JP4635355B2 - ストリップ連続処理炉のシールロールの挟圧力制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は連続的に供給される金属ストリップに対して光輝焼鈍等の処理を行うストリップ連続処理炉において、上記金属ストリップを表裏から挟圧して、炉内雰囲気を外気からシールするシールロールの、挟圧力を適正に制御する挟圧力制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ストリップ連続処理炉においては、金属ロールの外周を一定厚のゴム層で被覆した１対のシールロールを炉の入口や出口に設けて、これらシールロールで金属ストリップの表裏を挟持することにより、連続的に炉内を通過する金属ストリップ周囲の気密性を炉入口と炉出口で保って、還元性雰囲気の炉内を外気と遮断するようにしている。
【０００３】
このようなストリップ連続処理炉で、炉内を通過する金属ストリップに適度な張力を付与するために、金属ストリップを引き出す一定回転の引き出しロールを炉の出口側に設けるとともに、炉の入口側には金属ストリップの張力が所定値になるように回転制御される送り込みロールを設けたものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のストリップ連続処理炉において、炉内雰囲気を効果的に外気と遮断するためにシールロールの挟圧力は可及的に大きくされるが、低張力材よりなる金属ストリップを処理する場合にその張力を小さくしようとして送り込みロールの回転数を引き出しロールの回転数に近づけても、金属ストリップを挟圧するシールロール部での機械的摩擦力が大きいために炉内の金属ストリップの張力を必要値まで低下させることができないという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明はこのような課題を解決するもので、低張力材の金属ストリップに対してその張力を適正に付与することができるストリップ連続処理炉のシールロールの挟圧力制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本第１発明では、少なくとも炉（１）の入口に設けられ、金属ストリップ（ＳＴ）をその表裏から挟圧して炉内の気密性を維持する、挟圧力変更可能なシールロール（２Ａ，２Ｂ）と、炉（１）の入口側に設けられて金属ストリップ（ＳＴ）を連続的に炉内に送り込む送り込みロール（３Ａ，３Ｂ）と、炉（１）の出口側に設けられて金属ストリップ（ＳＴ）を炉内から連続的に引き出す定回転の引き出しロール（５Ａ，５Ｂ）と、送り込みロール（３Ａ，３Ｂ）の回転を制御して、炉内を通過する金属ストリップ（ＳＴ）の張力を適正に維持する張力制御手段（６１）と、送り込みロール（３Ａ，３Ｂ）とシールロール（２Ａ，２Ｂ）との間で金属ストリップ（ＳＴ）の張力を検出する張力検出手段（４１）と、張力検出手段（４１）で検出される張力が下限値に至った時にシールロール（２Ａ，２Ｂ）の挟圧力を低下させる挟圧力制御手段（６２）とを具備している。
【０００７】
本第１発明において、シールロール部における機械的摩擦力が大きいと、低張力材の金属ストリップを処理すべく張力制御手段の設定張力を小さくしても、引き出しロールにより引き出される金属ストリップの実際の張力は小さくならず、上記張力制御手段は金属ストリップの張力を小さくするように無制御的に送り込みロールの回転数を上げる。この結果、送り込みロールとシールロールとの間で金属ストリップの張力が過度に低下して下限値に至る。下限値に至ったことが張力検出手段で検出されると、挟圧力制御手段によってシールロールの挟圧力が低下させられて、シールロール部における機械的摩擦力が減少させられる。この結果、張力制御手段による制御が回復して、金属ストリップの張力は上記小さな設定張力に維持されるようになる。
【０００８】
本第２発明では本第１発明の構成に加えてさらに、炉圧を検出する圧力検出手段（６４）と、炉圧が低下した時に当該炉圧を回復させるように雰囲気ガスを炉内へ供給する雰囲気ガス供給手段（６６，６７，６８）を備えている。
【０００９】
本第２発明において、低張力材の金属ストリップを処理するためにシールロールの挟圧力が低下させられると、炉内雰囲気ガスの洩れ量が増大して炉圧が低下する。この炉圧低下が炉圧検出手段によって検出されると、雰囲気ガス供給手段によって炉圧を回復させるように雰囲気ガスが炉内へ供給されて、炉圧の過度の低下が避けられる。
【００１０】
なお、上記カッコ内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１には本発明の挟圧力制御装置を備えたストリップ連続処理炉の構成を示す。図１に示すストリップ連続処理炉１は縦型のもので、架台１３により支持されて上下方向へ延びる炉本体１１の上端には前室１２が気密的に連結され、前室１２の上部に炉入口１４が設けられて、ここに一対のシールロール２Ａ，２Ｂが配設されている。金属ストリップＳＴはこれらシールロール２Ａ，２Ｂによって表裏から挟圧された状態で前室１２を経て炉本体１１内に進入し、炉本体１１の中央を通過して、炉本体１１の下端に位置する炉出口１５から気密的に水槽１６内に取り出されている。上記シールロールの一方２Ｂは駆動シリンダ２１によって他のシールロール２Ａに対して移動させられて、両シールロール２Ａ，２Ｂによる金属ストリップＳＴの挟圧力が変更できるようになっている。
【００１２】
金属ストリップＳＴは、モータ３１で駆動される送り込みロール３Ａ，３Ｂに懸架され、途中で張力検出用のロードセルロール４１を経て上記シールロール２Ａ，２Ｂに至っている。また、水槽１６から引き出された金属ストリップＳＴは途中、張力検出用のロードセルロール４２、および方向転換ロール４３を経て、モータ５１で定回転駆動される引き出しロール５Ａ，５Ｂに懸架されている。
【００１３】
張力調節計６１が設けられて、これにロードセルロール４２からの張力信号４２ａが入力している。張力調節計６１は上記張力信号４２ａが設定値と等しくなるようにモータ３１によって送り込みロール３Ａ，３Ｂの回転を制御する。すなわち、連続処理炉１内を通過する金属ストリップＳＴの張力を大きくする場合には送り込みロール３Ａ，３Ｂの回転数を低下させて引き出しロール５Ａ，５Ｂとの回転数差を大きくし、金属ストリップＳＴの張力を小さくする場合には送り込みロール３Ａ，３Ｂの回転数を上昇させて引き出しロール５Ａ，５Ｂの回転数に近づける。
【００１４】
挟圧力調節計６２が設けられて、これにロードセルロール４１からの張力信号４１ａが入力している。挟圧力調節計６２の出力は電空ポジショナ６３に入力しており、上記調節計６２は張力信号４１ａが下限値Ｌｍに至ると、電空ポジショナ６３を介して駆動シリンダ２１によって一方のシールロール２Ｂを他方のシールロール２Ａから離間する方向へ移動させて、金属ストリップＳＴに対する挟圧力を低減させる。
【００１５】
連続処理炉１には炉圧を検出する圧力検出器６４が設けられて、その圧力信号６４ａがそれぞれ圧力調節計６５，６６に入力している。圧力信号６４ａが圧力調節計６５の設定値よりも上昇すると、圧力調節計６５は電空ポジショナ６３を介して駆動シリンダ２１によって一方のシールロール２Ｂを他方のシールロール２Ａから離間する方向へ移動させて、金属ストリップＳＴに対する挟圧力を低減させ、炉内雰囲気ガスの洩れ量を多くして炉圧を低下させる。
【００１６】
圧力調節計６６には流量調節計６７，６８がカスケード接続されており、各流量調節計６７，６８はそれぞれ流量調節弁７１，７２の開度を設定値に保つように制御する。流量調節弁７１，７２はそれぞれ炉本体１１に接続された炉内雰囲気ガスとしてのＨ2ガスとＮ2ガスの各供給路１７，１８中に設けられており、圧力調節計６６は圧力検出器６４からの圧力信号６４ａが設定値よりも低下すると、流量調節計６７，６８の設定値を、これらの比を一定に保った状態で上昇させ、これに伴って、連続処理炉１へのＨ2ガスとＮ2ガスの供給量が、炉内のガス組成を変動させないように、一定比を保った状態で増大させられる。
【００１７】
このような装置構成において、通常材の金属ストリップＳＴを処理する場合には、張力調節計６１の設定値はシールロール２Ａ，２Ｂ部における機械的摩擦力に比して十分大きく設定され、送り込みロール３Ａ，３Ｂの回転数が適正に制御されて金属ストリップＳＴの張力は送り込みロール３Ａ，３Ｂから引き出しロール５Ａ，５Ｂに至るまで全ての個所で所定値に維持される。この場合のロードセルロール４１の張力信号４１ａは図２（１）の左半部に示すように大きな値となり、シールロール２Ａ，２Ｂの挟圧力も挟圧力調節計６２によって図２（２）の左半部に示すように大きく維持される。また、この時の炉圧は、圧力調節計６６にカスケード接続された流量調節計６７，６８によってＨ2，Ｎ2の各ガス流量が適当な量に調節されていることにより（図２（４）の左半部）設定値に維持されている（図２（３）左半部）。
【００１８】
低張力材の金属ストリップＳＴを処理する場合には、張力調節計６１の設定値は小さな値に変更されるが、この値がシールロール２Ａ，２Ｂ部における機械的摩擦力よりも小さいと、定回転の引き出しロール５Ａ，５Ｂで引き出されている金属ストリップＳＴの、ロードセルロール４２で検出される張力は張力調節計６１の設定値よりも大きくなる。この結果、金属ストリップＳＴの張力を小さくするように送り込みロール３Ａ，３Ｂの回転数が無制御的に増大させられ、送り込みロール３Ａ，３Ｂとシールロール２Ａ，２Ｂとの間で金属ストリップＳＴの張力が過度に低下して、ロードセルロール４１の張力信号４１ａが図２（１）の中央部に示すようにその下限値Ｌｍに至る。
【００１９】
そこで、挟圧力調節計６２は既述のように駆動シリンダ２１によって一方のシールロール２Ｂを他方のシールロール２Ａから離間する方向へ移動させて、金属ストリップＳＴに対する挟圧力を低減させる（図２（２）の中央部）。この結果、シールロール２Ａ，２Ｂ部における機械的摩擦力が金属ストリップＳＴの設定張力値よりも十分小さくなり、ロードセルロール４２の張力信号４２ａが低下して送り込みロール３Ａ，３Ｂの回転数が下げられる。これにより、送り込みロール３Ａ，３Ｂから引き出しロール５Ａ，５Ｂに至るまでの、金属ストリップＳＴの全ての個所でその張力が、ロードセルロール４１の張力信号４１ａ（図２（１）の右半部）で示されるように、張力調節計６１で先に設定された新たな小さな設定値に回復して、以後この値が維持される（図２（１）の右半部）。
【００２０】
ところで、シールロール２Ａ，２Ｂの挟圧力を低下させたことにより、炉内雰囲気ガスの洩れ量が増大する結果、図２（３）の中央部に示すように炉圧が設定値よりも低下する。そこで、炉圧が設定値を維持するように、圧力調節計６６とこれにカスケード接続された流量調節計６７，６８によってＨ2，Ｎ2の雰囲気ガスの供給量が増大させられて（図２（４）の右半部）、炉圧が設定値へ回復させられる。
【００２１】
また、操業中に何らかの原因で炉圧が上昇すると（図３（３）の左半部）圧力調節計６５によって既述のようにシールロール２Ａ，２Ｂの挟圧力が低下させられて（図３（２）左半部）炉内雰囲気ガスの漏れ量が増大させられ、炉圧が設定値へ低下させられる。反対に、操業中に何らかの原因で炉圧が下降すると（図３（３）の右半部）圧力調節計６６によって流量調節計６７，６８を介して既述のように雰囲気ガスの供給量が増大させられて（図３（４）の右半部）、炉圧が設定値へ回復させられる。
【００２２】
なお、横型の連続処理炉では、炉出口側にもシールロールが設けられることが多いが、この場合には、炉出口側のシールロールの挟圧力を、炉入口側のシールロールの挟圧力と同様に制御する。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によるストリップ連続処理炉のシールロールの挟圧力制御装置によれば、低張力材の金属ストリップに対してその張力を適正に付与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における、シールロールの挟圧力制御装置を備えるストリップ連続処理炉の構成を示す図である。
【図２】各種物理量の経時変化を示す図である。
【図３】各種物理量の経時変化を示す図である。
【符号の説明】
１…ストリップ連続処理炉、２Ａ，２Ｂ…シールロール、３Ａ、３Ｂ…送り込みロール、４１…ロードセルロール、５Ａ，５Ｂ…引き出しロール、６１…張力調節計、６２…挟圧力調節計、６４…圧力検出器、６６…圧力調節計、６７，６８…流量調節計、ＳＴ…金属ストリップ。

Claims (2)

1. 少なくとも炉の入口に設けられ、金属ストリップをその表裏から挟圧して炉内の気密性を維持する、挟圧力変更可能なシールロールと、前記炉の入口側に設けられて前記金属ストリップを連続的に炉内に送り込む送り込みロールと、前記炉の出口側に設けられて前記金属ストリップを炉内から連続的に引き出す定回転の引き出しロールと、前記送り込みロールの回転を制御して、炉内を通過する金属ストリップの張力を適正に維持する張力制御手段と、前記送り込みロールと前記シールロールとの間で前記金属ストリップの張力を検出する張力検出手段と、張力検出手段で検出される張力が下限値に至った時に前記シールロールの挟圧力を低下させる挟圧力制御手段とを具備するストリップ連続処理炉のシールロールの挟圧力制御装置。
2. 炉圧を検出する圧力検出手段と、炉圧が低下した時に当該炉圧を回復させるように雰囲気ガスを炉内へ供給する雰囲気ガス供給手段をさらに備えた請求項１に記載のストリップ連続処理炉のシールロールの挟圧力制御装置。

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