JP5439704B2

JP5439704B2 - 鋼帯形状検出装置

Info

Publication number: JP5439704B2
Application number: JP2006339562A
Authority: JP
Inventors: 隆博刈安
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2006-12-18
Filing date: 2006-12-18
Publication date: 2014-03-12
Anticipated expiration: 2026-12-18
Also published as: JP2008150663A

Description

本発明は、電気めっき装置、化成処理装置などの鋼帯処理装置の上流に配置される鋼帯形状検出装置に関する。

例えば、鋼帯の連続電気めっきラインにおいては、鋼帯を挟んでその両側に電極が配置され、鋼帯と電極間にめっき液を満たした電気めっき装置を用いて鋼帯に電気めっきする。電極と鋼帯の距離（以下、極間距離という。）が大きいほどめっき電圧が高くなり、製造コストに大きく影響する。そのため、連続電気めっきラインにおいては、鋼帯と電極が接触しない範囲で極間距離をなるべく小さくして電気めっきするため、例えば耳波、幅方向反り等が大きい鋼帯が電気めっき装置を通過すると、鋼帯と電極が接触してスパークし、電極に損傷を与え、また鋼帯品質を低下させる問題がある。電極の損傷程度が酷いと、ライン停止して、電極を交換する必要があり、生産性の低下、メンテナンス費用が増加する問題もある。

この問題に対し、特許文献１には、電気めっき設備入側で、レーザー・光学変位計等の鋼帯形状測定装置を用いて、鋼帯形状、例えば耳波、Ｃ反り等を測定し、スパーク発生のおそれのある異常形状を認知したときは、当該形状異常部位がめっき槽に到達したら極間距離を広げ、めっき槽を通過したら極間距離を縮小するように極間距離を制御することで、鋼帯と電極接触によるスパークを防止する技術が提案されている。

しかし、特許文献１では、鋼帯形状測定装置にレーザー・光学変位計等を使用するため、高額の設備費が必要となる。また、鋼帯進行方向の前後・上下・左右に、該装置の設置及び引き出しメンテナンスのために大きなスペースが必要であり、今後新たに設置するめっきラインは別にして、既存ラインでは、必要なスペースを確保することが困難である場合が多い。
特開平０１−２１９１９１号公報

本発明は、前記事情を考慮し、電気めっき装置、化成処理装置などの鋼帯処理装置の上流に配置される鋼帯形状検出装置であって、鋼帯形状不良を安価に検出でき、また新設ラインだけなく、既存ラインにも設置可能な鋼帯形状検出装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決する本発明の手段は、次のとおりである。
（１）鋼帯処理装置の上流に配置される鋼帯形状検出装置であって、鋼帯幅方向全幅に延在し、鋼帯との接触に基づき鋼帯の最大歪量を検知するタッチセンサーが鋼帯進行方向に鋼帯パスラインとの間隔を変えて複数個設置されており、前記タッチセンサーと前記鋼帯パスラインとの間隔が鋼帯進行方向側で順次小さくなっていることを特徴とする鋼帯形状検出装置。

本発明の鋼帯形状検出装置は、鋼帯長手方向全長、全幅にわたって、鋼帯形状不良部を確実に検出できる。本発明の鋼帯形状検出装置は、安価で、設置スペースが小さくてすむので、新設ラインだけでなく、既存ラインにも設置可能である。本発明の鋼帯形状検出装置を新設ライン、既存ラインの鋼帯処理装置上流に設置して鋼帯形状不良部とその程度を検出し、検出した鋼帯形状不良度情報に基いて、該鋼帯形状不良部が鋼帯処理装置を通過する際の操業方法を変更することで、鋼帯処理装置が鋼帯形状不良に起因して損傷を受けるのを確実に防止できる。

以下、鋼帯製造設備として、鋼帯の連続電気めっきラインを例に挙げて本発明の実施の形態を説明する。

図１は、鋼帯の連続電気めっきラインの要部構成を示す側面図である。図１において、１は巻戻し装置、２は入側ルーパー装置、３は前処理装置、４は電気めっき装置、５は後処理装置、６は出側ルーパー装置、７は巻取り装置、Ｓは鋼帯である。８は鋼帯形状検出装置で、入側ルーパー装置２の前段に設置されている。

図２は、電気めっき装置４の要部を示す概略断面図である。めっき槽１０内には、鋼帯Ｓを挟んでその両側に電極１１が配置され、鋼帯Ｓと電極１１の間にめっき液１２が満たされている。コンダクターロール１３を介して鋼帯Ｓと電極１１間にめっき電流を流し、鋼帯Ｓに電気めっきする。１４はめっき槽１０内のめっき液を保持するダムロールである。１５はめっき槽１０内を通板される鋼帯Ｓのカテナリー量を小さくするゴムロールである。

鋼帯形状検出装置８は、鋼帯形状不良度を検知するタッチセンサーを備える。このタッチセンサーは、鋼帯幅方向に水平に延在するようにして設けられ、タッチセンサー部を走行する鋼帯の形状不良度を検知する。鋼帯の形状不良度とは、鋼帯形状がフラットである場合の鋼帯パス面を基準とし、このパス面に対する鋼帯幅方向の最大歪の程度である。タッチセンサーが検知する鋼帯の歪は、パス面に対する耳波量、中伸び量、Ｃ反り量（鋼帯幅方向反り量）またはこれらが複合した歪である。

鋼帯の最大歪がある閾値を超えると、鋼帯と電極の接触が不可避となる。本明細書では、この閾値を接触閾値と記載する。鋼帯の形状不良度がこの接触閾値未満であっても、その大きさが接触閾値に近づくにつれて、鋼帯と電極が接触するおそれが大きくなる。この場合、鋼帯通板速度を遅くすると鋼帯と電極が接触しにくくなる。つまり、鋼帯の最大歪がこの接触閾値未満である場合に、その最大歪に応じて、鋼帯通板速度を低下するように調整することで、鋼帯と電極の接触を防止する効果をさらに向上できる。

以上から、鋼帯形状検出装置８は、最大歪が接触閾値以上である鋼帯形状不良部分を検知できることが不可欠であるが、さらに、形状不良部分の最大歪が接触閾値未満である場合でも、その不良程度を検知できることが好ましい。この不良程度は２段階以上に分けて検知してもよい。

図３は、鋼帯形状検出装置８のタッチセンサーの配置例を説明する図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図である。前記のような点を考慮し、本実施の形態では、鋼帯Ｓを挟んで対向配置された３組のタッチセンサーを備え、タッチセンサーを鋼帯との間隔を３段階に変えて鋼帯の形状不良度を３段階に分けて検出するように構成されている。

すなわち、鋼帯Ｓを挟んで対向配置された３組のタッチセンサー２１ａと２１ｂ、タッチセンサー２２ａと２２ｂ、タッチセンサー２３ａと２３ｂが、鋼帯進行方向に間隔を設けて配置されている。タッチセンサー２１ａと２１ｂ、タッチセンサー２２ａと２２ｂ、タッチセンサー２３ａと２３ｂは、各々の中間位置がほぼ鋼帯のパスライン位置（カテナリー位置）となるように、また鋼帯との間隔が鋼帯進行方向で順次小さくなるようにして配置されている。

各タッチセンサー２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂは導電体で構成され、その長手方向が鋼帯幅方向に延在するように配置され、その端部は鋼帯Ｓ端部より外側にある架台（図示なし）に絶縁体を介して取り付けられている。

各タッチセンサー２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂは、鋼帯幅方向の撓みが少ないものが好ましい。本実施形態では、各タッチセンサー２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂは、鋼材（等辺山型鋼）で構成され、一方の辺部が鋼帯幅方向に水平で鋼帯面と略平行になるように配置されている。

各タッチセンサー２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂは、架台（図示なし）へ取り付ける際にその高さを調節することで、各タッチセンサーと鋼帯との間隔は調整自在であり、鋼帯が接触すれば電気的のその接触が即座に判明するように構成されている。

タッチセンサー２１ａ、２１ｂとパスライン、２２ａ、２２ｂとパスライン、２３ａ、２３ｂとパスラインとの間隔を適宜間隔に段階的に調整することにより、鋼板形状検出装置８を通過する鋼帯の形状不良度を３段階に分けて検知することが可能になる。

ここで、検知する３段階の鋼帯の形状不良度を、酷い方から順に、形状不良度大、形状不良度中、形状不良度小とすると、一例を挙げると、各々は以下のように設定される。

形状不良度大：この形状不良度では、鋼帯がめっき装置に通板すると鋼帯と電極の接触が不可避であることから、めっき電流をオフ（ＯＦＦ）にしない限りスパーク発生が不可避であるもの
形状不良度中：この形状不良度では、鋼帯は、所定速度で通板すると鋼帯と電極が接触するおそれが大きいが、通板速度を大幅に低下（例えば５０％程度低下）すれば鋼帯と電極が接触しなくなると判断されるもの
形状不良度小：この形状不良度では、鋼帯は、所定速度で通板すると鋼帯と電極が接触するおそれが若干あるが、通板速度を少量低下（例えば２０％程度低下）すれば、鋼帯と電極が接触しなくなると判断されるもの
各々の形状不良度に対応する鋼帯の最大歪量（タッチセンサーとパスラインとの間隔）は、鋼帯の最大歪量、鋼板通板速度及びスパーク発生頻度等の解析結果に基づき決定することができる。

図４は、鋼帯形状検出装置８のタッチセンサー動作回路の一構成例を説明する図である。図４において、Ｓは鋼帯、２１ａ〜２３ａ、２１ｂ〜２３ｂはタッチセンサー、２８−１〜２８−６は警報ランプ、３１ａ〜３３ａ、３１ｂ〜３３ｂはリレー、Ｒｙ３１ａ〜Ｒｙ３３ａ、Ｒｙ３１ｂ〜Ｒｙ３３ｂはリレー（リレースイッチ）、Ｒ／Ｓはリセットスイッチである。

各タッチセンサー２１ａ〜２３ａ、２１ｂ〜２３ｂには常時ＡＣ８ボルトの電圧が荷電され、鋼帯Ｓはアースされている。形状が良好な鋼板を通板時は、自己保持回路のリレーＲｙ３１ａ〜Ｒｙ３３ａ、Ｒｙ３１ｂ〜Ｒｙ３３ｂ、警報ランプ回路のリレーＲｙ３１ａ〜Ｒｙ３３ａ、Ｒｙ３１ｂ〜Ｒｙ３３ｂはＯＦＦになっている。

鋼帯Ｓがタッチセンサー２１ａ〜２３ａ、２１ｂ〜２３ｂのいずれかに接触すると、表１に示すように、接触したタッチセンサーに対応するリレーが作動し、警報ランプが点滅する。例えば鋼帯Ｓがタッチセンサー２１ａに接触すると、リレー（Ｒｙ）３１ａが作動し、自己保持回路のリレーＲｙ３１ａ、警報ランプ回路のリレーＲｙ３１ａがＯＮになり、警報ランプ２８−１が点滅する。各警報ランプ２８−１〜２８−６の点滅は、鋼帯形状が表１に記載するような形状であることを意味している。例えば、警報ランプＲ１の点滅は、鋼帯形状が上方向に大きな形状不良であることを意味している。

ライン運転マンは、点滅する接触表示ランプに基き、鋼帯の形状不良の程度を的確に識別できるので、鋼帯の該形状不良部が電気めっき装置に通板される際に、その形状不良の程度に応じて、操業条件を適切な条件に変更し、電気めっき装置の設備損傷、鋼帯品質の低下を防止する。

リセットスイッチＲ／Ｓを手動操作でＯＦＦにすると、自己保持回路のリレーＲｙ３１ａ〜Ｒｙ３３ａ、Ｒｙ３１ｂ〜Ｒｙ３３ｂ、警報ランプ回路のリレーＲｙ３１ａ〜Ｒｙ３３ａ、Ｒｙ３１ｂ〜Ｒｙ３３ｂはＯＦＦとなり、各警報ランプ２８−１〜２８−６が消える（点滅しなくなる）。図４では、各タッチセンサー毎に警報ランプが設けられていたが、警報ランプは必要に応じて適宜グルーピングしてランプの数を減らすことができる。

鋼帯形状検出装置８は前述のような構成であるので、設備費は極めて安価で、設置スペースも小さくて済み、しかもタッチセンサー数の増減、形状不良度の閾値設定が自在であるので、操業形態に応じて高い自由度で対応することができる。

本実施形態では、鋼帯形状測定装置８は、入側ルーパー装置２前段に配置したが、設置場所は特に限定されない。鋼帯の形状不良が検出された場合に、当該形状不良部が電気めっき装置に到着する前にめっき電流、鋼帯通板速度等の条件を適切に調整できる場所にあればよい。

本発明の鋼帯形状検出装置は、電気めっき装置の上流に配置するだけでなく、鋼帯形状不良に起因する設備損傷又は設備劣化の問題のある鋼帯処理設備（例えば化成処理設備等）の上流に配置することができる。

本発明は、鋼帯形状不良に起因して鋼帯処理装置が損傷するのを防止する鋼帯形状検出装置として利用することができる。

鋼帯の連続電気めっきラインの要部構成を示す側面図である。電気めっき設備のめっき槽の要部を示す概略断面図である。鋼帯形状検出装置のタッチセンサーの配置例を説明する図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図である。鋼帯形状検出装置のタッチセンサーの動作回路例を説明する図である。

符号の説明

Ｓ鋼帯
１巻き戻し装置
２入側ルーパー装置
３前処理装置
４電気めっき装置
５後処理装置
６出側ルーパー装置
７巻取り装置
８鋼帯形状検出装置
１１電極
１２めっき液
１３電源装置
２１ａ〜２３ａ、２１ｂ〜２３ｂタッチセンサー
２８−１〜２８−６警報ランプ
３１ａ〜３３ａ、３１ｂ〜３３ｂリレー
Ｒｙ３１ａ〜Ｒｙ３３ａ、Ｒｙ３１ｂ〜Ｒｙ３３ｂリレー（リレースイッチ）
Ｒ／Ｓリセットスイッチ

Claims

鋼帯処理装置の上流に配置される鋼帯形状検出装置であって、鋼帯幅方向全幅に延在し、鋼帯との接触に基づき鋼帯の最大歪量を検知するタッチセンサーが鋼帯進行方向に鋼帯パスラインとの間隔を変えて複数個設置されており、前記タッチセンサーと前記鋼帯パスラインとの間隔が鋼帯進行方向側で順次小さくなっていることを特徴とする鋼帯形状検出装置。