JPWO2019106785A1 - 金属板の板反り矯正装置及び金属板の連続めっき処理設備 - Google Patents
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Abstract
Description
また、特許文献2には、めっき浴の上流側に設けられた上述のロール(スナブロール)の軸を平行移動させて、鋼板のパスライン方向に対する該ロールの押し込み量を調節可能とし、鋼板の板幅等に応じてこの押し込み量を調節することが開示されている。
金属板の連続めっき処理設備で用いられる前記金属板の板反り矯正装置であって、
前記金属板の搬送方向を変化させる固定ロールよりも前記金属板の搬送方向の下流側においてめっき用の溶融金属ポット内に配置されるシンクロールと、
前記固定ロールと前記シンクロールとの間に配置され、前記金属板の反りを矯正するための矯正ロールと、を備え、
前記固定ロールの直径D1に対する前記シンクロールの直径D3の比D3/D1が1.5以上である。
図1は、一実施形態に係る連続めっき処理設備の概略的な構成図である。図1に示すように、連続めっき処理設備100は、帯状の金属板2(例えば鋼板)を連続的にめっき処理するための設備であって、金属板2を熱処理するための炉3と、炉3の外部に設けられ、めっき浴8を形成するポット6(溶融金属ポット)と、金属板2へのめっき液(溶融金属)の付着量を調節するためのワイピングノズル10と、を備える。
なお、図1中の矢印は、金属板2の搬送方向(移動方向)を示す。
炉3の内部には、複数のロール14が設けられている。これらのロール14で金属板2に張力を与えたり、金属板2の方向転換をしたりすることで金属板2を搬送するようになっており、これにより金属板2を連続的に処理することが可能となっている。
炉3の内部には、還元性又は非酸化性のガスが供給されるようになっていてもよい。
炉3の内部は、位置によって温度が異なる場合がある。例えば、炉3の出口部4では比較的低温であるのに対し、出口部4よりも金属板2の搬送方向における上流側(以下、単に「上流側」ともいう。)の例えばバーナ付近の位置では比較的高温である。このように、炉内に温度分布がある場合、炉内の位置によって、金属板に与えるべき張力が異なる。そこで、ブライドルロール16A,16Bは、例えば、炉3の内部の温度分布に応じて、適切な張力を金属板2に与えるように構成されていてもよい。
ポット6内に貯留される溶融金属の種類は特に限定されないが、例えば金属板2が鋼板である場合、亜鉛又はアルミニウム、又は、これらを含む合金であってもよい。
後述するように、幾つかの実施形態に係る板反り矯正装置1は、板反り計測装置12の計測結果に基づいて板反りを矯正するように構成されていてもよい。
なお、「金属板2がロール14に巻付いている」とは、金属板2の曲げ直径がロール14の直径と一致する場合,つまり,金属板2がロール14と面で接触する状態であることを意味する。
図2は、一実施形態に係る板反り矯正装置1の概略図であり、図3は、金属板2の板反り量wについて説明するための図であり、ワイピングノズル10の位置における、搬送方向に直交する平面での金属板2の断面を示すものである。なお、図2は、図1に示す連続めっき処理設備100の部分的な拡大図であるが、図2おいては、説明の都合上、図1で示した炉3及びスナウト5の図示を省略している。
なお、ブライドルロール16Bは、炉3の出口部4に設けられたブライドルロール16A,16Bのうち、下流側に位置する一方である。
なお、図2には、押し込み量d2がゼロのときの矯正ロール18及び金属板2が破線で示されており、このとき、金属板2は矯正ロール18に押し込まれることなく、ブライドルロール16Bとシンクロール20との間において直線状の形状を有している。
矯正ロール18の見かけ直径D2は、例えば、図8に示すように、金属板2の延在する方向を含む垂直面内において、互いに直交する任意の2方向をx軸及びy軸とし、この垂直面内における金属板2の曲げ形状に関し、金属板2と押込みロールの接点Pc(側面視で点接触に近い状態)を含む前後で、y=f(x)の関数となる近似曲線を創る。この近似曲線を板とロールの接触部の近傍でxに関して2階微分することで曲率半径を求め、その曲率半径の2倍が見かけ直径D2となる。
なお、上述の垂直面内における金属板2の曲線は、ある水平線に対して金属板2の側面高さに関する連続的な実測や、金属板2の側面の写真の情報処理に基づいて得ることも可能である。
ただし、実際の板反り矯正装置1の運転においては、曲率半径の測定まではしなくてもよく、矯正ロール18の押込み量d2を調整することで、結果的に、適切な範囲の見かけ半径D2の状態とすることができる。
また、図1及び図2に示す板反り矯正装置1において、ブライドルロール16B(固定ロール)の直径D1、矯正ロール18の見かけ直径D2、及び、シンクロール20の直径D3は、D1<D2<D3の関係を満たす。
ここで、本明細書における金属板2の板反り量w(図3参照)は、金属板2の板厚方向における両端点の該板幅方向における距離を意味する。
例えば、図3に示すように、図1及び2に示す板反り矯正装置1において、金属板2の両面を第1面2a及び第2面2bとしたとき、ブライドルロール16B(固定ロール)及びシンクロール20によって金属板2に与えられる板幅方向の反りは、金属板2の中央部が板厚方向において第1面2a側に突出する方向の反り(すなわち、図3に示す方向)であるとともに、矯正ロール18によって金属板2に与えられる板幅方向の反りは、金属板2の中央部が板厚方向において第2面2b側に突出する方向の反り(すなわち、図3に示す方向とは逆方向)である。
一方、図6のグラフから、D3/D1=2.5に設定された板反り矯正装置では、t=1.2mm以上4.5mm以下の比較的広い板厚範囲において、矯正ロール18の見かけ直径D2を適切に調節することにより(すなわち、矯正ロール18の押し込み量d2を適切に調節することにより)シンクロール20の出側の板幅方向の板反り量をゼロ付近に低減可能であることがわかる。
よって、例えばポット6よりも金属板搬送方向の下流側に設けられたワイピングノズル10等により、金属板2の表面における溶融金属の付着量を均一化しやすくなる。
例えば、上述のコントローラは、板反り計測装置12によって計測されたシンクロール20出側における板反り量wに基づくフィードバック制御により、板反り量wがゼロに近づくように、矯正ロール18の金属板2側への押し込み量d2を調節するように構成されていてもよい。
なお、上述したように、板反り計測装置12が、金属板2の板幅方向に沿って配列され、金属板2との距離を計測可能にそれぞれ構成された複数の位置センサを含む場合、上述のコントローラは、複数の位置センサによる検出結果から金属板2のシンクロール20の出側における板反り量wを算出し、このように算出された板反り量wに基づいて、矯正ロール18の金属板2側への押し込み量d2を調節するように構成されていてもよい。
金属板の連続めっき処理設備で用いられる前記金属板の板反り矯正装置であって、
前記金属板の搬送方向を変化させる固定ロールよりも前記金属板の搬送方向の下流側においてめっき用の溶融金属ポット内に配置されるシンクロールと、
前記固定ロールと前記シンクロールとの間に配置され、前記金属板の反りを矯正するための矯正ロールと、を備え、
前記固定ロールの直径D1に対する前記シンクロールの直径D3の比D3/D1が1.5以上である。
この点、上記(1)の構成では、D3/D1を1.5以上としたので、矯正ロールの見かけ直径D2を適切に調節することにより、板厚が比較的大きい場合であっても、溶融金属ポットの出側における金属板の板幅方向の反りを効果的に低減して、金属板の反りを矯正することができる。
よって、例えば溶融金属ポットよりも金属板搬送方向の下流側でのガスワイピング等により、金属板の表面における溶融金属付着量を均一化しやすくなる。
この点、上記(1)の構成では、矯正ロールが固定ロールとシンクロールとの間(すなわちシンクロールよりも金属板の搬送方向の上流側)に配置されるので、矯正ロールを溶融金属ポット内に設ける必要がない。このため、ガタの少ない軸受を採用可能であり、金属板の反り量の調整を精度良く行うことができる。また、溶融金属ポット内の矯正ロールを廃止可能であるので、ポット内に矯正ロールを設置することを前提とした既存の溶融金属ポットのサイズを大きくすることなく、直径のより大きなシンクロールを採用することができる。
前記矯正ロールは、該矯正ロールの前記金属板側への押し込み量を調節可能である。
前記矯正ロールの前記金属板側への押し込み量に対応する該矯正ロールの見かけ直径をD2としたとき、D1<D2<D3の関係が成り立つ。
シンクロールの直径D3は、1200mm以上である。
あるいは、幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(3)の何れかの構成において、シンクロールの直径D3は、1300mm以上である。
上記(4)の構成によれば、上述の事情があるにも関わらず、通常よりも大幅に大きな1200mm以上又は1300mm以上の直径を有するシンクロールを採用したので、典型的なサイズの固定ロールを使用したときに、D3/D1を1.5以上としやすくなる。これにより、矯正ロールの見かけ直径D2を適切に調節することにより、板厚が比較的大きい場合であっても、溶融金属ポットの出側における金属板の板幅方向の反りを効果的に矯正することができる。
固定ロールは、金属板を熱処理するための炉の内部に設置されている。
固定ロールは、炉の出口部に設けられている。
この点、上記(6)の構成によれば、炉の出口部に設けられた固定ロールによって支配的に形成される板幅方向の反りを、矯正ロール及びシンクロールにより効果的に矯正することができる。
固定ロールは、金属板に与える張力を調節するためのブライドルロールである。
上記(7)の構成によれば、ブライドルロールによって支配的に形成される板幅方向の反りを、矯正ロール及びシンクロールにより効果的に矯正することができる。
矯正ロールは、金属板を熱処理するための炉の出口部と溶融金属ポットとの間に設けられたスナウトの内部に設けられている。
金属板の板反り矯正装置は、
シンクロールよりも搬送方向の下流側に設けられた板反り計測装置と、
板反り計測装置の計測結果に基づいて矯正ロールの金属板側への押し込み量を制御して矯正ロールの見かけ直径D2を調節するように構成されたコントローラと、
をさらに備える。
よって、例えば溶融金属ポットよりも金属板搬送方向の下流側でのガスワイピング等により、金属板の表面における溶融金属付着量を均一化しやすくなる。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
また、本明細書において、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
また、本明細書において、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
2 金属板
2a 第1面
2b 第2面
3 炉
4 出口部
5 スナウト
6 ポット(溶融金属ポット)
8 めっき浴
10 ワイピングノズル
12 板反り計測装置
14 ロール
16A ブライドルロール
16B ブライドルロール
17 仮想ロール
18 矯正ロール
19 回転軸
20 シンクロール
100 連続めっき処理設備
d2 押し込み量
w 板反り量
Claims (10)
- 金属板の連続めっき処理設備で用いられる前記金属板の板反り矯正装置であって、
前記金属板の搬送方向を変化させる固定ロールよりも前記金属板の搬送方向の下流側においてめっき用の溶融金属ポット内に配置されるシンクロールと、
前記固定ロールと前記シンクロールとの間に配置され、前記金属板の反りを矯正するための矯正ロールと、を備え、
前記固定ロールの直径D1に対する前記シンクロールの直径D3の比D3/D1が1.5以上である
ことを特徴する金属板の板反り矯正装置。 - 前記矯正ロールは、該矯正ロールの前記金属板側への押し込み量を調節可能である
ことを特徴とする請求項1に記載の金属板の板反り矯正装置。 - 前記矯正ロールの前記金属板側への押し込み量に対応する該矯正ロールの見かけ直径をD2としたとき、D1<D2<D3の関係が成り立つ
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の金属板の板反り矯正装置。 - 前記シンクロールの直径D3は、1200mm以上である
ことを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の金属板の板反り矯正装置。 - 前記固定ロールは、前記金属板を熱処理するための炉の内部に設置された
ことを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の金属板の板反り矯正装置。 - 前記固定ロールは、前記炉の出口部に設けられている
ことを特徴とする請求項5に記載の金属板の板反り矯正装置。 - 前記固定ロールは、前記金属板に与える張力を調節するためのブライドルロールであることを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載の金属板の板反り矯正装置。
- 前記矯正ロールは、前記金属板を熱処理するための炉の出口部と前記溶融金属ポットとの間に設けられたスナウトの内部に設けられている
ことを特徴とする請求項1乃至7の何れか一項に記載の金属板の板反り矯正装置。 - 前記シンクロールよりも前記搬送方向の下流側に設けられた板反り計測装置と、
前記板反り計測装置の計測結果に基づいて前記矯正ロールの前記金属板側への押し込み量を調節するように構成されたコントローラと、
をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至8の何れか一項に記載の金属板の板反り矯正装置。 - 請求項1乃至9の何れか一項に記載の板反り矯正装置を備えたことを特徴とする金属板の連続めっき処理設備。
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