(57)【要約】【課題】本発明は、アルミニウムスラブ表面の異物を除去する洗浄装置の提供を目的とする。【解決手段】本発明は、鋳造後のアルミニウムスラブを均熱処理後、クレーン装置により搬送ラインに移動し、該搬送ラインにより搬送して圧延機のロール間に送り込む圧延前搬送ラインに設けられるアルミニウムスラブの洗浄装置であって、前記クレーン装置により搬送ラインに移動されたアルミニウムスラブの設置位置と前記圧延機の間の搬送ラインに、前記アルミニウムスラブにおいて前記圧延機のロールと接触する表面全体に、洗浄液を噴射し、該表面の異物を除去する複数の洗浄パイプが設けられ、前記洗浄パイプのうち、少なくとも１つが前記アルミニウムスラブの表面に対し接近離間する方向に移動自在に支持され、洗浄時のアルミニウムスラブ表面との離間距離を一定値に調節自在にされたことを特徴とする。【選択図】図１
2015074016.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳造後のアルミニウムスラブを均熱処理後、クレーン装置により搬送ラインに移動し、該搬送ラインにより搬送して圧延機のロール間に送り込む圧延前搬送ラインに設けられるアルミニウムスラブの洗浄装置であって、
前記クレーン装置により搬送ラインに移動されたアルミニウムスラブの搬入位置と前記圧延機の間の搬送ラインに、前記アルミニウムスラブにおいて前記圧延機のロールと接触する表面全体に、洗浄液を噴射し、該表面の異物を除去する複数の洗浄パイプが設けられ、
前記洗浄パイプのうち、少なくとも１つが前記搬送ラインに水平に設置されたアルミニウムスラブの表面に対し接近離間する方向に移動自在に支持され、洗浄時のアルミニウムスラブ表面との離間距離を一定値に調節する上下昇降機構が設けられたことを特徴とするアルミニウムスラブの洗浄装置。
【請求項２】
前記移動自在に支持された洗浄パイプの噴射口から噴出される洗浄液の噴射量が５００〜１５００Ｌ／分であり、かつ噴射圧力が２０〜５０ｋｇｆ／ｃｍ２の範囲であることを特徴とする請求項１に記載のアルミニウムスラブの洗浄装置。
【請求項３】
前記洗浄パイプが洗浄対象とするアルミニウムスラブの幅より長い筒型の本体部を備え、該本体部に洗浄対象とするアルミニウムスラブに向くように複数の噴射口が形成され、これら複数の噴射口のうち、隣接する噴射口からアルミニウムスラブ側に噴射する洗浄液の噴射エリアを前記アルミニウムスラブの表面において重なるように噴射するための噴射ノズルが設けられたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアルミニウムスラブの洗浄装置。
【請求項４】
前記洗浄パイプから噴射する前記洗浄液が、圧延用のクーラントであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のアルミニウムスラブの洗浄装置。
【請求項５】
前記圧延機が圧延開始温度４００℃以上の熱間圧延機であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のアルミニウムスラブの洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウムスラブの洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウム圧延素材（アルミニウムスラブ）の圧延を行う際、一般には圧延準備段階において、鋳造したアルミニウムスラブの面削を行ってその表面の異物を除去した後、該アルミニウムスラブを加熱炉に装入して均熱処理を行い、その後、クレーン装置によりアルミニウムスラブを吊り下げ搬送して圧延機のテーブルに搬入し、圧延を行っている。
ところが、加熱炉内部において塵埃付着等が原因となって、アルミニウムスラブ表面に異物の付着を生じることがあり、加熱炉からの運搬や圧延テーブル搬入までの移動の間に空中の浮遊物や落下物等が原因となってアルミニウムスラブの表面に異物が付着することがある。
【０００３】
アルミニウムスラブの表面にこのような異物を残したまま圧延を施すと、異物の種類によっては圧延後も異物が板材表面に残存し、固着したままとなり、異物欠陥となり得る。また、仮に板材表面の異物が欠落したとしても、異物が欠落した後の凹部が圧延完了後まで残り、表面に凹部を構成するので、最終製品の板材表面に不均一な部分を残すこととなり、いずれにしても重大な品質問題を引き起こすおそれがある。
具体的な製品として、例えば、缶材においては薄板状とした場合に加工割れの原因となる問題があり、アルミニウム箔においても加工割れや表面凹凸となり得る。また、印刷板や光輝材などのように表面品質要求度が高い製品においては、エッチング欠陥や外観不良などの品質問題を引き起こす原因となる。
【０００４】
例えば、以下の特許文献１に記載のように、微細なピンホールの生成を抑制して表面光沢性の優れたアルミニウム箔を得る技術が知られている。特許文献１には、最終冷間圧延後の厚さ０．００５〜０．２ｍｍのアルミニウム箔であり、表面粗さＲａを０．０１〜０．１μｍの範囲の箔を得るために、圧延条件として厚さ０．００８〜０．３ｍｍの薄板を表面粗さＲａが０．０５〜０．１μｍのワークロールにて所定の巻取張力で圧延する技術が開示されている。
また、以下の特許文献２に記載のように、Ｆｅ量を規定し、不純物としてのＳｉを規定量の範囲に抑え、固溶Ｆｅ濃度を規定の範囲に調節し、厚さを１５μｍ以下としたピンホールの少ないコストダウンしたアルミニウム合金箔が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２９８９３８号公報
【特許文献２】特開平３−２０４５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１、２に記載の技術は、加工技術の面からあるいはアルミニウム合金素材の組成比の面から、ピンホール等の欠陥の無い、薄いアルミニウム合金の板材や箔を得ようとした技術である。
ところが、圧延加工技術と素材組成比において吟味したとしても、上述のように圧延加工の前に表面に異物の混入を許すようであると、圧延後の箔あるいは薄板材に、異物の巻き込みを起因とする凹部や欠陥を生じてしまう。このため、ピンホール欠陥発生あるいは表面の凹凸増加の原因となってしまうので、圧延の前に異物の混入を防止する技術の提供が望まれている。
例えば、圧延素材を用いた具体的な製品として、缶材などの異物欠陥が加工割れの原因となることがあり、印刷版や光輝材などの表面品質要求が高い品種において、エッチング不良や外観不良などの品質問題となる課題がある。
【０００７】
本発明者らは、アルミニウムスラブの溶製、面削によるスラブ表面異物の除去工程、アルミニウムスラブの均熱処理工程、アルミニウムスラブの圧延工程を経て得られる缶材やアルミニウム箔などの生産を行っている。この生産工程において、薄板材や箔に異物の巻き込みによるトンネル状欠陥、剥離状欠陥、疵状欠陥などの欠陥を発生することがあり、その原因を調査した。
【０００８】
その結果、アルミニウムスラブを圧延する前の工程では先に説明した均熱炉における浮遊物の付着や搬送ラインにおける浮遊物付着や落下物の存在が明らかに上述の欠陥の一因となっていることが判明した。また、これら要因の他に、均熱炉からクレーン装置によりアルミニウムスラブを取り出し、搬送ラインにアルミニウムスラブを搬送する際、クレーン装置の爪からアルミニウムスラブの上に落下する異物や鉄酸化物などの付着が発生するなどの要因があることも判明した。
アルミニウムスラブの表面に僅かに塵や埃が付着した程度であれば、洗浄液を吹き付けて表面を洗浄するなどの手段により付着物の除去を行うことは可能であると考えられる。ところが、従来、圧延機の前段に洗浄装置を設けていたとしても、上述の要因から発生する欠陥を少なくすることができなかった。
【０００９】
本発明は以上説明の事情に鑑みなされたもので、アルミニウムスラブを搬送ラインに移動させてから圧延機のロール間に到達させる前に、望ましい条件にて洗浄を行うことにより、表面に付着した異物を確実に除去して不良発生率を低減できるアルミニウムスラブの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】
【００１０】
本発明の一形態は、鋳造後のアルミニウムスラブを均熱処理後、クレーン装置により搬送ラインに移動し、該搬送ラインにより搬送して圧延機のロール間に送り込む圧延前搬送ラインに設けられるアルミニウムスラブの洗浄装置であって、前記クレーン装置により搬送ラインに移動されたアルミニウムスラブの搬入位置と前記圧延機の間の搬送ラインに、前記アルミニウムスラブにおいて前記圧延機のロールと接触する表面全体に、洗浄液を噴射し、該表面の異物を除去する複数の洗浄パイプが設けられ、前記洗浄パイプのうち、少なくとも１つが前記搬送ラインに水平に設置されたアルミニウムスラブの表面に対し接近離間する方向に移動自在に支持され、洗浄時のアルミニウムスラブ表面との離間距離を一定値に調節する上下昇降機構が設けられたことを特徴とする。
【００１１】
本発明において、前記移動自在に支持された洗浄パイプの噴射口から噴出される洗浄液の噴射量が５００〜１５００Ｌ／分であり、かつ噴射圧力が２０〜５０ｋｇｆ／ｃｍ２の範囲であることが好ましい。
本発明において、前記洗浄パイプが洗浄対象とするアルミニウムスラブの幅より長い筒型の本体部を備え、該本体部に洗浄対象とするアルミニウムスラブに向くように複数の噴射口が形成され、これら複数の噴射口のうち、隣接する噴射口からアルミニウムスラブ側に噴射する洗浄液の噴射エリアを前記アルミニウムスラブの表面において重なるように噴射するための噴射ノズルが設けられたことを特徴とする。
本発明において、前記洗浄パイプから噴射する前記洗浄液が、圧延用のクーラントであることを特徴とする。
本発明において、前記圧延機が圧延開始温度４００℃以上の熱間圧延機であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、均熱処理を経てクレーン装置により搬送ラインに搬入されて圧延機に送られてきたアルミニウムスラブであっても、該アルミニウムスラブの表面に洗浄液を吹き付けて効率良く確実に洗浄することができ、前工程の均熱炉や搬送途中で表面に付着していると想定される塵や酸化物膜などに起因する異物をアルミニウムスラブの表面から除去することができる。
圧延機に送るアルミニウムスラブ表面の異物を確実に除去できるので、圧延工程によってアルミニウムの薄板状あるいは箔に加工したとしても、表面凹凸の少ない、加工中に破断や亀裂などの欠陥部分を生じていない、アルミニウムの薄板材あるいはアルミニウム箔を得ることができる。
洗浄液の噴射量を５００〜１５００Ｌ／分、噴射圧力を２０〜５０ｋｇｆ／ｃｍ２の範囲とすることによりアルミニウムスラブの表面から確実に異物を除去できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】鋳造により得られたアルミニウムスラブに均熱処理を施した後、熱間圧延と冷間圧延を施して板材を製造する工程の一例概要を示す説明図であり、図１（ａ）は溶解炉の断面略図、図１（ｂ）は鋳造型の概略斜視図、図１（ｃ）はアルミニウムスラブの斜視図、図１（ｄ）は面削後のアルミニウムスラブの斜視図、図１（ｅ）は加熱炉の斜視図、図１（ｆ）は熱間圧延機を示す斜視略図、図１（ｇ）は冷間圧延機を示す斜視略図。
【図２】粗圧延機と仕上圧延機による圧延工程の一例を説明するための構成図。
【図３】圧延機の搬送ラインにおいてアルミニウムスラブの洗浄を行う位置の一例を示す説明図。
【図４】アルミニウムスラブ洗浄装置の一例を示す構成説明図。
【図５】アルミニウムスラブから得た板材を加工して缶ボディを製造する工程の一例を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の具体的な実施形態について説明する。
図１は、溶解鋳造により製造したアルミニウムスラブを圧延により板材に加工するための工程概要の一例を示す略図である。
目的の組成比となるように原料を混合して図１（ａ）に示す溶解炉１において溶解し、アルミニウムまたはアルミニウム合金の溶湯２を得た後、図１（ｂ）に示すように溶湯２を鋳型３に流し込んで鋳造し、図１（ｃ）に示す長方形状のアルミニウムスラブ５を得る。なお、以下に説明する実施形態において用いる溶湯２は、純アルミニウムの溶湯でも良いし、必要な合金元素を必要量含有したアルミニウム合金の溶湯であっても良い。
【００１５】
次いで、このアルミニウムスラブ５の表裏面を所定の厚さ削り取る面削を行って図１（ｄ）に示すアルミニウムスラブ６を得た後、このアルミニウムスラブ６を図１（ｅ）に示す加熱炉７に装入し、アルミニウムスラブ６に対し均熱処理を施す。均熱処理は一例として５００〜６１０℃程度に数時間程度加熱する処理を例示できる。この均熱処理により、アルミニウムスラブ６の偏析部分を解消し、過飽和状態の合金成分を拡散することができ、アルミニウムスラブ６の金属組織の均一化を図ることができる。
この後、図１（ｅ）に示すピットクレーン８の爪部８ａ、８ａによりアルミニウムスラブ６の上部を把持してアルミニウムスラブ６を加熱炉７から引き出し、図１（ｆ）に示す熱間圧延機９側に移動させ、熱間圧延を施し、次いで熱間圧延後の板材を図１（ｇ）に示す冷間圧延機１０を用いて冷間圧延することにより目的の板厚のアルミニウムの薄板材を得ることができる。なお、冷間圧延機１０において圧延パスは必要回数行うが、必要に応じて圧延パスの間に中間焼鈍を行うこともできる。
【００１６】
上述の如く目的の組成のアルミニウム合金を溶解後、常法に従ってアルミニウム合金溶湯２からアルミニウムスラブ５を鋳造するが、鋳造に先立ち、アルミニウム合金を溶製した際に、水素ガスや酸化物などの介在物を除去し、半連続鋳造法により高品質のアルミニウムスラブ５を得ることができる。
鋳造の際の凝固速度は通常、５〜２０℃／秒とされる。鋳造されたアルミニウムスラブ５の厚さは、例えば５００〜６００ｍｍ程度とすることができる。
次に、面削を行い、アルミニウムスラブ５の表面を１０〜１５ｍｍ程度除去して、表面が平滑化され、異物や偏析部分が除去されたアルミニウムスラブ６を作製する。
【００１７】
本実施形態に適用されている圧延装置９は、一例として、図２に示すように、熱間粗圧延機９Ａと熱間仕上圧延機９Ｂとからなる。図１では説明の簡略化のために熱間圧延機９を１つのみ表記し、熱間圧延工程を代表させて描いた。
熱間圧延工程においては、一例として、図２に示すように、熱間粗圧延機９Ａを用いて板厚２０ｍｍ程度まで熱間粗圧延した後、熱間仕上圧延機９Ｂを用いて板厚２〜５ｍｍまで熱間圧延することができる。これらの板厚は、缶材を製造する場合の１つの例であるが、最終目的の製品が缶材と異なる場合は、上述の板厚とは異なる、各種製品に好適な板厚に圧延することができる。
【００１８】
図２に示す熱間粗圧延機９Ａは、例えば上下のワークロール２１、２２、およびバックアップロール２３、２４を備えてなり、複数の搬送ローラ１４Ａを配列した上流側（導入側）の搬送路１４と、複数の搬送ローラ１６Ａを配列した下流側（排出側）の搬送路１６がそれぞれ備えられている。熱間粗圧延機９Ａは、搬送されてきたアルミニウムスラブ６をワークロール２１、２２間に交互に複数回通過させて目的の厚さの板材に圧延する装置である。
【００１９】
図２、図３において、ワークロール２１、２２の上流側と下流側の両側の搬送路１４、１６から交互に繰り返しアルミニウムスラブ６をワークロール２１、２２間に供給して順次圧延することにより、熱間粗圧延機９Ａはアルミニウムスラブ６を必要な厚さまで粗圧延して目的の板厚の板材１７とすることができる。
図３では、ワークロール２１、２２の間を複数回通過させて厚さを減じた状態のアルミニウムスラブ６Ａを例示している。
【００２０】
図３に示す熱間粗圧延機９Ａの上流側の搬送路１４において、搬送路１４の最上流位置にアルミニウムスラブ６の搬入エリア２６が規定され、この搬入エリア２６にピットクレーン８で把持したアルミニウムスラブ６をシーソー式の転倒装置２６Ａあるいはピットクレーン８で水平に設置できるようになっている。
この搬入エリア２６より若干下流側には、搬送路１４を幅方向に横切るように個々に水平に、かつ、搬送路１４の上下に位置するように洗浄パイプ２７、２８が設けられている。
これらのうち、搬送路１４の下方側の洗浄パイプ２７は、搬送路１４を構成する複数の搬送ローラ１４Ａ、１４Ａの間に沿うように水平に設置されている。
洗浄パイプ２７は先端側を閉じた筒型の本体部２７Ａの上面側に所定の間隔で複数の噴射ノズル２７ａが形成されてなる。本体部２７Ａは、搬送路１４の上を通過するアルミニウムスラブ６の幅よりも若干長く形成され、洗浄パイプ２７においてアルミニウムスラブ６の幅に相当する領域には複数の噴射ノズル２７ａが所定の間隔で形成されている。これら複数の噴射ノズル２７ａから、クーラント等の洗浄液を上向きに噴射することでアルミニウムスラブ６の下面側全幅に至るように洗浄液を吹き付けてアルミニウムスラブ６の下面側を洗浄することができる。
【００２１】
上方の洗浄パイプ２８は、図４に示す昇降機構２９により水平に支持されるとともに、昇降機構２９とともに上下に所定距離昇降自在に支持されている。
昇降機構２９は、支持板３０とこの支持板３０を上下に昇降させるボールスクリュージャッキを備え、このボールスクリュージャッキを支持板３０に固定してなる。ボールスクリュージャッキのストロークで昇降する場合の昇降位置制御はボールスクリュージャッキに備えられたＰＬＧ（回転検出器）により自動位置制御ができる。
以上の構成により洗浄パイプ２８の上下昇降位置を自動制御することができる。
【００２２】
洗浄パイプ２８は、先端側を閉じた筒型の本体部２８Ａの下面側に所定の間隔で複数の噴射ノズル２８ａが下向きに形成されてなる。本体部２８Ａは、搬送路１４の上を通過するアルミニウムスラブ６の幅よりも若干長く形成され、洗浄パイプ２８においてアルミニウムスラブ６の幅に相当する領域には複数の噴射ノズル２８ａが所定の間隔で形成されている。これら複数の噴射ノズル２８ａから、クーラント等の洗浄液を下向きに噴射することでアルミニウムスラブ６の表面側全幅に至るように洗浄液を吹き付けてアルミニウムスラブ６の上面側を洗浄することができる。
【００２３】
複数の噴射ノズル２８ａから噴射された洗浄液は扇形の軌跡を描いてアルミニウムスラブ６の表面に向かい、隣接する洗浄液の噴射領域は重ねられてからアルミニウムスラブ６の表面に到達するので、アルミニウムスラブ６の表面全域に隙間無く洗浄液を吹き付けることができる。
噴射ノズル２８ａは、扇形に洗浄水を広げるため、扇形の洗浄水の広がりが重なり過ぎたり、重ならない部分（抜け）が生じたりすると洗浄斑が発生してしまう。そのため、扇形の洗浄水の重なりが最適となる様なアルミニウムスラブ６と噴射ノズル２８ａの間隙が存在し、アルミニウムスラブ６と噴射ノズル２８ａの距離が一定になるようにアルミニウムスラブ６の厚さを生産管理システムより受信し、前述の昇降機構２９により最適高さに噴射ノズル２８ａをセットすることが好ましい。
【００２４】
前記洗浄パイプ２７、２８の後端側には、供給管２７ｃ、供給ホース２８ｃを介しクーラントなどの洗浄液の収容タンク３７が接続されている。供給管２７ｃ、供給ホース２８ｃは集合管３８にまとめて接続され、この集合管３８に組み込まれたストレーナー３９とポンプＰ１を介し収容タンク３７に接続されている。また、ストレーナー３９の一部から分岐管４１が延出形成され、この分岐管４１が第２のストレーナー４２を介し収容タンク３７に接続されている。
前記収容タンク３７には洗浄液Ｓが貯留されていて、ポンプＰ１の作用により洗浄液Ｓを集合管３８の先端部３８ａ側から吸引して洗浄パイプ２７、２８側に必要な圧力で圧送することができる。
【００２５】
図３に示す上流側の搬送路１４（熱間粗圧延機９Ａの手前側の搬送路１４）において洗浄パイプ２７の設置位置よりも若干上流側にローラ１４Ａ、１４Ａの間に位置するように洗浄パイプ４５が水平に設けられ、洗浄パイプ２８の設置位置よりも若干上流側にアルミニウムスラブ６の上方に位置するように洗浄パイプ４６が水平に設けられている。洗浄パイプ４５、４６には、いずれもアルミニウムスラブ６の全幅をカバーできるように複数の噴射ノズル４５ａ、４６ａが所定の間隔で形成されている。また、洗浄パイプ４５には供給管４５ｃが接続され、洗浄パイプ４６には供給管４６ｃが接続されていて、これらの供給管４５ｃ、４６ｃは集合管４７に接続されてこの集合管４７が収容タンク３７に接続されている。また、集合管４７にはストレーナー４８とポンプＰ２が組み込まれている。従って、ポンプＰ２が集合管４７の先端４７ａ側から収容タンク３７内の洗浄液Ｓを吸い上げて洗浄パイプ４５、４６側に圧送し、洗浄パイプ４５、４６からアルミニウムスラブ６の下面側あるいは上面側に個別に洗浄液を噴出できるように構成されている。なお、図４の符号５０は、ストレーナー４８から分岐して設けられた分岐管４９に組み込まれた第２のストレーナーである。
【００２６】
前記ポンプＰ１、Ｐ２のうち、ポンプＰ１を高圧大容量ポンプとして噴射ノズル２８ａから高圧の洗浄水を噴射できる構成とする。高圧で洗浄水を噴射するため、水激防止として、シリンダーバルブを使用することが好ましい。
一般的な直動電磁式オンオフ弁ではバルブの開閉速度（流量変化）が急激となりウォーターハンマーが発生しやすい。シリンダーバルブはエアーシリンダーとラック・ピニオンでバルブの開閉を行うため、シリンダーの動作速度を低くすることによりバルブの開閉速度を緩やかに調整することができる。
【００２７】
前記洗浄パイプ２８は上下に昇降自在に設けられているが、前記洗浄パイプ４６は搬送路１４の上方、規定の高さ位置に支持ロッド４４、４４により水平に支持されている。
搬送路１４に設置されて搬送されるアルミニウムスラブ６は生産の要求に応じて種々のサイズがあり、厚さの異なるアルミニウムスラブ６が搬送される場合がある。よって、生産に使用するアルミニウムスラブ６のうちで最も厚いアルミニウムスラブ６を搬送した場合であっても、洗浄パイプ４６がアルミニウムスラブ６の上方に位置するように洗浄パイプ４６の設置高さが設定されている。これに対し洗浄パイプ２８Ａは上下に昇降自在に支持されているので、厚さの異なるアルミニウムスラブ６が搬送路１４を搬送されてきた場合であっても、上下位置を調節することにより、アルミニウムスラブ６の表面から一定距離に洗浄パイプ２８の位置を設定できる。
【００２８】
図２に示す熱間仕上圧延機９Ｂは、シングルミルのリバース式熱間仕上圧延機であり、例えば上下のワークロール３１、３２およびバックアップロール３３、３４と、これらロールの入り側に設置されたリール型の送出巻取装置３５と、出側に設置されたリール型の送出巻取装置３６とを具備してなる。この熱間仕上圧延機９Ｂは、送出巻取装置３５から送り出してワークロール３１、３２間を通過させて熱間圧延した板材を送出巻取装置３６で巻き取る操作と、送出巻取装置３６から再度ワークロール３１、３２間を通過させて熱間圧延した板材を送出巻取装置３５で巻き取る操作を繰り返し必要回数行うとともに、圧延操作の度に徐々にワークロール３１、３２間の間隔を調節することにより、アルミニウム合金の板材を目的の板厚まで熱間圧延する装置である。
【００２９】
前記均熱後、均熱炉７から取り出したアルミニウムスラブ６は通常直ちに熱間粗圧延を開始するが、アルミニウムスラブ６の温度が製品の品質要求に応じた圧延開始温度にならなければ、熱間粗圧延開始を遅延してもよい。熱間粗圧延のパス数は、鋳塊（スラブ）厚さ、仕上げ厚さ、スラブ幅、合金組成などに依存するが、十数パス〜二十数パスの範囲が一般的である。
熱間粗圧延機９Ａは、圧延材が厚い間は、通常圧延機の前後に搬送テーブルが設置された１スタンド式粗圧延機（図１に示す構成の熱間粗圧延機）を用いて圧延する。しかし、板が薄くなると、必要な搬送路１４のテーブル長が長くなり、板の自重によるたるみも大きくなり、板の冷却も生じ易くなる。そのため、搬送テーブルで保持するには、板厚が十数ｍｍ以上必要である。この最低板厚は、コイル重量や板幅に依存するが、工業的に用いられている重量・幅の場合、１６ｍｍ程度以上であることが好ましい。
上述の厚さよりもアルミニウム合金の板材が薄くなった場合に、図２に示す構成の熱間仕上圧延機９Ｂで熱間仕上げ圧延を行う。
【００３０】
熱間仕上げ圧延は、例えば図２に示すようなシングルミルのリバース式熱間仕上圧延機９Ｂを使用して行うことができる。
圧延機の両側に巻取装置３５、３６があるシングルミルのリバース式熱間仕上圧延機９Ｂを使用することにより、熱間仕上板厚を小さくできる。
これらの熱間圧延後、図１に示す冷間圧延機１０により必要回数の冷間パスを行い、必要に応じて中間焼鈍を行い、目的の板厚および性質のアルミニウム合金板を得ることができる。
【００３１】
冷間圧延機１０は、例えば、図１（ｇ）に示すように上下のワークロール５１、５２及びバックアップロール５３、５４と、これらロールの入り側に設置されたリール型の送出巻取装置５５と、出側に設置されたリール型の送出巻取装置５６とを具備してなる。
この冷間圧延機１０は、送出巻取装置５５から送り出してワークロール５１、５２間を通過させて冷間圧延した板材を送出巻取装置５６で巻き取る操作を繰り返し必要回数行うとともに、圧延操作の度に徐々にワークロール５１、５２間の間隔を調節することにより、アルミニウム合金の板材を目的の板厚まで冷間圧延する装置である。
【００３２】
本実施形態のアルミニウムスラブの洗浄装置を用いて前記熱間粗圧延機９Ａに入る前段階のアルミニウムスラブ６の表面を洗浄する作業について以下に説明する。
加熱炉７において５００〜６１０℃程度で均熱処理されたアルミニウムスラブ６はピットクレーン８の爪部８ａにより把持され、加熱炉７から出されて搬送され、図３に示す搬送炉１４の搬入エリア２６に水平に設置される。ここで搬送路１４に搬送されたアルミニウムスラブ６には、加熱炉７において加熱処理中に空気中の塵埃等が表面に付着されることがある。また、アルミニウムスラブ６を把持したピットクレーン８の爪部８ａから爪部８ａを構成する鉄鋼の一部が剥離し、アルミニウムスラブ６の表面に鉄酸化物等の異物として付着することがある。あるいは、ピットクレーン８の爪部８ａから自由落下した酸化皮膜などの異物がアルミニウムスラブ６の表面に付着していることがある。
【００３３】
搬入エリア２６から搬送路１４に沿って熱間粗圧延機９Ａ側にアルミニウムスラブ６を移動させると、アルミニウムスラブ６の先端側が洗浄パイプ４５、４６の間を通過するので、洗浄パイプ４５、４６からの洗浄液の噴出によってアルミニウムスラブ６の上方と下方からアルミニウムスラブ６の上面と下面を予備洗浄することができる。
次に、アルミニウムスラブ６の先端側は、洗浄パイプ４５、４６の間を通過した後、洗浄パイプ２７と洗浄パイプ２８の間に到達するので洗浄パイプ２７の複数の噴射ノズル２７ａから洗浄液をアルミニウムスラブ６の下面に噴射し、洗浄パイプ２８の複数の噴射ノズル２８ａから噴出させた洗浄液にてアルミニウムスラブ６の上面を洗浄する。
【００３４】
アルミニウムスラブ６の洗浄を行う場合、搬送路１４に設置されたアルミニウムスラブ６の厚さを把握しておき、昇降機構２９により洗浄パイプ２８の上下位置調節を行い、アルミニウムスラブ６の上面から上方２００ｍｍ〜３００ｍｍ、例えば、上方２６０ｍｍの位置に洗浄パイプ２８を固定してから洗浄を行うことが好ましい。
また、洗浄を行う場合に各噴射ノズル２８ａから噴射させる洗浄液の噴射圧力は２０〜５０ｋｇｆ／ｃｍ２（２〜５ＭＰａ）、例えば、３０ｋｇｆ／ｃｍ２を選択することができ、噴射のために洗浄パイプ２８に供給する洗浄液の流量を５００〜１５００Ｌ／分、例えば、１０００Ｌ／分に設定することができる。
【００３５】
洗浄液の噴射圧力及び噴射量は、異物の除去効果に影響するので２０〜５０ｋｇｆ／ｃｍ２の範囲が好ましい。
洗浄液の噴射圧力及び噴射量が上述の下限値未満では、異物除去効果が不十分となりやすい。また、噴射ノズル２８ａから噴射される洗浄液の幅方向展開力が弱くなり、アルミニウムスラブ６の表面全体をカバーできなくなる。また、均熱処理後の温度の高いアルミニウムスラブ６に洗浄液を吹き付けるので、洗浄液の蒸発による気層膜生成の影響で異物除去効果が低下する。
噴射ノズル２８ａの先端からアルミニウムスラブ６の上面までの距離（高さ）は、アルミニウムスラブ６の上面への洗浄液の到達力を確保し、気相膜の生成による影響を得ないために重要である。下限値未満では洗浄力不足となり、上限値を超えると洗浄液散乱による洗浄効果低下が起こり易い。
【００３６】
洗浄パイプ２８の高さ位置を固定してから噴射ノズル２８ａによりアルミニウムスラブ６の全幅に相当する領域に上述の範囲の噴射圧力で洗浄液を吹き付けつつ洗浄するので、アルミニウムスラブ６の表面に比較的強く固着している異物まで確実に除去することができる。このため、後工程の熱間圧延と冷間圧延において板材の表面に異物や亀裂などを生じさせることなくアルミニウム合金板材を製造することができる。
【００３７】
なお、アルミニウムスラブ６の表面は熱間圧延前には、６００℃未満、例えば、４００〜５５０℃の温度に維持された状態で搬送路１４に搬送されてくるので、数百℃の温度のアルミニウムスラブ６に洗浄液を吹き付けて洗浄することとなる。洗浄液は熱間圧延油をわずかに含んだ水溶液であるので、アルミニウムスラブ６の表面に吹きかけられた際、短時間で蒸発する。ここで噴射量が少なく、蒸発量の方が多いようであると、アルミニウムスラブ６の表面は洗浄されずに気相膜を形成した状態で保護されてしまう。この気相膜を突き破ってアルミニウムスラブ６の表面を充分に洗浄し、付着した酸化物等の異物を除去するために、上述のように噴射圧力を２０〜５０ｋｇｆ／ｃｍ２、洗浄液の流量を５００〜１５００Ｌ／分の範囲とすることが好ましい。
この範囲の噴射圧力と噴射量とするならば、アルミニウムスラブ６の表面に付着している酸化物等の異物を確実に除去することができる。
【００３８】
上述の工程において、熱間粗圧延前のアルミニウムスラブ６の表面に付着あるいは残留していた異物を噴射ノズル２８ａからの洗浄操作により充分に除去しているので、冷間圧延後に得られた薄板材の表面に異物が存在することがなく、表面に異物の存在に起因する凹凸や剥離状欠陥、気泡状欠陥、キズ状欠陥を有していない。
【００３９】
なお、前述の洗浄工程において、噴射ノズル２８ａによる洗浄を終了した場合あるいはアルミニウムスラブ６がラインに搬入されていない場合等は洗浄水の噴射を停止しているが、この噴射停止状態においてはポンプＰ１の回転数を低下させるとともに洗浄水を噴射ノズル２８ａを介さずに分岐管４１、ストレーナー４２を介して収容タンク３７に戻すラインに切り替えることが好ましい。
この際に高圧でバルブ切替を行うとウォーターハンマーを起こして大きな音や配管の破損に繋がるため、低圧にしてバルブを切り替える。また、洗浄水を循環使用しており、洗浄水の収容タンク３７がポンプＰ１より下にあるため、吸引時に過負荷やエアー巻込に因るトラブルを防止できる。さらに、低速回転ではポンプＰ１が不安定になるため、ある一定以上の回転数を保持しておくことが好ましい。
【００４０】
得られたアルミニウム合金薄板材の用途が缶ボディなどの場合は、一例として、図５に示す工程に従い缶ボディを製造する。
冷間圧延により得られた薄板材を打ち抜いて図５（ａ）に示すような円板状のブランク材Ｗを形成し、この板材Ｗをカッピングプレスによって絞り加工することにより図５（ｂ）に示すような底の浅いカップ体Ｗ１に成形し、ＤＩ加工装置によって、カップ体Ｗ１に再絞りしごき加工をおよび張り出し加工によるドーム成形を施して有底円筒体Ｗ２を形成する。
【００４１】
このＤＩ加工装置による再絞り加工は、カップ体Ｗ１をパンチスリーブと再絞りダイとの間に配置し加工することで所定のカップ径とした後、複数のアイアニング・ダイを順次通過させることで徐々にしごき加工し、カップ体Ｗ１の側壁をしごいて伸張させる。このしごき加工が終了した有底筒状体Ｗ２の底部をボトム成形金型に押圧することで底部にドーム部１２を有した缶状体１５を得ることができる。
このように冷間加工後に得られた薄板材から缶状体１５を製造する場合、薄板材に繰り返し塑性加工を施すことから、薄板材の一部に異物の混入、キズや欠陥、凹凸などの欠陥部があると、製造途中で加工割れを引き起こす問題がある。上述したように、冷間加工後の薄板材の表面に異物が存在することがなく、表面に異物の存在に起因する凹凸や剥離状欠陥、気泡状欠陥、キズ状欠陥を有していないようであるならば、薄肉の缶状体１５を製造しても加工割れを引き起こすことなくピンホールなどの欠陥部分の無い高品質の缶体を製造することができる。
また、冷間加工後の薄板材が印刷版用あるいは光輝材などのように表面品質要求の高い品種であっても、エッチング欠陥や外観不良などの品質問題を引き起こすことのない薄板材を提供できる。
【００４２】
本実施形態に係るアルミニウムスラブの洗浄装置は、厚さが異なるアルミニウムスラブ６が搬送路１４に設置された場合、昇降機構２９により洗浄パイプ２８の高さ位置を上下調節してアルミニウムスラブ６の上面から２００ｍｍ〜３００ｍｍ、例えば、上方２６０ｍｍの位置に洗浄パイプ２８を常に配置して洗浄するので、アルミニウムスラブ６がいずれの厚さのものであっても常に一定の洗浄効果を得ることができる。
このため、アルミニウムスラブ６の厚さが異なる場合であっても常に有効な洗浄効果を得ることができる。
【実施例】
【００４３】
熱間粗圧延機と熱間圧延機を並設した熱間圧延ラインに、（Ｓｉ：０．２５％（質量％以下同じ）、Ｆｅ：０．４５％、Ｃｕ：０．２３％、Ｍｎ：０．９０％、Ｍｇ：０．９５％、Ｃｒ：０．０３％、Ｚｎ：０．１５％、Ｔｉ：０．０３％、残部Ａｌ及び不可避不純物）の組成を有する試験用アルミニウム合金のアルミニウムスラブを投入した。
アルミニウムスラブは、幅１１００ｍｍ、高さ４．５ｍ、厚さ６００ｍｍであり、１３ｍｍ面削した後、このアルミニウムスラブに５４５℃で２時間、均熱処理を施した。均熱処理後、加熱炉からアルミニウムスラブをピットクレーンで搬送し、熱間粗圧延機上流側の搬送路に水平に設置した。アルミニウムスラブは高さ方向を搬送方向に沿わせて水平に配置した。
【００４４】
アルミニウムスラブを搬送途中で洗浄装置により洗浄した。外径６５ｍｍ、長さ２４００ｍｍ、下面に２１個の噴射ノズルを９．５ｃｍおきに配置した洗浄パイプをアルミニウムスラブの上方２６０ｍｍの位置に水平に設置した。噴射ノズルから、噴射圧力３．０ＭＰａ、洗浄パイプに流す洗浄液の流量１０００Ｌ／分の割合で（水に水溶性圧延油０．０５％を添加したクーラントからなる洗浄液を）アルミニウムスラブの表面前面に噴出させて洗浄した。
このアルミニウムスラブに熱間粗圧延機により板厚２０ｍｍまで熱間粗圧延した後、熱間仕上圧延機を使用して仕上げ板厚４．５ｍｍ、仕上温度３３０℃となるように熱間仕上圧延を行った。この後、冷間圧延機にて圧下率７０％で第１冷間圧延を施し、第１中間焼鈍３５０℃で２０秒間行い、第２冷間圧延を圧下率２０％で行い、第２中間焼鈍を５５０℃で２０秒間行い、最終冷間圧延を圧下率６７％で行い板厚０．３６ｍｍの薄板材を得た。
【００４５】
以上の生産工程に対し、アルミニウムスラブの洗浄を行う場合、アルミニウムスラブの種類によらず、洗浄パイプを搬送路の上方１２５０ｍｍ位置に固定して配置し、各噴射ノズルからの噴射圧０．５ＭＰａ、流量５００Ｌ／分の割合で洗浄した。
それぞれの洗浄方法にて他の圧延条件は同等にして１ヶ月ずつ操業して得た薄板材を比較したところ、洗浄パイプを固定して洗浄した洗浄方法により生産では剥離状欠陥、気泡状欠陥、気泡が圧延により延ばされたようなトンネル状欠陥の発生率が、０．７７％であった。これに対し、洗浄パイプをアルミニウムスラブの上方２６０ｍｍの位置に移動させて洗浄しつつ生産した薄板材においてこれらの欠陥発生率は０．２２％に減少した。
この欠陥発生率は、薄板ライン内に設置されているキズ検査装置で検出し、異物起因の欠陥発生と判断された結果である。
【符号の説明】
【００４６】
１…溶解炉、２…アルミニウム合金溶湯、３…鋳造型、５、６…アルミニウムスラブ、７…加熱炉、８…ピットクレーン、８ａ…爪部、９…熱間圧延機、９Ａ…熱間粗圧延機、９Ｂ…熱間仕上圧延機、２１、２２…ワークロール、１４…搬送路、１４Ａ…搬送ローラ、１６…搬送路、１６Ａ…搬送ローラ、２６…搬入エリア、２７…洗浄パイプ、２７ａ…噴射ノズル、２８…洗浄パイプ、２８ａ…噴射ノズル、２９…昇降機構、３０…支持板、３１、３２…ワークロール、３７…収容タンク、Ｐ１、Ｐ２…ポンプ、４５、４６…洗浄パイプ。
【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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