トップ :: B 処理操作 運輸 :: B21 本質的には材料の除去が行なわれない機械的金属加工;金属の打抜き

【発明の名称】 金属板材に付着した液体の除去方法及び除去装置
【発明者】 【氏名】武石 芳明

【氏名】飯田 真一郎

【氏名】小出 太郎

【氏名】田辺 勝美

【氏名】難波 則夫

【要約】 【課題】金属板材に付着する液体、及び液滴の飛散を減少させることが可能であり、かつ装置の配置としても好適である金属板材に付着した液体の除去方法、除去装置、及び金属板材の製造方法を提供する。

【構成】金属板材1を上下から挟む一対の液切りロール11、11とノズル13、13とを備え、金属板材1の幅方向端面1a、1aの外側で、かつ一対の液切りロール11、11の間に形成される間隙12、12に向けて、ノズル13、13から気体を噴射する金属板材1に付着した液体の除去方法において、気体を金属板材の表面に平行な面内方向に関し、金属板材1の進行方向に対して、反対方向または金属板材1の外側から中央側への斜め反対方向に噴射する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
金属板材を上下から挟む一対の液切りロールとノズルとを備え、前記金属板材の幅方向端面の外側で、かつ一対の前記液切りロールの間に形成される間隙に向けて、前記ノズルから気体を噴射する金属板材に付着した液体の除去方法において、
前記気体を、前記金属板材の表面に平行な面内方向に関し、前記金属板材の進行方向に対して、反対方向または前記金属板材の外側から中央側への斜め反対方向に噴射することを特徴とする金属板材に付着した液体の除去方法。
【請求項2】
前記気体の噴射方向は、前記金属板材の表面に平行な面に投影した角度が前記金属板材の進行方向に対して45°以下で、前記金属板材の表面に垂直な面に投影した角度が前記金属板材の表面に対して30°以下であることを特徴とする請求項1に記載の金属板材に付着した液体の除去方法。
【請求項3】
前記気体の噴出位置を、前記間隙の位置に応じて前記金属板材の幅方向に変更することを特徴とする請求項1または2に記載の金属板材に付着した液体の除去方法。
【請求項4】
金属板材を上下から挟む一対の液切りロールと、前記金属板材の幅方向端面の外側で、かつ一対の前記液切りロールの間に形成される間隙に向けて配置されるノズルとを備える金属板材に付着した液体の除去装置において、
前記ノズルの向きが、前記金属板材の表面に平行な面内方向に関し、前記金属板材の進行方向に対して、反対方向または前記金属板材の外側から中央側への斜め反対方向であることを特徴とする金属板材に付着した液体の除去装置。
【請求項5】
前記ノズルの向きが、前記金属板材の表面に平行な面に投影した角度が前記金属板材の進行方向に対して45°以下で、前記金属板材の表面に垂直な面に投影した角度が前記金属板材の表面に対して30°以下であることを特徴とする請求項4に記載の金属板材に付着した液体の除去装置。
【請求項6】
前記ノズルが、前記金属板材の幅方向に移動する移動手段を備えることを特徴とする請求項4または5に記載の金属板材に付着した液体の除去装置。
【請求項7】
前記ノズルが、前記金属板材の幅方向において前記気体の噴射口を切り替える切り替え手段を備えることを特徴とする請求項4または5に記載の金属板材に付着した液体の除去装置。
【請求項8】
請求項1〜3のいずれか一項に記載の金属板材に付着した液体の除去方法により、金属板材に付着した液体を除去する工程を有することを特徴とする金属板材の製造方法。
【請求項9】
請求項4〜7のいずれか一項に記載の金属板材に付着した液体の除去装置を用いて、金属板材に付着した液体を除去する工程を有することを特徴とする金属板材の製造方法。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、金属板材の製造過程において金属板材に付着する液体を除去する方法、除去する装置、及びこれらを用いた金属板材の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
金属板材の製造過程においては、圧延潤滑、冷却、洗浄等を目的に水、洗浄液、油などの各種流体が使用される。これらの流体が金属板材に付着していると、後の工程での操作性および品質が低下する。そのため、金属板材からこれらの流体を除去することが必要である。金属板材に付着した液体の除去方法としては、一対の液切りロールで金属板材を挟み込むリンガーロール方法、気体を金属板材に吹き付けるガスワイピング方法がある。
【0003】
図8(a)は、リンガーロール方法における金属板材101の端面101a付近の拡大図である。図8(a)のとおり、リンガーロール方法では、金属板材101の板厚から金属板材101の幅方向の端面101a外側において、液切りロール102、102の間に間隙103が形成される。液体の表面張力により間隙103から液体104が侵入し、液切りロール102、102より進行方向側において金属板材101の端面101aから20〜50mmの範囲に液体104が厚く付着するという問題があった。また、これにより液切りロール102、102も液体が付着した状態で回転するため、生産ラインの速度が高速(以下「高ライン速度」とういうことがある。)になると遠心力により液切りロール102、102から液体104が液滴となり飛散するため、作業環境が悪化するという問題があった。
【0004】
ガスワイピング方法では、非接触で付着液の除去ができるが、金属板材の全幅で気体の噴射が必要である。特に、高ライン速度では高圧大流量の気体が必要となる。また、高圧大流量の気体を噴射することにより、騒音及び除去した液体の飛散も大きくなり、作業環境が悪化するという問題があった。したがって、一般的にはリンガーロール方法とガスワイピング方法が併用されている。
【0005】
そのため、特許文献1には、一対の液切りロールとノズルとを備え、このノズルより所定の流速の気体を鋼帯の端部に形成される隙間に向けて気体を鋼帯中央部から鋼帯端部に指向して噴射する鋼帯に付着する液体の除去方法が記載されている。かかる技術によれば、液滴の鋼帯への付着を完全に防止することができ、鋼帯の発錆・変色、あるいは液切り後の鋼帯のめっき不良などのない優れた鋼帯が得られる、とされている。
【特許文献1】特開平6−65766号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかし、特許文献1に記載の技術では、図8(b)のとおり、鋼帯111上側において鋼帯111中央部から端部に向けて気体115を噴射することにより、鋼帯111上面の端部に付着する液体114は大幅に減少するが、間隙113の一部が鋼帯111の陰になり気体115が届かないため、鋼帯端面111aおよび鋼帯111下面の鋼帯端部の液体114は除去することができないという問題があった。また、上側の液切りロール112aへ付着する液体は少ないが、下側の液切りロール112bへ付着する液体は多く、高ライン速度では液滴となり飛散するという問題があった。
【0007】
一方、鋼帯111上下において鋼帯111中央部から端部に向けて気体115、115を噴射することにより、鋼板111上下面の端部に付着する液体114は減少するが、鋼帯端面111aの液体114は除去することができないという問題があった。また、上下の液切りロール112a、112bに付着する液体114は減少するため、液切りロール112a、112bからの液滴飛散は低減するが、気体115、115が間隙113で衝突することによる乱れで、間隙113からの液滴飛散が激しくなるという問題があった。
【0008】
また、隙間113に向けて気体115を鋼帯111中央部から端部に向けて噴射するため、ノズル(図示省略)は、鋼板111の上方あるいは下方に設置する必要がある。これにより、鋼帯111に反り等がある場合には、鋼帯111がノズルに接触する危険性がある。そのため、ノズル待避あるいは防護機構を設置する必要があり、設備費が増加するという問題があった。
【0009】
そこで、本発明は上記問題を解決するため、金属板材に付着する液体、及び液滴の飛散を減少させることが可能であり、かつ装置の配置が好適である金属板材に付着した液体の除去方法、除去装置、及び金属板材の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【0011】
請求項1に記載の発明は、金属板材(1)を上下から挟む一対の液切りロール(11、11)とノズル(13、13、…)とを備え、金属板材の幅方向端面(1a、1a)の外側で、かつ一対の液切りロールの間に形成される間隙(12)に向けて、ノズルから気体を噴射する金属板材に付着した液体の除去方法において、気体を、金属板材の表面に平行な面内方向に関し、金属板材の進行方向に対して、反対方向または金属板材の外側から中央側への斜め反対方向に噴射することを特徴とする金属板材に付着した液体の除去方法を提供することにより前記課題を解決する。
【0012】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の金属板材(1)に付着した液体の除去方法において、気体の噴射方向は、金属板材の表面に平行な面に投影した角度が金属板材の進行方向に対して45°以下で、金属板材の表面に垂直な面に投影した角度が金属板材の表面に対して30°以下であることを特徴とする。
【0013】
ここで、金属板材の表面に平行な面に投影した角度は、金属板材の中央側へ向く回転方向を正の角度とする。そのため、金属板材の幅方向中央を挟み、正方向が逆方向となる。一方、金属板材の表面に垂直な面に投影した角度は、金属板材へ向く回転方向を正の角度とする。そのため、金属板材を挟み、正方向が逆方向となる。
【0014】
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の金属板材(1)に付着した液体の除去方法において、気体の噴出位置を、間隙(12)の位置に応じて金属板材の幅方向に変更することを特徴とする。
【0015】
ここで、「噴出位置」とは、ノズルから気体が出る位置である。この噴出位置を変更する方法は特に限定されず、例えば複数のノズルを金属板材の幅方向に配置して使用するノズルを変更したり、ノズル自体を移動させたり、ノズルの構造により噴射口の位置を移動させたりすることが可能である。
【0016】
請求項4に記載の発明は、金属板材(1)を上下から挟む一対の液切りロール(11、11)と、金属板材の幅方向端面(1a、1a)の外側で、かつ一対の前記液切りロールの間に形成される間隙(12)に向けて配置されるノズル(13、13、…)とを備える金属板材に付着した液体の除去装置(10、20、30)において、ノズルの向きが、金属板材の表面に平行な面内方向に関し、金属板材の進行方向に対して、反対方向または金属板材の外側から中央側への斜め反対方向であることを特徴とする金属板材に付着した液体の除去装置を提供することにより前記課題を解決する。
【0017】
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の金属板材(1)に付着した液体の除去装置(10、20、30)において、ノズル(13、13、…)の向きが、金属板材の表面に平行な面に投影した角度が金属板材の進行方向に対して45°以下で、金属板材の表面に垂直な面に投影した角度が金属板材の表面に対して30°以下であることを特徴とする。
【0018】
請求項6に記載の発明は、請求項4または5に記載の金属板材(1)に付着した液体の除去装置(30)において、ノズル(31、31)が、金属板材の幅方向に移動する移動手段を備えることを特徴とする。
【0019】
請求項7に記載の発明は、請求項4または5に記載の金属板材(1)に付着した液体の除去装置において、ノズル(40)が、金属板材の幅方向において気体の噴射口(46a、46b)を切り替える切り替え手段を備えることを特徴とする
【0020】
請求項8に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか一項に記載の金属板材(1)に付着した液体の除去方法により、金属材料に付着した液体を除去する工程を有することを特徴とする金属板材の製造方法を提供することにより前記課題を解決する。
【0021】
請求項9に記載の発明は、請求項4〜7のいずれか一項に記載の金属板材(1)に付着した液体の除去装置を用いて、金属材料に付着した液体を除去する工程を有することを特徴とする金属板材の製造方法を提供することにより前記課題を解決する。
【発明の効果】
【0022】
請求項1に記載の発明によれば、液切りロールの間隙に向けて、金属板材の表面に平行な面内方向に関し、金属板材の進行方向に対して、反対方向または金属板材の外側から中央側への斜め反対方向に気体を噴射することにより、噴射される気体に対して間隙において金属板材の陰になる部分が生じない。そのため、間隙からの液体の侵入を防ぐことができる。これにより、液切りロール通過後の金属板材に液体が付着しない。また、液切りロールへ多くの液体が付着しないため、液切りロールから液滴が飛散することを防ぐことができる。間隙において金属板材の端面に付着する液体も除去されるため、気体同士の衝突による液滴の飛散も防ぐことができる。さらに、気体の噴出方向からノズルを金属板材の外側に配置可能な場合があり、この場合には金属板材の反り等によっても、金属板材とノズルとが接触することを防止することができる。
【0023】
請求項2に記載の発明によれば、気体の噴射方向は、金属板材の表面に平行な面に投影した角度が金属板材の進行方向に対して45°以下で、金属板材の表面に垂直な面に投影した角度が金属板材の表面に対して30°以下であることにより、気体の液体に対する衝突力が低減することを防ぐとともに、ノズルから間隙を広く捉えることができる。これにより、効率よく間隙から液体が侵入することを防ぐことができる。また、ノズル圧力を大きくする必要がないため、操業費が低減される。
【0024】
請求項3に記載の発明によれば、金属板材の変更または蛇行などにより金属板材の端面位置が変化し、液切りロールの間隙の位置が変化することに応じて、気体の噴出位置を間隙の位置に応じて金属板材の幅方向において変更する。これにより、間隙の位置が変化しても、請求項1または2に記載した気体噴射の方向または角度を維持して気体を間隙に噴射することができる。そのため、間隙の位置が変化しても、請求項1または2に記載した発明の効果を得ることができる。
【0025】
請求項4に記載の発明によれば、ノズルの配置により、金属板材の表面に平行な面内方向に関し、金属板材の進行方向に対して、反対方向または金属板材の外側から中央側への斜め反対方向から間隙に気体を噴射することができる。そのため、噴射される気体に対して液切りロールの間隙に金属板材の陰になる部分が生じない。そのため、間隙から液体が侵入することを防ぐことができる。これにより、液切りロール通過後の金属板材に液体が付着しない。また、液切りロールへ多くの液体が付着しないため、液切りロールから液滴が飛散することを防ぐことができる。間隙において金属板材の端面に付着する液体も除去されるため、気体同士の衝突による液滴の飛散も防ぐことができる。さらに、気体の噴出方向からノズルを金属板材の外側に配置可能な場合があり、この場合には金属板材の反り等によっても、金属板材とノズルとが接触することを防止することができる。
【0026】
請求項5に記載の発明によれば、ノズルの向きから、気体の噴射方向は、金属板材の表面に平行な面に投影した角度が金属板材の進行方向に対して45°以下で、金属板材の表面に垂直な面に投影した角度が金属板材の表面に対して30°以下となる。そのため、気体の液体に対する衝突力が低減することを防ぐとともに、ノズルから間隙を広く捉えることができる。これにより、効率よく間隙から液体が侵入することを防ぐことができる。また、ノズル圧力を大きくする必要がないため、操業費が低減される。
【0027】
請求項6に記載の発明によれば、ノズルが金属板材の幅方向に移動する移動手段を備えるため、金属板材の変更または蛇行などにより金属板材の端面位置が変化し、間隙の位置が変化することに応じて、ノズルの位置を金属板材の幅方向に移動させる。これにより、請求項4または5に記載したノズルの向きを維持して気体を間隙に噴射することができる。そのため、間隙の位置が変化しても、請求項4または5に記載し発明の効果を得ることができる。
【0028】
請求項7に記載の発明によれば、ノズルが金属板材の幅方向において気体の噴射口を切り替える手段を備えるため、金属板材の変更または蛇行などにより金属板材の端面位置が変化し、液切りロールの間隙の位置が変化することに応じて、ノズルの噴射口を金属板材の幅方向において切り替える。これにより、請求項4または5に記載したノズルの向きを維持して気体を間隙に噴射することができる。そのため、間隙の位置が変化しても、請求項4または5に記載した発明の効果を得ることができる。
【0029】
請求項8に記載の発明によれば、請求項1〜3のいずれか一項に記載の金属板材に付着した液体の除去方法を用いることで、金属板材の製造においても、それらの効果を得ることができる。そのため、金属板材の品質及び作業環境を向上させることができる。また、操業費の低減とともに、好適に装置を配置することが可能である。
【0030】
請求項9に記載の発明によれば、請求項4〜7のいずれか一項に記載の金属板材に付着した液体の除去装置を用いることで、金属板材の製造においても、それらの効果を得ることができる。そのため、金属板材の品質及び作業環境を向上させることができる。また、操業費の低減とともに、好適に装置を配置することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0031】
以下、図面に示す実施形態に基づき、本発明の一例として、金属板材の製造方法における鋼板に付着した液体を除去する工程について説明するが、以下に説明するものは本発明の実施形態の一例であって、本発明はその要旨を超えない限り以下の説明になんら限定されるものではない。
【0032】
図1は、鋼板1に付着した液体を除去する工程に用いられる金属板材に付着した液体の除去装置(以下「液体除去装置」という。)の1つの実施形態である液体除去装置10を模式的に示した図である。図1(a)は上面図、図1(b)は右側面図、図1(c)は図1(a)のA部のB視拡大図である。なお、図1(a)及び図1(b)の矢印は、鋼板1の進行方向を表す。液体除去装置10は、鋼板1を上下から挟む一対の液切りロール11、11を有している。鋼板1の板厚から、鋼板1の幅方向両端面(以下単に「端面」ということがある。)1a、1aの外側には、液切りロール11、11により間隙12、12が形成される。液体除去装置10は2基のノズル13、13を有している。ノズル13、13は、鋼板1の上側、かつ外側に配置され、それぞれが1箇所の間隙12に向けて配置されている。ノズル13、13は、金属板材の表面に平行な面内方向に関して、鋼板1の進行方向に対して、反対方向または鋼板1の外側から中央側への斜め反対方向に配置されている。なお、ノズル13、13は、鋼板1の下側に配置することも可能である。
【0033】
かかる構成により、液体が付着した鋼板1は、液体除去装置10の液切りロール11、11に上下から挟まれて液体が除去される。また、間隙12、12には、ノズル13、13から気体が噴射される。これにより、間隙12、12を通って液切りロール11、11より進行方向側に侵入する液体が除去される。特に、ノズル13、13から気体が鋼板1の進行方向に対して反対方向または鋼板1の外側から中央側への斜め反対方向に噴出されることから、噴射される気体に対して間隙12、12に鋼板1の陰になる部分が生じない。そのため、間隙12、12から液体が侵入することを防ぐことができる。これにより、液切りロール11、11通過後の鋼板1に液体が付着しない。また、液切りロール11、11へ多くの液体が付着しないため、液切りロール11、11から液滴が飛散することを防ぐことができる。間隙12、12において鋼板1の端面1a、1aに付着する液体も除去される。さらに、ノズル13、13の向きからノズル13、13が鋼板1の外側に配置されるため、鋼板1の反り等によっても、鋼板1とノズル13、13とが接触することを防止することができる。
【0034】
なお、液体除去装置10において、ノズル13、13の向きは、金属板材の表面に平行な面に投影した角度φを金属板材の進行方向に対して45°以下、金属板材の表面に垂直な面に投影した角度θを金属板材の表面に対して30°以下とすることが好ましい。これによれば、角度φ、θが大きくなることにより気体の液体に対する衝突力が低減することを防ぐとともに、ノズル13、13から間隙12、12を広く捉えることができる。そのため、効率よく間隙12、12から液体が侵入することを防ぐことができる。また、ノズル圧力を大きくする必要がないため、操業費が低減される。
【0035】
ノズル13、13から噴射する気体は特に限定されず、空気、窒素、酸素、二酸化炭素、水蒸気、燃焼排ガスなどを例示することができる。この中でも、操業費の観点からは、圧縮空気を用いることが好ましい。また、液切りの効果は、侵入する液体と噴射する気体との運動量のバランスに関係する。そのため、液切りの効果の観点からは、密度が大きい気体を使用することが好ましく、ガスコストが高くなければ二酸化炭素あるいは燃焼排ガスなどを用いることが好ましい。さらに、鋼板1に付着した液体の加熱による蒸発除去という効果から、高温の気体を用いることが好ましい。
【0036】
図2は、液体除去装置の第2の実施形態である液体除去装置20を示す図である。なお、図2の矢印は、鋼板1の進行方向を表している。また、図1と同じ構成を採るものについては、図1にて使用した符号を付し、その説明を省略する。液体除去装置20は、8基のノズル13、13、…を有している。ノズル13の符号については、図の見易さのために一部を省略する。ノズル13、13、…は、鋼板1の上側において、1箇所の間隙12に対して4基のノズル13、13、…が鋼板1の幅方向に並べられている。ノズル13、13、…は、金属板材の表面に平行な面内方向に関して、鋼板1の進行方向に対して、反対方向または鋼板1の外側から中央側への斜め反対方向に配置されている。なお、ノズル13、13、…は、鋼板1の下側に配置することも可能である。
【0037】
かかる構成により、ノズル13、13、…から気体が噴射されることで、間隙12、12を通って液切りロール11、11より進行方向側に侵入する液体が除去される。なお、鋼板1の変更または蛇行などにより端面1a、1aの位置が鋼材1の幅方向に変化し、これにより間隙12、12の位置が変化する場合がある。この場合には、間隙12、12の位置に応じて、使用するノズル13、13、…を変更する。ここで、使用するノズル13、13、…は1箇所の間隙12に対して1基または複数基のノズル13、13、…を用いることが可能である。これにより、間隙12、12の位置が変化しても、気体噴射の方向または角度φ(図1参照)を維持して気体を液切りロール11、11の間隙12、12に噴射することができる。そのため、間隙の位置が変化しても、本発明の効果を得ることができる。
【0038】
図3は、液体除去装置の第3の実施形態である液体除去装置30を示す図である。図3(a)は上面図、図3(b)は右側面図である。なお、図の矢印は、鋼板1の進行方向を表している。また、図1と同じ構成を採るものについては、図1にて使用した符号を付し、その説明を省略する。液体除去装置30は、2基のノズル31、31を有している。ノズル31、31は、鋼板1の上側において、1箇所の間隙12に対して1基のノズル31が配置されている。ノズル31、31は、金属板材の表面に平行な面内方向に関して、鋼板1の進行方向に対して、反対方向または鋼板1の外側から中央側への斜め反対方向に配置されている。ノズル31、31は、上部をリニアガイド32に接合されている。リニアガイド32は、鋼板1の上方において鋼板1の幅方向に渡されている。なお、ノズル31、31及びリニアガイド32は、鋼板1の下側に配置することも可能である。
【0039】
かかる構成により、ノズル31、31から気体が噴射されることで、間隙12、12を通って液切りロール11、11より進行方向側に侵入する液体が除去される。鋼板1の変更または蛇行などにより端面1a、1aの位置が鋼材1の幅方向に変化し、これにより間隙12、12の位置が変化した場合には、間隙12、12の位置に応じ、リニアガイド32に沿ってノズル31、31を移動する。これにより、間隙12、12の位置が変化しても、気体噴射の方向または角度φ(図1参照)を維持して気体を間隙に噴射することができる。そのため、間隙の位置が変化しても、本発明の効果を得ることができる。
【0040】
図4(a)は、噴射口の切り替え手段を備えたノズルの一例であるノズル40の透視図である。図4(a)では、外管41が透視されている。図4(b)は、図4(a)のC−C断面図である。ノズル40は、外管41と内管42a、42bを備えている。外管41は、ガス供給口43とスリット44a、44b以外は密閉された中空の円管である。ガス供給口43は、噴射する気体の供給装置と接続されている。スリット44a、44bは、外管41側面における長手方向の同一線上において、両端部に設けられている。内管42aは、側面にスパイラルスリット45aを有した中空の円管である。スパイラルスリット45aは、スリット44aに対して斜め方向に設けられている。内管42aの外側の端面は塞がれ、回転軸47aが取り付けられている。内管42bは、側面にスパイラルスリット45bを有した中空の円管である。スパイラルスリット45bは、スリット44bに対して斜め方向に設けられており、その斜め方向はスパイラルスリット45aと逆方向である。内管42bの外側の端面は塞がれ、回転軸47bが取り付けられている。そして、外管41の一端から回転軸47aを突出して、スリット44aとスパイラルスリット45aとの長手方向の位置を合わせて、外管41の内側に内管42aが嵌合される。内管42bも同様に、外管41の他端の内側に嵌合される。
【0041】
かかる構成により、図4(b)のとおり、ノズル40は、スリット44aとスパイラルスリット45aが接合した位置に噴射口46aを有する。また、スリット44bとスパイラルスリット45bが接合した位置に噴射口46bを有する。そのため、ガス供給口43に気体が供給されると、噴射口46a、46bから気体が噴射される。気体の噴射角度は、スリット44a、44b及びスパイラルスリット45a、45bの形状により決定される。そして、噴射口46aは、回転軸47aを回転することで外管41の長手方向において切り替えられる。噴射口46bは、回転軸47bを回転することで外管41の長手方向において切り替えられる。
【0042】
ノズル40は、長手方向を鋼板1(図1参照)の幅方向として、液体除去装置に備えられ、噴射口46a、46bから気体が噴射される。噴射口46a、46bの位置を調整し、間隙12、12(図1参照)に気体を噴射することで、間隙12、12を通って液切りロール11、11(図1参照)より進行方向側に侵入する液体が除去される。鋼板1の変更または蛇行などにより端面1a、1a(図1参照)の位置が鋼材1の幅方向に変化し、これにより間隙12、12の位置が変化した場合には、間隙12、12の位置に応じ、回転軸47a、47bを回転させ、噴射口46a、46bを鋼板1の幅方向において切り替える。これにより、間隙12、12の位置が変化しても、間隙12、12への気体を噴射することができる。また、噴射口46a、46bを切り替えても、気体の噴射方向または角度を維持することができる。そのため、間隙12、12の位置が変化しても、本発明の効果を得ることができる。
【0043】
なお、噴射口の移動手段の構成は、上記ノズル40が備える移動手段に限定されず、例えば外管41がスパイラルスリット45a、45bを有し、内管42a、42bがスリット44a、44bを有するようにしても良い。また、内管42a、42bを外管41の外側から嵌合し、回転させても良い。さらに、ノズル40の噴射口を1箇所にし、それぞれの間隙12に独立して配置しても良い。またさらに、内管42a、42bがスパイラルスリット45a、45bに変えて部分的な開口部を有し、外管41が長手方向に移動することで噴射口の位置を移動させても良い。
【実施例】
【0044】
(実施例1)
図5は、間隙から侵入する液体量の測定装置50を示す図である。図5(a)は正面図、図5(b)は上面図、図5(c)は左側面図である。以下、測定装置50の各部について説明する。なお、図5(a)、図5(c)の矢印は、スチールロール51、液切りロール53の回転方向である。
【0045】
(スチールロール51)
測定装置50では、液体を除去する金属板材の代わりとして鋼製のスチールロール51を使用した。スチールロール51は、一部で直径が変えられ、直径の大きい円周面(以下単に「円周面」という。)51aを鋼板1(図1参照)の代わりとし、直径の小さい円周面(以下「段差部」という。)51bにより間隙52を形成した。円周面51aの直径は300mm、幅は100mmとした。段差部51bは、円周面51aとの段差を3mmとし、幅は50mmとした。
【0046】
(液切りロール53)
スチールロール51の円周面51aに接して、液切りロール53を設置した。液切りロール53には、ポリウレタンライニングロールを使用した。液切りロール53の直径は250mm、幅は150mmとした。
【0047】
(ノズル54)
スチールロール51の円周面51aと液切りロール53の接触部55より上側に、間隙52に向けてノズル54を配置した。ここで、間隙12(図1参照)への液体の侵入におよぼす影響因子の各値を次のとおり定めた。ノズル54の寸法として、スリットギャップBを1mm、ノズル幅Wnを50mmとした。ノズル54の設置位置として、液切りロール53直下までのノズル距離Dを100mm、ノズルエッジ位置Weを25mmとした。ここで、ノズルエッジ位置Weとは、接触部55の間隙52側の端点56を通りノズル中心線に平行な線Eと、ノズル54の内側エッジを通りノズル中心線に平行な線Fとの距離で、負値は線Fが線Eの外側に位置する場合、正値は線Fが線Eの内側に位置する場合である。ノズル54の設置角度として、角度φを30°、角度θを20°とした。ここで、角度φはスチールロール51の回転方向を基準とした幅方向(スチールロール51の厚さ方向)の角度である。また、角度θは、実際の操業において金属板材が配置される仮想面57を基準としたときに、これとなす角度である。
【0048】
(測定ロール58)
測定ロール58は、スチールロール51の円周面51aと接触可能とし、接触によりスチールロール51と同期して回転するようにした。測定ロール58の直径は120mmとし、測定ロール58の円周面には幅12mm、長さ100mmの濾紙59を貼り付けた。測定ロール58は1回転で停止する構造とした。
【0049】
かかる構成により、スチールロール51と液切りロール53を接触部55より下の位置まで水に漬け、スチールロール51を接触部55において上向きの回転方向になるように回転させた。測定ロール58を円周面51aの段差部51b側に接触させ、回転させた。スチールロール51の円周面51aの円周速度v(m/min)を生産ラインの速度と考え、円周速度vを変化させて、濾紙59が吸い取った水の重量を測定した。そして、この重量から水の平均付着膜厚を求めた。
【0050】
(比較例1)
測定装置50において、ノズル54から気体を噴射せず、測定ロール58をスチールロール51の円周面51aの段差部51b側と反対側の端部と接触させて測定を行った。これは、生産ラインにおける鋼板1(図1参照)の中央部を想定したものである。他の条件は、実施例1と同一とした。
【0051】
(比較例2)
測定装置50において、ノズル54から気体を噴射せずに測定を行った。他の条件は、実施例1と同一とした。
【0052】
(比較例3)
ノズル54の角度φを−30°とし、他の条件は実施例1と同一として測定を行った。ここで、φ=−30°は、スチールロール51の円周面51a側から段差部51b側に空気を噴射しており、特許文献1に記載の方法である。
【0053】
図6は、実施例1及び比較例1〜3の平均付着膜厚を示す図である。すべてにおいて平均付着膜厚は、スチールロール51の円周速度vの増加とともに厚くなった。低速では、実施例1と比較例1、3は、ほぼ同じ値となり、気体噴射は大きな効果を発揮していた。しかし、円周速度vが高速になると、比較例3は比較例2に近い値となり、気体噴射の効果がほとんどなくなったのに対し、実施例1では引き続き効果を有し、比較例3に比べ大幅に付着膜厚を減少することができた。これにより、気体を金属板材の外側から中央側に噴射することで、間隙における液体の除去に大きな効果があることが確認できた。
【0054】
(実施例2)
図2の液体除去装置20を用い、鋼板1の液体を除去した。ノズル13、13、…の影響因子として、ノズルスリットギャップB(図5参照)を2mm、ノズル幅Wn(図5参照)を140mm、角度θ(図1参照)を18°とした。そして、ノズル13、13、…の角度φ(図1参照)を0°、30°、45°と変更するとともに、鋼板速度、ノズル圧力を変更して、液体の除去状況を観察した。
【0055】
(比較例4)
実施例2において、ノズル13、13、…の角度φを−30°とし、他の条件は実施例2と同一として液体の除去状況を観察した。ここで、φ=−30°は、特許文献1に記載の方法である。
【0056】
観察結果の評価は、鋼板1への液体の付着量の測定が困難であるため、鋼板コイルを1本通板する間(約5〜10分間)での液切りロール11、11下流におけるサポートロール(図示省略)の濡れ状況及び鋼板1からの液垂れ状況を観察し評価した。また、液切りロール11、11からの液滴の飛散状況を観察し評価した。これらの評価基準は次のとおりとした。
サポートロールの濡れ、鋼板からの液垂れ、液滴発生が
◎:全くない
○:時々あるが操業に問題ない
△:頻度が高くなり場合によっては操業に影響する
×:常時発生し操業に影響
評価結果は表1のとおりであった。
【0057】
【表1】


表1のとおり、鋼板速度100m/minでは、実施例2はいずれの角度φにおいてもサポートロールの濡れ、鋼板からの液垂れ、及び液滴の発生が全くなく、これらが発生した比較例4と比較して極めて良好であった。また、比較例4では、鋼板速度200m/minでノズル圧力400kPa、鋼板速度400m/minでノズル圧力500kPaのようにノズル圧力を高くしても、サポートロールの濡れ、鋼板からの液垂れ、及び液滴が多く発生した。一方、実施例2では、鋼板速度200m/minでは、いずれの角度φにおいてもこれらは全く発生しなかった。また、鋼板速度400m/minでは、いずれの角度φにおいても比較例4と比較して極めて良好であった。このように、実施例2は比較例4に比べ、サポートロールの濡れ、鋼板1からの液垂れ、及び液滴発生を減少できることが確認できた。
【0058】
(実施例3)
図2の液体除去装置20を用い、ノズル設置の角度φ及び角度θ、並びにノズル圧力Pnを変更して鋼板1の液体を除去した。条件は、鋼板速度を200m/min、ノズルスリットギャップB(図5参照)を2mm、ノズル距離D(図5参照)を180mmとした。図7は、結果を示す図である。図7のとおり、角度φ及び角度θの増加に伴いノズル圧力Pnを大きくする必要があることが確認できた。これにより、角度φは45゜以下、角度θは±30゜以下とすることが好ましい。特に、角度φが30゜、角度θが20゜を越えるとノズル圧力は急激に大きくなる。したがって、操業コストの観点から、角度φは30゜以下、角度θは±20゜以下の範囲とすることがさらに好ましい。
【0059】
なお、上記実施形態及び実施例では、金属板材を鋼板として説明したが、本発明は、アルミニウムなどの他の金属の板材にも適用可能である。
【0060】
以上、現時点において、もっとも、実践的であり、かつ、好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う金属板材に付着した液体の除去方法、除去装置、及び金属板材の製造方法もまた本発明の技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。
【図面の簡単な説明】
【0061】
【図1】金属板材に付着した液体の除去装置を模式的に示した図である。
【図2】液体除去装置の第2の実施形態を示す図である。
【図3】液体除去装置の第3の実施形態を示す図である。
【図4】(a)は噴射口の移動手段を備えたノズルの一例を示す図である。 (b)は(a)のC−C断面図である。
【図5】液切りロール間隙から侵入する液体量を測定する測定装置を示す図である。
【図6】スチールロールの円周速度とスチールロールへの水の平均付着膜厚との関係を示す図である。
【図7】液体の除去に必要なノズル設置方向の角度φ及び角度θ、並びにノズル圧力Pnの関係を示す図である。
【図8】従来の金属板材に付着した液体の除去方法を示す図である。
【符号の説明】
【0062】
φ ノズルの向きを金属板材の表面に平行な面に投影したときの角度
θ ノズルの向きを金属板材の表面に垂直な面に投影したときの角度
1 金属板材
10 液体除去装置
11 液切りロール
12 間隙
13 ノズル
20 液体除去装置
30 液体除去装置
31 ノズル
32 リニアガイド
40 ノズル
41 外管
42a、42b 内管
44a、44b スリット
45a、45b スパイラルスリット
46a、46b 噴射口
【出願人】 【識別番号】000002118
【氏名又は名称】住友金属工業株式会社
【出願日】 平成18年7月21日(2006.7.21)
【代理人】 【識別番号】100108800
【弁理士】
【氏名又は名称】星野 哲郎

【識別番号】100101203
【弁理士】
【氏名又は名称】山下 昭彦

【識別番号】100104499
【弁理士】
【氏名又は名称】岸本 達人


【公開番号】 特開2008−23561(P2008−23561A)
【公開日】 平成20年2月7日(2008.2.7)
【出願番号】 特願2006−199329(P2006−199329)