JP2009228072A - Method for suppressing vibration of hearth-roll, and annealing furnace - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、焼鈍炉内で鋼板を搬送するためのハースロールの振動抑制方法及び焼鈍炉に関する。 The present invention relates to a vibration suppressing method for a hearth roll for conveying a steel plate in an annealing furnace and an annealing furnace.
焼鈍炉では、鋼板をハースロール(搬送ロール)により搬送している。ハースロールは、焼鈍炉に両端が回転自在に支持されている。このような焼鈍炉において、搬送中に鋼板表面に発生する疵を抑制することは、製品の品質を向上させる上で重要である。例えば、特許文献1には、フラッタリングの発生を評価することで、表面疵を防止する技術が開示されている。
ところで、ハースロールが振動してしまうと、鋼板の幅方向に面折れ状の疵が発生してしまう。このようなことから、ハースロールの振動を防止する必要がある。しかし、特許文献1に開示の技術では、このような課題を解決することはできない。
また、ハースロールの振動防止技術として、起振源となるハースロールの曲がりを抑制するものや、ハースロールの軸受け部を炉体から独立して保持するものがある。或いはハースロールの軸受け部を炉体自身で保持する場合に、炉体の補強等をするものがある。しかしながら、ハースロールが細い場合やハースロールの軸受けを炉体で保持する場合、振動防止のための設備対応としては、大きな設計変更が必要になってしまう。
本発明の課題は、簡単な構成でハースロールの振動を防止し、鋼板表面の疵の発生を防止することである。
By the way, when the hearth roll vibrates, a wrinkled surface is generated in the width direction of the steel plate. For this reason, it is necessary to prevent the vibration of the hearth roll. However, the technique disclosed in Patent Document 1 cannot solve such a problem.
In addition, as a vibration prevention technique for the hearth roll, there are a technique for suppressing the bending of the hearth roll as a vibration source, and a technique for holding the hearth roll bearing part independently from the furnace body. Alternatively, when the hearth roll bearing is held by the furnace body itself, there are some which reinforce the furnace body. However, when the hearth roll is thin, or when the hearth roll bearing is held by the furnace body, a large design change is required to cope with the equipment for preventing vibration.
An object of the present invention is to prevent the vibration of the hearth roll with a simple configuration and to prevent generation of wrinkles on the surface of the steel sheet.
前記課題を解決するために、本発明に係る請求項1に記載のハースロールの振動抑制方法は、鋼板を搬送しながら前記鋼板を焼鈍する焼鈍炉において、同一の支持体に複数のハースロールが回転自在に支持されており、前記複数のハースロールで隣り合うもの同士の回転数を異ならせることを特徴とする。
また、本発明に係る請求項2に記載のハースロールの振動抑制方法は、請求項1に記載のハースロールの振動抑制方法において、前記隣り合うハースロールの回転数差を3%以上とすることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the vibration suppression method for the hearth roll according to claim 1 according to the present invention is the annealing furnace for annealing the steel plate while conveying the steel plate, wherein a plurality of hearth rolls are provided on the same support. It is rotatably supported, and the number of rotations of adjacent ones of the plurality of hearth rolls is made different.
Further, the hearth roll vibration suppressing method according to
また、本発明に係る請求項3に記載のハースロールの振動抑制方法は、請求項1又は2に記載のハースロールの振動抑制方法において、前記隣り合うハースロールの直径を調整して、該隣り合うハースロール同士の外周面の周速度を同じにすることを特徴とする。
また、本発明に係る請求項4に記載の焼鈍炉は、鋼板を搬送しながら前記鋼板を焼鈍する鋼板の焼鈍炉において、同一の支持体に回転自在に支持され、前記鋼板を搬送する複数のハースロールと、前記ハースロールの回転数を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段が、前記複数のハースロールで隣り合うもの同士の回転数を異ならせることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a hearth roll vibration suppressing method according to the first or second aspect of the present invention, wherein the adjacent hearth roll is adjusted by adjusting a diameter of the adjacent hearth roll. The peripheral speeds of the outer peripheral surfaces of the matching hearth rolls are the same.
Moreover, the annealing furnace of Claim 4 which concerns on this invention is supported in the same support body rotatably in the annealing furnace of the steel plate which anneals the said steel plate while conveying a steel plate, and is a plurality of conveying the steel plate A hearth roll and a control means for controlling the rotation speed of the hearth roll are provided, wherein the control means makes the rotation speeds of adjacent ones of the plurality of hearth rolls different.
本発明によれば、複数のハースロールで隣り合うもの同士の回転数を異ならせることで、ハースロールの共振を防止し、簡単な構成でハースロールの振動に防止して疵の発生を防止できる。 According to the present invention, by making the rotation speeds of adjacent ones of a plurality of hearth rolls different from each other, the resonance of the hearth rolls can be prevented, and the vibration of the hearth rolls can be prevented with a simple configuration, thereby preventing the occurrence of wrinkles. .
本発明を実施するための最良の形態(以下、実施形態という。)を図面を参照しながら詳細に説明する。
(構成)
本実施形態は、本発明を適用した焼鈍炉である。
図1及び図2は、焼鈍炉の構成を示す。図1は、側方から見た焼鈍炉の断面図である。図2は、鋼板の搬送方向側から見た焼鈍炉の断面図である。この焼鈍炉は、鋼板100を水平方向に搬送して焼鈍する水平型焼鈍炉である。
図1に示すように、焼鈍炉は、外周壁をなす炉殻1と、その炉殻1の内周側に設けた断熱材2とにより炉体3を構成している。図2に示すように、炉体3は、断面略矩形状に形成されている。炉体3には、長手方向の側壁に鋼板の搬入口3a及び搬出口3bをそれぞれ形成している。
The best mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as an embodiment) will be described in detail with reference to the drawings.
(Constitution)
The present embodiment is an annealing furnace to which the present invention is applied.
1 and 2 show the configuration of the annealing furnace. FIG. 1 is a cross-sectional view of an annealing furnace as viewed from the side. FIG. 2 is a cross-sectional view of the annealing furnace as viewed from the conveying direction side of the steel plate. This annealing furnace is a horizontal annealing furnace that conveys and anneals the
As shown in FIG. 1, the annealing furnace forms a
焼鈍炉は、鋼板100を搬送する手段として、複数のハースロール(第1〜第6のハースロール)41,42,43,44,45,46及び制御部5を備えている。各ハースロール41〜46は、炉体3内に鋼板100の搬送方向において略等間隔になるように設置されている。図2に示すように、各ハースロール41〜46は、両端部(例えば軸受け)4a,4aが炉体3の短辺方向の側壁に対して回転自在に支持されている。ハースロール41〜46は、モータ等の回転駆動手段を用いて駆動されている。制御部5は、そのモータ等の回転駆動手段を駆動制御して、各ハースロール41〜46の回転数を制御している。具体的には、複数のハースロールで隣り合うもの同士の回転数が異なるよう、回転数を制御している。すなわち、図1に示すように、本実施形態のように第1〜第6のハースロール41〜46を備えているとした場合、第1のハースロール41と第2のハースロール42とでその回転数を異ならせ、第2のハースロール42と第3のハースロール43とでその回転数を異ならせ、第3のハースロール43と第4のハースロール44とでその回転数を異ならせ、第4のハースロール44と第5のハースロール45とでその回転数を異ならせ、第5のハースロール45と第6のハースロール46とでその回転数を異ならせる。また、隣り合うハースロールの回転数差の下限値を3%(3%以上の回転数差)としている。
The annealing furnace includes a plurality of hearth rolls (first to sixth hearth rolls) 4 1 , 4 2 , 4 3 , 4 4 , 4 5 , 4 6 and a
また、各ハースロールの直径を異ならせている。具体的には、隣り合うハースロール同士の外周面の周速度が同じになるように、隣り合うハースロールの直径を調整し、決定している。例えば、ハースロールの直径は、一般的には、そのハースロールの用途等に応じて決定される。例えば120mmのものを基準として用いることとした場合、各ハースロールは、隣り合うハースロール同士の外周面の周速度が同じになるように、120mm前後の範囲内で直径が異なるものになる。 Moreover, the diameter of each hearth roll is varied. Specifically, the diameter of the adjacent hearth rolls is adjusted and determined so that the peripheral speeds of the outer peripheral surfaces of the adjacent hearth rolls are the same. For example, the diameter of the hearth roll is generally determined according to the use of the hearth roll. For example, when a 120 mm roll is used as a reference, each hearth roll has a different diameter within a range of about 120 mm so that the peripheral speeds of the outer peripheral surfaces of adjacent hearth rolls are the same.
(動作、作用及び効果)
動作、作用及び効果は次のようになる。
焼鈍炉に焼鈍のために鋼板100が搬入されると、制御部5は、各ハースロール41〜46の回転数を鋼板100の搬送速度に適合させつつも、隣り合うハースロール同士の回転数を異ならせる制御を行う。これにより、簡単な構成でハースロール41〜46の振動を防止し、鋼板の幅方向に面折れ状の疵が発生してしまうのを防止できる。
(Operation, action and effect)
The operation, action and effect are as follows.
When the
本願発明者は、ハースロールの振動が該ハースロールの支持体をなす炉体を介して隣り合うもの同士で影響を及ぼし合い、振動の位相が揃うことで共振を誘発し、振幅が増幅することで疵が発生してしまうというメカニズムを発見した。このようなことから、隣り合うハースロール同士の回転数を異ならせることで、ハースロールの振動の位相をずらし、ハースロールが共振してしまうのを抑制している。例えば、ハースロールの振動についてFFT(FastFourier Transform)解析を行った場合には、FFTスペクトルのピーク値が小さくなる結果を得ることができる。このように、ハースロールの共振を防止することで、疵が発生してしまうのを防止している。 The inventor of the present application is that the vibrations of the hearth rolls affect each other through the furnace body that forms the support of the hearth rolls, and the resonance is induced and the amplitude is amplified when the phases of the vibrations are aligned. I discovered a mechanism that caused wrinkles. For this reason, by making the rotation speeds of adjacent hearth rolls different, the vibration phase of the hearth rolls is shifted, and the hearth rolls are prevented from resonating. For example, when FFT (FastFourier Transform) analysis is performed on the vibration of the hearth roll, a result that the peak value of the FFT spectrum becomes small can be obtained. In this way, wrinkles are prevented from occurring by preventing resonance of the hearth roll.
また、隣り合うハースロールの回転数差の下限値を3%(3%以上の回転数差)とすることで、ハースロールが共振してしまうのを効果的に防止することができる。この際、隣り合うハースロール同士の外周面の周速度に差が生じると、鋼板とハースロールとがスリップして疵が発生してしまうので、隣り合うハースロールの外周面の周速度を略同じにして、各ハースロールの直径を異ならせることで隣り合うハースロールの回転数に差を生じさせる。なお、回転数差の上限値は特に定めないが、直径を異ならせて回転数差を生じさせるため、振動抑制による疵防止の効果と、設備制約上の観点やコスト面との兼ね合いから、その上限値を適宜決めることができる。 Further, by setting the lower limit value of the rotation speed difference between adjacent hearth rolls to 3% (a rotation speed difference of 3% or more), it is possible to effectively prevent the hearth rolls from resonating. At this time, if there is a difference in the peripheral speed between the outer peripheral surfaces of adjacent hearth rolls, the steel plate and the hearth roll slip and wrinkles occur, so the peripheral speeds of the outer peripheral surfaces of the adjacent hearth rolls are substantially the same. Thus, by making the diameters of the respective hearth rolls different, a difference is caused in the number of rotations of the adjacent hearth rolls. The upper limit of the rotational speed difference is not particularly defined, but since the rotational speed difference is generated by changing the diameter, the effect of preventing wrinkles due to vibration suppression, the viewpoint of equipment constraints, and the cost aspect, The upper limit value can be determined as appropriate.
なお、この実施形態を次のような構成により実現することもできる。
すなわち、この実施形態では、ハースロールを炉体に支持した場合を説明した。すなわち、ハースロールを回転自在に支持する支持体が炉体となる場合を説明した。これに対して、炉体とは別に支持体を設け、該支持体によりハースロールを支持することもできる。
また、この実施形態では、焼鈍炉が水平焼鈍炉である場合を説明した。これに対して、複数のハースロール(複数のハースロールのうちの一部のハースロールでも良い。)が鉛直方向に配列されている構造を有する焼鈍炉とすることもできる。
This embodiment can also be realized by the following configuration.
That is, in this embodiment, the case where the hearth roll is supported on the furnace body has been described. That is, the case where the support body that rotatably supports the hearth roll is a furnace body has been described. On the other hand, a support body can be provided separately from the furnace body, and the hearth roll can be supported by the support body.
Moreover, this embodiment demonstrated the case where an annealing furnace was a horizontal annealing furnace. On the other hand, an annealing furnace having a structure in which a plurality of hearth rolls (a part of a plurality of hearth rolls may be used) is arranged in the vertical direction.
また、この実施形態では、焼鈍炉が6個のハースロールを備えた場合を説明した。これに対して、焼鈍炉が6個未満又は7個以上のハースロールを備えることもできる。また、このような場合でも、焼鈍炉が3個以上のハースロールを備える場合においては、少なくとも隣り合う1組のハースロールについて、前述のように、回転数を異ならせたり、それに応じて直径を調整したりすることもできる。このように、複数のハースロールの全てにつてではなく、一部のハースロールについて回転数を異ならせる等するだけでも、疵の発生を防止する効果を得ることができる。 Moreover, this embodiment demonstrated the case where the annealing furnace was equipped with six hearth rolls. On the other hand, an annealing furnace can also be provided with less than 6 or 7 or more hearth rolls. Even in such a case, in the case where the annealing furnace includes three or more hearth rolls, at least one set of adjacent hearth rolls may have different rotational speeds as described above, or the diameters corresponding thereto. It can also be adjusted. As described above, it is possible to obtain the effect of preventing wrinkles even by changing the rotational speed of some of the hearth rolls, not just for all of the plurality of hearth rolls.
また、チェーン連結により複数のハースロールを回転させるような場合には、チェーンとハースロール(例えばハースロールの備えるスプロケット)との伝達比を調整することでも、隣り合うハースロール同士の回転数を異ならせることができる。
なお、この実施形態では、第1〜第6のハースロール41〜46は、同一の支持体に回転自在に支持され、前記鋼板を搬送する複数のハースロールを実現しており、炉体3は、ハースロールを支持する支持体を実現しており、制御部5は、前記ハースロールの回転数を制御する制御手段を実現しており、前記制御手段が、前記複数のハースロールで隣り合うもの同士の回転数を異ならせることを実現している。
また、この実施形態では、鋼板を焼鈍する焼鈍炉において同一の支持体に複数のハースロールが回転自在に支持されており、前記複数のハースロールで隣り合うもの同士の回転数を異ならせるハースロールの振動抑制方法を実現している。
In addition, when multiple hearth rolls are rotated by chain connection, adjusting the transmission ratio between the chain and the hearth roll (for example, a sprocket included in the hearth roll) can also change the rotation speed between adjacent hearth rolls. Can be made.
In this embodiment, the first to sixth hearth rolls 4 1 to 4 6 are rotatably supported by the same support body, and realize a plurality of hearth rolls for transporting the steel plate, 3 realizes a support for supporting the hearth roll, and the
Further, in this embodiment, a plurality of hearth rolls are rotatably supported on the same support in an annealing furnace for annealing a steel plate, and the hearth rolls that vary the number of rotations between adjacent ones of the plurality of hearth rolls. The vibration suppression method is realized.
(実施例1)
ハースロールの回転数を同じにした場合と、隣り合うハースロールの回転数を異ならせた場合とについて、ハースロールの振幅(具体的にはハースロールの軸受け部の振幅)を計測した。
図3及び図4は実施例の結果を示す。図3は、全てのハースロールの回転数が同じ場合の該ハースロールの振幅を示す(比較例)。また、図4は、隣り合うハースロールの回転数を異ならせた場合の該ハースロールの振幅を示す(本発明を適用した例)。
図3と図4とを比較してもわかるように、隣り合うハースロールの回転数を異ならせることで、全てのハースロールの振幅が抑制された結果となる。この結果から、本発明を適用した場合、疵の発生の防止効果が期待できる。
Example 1
The amplitude of the hearth roll (specifically, the amplitude of the bearing portion of the hearth roll) was measured for the case where the rotation number of the hearth roll was the same and the case where the rotation number of the adjacent hearth rolls was different.
3 and 4 show the results of the examples. FIG. 3 shows the amplitude of the hearth roll when the rotation speeds of all the hearth rolls are the same (comparative example). FIG. 4 shows the amplitude of the hearth roll when the rotation speeds of adjacent hearth rolls are different (an example in which the present invention is applied).
As can be seen from a comparison between FIG. 3 and FIG. 4, the amplitude of all the hearth rolls is suppressed by making the rotation speeds of the adjacent hearth rolls different. From this result, when the present invention is applied, an effect of preventing wrinkles can be expected.
(実施例2)
鋼板に発生する疵を計測した。
適用材として方向性電磁鋼板を用い、その板厚を0.30mmとし、その板幅を1200mmとした。設備として方向性電磁鋼板の最終焼鈍ラインの焼鈍炉を用いた。操業条件及び加工条件等を、焼鈍板温を800〜850℃とし、焼鈍炉内張力を0.8kg/mm2とし、ライン速度を160m/minとした。本発明を適用した場合の例として、隣り合うハースロールを回転数399.3〜424.4rpmの範囲内で変化させ、隣り合うハースロールの直径を5mmピッチで変化させた(120〜130mmの間の範囲内で変化させた)。従来例として、各ハースロールの直径を同じにして、回転数も同じにしている。
(Example 2)
The wrinkles generated on the steel plate were measured.
A grain-oriented electrical steel sheet was used as an applied material, its plate thickness was 0.30 mm, and its plate width was 1200 mm. The equipment used was an annealing furnace for the final annealing line of grain-oriented electrical steel sheets. The operating conditions and processing conditions were such that the annealing plate temperature was 800-850 ° C., the annealing furnace internal tension was 0.8 kg / mm 2 , and the line speed was 160 m / min. As an example of the case where the present invention is applied, adjacent hearth rolls are changed within a range of rotation speeds 399.3 to 424.4 rpm, and the diameter of adjacent hearth rolls is changed at a pitch of 5 mm (between 120 and 130 mm). Within the range of As a conventional example, the diameter of each hearth roll is made the same, and the rotation speed is also made the same.
以上の条件下において、従来例では、ハースロールの軸受け部の振幅が25μm程度以上となる場合があり、また、鋼板への面折れ疵が発生する結果となった。そして、面折れ疵の発生率が0.5%となった。これに対して、本発明を適用した例では、ハースロールの軸受け部の振幅が15μm以下となり、面折れ疵の発生率も0%となった。 Under the above conditions, in the conventional example, the amplitude of the bearing part of the hearth roll may be about 25 μm or more, and the result is that the surface of the steel plate is wrinkled. And the incidence rate of face-breaking wrinkles became 0.5%. On the other hand, in the example to which the present invention is applied, the amplitude of the bearing part of the hearth roll is 15 μm or less, and the occurrence rate of the surface crease is 0%.
1 炉殻、2 断熱材、3 炉体、41〜46 ハースロール、5 制御部 1 furnace shell, 2 heat insulating material, 3 furnace body, 4 1 to 4 6 hearth roll, 5 control unit
Claims (4)
同一の支持体に回転自在に支持され、前記鋼板を搬送する複数のハースロールと、
前記ハースロールの回転数を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記複数のハースロールで隣り合うもの同士の回転数を異ならせることを特徴とする焼鈍炉。 In the annealing furnace of the steel plate that anneals the steel plate while conveying the steel plate,
A plurality of hearth rolls that are rotatably supported on the same support and convey the steel plate,
Control means for controlling the number of rotations of the hearth roll,
The said control means varies the rotation speed of what adjoins among these hearth rolls, The annealing furnace characterized by the above-mentioned.
Priority Applications (1)
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JP2008076352A JP2009228072A (en) | 2008-03-24 | 2008-03-24 | Method for suppressing vibration of hearth-roll, and annealing furnace |
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2008
- 2008-03-24 JP JP2008076352A patent/JP2009228072A/en active Pending
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