東北大と新日鉄住金エンジニアリング、気中キャビテーションジェット式ロール洗浄装置を開発建設・設備ニュース

東北大と新日鉄住金エンジニアリング、気中キャビテーションジェット式ロール洗浄装置を開発

　2014年2月18日 22:00　

ロール表面粗度の確保と優れた洗浄力

東北大学大学院工学研究科ナノメカニクス専攻の祖山教授は、2月17日、気中キャビテーションジェット式ロール洗浄装置を新日鉄住金エンジニアリングと共同開発し、製品化に成功したことを発表した。

この製品は、従来のブラシ洗浄や高圧スプレー洗浄では達成できなかった「ロール表面粗度を確保」しつつ「高い洗浄力」を発揮し、さらに「ノズルの摩耗低減」と「高圧ポンプの小型化」を実現したという。

（画像はプレスリリースより）

今までの問題とは

「連続溶融亜鉛めっきライン（CGL）」にて自動車のボディーパネル、建物の屋根や壁等に用いられている亜鉛めっき鋼板を製造するとき、塗装のノリやプレス性を良くするため、粗度を有するロールで圧延し、めっき鋼板表面に細やかな凹凸を付与する必要がある。

しかし、操業を続けると、ロールに亜鉛等の異物が固着し、鋼板に凹凸を付与できなくなる問題が指摘されていた。この亜鉛等の異物を除去するため、従来のブラシ洗浄で強く押し付けると、かえってロール表面を削ってしまい、ロール表面粗度を低下させるおそれがあったという。

また、高圧スプレー洗浄では、洗浄力にスプレー液滴の衝突力を用いるため、十分な速度と量を確保できる大型の高圧ポンプが必要であり、またスプレー用のノズルの摩耗が問題となっていた。

開発に成功

キャビテーションとは液体が高速で流れる際に、圧力が低下して気体に相変化する現象で、気体から液体に戻る気泡の崩壊時に衝撃力を発生する物理現象だ。

一般にキャビテーションジェットは、水槽に貯留した水中に高速のウォータージェットを噴射してキャビテーションを生成する。しかし祖山教授は、水を貯留した水槽を用いることなく、大気中に直接的にキャビテーションジェットを形成する気中キャビテーションジェットの実現に成功した。

さらに新日鉄住金エンジニアリングとの共同研究により、気中キャビテーションジェットで生成したキャビテーション気泡の崩壊衝撃力をロール洗浄に有効利用する気中キャビテーションジェット式ロール洗浄装置を開発したとしている。