JP2603339B2 - Method for preventing thermal deformation of helper roll in vertical continuous heat treatment furnace - Google Patents
Method for preventing thermal deformation of helper roll in vertical continuous heat treatment furnaceInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、炉内にヘルパーロール群を有し、上部ヘル
パーロール群および下部ヘルパーロール群にストリップ
が順次巻き付けられて、パスを構成し、その途中に加熱
装置が配置されている縦型連続熱処理炉において、ライ
ン停止中に発生するヘルパーロールの熱変形を防止する
方法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention has a group of helper rolls in a furnace, and strips are sequentially wound around an upper helper roll group and a lower helper roll group to form a path, The present invention relates to a method for preventing thermal deformation of a helper roll that occurs when a line is stopped in a vertical continuous heat treatment furnace in which a heating device is arranged on the way.
<従来の技術> 縦型連続熱処理炉の加熱帯の模式図を第3図に示す。
上ロール1Uiからなる上部ヘルパーロール群1Uおよび下
ロール1Liからなる下部ヘルパーロール群1Lにストリッ
プ2が順次巻き付けられて、パスを構成しており、その
途中に加熱装置3(ラジアントチューブが一般的)が配
置されている。このような設備では、ヘルパーロールと
加熱されたストリップや加熱装置、炉壁等との間に熱の
授受が行われ、その結果サーマルクラウンと呼ばれる温
度分布の不均一によるロールの変形が生ずる。このサー
マルクラウンにより、ロールがストリップに与えるセン
タリングフォースが不適切になり蛇行やヒートバックル
と呼ばれるストリップの巾方向の座屈が引きおこされる
事がある。そこで、従来サーマルクラウンを防止或はコ
ントロールする技術が多数提案されている。<Prior Art> FIG. 3 shows a schematic view of a heating zone of a vertical continuous heat treatment furnace.
A strip 2 is sequentially wound around an upper helper roll group 1 U consisting of an upper roll 1 Ui and a lower helper roll group 1 L consisting of a lower roll 1 Li to form a path, and a heating device 3 (radiant tube) is provided on the way. Is common) is located. In such equipment, heat is transferred between the helper roll and a heated strip, a heating device, a furnace wall, and the like, and as a result, the roll is deformed due to an uneven temperature distribution called a thermal crown. Due to the thermal crown, the centering force applied to the strip by the roll may be inappropriate, and meandering or buckling of the strip in the width direction, which is called a heat buckle, may be caused. Therefore, many techniques for preventing or controlling the thermal crown have been proposed.
例えば特開昭49−98308号公報には、ロールと加熱装
置の間に遮へい板を設けて加熱装置からの熱放射の影響
を小さくすると共に、ストリップとは無関係な熱源によ
りロール表面を板温に近い温度に加熱する方法が示され
ている。又特開昭55−100919号公報、実開昭58−65360
号公報及び実開昭58−105464号公報に冷却ガスを吹付
け、ロールの巾方向温度分布をコントロールする方法が
示されている。For example, JP-A-49-98308 discloses that a shield plate is provided between a roll and a heating device to reduce the influence of heat radiation from the heating device, and that the roll surface is heated to a plate temperature by a heat source unrelated to the strip. A method of heating to a near temperature is shown. Japanese Patent Laid-Open No. 55-100919, Japanese Utility Model Application No. 58-65360
Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. 58-105546 and Japanese Utility Model Application Laid-Open Publication No. Sho 58-105464 show a method of controlling the temperature distribution in the width direction of a roll by blowing cooling gas.
しかしながら、ここで注意すべき事は、従来の技術は
すべてライン運転時にロールの巾方向の温度分布を均一
にする、或はコントロールする事を目的としており、ラ
イン停止中のロールの温度分布には何ら言及していない
事である。これは連続熱処理炉を運転中には炉内のヘル
パーロールは回転しており、ロールの周方向に熱的境界
条件の不均一があったとしても、周期的にそれらが繰返
される事により結果として周方向の不均一温度分布が発
生しないからである しかし、これはロールの温度変化速度に比べてロール
の回転速度が十分速い場合にのみ成立する事であり、ラ
インが停止している状態では、このような効果は期待で
きない。即ち、ライン停止中において、ロール温度分布
を均一化させる有効な技術は従来提案されていなかっ
た。However, it should be noted here that all the conventional technologies aim at equalizing or controlling the temperature distribution in the width direction of the roll during the line operation. It is not mentioned at all. This is because during operation of the continuous heat treatment furnace, the helper roll in the furnace is rotating, and even if there are uneven thermal boundary conditions in the circumferential direction of the roll, they are periodically repeated, and as a result, This is because there is no uneven temperature distribution in the circumferential direction.However, this is true only when the rotation speed of the roll is sufficiently high compared to the temperature change speed of the roll, and when the line is stopped, Such an effect cannot be expected. That is, an effective technique for making the roll temperature distribution uniform while the line is stopped has not been proposed.
一方、縦型連続熱処理炉において通常操業からライン
を停止させ再び運転を開始する時にヒートバックルが入
りやすい事は良く知られている。このヒートバックルを
発生させる原因の一つに運転開始後の張力変動がある。
張力変動の様子を第4図に示すが、これから分かるよう
にロールの1回転に対応した周期的な張力変動が発生し
ている。これはライン停止中に加熱装置からの熱により
ロールが第5図に示すようにバナナ状に変形している事
により発生するものである。このような変形は、張力変
動の原因になるだけでなく、ロール表面にクラックを発
生させ易くし、ロールの寿命を短くしてしまう。On the other hand, it is well known that in a vertical continuous heat treatment furnace, a heat buckle is likely to occur when the line is stopped from normal operation and restarted. One of the causes of this heat buckle is a fluctuation in tension after the start of operation.
FIG. 4 shows the state of the tension fluctuation. As can be seen from this, a periodic tension fluctuation corresponding to one rotation of the roll occurs. This is caused by the roll being deformed into a banana shape as shown in FIG. 5 by the heat from the heating device while the line is stopped. Such deformation not only causes a change in tension, but also easily causes cracks on the roll surface and shortens the life of the roll.
このようなロールの熱変形が起こる理由は次のように
考えられる。即ち、ライン停止中は、当然加熱装置3へ
の燃料又は電力の投入を中止しているが、加熱装置の熱
容量が大きい為に、熱放射及び特に第3図に示す上ロー
ル1Uiに対する炉内雰囲気ガスの対流により、ロールの
加熱装置に面した部分の温度が上昇してしまうこと、ま
た加熱装置とロールの間に遮へい板4がある場合は、若
干の温度上昇防止効果はあるが、炉外への抜熱作用が大
きくない為、結果的にはやはりロールにおいて温度分布
が発生してしまうことである。The reason why such thermal deformation of the roll occurs is considered as follows. That is, while the line is stopped, the supply of fuel or electric power to the heating device 3 is naturally stopped. However, since the heat capacity of the heating device is large, heat radiation and particularly the furnace inside the upper roll 1 Ui shown in FIG. The convection of the atmosphere gas raises the temperature of the part of the roll facing the heating device, and if there is a shielding plate 4 between the heating device and the roll, there is a slight temperature rise prevention effect. Since the heat removal action to the outside is not large, the result is that the temperature distribution is also generated in the roll.
<発明が解決しようとする課題> 本発明の目的は、縦型連続熱処理炉のライン停止中に
発生するヘルパーロールの熱変形を防止する方法を提案
することである。<Problem to be Solved by the Invention> An object of the present invention is to propose a method for preventing thermal deformation of a helper roll that occurs during a line stop of a vertical continuous heat treatment furnace.
<課題を解決するための手段> 本発明は、入側と出側にルーパーを有する縦型連続熱
処理炉の炉内に、片側が加熱装置である高温部に、他の
片側が低温部にそれぞれ相対して配置されるヘルパーロ
ールの熱変形防止方法であって、金属ストリップを有し
た状態で停止している前記ヘルパーロールを、正方向お
よび逆方向へ、交互に、下記式(1)で規定される回転
量Lを最低回転量として回転させ、かつ前記ルーパーに
よりストリップの送り量を吸収せしめることを特徴とす
る縦型連続熱処理炉のヘルパーロールの熱変形防止方法
である。<Means for Solving the Problems> The present invention is directed to a vertical continuous heat treatment furnace having loopers on an inlet side and an outlet side, one side being a high-temperature portion which is a heating device, and the other side being a low-temperature portion. A method for preventing thermal deformation of helper rolls disposed opposite to each other, wherein the helper rolls stopped with a metal strip are alternately defined in the forward and reverse directions by the following formula (1). A method of preventing thermal deformation of a helper roll of a vertical continuous heat treatment furnace, characterized in that a rotation amount L to be rotated is set to a minimum rotation amount, and a stripper is absorbed by the looper.
L=0.5πD ……(1) ここで、Dはストリップ加熱装置を備えたセクション
における最大のヘルパーロール直径を示す。L = 0.5πD (1) where D indicates the maximum helper roll diameter in the section equipped with the strip heating device.
<作用> ライン停止中は、ロールの表面のある部分は加熱装置
等の高温部に相対し、またある部分は炉壁等の低温部に
相対した状態でロールが静止している事により、ロール
の熱変形が生じる。従って、ライン停止中にもロールの
表面が高温部と低温部に均等に相対するようにしてやれ
ばよい。本発明では、炉内でストリップがつながった状
態である場合のライン停止中を対象としているため、ヘ
ルパーロールを連続的に回転させることはできない。そ
こで、ストリップを前後に動かすことにより、すなわ
ち、ヘルパーロールを交互に正転、逆転させることによ
りロール温度を均一化するものである。回転量として
は、L=0.5πD(Dはストリップ加熱装置を備えたセ
クションにおける最大のヘルパーロール直径)が最低限
必要である。これは、通常の縦型連続熱処理炉において
は、ロールの周囲温度条件を高温部と低温部の2つに大
別するだけで、実用上支障ない程度の結果が得られるか
らである。また、このようなロールの交互回転をさせる
のは、炉内温度が300℃以上の場合でよい。これは炉内
温度が300℃を下回った状態では、加熱装置と炉壁の温
度差がほとんどなくなり、炉内がほぼ均一温度になって
いると見なせるからである。<Operation> While the line is stopped, a part of the surface of the roll is opposed to a high-temperature part such as a heating device, and a part of the roll is stationary while facing the low-temperature part such as a furnace wall. Thermal deformation occurs. Therefore, the surface of the roll may be evenly opposed to the high-temperature part and the low-temperature part even when the line is stopped. In the present invention, since the target is during the line stop when the strips are connected in the furnace, the helper roll cannot be continuously rotated. Therefore, the roll temperature is made uniform by moving the strip back and forth, that is, by alternately rotating the helper roll forward and backward. As the amount of rotation, L = 0.5πD (D is the largest helper roll diameter in the section equipped with the strip heating device) is required at a minimum. This is because, in a normal vertical continuous heat treatment furnace, a result that does not hinder practical use can be obtained only by roughly dividing the ambient temperature condition of the roll into a high temperature portion and a low temperature portion. The rotation of the rolls may be alternately performed when the furnace temperature is 300 ° C. or higher. This is because when the temperature in the furnace is lower than 300 ° C., the temperature difference between the heating device and the furnace wall is almost eliminated, and the inside of the furnace can be regarded as having a substantially uniform temperature.
<実施例> 第1図に本発明の具体的実施例の一例を示す。これは
縦型炉の連続焼鈍ラインであり、加熱帯、均熱帯、冷却
帯から構成されている。1はヘルパーロール、5は入,
出側のルーパ、6はテンションメータロール、7はブラ
イドルロールであり、8は速度制御器(Automatic Spee
d Regulator:ASR)、9は張力制御器(Automatic Tensi
on Regulator:ATR)である。以上の構成において、後述
の速度指令が各ASR8に入力されると、各ヘルパーロール
1及びブライドルロール7が速度指令値に応じて駆動さ
れる。この時、図示しない速度検出器からの検出値に基
づいてフィードバック制御される。図示の例ではブライ
ドルロール7をスピードマスターとしており、ヘルパー
ロール1…1でストリップSに張力を付与するようにし
ている。これは各テンションメータロール6の検出値に
よりフィードバック制御される。炉内ヘルパーロールの
直径をDとする。この場合、各帯でロール径が異なる時
はストリップ加熱装置を備えたセクションにおける最大
のヘルパーロール直径を用いる。<Example> Fig. 1 shows an example of a specific example of the present invention. This is a continuous annealing line of a vertical furnace, which consists of a heating zone, a soaking zone, and a cooling zone. 1 is helper roll, 5 is on,
The exit looper, 6 is a tension meter roll, 7 is a bridle roll, and 8 is a speed controller (Automatic Spee
d Regulator: ASR), 9 is a tension controller (Automatic Tensi
on Regulator: ATR). In the above configuration, when a speed command described later is input to each ASR 8, each helper roll 1 and bridle roll 7 are driven according to the speed command value. At this time, feedback control is performed based on a detection value from a speed detector (not shown). In the illustrated example, the bridle roll 7 is used as a speed master, and the helper rolls 1... This is feedback-controlled by the detected value of each tension meter roll 6. Let D be the diameter of the in-furnace helper roll. In this case, when the roll diameter is different in each band, the largest helper roll diameter in the section provided with the strip heating device is used.
このようなラインにおいて、通常操業からトラブル等
によりラインを停止した後、第2図に示すような速度指
令を与える。ここで+は正転側、−は逆転側を示し、ス
トリップ送り量L(ハッチング部の面積)がL=πDと
なるようにする。この時、ストリップの送り量は炉入
側、出側のルーパー5によって吸収される。速度指令の
最大値V0を特に規定する必要はないが、ストリップ送り
量Lの制御性の面から10〜30mpmが好ましい。この速度
であれば、ロールの温度変化に比べて十分速いロール回
転速度が得られる。また正転から逆転に移行する間に適
当な休止時間t0を持たせても良い。但しt0をあまり長く
するとロールの変形が進行する可能性があるので10秒以
下を目安とする。In such a line, after stopping the line due to a trouble or the like from the normal operation, a speed command as shown in FIG. 2 is given. Here, + indicates the forward rotation side and-indicates the reverse rotation side, and the strip feed amount L (the area of the hatched portion) is set to L = πD. At this time, the feed amount of the strip is absorbed by the looper 5 on the furnace entrance side and the exit side. Not particularly necessary to define the maximum value V 0 which is the speed command but, 10~30Mpm is preferable from the viewpoint of controllability of the strip feed amount L. With this speed, a sufficiently high roll rotation speed can be obtained as compared with the change in the roll temperature. Or it may be provided with the appropriate pause time t 0 during the transition from forward to reverse. However, if the t 0 too long deformation of the roll is likely to guide the less than 10 seconds because there is to be progress.
このロールの正転、逆転パターンを開始するタイミン
グはライン停止後、早ければ早い方が良い。また前述の
ように加熱帯及び均熱帯の炉温が300℃を下回ったら、
この速度指令を切る。なお、炉温300℃以上で再びライ
ンを運転する時は、正転、逆転パターンを止めてから速
やかにライン運転に入る。この間隔は10秒以内を目途に
する。It is better to start the forward and reverse rotation patterns of the roll as soon as possible after the line stops. Also, as mentioned above, if the temperature of the heating zone and the soaking zone falls below 300 ° C,
Turn off this speed command. When the line is operated again at a furnace temperature of 300 ° C. or higher, the line operation is started immediately after stopping the normal rotation and reverse rotation patterns. This interval should be within 10 seconds.
以上述べた操業条件で実施したところ、ヘルパーロー
ルのライン停止中の熱変形はほとんど防止でき、ライン
運転再開に際し、ストリップのヒートバックルや破断が
防止できた。When the operation was carried out under the above-described operating conditions, the thermal deformation of the helper roll during the stop of the line could be almost prevented, and the heat buckle and breakage of the strip could be prevented when the line was restarted.
<発明の効果> 本発明の方法により、従来の縦型連続熱処理炉におい
て問題となっていたライン停止後に運転を再開する時に
発生するストリップのヒートバックルを防止する事がで
き、歩止りの向上が達成できた。またヒートバックルに
よる破断等の2次トラブルを防止する事ができるので、
ラインの稼働率をも向上させる事ができた。<Effects of the Invention> According to the method of the present invention, it is possible to prevent a strip heat buckle which occurs when the operation is restarted after the line is stopped, which is a problem in the conventional vertical continuous heat treatment furnace, and the yield is improved. Achieved. Also, since secondary troubles such as breakage due to heat buckle can be prevented,
The operation rate of the line was also improved.
更にロールの熱変形によるクラックの発生を防止でき
るので、ロール寿命の延長が期待できる。Furthermore, since the occurrence of cracks due to the thermal deformation of the roll can be prevented, the roll life can be prolonged.
第1図は本発明の方法を実施する際の具体的構成図、第
2図は本発明による速度指令を示す説明図、第3図は縦
型連続熱処理炉の加熱帯の模式図、第4図はライン運転
開始後の張力変動例を示す説明図、第5図はライン停止
中のロール変形の模式図である。 1……炉内ヘルパーロール、1Ui……上ロール、1U……
上部ヘルパーロール群、1Li……下ロール、1L……下部
ヘルパーロール群、2……ストリップ、3……ストリッ
プ加熱装置、4……遮へい板、5……ルーパー。FIG. 1 is a diagram showing a specific configuration when the method of the present invention is carried out, FIG. 2 is an explanatory diagram showing a speed command according to the present invention, FIG. 3 is a schematic diagram of a heating zone of a vertical continuous heat treatment furnace, FIG. The figure is an explanatory view showing an example of a tension fluctuation after the start of the line operation, and FIG. 5 is a schematic view of the roll deformation during the stop of the line. 1 ... Furnace helper roll, 1 Ui ... Upper roll, 1 U ...
Upper helper roll group, 1 Li ...... Lower roll, 1 L ... Lower helper roll group, 2 ... Strip, 3 ... Strip heating device, 4 ... Shield plate, 5 ... Looper.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中島 康久 千葉県千葉市川崎町1番地 川崎製鉄株 式会社千葉製鉄所内 (56)参考文献 特開 昭60−255931(JP,A) ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Yasuhisa Nakajima 1 Kawasaki-cho, Chiba-shi, Chiba Kawasaki Steel Corporation Chiba Works (56) References JP-A-60-255931 (JP, A)
Claims (1)
処理炉の炉内に、片側が加熱装置である高温部に、他の
片側が低温部にそれぞれ相対して配置されるヘルパーロ
ールの熱変形防止方法であって、金属ストリップを有し
た状態で停止している前記ヘルパーロールを、正方向お
よび逆方向へ、交互に、下記式(1)で規定される回転
量Lを最低回転量として回転させ、かつ前記ルーパーに
よりストリップの送り量を吸収せしめることを特徴とす
る縦型連続熱処理炉のヘルパーロールの熱変形防止方
法。 記 L=0.5πD ……(1) ここで、Dはストリップ加熱装置を備えたセクションに
おける最大のヘルパーロール直径を示す。1. A helper roll which is disposed in a furnace of a vertical continuous heat treatment furnace having loopers on an inlet side and an outlet side, one side being disposed at a high temperature portion as a heating device, and the other side being disposed at a low temperature portion. Wherein the helper roll, which is stopped with the metal strip, is rotated alternately in a forward direction and a reverse direction by a minimum rotation amount L defined by the following equation (1). A method for preventing thermal deformation of a helper roll in a vertical continuous heat treatment furnace, characterized in that the helper roll is rotated as an amount and the feed amount of the strip is absorbed by the looper. Note: L = 0.5πD (1) where D indicates the maximum helper roll diameter in the section provided with the strip heating device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1163919A JP2603339B2 (en) | 1989-06-28 | 1989-06-28 | Method for preventing thermal deformation of helper roll in vertical continuous heat treatment furnace |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1163919A JP2603339B2 (en) | 1989-06-28 | 1989-06-28 | Method for preventing thermal deformation of helper roll in vertical continuous heat treatment furnace |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0331428A JPH0331428A (en) | 1991-02-12 |
JP2603339B2 true JP2603339B2 (en) | 1997-04-23 |
Family
ID=15783317
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP1163919A Expired - Fee Related JP2603339B2 (en) | 1989-06-28 | 1989-06-28 | Method for preventing thermal deformation of helper roll in vertical continuous heat treatment furnace |
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Families Citing this family (2)
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JP6085954B2 (en) * | 2012-11-21 | 2017-03-01 | Jfeスチール株式会社 | Steel strip drawing, breaking, and meandering prevention method |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS60255931A (en) * | 1984-05-31 | 1985-12-17 | Nisshin Steel Co Ltd | Method for protecting hearth roll and strip |
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1989
- 1989-06-28 JP JP1163919A patent/JP2603339B2/en not_active Expired - Fee Related
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JPH0331428A (en) | 1991-02-12 |
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