JPH02263960A - ストリップの搬送方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、金属、紙、プラスチックス等のストリップ杖
の物体（以下「ストリップ」という）を垂直方向あるい
は水平方向に繰返しバスによって上流より下流に向って
搬送する際に、ストリップ表面に未凝固流動被膜を施こ
した状態でストリップの進行方向を非接触方式で変更す
る流体支持装置を利用するストリップの搬送方法に関す
るものである。

（従来の技術） 従来より、非接触方式によるストリップ走行技術につい
ては多くの提案がすでにあり、例えば、ストリップを非
接触状態で支持する方法として、Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ
　ｔｈｅ　Ｉｒｏｎ　ａｎｄ　５Ｌｅｅｌ　Ｉｎｓｔｉ
ｔｕｔｅ（Ｍａｙ。

１９６３、　ｐ４０１〜４０８）に次の二つが代表例と
して示されている。

■空気ベアリングを多数配置するもの：第１図に詳細に
示すように、ドラム１の外周上面に第２図に示す如き形
状の多数のノズル孔２を全面にわたって配置して、これ
らノズル孔２上にストリップ３を巻掛け、非接触方式で
ストリップ３を支持して搬送する方法である。なお、第
１図中、符号４はエアー人口配管を示す。

この方法は、ストリップの張力を高めた場合その浮揚に
は非常に大きなエアー圧力が必要となること、またスト
リップの揺動が大きいこと等実用的でない旨記載されて
いるが、特開昭６２−１６７１６２号公報に記載されて
いるように、ストリップの揺動に改善を加えることによ
って写真用フィルムや印画紙、磁気テープ等の軽量物で
エアーの噴出圧力の小さなものには使用されている。

しかし、金属ストリップの支持搬送には非常に大きなエ
アーの噴出圧力が必要となるが、上記方式ではノズルの
数が多すぎることから、不経済である等の問題がある。

これは多数の空気ベアリングからの噴出エネルギでスト
リップを浮かせようという発想に無理があるからである
。

■ホーバークラフトの原理を応用するもの：この方法は
、第３図に示すように支持搬送しようとするストリップ
３の内側に向けてスリットノズル孔２′を配置し、これ
らスリットノズル孔２゛からの噴流をストリップ３に衝
突させて流れの向きを変え、流体のカーテンによって囲
まれた領域に発生するクッシジン圧力を利用するホーバ
ークラフトの原理を応用した方法である。

この方法も基本的には流体の運動エネルギを静圧または
動圧に変換してストリップを支持するという考え方であ
るため、ストリップの接触を避けようとして受圧面の流
体圧力すなわちスリットノズル孔２°からの噴射速度を
上昇させるには噴射流体の流量を増加せざるを得なくな
り、ランニングコストが非常に大きくなってしまう、な
お、ストリップの浮上高さが長手方向に異なるという問
題に対する改善策が、特開昭６２−１３９８３２号公報
、同６２−１４２７２８号公報等で開示されているが、
基本的に大きな出力を要し、経済的に無理がある。

すなわち、前記した従来方法では、流体の運動エネルギ
を圧力に換えてストリップを浮揚させる方法であるため
、次のような問題は不可避である。

■浮揚高さが１０〜３０ＩＩ１１と大きく、流体消費量
が大量で非効率的である。

■これに対し、浮揚高さを小さくすれば効率的とも考え
られるが、この場合には動圧支持で不安定となりストリ
ップの揺動、接触、疵発生がおこる。

■特に流体として空気を考えた場合、高温部では密度が
小さいのでストリップを支えようとすれば噴出速度がマ
ツハを越えるとともに大きな騒音を伴う欠点がある。な
お、常温でも噴出量が多く騒音は無視できない。またプ
ロアの音も問題である。

■ストリップの搬送には蛇行現象を伴うのが通例である
が、従来の方式では蛇行抑止が困難である。

■ストリンプ幅の変更に対して制限が厳しく、ストリッ
プ寸法が頻繁に変わるラインでは実用的でない。

■従来のものは固定式であるため、どの方法でもストリ
ップ先端の通板が非常に困難で、工業的に未完成である
。

このように、従来のストリップ浮揚方式による搬送方法
には多くの欠点がみられるが、その実用化に際しての最
大のネックは経済性と通根性である。

（発明が解決しようとする課題） したがって、本発明の目的は、上記問題点に鑑み、経済
性が高（、コンパクトで安定性があり、更にストリップ
の蛇行抑止、ストリップ先端部の通板困難、トラブル解
消をも図り得るストリップの搬送方法を提供することで
ある。

そこで、従来技術のストリップの搬送方法を検討すべく
、金属ストリップの表面処理ラインで代表して、鋼板の
連続熔融Ｚｎメツキラインおよび塗装ラインを例にとっ
て説明する。

第４図は連続式溶融Ｚｎメツキラインの製造ラインを示
す。シャーおよび溶接機（図示せず）を経て連続走行す
るｗ４板４０は表面を加熱脱脂炉４４において脱脂洗浄
後、還元炉４６から溶融Ｚｎメツキ浴４８に浸漬し、次
いで表面のＺｎ被膜厚をワイパ４９で調整復冷却、レベ
ラ５１による平坦度嬌正、後処理装置５２による後処理
をしてからシャー５３で切断して切板としであるいはコ
イル状に巻取るかして製品とする。このときメツキ浴４
８から冷却塔５０まではストリップ表面のめっき層が流
動状態であるため途中でロールはストリップに接触する
ことができず約２５〜４０ｍ高さもの冷却塔５０を建設
せねばならず建設費が嵩む、しかも、メツキラインには
高速エレベータが付帯設備として必須となる。なお、ラ
イン速度を高めようとすれば更に高い冷却塔が要る。ま
た２５〜４０ｍ長ものフリースパンを有するためストリ
ップの振動、バタツキ等が発生しメツキ品質を高めるこ
とができない。

第５図は同じくターンメツキ鋼板製造ラインを示すが、
Ｚｎメツキ同様冷却塔５０が高くなり、しかも後処理装
置５２に続いて冷却装置５２°をも設けなければならず
、建設費が嵩むとともにメツキ品質が不安定になる。第
４図の場合と同一装置は同一符号で示す。

一方、第６図は鋼板の塗装ラインの一例を示す。

前処理装置６０を経たｆｙ４板４０ば、まず、阻１コー
ター６１で被覆されるが、その直後は塗料が流動状態で
あるためオーブン６２で焼付けが完了するまではロール
と接触させることはできない０次いで、同様にして隘２
コータ６３で再度塗装され、Ｎ［Ｌ２オーブン６４で乾
燥させるのである０通常、このときのオーブン長さは約
３０〜４０ｍである０図示例ではこれが２基必要である
。このような大きな炉長のオーブンでは多大な建設費、
大きなスペースを要するとともにストリップ走行が不安
定になり易く、塗装むらおよび乾燥むらが発生し易く品
質上問題を有する。特にストリップサイズにより自重が
大きく変わるのでカテナリー制御がむづかしい面があり
、この面からも操業速度が高々１２０〜１５０ｓ／ｍｉ
ｎと限られている０通板速度が遅くなるとそれだけ所要
オーブン長さが短くなるからである。

このように表面に流動被膜を有する状態では被膜が凝固
、乾燥するまでの長いフリースパンが設備上不可欠であ
り、このことが設備費の増大、スペース長大、操業不安
定、品質低下をきたしているとともに高速化、高能率化
の阻害要因となっている。

また、ストリップ先端の通板は、このような従来技術の
装置では、ロール位置が固定しているため、困難である
。そのため、先端を通板する場合には、通常操業では無
用となる補助ロール等を設置せざるを得ない。

したがって、本発明の具体的目的は、 ■流体支持装置が高価、不安定、ランニングコスト大、
ストリップ先端通板困難 ■ストリップ処理ラインで表面に流動被膜を有する場合
にはライン長大化、設備費増大、操業不安定、品質不安
定、ライン高速化不可 等の問題点を解決したストリップ搬送方法を提供するこ
とである。

（課題を解決するための手段） ここに、本発明の要旨とするところは、ストリップ表面
に流動体を連続的に被覆した後、ストリップ表面上の該
流動体が未凝固状態である間にストリップをロールで搬
送する方法であって、ロール軸方向の中央部の表面に、
ロール円周方向に少なくとも一列の第１流体噴出孔を有
するロールと、該ロールのストリップ巻掛面と反対面の
ロール表面に対向するとともにロール軸方向に伸びた、
ロールとの対向面の表面に少なくとも１個の第２流体噴
出孔を有する補助流体室とから構成される流体支持装置
を使用し、該流体支持装置のロール表面にストリップを
巻掛けて前記第１流体噴出孔から粘性流体を噴出して粘
性流体薄膜の圧力によりストリップをロール表面に接触
させることな（、ストリップの進行方向を１回以上変更
しながら搬送することを特徴とするストリップの搬送方
法である。

このように、本発明によれば、金属、紙、プラスチック
等のストリップの処理ラインにおいてストリップ表面に
金属メツキや有機物被膜を施こす際に上記被膜が未凝固
流動状態にある間にストリップの進行方向を変更させる
手段として、ロール軸方向の中央部の表面に、ロール円
周方向に少なくとも１列の第１流体噴出孔を有すると共
に、口−ルのストリップ巻掛面と反対面のロール表面に
対向させた補助流体室を有し、ロールとの対向面の表面
に少なくとも１個の第２流体噴出孔を有する流体支持装
置を用いるのであって、もって、ラインの短縮化、スト
リップパスラインの安定化、振動・バタツキ防止を実現
し表面被膜の品質向上をはかることができ、併せて設備
費の低減、省スペース、能率向上を実現することができ
る。

ここに、本発明のストリップ搬送方法が適用される用途
としては、例えば金属ストリップ、つまり連続走行鋼板
の場合、熔融Ｚｎめっきライン、ターンめっきライン、
塗装ラインなどが例示される。

（作用） 次に、本発明を添付図面を参照してさらに具体的に説明
する。

なお、本発明については金属ストリップの溶融Ｚｎめっ
きラインおよび塗装ラインを例にとって説明するが、本
発明がそれにのみ制限されるものではないことは理解さ
れよう。

第７図ないし第８図は、本発明において使用するストリ
ップの流体支持装置を示す略式説明図である。

第７図および第８図は、本発明において使用するストリ
ップの流体支持装置７０、つまりフロータの第１実施例
を示すものであり、図中、符号７２はロール、７４はこ
のロール７２に巻掛けられて支持されるストリップを示
している。このフロータの直径は８００＋＋ｎである。

しかして、前記ロール７２の軸方向の胴部中央部の円周
方向には、第１流体噴出孔８０が略等ピンチで少なくと
も１列開設されている。好ましくは１〜３列である。複
数例設けられる場合でも軸方向の中央部から全幅の１／
３の領域内に制限される。

ロール全面に設けると動力費がかかり経済的に好ましく
なくなる。

また、ロール７２のストリップ７４との巻掛面と反対側
には補助流体室８２がロール７２に近接して設けられて
いる。そして、この補助流体室８２のロール７２との相
対面の略中央部にも第２流体噴出孔８４が少なくとも一
つ開設されている。

なお、第１流体噴出孔８０はロール軸方向の胴部中央部
に設けるのであるが、これはストリップ７４を支持した
場合にストリップ幅方向の中央部がロールの中央部を通
過するためである。即ち、ストリップ支持状態でストリ
ップの幅中央に対応するロールの表面に噴出孔があれば
よいのである。好ましくは中央部から幅方向に１７３の
領域内に設けられておればよい。

次に流体噴出孔径と孔のピッチについて述べる。

第１２図において、 吹出口直径　：　ｄ− 吹出口個数　：ｎ 吹出口ピッチ：ｌ− ロール直径　＝　Ｄ鴫■ 板幅　　　　：　Ｗｍｍ πＤ とすると、！＝、□となり、 ロールとストリップの接触部面積（傾斜部）−π −ＤＷ＝ｌＪ 斜線部内の吹出口の面積和 となり πｄ となる。

Ｓｉ３はストリップが接触部に対する吹出面積の比を表
わし、実験によれば５Ｘ１０−’〜３０００　Ｘ　１０
４であれば、フローティングのための流量がまかなえる
が、通常５００〜１５００　（ｘｌｏ−’）程度に選Ｉ
Ｒするのが好ましい。

ｄｌｌは、吹出口径と吹出口ピンチの比を示し、これに
より均一なフローティングの有無を判別するが、実験に
よれば０．０１〜０．５にあれば、ロール面上で均一に
浮上する０通常は０．１〜０．２程度に選択するのが好
ましい、即ち、第１３図に示す斜線部内の条件のロール
を用いるのが好ましい。

補助流体室８２は、ストリップと対向しないロール面か
らエアの流出を防止するために設けられているためこの
補助流体室８２との対向面はロール７２の全面の少なく
ともｌ／３を占めれば好ましい。

孔型ノズルの場合の第１、第２流体噴出孔の断面形状は
第２図に示すようなものであっても、あるいは単なる貫
通孔であってもよく、特に制限はない。これから分かる
ように、本発明では、噴出流体の運動量をクツション圧
に変えたすせずに、流体の粘性による圧力勾配を利用し
ているため、わずかな浮揚高さを暗度よく、かつ確実に
保持できるのであって、実用的観点からは優れた構造と
なっていることが分かる。

本発明において使用する粘性流体は、特に制限されない
が、本発明の場合、安価、安全の性質を専ら利用するこ
とから、空気などを使用するのが好ましい。

第８図に斜視図で示すように、かかる構成の流体支持装
置７０にあっては、ロール７２の軸端部にロータリージ
ヨイント８５を設け、外部からこのロータリージヨイン
ト８５を介して前記第１流体噴出孔８０に流体を供給し
、ここから圧力ｐ、で第７図に示す如く空気などの粘性
流体を噴出するのである。

一方、補助流体室８２にも外部から粘性流体を圧力Ｐ２
で供給し、第２流体噴出孔８４から該粘性流体を噴出さ
せるのである。ストリップ搬送時、この第２流体噴出孔
８４からの粘性流体の噴出はつづけられる。

なお、ストリップ７４は張力Ｔでロール７２に巻掛けら
れている。この巻掛は角は本実施例では１８０’のもの
を示しているがこれに限定されないことは言うまでもな
い。

ここで前記第２、第１流体噴出孔８４．８ｏから噴出す
る流体の圧力Ｐ２とＰ、にはＰ、≧Ｐ１なる条件を満た
す必要がある。こうすることによりストリップ７４の非
巻掛は部では流体の噴出はおきないからである。

ところで、第７図〜第９図に示す例では流体支持装置の
上部においてロール７２より噴出した流体は、ストリッ
プ７４に沿って降下してくるが、補助流体室８２との隙
間より上部に向かって噴出される流体により上方に戻さ
れるのでロール巻掛は部の圧力が保持でき、ストリップ
７４を安定して浮揚できることになる。

この際、ストリップ７４の搬送速度Ｖが大きくなると主
としてロール７２の入側部で流体膜切れが発生すること
もあるが、この時には第９図に示すごとく補助流体室８
２の側面にも流体噴出孔９０を開設し、ここからも粘性
流体を噴出して膜切れを防止すればよい、なお、この流
体噴出孔９０はストリップ７４の入側だけでも良いが第
９図に示す如く両方に設けて流体を噴出しても良い。

またストリップ７４がキャンバ−を有する場合には蛇行
が発生するので、同じく第９圓に示すごとくストリップ
７４の幅中央部に向かって噴出する例えばエアーノズル
９２を例えば入側に設置して蛇行を防止すればよい、こ
のエアーノズル９２によってストリップ７４の揺動も同
時に防止できる。なお、このエアーノズル９２は第９図
に示す如く入側に設置したものに限らず、出側または両
方に設置しても良い、また、ストリップ７４の蛇行と揺
動を防止できるものであればエアーノズル９２に代えて
電磁的または機械的なものを採用しても良い。

第１０図は、本発明にかかるストリップ搬送装置を組み
込んだ溶融Ｚｎめっきラインの一部を示す略式説明図で
ある。

ワイパーにより目付量μ整が行われたストリップ７４は
本発明にかかる流体支持装置（フロータともいう）　７
０ａ　、７０ｂ　、　７０ｃを３箇所において設けられ
、これによりめっき層が未凝固状態にあるストリップ７
４はロールに接触することなく搬送される。したがって
、この流体支持装置７０ａ　７０ｂ　、７０Ｃが設けら
れた冷却塔５０の高さは第４図に示す従来のそれの１７
３で済むことになる。すなわち、Ｚｎメツキラインにお
いてメツキ浴４８の１Ｏｎ＋上に第１流体支持装置７０
ａが設置されてストリップを１８０１ターンし次いで第
２流体支持装置７０ｂにて再び反転し、最後に第３流体
支持装置７０ｃにより９０’ターンし、この間に非接触
状態で約３０ｍの距離をロールと非接触状態で走行させ
Ｚｎメツキを凝固させた後にレベラー以降の工程に送り
込むのである。

なお、このときのストリップ走行はレベラー以降のロー
ルによってストリップに与えられる張力によって行われ
る。

次に、本発明にかかるストリップ搬送方法は金属ストリ
ップの塗装ラインにおいても使用できるのであって、以
下にその例を示す。

前述の第６図の塗装ラインのロールコータ−６１または
６３の後に第１１図のごと＜１８０°ターンと９０゜タ
ーンの直径６００＋ｕの流体支持装置（フロータ）７０
ａ〜７０ｅを５セツト導入しオーブン長を３５−から１
０ｍ＋と約１／３に短縮できる。各流体支持装置の詳細
は前述の第７図〜第９図におけるそれと同じである。ロ
ールコータ６１．６３によって塗布されたストリップは
、流動体である塗料が未凝固状態のま一オーブン６２．
６４に入り、まず流体支持装置７０ａにより９０度ター
ンされて上方に向かい、次いで流体支持装置７０ｂで今
度は１８０度ターンされて下方に向かう、このようにし
てさらに流体支持装置７０ｃ　、７０ｄ　、Ｔｏｅを経
て搬送され、この間に塗膜が乾燥されるのである。

次に、本発明をその実施例によってさらに具体的に説明
する。

実施例１ 本例では、第１０ＩｉＪに示す装置を使用することによ
り、０．２〜１．２ｍｓ厚さＸ　１２５０ｍｍ幅の溶融
Ｚｎメツキ鋼板に対して張力σｔ　−０，５〜２ｋｇｆ
／ｍｓ”　、速度ｖ　＝８０〜１５０ｍ／ｍ１１１のと
き、Ｐ１＝１．５　ｋｇ／ｃｍ”、Ｐ２−１．５〜１．
８　ｋｇ／ｃｍ”として、目付量調整後の溶融Ｚｎめっ
き層の未凝固状態で鋼板の浮揚走行を行ったところ鋼板
は０．３〜１．０　ｍｍ＋浮揚しており、ロールを通板
中の回転力から定常部の非回転に切替えたところ浮揚高
さは約０．０５〜０．２　ｍｍ増えることも確認できた
。

上記の如く本発明にかかるストリップ搬送方法をＺｎメ
ツキラインに適用することにより冷却塔を従来の約１７
３と低くでき建設費用の大幅削減を実現するとともに保
守メンテナンスを容易にした。

さらに仮パスラインの安定化によるメツキ品質の向上等
にメツキ厚みの均一化に多大な効果を得ることができた
。

なお、従来のＺｎメツキラインのごと（冷却過程中に合
金炉を第１０図のフロータ７０ａと７０ｂとの間や７０
ｂと７０ｃとの間に設置してもよいがその際の保守・点
検も非常に容易となる。

実施例２ 本例では、第１１図の装置を使用して具体例として、０
．２−１．０閣閣厚さＸ　１０００−園幅のＺｎメツキ
鋼板（カラー母材）に対して張力ｏ　ｒ　〜０．５〜２
．５ｋｇｆ／ｓｎ”、速度ｖ−６０〜１００ｍ／ｗｉｎ
のとき、Ｐ、〜１．２〜１．８ｋｇ／ｃｍ”　、　ｈ＝
１．４〜２．０　ｋｇ／ｃｍ”で走行したところくただ
し、Ｐ３≧Ｐｌ）、鋼板は０．５〜１．２−醜の浮揚高
さが得られ安定した非接触通板が行われたことが確認さ
れた。

なお、オーブン中の鋼板長さは逆に４５ｍと従来より長
くなったのでＶ　＝１３０ｍ／ｗｉｎと最高速度にまで
高めても走行鋼板の蛇行や振動を発生することなく安定
して乾燥ができ増産も可能となることが判明した。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明は、ストリップの蛇行を防
止できると共にストリップ先端部の通板を容易に行え、
しかもコンパクトで安定してストリップの非接触支持が
行えるので、Ｚｎメツキラインや塗装ラインでの従来の
問題点を全て解決できるという大なる効果を有するすぐ
れた発明である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の流体支持装置の略式斜視図；第２図は
、第１図の装置のノズル構造の略式説明図； 第３図は、従来の別の方式の流体支持装置のノズル孔の
略式説明図１ 第４図は、従来の連続式Ｚｎメツキ（へＱメンキ）綱板
製造ラインの略式説明図； 第５図は、従来の連続式ターンメツキ鋼板製造ラインの
略式説明図； 第６図は、従来の連続式塗装ラインの略式説明図； 第７図は、本発明において使用する流体支持装置の略式
断面図； 第８図は、同しく略式斜視図； 第９図は、第８図と同様の流体支持装置の断面図； 第１Ｏ図は、本発明にかかる流体支持装置を組み込んだ
連続式Ｚｎメツキラインの部分説明図；第１１図は、本
発明において使用する流体支持装置を有する塗装ライン
の部分説明図；占よひ°。 第１２図および第１３図は、本発明における流体支持装
置の好適ノズル孔配置例の説明図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ストリップ表面に流動体を連続的に被覆した後、ストリ
   ップ表面上の該流動体が未凝固状態である間にストリッ
   プをロールで搬送する方法であって、ロール軸方向の中
   央部の表面に、ロール円周方向に少なくとも一列の第１
   流体噴出孔を有するロールと、該ロールのストリップ巻
   掛面と反対面のロール表面に対向するとともにロール軸
   方向に伸びた、ロールとの対向面の表面に少なくとも１
   個の第２流体噴出孔を有する補助流体室とから構成され
   る流体支持装置を使用し、該流体支持装置のロール表面
   にストリップを巻掛けて前記第１流体噴出孔から粘性流
   体を噴出して粘性流体薄膜の圧力によりストリップをロ
   ール表面に接触させることなく、ストリップの進行方向
   を１回以上変更しながら搬送することを特徴とするスト
   リップの搬送方法。