JP5716644B2 - コイル洗浄装置 - Google Patents

Description

本発明は鋼帯を巻き取ったコイル外周の汚れを除去するコイル洗浄装置に関し、例えば圧延油が汚れとして外周に付着したコイルと汚れのないコイルを共通搬送設備に搭載する場合に汚れの付着したコイル外周の汚れを除去する場合などに好適なものである。

例えば設備数の低減、省スペースなどの目的から製鉄所では台車搭載装置などの搬送設備を共用化することがある。つまり、異なる鋼帯のコイルが台車搭載装置などの共通搬送設備に搭載されることがある。その際、共用化の対象となっている鋼帯コイルの何れかの外周に圧延油などの汚れが付着していると、その汚れが共通搬送設備に付着し、本来、汚れのないコイルにも付着する恐れがある。このような鋼帯コイルの外周の汚れを除去するコイル洗浄装置として、例えば下記特許文献１では、鋼帯を巻き取ったコイルを一対のクレードルロール上に搭載し、クレードルロールを回転駆動することでコイルを回転し、回転中のコイルの外周面に洗浄液を直接スプレーして塗布し、洗浄液と共に汚れである防錆油をクレードルロールで絞り落とすようにしている。

実開平４−８１９６７号公報

例えば汚れの付着した鋼帯コイルを台車搭載装置などの共通搬送設備に搭載し、その汚れが共通搬送設備に付着し、汚れていない鋼帯コイルに付着するような場合、共通搬送設備に接触する汚れの付着した鋼帯コイルの外周部分は予め決まっているので、その予め決まった部分のみ汚れを除去すればよいが、前記特許文献１に記載されるコイル洗浄装置では、鋼帯コイルをクレードルロール上で回転させて外周面の汚れを除去するため、鋼帯コイルの外周面の予め設定された部分のみ汚れを除去することが困難である。

本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、鋼帯を巻き取ったコイル外周の予め設定された部分の汚れを除去することが可能なコイル洗浄装置を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明のコイル洗浄装置は、鋼帯を巻き取ったコイル外周の予め設定された拭き取り部分の汚れを拭き取り材に吸着して除去するコイル洗浄装置であって、前記拭き取り材に洗浄液を付与する洗浄液付与装置と、前記コイルが当該コイルの内周で支持された状態で前記洗浄液の付与された拭き取り材を前記コイル外周の予め設定された拭き取り部分に予め設定された押し付け力で押し付ける押し付け装置と、前記押し付け装置によって前記洗浄液の付与された拭き取り材が前記コイル外周の予め設定された拭き取り部分に予め設定された押し付け力で押し付けられた状態で前記洗浄液の付与された拭き取り材を前記コイル外周の周方向の何れか一方に移動する拭き取り材移動装置とを備えたことを特徴とするものである。

また、前記拭き取り材は幅広繊維体からなり、前記拭き取り材移動装置は、前記拭き取り材が巻かれた巻き戻しリールから当該拭き取り材を巻き取りリールで巻き取って当該拭き取り材が緩まない張力を付与することを特徴とするものである。
また、前記コイル外周の予め設定された拭き取り部分は前記内周で支持されたコイルが吊り下げられた状態での下側部分であり、前記押し付け装置は二以上のロールに予め設定された張力で巻回されたゴムベルトからなり、前記内周で支持されたコイルが吊り下げられた状態で前記ゴムベルトとコイルの外周との間に挟まれた拭き取り材をコイル外周の下側部分に予め設定された押し付け力で押し付けることを特徴とするものである。
また、前記ゴムベルトの移動速度と拭き取り材の移動速度とを同等としたことを特徴とするものである。

而して、本発明のコイル洗浄装置によれば、鋼帯を巻き取ったコイルが当該コイルの内周で支持された状態で洗浄液の付与された拭き取り材をコイル外周の予め設定された拭き取り部分に予め設定された押し付け力で押し付け、洗浄液の付与された拭き取り材がコイル外周の予め設定された拭き取り部分に予め設定された押し付け力で押し付けられた状態で洗浄液の付与された拭き取り材をコイル外周の周方向の何れか一方に移動することとしたため、コイル外周の予め設定された拭き取り部分の汚れのみを確実に除去することができる。

また、拭き取り材を幅広繊維体で構成することにより洗浄液が含まれやすく、その拭き取り材が巻かれた巻き戻しリールから当該拭き取り材を巻き取りリールで巻き取って当該拭き取り材が緩まない張力を付与することとしたため、拭き取り材のコイル外周への接触状態が均一化され、コイル外周の予め設定された拭き取り部分の汚れをより一層確実に除去することができる。

また、コイル外周の予め設定された拭き取り部分が内周で支持されたコイルが吊り下げられた状態での下側部分である場合に、内周で支持されたコイルが吊り下げられた状態で、二以上のロールに予め設定された張力で巻回されたゴムベルトとコイルの外周との間に挟まれた拭き取り材をコイル外周の下側部分に予め設定された押し付け力で押し付けることとしたため、拭き取り材のコイル外周への接触面圧が接触面内で均一化され、コイル外周の予め設定された拭き取り部分の汚れをより一層確実に除去することができる。

また、ゴムベルトの移動速度と拭き取り材の移動速度とを同等としたことにより、拭き取り材のコイル外周への接触状態及び接触面圧がより一層均一化され、コイル外周の予め設定された拭き取り部分の汚れをより一層確実に除去することができる。

本発明のコイル洗浄装置の概略構成図である。 図１のコイル洗浄装置における鋼帯コイルセットの説明図である。 共通搬送設備の説明図である。 図１のコイル洗浄装置の拭き取り材送り長さの説明図である。 図１のコイル洗浄装置の効果の説明図である。

次に、本発明のコイル洗浄装置の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態のコイル洗浄装置の概略構成図であり、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は平面図、図１（ｃ）は操作盤及び制御盤の構成図である。本実施形態では、後段に詳述するように、圧延油の汚れが付着した鋼帯を巻き取ったコイルと、圧延油の汚れを除去したコイルを共用化された共通搬送設備に搭載する。汚れが付着したコイルをそのまま共通搬送設備に搭載すると共通搬送設備に汚れが付着し、その共通搬送設備に付着した汚れが、汚れを除去したコイルに再付着する。本実施形態のコイル洗浄装置は、圧延油の汚れが付着した鋼帯コイルの外周の予め設定された拭き取り部分、具体的にはクレーンで吊り下げられて共通搬送設備に搭載されるコイル外周の下側部分の汚れを除去する。

圧延油の汚れが付着したコイル１は、図１（ａ）に示すように、トング２を介して図示しないクレーンから吊り下げられている。トング２は、汚れの再付着などを回避するため、汚れが付着したコイル１の内周を支持する。汚れが付着したコイル１は、クレーンから吊り下げられた状態のまま、後述する共通搬送設備にも搭載される。ちなみに、汚れが付着したコイル１はクレーンで吊り下げられたままの状態でコイル洗浄装置にもセットされるので、コイル洗浄装置には重量に対する強度はさほど重要でない。

本実施形態のコイル洗浄装置のテーブル型本体３の上部にはコイル１の軸方向と平行な軸を有する二つのテンションロール４が回転自在に設けられ、それらのテンションロール４にゴムベルト５が巻回されている。二つのテンションロール４は、図示しないスプリングなどの付勢機構によって互いに離間する方向に付勢されており、その結果、ゴムベルト５には予め設定された張力が付与されている。ゴムベルト５は、少なくともコイル１の軸線方向寸法より幅広である。二つのテンションロール４の一方、図１（ａ）では図示左方のテンションロール４にテンションロール用モータ７が設けられており、テンションロール用モータ７によって図示左方のテンションロール４が予め設定された速度で回転し、その結果、ゴムベルト５も図１（ａ）の反時計回り方向に予め設定された速度で移動される。なお、ゴムベルト５は、純粋なゴムベルトの他、可撓性と弾性を有する材料からなる幅広のベルトであれば、それらもゴムベルトであると見なして使用可能である。

前記二つのテンションロール４のうち、他方のテンションロール４、つまり図１（ａ）の図示右方のテンションロール４の下方には、拭き取り材８を巻き重ねた巻き戻しリール９が設けられ、一方のテンションロール４、つまり図１（ａ）の図示左方のテンションロール４の下方には、拭き取り材８を巻き取る巻き取りリール１０が設けられている。巻き取りリール１０には巻き取りリール用モータ１１が設けられ、巻き取りリール用モータ１１によって巻き取りリール１０を予め設定された速度で回転し、その結果、拭き取り材８は図１（ａ）の図示右方から左方に予め設定された速度で且つ緩まない程度の予め設定された張力で移動される。なお、後述するように、拭き取り材８はゴムベルト５と同等の速度で移動される。巻き取りリール１０は、拭き取り材８の巻き取り量、つまり巻き取りリール１０に巻き取られた拭き取り材８の外径に応じて拭き取り材８の移動速度が変化する。そのため、例えば巻き取りリール１０に巻き取られた拭き取り材８の外径又は巻き取り量に応じて巻き取りリール用モータ１１の回転速度をフィードフォワード制御するとか、或いはゴムベルト５の移動速度と拭き取り材８の移動速度の差で巻き取りリール用モータ１１の回転速度をフィードバック制御するなどの制御を行う。

拭き取り材８は、二つのテンションロール４に巻回されているゴムベルト５の上面を通って巻き取りリール１０に巻き取られる。前述のように、ゴムベルト５と拭き取り材８は同等の速度で移動されるので、ゴムベルト５の上面に搭載された拭き取り材８はゴムベルト５と同期して一緒に移動する。拭き取り材８は、後述する洗浄液が浸み込みやすく且つ洗浄液を含みやすい布や紙などの幅広の繊維体からなり、少なくともコイル１の軸線方向寸法より幅広であり、ゴムベルト５より幅狭であることが望ましい。なお、本実施形態では拭き取り材８にタオルを用いた。

拭き取り材８の移動方向上流側、具体的には図１（ａ）の図示右方のテンションロール４の上方には、洗浄液を吹き出すノズル１２が拭き取り材８の幅方向、即ちコイル１の軸線方向に拭き取り材８の幅相当分複数並べて配設されている。各ノズル１２には、洗浄液タンク１３内に貯留されている洗浄液がポンプ１４を介して供給され、各ノズル１２から拭き取り材８の上面に吹き付けられ、洗浄液は拭き取り材８に含浸される。なお、洗浄液には、圧延油などの汚れを分解しやすいアルコール（エタノール等）などの有機溶剤などが用いられる。

また、コイル洗浄装置の本体３には、複数の光電スイッチからなるコイル高さセンサ１７が設けられている（図では１セットのみを示す）。また、図１（ｃ）に示す符号１５はクレーンの機上操作盤、符号１６はコイル洗浄装置の地上制御盤であり、互いに無線通信可能となっている。また、コイル洗浄装置の拭き取り材移動方向中央部側方には、コイル１を吊り下げて降ろす際のマーカとなるセンターマーカ１８が配設されており、クレーン操作者は、このセンターマーカ１８の中央の十字にコイル１の軸線が一致又はほぼ一致するようにコイル１を吊り下げて降ろす。

このコイル洗浄装置では、前述のようにセンターマーカ１８の中央の十字にコイル１の軸線が一致又はほぼ一致するようにコイル１をクレーンで吊り下げて降ろす。コイル高さセンサ１７は、例えば図２に示すような４つの高さを検出できるように設定されている。即ち、コイル洗浄装置の上方でコイル１を一旦停止する待機高さＡ、待機高さＡより下方でコイル１の下側部分の汚れを除去する上限高さＢ、上限高さＢより下方でコイル１の下側部分の汚れを除去する下限高さＣ、下限高さＣより下方で機械的に規制される規制高さＤの４つの高さを検出することができ、例えば夫々の高さ毎に異なるライトが点灯或いは点滅する。上限高さＢから下限高さＣの高さ範囲内にコイル１の下側部分があるとき、当該下側部分によって拭き取り材８及びゴムベルト５が撓み、拭き取り材８はゴムベルト５の張力及び弾性力によって予め設定された押し付け力でコイル１の下側部分に押し付けられる。

クレーン操作者は機上操作盤１５を操作して待機高さＡでコイル１を一旦停止し、次いで予め設定された所定の操作を行ってコイル１の下側部分が上限高さＢと下限高さＣの間に位置する状態で再びコイル１を停止する。その状態では、前述のように拭き取り材８はゴムベルト５の張力及び弾性力によって予め設定された押し付け力でコイル１の下側部分に押し付けられているので、前記クレーン操作者による所定の操作を無線通信によって地上制御盤１６が受信したら、地上制御盤１６ではポンプ１４を作動させて洗浄液タンク１３内の洗浄液をノズル１２から拭き取り材８に吹き付け、次いでテンションロール用モータ７及び巻き取りリール用モータ１１を駆動させて、前述のようにゴムベルト５及び拭き取り材８を同等の速度で予め設定された方向、即ちコイル１の周方向の何れか一方に移動させ、洗浄液が含浸した拭き取り材８によってコイル１の下側部分の汚れを除去する。拭き取り材８が後述する予め設定された所定送り長さだけ移動したらテンションロール用モータ７及び巻き取りリール用モータ１１を停止してゴムベルト５及び拭き取り材８の移動を停止する。停止が確認されたら、クレーン操作者はコイル１を共通搬送設備に搭載すべくクレーンを操作する。

例えば圧延の中間工程のコイル、つまり圧延油等の汚れが付着しているコイルと、梱包前のコイル、つまり汚れが除去されたコイルを共通搬送設備に搭載すると、汚れが共通搬送設備に付着し、その汚れが梱包前の汚れが除去されたコイルに再付着する。圧延時に潤滑や冷却を目的として使用する圧延油は、中間工程のコイルに付着している。圧延油は、経時変化により、埃や酸化した鉄粉を吸収して褐色の液体に変化する。この褐色の液体が溶融亜鉛メッキ鋼板などの白地の梱包前コイルに付着するとそのコイルは再度製造ラインに装入される。製造ラインでは、最外周側からコイルを巻きほぐし、圧延油（上記褐色の液体）が再付着した汚れ付着部分の鋼板を切断するため、歩留低下や作業コスト増加につながる。

共通搬送設備としては、例えば図３に示す台車搭載装置が挙げられる。図３ａは台車搭載装置の平面図であり、図中の符号１０１はスキッドと呼ばれるコイル受け台、符号１０２は台車リフトカーである。コイル１を台車１０３に搭載する場合、図３ｂに示すように、例えばコイル１をスキッド１０１に搭載したら台車リフトカー１０２でコイル１を上昇し、台車リフトカー１０２がコイル１の軸線方向に移動した後、台車リフトカー１０２が下降して台車１０３にコイル１が搭載される。コイル１の外周に汚れが付着していると、図３ａに網掛けした部分に汚れが付着し、その汚れが図３ａに示す梱包前のコイル１０４に再付着する。

本実施形態のコイル洗浄装置は、共通搬送設備に付着するコイル１の下側部分の汚れのみを拭き取り材８で拭き取って除去するため、無駄がなく、効率がよい。また、クレーンはトング２によってコイル１の内周を支持しているため、汚れを除去した後のコイル外周の下側部分に汚れが再付着するのを抑制防止することができる。また、コイル外周の汚れを拭き取り材８に吸着して除去するため、汚れが飛散することがなく、飛散による汚れの再付着を抑制防止することができる。また、拭き取り材８はコイル１の周方向の一定方向に移動して汚れを除去するので、拭き取り材８に吸着された汚れがコイル１に再付着することがない。また、拭き取り材８に緩まない程度の張力を付与することにより、コイル１の外周への接触状態が均一化する。また、ゴムベルト５により拭き取り材８を予め設定された押し付け力でコイル１の外周に押し付けることにより、コイル１の外周への拭き取り材８の接触面圧が接触面内で均一化し、より一層汚れを確実に除去することができる。また、拭き取り材８とゴムベルト５を同等の速度で移動させることにより、拭き取り材８にしわが発生しにくく、コイル１の外周への接触状態がより一層均一化する。

次に、前述した拭き取り材８の送り出し長さなどについて検討する。例えば、前記共通搬送設備のスキッド１０１に搭載されるコイル１の搭載状態が図４ａのような場合、接触弧長Ａｒｃはコイル外径に応じて図４ｂのように求まる。拭き取り材８によるコイル１の下側部分の拭き取り長さについては、この接触弧長Ａｒｃに予め設定された所定長さ２００ｍｍを加算した値とした。洗浄液の吹き付け長さは、経験則から拭き取り長さの１／６倍とした。拭き取り材８の送り長さは、拭き取り長さと洗浄液吹き付け長さの和、即ち拭き取り長さの１．１７倍と、洗浄液が吹き付けられた拭き取り材８が拭き取り開始位置に到達するまでの距離５００ｍｍを加算した値とした。洗浄液の単位面積当たりの吹き付け量は３２０ｍＬ／ｍ^２とした。また、拭き取り材８の幅は２２００ｍｍ、拭き取り材８の移動速度は２００ｍｍ／ｓｅｃ、拭き取り材８の張力は１０ｋｇｆとした。夫々の算出式を以下に示す。

拭き取り長さ（ｍ／コイル）＝接触弧長Ａｒｃ（ｍ／コイル）＋０．２（ｍ）
洗浄液吹き付け長さ（ｍ／コイル）＝拭き取り長さ（ｍ／コイル）×１／６
拭き取り材送り長さ（ｍ／コイル）＝拭き取り長さ（ｍ／コイル）
＋洗浄液吹き付け長さ（ｍ／コイル）
＋０．５（ｍ）

このコイル洗浄装置を用いて、外径が約１０００〜２６００ｍｍ、幅が約８３０〜１８６０ｍｍのコイル、２５００個のコイルについて１ヶ月間、コイル下側部分の汚れ除去を行い、梱包前の汚れが除去されたコイルに汚れが再付着する不合格率（＝｛不合格コイル個数／（合格コイル個数＋不合格コイル個数）｝×１００［％］）を実施例として試験した。一方、比較例として、７日ごとに共通搬送設備を洗浄液とタオルにて作業者が拭き取り清掃し、同様に梱包前の汚れが除去されたコイルに汚れが再付着する不合格率を試験した。図５に試験の結果を示す。本実施形態のコイル洗浄装置による実施例では不合格率は１％であるのに対し、比較例では１７％と不合格率が高い。

このように本実施形態のコイル洗浄装置では、鋼帯を巻き取ったコイル１が当該コイルの内周で支持された状態で洗浄液の付与された拭き取り材８をコイル外周の予め設定された拭き取り部分に予め設定された押し付け力で押し付け、洗浄液の付与された拭き取り材８がコイル外周の予め設定された拭き取り部分に予め設定された押し付け力で押し付けられた状態で当該洗浄液の付与された拭き取り材８をコイル外周の周方向の何れか一方に移動することにより、汚れが再付着することなく、コイル外周の予め設定された拭き取り部分の汚れのみを確実に除去することができる。

また、拭き取り材８を幅広繊維体で構成することにより洗浄液が含まれやすく、その拭き取り材８が巻かれた巻き戻しリール９から当該拭き取り材８を巻き取りリール１０で巻き取って当該拭き取り材８が緩まない張力を付与することとしたため、拭き取り材８のコイル外周への接触状態が均一化され、コイル外周の予め設定された拭き取り部分の汚れをより一層確実に除去することができる。

また、コイル外周の予め設定された拭き取り部分が内周で支持されたコイル１が吊り下げられた状態での下側部分である場合に、内周で支持されたコイル１が吊り下げられた状態で、二つのテンションロール４に予め設定された張力で巻回されたゴムベルト５とコイル１の外周との間に挟まれた拭き取り材８をコイル外周の下側部分に予め設定された押し付け力で押し付けることにより、拭き取り材８のコイル外周への接触面圧が接触面内で均一化され、コイル外周の予め設定された拭き取り部分の汚れをより一層確実に除去することができる。

また、ゴムベルト５の移動速度と拭き取り材８の移動速度とを同等としたことにより、拭き取り材８にしわが発生しにくく、拭き取り材８のコイル外周への接触状態及び接触面圧がより一層均一化され、コイル外周の予め設定された拭き取り部分の汚れをより一層確実に除去することができる。

なお、前記実施形態では、二つのテンションロール４とそれらに巻回されたゴムベルト５が本発明の押し付け装置を構成する。この押し付け装置としては、他の構成も考えられるが、幅広で、且つ比較的長い拭き取り材をコイル１の外周に均一な面圧で押し付けるにはゴムベルトが有効である。
また、汚れの付着したコイルと汚れの除去されたコイルが共有化する共通搬送設備は台車搭載装置以外であってもよい。

１はコイル
２はトング
３は本体
４はテンションロール
５はゴムベルト
７はテンションロール用モータ
８は拭き取り材
９は巻き戻しリール
１０は巻き取りリール
１１は巻き取りリール用モータ
１２はノズル
１３は洗浄液タンク
１４はポンプ
１５は機上操作盤
１６は地上制御盤
１７はコイル高さセンサ
１８はセンターマーカ
１０１はスキッド
１０２は台車リフトカー
１０３は台車
１０４は梱包前のコイル

Claims (4)

1. 鋼帯を巻き取ったコイル外周の予め設定された拭き取り部分の汚れを拭き取り材に吸着して除去するコイル洗浄装置であって、前記拭き取り材に洗浄液を付与する洗浄液付与装置と、前記コイルが当該コイルの内周で支持された状態で前記洗浄液の付与された拭き取り材を前記コイル外周の予め設定された拭き取り部分に予め設定された押し付け力で押し付ける押し付け装置と、前記押し付け装置によって前記洗浄液の付与された拭き取り材が前記コイル外周の予め設定された拭き取り部分に予め設定された押し付け力で押し付けられた状態で前記洗浄液の付与された拭き取り材を前記コイル外周の周方向の何れか一方に移動する拭き取り材移動装置とを備えたことを特徴とするコイル洗浄装置。
2. 前記拭き取り材は幅広繊維体からなり、前記拭き取り材移動装置は、前記拭き取り材が巻かれた巻き戻しリールから当該拭き取り材を巻き取りリールで巻き取って当該拭き取り材が緩まない張力を付与することを特徴とする請求項１に記載のコイル洗浄装置。
3. 前記コイル外周の予め設定された拭き取り部分は前記内周で支持されたコイルが吊り下げられた状態での下側部分であり、前記押し付け装置は二以上のロールに予め設定された張力で巻回されたゴムベルトからなり、前記内周で支持されたコイルが吊り下げられた状態で前記ゴムベルトとコイルの外周との間に挟まれた拭き取り材をコイル外周の下側部分に予め設定された押し付け力で押し付けることを特徴とする請求項１又は２に記載のコイル洗浄装置。
4. 前記ゴムベルトの移動速度と拭き取り材の移動速度とを同等としたことを特徴とする請求項３に記載のコイル洗浄装置。

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