JP5983638B2 - Steel plate cleaning equipment - Google Patents
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Description
本発明は、種々の鋼板を製造する過程で圧延、熱処理、めっき等の様々な加工処理を施す各種設備(以下、鋼板の製造設備という)にて、鋼板を搬送しながら洗浄する装置に関するものである。 The present invention relates to an apparatus for cleaning while transporting a steel sheet in various facilities (hereinafter referred to as a steel sheet manufacturing facility) for performing various processing processes such as rolling, heat treatment, and plating in the course of manufacturing various steel sheets. is there.
製鉄所等にて種々の鋼板を製造する際には、鋼板の仕様や用途に応じた製造設備に順次搬送され、様々な加工処理が施される。ところが鋼板の製造設備では、加工処理を施す間に、鋼板の表面に異物が付着し易く、その異物が鋼板の製造に悪影響を及ぼすという問題がある。たとえば、圧延設備では圧延油や鉄粉等、熱処理設備ではスケール等、めっき設備ではスラッジ等が異物として鋼板の表面に付着する。 When various steel plates are manufactured at a steel mill or the like, they are sequentially transported to a manufacturing facility according to the specifications and applications of the steel plates and subjected to various processing treatments. However, in the steel plate manufacturing facility, there is a problem that foreign matters are likely to adhere to the surface of the steel plate during the processing, and the foreign matters adversely affect the production of the steel plate. For example, rolling oil or iron powder adheres to the surface of the steel sheet as a foreign substance in the rolling equipment, scale, etc. in the heat treatment equipment, and sludge etc. in the plating equipment.
鋼板に異物が付着すると、その後に搬送される製造設備の稼働に支障をきたすばかりでなく、鋼板の品質を劣化させる原因になる。つまり異物は、鋼板の生産性低下のみならず歩留り低下を招くので、鋼板に付着した異物を除去する技術が検討されている。
たとえば、鋼板に異物が付着した製造設備の出側でその鋼板を取り出して(いわゆるオフライン)、異物を除去した後に、後工程の製造設備に搬入すれば、鋼板の歩留り低下を防止することは可能である。しかし、鋼板の生産性低下は防止できない。
If foreign matter adheres to the steel sheet, it not only hinders the operation of the manufacturing equipment that is transported thereafter, but also causes the quality of the steel sheet to deteriorate. That is, the foreign matter causes not only a reduction in the productivity of the steel sheet but also a decrease in the yield, so a technique for removing the foreign matter adhering to the steel sheet has been studied.
For example, if the steel sheet is taken out from the production facility where foreign matter has adhered to the steel plate (so-called off-line) and removed, and then transferred to the production facility in the subsequent process, it is possible to prevent the yield of the steel plate from decreasing. It is. However, it is impossible to prevent a reduction in the productivity of the steel sheet.
そこで、鋼板に付着した異物を除去するにあたって、鋼板の歩留り低下の防止および生産性低下の防止を両立させる技術が求められている。
特許文献1には、圧延設備で鋼板に付着した圧延油や鉄粉を除去する技術が開示されている。この技術は、鋼板に水蒸気、空気、洗浄剤を混合して吹き付けることによって、異物を除去する技術である。その吹き付け方向の説明は記載されていないが、特許文献1の図1によれば、吹き付け方向は鋼板に対して垂直に設定されている。そのため、特許文献1に開示された技術を鋼板の製造設備に適用して、搬送中の鋼板(いわゆるオンライン)を洗浄すれば、鋼板に衝突した空気とともに水蒸気や洗浄剤が周辺に飛散して、それらの飛沫や除去された異物の破片が鋼板の表面や周辺の機器に付着するという問題が生じる。とりわけ、搬送速度が高速である場合や鋼板が薄い場合には、吹き付けによって生じる衝突力が、鋼板の振動や変形、もしくは鋼板温度の不均一な分布を引き起こす。
Therefore, when removing the foreign matter adhering to the steel plate, a technology that achieves both prevention of the yield reduction and productivity reduction of the steel plate is required.
Patent Document 1 discloses a technique for removing rolling oil and iron powder adhering to a steel plate with rolling equipment. This technique is a technique for removing foreign substances by mixing and spraying water vapor, air, and a cleaning agent on a steel plate. Although description of the spraying direction is not described, according to FIG. 1 of Patent Document 1, the spraying direction is set perpendicular to the steel plate. Therefore, if the technology disclosed in Patent Document 1 is applied to a steel sheet manufacturing facility and the steel sheet being transported (so-called online) is cleaned, water vapor and a cleaning agent are scattered around the air colliding with the steel sheet, There arises a problem that these splashes and removed foreign matter debris adhere to the surface of the steel sheet and peripheral equipment. In particular, when the conveyance speed is high or the steel plate is thin, the collision force generated by spraying causes vibration and deformation of the steel plate or uneven distribution of the steel plate temperature.
特許文献2には、溶融めっき設備で鋼板に付着した余剰の溶融金属を払拭する技術が開示されている。この技術は、鋼板に空気を吹き付けることによって、めっき付着量を制御する技術である。その吹き付け方向の説明は記載されていないが、特許文献2の図1によれば、吹き付け方向は鋼板に対して垂直に設定されている。そのため特許文献2に開示された技術を、鋼板の製造設備におけるオンラインの異物除去に適用すれば、特許文献1の技術と同様に、除去された異物の破片が鋼板の表面や周辺の機器に付着するという問題、あるいは、鋼板の振動や変形、もしくは鋼板温度の不均一な分布が発生するという問題がある。
特許文献2には、鋼板の振動を防止するための直流磁場印加装置やエアクッションが開示されているが、これの機器をオンラインの異物除去に導入すると、異物除去に要するコストの上昇を招く。しかも、鋼板の振動を防止することは可能であるが、異物の破片が付着する、あるいは温度が局所的に変動するという問題は解決できない。
また図4に示すように、吹き付ける空気4(以下、噴射空気流という)を鋼板1の搬送方向の上流側へ傾斜させて、異物2を除去する技術も検討されている。しかし、噴射空気流4の噴射方向を傾斜させても、その運動エネルギが鋼板1に対して垂直に作用するのは避けられないので、鋼板の振動や変形、もしくは鋼板温度の不均一な分布が発生するという問題を防止できない。
In addition, as shown in FIG. 4, a technique for removing
本発明は、従来の技術の問題点を解消し、鋼板の製造設備にて、鋼板の搬送中に簡便な手段で異物の除去行ない、しかも除去した異物が鋼板の表面や周辺の機器に付着するのを防止し、かつ鋼板が振動や変形するのを防止するとともに、鋼板の温度が局所的に変動するのを防止することができる洗浄装置を提供することを目的とする。 The present invention eliminates the problems of the prior art, removes foreign matter by a simple means during transport of the steel sheet in the steel sheet manufacturing facility, and the removed foreign matter adheres to the surface of the steel sheet and surrounding equipment. An object of the present invention is to provide a cleaning device that can prevent the steel plate from vibrating and deforming, and can prevent the temperature of the steel plate from fluctuating locally.
本発明者は、洗浄剤や水蒸気の飛沫の付着を防止するために、洗浄剤や水蒸気を使用せず、空気のみを吹き付けて、搬送中の鋼板から異物を除去する技術を検討した。そして、鋼板の搬送方向の上流側へ向かう水平な空気の流れ(以下、水平流という)を発生させ、かつ周囲から空気を巻き込む流れ(以下、誘引流という)も生じさせるガイド部材(以下、空気誘導板という)を用いることによって、異物を上流側へ押し戻すことができ、その結果、異物の破片が鋼板の表面や周辺の機器に付着するのを防止できることを見出した。 The present inventor examined a technique for removing foreign substances from a steel sheet being transported by spraying only air without using a cleaning agent or water vapor in order to prevent adhesion of a cleaning agent or water vapor. And a guide member (hereinafter referred to as air) that generates a flow of horizontal air (hereinafter referred to as horizontal flow) toward the upstream side in the conveyance direction of the steel sheet and also generates a flow of entraining air from the surroundings (hereinafter referred to as induced flow). By using a guide plate), it was found that foreign matter can be pushed back to the upstream side, and as a result, it is possible to prevent debris from adhering to the surface of the steel plate and peripheral equipment.
このようにしてオンラインで異物を除去することによって、鋼板の歩留り低下の防止および生産性低下の防止を両立できることが分かった。本発明は、このような知見に基づいてなされたものである。
すなわち本発明は、鋼板の製造設備にて搬送中の鋼板を洗浄する洗浄装置であって、鋼板の上方に空気誘導板を配設し、空気誘導板が、その前端部には鋼板に対して平行な水平流形成部を有し、かつ後端部には鋼板との距離を水平流形成部よりも広げた誘引流形成部を有するとともに、誘引流形成部の上面に空気を吹き付けるノズルを空気誘導板の上方に配設する洗浄装置である。
Thus, it has been found that by removing foreign matter online, it is possible to achieve both prevention of steel sheet yield reduction and productivity reduction. The present invention has been made based on such knowledge.
That is, the present invention is a cleaning device for cleaning a steel plate being transported in a steel plate manufacturing facility, wherein an air guide plate is disposed above the steel plate, and the air guide plate has a front end portion with respect to the steel plate. It has a parallel horizontal flow forming portion, and has a suction flow forming portion whose distance from the steel plate is wider than that of the horizontal flow forming portion at the rear end, and a nozzle that blows air on the top surface of the attractive flow forming portion. This is a cleaning device disposed above the guide plate.
本発明の洗浄装置においては、鋼板と空気誘導板との距離を調整する誘導板高さ調整機構を有することが好ましい。また、空気誘導板の上流側かつ鋼板の上方に空気の上昇流を回収する空気吸引機構を有することが好ましい。 In the cleaning apparatus of the present invention, it is preferable to have a guide plate height adjusting mechanism for adjusting the distance between the steel plate and the air guide plate. Moreover, it is preferable to have an air suction mechanism that collects an upward flow of air upstream of the air guide plate and above the steel plate.
本発明によれば、鋼板の製造設備にて、鋼板の搬送中に簡便な手段で異物の除去を行ない、しかも除去した異物が鋼板の表面や周辺の機器に付着するのを防止し、かつ鋼板が振動や変形するのを防止するとともに、鋼板の温度が局所的に変動するのを防止することができる。その結果、鋼板の歩留り低下の防止および生産性低下の防止を両立させることが可能となり、産業上格段の効果を奏する。 According to the present invention, in a steel plate manufacturing facility, foreign matter is removed by a simple means during conveyance of the steel plate, and the removed foreign matter is prevented from adhering to the surface of the steel plate and peripheral equipment, and the steel plate. Can be prevented from vibrating and deforming, and the temperature of the steel sheet can be prevented from fluctuating locally. As a result, it becomes possible to achieve both the prevention of the decrease in the yield of the steel sheet and the prevention of the decrease in productivity, and has a remarkable industrial effect.
図1は、本発明の洗浄装置の例を模式的に示す断面図である。図1中の矢印aは、鋼板1の搬送方向を示す。以下では、図1に示す左側を鋼板1の搬送方向の上流側と記す。したがって図1の右側が下流側となる。
本発明では、鋼板1の上方に空気誘導板6を配設し、その空気誘導板6の上面に噴射空気流4を吹き付ける。したがって、噴射空気流4と鋼板1との衝突を回避できるので、鋼板の振動や変形、もしくは鋼板温度の不均一な分布が発生するのを防止できる。
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example of the cleaning apparatus of the present invention. An arrow a in FIG. 1 indicates the conveyance direction of the steel plate 1. Hereinafter, the left side shown in FIG. 1 is referred to as the upstream side in the conveying direction of the steel plate 1. Therefore, the right side of FIG. 1 is the downstream side.
In the present invention, the air guide plate 6 is disposed above the steel plate 1, and the jet air flow 4 is sprayed on the upper surface of the air guide plate 6. Therefore, since the collision between the jet air flow 4 and the steel plate 1 can be avoided, it is possible to prevent the vibration and deformation of the steel plate or the uneven distribution of the steel plate temperature.
空気誘導板6は、鋼板1の搬送方向の上流側の端部(以下、前端部という)に鋼板1に対して平行な部位6aを有し、下流側の端部(以下、後端部という)に鋼板1との距離が前端部より広がった部位6bを有する。図1には、空気誘導板6の後端部を傾斜させて平面とする例を示したが、後端部を湾曲した曲面としても良い。
そして噴射空気流4を、空気誘導板6の後端部の傾斜(あるいは湾曲)した部位6bの上面に吹き付ける。したがって噴射空気流4は、空気誘導板6の上面に沿って後端部から前端部へ流れる。この噴射空気流4の流れによって、周辺の空気が巻き込まれて、空気誘導板6と鋼板1との隙間に流れ込む空気流8(以下、誘引流という)が発生する。以下では空気誘導板6の後端部6bを誘引流形成部と記す。
The air guide plate 6 has a
Then, the jet air flow 4 is blown onto the upper surface of the inclined (or curved)
誘引流形成部6bを平面として傾斜させる場合には、誘引流形成部6bと水平面とのなす角αを0°<α<90°とすれば問題はないが、洗浄装置の小型化、および噴射空気流4の円滑化を図るために、30°≦α≦60°とすることが好ましく、40°≦α≦50°が一層好ましい。
誘引流形成部6bに吹き付ける噴射空気流4の角度は特に限定しない。噴射空気流4を鋼板1に対して垂直に吹き付けても、誘引流形成部6bの上面に沿って前端部へ流れて行き、その結果、誘引流8を発生させることが可能であるから問題はない。
When the induced
There is no particular limitation on the angle of the jet air flow 4 sprayed on the induced
また図1には、噴射空気流4を誘引流形成部6bに吹き付ける手段としてノズル3を示したが、プロペラを回転させる等の手段を用いて噴射空気流4を発生させることが可能である。
このようにして噴射空気流4は誘引流形成部6bの上面に沿って前端部へ流れて行き、誘引流8は空気誘導板6と鋼板1との隙間を通って前端部へ流れて行く。そして噴射空気流4と誘引流8が合流して、空気誘導板6の前端部から上流側へ向けて水平な空気流17(以下、水平流という)が発生する。以下では空気誘導板6の前端部6aを水平流形成部と記す。
In FIG. 1, the
In this way, the jet air flow 4 flows to the front end along the upper surface of the induced
水平流17は、鋼板1の上面に沿って上流側へ流れて行き、異物2を上流側へ押し戻して除去する。ここで水平流17は上流側へ流れるので、除去した異物2を一定の方向へ移動させることが可能となり、鋼板1の表面や周辺の機器に付着し易くなるのを防止できる。
なお、水平流形成部6aに噴射空気流4を吹き付けると、誘引流8が発生しない。したがって噴射空気流4は、上記した通り、誘引流形成部6bに吹き付ける必要がある。つまり、ノズル3を空気誘導板6の上方に配設して、噴射空気流4を誘引流形成部6bの上面に吹き付ける。
The
In addition, when the blast air flow 4 is sprayed on the horizontal
図1に示す搬送ロール10、空気圧縮機11、流量調整弁12、空気配管13、ノズル角度調整機構14は特に限定せず、従来から知られている機器を使用する。
本発明では、水平流17で除去した後に上流側へ移動する異物2を回収するために、空気誘導板6の上流側に空気吸引機構7を設けることが好ましい(図2参照)。空気吸引機構7を設けることによって、空気とともに、異物2を回収することができる。さらに、空気吸引機構7と空気誘導板6の間にフード9を設置すれば、回収効率が向上するので好ましい。
The
In the present invention, it is preferable to provide an
空気吸引機構7は、図2に示すように、渦巻状の管体(以下、渦巻管という)を用いることが好ましい。渦巻管を空気吸引機構7として設置する場合は、その渦巻の中心部を図3に示すような構成とする。回収された空気は渦巻管内で減速し、異物の破片とともに異物回収管15を通って、排出口16から排出される。
ここで異物の破片が鋼板1に再び付着するのを防止ために、異物回収管15は搬送ロール10の下方まで延伸して、排出口16を搬送ロール10よりも低い位置に設けることが好ましい。
As shown in FIG. 2, the
Here, in order to prevent debris from adhering to the steel plate 1 again, it is preferable that the foreign
また、空気誘導板6と鋼板1との距離を調整するために、高さ調整機構5を設けることが好ましい。高さ調整機構5を設けることによって、フード9と空気誘導板6との隙間および鋼板1と空気誘導板6との隙間の寸法を調整でき、ひいては水平流17と誘引流8の流速を制御できる。
フード9と空気誘導板6(すなわち水平流形成部6a)との隙間の高さd0は0.1〜5mmの範囲内が好ましく、鋼板1と空気誘導板6(すなわち水平流形成部6a)との隙間の高さd2は1〜100mmの範囲内が好ましい。また、フード9と水平流形成部6aとの隙間を通過する噴射空気流4の流速をv0、鋼板1と水平流形成部6aとの隙間を通過する誘引流8の流速をv2とし、噴射空気流4と誘引流8が合流した水平流17の流速をv1、フード9と鋼板1との距離をd1とすると、物質保存則によって(1)式が成り立つ。さらに、空気密度をρ、流量をQとすると、運動量保存則によって(2)式が成り立つ。そして(1)式と(2)式から(3)式が導かれる。
d0×v0+d2×v2=d1×v1 ・・・(1)
ρ×Q×v=一定 ・・・(2)
v2/v0=((d0×d1)×0.5−d0)/d2 ・・・(3)
上記の(3)式を満足するように、噴射空気流4の流速v0を流量調整弁12で調整することが好ましい。
In order to adjust the distance between the air guide plate 6 and the steel plate 1, it is preferable to provide the
The height d 0 of the gap between the hood 9 and the air guide plate 6 (that is, the horizontal
d 0 × v 0 + d 2 × v 2 = d 1 × v 1 (1)
ρ × Q × v = constant (2)
v 2 / v 0 = ((d 0 × d 1 ) × 0.5−d 0 ) / d 2 (3)
The flow velocity v 0 of the jet air flow 4 is preferably adjusted by the flow
図2に示す洗浄装置を用いて、鋼板1に対して垂直な方向から、空気誘導板6の誘引流形成部6bに噴射空気流4を吹き付けて、鋼板1の洗浄を行なった。フード9と水平流形成部6aとの隙間の高さd0は0.5mm、フード9と鋼板1との距離d1は13mm、鋼板1と水平流形成部6aとの隙間の高さd2を5mmとし、噴射空気流4のノズル3からの噴射圧は0.4MPaとした。平面で構成される誘引流形成部6bと水平面とのなす角αは45°とした。これを発明例とする。
The cleaning apparatus shown in FIG. 2 was used to clean the steel sheet 1 by spraying the jet air stream 4 onto the induced
次に、図4に示すように、ノズル3を鋼板1に対して傾けて(傾斜角θ:30°)に向けて、鋼板1の洗浄を行なった。噴射空気流4の流量は7Nm3/min、ノズル3からの噴射圧は0.5MPaとした。これを比較例1とする。なお傾斜角θは、噴射空気流4の噴射方向と水平面とのなす角である。
また比較例1と同様に、ノズル3を鋼板1に対して傾けて(傾斜角θ:30°)に向けて、鋼板1の洗浄を行なった。噴射空気流4の流量は4Nm3/min、ノズル3からの噴射圧は0.3MPaとした。これを比較例2とする。
Next, as shown in FIG. 4, the steel plate 1 was cleaned with the
Further, in the same manner as in Comparative Example 1, the steel plate 1 was cleaned with the
発明例は、傾斜角θを90°としているが、空気誘導板6を使用するので、鋼板1に飛沫が付着することはなく、鋼板1の振動や変形も発生しなかった。また、鋼板1の温度は均一に分布していた。
これに対して比較例1は、多量の飛沫が周辺に飛散して、鋼板1にも付着した。また、鋼板1の振動も発生した。比較例2は、飛沫が周辺に飛散しなかったが、鋼板1に付着するのが認められた。
In the example of the invention, the inclination angle θ is 90 °, but since the air guide plate 6 is used, the droplets do not adhere to the steel plate 1 and neither vibration nor deformation of the steel plate 1 occurs. Moreover, the temperature of the steel plate 1 was uniformly distributed.
On the other hand, in Comparative Example 1, a large amount of droplets scattered around and adhered to the steel plate 1. Moreover, the vibration of the steel plate 1 also occurred. In Comparative Example 2, it was confirmed that the droplets did not splash around, but adhered to the steel plate 1.
1 鋼板
2 異物
3 ノズル
4 噴射空気流
5 高さ調整機構
6 空気誘導板
6a 水平流形成部
6b 誘引流形成部
7 空気吸引機構
8 誘引流
9 フード
10 搬送ロール
11 空気圧縮機
12 流量調整弁
13 空気配管
14 ノズル角度調整機構
15 異物回収管
16 排出口
17 水平流
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
6a Horizontal flow forming section
6b Attracting
10 Transport roll
11 Air compressor
12 Flow control valve
13 Air piping
14 Nozzle angle adjustment mechanism
15 Foreign material collection tube
16 outlet
17 Horizontal flow
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