(57)【要約】【課題】浮遊スカムとスラッジの両方をラインタンクから排出し、循環タンクに戻すことで、常にラインタンク内の洗浄液を清浄に保ちてる鋼板の洗浄設備を提供する。【解決手段】本発明の鋼板の洗浄設備は、洗浄される鋼板が通過するラインタンク１と、ラインタンク１に洗浄液を供給及び循環するための循環タンク２と、循環タンク２内の洗浄液をラインタンク１に供給する循環ポンプ７と、ラインタンク１内に堆積したスラッジ１１を洗浄液と共に、ラインタンク１の底に設けた排出口１ａから循環タンク２に戻す底抜き配管系統６と、ラインタンク１内のスカム１２を洗浄液と共に、ラインタンク１の液面部に設けたオーバーフロー口１ｂから循環タンク２に戻すオーバーフロー配管系統５と、を備える。【選択図】図１
2008214716.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄される鋼板が通過するラインタンクと、
前記ラインタンクに洗浄液を供給及び循環するための循環タンクと、
前記循環タンク内の洗浄液を前記ラインタンクに供給する循環ポンプと、
前記ラインタンク内に堆積したスラッジを洗浄液と共に、前記ラインタンクの底に設けた排出口から前記循環タンクに戻す底抜き配管系統と、
前記ラインタンク内のスカムを洗浄液と共に、前記ラインタンクの液面部に設けたオーバーフロー口から前記循環タンクに戻すオーバーフロー配管系統と、を備える鋼板の洗浄設備。
【請求項２】
前記洗浄設備はさらに、
前記循環ポンプに接続されると共に、ノズルから洗浄液を噴出して前記ラインタンクに堆積したスラッジを前記排出口に集める給液ヘッダを備えることを特徴とする請求項１に記載の鋼板の洗浄設備。
【請求項３】
前記ラインタンクの底部の側面形状は、一対の傾斜面を有するＶ字形状に形成され、
前記給液ヘッダは、前記一対の傾斜面それぞれに対応して設けられることを特徴とする請求項２に記載の鋼板の洗浄設備。
【請求項４】
前記底抜き配管系統には、
スラッジ及び洗浄液を前記ラインタンクの底の前記排出口から前記循環タンクに戻し、かつスカム及び洗浄液を前記ラインタンクの前記オーバーフロー口から前記循環タンクに戻せるように、開度を調整できる底抜き弁が設けられることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の鋼板の洗浄設備。
【請求項５】
前記給液ヘッダのノズルは、１〜３ｍ／秒の流速で、かつ水平方向から３０度〜６０度下向きに洗浄液を噴射することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の鋼板の洗浄設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷延鋼板製造ラインに設置され、鋼板表面の圧延残留物を薬液にて洗浄する鋼板の洗浄設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷間圧延された鋼板表面には、圧延油、鉄粉、それらの反応生成物である鉄石けんなどが付着する。付着物は、後工程の焼なまし工程で炭化物となって板面に残り、使用上有害である。このため、冷間圧延された鋼板は表面が洗浄された後、焼きなまし処理あるいはメッキ処理が施される。
【０００３】
鋼板の洗浄は、アルカリ液などの洗浄液に鋼板を浸漬することで行われる。洗浄液は冷間圧延された鋼板が通過するラインタンクに溜められる。従来の洗浄設備の一般的な設備構成には、以下の二種類がある。
【０００４】
一つは、初期の建設コストを低減するために、図６に示されるように、循環タンクを持たずにラインタンク２１内で洗浄液を循環させる洗浄設備である。洗浄液を循環させることで、新液（新しい清浄な洗浄液）を使用する量を減らすことができ、コストを削減できる。ラインタンク２１内の洗浄液は通過する鋼板に持ち去られるので、その分の新液（新しい清浄な洗浄液）がラインタンク２１に供給される。
【０００５】
もう一つは、ラインタンクと循環タンクを持ち、ラインタンク液面部に設けられたオーバーフローダクトから流れ出す洗浄液を循環タンクに戻し、洗浄液を循環させる洗浄設備である。循環タンクを持つ洗浄設備としては、例えば、ラインタンクのオーバーフローダクトからの戻り配管上にろ過材タンクを設置した洗浄設備（特許文献１参照）、オーバーフローダクトとＵ字管とを併用して消泡効果を得ようとした洗浄設備（特許文献２参照）、ラインタンクのオーバーフローダクトから洗浄液が戻される循環タンクに、仕切り板を設置し、循環タンク内のスカム及びスラッジを除去し、スカム及びスラッジが除去された洗浄液をラインタンクに供給する洗浄設備（特許文献３参照）が知られている。
【特許文献１】特開平９−２６３９７９号公報
【特許文献２】特開平４−３７１５９１号公報
【特許文献３】特開平６−１２２９８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
いずれの洗浄設備においても、ラインタンク内で鋼板の付着物が洗い落とされるので、ラインタンク内にスカムが発生し、スラッジが堆積する。スカムは、圧延油と洗浄液のアルカリが反応して生成した石けんであり、ラインタンクの液面をふわふわと浮遊する。一方、スラッジは主に鉄分であり、ラインタンク内に堆積する。
【０００７】
前者の洗浄設備にあっては、洗浄によって発生したスラッジや浮遊スカムがラインタンク内に蓄積する。この量が増えると異物が鋼板に再度付着し、洗浄不良となる。これを防止するためには、頻繁にラインタンク内の洗浄液を入れ替え、清掃する必要があった。
【０００８】
後者の洗浄設備にあっては、浮遊スカムはラインタンクから排出できても、スラッジはラインタンクの底部に堆積してしまう。スラッジを除去するため、やはり頻繁にラインタンク内の洗浄液を入れ替え、清掃する必要があった。
【０００９】
鋼板が通過するのはラインタンクである。ラインタンク内の洗浄液をいかに清浄に保てるかが、品質の良い鋼板を製造する上で大切になる。そこで本発明は、浮遊スカムとスラッジの両方をラインタンクから排出し、循環タンクに戻すことで、常にラインタンク内の洗浄液を清浄に保ち、洗浄液の持つ鋼板の洗浄能力を十分に発揮できる鋼板の洗浄設備を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、洗浄される鋼板が通過するラインタンクと、前記ラインタンクに洗浄液を供給及び循環するための循環タンクと、前記循環タンク内の洗浄液を前記ラインタンクに供給する循環ポンプと、前記ラインタンク内に堆積したスラッジを洗浄液と共に、前記ラインタンクの底に設けた排出口から前記循環タンクに戻す底抜き配管系統と、前記ラインタンク内のスカムを洗浄液と共に、前記ラインタンクの液面部に設けたオーバーフロー口から前記循環タンクに戻すオーバーフロー配管系統と、を備える鋼板の洗浄設備である。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の鋼板の洗浄設備において、前記洗浄設備はさらに、前記循環ポンプに接続されると共に、ノズルから洗浄液を噴出して前記ラインタンクに堆積したスラッジを前記排出口に集める給液ヘッダを備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の鋼板の洗浄設備において、前記ラインタンクの底部の側面形状は、一対の傾斜面を有するＶ字形状に形成され、前記給液ヘッダは、前記一対の傾斜面それぞれに対応して設けられることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の鋼板の洗浄設備において、前記底抜き配管系統には、スラッジ及び洗浄液を前記ラインタンクの底の前記排出口から前記循環タンクに戻し、かつスカム及び洗浄液を前記ラインタンクの前記オーバーフロー口から前記循環タンクに戻せるように、開度を調整できる底抜き弁が設けられることを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の鋼板の洗浄設備において、前記給液ヘッダのノズルは、１〜３ｍ／秒の流速で、かつ水平方向から３０度〜６０度下向きに洗浄液を噴射することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、ラインタンク内のスカムとスラッジを同時にラインタンクから排出できるので、ラインタンク内の洗浄液が清浄に保たれる。よって、ラインタンクの鋼板の清浄能力を長期間維持できる。また、ラインタンクから排出されたスラッジや浮遊スカムは循環タンク内に蓄積される。通常、ラインタンクよりも循環タンクは容量が大きいので、定期的な清掃作業もラインタンクを清掃する場合に比べて長周期にすることができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、ラインタンク内に堆積したスラッジを排出口に集めて、排出することができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、ラインタンク内に堆積するスラッジを効率よく排出口に集めることができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、底抜き弁の開度を調整することにより、スラッジと浮遊スカムを同時にラインタンクから排出することができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明によれば、ラインタンク内に堆積するスラッジを効率よく排出口に集めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下添付図面に基づいて本発明の一実施形態における鋼板の洗浄設備を説明する。鋼板の洗浄設備は、鋼板が通過するラインタンク１と、オフラインに設けられる循環タンク２と、循環タンク２からラインタンク１に洗浄液を供給する送り配管系統３と、ラインタンク１から循環タンク２に洗浄液を戻す戻り配管系統４と、を備える。洗浄液はラインタンク１と循環タンク２との間を循環する。
【００２１】
送り配管系統３には、循環タンク２内の洗浄液をラインタンク１に供給する循環ポンプ７が設けられる。ラインタンク１は循環タンク２よりも上方に配置されるから、ラインタンク１に供給される洗浄液は重力によって循環タンク２に戻される。戻り配管系統４は、ラインタンク１の底の排出口１ａから洗浄液を循環タンク２に戻す底抜き配管系統６と、ラインタンク１の液面部に設けたオーバーフロー口１ｂから洗浄液を循環タンク２に戻すオーバーフロー配管系統５と、から構成される。底抜き配管系統６とオーバーフロー配管系統５とは途中で合流する。底抜き配管系統６の合流位置よりも上流側には、開度を調整できる底抜き弁８が設けられる。
【００２２】
循環タンク２には、戻り配管系統４に接続される戻り口２ａと、送り配管系統３に接続される送り口２ｂとが設けられる。また、循環タンク２には、底部から上方に立ち上がる下仕切り板９と、天井部から下方に垂れ下がる上仕切り板１０とが設けられる。循環タンク２の戻り口２ａ側から送り口２ｂ側に向けて、下仕切り板９、上仕切り板１０の順番に配置される。
【００２３】
循環タンク２の戻り口２ａには、スラッジ１１及びスカム１２を含む洗浄液がラインタンク１から戻される。スラッジ１１は洗浄液よりも重いので、下仕切り板９よりも戻り口２ａ側で沈殿する。スラッジ１１が除去された上澄み液は、下仕切り板９よりも送り口２ｂ側に移動する。スカム１２は洗浄液上を浮遊するので、上仕切り板１０よりも戻り口２ａ側で捕捉される。戻り口２ａから送り口２ｂに向けて、順番に下仕切り板９及び上仕切り板１０を配置したのは、沈殿したスラッジが舞い上がって送り口２ｂ側に移動したり、補捉したスカムが発泡して送り口２ｂ側に移動したりするのを防止するためである。循環タンク２内では、上下の仕切り板９，１０によって洗浄液中のスラッジ１１及びスカム１２が除去される。スラッジ１１及びスカム１２が除去され、清浄化された洗浄液は送り口２ｂから循環ポンプ７に供給される。
【００２４】
循環タンクに上下の仕切り板を設ける替わりに、循環タンクをダーティサイドとクリーンサイドとに分け、ダーティサイドとクリーンサイドとを接続するフィルトレーションシステムを循環タンクとは別に設け、循環タンクのダーティサイドの洗浄液をフィルトレーションシステムに通して清浄化し、クリーンサイドに戻してもよい。
【００２５】
洗浄液に使用される洗剤は、アルカリ単体又はアルカリと界面活性剤・キレート剤を混合させたものである。アルカリ原液と原液を薄めるための水は、循環タンク２に供給される。循環タンク２内の洗浄液の濃度は、図示しない濃度計及び濃度制御装置によって管理される。濃度制御装置は、循環タンク２に供給されるアルカリ原液及び水の量を調整することによって、循環タンク２内の洗浄液の濃度を制御する。循環タンク２内の温度は、図示しない温度計及び温度制御装置によって管理される。温度制御装置は、循環タンク２内に設置される熱交換器を操作して、循環タンク２内の温度を制御する。
【００２６】
図２及び図３は、ラインタンク１を示す。図２はラインタンク１の斜視図を示し、図３はラインタンク１の側面図を示す。図３に示されるように、ラインタンク１には、鋼板１４を洗浄液に浸漬させるロール１３が設けられる。ラインタンク１の底部の側面形状は、一対の傾斜面１ｃを有するＶ字形状に形成される。傾斜面１ｃは水平面に対して１０度〜２０度（この実施形態では１５度）傾く。図２に示されるように、Ｖ字形状の底部の中央には、排出溝１ｄが設けられる。ラインタンク１の下端に排出口１ａが設けられる。排出溝１ｄの底は、排出口１ａに向かって下り勾配になる。排出口１ａには、底抜き配管系統６が接続される。ラインタンク１の側壁の液面部には、オーバーフロー口１ｂが設けられる。オーバーフロー口１ｂはオーバーフロー配管系統５に接続される。
【００２７】
ラインタンク１の底部の一対の傾斜面１ｃそれぞれに対応して、一対の給液ヘッダ１５が設けられる。一対の給液ヘッダ１５は、ラインタンク１の鋼板の入側及び出側の端部に設けられる。給液ヘッダ１５は、傾斜面１ｃの上部にかつ液面よりも下方に配置される。給液ヘッダ１５は傾斜面１ｃに平行に細長く伸びる。給液ヘッダ１５には、長手方向に沿って一列に均等間隔で並べられる複数のノズル１５ａが開けられる。この実施形態では、ノズル１５ａはパイプ形状の給液ヘッダ１５に開けられた孔からなる。ノズル１５ａは、水平方向に対して３０度〜６０度下方（この実施形態では４５度下方）を向く。洗浄液は水平方向に対して３０度〜６０度下方に噴射される。給液ヘッダ１５には、送り配管系統３が接続される。送り配管系統３の循環ポンプ７を作動させると、循環タンク２内の洗浄液がノズル１５ａから噴出する。
【００２８】
図１に示されるように、循環ポンプ７を作動させると、給液ヘッダ１５のノズル１５ａから洗浄液が噴射される。ノズル１５ａから噴射される洗浄液の流れによって、ラインタンク１内に堆積したスラッジ１１が底部の中央に集められる。洗浄液は底抜き弁８から循環タンク２に常に排出されている。底部の中央に集められたスラッジ１１は洗浄液と共に循環タンク２に戻される。底抜き弁８は、ラインタンク１の液面部に設けられたオーバーフロー口１ｂからも常時洗浄液が流れるように開度が調整されるから、スラッジの排出と同時にオーバーフロー口１ｂから浮遊スカム１２が排出される。なお、オーバーフロー口１ｂから洗浄液を排出するためには、底抜き弁８から排出される洗浄液の量が、循環ポンプ７の容量よりも小さくなるように開度を調整すればよい。
【００２９】
ラインタンク１から排出されたスラッジ１１及び浮遊スカム１２は循環タンク２に戻される。循環タンク２内には、底部と天井部に互い違いに上下の仕切り板９，１０が配置されているので、スラッジ１１及び浮遊スカム１２が循環タンク２内に回収される。一旦回収されたスラッジ１１及び浮遊スカム１２は循環ポンプ７に供給されることはほとんどない。このため、鋼板が通るラインタンク１内の洗浄液は常に清浄に保たれており、その能力を十分に発揮できる環境が維持されるようになる。また、ラインタンク１内の清掃も不要になる。
【００３０】
図４は、給液ヘッダ１５のノズル１５ａから噴射される洗浄液の流速と角度の最適範囲を示すグラフである。給液ヘッダ１５のノズル１５ａは、ラインタンク１内に堆積するスラッジ１１を排出口１ａに集める役割を持つ。発明者はラインタンク１を設計・製作し、ラインタンク１の実機で、ノズル１５ａから噴射される洗浄液の流速及び角度と、スラッジ１１の収集効果との関係を実験した。その結果、流速が１〜３ｍ／秒、角度が３０度〜６０度のときに、スラッジ１１の集約効果があることがわかった。ただし、流速が上述した範囲よりも速すぎると、スラッジが舞い上がってしまうし、かといって遅すぎると集約効果がない。角度を寝かせすぎると（水平方向に近づけると）、洗浄液がスラッジ１１の上方を流れるだけなので、スラッジ１１を集めることができない。一方、角度を下に向けると（６０度よりも大きくすると）、給液ヘッダ１５の下方のスラッジ１１にばかりに洗浄液が当たるので、やはりスラッジ１１を排出口１ａに集めることができない。
【００３１】
図５は、ラインタンクの他の例を示す。上記実施形態のラインタンク１の底部は、一対の傾斜面１ｃを有するＶ字形状に形成されるのに対し、この実施形態のラインタンク１７の底部は、ラインタンク１７の入側から出側に向かって下り勾配になる一つの傾斜面１７ｃから構成される。傾斜面１７ｃが一つであると、給液ヘッダ１５も一つで済む。ラインタンク１７の底部の形状によって、設置する給液ヘッダ１５はラインタンク１７の入側又は出側のどちらか一方のみに設けられてもよい。
【実施例】
【００３２】
本発明の洗浄設備を通過した鋼板と、従来の洗浄設備を通過した鋼板とで板面の洗浄度を比較した。板面の洗浄度には、色の明るさを示す指標であるＬ値を用いた。Ｌ値が大きいほど、板面が明るく、きれいになる。比較した結果、従来の洗浄設備のＬ値＝７０〜８０であるのに対して、本発明の洗浄設備のＬ値＝９０となり、大幅に板面洗浄度を改善することができた。また、ラインタンクの清掃作業も、従来の洗浄設備では１ヶ月毎に実施していたが、本発明の洗浄設備では６ヶ月毎の循環タンクの清掃作業で済み、大幅に周期延長できた。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態の洗浄設備の構成図
【図２】ラインタンクの斜視図
【図３】ラインタンクの側面図
【図４】供液ヘッダのノズル角度及び流速の最適値実験の結果を示すグラフ
【図５】ラインタンクの他の例を示す側面図
【図６】従来の洗浄設備を示す構成図
【符号の説明】
【００３４】
１，１７…ラインタンク
１ａ…排出口
１ｂ…オーバーフロー口
２…循環タンク
３…送り配管系統
４…戻り配管系統
５…オーバーフロー配管系統
６…底抜き配管系統
７…循環ポンプ
８…底抜き弁
１１…スラッジ
１２…スカム
１４…鋼板
１５…給液ヘッダ
１５ａ…ノズル
【図１】
2008214716.tif 000003
【図２】
2008214716.tif 000004
【図３】
2008214716.tif 000005
【図４】
2008214716.tif 000006
【図５】
2008214716.tif 000007
【図６】
2008214716.tif 000008