(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属帯表面の異物を除去する粘着性ロールを具える異物除去装置であって、
前記粘着性ロールの周面のＪＩＳ−Ａ硬度Ｘ及び慣性モーメントＹが下記式（１）〜（３）を満たすことを特徴とする異物除去装置。
記
５°≦Ｘ≦４５°・・・・・・・・・・・・・・・（式１）
Ｙ≦８８２Ｎ・ｍ２・・・・・・・・・・・（式２）
Ｘ≧０．５(ｌｏｇ１０（Ｙ／９．８）＋２．５)２＋３．９・・・（式３）
【請求項２】
粘着性ロールは、金属帯のパスラインを挟む対であり、一方の粘着性ロールの軸心と、他方の粘着性ロールの軸心を前記パスラインの方向にずらして配置する、請求項１に記載の異物除去装置。
【請求項３】
金属帯の調質圧延機を具え、該調質圧延機の金属帯入側に、請求項１または２に記載の異物除去装置を具えることを特徴する調質圧延設備。
【請求項４】
金属帯を調質圧延するに当り、調質圧延に先立ち、請求項１または２に記載の異物除去装置を用いて、前記粘着性ロールを金属帯に押し付けて異物を除去することを特徴とする調質圧延方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、金属帯の表面の異物を除去する粘着性ロールを具える異物除去装置、異物除去装置を具える調質圧延設備、及び、異物除去装置を用いた調質圧延方法に関する。ここで、金属帯とは、鋼帯を典型例とし、その他アルミニウム合金や銅合金などの非鉄合金帯を意味し、以下、典型例である鋼帯を対象として説明するが、鋼帯に限られないことは勿論である。
【背景技術】
【０００２】
鋼帯は、スラブなどの鋼素材に熱間圧延そして冷間圧延を施すことにより得られる。冷間圧延後は、焼鈍を施し、必要に応じて鋼帯に調質圧延を施す。かかる調質圧延は、鋼帯を軽微に圧下し、該鋼帯の表面性状及び／又は形状を微調整するものである。
【０００３】
ところで、前段の冷間圧延後の鋼帯を調質圧延する場合、冷間圧延後の鋼帯の表面を清浄化するためのクリーニングラインを通すことが通例であるが、クリーニングラインを通した後、鋼帯がピンチロールやコンベアを通ると、それらに付着した摩耗粉（金属粉やゴム粉）や埃等の異物が鋼帯表面に付着することとなる。次いで、金属粉や埃等が表面に付着した鋼帯をそのまま調質圧延に供すると、鋼帯表面に傷が付いてしまう。この傷は、極薄の鋼帯において大きな影響を与えることから、特に薄い鋼帯を調質圧延する場合に問題となる。
【０００４】
その対策として、特許文献１には、異物除去装置を具える調質圧延設備を使用して、調質圧延前の鋼帯に粘着性を有するロール（粘着性ロール）を接触させ、鋼帯表面の金属粉や埃等を事前に取り除き、調質圧延時に鋼帯表面が傷付くことを抑制する発明が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平０５−５０１２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載の粘着性ロールは、粘着力を維持したまま長期にわたって使用することが難しく、早期に寿命を迎えることが問題であった。すなわち、粘着性ロールが、早期に劣化するため、ロール交換頻度が高くなってしまう虞がある。ロール交換頻度が高くなると、鋼帯の生産性が低下するだけでなく、交換にコストも要することとなる。そのことから、長期使用に耐え得る、耐久性の向上した粘着性ロールが希求されている。
【０００７】
従って、この発明の目的は、粘着性を維持しつつも、耐久性の向上した粘着性ロールを具えた異物除去装置を提供することにある。また、この発明の更なる目的は、かかる異物除去装置を用いた異物除去方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため、第一発明は、金属帯表面の異物を除去する粘着性ロールを具えた異物除去装置であって、粘着性ロールの周面のＪＩＳ−Ａ硬度Ｘが、５≦Ｘ≦４５°の範囲にあり、慣性モーメントＹが、８８２Ｎ・ｍ2以下であり、かつ、Ｘ≧０．５(ｌｏｇ10（Ｙ／９．８）＋２．５)2＋３．９を満たすことを特徴とする異物除去装置である（以下、「ＪＩＳ−Ａ硬度」を「硬度」と略す）。
尚、本発明において、慣性モーメントＹは、粘着性ロールの重量をＷ（ｋｇｆ）、粘着性ロールの径をＤ（ｍ）として、１／２×Ｗ×Ｄ2で表されるＧＤ2（ｋｇｆ・ｍ2）を、ＳＩ単位（Ｎ・ｍ2）に換算したものを意味するものとする。
【００１２】
また、粘着性ロールは、金属帯のパスラインを挟む対であり、一方の粘着性ロールの軸心と、他方の粘着性ロールの軸心を前記パスラインの方向にずらして配置することが好ましい。
【００１３】
第二発明は、金属帯の調質圧延機を具え、該調質圧延機の金属帯入側に、上述の異物除去装置を具えることを特徴する調質圧延設備である。
【００１４】
第三発明は、金属帯を調質圧延するに当り、調質圧延に先立ち、上述の異物除去装置を用いて、粘着性ロールを金属帯に押し付けて異物を除去することを特徴とする調質圧延方法である。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、粘着性を維持しつつ、耐久性の向上した粘着性ロールを具えた異物除去装置を提供することが可能となる。また、この発明によれば、かかる異物除去装置を具える調質圧延設備を提供することが可能となる。更に、この発明によれば、粘着性ロールの使用期間を延ばし得る、異物除去装置を用いた調質圧延方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】鋼帯を酸洗するクリーニングラインを示した図である。
【図２】この発明に従う異物除去装置を具えた調質圧延設備を示した図である。
【図３】粘着性ロールの耐久性及び粘着性と、硬度及び慣性モーメントとの相関関係を示した図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、図面を参照しつつ、この発明の実施形態を説明する。図１は、調質圧延に供する鋼帯を清浄するクリーニングラインを示した図である。図２は、この発明に従う異物除去装置を具える調質圧延設備を示した図である。図３は、粘着性ロールの耐久性及び粘着性と、硬度及び慣性モーメントとの相関関係を示した図である。尚、図示例では、この発明に従う異物除去装置は調質圧延設備に取り付けて使用しているが、その使用はこれに限定されるものではなく、その他の工程にて鋼帯表面の金属粉や埃等を取り除くことに使用し得ることは勿論である。
【００１８】
さて、冷間圧延後に焼鈍を施した鋼帯を調質圧延する場合、該調質圧延に供する鋼帯は、クリーニングラインを経た後、調質圧延に供される。そこで、図１を参照しつつ、調質圧延に供する鋼帯を洗浄するクリーニングライン１について説明する。図示例のクリーニングライン１は、アルカリ液槽２、ブラシ槽３及びリンス槽４を有するクリーニング設備５を具えている。かかるクリーニングライン１に鋼帯６を通す場合には、まず、コイル７から巻出した鋼帯６を、クリーニング設備５に通して、アルカリ液によりクリーニングすることにより、鋼帯表面に付着している汚れを洗浄する。次いで、洗浄された鋼帯６をピンチロール８及びコンベア９により鋼帯６の送り方向に誘導し、鋼帯６をコイラー１０に巻き取る。ここで、鋼帯６がピンチロール８及びコンベア９を通ると、それらに付着した金属粉や埃等の異物が鋼帯表面に付着することとなる。金属粉や埃等が表面に付着した鋼帯６をそのまま調質圧延に供すると、上述した通り、鋼帯１の表面が傷付いてしまう。特に、ピンチロール８との接触が不可避である鋼帯６の先尾端における付着が顕著である。
【００１９】
かかる金属粉や埃等の異物を取り除くために、図２に示す、異物除去装置１１を具えた調質圧延設備１２を用いる。すなわち、異物除去装置１１は、調質圧延機を構成する２つの圧延スタンド１３、１３の上流に設けられており、鋼帯６と直接接触し、かつ、周面部分に粘着性を有する一対の粘着性ロール１４、１４を具える。かかる粘着性ロール１４は、その周面の硬度Ｘが、５≦Ｘ≦４５°の範囲にあり、慣性モーメントＹが、９８０Ｎ・ｍ２以下であり、かつ、Ｘ≧０．５(ｌｏｇ１０（Ｙ／９．８）＋２．５)２＋３．９を満たすことが肝要である。更に、一方の粘着性ロール１４の軸心と、他方の粘着性ロール１４の軸心をパスラインの方向にずらして配置し、両者をオフセット配置とすることが好ましい。また、圧延スタンド１３は、鋼帯６と直接接触する一対のワークロール１５、１５と、それらワークロール１５、１５を支持する一対のバックアップロール１６、１６により構成されている。
尚、粘着性ロール１４は、例えば粘着性を有するゴム層を表面にライニングした粘着性ゴムロールを用いることができる。
かかる調質圧延設備１２を用いて鋼帯を調質圧延する際には、まず、冷間圧延を経た鋼帯６を巻き取ったコイル７をコイラー９にセットし、そのコイル７から調質圧延設備１２に鋼帯６を巻出す。次いで、コイル７から巻き出した鋼帯６を、一対の粘着性ロール１４、１４により挟み込んで両ロール間を通すことにより、鋼帯表面に付着した金属粉や埃等を取り除く。このとき、一対の粘着性ロール１４、１４は、オフセット配置となっていることから、各粘着性ロール１４に負荷される圧力が小さくなり、粘着性ロール１４が劣化するまでの期間が長くなることから、粘着性ロール１４の使用寿命が延びる。更に、粘着性ロール１４に対し、鋼帯６が接触する面積が大きくなることから、鋼帯表面に付着した金属粉や埃等を効果的に取り除くことが可能となる。そして、金属粉や埃等を除去した鋼帯６を、ワークロール１５、１５間を所定の圧力で圧下しつつ通すことにより、例えば、鋼帯表面を調質する。
【００２０】
ここで、上述した用途の粘着性ロールについて、発明者らは、その耐久性を向上する条件に関して鋭意究明したところ、耐久性が該ロールの慣性モーメント及び硬度に依存することを新たに見出した。すなわち、５００００ｋｍ分の鋼帯６の表面に粘着性ゴムロールである粘着性ロール１４を押し付けて回転させた場合に、粘着性ロール１４の基本性能として、鋼帯表面の金属粉又は埃等を取り除くに充分な粘着性を維持しつつも、耐久性を向上させることを満たす、慣性モーメント及び硬度の範囲を調査した。その結果、図３に示すが如く、粘着性ロールの粘着性を維持しつつも、耐久性を向上させる条件は、硬度Ｘが、５≦Ｘ≦４５°の範囲にあり、慣性モーメントＹが、９８０Ｎ・ｍ２以下（１００ｋｇｆ・ｍ２以下）であり、かつ、Ｘ≧０．５(ｌｏｇ１０（Ｙ／９．８）＋２．５)２＋３．９を満たすことにあることが判った。粘着性ロール１４の硬度が５°未満となると、粘着性は向上するものの、耐久性が充分に確保されない。一方、粘着性ロール１４の硬度が４５°を超えると、耐久性は向上するものの、粘着性が充分に確保されない。また、粘着性ロール１４の硬度が５≦Ｘ≦４５°の範囲にあったとしても、慣性モーメントＹが９８０Ｎ・ｍ２を超える場合には、回転時のロールへのダメージが大きく、摩耗や剥離が発生するため、粘着性ロール１４の耐久性が充分に確保されない。更に、硬度及び慣性モーメントは、ロールダメージの観点から硬度が低い場合には、許容される最低の慣性モーメントは小さく、硬度が高い場合には許容される慣性モーメントは大きくなる。このような観点から、慣性モーメントと硬度との関係を検討した結果、Ｘ≧０．５(ｌｏｇ１０（Ｙ／９．８）＋２．５)２＋３．９を満たすことが肝要であることを見出した。尚、粘着性ロール１４の製造限界となる慣性モーメントは、約９．８×１０−４Ｎ・ｍ２程度である。
【００２１】
また、粘着性ロール１４の粘着性を維持しつつも、耐久性をより好適に向上させる観点から、粘着性ロール１４の慣性モーメントＹは、９．８＜Ｙ≦９８Ｎ・ｍ２の範囲にあり、硬度Ｘは、１０≦Ｘ≦４５°の範囲にあることが好ましい。あるいは、粘着性ロール１４の慣性モーメントＹは、９８＜Ｙ≦９８０Ｎ・ｍ２の範囲にあり、硬度Ｘは、１４≦Ｘ≦４５°の範囲にあることが好ましい。あるいは、粘着性ロール１４の慣性モーメントＹは、０．９８＜Ｙ≦９．８Ｎ・ｍ２の範囲にあり、硬度Ｘは、７≦Ｘ≦４５°の範囲にあることが好ましい。
【００２２】
また、発明者は、鋼帯表面における金属粉や埃等の堆積量の分布を調査したところ、上述したように、ピンチロール等との接触機会の多い、鋼帯の先尾端にて金属粉や埃等の堆積量が最も大きいことを見出した。そのことから、粘着性ロール１４を鋼帯６の先尾端に押し付けて金属粉及び埃等を取り除くことにより、鋼帯表面の金属粉や埃等を効率よく取り除くことができることがわかった。このように、粘着性ロール１４の押付け範囲を鋼帯６の先尾端に限定することにより、粘着性ロール１４が劣化するまでの期間が長くなることから、粘着性ロール１４の使用寿命を更に延ばすことが可能となる。このため、粘着性ロール１４による異物の除去を、鋼帯６の先尾端に限定して行うことが好ましい。
【００２３】
尚、上述したところは、この発明の実施形態の一部を示したにすぎず、この発明の趣旨を逸脱しない限り、これらの構成を相互に組み合わせたり、種々の変更を加えたりすることができる。
【実施例１】
【００２４】
次に、以下の２通りの方法により鋼帯を調質圧延した。第一の方法は、この発明に従う粘着性ロールを具えた異物除去装置を用いて、鋼帯表面の異物を取り除いた後、鋼帯を調質圧延する方法である。粘着性ロールは、ロール径が２００ｍｍであり、ロール軸長が１２００ｍｍであり、硬度が２０°の粘着性ゴムロールであり、慣性モーメントが９．８Ｎ・ｍ２である。第二の方法は、異物除去装置を用いずに、鋼帯を直接調質圧延する方法である。
【００２５】
上記２通りの方法を経て調質圧延された鋼帯は、目視及びＣＣＤカメラによる欠陥検出器により表面欠陥の個数をカウントすることにより、品質不適合発生率を算出し、両者を比較することで評価した。
【００２６】
その結果、調質圧延された鋼帯の品質不適合発生率は、異物除去装置を使用しないで調質圧延した場合には、３．０％であったのに対し、この発明に従う異物除去装置を使用した後に調質圧延した場合には、０．６％であった。
【実施例２】
【００２７】
また、表１に示す種々の硬度及び慣性モーメントを有する複数の粘着性ロールを作製し、その耐久性及び粘着性を評価した。
【００２８】
【表１】
0005786313.tif 000002
【００２９】
粘着性ロールの粘着性は、各種粘着性ロールを５００００ｋｍ分の鋼帯に押し付けて回転させた後に、鋼帯表面の金属粉又は埃等を取り除くに充分な粘着性を維持しているか否かで評価し、十分な粘着性を維持している場合は○、粘着性が不十分な場合は×とした。また、粘着性ロールの耐久性は、各種粘着性ロールを５００００ｋｍ分の鋼帯に押し付けて回転させた後に、粘着性ロールに破損が生じているか否かで評価し、破損が認められない場合は○、破損が認められる場合は×とした。それらの評価結果を表１に示す。
【００３０】
表１の結果から明らかなように、粘着性ロールの硬度及び／又は慣性モーメントが、この発明の範囲外となると、粘着性ロールの粘着性及び耐久性が確保されないことがわかる。
【実施例３】
【００３１】
更に、以下の２通りの方法により、上記した異物除去装置を用いて鋼帯表面の異物を除去した。第一の方法は、この発明に従う粘着性ロールを具えた異物除去装置を用いて、鋼帯の全長に亘って異物を除去する方法である。第二の方法は、同様に異物除去装置を用いるが、鋼帯の先尾端に限定して異物を除去する方法である。尚、鋼帯は、幅が約１ｍであり、全長が約１００００ｍであり、鋼帯の先尾端は、先端が８０ｍであり、後端が４０ｍである。また、粘着性ゴムローラの押付け速度は、２００ｍ／ｍｉｎである。
【００３２】
上述の２通りの方法を採用し、夫々同一速度で鋼帯表面の異物を除去し続けると、第一の方法を採用した場合には、粘着性ロールが劣化して使用できなくなるまでの期間が１ヶ月であったのに対し、第二の方法を採用した場合には、粘着性ロールが劣化して使用できなくなるまでの期間が３年であった。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
以上の説明から明らかなように、この発明によって、粘着性を維持しつつ、粘着性ロールの耐久性の向上した粘着性ロールを具えた異物除去装置を提供することが可能となった。また、かかる異物除去装置を具える調質圧延設備を提供することが可能となった。更に、粘着性ロールの使用期間を延ばし得る、異物除去装置を用いた調質圧延方法を提供することが可能となった。
【符号の説明】
【００３４】
１  クリーニングライン
２  アルカリ液槽
３  ブラシ槽
４  リンス槽
５  クリーニング設備
６  鋼帯
７  コイル
８  ピンチロール
９  コンベア
１０  コイラー
１１  異物除去装置
１２  調質圧延設備
１３  圧延スタンド
１４  粘着性ロール
１５  ワークロール
１６  バックアップロール
【図１】
0005786313.tif 000003
【図２】
0005786313.tif 000004
【図３】
0005786313.tif 000005