(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
近年、鋼板の耐食性などを向上させ、外観を美しくすることにより、特に、電子製品や自動車用鋼板として用いられる(亜鉛)メッキ鋼板の需要が急速に増加しており、その要求品質の程度も高くなっている。
【0003】
例えば、鋼板の亜鉛メッキ工程は、図示してはいないが、ペイオフリール(Pay Off Reel)から繰り出された鋼板が連続工程によりスナウトとメッキ槽を通過しながら溶融亜鉛が鋼板の表面に付着されてメッキが進行される。
【0004】
この際、メッキ槽の直上部に提供されたガスワイピング装置(例えば、エアナイフ)から鋼板の表面にガス(不活性ガス又はエア)を噴射して鋼板の亜鉛付着量を適宜減らすことにより鋼板のメッキ厚さを調節する。
【0005】
この際、メッキ槽を通過する鋼板は多様な鋼種、幅と厚さを有し、メッキ槽のシンクロール(のロール軸)にかかる荷重は鋼板によって異なるため、シンクロールとスタビライジングロールを通過したメッキ鋼板が上部移送ロールを通過する途中に、鋼板の鋼種、幅又は厚さによって差異はあるが、鋼板に振動が発生するか鋼板が反る反曲(C型反曲又はS型反曲)現象が現れる。
【0006】
このような鋼板の振動発生現象や反曲現象は、ガスワイピング装置と鋼板の間の間隔を不均一にしてメッキ偏差を発生させ、鋼板のメッキ不良につながる。
【0007】
したがって、図示してはいないが、ガスワイピング装置と上部移送ロールの間には、鋼板の振動を抑制するか又は形状を矯正する鋼板安定化装置が一つ以上配置される。
【0008】
例えば、公知の従来の鋼板安定化装置(「鋼板制振装置又は形状矯正装置」)は、メッキ鋼板の振動を減衰(抑制)するか反曲を除去して鋼板の形状を矯正することによりメッキ偏差を防止させるものであり、鋼板と接触する機械式接触ロール(Touch Roll)を用いるか鋼板にガスを噴射する方式である。
【0009】
しかしながら、機械式接触ロールを用いる場合、メッキ鋼板の亜鉛メッキ層が完全に付着(乾燥)されない状態でロール接触がなされるため、鋼板の表面のロールマークなどの2次的な品質欠陥をもたらす。
【0010】
したがって、近来では、非接触式で鋼板の制振を具現したり形状を矯正する(電)磁力を用いた非接触式の鋼板安定化装置(制振機構)が用いられることもある。
【0011】
しかしながら、(電)磁力を用いる従来の鋼板安定化装置の場合、以下の
図5aで本発明と比較して説明しているように、鋼板の幅方向に単位制振ブロック(制振手段)の位置が固定されているという問題がある。
【0012】
例えば、従来の(電)磁力を用いる非接触式の鋼板安定化装置の場合、鋼板の片側当たりに5〜7個の制振ユニット(電磁石ブロック)を固定配置するため、単位制振ユニットを多様な鋼板の幅に対応して移動させる位置制御を行うことが困難である。
【0013】
したがって、鋼板の幅が変わる場合、特に、鋼板のエッジが制振ブロックの間の空間(隙間)に位置する場合、不連続境界面が形成されて不安定な制振領域(形状矯正領域)が生ずる。
【0014】
即ち、鋼板のエッジ部分が磁場の形成されない制振手段の間に位置する場合、鋼板の幅方向への均一な(電)磁力の印加が困難であり、鋼板のエッジにおける制振能力が低下して、却って鋼板の振動増幅や形状不安定などの問題が発生する。
【0015】
これにより、従来は、できるだけ多くの数の単位制振ユニットを鋼板の幅方向に配列する必要があった。例えば、現在のメッキ鋼板の最大幅を考慮すると、少なくとも7個程度の制振ユニットを必要とするため、制振ユニット間の間隔を最大限減らし、前述した不連続境界面の形成による鋼板の制振能力や形状矯正能力の低下が発生しないようにする必要があった。
【0016】
したがって、従来は、多数の単位制振ユニットを必要とするため、設備構築費用や稼働による補修維持費用が高くなるという問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0017】
本発明は、上記のような従来の問題を解消するために提案されたものであり、その一目的は、単位制振手段の移動を具現し、特に、鋼板のエッジ部分における制振能力の低下又は振動の増幅を遮断し、且つ鋼板の形状矯正を容易にすることにより、鋼板のメッキ品質の向上を可能にした鋼板安定化装置を提供することである。
【0018】
また、本発明の他の目的は、既存と比べて単位制振手段(ブロック)の設置数を減らしても、鋼板のエッジ部分に不連続境界面が形成される従来の問題を解消することにより、設備構築費用や装置維持補修費用の低減を可能にした鋼板安定化装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0019】
上記のような目的を達成するために、本発明は、進行する鋼板の少なくとも一側に鋼板に向かって複数個が提供され且つ鋼板の制振や形状矯正ができるように配置された鋼板制振手段と、上記鋼板制振手段と連結され且つ鋼板の幅に対応して制振手段の少なくとも一部を鋼板の幅方向に移動させるように提供される制振手段移動ユニットと、を含んで鋼板幅対応型に構成された鋼板安定化装置を提供する。
【0020】
好ましくは、装置ケーシングに固定される制振手段支持体をさらに含み、上記制振手段支持体に複数の鋼板制振手段が連結される多段型に構成され且つ多段の鋼板制振手段のうち少なくとも一つが制振手段移動ユニットと連結されることができる。
【0021】
より好ましくは、上記鋼板制振手段は、進行する鋼板の進行中心に配置された中央側制振手段と、上記中央側制振手段の両側に鋼板の幅方向に配列され上記制振手段移動ユニットが連結される一つ以上の移動側制振手段と、を含んで構成されることができる。
【0022】
さらに好ましくは、上記鋼板制振手段は、進行する鋼板の少なくとも一側に配置されたボディー部と、上記ボディー部に一つ以上備えられ且つ鋼板の制振を具現するように提供された磁場発生ポールと、を含んで構成されることができる。
【0023】
そして、上記制振手段移動ユニットは、鋼板の幅方向に装置ケーシングに回転駆動可能に提供され、鋼板制振手段のボディー部と連結される移動ブロックが締結されるスクリューバーと、上記鋼板制振手段のボディー部を通過して装置ケーシングに提供された一つ以上のガイドと、を含んで構成されることができる。
【0024】
好ましくは、上記スクリューバーは、中央側制振手段を基点として両側が互いに異なる方向のスクリューを有する2段スクリューバーで構成されてスクリューバーの回転駆動時に中央側制振手段を基準として両側の移動側制振手段が同じ移動幅で互いに近くなるか遠くなるように構成され、上記移動側制振手段の上、下側に交互に連結されることができる。
【0025】
より好ましくは、上記制振手段移動ユニットのガイドは、鋼板制振手段のボディー部に組み立てられるガイド支持ブロックに備えられたライナリングを通過しながら制振手段の移動を容易にするように提供され、上記制振手段移動ユニットのスクリューバーと連結され装置ケーシングに装着された駆動モータは装置制御部に連結され、上記装置ケーシングの両側に提供される鋼板エッジ部感知器は上記装置制御部と連結されることができる。
【0026】
より好ましくは、上記装置ケーシングには、鋼板の進行を案内する鋼板移送ロールがさらに設置されることができる。
【0027】
なお、上述した課題を解決するための手段は、本発明の特徴をすべて列挙したものではない。本発明の多様な特徴及びそれによる長所と効果は下記の具体的な実施形態を参照してより詳細に理解されることができる。
【発明の効果】
【0028】
このような本発明の鋼板安定化装置によれば、単位制振手段の移動を具現して鋼板のエッジにおける制振能力の低下や振動の増幅を遮断することにより、メッキ鋼板のメッキ品質を向上させることができる。
【0029】
また、本発明は、鋼板が反る反曲、即ち、C型反曲又はS型反曲の形状矯正も効果的に行うことができる。
【0030】
さらに、本発明は、既存と比べて単位制振手段(ブロック)の設置数を減らしても、鋼板のエッジ部における従来の問題を解消することができるため、設備構築費用や維持補修費用を減らすことができる。
【発明を実施するための形態】
【0032】
以下、添付の図面を参照して本発明を詳細に説明する。
【0033】
まず、
図1には、本発明による鋼板幅対応型の鋼板安定化装置1のメッキライン設置状態が示されている。
【0034】
但し、以下の本実施例では、本発明の鋼板安定化装置1が後述する
図1の亜鉛メッキ設備のメッキ槽110を通過して亜鉛メッキされるメッキ鋼板100の制振や形状矯正を行うことを説明しているが、本発明の鋼板安定化装置1は必ずしもメッキラインのみに設置されるわけではなく、連続移送される鋼板の振動抑制などのために他の分野にも適用されることができることは言うまでもない。
【0035】
例えば、鋼板の進行時に振動や反曲が発生して鋼板の生産や品質に影響を与えるその他の分野の鋼板の連続表面処理などにも、本発明の鋼板安定化装置を適用することができる。
【0036】
また、本発明の鋼板安定化装置1は、進行する鋼板の両側に対称的に配置されることが、鋼板の均一で安定した制振や形状矯正の面において好ましい。
【0037】
次に、
図1に示したように、本発明による鋼板安定化装置1が適用される鋼板の亜鉛メッキラインを説明すると、ペイオフリール(Pay Off Reel)から繰り出された鋼板(冷延鋼板)100は、溶接器とルーパを経て熱処理された後、スナウトと亜鉛メッキ槽110を通過しながら溶融亜鉛Zが鋼板100の表面に付着されてメッキが進行される。
【0038】
この際、メッキ槽の上部に提供されたガスワイピング装置(エアナイフ)120から鋼板の表面にガス(不活性ガス又はエア)を噴射して鋼板の亜鉛付着量を適宜減らすことにより鋼板の亜鉛メッキ厚さを調節する。
【0039】
そして、メッキ鋼板は、メッキ槽110のシンクロール(sink roll)112とスタビライジングロール(stabilizing roll)114を経て上部移送ロール130を通過しながら進行される。
【0040】
この際、
図1に示されたように、メッキ槽110に充填された溶融亜鉛の温度は約450〜460℃程度であり、メッキ槽110を通過する鋼板100は多様な鋼種、幅又は厚さを有する。
【0041】
しかしながら、
図1においてシンクロール112(のロール軸)にかかる荷重は鋼板によって異なるが、その両端にそれぞれ最大500kgfの荷重がかかる可能性があるため、振動などの動的特性が発生すると、シンクロールの回転方向には最大100kgfの荷重がかかる可能性がある。
【0042】
したがって、シンクロール112とスタビライジングロール114を経たメッキ鋼板100が上部移送ロール130を通過する途中に、鋼板の鋼種、幅又は厚さによって差異はあるが、鋼板に振動が発生するか又は鋼板の幅方向の反曲現象が発生するため、ガスワイピング装置120におけるメッキ偏差が発生して鋼板のメッキ不良につながる。
【0043】
これを解決するために、
図1のように、ガスワイピング装置120と上部移送ロール130との間及び鋼板冷却装置140(例えば、ミストクーラー(mist cooler))の上、下側に、本発明の鋼板幅対応型の鋼板安定化装置1をそれぞれ配置させる。
【0044】
これにより、本発明の鋼板安定化装置1は、メッキ鋼板100の振動を減衰したり抑制することによりメッキ時にメッキ偏差が発生することを防止することができる。
【0045】
近年、亜鉛メッキ鋼板の需要が急増するにつれ、生産性増大のために鋼板のラインスピード(進行速度)を高くすることにより、鋼板の振動が増幅する可能性がある点を考慮すると、本発明の鋼板安定化装置1が重要であることが分かる。
【0046】
例えば、鋼板の振動を減らしたり反曲を矯正すると、メッキ量の偏差を減らすことができ、鋼板の幅方向の亜鉛付着量を調節することもできる上、振動の低減によって合金化の不良を減らすこともできる。
【0047】
一方、
図1〜
図4には、本発明による鋼板幅対応型の鋼板安定化装置1が示されている。但し、以下では、本発明の装置に関連する図面符号は10単位の図面符号として説明し、メッキラインに関連する構成要素は100単位の図面符号として説明する。
【0048】
まず、
図2〜
図4に示したように、本発明の鋼板安定化装置1は、その構成の一例として、進行する鋼板100の少なくとも一側に鋼板に向かって複数個が提供され且つ鋼板の制振や形状矯正が可能できるように配置された鋼板制振手段10と、上記鋼板制振手段10と連結されて鋼板の幅に対応して制振手段の少なくとも一部を鋼板の幅方向に移動させるように提供される制振手段移動ユニット30と、を含んで提供されることができる。
【0049】
したがって、本発明の鋼板幅対応型の鋼板安定化装置1は、
図5に詳細に示したように、単位鋼板制振手段(ユニット)10の間の空間(隙間)に鋼板のエッジ部分が位置する場合に発生する不連続境界面による制振力や形状矯正力の低下又は不安定な制振や形状矯正による鋼板の振動増幅を防止するために、単位鋼板制振手段10を移動ユニット30によって移動させることにより鋼板の振動制御や形状矯正性を高くし、不安定な要素を予め除去することができる。
【0050】
例えば、
図5a及び
図5bは、従来と本発明の場合を比較して模式図で示している。
【0051】
即ち、
図5aに示したように、従来の単位制振手段10’(制振手段の既存構造は
図2の本発明の構造と類似)の場合、本発明とは異なり、鋼板の幅方向に1番(#1)〜7番(#7)制振手段が配列されている。
【0052】
したがって、
図5aのように、従来の場合は、鋼板の幅に対応して制振手段の移動が困難な位置固定型に制振手段が配置されたため、鋼板100のエッジが単位制振手段の間の空間に位置すると、鋼板の他の部分とエッジの間の制振力、即ち、印加される磁場(
図4参照)の強さが異なってしまう。
【0053】
よって、従来の場合、鋼板の不連続境界面が発生するため、鋼板のエッジ部分における制振や矯正力低下や振動の増幅が発生する。
【0054】
しかしながら、
図5bに示したように、本発明の場合は、進行する鋼板の中心に配置された中央側単位制振手段10aを基点として、両側の単位移動側制振手段10b、10cがそれぞれ一対に組み合わせられて同じ移動比で移動するようになる。
【0055】
したがって、本発明の場合、鋼板の幅がL1からL4に変化しても、少なくとも鋼板のエッジが移動側制振手段10cの中央に位置するようになるため、鋼板の制振のための磁場影響範囲を鋼板の幅方向に均一にすることができる。
【0056】
よって、本発明は、鋼板の幅方向に移動可能な少なくとも一部の移動側制振手段10b、10cを含むため、従来より鋼板の振動抑制や反曲などの形状矯正を精密で確実に具現することができる。
【0057】
一方、
図2〜
図4に示したように、本発明の鋼板安定化装置1において、鋼板の制振や形状矯正を実質的に具現する鋼板制振手段10は、進行する鋼板100の少なくとも一側、好ましくは両側に同じ設置環境を有して配置されるボディー部12と、上記ボディー部12に一つ以上備えられ且つ鋼板の制振や形状矯正が可能できるように提供された磁場発生ポール14と、を含む。
【0058】
この際、実質的には上記制振手段のボディー部12と磁場発生ポールとを鉄皮構造で一体化することができる。
【0059】
そして、好ましくは、板材の制振手段支持体11には二つの磁場発生ポール14が提供される「匚」字型のボディー部12が固定され、上記制振手段支持体11は装置ケーシング2全体に固定されることができる。
【0060】
この際、上記制振手段支持体11は、
図1〜
図4のように、鋼板100の進行方向に長く伸びたプレート状であり、好ましくは、(電)磁力発生時に磁場が漏れることを防止するように非磁性体、例えば、セラミックやステンレス(SUS)などで製作されることができる。
【0061】
一方、本発明の鋼板安定化装置1において、鋼板制振手段10の磁場発生ポール14は、図示されてはいないが、磁性体のコア部材とコア部材に巻線される電磁コイルで構成されたコイル型制振手段磁場発生ポールとして提供されることができる。
【0062】
例えば、SM45C系又は珪素鋼板を積層して構成したコア部材に電流を印加するときに(電)磁力を形成させる電磁コイルを巻線して磁場発生ポールを構成し、その外側にカバー体、例えば、(電)磁力に影響を与えない合成樹脂やステンレス等の非磁性カバー体で包囲処理を施すことにより、メッキ粒子やその他の異物がコイルの間に挟まったり積もったりしないようにする。
【0063】
或いは、本発明の鋼板安定化装置において、磁場発生ポールは、永久磁石又は電磁石で形成された磁石型で提供されることもできる。
【0064】
この際、
図6に示したように、
図1とは異なり、長く伸びた制振手段支持体11’の上、下側に複数の単位制振手段10を備え、そのの間にセンサー部16を提供することもできる。
【0065】
なお、
図6の場合にも、鋼板幅対応型として、前述したような単位制振手段10の少なくとも一部を鋼板の幅方向に移動させるようにすることができる。
【0066】
図6の場合、鋼板安定化装置の規模は大きくなるが、実際には鋼板の制振幅(範囲)や矯正幅は拡張されるため、より精密な鋼板の制振や形状矯正を行うことができる。
【0067】
この際、
図1、
図3及び
図6に示したセンサー部16は、単位制振手段10の磁場発生ポール14の間及びボディー部12又は単位制振手段の間の制振手段支持体11に提供されて磁場発生ポールと鋼板の間の間隔(
図4の矢印)を感知する公知の渦電流センサー又はレーザー距離計センサーなどであることができる。
【0068】
なお、このようなセンサーも装置制御部Cと連結されて制御駆動されることができる。
【0069】
次に、
図2〜
図4及び
図6に示した、本発明の装置において実質的に制振手段の移動を可能にする上記制振手段移動ユニット30は、鋼板の幅方向に装置ケーシング2に回転駆動可能に提供され、上記鋼板制振手段10のボディー部12と連結される移動ブロック32が締結されるスクリューバー34と、上記鋼板制振手段のボディー部12を貫通して装置ケーシング2に提供された一つ以上のガイド36と、を含んで構成されることができる。
【0070】
この際、
図2〜
図4に示したように、本発明の装置において、上記スクリューバー34は、好ましくは、上記
図5bのように中央側制振手段10aを基点として両側が互いに異なる方向のスクリューを有する2段スクリューバー34a、34bで構成され、中央には連結カップリング機構34cが配置され、装置ケーシング2にブラケットで水平装着された駆動モータ35と連結される。
【0071】
そして、本発明の装置において、上記スクリューバー34の2段スクリューバー34a、34bは、基準制振手段10aを基準として両側の2番(#2)制振手段10bと3番(#3)制振手段10cがそれぞれ左右側に一対に組み合わせられて締結される移動ブロック32にそれぞれ締結されることができる。
【0072】
この際、上記移動ブロック32は、ブラケット32aを介して鋼板制振手段10のボディー部の外側(符号なし)と制振手段支持体11に堅固に連結されることができる。
【0073】
好ましくは、
図2〜
図4のように、本発明の移動ユニット30のスクリューバー34は、鋼板の進行方向に制振手段の上、下側にそれぞれ配置され且つそれぞれの移動ブロックと締結される。
【0074】
一方、好ましくは、
図4に示したように、本発明の装置において、上記制振手段移動ユニット30のスクリューバーが連結され装置ケーシング2に装着された駆動モータ35は装置制御部Cと電気的に連結されて構成されることができる。
【0075】
より好ましくは、進行する鋼板の両側のエッジ部を感知するための鋼板エッジ部感知器50は、装置ケーシング2の上端部及び鋼板の両側に適宜提供されることができる。
【0076】
そして、実際にはこのような鋼板エッジ部感知器50に多数の近接センサー52が設置されることにより鋼板の幅(W)が
図5bのように多様に変更されても鋼板のエッジを精密に感知し、
図4のように上記感知器が装置制御部Cと連結されることができる。
【0077】
したがって、本発明の装置の場合、
図5bを参照して、
図2〜
図4に示したように、鋼板の幅が多様に変更されても、これを感知し、装置制御部Cを媒介として中央側制振手段10aを除いたその両側の移動側制振手段10b、10cを同じ移動比で移動させることにより、鋼板のエッジが少なくとも最外郭の制振手段10cの中央を通過するようにするため、従来の不連続境界面を除去して効果的な鋼板の振動抑制又は形状矯正を行うことができる。
【0078】
好ましくは、
図4及び
図5bに示したように、本発明の装置において、中央側制振手段10aの両側に二つを一対とする移動側制振手段10b、10cを配置し、上、下側のスクリューバー34を介して同じ移動比(幅)を有するようにする。
【0079】
この際、制振手段がそれぞれ異なる幅で移動すると、鋼板の磁場影響分布に局部的に偏差が発生する可能性があり、鋼板の振動を増幅させる恐れが高い。
【0080】
一方、
図6では、伸びた一つの制振手段支持体11’に2段の鋼板制振手段10(鋼板の幅方向には
図2、3のように同じ列で提供)を提供する場合、移動ユニット30をずらしても良く、移動ユニットを上、下側それぞれの単位制振手段と連結して構成しても良い。
【0081】
この際、
図2に示したように、上記鋼板制振手段10を貫通する上記移動ユニット30のガイド36をボディー部12に提供することにより、重さを有する鋼板制振手段10の鋼板の幅方向の移動を安定的に支持することができる。
【0082】
例えば、上記ガイド36は、直径を有する棒であり、鋼板制振手段10のボディー部12を貫通する穴に組み立てられる円形のガイド支持ブロック36aにライナリング36bを介して提供されることができる。
【0083】
したがって、本発明の上記ライナリング36bは、制振手段の移動時にガイドに沿って移動しながらその移動を円滑にし、摩耗などの移動低下要因を除去することができる。
【0084】
なお、別途の符号で図示してはいないが、本発明の移動ユニット30のスクリューバー34とガイド36などは、装置ケーシング2に備えられた軸受けブロック、支持リング、固定リングなどによって制振手段の荷重を支持しながら組み立てられることができる。
【0085】
次に、
図7には、
図1に示した本発明の鋼板安定化装置1のケーシング2の鋼板通過部分に設置される鋼板移送ロール4が示されている。
【0086】
例えば、本発明のケーシング2に設置される鋼板移送ロール4は、図示しないモータの駆動力が伝達される駆動軸4aに設置されるフィーディングロール又は駆動力が伝達されない空回転形態のガイドロールとして提供されることができる。
【0087】
上記鋼板移送ロール4は、
図7のように駆動軸4aに設置されて駆動力の伝達を受けながらメッキ鋼板の進行速度(ラインスピード)に対応して鋼板を移送させることが好ましい。
【0088】
このような鋼板移送ロールは、フィーディングロールであってもガイドロールであっても、装置ケーシング2を通過する鋼板がケーシングと接触して鋼板の表面にスクラッチなどの欠陥が発生することを防止することができる。
【0089】
さらに、このような鋼板移送ロール4は、鋼板安定化装置の鋼板制振手段10と鋼板の間の間隔を一定に維持しながら移送することができる。