JP6790911B2 - ワイピングダイスの診断方法及びワイピングダイスの診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、ワイピングダイスの診断方法及びワイピングダイスの診断装置に関するものである。

特許文献１に記載されているように、溶融亜鉛めっき鋼板製造ラインでは、亜鉛浴に浸漬した鋼板に、ワイピングダイスによるガス吹付けを施すことで、亜鉛付着量（目付）のコントロールを行っている。製造上のポイントである“亜鉛付着量の均一化”および“ワイピングダイス状態に起因した品質欠陥回避”のためには、上述のワイピングダイスの吹付圧力が、鋼板巾方向に均一であることが望まれる。尚、ここでガスとは、Ｎ２ガスなどの不活性ガスおよびエアーも含まれる。

特開２００９−１６７４５５号公報

ところで、この巾方向圧力はワイピングダイスの状態に大きく依存する。その一方で、ワイピングダイス状態を簡便かつ定量的に評価する手法がなく、目視点検結果（=感覚）および品質欠陥発生状況（=事後対応）に頼り、ワイピングダイスの交換を判断していた。この様なことから、正確かつ的確なワイピングダイスの状態判断方法の確立が望まれていた。

本発明は、このような背景を基になされたものであり、本発明の課題は、ワイピングダイスの良否を判断する診断に関し、診断者の個人的差異の発生が無く、ワイピングダイスを機外に外さなくともインラインで正確かつ的確に判断できるようにすることである。

上記課題を解決するためになされた本発明は次の手段を採用する。先ず、第一の手段は、移動用車輪を搭載した測定機器本体を、ワイピングダイスから吐出されるガスの一部の圧力を測定できる位置に配置し、ワイピングダイスの吐出ガス圧力の測定値の収集と、前記吐出ガス圧力を測定した位置を特定可能な圧力測定位置情報の収集を、前記測定機器をワイピングダイスの巾方向に移動させて複数カ所で行い、吐出ガス圧力の測定値と圧力測定位置情報の収集結果からワイピングダイスの劣化状況を診断することを特徴とするワイピングダイスの診断方法である。

第二の手段は、ワイピングダイスの巾方向に移動するための移動用車輪を搭載した測定機器本体と、ワイピングダイスから吐出された吐出ガス圧力を測定するための圧力測定装置と、前記吐出ガス圧力を測定した位置を特定可能な圧力測定位置情報を得る圧力測定位置検出装置と、吐出ガス圧力とその圧力測定位置を収集する演算装置と、を備えていることを特徴とするワイピングダイスの診断装置である。

本発明では、ワイピングダイスの良否を判断する診断に関し、診断者の個人的差異の発生が無く、ワイピングダイスを機外に外さなくともインラインで正確かつ的確に判断できるようにすることができる。

測定機器本体の概略図である。 診断装置と診断までのデータの流れを示した概念図である。 目詰まり疵を発生させたワイピングダイスの吐出ガス圧力の分布を表した図である。 正常なワイピングダイスの吐出ガス圧力の分布を表した図である。 実施形態の診断装置を用いた診断結果を基にワイピングダイスを交換した際の、交換する前と交換した後のワイピングダイス状態に起因した品質欠陥の発生頻度を、ワイピングダイス交換前を１として表した図である。

以下では、発明の実施形態について説明する。まず、本実施形態のワイピングダイス４は、金属板の溶融めっき設備に用いられるものである。このワイピングダイス４の診断装置１は、図１に示すように、ワイピングダイス４の巾方向に移動するための移動用車輪１２を搭載した測定機器本体１１を備えている。また図２に示すように、ワイピングダイス４から吐出されたガス圧力を測定するための圧力測定装置１３と、この吐出ガス圧力を測定した位置を特定可能な圧力測定位置情報を得る圧力測定位置検出装置１４と、吐出ガス圧力とその圧力測定位置を収集する演算装置１５と、を備えている。したがって、ワイピングダイス４を機外に外さなくともインラインで正確かつ的確にワイピングダイス４の良否を判断することができる。

ここで、測定機器本体１１について、説明する。測定機器本体１１はワイピングダイス４の吐出ガス圧力を測定するために用いられる導圧管１８を備えている。本実施形態の導圧管１８はＬ字状に屈曲した導圧管１８であり、一方の端部がワイピングダイス４の先端から吐出されるガスを受けることができ、他方の端部側に接続された圧力センサが、圧力を測定できるように構成されている。

また、診断装置１には移動用車輪１２を搭載している。この移動用車輪１２は診断装置１の移動時に回転するものであり、診断装置１の移動方向を規制している。本実施形態の移動用車輪１２はワイピングダイス４の先端を上下方向から挟むことができるように構成されている。また、この移動用車輪１２は、金属板の表面側にガスを吹き付けるワイピングダイス４に対して、水平方向に離れた二カ所でワイピングダイス４の先端を上下方向から挟んでいる。また、金属板の裏面側にガスを吹き付けるワイピングダイス４に対しても、水平方向に離れた二カ所でワイピングダイス４の先端を上下方向から挟んでいる。なお、移動用車輪１２との接触に起因するワイピングダイス４の損傷を抑制するため、移動用車輪１２は、硬質ゴムや樹脂などを用いることが好ましい。

本実施形態では、対向するワイピングダイス４の一方に接する移動用車輪１２は測定機器本体１１の構成要素であるフレーム１６に対してねじ２８などで固定されているが、他方のワイピングダイス４に接する移動用車輪１２は水平方向に移動可能となるようにフレーム１６に取り付けられている。より詳しくは、フレーム１６には、図１における左右方向に延びる長孔１７が設けられており、この長孔１７の長手方向に沿った移動が可能となるように構成されている。したがって、対向したワイピングダイス４間の距離にあわせて移動用車輪１２間の距離を調整することが可能となる。

測定機器本体１１に備えられた導圧管１８の先端と診断されるワイピングダイス４の先端との距離を一定に保つ位置調整機構２を構成するため、測定機器本体１１には、導圧管１８の先端と診断されるワイピングダイス４の先端との距離を一定に保つように付勢力を与える弾性部材２１を備えている。より詳しくは、移動可能に取り付けた移動用車輪１２の回転中心となる回転軸２２と、フレーム１６の端部に設けた突出部２３に対して弾性部材２１である引っ張りばねが取り付けられている。このような構造であると、対向するワイピングダイス４の間に測定機器本体１１を配置する際に、移動用車輪１２とワイピングダイス４の先端部が常に密着するようになる。また、固定された移動用車輪１２の位置と導圧管１８の先端の位置は固定されているため、導圧管１８の先端と診断されるワイピングダイス４の先端との距離を一定に保つことができる。

このような測定機器本体１１に接続される圧力測定装置１３は、センサ本体やアンプユニットや電源スイッチを含む圧力センサ一式などから構成することができる。また、測定機器本体１１に接続される圧力測定位置検出装置１４は、ロータリエンコーダや位置検出アンプなどから構成することができる。この圧力測定装置１３と圧力測定位置検出装置１４は、収録計などからなる演算装置１５と接続されており、双方の装置１３，１４で測定された結果が演算装置１５で収集される。収集されたデータはＵＳＢ伝送などを用いてコンピュータにデータを送った後、データ解析を行えば、ワイピングダイス４の健全性を評価することができる。なお、オンライン上のデータ処理をすることにより、データ解析が容易となる。

ところで、測定機器本体１１を固定した状態で測定できる圧力は、ワイピングダイス４から突出されるガスの一部についてのものでしかない。しかし、ワイピングダイス４は、その巾方向で吐出ガス圧力が一定になっているとは限らない。むしろ問題が生じる場合は部分的に他の箇所と異なる吐出ガス圧力となる。そこで、ワイピングダイス４の劣化状況を診断する際には、ワイピングダイス４の巾方向に測定機器本体１１を移動させ、吐出ガス圧力の分布を調べる。なお、ワイピングダイス４の巾方向とは、図２における紙面奥行き方向である。

具体的には、移動用車輪１２を搭載した測定機器本体１１をガスを吐出するワイピングダイス４間に配置し、前記診断装置１をワイピングダイス４の巾方向に移動させてワイピングダイス４の吐出ガス圧力の測定値を複数カ所で収集し、前記吐出ガス圧力を測定した位置を特定可能な圧力測定位置情報を収集し、吐出ガス圧力の測定値と圧力測定位置情報の収集結果からワイピングダイス４の劣化状況を診断すればよい。ワイピングダイス４の隙間から吐出されたガスは導圧管１８から抽出され、圧力センサにて測定される。また、圧力測定位置はロータリエンコーダにより検出される。なお、測定機器本体１１の移動は治具などで引っ張るような人力に頼るものでもよい。ワイピングダイス４の両端検出機構が付属した駆動系を測定機器本体１１に設置すれば、遠隔走査をすることも可能である。

この際、ワイピングダイス４の上下を移動用車輪１２で挟み込む様に測定機器本体１１を配置すれば、測定機器本体１１とワイピングダイス４の位置合わせが容易となる。また、位置調整機構２により、測定機器本体１１に備えられた導圧管１８の先端と診断されるワイピングダイス４の先端との距離を一定に保つようにすれば、測定値の信頼度を高めることが可能となる。更には、対向して配置されたワイピングダイス４の何れか一方のみからガスを吐出させて吐出ガス圧力の測定を行えば、一方側のワイピングダイス４の吐出圧力の測定に際して、対向するワイピングダイス４からの突出圧力が外乱要因となることが無いため、測定値の信頼度を高めることが可能となる。

図３には、ワイピングダイス状態に起因した品質欠陥（例えば目詰まり疵があるがこれに限定されない）を発生させたワイピングダイス４について、本実施形態の診断装置１を用いて測定した吐出ガス圧力の分布例を示す。この図３においては、破線で囲んだ領域は、操業時に当該品質欠陥が発生していた部分と対応した領域である。この部分においては、吐出ガス圧力の大きな低下が見られることが分かる。つまり、本実施形態の診断装置１の測定結果と当該品質欠陥に相関があることが分かる。なお、図４には正常なワイピングダイス４の吐出ガス圧力の分布例を示す。この場合、吐出ガス圧力が略一定の分布となっていることが分かる。

図５は、実施形態の診断装置１を用いた診断結果を基にワイピングダイス４を交換した際の、交換する前と交換した後のワイピングダイス状態に起因した品質欠陥の発生頻度の例を表している。この図から、診断結果を基にワイピングダイス４を交換したことで、当該品質欠陥の発生頻度が低下したことが分かる。

なお、本実施形態の診断装置は必ずしも、ワイピングダイス４が溶融めっき設備に固定されたままのインラインの状態で使用されねばならぬことは無く、ワイピングダイス４を点検のために取り外したうえ、所定の環境で、ワイピングダイス４を診断することも可能である。

本発明は、以上の実施形態には限定されることは無く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適応可能なことは勿論のことである。例えば、本実施形態の移動用車輪は側面に窪みを設けて、その窪みにワイピングダイスの先端を嵌めることでワイピングダイスの上下を挟む構成であるが、ワイピングダイスの上面及び下面が各々別の移動用車輪と接することで、ワイピングダイスの上下を移動用車輪で挟むように構成することも可能である。

また、実施形態では、対向するワイピングダイスの一方側のみを測定するものとしているが、測定環境などを整えて、対向するワイピングダイスの双方を同時に測定するようにしても良い。

１ 診断装置
２ 位置調整機構
４ ワイピングダイス
１１ 測定機器本体
１２ 移動用車輪
１３ 圧力測定装置
１４ 圧力測定位置検出装置
１５ 演算装置
１８ 導圧管
２１ 弾性部材

Claims (6)

1. 移動用車輪を搭載した測定機器本体を、ワイピングダイスの上下を移動用車輪で挟み込むようにして、ワイピングダイスから吐出されるガスの一部の圧力を測定できる位置に配置し、
   ワイピングダイスの吐出ガス圧力の測定値の収集と、前記吐出ガス圧力を測定した位置を特定可能な圧力測定位置情報の収集を、前記測定機器をワイピングダイスの巾方向に移動させて複数カ所で行い、
   吐出ガス圧力の測定値と圧力測定位置情報の収集結果からワイピングダイスの劣化状況を診断することを特徴とするワイピングダイスの診断方法。
2. 位置調整機構により、測定機器本体に備えられた導圧管の先端と診断されるワイピングダイスの先端との距離を一定に保つ請求項１に記載のワイピングダイスの診断方法。
3. 対向して配置されたワイピングダイスの何れか一方のみからガスを吐出させて吐出ガス圧力の測定を行う請求項１又は２に記載のワイピングダイスの診断方法。
4. ワイピングダイスの巾方向に移動するための移動用車輪をワイピングダイスの上下を挟み込むことが可能なように搭載した測定機器本体と、
   ワイピングダイスから吐出された吐出ガス圧力を測定するための圧力測定装置と、
   前記吐出ガス圧力を測定した位置を特定可能な圧力測定位置情報を得る圧力測定位置検出装置と、
   吐出ガス圧力とその圧力測定位置を収集する演算装置と、を備えていることを特徴とするワイピングダイスの診断装置。
5. 測定機器本体に備えられた導圧管の先端と診断されるワイピングダイスの先端との距離を一定に保つ位置調整機構を備えた請求項４に記載の金属板の溶融めっき設備のワイピングダイスの診断装置。
6. 位置調整機構には、導圧管の先端と診断されるワイピングダイスの先端との距離を一定に保つように付勢力を与える弾性部材を備えた請求項５に記載の金属板の溶融めっき設備のワイピングダイスの診断装置。