(57)【要約】【課題】鋼帯熱処理炉の運転停止・開放を要することなく、炉内ロールの表面付着物を効率よく除去し得るロール表面手入れ方法を提供する。【解決手段】貫通孔（２）が分散形成された孔あき金属帯（１）を連続的又は間欠的に通板させながら、孔あき金属帯（１）の移動速度と炉内ロール（Ｒ）の回転周速度とに速度差を与えて摺接させる。貫通孔（２）の孔縁がスクレーパーの刃先として機能し付着物の剥離が促進されると共に、付着物の剥離片は貫通孔（２）から落下するので、ロールと金属帯との界面に滞留することがなく、剥離片の再付着が回避されることにより効率的にロールのクリーニングを行なうことができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼帯の連続熱処理炉に設置された炉内ロールの表面付着物を剥離除去する方法において、貫通孔が分散形成された金属帯を連続的又は間欠的に通板させながら、金属帯の移動速度と炉内ロールの回転周速度とに速度差を与えて摺接させることにより、炉内ロール表面の付着物を剥離すると共に、剥離破片を金属帯の貫通孔を介して炉内ロールと金属帯との界面から落下排出させることを特徴とする炉内ロールの表面付着物除去方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼帯の連続熱処理炉内に配設された炉内ロールの表面付着物をオンラインで剥離除去する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋼帯の連続熱処理炉（例えば連続焼鈍炉等）には、通板パスラインを形成する多数のロールが配設されている。図８は、炉内の上下に配置された炉内ロール（Ｒ）により縦方向のパスラインが形成されている例を示している。
炉内の炉内ロールは、炉運転の進行に伴ってロール表面に異物が付着する。この異物は、主として鋼帯（Ｓ）の表面や炉殻表面等から剥離するスケール片であり、炉内ロール（Ｒ）と鋼帯（Ｓ）との隙間（接触界面）に入り込み、ロール表面に押付けられ付着成長する。この異物付着を放置すると、製品鋼帯に押疵が発生したり、ロール表面が疵付けられて製品鋼帯の表面品質が損なわれることになる。炉の生産性を高める目的で炉内温度が高く設定されるような場合は、ロール表面の異物付着の頻度が高くなり、ロールのメンテナンス負担、鋼板品質に及ぼす影響も大きくなる。
【０００３】
この対策として一般的にはロール表面に溶射等の表面処理を施してスケール等の異物を付きにくくしているが、完全に防止するに至っていない。このため次のような工夫が提案されている。
（ａ）炉内に、内部水冷構造の円筒状回転体を炉内ロールと平行な向きに配置してロール表面に押付け、摺動作用で付着物を剥離する（特許文献１）、
（ｂ）  ２本のロールを１組とし、一方のロールを予備ロールとしてパスラインより下げておき、本ロールの汚染がある程度進むと、予備ロールをパスラインまで上昇させ、それまで使用していたロールは炉外に抜き出して手入れを行なう（特許文献２）、
（ｃ）  炉内ロールの回転周速度と鋼帯の移送速度とに速度差をつけ、接触界面の摺動作用によりロール表面の付着異物を剥離する（特許文献３）
が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−３０２１２７号公報（ｐ．２段落［０００４］−［０００５］，図１）
【特許文献２】
特開昭５３−８０３１０号公報（ｐ．１右欄７−１１行，ｐ．２右上欄１５−左下欄５行）
【特許文献３】
特公平３−３２６０８号公報（ｐ．２第３欄１０−２２行）
【０００５】
しかし、上記ａの方法では回転体の炉内配置及び回転駆動装置を必要とし設備費が嵩みメンテナンス負担も大きい。また縦方向パスライン（図８）の下位側のロールに適用した場合、回転体の摺動作用で付着物を剥離しても剥離破片がロールと鋼帯との間に残留し再付着することになる。
ｂ法は炉内ロールの配置構成が著しく複雑となり、設備費・メンテナンスに多大の負担を必要とする。しかもこの方法はロールの配置構成の特殊性から、水平パスラインには適用できても、縦方向のパスライン（図８）の炉内ロールには適用し得ない。
ｃ法は特殊な装置を必要としない利点を有しているが、縦方向のパスラインの下位ロールでは、摺動作用でロール表面から付着異物を剥離しても、その剥離片がロールと鋼帯との隙間に滞留して再付着することになり、ロール表面の手入れ効果は不完全である。
【０００６】
なお、縦方向パスラインの炉内ロールでは、一般的に図９に示すように下位側のロール（Ｒ）の直上に遮蔽カバー（Ｃ）を配設し、鋼帯表面や炉殻から剥落するスケール片が下位側ロール（Ｒ）と鋼帯（Ｓ）の接触界面に入り込むのを防ぐようにしている。しかし遮蔽カバー（Ｃ）の端縁と鋼帯との接触（鋼帯表面に疵が付く）が回避されるように、鋼帯表面に対してある程度の隙間をあけておく必要があり、従ってスケールの侵入を完全に遮断することは不可能である。炉内ロールと鋼帯の間に侵入した酸化スケール等の異物を排除するには、その異物が鋼帯表面に再付着して持ち去られることを期待するか、炉運転を一旦停止し、炉を開放したうえ各ロールごとに異物を除去し又はロールを交換するしかない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、鋼材熱処理炉内のロール表面の手入れに関する上記問題を解消することを目的とするものであり、炉の運転停止・開放等を必要とせず、特殊な装置・機器を使用することなく、付着物の剥離と剥離破片の排除を並行して行なうことができるようにロール表面手入れ方法を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、鋼帯の連続熱処理炉に設置された炉内ロールの表面付着物を剥離除去する方法において、貫通孔が分散形成された金属帯を連続的又は間欠的に通板させながら、金属帯の移動速度と炉内ロールの回転周速度とに速度差を与えて摺接させることにより、炉内ロール表面の付着物を剥離すると共に、剥離破片を金属帯の貫通孔を介して炉内ロールと金属帯との界面から落下排出させることを特徴としている。
【０００９】
本発明において、炉内ロールと金属帯の相対摺接運動（スリップ）による剪断力の作用としてロール表面から付着物が引き剥がされるだけでなく、金属帯に形成された貫通孔の孔縁がスクレーパーの刃先として機能することによる付着物の掻き取りが行なわれる。また、ロール表面から剥離した付着異物の剥離片は、金属帯の貫通孔を介して落下し、ロールと金属帯との界面に滞留することがない。このように金属帯の貫通孔は、スクレーパーとして表面付着物の剥離を促進すると同時に、剥離片の排出口としてロールと金属帯の界面から排除することにより剥離片の再付着を防止し、ロール表面のクリーニング効果を高める。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について実施例を示す図面を参照して具体的に説明する。
図１及び図２は、孔あき金属帯（１）における貫通孔（以下「クリーニング孔」）（２）の形設パターンの例を示している。クリーニング孔（２）は、金属帯（１）を炉内通板する際のテンションによる破断を生じない強度が維持されるように適宜の配列パターンをもって形成されている。図１の金属帯（１）のクリーニング孔（２）は小径のまる孔として千鳥状に分散形成され、図２では、細長いスリット孔として傾斜する向きに形成されている。図１のクリーニング孔（２）は、例えば、孔径：約３０−１００ｍｍ、孔ピッチ：約５０−１２０ｍｍ、孔列の向き（金属帯長手方向に対して）：約３０−５０゜、図２のクリーニング孔（２）は、例えば、スリット幅：約３０−５０ｍｍ、スリット長さ：金属帯の板幅の約１／２、傾斜角（金属帯長手方向に対して）約３０−５０゜である。クリーニング孔（２）の孔形状や配列パターンは、図示の例に限定されず、また形状の異なるクリーニング孔（例えば図１のまる孔２ａと図２のスリット孔２ｂを混在させて分散形成してもよい。
【００１１】
クリーニング孔（２）は、ロール表面の付着物除去効果にムラが生じないように、金属帯（１）の幅方向に略一様に分布するように形成される。また鋼帯に張力による片伸びが生じないように、板幅中心に対し左右均等に分布させるのがよい。クリーニング孔（２）の形成はパンチ加工等により行なうことができる。
クリーニング孔（２）は、スクレーパーとしての機能（ロール表面の付着物の掻き取り）が効果的に発揮されるように、図３のように孔縁に角部（２１）を有することが望ましく、このため仕上げ加工として必要に応じて、孔縁に研削、やすり掛け等の角付け加工が施される。
【００１２】
クリーニング孔（２）は、金属帯（１）の全長に亘って一様に形成する必要はなく、例えば図４に示すように、金属帯（１）の長手方向の適宜面域Ａ（Ａ１，Ａ２，Ａ３…）にクリーニング孔（２）を形成するだけでもよい。クリーニング孔（２）の形成面域（以下「有孔面域」）Ａ（Ａ１，Ａ２，Ａ３…）の位置は、炉内ロールの配置、ロール間隔、ロール径（ロール周長）（いずれも既知である）等に基づいて設定することができる。
【００１３】
孔あき金属帯（１）を、縦方向パスラインの炉内ロールに適用して表面付着物を除去するクリーニング処理について、図５を参照して説明する。
金属帯（１）の炉内通板は、通常の通板運転よりも低速度に設定するのがよい。低速度の通板制御により、炉内ロールに対する金属帯（１）の有孔面域（Ａ）の摺接時間（クリーニング時間）を調整し、クリーニング効果を十分なものとするのに必要な摺接時間を確保することができる。付着物除去処理（クリーニング）は、複数本のロールに対し同時並行して実施するのが能率的であるが、多数の炉内ロールを一度に処理すると、金属帯（１）に過大のテンションが負荷するおそれがある。これを回避するために、適当な本数（例えば２〜４本）の炉内ロールを指定して順次実施するのがよい。
【００１４】
いま、図５の通板パスラインにおいて、下位ロール（Ｒ１）と（Ｒ２）の２本のクリーニング処理を同時並行して実施することとする。この下位ロール（Ｒ１）（Ｒ２）に向って、孔あき金属帯（１）の有孔面域（Ａ）、例えば面域（Ａ１）（Ａ２）（図４参照）が移行してくると、そのタイミングを見計らって、炉内ロール（Ｒ１）（Ｒ２）の回転周速度を、金属帯（１）の通板速度より高い回転周速度に調節する。これにより相対摺接回転によるロール（Ｒ１）（Ｒ２）のクリーニングが開始され、有孔面域（Ａ１，Ａ２）が摺接状態を維持しながらそこを通過する間にロール（Ｒ１）（Ｒ２）のクリーニングが行なわれる。
【００１５】
孔あき金属帯の有孔面域（Ａ１）（Ａ２）が、炉内ロール（Ｒ１）（Ｒ３）を通り過ぎると、ロールの回転周速度をもとの速度（金属帯通板速度に対応）に戻す。そして金属帯の有孔面域（Ａ１）（Ａ２）が、下流側の炉内ロール（Ｒ２）（Ｒ４）に近づくと、前記と同じようにそのタイミングを見計らって炉内ロール（Ｒ２）（Ｒ４）の回転周速度を上げ、該ロール（Ｒ２）（Ｒ４）のクリーニングを行なう。このように対象ロールを逐次指定して相対摺接回転によるクリーニング操作を反復実施する。
【００１６】
上記炉内ロールのクリーニング処理によるロール表面付着物の剥離除去効果は、金属帯（１）とロール（Ｒ）との相対摺接速度を大きくすることにより増強される。しかし、相対摺接速度を過度に大きくすると、炉内ロール（Ｒ）の表面に疵を付けるおそれがある（ロール疵は製品鋼板に転写され製品表面品質を損なう原因となる）。このような不具合をきたすことなくクリーニング処理を効率よく実施するための適正な相対摺接速度は、具体的条件により異なるが、一例を挙げれば、約１〜２ｍ／分を目安として調節される。
【００１７】
上記説明では、孔あき金属帯（１）の通板速度を一定に維持したまま、炉内ロール（Ｒ）の回転周速度を変化（一時的増速）することにより相対摺接を行なわせることしているが、これとは逆に、炉内ロール（Ｒ）の回転周速度は一定に維持しておき、通板速度の一時的減速（金属帯の有孔面域Ａが指定した炉内ロールに到るタイミングを見計らって通板速度を炉内ロールの回転周速度より低くする）によって所要の相対摺接を行なわせるようにしてもよい。
【００１８】
炉内ロールのクリーニング処理においては、クリーニング効果を高めることを目的として金属帯（１）のウォーク（蛇行通板）が必要に応じて実施される。このウォーク通板は、鋼帯パスラインに配置されているＣＰＣロールを傾動駆動することにより行なわれる。図６（図５のＸ−Ｘ矢視図）は、ＣＰＣロールの傾動駆動による鋼帯のウォーク通板の様子を示している。図示のように、ＣＰＣロールのロール軸ＲＡを、傾動装置（図示せず）により水平面内で傾動（矢符Ｙ）させると、その傾動動作に伴って金属帯（１）はロール軸方向にシフト（矢符Ｚ）する。
【００１９】
上記ＣＰＣロールの傾動駆動に伴って、その上流側及び下流側に位置する炉内ロールにも孔あき金属帯体（１）のウォーク（ロール軸方向の変位）が生じる。これにより炉内ロール（Ｒ）に対する金属帯（１）の摺接面域（クリーニング面域）が広がる。ＣＰＣロールの本来の役割は、通板材のセンタリング（ウォークの抑制防止）にあるが、上記のように孔あき金属帯（１）のウォークを意図的に行なわせることにより、孔あき金属帯（１）の板幅が炉内ロール（Ｒ）の胴長より短くても、炉内ロールのほぼ全幅に亘ってクリーニングを実施することができる。
【００２０】
炉内ロールのクリーニング作業における孔あき金属帯（１）の炉内通板は、図７に示すように、その前端側及び後端側に製品鋼帯（Ｓ）を接合ｗ（重ね合せ溶接等）して行なうことができる。このように先行する製品鋼帯（Ｓ１）の炉内通板につづいて孔あき金属帯（１）を通板してクリーニング処理を実施すると共に、孔あき金属帯（１）の通板につづいて製品鋼帯（Ｓ２）の炉内通板を行なえば、熱処理炉のランニング操業に対する影響をより少なくすることができる。
【００２１】
なお、本発明の適用対象は、縦方向パスラインを有する熱処理炉に限定されず、水平パスラインを有する熱処理炉の炉内ロールにも効果的に適用される。この場合、孔あき金属帯（１）に形成されているクリーニング孔（２）は、剥離片の排出口としての役割は有しないが、クリーニング孔（２）の孔縁がスクレーパーとして機能することにより、付着物の剥離が促進され炉内ロールのクリーニングをより効率的に行なうことができる。
【００２２】
【実施例】
鋼帯の連続焼鈍炉に孔あき金属帯を通板し、適時ＣＰＣロールによるウォークを実施しながら炉内ロール（ロール径６５０ｍｍ，胴長１２００ｍｍ）の付着物除去処理を行なう。孔あき金属帯（１）として、図１のようにまる孔の列からなるクリーニング孔（２）（孔径５０ｍｍ，孔ピッチ７０ｍｍ，傾斜角４５゜）を図４のように金属帯の長手方向に間隔で形成したステンレス鋼帯（板幅：１０００ｍｍ，板厚５ｍｍ）を使用した。また熱処理炉の通常運転（通板速度１００ｍｐｍ）に対し、孔あき金属帯（１）の通板速度は４０ｍｐｍに設定した。孔あき金属帯（１）を図７に示すように製品鋼帯（Ｓ）に接続して炉内通板を行ない、金属帯（１）の有孔面域（Ａ）が通過する際の炉内ロールの回転周速度を一時的に増速し、回転摺接速度（炉内ロールと金属帯との速度差）１．５ｍ／ｍｉｎのスリップを行なわせた。
上記クリーニング処理を適時実施することにより、製品鋼帯の表面疵の発生頻度は約１／３以下に低減することができ、ロール寿命（取り替えを要するまでの連続使用時間）も従来（クリーニングなし）に比し２倍以上に向上した。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、炉内ロールの表面付着物の剥離と排出とが併行して行なわれるので、単なる摺動回転（スリップ）に比し、炉内ロールのクリーニング効果が飛躍的に高められ、製品鋼帯の表面品質の向上・安定、ロール寿命の延長、メンテナンス負担の低減等の効果が得られる。また、炉の運転停止・開放の必要がなく休止ロスが回避され、実用価値は大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に使用される孔あき金属帯の例を示す平面説明図である。
【図２】本発明に使用される孔あき金属帯の他の例を示す平面説明図である。
【図３】孔あき金属帯のクリーニング孔の断面説明図である。
【図４】孔あき金属帯の有孔面域を示す斜視説明図である。
【図５】本発明によるロール表面のクリーニング作業の説明図である。
【図６】本発明のクリーニング作業における孔あき金属帯のウォーク制御の説明図（図５のＸ−Ｘ矢視図）である。
【図７】孔あき金属帯を製品鋼帯に接続した例を示す正面説明図である。
【図８】鋼帯熱処理炉における炉内ロールの配設及び通板パスラインの例を示す正面図である。
【図９】図７の炉内ロールにカバー（異物侵入遮断用）を取付けた状態を示す正面図である。
【符号の説明】
１：孔あき金属帯
２（２ａ，２ｂ）：クリーニング孔
２１：クリーニング孔の孔縁角部
Ａ（Ａ１，  Ａ２，  Ａ３）：孔あき金属帯の有孔面域
Ｃ：カバー
Ｒ（ＲＬ）：炉内ロール
Ｓ（Ｓ１，  Ｓ２，）：製品鋼帯
【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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【図９】
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