JP4103350B2

JP4103350B2 - 金属帯の歪導入装置

Info

Publication number: JP4103350B2
Application number: JP2001200500A
Authority: JP
Inventors: 健嗣松田; 俊英三宅; 典久岡田
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2001-07-02
Filing date: 2001-07-02
Publication date: 2008-06-18
Anticipated expiration: 2021-07-02
Also published as: JP2003013140A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、金属帯に局所的に歪みを導入する用途に適合する、歪み導入装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
方向性けい素鋼板は、所定の成分組成に調製された熱延板に、１回又は中間焼鈍を挟む２回以上の冷間圧延を施し、次いで脱炭焼鈍後、焼鈍分離剤を塗布・乾燥させてから、巻取り張力の付与下にコイル状に巻取り、その後、所定の雰囲気ガス中で仕上焼鈍することによって製造されるのが通例である。
【０００３】
上記の仕上焼鈍では、コイルを、その巻取軸がコイル受け台の上面に対して垂直となるように焼鈍炉内に配置し、高温・長時間で処理することから、コイル受け台と接する側のコイル端部には「側歪」と呼ばれる歪が発生する。この現象は、厚みが０．３０ｍｍ以下の薄物材に多く、また、Ｂｉを含有する鋼ではとりわけ顕著である。かかるコイル側縁部の歪は、方向性けい素鋼板が積層されて使用されることから、磁気特性及び加工性の両面で大きな障害となる。したがって、このような鋼板側緑部の歪は極力低減する必要がある。
【０００４】
従来、かかるコイル側縁部の歪の軽減策として、例えば特開昭５５−１１０７２１号公報には、ボックス焼鈍の前に塗布する焼純分離剤の量をコイル側緑部で増大させることによって、側緑部の変形を少なくする方法が提案されている。
【０００５】
その他、特開昭５８−６１２３１号公報には、コイル受け台上に、焼鈍される鋼板コイルと同じ材質の敷板を置き、その上に鋼板コイルを配置して、鋼板コイルの下端部における歪発生を防止する方法が、特開昭６２−５６５２６号公報には、コイルとコイル受け台との間に該コイルよりも固く巻いたフープコイルを設置する方法が、特開平２−９７６２２号公報には、コイル端面の焼鈍前の結晶粒度を１５μｍ以上とすることによって、盃の発生を防止する方法が、そして特開平５−１７９３５３号公報には、コイルとコイル受け台との間に、０．２ｗｔ％以上のＣを含有し、かつ変態点を有する鋼材を敷板として介挿させた状態で高温仕上焼鈍を行う方法が、それぞれ提案されている。
【０００６】
また、特公昭５９−１４５２２号公報には、鋼帯の一端部の任意幅を残りの幅と異なる熱的処理を行って、相対的塑性変形を生じさせ、鋼帯の長さの相違により相対的に強い張力で巻き取る方法が提案されている。
【０００７】
しかしながら、上記した各技術においては、以下に示す諸々の問題があった。まず、特開昭５５−１１０７２１号公報では、コイル側縁部の焼純分離剤の量が多いと、この端部の磁気特性の劣化を招き易いことが問題になる。また、焼純分離剤の量が多いと、製品に被膜欠陥が出易くなってしまう傾向もあった。
【０００８】
特開昭５８−６１２３１号公報では、被処理材がけい素網の場合には敷板の材質もＳｉ鋼となるが、Ｓｉ鋼をはじめとするフェライト鋼は高温での熱間強度が非常に低く、そのため高温での仕上焼鈍時にコイル端面が敷板に食い込み易いことから、コイルが敷板に拘束されることになる。このため、コイルと敷板が別々に動いた場合に、やはり歪が発生することになる。
【０００９】
特開昭６２−５６５２６号公報の技術は、有効であるが、フープコイルはわずか数回の焼鈍で座屈するため、頻繁な取り替えを必要とし、コストの上昇が著しいことと、焼鈍中フープコイルの座屈が起こると製品コイルに大きな歪が発生するという問題があった。
【００１０】
特開平２−９７６２２号公報の技術は、コイル下端面の座屈歪を軽減することはできるけれども、コイル端部の磁気特性を著しく劣化させてしまうという問題があった。
【００１１】
特開平５−１７９３５３号公報によれば、歪低減効果が得られるが、高温で二次再結晶を起こさせる成分設計（例えばＡｌ系等）の鋼コイルに適用した場合に、あまり有効とはいえなかった。
【００１２】
そして、特公昭５９−１４５２２号公報では、幅方向の巻き取り張力を変化させると、コイルの巻き取りが難しく、筍状にコイルが巻かれてしまう。このような形状のコイルは、その巻き取り軸を垂直にして焼鈍炉内に設置する通常の方法では、コイル端部が平面になっていないため、コイル端部の一部が折れ曲がるという問題が発生する。また、コイル内の張力差は、最終仕上焼鈍中でほぼ消滅するため、実際には歪の低減効果が得られないことが問題であった。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
以上の従来技術では、いずれも歪みの低減を十分に図ることが難しいため、更なる方策の提示が求められていたところ、出願人は、特開２０００−３８６１６号公報にて、コイル受け台と接触する側の脱炭焼鈍板の端部に０．０５〜４％の予歪を加えることにより、側歪の少ない方向性けい素鋼板を製造する方法について提案した。
【００１４】
この方法は、方向性けい素鋼板の側歪を低減するのに極めて有効であるが、脱炭焼鈍板の端部に０．０５〜４％の予歪を加える処理を工業的規模において効率良く行うことが難しく、該処理を実施するためには、その装置の実機化が必須であった。
【００１５】
従って、この発明の目的は、鋼板などの金属帯に対して局所的な歪みを連続して付与する処理に好適な、歪導入装置を提供しようとするものである。
【００１６】
とりわけ、この発明は、含けい素鋼スラブを熱間圧延した後、一回又は中間焼鈍を挟む２回以上の冷間圧延を施し、次いで脱炭焼鈍後、焼鈍分離剤を塗布してから、コイルに巻き取り仕上焼鈍を施す一連の工程からなる方向性けい素鋼板の製造方法において、上記仕上焼鈍に先立って、仕上焼鈍炉のコイル受け台と接する側のコイル端部に局所的な歪を付与し、該コイル端部をコイル幅方向中央部と同時期又はより早い時期に仕上焼鈍で二次再結晶させ、側歪の少ない方向性けい素鋼の製造を実現するための歪導入装置を提供しようとするものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
すなわち、この発明の要旨構成は、次のとおりである。
（１）連続して搬送される金属帯にローラを押し付けて該金属帯に歪を局所的に導入する装置であって、中間部の支点を中心に傾動可能に設けたアームの一端に、歪導入ローラおよびこのローラを金属帯に押付けるための押圧用ウェイトを取付けると共に、該アームの他端にバランス用ウェイトを取付けて成る金属帯の歪導入装置。
【００１８】
（２）上記（１）において、歪導入ローラにより金属帯が押圧される位置の、金属帯の搬送路を挟んで歪導入ローラーと対向する側に、金属帯を支持するバックアップロールを配置した金属帯の歪導入装置。
【００１９】
（３）上記（１）または（２）において、さらに金属帯の幅方向端部を検出するセンサと、歪導入ローラを金属帯幅方向に移動する駆動手段と、歪導入ローラを金属帯の幅方向端部を基準とした所定の位置に保持する制御手段とを有する金属帯の歪導入装置。
【００２０】
（４）上記（１）ないし（３）のいずれかにおいて、アームを駆動させて歪導入ローラを金属帯から退避させる手段を有する金属帯の歪導入装置。
【００２１】
（５）上記（１）ないし（４）のいずれかにおいて、押圧用ウェイトをアーム上で移動して、歪導入ローラーの金属帯に対する押し付け力を調節可能とした金属帯の歪導入装置。
【００２２】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の歪導入装置について、図１および２に基づいて詳しく説明する。
この歪導入装置は、連続して搬送される金属帯例えば鋼板１の搬送ラインＰに沿って延びる、傾動可能のアーム２を、該搬送ラインＰの上側に配設し、このアーム２の中間部の傾動支点Ｏを中心として、その一端に歪導入ローラ３および押圧用ウェイト４を取付けると共に、他端にバランス用ウェイト５を取付けて成るものである。すなわち、傾動支点Ｏを中心として傾動するアーム２は、押圧用ウェイト４による下向き荷重によって、その一端側が下向きに傾動されて歪導入ローラ３が搬送ラインＰ、つまり鋼板１側に押付けられる結果、歪導入ローラ３による歪みの導入が達成される。
【００２３】
一方、アーム２を駆動させて一端側の歪導入ローラ３を鋼板１から退避させるには、例えばエアシリンダ６によってアーム２他端側を押し下げればよく、その際、エアシリンダ６による圧下力をショックダンパ７で吸収することが好ましい。
【００２４】
ここで、鋼板１に歪を与える際の荷重は、歪導入ローラ３上部の押圧用ウェイト４の重量を増減させることにより、種々に変化させることができる。すなわち、押圧用ウェイト４の重量を増減させるには、図１に示すように、押圧用ウェイト４のアーム２上の位置を、例えば電機モータ、空圧シリンダ等のアクチュエータ８を介して、調節することによって、歪導入ローラ３にかかる荷重を迅速かつ正確に調整することができる。押圧用ウェイト４の重量を増減させる方法としては、この他にも、押圧用ウェイトそのものを交換させる方法等、特に限定する必要はない。
【００２５】
押圧用ウェイト４の重量を調整することにより、必要となる荷重を歪導入ローラ２から鋼板１押圧部に与えることができ、例えば０〜４９０Ｎ等の任意の範囲で荷重を変化させることにより、最適な歪を与えることができる。調整方法としては、押圧用ウェイトそのものを交換させる方法等限定されないが、好ましくは図示のように、押圧用ウェイトを電機モータ、空圧シリンダ等のアクチュエータによりアーム上の任意の位置に移動させることにより、迅速に荷重変更、および荷重の微調整を行うことができる。
【００２６】
また、歪導入ローラ３の形状や材質を変化させることができるように、歪導入ローラ３の傾動支点Ｏを挟んで対向する側にバランス用ウェイト５を配設し、歪導入ローラ３の重量が変化した際にバランス用ウェイト５の重量を調節することによって、歪導入ローラ３にかかる荷重を常に一定に維持することができる。
【００２７】
特に、電磁鋼板の場合、素材中のＳｉ量等により大きく硬度が変化するため、歪導入ローラ３の材質を素材に合わせて変化させる必要がある。また、ローラの形状自体も成分や板厚等の素材の状況に応じて、線状ローラ、点状ローラ、歯車状ローラ等に適宜交換して用いる必要がある。このローラ材質やローラ形状に伴いローラ質量も変化するため、ローラ交換を行った場合は、適量の荷重を与える押圧用ウェイト４の質量がローラ重量変化に依存しないように、バランス用ウェイト５を用いることが有利である。なぜなら、ローラ重量が変化した場合に、新たに押圧用ウェイト４と付与荷重の関係とを調査することなく、バランス用ウェイト５の質量のみを変更することによって、ローラによる鋼板押圧部に正確な荷重を与えることができる。さらに、いかなる質量のローラに変更した場合にあっても、押圧用ウェイト４で与える押圧荷重範囲が変化することがないため、常に適正範囲の荷重を与えることができる。
【００２８】
なお、鋼板１に歪導入ローラ３によって歪を与える際、歪導入ローラ３により鋼板１が押圧される位置の、搬送ラインＰを挟んで歪導入ローラー３と対向する側に、鋼板１を支持するバックアップロール９を配置することが、鋼板に一定の荷重そして歪を与える上で好ましい。
【００２９】
また、種々の鋼板幅に対応し、鋼板１の端部からの歪導入ローラの位置を調節するために、図２に図１のII-II線断面を部分的に示すように、歪導入ローラ３をボールねじ付リニアガイド10上に取付け、サーボモータ11にてリニアガイド10を駆動することにより、歪導入ローラ３を鋼板１の幅方向に水平移動できる構造とした。
【００３０】
さらに、鋼板１の蛇行に追従し、常に鋼板１端部から一定の位置に歪を導入できるように、鋼板１端部をエッジ検出センサ13で検出し、その検出値を制御盤15に入力し、ここで設定位置との比較検討を行ったのち、その結果に基づく修正値をサーボモータ11に指令として与えることによって、歪導入ローラ３を最適位置に移動することができる。
【００３１】
なお、符号12は、エッジ検出センサ13の誤検知時に装置と鋼板が干渉したり、歪導入ローラ３が鋼板の存在しないところで圧下動作を行うことを防ぐための板有検出センサーである。また、板有検出センサー12は、歪導入ローラ３がオフライン位置から鋼板１端部まで幅方向に移動する際、まず、この板有検出センサー12で鋼板１を検出し、一旦、そこで鋼板１を減速させて低速下でエッジ検出センサ13にて鋼板１の端部を検出させる、減速ポイントを兼ねている。
【００３２】
また、鋼板の溶接点信号および搬送ライン信号16を上記制御盤15に取り込みソレノイドバルブ14に指令を出して、上記したエアシリンダ６で圧下することによって歪導入ローラ３を跳ね上げ、歪導入ローラ３と鋼板１溶接点との干渉を回避し、ローラ３の寿命を延長させることができる。
【００３３】
ちなみに、図１および２に示した、この発明の歪導入装置を、一方向性けい素鋼板の側歪の低減処理に用いたところ、側歪を確実に軽減することができた。すなわち、脱炭焼鈍後のけい素鋼板の端部から中央側10mmの位置に、歪導入ローラ３を配置して98Ｎの荷重で予歪を与えた場合の、最終焼鈍後の側歪量平均値を、従来の予歪を与えない場合と比較して図３に示す。従来の予歪を与えない場合は30〜50mmの側歪量であったが、予歪を与えた場合は全ての板厚において側歪量を20mm以下とすることができた。
【００３４】
【発明の効果】
この発明によれば、鋼板などの金属帯に対して局所的な歪みを連続して付与する処理に好適な、歪導入装置を提供することができる。特に、この装置を方向性けい素鋼板の側歪の軽減処理に用いることによって、最終焼鈍時に発生する側歪を大幅に低減することができるため、耳切り代が削減されて歩留りの大幅な向上が達成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の歪導入装置の構成を示す図である。
【図２】図１におけるII−II線に沿う部分断面図である。
【図３】この発明の歪導入装置によるけい素鋼板の側歪最低減効果を示すグラフである。
【符号の説明】
１鋼板
２アーム
３歪導入ローラ
４押圧用ウェイト
５バランス用ウェイト

Claims

連続して搬送される金属帯にローラを押し付けて該金属帯に歪を局所的に導入する装置であって、中間部の支点を中心に傾動可能に設けたアームの一端に、歪導入ローラおよびこのローラを金属帯に押付けるための押圧用ウェイトを取付けると共に、該アームの他端にバランス用ウェイトを取付けて成る金属帯の歪導入装置。
請求項１において、歪導入ローラにより金属帯が押圧される位置の、金属帯の搬送路を挟んで歪導入ローラーと対向する側に、金属帯を支持するバックアップロールを配置した金属帯の歪導入装置。
請求項１または２において、さらに金属帯の幅方向端部を検出するセンサと、歪導入ローラを金属帯幅方向に移動する駆動手段と、歪導入ローラを金属帯の幅方向端部を基準とした所定の位置に保持する制御手段とを有する金属帯の歪導入装置。
請求項１ないし３のいずれかにおいて、アームを駆動させて歪導入ローラを金属帯から退避させる手段を有する金属帯の歪導入装置。
請求項１ないし４のいずれかにおいて、押圧用ウェイトをアーム上で移動して、歪導入ローラーの金属帯に対する押し付け力を調節可能とした金属帯の歪導入装置。