JPH06200388A

JPH06200388A - ブラシロールおよびそれを使用する鋼材の脱スケール方法

Info

Publication number: JPH06200388A
Application number: JP5000449A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Teshigawara; 敏勅使河原
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1993-01-06
Filing date: 1993-01-06
Publication date: 1994-07-19
Anticipated expiration: 2015-03-21
Also published as: JP3024411B2

Abstract

(57)【要約】【目的】物品表面の清浄化を効率的に行うことができる
装置、特に金属材料の脱スケールを迅速かつ効果的に行
うことができる装置と、これを使用して鋼材の脱スケー
ルを行う方法の提供。【構成】下記１のブラシロール及び２の脱スケール方
法。１．内部に気体供給路(3) を有する回転軸(2) と、その
一端の外周に取付けられたブラシ(1) と、前記の気体供
給路から分岐して前記ブラシの取付け基部に開口する気
体噴射孔(4) と、前記回転軸を水平方向および垂直方向
に移動させる機構と、前記回転軸を回転させる機構とを
有するブラシロール。２．ブラシロールの回転軸(2) を回転させつつ前記ブラ
シ(1) を金属材料表面に当てて研削する作業と、前記気
体噴射孔(4) からの気体の噴射とを併用することを特徴
とする脱スケール方法。【効果】ブラシの回転と気体噴射の効果により表面清浄
化の効率が高い。特に熱間鋼材を脱スケールする場合で
も気体がブラシを冷却するのでブラシの損耗が少ない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、種々の物品の表面の
清浄化、特に金属材料表面のスケールの除去（脱スケー
ル）を行うためのブラシロール、およびこれを用いる金
属材料の脱スケール方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】物品表面の付着物を機械的に除去する道
具として、回転軸の先端外周にブラシを植えた、いわゆ
るブラシロールがある。通常、ブラシロールは人手で所
定の物品表面に押し当ててその表面を清浄化するのであ
るが、このような方法では大きな表面を効率的に清浄化
するのは難しい。

【０００３】金属材料を取り扱う産業分野では、例えば
鋼板表面の脱スケールのように、大きな表面を能率的に
処理する必要があることが多い。製鉄工場の圧延工程で
は歩留りの向上と生産性の向上を主目的にラインの連続
化が進められているが、このような場合には、熱いまま
の鋼材（熱間鋼材）の表面を迅速に脱スケールして圧接
する技術が必要になる。

【０００４】単に回転するブラシによってもある程度の
脱スケールは可能であるが、密着したスケールを除去す
るにはそれだけでは不十分である。また、熱間鋼材の脱
スケールでは、熱によるブラシの損耗や脱スケールした
後の鋼材の再酸化に備える対策も必要であるが、このよ
うな点に配慮した表面清浄化装置はこれまで開発されて
いない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、物品
表面の清浄化を効率的に行うことができる装置、特に金
属材料の脱スケールを迅速かつ効果的に行うことができ
る装置と、これを使用して鋼材、就中、熱間鋼材の脱ス
ケールを行う方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、下記(1) のブ
ラシロール、ならびに (2)および(3) の脱スケール方法
を要旨とする。

【０００７】(1) 内部に気体供給路を有する回転軸と、
その一端の外周に取付けられたブラシと、前記の気体供
給路から分岐して前記ブラシの取付け基部に開口する気
体噴射孔と、前記回転軸を水平方向および垂直方向に移
動させる機構と、前記回転軸を回転させる機構とを有す
るブラシロール。

【０００８】(2) 上記(1) のブラシロールを使用して金
属材料の脱スケールを行う方法であって、前記回転軸を
回転させつつ前記ブラシを金属材料の脱スケール面に当
てて研削する作業と、前記気体噴射孔からの気体の噴射
とを併用することを特徴とする脱スケール方法。

【０００９】(3) 金属材料が熱間鋼材であり、ブラシが
ワイヤブラシ、噴射する気体が非酸化性気体である上記
(2) の脱スケール方法。

【００１０】

【作用】まず、本発明のブラシロールの構造及び作用を
図面を参照しながら説明する。

【００１１】図１は、本発明のブラシロールの一例を示
す縦断面図である。図において、１はブラシで、回転軸
２の一端の外周に取付けられている。回転軸２の内部に
は気体供給路３があり、さらにこの供給路から分岐し
て、後述の図２に示すように、ブラシ取付け基部に開口
する気体噴出孔４がある。

【００１２】回転軸２は、軸受５を介してチョック６に
保持され、このチョック６は、歯車７と、その回転によ
って昇降するスプライン軸８とで垂直方向（上下）に移
動できるようになっている。９はこれらの機構を支える
フレームである。

【００１３】回転軸２の他端は、ロータリージョイント
10によって回転可能に支持され、気体供給管11が接続さ
れている。さらに、例えばプーリ12が取り付けられてお
り、図示しない電動機からＶベルトによって回転駆動力
が伝えられる。

【００１４】上述のフレーム９とロータリージョイント
10は台車13の上に設置されている。

【００１５】従って、装置全体が水平方向に移動可能で
ある。図１では、台車はレール14の上を走行するように
なっているが、このレールは必須ではなく、台車の車輪
をキャスター構造にして、平面上で前後左右に移動でき
るようにすることもできる。

【００１６】上記の構造をもつ本発明のブラシロールの
使用に際しては、表面を清浄化しようとする物、例えば
脱スケールしようとする鋼板、が置かれた位置にまず台
車ごと移動させ、水平方向の位置を決める。次に、前記
歯車７を適宜の手段で回転させ、スプライン軸８を回転
させてチョック６を昇降させ、鋼板表面の所定位置にブ
ラシが当たるように回転軸２の垂直方向の位置を決め
る。その後に回転軸２を回転させて表面研削を行うので
あるが、その前後または回転中の任意の期間に気体供給
路３から空気、不活性ガス、還元ガス等の任意の気体を
供給し、気体噴出孔４から噴出させ、研削、清浄化の効
果を高め、あるいはブラシの冷却を行う。

【００１７】気体の供給量および噴射圧力は、気体の使
用目的に応じて決定すればよい。

【００１８】図２、図３および図４は、回転軸の一端の
ブラシ取付け方法の数例を示す拡大図である。図１は回
転軸２に直接ブラシ１が放射状に植え込まれたものを示
し、気体噴出孔４は、ブラシの間に開口している。

【００１９】図３は、同図 (a)に示すような放射状にブ
ラシを植えたドーナツ状円盤21を回転軸２に取付ける。
この場合は、回転軸の円盤21が当たらない部分に噴出孔
４を設ける。22はストッパー、23はスペーサーである。
図１に示したのは、このタイプのブラシロールである。

【００２０】図４に示すのは、同図 (a)に示す多数のブ
ラシを植えた円筒24を回転軸２に嵌合した構造である。
円筒24自体にブラシの植え込み部を避けて通気孔25が設
けてあり、この円筒24をストッパー22で位置決めして通
気孔25を回転軸の噴出孔４と連通させる。

【００２１】図３および図４の構造であれば、ブラシが
損耗したときは、円盤または円筒を取り替えるだけで更
新することができる。

【００２２】ブラシの材料は、装置の使用目的に応じて
選べばよいが、金属板の脱スケールを目的とする場合に
はワイヤブラシを使用する。特に、熱間鋼材の脱スケー
ルを行う場合には、ブラシをステンレス鋼のような耐熱
性のある材料で作製するのが望ましい。

【００２３】次に、上記のブラシロールの使用例とし
て、熱間鋼材の脱スケールについて説明する。

【００２４】従来の鋼板の熱間圧延においては、加熱後
のスラブを１枚ずつ粗圧延機と仕上圧延機に供給して間
欠的に圧延を行っていた。このような間欠圧延では、特
に板厚の薄い鋼板を製造する場合に鋼板の先端がガイド
ロールに突っ掛けたり、鋼板の後端が圧延機を抜けると
きに絞り込まれて圧延ロールを損傷することが多い。

【００２５】これらのトラブルが発生すると、圧延ライ
ンを停止したりロールを交換することを余儀無くされ
る。このようなトラブルを防止しようとすると、圧延速
度を遅くして圧延工程の能率を下げなければならない。
また、熱延鋼板の先端および後端では、その中央部に比
べて圧延速度のバランスが崩れて適正な圧延温度範囲か
ら外れるので、寸法外れが発生し易い。更に、熱延鋼板
の先端では、板幅方向の中央部が圧延方向に突き出して
板幅が狭くなったり、圧延ロールによる噛み込み開始時
やダウンコイラーによる巻取り開始時の急激な張力の上
昇により板幅が狭くなる。このように製品の規定寸法に
満たない熱延鋼板の先端および後端は切り捨てなければ
ならず、製品歩留りが大きく低下する。

【００２６】上記のような問題点を無くするために、近
年、粗圧延機と仕上圧延機の間で、先行熱延鋼板と後続
熱延鋼板を接合し、仕上圧延を連続的に行う方法が提案
されている。この時の接合方法としては、鋼板端部を重
ね合わせ、又は突き合わせて圧接する方法が最も簡便で
あるが、十分な接合強度を得るには接合部の酸化皮膜
（スケール）をできるだけ除去して圧接を行う必要があ
る。

【００２７】鋼材の脱スケールを行う方法は種々ある
が、ワイヤブラシを取り付けたブラシロールを用いる方
法が最も簡便で実際的である。しかし、前記のような熱
間圧延工程で熱間鋼材（通常 500〜1100℃）の脱スケー
ルを行うのに通常のブラシロールを使用したのでは、非
能率的であり、また熱によるブラシの損耗が激しい。

【００２８】本発明のブラシロールであれば、迅速な脱
スケール作業ができるだけでなく、前記の気体噴射孔か
ら冷却用の気体を噴射しながら研削を行うことができる
から、ブラシの損耗が防止され、使用寿命が著しく長く
なる。噴射する気体として、非酸化性のガス（窒素ガ
ス、二酸化炭素ガス、等）を使用すれば、脱スケールし
た面の再酸化が防止できる。また、水素、一酸化炭素等
の還元性ガスを使用すれば、これがスケールを還元し、
脱スケールの効率が一層高くなる。なお、鋼材を圧接可
能な温度にするため、あるいはスケールの還元促進のた
めに還元炎を使用して接合部を保温または加熱すること
もあるが、その場合の高温雰囲気下でも、本発明のブラ
シロールは十分に使用できる。

【００２９】図５は、本発明のブラシロールを使用して
圧延ライン上で熱間鋼材の脱スケールを行い、直ちにこ
れを圧接する方法を概念的に示す図である。図におい
て、31と32は粗圧延機を通過した後の鋼材で、31が先行
圧延材、32が後続圧延材である。また、33は補助加熱用
のバーナーで接合部を還元炎で加熱するためのものであ
る。

【００３０】図５に示す方法では、まず、後続圧延材32
の先端を適宜の手段で押し上げた後、その先端部と先行
圧延材31の後端部の脱スケールを行う幅だけを上下にギ
ャップをおいて重ね合わせる。このギャップに側方から
ブラシロールの先端を挿入し、図示のように接合する両
面を同時に研削して脱スケールを行う。その後、ブラシ
ロールを離脱させ、プレス金型34で垂直方向に押圧して
圧接を行う。

【００３１】突き合わせ接合を行う場合は、先行圧延材
の後端部と後行圧延材の先端部の両方にブラシが接する
ように圧延材とブラシロールの位置を調整する。脱スケ
ール後は、両鋼材を適当な治具で把持して長手方向に押
しつけて圧接を行う。

【００３２】ブラシロールの板幅方向の位置は前記台車
13の移動で調整できる。また、上下の調整は、前記のよ
うにチョック６を昇降させて行うことができる。このと
き、ブラシ取付け部分の長さが板幅の全長に満たなくと
も、脱スケール中に台車13を移動させ回転軸２を板幅方
向に動かしていけばよいので、板幅の異なる種々の鋼板
の脱スケールを行うことができる。

【００３３】以上、本発明のブラシロールの最も有効な
使用例として、熱間鋼材の接合時の脱スケールについて
説明した。しかし、本発明のブラシロールは、このよう
な特殊な用途だけでなく、回転するブラシと噴射する気
体との相乗的な研削、清浄化の効果を利用して一般的な
金属材料等の表面清浄化にも使用することができる。

【００３４】

【実施例】板厚15mm、板幅 300mm、長さ 500mmの鋼板
（Ｃ:0.1％、Si:0.5％、Mn:1.2％）を試験材として、本
発明のブラシロールを使用し、図５に示したような態様
で脱スケールを行い、端部25mmを重ね合せ圧接した。条
件は下記のとおりである。

【００３５】ブラシロールの構造図１に示す構造で、ブラシは線径 0.8mm、材質がSUS 31
6 のワイヤーブラシ。

【００３６】回転軸２の外径は 60mm で、先端 30 mmに
ブラシを取付けてある。気体噴射孔は径１mmのものを12
個 (90°間隔で円周方向に４個、軸方向には８mm間隔で
３列）配置した。

【００３７】脱スケール条件ブラシロールの回転数：600 rpm ブラシロール供給気体：窒素ガス（ロータリージョイン
トのところで圧力３kg/cm²、流量30リットル/min）圧接部の加熱条件ノズル内混合方式のバーナ（図５の33) を使用し、リン
グ状のスリットノズルから混合気を吹き出し火炎を形成
させた。燃料はＣガス（コークス炉ガス）を20Nm³/Hr、
ｍ（空燃比）0.5 、酸素濃度 50 ％の条件で燃焼させ
た。

【００３８】試験片温度 (圧接時) は1000℃となるよう
に加熱した。

【００３９】圧接条件能力 100トンのプレスで図５の金型34を上下から１トン
/cm²の圧力で押圧した。試験は４回行った。

【００４０】評価接合部の断面ミクロ観察（倍率500)を行い、接合界面の
介在物の有無を調査したところ、スケールに起因する介
在物は皆無であった。さらに、接合部を中心とする引張
試験片を採取し、冷間引張試験を行ったところ、４つの
試験片とも接合部ではなく母材部分で破断し、接合部の
十分な強度が確認された。

【００４１】

【発明の効果】本発明のブラシロールは、金属材料の脱
スケールをはじめ、あらゆる物品の表面清浄化に使用さ
れて、作業の効率化に寄与する。特に、熱間圧延ライン
上での熱間鋼材の脱スケールに際しては、装置を所定の
位置に設置して効率良く脱スケールを行うことができ、
しかも、ブラシの寿命が長いから極めて実用性が高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のブラシロールの１例を示す縦断面図で
ある。

【図２】本発明のブラシロールのブラシ取付けの１例を
説明する図である。

【図３】本発明のブラシロールのブラシ取付けの他の例
を説明する図である。

【図４】本発明のブラシロールのブラシ取付けのもう一
つの例を説明する図である。

【図５】本発明の脱スケール方法を利用して熱間鋼材を
圧接する態様を示す概略図である。

【符号の説明】

１：ブラシ、２：回転軸、３：気体供給路、４：
気体噴射孔、５：軸受、６：チョック、７：歯車、
８：スプライン軸、９：フレーム、 10：ロータリ
ージョイント、 11：気体供給管、12：プーリ、 13：
台車、 14：レール、 21：円盤、 22：ストッパー、
23：スペーサー、 24：円筒、 25：通気孔、 31：先
行圧延材、32：後続圧延材、 33：バーナー、 34：圧
接プレス金型

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部に気体供給路を有する回転軸と、その
一端の外周に取付けられたブラシと、前記の気体供給路
から分岐して前記ブラシの取付け基部に開口する気体噴
射孔と、前記回転軸を水平方向および垂直方向に移動さ
せる機構と、前記回転軸を回転させる機構とを有するブ
ラシロール。
【請求項２】請求項１のブラシロールを使用して金属材
料の脱スケールを行う方法であって、前記回転軸を回転
させつつ前記ブラシを金属材料の脱スケール面に当てて
研削する作業と、前記気体噴射孔からの気体の噴射とを
併用することを特徴とする脱スケール方法。
【請求項３】金属材料が熱間鋼材であり、ブラシがワイ
ヤブラシ、噴射する気体が非酸化性気体である請求項２
の脱スケール方法。