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発明の名称 圧延鋼板表面検査用砥石掛け方法および装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平10−6200
公開日 平成10年(1998)1月13日
出願番号 特願平8−159957
出願日 平成8年(1996)6月20日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】潮谷 奈津夫
発明者 中谷 寛 / 松蔭 誠作 / 照屋 恵二
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 圧延鋼板表面欠陥の有無を検出するために、移動中の前記圧延鋼板の表面を砥石掛けする方法において、前記圧延鋼板の移動方向と直交する方向に回転軸を設け、前記回転軸に弾性体を介して複数の円筒形の砥石を軸止し、前記回転軸により回転させた前記砥石を前記回転軸に対して偏芯自在に動作させて前記圧延鋼板の凹凸に倣わせながら前記砥石を前記圧延鋼板の表面に接触させて磨出しすることを特徴とする圧延鋼板表面検査用砥石掛け方法。
【請求項2】 前記弾性体は、前記回転軸と前記砥石との間に設けられたバネからなる請求項1記載の方法。
【請求項3】 前記弾性体は、前記回転軸と前記砥石との間に設けられた気体気密体からなり、前記気体気密体内の気体圧力を変化させることにより、前記圧延鋼板に対する前記砥石の押付圧力を制御する請求項1記載の方法。
【請求項4】 前記回転軸をその軸方向に移動可能として前記砥石を前記鋼板の移動方向と直交する方向に移動可能とし、前記砥石を前記方向に移動させることにより前記砥石の偏摩耗を防止する請求項1、2または3記載の方法。
【請求項5】 前記回転体に軸止された複数の前記砥石の列を前記圧延鋼板の移動方向の上下流に複数列設け、上流の前記列と下流の前記列とにおいて、前記砥石を前記圧延鋼板の移動方向と直交する方向にその位置をずらした千鳥状に配設し、かくして、前記圧延鋼板の磨出し面の均一性を向上する請求項1、2、3または4記載の方法。
【請求項6】 圧延鋼板表面欠陥の有無を検出するために、移動中の前記圧延鋼板の表面を砥石掛けする装置において、前記圧延鋼板の移動方向と直交する方向に設けられた、軸を中心に回転可能な回転軸と、前記回転軸に弾性体を介して軸止された、複数の円筒形の砥石とからなり、前記砥石は前記弾性体によって前記回転軸に対して偏芯自在に動作可能であることを特徴とする圧延鋼板表面検査用砥石掛け装置。
【請求項7】 前記弾性体は、前記回転軸と前記砥石との間に設けられたバネからなる請求項6記載の装置。
【請求項8】 前記弾性体は、前記回転軸と前記砥石との間に設けられた気体気密体からなり、前記気体気密体内の気体圧力を変化させることにより、前記圧延鋼板に対する前記砥石の押付圧力を制御可能である請求項6記載の装置。
【請求項9】 前記回転軸をその軸方向に移動させる機構を備え、前記機構によって前記砥石が前記鋼板の移動方向と直交する方向に移動可能である請求項6、7または8記載の装置。
【請求項10】 前記回転体に軸止された複数の前記砥石の列が前記圧延鋼板の移動方向の上下流に複数列設けられ、上流の前記列と下流の前記列とにおいて、前記砥石が前記圧延鋼板の移動方向と直交する方向にその位置をずらした千鳥状に配設されている請求項6、7、8または9記載の装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、広くは圧延鋼板、特に、冷延鋼板、表面処理鋼板およびこれらの鋼帯(コイル等)の製造プロセスラインにおいて、鋼板表面の欠陥の有無を検出するためにその表面を砥石掛けする方法および装置に関するものである。詳しくは、プロセスライン出側において圧延鋼板を移動させたままでの砥石掛けにより生産能率を向上する技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】鋼板表面の目に見えない微小な欠陥(キズ)、例えば、ロール表面の付着物等による押しキズやスリキズ等の微小欠陥は、通常、鋼板表面を砥石により磨出しする(「砥石掛け」という)検査によりキズが可視化できるため、大半の場合、プロセスライン出側においてこの検査が実施されている。最近の連続ラインCAL(連続焼鈍ライン)やEGL(電気亜鉛めっきライン)等では、この検査の実施のために通板を停止するためライン能率が低下しているのが実体である。従って、ライン能率低下防止対策としてラインを停止しないで、通板中の鋼板に対して連続的に砥石掛けを行う方法の開発が望まれており、以下に示す装置が提案されている。
【0003】従来技術1:実開平6−5856号公報ワイパー方式を使用した、円弧移動方式の従来技術として、実開平6−5856号公報が開示されている。従来技術1には、下記の問題がある。
【0004】■長いアームの先端に砥石を取り付けてあるために、押付圧力がうまく制御できない。
■ワイパー方式であるため、即ち、振り子構造であることにより板端部での折り返し点での遠心力により脱線現象が発生する。
【0005】従来技術2:実開昭63−7450公報通板中の鋼板1にベルト状の研削体(サンドペーパー)13を押し付ける技術として実開昭63−7450公報が開示されている。図14は実開昭63−7450公報を示す斜視図である。
【0006】従来技術3:実開平2−63957号項公報通板中の鋼板1に砥石14を押し付ける技術として実開平2−63957号公報が開示されている。図15は、実開平2−63957号公報を示す正面図である。
【0007】従来技術2、3は、通板中の鋼板に所定の圧力で研削体、砥石を押し付けてコイル長手方向に連続的に鋼板表面を砥石掛けする方式である。しかしながら、従来技術2、3には、下記の問題がある。
【0008】■単一ロール方式であるため、板幅方向において砥石掛け面の均一化ができない。
■板エッジにより砥石が損傷し、磨出しされない部分が発生する。
【0009】従来技術4:実開昭59−183745号公報ロールによる砥石掛けの技術として、実開昭59−183745号公報が開示されている。図16は実開昭59−183745号公報を示す正面図、図17は側面図である。従来技術4は、ロールの胴にサンドペーパ等を巻き付けた単一ロール(サンドペーパロール)15によって磨出しする方式であるが、前述の従来技術と同様の問題として下記がある。
【0010】■板幅方向において砥石掛け面の均一化ができない。
■板エッジにより砥石が損傷し、磨出しされない部分が発生する。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】以上の従来技術は、いずれも移動中の鋼板、鋼帯に対して連続的に砥石掛けを行う技術に関するものではあるが、上述した問題点を有しており実用化および活用がなされていない。従来技術の課題を纏めると、以下に示す通りである。
【0012】■ 従来からの主流方法である鋼板を停止して砥石掛けする技術は、ライン能率が低下しCAL等の連続ラインでは生産のロスが発生する。
■ 通板している板に、単純に砥石若しくはサンドペーパ等の砥石を押し付ける従来技術では、板幅方向によっては磨出しが掛からない部分が発生し、重大欠陥を見逃す可能性が充分にある。
【0013】■ 単一砥石を、所定の軌跡にて移動させる方法、例えば、ワイパー方式等が連続砥石掛け手段として提案されているが、CAL、EGL等の連続ラインにおいては、30〜60mpmの通板速度では、鋼板速度の方が砥石速度よりも速い為に、板表面すべてに砥石が掛からなく、更に、板幅方向においても、砥石掛け精度、特に均一性に問題点が発生していた。
【0014】■ 即ち、前述した従来技術は、すべて単一の研削体(砥石)によって連続的に鋼板表面の全面に砥石掛けしようとするものであり、CAL、EGL出側において、通板インライン砥石掛けを目的とした場合、移動中の鋼板全面への磨出し性能の低下及び鋼板凹凸等形状への追随性に限界があった。
【0015】上記のように、従来のインライン砥石掛け方法、即ち、プロセスライン通板状態での砥石掛け方法は、国内はもとより海外においても、そのニーズが大であり、その開発が望まれているのであるが、満足すべき成果が得られていない。
【0016】従って、この発明の目的は、上述の課題を解決し、プロセスライン上で鋼板を移動させながらその表面に均一な砥石掛けを効率良く実施することができる、圧延鋼板表面検査用砥石掛け方法および装置を提供することにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、圧延鋼板表面欠陥の有無を検出するために、移動中の前記圧延鋼板の表面を砥石掛けする方法において、前記圧延鋼板の移動方向と直交する方向に回転軸を設け、前記回転軸に弾性体を介して複数の円筒形の砥石を軸止し、前記回転軸により回転させた前記砥石を前記回転軸に対して偏芯自在に動作させて前記圧延鋼板の凹凸に倣わせながら前記砥石を前記圧延鋼板の表面に接触させて磨出しすることに特徴を有するものである。
【0018】請求項2記載の発明は、請求項1記載の方法において、前記弾性体は、前記回転軸と前記砥石との間に設けられたバネからなることに特徴を有するものである。
【0019】請求項3記載の発明は、請求項1記載の方法において、前記弾性体は、前記回転軸と前記砥石との間に設けられた気体気密体からなり、前記気体気密体内の気体圧力を変化させることにより、前記圧延鋼板に対する前記砥石の押付圧力を制御することに特徴を有するものである。
【0020】請求項4記載の発明は、請求項1、2または3記載の方法において、前記回転軸をその軸方向に移動可能として前記砥石を前記鋼板の移動方向と直交する方向に移動可能とし、前記砥石を前記方向に移動させることにより前記砥石の偏摩耗を防止することに特徴を有するものである。
【0021】請求項5記載の発明は、請求項1、2、3または4記載の方法において、前記回転体に軸止された複数の前記砥石の列を前記圧延鋼板の移動方向の上下流に複数列設け、上流の前記列と下流の前記列とにおいて、前記砥石を前記圧延鋼板の移動方向と直交する方向にその位置をずらした千鳥状に配設し、かくして、前記圧延鋼板の磨出し面の均一性を向上することに特徴を有するものである。
【0022】請求項6記載の発明は、圧延鋼板表面欠陥の有無を検出するために、移動中の前記圧延鋼板の表面を砥石掛けする装置において、前記圧延鋼板の移動方向と直交する方向に設けられた、軸を中心に回転可能な回転軸と、前記回転軸に弾性体を介して軸止された、複数の円筒形の砥石とからなり、前記砥石は前記弾性体によって前記回転軸に対して偏芯自在に動作可能であることに特徴を有するものである。
【0023】請求項7記載の発明は、請求項6記載の装置において、前記弾性体は、前記回転軸と前記砥石との間に設けられたバネからなることに特徴を有するものである。
【0024】請求項8記載の発明は、請求項6記載の装置において、前記弾性体は、前記回転軸と前記砥石との間に設けられた気体気密体からなり、前記気体気密体内の気体圧力を変化させることにより、前記圧延鋼板に対する前記砥石の押付圧力を制御可能であることに特徴を有するものである。
【0025】請求項9記載の発明は、請求項6、7または8記載の装置において、前記回転軸をその軸方向に移動させる機構を備え、前記機構によって前記砥石が前記鋼板の移動方向と直交する方向に移動可能であることに特徴を有するものである。
【0026】請求項10記載の発明は、請求項6、7、8または9記載の装置において、前記回転体に軸止された複数の前記砥石の列が前記圧延鋼板の移動方向の上下流に複数列設けられ、上流の前記列と下流の前記列とにおいて、前記砥石が前記圧延鋼板の移動方向と直交する方向にその位置をずらした千鳥状に配設されていることに特徴を有するものである。
【0027】〔作用〕前述の課題を解決するため、この発明によれば、プロセスライン出側でのインライン砥石掛け手段が提供できる。緑色炭化ケイ素若しくは褐色アルミナ等の、磨出し材のうち、削度が高く研削比の良好な研削砥石を使用した本発明によるロール状砥石と該ロール状砥石の回転軸との間に弾性体、例えば、バネ、樹脂またはエアーバック等の気体気密体からなる弾性体を具備するホイールを板幅方向に鋼板移動方向の上下流に2列以上に組み込むことにより均一な砥石掛け面が得られる。コイル等の広幅磨出しの場合にも、一定間隔をあけて回転軸(シャフト)に取り付けられた回転可能な砥石が、各個独立して弾性体の作用により凹凸に倣い、弾性運動を行うことにより鋼板表面に均一な砥石掛けを実施することができる。
【0028】以上のように、本発明法により圧延プロセスオンライン上での均一な砥石掛けが可能となり、鋼板の表面欠陥検出精度を向上させ製品歩留りを向上することができる。
【0029】
【発明の実施の形態】次に、この発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。図1はこの発明の第1実施態様を示す平面図、図2は側面図、図3は正面図、図4はこの発明の第1実施態様に係る砥石の鋼板形状への追随性を説明する断面図である。また、図11は、この発明の装置を実ラインに設けた装置構成を示す斜視図、図12は図13のA−A線断面図、図13は平面図である。
【0030】図1〜図4、図11〜13に示すように、この発明の砥石掛け装置は、移動中の鋼板1の表面および鋼板端部2の表面を磨出しするための複数の円筒状の砥石3を有している。砥石3は、鋼板の幅方向(通板方向と直交する方向)に設けられた中空の回転軸5に、その軸部をバネ4を介して軸止されている。複数の砥石3の各々は、回転軸5の長手方向に所定間隔をあけて配列されている。回転軸5は両端が鋼板1の両端からはみ出す長さを有しており、鋼板外に設けられたサーボモータ7からなる駆動装置によって回転可能に設けられている。この回転軸5の回転により、砥石3は軸を中心にして回転可能となっている。複数の砥石3の列は、図中に矢印で示す鋼板移動方向の上流および下流に2列設けられており(それ以上の複数列でもよい)、上流の第1列Xにおける複数の砥石3・3間の空間の位置に下流の第2列Yの砥石3を位置させ、これにより、第1列Xと第2列Yの砥石3を千鳥状に配設し、砥石掛け面の均一性の向上が図られている(図1参照)。
【0031】2列に配設された砥石3は、ベースフレーム11によってその周囲を囲まれている。回転軸5はベースフレーム11に設けられた昇降シリンダ9を備える砥石圧下装置12に軸着されて上下動可能であり、これにより、砥石3も上下動可能となっている。また、回転軸5は、図示しない機構の作用によって、回転軸方向(通板方向と直交する方向、即ち、鋼板幅方向)に移動可能となっており(図11の矢印b参照)、これにより、砥石3も前記方向に移動可能である。
【0032】図2〜図4に示すように、円筒状の砥石3は、中空の回転軸5を中心軸として配されている。回転軸5の周囲にはボス部6が設けられ、砥石3は回転軸5(ボス部6)と砥石3との間に設けられた鋼製のバネ4を介して回転軸5に軸止されている。
【0033】砥石3は、緑色炭化ケイ素や褐色アルミナ等の磨出し材のうち、削度が高く研削比の良好なものからなる砥石材料を使用して製造されている。バネ4は、一定圧で砥石3および回転軸5(ボス部6)を押し付けながら自在変移可能な弾性体であり、砥石3と回転軸5との間の緩衝機構としての作用を有する。そして、バネ4は回転方向に、ある角度を持って傾斜して取り付けられており、砥石3の回転弾性運動の作動効率を上げ、砥石3は回転軸5に対して偏芯自在に動作可能となり、鋼板形状への追随性を向上させることができるようになっている(図4参照)。砥石掛けするに当たり、砥石3を所定の速度で回転しながら移動する鋼板1の表面を磨出しする。鋼板1と接触する部分の砥石3の移動方向が鋼板1の移動方向と反対となるように砥石3の回転方向を設定すると磨出し効率がよい(図11の矢印a参照)
コイル等の広幅鋼板を砥石掛けする場合、通常、鋼板には張力が掛かっているが、鋼板の中伸び傾向等により、鋼板は常に幅方向に撓む傾向がある。図4に示すように、一定間隔をあけて砥石3を回転軸5の長手方向に複数配列することにより、配列された砥石3が弾性運動を行うことにより、各個独立して鋼板1の凹凸に倣い、鋼板1の形状への追従性が向上し、板面に均一な砥石掛けを実施することができる。
【0034】図5はこの発明の第2実施態様を示す側面図、図6は正面図、図7は一部詳細図、図8はこの発明の第2実施態様に係る砥石の鋼板形状への追随性を説明する断面図である。第2実施態様においては、弾性体としてエアーバック等の気体気密体を用いる点が第1実施態様と異なっている。図5〜図8に示すように、砥石3は、中空の回転軸5に、その軸部をエアーバック8を介して軸止されている。回転軸5の周囲にはボス部6が設けられ、エアーバック8は砥石3とボス部6との間に設けられている。また、回転軸5の内側には、エアーバック8の空気供給部10が設けられており、空気供給部10は、回転軸5およびボス部6を貫通してエアーバック8に連通している。エアーバック8は、一定圧で砥石3および回転軸5(ボス部6)を押し付けながら自在変移可能な弾性体であり、砥石3と回転軸5との間の緩衝機構としての作用を有している。そして、エアーバック8の気体気密体を積層することにより、この気密体内の圧縮空気の圧力を変化可能であり、微妙な砥石掛けコントロールの制御が可能である。また、回転軸5は、図示しない機構の作用によって、回転軸方向(通板方向と直交する方向、即ち、鋼板幅方向)に移動可能となっており、砥石3も前記方向に移動可能である。
【0035】図5〜8に示すエアーバック8は、図2〜図4に示すバネ4よりも、更に、鋼板1への追従性及び押し付け力を細かに制御することが可能である。また、弾性体としては、この他に樹脂等を用いてもよい。図8に示すように、一定間隔をあけて砥石3を回転軸5の長手方向に複数個配列することにより、配列された砥石3が弾性運動を行うことにより、各個独立して鋼板1の凹凸に倣い、鋼板1の形状への追従性が向上し、板面に均一な砥石掛けを実施することができる。
【0036】次に、特に砥石の掛かり難い鋼板端部における本発明本装置の配置を図面を参照して説明する。図9は鋼板中央部での通常の配置を示す正面図、図10は鋼板端部での鋼板エッジによる砥石の偏摩耗を防止するための配置を示す側面図である。図10に示すように、鋼板端部2には、図9に示す通常の配置に加え、砥石3よりも幅が大きい鋼板端部専用の砥石3aが更に配設されている。砥石3aは、回転軸方向(通板方向と直交する方向、即ち、鋼板幅方向)に移動可能となっている。鋼板端部2の砥石掛けにおいては、砥石3aによって一定時間鋼板端部2を磨出ししたら、次いで、磨出し位置を回転軸方向に所定距離移動させることにより、砥石偏摩耗による磨出し不良が防止される。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば、圧延鋼板、特に、冷延鋼板、表面処理鋼板およびこれらの鋼帯(コイル等)の製造プロセスラインにおいて、エッジも含めた鋼板の全幅および必要長さの所定範囲にわたり鋼板表面全面の砥石掛けが可能となり、鋼板、鋼帯の材質に応じた圧下調整並びに鋼板、鋼帯形状(例えば、中伸び傾向等)に応じて砥石掛け制御可能であり、鋼板表面検出精度が向上し品質管理が強化され、歩留りおよびラインの生産性が大幅に向上し、かくして、工業上有用な効果がもたらされる。




 

 


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