JP3217445B2 - 通電ロール - Google Patents
通電ロールInfo
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- JP3217445B2 JP3217445B2 JP12111892A JP12111892A JP3217445B2 JP 3217445 B2 JP3217445 B2 JP 3217445B2 JP 12111892 A JP12111892 A JP 12111892A JP 12111892 A JP12111892 A JP 12111892A JP 3217445 B2 JP3217445 B2 JP 3217445B2
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- Japan
- Prior art keywords
- roll
- energizing
- steel sheet
- rolls
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- Control Of Resistance Heating (AREA)
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
- Furnace Details (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、鋼材、例えば鋼帯に通
電ロールを介して、電流を通じ、これを加熱又はメッキ
をする際に、該通電ロールと、該鋼帯間でのスパーク発
生を防止できる通電ロールに関する。
電ロールを介して、電流を通じ、これを加熱又はメッキ
をする際に、該通電ロールと、該鋼帯間でのスパーク発
生を防止できる通電ロールに関する。
【０００２】
【従来の技術】通電ロールを用いて、鋼材例えば鋼板等
の直接通電を行なう際のスパーク発生防止方法として
は、例えば実開昭５５−１０３２５２号公報の様にロー
ル間電圧を高くしたり、特開昭５９−２２２５３５号公
報の様にロールの巻き付け角度により通電位置を制御す
るなどの方法がある。
の直接通電を行なう際のスパーク発生防止方法として
は、例えば実開昭５５−１０３２５２号公報の様にロー
ル間電圧を高くしたり、特開昭５９−２２２５３５号公
報の様にロールの巻き付け角度により通電位置を制御す
るなどの方法がある。
【０００３】しかし、前者は、鋼板を加熱するために
は、鋼帯に通じる電流をＩ〔Ａ〕、抵抗をＲ〔Ω〕とす
ると、Ｉ2 Ｒの電流を通じなければならず、例えば鋼板
を焼鈍温度まで加熱する場合には数千〜数万〔Ａ〕の電
流を必要とし、ロールを流れる電流を小さくすることは
できず、根本的にスパークの発生を防止する手段とはな
りえない。
は、鋼帯に通じる電流をＩ〔Ａ〕、抵抗をＲ〔Ω〕とす
ると、Ｉ2 Ｒの電流を通じなければならず、例えば鋼板
を焼鈍温度まで加熱する場合には数千〜数万〔Ａ〕の電
流を必要とし、ロールを流れる電流を小さくすることは
できず、根本的にスパークの発生を防止する手段とはな
りえない。
【０００４】また、後者ではロールが加熱された鋼板に
より膨張し、ロール幅方向に径の分布ができると鋼板の
エッジ方向を抑えることはできず、エッジ方向で鋼板と
ロールとの間で不安定接触が起こり、スパークが発生し
鋼板にスパーク疵が生じることは避けられない。
より膨張し、ロール幅方向に径の分布ができると鋼板の
エッジ方向を抑えることはできず、エッジ方向で鋼板と
ロールとの間で不安定接触が起こり、スパークが発生し
鋼板にスパーク疵が生じることは避けられない。
【０００５】従来より通電ロールにより電流を通じる通
電加熱や、電気メッキなどにおいてはこのスパークによ
る損傷が起き易い。特に板材ではスパークが発生しやす
い。
電加熱や、電気メッキなどにおいてはこのスパークによ
る損傷が起き易い。特に板材ではスパークが発生しやす
い。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】以下に通電ロールのス
パーク発生現象について図面を用いて説明する。図５は
変圧器型の通電加熱装置の概念図を示したものである。
この通電加熱装置１９において、各通電ロール１５、１
６、１７、１８が搬送過程にある鋼板Ｓに対して前後に
２対配設され、この２対の通電ロールの間には鋼板Ｓの
通路２７を有する環状トランス２０が配置されている。
２１、２２はブスバーである。
パーク発生現象について図面を用いて説明する。図５は
変圧器型の通電加熱装置の概念図を示したものである。
この通電加熱装置１９において、各通電ロール１５、１
６、１７、１８が搬送過程にある鋼板Ｓに対して前後に
２対配設され、この２対の通電ロールの間には鋼板Ｓの
通路２７を有する環状トランス２０が配置されている。
２１、２２はブスバーである。
【０００７】各通電ロール、１５、１６、１７、１８は
鋼板Ｓと特定の圧力Ｆ以上で接触するようになってお
り、鋼板Ｓは上下に接する通電ロール１５、１６、通電
ロール１７、１８によって圧力Ｆを受けるようになって
いる。
鋼板Ｓと特定の圧力Ｆ以上で接触するようになってお
り、鋼板Ｓは上下に接する通電ロール１５、１６、通電
ロール１７、１８によって圧力Ｆを受けるようになって
いる。
【０００８】図６（Ａ）は低温の鋼板が接する側の圧力
分布を示し、図６（Ｂ）は電流により加熱された鋼板が
接する側の圧力分布を示す。
分布を示し、図６（Ｂ）は電流により加熱された鋼板が
接する側の圧力分布を示す。
【０００９】加熱された鋼板と接触する側の通電ロール
は、鋼板からの熱により膨張し、ロール中央部が膨ら
み、中央部の圧力が高くなり、鋼板のエッジの圧力分布
が下がりはじめる。これがさらに進むと鋼板とロールと
の間に隙間のできるほどまでになる。
は、鋼板からの熱により膨張し、ロール中央部が膨ら
み、中央部の圧力が高くなり、鋼板のエッジの圧力分布
が下がりはじめる。これがさらに進むと鋼板とロールと
の間に隙間のできるほどまでになる。
【００１０】このような部分的な圧力の低下が起きる
と、鋼板と通電ロールとは不安定接触状態となり、容易
にスパークが発生する。スパークは、レーザー変位計に
よる実測ならびにＦＥＭによる解析から１０〜５０μｍ
のロールのサーマルクラウン発生領域で発生しているこ
とが判明している。このような、局部的な圧力低下の状
態は例えば悪化した板形状の鋼板との接触や通電ロール
の偏芯などでも発生する。
と、鋼板と通電ロールとは不安定接触状態となり、容易
にスパークが発生する。スパークは、レーザー変位計に
よる実測ならびにＦＥＭによる解析から１０〜５０μｍ
のロールのサーマルクラウン発生領域で発生しているこ
とが判明している。このような、局部的な圧力低下の状
態は例えば悪化した板形状の鋼板との接触や通電ロール
の偏芯などでも発生する。
【００１１】本発明者は、例えば、鋼板の熱処理、電気
メッキ処理等において該鋼板と、これに回転接触して通
電する通電ロールとの接触面圧分布を常に特定圧力以上
に保つ様にし、加熱された鋼板の熱により通電ロール自
身が熱膨張を続けても、該鋼板と該通電ロールとの間で
の不安定接触が生じないようにすることにより、スパー
クを防止し安定通電を行なうことを目的とするものであ
る。
メッキ処理等において該鋼板と、これに回転接触して通
電する通電ロールとの接触面圧分布を常に特定圧力以上
に保つ様にし、加熱された鋼板の熱により通電ロール自
身が熱膨張を続けても、該鋼板と該通電ロールとの間で
の不安定接触が生じないようにすることにより、スパー
クを防止し安定通電を行なうことを目的とするものであ
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、 （１）被加熱体に接触し、これに通電し加熱する通電ロ
ールを剛性の高いロールで構成し、該通電ロールに対向
して前記被加熱体を押圧する押しつけロールを前記通電
ロールより変形容易な金属薄シェルロールで構成してな
る通電ロール。 （２）被加熱体に接触し、これに通電し加熱する通電ロ
ールを剛性の高いロールで構成し、該通電ロールに対向
して前記被加熱体を押圧する押しつけロールを前記通電
ロールより変形容易なロールで構成し、更に押しつけロ
ールの両端近傍に剛性の高い２個のバックアップロール
を設けてなる通電ロールである。
ールを剛性の高いロールで構成し、該通電ロールに対向
して前記被加熱体を押圧する押しつけロールを前記通電
ロールより変形容易な金属薄シェルロールで構成してな
る通電ロール。 （２）被加熱体に接触し、これに通電し加熱する通電ロ
ールを剛性の高いロールで構成し、該通電ロールに対向
して前記被加熱体を押圧する押しつけロールを前記通電
ロールより変形容易なロールで構成し、更に押しつけロ
ールの両端近傍に剛性の高い２個のバックアップロール
を設けてなる通電ロールである。
【００１３】
【作用】本発明をトランス型の通電加熱装置に適用し、
鋼板を被加熱体とした場合を例について図１、図２、図
３、図４を用いて説明する。図１は本発明の説明図で
１、２は剛性の高い通電ロール、３はブスバーである。
４はトランス型加熱装置である。５、６は通電ロール
１、２の軸である。７、８は通電ロール２より変形容易
な薄いシェルのロールでＳは鋼板である。
鋼板を被加熱体とした場合を例について図１、図２、図
３、図４を用いて説明する。図１は本発明の説明図で
１、２は剛性の高い通電ロール、３はブスバーである。
４はトランス型加熱装置である。５、６は通電ロール
１、２の軸である。７、８は通電ロール２より変形容易
な薄いシェルのロールでＳは鋼板である。
【００１４】図２は図１における薄シェルロール７、８
の拡大説明図で、図示しないが、両端を鏡板又はスポー
クを介して軸１０で支持しロールを構成し、この軸に圧
力をかけることにより、通電ロール２との間で鋼板Ｓと
接するようになっている。
の拡大説明図で、図示しないが、両端を鏡板又はスポー
クを介して軸１０で支持しロールを構成し、この軸に圧
力をかけることにより、通電ロール２との間で鋼板Ｓと
接するようになっている。
【００１５】図３は図２の鋼板Ｓの横断面説明図で薄シ
ェルロール７、８の軸１０を押圧し、変形させて通電ロ
ール１、２に鋼板Ｓを押つけ通電ロール１、２と鋼板Ｓ
との不安定接触を抑制する状態を示している。
ェルロール７、８の軸１０を押圧し、変形させて通電ロ
ール１、２に鋼板Ｓを押つけ通電ロール１、２と鋼板Ｓ
との不安定接触を抑制する状態を示している。
【００１６】この薄シェルロール７、８の薄シェル９は
鉄等の金属による導電性のものでこの薄シェルロールの
径が２００〜３００ｍｍの場合、その厚さは１０ｍｍ〜
２０ｍｍが適当であり、この薄シェルで形成される薄シ
ェルロールのヤング率は５０００以上が好ましい。この
薄シェルロール７、８に加える圧力は０．５ｋｇ／ｍｍ
2 が適当である。すなわち本発明は薄シェルロールを変
形させて圧下分布を制御することである。
鉄等の金属による導電性のものでこの薄シェルロールの
径が２００〜３００ｍｍの場合、その厚さは１０ｍｍ〜
２０ｍｍが適当であり、この薄シェルで形成される薄シ
ェルロールのヤング率は５０００以上が好ましい。この
薄シェルロール７、８に加える圧力は０．５ｋｇ／ｍｍ
2 が適当である。すなわち本発明は薄シェルロールを変
形させて圧下分布を制御することである。
【００１７】必らずしも全平坦でないストリップＳに一
様に接触した給電能を一定に保つとともにアークの発生
を防止し、またストリップＳのスリ疵等の発生を防止す
る効果がある。
様に接触した給電能を一定に保つとともにアークの発生
を防止し、またストリップＳのスリ疵等の発生を防止す
る効果がある。
【００１８】第２の発明は第１の発明の薄シエルロール
７の両端近傍にバックアップロール１１を設け、薄シェ
ルロールで偏平させて抑制する外に、さらにエッジ部で
発生する大きなクラウンに薄シエルロール７のバックア
ップロールの軸２３、２４に圧力を加えて変形させて圧
下力分布を制御するものである。この際軸２３、２４は
外部と電気的に絶縁されている。
７の両端近傍にバックアップロール１１を設け、薄シェ
ルロールで偏平させて抑制する外に、さらにエッジ部で
発生する大きなクラウンに薄シエルロール７のバックア
ップロールの軸２３、２４に圧力を加えて変形させて圧
下力分布を制御するものである。この際軸２３、２４は
外部と電気的に絶縁されている。
【００１９】以上薄シェルロールのみを使用する場合、
薄シエルロールとバックアップロールを使用する場合の
説明をしたが本ロールは、給電しても給電しなくても良
い。
薄シエルロールとバックアップロールを使用する場合の
説明をしたが本ロールは、給電しても給電しなくても良
い。
【００２０】
（実施例１）図１に示すような変圧器型の通電加熱装置
において、本発明を適用した例について以下に説明す
る。外径２５０ｍｍのシェルの厚さ１０ｍｍ、１つの抑
えロールを構成している。
において、本発明を適用した例について以下に説明す
る。外径２５０ｍｍのシェルの厚さ１０ｍｍ、１つの抑
えロールを構成している。
【００２１】また用いた通電ロールは、外径２５０ｍ
ｍ、胴長６００ｍｍの鋳鉄性ロールであり、８５０℃に
加熱した鋼板と接触することにより最大１５０ミクロン
の熱クラウンが生じる様にしてある。低温側のロール
は、上ロールに外径２３０ｍｍのゴムロールを、下ロー
ルに外径２５０ｍｍのロールを用いている。通電ロール
間隔は２．３ｍで１５０ｍｍ幅、０．４ｍｍ厚の冷延鋼
板（０．０６炭素）を使用し、通板速度を６〜６０ｍ／
ｍｉｎの範囲で実験を行った。実験では、平均圧下圧３
ｋｇ／ｍｍ２で、通電電流は、最大６０００〔Ａ〕を通
電した。
ｍ、胴長６００ｍｍの鋳鉄性ロールであり、８５０℃に
加熱した鋼板と接触することにより最大１５０ミクロン
の熱クラウンが生じる様にしてある。低温側のロール
は、上ロールに外径２３０ｍｍのゴムロールを、下ロー
ルに外径２５０ｍｍのロールを用いている。通電ロール
間隔は２．３ｍで１５０ｍｍ幅、０．４ｍｍ厚の冷延鋼
板（０．０６炭素）を使用し、通板速度を６〜６０ｍ／
ｍｉｎの範囲で実験を行った。実験では、平均圧下圧３
ｋｇ／ｍｍ２で、通電電流は、最大６０００〔Ａ〕を通
電した。
【００２２】その結果、鋼板板幅１ｍｍ当たりの通電電
流は、最大の２０〔Ａ〕を通じ、常温から１１００℃ま
での加熱する間のどの温度でもスパークの発生は無く、
安定した加熱が可能であるばかりでなく、均一に鋼板と
通電ロールが接触することから、板からのロールへの抜
熱もほぼ均等に行なわれ、ロール通過後の鋼板幅方向温
度分布も±５℃以内と良好であり、温度差による鋼板の
変形も全く起きなかった。従来のロールを用いた場合の
鋼板幅方向１ｍｍ当たりの電流密度１０〔Ａ／ｍｍ〕を
大きく超えることが確認できた。
流は、最大の２０〔Ａ〕を通じ、常温から１１００℃ま
での加熱する間のどの温度でもスパークの発生は無く、
安定した加熱が可能であるばかりでなく、均一に鋼板と
通電ロールが接触することから、板からのロールへの抜
熱もほぼ均等に行なわれ、ロール通過後の鋼板幅方向温
度分布も±５℃以内と良好であり、温度差による鋼板の
変形も全く起きなかった。従来のロールを用いた場合の
鋼板幅方向１ｍｍ当たりの電流密度１０〔Ａ／ｍｍ〕を
大きく超えることが確認できた。
【００２３】（実施例２）実施例１に使用した装置のロ
ールの両端近傍外径２００ｍ、胴長１００ｍｍバックア
ップロールに平均圧下力１ｋｇ／ｍｍ2 を加えた。その
結果、更に通電電流密度は流すことができ、４０〔Ａ／
ｍｍ〕までの通電が可能であった。
ールの両端近傍外径２００ｍ、胴長１００ｍｍバックア
ップロールに平均圧下力１ｋｇ／ｍｍ2 を加えた。その
結果、更に通電電流密度は流すことができ、４０〔Ａ／
ｍｍ〕までの通電が可能であった。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように薄シェルロールを使
用することにより通電ロールクラウン、板クラウンを薄
シェルロールに偏平させて押しつけ圧力を線でなく面圧
下接触して給電能を一定に保つとともにアークの発生を
防止する効果がある。更に、クラウンの大きな板エッジ
部もバックアップロールで押さえつけることが可能とな
る。
用することにより通電ロールクラウン、板クラウンを薄
シェルロールに偏平させて押しつけ圧力を線でなく面圧
下接触して給電能を一定に保つとともにアークの発生を
防止する効果がある。更に、クラウンの大きな板エッジ
部もバックアップロールで押さえつけることが可能とな
る。
【図１】本発明の側面説明図
【図２】本発明の押しつけロールの拡大説明図。
【図３】図２の進行方向横断面図
【図４】本発明の他バックアップロールの拡大説明図
【図５】通電ロール加熱装置の説明図
【図６】（Ａ）通電ロール低温側のロールの圧力分布 （Ｂ）通電ロール高温側のロールの圧力分布
１ 通電ロール（高温側） ２ 通電ロール（低温側） ３、２１、２２ ブスバー ４、２０ トランス ５、６、１０、２３、２４ 軸 ７ 薄シェルロール（押しつけロール） ８ ゴムロール ９ シェル １１ バックアップロール １２ 電力供給用ブラシ １３ 鏡板 １５、１６、１７、１８ ロール １９ 加熱装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 深沢 晴雄 兵庫県姫路市広畑区富士町１番地 新日 本製鐵株式会社 広畑製鐵所内 (56)参考文献 実開 昭64−26375（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C21D 1/40 C21D 9/62 101 H05B 3/00 335
Claims (2)
- 【請求項１】 被加熱体に接触し、これに通電し加熱す
る通電ロールを剛性の高いロールで構成し、該通電ロー
ルに対向して前記被加熱体を押圧する押しつけロールを
前記通電ロールより変形容易な金属薄シェルロールで構
成してなる通電ロール。 - 【請求項２】 被加熱体に接触し、これに通電し加熱す
る通電ロールを剛性の高いロールで構成し、該通電ロー
ルに対向して前記被加熱体を押圧する押しつけロールを
前記通電ロールより変形容易なロールで構成し、更に押
しつけロールの両端近傍に剛性の高い２個のバックアッ
プロールを設けてなる通電ロール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12111892A JP3217445B2 (ja) | 1992-04-16 | 1992-04-16 | 通電ロール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12111892A JP3217445B2 (ja) | 1992-04-16 | 1992-04-16 | 通電ロール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05295422A JPH05295422A (ja) | 1993-11-09 |
| JP3217445B2 true JP3217445B2 (ja) | 2001-10-09 |
Family
ID=14803335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12111892A Expired - Lifetime JP3217445B2 (ja) | 1992-04-16 | 1992-04-16 | 通電ロール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3217445B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102014111501B4 (de) * | 2014-08-12 | 2017-10-12 | Thyssenkrupp Ag | Warmumformvorrichtung und Verfahren zum Herstellen von pressgehärteten Formbauteilen aus Stahlblech |
-
1992
- 1992-04-16 JP JP12111892A patent/JP3217445B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05295422A (ja) | 1993-11-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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