JP2014019902A

JP2014019902A - 薄手金属帯の通板方法

Info

Publication number: JP2014019902A
Application number: JP2012159369A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Matsumoto; 一洋松本; Masamoto Umemoto; 雅資梅本
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2012-07-18
Filing date: 2012-07-18
Publication date: 2014-02-03
Anticipated expiration: 2032-07-18
Also published as: JP5998695B2

Abstract

【課題】幅や幅方向性状の異なる薄手金属帯コイル間を溶接して高速通板したときの高速連続通板に用いられるクリーニングセクション等の溶液が充填された液槽の液中における通板において、入り側溶接などで入り側が停止もしくは低速になった場合にも蛇行などの不安定な通板状態を避けることのできる通板方法を提供する。
【解決手段】薄手金属帯１の通板速度の上限を設けると共に、該薄手金属帯１の設定張力を定常部の９０％以下に低下させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、缶用鋼板の連続焼鈍ラインのように、薄手金属帯コイル間を溶接し、連続して高速通板するクリーニングセクション等のような液中を通過する部分を含むラインにおける通板方法に関するものである。

缶用薄手系の連続焼鈍ライン等、薄手金属帯を高速通板するラインでは、金属帯をアルカリ等の洗浄液中に通して、前工程の圧延油や汚れ等を除去した後に焼鈍炉への通板や表面処理セクションへの通板を行うが、金属帯が液中を通過する際に、大きな液中抵抗を受けてクリーニングセクション等の張力が上昇する。このため高速通板時をベースとして張力を設定した場合、入側溶接などで入側が停止もしくは低速になると、張力が低下して蛇行するなどの不安定な通板状態となってしまう。そして、蛇行が大きい場合には、金属帯のエッジ損傷・板破断に至るなどの問題が生じやすくなる。

この問題を解決する方法として、特許文献１の「薄手鋼帯の絞り防止方法」には、鋼板を溶接する際の通板停止前であって、鋼帯の液中通板が３００ｍ／分以下の低速通板になったとき、液中入側の鋼帯張力を、高速通板時の張力に対して０．５ｋｇ/ｍｍ^２以上増加させて通板することにより、低速時の蛇行絞りの防止を図る方法が開示されている。

特許第２９９９１２１号公報

しかしながら、幅や幅方向性状の異なる薄手金属帯コイル間を溶接して高速通板した場合、形状が特に不安定になりやすく、金属帯がクリーニングセクション等のように液中を走行する場合、特許文献１に開示された方法に従って溶接前における鋼帯の張力を上げるだけでは、その変化を吸収しきれずに、溶接部で座屈して板絞りとなる問題が残っていた。

本発明は、上記した問題を有利に解決するもので、幅や幅方向性状の異なる薄手金属帯コイル間を溶接して高速通板した際の、クリーニングセクション等のような液中における通板方法を提案することを目的とする。

発明者らは、上記した問題を解決するために、缶用鋼鈑の連続焼鈍ラインでの金属帯の通板速度およびその際の金属帯張力について鋭意検討した。そして、液中を通過する部分を挟むブライドルロール間の金属帯の通板速度およびその際の金属帯張力が重要であることを突き止めた。
本発明は、上記の知見に基づき、完成されたものである。

すなわち、本発明の要旨構成は次のとおりである。
１．薄手金属帯の金属帯コイル間を溶接して溶接部とし、高速連続通板に供する薄手金属帯の通板方法であって、上記高速連続通板に用いられる溶液が充填された液槽を挟んで設置されたブライドルロール間を、上記溶接部が通過するに際し、
上記薄手金属帯の通板速度の上限を設けると共に、該薄手金属帯の設定張力を定常部の９０％以下に低下させることを特徴とする薄手金属帯の通板方法。

２．前記通板速度の上限が５００ｍｐｍであることを特徴とする前記１に記載の薄手金属帯の通板方法。

３．前記液槽の通板進行方向後方に設置されたブライドルロールに引続いてテンションレベラーを設置し、前記溶接部が該テンションレベラーを通過後、前記薄手金属帯の通板速度：Ｖが、５００ｍｐｍ以上となった時から最高速度に達するまでの間における上記薄手金属帯の張力Ｐ（ｋｇ/ｍｍ^２）を、標準張力Ｐ_０（ｋｇ/ｍｍ^２）からさらに上昇させることを特徴とする前記１〜２のいずれかに記載の薄手金属帯の通板方法。

４．前記通板速度：Ｖが、下記（１）式を満足するように張力Ｐ（ｋｇ/ｍｍ^２）を上昇させることを特徴とする前記３に記載の薄手金属帯の通板方法。
記
Ｐ／Ｐ_０−１＝（Ｖ／５００−１）^２／２・・・（１）
ただし、Ｖ≧５００（ｍｐｍ）、Ｐ_０は標準張力（ｋｇ/ｍｍ^２）

本発明によれば、幅や幅方向性状の異なる薄手金属帯コイル間を溶接して高速通板したとき、クリーニングセクション等のような液中を、溶接部のように形状が不安定な部分が通過した場合に発生する、いわゆる板絞りを回避することが可能となる。その結果、通板工程における歩留や生産能率が向上するとともに、板絞りによる板破断での生産停止ロスを防ぐことも可能となる。

連続焼鈍ラインの連続焼鈍設備前のラインの模式図並びに鋼帯の張力および鋼帯の通板速度を示す図である。連続焼鈍ラインの連続焼鈍設備前のラインの模式図並びに鋼帯の張力の他の例および鋼帯の通板速度を示す図である。鋼帯の耳伸び形状を表した図である。鋼帯の中伸び形状を表した図である。

以下、本発明を、図を用いて具体的に説明する。
図１に、本発明に用いる薄手金属帯の通板の一例として、缶用鋼帯用の連続焼鈍ラインのうち連続焼鈍設備前のラインを示す。なお、図中、１は薄手金属帯、２はＮｏ．１ペイオフリール、３はＮｏ．２ペイオフリール、４は入側溶接機、５はＮｏ．１ブライドルロール、６はアルカリ脱脂槽、７は水切りセクション、８はリンス槽、９は水切り、乾燥セクション、１０はＮｏ．２ブライドルロール、１１はテンションレベラー、１２はＮｏ．３ブライドルロールである。

本発明は、薄手金属帯の溶接部が、高速連続通板に用いられる溶液が充填された液槽を挟むブライドルロール間として図１に示した範囲II、すなわちＮｏ．１ブライドルロール５からＮｏ．２ブライドルロール１０の間、を通過する際、上記薄手金属帯の通板速度の上限を設けると共に、上記薄手金属帯の設定張力を、定常部の９０％以下に低下させることを特徴とする。なお、以下の説明では、上記液槽として、アルカリ脱脂槽、リンス槽を例示しているが、これに限るものではなく、高速連続通板（缶用鋼帯用の連続焼鈍ライン）に用いられる溶液の液中であれば、いずれの液中を走行するセクションにも適用可能である。また、本発明における薄手金属帯は、その厚みが０．１０〜０．６０ｍｍ程度で、平均で０．２２ｍｍ程度の金属帯を言う。

薄手金属帯の設定張力を、定常部の９０％以下
本発明では、上述したとおり、図１の範囲II中の薄手金属帯（以下、単に金属帯ともいう）の設定張力（以下、単に張力ともいう）を、定常部の９０％以下に低下させることが必須である。というのは、張力を９０％以下に低下させることで、溶接部、特に溶接部直後の金属帯に過度な力がかかるのを抑止できるからである。また、上記張力の下限は、停止張力より大きければ特に限定はないが、定常部の５０％程度とするのが好ましい。

なお、定常部とは、図１中、範囲ＩおよびIIIで示された部分である。また、定常部における金属帯の張力は、特に限定はないが、設備上の観点から１．５〜４．０ｋｇ/ｍｍ^２程度とすることが好ましい。

前記した液槽（液中を走行する部分）を挟むブライドルロール間を、溶接部が通過する間の通板速度の上限は、使用する連続焼鈍ラインに応じて適宜定めることができるが、５００ｍｐｍ程度とすることが好ましい。これは、溶接前後の形状不安定部で張力を低下させたことにより発生する金属帯の蛇行を防止すると同時に、速度を抑えることによって金属帯の液中抵抗の上昇を抑え、タンク出側のストリップ張力を下げて絞りを抑止するためである。

本発明では、金属帯の溶接部が、さらにテンションレベラー通過後（図２中の範囲III）にある時、鋼帯の通板速度：Ｖが５００ｍｐｍ以上となった任意の時から最高速度に達するまでの間に、鋼帯の張力Ｐ（ｋｇ/ｍｍ^２）を、標準張力Ｐ_０（ｋｇ/ｍｍ^２）よりさらに上昇させる（図２中のＡ部）こともできる。なお、上記張力Ｐの上限は、特に限定はないが、設備的な観点からＰ_０の１．２〜１．５倍程度とするのが好ましい。また、図２中の符号は図１と同じである。

ここで、上記のように金属帯の張力を上げる場合は、通板速度：Ｖが、下記（１）式を満足するように張力Ｐ（ｋｇ/ｍｍ^２）を上昇させることが好ましい。これは、クリーニングセクションのような液中での金属帯の通板において、高速になると通板ロールと金属帯との間に液体が浸入して、一種のハイドロプレーニング現象が生じてグリップを消失し、金属帯が蛇行することを防止する効果があるためである。
記
Ｐ／Ｐ_０−１＝（Ｖ／５００−１）^２／２・・・（１）
ただし、Ｖ≧500（ｍｐｍ）、Ｐ_０は標準張力（ｋｇ/ｍｍ^２）

また、本発明では、溶接部前後での形状が異なっているほどその効果を発揮する。具体的には、形状急峻度差で、５％以上の場合に、より効果を発揮する。
なお、形状急峻度（波高さｍｍ／波ピッチｍｍ）とは、耳伸びの場合、図３中の距離Ｈ（波高さｍｍ）および距離Ｌ（波ピッチｍｍ）を用いてＨ／Ｌ（％）で求められる値であり、中伸びの場合、図４中の距離Ｈ（波高さｍｍ）および距離Ｌ（波ピッチｍｍ）を用いてＨ／Ｌ（％）で求められる値である。また、耳伸びおよび中伸びの分類は、JIS G 3141:2005の規定に従うことができる。

そして、形状急峻度差とは、金属帯の前後の形状が、耳伸びに分類されるもの同士または中伸びに分類されるもの同士の場合は、それぞれの形状急峻度の値の差を求めれば良く、他方、金属帯の前後の形状が、耳伸びと中伸びの場合は、それぞれの形状急峻度の値の和を求めれば良い。

〔実施例１〕
図１に示した連続焼鈍ラインの入側クリーニング設備を備えたラインを用いた。通板する素材は、薄手缶用素材（板厚：０．１０〜０．６０ｍｍ、板巾：６００〜１３００ｍｍ）とし、以下の条件以外の通板条件および鋼種成分は、常法に依った。

クリーニング設備の液槽を挟むブライドルロール間として図１に示した範囲II、すなわちＮｏ．１ブライドルロール５からＮｏ．２ブライドルロール１０の間の設定張力を２．０ｋｇ/ｍｍ^２とし、溶接部が範囲IIを通過する際に、設定張力の８０％の１．６ｋｇ/ｍｍ^２（発明例１）または５０％の１．０ｋｇ/ｍｍ^２（発明例２）として通板した。
また、上記設定張力を、同じく２．０ｋｇ/ｍｍ^２とし、範囲IIの間を、そのままの２．０ｋｇ/ｍｍ^２（比較例１）および９０％の１．８ｋｇ/ｍｍ^２（比較例２）で通板した。
上記した条件で、実操業中、２２５０回溶接部が通過した間の入側絞り発生回数を目視にて検査した。

上記検査の結果、入側絞りの発生回数は、比較例１は、５回／２２５０回、また比較例２は、４回／２２５０回発生した、一方、実施例１および２は、共に１回／２２５０回となり、発生件数が、従来に比較して１／４以下に減少した。

〔実施例２〕
実施例１と同じラインを用い、実施例１と同程度の形状の薄手缶用素材を使用して、薄手缶用素材間の溶接部がテンションレベラー１１を通過後（図２中の範囲III）にある時で、金属帯の通板速度：Ｖが５００ｍｐｍ以上となった時から最高速度に達するまでの間に、金属帯の張力Ｐ（ｋｇ/ｍｍ^２）を標準張力２．０（ｋｇ/ｍｍ^２）からさらに上昇させる試験を実施した。

金属帯の張力Ｐ（ｋｇ/ｍｍ^２）を、標準張力２．０（ｋｇ/ｍｍ^２）から２．４（ｋｇ/ｍｍ^２）まで上昇させた（発明例３）。なお、その間金属帯の通板速度：Ｖは５００ｍｐｍから１０００ｍｐｍまで上昇した。
また、金属帯の通板速度：Ｖは５００ｍｐｍから１０００ｍｐｍまで上昇する間、通板速度：Ｖが、以下の（１）式を満足するように張力Ｐ（ｋｇ/ｍｍ^２）を上昇させた（発明例４）。
Ｐ／Ｐ_０−１＝（Ｖ／５００−１）^２／２・・・（１）

その結果、発明例３，４ともに、入側絞りの発生回数は０回／２０００回で、上記試験中、入側絞りの発生は認められなかった。

１：薄手金属帯
２：Ｎｏ．１ペイオフリール
３：Ｎｏ．２ペイオフリール
４：入側溶接機
５：Ｎｏ．１ブライドルロール
６：アルカリ脱脂槽
７：水切りセクション
８：リンス槽
９：水切り、乾燥セクション
１０：Ｎｏ．２ブライドルロール
１１：テンションレベラー
１２：Ｎｏ．３ブライドルロール

Claims

薄手金属帯の金属帯コイル間を溶接して溶接部とし、高速連続通板に供する薄手金属帯の通板方法であって、上記高速連続通板に用いられる溶液が充填された液槽を挟んで設置されたブライドルロール間を、上記溶接部が通過するに際し、
上記薄手金属帯の通板速度の上限を設けると共に、該薄手金属帯の設定張力を定常部の９０％以下に低下させることを特徴とする薄手金属帯の通板方法。
前記通板速度の上限が５００ｍｐｍであることを特徴とする請求項１に記載の薄手金属帯の通板方法。
前記液槽の通板進行方向後方に設置されたブライドルロールに引続いてテンションレベラーを設置し、前記溶接部が該テンションレベラーを通過後、前記薄手金属帯の通板速度：Ｖが、５００ｍｐｍ以上となった時から最高速度に達するまでの間における上記薄手金属帯の張力Ｐ（ｋｇ/ｍｍ^２）を、標準張力Ｐ_０（ｋｇ/ｍｍ^２）からさらに上昇させることを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載の薄手金属帯の通板方法。
前記通板速度：Ｖが、下記（１）式を満足するように張力Ｐ（ｋｇ/ｍｍ^２）を上昇させることを特徴とする請求項３に記載の薄手金属帯の通板方法。
記
Ｐ／Ｐ_０−１＝（Ｖ／５００−１）^２／２・・・（１）
ただし、Ｖ≧５００（ｍｐｍ）、Ｐ_０は標準張力（ｋｇ/ｍｍ^２）