(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼板の製造設備にて搬送中の前記鋼板を洗浄する洗浄装置であって、前記鋼板の上方に空気誘導板を配設し、該空気誘導板が、その前端部には前記鋼板に対して平行な水平流形成部を有し、かつ後端部には前記鋼板との距離を前記水平流形成部よりも広げた誘引流形成部を有するとともに、該誘引流形成部の上面に空気を吹き付けるノズルを前記空気誘導板の上方に配設することを特徴とする鋼板の洗浄装置。
【請求項２】
前記鋼板と前記空気誘導板との距離を調整する誘導板高さ調整機構を有することを特徴とする請求項１に記載の鋼板の洗浄装置。
【請求項３】
前記空気誘導板の上流側かつ前記鋼板の上方に前記空気の上昇流を回収する空気吸引機構を有することを特徴とする請求項２に記載の鋼板の洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、種々の鋼板を製造する過程で圧延、熱処理、めっき等の様々な加工処理を施す各種設備（以下、鋼板の製造設備という）にて、鋼板を搬送しながら洗浄する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
製鉄所等にて種々の鋼板を製造する際には、鋼板の仕様や用途に応じた製造設備に順次搬送され、様々な加工処理が施される。ところが鋼板の製造設備では、加工処理を施す間に、鋼板の表面に異物が付着し易く、その異物が鋼板の製造に悪影響を及ぼすという問題がある。たとえば、圧延設備では圧延油や鉄粉等、熱処理設備ではスケール等、めっき設備ではスラッジ等が異物として鋼板の表面に付着する。
【０００３】
鋼板に異物が付着すると、その後に搬送される製造設備の稼働に支障をきたすばかりでなく、鋼板の品質を劣化させる原因になる。つまり異物は、鋼板の生産性低下のみならず歩留り低下を招くので、鋼板に付着した異物を除去する技術が検討されている。
たとえば、鋼板に異物が付着した製造設備の出側でその鋼板を取り出して（いわゆるオフライン）、異物を除去した後に、後工程の製造設備に搬入すれば、鋼板の歩留り低下を防止することは可能である。しかし、鋼板の生産性低下は防止できない。
【０００４】
そこで、鋼板に付着した異物を除去するにあたって、鋼板の歩留り低下の防止および生産性低下の防止を両立させる技術が求められている。
特許文献１には、圧延設備で鋼板に付着した圧延油や鉄粉を除去する技術が開示されている。この技術は、鋼板に水蒸気、空気、洗浄剤を混合して吹き付けることによって、異物を除去する技術である。その吹き付け方向の説明は記載されていないが、特許文献１の図１によれば、吹き付け方向は鋼板に対して垂直に設定されている。そのため、特許文献１に開示された技術を鋼板の製造設備に適用して、搬送中の鋼板（いわゆるオンライン）を洗浄すれば、鋼板に衝突した空気とともに水蒸気や洗浄剤が周辺に飛散して、それらの飛沫や除去された異物の破片が鋼板の表面や周辺の機器に付着するという問題が生じる。とりわけ、搬送速度が高速である場合や鋼板が薄い場合には、吹き付けによって生じる衝突力が、鋼板の振動や変形、もしくは鋼板温度の不均一な分布を引き起こす。
【０００５】
特許文献２には、溶融めっき設備で鋼板に付着した余剰の溶融金属を払拭する技術が開示されている。この技術は、鋼板に空気を吹き付けることによって、めっき付着量を制御する技術である。その吹き付け方向の説明は記載されていないが、特許文献２の図１によれば、吹き付け方向は鋼板に対して垂直に設定されている。そのため特許文献２に開示された技術を、鋼板の製造設備におけるオンラインの異物除去に適用すれば、特許文献１の技術と同様に、除去された異物の破片が鋼板の表面や周辺の機器に付着するという問題、あるいは、鋼板の振動や変形、もしくは鋼板温度の不均一な分布が発生するという問題がある。
【０００６】
特許文献２には、鋼板の振動を防止するための直流磁場印加装置やエアクッションが開示されているが、これの機器をオンラインの異物除去に導入すると、異物除去に要するコストの上昇を招く。しかも、鋼板の振動を防止することは可能であるが、異物の破片が付着する、あるいは温度が局所的に変動するという問題は解決できない。
また図４に示すように、吹き付ける空気４（以下、噴射空気流という）を鋼板１の搬送方向の上流側へ傾斜させて、異物２を除去する技術も検討されている。しかし、噴射空気流４の噴射方向を傾斜させても、その運動エネルギが鋼板１に対して垂直に作用するのは避けられないので、鋼板の振動や変形、もしくは鋼板温度の不均一な分布が発生するという問題を防止できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開2010-100900号公報
【特許文献２】特開2002-275614号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、従来の技術の問題点を解消し、鋼板の製造設備にて、鋼板の搬送中に簡便な手段で異物の除去行ない、しかも除去した異物が鋼板の表面や周辺の機器に付着するのを防止し、かつ鋼板が振動や変形するのを防止するとともに、鋼板の温度が局所的に変動するのを防止することができる洗浄装置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、洗浄剤や水蒸気の飛沫の付着を防止するために、洗浄剤や水蒸気を使用せず、空気のみを吹き付けて、搬送中の鋼板から異物を除去する技術を検討した。そして、鋼板の搬送方向の上流側へ向かう水平な空気の流れ（以下、水平流という）を発生させ、かつ周囲から空気を巻き込む流れ（以下、誘引流という）も生じさせるガイド部材（以下、空気誘導板という）を用いることによって、異物を上流側へ押し戻すことができ、その結果、異物の破片が鋼板の表面や周辺の機器に付着するのを防止できることを見出した。
【００１０】
このようにしてオンラインで異物を除去することによって、鋼板の歩留り低下の防止および生産性低下の防止を両立できることが分かった。本発明は、このような知見に基づいてなされたものである。
すなわち本発明は、鋼板の製造設備にて搬送中の鋼板を洗浄する洗浄装置であって、鋼板の上方に空気誘導板を配設し、空気誘導板が、その前端部には鋼板に対して平行な水平流形成部を有し、かつ後端部には鋼板との距離を水平流形成部よりも広げた誘引流形成部を有するとともに、誘引流形成部の上面に空気を吹き付けるノズルを空気誘導板の上方に配設する洗浄装置である。
【００１１】
本発明の洗浄装置においては、鋼板と空気誘導板との距離を調整する誘導板高さ調整機構を有することが好ましい。また、空気誘導板の上流側かつ鋼板の上方に空気の上昇流を回収する空気吸引機構を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、鋼板の製造設備にて、鋼板の搬送中に簡便な手段で異物の除去を行ない、しかも除去した異物が鋼板の表面や周辺の機器に付着するのを防止し、かつ鋼板が振動や変形するのを防止するとともに、鋼板の温度が局所的に変動するのを防止することができる。その結果、鋼板の歩留り低下の防止および生産性低下の防止を両立させることが可能となり、産業上格段の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の洗浄装置の例を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の洗浄装置の他の例を模式的に示す断面図である。
【図３】図２中のＡ−Ａ矢視の断面図である。
【図４】従来の洗浄装置の例を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本発明の洗浄装置の例を模式的に示す断面図である。図１中の矢印ａは、鋼板１の搬送方向を示す。以下では、図１に示す左側を鋼板１の搬送方向の上流側と記す。したがって図１の右側が下流側となる。
本発明では、鋼板１の上方に空気誘導板６を配設し、その空気誘導板６の上面に噴射空気流４を吹き付ける。したがって、噴射空気流４と鋼板１との衝突を回避できるので、鋼板の振動や変形、もしくは鋼板温度の不均一な分布が発生するのを防止できる。
【００１５】
空気誘導板６は、鋼板１の搬送方向の上流側の端部（以下、前端部という）に鋼板１に対して平行な部位6aを有し、下流側の端部（以下、後端部という）に鋼板１との距離が前端部より広がった部位6bを有する。図１には、空気誘導板６の後端部を傾斜させて平面とする例を示したが、後端部を湾曲した曲面としても良い。
そして噴射空気流４を、空気誘導板６の後端部の傾斜（あるいは湾曲）した部位6bの上面に吹き付ける。したがって噴射空気流４は、空気誘導板６の上面に沿って後端部から前端部へ流れる。この噴射空気流４の流れによって、周辺の空気が巻き込まれて、空気誘導板６と鋼板１との隙間に流れ込む空気流８（以下、誘引流という）が発生する。以下では空気誘導板６の後端部6bを誘引流形成部と記す。
【００１６】
誘引流形成部6bを平面として傾斜させる場合には、誘引流形成部6bと水平面とのなす角αを０°＜α＜90°とすれば問題はないが、洗浄装置の小型化、および噴射空気流４の円滑化を図るために、30°≦α≦60°とすることが好ましく、40°≦α≦50°が一層好ましい。
誘引流形成部6bに吹き付ける噴射空気流４の角度は特に限定しない。噴射空気流４を鋼板１に対して垂直に吹き付けても、誘引流形成部6bの上面に沿って前端部へ流れて行き、その結果、誘引流８を発生させることが可能であるから問題はない。
【００１７】
また図１には、噴射空気流４を誘引流形成部6bに吹き付ける手段としてノズル３を示したが、プロペラを回転させる等の手段を用いて噴射空気流４を発生させることが可能である。
このようにして噴射空気流４は誘引流形成部6bの上面に沿って前端部へ流れて行き、誘引流８は空気誘導板６と鋼板１との隙間を通って前端部へ流れて行く。そして噴射空気流４と誘引流８が合流して、空気誘導板６の前端部から上流側へ向けて水平な空気流17（以下、水平流という）が発生する。以下では空気誘導板６の前端部6aを水平流形成部と記す。
【００１８】
水平流17は、鋼板１の上面に沿って上流側へ流れて行き、異物２を上流側へ押し戻して除去する。ここで水平流17は上流側へ流れるので、除去した異物２を一定の方向へ移動させることが可能となり、鋼板１の表面や周辺の機器に付着し易くなるのを防止できる。
なお、水平流形成部6aに噴射空気流４を吹き付けると、誘引流８が発生しない。したがって噴射空気流４は、上記した通り、誘引流形成部6bに吹き付ける必要がある。つまり、ノズル３を空気誘導板６の上方に配設して、噴射空気流４を誘引流形成部6bの上面に吹き付ける。
【００１９】
図１に示す搬送ロール10、空気圧縮機11、流量調整弁12、空気配管13、ノズル角度調整機構14は特に限定せず、従来から知られている機器を使用する。
本発明では、水平流17で除去した後に上流側へ移動する異物２を回収するために、空気誘導板６の上流側に空気吸引機構７を設けることが好ましい（図２参照）。空気吸引機構７を設けることによって、空気とともに、異物２を回収することができる。さらに、空気吸引機構７と空気誘導板６の間にフード９を設置すれば、回収効率が向上するので好ましい。
【００２０】
空気吸引機構７は、図２に示すように、渦巻状の管体（以下、渦巻管という）を用いることが好ましい。渦巻管を空気吸引機構７として設置する場合は、その渦巻の中心部を図３に示すような構成とする。回収された空気は渦巻管内で減速し、異物の破片とともに異物回収管15を通って、排出口16から排出される。
ここで異物の破片が鋼板１に再び付着するのを防止ために、異物回収管15は搬送ロール10の下方まで延伸して、排出口16を搬送ロール10よりも低い位置に設けることが好ましい。
【００２１】
また、空気誘導板６と鋼板１との距離を調整するために、高さ調整機構５を設けることが好ましい。高さ調整機構５を設けることによって、フード９と空気誘導板６との隙間および鋼板１と空気誘導板６との隙間の寸法を調整でき、ひいては水平流17と誘引流８の流速を制御できる。
フード９と空気誘導板６（すなわち水平流形成部6a）との隙間の高さｄ0は0.1〜５mmの範囲内が好ましく、鋼板１と空気誘導板６（すなわち水平流形成部6a）との隙間の高さｄ2は１〜100mmの範囲内が好ましい。また、フード９と水平流形成部6aとの隙間を通過する噴射空気流４の流速をｖ0、鋼板１と水平流形成部6aとの隙間を通過する誘引流８の流速をｖ２とし、噴射空気流４と誘引流８が合流した水平流17の流速をｖ1、フード９と鋼板１との距離をｄ1とすると、物質保存則によって(1)式が成り立つ。さらに、空気密度をρ、流量をＱとすると、運動量保存則によって(2)式が成り立つ。そして(1)式と(2)式から(3)式が導かれる。
ｄ0×ｖ0＋ｄ2×ｖ2＝ｄ1×ｖ1      ・・・(1)
ρ×Ｑ×ｖ＝一定      ・・・(2)
ｖ2／ｖ0＝（（ｄ0×ｄ1）×0.5−ｄ0）／ｄ2      ・・・(3)
上記の(3)式を満足するように、噴射空気流４の流速ｖ0を流量調整弁12で調整することが好ましい。
【実施例】
【００２２】
図２に示す洗浄装置を用いて、鋼板１に対して垂直な方向から、空気誘導板６の誘引流形成部6bに噴射空気流４を吹き付けて、鋼板１の洗浄を行なった。フード９と水平流形成部6aとの隙間の高さｄ0は0.5mm、フード９と鋼板１との距離ｄ1は13mm、鋼板１と水平流形成部6aとの隙間の高さｄ2を５mmとし、噴射空気流４のノズル３からの噴射圧は0.4MPaとした。平面で構成される誘引流形成部6bと水平面とのなす角αは45°とした。これを発明例とする。
【００２３】
次に、図４に示すように、ノズル３を鋼板１に対して傾けて（傾斜角θ：30°）に向けて、鋼板１の洗浄を行なった。噴射空気流４の流量は７Nm3／min、ノズル３からの噴射圧は0.5MPaとした。これを比較例１とする。なお傾斜角θは、噴射空気流４の噴射方向と水平面とのなす角である。
また比較例１と同様に、ノズル３を鋼板１に対して傾けて（傾斜角θ：30°）に向けて、鋼板１の洗浄を行なった。噴射空気流４の流量は４Nm3／min、ノズル３からの噴射圧は0.3MPaとした。これを比較例２とする。
【００２４】
発明例は、傾斜角θを90°としているが、空気誘導板６を使用するので、鋼板１に飛沫が付着することはなく、鋼板１の振動や変形も発生しなかった。また、鋼板１の温度は均一に分布していた。
これに対して比較例１は、多量の飛沫が周辺に飛散して、鋼板１にも付着した。また、鋼板１の振動も発生した。比較例２は、飛沫が周辺に飛散しなかったが、鋼板１に付着するのが認められた。
【符号の説明】
【００２５】
１  鋼板
２  異物
３  ノズル
４  噴射空気流
５  高さ調整機構
６  空気誘導板
6a  水平流形成部
6b  誘引流形成部
７  空気吸引機構
８  誘引流
９  フード
10  搬送ロール
11  空気圧縮機
12  流量調整弁
13  空気配管
14  ノズル角度調整機構
15  異物回収管
16  排出口
17  水平流
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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