JP2006169603A - Heating facility and heating method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、連続焼鈍し急速冷却した後に、材質調整のために再加熱処理を行う金属帯の連続焼鈍プロセスにおける金属帯の加熱設備および加熱方法に関する。 The present invention relates to a metal band heating facility and a heating method in a continuous annealing process of a metal band in which reheating treatment is performed for material adjustment after continuous annealing and rapid cooling.
金属帯の連続焼鈍プロセスにおいては、加熱及び冷却の熱処理条件により処理される金属帯の機械的特性が大きく変化する。そのため、加熱及び冷却の熱処理条件の制御が重要となる。特に、近年、ハイテン材の需要が増大しており、ハイテン材の製造に有利な急速冷却技術の重要性が増している。急速冷却の方法としては、例えば、水焼入れ法、ロール冷却法、気水混合(ミスト)冷却法やガスジェット冷却法等があり、必要な材質を得るために、これらの方法の中から最適な方法が適宜選択される。 In the continuous annealing process of the metal strip, the mechanical properties of the metal strip to be processed vary greatly depending on the heat treatment conditions of heating and cooling. Therefore, control of the heat treatment conditions for heating and cooling is important. In particular, in recent years, the demand for high-tensile materials has increased, and the importance of rapid cooling technology advantageous for the production of high-tensile materials has increased. Rapid cooling methods include, for example, water quenching method, roll cooling method, air-water mixing (mist) cooling method, gas jet cooling method, etc., and the most suitable among these methods to obtain the necessary materials. A method is appropriately selected.
また、急速冷却後に行う再加熱帯においては、連続して搬送されてくる金属帯の通板が安定して行われるように、炉内ロールに適切なメカニカルクラウンを付与する方法が用いられる。しかし、金属帯の板温および炉内ロール周辺の雰囲気温度の影響により、炉内ロールにサーマルクラウンが生じる。初期状態である炉内ロールのメカニカルクラウン量と操業中に生じる炉内ロールのサーマルクラウン量との差が適切な範囲の値であり、自動調芯機能が有効に働く場合には通板は安定に行われる。しかし、上記クラウン量の差が著しく大きくなり、前記適切な範囲を外れる場合には、金属帯に幅方向の圧縮力が作用し、これによって、金属帯が幅方向に座屈し絞りを生じたり、通板が不安定となり蛇行発生により操業が不能状態に陥るおそれがある。 Further, in the reheating zone performed after the rapid cooling, a method of applying an appropriate mechanical crown to the in-furnace roll is used so that the continuous feeding of the metal strip continuously conveyed is performed. However, a thermal crown occurs in the in-furnace roll due to the influence of the metal strip plate temperature and the ambient temperature around the in-furnace roll. The difference between the initial amount of mechanical crown of the in-furnace roll and the amount of thermal crown of the in-furnace roll during operation is within the appropriate range, and the plate is stable when the automatic centering function works effectively. To be done. However, when the difference in the crown amount becomes significantly large and deviates from the appropriate range, a compressive force in the width direction acts on the metal band, thereby causing the metal band to buckle in the width direction and causing a restriction, There is a risk that the plate will become unstable and operation will become impossible due to meandering.
この問題を解決する手段として、例えば、特開平2−274823号公報(特許文献1)には、冷却帯と再加熱帯の間に急速加熱装置として誘導加熱装置を配置し、その誘導加熱装置により金属帯の温度を制御することにより適切なサーマルクラウン量に調整して、通板の安定を図る技術が開示されている。
上記特許文献1に記載の技術は、温度制御性や応答性に優れる誘導加熱装置を用いているので、そこを通過する金属帯の温度制御を適切に行うことでサーマルクラウン量を調整し、通板の安定化を図る方法としては有効な方法である。
Since the technique described in
しかし、連続焼鈍プロセスにおいては、加熱や冷却が繰り返されるため、金属帯の形状不良が発生しやすい。このような金属帯の形状不良は、特に水焼入れ後の金属帯に顕著に表れる。 However, in the continuous annealing process, since heating and cooling are repeated, a shape defect of the metal band is likely to occur. Such a defective shape of the metal band is particularly prominent in the metal band after water quenching.
このような形状不良を起こした金属帯が誘導加熱装置に進入すると、金属帯の誘導加熱装置の誘導加熱コイル表面への接触が頻繁に起こるようになる。金属帯が誘導加熱コイル表面と接触すると、誘導加熱装置が停止し加熱がストップするため、所定の焼戻し温度を確保するため金属帯の通板速度を落とさなければならず、生産性が大きく低下する。また、金属帯が誘導加熱装置の通電状態の誘導加熱コイル表面と接触することで、スパークによる誘導加熱コイルの溶損等が発生し、さらには、誘導加熱コイルに穴があいた場合には内部に通水している冷却水が加熱炉内に漏れ、長期の設備停止が起こるという問題がある。 When the metal strip having such a defective shape enters the induction heating device, the metal strip frequently contacts the induction heating coil surface of the induction heating device. When the metal strip comes into contact with the induction heating coil surface, the induction heating device stops and the heating stops. Therefore, in order to secure a predetermined tempering temperature, the sheet feeding speed of the metal strip must be reduced, and the productivity is greatly reduced. . In addition, when the metal strip comes into contact with the surface of the induction heating coil that is energized in the induction heating device, melting of the induction heating coil due to sparks, etc. occurs. There is a problem that the cooling water passing through leaks into the heating furnace, causing a long-term facility shutdown.
なお、上記特許文献1に記載の技術では、このような問題に対しては無力である。
Note that the technique described in
そこで、本発明は、誘導加熱装置の停止、或いは、誘導加熱装置の破損に伴う長時間のライン停止を防止することで、生産性の向上を図ることが可能な金属帯の加熱設備及び加熱方法を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a metal band heating facility and heating method capable of improving productivity by preventing the induction heating device from being stopped or the line from being stopped for a long time due to the breakage of the induction heating device. The purpose is to provide.
上記目的を達成するために、本発明は以下のような特徴を有する。
[1]金属帯の連続焼鈍プロセスにおける再加熱帯入側又は再加熱帯内部に設けられる加熱設備であって、
前記加熱設備が誘導加熱装置を備え、
前記誘導加熱装置の、通過する金属帯に面する誘導加熱コイル表面の少なくとも一部に絶縁物を配したことを特徴とする加熱設備。
[2]上記[1]において、誘導加熱装置の入側および出側に金属帯を拘束するためのロールを備え、
絶縁物が、前記金属帯を拘束するためのロールの中間位置及びその近傍に配されていることを特徴とする加熱設備。
[3]上記[1]又は[2]において、絶縁物が、アルミナ系のセラミックスであることを特徴とする加熱設備。
[4]上記[1]乃至[3]のいずれかに記載の加熱設備を用いて、冷却後の金属帯を加熱することを特徴とする金属帯の加熱方法。
In order to achieve the above object, the present invention has the following features.
[1] A heating facility provided on the reheating zone entry side or inside the reheating zone in the continuous annealing process of the metal strip,
The heating facility comprises an induction heating device;
A heating facility characterized in that an insulator is disposed on at least a part of the induction heating coil surface facing the metal band through which the induction heating device passes.
[2] In the above [1], comprising a roll for restraining the metal strip on the entry side and the exit side of the induction heating device,
A heating facility characterized in that an insulator is disposed at an intermediate position of a roll for binding the metal strip and in the vicinity thereof.
[3] A heating facility according to the above [1] or [2], wherein the insulator is an alumina-based ceramic.
[4] A method for heating a metal strip, comprising heating the cooled metal strip using the heating facility according to any one of [1] to [3].
本発明によれば、誘導加熱装置の停止、或いは、誘導加熱装置の破損に伴う長時間のライン停止を防止することで、生産性の向上を図ることが可能な金属帯の加熱設備及び加熱方法が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the heating equipment and heating method of a metal strip which can aim at the improvement of productivity by preventing the stop of an induction heating apparatus or the long-time line stop accompanying the failure | damage of an induction heating apparatus Is provided.
以下、本発明を実施するための最良の形態の一例を説明する。 Hereinafter, an example of the best mode for carrying out the present invention will be described.
図1は、本発明にかかる加熱設備10が設けられる金属帯の連続焼鈍プロセスにおける再加熱帯入側における設備構成の一例を示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic view showing an example of the equipment configuration on the reheating zone entry side in the continuous annealing process of the metal strip provided with the
図1において、例えば、水焼入れ等の急速冷却帯3を通過した金属帯2は、搬送ロール4aに巻き付いて90度方向転換されて、金属帯2を拘束するためのガイドロール5aを通過した後、誘導加熱装置1に導入される。前記誘導加熱装置1で所定温度に加熱された金属帯2は、誘導加熱装置1から搬出され、金属帯2を拘束するためのガイドロール5bを通過した後、搬送ロール4bに巻き付いて90度方向転換されて、次工程の再加熱帯6に導入される。
In FIG. 1, for example, after the metal band 2 that has passed through the rapid cooling zone 3 such as water quenching is wound around the transport roll 4 a and turned 90 degrees, after passing through the guide roll 5 a for restraining the metal band 2. The
ここで、本発明は、前記加熱設備を構成する誘導加熱装置1において、この誘導加熱装置1を通過する金属帯2に面する誘導加熱コイル表面の少なくとも一部に絶縁物を配するものである。
Here, according to the present invention, in the
ここで、前記絶縁物としては、アルミナ系のセラミックスを用いることができる。アルミナ系のセラミックスは、耐熱性及び耐磨耗性に優れるため、本発明においては好適に用いられる。 Here, alumina ceramics can be used as the insulator. Alumina-based ceramics are preferably used in the present invention because they are excellent in heat resistance and wear resistance.
また、前記絶縁物は、板状に形成したものを誘導加熱装置1の誘導加熱コイル表面に貼り付けるようにしてもよく、或いは、溶射等を行う方法を用いることもできる。
In addition, the insulator formed in a plate shape may be attached to the induction heating coil surface of the
前記絶縁物は、前記誘導加熱装置1の誘導加熱コイル表面の全面に配するようにしても良いが、金属帯2が接触する可能性のある一部の範囲にのみ配することが好ましい。設備費等の低減を図るためである。
The insulator may be arranged on the entire surface of the induction heating coil surface of the
ここで、前記誘導加熱装置1の誘導加熱コイル表面における金属帯2が接触する可能性のある範囲としては、誘導加熱装置1の入側の直近に設けられている金属帯2を拘束するためのガイドロール5aと誘導加熱装置1の出側の直近に設けられている金属帯2を拘束するためのガイドロール5bとの中間位置及びその近傍が考えられる。前記中間位置付近が、金属帯3が進行方向に直交する方向に振動した場合の振動幅が最も大きくなる位置と考えられるからである。なお、前記中間位置及びその近傍とは、中間の位置及び中間位置から金属帯の入側及び出側に向けての金属帯と誘導加熱コイル表面との接触防止に有効な最小の範囲をいい、例えば、中間位置から誘導加熱コイルのコイル面の長さの±20%程度以内とすればよい。
Here, as a range in which the metal band 2 on the induction heating coil surface of the
なお、前記中間の位置が誘導加熱装置1から外れる場合には、前記中間位置に近い側のコイル面端部近傍に設けることが好ましい。
In addition, when the said intermediate | middle position remove | deviates from the
さらに、前記金属帯2が接触する可能性のある範囲としては、金属帯2の幅方向端部或いは幅方向中央部が通過する部分が考えられる。水焼入れ後の金属帯に形状不良が起こった場合、一般に金属帯2は幅方向に円弧状に湾曲した形状となる場合が多いからである。 Further, as a range in which the metal band 2 may come into contact, a portion through which the width direction end portion or the width direction center portion of the metal band 2 passes can be considered. This is because, when a shape defect occurs in a metal band after water quenching, the metal band 2 generally has a shape curved in an arc shape in the width direction.
図2に、前記誘導加熱装置1のコイル表面の一部に絶縁物1aを配する場合の好ましい範囲の一例を示す。なお、図2は、前記コイル表面を金属帯2側から見た正面図である。また、図2に示す領域Aの範囲は、前記ガイドロール5aとガイドロール5bとの中間位置及びその近傍の領域を表すものとする。
FIG. 2 shows an example of a preferable range when the insulator 1a is arranged on a part of the coil surface of the
以上の実施形態においては、本発明に係る加熱設備10は、図1に示すように、誘導加熱装置1と、この誘導加熱装置1の入側および出側の直近に設けられた金属帯を拘束するためのガイドロール5a及び5bにより構成されている。しかし、本発明においては、前記ガイドロール5a及び5bを設けることは必須の要件ではない。ただし、前記ガイドロールを設けない場合には、前記誘導加熱装置1の少なくとも入側及び/又は出側の端部に絶縁物が配されていることが好ましく、誘導加熱コイル表面の全面に配することがより好ましい。
In the above embodiment, as shown in FIG. 1, the
前記ガイドロール5a及び5bが無い場合において、前記誘導加熱装置1内に通板される金属帯2に形状不良が発生している場合には、金属帯2と誘導加熱装置1の内面とが接触する場合がある。しかし、この場合においても前記誘導加熱装置1のコイル表面には絶縁物が配されているので、接触によるスパークの発生を防止できる。その結果、スパーク発生に伴う誘導加熱装置1の停止、或いは、誘導加熱装置1の破損に伴う長時間のライン停止を防止でき、さらに、通板速度を低下させる必要も無く生産性の向上を図ることが可能となる。
In the absence of the guide rolls 5a and 5b, when a shape defect occurs in the metal band 2 passed through the
一方、前記ガイドロール5a及び5b、又はそのどちらか一方が設置されている場合には、前記誘導加熱装置1内に通板される金属帯2の形状不良が矯正されるので、金属帯2と誘導加熱装置1の内面との接触を大幅に軽減する効果を有する。これにより、金属帯2と絶縁物との接触に伴う前記絶縁物の磨耗を少なくすることができ、絶縁物の交換等のメンテナンス頻度を大幅に低減することが可能となる。
On the other hand, when the guide rolls 5a and 5b or one of them is installed, the shape defect of the metal strip 2 passed through the
以上、図1においては、誘導加熱装置1を縦に配置した場合について説明したが、横に配置した場合についても同様に適用できる。この場合においては、誘導加熱装置の下側に位置するコイル表面にのみ絶縁物を配するようにしてもよい。上側に金属帯が接触する可能性は少ないからである。
As described above, in FIG. 1, the case where the
なお、以上の説明では、図1に示すように、誘導加熱装置1を再加熱帯入側すなわち冷却帯3よりも下流側で再加熱帯6の直前に設けた場合について説明したが、誘導加熱装置1は再加熱帯6の内部に設けてもよい。ただし、その場合には、再加熱帯6内部の昇温初期段階にある再加熱帯6内部の上流側、1パス目に設けることが好ましい。
In the above description, as shown in FIG. 1, the case where the
図1に示す連続焼鈍設備において、ガイドロール5a及び5bの設置無しで、コイル表面に絶縁物を配した誘導加熱装置を用いて連続焼鈍を行った場合(本発明例1)の能率と、絶縁物を配さない誘導加熱装置を用いて連続焼鈍を行った場合(比較例)の能率の比較を行った。ここで、前記能率は、1時間当りの金属帯の処理量(トン)の平均で評価を行った。 In the continuous annealing facility shown in FIG. 1, the efficiency and insulation when continuous annealing is performed using an induction heating device in which an insulator is provided on the coil surface without the installation of guide rolls 5 a and 5 b (Invention Example 1). The efficiency was compared when continuous annealing was performed using an induction heating apparatus in which no object was arranged (comparative example). Here, the said efficiency was evaluated by the average of the processing amount (ton) of the metal strip per hour.
その結果、比較例では金属帯の装入量約660トンに1回の割合で誘導加熱装置1が停止していたのに対し、本発明例1では誘導加熱装置1の停止はなかった。また、比較例の能率(平均能率)が44トン/時であったのに対し、本発明例1の能率(平均能率)が48トン/時であり、本発明例であるコイル表面に絶縁物を配した誘導加熱装置を用いて連続焼鈍を行った場合において、1割程度の生産能率の向上が確認できた。
As a result, in the comparative example, the
さらに、誘導加熱装置の入側および出側に金属帯を拘束するためのガイドロール5a及び5bを備えた場合において、コイル表面に絶縁物を配した誘導加熱装置を用いて連続焼鈍を行った場合(本発明例2)の能率について評価を行った。 Furthermore, in the case where guide rolls 5a and 5b for restraining the metal strip are provided on the entry side and the exit side of the induction heating device, when continuous annealing is performed using an induction heating device in which an insulator is disposed on the coil surface The efficiency of (Invention Example 2) was evaluated.
その結果、1時間当りの金属帯の処理量(トン)の平均は、上記の本発明例1の場合と同様であった。但し、本発明例2の場合、金属帯と誘導加熱装置の内面との接触を大幅に軽減することが可能となったので、コイル表面に配した絶縁物の磨耗が上記本発明例1の場合と比較して大幅に削減できた。 As a result, the average processing amount (ton) of the metal strip per hour was the same as in the case of the above-described Example 1 of the present invention. However, in the case of the present invention example 2, since the contact between the metal strip and the inner surface of the induction heating device can be greatly reduced, the wear of the insulator disposed on the coil surface is the case of the above invention example 1 It was possible to reduce significantly compared to
本発明例2と本発明例1の場合の絶縁物の磨耗量の差を評価した結果、上記本発明例1の場合には1年に1度程度の絶縁物の張り替え作業が必要であるのに対し、本発明例2の場合は5年に1度程度の絶縁物の張り替え作業で充分であり、本発明例2における更なる効果が確認できた。 As a result of evaluating the difference in the amount of wear of the insulator in the case of the present invention example 2 and the present invention example 1, in the case of the present invention example 1, it is necessary to carry out the replacement work of the insulator once a year. On the other hand, in the case of the present invention example 2, it is sufficient to replace the insulator once every five years, and the further effect of the present invention example 2 was confirmed.
1 誘導加熱装置
1a 絶縁物
2 金属帯
3 急速冷却帯
4a,4b 搬送ロール
5a,5b ガイドロール
6 再加熱帯
10 加熱設備
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記加熱設備が誘導加熱装置を備え、
前記誘導加熱装置の、通過する金属帯に面する誘導加熱コイル表面の少なくとも一部に絶縁物を配したことを特徴とする加熱設備。 Heating equipment provided on the reheating zone entry side or inside the reheating zone in the continuous annealing process of the metal strip,
The heating facility comprises an induction heating device;
A heating facility characterized in that an insulator is disposed on at least a part of the induction heating coil surface facing the metal band through which the induction heating device passes.
絶縁物が、前記金属帯を拘束するためのロールの中間位置及びその近傍に配されていることを特徴とする請求項1に記載の加熱設備。 Provided with a roll for restraining the metal strip on the entry side and the exit side of the induction heating device,
The heating equipment according to claim 1, wherein an insulator is disposed at an intermediate position of the roll for constraining the metal strip and in the vicinity thereof.
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