(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の支持部に回転可能に支持される複数の下ロールと、前記複数の下ロールと対向するように設けられ、第２の支持部に回転可能に支持される複数の上ロールと、前記第１の支持部又は前記第２の支持部の上下方向の移動を案内するガイドレールと、を備え、前記上ロールと前記下ロールとに交互に接するように鋼板を通板させる縦型ルーパー装置であって、
前記鋼板の張力を測定する測定部と、
前記測定部の測定値に基づいて、前記鋼板の進行方向の張力分布を調整する張力調整部と、
前記鋼板の走行に伴って前記第１の支持部又は前記第２の支持部に生じる回転モーメントの向きが反転しないように、前記張力調整部を制御する制御部と、を備える縦型ルーパー装置。
【請求項２】
前記張力調整部は、前記鋼板の進行方向への走行を駆動及び制動可能に前記上ロール及び前記下ロールの少なくとも一つに接続されるモータを有する、請求項１に記載の縦型ルーパー装置。
【請求項３】
前記ガイドレールは前記第２の支持部の上下方向の移動を案内しており、
前記第２の支持部には前記第２の支持部とともに前記ガイドレールに対して相対的に移動する一対のガイドローラが接続されており、
前記一対のガイドローラは前記ガイドレールを挟むように設けられ、前記一対のガイドローラの少なくとも一方の外周面と前記ガイドレールとの間には隙間が設けられている、請求項１又は２に記載の縦型ルーパー装置。
【請求項４】
第１の支持部に回転可能に支持される複数の下ロールと、前記複数の下ロールと対向するように設けられ、第２の支持部に回転可能に支持される複数の上ロールと、前記第１の支持部又は前記第２の支持部の上下方向の移動を案内するガイドレールと、を備え、前記上ロールと前記下ロールとに交互に接触するように鋼板を通板させる縦型ルーパー装置の運転方法であって、
前記鋼板の張力を測定する測定工程と、
前記測定工程における張力の測定値に基づいて、前記鋼板の進行方向の張力分布を調整する張力調整工程と、を有し、
前記張力調整工程は、前記鋼板の走行に伴って前記第１の支持部又は前記第２の支持部に生じる回転モーメントの向きが反転しないように、前記鋼板の進行方向の張力分布を調整する縦型ルーパー装置の運転方法。
【請求項５】
前記張力調整工程は、前記上ロール及び前記下ロールの少なくとも一つに接続されたモータの負荷率を調整することにより行う、請求項４に記載の縦型ルーパー装置の運転方法。
【請求項６】
前記ガイドレールは前記第２の支持部の上下方向の移動を案内しており、
前記第２の支持部には前記第２の支持部とともに前記ガイドレールに対して相対的に移動する一対のガイドローラが接続されており、
前記一対のガイドローラは前記ガイドレールを挟むように設けられ、前記一対のガイドローラの少なくとも一方の外周面と前記ガイドレールとの間には隙間が設けられている、請求項４又は５に記載の縦型ルーパー装置の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、縦型ルーパー装置及びその運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
めっき鋼板を製造する設備として、縦型ルーパー装置を有する連続電気錫めっきライン設備、連続溶融亜鉛めっきライン設備、及び連続焼き鈍しライン設備等が知られている。このようなライン設備は、縦型ルーパー装置を有することによって、連続的に製品の製造を行っている。例えば、連続電気錫めっきライン設備は、連続的にめっきプロセスを行うために、電気めっき槽の入口側と出口側に、それぞれ縦型ルーパー装置を備える。このように縦型ルーパー装置を備えることによって、溶接のために設備の入側で鋼板の供給が途絶えたり、品質検査のために設備の出側で鋼板の払い出しが途絶えたりしても、連続的にラインの運転を維持することを可能にしている。すなわち、縦型ルーパー装置は、製造設備の操業状態に応じて、鋼板の蓄積又は払い出しを行って、連続的なライン操業を可能にしている。
【０００３】
このようなライン設備で製造される製品は、製品の用途に応じて、優れた表面光沢を有すること、又は表面欠陥を十分に低減すること等が求められる。しかしながら、縦型ルーパー装置では、めっき前又はめっき後の鋼板をロール表面に巻き付けながら走行させていることから、鋼板の表面に傷が発生することがある。例えば、連続式電気錫めっきラインで製造される錫めっき鋼板は、ライン走行中にロール表面と鋼板表面が擦れることにより生じるスマッジと称する酸化錫の粉が付着し、本来の美麗な光沢を失ってかすみ汚れのような模様を呈する場合がある。
【０００４】
このような事象を抑制するために、例えば特許文献１では、連続式電気錫めっきラインにおいて、縦型ルーパー装置内の鋼板の張力を所定値よりも高く維持するとともに、ルーパー装置入口側のブライドルロール前後の張力段差を所定値よりも小さく維持することで、スマッジの発生量を抑制する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２６６７１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載されているように、縦型ルーパー装置内の鋼板の張力を高く維持するとともに、ブライドルロール前後の張力段差を小さくしても、運転状態によってはスマッジが生じる場合があることから、スマッジの発生量をさらに低減可能な技術を確立することが求められている。ここで、スマッジが発生する直接的な原因は、ロールと鋼板のスリップであり、このスリップは、縦型ルーパー装置においては鋼板の張力分布が極端に変動する際に生じやすくなる。すなわち、縦型ルーパー装置の前後の鋼板走行速度が加減速する際に鋼板の張力分布変動が起こり、これによって縦型ルーパー装置のキャリッジに生じている、ライン前後方向の回転モーメントの向きが反転する。この結果、キャリッジがライン前後方向へ搖動してロールと鋼板のスリップが生じ、スマッジが発生する。
【０００７】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、走行する鋼板の表面欠陥の発生を十分に抑制し、良好な表面品質を有する鋼板製品を製造することが可能な縦型ルーパー装置を提供することを目的とする。また、本発明は、走行する鋼板の表面欠陥の発生を十分に抑制し、良好な表面品質を有する鋼板製品を製造することが可能な縦型ルーパー装置の運転方法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】
【０００８】
本発明は、第１の支持部に回転可能に支持される複数の下ロールと、複数の下ロールと対向するように設けられ、第２の支持部に回転可能に支持される複数の上ロールと、第１の支持部又は第２の支持部の上下方向の移動を案内するガイドレールと、を備え、上ロールと下ロールとに交互に接触するように鋼板を通板させる縦型ルーパー装置であって、鋼板の張力を測定する測定部と、測定部の測定値に基づいて、鋼板の進行方向の張力分布を調整する張力調整部と、を備える縦型ルーパー装置を提供する。
【０００９】
本発明の縦型ルーパー装置は、鋼板の張力の測定値に基づいて、鋼板の進行方向の張力分布を調整することが可能な張力調整部を備える。これによって、鋼板の張力が変動しても、張力調整部で鋼板の進行方向の張力分布を調整して、第１の支持部又は第２の支持部に生じる回転モーメントの向きの反転を抑制することができる。これによって、第１の支持部又は第２の支持部のライン前後方向の揺動が抑制されて、ロールと鋼板（ストリップ）間に生じるスリップを十分に低減することができる。したがって、鋼板の表面におけるスマッジ及び表面欠陥の発生が抑制されて、良好な表面品質を有する鋼板製品を製造することができる。
【００１０】
張力調整部は、鋼板の進行方向への走行を駆動及び制動可能に上ロール及び下ロールの少なくとも一つに接続されるモータを有することが好ましい。これによって、鋼板の進行方向の張力分布を容易に調整することができる。また、鋼板の張力分布の変動に伴って第１の支持部又は第２の支持部に生じる回転モーメントの向きが反転しないように、張力調整部を制御する制御部を備えることが好ましい。これによって、第１の支持部又は第２の支持部のライン流れ方向の揺動が一層抑制されて、ロールと鋼板（ストリップ）間に生じるスリップを一層十分に低減することができる。したがって、一層良好な表面品質を有する鋼板製品を製造することができる。
【００１１】
本発明ではまた、別の側面において、第１の支持部に回転可能に支持される複数の下ロールと、複数の下ロールと対向するように設けられ、第２の支持部に回転可能に支持される複数の上ロールと、第１の支持部又は第２の支持部の上下方向の移動を案内するガイドレールと、を備え、上ロールのロール面と下ロールのロール面とに交互に接触するように鋼板を通板させる縦型ルーパー装置の運転方法であって、鋼板の張力を測定する測定工程と、測定工程における張力の測定値に基づいて、鋼板の進行方向の張力分布を調整する張力調整工程と、を有する縦型ルーパー装置の運転方法を提供する。
【００１２】
本発明の縦型ルーパー装置の運転方法は、鋼板の張力の測定値に基づいて、鋼板の進行方向の張力分布を調整する。これによって、鋼板の張力が変動しても、第１の支持部又は第２の支持部に生じる回転モーメントの向きの反転を抑制することができる。これによって、第１の支持部又は第２の支持部のライン流れ方向の揺動が抑制されて、ロールと鋼板（ストリップ）間に生じるスリップを十分に低減することができる。したがって、鋼板の表面におけるスマッジ及び表面欠陥の発生が抑制されて、良好な表面品質を有する鋼板製品を製造することができる。
【００１３】
上記調整工程は、上ロール又は下ロールの少なくとも一つに接続されたモータの負荷率を調整することにより行うことが好ましい。これによって、鋼板の進行方向の張力分布を容易に調整することができる。また、調整工程は、鋼板の走行に伴って第１の支持部又は第２の支持部に生じる回転モーメントの向きが反転しないように、鋼板の進行方向の張力分布を調整することが好ましい。これによって、第１の支持部又は第２の支持部のライン流れ方向の揺動が一層抑制されて、ロールと鋼板（ストリップ）間に生じるスリップを一層十分に低減することができる。したがって、一層良好な表面品質を有する鋼板製品を製造することができる。
【発明の効果】
【００１４】
走行する鋼板の表面欠陥の発生を十分に抑制し、良好な表面品質を有する鋼板製品を製造することが可能な縦型ルーパー装置を提供することができる。また、本発明は、走行する鋼板の表面欠陥の発生を十分に抑制し、良好な表面品質を有する鋼板製品を製造することが可能な縦型ルーパー装置の運転方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の縦型ルーパー装置が適用される連続電気錫めっきライン設備のフローの一例を示す図である。
【図２】本発明の縦型ルーパー装置の一実施形態を示す正面図である。
【図３】本発明の縦型ルーパー装置の一実施形態を示す側面図である。
【図４】本発明の縦型ルーパー装置の一実施形態の一部を拡大して示す拡大図である。
【図５】本発明の縦型ルーパー装置の一実施形態において、上ロールに作用する張力を模式的に示す図である。
【図６】本発明の縦型ルーパー装置の一実施形態において、第２の支持部に生じる回転モーメントを模式的に示す図である。
【図７】本発明の縦型ルーパー装置の別の実施形態において、第２の支持部に生じる回転モーメントを模式的に示す図である。
【図８】本発明の縦型ルーパー装置の一実施形態の構成概要図である。
【図９】本発明の縦型ルーパー装置が適用される連続溶融亜鉛めっきライン設備のフローの一例を示す図である。
【図１０】本発明の縦型ルーパー装置の実施例における鋼板の進行方向の張力分布を示すグラフである。
【図１１】従来の縦型ルーパー装置における鋼板の進行方向の張力分布を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施形態を、図面を参照しながら以下に詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではない。なお、図面において同一又は同等の要素には同一の符号を付し、場合により重複する説明は省略する。
【００１７】
図１は、本実施形態の縦型ルーパー装置が適用される連続電気錫めっきライン設備のフローの一例を示す図である。図１に示す連続電気錫めっきライン設備では、ペイオフリール１２から払い出された鋼板１４が、電気めっき槽２０の上流側に設けられた縦型ルーパー装置１０を走行する。縦型ルーパー装置１０を走行した鋼板１４は、電気めっき槽２０に導入される。
【００１８】
電気めっき槽２０では、鋼板１４の表面に、Ｓｎめっき層が形成される。Ｓｎめっき層が形成された後、クロメート処理などの化成処理が施される。Ｓｎめっき層が形成され、化成処理が施された鋼板１４（めっき鋼板１４）は、電気めっき槽２０の下流側に設けられた縦型ルーパー装置１０を走行する。縦型ルーパー装置１０を走行しためっき鋼板１４は、テンションリール１８によって巻き取られる。
【００１９】
図１に示す連続電気錫めっき設備は、電気めっき槽２０の上下流側のそれぞれに縦型ルーパー装置１０を備える。このため、先行するめっき鋼板１４の尾端に後行する別のめっき鋼板１４を溶接するために、電気めっき槽２０の上流側の縦型ルーパー装置１０とペイオフリール１２との間で鋼板１４の走行を中断させたり、めっき鋼板１４の品質検査を行うために下流側のルーパー１０とテンションリール１８との間でめっき鋼板１４の走行を中断させたりしても、鋼板１４のスズめっき処理を継続して行うことができる。
【００２０】
図２は、本実施形態の縦型ルーパー装置１０の正面図である。縦型ルーパー装置１０は、固定フレーム３２（第１の支持部）に回転可能に支持され、水平方向に並んで配置される７個の下ロール４２と、下ロール４２に対して相対的に上下方向に移動するキャリッジ３０（第２の支持部）と、キャリッジ３０に回転可能に支持され、水平方向に並んで配置される６個の上ロール４４とを備えるルーパー本体１１を具備する。下ロール４２及び上ロール４４は、それぞれボトムロール及びキャリッジロールといわれることもある。下ロール４２及び上ロール４４は、上下方向に対向するように設けられている。複数の下ロール４２は、所定の間隔で水平方向に沿って所定の間隔で配列している。また、複数の上ロール４４も、所定の間隔で水平方向に沿って所定の間隔で配列している。下ロール４２と上ロール４４との間には、１２本のストランドが略鉛直方向に沿って延在している。下ロール４２及び上ロール４４の数は、設備の規模や用途に応じて適宜変更することができる。
【００２１】
縦型ルーパー装置１０は、キャリッジ３０の上下方向の移動を案内し、上下方向に延在して設けられるガイドレール３６と、ガイドレール３６を挟んで対向して設けられ、ガイドレール３６に沿って転動するガイドローラ３７を備える。ガイドローラ３７は、転動しながらガイドレール３６に案内されて、上下方向に移動する。ガイドローラ３７は、連結部材３４を介してキャリッジ３０に連結されている。これによって、ガイドローラ３７とともに、キャリッジ３０及びキャリッジ３０に回転可能に支持される上ロール４４も、下ロール４２に対して、相対的に上下方向に移動可能な構成となっている。ガイドローラ３７は対をなしており、ガイドレール３６を挟むように設けられていることから、キャリッジ３０及び上ロール４４の水平方向の移動を制限する機能も有する。
【００２２】
縦型ルーパー装置１０では、めっき前又はめっき後の鋼板１４が、下ロール４２のロール面（外周面）と上ロール４４のロール面（外周面）とに交互に接触しながら、上流側から下流側に向けて走行する。縦型ルーパー装置１０の入口には、鋼板１４の張力（ＴIN）を測定する第１のロール４０が設けられている。縦型ルーパー装置１０の出口には、鋼板１４の張力（ＴOUT）を測定する第２のロール４６が設けられている。すなわち、第１のロール４０は、ルーパー本体１１よりも上流側に配置され、第２のロール４６は、ルーパー本体１１よりも下流側に配置される。第１のロール４０及び第２のロール４６は、測定部としての機能を有しており、テンションメータロールといわれる。なお、テンションメータロールは、縦型ルーパー装置１０の入口および出口だけでなく、縦型ルーパー装置１０の内部に設置して、鋼板１４の張力を測定することも可能である。
【００２３】
図３は、縦型ルーパー装置１０の側面図である。上ロール４４は、ガイドローラ３７が上下方向に移動するのに伴って、上下方向に移動可能であるのに対し、下ロール４２は、固定フレーム４５に固定されている。このように、上ロール４４と下ロール４２との間隔が可変であることから、縦型ルーパー装置１０内に貯蔵される鋼板１４の長さを調整することができる。
【００２４】
下ロール４２の回転軸には、負荷率の調整が可能なモータ３８が連結されている。モータ３８は、機械ロスおよび曲げロスによる鋼板１４の張力増大を低減するヘルパーモータとしての機能を有するとともに、鋼板１４の進行方向の張力分布を調整する張力調整部としての機能を有する。モータ３８の負荷率は、第１のロール４０で測定される張力ＴIN、及び／又は第２のロール４６で測定される張力ＴOUTに基づいて変更することができる。モータ３８の負荷率を変更することによって、鋼板１４の進行方向に沿った張力分布を調整する。
【００２５】
図４は、ルーパー本体１１とガイドレール３６との位置関係を、拡大して示す拡大上面図である。ガイドレール３６は、建屋や地面に固定された構造体３９に固定されている。キャリッジ３０には、連結部材３４を介してガイドローラ３７が接続されている。ガイドローラ３７は、ガイドレール３６を挟んで対向するように設けられている。ガイドローラ３７の外周面とガイドレール３６の間には、ガイドレール３６に対してガイドローラ３７を上下方向に移動可能とするために隙間が設けられている。縦型ルーパー装置１０の運転時には、ガイドレール３６の側部に、左右どちらかのガイドローラ３７が接触している。連結部材３４に接続された図示しないワイヤを上方に引き上げると、一対のガイドローラ３７のどちらか一方が、ガイドレール３６の側部と接触しながら転動して、連結部材３４及びキャリッジ３０とともに上下方向に移動する。
【００２６】
このように、ガイドレール３６とガイドローラ３７の外周面との間には、ガイドレール３６とガイドローラ３７との相対的な移動を可能とするための最小限の隙間が設けられている。ここで、左側のガイドローラ３７Ａとガイドレール３６の側部とが接触している状態を「状態Ａ」、右側のガイドローラ３７Ｂとガイドレール３６の側部とが接触している状態を「状態Ｂ」とする。縦型ルーパー装置１０は、通常の運転時において、状態Ａ又は状態Ｂにある。
【００２７】
ここで、キャリッジ３０の中央部を通り、上ロール４４の長手方向に延在する中心線Ｐを中心に生じる回転モーメントの向きが反転すると、キャリッジ３０が中心線Ｐと直行する平面内で揺動して、「状態Ａ」から「状態Ｂ」又は「状態Ｂ」から「状態Ａ」に変化する。キャリッジ３０が揺動すると、キャリッジ３０に支持されている上ロール４４も揺動する。この揺動に伴って、上ロール４４の外周面上において、鋼板１４がスリップする。これによって、スマッジ等の鋼板１４の表面欠陥が生じたりする。本実施形態の縦型ルーパー装置１０では、回転モーメントの向きの反転を抑制して、上述のスリップの発生を低減することができる。
【００２８】
図５は、ルーパー本体１１における上ロール４４に作用する張力を模式的に示す図である。縦型ルーパー装置１０では、キャリッジ３０にｎ個（ｎは任意の偶数であり、例えば２〜１０である。）の上ロール４４が設けられる場合、キャリッジ３０の上面に直交するとともにキャリッジ３０の中央部分を通り、且つ上ロール４４の長手方向に平行な仮想面Ｑよりも上流側と下流側にそれぞれｎ／２個の上ロール４４が配置されることとなる。すなわち、図５に示すように、ｎ個の上ロール４４は、仮想面Ｑを挟んで上流側と下流側にｎ／２個ずつ対称に配置される。
【００２９】
図５において、まず最も上流側に配置される上ロール４４に作用する張力を説明する。この上ロール４４には、下向きに、該上ロール４４の上流側にある鋼板からの張力Ｔin1と、上ロール４４の下流側にある鋼板からの張力Ｔin2とが作用する。同様に、上流側からｎ／２番目に位置する上ロール４４には、下向きに、該上ロール４４の上流側にある鋼板からの張力Ｔinn-1と、該上ロール４４の下流側にある鋼板からの張力Ｔinnとが作用する。
【００３０】
上流側から［（ｎ／２）＋１］番目に位置する上ロール４４は、仮想面Ｑを挟んで上流側からｎ／２番目の上ロール４４と隣接して配置される。この［（ｎ／２）＋１］番目に位置する上ロール４４は、仮想面Ｑよりも下流側に配置されている。［（ｎ／２）＋１］番目に位置する上ロール４４には、下向きに、該上ロール４４の上流側にある鋼板からの張力Ｔout1と、該上ロール４４の下流側にある鋼板からの張力Ｔout2とが作用する。同様に、仮想面Ｑから下流方向にｎ／２番目に位置する上ロール４４には、下向きに、該上ロール４４の上流側にある鋼板からの張力Ｔoutn-1と、該上ロール４４の下流側にある鋼板からの張力Ｔoutnとが作用する。
【００３１】
仮想面Ｑに直交する方向にみたときに、最も上流側に位置する上ロール４４への鋼板の巻き付け開始点から仮想面Ｑまでの距離をＬin1、同上ロール４４に対する巻き付け終了点から仮想面Ｑまでの距離をＬin2とする。同様に、仮想面Ｑに直交する方向にみたときに、上流側からｎ／２番目に位置する上ロール４４への鋼板の巻き付け開始点から仮想面Ｑまでの距離をＬinn-1、同上ロール４４に対する巻き付け終了点から仮想面Ｑまでの距離をＬinnとする。
【００３２】
また、仮想面Ｑに直交する方向にみたときに、上流側から（ｎ／２＋１）番目に位置する上ロール４４への鋼板の巻き付け開始点から仮想面Ｑまでの距離をＬout1、同上ロール４４に対する巻き付け終了点から仮想面Ｑまでの距離をＬout2とする。これと同様に、仮想面Ｑに直交する方向にみたときに、上流側からｎ番目に位置する上ロール４４への鋼板の巻き付け開始点から仮想面Ｑまでの距離をＬoutn-1、同上ロール４４に対する巻き付け終了点から仮想面Ｑまでの距離をＬoutnとする。
【００３３】
縦型ルーパー装置１０に鋼板１４を走行させると、複数の上ロール４４の中心軸の全てを通る平面と仮想面Ｑとが交わる軸Ｃを中心とする回転モーメントＭが生じる場合がある。この回転モーメントＭは、各ストリップの張力と軸Ｃからその作用点までの距離との積の合計値である。図５中、時計回りを正とした場合、回転モーメントＭは、式（１）によって表される。
【００３４】
【数１】
0005414929.tif 000002
【００３５】
なお、本実施形態では、上ロールの総数が偶数個の場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、別の実施形態では、上ロールの総数が奇数個であってもよい。
【００３６】
図６は、キャリッジ３０に生じる回転モーメントＭが正（Ｍ＞０）の場合の一例を示す図である。図６の上部のグラフは、キャリッジ３０の横方向の位置を横軸、上ロール４４に作用する張力の大きさを縦軸にプロットしたものである。このグラフに示すように、図６のキャリッジ３０に設けられている上ロール４４に作用する張力は、上流側から下流側に向けて徐々に大きくなっている。この場合、キャリッジ３０には、軸Ｃを中心として時計回りの回転モーメントＭが生じる。
【００３７】
図７は、キャリッジ３０に生じる回転モーメントＭが負（Ｍ＜０）の場合の一例を示す図である。図７の上部のグラフは、キャリッジ３０の横方向の位置を横軸、上ロール４４に作用する張力の大きさを縦軸にプロットしたものである。このグラフに示すように、図７のキャリッジ３０に設けられている上ロール４４に作用する張力は、上流側から下流側に向けて徐々に小さくなっている。この場合、キャリッジ３０には、軸Ｃを中心として反時計回りの回転モーメントＭが生じる。
【００３８】
キャリッジ３０に生じる回転モーメントＭの向き（正負）が逆転すると、「状態Ａ」から「状態Ｂ」、又は「状態Ｂ」から「状態Ａ」に変化する。この変化に伴って、キャリッジ３０及びこれに支持される上ロール４４が搖動して、上ロール４４の外周面と鋼板１４との間にスリップが生じる。本実施形態の縦型ルーパー装置１０では、回転モーメントＭの向き（正負）の逆転を抑制するように張力分布を調整することによって、スリップの発生を低減することができる。本実施形態の縦型ルーパー装置１０は、図６及び図７のどちらの状態で運転を継続して行ってもよい。例えば、縦型ルーパー装置１０は、Ｍ≦０又はＭ≧０の状態を維持するように運転を継続して行うことができる。
【００３９】
図８は、本実施形態の縦型ルーパー装置１０の構成概要図である。縦型ルーパー装置１０は、第１の張力測定部４１、第２の張力測定部４７、制御部８０、張力調整部４３、及びルーパー本体１１を有している。第１の張力測定部４１は、第１のロール４０とこれに備え付けられたロードセルとから構成される。第２の張力測定部４７は、第２のロール４６とこれに備え付けられたロードセルとから構成される。第１の張力測定部４１及び第２の張力測定部４７は、それぞれ、縦型ルーパー装置１０の鋼板１４の入口における張力（ＴIN）及び／又は縦型ルーパー装置１０の鋼板１４の出口における張力（ＴOUT）を測定し、これらの測定値を制御部８０に入力する。張力調整部４３は、例えば、モータ３８と、モータ３８の回転軸と下ロール４４の回転軸とを連結する連結部材とで構成される。
【００４０】
制御部８０は、縦型ルーパー装置１０全体の制御処理を行うものであり、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）及び入出力インターフェイスなどを備えていてもよい。
【００４１】
制御部８０は、第１の張力測定部４１及び第２の張力測定部４７で測定された張力（ＴIN）及び／又は張力（ＴOUT）に基づいて、下ロール４２の回転軸に連結されたモータ３８の負荷率を変更する。すなわち、制御部８０は、張力（ＴIN）及び／又は張力（ＴOUT）に基づいて、張力調整部４３に鋼板１４の進行方向に沿った張力分布を変更するための制御信号を出力する。張力調整部４３を構成するモータ３８は、制御信号に応じて、下ロール４２が正転する方向にトルクを加えたり、逆方向にトルクを加えてブレーキとして機能したりすることが可能な構成となっている。
【００４２】
モータ３８が制御部８０からの制御信号に応じて動作することによって、ルーパー本体１１におけるキャリッジ３０の回転モーメントＭの反転（正負の逆転）の発生を抑制する。これによって、キャリッジ３０及び上ロール４４が搖動することを抑制し、上ロール４４と鋼板１４との間に生じるスリップを十分に低減することができる。
【００４３】
次に、本実施形態の縦型ルーパー装置１０の運転方法を説明する。この運転方法は、鋼板１４が上ロール４４の外周面と下ロール４２の外周面とに交互に接触するように走行している縦型ルーパー装置１０において、鋼板１４の張力を測定する測定工程と、測定した張力の測定値に基づいて、鋼板１４の進行方向の張力分布を調整する張力調整工程と、を有する。
【００４４】
測定工程では、第１のロール４０で鋼板１４の張力ＴIN、及び／又は、第２のロール４６で鋼板１４の張力ＴOUTを測定する。張力調整工程では、測定した張力ＴIN及び張力ＴOUTに基づいて、回転モーメントＭの向きが変わらないように下ロール４２を回転駆動するモータ３８の負荷率を調整する。
【００４５】
下ロール４２の回転軸に連結されたモータ３８を同一の負荷率で運転すると、図５及び図６に示すように、鋼板１４の進行方向に沿って張力が連続的に増加又は減少する張力分布となる。張力ＴIN，ＴOUTの値を常時監視しながら、判定結果に応じてモータ３８の負荷を調整することができる。すなわち、ＴIN，に対するＴOUTの比が所定値よりも大きければモータ３８の負荷を上げ、ＴINに対するＴOUTの比が所定値よりも小さければモータ３８の負荷を下げればよい。また、測定工程で測定した張力ＴIN，ＴOUTの差（ΔＴ）に基づいて運転を行ってもよい。この場合、上ロール４４の搖動が発生しないΔＴの値を予め求めておき、これを基にしてΔＴの目標範囲を設定しておく。そして、縦型ルーパー装置１０の運転中において、ΔＴの値が所定の目標範囲内となるようにモータ３８の負荷を調整すればよい。
【００４６】
縦型ルーパー装置１０を上述の方法で運転することによって、上ロール４４の搖動が抑制されて、上ロール４４の外周面と鋼板１４とのスリップの発生を十分に低減することができる。これによって、鋼板１４上の表面欠陥の発生を十分に抑制し、良好な表面品質を有する鋼板製品を製造することができる。このように、縦型ルーパー装置１０は、鋼板のめっき処理等を行う表面処理設備用の装置として好適に用いられる。
【００４７】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に何ら限定されるものではない。例えば、上述の縦型ルーパー装置１０の下ロール４２には、全てモータ３８が連結されていたが、必ずしも下ロール４２の全てにモータ３８を連結する必要はない。例えば、モータ３８が連結された下ロール４２と連結されていない下ロール４２とを交互に配置してもよいし、一つの下ロール４２のみにモータ３８を連結する構成であってもよい。
【００４８】
上述の縦型ルーパー装置１０は、下ロールが固定フレーム３２に支持され、この固定フレーム３２に対して、上ロール４４を支持するキャリッジ３０がガイドレール３６に沿って上下方向に移動可能な構成となっているが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではない。別の実施形態においては、上ロール４４が固定フレームに固定され、この固定フレームに対して、下ロール４２を支持するキャリッジがガイドレール３６に沿って上下方向に移動可能な構成であってもよい。この場合、上ロール４４の少なくとも一つにモータ３８を接続することができる。
【００４９】
上述の縦型ルーパー装置１０は、連続電気錫めっきライン設備に設けられるものとして説明したが、別の実施形態においては、縦型ルーパー装置１０は、連続焼鈍しライン設備又は連続溶融亜鉛めっきライン設備に設けられてもよい。図９は、縦型ルーパー装置１０が適用される連続溶融亜鉛めっきライン設備のフローの一例を示す図である。
【００５０】
図９の連続溶融亜鉛めっきライン設備は、ペイオフリール１２の下流側に、縦型ルーパー装置１０と、焼鈍炉５０と、溶融亜鉛ポット５２と、縦型ルーパー装置１０と、調質圧延機５４と、テンションリール１８とをこの順で備える。このように、本発明の縦型ルーパー装置１０は、種々の用途に適用することができる。
【実施例】
【００５１】
本発明の内容を、以下の実施例及び比較例を参照してさらに詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の実施例に何ら限定されるものではない。
【００５２】
（実施例１）
図１に示すような連続電気錫めっきライン設備の電気めっき槽２０の下流側に設けられた縦型ルーパー装置１０を準備した。この縦型ルーパー装置１０の構成を説明する。キャリッジ３０には上ロール４４を１２個設け、固定フレーム３２には上ロール４４と対向するように１３個の下ロール４２を設けた。１３個の下ロール４２の全ての回転軸には、それぞれモータ３８が独立して連結されており、モータ３８によって、それぞれの下ロール４２の回転駆動が可能な構成とした。
【００５３】
鋼板１４を一定走行で走行させる定常運転と、縦型ルーパー装置１０の出口側における鋼板１４の走行速度を加速させる加速運転と、縦型ルーパー装置１０の出口側における鋼板１４の走行速度を減速させる減速運転の３種類の運転について検討した。ここでは運転モードごとに、モータ３８の負荷率を変えている。各モードにおけるモータ３８の負荷率を表1に示す。１３個のモータの負荷率は同一とした。なお、モータ３８の負荷率は、モータ３８の定格出力に対するモータ３８の出力の比率（％）である。この数値が正の場合はモータ３８が鋼板１４をけん引する方向にトルクを与え、負の場合はモータ３８が鋼板１４の走行を制動する方向にトルクを加えたことを示す。また表１には、このモータートルクにより鋼板１４に加えられる張力値、および前述の計算により求められるキャリッジの回転モーメントＭも併せて示す。張力値が正の場合には、機械ロス及び曲げロスによる鋼板１４の張力増大を低減し、張力値が負の場合には、鋼板１４の走行を妨げることで張力の増大を促進する。
【００５４】
【表１】
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【００５５】
表１に示すとおり、加速運転では、鋼板１４をけん引する方向にモータ３８のトルクを与えた。一方、減速運転では、鋼板１４の走行を制動する方向（ブレーキをかける方向）にモータ３８のトルクを与えた。
【００５６】
定常運転モードにおける、第１のロール４０（ＴＭ ｉｎ）及び第２のロール４６（ＴＭ ｏｕｔ）の張力ＴIN及び張力ＴOUT、並びに各上ロール４４及び下ロール４２の下流側における鋼板の張力Ｔを求めた。その際、各ロールにおける曲げロス（ベンドロス）及び機械ロス（メカニカルロス）は一定として、張力Ｔを求めた。
【００５７】
加速運転モード及び減速運転モードにおいても、定常運転モードと同様にして、第１のロール４０及び第２のロール４６の張力ＴIN及び張力ＴOUT、各上ロール４４及び下ロール４２の下流側における鋼板の張力Ｔを求めた。
【００５８】
図１０は、運転モード毎に、第１のロール４０（ＴＭ ｉｎ）、第２のロール４６（ＴＭ ｏｕｔ）、各上ロール４４、及び各下ロール４２に作用する鋼板の張力Ｔをプロットしたグラフである。第２のロール４６（ＴＭｏｕｔ）の上流側にＳＴＲ（ステアリングロール）、及びＤＲ（デフレクターロール）が配置されているが、これらは実施例と比較例の相違に影響を与えるものではない。プロット６０が通常運転モード、プロット６２が減速運転モード、プロット６４が加速運転モードのデータである。図１０の結果から、いずれの運転モードにおいても、上流側から下流側に向かうにつれて、鋼板の張力Ｔは大きくなることが確認された。また、表１に示すとおり、回転モーメントＭはいずれも正の数値となることが分かり、運転モードを変えても、回転モーメントＭの反転が生じないことが確認できる。したがって、回転モーメントＭの反転に伴うキャリッジ３０及び上ロール４４の搖動は発生せず、良好な表面光沢を有するめっき鋼板を継続的に製造できることが確認された。
【００５９】
（比較例１）
実施例１と同様の構成を有する縦型ルーパー装置を準備した。この縦型ルーパー装置１０の構成を説明する。モータ３８の負荷率を調整せずに、負荷率を一定としたこと以外は、実施例１と同様にして、通常運転モード、加速運転モード及び減速運転モードについて検討した。各モードにおけるモータ３８の負荷率を表２に示す。１３個のモータの負荷率は同一とした。また、表２には、モータ３８の出力から求められるロール一本あたりの張力補助値、及び前述の計算により求められるキャリッジの回転モーメントＭも併せて示す。
【００６０】
【表２】
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【００６１】
実施例１と同様にして、各運転モードにおける、第１のロール４０及び第２のロール４６の張力ＴIN及び張力ＴOUT、並びに各上ロール４４の上流側及び下流側における鋼板の張力Ｔを求めた。
【００６２】
図１１は、運転モード毎に、第１のロール４０（ＴＭ ｉｎ）、第２のロール４６（ＴＭ ｏｕｔ）、各上ロール４４及び下ロール４２の下流側における鋼板の張力Ｔをプロットしたグラフである。第２のロール４６（ＴＭｏｕｔ）の手前にＳＴＲ（ステアリングロール）、及びＤＲ（デフレクターロール）が配置されているが、これらは実施例と比較例の相違に影響を与えるものではない。プロット７０が通常運転モード、プロット７２が加速運転モード、プロット７４が減速運転モードのデータである。
【００６３】
図１１の結果から、通常運転モード及び加速運転モードでは、上流側から下流側に向かうにつれて、鋼板の張力Ｔは大きくなることが確認された。一方、減速運転モードでは、上流側から下流側に向かうにつれて、張力Ｔが低下する傾向にあった。この場合、キャリッジの回転モーメントＭは、定常運転及び加速運転モードでは正の数値となるのに対し、減速運転モードでは、負の数値となる。このように、比較例１では、回転モーメントＭの反転が発生し、これに伴って、キャリッジ３０及び上ロール４４の搖動が発生する。このため、良好な表面光沢を有するめっき鋼板を継続的に製造することができないといえる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明によれば、走行する鋼板の表面欠陥の発生を十分に抑制し、良好な表面品質を有する鋼板製品を製造することが可能な縦型ルーパー装置及びその運転方法を提供することができる。
【符号の説明】
【００６５】
１０…縦型ルーパー装置、１１…ルーパー本体、１２…ペイオフリール、１４…鋼板（めっき鋼板）、１８…テンションリール、２０…電気めっき槽、３０…キャリッジ（第２の支持部）、３２…固定フレーム（第１の支持部）、３４…連結部材、３６…ガイドレール、３７…ガイドローラ、３８…モータ（張力調整部）、３９…構造体、４０…第１のロール（測定部）、４１…第１の張力測定部、４２…下ロール、４３…張力調整部、４４…上ロール、４６…第２のロール（測定部）、４７…第２の張力測定部、４５…固定フレーム、５０…焼鈍炉、５２…溶融亜鉛ポット、５４…調質圧延機、８０…制御部。
【要約】
【課題】走行する鋼板の表面における傷の発生を十分に抑制し、良好な表面品質を有する鋼板製品を製造することが可能な縦型ルーパー装置を提供すること。
【解決手段】
縦型ルーパー装置１０は、第１の支持部３２に回転可能に支持される複数の下ロール４２と、複数の下ロール４２と対向するように設けられ、第２の支持部３０に回転可能に支持される複数の上ロール４４と、第１の支持部３２又は第２の支持部３０の上下方向の移動を案内するガイドレール３６を備える。鋼板１４は、上ロール４４と下ロール４２とに交互に接触するように走行する。縦型ルーパー装置１０は、鋼板１４の張力を測定する測定部４０，４６と、測定部４０，４６の測定値に基づいて、鋼板１４の進行方向の張力分布を調整する張力調整部３８とを備える。
【選択図】図２【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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