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技術 テンションレベラー

出願人 JFEスチール株式会社
発明者 山脇誠
出願日 2012年4月12日 (8年8ヶ月経過) 出願番号 2012-091301
公開日 2013年10月28日 (7年2ヶ月経過) 公開番号 2013-220426
状態 特許登録済
技術分野 金属板状体の矯正 圧延機に特に連結された素材の表面処理装置
主要キーワード 搬送調整 塩酸タンク 粗面状態 各分割ロール 噴射軸 ノズルヘッダ 鋼板位置 押込力
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この項目の情報は公開日時点(2013年10月28日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (9)

課題

ワークロールから鋼板へのスケール転写を抑制する。

解決手段

熱延鋼板10に曲げ変形を付与して鋼板10の表面からスケールを剥離するワークロール11を備えたテンションレベラー4である。前記ワークロール11の表面は、周方向及び軸方向に、線長インチ当たりの凸数密度PPI)が200以上650以下である。

概要

背景

酸洗前の熱延鋼板脱スケールを行うテンションレベラーとしては、例えば特許文献1〜3に記載のテンションレベラーがある。これらのテンションレベラーは、ワークロールによって鋼板曲げ変形を与える。これによって、鋼板表面のスケールクラックを入れて鋼板表面からスケールを剥離させる。
そして、例えば特許文献3に記載のテンションレベラーでは、ワークロール表面を、ロール中心線粗さ(Ra)が1.0μm以上10μm未満の粗面とすることで、スケールブレーキング能力を高める。これによって、酸洗所要時間を短縮することが提案されている。

概要

ワークロールから鋼板へのスケールの転写を抑制する。熱延鋼板10に曲げ変形を付与して鋼板10の表面からスケールを剥離するワークロール11を備えたテンションレベラー4である。前記ワークロール11の表面は、周方向及び軸方向に、線長インチ当たりの凸数密度PPI)が200以上650以下である。

目的

本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、ワークロールから鋼板へのスケールの押込による転写を抑制することを目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

熱延鋼板曲げ変形を付与して鋼板表面からスケール剥離するワークロールを備えたテンションレベラーであって、上記ワークロールの表面は、周方向及び軸方向に、線長インチ当たりの凸数密度PPI)が200以上650以下であることを特徴とするテンションレベラー。

請求項2

上記ワークロールに押圧力を付加するバックアップロールと、上記ワークロール及びバックアップロールに向けて水を噴射する複数のノズルとを備え、上記各ノズルから噴射する水の噴射量を、0.06[m3/hr]以上、0.4[m3/hr]以下の範囲に設定することを特徴とする請求項1に記載したテンションレベラー。

技術分野

0001

本発明は、熱延鋼板表面のスケールを除去する酸洗ライン設備において、酸洗前にスケールの剥離脱スケール)を行うテンションレベラーに関する。特に、本発明は、剥離したスケールの噛み込みによる欠陥の発生を防止する技術に関するものである。

背景技術

0002

酸洗前の熱延鋼板の脱スケールを行うテンションレベラーとしては、例えば特許文献1〜3に記載のテンションレベラーがある。これらのテンションレベラーは、ワークロールによって鋼板曲げ変形を与える。これによって、鋼板表面のスケールにクラックを入れて鋼板表面からスケールを剥離させる。
そして、例えば特許文献3に記載のテンションレベラーでは、ワークロール表面を、ロール中心線粗さ(Ra)が1.0μm以上10μm未満の粗面とすることで、スケールブレーキング能力を高める。これによって、酸洗所要時間を短縮することが提案されている。

先行技術

0003

特開昭58−157518号公報
特開平5−76923号公報
特開平7−60332号公報

発明が解決しようとする課題

0004

従来のテンションレベラーでは、使用するワークロール表面の規定を、滑り抑止のために表面粗さRaで粗面状態を規定している。
しかしながら、表面粗さRaは基準長さにおける中心線からの偏差平均値を表す指標であり、凹凸の間隔に着目したものではない。そのためRaでワークロール表面を管理する場合には、スケールブレーキング能力を得ることは出来るとしても、剥離したスケールの逃げ場がなくなって、剥離したスケールがワークロールに付着し、さらにワークロールから上記付着したスケールが再度鋼板に押し込まれる。つまり剥離したスケールが鋼板表面に転写されることによってスケール性欠陥を発生する懸念がある。
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、ワークロールから鋼板へのスケールの押込による転写を抑制することを目的とする。

課題を解決するための手段

0005

上記課題を解決するために、本発明のうち請求項1に記載した発明は、熱延鋼板に曲げ変形を付与して鋼板表面からスケールを剥離するワークロールを備えたテンションレベラーであって、ワークロールの表面は、周方向及び軸方向に、線長インチ当たりの凸数密度PPI)が200以上650以下であることを特徴とする。
次に、請求項2に記載した発明は、請求項1に記載した構成に対し、上記ワークロールに押圧力を付加するバックアップロールと、上記ワークロール及びバックアップロールに向けて水を噴射する複数のノズルとを備え、上記各ノズルから噴射する水の噴射量を、0.06[m3/hr]以上、0.4[m3/hr]以下の範囲に設定することを特徴とする。

発明の効果

0006

本発明によれば、ワークロールから鋼板表面への剥離したスケールの押込(転写)を抑制可能となる。これによって、本発明によれば、スケール性欠陥の発生を低減することが出来る。

図面の簡単な説明

0007

本発明に基づく実施形態に係る酸洗ライン設備を説明する図である。
本発明に基づく実施形態に係るテンションレベラーを説明する図である。
ワークロールに形成される凸を説明するモデル図である。
バックアップロール及びスプレー装置を説明する図である。
ワークロール及びスプレー装置を説明する図である。
凸がない場合の状態を説明するモデル図である。
バックアップロールの溝に剥離スケールが堆積した場合の問題を説明する図である。
PPI及び流量と欠陥混入率との関係を示す図である。

0008

次に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
(構成)
図1は、本実施形態の脱スケール装置であるテンションレベラーを適用した酸洗ライン設備の一例を示す図である。
本実施形態の酸洗ライン設備は、図1に示すように、酸洗ライン入側から入側ルーパー1、デフレクタロール2、第1ブライドルロール3、テンションレベラー4、第2ブライドルロール5、酸洗槽6(塩酸タンク)が配置されて構成されている。そして、熱間圧延設備(不図示)からの搬送や熱間圧延後のホットコイル(不図示)からの巻戻しなどによって、熱延鋼板10は連続して搬送され、その搬送されてきた熱延鋼板10は、入側ルーパー1で速度調整などの搬送調整が行われ、続いて、熱延鋼板10は、ブライドルロール3,5によって長手方向に張力が付与された状態で、テンションレベラー4によってスケール剥離が実施され、その後に、酸洗槽6に送られて酸洗処理が行われる。

0009

上記テンションレベラー4は、図2に示すように、千鳥状に配置された2以上のワークロール11と、その各ワークロール11に押込力を付与するバックアップロール12とを備える。また、テンションレベラー4には、上記ワークロール11及びバックアップロール12に向けて水を噴射する複数のスプレーノズル13b〜15bを有するスプレー装置13〜15を備える。

0010

(ワークロール11について)
本実施形態のワークロール11について説明する。
上記ワークロール11は、直径が70〜90mmのロールである。そのワークロール11の表面はダル加工によって粗面に成形されている。
本実施形態のワークロール11の表面粗さは、PPIと呼ばれる指標で管理する。PPIとは線長1インチ当たりの凸数を表わす指標であり、SAEJ911(1998)に従い基準長さにおける中心線からの偏差が境界値(通常は1.25μm)を超える凸の数を計測することにより求めている。すなわち、本実施形態ではロール表面を、周方向及び軸方向に、線長1インチ当たりの高さが1.25μmを越える凸の数密度が200以上650以下の範囲の粗面となるように加工してある。図3に、凸11aが形成されたワークロール11の模式図を示す。ワークロール11の表面は、周方向及び軸方向に向けてそれぞれ波打ち形状となることで上記凸11aが形成されている。
このような粗面の加工は、例えば放電ダル加工によって実施すればよい。放電ダル加工によってPPIを上記範囲に管理する条件の一例を、表1に示す。

0011

0012

ここで、凸数密度を200以上650以下と規定したのは、次の通りである。
上記PPIの最大を650としたのは、剥離スケールSの大きさは粒径30μm程度と想定されるので、PPIが650を越えると、凸のピッチ間に剥離スケールSを捕捉する効果が小さくなると考えられ、最大値650は剥離スケールS(粒径30μm程度)を凸のピッチ間に捕捉することが可能となる最大凸数密度(最小凸間隔)と想定されたためである。
またPPIを200未満とした場合、凸のピッチ間に剥離スケールSを捕捉する効果が小さくなると考えられ、最小値200は本発明が効果を発揮しうる最大凸間隔と想定されたためである。また、後述のように、凸数密度が200以上650以下で発明の効果を奏したので、この範囲に規定した。

0013

(バックアップロール12について)
次に、バックアップロール12について説明する。
バックアップロール12は、図4に示すように、軸方向に沿って複数のロールに分割された構造となっていて、隣り合う分割ロール12A間に溝12Bが形成されている。なお、ワークロール11の凸間の凹部に捕捉された剥離スケールSは、その一部がバックアップロール12に転写されるが、主として分割ロール12A間の溝12Bに堆積し易い。

0014

(スプレー装置13〜15について)
また、スプレー装置13〜15は、上記各ワークロール11及びバックアップロール12に向けて水を噴射する装置である。各スプレー装置13〜15は図4及び図5に示すように、水が供給されるノズルヘッダ13a〜15a、及びそのノズルヘッダ13a〜15aに接続した複数列のスプレーノズル13b〜15bから構成されている。水の供給は、水が貯留しているタンク(不図示)からポンプ(不図示)によってノズルヘッダ13a〜15aに向けて圧送することで実現する。

0015

ワークロール11に水を噴射するスプレー装置13、14は、図5に示すように、ノズルヘッダ13a、14aが対象とするワークロール11のロール軸方向と平行な軸に沿って配置されている。また複数のスプレーノズル13b、14bが、ノズルヘッダ13a、14aの軸に沿って、つまりロール軸に沿って配設されている。各スプレーノズル13b、14bの水の噴射軸は、対象とするワークロール11のロールバイトに向けて設定されている。これによって、スプレーノズル13b、14bから噴射された水は、対象とするワークロール11に向けて噴射されることとなる。

0016

本実施形態では、ワークロール11に水を噴射するスプレー装置13、14が、ロールバイトの入側と出側の両方に配置されている場合を例示している。少なくともロールバイトの入側と出側の一方に設置すればよい。この場合、好ましくはロールバイトの入側に設置することが好ましい。出側のスプレー装置14は、鋼板に載っている剥離スケールSを水流で除去する働きがある。

0017

バックアップロール12に水を噴射するスプレー装置15は、図4に示すように、ノズルヘッダ15aが対象とするバックアップロール12のロール軸方向と平行な軸に沿って配置されている。また複数のスプレーノズル15bが、ノズルヘッダ15aの軸に沿って、つまりロール軸に沿って配設されている。各スプレーノズル15bの水の噴射軸は、対象とするバックアップロール12の面に向けて設定されている。このとき、必ず各分割ロール12A間の溝12Bに向けてそれぞれ少なくとも1つのスプレーノズル15bを配置して、かならず上記溝12Bに水を噴射可能に設定する。図4では、各スプレーノズルの噴射軸が、各分割ロール12Aの胴の軸方向中央部と分割ロール12A間の溝12Bに位置するようにして、複数のスプレーノズルを配列した場合を例示している。

0018

そして、剥離スケールSの噛み込みを抑制するには、各スプレーノズル13b〜15bからの流量が0.06[m3/hr]以上となるように、ノズルヘッダ13a〜15aへの水の供給量を設定することが好ましい。ここで、各スプレーノズル13b〜15bからの流量は0.4[m3/hr]以下となるように設定することが好ましい。流量は0.4[m3/hr]を超えると効果が飽和すると考えられ、それ以上の流量で噴射しても、水の排水への負担が増えるだけである。

0019

(動作その他)
テンションレベラー4位置まで搬送されてきた熱延鋼板10は、ブライドルロール3,5で長手方向に張力が負荷された状態で、テンションレベラー4のワークロール11で押圧されることで鋼板10に曲げ変形を与える。これによって、鋼板10の表面のスケールにクラックが入って、スケールが剥離する。
剥離されたスケールSは、ロールバイトに向けて噴射された水によって鋼板10の外に向けて排除されるか、図3のように、主としてワークロール11の表面の凸11a間の凹部に捕捉される。
ここで、上記凸がない場合には、図6のように、剥離スケールSは、ロールバイト位置で、ワークロールの押圧力によって鋼板10の表面に噛み込まれて、スケール押込性欠陥の原因となる。

0020

更に、ワークロール11の表面の凸11a間の凹部に捕捉された剥離スケールSは、回転に伴いバックアップロール12に転写されるか、そのまま、新たな鋼板位置までワークロール11の回転に伴い移動する。
バックアップロール12に転写された剥離スケールSは、スプレーノズル15bから噴射される水によってバックアップロール12から除去される。分割ロール12A間に剥離スケールSは堆積し易いが、必ずその溝12Bに向けて水を噴射することで、その溝12B内の剥離スケールSも排除し易くなっている。

0021

ここで、発明者らは、ロールバイトでのスケール噛み込みの低減についての検討及び調査を行っていく中で、スケール噛み込みによるスケール押込性欠陥は上記溝12Bへの剥離スケールSの堆積が発生を助長させるという知見を得た。すなわち、図7に示すように、バックアップロールの溝に堆積した剥離スケールSが落下して、ワークロールのロールバイトに侵入することによって、スケール噛み込みによるスケール押込性欠陥が発生する。これに対し、本実施形態では、当該溝12Bに向けて水を吹き付ける事で、当該溝12Bへの剥離スケールSの堆積が抑制され、その分、スケール押込性欠陥は効果的に抑制される。

0022

また、ワークロール11に付着して新しい鋼板10の表面位置つまりロールバイトに再び接近した剥離スケールSは、ロールバイトに向けて噴射される水によってワークロール11から除去される。なお、ロールバイト出側に移動した剥離スケールはスプレー装置14からの水によって鋼板10の表面から除去される。
一方、ワークロール11から除去されずにロールバイト位置まで移動する剥離スケールSがロールバイト内に侵入しても、大部分の剥離スケールSは、凸11a間の凹部すなわちダル目位置に捕捉されているため、当該剥離スケールSの鋼板10の表面への押込が抑制される。この結果、酸洗処理後に残るスケール押込性欠陥が低減する。

0023

(本実施形態の効果)
本実施形態は、次の効果を奏する。
(1)テンションレベラー4を構成するワークロール11の表面は、周方向及び軸方向に、線長1インチ当たりの凸数密度が200以上650以下の粗面となっている。
この構成によれば、剥離スケールSは、主として凸11a間の凹部つまりダル目に捕捉されるので、捕捉された剥離スケールSが次にロールバイト内に侵入しても、鋼板10の表面への押込が抑制される。この結果、スケール押込性欠陥の発生量を低減することが可能となる。

0024

(2)ワークロール11及びバックアップロール12に向けて水を噴射する複数のノズル13b〜15bを備える。上記各ノズル13b〜15bから噴射する水の噴射量を、0.06[m3/hr]以上、0.4[m3/hr]以下の範囲に設定する。
吹き付ける水量を上記範囲に設定することで、(1)の効果との相乗効果によって、更にスケール押込み性欠陥を低減することが可能となる。

0025

次に、本発明の実施例について説明する。
この実施例では、上記実施形態の構成と同等の構成において、ワークロール11の凸数密度を100〜800の間で変更すると共に、各スプレーノズルからの水量も順次変更して実施した。そして、それぞれについてスケール性欠陥について評価した。ここでは、欠陥混入率によって評価した。その評価結果を図8に示す。
ここで、欠陥混入率は、下記式で表される、スケール押込性欠陥の増減を示す指標値である。
欠陥混入率 =欠陥混入個数コイル長(m)×100 [%] ・・・(1)
図8から分かるように、PPIが200未満及び650より大きい領域では欠陥混入率が0.45%超となっている。一方、本発明に基づきPPIが200以上650以下の領域では欠陥混入率が低位で安定している。

実施例

0026

またノズル一つ当たりの流量が0.06[m3/hr]以上となると欠陥混入率は低位安定する。しかしながら、流量が0.4[m3/hr]を超えると、欠陥混入率が低位のまま飽和し、また水量が過多となって、使用後の水の排水設備をその分大型化する必要が発生する。
ここで、従来一般に使用されているワークロール11のPPIについて測定したところ、PPI=100のワークロール11であった。この従来例は、図8から明らかなように、欠陥混入率は高い。しかし、本発明の場合、スケール性欠陥混入率は大幅に低減することができることが明らかとなった。

0027

4テンションレベラー
6酸洗槽
10熱延鋼板
11ワークロール
11a 凸
12バックアップロール
12A分割ロール
12B 溝
13−15スプレー装置
13a−15aノズルヘッダ
13b−15bスプレーノズル
S剥離スケール

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