WO2019026740A1 - ロール用スクレーパ - Google Patents

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輝彦 戸部
崇 土居
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Ｊｆｅスチール株式会社
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    • C21D9/56—Continuous furnaces for strip or wire

Definitions

  • the present invention relates to a scraper attached to a roll used under high temperature such as a hearth roll in a continuous heat treatment furnace and for scraping off deposits adhering to the surface.
  • a high temperature continuous heat treatment furnace having a hearth roll in the furnace for passing a steel sheet, such as a continuous siliconizing furnace for producing a high silicon steel strip
  • the steel strip lower surface and the hearth roll are in contact
  • the oxide scale of the steel strip adheres to or deposits on the hearth roll surface, or the refractory in the furnace falls off, splashes, or furnace products adhere to or accumulate on the hearth roll surface, and these deposits
  • the hot water causes the steel strip heated to a high temperature to be pressed.
  • Patent Document 1 discloses a scraper in which a scraper body is provided with a scratching portion in contact with a roll surface, and scrapes deposits on the surface of the roll as the roll rotates.
  • the means of changing the material of the scraper of patent document 1 and improving abrasion resistance is also considered.
  • the material which can withstand the corrosive atmosphere and the high temperature condition by the SiCl 4 used for the siliconizing is limited, and it is difficult to change the material of the scraper in consideration of the cost.
  • the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a scraper for a roll capable of achieving long life.
  • the scraper can be reduced in weight, and the load between the roll and the scraper can be made the minimum load necessary for removing deposits. It has been found that the life of the scraper can be extended.
  • a roll scraper for removing deposits on the roll surface comprising: a scraper main body supported on a floor; and a scraping claw projecting along a width direction of the scraper main body; A scraper for a roll, wherein the scraping claw portion is supported on the roll so as to be in contact with the roll surface, and an opening is provided in the scraper body.
  • the present invention it is possible to prolong the service life of the scraper that scrapes off deposits on the roll. Therefore, the maintenance cycle can be extended to improve the production efficiency.
  • FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of a roll scraper of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic view of the roll scraper of FIG. 1 as viewed in the direction of arrow I.
  • FIG. FIGS. 3 (a) and 3 (b) are schematic views showing one embodiment of the shape of the hole provided in the scraper body.
  • FIG. 4 is a schematic view showing an inclination angle of the scraper body.
  • FIG. 5 is a schematic view showing a continuous siliconizing treatment line.
  • FIG. 6 is a graph showing the relationship between the usage period of the scraper and the blade length.
  • FIG. 7 is a graph showing the relationship between the siliconizing treatment time and the number of occurrence of pressed soot.
  • FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of a roll scraper of the present invention.
  • A is a scraper according to the present invention
  • B is a hearth roll
  • S is a steel strip to be passed (the arrow indicates the direction of passing of the steel strip S).
  • the scraper A includes a plate-like scraper main body 1 supported on the floor, and a scratching portion 2 protruding from an upper end position of one side of the scraper main body 1.
  • the scratching portion 2 is provided in a protruding manner along the upper width direction of the scraper body 1.
  • the material of the scratching portion 2 is preferably made of a material having a hardness lower than that of the surface of the roll in order to prevent the roll surface in contact with the surface from being wrinkled.
  • FIG. 2 is a schematic view of the scraper for a roll of the present invention of FIG. 1 as viewed in the direction of arrow I (lateral).
  • a groove 4 is provided in the floor 3, and the scraper A is supported against the hearth roll B in a state where the lower end of the scraper body 1 is inserted into the groove 4.
  • the scraper A supported on the rotating hearth roll B is stably supported on the floor 3 and the displacement of the scraper A causes an uneven pressing of the scratching portion 2 against the roll surface. And falling off will be prevented.
  • the scratching portion 2 is held against the hearth roll B so as to be in contact with the surface of the hearth roll B. Therefore, the scratching portion 2 in contact with the roll surface scrapes the deposit on the roll surface as the roll rotates, and as a result, the deposit on the roll surface is removed.
  • Such a scraper A is diagonally supported on the hearth roll B such that the scratching portion 2 is in contact with the roll surface on the rear side in the roll rotational direction as shown in FIGS.
  • the disposition of the scraper A on the rear side in the roll rotation direction is because the disposition of the scraper A is stable in relation to the rotation direction of the roll, and the scraped off matter is the scraping portion 2 It is because it does not deposit between hearth rolls B.
  • the scraper body 1 is provided with the opening 5.
  • the weight of the scraper body 1 can be reduced.
  • the load between the scraper A and the hearth roll B can be easily adjusted by changing the size of the opening appropriately. Therefore, the load between the scraper A and the hearth roll B can be made the minimum load necessary for removing the deposit, and the life of the scraper A can be extended.
  • FIGS. 3A and 3B show an example of the opening 5 provided in the scraper body 1.
  • the shape of the opening 5 is not particularly limited, and a plurality of openings may be provided, or one opening may be provided.
  • the ratio of the opening 5 in the scraper body is preferably 19 to 40%. If the ratio is less than 19%, since the load of the scraper A is large, a load more than necessary for scraping the attached matter is applied between the scraper A and the hearth roll B, and thus the life extension of the scraper A can not be expected. On the other hand, if the ratio exceeds 40%, the load on the scraper A is small, so the attached matter can not be sufficiently scraped off.
  • the plate thickness is preferably 20 to 30 mm. If the plate thickness is less than 20 mm, there is a fear that the main body may be damaged due to insufficient strength. On the other hand, if the plate thickness exceeds 30 mm, there is a possibility that the scraped nail portion 2 may be shortened in life due to an increase in weight. In addition, it is difficult to install in a narrow area, which makes installation work difficult and increases the cost.
  • the inclination angle ⁇ (the inclination angle ⁇ is an angle with respect to the vertical direction of the scraper body 1; see FIG. 4) of the scraper body 1 is preferably 15 to 40 degrees. If the inclination angle ⁇ is less than 15 degrees, the load on the hearth roll B is small, and the deposit can not be sufficiently scraped off. If the inclination angle ⁇ is more than 40 degrees, the load on the hearth roll B is large, and the life extension of the scraper A can not be expected. Further, in the present invention, when the installation site of the scraper A is narrow, the inclination angle of the scraper body 1 can be changed according to the structure of the installation site.
  • the ratio of the openings is reduced. If the inclination angle is large, the load is large, the ratio of the openings is large.
  • the ratio of can be suitably controlled. Therefore, the design of the optimal scraper according to an installation location is possible.
  • the load on the hearth roll B to 23 to 30 N and the surface pressure to 2 to 3 kPa from the viewpoint of the scraping effect of the deposit and the reduction of the wear amount of the scratching portion 2.
  • the scraper by providing the opening portion in the scraper body, the scraper can be reduced in weight and the scraper can be extended in life.
  • the load between the scraper and the hearth roll can be easily adjusted by changing the size of the opening appropriately.
  • the scraper of the present invention one having the structure shown in FIG. 3 (a) (proportion of the opening: 21%) and one having the structure shown in FIG. 3 (b) (proportion of the opening: 36%) are used. It was. Further, in the scraper of the present invention, the inclination angle ⁇ was 17 degrees in FIG. 3 (a) and 25 degrees in FIG. 3 (b). The load on the hearth roll B is 28 N, and the surface pressure is 2.8 kPa.
  • FIG. 6 is a graph showing the relationship between the usage period of the scraper A and the blade length.
  • the scraper of the present invention although the blade length is about 25 mm and the amount of abrasion of the scraping portion 2 is small even after 3 months of use period, the use period of 3 months has elapsed for the conventional scraper. At this point, the blade length was 0 mm. Therefore, it can be said that the scraper of the present invention has a smaller amount of wear of the scratching portion 2 and a longer life as compared with the conventional scraper.
  • the scraper of the present invention is installed in the hearth roll in the furnace of the treatment zone after the silicon treatment zone 7, the scraper of the patent document 1 (conventional scraper) is installed, and the scraper is not installed.
  • the situation of occurrence of steel plate push rod was examined.
  • the scraper of the present invention the one having the structure shown in FIG. 3A (the ratio of the opening portion: 21%, the inclination angle ⁇ : 17 degrees) was used (load on hearth roll B: 28 N, surface pressure : 2.8 kPa.).
  • the area of the 10 m area (10 m ⁇ plate width) of each of the front end, middle and tail end in the rolling direction of the steel plate coil is visually inspected to count the number of the pressing area.
  • the number of round punches was calculated, and the calculated values of the tip, middle, and tail end were averaged and evaluated.
  • FIG. 7 is a graph showing the relationship between the siliconizing treatment time (h) and the number of occurrence of pressed soot (number / m 2 ). It can be said that the scraper of the present invention in which the scraper main body 1 is reduced in weight has a scraping effect of the deposit on the hearth roll equivalent to that of the conventional scraper. Therefore, weight reduction can be said to be a very effective means in prolonging the life of the scraper.

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Abstract

長寿命化が可能なロール用のスクレーパを提供することを目的とする。　ロール表面の付着物を除去するロール用スクレーパであって、床部上に支持されるスクレーパ本体と、該スクレーパ本体の幅方向に沿って突設された掻爪部とを備え、前記掻爪部がロール表面に接するようにしてロールに立て掛けられるとともに、前記スクレーパ本体に開孔部が設けられるロール用スクレーパ。

Description

ロール用スクレーパ
　本発明は、連続熱処理炉内のハースロールのような高温下で使用されるロールに付設され、その表面に付着した付着物を掻き取るためのスクレーパに関する。
　高珪素鋼帯を製造するための連続浸珪処理炉等のように、鋼板の通板を目的とした炉内ハースロールを有する高温連続熱処理炉においては、鋼帯下面とハースロールとが接触することによって、鋼帯の酸化スケールがハースロール表面に付着・堆積したり、或いは炉内耐火物が脱落、飛散したものや炉内生成物等がハースロール表面に付着・堆積し、これらの堆積物が高温に加熱された鋼帯に押し疵を生じさせるという問題がある。
　そこで、このような付着物をロール表面から掻き取るためのスクレーパをハースロールに付設することが考えられるが、連続浸珪処理炉等の炉内は非常な高温下にあるため、スクレーパをロール表面に押しつけるような機械的手段を炉内に設置することは耐熱性や耐久性等の面で極めて困難である。
　このような問題に対し、特許文献１では、スクレーパ本体にロール面に接する掻爪部が設けられ、ロールの回転に伴ってロール表面の付着物を掻き取るスクレーパが開示されている。
特開平８－１８８８２１号公報
　しかしながら、特許文献１のようなスクレーパの場合、付着物の掻き取りに必要以上の荷重がスクレーパとロール間に掛かると、スクレーパの掻爪部が摩耗して短寿命化するという問題がある。スクレーパの掻爪部の短寿命化は、メンテナンス周期を短期化し、熱処理炉開放による生産能率の著しい低下を招く。また、掻爪部が摩耗したスクレーパ本体とロールが直接接触することは、ロール表面を損傷させるためロール寿命の低下にも繋がる。
　また、特許文献１のスクレーパの材質を変更して耐摩耗性を向上させる手段も考えられる。しかしながら、連続浸珪処理炉において、浸珪処理に使用するＳｉＣｌ４による腐食雰囲気下および高温条件下に耐えうる材質は限られており、コスト面を考慮するとスクレーパの材質変更は困難である。
　本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、長寿命化が可能なロール用のスクレーパを提供することを目的とする。
　本発明者らが鋭意検討した結果、スクレーパ本体の胴部に開孔部を設けることにより、スクレーパを軽量化し、ロールとスクレーパ間の荷重を付着物掻取のために必要最小限な荷重とすることにより、スクレーパを長寿命化できることを見出した。
　本発明は、このような知見に基づきなされたもので、以下を要旨とするものである。
［１］ロール表面の付着物を除去するロール用スクレーパであって、床部上に支持されるスクレーパ本体と、該スクレーパ本体の幅方向に沿って突設された掻爪部とを備え、前記掻爪部がロール表面に接するようにしてロールに立て掛けられるとともに、前記スクレーパ本体に開孔部が設けられるロール用スクレーパ。
［２］前記開孔部は、前記スクレーパ本体における開孔部の割合が１９～４０％となるように設けられる［１］に記載のロール用スクレーパ。
［３］前記スクレーパ本体の鉛直方向の角度θが１５～４０度である［１］または［２］に記載のロール用スクレーパ。
　本発明によれば、ロールの付着物を掻き落とすスクレーパを長寿命化することができる。したがって、メンテナンス周期を長期化し生産能率を向上させることができる。
図１は、本発明のロール用スクレーパの一実施形態を示す模式図である。 図２は、図１のロール用スクレーパを矢視Ｉ方向から見た模式図である。 図３（ａ）（ｂ）は、スクレーパ本体に設けられる開孔部の形状の一実施形態を示す模式図である。 図４は、スクレーパ本体の傾斜角度を示す模式図である。 図５は、連続浸珪処理ラインを示す概略図である。 図６は、スクレーパの使用期間とブレード長さとの関係を示すグラフである。 図７は、浸珪処理時間と押し疵発生数との関係を示すグラフである。
　図１は、本発明のロール用スクレーパの一実施形態を示す模式図である。Ａは本発明のスクレーパ、Ｂはハースロール、Ｓは通板する鋼帯である（矢印は鋼帯Ｓの通板方向）。スクレーパＡは、床部上に支持される板状のスクレーパ本体１と、このスクレーパ本体１の片面側の上端位置に突設された掻爪部２とを備えている。
　掻爪部２はスクレーパ本体１の上部幅方向に沿って突条状に突設されている。なお、この掻爪部２の材質は、接触するロール面に疵をつけないようにするため、ロール表面よりも硬度が低い材質のものとすることが好ましい。
　図２は、図１の本発明のロール用のスクレーパを矢視Ｉ方向（横）から見た模式図である。床部３に溝部４を設け、この溝部４にスクレーパ本体１の下端を差し込んだ状態で、スクレーパＡをハースロールＢに立て掛けている。このような構造によれば、回転するハースロールＢに立て掛けられるスクレーパＡが床部３上に安定して支持され、掻爪部２のロール面に対する不均一な押し付けの要因となるスクレーパＡのずれや脱落が防止されることになる。
　また、掻爪部２はハースロールＢ表面に接するようにしてハースロールＢに立て掛けられる。したがって、ロール面に接する掻爪部２がロールの回転に伴ってロール表面の付着物を掻き取り、その結果、ロール表面の付着物が除去される。
　なお、このようなスクレーパＡは、図１、２に示すようにロール回転方向の後面側において、掻爪部２がロール面に接するようにしてハースロールＢに斜めに立て掛けられる。このようにスクレーパＡをロール回転方向の後面側に配置するのは、この配置の方がロールの回転方向との関係でスクレーパＡが安定するとともに、掻き取られた付着物が掻爪部２とハースロールＢ間に堆積しないからである。
　本発明では、図１に示すように、スクレーパ本体１に開孔部５が設けられている。開孔部５を設けることにより、スクレーパ本体１を軽量化することができる。また、適宜開孔部の大きさを変えることによりスクレーパＡとハースロールＢ間の荷重の調節を容易に行うことができる。したがって、スクレーパＡとハースロールＢ間の荷重を、付着物掻取のために必要最小限な荷重とすることができ、スクレーパＡを長寿命化できる。
　図３（ａ）（ｂ）は、スクレーパ本体１に設けた開孔部５の例である。開孔部５の形状については特段制限されず、開孔部を複数設けてもよく、また、一つの開孔部としてもよい。本発明では、スクレーパ本体における開孔部５の割合を１９～４０％とすることが好ましい。同割合が１９％未満ではスクレーパＡの荷重が大きいため、付着物の掻き取りに必要以上の荷重がスクレーパＡとハースロールＢ間に掛かるため、スクレーパＡの長寿命化が見込めない。一方、同割合が４０％超えではスクレーパＡの荷重が小さいため、付着物を十分に掻き取ることができない。
　なお、本発明ではスクレーパ本体１の強度を持たせるために、ある程度の板厚が必要である。本発明では、板厚は２０～３０ｍｍであることが好ましい。板厚が２０ｍｍ未満では強度不足により本体破損の恐れがある。一方で、板厚が３０ｍｍ超えでは重量の増加により掻爪部２が短寿命化する恐れがある。また、狭い箇所への据え付けが難しく、設置工事が困難となったり、コストが上がるといった問題も起こる。
　本発明では、スクレーパ本体１の傾斜角度θ（傾斜角度θとは、スクレーパ本体１の鉛直方向に対する角度である。図４参照。）は、１５～４０度であることが好ましい。傾斜角度θが１５度未満では、ハースロールＢへの荷重が小さく、付着物を十分に掻き取ることができない。傾斜角度θが４０度超えでは、ハースロールＢへの荷重が大きく、スクレーパＡの長寿命化が見込めない。また、本発明では、スクレーパＡの設置箇所が狭い場合など、設置箇所の構造に応じてスクレーパ本体１の傾斜角度を変更することができる。例えば、傾斜角度が小さいと荷重が小さいため、開孔部の割合を小さくする、もしくは傾斜角度が大きいと荷重が大きいため、開孔部の割合を大きくするといった、傾斜角度に応じて開孔部の割合を適宜制御することができる。したがって、設置箇所に応じた最適なスクレーパの設計が可能である。
　また、本発明において、付着物の掻き取り効果および掻爪部２の摩耗量の軽減という点から、ハースロールＢへの荷重は２３～３０Ｎ、面圧は２～３ｋＰａとすることが好ましい。
　以上より、本発明は、スクレーパ本体に開孔部を設けることにより、スクレーパを軽量化し、スクレーパを長寿命化させることができる。また、適宜開孔部の大きさを変えることによりスクレーパとハースロール間の荷重の調節を容易に行うことができる。
　図５に示すような、入側から加熱帯６、浸珪処理帯７、拡散均熱帯８および冷却帯９を備えた連続浸珪処理炉において高珪素鋼帯を製造する場合（矢印は鋼帯Ｓの通板方向）、浸珪処理帯７に供給されるＳｉＣｌ4と炉内雰囲気中の微量酸素及び水分が反応してシリカ（ＳｉＯ2）が生成し、これが浸珪処理帯以降の炉内ハースロールに付着・堆積して高珪素鋼帯に押し疵を生じさせるという問題がある。そこで、浸珪処理帯７以降の処理帯域の炉内ハースロールに本発明のスクレーパを設置した場合と、特許文献１のスクレーパ（従来のスクレーパ）を設置した場合とについて、掻爪部２の摩耗状況を調べた。具体的には、初期の掻爪部２の長さ（ブレード長さ）を３０ｍｍとして、所定使用期間後のブレード長さを測定した。
　本発明のスクレーパとしては、図３（ａ）に示す構造のもの（開孔部の割合：２１％）と図３（ｂ）に示す構造のもの（開孔部の割合：３６％）を用いた。また、本発明のスクレーパについて、傾斜角度θは、図３（a）に示すものは１７度、図３（ｂ）に示すものは２５度とした。なお、ハースロールＢへの荷重は２８Ｎ、面圧は２．８ｋＰａである。
　図６は、スクレーパＡの使用期間とブレード長さとの関係を示すグラフである。本発明のスクレーパの場合、使用期間が３月経過してもブレード長さは２５ｍｍ程度と掻爪部２の摩耗量が少ないのに対して、従来のスクレーパの場合、使用期間が三月経過した時点でブレード長さは０ｍｍとなった。したがって、本発明のスクレーパは、従来のスクレーパに比べて、掻爪部２の摩耗量が少なく、寿命が長いといえる。
　次に、浸珪処理帯７以降の処理帯域の炉内ハースロールに本発明のスクレーパを設置した場合と、特許文献１のスクレーパ（従来のスクレーパ）を設置した場合と、スクレーパを設置しない場合とについて、鋼帯の押し疵の発生状況を調べた。なお、本発明のスクレーパとしては図３（ａ）に示す構造のもの（開孔部の割合：２１％、傾斜角度θ：１７度）を用いた（ハースロールＢへの荷重：２８Ｎ、面圧：２．８ｋＰａ。）。
　また、押し疵は、鋼板コイルの圧延方向において、先端部、中間部、尾端部のそれぞれ１０ｍの領域（１０ｍ×板幅の面積）を目視検査して押し疵の数をカウントし、単位面積あたりの押し疵の個数を算出し、先端部、中間部、尾端部の算出値を平均して評価した。
　図７は、浸珪処理時間（ｈ）と押し疵発生数（個／ｍ２）との関係を示すグラフである。スクレーパ本体１を軽量化させた本発明のスクレーパは、ハースロールの付着物の掻き取り効果が従来のスクレーパと同等であるといえる。したがって、スクレーパの長寿命化において、軽量化は非常に有効な手段と言える。
　１　　スクレーパ本体
　２　　掻爪部
　３　　床部
　４　　溝部
　５　　開孔部
　６　　加熱帯
　７　　浸珪処理帯
　８　　拡散均熱帯
　９　　冷却帯
　Ａ　　スクレーパ
　Ｂ　　ハースロール
　Ｓ　　鋼帯（鋼板）

Claims (3)

  1. 　ロール表面の付着物を除去するロール用スクレーパであって、床部上に支持されるスクレーパ本体と、該スクレーパ本体の幅方向に沿って突設された掻爪部とを備え、前記掻爪部がロール表面に接するようにしてロールに立て掛けられるとともに、前記スクレーパ本体に開孔部が設けられるロール用スクレーパ。
  2. 　前記開孔部は、前記スクレーパ本体における開孔部の割合が１９～４０％となるように設けられる請求項１に記載のロール用スクレーパ。
  3. 　前記スクレーパ本体の鉛直方向に対する角度θが１５～４０度である請求項１または２に記載のロール用スクレーパ。
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