(57)【要約】【課題】連続溶融金属めっき鋼板の製品歩留りを向上させると共に、研磨ロールの磨耗を防ぐことができるトップロール研磨方法を提供する。【解決手段】本発明に係るトップロール研磨方法は、鋼帯を搬送するトップロールの長さより短い長さを有する研磨ロールを、回転させながらトップロールの軸方向に移動させて、トップロールの表面に付着した溶融金属を除去する。トップロールに発生するサーマルクラウンの形状に関する情報を取得し、サーマルクラウンの形状に応じて、研磨ロールをトップロールに押し込む押し込み量を制御する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼帯を搬送するトップロールの長さより短い長さを有する研磨ロールを前記トップロールの軸方向に移動させて、前記研磨ロールを回転させながら前記トップロールに押し当てて、前記トップロールの表面に付着した溶融金属を除去するトップロール研磨方法において、
前記トップロールに発生するサーマルクラウンの形状に関する情報を取得し、
前記サーマルクラウンの形状に応じて、前記研磨ロールを前記トップロールに押し込む押し込み量を制御することを特徴とするトップロール研磨方法。
【請求項２】
前記トップロールの回転軸と前記研磨ロールの回転軸との相対距離を調整することで、前記研磨ロールを前記トップロールに押し込む押し込み量を調整する際に、
前記サーマルクラウンの凸部の両端部について、前記研磨ロールの進行方向に向って前記トップロールの径が大きくなる前記サーマルクラウンの一端と、前記研磨ロールの進行方向に向って前記トップロールの径が小さくなる前記サーマルクラウンの他端とで、前記研磨ロールの前記回転軸を前記トップロールの前記回転軸との相対距離を変化させる移動速度を異ならせることを特徴とする請求項１に記載のトップロール研磨方法。
【請求項３】
さらに、前記研磨ロールを回転させるモーターの電流負荷が所定の範囲となるように、前記押し込み量を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載のトップロール研磨方法。
【請求項４】
前記サーマルクラウンの凸部の端部における前記移動速度を、前記凸部の端部以外の前記移動速度よりも大きくすることを特徴とする請求項２に記載のトップロール研磨方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のうちいずれかに記載のトップロール研磨方法を用いた溶融金属めっき鋼帯の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼帯を搬送するトップロールを研磨するトップロール研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、溶融亜鉛めっき鋼帯等の溶融金属めっき鋼帯を製造するにあたっては、連続的に鋼帯にめっき処理を施す連続溶融金属めっきラインが用いられる。
【０００３】
連続溶融金属めっきラインでは、鋼帯は、金属めっき槽を通過後に、搬送用ロール（トップロール）へ通板される。トップロールに通板された状態では、鋼帯がまだ高温であるため、鋼帯にめっきされた溶融金属はトップロールへ付着する。そのため、トップロールへ付着した溶融金属は、再び鋼帯の表面に付着する。
【０００４】
付着した溶融金属が鋼帯へ押し込まれると、鋼帯の表面に押疵（チカチカ疵）が発生する。そのため、トップロールには、トップロールに付着した溶融金属を、研磨により除去するための研磨ロール（ポリッシャー）が設けられている。
【０００５】
研磨ロールは、トップロールの長さ（軸方向の長さ）よりも短い長さを有し、常時若しくは間欠的に作動して、トップロールの軸方向に移動しながら、トップロール表面に付着した溶融金属を研磨することにより除去する。
【０００６】
ここで、トップロールには、高温の鋼帯により加熱されて、凸状のサーマルクラウンが形成される。そのため、トップロールの両側において、研磨ロールの当たりが弱くなり、付着した溶融金属を研磨ロールによって十分に除去できず、鋼帯に溶融金属が転写されてチカチカ疵が発生する。
【０００７】
これに対し、当たりの弱い箇所を基準として研磨ロールの押し込み量を調整すれば、トップロールの中央部において、研磨ロールの当たりが強くなり、研磨ロールが破損する。
【０００８】
このような問題に対し、特許文献１には、研磨ロールを回転させるモーターの電流負荷に応じて、研磨ロールのトップロールへの押し込み量を調整することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−１１７７８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に開示された方法では、トップロールの軸方向の位置に拘らず、モーターの電流負荷に応じて、研磨ロールのトップロールへの押し込み量を調整している。そのため、特許文献１に開示された方法では、サーマルクラウンによりトップロールの径が急に変化する位置において、制御が遅くなり、研磨ロールの当たりが弱くなって付着した溶融金属を十分に除去できなかったり、逆に、研磨ロールの当たりが強くなって研磨ロールの磨耗が増大する。
【００１１】
本発明は、このような問題点に対してなされたものであり、研磨ロールの押し込み量を適切に制御することで、溶融金属めっき鋼帯の製品歩留りを向上させると共に、研磨ロールの磨耗を防ぐことができる研磨ロール制御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】
【００１２】
本発明は、上記のような目的を達成するために、以下のような特徴を有している。
［１］鋼帯を搬送するトップロールの長さより短い長さを有する研磨ロールを前記トップロールの軸方向に移動させて、前記研磨ロールを回転させながら前記トップロールに押し当てて、前記トップロールの表面に付着した溶融金属を除去するトップロール研磨方法において、
前記トップロールに発生するサーマルクラウンの形状に関する情報を取得し、
前記サーマルクラウンの形状に応じて、前記研磨ロールを前記トップロールに押し込む押し込み量を制御することを特徴とするトップロール研磨方法。
［２］前記トップロールの回転軸と前記研磨ロールの回転軸との相対距離を調整することで、前記研磨ロールを前記トップロールに押し込む押し込み量を調整する際に、
前記サーマルクラウンの凸部の両端部について、前記研磨ロールの進行方向に向って前記トップロールの径が大きくなる前記サーマルクラウンの一端と、前記研磨ロールの進行方向に向って前記トップロールの径が小さくなる前記サーマルクラウンの他端とで、前記研磨ロールの前記回転軸を前記トップロールの前記回転軸との相対距離を変化させる移動速度を異ならせることを特徴とする［１］に記載のトップロール研磨方法。
［３］さらに、前記研磨ロールを回転させるモーターの電流負荷が所定の範囲となるように、前記押し込み量を制御することを特徴とする［１］又は［２］に記載のトップロール研磨方法。
［４］前記サーマルクラウンの凸部の端部における前記移動速度を、前記凸部の端部以外の前記移動速度よりも大きくすることを特徴とする［２］に記載のトップロール研磨方法。
［５］［１］乃至［４］のうちいずれかに記載のトップロール研磨方法を用いた溶融金属めっき鋼帯の製造方法。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、研磨ロールの押し込み量を適切に制御することで、連続溶融金属めっき鋼板の製品歩留りを向上させると共に、研磨ロールの磨耗を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明が適用される連続溶融金属めっきラインの例を示す図である。
【図２】トップロールの研磨装置の構成を示す図である。
【図３】トップロールに生じるサーマルクラウンを示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る研磨ロール制御方法を示す図である。
【図５】連続溶融金属めっきラインの一例における、研磨ロールの押し込み量と、研磨ロールの単位長さあたりの駆動モーターの電流負荷との関係を示す図である。
【図６】従来の比較例における研磨ロールの駆動モーターの電流負荷を示す図である。
【図７】本発明例における研磨ロールの駆動モーターの電流負荷を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付した図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。
【００１６】
［実施の形態１］
図１は、本発明が適用される連続溶融金属めっきラインの例を示す図である。焼鈍炉１で加熱された鋼帯２は、溶融金属めっきが収容された連続金属めっき槽３に連続的に供給される。めっきされた鋼帯２は、進行方向を鉛直として上昇する。鉛直に上昇する際に、鋼帯２は、必要に応じて加熱装置４で加熱され、めっき層が合金化される。また、鋼帯２は、必要に応じて冷却装置５、８で冷却される。冷却装置は、建屋の高さの制約から、通常、鋼帯２の上昇側（冷却装置５）と下降側（冷却装置８）との２箇所に分けて設置されている。
【００１７】
このような連続溶融金属めっきラインでは、鉛直に上昇した鋼帯２が、所定の間隔を隔てて設けられた２本のロールに通板されることで、進行方向を変えて、鉛直下方に搬送される。この２本のロールは、ラインの最も高い位置に配されているため、トップロールと呼ばれている。
【００１８】
２本のトップロールのうち、上流側のトップロール６には、研磨ロール７が設けられている。研磨ロール７は、トップロール６と平行に配されている。トップロール６と研磨ロール７は、周面において接している。研磨ロール７は、上流側のトップロール６の軸方向に移動しながら、表面に付着した溶融金属（溶融亜鉛めっきラインの場合は、亜鉛）を、研磨して除去する。本発明は、この研磨ロールの制御に関する。
【００１９】
図２は、トップロールの研磨装置の構成を示す図である。研磨ロール７の長さは、鋼帯を搬送するトップロール６の長さより短い。研磨ロール７は、トップロール６の軸方向の一端から他端へ往復移動しながらトップロール６に付着した溶融金属を除去する。研磨ロール７は、回転軸７ａとブラシ７ｂを有している。研磨ロール７は、ブラシ７ｂを回転させながらトップロール６に押し込むことで、トップロール６に付着した溶融金属を除去する。
【００２０】
研磨ロール７には、研磨ロール７を回転駆動する駆動モーター（図示しない）が設けられている。研磨ロール７及び駆動モーターは、移動装置９に設けられている。移動装置９を紙面の矢印方向に移動させることで、研磨ロール７の回転軸７ａと、トップロール６の回転軸との相対距離Ｌ［ｍｍ］を調整する。移動装置９は、油圧又は空気圧式のシリンダ１０により構成することができる。
【００２１】
このように、本実施の形態に係るトップロール研磨装置では、研磨ロール７の回転軸７ａと、トップロール６の回転軸との相対距離Ｌを調整することで、研磨ロール７の押し込み量Ｐ［ｍｍ］を調整している。なお、押し込み量Ｐ［ｍｍ］とは、研磨ロール７のブラシ７ｂが、トップロール６に接した位置を基準として、研磨ロール７がトップロール６側に押し込まれた量［ｍｍ］と定義する。
【００２２】
図３は、トップロールに生じるサーマルクラウンを示す図である。トップロール６は、高温の鋼帯に接触するため、イニシャルクラウンに対して、鋼帯に接触している部分が凸型に膨む。この凸型に膨らんだ形状は、サーマルクラウンと呼ばれている。
【００２３】
本発明では、このサーマルクラウンの形状に応じて、研磨ロール７の回転軸７ａと、トップロール６の回転軸との相対距離Ｌを調整し、研磨ロール７の押し込み量Ｐ［ｍｍ］が一定となるように調整している。具体的には、サーマルクラウンの凸部では、研磨ロール７の押し込み量Ｐが減少する方向に、研磨ロール７の回転軸７ａとトップロール６の回転軸との相対距離Ｌを調整する、すなわち、相対距離Ｌを大きくする。これにより、トップロール６の幅方向において、研磨ロール７の押し込み量Ｐ［ｍｍ］を一定としている。
【００２４】
研磨ロール７は、トップロール６の軸方向に移動しながら、トップロール６の付着物を研磨していく。
【００２５】
ここで、トップロール６の最も大きな部分の径をＨＨとし、最も小さな部分の径をＨＬとし、その差をｄ（＝ＨＨ−ＨＬ）とする。研磨ロール７がトップロール６上を、図３の紙面左側から右側に進んでいく際に、トップロール６の高さがはじめて所定の高さ（例えば、０．５〜０．８ｄ）となった位置を、Ａ１とする。また、研磨ロール７がトップロール６上を、図３の紙面右側から左側に進んでいく際に、トップロール６の高さがはじめて所定の高さ０．５〜０．８ｄとなった位置をＡ２と定義する。
【００２６】
図４は、本発明の実施の形態１に係る研磨ロール制御方法を示す図である。本発明では、位置Ａ１から位置Ａ２の区間において、それ以外の区間よりも、研磨ロール７の押し込み量Ｐを減少させる方向に、相対距離Ｌを調整する。これは、位置Ａ１からＡ２の区間では、サーマルクラウンによってトップロール６と研磨ロール７が近付き、他の区間よりも押し込み量Ｐが大きくなるためである。そこで、本実施の形態１では、サーマルクラウンの形状に応じて、位置Ａ１〜Ａ２の区間で相対距離Ｌを広げ、押し込み量Ｐをトップロール６の幅方向にわたって一定としている。
【００２７】
サーマルクラウンの形状は、通板する鋼帯や設備によって決まる。そのため、サーマルクラウンの形状に関する情報（サーマルクラウンのプロファイルや凸部の位置）は予め取得することができる。
【００２８】
具体的には、サーマルクラウンの形状に関する情報は、計算や、計測により予め取得することができる。例えば、トップロールに搬送される鋼帯の板厚、長さ、温度、通板速度を用いて、鋼帯とトップロールとの伝熱計算を行えば、サーマルクラウンの形状に関する情報を取得することができる。本発明の実施の形態１に係る研磨ロール制御方法では、予め取得したサーマルクラウンの形状に関する情報に応じて、研磨ロール７の回転軸７ａとトップロール６の回転軸との相対距離Ｌを調整し、研磨ロール７の押し込み量Ｐを制御する。
【００２９】
図３において、研磨ロール７が紙面左から紙面右に移動する場合には、はじめに所定の相対距離Ｌ１とする。そして、位置Ａ１において相対距離Ｌ２となるように、研磨ロール７の回転軸７ａとトップロール６の回転軸との相対距離Ｌを広げる。そして、相対距離Ｌ２を一定期間保つ。位置Ａ２から相対距離Ｌを減少させ、再び相対距離ＬをＬ１に戻す。
【００３０】
逆に、研磨ロール７が紙面右から紙面左に移動する場合には、はじめに所定の相対距離Ｌ１とし、位置Ａ２において相対距離ＬがＬ２となるよう相対距離Ｌを増加させる。そして、一定期間、相対距離ＬをＬ２に保つ。そして、位置Ａ１から相対距離Ｌを減少させ、相対距離ＬをＬ１に戻す。
【００３１】
このように、サーマルクラウンの形状に応じて、研磨ロール７の回転軸７ａとトップロール６の回転軸との相対距離Ｌを調整することで、トップロール６の幅方向にわたって、押し込み量Ｐを一定とすることができる。なお、図４では、便宜上、相対距離Ｌ押し込み量Ｐを同一の図に示しているが、押し込み量Ｐと相対距離Ｌの大小関係は、何ら図４に限られるものではない。
【００３２】
相対距離Ｌを変化させるタイミングは、必ずしも、位置Ａ１及び位置Ａ２とする必要はない。例えば、位置Ａ１及びＡ２の直前若しくは直後から、相対距離Ｌを変化させるように構成してもよい。また、図４の例では、相対位置Ｌを線形的に変化させているが、相対距離Ｌの変化は、どのように増減させてもよい。さらに、相対距離Ｌ１、Ｌ２は一定とする必要はなく、トップロール６のサーマルクラウン形状に応じて、任意に変化させてもよい。
【００３３】
また、サーマルクラウンの凸部の両端部では、研磨ロール７が図３の紙面左側から右側に進む場合と、紙面右側から紙面左側に進む場合とで、研磨ロール７の回転軸とトップロール６の回転軸との距離を調整する移動速度（相対距離Ｌを変化させる速度）を変化させることが好ましい。研磨ロール７の材質、形状等に応じ、移動速度を異ならせることで、設備や鋼板に応じた最適な押し込み量の制御を行うことができる。
【００３４】
このように構成された実施の形態１に係るトップロールの研磨方法では、サーマルクラウンの形状に関する情報を取得し、取得したサーマルクラウンの形状に関する情報に応じて、移動距離Ｌを調整することで、トップロールの幅方向にわたって押し込み量Ｐを一定とすることができる。
【００３５】
これにより、トップロールの中央部において発生するブラシ７ｂの磨耗の増大を防ぎ、ブラシ７ｂを交換する回数を低減させることができる。また、トップロールの端部において発生するチカチカ疵の発生を低減し、歩留りを向上させることができる。
【００３６】
［実施の形態２］
次に、本発明の実施の形態２に係るトップロール研磨方法について説明する。実施の形態２では、実施の形態１に係る研磨ロール制御方法を、従来の制御方法と併用している。なお、装置の構成については、実施の形態１と同様であるため、その説明を省略する。
【００３７】
実施の形態２に係る研磨ロール制御方法では、サーマルクラウンの形状に応じて、押し込み量Ｐを制御すると共に、駆動モーターの電流負荷が所定の範囲内となるように、押し込み量Ｐを制御している。
【００３８】
図５は、連続溶融金属めっきラインの一例における研磨ロールの押し込み量と、研磨ロールの単位長さあたりの駆動モーターの電流負荷との関係を示す図である。研磨ロール７の単位長さあたりの駆動モーターの電流負荷は、研磨ロール７の押し込み量Ｐが大きくなるほど増加する。
【００３９】
駆動モーターの電流負荷が６［ｍＡ／ｍｍ］以下では、トップロール６の付着した溶融金属を十分に除去することができず、鋼帯には、付着した溶融金属によってチカチカ疵が発生する。
【００４０】
一方、駆動モーターの電流負荷が１２［ｍＡ／ｍｍ］以上では、トップロール６と研磨ロール７の当たりが強くなり、研磨ロール７のブラシ７ｂの磨耗が増大する。
【００４１】
駆動モーターの電流負荷が６〜１２［ｍＡ／ｍｍ］では、チカチカ疵は発生せず、トップロール６に付着した溶融金属が適切に除去されており、また、ブラシ７ｂの磨耗の増大も生じない。
【００４２】
そのため、実施の形態２では、実施の形態１に加え、さらに駆動モーターの電流負荷が６〜１２［ｍＡ／ｍｍ］の範囲となるように、移動距離Ｌを制御する。なお、この駆動モーターの適切な電流負荷の範囲は、鋼帯や設備に応じて変化するため、予め実験や経験に基づいて、電流負荷の操業範囲を取得する。
【００４３】
これにより、トップロールロール６の軸方向全体にわたって、適切に研磨ロール７の押し込み量Ｐを制御することができる。
【００４４】
［実施の形態３］
次に、本発明の実施の形態３に係るトップロール研磨方法について説明する。実施の形態３では、サーマルクラウンの凸部の端部において、相対距離Ｌを変化させる速度を速めるよう工夫している。
【００４５】
サーマルクラウンの凸部の端部では、急にトップロールの径が変化する。そのため、実施の形態３では、サーマルクラウンの形状に関する情報を取得し、取得した情報に基づいて、サーマルクラウンの凸部の端部における相対距離Ｌを変化させる速度を、凸部の端部以外の箇所よりも速める。
【００４６】
これにより、凸部の端部において変化するトップロールの径に応じて、研磨ロールの押し込み量Ｐを瞬時に追従させることができる。なお、サーマルクラウンの凸部の端部の位置については、実施の形態１と同様に、予め計算や計測により取得することができる。
【実施例】
【００４７】
本発明の実施の形態１に係るトップロール研磨方法を既存設備における研磨ロールの制御に適用した。図６は、従来の比較例における研磨ロールの駆動モーターの電流負荷を示す図であり、図７は、本発明例における研磨ロールの駆動モーターの電流負荷を示す図である。この設備では、研磨ロール７が、トップロール６のオペレータ側（ＯＰ側）からドライブ側（ＤＲ側）に往復して移動しながら、トップロール６に付着した溶融金属を除去している。
【００４８】
図６の比較例では、サーマルクラウンの形状に拘らず、駆動モーターの電流負荷が所定の範囲となるように制御した。この結果、サーマルクラウンの凸部が開始する位置において、電流負荷が一時的に増大した。
【００４９】
一方、図７の本発明例では、サーマルクラウンの形状に応じて押し込み量Ｐを制御した。この結果、電流負荷が増大することなく、電流負荷が所定の範囲内となった。
【００５０】
以上により、本発明を適用することで、電流負荷を適切に制御できることが分かった。
【符号の説明】
【００５１】
１  焼鈍炉
２  鋼帯
３  連続金属めっき槽
４  加熱装置
５、８  冷却装置
６  トップロール
７  研磨ロール
９  移動装置
１０  シリンダ
【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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