JP5786313B2 - Foreign matter removing device, temper rolling equipment provided with foreign matter removing device, and temper rolling method using foreign matter removing device - Google Patents
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Description
この発明は、金属帯の表面の異物を除去する粘着性ロールを具える異物除去装置、異物除去装置を具える調質圧延設備、及び、異物除去装置を用いた調質圧延方法に関する。ここで、金属帯とは、鋼帯を典型例とし、その他アルミニウム合金や銅合金などの非鉄合金帯を意味し、以下、典型例である鋼帯を対象として説明するが、鋼帯に限られないことは勿論である。 The present invention relates to a foreign matter removing device having an adhesive roll for removing foreign matter on the surface of a metal strip, a temper rolling facility having a foreign matter removing device, and a temper rolling method using the foreign matter removing device. Here, the metal strip is a steel strip as a typical example, and means a non-ferrous alloy strip such as an aluminum alloy or a copper alloy. Hereinafter, a steel strip that is a typical example will be described. Of course not.
鋼帯は、スラブなどの鋼素材に熱間圧延そして冷間圧延を施すことにより得られる。冷間圧延後は、焼鈍を施し、必要に応じて鋼帯に調質圧延を施す。かかる調質圧延は、鋼帯を軽微に圧下し、該鋼帯の表面性状及び/又は形状を微調整するものである。 The steel strip is obtained by subjecting a steel material such as a slab to hot rolling and cold rolling. After cold rolling, annealing is performed, and temper rolling is performed on the steel strip as necessary. Such temper rolling is intended to slightly reduce the steel strip and finely adjust the surface properties and / or shape of the steel strip.
ところで、前段の冷間圧延後の鋼帯を調質圧延する場合、冷間圧延後の鋼帯の表面を清浄化するためのクリーニングラインを通すことが通例であるが、クリーニングラインを通した後、鋼帯がピンチロールやコンベアを通ると、それらに付着した摩耗粉(金属粉やゴム粉)や埃等の異物が鋼帯表面に付着することとなる。次いで、金属粉や埃等が表面に付着した鋼帯をそのまま調質圧延に供すると、鋼帯表面に傷が付いてしまう。この傷は、極薄の鋼帯において大きな影響を与えることから、特に薄い鋼帯を調質圧延する場合に問題となる。 By the way, when temper rolling a steel strip after cold rolling in the previous stage, it is customary to pass a cleaning line for cleaning the surface of the steel strip after cold rolling, but after passing through the cleaning line When the steel strip passes through a pinch roll or a conveyor, foreign matter such as wear powder (metal powder or rubber powder) or dust attached to them adheres to the surface of the steel strip. Next, if the steel strip with metal powder or dust attached to the surface is subjected to temper rolling as it is, the surface of the steel strip will be damaged. Since this scratch has a great influence on an extremely thin steel strip, it becomes a problem particularly when the thin steel strip is temper-rolled.
その対策として、特許文献1には、異物除去装置を具える調質圧延設備を使用して、調質圧延前の鋼帯に粘着性を有するロール(粘着性ロール)を接触させ、鋼帯表面の金属粉や埃等を事前に取り除き、調質圧延時に鋼帯表面が傷付くことを抑制する発明が開示されている。
As a countermeasure,
しかし、特許文献1に記載の粘着性ロールは、粘着力を維持したまま長期にわたって使用することが難しく、早期に寿命を迎えることが問題であった。すなわち、粘着性ロールが、早期に劣化するため、ロール交換頻度が高くなってしまう虞がある。ロール交換頻度が高くなると、鋼帯の生産性が低下するだけでなく、交換にコストも要することとなる。そのことから、長期使用に耐え得る、耐久性の向上した粘着性ロールが希求されている。
However, the pressure-sensitive adhesive roll described in
従って、この発明の目的は、粘着性を維持しつつも、耐久性の向上した粘着性ロールを具えた異物除去装置を提供することにある。また、この発明の更なる目的は、かかる異物除去装置を用いた異物除去方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a foreign matter removing apparatus including an adhesive roll having improved durability while maintaining adhesiveness. Another object of the present invention is to provide a foreign matter removing method using such a foreign matter removing apparatus.
前記目的を達成するため、第一発明は、金属帯表面の異物を除去する粘着性ロールを具えた異物除去装置であって、粘着性ロールの周面のJIS−A硬度Xが、5≦X≦45°の範囲にあり、慣性モーメントYが、882N・m2以下であり、かつ、X≧0.5(log10(Y/9.8)+2.5)2+3.9を満たすことを特徴とする異物除去装置である(以下、「JIS−A硬度」を「硬度」と略す)。
尚、本発明において、慣性モーメントYは、粘着性ロールの重量をW(kgf)、粘着性ロールの径をD(m)として、1/2×W×D2で表されるGD2(kgf・m2)を、SI単位(N・m2)に換算したものを意味するものとする。
In order to achieve the above object, the first invention is a foreign matter removing apparatus including an adhesive roll for removing foreign matter on the surface of a metal strip, wherein the JIS-A hardness X of the peripheral surface of the adhesive roll is 5 ≦ X. ≦ 45 °, moment of inertia Y is 882 N · m 2 or less, and X ≧ 0.5 (log 10 (Y / 9.8) +2.5) 2 +3.9 (Hereinafter, “JIS-A hardness” is abbreviated as “hardness”).
In the present invention, the moment of inertia Y is GD 2 (kgf) represented by 1/2 × W × D 2 where the weight of the adhesive roll is W (kgf) and the diameter of the adhesive roll is D (m). · the m 2), is intended to mean those terms in SI units (N · m 2).
また、粘着性ロールは、金属帯のパスラインを挟む対であり、一方の粘着性ロールの軸心と、他方の粘着性ロールの軸心を前記パスラインの方向にずらして配置することが好ましい。 Further, the adhesive roll is a pair sandwiching the pass line of the metal strip, and it is preferable that the axis of one adhesive roll and the axis of the other adhesive roll are shifted in the direction of the pass line. .
第二発明は、金属帯の調質圧延機を具え、該調質圧延機の金属帯入側に、上述の異物除去装置を具えることを特徴する調質圧延設備である。 A second invention is a temper rolling facility including a temper rolling mill for a metal strip, and the above-described foreign matter removing device on the metal strip entrance side of the temper rolling mill.
第三発明は、金属帯を調質圧延するに当り、調質圧延に先立ち、上述の異物除去装置を用いて、粘着性ロールを金属帯に押し付けて異物を除去することを特徴とする調質圧延方法である。 The third invention is a tempering characterized in that, prior to temper rolling, temper rolling of a metal strip, using the foreign matter removing device described above, pressing the adhesive roll against the metal strip to remove foreign matter. It is a rolling method.
この発明によれば、粘着性を維持しつつ、耐久性の向上した粘着性ロールを具えた異物除去装置を提供することが可能となる。また、この発明によれば、かかる異物除去装置を具える調質圧延設備を提供することが可能となる。更に、この発明によれば、粘着性ロールの使用期間を延ばし得る、異物除去装置を用いた調質圧延方法を提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide a foreign matter removing apparatus including an adhesive roll having improved durability while maintaining adhesiveness. Moreover, according to this invention, it becomes possible to provide the temper rolling equipment provided with this foreign material removal apparatus. Furthermore, according to this invention, it becomes possible to provide the temper rolling method using the foreign material removal apparatus which can extend the use period of an adhesive roll.
次に、図面を参照しつつ、この発明の実施形態を説明する。図1は、調質圧延に供する鋼帯を清浄するクリーニングラインを示した図である。図2は、この発明に従う異物除去装置を具える調質圧延設備を示した図である。図3は、粘着性ロールの耐久性及び粘着性と、硬度及び慣性モーメントとの相関関係を示した図である。尚、図示例では、この発明に従う異物除去装置は調質圧延設備に取り付けて使用しているが、その使用はこれに限定されるものではなく、その他の工程にて鋼帯表面の金属粉や埃等を取り除くことに使用し得ることは勿論である。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a view showing a cleaning line for cleaning a steel strip used for temper rolling. FIG. 2 is a diagram showing a temper rolling facility including a foreign matter removing apparatus according to the present invention. FIG. 3 is a diagram showing the correlation between the durability and adhesiveness of the adhesive roll, and the hardness and moment of inertia. In the illustrated example, the foreign matter removing apparatus according to the present invention is used by being attached to a temper rolling facility, but its use is not limited to this, and metal powder on the surface of the steel strip in other processes Of course, it can be used to remove dust and the like.
さて、冷間圧延後に焼鈍を施した鋼帯を調質圧延する場合、該調質圧延に供する鋼帯は、クリーニングラインを経た後、調質圧延に供される。そこで、図1を参照しつつ、調質圧延に供する鋼帯を洗浄するクリーニングライン1について説明する。図示例のクリーニングライン1は、アルカリ液槽2、ブラシ槽3及びリンス槽4を有するクリーニング設備5を具えている。かかるクリーニングライン1に鋼帯6を通す場合には、まず、コイル7から巻出した鋼帯6を、クリーニング設備5に通して、アルカリ液によりクリーニングすることにより、鋼帯表面に付着している汚れを洗浄する。次いで、洗浄された鋼帯6をピンチロール8及びコンベア9により鋼帯6の送り方向に誘導し、鋼帯6をコイラー10に巻き取る。ここで、鋼帯6がピンチロール8及びコンベア9を通ると、それらに付着した金属粉や埃等の異物が鋼帯表面に付着することとなる。金属粉や埃等が表面に付着した鋼帯6をそのまま調質圧延に供すると、上述した通り、鋼帯1の表面が傷付いてしまう。特に、ピンチロール8との接触が不可避である鋼帯6の先尾端における付着が顕著である。
Now, when temper rolling a steel strip that has been annealed after cold rolling, the steel strip to be subjected to temper rolling is subjected to temper rolling after passing through a cleaning line. A
かかる金属粉や埃等の異物を取り除くために、図2に示す、異物除去装置11を具えた調質圧延設備12を用いる。すなわち、異物除去装置11は、調質圧延機を構成する2つの圧延スタンド13、13の上流に設けられており、鋼帯6と直接接触し、かつ、周面部分に粘着性を有する一対の粘着性ロール14、14を具える。かかる粘着性ロール14は、その周面の硬度Xが、5≦X≦45°の範囲にあり、慣性モーメントYが、980N・m2以下であり、かつ、X≧0.5(log10(Y/9.8)+2.5)2+3.9を満たすことが肝要である。更に、一方の粘着性ロール14の軸心と、他方の粘着性ロール14の軸心をパスラインの方向にずらして配置し、両者をオフセット配置とすることが好ましい。また、圧延スタンド13は、鋼帯6と直接接触する一対のワークロール15、15と、それらワークロール15、15を支持する一対のバックアップロール16、16により構成されている。
尚、粘着性ロール14は、例えば粘着性を有するゴム層を表面にライニングした粘着性ゴムロールを用いることができる。
かかる調質圧延設備12を用いて鋼帯を調質圧延する際には、まず、冷間圧延を経た鋼帯6を巻き取ったコイル7をコイラー9にセットし、そのコイル7から調質圧延設備12に鋼帯6を巻出す。次いで、コイル7から巻き出した鋼帯6を、一対の粘着性ロール14、14により挟み込んで両ロール間を通すことにより、鋼帯表面に付着した金属粉や埃等を取り除く。このとき、一対の粘着性ロール14、14は、オフセット配置となっていることから、各粘着性ロール14に負荷される圧力が小さくなり、粘着性ロール14が劣化するまでの期間が長くなることから、粘着性ロール14の使用寿命が延びる。更に、粘着性ロール14に対し、鋼帯6が接触する面積が大きくなることから、鋼帯表面に付着した金属粉や埃等を効果的に取り除くことが可能となる。そして、金属粉や埃等を除去した鋼帯6を、ワークロール15、15間を所定の圧力で圧下しつつ通すことにより、例えば、鋼帯表面を調質する。
In order to remove foreign matters such as metal powder and dust, a
In addition, the
When temper-rolling a steel strip using the temper
ここで、上述した用途の粘着性ロールについて、発明者らは、その耐久性を向上する条件に関して鋭意究明したところ、耐久性が該ロールの慣性モーメント及び硬度に依存することを新たに見出した。すなわち、50000km分の鋼帯6の表面に粘着性ゴムロールである粘着性ロール14を押し付けて回転させた場合に、粘着性ロール14の基本性能として、鋼帯表面の金属粉又は埃等を取り除くに充分な粘着性を維持しつつも、耐久性を向上させることを満たす、慣性モーメント及び硬度の範囲を調査した。その結果、図3に示すが如く、粘着性ロールの粘着性を維持しつつも、耐久性を向上させる条件は、硬度Xが、5≦X≦45°の範囲にあり、慣性モーメントYが、980N・m2以下(100kgf・m2以下)であり、かつ、X≧0.5(log10(Y/9.8)+2.5)2+3.9を満たすことにあることが判った。粘着性ロール14の硬度が5°未満となると、粘着性は向上するものの、耐久性が充分に確保されない。一方、粘着性ロール14の硬度が45°を超えると、耐久性は向上するものの、粘着性が充分に確保されない。また、粘着性ロール14の硬度が5≦X≦45°の範囲にあったとしても、慣性モーメントYが980N・m2を超える場合には、回転時のロールへのダメージが大きく、摩耗や剥離が発生するため、粘着性ロール14の耐久性が充分に確保されない。更に、硬度及び慣性モーメントは、ロールダメージの観点から硬度が低い場合には、許容される最低の慣性モーメントは小さく、硬度が高い場合には許容される慣性モーメントは大きくなる。このような観点から、慣性モーメントと硬度との関係を検討した結果、X≧0.5(log10(Y/9.8)+2.5)2+3.9を満たすことが肝要であることを見出した。尚、粘着性ロール14の製造限界となる慣性モーメントは、約9.8×10−4N・m2程度である。
Here, about the adhesive roll of the use mentioned above, when the inventors earnestly investigated about the conditions which improve the durability, it discovered newly that durability depended on the moment of inertia and hardness of this roll. That is, when the
また、粘着性ロール14の粘着性を維持しつつも、耐久性をより好適に向上させる観点から、粘着性ロール14の慣性モーメントYは、9.8<Y≦98N・m2の範囲にあり、硬度Xは、10≦X≦45°の範囲にあることが好ましい。あるいは、粘着性ロール14の慣性モーメントYは、98<Y≦980N・m2の範囲にあり、硬度Xは、14≦X≦45°の範囲にあることが好ましい。あるいは、粘着性ロール14の慣性モーメントYは、0.98<Y≦9.8N・m2の範囲にあり、硬度Xは、7≦X≦45°の範囲にあることが好ましい。
In addition, from the viewpoint of more suitably improving the durability while maintaining the adhesiveness of the
また、発明者は、鋼帯表面における金属粉や埃等の堆積量の分布を調査したところ、上述したように、ピンチロール等との接触機会の多い、鋼帯の先尾端にて金属粉や埃等の堆積量が最も大きいことを見出した。そのことから、粘着性ロール14を鋼帯6の先尾端に押し付けて金属粉及び埃等を取り除くことにより、鋼帯表面の金属粉や埃等を効率よく取り除くことができることがわかった。このように、粘着性ロール14の押付け範囲を鋼帯6の先尾端に限定することにより、粘着性ロール14が劣化するまでの期間が長くなることから、粘着性ロール14の使用寿命を更に延ばすことが可能となる。このため、粘着性ロール14による異物の除去を、鋼帯6の先尾端に限定して行うことが好ましい。
In addition, the inventor investigated the distribution of the accumulation amount of metal powder, dust, etc. on the surface of the steel strip. It was found that the accumulation amount of dust and dust was the largest. From this, it was found that the metal powder and dust on the surface of the steel strip can be efficiently removed by pressing the
尚、上述したところは、この発明の実施形態の一部を示したにすぎず、この発明の趣旨を逸脱しない限り、これらの構成を相互に組み合わせたり、種々の変更を加えたりすることができる。 The above description shows only a part of the embodiment of the present invention, and these configurations can be combined with each other or various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. .
次に、以下の2通りの方法により鋼帯を調質圧延した。第一の方法は、この発明に従う粘着性ロールを具えた異物除去装置を用いて、鋼帯表面の異物を取り除いた後、鋼帯を調質圧延する方法である。粘着性ロールは、ロール径が200mmであり、ロール軸長が1200mmであり、硬度が20°の粘着性ゴムロールであり、慣性モーメントが9.8N・m2である。第二の方法は、異物除去装置を用いずに、鋼帯を直接調質圧延する方法である。 Next, the steel strip was temper-rolled by the following two methods. The first method is a method of temper rolling the steel strip after removing the foreign matter on the surface of the steel strip using the foreign matter removing device having the adhesive roll according to the present invention. The adhesive roll is an adhesive rubber roll having a roll diameter of 200 mm, a roll axial length of 1200 mm, a hardness of 20 °, and an inertia moment of 9.8 N · m 2 . The second method is a method in which a steel strip is directly temper-rolled without using a foreign matter removing device.
上記2通りの方法を経て調質圧延された鋼帯は、目視及びCCDカメラによる欠陥検出器により表面欠陥の個数をカウントすることにより、品質不適合発生率を算出し、両者を比較することで評価した。 Steel strip that has been temper-rolled through the above two methods is evaluated by counting the number of surface defects visually and by a defect detector using a CCD camera, calculating the occurrence rate of non-conformity, and comparing the two. did.
その結果、調質圧延された鋼帯の品質不適合発生率は、異物除去装置を使用しないで調質圧延した場合には、3.0%であったのに対し、この発明に従う異物除去装置を使用した後に調質圧延した場合には、0.6%であった。 As a result, the quality non-conformity occurrence rate of the temper rolled steel strip was 3.0% when temper rolled without using the foreign matter removing device, whereas the foreign matter removing device according to the present invention was used. When temper rolled after use, it was 0.6%.
また、表1に示す種々の硬度及び慣性モーメントを有する複数の粘着性ロールを作製し、その耐久性及び粘着性を評価した。 In addition, a plurality of adhesive rolls having various hardnesses and moments of inertia shown in Table 1 were prepared, and their durability and adhesiveness were evaluated.
粘着性ロールの粘着性は、各種粘着性ロールを50000km分の鋼帯に押し付けて回転させた後に、鋼帯表面の金属粉又は埃等を取り除くに充分な粘着性を維持しているか否かで評価し、十分な粘着性を維持している場合は○、粘着性が不十分な場合は×とした。また、粘着性ロールの耐久性は、各種粘着性ロールを50000km分の鋼帯に押し付けて回転させた後に、粘着性ロールに破損が生じているか否かで評価し、破損が認められない場合は○、破損が認められる場合は×とした。それらの評価結果を表1に示す。 The adhesiveness of the adhesive roll is determined by whether the adhesiveness is sufficient to remove metal powder or dust from the surface of the steel strip after the various adhesive rolls are pressed against the steel strip of 50000 km and rotated. It was evaluated as “◯” when sufficient tackiness was maintained, and “x” when tackiness was insufficient. In addition, the durability of the adhesive roll is evaluated by whether or not the adhesive roll is damaged after the various adhesive rolls are pressed against a steel strip of 50000 km and rotated. ○, when damage was observed, it was marked as x. The evaluation results are shown in Table 1.
表1の結果から明らかなように、粘着性ロールの硬度及び/又は慣性モーメントが、この発明の範囲外となると、粘着性ロールの粘着性及び耐久性が確保されないことがわかる。 As is apparent from the results in Table 1, it can be seen that when the hardness and / or moment of inertia of the adhesive roll falls outside the scope of the present invention, the adhesiveness and durability of the adhesive roll are not ensured.
更に、以下の2通りの方法により、上記した異物除去装置を用いて鋼帯表面の異物を除去した。第一の方法は、この発明に従う粘着性ロールを具えた異物除去装置を用いて、鋼帯の全長に亘って異物を除去する方法である。第二の方法は、同様に異物除去装置を用いるが、鋼帯の先尾端に限定して異物を除去する方法である。尚、鋼帯は、幅が約1mであり、全長が約10000mであり、鋼帯の先尾端は、先端が80mであり、後端が40mである。また、粘着性ゴムローラの押付け速度は、200m/minである。 Furthermore, the foreign matter on the steel strip surface was removed by the following two methods using the foreign matter removing device described above. The first method is a method of removing foreign matter over the entire length of the steel strip using a foreign matter removing device having an adhesive roll according to the present invention. The second method uses a foreign matter removing device in the same manner, but is a method for removing foreign matter only at the leading end of the steel strip. The steel strip has a width of about 1 m and a total length of about 10,000 m, and the leading end of the steel strip has a tip of 80 m and a rear end of 40 m. The pressing speed of the adhesive rubber roller is 200 m / min.
上述の2通りの方法を採用し、夫々同一速度で鋼帯表面の異物を除去し続けると、第一の方法を採用した場合には、粘着性ロールが劣化して使用できなくなるまでの期間が1ヶ月であったのに対し、第二の方法を採用した場合には、粘着性ロールが劣化して使用できなくなるまでの期間が3年であった。 When the above two methods are adopted and the foreign matter on the steel strip surface is continuously removed at the same speed, when the first method is adopted, there is a period until the adhesive roll deteriorates and cannot be used. Whereas it was 1 month, when the second method was adopted, the period until the adhesive roll deteriorated and could not be used was 3 years.
以上の説明から明らかなように、この発明によって、粘着性を維持しつつ、粘着性ロールの耐久性の向上した粘着性ロールを具えた異物除去装置を提供することが可能となった。また、かかる異物除去装置を具える調質圧延設備を提供することが可能となった。更に、粘着性ロールの使用期間を延ばし得る、異物除去装置を用いた調質圧延方法を提供することが可能となった。 As is apparent from the above description, the present invention makes it possible to provide a foreign matter removing apparatus having an adhesive roll with improved durability while maintaining the adhesiveness. In addition, it has become possible to provide a temper rolling facility including such a foreign matter removing device. Furthermore, it has become possible to provide a temper rolling method using a foreign matter removing apparatus that can extend the period of use of the adhesive roll.
1 クリーニングライン
2 アルカリ液槽
3 ブラシ槽
4 リンス槽
5 クリーニング設備
6 鋼帯
7 コイル
8 ピンチロール
9 コンベア
10 コイラー
11 異物除去装置
12 調質圧延設備
13 圧延スタンド
14 粘着性ロール
15 ワークロール
16 バックアップロール
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記粘着性ロールの周面のJIS−A硬度X及び慣性モーメントYが下記式(1)〜(3)を満たすことを特徴とする異物除去装置。
記
5°≦X≦45°・・・・・・・・・・・・・・・(式1)
Y≦882N・m2・・・・・・・・・・・(式2)
X≧0.5(log10(Y/9.8)+2.5)2+3.9・・・(式3) A foreign matter removing apparatus comprising an adhesive roll for removing foreign matter on the surface of a metal strip,
A foreign matter removing apparatus characterized in that JIS-A hardness X and moment of inertia Y of the peripheral surface of the adhesive roll satisfy the following formulas (1) to (3).
5 ° ≦ X ≦ 45 ° (Equation 1)
Y ≦ 882N · m 2 (Formula 2)
X ≧ 0.5 (log 10 (Y / 9.8) +2.5) 2 +3.9 (Expression 3)
When temper rolling a metal strip, prior to temper rolling, the foreign matter removing device according to claim 1 or 2 is used to press the adhesive roll against the metal strip to remove foreign matter. Temper rolling method.
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