特開 2024-103986 水分除去装置、計測装置、鋼板の製造装置及び、水分除去方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024103986

(43)【公開日】2024-08-02

(54)【発明の名称】水分除去装置、計測装置、鋼板の製造装置及び、水分除去方法

(51)【国際特許分類】

   B21B 45/02 20060101AFI20240726BHJP

【ＦＩ】

B21B45/02 320R

B21B45/02 320U

B21B45/02 320Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023007963

(22)【出願日】2023-01-23

(71)【出願人】

【識別番号】000001258

【氏名又は名称】ＪＦＥスチール株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100184859

【弁理士】

【氏名又は名称】磯村 哲朗

(74)【代理人】

【識別番号】100123386

【弁理士】

【氏名又は名称】熊坂 晃

(74)【代理人】

【識別番号】100196667

【弁理士】

【氏名又は名称】坂井 哲也

(74)【代理人】

【識別番号】100130834

【弁理士】

【氏名又は名称】森 和弘

(72)【発明者】

【氏名】松本 卓也

(72)【発明者】

【氏名】中澤 将人

(57)【要約】

【課題】 表面に突起や溝が形成されている鋼板の表面に付着した水分を除去する水分除去装置を提供する。
【解決手段】
水分除去装置は、凹凸状に形成されている面を有する鋼板の前記面に付着した水分を除去する。水分除去装置は、前記鋼板を一の方向に搬送する搬送部と、前記鋼板に向けて水を吹き付けて前記鋼板を冷却するランアウトテーブルと、前記一の方向において前記ランアウトテーブルよりも下流側に設けられかつ、前記鋼板に向けてエアーを吐出するエアー吐出部と、を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

凹凸状に形成されている面を有する鋼板の前記面に付着した水分を除去する水分除去装置であって、
前記鋼板を一の方向に搬送する搬送部と、
前記鋼板に向けて水を吹き付けて前記鋼板を冷却するランアウトテーブルと、
前記一の方向において前記ランアウトテーブルよりも下流側に設けられかつ、前記鋼板に向けてエアーを吐出するエアー吐出部と、
を有する、水分除去装置。

【請求項2】

前記エアー吐出部は、前記鋼板の幅方向に亘って前記エアーを吐出する、請求項１に記載の水分除去装置。

【請求項3】

前記エアー吐出部は、前記鋼板の厚さ方向において、前記鋼板よりも高い位置に設けられている、請求項１又は、２に記載の水分除去装置。

【請求項4】

請求項１又は、２に記載の水分除去装置と、
前記鋼板の形状を計測する計測部と、
を有する、計測装置。

【請求項5】

請求項１又は、２に記載の水分除去装置を含む、鋼板の製造装置。

【請求項6】

凹凸状に形成されている面を有する鋼板の前記面に付着した水分を除去する水分除去方法であって、
前記鋼板を一の方向に搬送する搬送工程と、
前記鋼板に向けて水を吹き付ける冷却する冷却工程と、
前記鋼板に向けてエアーを吐出するエアー吐出工程と、
を有する、水分除去方法。

【請求項7】

前記エアー吐出工程において、
前記エアーは、前記水分の前記一の方向への移動を抗するように吐出され、
前記水分の移動に抗する前記エアーの力は、前記水分が前記一の方向に移動する慣性力よりも高い、請求項６に記載の水分除去方法。

【請求項8】

前記エアー吐出工程において、前記水分を吹き飛ばすように前記エアーを吐出する、請求項６に記載の水分除去方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鋼板の表面に付着した水分を除去する水分除去装置、鋼板の形状を測定する計測装置、鋼板の製造装置及び、水分除去方法に関する。

【背景技術】

【0002】

熱間圧延工程は、熱延鋼板を仕上げ圧延する仕上圧延工程と、仕上圧延工程後に熱延鋼板を冷却水によって冷却する冷却工程と、を有する。冷却工程においては、熱むらが生じることを防止するために、冷却水が一様に熱延鋼板に供給される。このため、熱延鋼板上に過剰に供給された冷却水を除去する、いわゆる水切りが行われている。

【0003】

このような冷却水の水切り装置としては、例えば、鋼板の幅方向に向けてノズルが配置される第１の水切り部と、鋼板の搬送方向に向けてノズルが配置される第２の水切り部と、を有する熱延鋼板用冷却水の水切り装置が特許文献１に開示されている。

【0004】

ところで、熱間圧延工程で製造された圧延鋼は、品質保証のためにその寸法や、形状を測定することが行われている。例えば、異形型鋼を熱間圧延で製造する際には、その断面形状がレーザによって測定されている。このような圧延鋼の断面形状を測定する方法としては、異形形鋼で反射されたレーザ光の反射光に基づいて、異形形鋼の直角断面形状の画像データを取得する画像データ取得工程を備える異形形鋼の直角断面形状の測定方法が特許文献２に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１９－１７７３８７号公報

【特許文献2】特開２０２０－１３９９０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、表面に突起や溝が形成されているような鋼板に対して、特許文献１の熱延鋼板の水切り方法を用いた場合、突起や溝の間に水が残存することがある。このような状態で特許文献２の方法で断面形状を測定すると、当該水がレーザ光の反射に影響を与えるため、寸法や形状の測定精度が低くなる問題がある。

【0007】

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、表面に突起や溝が形成されている鋼板の表面に付着した水分を除去する水分除去装置、鋼板の形状を測定する計測装置、鋼板の製造装置及び、水分除去方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するため、本発明は以下の特徴を有する。

【0009】

［１］
凹凸状に形成されている面を有する鋼板の前記面に付着した水分を除去する水分除去装置であって、
前記鋼板を一の方向に搬送する搬送部と、
前記鋼板に向けて水を吹き付けて前記鋼板を冷却するランアウトテーブルと、
前記一の方向において前記ランアウトテーブルよりも下流側に設けられかつ、前記鋼板に向けてエアーを吐出するエアー吐出部と、
を有する、水分除去装置。
［２］
前記エアー吐出部は、前記鋼板の幅方向に亘って前記エアーを吐出する、
［１］に記載の水分除去装置。
［３］
前記エアー吐出部は、前記鋼板の厚さ方向において、前記鋼板よりも高い位置に設けられている、［１］又は、［２］に記載の水分除去装置。
［４］
［１］又は、［２］に記載の水分除去装置と、
前記鋼板の形状を計測する計測部と、
を有する、計測装置。
［５］
［１］又は、［２］に記載の水分除去装置を含む、鋼板の製造装置。
［６］
凹凸状に形成されている面を有する鋼板の前記面に付着した水分を除去する水分除去方法であって、
前記鋼板を一の方向に搬送する搬送工程と、
前記鋼板に向けて水を吹き付ける冷却する冷却工程と、
前記鋼板に向けてエアーを吐出するエアー吐出工程と、
を有する、水分除去方法。
［７］
前記エアー吐出工程において、
前記エアーは、前記水分の前記一の方向への移動を抗するように吐出され、
前記水分の移動に抗する前記エアーの力は、前記水分が前記一の方向に移動する慣性力よりも高い、［６］に記載の水分除去方法。
［８］
前記エアー吐出工程において、前記水分を吹き飛ばすように前記エアーを吐出する、［６］に記載の水分除去方法。

【発明の効果】

【0010】

本発明の水分除去装置は、鋼板が搬送される一の方向において鋼板を冷却するランアウトテーブルよりも下流側に設けられかつ、鋼板に向けてエアーを吐出するエアー吐出部を有する。これにより、表面に突起や溝が形成されている鋼板の表面に付着した水分を除去することが可能となる。したがって、レーザによる形状測定を行った場合であっても、その測定精度を向上させることが可能となる。

【0011】

また、本発明の計測装置は、上記の水分除去装置を含んで構成されているため、鋼板の形状の測定精度を高めることができる。

【0012】

また、本発明の鋼板の製造装置は、上記の水分除去装置を含んで構成されているため、当該製造装置によって製造された鋼板の形状の測定精度を高めることができる。

【0013】

さらに、本発明の水分除去方法は、鋼板に向けてエアーを吐出するエアー吐出工程を有するため、鋼板の表面に付着した水分を除去することが可能となる。したがって、レーザによる形状測定を行った場合であっても、その測定精度を向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】水分除去装置を有する鋼板の製造装置の構成を示す説明図である。

【図2】エアー吐出部から吐出されたエアーと鋼板との関係を示す説明図である。

【図3】計測部による鋼板の形状の測定態様を示す説明図である。

【図4】水分除去方法の処理を示すフロー図である。

【図5】図４のエアー吐出工程の態様を示す説明図である。

【図6】他の実施形態の水分除去装置を有する鋼板の製造装置の構成を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、水分除去装置を有する鋼板の製造装置１００の構成を示している。図１に示すように、鋼板の製造装置１００は、鋼板１０を一の方向Ｄに搬送する搬送部２０と、鋼板１０を所定の厚さまで連続して圧延する仕上圧延機３０と、を有する。鋼板の製造装置１００は、仕上圧延機３０により圧延された鋼板１０を冷却水により冷却するランアウトテーブル４０と、鋼板１０に向けてエアーを吐出するエアー吐出部５０と、を有する。鋼板の製造装置１００は、鋼板１０の形状を計測する計測部６０と、鋼板１０をコイル状に巻き取る巻取装置７０と、を有する。尚、搬送部２０と、ランアウトテーブル４０と、エアー吐出部５０と、によって、水分除去装置が構成されている。

【0016】

鋼板１０は、凹凸状に形成されている凹凸面１１を表面及び、裏面のうちの少なくとも一方に有する。凹凸面１１は、ランアウトテーブル４０の冷却水が供給される側の面に設けられるとよい。本実施形態においては、凹凸面１１は、表面に形成され、一の方向Ｄに沿って互いに平行に形成された複数の凸部が形成されている。

【0017】

尚、鋼板１０は、図示しない粗圧延機によって圧延されたものが用いられる。また、凹凸面１１は、このような態様に限定されず、例えば、格子状の小さな突起が互い違いに連続して形成されている、いわゆる縞鋼板であってもよい。

【0018】

搬送部２０は、一の方向Ｄに沿って所定の間隔で配列された搬送ロール２１によって構成されている。本実施形態においては、搬送ロール２１の各々が時計回りに回転することにより、鋼板１０が一の方向Ｄに搬送される。

【0019】

仕上圧延機３０は、互いに対向するように設けられている一対のワークロール３１ａ，３１ｂを有する。一対のワークロール３１ａ，３１ｂは、一の方向Ｄにおいて所定の間隔で複数配列されている。一対のワークロール３１ａ，３１ｂの各々は、上下方向に間隔を有して設けられている。

【0020】

一対のワークロール３１ａ，３１ｂは、一対のバックアップロール３１ｃ、３１ｄによって支持されている。一対のバックアップロール３１ｃ、３１ｄは、一の方向Ｄにおいて所定の間隔で複数配列されている。鋼板１０は、一対のワークロール３１ａ，３１ｂの間を通過することにより、例えば、数ｍｍ程度の板厚となる。

【0021】

ランアウトテーブル４０は、鋼板１０に向けて水を吹き付けて鋼板１０を冷却する。ランアウトテーブル４０は、鋼板１０の表面に冷却水を噴射する第１の冷却水ノズル４１を複数有している。第１の冷却水ノズル４１には、例えばフルコーンスプレーノズルを用いることができる。第１の冷却水ノズル４１は、鋼板１０の幅方向に複数配置されている。また、第１の冷却水ノズル４１は、鋼板１０の搬送方向Ｄに複数配置されている。

【0022】

ランアウトテーブル４０は、鋼板１０の裏面に冷却水を噴射する第２の冷却水ノズル４２を複数有している。第２の冷却水ノズル４２には、例えばフルコーンスプレーノズルを用いることができる。第２の冷却水ノズル４２は、第１の冷却水ノズル４１の配置と同様に設けることができる。尚、第１の冷却水ノズル４１及び、第２の冷却水ノズル４２には、フルコーンスプレーノズルに代えて、例えば、パイプラミナーノズル等の種々のノズルを用いることができる。

【0023】

エアー吐出部５０は、一の方向Ｄにおいてランアウトテーブル４０よりも下流側に設けられている。エアー吐出部５０は、エアーを吐出するノズル５１と、ノズル５１にエアーを供給するエアーの圧力を調整する調整弁（図示せず）を有する。エアー吐出部５０は、例えば、一の方向Ｄに対して直交する方向から鋼板１０に向けてエアーを吐出する。エアー吐出部５０は、一の方向Ｄにおいて１以上設けられていればよく、その個数は特には限定されない。尚、ノズル５１は、エアーの吐出方向を調整可能に設けられるとよい。

【0024】

計測部６０は、例えば、レーザ光を出射光として出射し、物体で拡散反射された反射光を用いて物体の形状を計測する。計測部６０としては、光切断法を利用したセンサを用いることができる。

【0025】

巻取装置７０は、ランアウトテーブル４０により冷却されかつ、エアー吐出部５０によって表面上の水分が除去された鋼板１０を所定の巻取温度で巻き取るローラ７１を有する。巻取装置７０によってコイル状に巻き取られた鋼板１０は、鋼板の製造装置１００から所定位置に搬送される。

【0026】

図２は、エアー吐出部５０から吐出されたエアーと鋼板１０との関係を示す説明図である。図２に示すように、鋼板１０には、正面からみた場合に、鋼板１０の幅方向Ｗに凸部が配列された凹凸面１１が形成されている。

【0027】

エアー吐出部５０は、鋼板１０の厚さ方向Ｔにおいて、鋼板１０よりも高い位置に設けられている。エアー吐出部５０は、鋼板１０の幅方向Ｗに亘ってエアーを吐出するように設けられている。このようにエアー吐出部５０が設けられていることにより、エアー吐出部５０は、凹凸面１１に対して一様にエアーを吐出することが可能となる。尚、図中の一点鎖線は、ノズル５１から吐出されたエアーの態様を示している。

【0028】

エアー吐出部５０のエアーが吐出される範囲は、例えば、ノズル５１から吐出されるエアーの拡散範囲及び、ノズル５１の軸方向が鋼板１０に対してなす角度を調整することにより、設定することができる。

【0029】

図３は、計測部６０による鋼板１０の形状の測定態様を示す説明図である。計測部６０は、レーザ光を出射光ＥＬとして出射する出射部６１と、物体で出射光が反射された反射光ＲＬを受光する受光部６２と、を有する。

【0030】

計測部６０は、鋼板の製造装置１００の全体を制御する制御部８０に通信可能に接続されている。制御部８０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭからなるコンピュータである。制御部８０は、計測部６０から取得したデータに基づいて、画像データを生成する。制御部８０は、生成した画像データに基づいて、鋼板１０の寸法を算出する。

【0031】

制御部８０は、表示部９０に通信可能に接続されている。表示部９０は、例えば、液晶ディスプレイである。制御部８０は、生成した画像データ及び、算出した鋼板１０の寸法を表示部９０に表示させる。

【0032】

図４は、水分除去方法の処理フローを示している。図４に示すように、水分除去方法の処理フローは、例えば、搬送部２０の稼働をトリガーとして実行される。

【0033】

搬送部２０は、制御部８０より稼働指令を受信すると稼働を開始し、粗圧延機で圧延された鋼板１０を一の方向Ｄに搬送する（ステップＳ０１）。ステップＳ０１の搬送工程において、鋼板１０が搬送されると、鋼板１０は、まず仕上圧延機３０において圧延される。

【0034】

鋼板１０が仕上圧延機３０によって圧延されると、ランアウトテーブル４０は、鋼板１０に向けて水を吹き付けて鋼板１０を冷却する（ステップＳ０２）。これにより、鋼板１０は所定の温度まで冷却される。

【0035】

ステップＳ０２の冷却工程が行われると、エアー吐出部５０は、鋼板１０に向けてエアーを吐出する（ステップＳ０３）。ステップＳ０３のエアー吐出工程によって、鋼板１０の表面に付着している水分が除去される。

【0036】

ステップＳ０３のエアー吐出工程が行われると、計測部６０によって鋼板１０の形状を示す画像データ及び、寸法が算出され、表示部９０に当該画像データ及び、寸法が表示される（ステップＳ０４）。ユーザは、表示部９０に当該画像データ及び、寸法を視認することによって、鋼板１０が適切な状態であるかを判断することができる。計測部６０を通過した鋼板１０は、巻取装置７０によってコイル状に巻き取られた後に、所定の保管場所に移動される。

【0037】

図５は、図４のステップＳ０３のエアー吐出工程の態様を示している。図５に示すように、ステップＳ０３のエアー吐出工程においては、エアーは、水分ＷＴの一の方向Ｄへの移動を抗するように吐出される。具体的には、エアー吐出部５０は、鋼板１０の移動方向に対して向かい風となる成分を含むようにエアーを吐出する。尚、図中の破線は、エアー吐出部５０から吐出されたエアーの態様を示している。

【0038】

エアー吐出部５０から吐出された水分ＷＴの移動に抗するエアーの力は、水分ＷＴが一の方向Ｄに移動する慣性力よりも高い。このようにエアー吐出部５０からエアーが吐出されることにより、当該エアーが吹き付けられる位置よりも一の方向Ｄの下流側に水分ＷＴが進むことを阻害することができる。言い換えれば、水分ＷＴをエアーが吹き付けられる位置に滞留させることができる。水分ＷＴを鋼板１０に滞留させることにより、水分ＷＴが鋼板１０の他の領域に飛び散って再付着することを抑止することができる。エアー吐出部５０から吐出されるエアーは、エアーの圧力を調整する調整弁によって、水分ＷＴが滞留されるような圧力に調整されるとよい。

【0039】

尚、ステップＳ０３のエアー吐出工程においては、このようなエアーの吐出態様に限られず、例えば、水分ＷＴを鋼板１０から吹き飛ばすようにエアーを吐出するようにしてもよい。

【0040】

以上のように本発明の水分除去装置は、鋼板１０が搬送される一の方向Ｄにおいて鋼板１０を冷却するランアウトテーブル４０よりも下流側に設けられかつ、鋼板１０に向けてエアーを吐出するエアー吐出部５０を有する。これにより、表面に突起や溝が形成されている鋼板１０の表面に付着した水分を除去することが可能となる。したがって、レーザによる鋼板１０の形状測定を行った場合であっても、その測定精度の低下を抑制することが可能となる。

【0041】

また、本発明の計測装置は、上記の水分除去装置を含んで構成されているため、鋼板の形状の測定精度を高めることができる。

【0042】

また、本発明の鋼板の製造装置１００は、上記の水分除去装置を含んで構成されているため、当該製造装置によって製造された鋼板１０の形状の測定精度を高めることができる。

【0043】

さらに、本発明の水分除去方法は、鋼板１０に向けてエアーを吐出するエアー吐出工程を有するため、鋼板１０の表面に付着した水分を除去することが可能となる。したがって、レーザによる形状測定を行った場合であっても、その測定精度の低下を抑制することが可能となる。

【0044】

尚、上述の実施形態においては、鋼板１０の水分を除去する除去手段として、エアー吐出部５０を用いた。鋼板１０の水分を除去する除去手段は、エアー吐出部５０に加えて、水分を吐出することによって鋼板１０の水分を除去する水切り部を設けてもよい。

【0045】

図６は、水切り部５３の構成を示している。図６に示すように、水切り部５３は、一の方向Ｄにおいて、エアー吐出部５０よりも上流側に設けられる。水切り部５３は、鋼板１０に向けて水を吐出する水吐出ノズル５４を有する。本実施形態においては、水吐出ノズル５４は、一の方向Ｄの逆行する方向に水を吐出する。このように水を吐出することによって、鋼板１０の表面に付着した水文を除去して、付着した水分を少なくできる。その後に、エアー吐出部５０によって鋼板１０の表面に付着した水分を除去されることによって、水分の除去効果を高めることができる。尚、水切り部５３は、一の方向Ｄにおいて１以上設けられるとよく、その個数は特には限定されない。また、水吐出ノズル５４は、水の吐出方向を調整可能に設けられるとよい。

【符号の説明】

【0046】

１００ 鋼板の製造装置
１０ 鋼板
２０ 搬送部
４０ ランアウトテーブル
５０ エアー吐出部
６０ 計測部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】