JPH0517829A - 連続焼なまし炉の中の鋼帯の伸びを制御する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 連続焼なまし炉における鋼帯の伸びを制御す
る際に、ロードセルを必要とすることなく、ロードセル
によつて得られるよりも遥かに高度の鋼帯張力の正確な
制御ができる鋼帯の伸びの制御方法及び装置を提供す
る。 【構成】 方法は、鋼帯を、炉の部分の上流に設けられ
る駆動された第１ロールの回り、そこから炉の中、そこ
から炉の部分の下流に設けられる駆動された第２ロール
の回りに通して、第１ロール及び第２ロールと摩擦接触
させる行程、鋼帯の伸びを感知する行程、及び、感知さ
れた伸びに応答して、鋼帯の伸びを制御する行程からな
る。装置は、炉の部分と、第１ロール及び第２ロール
と、ロールの駆動手段と、鋼帯の伸びの感知手段と、第
１ロール及び第２ロールの一方の回転速度を他方の回転
速度に関して調節する制御手段とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般的に鋼帯用連続焼
なまし炉に関する。本特許出願は、１９８９年１１月２
２日に出願されたアメリカ特許出願番号４４０１９３の
一部継続特許出願である。

【０００２】

【従来の技術】垂直な連続焼なまし炉においては、冷た
い１本の延伸された鋼帯が、加熱、均熱処理及び冷却の
ための若干の区域を通過して、再結晶焼なまし及び関連
した急冷処理及び過時効処理を行われる。過時効処理が
ある鋼板の焼なましに対して、焼なましサイクルは典型
的には５−１０分である。これらの炉の中の鋼帯の速度
は、生産上の考慮から要求されるならば、鋼帯の標準厚
さに対して４５０メートル毎分に、また、ブリキの標準
厚さに対して６５０メートル毎分に、速くすることがで
きる。炉の長さは、駆動された支持ロールの回りに上向
き及び下向きに（正弦波状に）鋼帯を通すことによつ
て、最小にされる。鋼帯は、駆動された支持ロールに確
実に一致するように、また、ロールの輪郭及び操縦機構
を組み合わせて、軌道外れに導く鋼帯の過剰な横方向の
運動を防止するために、張力のもとに炉の中を移動され
る。また、高温度における鋼帯への張力の適用は、塑性
の伸びによつて低温圧延の形状の欠点を引き伸ばし、伸
びの程度は、適用された張力、鋼帯の変形抵抗、及び、
鋼帯が正常な値の張力によつて変形されるのに十分に柔
らかい間に、張力が鋼帯に作用する時間によつて決ま
る。

【０００３】従来、連続焼なまし炉の中の鋼帯の張力
は、均一な張力プロフイールを作るために、入口ブライ
ドルと出口ブライドルとの間で鋼帯を引つ張ることによ
つて、最も簡単に制御される。鋼帯の張力は、張力を適
当な範囲に上げ下げするため、鋼帯の速度と相対的に個
々のロールの速度を制御することによつて、局部的に、
炉に沿つて適当な水準に制御されることができる。この
手順は後に説明される。また、鋼帯の張力は、炉の内部
にブライドルを使用することによつて、別々の区域の中
で制御されることができる。ブライドルは、２本又は３
本以上の平行なロールの組み合わせであり、これらのロ
ールは、ロールのうちの少なくとも１本の駆動されたロ
ールと鋼帯との間の表面接触を最小にするように位置決
めされる。これらの従来の構成においては、張力は、各
支持ロールの上の垂直力及び水平力（すなわち、全負
荷）の大きさを与えるロードセルによつて測定されなが
ら、予め決められた水準に制御される。特殊な炉の区域
の中で使用される適当な全負荷は、鋼帯の横断面積（幅
及び厚さ）、強力（温度、再結晶の状態及び化学組成に
依存する）及び延伸へん平化の必要性によつて決まる。
負荷は、クリージング、オーバーネツキング（延伸に伴
う幅の減少）及び鋼帯の切断を防止する必要性によつて
制限される。均熱処理区域は、鋼帯の降伏強度がそこで
最も低くなり、典型的には、摂氏８５０−９００度の超
低炭素鋼に対し、大体１０００ポンド毎平方インチ（約
７０．３７キログラム毎平方センチメートル）になつ
て、鋼帯を張力効果に対して最も鋭敏にするので、張力
制御に対して最も重要な区域である。広範囲な鋼帯の横
断面積及び等級（組成及び焼なまし温度）を処理する炉
において要求される全負荷の範囲は、範囲の低い端にお
ける精密な測定を困難にする。というのは、最良のロー
ドセルの「不感帯」は、典型的に、全評価負荷の±１パ
ーセントであるが、小さい横断面積及び柔らかい等級に
対して必要とされる全負荷の大きな部分を占めるからで
ある。また、鋼帯の調和した揺れが、実際の鋼帯張力の
変動を引き起こし、鋼帯の張力変動は、ロードセル測定
における不確実な範囲を広げる。ロードセル制御の正確
さは、鋼帯負荷及びロール重量によつて課される全ロー
ドセル信号において鋼帯負荷の小さい変化を区別する際
の困難さによつて、さらに制限される。

【０００４】垂直な焼なまし炉を通過する鋼帯張力パタ
ーン、特に亜鉛めつきできる鋼帯に対する張力パターン
は、入り口の端及び出口の端において高張力を持ち、ま
た、鋼帯が熱くて塑性である中央の部分において低張力
を持つ。鋼帯は、常温圧延機械から炉の中に入る。常温
圧延機械では、８５パーセントまで小さくされて、均一
でなく非常に大きく誘導された応力を持ち、その結果と
して、鋼帯の幅を横切る方向の平らさが不規則になり、
また、鋼帯の長さ方向にそのような欠点を色々の頻度で
持つ。そのような鋼帯が炉の中に入るので、鋼帯とコン
ベヤーロールとの接触が不規則になり、また、高張力
が、鋼帯の接触面積を増大して滑り及び横方向の軌道外
れを防止するために、必要になる。この状態は、炉の温
度に近いコンベヤーロールと冷たい鋼帯との間の温度差
によつて非常に悪化される。熱伝導性のためにロールと
よく接触する短いフアイバーレングスを持つ鋼帯の部分
は、長いフアイバーレングスを持つ鋼帯の部分に比較し
て、過熱する。この状態は、鋼帯が降伏し始める時、鋼
帯の形状を究極的に修正する傾向にあるが、さらに、ト
ラツキング及び鋼帯の崩壊の可能性又は炉の中でその後
に起きる熱挫屈に影響する。熱いロールの上の冷たい鋼
帯は、さらに、伝導及び放射によつて、鋼帯と接触する
ロールの部分を冷却する。鋼帯と接触しないロールの部
分は、炉の温度に近い温度のままで残り、そのために、
熱膨張によつて大きくなつたロールの直径は、さらに大
きくなる。ロールの連続した窪みによる鋼帯全体の軌道
外れを避けるために、ロールの端は、冷たい状態におい
て先細りにされる。この必要条件は、２つの別の問題、
すなわち、先細りが始まる場所の応力上昇点、及び、鋼
板を横切るもつと大きな温度差を引き起こす。後者の条
件は、さらに悪化されて大きな寸法の鋼帯幅変化にな
り、それによつて、幅の増えた部分が、最初の伸ばされ
た中心部分より熱いロールの部分と接触する。鋼帯は、
炉のこの入り口部分の中を進行しながら、その温度が上
昇し、また、その降伏点が温度のために下がりながら、
若干の平たん化、又は応力の除去が起きる。鋼帯の温度
が、延伸が起き始める温度に達する時、ひずみの割合
（張力の関数）は、上述の炉の入り口において要求され
るひずみの割合で起きるであろう鋼帯の過度な延伸及び
続いて起きる鋼帯の狭細化を避けるために、著しく減少
されなければならない。

【０００５】加熱区域において、先行技術慣例のコンベ
ヤーロールは、速度変更の際のロールの慣性力に打ち勝
つためにだけ、動力を加えられなければならなかつた。
この慣例は、必要な高い入り口張力を、均熱処理区域に
おいて要求される低い張力に下げることを提供しない。
かくして、ブライドルが、張力を急に変える均熱処理区
域の入り口において使用される（図７）。しかし、この
慣例は不満足である。というのは、非常に頻繁に起きる
速度の一時的な変化の間に、ブライドルの高張力側の製
品が、加熱制御が応答することができる前に熱座屈又は
コイル破損を促進する最高温度に達するからである。鋼
帯は、その目指す設定温度に達した時、含有炭素全部を
再結晶させることができるために、また、上述の矛盾に
より、その幅を横切る鋼帯の全部分をできるかぎり同じ
温度にするために、或る時間の間その温度に保持され
る。この時間の間に、鋼帯の最終的な平たん化が、鋼帯
の延伸によつて得られる。しかし、この延伸は注意深く
制御されなければならない。というのは、余りにも高い
張力又はひずみ率は、熱挫屈を引き起こすことができ、
また、平たん化に対して必要であるよりもつと狭細にし
ながら、鋼帯を過度に延伸することができるからであ
る。過度の狭細化は、酸洗いラインにおいてもつと幅を
必要とし、商業上の公差の中に保つことがもつと困難に
する。鋼帯は、保持部分の両側で、弾性延伸と塑性延伸
との両方が起きる温度になる。もし、延伸及び狭細化が
最小に保たれて、もつと容易に制御されるべきであるな
らば、これらの区域は、弾性延伸又は永久延伸を最小に
し、永久延伸をもつと制御できるように保つために、低
いひずみ率（張力）に保たれるべきである。これらの区
域内のロールは、再び、多数ローラのブライドル、又
は、要求される階段状の張力変化を達成する１連のブラ
イドルとして、設計されるべきである。この流儀の設計
は、慣例の流儀よりもつと大きい馬力ともつと多数の個
々の制御とを必要とするけれども、費用は、制御された
狭細化の材料費の節約において正当化されることができ
る。

【０００６】可塑性でない温度範囲への冷却に続く焼な
まし炉の出口側は、亜鉛めつきの場合には、コーテイン
グのための非常に安定した通過工程を提供するため、ま
た、焼なまし炉及び亜鉛めつき装置の非常に動的な最終
冷却区域における、不均一な冷却及びかき傷の発生を防
止するために、高張力を必要とする。非常に重要な均熱
処理区域は、張力のすべての変化、特に、ライン速度の
変化中に増大する張力の変化に対して敏感であるので、
この区域は、駆動システムにおける全ての一時的な間違
いが出口端及び入り口端に導かれて、かくして、処理区
域におけるそのような一時的な変異を最小にするよう
に、処理ラインのマスター速度区域として考慮されなけ
ればならない。張力を作ることは勿論、これを達成する
ために、この区域の全部のロールは、多数ロールのブラ
イドルとして、設計されなければならない。

【０００７】張力は、張力が適用されて、操業の慣例に
よつて正確に変化されるかぎり、平らさの欠点の発生に
は小さい役割を演じるだけである。鋼の形式、その温度
及び温度における時間は、与えられた入つて来る形状及
びアイ値を平たん化するために必要な応力を指令する。
追跡のためのロールクラウンは、炉の形式及び設計によ
つて指令され、また、もし、特に先細りのブリークポイ
ントにおいて適当に設計されるならば、欠点に対して最
小にしか貢献しない。欠点の主要な原因は温度の不均一
である。加熱区域における幅方向の温度の違いは、大き
な弾性変化を許す鋼帯の高い降伏強度によつて公平に打
ち消される。若干の違いは、ロール覆いによつて幾らか
緩和されることができる熱いロールへの冷たい鋼帯の不
均一な接触のために、存在する。しかし、これらの結果
として生じる違いは、含有炭素を再結晶させるのに十分
な時間がある均熱処理区域において、殆ど取り除かれ
る。熱挫屈は、殆ど全部、熱いロールを冷たいロールに
さらすことによつて引き起こされ、熱挫屈は、均一でな
い鋼帯温度によつて非常に悪化されることができる。こ
の現象は、大部分、第１冷却区域において起きる。も
し、過剰の張力が、間違つて一直線にされてないロー
ル、冷たい大気の分布による端部の過度な冷却、又は、
完全にクラウンにされるかあるいはきつい先細りロール
のような、その他の欠点に関連して使用されるならば、
熱挫屈は、均熱処理区域において起きることができる。
冷却区域のロールは、冷却媒体の温度と、この媒体によ
つて冷却される壁とによつて大きく影響される。これら
の冷たいロールは、鋼帯が強く接触する場所では、鋼帯
を冷却して、反対に、鋼帯が軽く接触するか又は接触し
ない場所では、殆ど冷却しない。ロールは、ロールを取
り巻いてこの冷却効果に打ち勝つのを助ける電気加熱要
素を設けられ、また、可能ならば、鋼帯温度の華氏７５
度（摂氏２２．２度）以内に保たれなければならない。

【０００８】ロールは、非常に大きい熱慣性を持ち、熱
慣性が、幅又は速度のような変化の際に形状問題を引き
起こす。ロールの温度は、安定した運転では安定して、
鋼帯の真下の部分が他の部分より熱くなる。もし、後に
来る鋼帯の幅がもつと大きいならば、この大きい部分
は、ロールの冷たい部分に接触して、この鋼帯の他の部
分に比較してさらに過度に冷却するだろう。この冷却さ
れた部分は、鋼帯の残りの部分による引き締めから抑制
され、通常は可塑状態において延伸され、さらに冷却さ
れると、波打つた縁を生じる。この状態は、ロールに対
する鋼帯の許容温度差に到着するまでには、大体４００
０フイート（１２００メートル）の鋼帯が存在するかも
しれない。ライン速度の変更を必要とする寸法変更が起
きると、いつも、溶接部分をまたぐ鋼帯に、溶接の両側
に１２００フイート（３６０メートル）存続する大きな
温度差ができる。同様に、ライン速度の減速の時には、
鋼帯の長い部分が、制御状態に戻るまでに、炉の熱慣性
のために過熱する。速度変更に伴うこれらの温度の行き
過ぎが非常に大きくなると、鋼帯及びロールの温度が許
容限度に集中するまでに、熱挫屈が起きるであろう。補
助のロール加熱要素は、余りにも遅く反応するので、こ
の問題を緩和することができない。これらの変遷の間に
張力を下げることは助けになるが、しかし、問題を解決
することはできない。鋼帯は、炉の中で先に温度に達
し、これゆえに、張力が希望されたよりも高い位置の温
度に到達するので、類似の問題が、ライン速度の減速時
の加熱区域においても存在することができる。もし、
（弾性的平たん化のために設定され、いまや塑性の鋼帯
に作用する）張力が余りにも高いならば、過剰の延伸が
起きることができる。記述されたような変化が期待され
ることができ、炉の区域に送られる送り前進信号が制御
して、損害を避け又は損害を最小にする。しかし、通常
は、変化が、操作員が計算して反応するには余りにも速
く、これは、数学的模型の使用を必要とする。ロールの
上の冷却媒体それ自身による鋼帯の最初の冷却は、クロ
スバーと呼ばれる平らさの欠点を引き起こすことができ
る。熱い鋼帯がもつと冷たいロールの上を通過する時、
鋼帯のロールと接触する面は、背面より大いに冷たくな
る。もし、鋼帯とロールとの温度差が余りにも大きいな
らば、接触面の収縮のために、長さ方向の上反りがロー
ルの上に生ずるであろう。鋼帯がロールを離れて張力延
伸にを受ける時、鋼帯の幅は、背面の冷たい面よりもつ
と大きい冷たい面に接触する。そして、もし、結果とし
て生じる応力が、塑性変形を引き起こすのに十分大きい
ならば、クロスバーが生じるであろう。また、クロスバ
ーは、同じ流儀であるが、しかし、加熱区域において反
対方向に生じることができ、これらは、通常は、弾性的
な段階にあり、容易に取り除かれることができる。しか
し、もし、鋼帯とロールとの温度差が余りにも大きいな
らば、特に、華氏５００度（摂氏２６０度）以上におい
て、弾性変形を起こすことができる。そのような反りを
取り除くには、均熱処理区域においてもつと大きい張力
を必要とする。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述の問題点及び欠点
を考慮して、本発明の目的の一面は、ロードセルを必要
とすることなく、ロードセルによつて与えられるものよ
りも遥かに高度の正確な鋼帯張力の制御を可能にする、
連続焼なまし炉における鋼帯の伸びを制御する手段を提
供することである。もつと詳細には、本発明は、連続焼
なまし炉又は類似物の少なくとも１つの部分の中の鋼帯
の伸びを制御する方法であつて、ａ）鋼帯を、前記炉の
部分の上流に設けられる駆動された第１ロールの回り、
そこから前記炉の部分の中、そこから前記炉の部分の下
流に設けられる駆動された第２ロールの回りに通して、
前記第１ロール及び前記第２ロールと摩擦接触させる工
程、ｂ）鋼帯の伸びを感知する工程、及び、ｃ）感知さ
れた伸びに応答して、鋼帯の伸びを、前記第２ロールの
周辺速度が前記第１ロールの周辺速度を超える速度差を
調節することによつて、制御する工程からなる鋼帯の延
伸を制御する方法を提供するものである。

【００１０】また、本発明は、鋼帯を延伸してその伸び
を制御することが希望された炉の部分を含む連続鋼帯焼
なまし炉において、前記炉の部分の上流の端及び前記炉
の部分の下流の端に、それぞれ隣接して設けられて、そ
れらの上に鋼帯が載せられた時に、それぞれ鋼帯と摩擦
接触を達成するように駆動された第１ロール及び第２ロ
ールと、前記第２ロールの周辺速度が前記第１ロールの
周辺速度より大きいように、前記第１ロール及び前記第
２ロールを駆動し、それによつて鋼帯を延伸する駆動手
段と、鋼帯の伸びを感知する感知手段と、感知した伸び
に応答して、前記第１ロール及び前記第２ロールの一方
回転速度を他方の回転速度に関して調節し、それによつ
て感知された伸びを制御する制御手段とからなる連続鋼
帯焼ならし炉を提供する。

【００１１】さらに、本発明は、鋼帯を延伸してその伸
びを制御するように希望された炉の部分を含む連続鋼帯
焼なまし炉と、前記炉の部分の上流の端及び前記炉の部
分の下流の端にそれぞれ隣接して配置されて、鋼帯がそ
れらの上に載せられた時に、鋼帯と摩擦接触を達成する
ように駆動された第１ロール及び第２ロールと、前記第
２ロールの周辺速度が前記第１ロールの周辺速度より大
きいように、前記第１ロール及び前記第２ロールを駆動
し、それによつて鋼帯を延伸する駆動手段と、鋼帯の伸
びを感知する感知手段と、前記第１ロール及び前記第２
ロールの一方の回転速度を他方の回転速度に関して調節
し、それによつて感知された伸びを制御する制御手段と
からなる連続鋼帯焼なまし炉の改良を提供する。

【００１２】本発明は、また、好ましい具体例におい
て、図２に示された階段状の張力を含み、これらの問題
を制御する方法を提供する。この張力プロフイールの達
成は、ａ）ロール自身の慣性に打ち勝つためだけではな
く、鋼帯張力を増加又は減少させるエネルギーを与える
ために、追加の動力及び個別の制御を各々のロールに設
けること、及び、ｂ）各対のロール又は連続したロール
は、与えられた動力及びロールの摩擦要素の中で、どの
ようなパターンが要求されても、斬新な階段状に張力を
下げることができるように、各ロールの駆動装置に、偏
つた比率（競売人札）を与えること、を必要とする。か
くして、この具体例においては、炉のロール全部が、鋼
帯の温度が増加する時に、張力を減少して、熱伸張張力
をならすものとして働く。同じ方法で、ガス噴射冷却区
域に続く炉のロールが、また、鋼帯温度が下がると、階
段上に張力を増大させるために設けられ、かくして、炉
後の工程に要求される高張力を与える。

【００１３】

【実施例】図４は、加熱区域１２と、均熱処理区域１４
とを含み、さらに、ガスジエツト冷却区域１５、主要冷
却区域１６、過時効区域１８及び最終冷却区２０からな
る冷却領域を含む先行技術の典型的な炉１０を示す。図
面に見られるように、鋼帯２２は、曲がりくねつた形、
又は、折り返す度に反対方向に進む形の１連のロール２
４の上及び下を通過する。これは、空間を節約して、炉
が可能な最小の軸方向長さを持つように作るために、典
型的に使用される。図４の略図は、加熱コイル又はジエ
ツト、又は、炉の中の温度を調節するために使用される
他の手段を含まない。これらは、この技術分野の熟練者
には公知である。図５は、各区域を確認して、従来の炉
の中の典型的な温度プロフイールを示す。図６は、鋼帯
の張力が炉を通して一定になる先行技術の代表例であ
る。図２及び図７は、炉の中の各々の場所に速度調節さ
れたロールを導入することによつて得ることができる追
加の張力プロフイールを示すもので、２図は本発明によ
るプロフイールを示し、図７は先行技術によるプロフイ
ールを示す。

【００１４】本発明は、鋼帯の伸びを感知すること、及
び、２個の特定のロールの間の鋼帯の伸びを、下流の第
２ロールの周辺速度が上流の第１ロールの周辺速度を超
える速度差を調節することによつて、制御することを含
む。これは、図１を参照することによつて明らかにされ
ることができる。図１は、加熱区域３２と均熱処理区域
３４とを持ち、さらに、主要冷却区域３６、過時効処理
区域３８及び最終冷却区域４０を含む冷却領域を持つ。
図１に見られるように、鋼帯４２は、加熱区域３２と均
熱処理区域３４との間に置かれた第１ロール４４の回り
を通過し、そこからロール１、２、３及び４、並びに均
熱処理区域３４の中のロール５の回り、そこから均熱処
理区域３４と主要冷却区域３６との間の第２ロール４６
の回りを通過する。ロール４４及び４６は、かくして、
均熱処理区域３４を除外する。本発明によれば、均熱処
理区域３４の中で起きる鋼帯の伸びは、ロール４４及び
４６の回転速度を調節することによつて、制御される。
もつと詳細には、これは、下流のの第２ロール４６の周
辺速度が上流の第１ロール４４の周辺速度を超える速度
差を制御することによつて、行われる。

【００１５】本発明の好ましい一面によれば、ロール４
４及び４６は、回転速度を検出して鋼帯の伸びを感知す
る精密分解器４７を設けられる。定常状態の運転におい
て、均熱処理区域３４の中の鋼帯４２の伸びは、ロール
４４とロール４６との間の回転速度の違い及びそれらロ
ールの寸法を基礎にして、容易に計算される。もし、希
望されるならば、ロール４４とロール４６との間の鋼帯
の伸びは、中間のロール１、２、３、４及び５の中の１
個又はそれ以上のロールの速度を制御することによつ
て、さらに制御されることができる。これは、鋼帯の伸
びを、次の式によつて代表されるプリセツト値に自動的
に分布させる「競売人札」によつて、設定されることが
できる。

【００１６】

【数１】均熱処理区域における全伸びパーセント＝（第
２ロール４６の毎分回転数−第１ロール４４の毎分回転
数）÷第１ロール４４の毎分回転数×１００

【００１７】もし、希望されるならば、炉の加熱区域の
中の鋼帯は、先細り状の張力を達成するために、個々の
ロールの速度にフイードバツクさせるロードセルを基礎
とした正規の方法によつて制御されることができる。し
かし、本発明の好ましい一面によれば、ロードセル制御
は、鋼帯が柔らかくなつて容易に変形できるようになる
均熱処理区域３４の中に分配される。そこに設けられた
伸び制御装置を持つ均熱処理区域の駆動モーターは、各
々の通路において要求される塑性延伸の仕事をするのに
充分に強力でなければならない。これは、ブライドルが
延伸の仕事をし、ロール駆動装置が、均熱処理区域の中
に均一な張力を分布させないように、低い動力で作動す
るようにした張力制御組織において使用されるロール用
モータに対する必要条件とは反対である。先に述べたよ
うに、ここに設けられる伸び制御システムの結果は、均
熱処理区域を通して、均一でない、階段状の張力プロフ
イールであることができ、それによつて、鋼帯に、若干
の通路において他の通路におけるより高い又は低い張力
になることを許すか、あるいは、鋼帯が、均熱処理区域
の入り口張力又は出口張力と違つた張力に張力を増大さ
せることを許す。例が図３に示され、また、図２に示さ
れる。この技術分野の熟練者は、上述の伸び制御システ
ムが、典型的な焼なまし炉の各区域のどこでも利用され
ることができることを評価するであろう。例えば、図１
において、本発明のシステムは、典型的に空気ジエツト
冷却を使用する主要冷却区域３６に、利用されることが
できる。再び、注意を図１に向けると、図１では、駆動
されたロール４４及び４６と隣接してそれぞれ自由に回
転する駆動されないロール１及び５に、測定点を設ける
ことによつて、駆動されたロール４４及び４６の速度を
検出する分解器５０を示す。もし、自由に回転するロー
ル１及び５が、それらの対応する駆動されたロール４４
及び４６と直接に隣接しないならば、駆動されたロール
４４及び４６の各々とその対応する自由に回転するロー
ル１又は５との間で、鋼帯の若干の追加の伸びがあるか
もしれないことは、理解されるであろう。そのような場
合、伸びが起きるとされる鋼帯の部分は、自由に回転す
るロール１及び５の間の部分であつて、ロール４４及び
４６の間の部分ではないであろう。この配置の利点は、
それが、駆動されたロールと駆動されたロールに接触し
て進行中の鋼帯との間の「スリツプ・アングル」と呼ば
れるものを回避することを、可能にすることである。駆
動されないロール（ロール１及び５）を分析することに
よつて、１００パーセント正確な速度を得ることができ
る。かくして、不感帯がない。もし、あるとしても、
０．１パーセント程度になるであろう。上記の議論は、
ロールの回転速度を決定するために分解器４７を使用す
ることを記述するけれども、この技術分野の熟練者は、
他の方法もまた利用可能であることが分かるであろう。

【００１８】さて、図５に言及すると、図５の鋼帯温度
グラフには、点６０及び点６２によつて範囲を定められ
た均熱処理区域１４と、点６６及び点６０によつて範囲
を定められた入り口肩部６４と、点６２及び点７０によ
つて範囲を定められた出口肩部６８が示される。入り口
肩部６４の鋼帯は、加熱区域１２の最終加熱部分の中に
あり、多分、塑性である。均熱処理区域１４の鋼帯は、
全部塑性であり、また、出口肩部６８の鋼帯は部分的に
塑性である。鋼帯の伸びを測る他の方法は、鋼帯の長さ
又は伸びと直接に関係する鋼帯の巾を測定する方法であ
る。そのような測定は、鋼帯の巾を連続的に測つて鋼帯
と接触しない精密鋼帯巾ゲージを用いて行われることが
できる。そのようなゲージは、イリノイ州６０００７、
エルク・グローブ・ビリツジ、アメリカン・レイン２６
００の住所を持つエム・エイ・インコーポレイテツド又
は他社から入手することができる。そのようなゲージ
は、毎分５０００フイート（約１５００メートル）まで
の鋼帯速度において、±０．０１０インチ（±０．２５
４ミリメートル）の精度で測定し、８４インチ（２．１
３メートル）までの巾を測定する。これは、歯車がな
い、すなわち、摩耗点がない直接の電子式測定である。
ゲージは、直接のデジタル読み取りを示し、ふれ又は誘
導物がない。鋼帯巾ゲージは、２個の垂直ビーム・レー
ザー・シーカーと、２個のエレクトロ・セルボ・レーザ
ー・ビーム位置決め装置と、遠隔押しボタン操作制御装
置と、遠隔コンピユーター及びデジタル表示と、選択的
なプリンターとを含む。図１に言及すると、鋼帯巾ゲー
ジ７２が、第１ロール４４の下流に隣接して取り付けら
れ、他の鋼帯巾ゲージ７４が、第２ロール４６の上流に
隣接して取り付けられる。ゲージ７２及び７４は鋼帯の
巾を測定し、第１ロール４４と第２ロール４６との間の
鋼帯の巾の違いから、第１ロール４４と第２ロール４６
との間の鋼帯の伸びを、鋼帯材料のポアソンひを使用し
て計算することができる。もし、ガスジエツト冷却区域
３６における鋼帯の伸びを測定することが希望されるな
らば、図１に示されるように、鋼帯巾ゲージ７２ａが、
ガスジエツト冷却区域３６の入り口に取り付けられ、鋼
帯巾ゲージ７４ａが、ガスジエツト冷却区域１５の出口
に取り付けられる。もし、図１の炉３０の入り口及び出
口における鋼帯の巾の違いを測定することによつて、鋼
帯の伸びを感知することが希望されるならば、鋼帯巾ゲ
ージ７２ｂが、炉３０の入り口に取り付けられて、鋼帯
巾ゲージ７４ｂが、炉３０の出口に取り付けられる。も
し、入り口肩部６４の入り口点６６と出口肩部６８（図
５）の出口点７０との間の鋼帯巾の違いを測定すること
によつて、鋼帯の伸びを感知することが希望されるなら
ば、鋼帯巾ゲージ７２ｃ（図１）が、入り口肩部６４の
入り口点６６に設けられて、鋼帯巾ゲージ７４ｃが、出
口肩部６８の出口点７０に取り付けられる。

【００１９】均熱処理区域３４に向けて加熱区域３２を
通過する時の鋼帯の張力を、鋼帯を追跡するために必要
な高水準の張力から、鋼帯を損傷することなく鋼帯の伸
びを制御するために適合させた低水準の張力に下げるこ
とは、好ましいことであり、これは、図２の加熱区域３
２の中に示される階段７６ａ乃至８０ａによつて指摘さ
れる階段に、張力を下げるように、加熱区域３２の中の
ロール７６乃至８０の速度を調節することによつて達成
される。入り口肩区域６４（図５）の中の張力は、入り
口肩区域６４の中の鋼帯の伸びを最小にするために、均
熱処理区域３４（図２）の入り口肩において、均熱処理
区域３４における希望された張力８２以下に減少され
る。同様に、主要冷却区域３６の中のロール８４乃至８
６（図１）を含むロール群は、最初、入り口肩６８にお
ける鋼帯の張力を下げ、それから、鋼帯が過時効処理区
域を離れる時、張力を希望された張力に増大するように
上げる。ロール群は、全部のロール又はロールの組み合
わせを使用して、鋼帯の張力を増大又は減少させるため
に、充分な力と個別的な制御装置を設けられる。

【００２０】

【発明の効果】均熱処理区域（及び又はガスジエツト冷
却区域のような他の区域）の中の鋼帯の伸びを直接検出
することによつて、従来のロードセルを使用する張力の
制御と比較して、次の利点が生じる。

【００２１】１．鋼帯の伸び及びこれに伴う巾の減少
が、直接制御されて、張力設定に影響されない。伸び
は、希望された程度の鋼帯の揺れ及び巾の減少ができる
ように設定される。伸びの設定は、炉の中の操作条件及
び鋼帯の性質に依存しない。

【００２２】２．ロードセル・モニターの低い値におけ
る不正確さに起因する鋼帯張力のふれが取り除かれる。
これは、鋼帯の巾の不均一を改良し、張力によつて誘発
されるしわの発生を最小にする。

【００２３】３．定常状態の伸びの良好な制御は、±
０．０５パーセント（絶対）であり、従来技術のロード
セルを基礎としたシステムにおける張力制御として引用
される±５パーセントの値と比較される。

【００２４】４．過渡期に伸びがもつと小さい横断面に
集中するような張力制御において発生する幅不足の鋼帯
が、鋼帯の横断面の変更の際に生産されない。張力制御
が鋼帯の長い部分に適用されるので、同伴するもつと大
きい断面を持つ過大幅の部分の長さは、張力制御におけ
る通常の巾不足の部分より短かくなる。

【００２５】５．伸び制御は、損傷又は過大な張力に起
因する鋼帯の横断面積の減少によつて、又は、質量流量
の減少に結合される炉の熱慣性から起きる鋼帯の過熱の
結果として生じる強力の損失によつて始まる制御された
区域におけるそれら鋼帯の切断を防止するであろう。ロ
ードセルを基礎とする張力制御システムにおいては、横
断面積が減少して、鋼帯張力の漸進的な上昇及び最終的
に鋼帯の破断を導きながら、負荷が維持される。延伸制
御の急速な応答はそのような事故を防止する。

【００２６】本発明の若干の具体例が、添付図面に示さ
れて、ここに記述されているが、しかし、この技術分野
の熟練者が、特許請求の範囲に記載されたとおりの本発
明の本質から離れることなく、ここで変更及び改造をな
し得ることは明らかである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置を備えた連続焼なまし炉を示す略図
の縦方向垂直断面図である。

【図２】本発明装置の駆動されたロール及び速度制御さ
れたロールによつて得られる炉を通過する鋼帯の張力の
変化を示すグラフである。

【図３】与えられた区域の中の鋼帯の張力をどのように
調節することができるかを示す本発明装置を備えた連続
焼なまし炉の均熱処理区域のみにおける鋼帯張力対位置
のグラフである。

【図４】従来技術の連続鋼帯処理用焼なまし炉を示す縦
方向垂直断面図の略図である。

【図５】図４の炉の中の各種の温度の輪郭を示すグラフ
である。

【図６】張力が炉を通して均一に維持され、かくして従
来技術代表する、鋼帯張力対連続焼なまし炉を通る長さ
方向位置を示すグラフである。

【図７】図６と異なる従来技術の鋼帯張力を示すグラフ
である。

【符合の説明】

３０ 連続焼なまし炉 ３２ 加熱区域 ３４ 均熱処理区域 ３６ 主要冷却区域 ３８ 過時効処理区域 ４０ 最終冷却区域 ４２ 鋼帯 ４４ 第１ロール ４６ 第２ロール ６４ 入り口肩 ６８ 出口肩 ７２ 感知手段（幅ゲージ） ７４ 感知手段（幅ゲージ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバート ジエイ ミエロ カナダ エル８ブイ４エム９ オンタリオ ハミルトン フオルクストーン 31

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続焼なまし炉又は類似物の少なくとも
   １つの部分の中の鋼帯の伸びを制御する方法であつて、
   ａ）鋼帯を、前記炉の部分の上流に設けられる駆動され
   た第１ロールの回り、そこから前記炉の部分の中、そこ
   から前記炉の部分の下流に設けられる駆動された第２ロ
   ールの回りに通して、前記第１ロール及び前記第２ロー
   ルと摩擦接触させる行程、ｂ）鋼帯の伸びを感知する行
   程、及び、ｃ）感知された伸びに応答して、鋼帯の伸び
   を、前記第２ロールの周辺速度が前記第１ロールの周辺
   速度を超える速度差によつて制御する行程からなること
   を特徴とした連続焼なまし炉の中の鋼帯の伸びを制御す
   る方法。
2. 【請求項２】 前記炉の部分が、鋼帯が最高温度になる
   区域である請求項１記載の連続焼なまし炉の中の鋼帯の
   伸びを制御する方法。
3. 【請求項３】 前記炉が、上流の端及び下流の端を持
   ち、また、前記上流の端から前記下流の端に、順番に、
   加熱区域、均熱処理区域、ガスジエツト冷却区域、主要
   冷却区域、過時効処理区域及び最終冷却区域を持ち、前
   記炉の部分が、前記均熱処理区域に対応する請求項１記
   載の連続焼なまし炉の中の鋼帯の伸びを制御する方法。
4. 【請求項４】 前記炉の部分が、鋼帯が摩擦接触するよ
   うに載せられる追加のロールを持ち、前記追加のロール
   の少なくとも１本のロールが駆動されて、駆動される前
   記追加のロールの周辺速度が、前記炉の部分における鋼
   帯の伸びを調節するために制御される請求項１記載の連
   続焼なまし炉の中の鋼帯の伸びを制御する方法。
5. 【請求項５】 前記炉が、上流の端及び下流の端を持
   ち、また、前記上流の端から前記下流の端に、順番に、
   加熱区域、均熱処理区域、ガスジエツト冷却区域、主要
   冷却区域、過時効処理区域及び最終冷却区域を持ち、前
   記炉の部分が、前記ガスジエツト冷却区域に対応する請
   求項１記載の連続焼なまし炉の中の鋼帯の伸びを制御す
   る方法。
6. 【請求項６】 前記駆動されたロールの周辺速度の測定
   が、前記駆動されたロールの上で直接測定することによ
   つて行われる請求項１記載の連続焼なまし炉の中の鋼帯
   の伸びを制御する方法。
7. 【請求項７】 前記駆動されたロールの周辺速度の測定
   が、前記駆動されたロールに隣接して自由回転する駆動
   されないロールの上で測定することによつて行われる請
   求項１記載の連続焼なまし炉の中の鋼帯の伸びを制御す
   る方法。
8. 【請求項８】 前記駆動された第１ロール及び第２ロー
   ルの両方が、前記炉の部分の中に設けられる請求項１記
   載の連続焼なまし炉の中の鋼帯の伸びを制御する方法
9. 【請求項９】 前記鋼帯の伸びを感知する行程が、前記
   第１ロールと前記第２ロールとの間の鋼帯の幅の変化を
   測定することによつて行われる請求項１記載の連続焼な
   まし炉の中の鋼帯の伸びを制御する方法。
10. 【請求項１０】 鋼帯が前記炉の部分に接近する時、鋼
    帯の張力が、鋼帯を移動させるために必要な高張力か
    ら、前記炉の部分において鋼帯を損傷することなく、鋼
    帯の伸びを調節するために適合された低張力に下げられ
    る請求項１記載の連続焼なまし炉の中の鋼帯の伸びを制
    御する方法。
11. 【請求項１１】 鋼帯の張力が、前記炉の部分の入り口
    肩及び出口肩における鋼帯の伸びを最小にするために、
    前記入り口肩及び前記出口肩において、希望の張力に下
    げられる請求項１０記載の連続焼なまし炉の中の鋼帯の
    伸びを制御する方法。
12. 【請求項１２】 鋼帯を延伸してその伸びを制御するこ
    とが希望された炉の部分と、前記炉の部分の上流の端及
    び下流の端に隣接してそれぞれ設けられて、それらの上
    に鋼帯が載せられた時、それぞれ鋼帯と摩擦接触を達成
    するようにした第１ロール及び第２ロールと、前記第２
    ロールの周辺速度が前記第１ロールの周辺速度より大き
    いように、前記第１ロール及び前記第２ロールを駆動し
    て、それによつて鋼帯を延伸する駆動手段と、鋼帯の伸
    びを感知する感知手段と、感知された伸びに応答して、
    前記第１ロール及び前記第２ロールの中の一方の回転速
    度を他方の回転速度に関して調節し、それによつて感知
    された伸びを制御する制御手段とからなる連続焼なまし
    炉の中の鋼帯の伸びを制御する装置。
13. 【請求項１３】 前記炉の部分が、鋼帯が最高温度に達
    する区域に対応する請求項１２記載の連続焼なまし炉の
    中の鋼帯の伸びを制御する装置。
14. 【請求項１４】 前記炉が、上流の端及び下流の端を持
    ち、前記上流の端から前記下流の端に、順番に、加熱区
    域、均熱処理区域、主要冷却区域、過時効処理区域及び
    最終冷却区域を持ち、前記炉の部分が、前記均熱処理区
    域に対応する請求項１２記載の連続焼なまし炉の中の鋼
    帯の伸びを制御する装置。
15. 【請求項１５】 前記炉の部分の中に、鋼帯が摩擦接触
    して載せられる追加のロールが設けられ、前記追加のロ
    ールの少なくとも１本のロールが駆動され、駆動される
    前記追加のロールの周辺速度を調節する手段が、前記炉
    の部分の中の鋼帯の伸びをさらに調節するために設けら
    れる請求項１２記載の連続焼なまし炉の中の鋼帯の伸び
    を制御する装置。
16. 【請求項１６】 前記感知手段が、前記駆動されたロー
    ルの周辺速度を、前記駆動されたロールの上で直接測定
    することによつて決定する手段を含む請求項１２記載の
    連続焼なまし炉の中の鋼帯の伸びを制御する装置。
17. 【請求項１７】 前記感知手段が、前記駆動されたロー
    ルに隣接して自由に回転する駆動されないロールの上で
    測定することによつて、前記駆動されたロールの回転速
    度を決定する手段を含む請求項１２記載の連続焼なまし
    炉の中の鋼帯の伸びを制御する装置。
18. 【請求項１８】 前記炉が、上流の端及び下流の端を持
    ち、前記上流の端から前記下流の端に、順番に、加熱区
    域、均熱処理区域、及び、少なくとも１つのガスジエツ
    ト冷却区域を含む冷却区域を持ち、前記炉の部分が、前
    記ガスジエツト冷却区域に対応する請求項１２記載の連
    続焼なまし炉の中の鋼帯の伸びを制御する装置。
19. 【請求項１９】 前記感知手段が、前記第１ロールと前
    記第２ロールとの間における鋼帯の幅の違いを感知する
    請求項１２記載の連続焼なまし炉の中の鋼帯の伸びを制
    御する装置。
20. 【請求項２０】 前記均熱処理区域が、入り口肩及び出
    口肩を持ち、また、前記感知手段が、前記均熱処理区域
    の前記入り口肩及び前記出口肩における鋼帯の幅の違い
    を感知する請求項１２記載の連続焼なまし炉の中の鋼帯
    の伸びを制御する装置。
21. 【請求項２１】 前記制御手段が、鋼帯が張力下に前記
    炉の部分を通過する時、鋼帯の伸びを、鋼帯を移動させ
    るために必要な高張力から、前記炉の部分において鋼帯
    を損傷することなく、鋼帯の伸びを制御するために適合
    される低張力に下げる請求項１２記載の連続焼なまし炉
    の中の鋼帯の伸びを制御する装置。