JP2815086B2 - 鋼帯の竪型連続焼鈍炉 - Google Patents

鋼帯の竪型連続焼鈍炉

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JP2815086B2
JP2815086B2 JP6022583A JP2258394A JP2815086B2 JP 2815086 B2 JP2815086 B2 JP 2815086B2 JP 6022583 A JP6022583 A JP 6022583A JP 2258394 A JP2258394 A JP 2258394A JP 2815086 B2 JP2815086 B2 JP 2815086B2
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哲 松下
行彦 松平
一男 岡村
寿男 小島
幸夫 日向寺
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  • Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はステンレスのストリップ
(鋼帯)の熱処理に好適な竪型連続焼鈍炉に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば圧延されたステンレスは、加工硬
化(ワーク・ハードニング)により非常に硬くなる。こ
れをハード材というが、ハード材は硬過ぎるため一般に
組織を再結晶させて軟化させること及び固溶化を目的と
した焼鈍処理がなされる。このための焼鈍炉は、ストリ
ップを水平に流す横型炉と、ストリップを竪向きに流す
竪型炉とがある。焼鈍炉は一般に加熱帯でストリップを
所定の温度まで加熱し、均熱帯で十分に均熱し、冷却帯
で強制冷却する。
【0003】図4は従来の鋼帯エッジ形状不良品を示す
斜視図であり、この鋼帯100は、左右のエッジ10
1,101にエッジ伸び102…(…は複数を示す。以
下同じ)が発生したために不良品扱いとなったものであ
る。
【0004】図5は従来の空冷帯における鋼帯の温度降
下を示すグラフであり、横軸は鋼帯の位置を示し、縦軸
は鋼帯の温度を示す。均熱帯で一定の温度に均熱された
鋼帯は次の空冷帯で自然冷却される。単位時間当りの鋼
帯の温度降下はほぼ一定であるから、通板速度を大きく
すると空冷帯出口での鋼帯の温度はまだ高く、逆に通板
速度を小さくすると空冷帯出口での鋼帯の温度は低くな
る。
【0005】このように鋼帯の温度勾配(冷却勾配)は
通板速度によって変化する。また、温度勾配の屈折点
(図5中のA点)では幅中央部に、幅方向の圧縮応力が
発生する。一方、鋼帯は中央部とエッジとでは冷却速度
が異なり、一般にエッジの方が速く冷却される。する
と、鋼帯の中央部とエッジとの間の温度差による長手方
向の引張応力が発生する。これらの応力が降伏点を超え
ると塑性変形がはじまる。冷却速度差は前記温度勾配が
大きいほど顕著になり、この結果、前記引張応力に起因
して図4で説明したエッジ伸び102が発生したり、又
は前記圧縮応力に起因してエッジは比較的平坦で中央部
にV字状のしわが寄る(これを中央座屈という。)こと
になる。
【0006】そこで、この問題を解決するための技術と
して、特開昭62−67125号公報(連続焼鈍炉に
おける鋼帯冷却方法)や特公平5−64220号公報
(金属ストリップの冷却制御方法)が提案されている。
【0007】は鋼帯を冷却するに当り、ガス冷却とロ
ール冷却とを併用したことを特徴とし、ガスで均一に冷
却し、ロール冷却で冷却能を確保することにより、冷却
能力を維持しつつ鋼帯の温度むらを少なくして、座屈を
抑制すると言うものである。
【0008】は幅方向板温制御用手段と板幅方向形態
検出器とを有し、板幅方向形態検出器で検出した鋼帯の
幅方向の形状に応じて幅方向板温制御用手段を調節し、
板幅方向の冷却の均一化を図ると言うものである。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上記は、ガス及びロ
ールで冷却するために過冷却になり易い。過冷却になる
と上述の通りエッジ伸び又は中央座屈がより発生しやす
くなり、例えば通板速度をより高める必要がある。即
ち、はエッジ伸びや中央座屈の直接原因である過冷却
を解決する技術ではないので、設備が複雑になる割にそ
の効果は小さいと言わざるをえない。
【0010】又、は、例えば鋼帯の一部が膨れていれ
ば、その部分を検出して、その部分のみを冷却すること
で、鋼帯を平坦にするとされているが、高速で走行する
鋼帯をきめ細かく形状測定し、しかも局部的に冷却する
ことは容易でなく、設備も極めて複雑に構成する必要が
ある。即ち、もエッジ伸びや中央座屈の直接原因であ
る過冷却を解決する技術ではないので、設備が極めて高
価になると言わざるをえない。
【0011】そこで本発明の目的は比較的簡単な構成で
エッジ伸びや中央座屈を防止できる竪型連続焼鈍炉を提
供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するべく
本発明は、空冷帯に加熱手段を設け、この加熱手段の出
側に第1の鋼帯温度検知手段を設け、この第1の鋼帯温
度検知手段による温度信号に基づいて鋼帯温度が座屈す
る心配のない温度であれば加熱手段をオフ状態にし、鋼
帯温度が座屈する心配のある温度であれば加熱手段をオ
ン状態にして鋼帯温度を座屈の心配のない温度まで高め
る制御を行う加熱制御手段を設けたことを特徴とする。
【0013】加熱手段の入側に第2の鋼帯温度検知手段
を付設する。
【0014】また、前記空冷帯の出側に外気の侵入を防
止するシール機構を付設する。
【0015】
【作用】第1の鋼帯温度検知手段によって検出した鋼帯
の温度が、鋼帯温度目標値より下の場合には座屈の恐れ
があるので、鋼帯を加熱手段で加熱する。
【0016】第2の鋼帯温度検知手段を付設した場合に
は、これの検出信号を加熱制御手段へインプットする。
【0017】冷却帯にシール機構を付設して、外気の侵
入を防止する。
【0018】
【実施例】本発明の実施例を添付図面に基づいて以下に
説明する。図1は本発明に係る竪型連続焼鈍炉の構成図
であり、竪型連続焼鈍炉1は、予熱帯2、加熱帯3、均
熱帯4、空冷帯5、ベンドフロータ装置6及び冷却帯7
を鋼帯Wの流れ方向に直列に配置したものであり、更
に、空冷帯5の内部に加熱手段10を付加し、この加熱
手段10の下方、即ち空冷帯5の出側に第1の鋼帯温度
検知手段11,上方に第2の鋼帯温度検知手段12を付
加し、これら手段10,11,12を加熱制御手段13
に電気的に連結したものである。
【0019】前記ベンドフロータ装置6は上から下へ竪
向きに走行する鋼帯Wを空気圧で浮かせつつ水平へ向き
を変更させる装置である。空冷帯5の出口では、鋼帯W
の温度はまだ高く、この箇所で例えば金属製ロールで鋼
帯の向きを変更しようとすると金属製ロールを水冷する
必要があり、また、鋼帯Wがやや軟くなっているので疵
が付きやすい。しかし、本例の様にベンドフロータ装置
6を採用すれば、非接触であるから、上記問題は無くな
り好ましい。
【0020】前記加熱手段10は、ガスバーナ、誘導加
熱ヒータ、抵抗加熱ヒータなどいずれでもよい。また、
前記第1・第2の鋼帯温度検知手段11,12は、輻射
温度計、二色温度計等のオプチカル温度検知手段、また
は白金ロジューム熱電対等の近接型温度検知手段が適当
である。
【0021】図2は本発明に係るシール機構の一例を示
す図であり、空冷帯5の出側にシール機構20を付設す
ることが好ましい。シール機構20は例えば一対のシー
ルロール21,21とシールカバー22,22とからな
り、シールロール21は原則として鋼帯Wと等しい周速
度で回転し、シールカバー22はシールロール21の背
後を廻って外気が空冷帯5へ侵入することを防止する一
種の邪魔板である。シール機構20はその他、非回転の
摺り板型シール板を鋼帯Wに摺接するものでもよく、要
は鋼帯Wの貫通を許容しつつも空冷帯5へ外気の侵入を
防止できる機構であればよい。
【0022】シール機構20が無くて外気がドラフト作
用によって空冷帯5に侵入すると、加熱手段10は鋼帯
Wの他に冷たい外気をも暖めなければならず、エネルギ
ーの損失であると共に外気による外乱のために温度制御
がうまくいかなくなる。従って、外気の侵入を防止する
シール機構10は有用である。
【0023】以上の構成からなる竪型連続焼鈍炉の作用
を次に述べる。図1において鋼帯Wを予熱帯2へ上向き
に装入して予熱し、トップロール15にて反転し、鋼帯
Wを加熱帯3へ下向きに装入して加熱し、更に鋼帯Wを
均熱帯4に装入して均熱し、つづく空冷帯5で自然冷却
する。その後、ベンドフロータ装置6にて水平に向きを
変更し、冷却帯7で十分に強制冷却する。
【0024】図3は本発明の加熱手段、温度検知手段及
び温度制御手段に係る制御フローの例を示す図であり、
ST01(ステップ1番、以下同じ)で鋼帯の幅、厚
さ、鋼種などの初期条件を取込み、ST02でT2(第
2の鋼帯温度検知手段信号又は均熱帯出口温度信号)を
取込む。なお、均熱帯出口温度信号は均熱帯に常設され
た炉内温度監視用温度計の出力である。ST03で、上
記初期条件とT2とから温度制御手段はTc(鋼帯温度
目標値)を演算する。これは試運転や通常の操業におい
て有害な座屈が発生したか否かの視点で、空冷帯5出側
における温度をモニターし、蓄積し、ある温度Tcであ
れば座屈は発生しないというクリチカル温度を意味す
る。
【0025】ST04で加熱手段10の出側にセットし
た第1の鋼帯温度検知手段11の温度信号を取込み、S
T05でT1が(Tc+a)と等しい若しくはそれ以上
であるかを判別させる。ここでaはハンチングを防止す
るための嵩上げ値であり、数十度程度の値である。T1
が(Tc+a)より小さくなければ座屈の心配はない。
もしT1が(Tc+a)より小さければ座屈の心配があ
るので、ST06で加熱手段をオンにするとともにST
07でT1(変動値)=Tc+a)(目標値)となる
ように加熱手段を制御する。T1が(Tc+a)を越え
るなどして座屈の心配が無くなればST05を介してS
T08に至り、ST08で加熱手段をオフにするととも
に、制御をスタートに戻せばよい。
【0026】上記制御フローは一例を示し、これに限る
ものではなく、要は加熱手段で座屈の心配のないところ
まで鋼帯を適宜加熱するものであればよい。又、上記し
た通り均熱帯4に常備した炉内温度監視用温度計を流用
することで、第2の鋼帯温度検知手段12を省略するこ
とができる。
【0027】
【発明の効果】本発明は、上述の通り構成したので、次
に記載する効果を奏する。請求項1は、竪型連続焼鈍炉
の空冷帯に加熱手段を設け、この加熱手段の出側に第1
の鋼帯温度検知手段を設け、この第1の鋼帯温度検知手
段による温度信号に基づいて前記加熱手段を制御する加
熱制御手段とを備えたので、座屈の恐れがある場合に鋼
帯を加熱してその危険を回避することができる。従っ
て、座屈対策のために通板速度を意図的に大きくする必
要はなく、安心して低速度通板が可能である。
【0028】請求項2は、加熱手段の入側に第2の鋼帯
温度検知手段を付設し、これの検出信号を加熱制御手段
へインプットするようにしたので、鋼帯温度目標値が正
確に演算でき、好ましい。
【0029】請求項3は、前記空冷帯の出側に外気の侵
入を防止するシール機構を付設し、空冷帯への外気の侵
入を抑制するようにしたので、加熱温度制御が良好にな
せ、しかも熱エネルギーの損失の防止も図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る竪型連続焼鈍炉の構成図
【図2】本発明に係るシール機構の一例を示す図
【図3】本発明の加熱手段、温度検知手段及び温度制御
手段に係る制御フローの例を示す図
【図4】従来の鋼帯エッジ形状不良品を示す斜視図
【図5】従来の空冷帯における鋼帯の温度降下を示すグ
ラフ
【符号の説明】
1…竪型連続焼鈍炉、2…予熱帯、3…加熱帯、4…均
熱帯、5…空冷帯、6…ベンドフロータ装置、7…冷却
帯、10…加熱手段、11…第1の鋼帯温度検知手段、
12…第2の鋼帯温度検知手段、13…加熱制御手段、
15…トップロール、20…シール機構、21…シール
ロール、W…鋼帯。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小島 寿男 茨城県鹿島郡鹿島町大字光3番地 住友 金属工業株式会社鹿島製鉄所内 (72)発明者 日向寺 幸夫 茨城県鹿島郡鹿島町大字光3番地 住友 金属工業株式会社鹿島製鉄所内 (56)参考文献 特開 平2−175823(JP,A) 特開 平4−176824(JP,A) 特開 昭53−18416(JP,A) 特開 昭55−76026(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C21D 1/00,1/74,1/76,9/52,9/56,11 /00 F27D 7/06

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 加熱帯、均熱帯、鋼帯を自然冷却する空
    冷帯、及び鋼帯を空気圧で浮上させながら板方向を変更
    するベンドフロータ装置を上から下へ順に配置した鋼帯
    の竪型連続焼鈍炉において、この竪型連続焼鈍炉は、前
    記空冷帯に付加した加熱手段と、この加熱手段の出側に
    設けた第1の鋼帯温度検知手段と、この第1の鋼帯温度
    検知手段による温度信号に基づいて鋼帯温度が座屈する
    心配のない温度であれば前記加熱手段をオフ状態にし、
    鋼帯温度が座屈する心配のある温度であれば前記加熱手
    段をオン状態にして鋼帯温度を座屈の心配のない温度ま
    で高める制御を行う加熱制御手段とを備えていることを
    特徴とした鋼帯の竪型連続焼鈍炉。
  2. 【請求項2】 前記加熱手段の入側に第2の鋼帯温度検
    知手段を付設したことを特徴とする請求項1記載の鋼帯
    の竪型連続焼鈍炉。
  3. 【請求項3】 前記空冷帯の出側に外気の侵入を防止す
    るシール機構を付設したことを特徴とする請求項1又は
    請求項2記載の鋼帯の竪型連続焼鈍炉。
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JPH04176824A (ja) * 1990-08-13 1992-06-24 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ステンレス鋼板の焼鈍設備

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