JP3658186B2 - 鋼帯の押さえロール装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、竪型連続焼鈍炉等の熱処理炉において、上、下ハースロール間を複数パスで通板される鋼帯に水平方向の押し込み力を加えて鋼帯の走行を安定させる鋼帯の押さえロール装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、竪型連続焼鈍炉は、予熱帯、加熱帯、均熱帯、急冷帯、再加熱帯、過時効帯、最終冷却帯等の複数のゾーンから構成されるが、各ゾーンにおいて、図８〜図１０に示すように、上、下ハースロール５０、５１、５０ａ、５１ａ間を１パス又は複数パスで鋼帯５２、５２ａが通板されている。また、通板される鋼帯５２、５２ａには、そのオーバーシュート５３或いはフラッタリング５３ａを抑止し、鋼帯５２、５２ａの走行を安定させるために、鋼帯５２に水平方向の押し込み力を加える押さえロール５４又は鋼帯５２ａの表裏より水平方向の押し込み力を加えて鋼帯５２ａの振動の支点間距離を短くする押さえロール５４ｃが取付けられている。
【０００３】
ここで、オーバーシュート５３とは、上、下ハースロール５０、５１周縁で鋼帯５２が膨らみを生じる現象をいい、特に、鋼帯５２の走行方向に対して上、下ハースロール５０、５１の出側において顕著に生じる。一方、フラッタリング５３ａとは、鋼帯５２ａに吹き付けられるガス或いは鋼帯５２ａの張力変動により鋼帯５２ａがばたつく現象をいい、このオーバーシュート５３或いはフラッタリング５３ａが生じると、鋼帯５２、５２ａが冷却用ノズルボックス等の附帯装置に当接し、鋼帯５２、５２ａに疵が発生する。
【０００４】
図１０に示すように、従来、例えば、押さえロール５４の両端は移動台５５、５６に回転自在に支承されており、押さえロール５４の一端はユニバーサルジョイント５４ａによってロール回転モータ５４ｂに連動連結されている。
また、押さえロール５４を水平方向に移動するため、押さえロール５４の両端をそれぞれ回転自在に支承する移動台５５、５６は、それぞれスライドベース５７、５８に載置されている。各移動台５５、５６にはそれぞれ雌ねじ部５９、６０が設けられており、雌ねじ部５９、６０には一対の回転軸６２、６３の一端に設けた雄ねじ部６４、６５が螺合されている。一方、回転軸６２、６３の他端は、動力伝達ボックス６６、６７を介して、これらの回転軸６２、６３と直交する状態に配列された回転軸６８に連動連結されている。そして、回転軸６８にはロール移動モータ６９が連動連結されている。
【０００５】
上記した構成によって、ロール移動モータ６９を駆動すると、図８に示すように、押さえロール５４が鋼帯５２に向けて進出して鋼帯５２を押し込み、オーバーシュート５３を効果的に抑止することができる。また、図９に示すように、押さえロール５４ｃを上、下ハースロール５０ａ、５１ａ間に設置し、鋼帯５２ａの表裏よりそれぞれ押し込み、鋼帯５２ａの振動の支点間距離を短くすることで、フラッタリング５３ａを効果的に抑止することができる。この際、ロール移動モータ６９はその回転速度を可変としているので、鋼帯５２に当接する瞬間に押さえロール５４はソフトに鋼帯５２を押し込むことができ、疵の発生を無くすことができる。また、押さえロール５４ｃについて同様である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記した鋼帯の押さえロール装置は、未だ、以下の解決すべき課題を有していた。
即ち、従来の鋼帯の押さえロール装置は、各鋼帯５２ごとにロール移動モータ６９を設けるようにしていたので、多パスで鋼帯５２が通板されるゾーンに設置する場合に多大な設置スペースを必要とすることになり、現実的に設置が不可能であった。従って、このようなロール移動モータ６９を具備する従来の押さえロール装置は、一般に、単一パスによる鋼帯５２の通板のみを行うゾーンに用いられていた。
【０００７】
なお、ロール移動モータ６９に代えて、空圧シリンダ等を用い、移動台５５、５６を直接移動するようにすれば、設置スペースが少なくてすみ、多パスで鋼帯５２を通板するゾーンへも適用可能と考えられるが、この場合、押さえロール５４の押し込み速度を変えることができないため、押さえロール５４を鋼帯５２にソフトに当接することができず、鋼帯５２に疵を発生させるおそれがある。また、押さえロール５４が鋼帯５２にソフトに当接することができないと、当接の瞬間、鋼帯５２の張力変動を生じ、鋼帯５２の安定的な通板ができない。
【０００８】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、全体構成をコンパクトにすることによって多パスで通板する熱処理炉においても用いることができ、かつ、押さえロールによる鋼帯への疵の発生及び鋼帯の張力変動をなくすことができる鋼帯の押さえロール装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う請求項１記載の鋼帯の押さえロール装置は、上、下ハースロール間で鋼帯を２パス以上通板させる熱処理炉内で、前記鋼帯に水平方向の押し込み力を加えて前記鋼帯の走行を安定させる鋼帯の押さえロール装置において、
前記上、下ハースロール間をなす同一の高さ位置で、前記鋼帯に近接した状態で平行間隔をあけて並設される複数の押さえロールと、
前記複数の押さえロールをそれぞれ回転する複数のロール回転モータと、
前記押さえロールの両端側に設けられ、前記押さえロールの軸線と直交する方向に配設された長尺のスライドベースと、
前記スライドベース上に摺動自在に載置され、前記複数の押さえロールの両端をそれぞれ回転自在に支承すると共に、同一方向又は交互に逆ねじを切った雌ねじ部を有する雌めじブロックを底部に取付けた移動台と、
前記押さえロールの軸線と直交する方向に軸線を有し、該軸線方向に間隔をあけて同一方向又は交互に逆ねじを切った複数の雄ねじ部を有し、該雄ねじ部がそれぞれ対応する前記複数の移動台の底部に取付けた前記雌めじブロックの雌ねじ部に螺合される回転軸と、
前記押さえロールの両端側に設けられた前記回転軸を一体的に回転して、前記移動台に載置された前記押さえロールを所定方向に移動するロール移動モータと、
前記ロール移動モータに接続され、該ロール移動モータの駆動を制御し、前記押さえロールの移動量を調整可能とする回転数検出手段とを具備する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
【００１２】
（第１の実施の形態）
以下、図１及び図２を参照して、第１の実施の形態に係る鋼帯の押さえロール装置Ａの構成について説明する。なお、本実施の形態に係る鋼帯の押さえロール装置Ａは、鋼帯１２に生じるオーバーシュート１５、１６とフラッタリング１５ａ、１６ａの両方を抑止することができる。
図１に示すように、熱処理炉内において、上、下ハースロール１０、１１間で鋼帯１２が６パスで通板されている。なお、パスの数は２パス以上であれば、本発明に係る鋼帯の押さえロール装置Ａを適用できる。
【００１３】
図１に示すように、上、下ハースロール１０、１１間をなす同一の高さ位置で、上、下方向に間隔をあけて、２組の押さえロール群が配置されている。図１及び図２に示すように、各押さえロール群を構成する複数の押さえロール１３、１４は、それぞれ、鋼帯１２に近接した状態で並設されている。そして、図１及び図２に示すように、押さえロール１３を矢印ａで示すように相互に接近する方向に移動して鋼帯１２を押し込むことによって上方のオーバーシュート１５の発生を抑止することができると共に、押さえロール１４を矢印ｂで示すように相互に離隔する方向に移動して鋼帯１２を押し込むことによって下方のオーバーシュート１６の発生を抑止することができる。
また、本実施の形態では、図１に示すように、押さえロール１３、１４は、それぞれ、鋼帯１２の支点になっており、鋼帯１２の振動の支点間距離を短くしてフラッタリング１５ａ、１６ａの発生を防止している。
【００１４】
図２に示すように、平行間隔をあけて並列状態にある複数の押さえロール１３の両端側には、押さえロール１３の軸線と直交する方向に、それぞれ、長尺のスライドベース１７、１８が配設されており、これらは図示しない構造物の一部に固定されている。
【００１５】
スライドベース１７、１８上であって、各押さえロール１３の両端と交差する個所には、それぞれ、移動台１９、２０が、押さえロール１３の軸線と直交する方向に摺動自在に載置されている。そして、移動台１９、２０の軸受部によって、押さえロール１３の両端がそれぞれ回転自在に支承されている。なお、鋼帯の押さえロール装置Ａは熱処理炉内に適用されるものであるため、軸受部と図示しない炉体との接続のため、押さえロール１３の両端にはジャバラ１３ａ、１３ｂが装着され、一方が軸受側に他方は炉体側に接続されている。
【００１６】
スライドベース１７、１８の中央部には、それぞれ、軸線方向に間隔をあけて交互に逆ねじ（左ねじ、右ねじ）を切った複数の雄ねじ部を有する回転軸２１、２２が配設されている。なお、本実施の形態では、回転軸２１、２２は、それぞれ中央部に雄ねじ部を有する複数の雄ねじ杆２３、２４をカップリング２５、２６によって連結することによって構成されている。
【００１７】
一方、各移動台１９、２０の底部には、上記した回転軸２１、２２の雄ねじ部と螺合する雌ねじ部を有する雌ねじブロック２７、２８がそれぞれ取付けられている。ここで、雌ねじ部も、雌ねじ部と螺合される雄ねじ部のねじ切り方向に対応して、交互に逆ねじ（左ねじ、右ねじ）が切られている。
回転軸２１、２２の一端は、動力伝達ボックス２９、３０を介して、これらの回転軸２１、２２と直交する状態に配列された回転軸３１に連動連結されている。そして、回転軸３１にはロール移動モータ３２が連動連結されている。
【００１８】
かかる構成によって、単一のロール移動モータ３２を駆動することによって、回転軸３１を介して回転軸２１、２２を一体的に回転することができる。そして、回転軸２１、２２が回転すると、各雄ねじ杆２３、２４に設けた雄ねじ部は対応する移動台１９、２０の底部に設けた雌ねじブロック２７、２８の雌ねじ部に螺合し、しかも、螺合関係は交互に逆ねじになっているので、移動台１９、２０及び移動台１９、２０に架設状態に載置されている押さえロール１３は、一対ごとに、矢印ａで示す相互に接近する方向に一体的に移動することになる。
【００１９】
また、図２に示すように、各移動台１９の後方であって押さえロール１３の軸線の延長線上にはロール回転モータ３３が配設されており、その出力軸は、押さえロール１３の一端に、ユニバーサルジョイント３４を介して連動連結されている。なお、ロール回転モータ３３は、図示しないが、構造物の一部に固定されている。
かかる構成によって、各ロール回転モータ３３を駆動することによって、対応する押さえロール１３を軸線回りに回転することができる。また、ユニバーサルジョイント３４でロール回転モータ３３と押さえロール１３を連動連結しているので、スライドベース１７、１８に沿って押さえロール１３、１４が若干移動した場合であっても、回転力を押さえロール１３に確実に伝達することができる。
【００２０】
また、図示しないが、複数の押さえロール１３の下方に配置される複数の押さえロール１４も、押さえロール１３に押し込み力を付与するため用いた図２の装置構成と同一の装置構成によって鋼帯１２への押し込み力が付与される。
しかし、この場合は、単一のロール移動モータ３２を駆動することによって、回転軸３１を介して回転軸２１、２２を一体的に回転すると、移動台１９、２０及び移動台１９、２０に架設状態に載置されている押さえロール１４は、一対ごとに、矢印ｂ（図１参照）で示す相互に離隔する方向に一体的に移動することになる。
【００２１】
また、図２に示すように、ロール移動モータ３２には回転数検出手段の一例であるロータリエンコーダ３５が接続されており、ロータリエンコーダ３５の検出値に基づいて、制御装置３６は、ロール移動モータ３２の駆動を制御し、押さえロール１３、１４の移動量を的確に調整することができる。
【００２２】
次に、上記した構成を有する鋼帯の押さえロール装置Ａの作動について、図１及び図２を参照して説明する。
押さえロール１３、１４と対応するロール移動モータ３２をそれぞれ駆動し、雄ねじ杆２３、２４に設けた雄ねじ部と、移動台１９、２０に設けた雌ねじ部の交互にねじ切り方向を異ならせた螺合関係を用いて、押さえロール１３、１４を、図１に示すように、それぞれ、矢印ａ及び矢印ｂの方向に進出して、通板中の鋼帯１２に当接させる。この際、押さえロール１３、１４の移動速度は、ロール移動モータ３２の回転数を的確に制御することによって、図３に示すように、鋼帯１２に接近する直前までは高速度（例えば、１８ｍｍ／ｓｅｃ）で移動し、当接させる際には低速度（例えば、３ｍｍ／ｓｅｃ）で移動するようにしている。
【００２３】
これによって、鋼帯の押さえロール装置Ａをコンパクトな構成に保持しながら、鋼板１２の上方及び下方に発生するおそれのあるオーバーシュート１５、１６及びフラッタリング１５ａ、１６ａの発生を効果的に防止することができると共に、押さえロール１３、１４の押し込みをソフトに行うことができるので、鋼帯１２への疵の発生も防止できる。また、押さえロール１３、１４の押し込みをソフトにすることで、鋼帯１２の張力変動も少なく、安定通板が可能となる。
【００２４】
また、本実施の形態では、上記したロール移動モータ３２の駆動に同期して、ロール回転モータ３３を駆動し、対応する押さえロール１３、１４を、その軸線回りに回転するようにしている。この際、図３に示すように、押さえロール１３、１４を当初は低周速度（例えば、５０ｍｐｍ）で回転すると共に、鋼帯１２に近接した位置で周速度を鋼帯１２の通板速度まで高めることができる。従って、この面からも疵のない鋼帯１２を得ることができる。
【００２５】
また、ロータリエンコーダ３５の検出値に基づいて、制御装置３６は、ロール移動モータ３２の駆動を制御し、押さえロール１３、１４の移動量を的確に調整することができ、この面からも、上、下のオーバーシュート１５、１６及びフラッタリング１５ａ、１６ａの発生を効果的に防止することができる。
【００２６】
図４に、上記した実施の形態に係る鋼帯の押さえロール装置Ａの変形例に係る鋼帯の押さえロール装置Ａ１の構成を示す。
図示するように、本変形例は、複数の押さえロール３７、３８、３９が 上、下ハースロール１０、１１の近傍及び中間部に配設されており、それぞれ、全体として、同一方向に移動可能に配列されると共に、上、下押さえロール３７、３８の移動方向（矢印ｃ、ｄ）は、上、下ハースロール１０、１１出側のオーバーシュートを抑止する方向であり、中間押さえロール３９の移動方向（矢印ｅ）は、上、下押さえロール３７、３８の移動方向（矢印ｃ、ｄ）と逆にしたことを特徴とする。かかる構成によっても、鋼帯１２の上、下オーバーシュート及びフラッタリングの発生を効果的に防止することができる。
【００２７】
なお、上押さえロール３７を同一方向の移動をさせる機構としては、スライドベースの中央部に、それぞれ、軸線方向に間隔をあけて同一方向にねじを切った複数の雄ねじ部を有する回転軸を配設すると共に、各移動台の底部に、上記した回転軸の雄ねじ部と螺合する雌ねじ部を有する雌ねじブロックを取付け、雌ねじ部と螺合される雄ねじ部のねじ切り方向に対応して、同一方向にねじを切る構成とすればよい。
【００２８】
かかる構成によって、単一のロール移動モータを駆動することによって、回転軸を介して回転軸を一体的に回転すると、各雄ねじ杆に設けた雄ねじ部は対応する移動台の底部に設けた雌ねじブロックの雌ねじ部に螺合し、しかも、螺合関係は同一方向ねじになっているので、移動台及び移動台に架設状態に載置されている押さえロール３７は、全て、矢印ｃで示す同一方向に一体的に移動することになる。一方、同様にして、下押さえロール３８及び中間押さえロール３９も同一方向（矢印ｄ、ｅ）に一体的に移動することができる。
【００２９】
（第２の実施の形態）
以下、図５を参照して、第２の実施の形態に係る鋼帯の押さえロール装置Ａ２の構成について説明する。なお、本実施の形態に係る鋼帯の押さえロール装置Ａ２は、鋼帯１２に生じるオーバーシュートのみを抑止することができる。
図示するように、本実施の形態では、複数の上、下押さえロール４０、４１が上、下ハースロール１０、１１の近傍に配設されており、それぞれ、全体として、同一方向（矢印ｆ、ｇ）に移動可能に配列されると共に、上、下押さえロール４０、４１の移動方向（矢印ｆ、ｇ）も同一としている。つまり、上、下ハースロール１０、１１出側のオーバーシュートを抑止する方向に上、下押さえロール４０、４１を移動させることによっても、鋼帯１２の上、下オーバーシュートの発生を効果的に防止することができる。
【００３０】
（第３の実施の形態）
以下、図６及び図７を参照して、第３の実施の形態に係る鋼帯の押さえロール装置Ａ３、Ａ４の構成について説明する。なお、本実施の形態に係る鋼帯の押さえロール装置Ａ３、Ａ４は、鋼帯１２に生じるフラッタリングを抑止することができる。
【００３１】
図６に示すように、複数の上、下押さえロール４２、４３が上、下ハースロール１０、１１の中間部に配設されており、それぞれ、全体として、同一方向（矢印ｈ、ｉ）に移動可能に配列されると共に、上、下押さえロール４２、４３の移動方向（矢印ｈ、ｉ）は逆方向としている。かかる構成によっても、鋼帯１２の表裏より上、下押さえロール４２、４３を押し込むことにより、振動の支点間距離を短くすることができ、鋼帯１２のフラッタリングの発生を効果的に防止することができる。
【００３２】
図７に示すように、複数の押さえロール４２、４３を交互に逆方向（矢印ｈ、ｉ）に移動可能に構成している。かかる構成によっても、鋼帯１２の表裏より上、下押さえロール４２、４３を押し込むことにより、振動の支点間距離を短くすることができ、鋼帯１２のフラッタリングの発生を効果的に防止することができる。
【００３３】
以上、本発明を、幾つかの実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
【００３４】
【発明の効果】
請求項１記載の鋼帯の押さえロール装置においては、単一のロール移動モータを駆動し、回転軸に設けた複数の雄ねじ部と移動台に設けた雌ねじ部の螺合関係を用いて、複数の押さえロールを全て鋼帯に向けて進出して当接させることができるので、コンパクトな構成とすることによって省スペース化を図りながら、オーバーシュート或いはフラッタリングの発生を効果的に防止することができると共に、ロール移動モータは回転数を変えることができるので、押さえロールの押し込みをソフトに行うことができ、鋼帯への疵の発生も防止できる。
【００３５】
また、この鋼帯の押さえロール装置においては、回転検出手段の検出値に基づいてロール移動モータの駆動を制御し、押さえロールの移動量を的確に調整することができ、この面からも、オーバーシュート或いはフラッタリングの発生を効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る鋼帯の押さえロール装置が適用される多パスで鋼帯が通板される熱処理炉の１ゾーン内を示す正面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る鋼帯の押さえロール装置の一部を示す斜視図である。
【図３】ロール移動モータ及びロール回転モータの回転数制御パターンを示すグラフである。
【図４】本発明の第１の実施の形態の変形例に係る鋼帯の押さえロール装置の概念的構成説明図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る鋼帯の押さえロール装置の概念的構成説明図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る鋼帯の押さえロール装置の概念的構成説明図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係る鋼帯の押さえロール装置の概念的構成説明図である。
【図８】１パスで鋼帯が通板される熱処理炉の１ゾーン内を示す正面図である。
【図９】１パスで鋼帯が通板される熱処理炉の１ゾーン内を示す正面図である。
【図１０】従来の鋼帯の押さえロール装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
Ａ 鋼帯の押さえロール装置 Ａ１ 鋼帯の押さえロール装置
Ａ２ 鋼帯の押さえロール装置 Ａ３ 鋼帯の押さえロール装置
Ａ４ 鋼帯の押さえロール装置 ａ 矢印
ｂ 矢印 ｃ 矢印
ｄ 矢印 ｅ 矢印
ｆ 矢印 ｇ 矢印
ｈ 矢印 ｉ 矢印
１０ 上ハースロール １１ 下ハースロール
１２ 鋼帯 １３ 押さえロール
１３ａ ジャバラ １３ｂ ジャバラ
１４ 押さえロール １５ オーバーシュート
１５ａ フラッタリング １６ オーバーシュート
１６ａ フラッタリング １７ スライドベース
１８ スライドベース １９ 移動台
２０ 移動台 ２１ 回転軸
２２ 回転軸 ２３ 雄ねじ杆
２４ 雄ねじ杆 ２５ カップリング
２６ カップリング ２７ 雌ねじブロック
２８ 雌ねじブロック ２９ 動力伝達ボックス
３０ 動力伝達ボックス ３１ 回転軸
３２ ロール移動モータ ３３ ロール回転モータ
３４ ユニバーサルジョイント ３５ ロータリエンコーダ
３６ 制御装置 ３７ 上押さえロール
３８ 下押さえロール ３９ 中間押さえロール
４０ 上押さえロール ４１ 下押さえロール
４２ 押さえロール ４３ 押さえロール

Claims (1)

1. 上、下ハースロール間で鋼帯を２パス以上通板させる熱処理炉内で、前記鋼帯に水平方向の押し込み力を加えて前記鋼帯の走行を安定させる鋼帯の押さえロール装置において、
   前記上、下ハースロール間をなす同一の高さ位置で、前記鋼帯に近接した状態で平行間隔をあけて並設される複数の押さえロールと、
   前記複数の押さえロールをそれぞれ回転する複数のロール回転モータと、
   前記押さえロールの両端側に設けられ、前記押さえロールの軸線と直交する方向に配設された長尺のスライドベースと、
   前記スライドベース上に摺動自在に載置され、前記複数の押さえロールの両端をそれぞれ回転自在に支承すると共に、同一方向又は交互に逆ねじを切った雌ねじ部を有する雌めじブロックを底部に取付けた移動台と、
   前記押さえロールの軸線と直交する方向に軸線を有し、該軸線方向に間隔をあけて同一方向又は交互に逆ねじを切った複数の雄ねじ部を有し、該雄ねじ部がそれぞれ対応する前記複数の移動台の底部に取付けた前記雌めじブロックの雌ねじ部に螺合される回転軸と、
   前記押さえロールの両端側に設けられた前記回転軸を一体的に回転して、前記移動台に載置された前記押さえロールを所定方向に移動するロール移動モータと、
   前記ロール移動モータに接続され、該ロール移動モータの駆動を制御し、前記押さえロールの移動量を調整可能とする回転数検出手段とを具備する鋼帯の押さえロール装置。

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