(57)【要約】      （修正有）【課題】金属ストリップの、特にエッジ部の液絞り性を簡単な構成で改善できるようにした、リンガーロールの提供。【解決手段】金属ストリップＳの表面の液絞りを行なうゴムライニング層１Ｂを基体ロール１Ａの外周に具備したリンガーロール１であって、前記ゴムライニング層が該ゴムライニング層をロール幅方向に分割する複数のスリット２を有することを特徴とする。金属ストリップが鋼帯であるすることを特徴とする。前記スリットの間隔Ｗと前記金属ストリップの板厚ｔとが、下記式（１）を満足することを特徴とする。Ｗ≦８ｔ‥‥（１）また、スリットの深さＤと前記金属ストリップの板厚ｔとが、下記式（２）を満足することを特徴とする。Ｄ≧１／２ｔ‥‥（２）【選択図】図１
2020082151.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属ストリップの表面の液絞りを行なうゴムライニング層を基体ロールの外周に具備したリンガーロールであって、前記ゴムライニング層が該ゴムライニング層をロール幅方向に分割する複数のスリットを有することを特徴とするリンガーロール。
【請求項２】
前記金属ストリップが鋼帯であることを特徴とする請求項１に記載のリンガーロール。
【請求項３】
前記スリットの間隔Ｗと前記金属ストリップの板厚ｔとが、下記式（１）を満足することを特徴とする請求項１または２に記載のリンガーロール。
Ｗ≦８ｔ    ‥‥（１）
【請求項４】
前記スリットの深さＤと前記金属ストリップの板厚ｔとが、下記式（２）を満足することを特徴とする請求項１、２または３に記載のリンガーロール。
Ｄ≧１／２ｔ    ‥‥（２）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼帯等の金属ストリップの表面の液絞りを行なうリンガーロールに関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄鋼生産用の連続ライン等では、鋼帯等の金属ストリップを水または、酸、アルカリなどの薬液で連続的に処理し、後セクションに送ることがある。この場合、水や薬液が金属ストリップの表面に付着したまま後セクションに送られるのを防ぐため、従来から、リンガーロールを用いた液絞りが行なわれている。「液絞り」とは水または前記薬液を絞り取って除去することを意味する。リンガーロールは、鉄等の金属製の基体ロールの外周にゴムライニング層を具備してなる。リンガーロールを用いた一般的な液絞りの方法は、図６に一例を模式的に示すように、基体ロール１Ａの外周にゴムライニング層１Ｂを具備した一対のリンガーロール１０，１０の間に金属ストリップＳを通板させるという方法である。リンガーロール１０はロール幅方向の全長（以下、ロール幅ともいう。）が金属ストリップＳのストリップ幅（以下、板幅ともいう。）より大（通常、ロール幅＝最大板幅＋（１００〜２００）［ｍｍ］）とされ、通板時には、ロール幅方向を板幅方向と平行とし、板幅方向中心とロール幅方向中心とを位置合わせした状態で通板を行なう。このとき一対のリンガーロール１０，１０のうちいずれか一方は固定され、他方はロール軸受け部をシリンダー等によって垂直方向に押し込み、この押し込みの圧下力の調整で液絞り操作をコントロールしている。すなわち、ゴムライニング層１Ｂの弾性を利用して金属ストリップＳの上下表面に付着した液体を絞りとっている。前記押し込みの圧下力は、通常、左右両側のロール軸受け部の片側あたり、０．１〜０．２ＭＰａとされる。
【０００３】
ゴムライニング層１Ｂの素材は、一般に、合成ゴムが採用されるが、ゴムライニング層１Ｂの耐久性を高める特定組成の素材を採用する提案もある（特許文献１参照）。ゴムライニング層１Ｂのゴム硬度は、通常、Ａタイプのゴム硬度計による測定値で６０度〜８０度とされる。なお、Ａタイプのゴム硬度計によるゴム硬度の測定値が□□度であることを、以下、ゴム硬度がＡ□□度であるともいう。
【０００４】
しかし、このような従来のリンガーロール１０においては、図６に示すように、金属ストリップＳのエッジ部（板幅方向両端部の意。以下同じ）とその外側の上下のゴムライニング層１Ｂ，１Ｂの密着までに至らない変形部分とで形成される隙間（以下、「エッジ外側の隙間」ともいう。）ＧＡＰが生じる。このエッジ外側の隙間ＧＡＰを通過した液滴がリンガーロール１０の出側で再び金属ストリップＳのエッジ部に付着し、エッジ部の液絞り不良となる要因となっている。
【０００５】
上述のエッジ部の液絞り不良を防止する方法として、特許文献２には、エッジ部に追従するノズルを設置し、このノズルからエッジ部に圧縮空気を噴射する方法が開示され、また、特許文献３には、段付きのリンガーロールを用いることで前記エッジ外側の隙間をなくす方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２３９８７０号公報
【特許文献２】特開平１１−２４４９２７号公報
【特許文献３】特開平０５−０３３１７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献２の方法ではノズルを、板幅により位置が変化するエッジ部に追従させるための機構が必要となり、また、特許文献３の方法では段付きのリンガーロールの段部を、板幅により位置が変化するエッジ部に追従させる機構が必要となり、いずれも設備が複雑かつ高価となっていた。
【０００８】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、金属ストリップの、特にエッジ部の液絞り性を簡単な構成で改善できるようにするという課題を解決するリンガーロールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、上記目的を達成するために、金属ストリップ表面、特にエッジ部の液絞りを効果的に行なうことができ、かつ、簡素で安価な装置について鋭意検討した。その結果、リンガーロール表面のゴムライニング層の弾性を活用し、かつ、このゴムライニング層にスリットを入れることにより、前記エッジ外側の隙間を極小化することができ、これにより、特にエッジ部における液絞りを極めて効果的に行なうことができるという知見を得た。
【００１０】
本発明は、上記知見に基づいて完成したものであり、以下のとおりである。
［１］  金属ストリップの表面の液絞りを行なうゴムライニング層を基体ロールの外周に具備したリンガーロールであって、前記ゴムライニング層が該ゴムライニング層をロール幅方向に分割する複数のスリットを有することを特徴とするリンガーロール。
［２］  前記金属ストリップが鋼帯であることを特徴とする［１］に記載のリンガーロール。
［３］  前記スリットの間隔Ｗと前記金属ストリップの板厚ｔとが、下記式（１）を満足することを特徴とする［１］または［２］に記載のリンガーロール。
Ｗ≦８ｔ    ‥‥（１）
［４］  前記スリットの深さＤと前記金属ストリップの板厚ｔとが、下記式（２）を満足することを特徴とする［１］、［２］または［３］に記載のリンガーロール。
Ｄ≧１／２ｔ    ‥‥（２）
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、リンガーロールのゴムライニング層をロール幅方向に分割することで、前記エッジ外側の隙間を小さくすることができる。したがって、簡単な構成でエッジ部の液絞り性を向上させることが可能となるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のリンガーロールとこれを用いた液絞り方法の一例を示す模式図である。
【図２】本発明のリンガーロールに係るスリット溝幅δ、スリット間隔Ｗ、およびスリット深さＤの定義を説明するための模式図である。
【図３】本発明のリンガーロールに係るスリット間隔Ｗ、金属ストリップＳの板厚ｔおよびエッジ外側の隙間ＧＡＰの関係性を説明するための模式図である。
【図４】本発明のリンガーロールに係るスリット間隔Ｗの好適範囲を説明するための模式図である。
【図５】本発明のリンガーロールに係るスリット深さＤの好適範囲を説明するための模式図である。
【図６】従来のリンガーロールとこれを用いた液絞り方法の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の実施形態の一例を示している。図１に示すように、本発明のリンガーロールは、金属ストリップＳの表面の液絞りを行なうゴムライニング層１Ｂを基体ロール１Ａの外周に具備したリンガーロールであって、前記ゴムライニング層１Ｂが該ゴムライニング層１Ｂをロール幅方向に分割する複数のスリット２を有することを特徴とするリンガーロール１である。すなわち、本発明のリンガーロール１は、従来のリンガーロール１０（図６参照）において、ゴムライニング層１Ｂをロール幅方向に分割する複数のスリット２をゴムライニング層１Ｂに設けてなる。本発明のリンガーロール１を用いる場合の液絞り方法は、前述した従来のリンガーロール１０を用いる場合と同様である。
【００１４】
これにより、図１に理想的な場合を示すように、エッジ外側の隙間ＧＡＰの大きさを顕著に縮小することができ、その結果、エッジ部の液絞り不良の発生を防止することができる。
【００１５】
ゴムライニング層１Ｂの素材としては、一般に使用される合成ゴムが挙げられる。なお、耐久性の点から、好ましくは、水素化ニトリルブタジエンゴム５９〜６４重量部、およびメタクリル酸亜鉛が高度に分散されたポリマーアロイ３６〜４１重量部を主成分とするゴム（特許文献１参照）である。なお、ゴムライニング層１Ｂの厚さは、通常と同様、２０〜３０ｍｍとされる。
【００１６】
スリット２は、ロール幅方向全域にわたって設けてもよいが、金属ストリップＳのエッジ部との対向部分以外のロール幅方向部分に設けたスリット２は、エッジ部の液絞り性の向上にはほとんど寄与せず、しかも、リンガーロールの耐久性に悪影響を及ぼし、かつ、ゴムライニング層１Ｂにスリット入れる加工負荷を増大させる可能性がある。それゆえ、スリット２は、ゴムライニング層１Ｂの、金属ストリップＳのエッジ部と対向する部分に設けることが好ましい。すなわち、金属ストリップＳの複数の板幅、および、板幅方向中心とロール幅方向中心との位置合わせの誤差（以下、「幅センタリング誤差」ともいう。）により変化するエッジ位置と対向する、ゴムライニング層１Ｂの部分をスリット２の付設範囲とするのが好ましい。
【００１７】
具体的には、金属ストリップＳの複数の板幅の値域がＢ１［ｍｍ］以上Ｂ２［ｍｍ］以下であり、かつ、幅センタリング誤差の範囲が±Ｂ３［ｍｍ］以内である場合、スリット２の付設範囲をロール幅方向中心を挟む両側で、ロール幅方向中心からのロール幅方向距離が図１に示すＹ１［ｍｍ］以上Ｙ２［ｍｍ］以下である範囲とすると、Ｙ１＝１／２Ｂ１−Ｂ３，Ｙ２＝１／２Ｂ２＋Ｂ３、とするのが好ましい。なお、０＜Ｂ３＜Ｂ１＜Ｂ２、である。これにより、板幅の変更によりエッジ位置が変化しても、その変化後のエッジ位置の外側にスリット２で分割されたゴムライニング層１Ｂが存在することとなり、そのことによって、エッジ外側の隙間ＧＡＰの大きさを縮小させることができ、したがって、リンガーロール１をエッジ位置に追従させる機構は不要である。
【００１８】
ここで、例えば、液絞りの対象が、板幅６５０〜１８５０ｍｍの鋼帯であり、幅センタリング誤差が±５０ｍｍである場合、Ｙ１＝１／２Ｂ１−Ｂ３＝650/2-50＝２７５［ｍｍ］、Ｙ２＝１／２Ｂ２＋Ｂ３＝1850/2+50＝９７５［ｍｍ］より、リンガーロール１のスリット２の付設範囲は、ロール幅方向中心の両側で、ロール幅方向中心からのロール幅方向距離が、２７５〜９７５ｍｍである範囲とするのが好ましい。
【００１９】
次に、スリット２の溝幅（以下、スリット溝幅δともいう。）、スリット２の間隔（以下、スリット間隔Ｗともいう）、およびスリット２の深さ（以下、スリット深さＤともいう。）について図２を参照して説明する。図２に示すように、スリット溝幅δとは、スリット２である切れ目のロール幅方向寸法である。また、スリット間隔Ｗとは、ロール幅方向中心に関して片側で隣り合う二つのスリット２，２で挟まれた範囲のロール幅方向寸法である。また、スリット深さＤとは、スリット２のロール半径方向寸法である。なお、スリット溝幅δ、スリット間隔Ｗおよびスリット深さＤは、それぞれ、複数のスリット２間で必ずしも同一の値としなくてもよい。
【００２０】
スリット溝幅δは、特に限定されるものではないが、液体の表面張力によって後セクションへの液の持ち出しを防止する観点から、０．５ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは０．１ｍｍ以下である。また、ゴムライニング層の耐久性の観点から、スリット溝幅δは、小さければ小さいほど好ましい。
【００２１】
なお、ゴムライニング層１Ｂにスリット２を導入する加工方法としては、刃物で切り込みを入れる方法や、レーザービームまたは電子ビームで溝を付ける方法が挙げられるが、なかでも、刃物で切り込みを入れる方法が好ましい。というのは、刃物で切り込む場合、切り込み時には刃物の両側のゴムが刃物で押されて一旦ロール幅方向に縮み変形し、加工後刃物を除去した際に逆に伸び変形して、スリット２の両側のゴムが目視でほぼ密着状態となり、スリット溝幅δがほぼゼロになる最も好ましい状態が得られるからである。これに対し、レーザービームまたは電子ビームで溝を付ける方法では、スリット溝幅δはビーム径に比例し、溝両側のゴムが溝幅を縮めるように変形することはないので、スリット溝幅δがほぼゼロになる最も好ましい状態は得られにくい。
【００２２】
一方、リンガーロール１のスリット間隔Ｗおよびスリット深さＤの好適範囲は、各ラインにて処理する金属ストリップＳの板厚やゴムライニング層１Ｂのゴム硬度と関係する。本発明において、ゴムライニング層１Ｂのゴム硬度は、通常と同様、Ａ６０度〜Ａ８０度の範囲でよい。
【００２３】
スリット間隔Ｗについては、該スリット間隔Ｗが板厚ｔに対して広すぎる場合には、ゴムライニング層１Ｂが図３のように変形し、エッジ外側の隙間ＧＡＰが十分縮小しない可能性がある。したがって、液絞り性の十分な改善効果を得るには、処理する金属ストリップＳの板厚ｔに対応する適正なスリット間隔Ｗを設定することが好ましい。
【００２４】
この点に関し、従来のリンガーロール１０（図６参照）を用いて鋼帯の液絞りを行なう場合について、発明者が種々の板厚ｔにおけるエッジ外側の隙間ＧＡＰのサイズを、有限要素解析モデルにより計算したところ、図４に示すように、エッジ外側の隙間ＧＡＰのロール幅方向長さは８ｔ（板厚ｔの８倍）超の範囲になることが分かった。このことから、本発明のリンガーロール１により、鋼帯とした金属ストリップＳ（以下、鋼帯Ｓともいう。）の液絞りを行なう場合、エッジ部の液絞り性の十分な改善効果を得るには、スリット間隔Ｗは、８ｔ以下とすることが好ましい。なお、より好ましくは、スリット間隔Ｗは４ｔ以下、さらに好ましくは２ｔ以下である。板厚ｔが複数種ある場合は、最小板厚の場合でもスリット間隔Ｗが好適範囲の上限以下となるように、前記８ｔ以下、４ｔ以下、２ｔ以下に係るｔとしては最小板厚を採用するとよい。ただし、スリット間隔Ｗは、これを小さくしすぎるとゴムライニング層２の耐久性およびスリット２の加工負荷の点で不利となりがちであるため、鋼帯Ｓの最小板厚以上とするのが好ましい。
【００２５】
したがって、例えば板厚ｔ＝１．５〜２．５ｍｍの鋼帯Ｓの液絞りに本発明を適用する場合、スリット間隔Ｗの好適範囲としては、１．５〜１２ｍｍ、より好ましくは１．５〜６ｍｍ、さらに好ましくは１．５〜３ｍｍが挙げられる。
【００２６】
スリット深さＤについては、鋼帯Ｓの板厚ｔに対して、１／２ｔ未満であると、鋼帯Ｓにリンガーロール１を押し付けた際に、例えば図５（ｂ）に示すように、隣り合うスリット２，２間の上下で相対するゴム部分の対のうち相互に密着するまでに至らない対の数が増して、エッジ外側の隙間ＧＡＰが大きくなってしまう場合がある。したがって、スリット深さＤは、例えば図５（ａ）に示すように、板厚ｔに対して、１／２ｔ以上とすることが好ましく、より好ましくは３／４ｔ以上、さらに好ましくは１ｔ以上である。板厚ｔが複数種ある場合は、最大板厚の場合でもスリット深さＤが好適範囲の下限以上となるように、前記１／２ｔ以上、３／４ｔ以上、１ｔ以上に係るｔとしては最大板厚を採用するとよい。ただし、スリット深さＤは、これを大きくしすぎるとゴムライニング層２の耐久性およびスリット２の加工負荷の点で不利となりがちであるため、鋼帯Ｓの最大板厚の３倍以下とするのが好ましい。
【００２７】
したがって、例えば板厚ｔ＝１．５〜２．５ｍｍの鋼帯Ｓの液絞りに本発明を適用する場合、スリット深さＤの好適範囲としては、１．２〜７．５ｍｍ、より好ましくは１．８〜７．５ｍｍ、さらに好ましくは２．５〜７．５ｍｍが挙げられる。
【００２８】
なお、上述の実施形態では、金属ストリップが鋼帯すなわち鋼ストリップである場合を例にとって、スリット溝幅δ、スリット間隔Ｗおよびスリット深さＤの好適範囲についての説明を行なったが、本発明は、金属ストリップが、アルミ、チタン、銅、亜鉛などの非鉄金属からなる非鉄金属ストリップである場合であっても、同様に適用でき、同様の効果を奏することができる。
【実施例】
【００２９】
（本発明例１）  板厚ｔ＝１．５〜２．５ｍｍ、板幅＝６５０〜１８５０ｍｍの鋼帯を通板しながら水洗処理するラインの出側でリンガーロールを用いて鋼帯表面の液絞りを行なう工程に、本発明を適用し、本発明例１とした。
【００３０】
本発明例１において、リンガーロール１（図１参照）は、基体ロール１Ａに厚さ２５ｍｍのゴムライニング層１Ｂを具備し、ロール直径＝３００ｍｍ、ロール幅＝２１５０ｍｍの寸法を有する。ゴムライニング層１Ｂの素材は、ゴム硬度＝Ａ７０度の合成ゴムである。
【００３１】
リンガーロール１のスリット２の付設範囲は、ロール幅方向中心の両側で、ロール幅方向中心からのロール幅方向距離が、２７５〜９７５ｍｍである範囲とした。スリット２は刃物で切り込む方法で付設した。スリット溝幅δはほぼゼロ（０．１ｍｍ未満）である。スリット間隔Ｗおよびスリット深さＤは、Ｗ＝１３ｍｍ（Ｗの好適範囲外）、Ｄ＝１ｍｍ（Ｄの好適範囲外）とした。リンガーロール１のロール軸受けの押し付けの圧下力は片側あたり０．１５ＭＰａとした。
【００３２】
上記条件で液絞りを行い、リンガーロール１の出側で液絞り性を評価した。ここで、液絞り性は、板幅方向の左右いずれか一方のエッジから板面内側にかけて目視で判別した濡れ残り部の板幅方向長さ（板長さ方向の範囲からランダムに選んだ１０箇所での測定データ）の最大値で定義される「液残り幅」で評価した。
【００３３】
また、本発明例１において、リンガーロール１からスリット２を削除してリンガーロール１０（図６参照）とし、これ以外は、本発明例１と同様とした従来例についても同様に液絞り性を評価した。
その結果、従来例では液残り幅が３０ｍｍであったのに対し、本発明例１では液残り幅が１５ｍｍであり、本発明によれば、従来に対して液絞り性が改善することが認められた。
【００３４】
（本発明例２）  本発明例２として、本発明例１において、スリット間隔Ｗを、Ｗ＝６ｍｍ（Ｗの好適範囲内）とし、これ以外は、本発明例１と同様の条件とし、同様に液絞り性を評価した。その結果、本発明例２では、液残り幅が７ｍｍとなり、本発明例１よりも良好な液絞り性が認められた。
【００３５】
（本発明例３）  本発明例３として、本発明例１において、スリット深さＤを、Ｄ＝４ｍｍ（Ｄの好適範囲内）とし、これ以外は、本発明例１と同様の条件とし、同様に液絞り性を評価した。その結果、本発明例３では、液残り幅が６ｍｍとなり、本発明例１よりも良好な液絞り性が認められた。
【００３６】
（本発明例４）  本発明例４として、本発明例１において、スリット間隔Ｗを本発明例２のそれと同様とし、かつスリット深さＤを本発明例３のそれと同様とし、これ以外は、本発明例１と同様の条件とし、同様に液絞り性を評価した。その結果、本発明例４では、液残り幅が２ｍｍとなり、本発明例２，３よりも良好な液絞り性が認められた。
【符号の説明】
【００３７】
１  リンガーロール（本発明）
１Ａ  基体ロール
１Ｂ  ゴムライニング層
２  スリット
１０  リンガーロール（従来）
Ｄ  スリットの深さ（またはスリット深さ）
ＧＡＰ  エッジ外側の隙間
Ｓ  金属ストリップ（例えば鋼帯）
Ｗ  スリットの間隔（またはスリット間隔）
δ  スリットの溝幅（またはスリット溝幅）
【図１】
2020082151.tif 000003
【図２】
2020082151.tif 000004
【図３】
2020082151.tif 000005
【図４】
2020082151.tif 000006
【図５】
2020082151.tif 000007
【図６】
2020082151.tif 000008