JPH05279752A - 薄帯の連続焼鈍方法及び装置 - Google Patents

薄帯の連続焼鈍方法及び装置

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JPH05279752A
JPH05279752A JP7697092A JP7697092A JPH05279752A JP H05279752 A JPH05279752 A JP H05279752A JP 7697092 A JP7697092 A JP 7697092A JP 7697092 A JP7697092 A JP 7697092A JP H05279752 A JPH05279752 A JP H05279752A
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JP
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cooling
strip
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ribbon
temp
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JP7697092A
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English (en)
Inventor
Shunichi Shimada
俊一 嶋田
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 薄帯の焼鈍工程において熱応力に起因する平
面座屈現象の発生を防止し、薄帯に形状不良が発生する
ことを防止する。 【構成】 連続的に移動する薄帯を加熱すると共に、加
熱後の高温薄帯を冷却するに際し、少なくとも冷却開始
点Aを含む冷却初期段階では、該薄帯が上方に凸形状の
冷却曲線を呈するように冷却する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、薄帯の連続焼鈍方法及
び装置、特に、鉄鋼、アルミ等の薄帯を連続的に焼鈍処
理する際に、薄帯に変形が生じることを防止できる薄帯
の連続焼鈍方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、鉄鋼、アルミ等の薄帯の連続焼
鈍装置は、図10にその一部を概念的に示すように、加
熱帯の一部である焼鈍炉均熱帯10の後方に、継ぎ帯
(徐冷帯)12及び冷却帯14の順に配置された構成を
有している。上記継ぎ帯12では焼鈍炉均熱帯10で焼
鈍温度に均等加熱された薄帯Sを、同温度から始めは放
射冷却で所定温度に冷し、続いて対流冷却方式で常温ま
で冷却し、その後、該薄帯Sを次のプロセスへ連続搬送
されるようになっている。
【0003】上記連続焼鈍装置で高温加熱された薄帯S
を冷却帯14で冷却する場合、該薄帯Sの温度の経時変
化である冷却カーブは図11のようになる。薄帯を冷却
する場合に上記のような冷却カーブを呈することは、例
えば、ステンレス薄帯用光輝焼鈍設備の場合について、
1992年1月30日に「ステレンス薄板製造技術の最
近の動向」をテーマに開催された塑性加工シンポジウム
において「7,極薄ステンレス鋼の製造技術」と題して
報告されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記図
11に示したような冷却カーブを描くように薄帯を冷却
する従来の連続焼鈍技術においては、焼鈍加熱後の冷却
過程で生じる、例えば図12(A)〜(D)に示すよう
な板幅方向の形状不良(C反り、折れ、しわ等)が発生
するという問題があった。なお、図12(D)は、同図
(A)の薄帯S1と同図(B)の薄帯S2 とを、それぞ
れ長さ方向から見た反りの様子を示したものであり、h
バーは平均反り量である。
【0005】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
くなされたもので、薄帯の連続焼鈍工程において、後述
する熱応力に起因する平面座屈現象が生じることを防止
し、薄帯に形状不良が発生することを防止できる薄帯の
連続焼鈍方法及び装置を提供することを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、連続的に移動
する薄帯を加熱すると共に、加熱後の高温薄帯を冷却す
る薄帯の連続焼鈍方法において、高温薄帯を冷却するに
際し、少なくとも冷却初期段階では、該薄帯が上方に凸
形状の冷却曲線を呈するように冷却することにより、前
記課題を達成したものである。
【0007】本発明は又、連続的に移動する薄帯を加熱
する加熱帯と、加熱後の高温薄帯を冷却する冷却帯と、
を備えている薄帯の連続焼鈍装置において、冷却帯の少
なくとも前段に、その長手方向に移動する薄帯からの抜
熱量を制御する手段を備えた構成とすることにより、同
様に前記課題を達成したものである。
【0008】
【作用】本発明者は、種々検討した結果、薄帯を焼鈍す
る際の冷却方法について以下の知見を得た。
【0009】薄帯の焼鈍において形状不良を発生させる
原因は、冷却過程で生じる板幅方向の圧縮熱応力であ
り、この熱応力は、薄帯の長手方向の板温度勾配により
決定されることが理論的に示される。
【0010】従って、前記図11に板幅方向の熱応力分
布を示したように、均熱状態又は均熱後の高温域での徐
冷状態から冷却状態に変化する遷移点において上記圧縮
応力(図中σで示す)が非常に大きな値となり、この圧
縮応力(σ- の最大値)がその点における材料の座屈強
度を超えたときに薄帯は板幅方向に座屈し、一次又は二
次の座屈形態となる。その結果、前記図12に示したよ
うな湾曲する変形(C反り又はカヌーイングと呼ぶ平面
座屈現象)や折れ、それにしわ(局部平面座屈現象)等
が発生して形状不良となる。
【0011】更に詳述すると、前記図11に示した冷却
カーブは、下に凸形状になっているため冷却開始点Aが
最も温度勾配(長手方向変化率)が大きくなり、このA
点近傍において最大の幅方向圧縮応力が発生することに
なる。一定速度で搬送される薄帯の冷却過程における抜
熱量(冷却熱流束)をQとすると、この抜熱量Qは次の
(1)式で表わすことができる。
【0012】 Q=α×(θm −θf ) ………(1) ここで、α:熱伝達率 θm :薄帯平均温度 θf :冷却ガス等の温度
【0013】α及びθf が板長手方向に一定であれば高
温部ほど抜熱量Qは大きくなる。なお、θf は、対流冷
却の場合は吹付けガス温度、放射冷却の場合は炉温とす
る。
【0014】又、初期温度をθ1 、終期温度をθ2 とす
ると、該終期温度θ2 は次の(2)式で表わすことがで
きる。
【0015】 θ2 =(θ1 −θf )× exp{−(ατ)/(gc)}+θf ……(2) ここで、τ:時間 g :薄帯の質量 c :薄帯の比熱
【0016】上記(2)式からもわかるように、α及び
θf が一定であれば、冷却カーブは下に凸の指数関数状
となる。
【0017】従って、従来のように1つの冷却帯におけ
る長手方向の冷却ガス等の温度(対流冷却では吹付けガ
スの温度)が一定で、且つ熱伝達率が一定である場合に
は、冷却カーブは必然的に前記図11のように下に凸形
状のカーブ2になってしまい、冷却開始点Aの温度変化
率が最大となり、しかも板温が高いが故に材料強度が低
い所に幅方向圧縮応力(図中σで示す)が過大となるた
めに、座屈変形が生じてしまうことが明らかとなった。
【0018】本発明は、以上の知見に基づいてなされた
ものであり、本発明においては、焼鈍炉長手方向に関す
る急激な温度変化が原因で発生する板幅方向の圧縮熱応
力を抑制するために、例えば、前記図11に相当する図
1に示すように、特に高温域の冷却開始点Aにおける長
手方向の温度勾配を最小にし、低温域へ近づくに従って
温度勾配が増加していくようにして、上に凸形状の板温
度カーブ1を保持しつつ冷却する方法を採用した。
【0019】即ち、冷却帯における薄帯からの抜熱量
(冷却熱流束)を高温域ほど少なくし、薄帯温度(板温
度)が低下し、強度が回復するにつれて、冷却速度が増
加していく冷却カーブを描くように冷却する方法であ
る。なお、図1には比較のために、前記図11のA点に
おける応力分布曲線を二点鎖線で示し、又、図11にも
比較のためにカーブ1を二点鎖線で示した。
【0020】図1に示した具体例では、冷却域(1)の
冷却カーブのように、均熱帯もしくは徐冷帯出口の高温
域から、上に凸形状のカーブ1を描くように冷却を開始
し、その開始点Aにおける板温度変化率を最小にすると
共に、材料強度が回復した時点(冷却域(2)の始点
B)で変曲点を与えて下に凸形状の冷却カーブ2となる
ようにしている。
【0021】本発明によれば、材料強度の低い高温域ほ
ど冷却温度勾配を小さくして緩やかに冷却することがで
きるようにしてあるので、従来の焼鈍技術のように冷却
開始点で幅方向に過大な圧縮熱応力が発生することを防
止でき、該圧縮熱応力に起因する板幅方向の座屈による
形状不良(カヌーイング、局部折れ、及びしわ)が発生
することを防止できる。
【0022】なお、本発明では、前記図1の冷却域
(2)のように、必ずしも途中から下に凸形状の冷却カ
ーブ2を描くようにしなくともよく、全体的に上に凸形
状になるようにしてもよい。
【0023】又、最初は上に凸形状で冷却を開始し、途
中の中間域で二点鎖線3で示すように抜熱量のやや多い
直線状に冷却し、その後、前記カーブ2と同様に下に凸
形状に冷却する方法(このときは変曲点が2個所とな
る)を採用してもよい。この場合は、中間の変曲点Cで
の発生応力は多少大きくなるものの、焼鈍炉の冷却帯の
長さを短くすることができる。
【0024】具体的な冷却カーブをどのように設定する
かは、薄帯の座屈強度や座屈変形の初期条件を与える初
期形状、並びに設備構成等により決定すればよい。
【0025】ところで、薄帯を冷却する際の板温度勾配
を緩和するために、冷却ガス等の温度θf を高くする方
法が、例えば前記第140回塑性加工シンポジウムの資
料「7,極薄ステンレス鋼の製造技術」に開示されてい
る。ここでは、最大θf =400℃としているが、材料
強度の低い高温の冷却開始点で板温度変化率が最大とな
り、その結果板幅方向の圧縮熱応力がその点で最大とな
ることに変わりはなく、その値が相対的に小さくなるに
過ぎない。
【0026】従って、多少の効果は期待できるものの、
座屈強度は板厚の二乗に反比例することから、上記の如
く最大θf を高くする方法を採用しても板厚が薄くなる
ほど対応が困難となる。
【0027】又、冷却ガス温度θf を単に高く設定する
場合は、該θf を必要以上に高くし、冷却開始点での板
温度勾配を緩和することは、冷却帯の設備長さの増大に
よるコストアップや、もしくは同一長さであれば通板速
度の低下による生産性の低下を招き好ましくない。
【0028】前述した本発明による冷却方法に適用して
好適な連続焼鈍装置としては、例えば、前記図1に示し
た冷却カーブを得るために、抜熱量をコントロールする
手段として冷却熱伝達率又は炉温(吹付け風温等)を冷
却帯長手方向に沿って順次変化させ得る手段を備えた構
成のものを挙げることができる。
【0029】熱伝達率を変える具体的手段としては、対
流冷却方式の場合であれば、例えば、図2に概念的に示
したようにガス吹出ヘッダー16に形成されている吹出
しノズルから薄帯Sに対して冷却ガスを吹出させる角度
を、長手方向に沿って上流から下流に向かって順次変え
ていき、板面に対して下流側ほど垂直に近づけたものを
挙げることができる。
【0030】このように、板面に対するガスの吹付け角
度を上流から下流に向かって順次垂直に近づけることに
より、ガスの温度及び吹出し速度が同一の場合でも、上
流ほど薄帯Sからの抜熱量を少なくすることができるた
め、上に凸形状の冷却カーブを呈するように冷却するこ
とができる。
【0031】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳
細に説明する。
【0032】図3は、本発明に係る一実施例である連続
焼鈍装置の冷却帯の一部を示す概略断面図である。
【0033】本実施例の連続焼鈍装置は、対流方式冷却
帯を、図3に示した構成とした以外は、前記図10に示
したものと実質的に同一である。
【0034】即ち、本実施例では、冷却帯を第1冷却帯
14Aと、これに連続する第2冷却帯14Bとで構成
し、第1冷却帯14Aでは、前記図2の場合と同様にガ
ス吹出ヘッダー16のノズルからの薄帯Sに対するガス
吹付け角度を、上流から下流に向かって水平方向から垂
直方向へと順次変えていき、第2冷却帯14Bでは、上
記ガスの吹付け角度を全て垂直としてある。
【0035】従って、本実施例の連続焼鈍装置によれ
ば、均熱温度から少し徐冷した後の薄帯Sを第1冷却帯
14Aを通過させ、更に第2冷却帯14Bを通過させる
ことにより、図4に示す前記図1に相当する冷却カーブ
を描くように上記薄帯Sを冷却することができる。
【0036】なお、上記第1冷却帯14Aでは、ノズル
の吹付け角度を順次変えるようにすると共に、吹付けガ
スの温度をも変更するようにしてもよく、更に第2冷却
帯14Bではガス温度のみを順次低下させるようにして
もよい。
【0037】本実施例により、板厚0.05mmのSUS
304ステンレス鋼からなる幅広薄帯を実際に焼鈍処理
したところ、焼鈍後の形状は、前記図12(D)に相当
する図5に示すように、該図12に示した従来の変形と
比較し、局部折れやしわの発生は皆無であり、C反り変
形も極めて小さい値となっており、本発明の有効性が実
証された。
【0038】上述した如く、本実施例によれば、焼鈍加
熱後の薄帯を冷却する過程において発生する板幅方向の
圧縮応力を最小限に抑え、該圧縮応力に起因する板幅方
向の変形による形状不良の発生を防止することができ
る。
【0039】本発明は、表面疵の発生が許されないため
に加熱から冷却までの長大スパン(30〜40m )をロ
ール等に非接触で通板処理するステンレス用竪形焼鈍炉
における冷却帯に極めて有効である。その理由は、長大
スパンの場合は、その中央部付近に冷却開始点があり、
しかも拘束されていないために非常に大きな座屈変形が
生じることになるからである。
【0040】以上、本発明について具体的に説明した
が、本発明は、前記実施例に示したものに限られるもの
でなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であ
る。
【0041】冷却帯の上流から下流に向かって順次抜熱
量を大きくしていき、上に凸形状の冷却カーブを呈する
ように薄帯を冷却するための手段としては、例えば、前
記図2に相当する図6に示すように、吹付け角度を全て
同一とし、最上流のガス吹付け速度v 1 を最小とし、下
流に向かって該速度を順次増大させ、図中v n で示す速
度を最大とするようにしてもよい。
【0042】又、上記図6を右側から見た図に相当する
図7の概略正面図に示すように、ヘッダー16に設けた
ダンパー18により風量を変えるか、又はヘッダー16
に形成されているスリット状のノズル(図示せず)の隙
間寸法を変えて、吹付け速度を長手方向に沿って順次変
えていく方法を採用してもよい。この場合、吹付け速度
をv とすると、熱伝達率αはv k (k <1)に比例す
る。
【0043】又、炉温は、吹付けガスの温度を、例えば
図7に示したように、ガス吹出ヘッダー16内に設けた
加温ヒータ20で、長手方向に順次変えるようにしても
よい。
【0044】又、図8(A)の平面図、同図(B)の正
面図でその一部を示す放射冷却方式の場合は、図9の側
面図に示すように、対向する位置に配された断熱壁22
に放射率の異なる材料を用いるようにしてもよい。又、
上記断熱壁22の厚さを変えるようにしてもよい。
【0045】又、壁面放射のみのときは、ヒータ24に
よる炉温制御を行ってもよく、又、クーリングチューブ
26を使用する方式では、該クーリングチューブ26内
を通過させる流体の温度を変えるようにしてもよい。
【0046】実際の設計では、対流冷却又は放射冷却の
いずれの方式を採用する場合でも、処理する材料の座屈
強度により発生が許容される熱応力を求め、これを満足
する冷却温度勾配と設備構成等から任意の方法又はその
組合わせを選択すればよい。
【0047】又、板厚の十分に大きい、例えば0.8mm
以上の材料と、薄帯の両方を処理する焼鈍装置の場合
は、例えば、図2に示したガス吹出ヘッダー16のノズ
ルの吹出し角度を可変とし、板厚が大きな厚物を処理す
るときは上記吹出し角度を全て垂直にし、薄帯を処理す
るときには前記図2に示したと同様に順次吹出し角度を
変えるようにしてもよい。このようにすると、冷却帯の
長さを延ばすことなく、生産性をも向上することが可能
となる。
【0048】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、薄
帯の焼鈍工程において、熱応力に起因する平面座屈現象
を防止し、薄帯に形状不良が発生することを防止でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法の特徴を表わす線図
【図2】本発明装置の一例を示す概略部分側面図
【図3】一実施例の連続焼鈍装置の要部を示す概略断面
【図4】上記実施例の作用を示す線図
【図5】上記実施例の効果を示す概略説明図
【図6】本発明装置の他の例を示す概略部分側面図
【図7】本発明装置の更に他の例を示す説明図
【図8】放射冷却方式の冷却帯を示す平面図及び正面図
【図9】放射冷却方式の冷却帯の変形例を示す側面図
【図10】従来の連続焼鈍装置の一部を示す概略構成図
【図11】従来の冷却カーブを示す線図
【図12】従来の問題点を示す説明図
【符号の説明】
10…焼鈍炉均熱帯、 12…継ぎ帯、 14…冷却帯、 16…ガス吹出ヘッダー、 18…ダンパー、 20、24…ヒータ、 22…断熱壁、 26…クーリングチューブ。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】連続的に移動する薄帯を加熱すると共に、
    加熱後の高温薄帯を冷却する薄帯の連続焼鈍方法におい
    て、 高温薄帯を冷却するに際し、少なくとも冷却初期段階で
    は、該薄帯が上方に凸形状の冷却曲線を呈するように冷
    却することを特徴とする薄帯の連続焼鈍方法。
  2. 【請求項2】連続的に移動する薄帯を加熱する加熱帯
    と、加熱後の高温薄帯を冷却する冷却帯と、を備えてい
    る薄帯の連続焼鈍装置において、 冷却帯の少なくとも前段に、その長手方向に移動する薄
    帯からの抜熱量を制御する手段を備えたことを特徴とす
    る薄帯の連続焼鈍装置。
JP7697092A 1992-03-31 1992-03-31 薄帯の連続焼鈍方法及び装置 Pending JPH05279752A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001200319A (ja) * 1999-12-17 2001-07-24 Stein Heurtey 熱処理ラインの急速冷却領域におけるストリップのリンクル形成を低減させる方法及び装置
JP2002266036A (ja) * 2001-03-07 2002-09-18 Chugai Ro Co Ltd 金属ストリップ用横型連続熱処理炉

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5843453A (ja) * 1981-09-04 1983-03-14 インタ−ナシヨナル・ビジネス・マシ−ンズ・コ−ポレ−シヨン ポリイミド材料の食刻方法
JPH02277723A (ja) * 1989-04-19 1990-11-14 Nisshin Steel Co Ltd 竪型連続焼鈍炉

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5843453A (ja) * 1981-09-04 1983-03-14 インタ−ナシヨナル・ビジネス・マシ−ンズ・コ−ポレ−シヨン ポリイミド材料の食刻方法
JPH02277723A (ja) * 1989-04-19 1990-11-14 Nisshin Steel Co Ltd 竪型連続焼鈍炉

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001200319A (ja) * 1999-12-17 2001-07-24 Stein Heurtey 熱処理ラインの急速冷却領域におけるストリップのリンクル形成を低減させる方法及び装置
JP2002266036A (ja) * 2001-03-07 2002-09-18 Chugai Ro Co Ltd 金属ストリップ用横型連続熱処理炉

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