(57)【要約】【課題】山形鋼のショットブラスト処理による材料の曲がりを抑えて、ショットブラスト処理後の矯正作業を不要とした山形鋼のショットブラスト装置を提供することを目的とする。【解決手段】山形鋼Ｗの外側面と内側面に鋼球を投射してショットブラスト処理するショットブラスト装置であって、山形鋼の外側の２面１、２と対向して配置され且つ山形鋼の搬送方向に沿って鋼球を投射する第１のインペラ１１、１２と、山形鋼の内側の２面３、４と対向して配置され且つ山形鋼の搬送方向に沿って第１のインペラと同時に鋼球を投射する第２のインペラ１３、１４とを備えた構成としたものである。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
山形鋼の外側面と内側面に鋼球を投射してショットブラスト処理を行う山形鋼のショットブラスト方法であって、
前記山形鋼の外側の２面と内側の２面とに同時に、且つ前記山形鋼の搬送方向に沿って鋼球を投射させることを特徴とする山形鋼のショットブラスト方法。
【請求項２】
前記投射は、前記山形鋼の外側面に比べて内側面の投射密度及び投射速度を低くすることを特徴とする請求項１に記載の山形鋼のショットブラスト方法。
【請求項３】
山形鋼の外側面と内側面に鋼球を投射してショットブラスト処理を行う山形鋼のショットブラスト装置であって、
前記山形鋼の外側の２面と対向して配置され、且つ前記山形鋼の搬送方向に沿って鋼球を投射する第１のインペラと、
前記山形鋼の内側の２面と対向して配置され、且つ前記山形鋼の搬送方向に沿って前記第１のインペラと同時に鋼球を投射する第２のインペラと
を備えたことを特徴とする山形鋼のショットブラスト装置。
【請求項４】
前記第１のインペラは前記外側の各面に対向して夫々配置され、前記第２のインペラは前記内側の各面に対向して夫々配置されていることを特徴とする請求項３に記載の山形鋼のショットブラスト装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、山形鋼の表面肌を処理する山形鋼のショットブラスト方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ステンレス山形鋼（アングル材）は、耐蝕性を有し、比較的綺麗な表面肌（外観）を有することで多方面に使用されており、これに伴い表面品質の要求が厳しくなってきている。ステンレス山形鋼の熱間圧延及び固溶化処理によって材料表面に生成された酸化スケールは、鋼球又はステンレス球（以下「鋼球」という）を用いたショットブラスト装置で除去している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
熱間圧延及び固溶化処理後の山形鋼を矯正した後に、ショットブラスト処理を行うと、ショットブラスト処理により材料の表面が塑性加工され、歪みのバランスが崩れるために再度曲がり（反り）が発生する。この曲がりを除去するために再度矯正作業が必要となり、生産性を阻害すると同時に矯正ロールのスリップ傷等が発生して表面品質を低下させるという問題がある。このため、ショットブラスト後の矯正は、製造ラインの設備上の制約及び品質上省略することが要望されている。
【０００４】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたもので、山形鋼のショットブラスト処理による材料の曲がりを抑えて、ショットブラスト処理後の矯正作業を不要とした山形鋼のショットブラスト方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１の発明では、山形鋼の外側面と内側面に鋼球を投射してショットブラスト処理を行う山形鋼のショットブラスト方法であって、前記山形鋼の外側の２面と内側の２面とに同時に、且つ前記山形鋼の搬送方向に沿って鋼球を投射させることを特徴とする。
【０００６】
請求項２の発明では、前記投射は、前記山形鋼の外側面に比べて内側面の投射密度及び投射速度を低くすることを特徴とする。
請求項３の発明では、山形鋼の外側面と内側面に鋼球を投射してショットブラスト処理を行う山形鋼のショットブラスト装置であって、前記山形鋼の外側の２面と対向して配置され、且つ前記山形鋼の搬送方向に沿って鋼球を投射する第１のインペラと、前記山形鋼の内側の２面と対向して配置され、且つ前記山形鋼の搬送方向に沿って前記第１のインペラと同時に鋼球を投射する第２のインペラとを備えたことを特徴とする。
【０００７】
請求項４の発明では、前記第１のインペラは前記外側の各面に対向して夫々配置され、前記第２のインペラは前記内側の各面に対向して夫々配置されていることを特徴とする。
第１、第２のインペラは、山形鋼の搬送方向に沿って所定の投射密度及び投射速度で鋼球を投射し、第１のインペラは、前記山形鋼の外側の２面を同時にショットブラスト処理し、第２のインペラは、第１のインペラと同時に且つ内側の２面を同時にショットブラスト処理する。山形鋼は、搬送される間に外側の２面と内側の２面とが同時にショットブラスト処理される。これにより、ショットブラスト処理における山形鋼の曲がり（反り）が抑制される。この場合、外側に比べ内側の投射密度、投射速度を低くすることにより更に曲がり（反り）を抑制することができる。
【０００８】
また、第１、第２のインペラの投射方向が山形鋼の搬送方向に沿っていることで投射幅が搬送方向に長くなり、従って、山形鋼の搬送速度を速くすることが可能となり、この結果、山形鋼を１本ずつショットブラスト処理する（１本通し）場合であっても処理時間を短縮することができ、これに応じて処理本数を多くすることができ、作業性の向上が図られる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本願発明者は、山形鋼のショットブラスト処理を行うことにより材料に曲がりが発生することについて種々の評価試験を行った結果、山形鋼に鋼球を投射する順番によって曲がりが発生することが明らかとなった。
図１乃至図３は、山形鋼のショットブラスト処理における評価試験装置の一例を示し、ワークとしてのステンレス山形鋼Ｗを水平に矢印方向すなわち、その長手方向に搬送し、この山形鋼Ｗの真上に鋼球の投射方向を山形鋼Ｗの搬送方向に沿うようにショットブラスト装置のインペラＩＰを配置し、鋼球の投射距離（高さ）Ｈを９００ｍｍ、山形鋼Ｗの搬送方向（長手方向）への投射幅Ｌを約１０００ｍｍ、幅方向への投射幅Ｄを約１５０ｍｍ（図３）として、矢印方向にインペラＩＰを回転させて山形鋼Ｗに投射範囲Ａの範囲内に鋼球を投射させた。山形鋼Ｗの寸法は、幅５０ｍｍ、板厚５ｍｍ、長さ６０００ｍｍとし、図３に示すように外側面を１、２、内側面を３、４で表す。また、山形鋼Ｗの搬送速度を（１〜６ｍ／ｍｉｎ）、鋼球の投射順序を▲１▼、▲２▼、▲３▼、▲４▼とし、投射密度を投射順序に対応して▲１▼、▲２▼、▲３▼、▲４▼（ｋｇ／ｍ2）、投射速度を投射順序に対応して▲１▼、▲２▼、▲３▼、▲４▼（ｍ／ｍｉｎ）で表す。
【００１０】
テスト条件は、鋼球の投射密度、投射速度、投射の順番を変化させてショットブラスト処理後における曲がりの発生を確認した。テスト方法は、図１に示すように山形鋼Ｗと水平にインペラＩＰを配置して外側の２面、内側の２面の４面に順次投射した。前記テスト条件及び方法でショットブラスト処理を行った結果を表１に示す。
【００１１】
【表１】
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【００１２】
表１において、テストＮｏ.１は、▲１▼外面１、▲２▼内面４、▲３▼外面２、▲４▼内面３の順序で各１回づつショットブラスト処理を行い、テストＮｏ.２〜５は、▲１▼外面１、▲２▼外面２、▲３▼内面４、▲４▼内面３の順序で各１回づつショットブラスト処理を行った。
テストＮｏ.６〜９は、投射密度をテストＮｏ.１〜Ｎｏ.５の１／２にして、コーナ部を上に向けて（上に凸）外面１と２とを同時に２回繰り返してショットブラスト処理（▲１▼、▲２▼）を行った後、コーナ部を下に向けて（上に凹）内面３と４とを同時に２回繰り返してショットブラスト処理（▲３▼、▲４▼）を行った。
ショットブラスト処理後の曲がり評価の基準は、○が２ｍｍ以下／全長、△が２〜４ｍｍ／全長、×が４ｍｍ以上／全長を示す。また、ショットブラスト処理後の肌評価（外観）の良好なものを○印で表した。
【００１３】
上記評価試験の結果から以下のことが明らかとなった。
（１）山形鋼Ｗの一面ずつ順次ショットブラスト処理を行った場合には投射密度、投射速度を変更しても曲がり（反り）が発生する（テストＮｏ.１〜５）。
（２）外側の２面、及び内側の２面を同時にショットブラスト処理した場合には曲がり（反り）が少なくなる（テストＮｏ.６〜９）。
（３）外側に比べ内側の投射密度、投射速度を低くすることにより更に曲がり（反り）を抑制することができる（テストＮｏ.９）。
【００１４】
従って、山形鋼Ｗのショットブラスト処理において、外側の２面と内側の２面とを同時にショットブラスト処理し（同時打ちし）、投射密度と投射速度を変えることでショットブラスト処理後の曲がり（反り）を抑制することが可能であることが分かった。
【００１５】
【実施例】
図４は、本発明の山形鋼のショットブラスト方法を適用した山形鋼のショットブラスト装置（以下「ショットブラスト装置」という）のインペラと山形鋼との配置を示す正面図、図５は、図４の平面図、図６は、図４の側面図である。図４乃至図６に示すように山形鋼Ｗは、外側面１を下側に、外側面２を左側に端面視Ｌ状に配置されて矢印方向に水平に搬送される。
【００１６】
ショットブラスト装置１０は、１本通しとされ、山形鋼Ｗの外側面１、２をショットブラスト処理する第１のインペラ１１、１２と、内側面１３、１４をショットブラスト処理する第２のインペラ１３、１４とを備えており、これらのインペラ１１〜１４は、投射方向及び投射幅を山形鋼Ｗの搬送方向に沿って配置されている。
【００１７】
インペラ１１は、山形鋼Ｗの搬入側近傍（図中左側）に配置され、且つ外側面１の下方位置に、インペラ１２は、インペラ１１と対応して外側面２の左側方位置（図６）に夫々外側面１、２と離隔対向して配置されている。インペラ１３は、インペラ１２の下流位置に且つ山形鋼Ｗの内側面３の右側方位置（図６）に、インペラ１４は、インペラ１３と対応して内側面４の上方位置に夫々内側面３、４と離隔対向して配置されている。そして、インペラ１１〜１４は、搬送方向に沿う投射幅Ａ１とＡ４、Ａ２とＡ３が連続するように配置されている。
【００１８】
これらのインペラ１１〜１４の投射密度、投射速度は、例えば、前記評価試験におけるＮｏ.９に相当する値に設定されている。尚、インペラ１１〜１４は、投射密度及び投射速度を任意に設定可能とされている。また、山形鋼Ｗの搬送速度も任意に調整可能とされている。
以下に作用を説明する。
【００１９】
図４及び図５に示すように山形鋼Ｗは、矢印方向に所定の搬送速度で搬送され、インペラ１１〜１４が所定の投射密度及び投射速度で山形鋼Ｗに向けて鋼球を投射する。インペラ１１、１２は、山形鋼Ｗの外側面１、２を同時にショットブラスト処理し、インペラ１３、１４は、インペラ１１、１２と同時に、且つ内側面１３、１４を同時にショットブラスト処理する。即ち、山形鋼Ｗは、矢印方向に搬送される間に外側面１と２、内側面３と４とが同時にショットブラスト処理される。これにより、ショットブラスト処理における山形鋼Ｗの曲がり（反り）が抑制される。
【００２０】
また、インペラ１１〜１４の投射方向が山形鋼Ｗの搬送方向に沿っていることで投射幅Ａ１〜Ａ４が搬送方向に長くなり、従って、山形鋼Ｗの搬送速度を速くすることが可能となる。この結果、図４及び図５に示すように山形鋼Ｗを１本ずつショットブラスト処理する（１本通し）場合であっても処理時間を短縮することができ、これに応じて処理本数を多くすることができ、作業性の向上が図られる。
【００２１】
尚、上記実施例では、内側面をショットブラスト処理するインペラ１３、１４を外側面をショットブラスト処理するインペラ１１、１２から下流側にずらして配置したが、インペラ１１、１２と対向させて配置しても良い。
図７は、山形鋼のショットブラスト装置の他の構成例を示す。ショットブラスト装置２０は、山形鋼Ｗを複数本例えば、１０本各山部を上に向けて並列に配置して紙面に垂直方向に搬送し、左右両側の上方位置にインペラ２１、２２を、下方位置にインペラ２３、２４を配置し、且つ各投射方向及び投射幅Ａ７、Ａ８（図８）を山形鋼の搬送方向すなわち、その長手方向と直交する左右方向に向けて配置したものである。この場合、上側左右のインペラ２１、２２の投射密度は、実線Ｉ、破線IIで示すようになり、下側左右のインペラ２３、２４の投射密度は、実線III、破線IVで示すようになる。
【００２２】
このようなインペラの配置によれば、１０本同時にショットブラスト処理を行うことが可能である。しかしながら、投射位置によって投射条件（投射密度）にバラツキが発生し、その結果、材料に曲がり（反り）が発生する。即ち、図８に示すように中央部の数本の山形鋼Ｗについては曲がり（反り）が無いが、左右両側に位置する程その両端が内側に曲がる傾向がある。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、山形鋼のショットブラスト処理において外側の２面と内側の２面とを同時にショットブラスト処理することで、ショットブラスト処理による材料の曲がりを少なくすることが可能となる。また、外側に比べて内側の投射密度及び投射速度を低くすることで、更に材料の曲がりを抑制することができる。これにより、ショットブラスト処理後の矯正作業が不要となり、設備費の低減が図られると共に生産性の向上が図られる。更に、矯正による矯正ロールのスリップ傷等を無くすことができ、表面品質の向上が図られる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】山形鋼のショットブラスト処理における評価試験装置の一例を示し、山形鋼とショットブラスト装置のインペラとの配置を示す構成図である。
【図２】図１のインペラによる山形鋼への鋼球の投射幅を示す平面図である。
【図３】図１の側面図である。
【図４】本発明に係る山形鋼のショットブラスト装置の山形鋼とインペラとの配置の概略構成を示す正面図である。
【図５】図４に示すショットブラスト装置の平面図である。
【図６】図４に示すショットブラスト装置の側面図である。
【図７】本発明に係るショットブラスト装置と比較するための他のショットブラスト装置の構成を示し、インペラと山形鋼との配置を示す側面図である。
【図８】図７のインペラの山形鋼への鋼球の投射方向及び投射幅を示す平面図である。
【符号の説明】
Ｗ  山形鋼（アングル材）
１、２  外側面
３、４  内側面
１０、２０  ショットブラスト装置
１１〜１４、２１〜２４  インペラ
【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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【図８】
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