JPH0583616B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、水平型連続光輝焼鈍炉設備において
広幅薄鋼帯又は広幅箔帯の形状が良好な光輝焼鈍
材を製造する水平型連続光輝焼鈍炉に関する。

〈従来の技術〉 一般的な鋼帯の水平型連続光輝焼鈍設備は、第
２図に示すように、鋼帯１の光輝焼鈍炉１３を中
心にして、前方に設置したブライドルロール１４
及び鋼帯１に炉内張力を与えるための張力ロール
１５、後方に設置したブライドルロール１６から
構成される。

さらに、一般的な光輝焼鈍炉１３は第３図に示
すように、加熱帯２、継ぎ帯１７、クーリングチ
ユーブ式第１徐冷帯１８、雰囲気ガスによる対流
式第２徐冷帯５から構成される。第３図の−
視による断面図である第４図中１９は第１徐冷帯
に配置されたクーリングチユーブである。また、
鋼帯１を支持して搬送する加熱帯２のハースロー
ル１１及び対流式第２徐冷帯１８のハースロール
１２は、鋼帯１のカテナリ深さが大きくならない
ような間隔で、極力少ない本数が配置されてお
り、これらのロール外径は150mm程度のものが使
用されている。７は加熱用のヒータである。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかし、このような水平型連続光輝焼鈍炉で処
理される鋼帯は、板幅700mm未満、板厚0.1mm以上
に限られていて、板幅700mm以上、板厚0.1mm未満
の広幅鋼帯や広幅箔帯を工業的に処理したという
報告はこれまでに無かつた。なお、竪型連続光輝
焼鈍炉では板厚0.05mmの鋼帯を処理したという報
告があるが、これによつても板幅700mm以上の広
幅鋼帯を光輝焼鈍したという報告はなかつた（例
えば特公昭53−35848、同54−36887号公報参照）。

このように、水平型連続光輝焼鈍炉で広幅薄鋼
帯や広幅箔帯を処理できないのは、光輝焼鈍によ
つて処理材に形状不良が発生するためであり、そ
の要因には主に次の二つがある。

第１の要因は、光輝焼鈍時の鋼帯の冷却過程
において、鋼帯に圧縮熱応力が発生することで
ある。

この圧縮熱応力は板長手方向の板温度勾配によ
り決定されるので、加熱帯から冷却帯に移行する
冷却初期において最大となる。このため冷却初期
に、鋼帯に板幅方向の弯曲変形（カヌーイング）
や局部的な折れや座屈が発生し易く、この程度が
大きい場合には永久変形となつて残り、形状不良
となる。特に広幅薄鋼帯や広幅箔帯は、板幅方向
の剛性が小さいから、冷却初期における圧縮熱応
力を抑えることが必須条件である。しかし、従来
技術ではこれを十分なし得ず、その結果、広幅薄
鋼帯や広幅箔帯の連続光輝焼鈍を行うことができ
なかつた。

この事情を以下詳細に説明する。

水平型連続光輝焼鈍炉では、上記の冷却初期は
第１徐冷帯における冷却に相当するが、第１徐冷
帯における冷却手段としては、前記のように、ク
ーリングチユーブ１９を使用しており、クーリン
グチユーブ１９の中に空気を流し、クーリングチ
ユーブ１９の表面と鋼帯１の間の放射によつて冷
却を行い、鋼帯１の冷却温度の制御はクーリング
チユーブ１９の中を流れる空気の量や温度を変え
て、クーリングチユーブ１９の表面温度を制御す
ることによつて行つていた。しかし、上記のクー
リングチユーブ１９による強制冷却方式は高温に
おける安定性が悪く、例えばSUS304の広幅薄鋼
帯や広幅箔帯の均熱温度は1000〜1100℃と高温な
ので、安定して徐冷を行うことができず過冷却と
なり、形状不良が発生したのである。

第２の要因は、炉内ロールにより鋼帯に曲げ
応力が発生することである。

冷却初期の高温時には、鋼帯の降伏応力が著し
く低い状態となつているが、この過程において曲
率の小さいロールに沿つて鋼帯が曲がつた場合、
板厚方向に生じる曲げ応力が鋼帯の降伏応力を越
えると、鋼帯に板厚方向の塑性歪が生じ板の塑性
変形となつて残ることがある。このように冷却初
期の高温時では、板厚とロール径の関係が処理材
の形状不良に対する重要なフアクタであるが、従
来技術では、これを考慮してロール径が決められ
ておらず形状不良が生じていた。

本発明は、これらの問題を解決することを目的
とする。

〈課題を解決するための手段〉 本発明は、加熱帯、第１徐冷帯、第２徐冷帯を
順次直列に備えた広幅薄鋼帯又は広幅箔帯用水平
型連続光輝焼鈍炉において、加熱帯から第１徐冷
帯への移行部分の近傍に、前記広幅薄鋼帯又は広
幅箔帯のカテナリ形状に沿つてサポートロールを
配設したことを特徴とする。また、上記サポート
ロール及びこれに続く下流のハースロールの外径
を200mm以上600mm以下の範囲とするのが好まし
い。

〈作用〉 本発明においては、加熱帯から冷却帯に移行す
る第１徐冷帯における鋼帯の徐冷を強制的な冷却
手段を用いずに鋼帯からの熱放散のみによつて行
い、かつ第１徐冷帯の炉温を鋼帯が過冷却されな
い温度に設定するので、広幅薄鋼帯又は広幅箔帯
の高温時における徐冷を安定してかつ過冷却にな
らずに行うことができ、鋼帯に発生する圧縮熱応
力を抑えることができる。

さらに、加熱帯から第１徐冷帯への移行部分の
近傍に、広幅薄鋼帯又は広幅箔帯のカテナリ形状
に沿つてサポートロールを配設し、鋼帯に板幅方
向の変形や折れ、座屈の発生しやすい冷却初期に
鋼帯下面を支持し、鋼帯の見かけ上の板幅方向の
剛性を増加させて板幅方向の変形を抑制すること
ができる。

〈実施例〉 本発明の１実施例を第１図に基づいて説明す
る。第１図は本発明の水平型連続光輝焼鈍炉の炉
長方向の断面図である。

図において、２は鋼帯１を焼鈍温度まで加熱す
る加熱帯、３は加熱帯２に連続して設けられた第
１徐冷帯、４は継ぎ帯、５は雰囲気ガスによる対
流式第２徐冷帯である。

第１徐冷帯３は、炉温制御が便利なように、同
じ断熱材を使用して炉体構造を加熱帯２と同じも
のに構築し、炉温制御装置６、即ち、炉温制御装
置６のヒータ７、炉温調節器８、炉温操作装置９
等は加熱帯２に装備したものと同一のものを使用
し、同じ制御方式で制御を行う。

これにより、第１徐冷帯３と加熱帯２の炉体条
件が同一なので、第１徐冷帯３の炉温制御を加熱
帯２の炉温制御にならつて正確に安定して行うこ
とが可能となる。

しかして、加熱帯２から第１徐冷帯３に搬送さ
れた高温の鋼帯１は第１徐冷帯３の内壁へその熱
量を放射熱伝達し徐冷されるが、鋼帯１の過冷却
を防止するために、第１徐冷帯３の炉温を過冷却
とならない温度に設定しておく。例えば加熱帯２
の炉温を1100℃、第１徐冷帯３の炉温を1050℃と
すれば、鋼帯１は第１徐冷帯３において1050℃以
下に冷却されることはない。このようにして冷却
初期における過冷却を防止することができ、安定
して鋼帯を徐冷することができ、鋼帯に働く圧縮
熱応力を抑えることが可能となる。次に、上記の
徐冷手段を用いて鋼帯の徐冷を行うにしても、徐
冷速度が小さすぎる場合には、第１徐冷帯３の長
さが過大になり設備上好ましくなく、冷却過程で
の鋼帯表面の酸化の進行による光輝度の低下によ
る品質不良の原因にもなる。

そこで、徐冷速度を過冷却が生じない範囲でで
きるだけ大きくとる必要があるが、広幅薄鋼帯や
広幅箔帯は板幅方向の剛性が小さいため、上記徐
冷手段に加え、徐冷開始点、すなわち加熱帯から
第１徐冷帯への移行部分の近傍に、鋼帯のカテナ
リ形状に沿つてサポートロール１０を配置する。
サポートロール１０は、第１図のように短いピツ
チで加熱炉２の出口と第１徐冷帯３の入口に配置
するのが好ましい。

このようにすることによつて、鋼帯の見掛け上
の板幅方向の剛性を増加させることができ、板幅
方向の変形を抑制することができ、形状不良の発
生を防止できる。なお、水平炉においては鋼帯に
は常に下向きに自重が作用しているため、板幅方
向で鋼帯が上に凸に変形することは通常はなく、
上に凹に変形するのが普通であるため、鋼帯の上
部をロールで押さえる必要なく、鋼帯下面を支持
するサポートロール１０を設置するのみで十分で
ある。またサポートロール１０は鋼帯を積極的に
支えるのではなく、鋼帯の炉内でのカテナリ形状
に沿つて、鋼帯を軽く支える高さに配置する。な
お、炉内の鋼帯のカテナリ形状は、ハースロール
１１，１２の間における鋼帯の自重と張力との関
係で決定される。

次に、サポートロール１０及びこれに続く下
流、すなわち対流式第２徐冷帯のハースロール１
２の外径は次のように決定する。一般に、鋼帯が
ロール外径に沿つて曲がることによつて生じる板
厚方向の曲げ応力は、塑性歪を生じない値に抑え
る必要がある。即ち、鋼帯に生じる歪εは、曲げ
半径Ｄが板厚ｔに比べて大きい場合には、ε＝
ｔ／Ｄで示されるから、鋼帯の外皮の曲げ応力σ
はσ＝Ｅ・ｔ／Ｄとなり（Ｅは鋼帯のヤング率）、
σを鋼帯の降伏応力よりも小さい値となるように
ロール外径Ｄを決めなければならない。

本発明者らは、この考えに基づいて種々実験し
た結果、板幅700〜1250mm、板厚0.02〜0.2mmの広
幅薄鋼帯又は広幅箔帯に対しては、サポートロー
ル１０及び対流式第２徐冷帯のハースロール１２
の外径は200mm以上必要であり、600mmあれば十分
であることを見出した。

更に、本発明の具体的な実施例について説明す
る。第１図の本発明の焼鈍炉で、板幅1000mm、板
厚0.05mmのステンレス広幅薄鋼帯の光輝焼鈍を、
鋼帯の加熱温度を1100℃、第１徐冷帯の炉温を
1050℃に設定し、サポートロール及び第２徐冷帯
のハースロールは外径が350mmのものを使用して
実施した後に、鋼帯の平坦度を測定した結果、平
均0.5mmであつた。

これに対して、従来の横型連続光輝焼鈍炉で板
幅500mm、板厚0.05mmのステンレス狭幅薄鋼帯の
光輝焼鈍を行つた後に、同様に平坦度を測定した
結果、平均５mmであつた。このように、本発明は
従来技術に比べて、著しく平坦度が向上し、形状
不良を防止することができた。

〈発明の効果〉 本発明によれば、広幅薄鋼帯又は広幅箔帯の連
続光輝焼鈍において焼鈍後の冷却過程で生じる形
状不良の発生を極めて効果的に抑制することがで
きるので、平坦度のすぐれた広幅薄鋼帯又は広幅
箔帯の光輝焼鈍材を安定的且つ大量に生産するこ
とが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の水平型連続光輝焼鈍炉の１実
施例を示す炉長方向の断面図、第２図は一般的な
水平型連続光輝焼鈍設備の概要説明図、第３図は
従来の代表的な水平型連続光輝焼鈍炉の炉長方向
の断面図であり、第４図は第３図の−線断面
図である。 １……鋼帯、２……加熱帯、３……第１徐冷
帯、４……継ぎ帯、５……第２徐冷帯、６……炉
温制御装置、１０……サポートロール、１１，１
２……ハースロール。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 加熱帯、第１徐冷帯、第２徐冷帯を順次直列
   に備えた広幅薄鋼帯又は広幅箔帯用水平型連続光
   輝焼鈍炉において、加熱帯から第１徐冷帯への移
   行部分の近傍に、前記広幅薄鋼帯又は広幅箔帯の
   カテナリ形状に沿つてサポートロールを配設した
   ことを特徴とする広幅薄鋼帯又は広幅箔帯用水平
   型連続光輝焼鈍炉。 ２ 上記サポートロール及びこれに続く下流のハ
   ースロールの外径を200mm以上600mm以下の範囲と
   する請求項１の広幅薄鋼帯又は広幅箔帯用水平型
   連続光輝焼鈍炉。