JP5299116B2 - 鋼帯搬送ロール表面の異物除去方法 - Google Patents

Description

本発明は、めっきライン、連続焼鈍ラインや塗装ライン等の鋼帯を連続的に処理するラインにおいて、鋼帯を通板中に、稼働中の搬送ロール表面に付着した異物を除去し、鋼帯の品質不良部を減少させるための鋼帯搬送ロール表面の異物除去方法に関するものである。

鋼帯を連続処理するラインにおいて、鋼帯搬送ロールとして、例えば、ブライドロール、ディフレクタロール、ステアリングロールやテンションロール等が用いられているが、これら搬送ロール表面に金属粉や汚れなどの異物が付着すると、これが搬送ロールから鋼帯に連続的に転写され、鋼帯にいわゆる押し疵やロールマーク等の模様が発生して製品価値が減ずるので、搬送ロールから異物を除去する必要がある。

従来、搬送ロール表面に付着した異物を除去する方法としては、例えば、稼働中のロール表面にロールと対向する位置に設置したドライアイス噴射ノズルからドライアイス微粒子を噴射することによりロール表面の異物を除去する方法（例えば、特許文献１参照）や、ドクターブレードあるいはドクターナイフと呼ばれる一般に鋼製の薄板でできたブレードを、設備の運転を停止することなく、回転中のロールに接触させることによりロール表面の異物を掻き取ると共に、吸引ノズルにより掻き取られた異物を吸引除去する装置（例えば、特許文献２、３参照）等が提案されている。

ドクターブレードあるいはドクターナイフと呼ばれる一般に鋼製の薄板でできたブレード（以下ドクターブレードと称する）を用いて、搬送ロール表面に付着した金属粉や汚れなどの異物を除去するのは、連続運転中の生産設備を停止することなく、かつメンテナンスが容易で、ロール表面の金属粉や汚れなどの異物をオンラインで除去できる有効な手段である。

めっき（溶融亜鉛めっき、電気めっき等）ライン、連続焼鈍ラインや塗装ライン等の鋼帯を連続的に処理するラインでは、数百ｍに及ぶ鋼帯長があるので、鋼帯搬送のために複数の搬送ロールを用いて鋼帯の搬送が行なわれるのが通常である。そして、ライン中の要所要所の搬送ロールは、ロール表面に付着した金属粉や汚れなどの異物を除去する必要がある。例えば、溶融亜鉛めっきラインについて説明する。

図１は、溶融亜鉛めっきの鋼帯搬送ラインの一部の概要を示す図である。溶融亜鉛めっきの搬送ラインでは、溶融亜鉛めっき後に化成処理等の表面処理を行なった後に、図１に示すように、板幅を調整するトリマー１、板厚を測定する板厚計２、板幅を測定する板幅計３等で製品の検査等の管理を行なって、品質不良部を除去する等してコイルに巻き取る搬送ラインが設けられている。

このようなめっき鋼帯４の搬送ラインでは、例えば、ブライドロール（ＢＲ）、ディフレクタロール（ＤＦ）やステアリングロール（ＳＴＲ）等の数十を超える殆どの搬送ロールにロール表面に付着した亜鉛粉（屑）や汚れ（埃等）などの異物を除去するドクターブレードが設けられている。ロール表面に亜鉛粉や汚れなどの異物が付着したままで搬送すると、これが搬送ロールから鋼帯に連続的に転写され、製品にいわゆる押し疵やロールマーク等の模様が発生して品質価値が減ずるので、ロール表面の異物除去を行なうことが重要である。

ところが、搬送ロール表面が綺麗になる所定の時間異物除去のためにドクターブレードを作動させて搬送ロールの異物除去を行なうに当って、搬送ラインに設けられている数十を超える複数の搬送ロール全体の異物除去を効率よく制御して行なう搬送ロールの異物除去方法についてはこれまで提案されていない。また、搬送ロールの表面の異物をドクターブレードを用いて除去しても、品質不良部の原因となる前記したような押し疵やロールマーク等の模様の発生を完全に防止できていないのが現状である。

特開平１１−２１６５０７号公報 実開平５−９６０９９号公報 特開平１１−２１７８３号公報

本発明は、上記現状に鑑み、溶融亜鉛めっきライン、電気めっきライン、連続焼鈍ラインや塗装ライン等の鋼帯の連続処理ラインにおいて、鋼帯を通板中に、稼働中の鋼帯搬送ロール表面に付着した異物をドクターブレードで除去する際に、複数の搬送ロールに設けられているドクターブレードの圧下、開放を複数の搬送ロール全体で制御して異物除去を行ない、鋼帯の品質不良部を減少させることができる連続処理ラインでの搬送ロール表面の異物除去方法を提供することを課題とするものである。

本発明者は、溶融亜鉛めっきライン、電気めっきライン、連続焼鈍ラインや塗装ライン等の鋼帯の連続処理するラインにおいて、鋼帯を通板中に、稼働中の鋼帯搬送ロール表面に付着した異物をドクターブレードで除去することが有効であることに着目し、複数の搬送ロールに設けられているドクターブレードの圧下、開放を複数の搬送ロール全体で制御して異物除去を行ない、品質不良部を減少させることについて鋭意研究を行なった。その結果、搬送される鋼帯の品質不良部が搬送ロール下部と接触する搬送ロールについて、搬送ロールに付着した金属粉（屑）や汚れ（埃等）などの異物を除去するためのドクターブレードの圧下、開放を鋼帯の所定部分のライントラッキングに連動させて動作させるように制御することで、鋼帯の品質不良部を減少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、以下の通りである。

（１） 溶融亜鉛めっきライン、電気めっきライン、連続焼鈍ラインや塗装ライン等の鋼帯を連続的に処理するラインに設けられている複数の搬送ロールに付着した金属粉や埃等の異物を除去する搬送ロール表面の異物除去方法において、搬送される鋼帯の品質不良部が搬送ロール下部と接触する搬送ロールについて、該搬送ロールに設けたドクターブレードの圧下・開放動作を、搬送中の鋼帯の品質不良部の位置をトラッキングして、その位置が搬送ロールを通板するタイミングに連動させて前記圧下・開放動作を制御することを特徴とする搬送ロール表面の異物除去方法。

（２） 溶融亜鉛めっきライン、電気めっきライン、連続焼鈍ラインや塗装ライン等の鋼帯を連続的に処理するラインに設けられている複数の搬送ロールに付着した金属粉や埃等の異物を除去する搬送ロール表面の異物除去方法において、搬送される鋼帯の品質不良部が搬送ロール下部と接触する搬送ロールについて、該搬送ロールに設けたドクターブレードの圧下・開放動作およびドクターブレードの刃先及びその近辺に溜まっている掻き落とした異物を除去するための吸引装置の吸引動作を搬送中の鋼帯の品質不良部の位置をトラッキングして、して、その位置が搬送ロールを通板するタイミングに連動させて前記圧下・開放動作および吸引装置の吸引動作を制御することを特徴とする搬送ロール表面の異物除去方法。

（３） 前記鋼帯のトラッキングを鋼帯の溶接点のトラッキングとすることを特徴とする上記（１）または（２）に記載の搬送ロール表面の異物除去方法。

本発明によれば溶融亜鉛めっきライン、電気めっきライン、連続焼鈍ラインや塗装ライン等の鋼帯を連続的に処理するライン運転中の生産設備を停止することなく、搬送ロール表面に付着した金属粉などの異物を除去するにあたり、ラインに設けられている複数の搬送ロールに夫々設置されているドクターブレードやドクターブレードの掻き取り異物の吸引装置のＯＮ−ＯＦＦ制御を鋼帯のトラッキングに連動させて制御を行なうので、鋼帯に発生するロールマークや模様の品質不良部を減少させることができ、製品の歩留向上が期待できる。

溶融亜鉛めっきの鋼帯搬送ラインの一部の概要を示す図である。 溶融めっき後工程の搬送ラインにおいて、搬送ロールの異物除去をドクターブレードを用いて実施する状態を説明するための図である。 複数の搬送ロールを用いた場合に、ドクターブレードで搬送ロール表面の異物を除去しているにもかかわらず、鋼帯に複数の品質不良部が形成されることを説明するためのラインの模式図で、（ａ）は搬送ロールの配置を示し、（ｂ）は鋼帯の品質不良部を示す模式図である。 ドクターブレードに吸引装置を設置した状態を示す図である。

以下本願発明の実施形態について図を参酌して説明する。

鋼帯の連続処理ラインとしてめっき鋼帯の搬送ラインの例を挙げて説明する。

図２は、溶融めっき後工程の搬送ラインにおいて、搬送ロールの異物除去をドクターブレードを用いて実施する状態を説明するための図である。

溶融亜鉛めっきの連続処理ラインでは、溶融亜鉛めっき後に化成処理等の表面処理を行なった後に、搬送ラインを経てコイルに巻き取られている。このような搬送ラインにおいては、種々の機能を有する搬送ロール（例えば、ブライドロール、ディフレクタロール、ステアリングロールやテンションロール等であり、ここではこれらのロールを搬送ロールと称する）が用いられている。搬送ラインにおいては、めっき鋼帯から剥離した亜鉛粉（屑）や埃等の異物が搬送ロールに凝集付着し、そのままでめっき鋼帯を搬送ロールで搬送すると、これが鋼帯に連続的に転写され、製品にいわゆる押し疵やロールマーク等の模様が発生して品質不良部が発生するという問題がある。この問題を解決するために、図２に示すように、鋼製の薄板でできたドクターブレード５を稼働中の搬送ロール６に接触させてロール表面に凝集付着した亜鉛粉（屑）や埃等の異物７を掻き落とし、受け皿８にて捕集してロール表面を綺麗にしている。この表面を綺麗にした搬送ロールによって、押し疵やロールマーク等の模様が鋼帯９に発生することが防止できる。

しかしながら、搬送ロール表面をドクターブレードで綺麗にしても、依然として鋼帯に品質不良部が形成されるのを解消できていない。そこで、その原因を究明したところ、ドクターブレード５で掻き落とされた一部の亜鉛粉等は、ブレード上や受け皿やその周辺設備に堆積・飛散する。特に、受け皿に落ちればよいが、必ずしもそうはならずに、連続処理ラインで搬送中の鋼帯上に飛散した場合には、飛散亜鉛粉１０が搬送ロール下部を通販する鋼帯に再付着して鋼帯が搬送ロール下部と接触すると、飛散亜鉛粉１０は搬送ロールとの間に噛み込まれ、鋼帯の押し疵やロールマーク等の模様の原因となることを知見した。このため、搬送ロールに凝集付着した異物をドクターブレードで除去しただけでは、製品の品質不良部を完全に無くすことができないことがわかった。

なお、ドクターブレードを掛け続けるとドクターブレード自体が摩耗されることなり、ドクターブレードの取替えが必要になる等の不都合が生じるので、掛け続けることなく、圧下・開放を行なうのが通常である。

鋼帯に発生する品質不良部について説明する。

図３は、複数の搬送ロールを用いた場合に、ドクターブレードで搬送ロール表面の異物を除去しているにもかかわらず、鋼帯に複数の品質不良部が形成されることを説明するためのラインの模式図で、（ａ）は搬送ロールの配置を示し、（ｂ）は鋼帯の品質不良部を示す模式図である。

鋼帯の連続処理ラインにおいて、鋼帯を通板中に、稼働中の鋼帯搬送ロール表面に付着した異物をドクターブレードで除去する際に、図３（ａ）に示すように、搬送される鋼帯が搬送ロール下部と接触する搬送ロール、例えば搬送ロールＡ〜Ｃの３ヶ所のロールにドクターブレードを同時に圧下・開放（ＯＮ−ＯＦＦ）する制御をして動作させると、ドクターブレードで掻き落とされた異物の一部は受け皿に捕集されることなく、鋼帯上に飛散する（図２参照）。そして、鋼帯９上に飛散した亜鉛粉等の異物により、搬送ロールＡ〜Ｃの３ヶ所の搬送ロールにより押し疵やロールマーク等の模様が鋼帯９に発生し品質不良部ａ〜ｃが形成される。

このようにして形成された品質不良部は、図３（ｂ）に示すように、鋼帯９の長手方向の３ヶ所に品質不良部ａ〜ｃとなる。この１ヶ所の品質不良部は１００〜２００ｍに及ぶもので、生産性の低下を招く原因となる。

そこで、本発明では、このような複数の搬送ロールを用いた連続処理ラインで生じる数ヶ所にも及ぶ品質不良部を減少させることについて鋭意研究し、複数の搬送ロールの各ドクターブレードの圧下・開放（ＯＮ−ＯＦＦ）制御を特定の条件で制御することで、品質不良部を減少できることを見出した。

すなわち、搬送ロールＡでのドクターブレードに圧下・開放（ＯＮ−ＯＦＦ）の動作をさせた時に通板した鋼帯に発生した品質不良部ａが搬送ロールＢの位置に移動してきた時に、ロールＢのドクターブレードを動作（ＯＮ−ＯＦＦ）させ、また、鋼帯の品質不良部ａがロールＣの位置に移動してきた時に、搬送ロールＣのドクターブレードを動作（ＯＮ−ＯＦＦ）させることで、品質不良部は品質不良部ａのみとすることができ、鋼帯全長の品質不良部を減少させることができる。つまり、最初の搬送ロールＡで形成される品質不良部ａが複数の搬送ロールを通板する際に各搬送ロールに設けられているドクターブレードを動作させるように制御するものである。

各搬送ロールに設けられているドクターブレードの圧下・開放（ＯＮ−ＯＦＦ）の制御は、鋼帯の所定の位置をトラッキングして、そのトラッキングと連動して行なえばよい。具体的には、鋼帯の所定位置（Ｐ）をトラッキングし、その位置（Ｐ）が搬送ロールＡを通板する時に、搬送ロールＡのドクターブレードを圧下（ＯＮ）し、その位置（Ｐ）が搬送ロールＢを通板する時に、搬送ロールＢのドクターブレードを圧下（ＯＮ）させる。また、搬送ロールＣについてもトラッキングした位置（Ｐ）が搬送ロールＣを通板する時に、搬送ロールＣのドクターブレードを圧下（ＯＮ）させるように位置（Ｐ）のトラッキングと連動して各搬送ロールのドクターブレードを圧下させるように制御を行なう。

また、各ドクターブレードを開放（ＯＦＦ）するタイミングとしては、搬送ロールＡのドクターブレードをＯＮ−ＯＦＦする時間に合わせて、搬送ロールＢ、ＣのドクターブレードのＯＮ−ＯＦＦ時間を設定して制御することができる。或いは、搬送ロールＡでドクターブレードを開放（ＯＦＦ）する鋼帯位置をトラッキングして、そのトラッキング位置が各搬送ロールＢ、Ｃを通板する時に、各搬送ロールＢ、Ｃのドクターブレードを開放（ＯＦＦ）するように制御しても良い。

鋼帯位置のトラッキングの仕方としては、搬送ロールＡのドクターブレードを圧下（ＯＮ）する鋼帯位置（Ｐ）を公知の検出手段（例えば、側長ロール等）により検知し、鋼帯の移動量に対応したパルス信号等の検出信号により、例えば、パルス信号をパルスカウンターで計算して鋼帯の移動長さを算出し、そのデータに基づいて搬送ロールＡのドクターブレードを動作（ＯＮ）させればよい。また、搬送ロールＢおよびＣのドクターブレードについても同様である。

なお、鋼帯の連続処理ラインでは、設備の稼働率を上げるため、通常は先行する鋼帯の尾端と後行の鋼帯の先端同士を溶接し、連続の鋼帯として処理するのが一般的である。また、コイルの先端および終端にはヘゲ疵等が多いので、連続処理ラインの場合には、この溶接部が搬送ロールを通過した後に、搬送ロール表面に異物が付着することが多いので、搬送ロールのドクターブレードの圧下・開放（ＯＮ−ＯＦＦ）のタイミングを、鋼帯の溶接点のトラッキングにより制御してオンラインでの搬送ロール表面の異物除去を行うことが好ましい。

上記説明では、搬送ロールＡ〜Ｃの３ヶ所のロールについて説明したが、ラインに配置されている４ヶ所以上の複数の搬送ロールに設置された各ドクターブレードのＯＮ−ＯＦＦ制御についても同様にライントラッキングと連動して制御することで、鋼帯の品質不良部を減少させることができる。

さらに、ドクターブレードによって除去された金属粉（例えば、亜鉛粉や鉄粉等）などの異物がドクターブレード刃先に付いたままで使用すると、ロール表面に線状の疵や模様が生じ、製品の品質に悪影響を及ぼすことや、ドクターブレードで掻き落とされた金属粉等の異物が飛散して鋼帯に付着し、製品の品質に悪影響を及ぼすことがあるので、本発明では、ドクターブレードで掻き落とした異物を吸引装置で吸引除去できるようにした。

図４は、ドクターブレードに吸引装置を設置した状態を示す図である。

搬送ロール６表面からドクターブレード５で掻き落とした金属粉（屑）や埃等の異物は、図４に示すように、ドクターブレード上部に近接して配置した吸引ノズル１１で吸引除去できるようにしてある。合成樹脂等で作られた吸引ノズルは、吸引装置（例えば、真空吸引装置）１２の吸引配管１３に接続してあり、例えば、吸引ノズル径１０〜１５ｍｍ、吸引流速を２０〜４５ｍ／ｓｅｃの範囲内にして異物を吸引することができる。そして、吸引ノズルは、ドクターブレードの全長を全ての範囲に亘って往復移動できるように設定されている。これにより、吸引ノズルの先端は、ドクターブレードの刃先に沿って往復移動させられるので、吸引装置を作動させると、ドクターブレードの刃先及びその近辺に溜まっている掻き落とした異物は吸引ノズルにより吸引除去することができ、吸引ノズルの動作範囲内には目視観察で異物の堆積は認められないようになった。

したがって、吸引ノズルを設けることで、ドクターブレードのロール表面の異物掻き落としに起因する鋼帯の品質不良部は一層減少させることができる。

また、吸引ノズルによるドクターブレードに溜まっている異物除去の制御は、ドクターブレードの制御と同様に鋼帯をトラッキングすることで、吸引装置のＯＮ−ＯＦＦ制御を行なうことができ、ドクターブレードのＯＮ−ＯＦＦ制御と同期させることが好ましい。

これまでの説明では、主として溶融めっき鋼帯の搬送ラインについて行ったが、他の電気めっきライン、連続焼鈍ラインや塗装ライン等の鋼帯の連続処理ラインについてもラインに配置されている複数の搬送ロールに設置されているドクターブレードのＯＮ−ＯＦＦ制御についても同様にライントラッキングと連動して制御することで、鋼帯の品質不良部を減少させることができる。

１ トリマー
２ 板厚計
３ 板幅計
４ めっき鋼帯
５ ドクターブレード
６ 搬送ロール
７ 亜鉛粉等異物
８ 受け皿
９ 鋼帯
１０ 飛散亜鉛粉
１１ 吸引ノズル
１２ 吸引装置
１３ 吸引配管
Ａ〜Ｃ 搬送ロール
ａ〜ｃ 鋼帯の品質不良部
ＳＴＲ ステアリングロール
ＤＦ ディフレクタロール
ＢＲ ブライドロール

Claims (3)

1. 溶融亜鉛めっきライン、電気めっきライン、連続焼鈍ラインや塗装ライン等の鋼帯を連続的に処理するラインに設けられている複数の搬送ロールに付着した金属粉や埃等の異物を除去する搬送ロール表面の異物除去方法において、搬送される鋼帯の品質不良部が搬送ロール下部と接触する搬送ロールについて、該搬送ロールに設けたドクターブレードの圧下・開放動作を、搬送中の鋼帯の品質不良部の位置をトラッキングして、その位置が搬送ロールを通板するタイミングに連動させて前記圧下・開放動作を制御することを特徴とする搬送ロール表面の異物除去方法。
2. 溶融亜鉛めっきライン、電気めっきライン、連続焼鈍ラインや塗装ライン等の鋼帯を連続的に処理するラインに設けられている複数の搬送ロールに付着した金属粉や埃等の異物を除去する搬送ロール表面の異物除去方法において、搬送される鋼帯の品質不良部が搬送ロール下部と接触する搬送ロールについて、該搬送ロールに設けたドクターブレードの圧下・開放動作およびドクターブレードの刃先及びその近辺に溜まっている掻き落とした異物を除去するための吸引装置の吸引動作を搬送中の鋼帯の品質不良部の位置をトラッキングして、その位置が搬送ロールを通板するタイミングに連動させて前記圧下・開放動作および吸引装置の吸引動作を制御することを特徴とする搬送ロール表面の異物除去方法。
3. 前記鋼帯のトラッキングを鋼帯の溶接点のトラッキングとすることを特徴とする請求項１または２に記載の搬送ロール表面の異物除去方法。

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