗処理は、コイル状のストリップを巻き戻して、酸洗槽で酸洗し、酸洗されたストリップをテンションリールに巻き取ることによって行なわれるが、複数のストリップを連続して処理する連続酸洗ラインでは先行するストリップの後端に後行のストリップの先端を溶接によって接続して連続的に酸洗処理がなされる。接続したまま酸洗処理されたストリップは接合部付近で切り分けられて、それぞれテンションリールに巻き取られる。

接続前のストリップの先後端部付近は熱間圧延の際に仕上げ圧延機から巻取り機まで張力がかかっていない状態で搬送される部分であるため疵が発生しやすく、またコイル状に巻き取られた後のコイルヤードのクレーンによる取扱いやコイル巻き戻し作業によりストリップコイルの内巻きと外巻きに疵が発生することで、不良部となる。この不良部は特にストリップの先後端部や中間部（接続部）に発生する。このため、酸洗処理の後に通板させながら外観検査を行い、不良部を特定し、切断装置でストリップの製品部と不良部とを切り分けて、製品部はテンションリールで巻取り、不良部は所定の寸法の短尺に切断してスクラップ処理される。一箇所の不良部の長さは４〜４０ｍの範囲にあることが多く、平均２０ｍ程度である。

不良部の切断処理時には、切断部のラインは停止するか若しくは通板速度を減速する必要があり、減速影響を緩和・吸収する目的で、処理部ラインと切断部ラインの間にルーパーが設置されているものの、切断装置でストリップ不良部を短尺に複数箇所切断するには、ルーパーによる減速影響を緩和・吸収するにも限度があり、処理部ラインの通板速度を減速することは避けられない。

そこで、本発明はテンションリールの上流側に設けた第１の切断装置でストリップの製品部と不良部とを切り分けて、製品部はテンションリールで巻取り、一方、切り分けられた不良部は前記第１の切断装置下流側の板道に設けた跳ね上げ式スィングテーブルで搬送し、前記スィングテーブルの下流側に設けた第２の切断装置で不良部を短尺に切断してスクラップ化するようにした。さらに不良部を下流側に搬送して不良部後端部が前記スィングテーブルに載ってすぐに前記スィングテーブルを跳ね上げてテンションリールへの板道をつくり、不良部の後行ストリップ製品部をテンションリールへ巻き取る。これにより、ストリップ不良部のスクラップ化処理と同時に、不良部の後行ストリップ製品部の巻取りが可能となるため、酸洗処理ラインでのストリップの通板速度を従来のように減速させることなく、ストリップ不良部を処理することを可能とした。なお、製品不良部の長さが、テンションリール上流側に設けた第１の切断装置と跳ね上げ式スィングテーブル下流側に設置した第２の切断装置との間の距離よりも長い場合には、製品不良部後端がテンションリール上流側に設けた第１の切断装置の位置にくるまで、前記テーブル下流側に搬送した製品不良部を前記テーブル下流側の第２の切断装置で短尺に切断してスクラップとして除去すればよい。また、第１または第２の切断装置としては、ストリップを停止させることなく切断可能な走間シャーを用いることが好ましい。

図２は、本発明の連続酸洗ラインのストリップ不良部処理装置を示す図である。

本発明の連続酸洗ラインのストリップ不良部処理装置は、図２に示すように、酸洗処理後のストリップ製品部を巻き取るテンションリール１と、テンションリール１の上流側にあって製品部と不良部を切り分ける第１の切断装置２（以下単に切断装置２ということがある）と、切断装置２の下流側であってテンションリール１の上部に配置された昇降可能な跳ね上げ式スィングテーブル７と、スィングテーブル７の下流側にある第２の切断装置６（以下単に切断装置６ということがある）および、切断装置６で切断されたスクラップ４を収納するスクラップバケツ３とを備えている。

すなわち、切断装置２の下流側に不良部の板道となる跳ね上げ式スィングテーブル７を設けて、切断装置２でストリップの製品部と不良部とを切り分け、不良部を下流側に搬送して下流側の切断装置６により短尺に切断してスクラップ処理し、スクラップバケツ３に自重で落下して収納できるようにしてある。一方、切り分けられた製品部は不良部の処理と並行して跳ね上げ式スィングテーブル下部に設けられているテンションリールで巻き取るように構成されている。

そして、酸洗ラインにおける処理としては、コイル状のストリップを巻き戻し、或いは、巻き戻したストリップの後端に次に巻き戻したストリップの先端を溶接により接続し、酸洗槽に連続的に通板する。次いで、酸洗処理したストリップの、前もって外観検査によって検知されていた不良部が切断装置２の位置にきた時に、切断装置２で製品部と不良部とを切り分け、不良部は切断装置２の下流側に設けられている不良部の板道となる跳ね上げ式スィングテーブル７で下流側に搬送される。テンションリール７下流側に設置してある切断装置６により不良部を短尺に切断してスクラップとし、スクラップバケツ３に収納する。このように、不良部を下流側に搬送するようにしたので、切断装置２で不良部の後端を後行ストリップの製品部と切り分けて不良部後端部が前記スィングテーブル７に載ってすぐに該スィングテーブル７を跳ね上げてテンションリール１への板道をつくり、後行ストリップ製品部をテンションリール１で巻き取ることができる。これにより、ストリップ不良部のスクラップ化処理と同時に、不良部の後行ストリップ製品部の巻取りが可能となるため、酸洗処理部ラインでの通板速度を従来のように不良部処理の間ずっと減速させておく必要がなく、生産能率を向上させることができる。

本発明装置では、スィングテーブルの上流側切断装置２と下流側切断装置６間は所定の距離Ｘをもって配置されている。距離Ｘは、ストリップ不良部の長さと、テンションリールに巻き取った先行ストリップをリールから抜き取り後行ストリップを巻き取れるようになるまでの間（巻取り待ち時間）に短尺に切断処理できる長さから決めることができる。下流側切断装置の切断速度を３０ｍｐｍ、巻取り待ち時間を３０ｓｅｃとすると、不良部１５ｍは巻取り待ち時間の間に切断処理できる。不良部の長さは平均２０ｍであるので、距離Ｘが５ｍあれば、平均的な長さの不良部は時間のロスなく切断処理が可能である。また、距離Ｘの上限は特に限定するものではないが、通常の不良部の長さを勘案すると１５ｍであれば、不良部の８割は時間のロスなく切断処理が可能である。距離Ｘが長すぎるとその分工場の建屋も長くする必要がある等、設備費が高くなってしまうので、本発明では距離Ｘを５ｍ〜１５ｍとした。

跳ね上げ式スィングテーブルは、ストリップの製品部と不良部を切り分ける切断装置の下流側に設けられていて、例えば、図３に示すように、一端を軸支されたテーブルアーム８に搬送用のテーブルロール９を設置し、テーブルアームを油圧や電動機構等の駆動装置１０により軸１１の周りに回動させることにより跳ね上げ又は下降（スィング）させることができるが、他の方式によって、跳ね上げ又は下降させるようにしても良い。また、跳ね上げ式スィングテーブルには駆動ロール又はベルトコンベヤー等の板搬送機構又はピンチロール等を設置すれば、不良部の搬送が可能であり、テーブル上の不良部をオフライン走間シャー（切断装置）で短尺に切断することができる。

跳ね上げ式スィングテーブルを設けたことで、不良部除去と製品巻取りの同時処理が可能となる。

すなわち、跳ね上げ式スィングテーブル上に、切断装置２で切り分けた不良部を搬送して不良部後端部が前記スィングテーブルに載ってすぐに跳ね上げ式スィングテーブルを持ち上げて、跳ね上げ式スィングテーブル上の不良部を切断装置６で短尺に切断しながら、一方で、切り分けた製品部は、跳ね上げ式スィングテーブルを持ち上げているので、不良部の存在に邪魔されずにコイルに巻取ることができる。

下流側の切断装置６は、通板しながら切断できる走間シャーとすることが好ましい。走間シャーは、回転ドラム或いはクランク軸により通板される鋼板に同期して移動しながら鋼板を切断するようになっている。シャー刃は、通常レーキ刃が採用され、シャーの切断力はストリップ板厚の二乗に比例する。板厚が大きいほど大きな切断力が必要となり、大きなモータ容量が必要となる。通常酸洗ラインでの最大通板板厚は３〜９ｍｍ程度の場合が一般的であるので、板厚の大小に応じて鋼板の切断速度をモータと走間シャー本体の間に配置され、モータの駆動力を走間シャーに伝達する減速機の減速比を高速ギヤーと低速ギヤーに切替える方式を採用することが好ましい。例えば、通板板厚が厚手（ｔ：６ｍｍ以上）のラインでは、特に切断速度が３０〜４０ｍｐｍに制限されるが、板厚が薄手のラインではそれよりも切断速度を高速にすることが可能である。このため、板厚が薄い場合には高速ギヤーに切替えることで高速での切断を実施することが生産性向上に有利となるので、切断装置としては、高速ギヤーと低速ギヤーとに切替える方式の走間シャーを用いることが好ましい。

次に、本発明のスクラップ処理方法について具体的に説明する。

コイル状のストリップを巻き戻して、先行のストリップの尾端に後行のストリップの先端を溶接で接続し、酸洗処理後ルーパーを経た後、検査場で検査員あるいは検査装置によって不良部除去位置が特定される。そして、不良部除去位置がストリップの長手方向中間部にある場合には、酸洗したストリップの不良部の先端が第１の切断装置の位置にきた時点で、切断位置のラインが停止し、第１の切断装置で不良部に先行する製品部と不良部とが切り離される。このとき切断位置のライン停止の影響は、ルーパーで吸収され酸洗処理部ラインの通板速度を減速する必要はない。切り離された先行製品はそのまま巻取られ、不良部は第１の切断装置下流側に配置された跳ね上げ式スィングテーブルを下降させて形成された板道を搬送され、下流側に移動させられる。

不良部の尾端が切断位置にくると、再びラインが停止し、不良部とストリップ製品部を切り分けられる。切断後不良部後端部が跳ね上げ式スィングテーブルに載ってすぐに、前記跳ね上げ式スィングテーブルが上昇し、不良部は、上昇したテーブル上を下流側切断装置に送られてバケツに入る長さにカットされる。スィングテーブル上の切り離されたストリップ（不良部）は、ピンチロールやベルトコンベヤー、駆動ロール等の搬送力で下流側切断装置へ搬送される。

不良部と切り離された後行の不良部のない製品部は、跳ね上げ式スィングテーブル上の不良部が該テーブル下流側の第２の切断装置で短尺に切断されスクラップとして処理されるのと同時に跳ね上げ式スィングテーブルの下を送られてテンションリールで巻き取られる。製品部の巻取りは、不良部のスクラップ処理が終わるのを待つ必要はない。

また、ストリップの長手方向先端部に製品不良部がある場合には、テンションリール上部に設置した跳ね上げ式スィングテーブルを下降させることで、下流側への不良部の板道をつくり、不良部を該テーブル下流側に搬送し、引き続き、不良部後端が切断位置にきた時点で、不良部と後行ストリップ製品部とを、第１の切断装置で切り分け、前記跳ね上げ式スィングテーブルを上昇させて、製品不良部はテーブル下流側に設置した第２の切断装置で短尺に切断してスクラップとして除去をしつつ、同時に後行ストリップ製品部はテンションリールで巻き取る。この場合も製品部の巻取りは、不良部のスクラップ処理が終わるのを待つ必要はない。

不良部長さがテンションリール上流側に設けた第１の切断装置と跳ね上げ式スィングテーブル下流側に設置した第２の切断装置との間の距離よりも長い場合には、不良部後端が上流側の第１の切断装置の位置に来る間で下流側の第２の切断装置で短尺に切断すればよく、この場合、第１または第２の切断装置が走間シャーであればライン速度の減速影響はすくない。なお、ストリップ後端部に製品不良部がある場合には、ラインの通板速度を落とすことなく不良部のスクラップ処理は可能である。

以上、連続酸洗ラインについて説明したが、その他の表面処理ラインについても本発明は適用可能である。

１ テンションリール
２ 切断装置
３ スクラップバケツ
４ スクラップ
５ ストリップ
６ 切断装置
７ 跳ね上げ式スィングテーブル
８ テーブルアーム
９ ロール
１０ 駆動装置
１１ 軸

Claims (7)

1. 表面処理ラインで処理した後のストリップをテンションリールで巻取る際に製品不良部を処理する方法であって、ストリップの長手方向中間部に製品不良部がある場合に、前記テンションリール上流側に設けた第１の切断装置でストリップの製品部と製品不良部先端とを切り分け、製品部をテンションリールで巻取った後に、前記第１の切断装置下流側に設置した跳ね上げ式スィングテーブルを下降させて、下流側への製品不良部の板道をつくり、製品不良部を該テーブル下流側に搬送し、引き続き、製品不良部後端と後行ストリップ製品部とを、前記第１の切断装置で切り分け、前記跳ね上げ式スィングテーブルを上昇させて、製品不良部は該テーブル下流側に設置した第２の切断装置で短尺に切断してスクラップとして除去をしつつ、同時に後行ストリップ製品部は前記テンションリールで巻取りを実施することを特徴とするストリップ不良部処理方法。
2. 表面処理ラインで処理した後のストリップをテンションリールで巻取る際に製品不良部を処理する方法であって、ストリップの長手方向先端部に製品不良部がある場合に、前記テンションリール上部に設置した跳ね上げ式スィングテーブルを下降させて、下流側への製品不良部の板道をつくり、製品不良部を該テーブル下流側に搬送し、引き続き、製品不良部後端と後行ストリップ製品部とを、前記テンションリール上流側に設けた第１の切断装置で切り分け、前記跳ね上げ式スィングテーブルを上昇させて、製品不良部は該テーブル下流側に設置した第２の切断装置で短尺に切断してスクラップとして除去をしつつ、同時に後行ストリップ製品部は前記テンションリールで巻取りを実施することを特徴とするストリップ不良部処理方法。
3. 製品不良部の長さが、テンションリール上流側に設けた第１の切断装置と跳ね上げ式スィングテーブル下流側に設置した第２の切断装置との間の距離よりも長い場合には、製品不良部後端がテンションリール上流側に設けた第１の切断装置の位置にくるまで、前記テーブル下流側に搬送した製品不良部を前記テーブル下流側の第２の切断装置で短尺に切断してスクラップとして除去することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のストリップ不良部処理方法。
4. 表面処理ラインでストリップをコイル状に巻き取るテンションリールと、該テンションリールの上流側に設置されたストリップの製品部と製品不良部とを切り分ける第１の切断装置と、該第１の切断装置の下流側に配置され前記製品不良部を下流側に搬送する場合には前記テンションリールの上部に板道を形成し、ストリップ製品部を前記テンションリールで巻き取る場合には上昇する跳ね上げ式スィングテーブルと、該跳ね上げ式スィングテーブルの下流側に配置された第２の切断装置とを備え、前記製品不良部を第２の切断装置で短尺に切断してスクラップとして除去しつつ、同時に後行ストリップ製品部を前記テンションリールで巻き取ることを特徴とするストリップ不良部処理装置。
5. 製品不良部を短尺に切断する第１または第２の切断装置が、高速ギヤーと低速ギヤーに切替える方式の走間シャーであることを特徴とする請求項４記載のストリップ不良部処理装置。
6. 前記跳ね上げ式スィングテーブルが、板送り駆動式テーブルであることを特徴とする請求項４記載のストリップ不良部処理装置。
7. ストリップの製品部と製品不良部を切り分ける第１の切断装置と製品不良部を短尺に切断する第２の切断装置との間の距離が５ｍ〜１５ｍ離れて設置されていることを特徴とする請求項４記載のストリップ不良部処理装置。

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