マルチオリフィスミキサー内蔵バルブスタンド 混合度波形 豊産マシナリー株式会社 トヨサンマシナリーは、この度 マルチオリフィスミキサーと、濃 度 別 混 合 度 を光 技 術 を 利 用 して数 値 化 し、ロールに対 する油 の最 大 付 着 効 率 を求 める、オンラインデジタル 油 圧 延 システムを開 発 しました。 【OHRO】のポイント 1.混 合 度 の数 値 化 2.最 適 付 着 効 率 １．概 要 3.阻 害 要 因 の早 期 発 見 4.コストダウン ２．油 と水 の混 合 油圧延の効果は、濃度と混合度（油と （マルチオリフィスタイプインジェクションミキサー） 水の混ざり具合の程度）に大きく影響 イ ン ジ ェ ク シ ョ ン ミ キ サ ー は FIG.1 に 示 す 如 く 、 さ れ ま す 。最 適 な 混 合 度 を 求 め る 為 に 、 オリフィスと拡散室から成立っており、油圧延 先ずマルチオリフィスミキサーで混合 システムの中で水と油を混合する最も重要な機 度を調整し、水溶液に光を当てて透過 器の一つであります。オリフィス径を小さくす 線数を数値化する光学的技術を用いて るとよく混合され、逆にオリフィス径を大きく 濃度別透過線数を求め、ロールに対す すると、水と油は分離した状態でノズルヘッダ る油の付着量の関係を求めます。 ーに流れ込みます。板巾に応じて両サイドのノ その結果から最大付着効率が達成出来 ズ ル を 「 巾 広 」「 ミ ド ル 」「 巾 狭 」 と 、 ス プ レ ー る混合度をオンラインで制御します。 を停止させた場合は水量が変わり、その結果、 本システムは、マルチオリフィスとデ 油と水の混ざり具合が変わり、ロールに対する ジタルセンサーからなるハイブリット 油の付着が変わります。 システムです。 今回開発したオンラインデジタルシステムはマ ルチオリフィスとのコンビネーションで油の最 大付着効率を求めることが出来ます。 FIG.1 拡散室 1 ３．特 徴 と原 理 FIG.2 混 合 度 測 FIG.2 に 光 技 術 を 用 い た オ ン ラ イ ン デ ジ タ ルシステムの基本原理を示します。 まず水と油の混合度は、光の透過線数で表 わし、濃度が高くよく混ざっておれば、光 を透しにくく、濃度が低くまざりが少ない 場合は、数値は大きくなります。 濃度は、油の粒子に反射する光を利用し、 数値化します。角形セルにサンプルエマル ジョンを採取し、濃度と混合度を同時に測 定 し ま す 。 FIG.1 に 示 す ノ ズ ル ヘ ッ ダ ー か らスプレーされるエマルジョンを、角形セ ル で 採 取 し 、 ポ ー タ ブ ル キ ッ ト の D・ D KIT Ⅱに て 数 値 化 し 、 濃 度 別 透 過 線 数 表 を 作 成 し ま す （ TABLE1 に 示 す ） 同時に各ノズル毎にテストプレート （ 100mm□ ） を 設 け 、 ス プ レ ー を 吹 き つ け 、 それぞれの油付着量を測定します。 各プレートの付着量に、大きなバラツキが あると、混ざりが悪い為で、その場合は、 マルチオリフィスミキサーのオリフィス を小さくします。 セ ル 濃度測定 投 光 受 原 理 しかし、小さくしすぎると各ノズルの付着量 のバラツキはなくなりますが、付着量が少な く な り ま す 。こ の バ ラ ン ス の よ い 値 は 、TABLE1 に 示 し ま す 。±5％ の 値 を 、適 正 範 囲 と し ま す 。 この値は、濃度や油種によって、それぞれ異 なります。水温が高いと混ざりすぎて数値が 小 さ く な り 、付 着 量 が 少 な く な り ま す 。TABLE1 のそれぞれの値を最大付着値とし、最少の油 消費量で、バラツキの少ない最大付着量を数 値で求めることが出来ます。 濃度別透過線数表 濃度 TABLE 1 ： （0.1%） 濃度 ： （0.3%） 濃度 ： （0.5%） 濃度 ： （0.8%） 濃度 ： （1.0%） ４．目 的 混 合 度 は 、同 じ 濃 度 で も 水 温 や 水 の 硬 度 に よ っ て 異 な り 、ま た 、サ ン プ ル 採 取 後 、時 間 の 経 過 と 共 に 分 離 し て 測 定 不 能 に な り 、オ ン ラ イ ン で 混 合 度 を 測 定 し 、数 値 で 定 量 化 す る こ と が 、本 オ ン ラ イ ンデジタルシステムの目的であります。 また、鋼板のスリップや噛込み不良の原因にな る 、オ フ ロ ー リ ン グ 時 の キ ャ リ ヤ ー 水 中 の 、微 量 の 油 の 混 入 も オ ン ラ イ ン セ ン サ ー が 検 出 、事 故 を 未然に防ぎます。 油圧延システムは、従来、圧下の低減率 によって、その効果が判定されて来まし た。低減率の多寡は、長年濃度の高低に よってのみ制御されて来ましたが、近年 多くの研究と経験を経て、水と油の混ざ り具合、即ち混合度が圧下の低減率のみ ならず、板の形状や品質に大きく影響す ることが判明し、混合度の測定が重要な 問題となりました。 2 FIG.3 厚 さ 39 ㎜ 超 薄 型 コ ン バ イ ン ド ヘ ッ ダ ー 3 ゾーンの巾 切 （巾 狭 ・ミドル・幅 広 ） 水 巻 スプレー内 蔵 500L/MIN 油 圧 延 ・水 巻 各 スプレーノズルが 一 つおきに並 ぶ 超 薄 型 コンバインドヘッダー NEVI SYSTEM ＯＨＲＯ 回路図 構 成 オンラインデジタルシステムは、大 別 して①マルチオリフィスミキサー内 蔵 バルブスタンド、②オンラインデジ タルユニット、③ダイレクトセンサー、④D・D KITⅡ、⑤潤 滑 油 供 給 ユニットから成 り立 っております。 適 切 な油 圧 延 を阻 害 する要 因 パート 以 下 の阻 害 要 因 は、全 て鋼 板 の品 質 や重 大 事 故 に繋 がるもので、オンラインデジタルシステムは、こ れらの阻 害 要 因 を、数 値 もしくは画 像 でキャッチ出 来 る優 れものです。 1.ノズル詰 り 2.ノズルの劣 化 3.上 下 ﾛｰﾙ濃 度 のアンバランス 4.上 下 ﾛｰﾙ混 合 度 のアンバランス 5.メータリングポンプの劣 化 6.水 圧 の変 化 による水 量 の変 化 7．5・6 の変 化 による濃 度 ・混 合 度 の変 化 8.弁 不 良 によるスプレー濃 度 の変 化 9．３方 弁 不 良 によるスプレー側 への 油 の混 入 （オフローリング時 ） 10.パイプの狭 窄 11.水 切 シールの不 良 12.水 温 の変 化 による付 着 量 の変 化 13.巾 切 り弁 の切 換 え不 良 代理店 豊 産 マシナリー株 式 会 社 〒290-0036 千葉県市原市松ヶ島西 1-1-19 TEL 0436-25-6411 FAX 0436-25-6414 URL http://www.toyo-sun.com/ 3 100108A 従来の油圧延システムの盲点 1. 濃度管理の一辺倒 2. 圧下力の低減一辺倒 3. 水質・水量管理の無視 4. 油種への過剰な期待 5. 巾切りの無視 6. 油消費量への関心が薄い 7. 水切シールの重要性無視 N 介 紹介 ご紹 のご ムの テム ステ シス VII シ EV NE A. FIG1 に示すように、各種パラメータ及び適正基準混合度波形を画面上に表示し、混合度の波形を基準とし、この基 準波形からはみ出した実波形が表れた場合、適切な油圧延を阻害する要因の中から、その原因が何であるかを、コ ンピューターで処理し、画像で異常信号を発生するシステムです。 FIG １ 正常時 B. FIG2 は、基準波形から実波形がはみ出した画像です。(A)の画像は、実線が適正基準混合度波形から左へはみ出 しておりますが、これは何らかの原因で、水と油が混ざり過ぎて、光の透過線数が小さく、付着量が少なくなっている ことが判ります。 (B)の波形は(A)とは逆に、水量が、ノズル詰りが原因で少なくなったり、水温が低くなって水と油 の混ざりが悪くなっていることを表しております。 油の付着量のバラツキが懸念されます。 (C)はオフローリングの 時に、水のみスプレーする筈が、油が水中に混入していることを表しております。 次に、入って来る鋼板のスリップ が、懸念されます。 FIG ２ 異常時 ① C. FIG3 は、巾切りや 3 方弁の作動不良を例に掲げたもので、巾切りをしている筈の弁から漏れを生じたり、開になった ままだと水の流量が増加し、混合度が変化し、水と油が混ざり過ぎて(A)のように実波形が標準波形から左へはみ出 します。(B)は、3 方弁には正常に電気符号が出ているにも関わらず、波形が乱れる場合は、3 方弁が正常に作動して いないと言う、アラーム信号が出ます。 FIG ３ 異常時 ② D. FIG4 は、水切シールの不良が疑われる例です。圧下力の低減波形以外は正常である場合、水切シールから常時、 クーラント水が漏れていると、低減率が少なくなり、画像のような波形となります。即ち、本来波線までの低減がある筈 のものが、実線になる場合を言います。 FIG ４ 異常時 ③ 注： NEVI システムとは、NAVIGATOR（ナビゲーター）の N、EVALUATE（評価する）の E、VISUAL（目で見える）の V、I は（INDICATOR）の I を 綴ったもので、ある一定幅をもった混合度の波形を利用し、これをナビゲーターとし、この幅からはみ出した場合、実線を目で見える形で これを評価する表示器をもったシステムを意味します。 Ｅ. 適正な油圧延を阻害する要因パートⅡの一例 ａ． ノズル詰り ※ヘッダー全体流量の 0.8%の減少で、混合度数値が 200 の変化を、読み取る事ができる。 FIG ５ ｂ. ノズルの劣化 ※ヘッダー全体流量の 1.6%の増加で、混合度数値が 200 の変化を、読み取る事ができる。こｍこ
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