JP4640197B2 - 鋼帯の処理方法及び処理設備 - Google Patents

Description

本発明は、サイドトリマーを有する鋼帯の処理ラインにおいて、鋼帯を連続して処理する方法及びその処理設備に関するものである。
本発明において、「鋼帯の処理設備」とは、リコイニング設備、連続焼鈍設備、連続めっき設備であって、特に連続溶融亜鉛めっき設備を指す。

サイドトリマーを有する鋼帯処理設備の出側には、トリム後の鋼帯幅やトリムのカエリを検査するために、サイドトリマーの下流側に鋼帯の品質検査を行う検査室が配置されている。また、鋼帯を連続して処理する設備、例えば連続溶融亜鉛めっき設備や連続焼鈍設備の出側には、鋼帯を貯留する出側ルーパーの後に、サイドトリマーと検査室が順に配置されている。そして、これらのラインの終端には、鋼帯を巻き取るテンションリールが配置されている。

これらのサイドトリマーや検査室は、スキンパスミルでのストップマークを防止する目的で、特許文献１に記載されているように、出側ルーパーの後に設置される。
特開２００２−６６６３２号公報

従って、鋼帯を連続して処理する設備の出側には、ルーパー、サイドトリマー、検査室、テンションリールが順に配置されていることになる。

ところで、鋼帯を所定の板幅に調整すべく、その幅方向両端を切断するサイドトリマーは、鋼帯のパスラインを挟んで対向配置された一対の回転刃物を鋼帯の幅方向両側に配置している。そして、トリミングを実施しない場合は、回転刃物は鋼帯の左右両エッジから離れて位置されるが、トリミングを実施する場合は、トリミングの開始に際して回転刃物が鋼帯エッジ部に係合し、所定幅に鋼帯をトリムする位置にセットされる。

このセッティング時やトリム幅の変更時、およびトリミング操作の解除時には、鋼帯の走行が一時的に停止される。
また、検査室では、鋼帯の板厚・板幅の測定、表面疵の停止チェック、研磨チェック、鋼板の平坦度の測定等を実施する際に、鋼帯の走行を一時停止することが繰り替えされる。

一方、サイドトリマーや検査室等の出側設備より上流側の連続焼鈍炉やめっき設備は、鋼板の焼鈍温度やめっき付着量を所定の範囲に制御するために一時停止することはできない。一時停止した部分は連続焼鈍炉内に滞留している鋼板を含めてスクラップとなる。

このような鋼帯の処理ラインでは、コイルを巻き取った後にビルドアップが発生するという問題がある。「ビルドアップ」とは、鋼板の幅方向における局部的な厚み変化が、巻き取られることにより蓄積され、コイルが局部的に盛り上がる現象である。

ビルドアップが発生したコイルは、局部的な塑性変形を受けるので、コイルを巻き解いた後に、エッジ部や中央部で形状不良（平坦不良）が発生する。なお、コイルのビルドアップは、巻き取る前の平板の目視検査では、発見するのが困難である。

このビルドアップの原因となる幅方向の局部的な厚み変化を発生させる要因としては、幅方向の板厚プロフィール不良の他に、トリムのカエリ不良、めっきのエッジ部でのオーバーコートや、幅方向のめっき付着量の分布不良が挙げられる。

特に、連続溶融亜鉛めっきラインでは、めっきのエッジ部でのオーバーコートや幅方向のめっき付着量分布不良による幅方向の局部的な厚み変化が発生しやすい。従って、ガスワイピングノズルのエッジプレートに直交して帯状板を設けたり（特許文献２）、ガスワイピングノズルのギャップを可変式（特許文献３）にして、エッジオーバーコートや幅方向のめっき付着量分布不良を改善することが行われているが、これらを皆無にすることは難しい。
特許第２８３６４８２号公報 特許第３０４８１２３号公報

強度なビルドアップの場合は、巻き取り中や巻き取った後のコイル外観から部分的盛り上りを目視で判別することが可能である。従って、即座に付着量を制御するワイピングノズルのギャップやエッジプレートの設定を調整し、ビルドアップによる大量不良を回避する事が可能である。しかしながら、軽度なビルドアップの場合は、巻き取ったコイルや巻き取り中のコイルの外観形状から平坦不良の発生の有無を判別するのは困難である。

そこで、鋼帯の処理ラインでは、ビルドアップによる平坦不良の早期発見と大量の不良発生防止のために、コイルをある程度巻き取り中にシャーで鋼帯をカットせず、平坦度を検査可能な位置まで鋼帯を巻き戻して、平坦度の検査を定期的に実施している。この巻き戻し検査をバックチェックと称している。なお、平坦度の検査は、目視検査、検査室の定盤上でのスキミゲージを使用した鋼板の長手方向の山高さの測定、山高さと波長の測定の何れかにより行う。

また、検査室の出口より下流側に配置されたロールに異物が付着して押し込み疵が発生する場合もあるが、この場合の押し込み疵の検査（研磨面の目視検査）も巻き取った鋼帯を検査室まで巻き戻すことでしか発見できない。従って、バックチェックは、検査室の出口から下流側のロールでの押し込み疵の早期発見・大量の不良発生防止のためにも定期的に実施する必要がある。

ビルドアップの検査手法として、巻き取られるコイルの外周に、コイル幅方向のビルドアップ量を連続的に測定するセンサーを位置せしめる手法が、特許文献４で開示されている。この手法によれば、バックチェックが最も簡易に行え、また、平坦度の実測が可能なために検査管理として確実である。
特開平８−２６７１３１号公報

しかしながら、コイルを巻き戻す際には、鋼帯がサイドトリマー部を逆方向に走行することになるので、鋼帯への擦り疵防止のため、回転刃物を鋼帯の両端から一旦開放する必要がある。また、トリムの耳線（鋼帯を所定の幅にトリムする際に、鋼帯の両サイドから回転刃物により連続的に分離される鋼帯の屑）を一旦切断するという作業が発生する。そして、バックチェック後は、回転刃物を所定のトリム位置に再セットすることになる。

このように、サイドトリマーを備えた処理設備では、バックチェック時はサイドトリマーで複数の作業が発生するので、作業性が悪化することになる。
加えて、回転刃物の再セット時にセッティング位置がズレた場合や、鋼板を巻き取り方向に再搬送した時に鋼帯が蛇行した場合等には、既にトリムした部位を部分的に再トリムしてしまう場合がある。この場合、ヒゲ状の耳屑が端面に残り、バックチェックにより、バックチェックした鋼帯の端面部の品質（トリム品質）が悪化することになる。

この様に、バックチェックは鋼帯の処理ラインでは重要な検査手法であるものの、サイドトリマーを有する場合はこれが容易ではない。
また、前記のセンサーを用いた手法では、検査室の出口より下流側のロールで発生する押し込み疵を発見することは不可能である。

本発明が解決しようとする問題点は、サイドトリマーを有する鋼帯の処理ラインでは、バックチェック時、サイドトリマー部で作業性が悪化し、かつトリム品質が悪化するという点である。

本発明の鋼帯の処理方法は、
バックチェック時、サイドトリマー部で作業性が悪化したり、トリム品質が悪化したりすることがないようにするために、
上流側から下流側に向かってサイドトリマーとテンションリールを順に備えた処理設備での鋼帯の処理時に、テンションリールに巻き取られた鋼帯を一旦巻き戻して、鋼帯の検査を行うに際し、
テンションリールとサイドトリマー間で鋼帯を貯留し、この貯留部より上流側では鋼帯を巻き戻さず、サイドトリマーでは、鋼帯を噛み込んだ停止状態のまま検査することを最も主要な特徴としている。

本発明の鋼帯の処理方法は、
上流側から下流側に向かってサイドトリマーとテンションリールを順に備えた鋼帯の処理設備において、
前記のサイドトリマーとテンションリールの間に、前記テンションリールから鋼帯を巻き戻した際に、この巻き戻した鋼帯を貯留する巻き戻し用ルーパーを備えた鋼帯の処理設備や、前記の巻き戻し用ルーパーとテンションリールの間に、鋼帯の品質を検査する検査室をさらに備えさせた鋼帯の処理設備によって実施できる。

また、前記本発明の鋼帯の処理設備の上流側に、出側に鋼帯を貯留する出側ルーパーを備えた鋼帯の連続処理設備、例えば溶融亜鉛めっき設備を配置すれば、前記出側ルーパーを通過した鋼帯が、下流側の鋼帯の処理設備で連続的に処理できるようになる。

本発明によれば、サイドトリマー部では鋼帯を噛み込んだ停止状態のまま鋼帯のバックチェックを行えるので、サイドトリマー部での作業性の悪化およびトリム品質の悪化をさせることなく、バックチェックが可能となる。また、本発明は、鋼帯貯留量（ループ容量）が小さいルーパーを用いて実施可能であり、設備的にも安価化が図れ、既設ラインにも設置可能である。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を用いて詳細に説明する。
図１は、上流側から下流側に向かってサイドトリマー１とテンションリール２を順に備えた鋼帯処理設備３の上流側に、その出側に鋼帯４を貯留する出側ルーパー５を備えた例えば溶融亜鉛めっき設備６を配置した連続処理設備の出側を示した概略図である。

この連続処理設備では、サイドトリマー１とテンションリール２の間に、バックチェック時にテンションリール２から巻き戻した鋼帯４を貯留する、例えば縦型の巻き戻し用ルーパー７を配置し、この巻き戻し用ルーパー７とテンションリール２の間にさらに検査室８を配置している。

この図１に示した構成の本発明の連続処理設備では、次のようにしてバックチェックを行う。
例えば８０mpmの定常通板速度で巻き取り中に、検査室８からの巻き取り中断指令により、出側ルーパー５より下流側の鋼帯４の走行を停止し、サイドトリマー１によるトリミングを中断すると共にテンションリール２による巻き取りを停止する。なお、出側ルーパー５では、サイドトリマー１の通板停止に伴い、貯留が行われる。

次に、巻き戻し指令に基づき、例えば１０mpmの巻き戻し速度でテンションリール２の巻き戻しを開始する。これに伴い、巻き戻し用ルーパー７を構成するルーパー台車７ａを巻き戻し長さだけ例えば上昇させ、巻き戻し用ルーパー７で貯留する。巻き戻し用ルーパー７の貯留量が所定量となった時点で巻き戻しを停止する。

この巻き戻し用ルーパー７の作用により、鋼帯４をテンションリール２から巻き戻しても、サイドトリマー１部に位置する鋼帯４は停止状態を維持することが可能となり、逆方向に走行することがなくなる。従って、サイドトリマー１を構成する回転刃物の開放や耳線の切断、刃物の再セットは不要となる。

次に、所定の量の貯留が完了した地点で、巻き戻しを完了し、検査室８で鋼帯４の平坦度や押し込み疵を検査する。１分間の検査終了後は、例えば１８０mpmでテンションリール２への巻き取りを再開する。この際、サイドトリマー１の走行は停止した状態で、ルーパー台車７ａを下降させ、貯留した鋼帯４の払い出しを行う。巻き戻し用ルーパー７からの払い出しが完了した時点で、サイドトリマー１の通板を再開する。出側ルーパー５の鋼帯貯留量が無くなった時点で、巻き取り速度は、出側ルーパー５上流側の通板速度８０mpmに減速する。

こうすることで、サイドトリマー１部では、バックチェック前の状態を維持したまま、鋼帯４のトリミングを再開でき、トリム品質が悪化することがなくなる。これが本発明の処理方法である。また、本発明によれば、１回のバックチェックで約６分程度の時間短縮が可能となり、生産性が向上する。

次に、巻き戻し用ルーパー７が貯留可能な鋼帯４の長さを、図２を参照しつつ説明する。
バックチェックで、平坦度を確認する際は、平坦度を確認できる長さ以上の長さの鋼帯４を巻き戻せば良い。従って、検査室８内に巻き取り中の鋼帯４のコイル巻き付け部が、平坦度を確認できる長さ以上戻ってくれば、平坦度の確認は可能である。

よって、平坦度のみを検査する場合、巻き戻し用ルーパー７での鋼帯４の最大貯留長さＨは、テンションリール２の巻き取り最大径時の巻き付けられる鋼帯４とコイルの接点から検査位置（通常は検査室８）までのパス長さをＬ1（通常は１０〜２０m程度）、平坦度の検査に必要なパス長さをα（通常は１〜４m程度）とすればＬ1＋α以上、例えばＬ1が１５m、αが１mの場合、Ｈは１６m以上あればよいことになる。

一方、検査室８から下流側のロールでの押し込み疵のみを検査する場合、巻き戻し用ルーパー７における最大貯留長さＨは、検査位置（通常は検査室８）とテンションリール２間にあり、テンションリール２から上流側にある第１番目のロールから前記検査位置までのパス長さをＬ2（m）、前記第１番目のロール径をＤ2（m）とすればＬ2＋Ｄ2×π以上、例えばＬ2が１０．５m、Ｄ2が０．８mの場合、Ｈは１３m以上となる。

但し、パス長さやロール径によっては、前述のＬ1＋α＜Ｌ2＋Ｄ2×πになる場合がある。この場合は平坦度の検査ができない場合が発生する。
また、平坦度と押し込み疵の両方を検査する場合は、Ｈ≧Ｌ1＋αで、かつＨ≧Ｌ2＋Ｄ2×πを満たすように巻き戻し用ルーパー７の最大貯留長さを設定すれば良い。

このように、本発明の処理設備に設置する巻き戻し用ルーパー７は、通常の連続処理設備の出側に設置される出側ルーパー５のように、数百mの鋼帯貯留長さ（ループ容量）は必要でなく、ループ容量が数十mの小さいルーパーを用いて実施可能であるため、設備的にも安価化が図れ、また、既設のラインに追加設置することも可能である。

本発明は上記の例に限らず、各請求項に記載された技術的思想の範囲内で、適宜実施の形態を変更しても良いことは言うまでもない。

例えば巻き戻し用ルーパー７は、巻き戻した鋼帯４を一時的に貯留する機能を備えていれば、図１のように、縦型でなくても横型でも良い。また、２パスでなくても複数パスでもよい。また、鋼帯４を目的の長さ貯留できるものであれば、その構造は問わないなどである。

上流側から下流側に向かってサイドトリマーとテンションリールを順に備えた鋼帯処理設備の上流側に、出側に出側ルーパーを備えた溶融亜鉛めっき設備を配置した連続処理設備の出側を示した概略図である。 巻き戻し用ルーパーが貯留可能な鋼帯の長さを説明するための図である。

符号の説明

１ サイドトリマー
２ テンションリール
３ 鋼帯処理設備
４ 鋼帯
５ 出側ルーパー
６ 溶融亜鉛めっき設備
７ 巻き戻し用ルーパー
８ 検査室

Claims (5)

1. 上流側から下流側に向かってサイドトリマーとテンションリールを順に備えた処理設備での鋼帯の処理時に、テンションリールに巻き取られた鋼帯を一旦巻き戻して、鋼帯の検査を行うに際し、
   テンションリールとサイドトリマー間で鋼帯を貯留し、この貯留部より上流側では鋼帯を巻き戻さず、サイドトリマーでは、鋼帯を噛み込んだ停止状態のまま検査することを特徴とする鋼帯の処理方法。
2. 上流側から下流側に向かってサイドトリマーとテンションリールを順に備えた鋼帯の処理設備において、
   前記のサイドトリマーとテンションリールの間に、前記テンションリールから鋼帯を巻き戻した際に、この巻き戻した鋼帯を貯留する巻き戻し用ルーパーを備えたことを特徴とする鋼帯の処理設備。
3. 前記の巻き戻し用ルーパーとテンションリールの間に、鋼帯の品質を検査する検査室を備えたことを特徴とする請求項２に記載の鋼帯の処理設備。
4. 請求項２または３に記載の鋼帯の処理設備の上流側に、出側に鋼帯を貯留する出側ルーパーを備えた鋼帯の連続処理設備を配置し、
   前記出側ルーパーを通過した鋼帯が、下流側の鋼帯の処理設備で連続的に処理されるように構成したことを特徴とする鋼帯の処理設備。
5. 前記上流側に配置した鋼帯の連続処理設備が溶融亜鉛めっき設備であることを特徴とする請求項４に記載の鋼帯の処理設備。
   

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