(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液切り対象となるストリップ表面に概略平行に、隙間を持たせて弾性体からなる膜（弾性体膜）を配設することにより、平面状の隙間を形成し、これらの隙間に平行流として気体を流すとともに、該気体の静圧で前記弾性体からなる膜を浮上させることを特徴とするストリップ連続処理ラインのストリップ表面液切り装置。
【請求項２】
気体の平行流を流す平面状の隙間を形成する補助手段として、隙間を形成させるための弾性体からなる膜の一部に回転体を配設し、該回転体を液切り対象となるストリップ表面に当接させることを特徴とする請求項１記載のストリップ連続処理ラインのストリップ表面液切り装置。
【請求項３】
弾性体膜で設定する気体の平行流を形成するための隙間を、装置の中心でストリップの上流側と下流側を比較して、ストリップの上流側で広く、下流側で狭くすることを特徴とする請求項１記載のストリップ連続処理ラインのストリップ表面液切り装置。
【請求項４】
少なくとも一対以上の前記液切り装置をストリップを挟んで対向配置するとともに、対向配置された該液切り装置同士を互いに連結する連結機を配設し、平行流として流す気体の静圧により液切り装置本体および／またはストリップに作用する反力を、該連結機の内力として保持することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のストリップ連続処理ラインのストリップ表面液切り装置。
【請求項５】
前記連結機に、対向配置された液切り装置同士の距離の調整機構を設けることを特徴とする請求項４記載のストリップ連続処理ラインのストリップ表面液切り装置。
【請求項６】
ストリップと弾性体膜の距離および／またはストリップと弾性体膜で作られる空間の内圧を検出する手段と、該検出手段により検出された情報および／または外部指令に応じてストリップと弾性体膜の距離を制御する手段とを設けたことを特徴とする請求項４記載のストリップ連続処理ラインのストリップ表面液切り装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼帯の連続酸洗ライン等におけるストリップ表面の液切り装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
熱間圧延後の鋼帯は、表面に酸化膜（以下スケール）を形成しているため、必要に応じて、塩酸や硫酸による酸洗が行われる。図９に、従来の連続式酸洗ラインを示す。コイル状に巻かれている鋼帯は、アンコイラー１により巻き戻され、レベラー２により形状矯正し、クロップシャー３により鋼帯の前後端を切断され、ウェルダー４により先行コイル後端と後行コイルの先端が溶接されて、連続した鋼帯Ａとなる。この鋼帯Ａは、入り側ルーパー５を通って酸洗槽６に至り、鋼帯Ａの表面スケールが溶解除去され、続いて水洗槽７、ドライヤー８、出側ルーパー９、サイドトリマー１０、オイラー１１を経て、デバイディングシャー１２により所望の幅、長さに裁断され、テンションリール１３に巻き取られる。
【０００３】
水洗槽７には、鋼帯Ａの表面に付着した酸や水等を除去するリンガーロール１４ａ、１４ｂが配設され、リンガーロール１４ａ、１４ｂによって移送される鋼帯Ａの表面および裏面にそれぞれ対向して、リンス液を噴射するスプレーヘッダー１５ａ、１５ｂが設けられている。そして、鋼帯Ａは、酸洗槽６の酸洗液内に順次浸漬されながら酸洗液による表面の脱スケールが行われる。ついでスプレーヘッダー１５ａ、１５ｂから噴射されるリンス液により表面に付着した酸洗液等が洗浄されると共に、リンガーロール１４ａ、１４ｂによって、酸洗液やリンス液などの付着物が絞り取られるようにして除去される。
【０００４】
しかし、リンガーロール１４ａ、１４ｂは、柔らかい弾性を持つゴム等を鋼製ロール表面にライニングしたもので、これを鋼帯に押し付け潰すことで液の絞りを行っているため、リンガーロール１４ａ、１４ｂと鋼帯Ａの両端部に隙間が生じ、この隙間に溜まった液体が、リンガーロール１４ａ、１４ｂを通過後の鋼帯Ａの両端部表面に帯状に残留することになる。更に、リンガーロール１４ａ、１４ｂを長期に使用すると、鋼帯Ａの両端部に相当する部分１９が図１０に示すごとく摩耗し、鋼帯に接触しない空間部１８が形成され、液切りされないで鋼帯Ａの表面に液が残留する範囲が大きくなる。
【０００５】
この対策として、特公平７−６５２０３号公報で圧縮空気を吹き付け水膜を除去する装置が提案されている。この装置は、原理的にはエヤーナイフを利用するものであり、これに回転移動を加え、ロール状に形成した複数のエヤーナイフで次々に液切りを行う機構として液切り性能の向上を図ったものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、エヤーナイフでの液切りは、気体の運動エネルギーで鋼帯の表面に付着している液体を吹き飛ばすものであり、気体元圧として０．４MPa 程度以上が必要で、ジェット音による騒音が高く、所要動力も大きい欠点を有している。また、鋼帯の処理速度（搬送速度）が上がると必要元圧がどんどん高くなるので、処理能力という観点からも、適用できるラインの速度は数百ｍ／分が限界である。
【０００７】
そこで、本発明は、これらの問題を有利に解決して、液切り装置の寿命を大幅に向上させるとともに、液切り性能も向上させ、高速通板での液切りも可能にして、生産性の向上も図ることのできる、ストリップ連続処理ラインのストリップ表面液切り装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前述の問題の根本原因はエヤーナイフを原理とした液切りであることにある。つまり、カーテン状の流体膜を以てストリップ表面の液を遮断する機構では、遮断に寄与する流体エネルギーは、流体膜がストリップに衝突してその運動方向を変える部分（線としての部分）でありエネルギー効率が悪い。また、走行中に波打つストリップとの接触を避けるためには、ストリップ表面からある程度離れた部分に流体噴出ノズルを配置せざるを得ず、衝突部で所要エネルギーを出すためには、噴出ノズル部で大きなエネルギーを与えて噴出させることが必要で、これもエネルギー利用効率を低下させる理由となっている。
このため、本発明は、流体の持つ上記とは異なる作用力、すなわち粘性力も利用してストリップ表面の液切りを行うものである。
【０００９】
つまり、本発明の要旨は、
（１）液切り対象となるストリップ表面に概略平行に、隙間を持たせて弾性体からなる膜を配設することにより、平面状の隙間を形成し、これらの隙間に平行流として気体を流すとともに、該気体の静圧で前記弾性体からなる膜を浮上させることを特徴とするストリップ連続処理ラインのストリップ表面液切り装置、
（２）気体の平行流を流す平面状の隙間を形成する補助手段として、隙間を形成させるための弾性体からなる膜の一部に回転体を配設し、該回転体を液切り対象となるストリップ表面に当接させることを特徴とする前記（１）に記載のストリップ連続処理ラインのストリップ表面液切り装置、
（３）弾性体膜で設定する気体の平行流を形成するための隙間を、装置の中心でストリップの上流側と下流側を比較して、ストリップの上流側で広く、下流側で狭くすることを特徴とする前記（１）に記載のストリップ連続処理ラインのストリップ表面液切り装置、
（４）少なくとも一対以上の前記液切り装置をストリップを挟んで対向配置するとともに、対向配置された該液切り装置同士を互いに連結する連結機を配設し、平行流として流す気体の静圧により液切り装置本体および／またはストリップに作用する反力を、該連結機の内力として保持することを特徴とする前記（１）ないし（３）のいずれか１項に記載のストリップ連続処理ラインのストリップ表面液切り装置、
（５）前記連結機に、対向配置された液切り装置同士の距離の調整機構を設けることを特徴とする前記（４）記載のストリップ連続処理ラインのストリップ表面液切り装置、
（６）ストリップと弾性体膜の距離および／またはストリップと弾性体膜で作られる空間の内圧を検出する手段と、該検出手段により検出された情報および／または外部指令に応じてストリップと弾性体膜の距離を制御する手段とを設けたことを特徴とする前記（４）記載のストリップ連続処理ラインのストリップ表面液切り装置である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明を鋼帯の酸洗ラインの水洗槽７の水切り装置に適用した例である。各槽の水切り装置は表裏（上下）で１組となり、１段目の水切り装置としては従来型のリンガーロール１４を用い、２段目（最終段水切り）として、本発明の装置２０を用いている。すなわち、図２に示すように、鋼帯Ａに接することなく水切り装置２０を配置し、水切り装置２０の内側に図示しない圧縮空気生成装置で作られた高圧空気を送り、弾性体からなる膜２１と鋼帯Ａで形成する隙間に、空気の平行噴出流を外側に向けて流出させる。この空気流れにより、鋼帯表面に付着している水分は、非常に薄い水膜が残る程度（概略２〜３ml／平方cm）に吹き飛ばされ、水切りがなされる。すなわち、本発明は流体の持つ粘性力と運動量を利用して鋼帯表面の液切りを行うものである。
【００１１】
このように、本発明の液切り装置は、液切り装置がストリップと接触しないので、液切り装置の表面のカット傷や剥離が発生せず、液切り効果の低下がないため、液切り装置の寿命を大幅に向上させることができるとともに、水切り性能も向上し、ストリップの高速通板での液切りも可能である。また、浮上型の膜で接触を避けながらストリップ表層に小隙間の平行流の流路を形成しているので、その小隙間は数mmとなる。この小隙間での流速および流量と圧力の関係を図７および図８に示す。
【００１２】
圧縮性を持つ気体の開口部からの噴出流速は音速が限界速度となるが、図７に示すように、隙間が１mm以上あれば、圧力比２程度（一般に出側圧は大気圧なので元圧０．２MPa ）で隙間流速は音速とすることができる。つまり、エヤーナイフ型液切りで用いられている圧力０．４〜０．７MPa の半分以下の圧力で良い。また、このときの流量を図８に示す。隙間により必要流量が大きく減少し、隙間を１〜２mmにすれば、１ｍ幅当たりの必要流量は１kg／秒程度に抑えられる。
【００１３】
以上のように、本発明の液切り装置は、液切りに必要な流量と圧力が非常に少なくて済み、流体噴出により生じるジェット音もなくて、エネルギー効率の高い静かな液切りが行える。
【００１４】
また、流路を形成する弾性膜２１の本質は、ストリップとすべり接触をしないで所要隙間を形成することであり、所要隙間を作るためにコンタクトロール２２を用い、コンタクトロール２２がストリップと接触することで、弾性膜２１とストリップ表面とが機械的に所定の間隔を持つ構成としてもなんら差し支えない。このように、コンタクトロール２２を用いて、流路を形成する弾性膜２１とストリップが確実にすべり接触しない構成とした本発明の実施例を図３に示す。
【００１５】
さらに、液切りに作用するのは、液切り装置２０のライン上流側に流出する空気であり、下流側に流出する空気は、液切り装置２０の浮上に寄与するのみなので、エネルギー効率から上流側の流出量を多くする方が有利である。このため、図４に示すように、意図的に上流側の隙間を下流側より大きくして、上流側流出量を下流側流出量より多くすることが好ましい。
【００１６】
図１は、本発明を鋼帯の酸洗ラインの水洗槽７に適用した例である。酸洗槽６で脱スケールされた鋼帯Ａは、リンガーロールで鋼帯表面に付着した酸やスケール等の付着物が除去され、水洗槽７に入る。水洗槽７は２槽に分かれ、それぞれ鋼帯Ａの表裏面にリンスを噴射するためのスプレーヘッダー１５を設け、その下流側に水切り装置を配設するが、各槽の水切り装置は表裏（上下）で１組となり、１段目の水切り装置としては従来型のリンガーロール１４ｂを用い、２段目（最終段水切り）として、本発明の液切り装置２０を用いている。
【００１７】
本発明の装置２０の平面的な配置として、ストリップの幅変化に対応するために、図５に示すように、ラインで生産するストリップの最小板幅に対応した中央部固定配置の水切り装置２０−１と、端部に位置する水切り装置２０−２、２０−３で水切り装置２０を構成し、端部に位置する水切り装置２０−２、２０−３を鋼帯の幅変化に応じて、図示していないこれらの支持機構で幅方向位置を変化追従させる構成としたものである。
【００１８】
図６は、ストリップの幅変化対応を達成するための他の本発明の配置例を示したもので、液切り装置２０−４、２０−５を斜め配置し、これらのストリップに対する幅位置、および／または、設定角度を変化させる構成としたものである。この構成の場合、角度付与により除去される表面の液の排出がストリップの幅方向に流れやすくなり、液切り装置前に溜まった液が円滑に排出される効果もある。斜め配置する液切り装置は図６に示す片面２台配置に限定されるものではなく、最小では１台（表１台と裏１台）、さらには多数台として斜め配置してもその効果は同じである。
【００１９】
なお、本実施例のように、水洗槽を２段とし、前段に従来のリンガーロールを用いて液の粗切りを行い、液切りの最終段として本発明を用いたが、この構成や槽段に限定されるものではないし、また、ライン速度や必要最終液切り性能に応じて、本発明の液切り装置のみで単段または多段構成としても良い。
また、適用先として、上記実施例に示した酸洗ライン以外に、クロメート液塗布ラインなど各種液体を扱うラインにおいても、同様な構成で本発明の適用が可能である。
【００２０】
図１１は、液切り装置同士を互いに連結する連結機を含む本発明の実施の形態を説明する図である。すなわち、少なくとも一対以上の前記液切り装置をストリップを挟んで対向配置するとともに、対向配置された該液切り装置同士を互いに連結する連結機２３を配設し、平行流として流す気体の静圧により液切り装置本体２０および／またはストリップに作用する反力を、該連結機の内力として保持することで、液切り装置に作用する反力を保持するための大規模なステーを必要とせず、液切り装置の設備構造を大幅に小型化、簡略化できる。
【００２１】
また、液切り装置同士を互いに連結する連結部を固定とせずに、液切り装置同士の距離を調整可能な構造とし、通板するストリップの厚さの変化に対応して液切り装置同士の距離を調整することで、弾性体膜とストリップの隙間に生じる平行噴出流の持つエネルギーを効率よく利用することが可能となる。例えば、ストリップの初期通板時や板破断時において、対向配置された液切り装置同士を大きく開くことで、ストリップの通過が容易になり、通板準備作業負荷が軽減できる。
【００２２】
図１２は、更に、ストリップＡと弾性体膜２１の距離および／またはストリップと弾性体膜で作られる空間の内圧を検出し、この検出された情報に応じてストリップと弾性体膜の距離の自動制御によって、ストリップと弾性体膜の距離および／または内圧を一定にすることで、通板するストリップの厚さ変化等によって生じるストリップと弾性体膜の距離および／または内圧の変動を抑制し、均一なストリップ表面の液切りが達成できる本発明の別の実施の形態を説明する図である。図１２において、２５は液切り装置間距離調整機構、２６はギャップ計測部および／または圧力計測部、２７は自動制御演算部であり、これらによって上記の操作を行う。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明の液切り装置は、液切りロールがストリップと接触しないので、液切りロールの表面のカット傷や剥離が発生せず、液切り効果の低下がないため、液切り装置の寿命を大幅に向上させることができるとともに、液切り性能も向上し、また、液切り気流速度（３４０ｍ／秒）に比べ、鋼帯の高速通板速度（１０〜１５ｍ／秒）はまだ低いので、液切りの能力はまだ十分であり、高速通板での液切りも可能にするもので、生産性の向上も図れるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す図である。
【図２】本発明の一実施例の詳細を示す斜視図である。
【図３】本発明の他の実施例を示す斜視図である。
【図４】本発明の隙間設定の好ましい例を示す斜視図である。
【図５】本発明装置の平面配置の一例を示す図である。
【図６】本発明装置の平面配置の他の例を示す図である。
【図７】隙間と液切り流速・圧力の関係を示す図である。
【図８】隙間と液切り流量・圧力の関係を示す図である。
【図９】従来の連続酸洗ラインの説明図である。
【図１０】従来のリンガーロールによる液切り状態の説明図である。
【図１１】対向配置された液切り装置同士を互いに連結する連結機を含む本発明の実施例を説明する図である。
【図１２】対向配置された液切り装置同士の距離を自動制御する本発明の実施例を説明する図である。
【符号の説明】
１  アンコイラー
２  レベラー
３  クロップシャー
４  ウェルダー
５  入り側ルーパー
６  酸洗槽
７  水洗槽
８  ドライヤー
９  出側ルーパー
１０  サイドトリマー
１１  オイラー
１２  デバイディングシャー
１３  テンションリール
１４  リンガーロール
１５  スプレーヘッダー
２０  液切り装置本体
２１  弾性体膜
２２  隙間設定用接触回転体（コンタクトロール）
２３  連結機（連結部）
２４  ギャップセンサーおよび／または圧力センサー
２５  液切り装置間距離調整機構
２６  ギャップ計測部および／または圧力計測部
２７  自動制御演算部
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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