JPH0254723A - 連続焼鈍炉等の出入口シール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、大気の混入を嫌う炉内雰囲気ガスを使用する
連続焼鈍炉等の出入口のシール部におけるガスの漏れを
最小限にするための連続焼鈍炉等の出入口シール装置に
関するものである。

〔従来の技術〕

ステンレス鋼帯、ケイ素鋼帯、アルミニウム帯。

黄銅帯、鋼帯等のストリップの光輝焼鈍や無酸化焼鈍を
行う大気の混入を嫌う炉内雰囲気ガスを使用する連続焼
鈍炉等の出入口のストリップ通過部分には、例えば特開
昭６２−２１４１３４号の第１図や第３図に示されてい
るように従来対向する２本で一対をなし連続焼鈍炉等で
処理されるストリップを挟持する構造の胴部に弾性体が
ライニングされている同一形状の弾性ロールが設けられ
ている出入口シール装置が多く用いられて来た。

以下に一般的なステンレスストリップの光輝焼鈍炉につ
いて説明すると、第５図はその構造説明図であり、スト
リップ１は炉５の入側シール装置６を通り、炉壁７内に
入り圧力が１０〜５０＋ｎ＋ｌＨ，Ｏ程度に保たれてい
る水素ガスを含有する炉内雰囲気ガス８内を通過する過
程で加熱焼鈍されて出側シール装置９を通り炉５外へ通
板されるのであり、炉５内には炉内雰囲気ガス８が常時
注入部１０から注入されており、炉内圧力は炉圧計１１
で常時監視されているが、出入口シール装置９，６から
は炉内雰囲気ガス８が少しずつ外気へ漏れ出している。

このような出入口シール装置９，６の構造は、第６図の
拡大縦断面図に示すように対向する２本で一対をなし炉
５で処理されるストリップ１を挟持する構造の胴部に弾
性体がライニングされている同一形状の弾性ロール２が
その炉壁７側を炉壁７の出入口側に設けられているフェ
ルト１２に当接されている構造が一般的である。

しかるに、このような構造の出入口シール装置９．６に
おける弾性ロール２はその胴部が同一直径をなすストレ
ート形状のものであるため、炉５で処理されるストリッ
プ１の板厚が薄い場合には第７図に示す説明図の如く弾
性ロール２のつぶれによってもロール２間に隙間が生ず
ることはないので何等問題はないが、炉５で処理される
ストリップ１の板厚が厚いと第８図に示す説明図の如く
弾性ロール２のつぶれによっても弾性ロール２間に隙間
４ができてこの隙間４から炉内雰囲気ガス８が比較的多
量に漏れ出て好ましくない、すなわち、隙間４が大きい
と炉内雰囲気ガス８が多量に漏れ出ることから、炉圧を
所定の圧力に保つために炉５内へ注入部ｌＯから注入す
る炉内雰囲気ガス８の量を増やさねばならないために不
経済であり、また多量の炉内雰囲気ガス８が漏れ出ると
炉内雰囲気ガス８の性質によっては火災、爆発の危険性
が大きくなる。

そのため、炉内雰囲気ガス８の漏れ量を少なくするため
には、 （１）弾性ロール２を回転自在に枢着しているフレーム
３間の距灘を炉５で処理されるストリップ１の最大板幅
より僅かに大きくすることでロール長さを小さくして隙
間４の面積を少なくすることも考えられるが、ストリッ
プ１は予想外の蛇行を起こすことがあり、万一フレーム
３にストリップ１の端部が接触するような現象が起これ
ば、炉５内でのストリップ１の破断やストリップ１の損
傷で製品にならないばかりか、プロセス設備全体の生産
停止となり、経済上からも安全上からも通板ストリップ
１の板幅よりも余裕を持ったロール長さとする必要があ
る。

（２）また、ロール圧下刃を増やせば炉内雰囲気ガス８
の漏れは少なくなるが、ロールの損傷が激しくなりロー
ル交換頻度も増さねばならないことや、弾性ロール２が
つぶれることが原因となって弾性ロール２の回転抵抗が
大きくなることや、回転速度をストリップ１と同調させ
ることが困難となり、弾性ロール２とストリップ１との
速度が同調せずスリップしてストリップ１に疵を付けた
り、ストリップ１の炉内張力に変動が生じてストリップ
１に蛇行が起こるなどの問題があり、ロール圧下刃を大
きくできなかった。

このように従来の連続焼鈍炉等の出入口シール装置にお
いては、弾性ロールの胴部にライニングされている弾性
体の硬度を比較的軟らかくし、適度な押付は力を弾性ロ
ールに加えてストリップを挟持していないロール端部に
おいてもロール間の隙間を小さくするような押付力を加
える方式を採らざるをえないのである。すなわち、弾性
ロールの胴部にライニングされている弾性体を軟らかく
して従来の弾性ロールと同じ圧下刃で弾性ロールのつぶ
れを大きくすれば隙間は小さくなるが、極端に軟らかい
弾性ロールはストリップの端部により傷付けられ易いの
で寿命が短いことや、高速回転に対する強度や耐久性に
おいて問題が生ずるばかりでなく、連続焼鈍炉等が設置
されている設備を通板されるストリップの板厚差は最大
と最小とで１０倍程度の設備が一般的であり、そのよう
な板厚のストリップにおいて弾性ロールをつぶして隙間
を少なくすることは板厚が厚い場合にストリップ挟持部
の弾性ロールが大きくつぶされることからの悪影響が発
生するのである。

そこで弾性ロールの胴部にライニングされている弾性体
の硬度は変えずにロール圧下刃°を大きくして弾性ロー
ルのつぶれを大きくすると、強度や耐久性は向上するが
、ストリップ挟持部におけるロール径はストリップの厚
みに応じて隙間をなくすように圧下されてつぶれ量が変
わることになり、板厚の異なるストリップ毎にロール径
が異なって一定しないことからロール周速をストリップ
と同調させるような方式をとってもつぶれたロール径を
知って速度を同調させるよう駆動せねばならず。

一般にロール表面は正確に同調させることが困難であり
、ストリップとロール表面でスリップが発生しストリッ
プに疵を付けたり、第５図に示す如き竪型炉の場合は弾
性ロールの速度同調が良くないと高温赤熱されたストリ
ップへ過大張力による伸びや過小張力によるたるみが発
生して製品品質を著しく下げることになる。また弾性ロ
ール自体もつぶれによる回転抵抗が大きくなるため、弾
性ロール駆動用モータも大きくなって不経済であると共
に、ストリップはわずかながら板厚が幅方向で異なるこ
とが普通であるのでロール圧下刃が大であれば弾性ロー
ルのつぶれが幅方向で異なることになり、第９図のよう
になってストリップの幅方向で左右のロール周速が異な
ってくることにより、ストリップの直進性が悪くなり、
蛇行を発生させて製品品質を下げることもある。

このように従来の連続焼鈍炉等の出入口シール装置では
、シール性を上げようとすると上記した理由により充分
な圧下を行えず、弾性ロール両端部の隙間が大きくなり
炉内雰囲気ガスが漏れ勝ちとなり炉内雰囲気ガスの大量
注入を行わねばならないのでコストが上がるばかりか、
炉内雰囲気ガスの漏れが多量となって出入口付近の火災
、爆発等の危険性が増す問題があると共に、特に板厚の
厚いストリップにおいてシール性が悪くなる欠点があっ
た。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、このような大気の混入を嫌う雰囲気ガスを使
用する連続焼鈍炉等の出入口のシール部における問題点
を解決し、シール性能向上を図つた連続焼鈍炉等の出入
口シール装置を提供することを課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者は前記課題を解決すべく鋭意研究の結果、従来
の連続焼鈍炉等の出入口に対向する２本で一対をなし該
連続焼鈍炉等で処理されるストリップを挟持する構造の
胴部に弾性体がライニングされている同一形状の弾性ロ
ールが設けられている出入口シール装置における弾性ロ
ールのロール胴部の形状を、通板されるストリップの板
厚最大のストリップを挟持した時に弾性ロールのつぶれ
る部分を予めロール径を細くしておき、弾性ロール両端
のストリップを挟持しない部分はロール径を大きくして
おき、ストリップを挟持した時の両端部ではロール径が
大きくなっているので弾性ロール間の隙間が無くなるよ
うに改良することにより、前記課題を解決できることを
究明したのである。

以下、図面により本発明に係る連続焼鈍炉等の出入口シ
ール装置ついて詳細に説明する。

第１図は本発明装置に使用する弾性ロールの正面図、第
２図は本発明装置に使用する弾性ロールを使用して板厚
の厚いストリップを挟持した状態を示す説明図、第３図
は本発明装置に使用する弾性ロールを使用して板厚の薄
いストリップを挟持した状態を示す説明図、第４図は本
発明装置と従来装置とにおける炉内圧力と炉内雰囲気ガ
ス注入量との関係を示す図である。

図面中、１は大気の混入を嫌う炉内雰囲気ガスを使用す
る連続焼鈍炉等に通板されるストリップ、２は連続焼鈍
炉等の出入口に対向する２本で一対をなし連続焼鈍炉等
で処理されるストリップ１を挟持する構造の同一形状の
胴部に弾性体がライニングされている弾性ロールであり
、そのロール胴部の形状は中央部に小径のストレート部
２ａを、その両側に漸次直径が増大するテーパ部２ｂを
、更にその両側に大径のストレート部２ｃをそれぞれ有
する鼓形をなしており、小径のストレート部２ａの長さ
が通板されるストリップ１の最大板幅の６０％〜１００
％であり、大径のストレート部２ｃの直径と小径のスト
レート部２８の直径との差が通板されるストリップ１の
最大板厚の６０％〜１００％であり、テーパ部２ｂの幅
が片側で通板されるストリップ１の最大板幅の２０％以
上を有している形状をなしている。また２ｄは弾性ロー
ル２の軸、３は弾性ロール２の軸２ｄが回転自在に枢着
されているフレームであり、このフレーム３は連続焼鈍
炉等の出入口において炉壁に固定されている。なお、４
は連続焼鈍炉等で処理されるストリップ１を挟持してい
る２本の同一形状の弾性ロール２間に生じた隙間である
。

〔作　用〕

大気の混入を嫌う炉内雰囲気ガスを使用する連続焼鈍炉
等の出入口に対向する２本で一対をなし該連続焼鈍炉等
で処理されるストリップ１を挟持する構造の同一形状の
弾性ロールとして上記した形状の弾性ロール２が設けら
れている本発明に係る連続焼鈍炉等の出入口シール装置
においては、弾性ロール２のロール胴部の形状が中央部
に小径のストレート部２ａを、その両側に漸次直径が増
大するテーパ部２ｂを、更にその両側に大径のストレー
ト部２ｃをそれぞれ有する鼓形をなしているので。

板厚の厚いストリップ１を通板させる場合には第２図に
示す如く小径のストレート部２ａの変形を小さくしても
シール作用は大径のストレート部２Ｃがすることになっ
てシール性は第８図に示す従来の場合よりも大幅に改善
されて良好となる。また。

板厚の薄いストリップ１を通板させる場合には第３図に
示す如く大径のストレート部２Ｃを充分につぶしてシー
ルするが、小径のストレート部２ａは変形をさせずに良
好にシールすることができるのである。この際、ロール
圧下の程度は連続焼鈍炉等の炉圧針を児ながら行えば、
適正な圧下刃は簡単に判る。

このように本発明に係る連続焼鈍炉等の出入口シール装
置においては１弾性ロール２は連続焼鈍炉等で処理され
るストリップ１の板幅に相当する部分である中央部が予
め小径のストレート部２ａとして形成されているので、
ストリップ１を挟持する部分の弾性ロール２が大きなつ
ぶれがなくなって弾性ロール２に強圧下をかけなくても
シール性が良好であるばかりでなく、ストリップ１を挟
持する部分が強圧下されないことによってストリップ１
の板厚が幅方向に僅かに異なっていても弾性ロールのつ
ぶれは小さく、その結果弾性ロール２の両端での周速の
違いが小さくなるのでストリップ１に蛇行が起り難いの
である。

また本発明装置に使用する弾性ロール駆動の装置は１弾
性ロール２のつぶれがロール端部の大径のストレート部
２Ｃのみであるところから従来装置の如くストレートロ
ールを使用してストリップ１の全幅に亘ってつぶれを発
生させるような構造と比べて弾性ロール２の変形抵抗が
小さく、小さな動力で済む利点もある。

更に、連続焼鈍炉等で処理されるストリップ１の板厚が
薄い場合はロール全長に対する長さが短いロール端部が
充分つぶれて小径のストレート部２ａがストリップ１を
挟持できるまで圧下を強くすれば良く、連続焼鈍炉等で
処理されるストリップ１の板厚が厚い場合に小径のスト
レート部２ａに強圧下をかけることなしにシール性を確
保できるのであり、このようにストリップ１の板厚が厚
い場合にはストリップ１を挟持しない部分の隙間４は大
径のストレート部２Ｃの変形によって隙間４が非常に小
さい状態でシールされる。この際、小径のストレート部
２ａと大径のストレート部２Ｃとの間に明確な段部があ
ると１弾性ロール２の胴部にライニングされている弾性
体の強度上問題があるばかりでなく、また万−何らかの
原因でストリップ１に蛇行が発生した時にその段部が引
掛りとなって弾性ロール２を損傷することになるので、
本発明装置に使用する弾性ロール２は小径のストレート
部２ａと大径のストレート部２Ｃとの間に漸次直径が増
大するテーパ部２ｂが設けられているのである。

このような作用を行う弾性ロール２のロール胴部の形状
として、小径のストレート部２ａの長さを連続して通板
されるストリップ１の最大板幅の６０〜１００％の範囲
としであるのでストリップ１の板幅が多少変更されても
弾性ロール２を交換する必要が無く、また両側のテーパ
部２ｂをそれぞれ通板されるストリップ１の最大板幅の
２０％以上としであるのでストリップ１の端部はストリ
ップ１の板幅が最大板幅の６０％以上の場合には確実に
テーパ部２ｂに挟持されていることになり、ロール中央
部のつぶれは従来のストレートロールを使用した場合と
比べて格段に軽減されるのである。ここで、小径のスト
レート部２ａの長さを連続して通板されるストリップ１
の最大板幅の６０〜１００％の範囲に限定したのは、最
大板幅の６０％より短いとストリップ１を挟持する部分
のつぶれを軽減する本発明の目的が達せられないからで
あり、両側のテーパ部２ｂをそれぞれ通板されるストリ
ップ１の最大板幅の２０％以上に限定したのは、最大板
幅の２０％以下ではテーパ角度が大きくなって実質的に
段部を設けたのと同様になりストリップ１の蛇行時に引
掛かったり連続焼鈍炉等の炉壁の出入口側に設けられて
いるフェルトと弾性ロール２との間に隙間が発生し易く
なって不適当であるからである。また、大径のストレー
ト部２ｃの直径と小径のストレート部２ａの直径との差
が通板されるストリップ１の最大板厚の６０％〜１００
％でなければならないのは、ストリップ１の最大板厚の
６０％未満であると板厚の厚いストリップ１を通板する
場合に小径のストレート部２ａにも強圧下がかかつて不
適であり、１００％を超えると最大板厚の場合にも大径
のストレート部２ｃへ圧下刃を作用させないと小径のス
トレート部２ａでのシール作用が無くなって不適当であ
るからである。

〔実施例〕

第５図に示す如きステンレス鋼の光輝焼鈍炉に第１図に
示す構造と形状と有し表に示す寸法の弾性ロールを使用
した連続焼鈍炉等の出入口シール装置を製作して、表に
示すストリップであるステンレス鋼帯を通板した。

以下余白 表 以上の４実施例及び従来の弾性ロールとしてストレート
ロールを同条件で使用した場合の結果は第４図のグラフ
に示す通りであり、この第４図においてΔ印は板厚が２
．４ｍｍで板幅が８００ｍｍで材質が５ＵＳ３０４の場
合、ム印は板厚が２．４ｍｍで板幅が１３００１１１１
１で材質が５ＵＳ３０４の場合、Ｏ印は板厚が２．０ｍ
ｍで板幅が８００ｍｍで材質が５ＵＳ４３０の場合、・
印は板厚が２．０ｍｍで板幅が１３００ｉａｍで材質が
５ＵＳ４３０の場合をそれぞれ示している。この第４図
から、本発明装置を使用した場合である４実施例の場合
は従来の弾性ロールとしてストレートロールを同条件で
使用した場合に比べて大幅に炉内雰囲気ガスの漏れが減
少していることが判る。

例えば実施例４について云えば、従来炉圧３０ｎｙ＋＋
Ｈ２０を得るのにガス流量６５Ｎｒｒ＋’／ｈを必要と
していたものが半分以下の３０　Ｎ　ｒｎ’　／　ｈと
なり、実施例１について云えば従来炉圧３０ｍｍＨ，Ｏ
を得るのにガス流量９ＯＮｒｎ’／ｈを必要としていた
のが、４５Ｎｍ’／ｈと半減した。そして炉内雰囲気ガ
スは連続光輝焼鈍炉の場合は、高価な水素ガスを７０％
以上も配合して使用するのでこの経済的効果は大きい。

また水素ガスの漏れが少なくなることにより火災や爆発
等の危険性も減少した。

〔発明の効果〕

以上詳述した如き本発明に係る連続焼鈍炉等の出入口シ
ール装置は、以下に述べるような効果を有するものであ
り、その工業的価値の非常に大きなものである。

ａ）炉内雰囲気ガスの消費量が減り、コストが大幅に低
下する。

ｂ）ストリップの速度と弾性ロールの周速とを同調させ
易くなり、ストリップの蛇行防止や、ストリップの炉内
張力を適正にコントロールできるのでストリップの過大
張力に起因する伸びによる形状不良２過小張力に起因す
るたるみによる炉内カキ疵や弾性ロールとストリップ間
のスリップ疵等が減少し、製品品質。

歩留が向上する。

Ｃ）ストリップの炉内張力を適正に安定化でき、その結
果ストリップの炉内破断によるライン停止が防止できる
ので生産性が向上する。

ｄ）弾性ロールを強圧下せずにシールできることから、
弾性ロールの寿命が伸びるばかりか、弾性ロールでの押
込み疵の発生を防止でき。

しかもストリップ幅方向の板厚不均一に起因して生ずる
ストリップの蛇行が避けられる。

ｅ）炉内雰囲気ガスの漏れ量が少なくなるので、火災や
爆発等の危険が減る。

ｆ）従来の連続焼鈍炉等の出入口シール装置の機能をそ
のままにして、弾性ロールの交換のみによりシール性の
向上が図れるので、特別な設備投資が必要ない。

ｇ）既存の弾性ロールを改造加工することにより、所定
の形状ロールが得ら°れるので、改造費が安価である。

ｈ）弾性ロールの回転抵抗が小さくて済むので、弾性ロ
ールの駆動源の動力が小さくて済み経済的である。

ｉ）弾性ロールの中央部に強圧下が掛からないので、ロ
ール鉄芯の部材を小さくすることができることにより経
済的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置に使用する弾性ロールの正面図、第
２図は本発明装置に使用する弾性ロールを使用して板厚
の厚いストリップを挟持した状態を示す説明図、第３図
は本発明装置に使用する弾性ロールを使用して板厚の薄
いストリップを挟持した状態を示す説明図、第４図は本
発明装置と従来装置とにおける炉内圧力と炉内雰囲気ガ
ス注入量との関係を示す図、第５図は一般的なステンレ
ス鋼ストリップの光輝焼鈍炉の構造説明図、第６図は第
５図の出入口シール装置の構造を示す拡大縦断面図、第
７図はストリップの板厚が薄い場合の説明図、第８図は
ストリップの板厚が厚い場合の説明図、第９図はストリ
ップの板厚が幅方向で異なる場合の説明図である。 図面中 １・・・・ストリップ ２・・・・弾性ロール ２ａ・・・・小径のストレート部 ２ｂ・・・・テーパ部 ２ｃ・・・・大径のストレート部 ２ｄ・・・・軸 ３・・・・フレーム ４・・・・弾性ロール間に生じた隙間 ５・・・・炉 ６・・・・入側シール装置 ７・・・・炉壁 ８・・・・炉内雰囲気ガス ９・・・・出側シール装置 １０・・・・注入部 １１・・・・炉圧針 １２・・・・フェルト

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　大気の混入を嫌う雰囲気ガスを使用する連続焼鈍炉
   等の出入口に対向する２本で一対をなし該連続焼鈍炉等
   で処理されるストリップを挟持する構造の胴部に弾性体
   がライニングされている同一形状の弾性ロールが設けら
   れている出入口シール装置において、そのロール胴部の
   形状が中央部に小径のストレート部を、その両側に漸次
   直径が増大するテーパ部を、更にその両側に大径のスト
   レート部をそれぞれ有する鼓形をなしており、小径のス
   トレート部の長さが通板されるストリップの最大板幅の
   ６０％〜１００％であり、大径のストレート部の直径と
   小径のストレート部の直径との差が通板されるストリッ
   プの最大板厚の６０％〜１００％であり、テーパ部の幅
   が片側で通板されるストリップの最大板幅の２０％以上
   を有していることを特徴とする連続焼鈍炉等の出入口シ
   ール装置。