JPH06145815A - 金属帯の通電加熱方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 金属帯に電流を通し、ジュール熱により金属
帯を加熱する金属帯の通電加熱の際の通電ロール部での
絞り、蛇行を防止しながらスパークの無い安定した加熱
を行う。 【構成】 通電ロールに金属帯を巻き付けて通板すると
ともに、通電ロール表面にロール内孔に通じる多数の小
径孔を設けてロール内部の雰囲気ガスを外部へ吸引して
通電する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属帯を連続熱処理す
るため通電加熱方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、金属帯の連続焼鈍炉内に
おける加熱方式としては、直火型無酸化加熱方式、輻射
管加熱方式、間接電気加熱方式などが用いられている
が、これらの各方式はいずれも伝熱による加熱方式であ
るので、単位時間当たりの加熱時間を長くとらねばなら
ず、必然的に加熱帯の長さが長くなる。

【０００３】このような伝熱による加熱方式に対して、
近年、金属帯に直接通電して加熱する方法が提案されて
いる。例えば、特公昭６０−２６８１８号公報に記載さ
れているように、金属帯に通電ロールを介して直接通電
し、金属帯自体のジュール熱により加熱する方法があ
る。また、特開平１−１４２０３２号公報に記載されて
いるように、環状トランスを貫通する金属帯通路の前後
に通電ロールを設け、両通電ロールを導電性部材で接続
して金属帯、通電ロール及び導電性部材により閉回路を
二次コイルとして誘導電流を発生させ、この誘導電流に
よるジュール熱で金属帯を加熱する方法がある。この方
法は加熱能力が高く設備をコンパクトにすることがで
き、又加熱帯の雰囲気保持が容易である等の点で優れて
いる。しかし、いずれも通電ロールを介して金属帯に通
電するため、通電ロール表面と金属帯表面との接触が十
分でない場合、加熱速度を高めるための電流密度を大き
くする時スパークが発生して通電ロール及び金属帯双方
の表面に溶損疵を発生させ品質、能率低下の原因となる
のである。

【０００４】この問題を解決するための手段を開示した
ものとして特開昭５９−２２２５３５号公報がある。こ
れは、通電ロールに金属帯を巻き付けて通電するととも
に、ローラーへの接触始めと終わりの部分を除いた部分
で通電し、金属帯と通電ローラー間のスパークを防止し
ようとするものである。

【０００５】また、実開昭６１−８２９５４号公報に
は、通電ロール近傍に押さえロールを設けて金属帯の振
れを防止することにより通電ロールと金属帯との接触開
始点の変動を防止するとともに通電加熱されている金属
帯を非酸化性雰囲気で囲む囲いを設け、金属帯表面に酸
化膜が生成しない様にして、スパークの発生を防止する
装置が開示されている。

【０００６】更にまた、実開昭６１−２０６６６８号公
報には、通電ロールで金属帯を挟持することにより、金
属帯に形状不良部が存在する場合でも通電ロールと金属
帯との接触不良が発生するのを防止し、スパークの発生
を防ぐ装置が記載されている。

【０００７】同様に、特開昭６１−２４２７６８号公報
にはシートバー端部を加熱して接合するために通電ロー
ルからシートバーに通電する際、通電ロールとシートバ
ーとの間の接触抵抗を低減する手段として、通電ロール
によりシートバーを１％以上の圧下率で圧下しながら通
電する方法が記載されている。また、上記２件の公報
（実開昭６１−２０６６６８号公報、特開昭６１−２４
２７６８号公報）から発展させた方法として形状不良を
有する金属帯を通電ロール通過前に積極的に軽圧下又は
レベラーで形状矯正して接触状態を安定化することによ
りスパークの発生を防止する方法が考えられている。

【０００８】しかしながら、これらの手段は通電ロール
表面と金属帯との間にスパークが発生するのを防止する
効果が十分でなく、一方金属帯の通板性に問題となるも
のもある。すなわち、特開昭５９−２２２５３５号公報
の方法においては、金属帯の幅方向の不安定接触は防止
できず金属帯エッジのスパークは防止出来ない。また、
実開昭６１−８２９５４号公報の方法においては、接触
開始点及び接触中における形状不良部等に起因する微小
な振れによるスパーク発生は完全には防止出来ない。

【０００９】また、実開昭６１−２０６６６８号公報の
方法は、高速での通板の安定性に欠ける。特に、薄手幅
広の金属帯においてこの傾向が強い。これは形状不良の
金属帯は高圧下で挟持しなければ形状不良箇所を押さえ
込んで接触面積を増加させることはできないが、高圧下
での通電ロールは幅方向の圧力差や形状不良による圧力
バランス崩れが生じ金属帯の絞りや蛇行現象を生じやす
いためである。

【００１０】同様に特開昭６１−２４２７６８号公報の
方法についても、圧下を加えることにより接触面積を増
加するものであり、基本的には実開昭６１−２０６６６
８号公報と同じ欠点を有する。さらに又、通電ロール前
でのレベラー等での形状矯正後に通電ロールを通す方法
についても、通電ロールで金属帯を挟持することには変
わりなく上記同様薄手幅広の金属帯を高速で絞り・蛇行
無く安定通板することは困難である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記通電加
熱方法の利点をさらに生かすため、通電ロールと金属帯
表面との間にスパークを発生させないとともに、通電ロ
ール内で高速で安定した通板を行わせるための金属帯の
通電加熱方法を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、通電ロ
ールを介して金属帯に電流を通しジュール熱により金属
帯を加熱する金属帯の通電加熱方法であって、通電ロー
ルに金属帯を巻き付けて通板すると共に通電ロール表面
にロール内孔に通ずる多数の小径孔を設けてロール内部
の雰囲気ガスを外部へ吸引して通電することを特徴とす
る通電加熱方法である。

【００１３】通電ロール胴部の円周方向全面と幅方向に
は通板する金属帯の最大通板幅以上全幅に亘ってロール
胴内部へ通ずる多数の小径孔を設けるとともに、胴内部
から軸受けを通じて軸受け外部の吸引ポンプを通して雰
囲気ガスを吸引する構造としている。また金属帯への通
電は、通電ロール金属帯を円周方向へ巻き付けた状態で
行うようにして、通板中の金属帯は上記ガス吸引ポンプ
でロール内ガスを吸引することでロールと金属帯表面の
接触を強くした状態で通板する。尚、上記小径孔の形状
及び配列は特に限定するものではなく、図５（イ）の様
に、円形のものを千鳥状に配列したものや、（ロ）の様
に長円状のものも含む。

【００１４】

【作用】本発明は、通電ロールをガスサクション構造と
して、金属帯を通電ロールに巻き付けて通電通板するこ
とにより、スパークの発生防止と絞り、蛇行の無い高速
安定通板を達成する方法である。すなわち、加熱を要す
る金属帯は通電ロールを介して通板しながら行うが、一
般には金属帯は形状不安定や断面形状が片クラウンであ
ったりすることから蛇行や絞りを生じ易いが、ロール面
の一定接触面積を介して通板することで金属帯の移動を
抑制するとともにロール外部の雰囲気ガスをロール内へ
吸引することにより、ロール表面通板中の金属帯をロー
ル表面へ密着させて拘束し、蛇行を防止させることが可
能となる。また、サクション作用により金属帯がロール
に密着することで接触圧が増大して通電量が十分に行わ
れると共に、形状不安定部に対してもロールに密着する
ためスパークも防止できることとなる。特に高温部では
金属帯が軟質化されているため形状不良部も容易にロー
ルへ密着するため安定した通電が得られる。次にサクシ
ョン作用とロールへの巻き付け作用効果を得る為の金属
帯の巻き付け範囲（角度域）に付いてであるが、巻き付
け角が小さすぎると前述の課題で述べたように、線接触
に近づいて絞り・蛇行の原因になるし、反対に大きすぎ
ると通電ロールの電圧と金属帯の電圧差が増大してスパ
ークが発生しやすくなるが、電位差の大きくなる接触開
始点において最も発生しやすい。

【００１５】従って巻き付け角度はある適正範囲にする
必要がある。金属帯の安定通板を得るための巻き付け角
度は、３０度程度あればよく、通電ロールと金属帯の電
圧差を許容範囲以下にするには９０度以下程度とするこ
とが望ましい。この適正角度については、必要到達温度
（必要通電量）や通電ロールの材質に導電性のもの、例
えばカーボンロール等を用いればスパークが出にくくな
る点等から変化するものであり、スパークの条件が緩和
されれば安定通板性を優先して、巻き付け角度を９０度
以上１８０度程度まで採ることも可能となる。

【００１６】具体的には、図１に示すような通電加熱装
置において、入側の通電ロール２は従来の挟持タイプと
し出側高温側の通電ロール３のみを本発明のサクション
巻き付けタイプとしたものであるが、加熱装置へ供給さ
れる金属帯１の形状が良好な場合は高温側の絞り・蛇行
の無い安定通板対策として有効である。また図２に示す
ように、本発明の通電ロール３へ押しつけロール７を付
設して、より安定した接触面を確保して蛇行防止と通電
量増大を図ることもできる。図３は上述の金属帯１の形
状が不安定の場合に、入側通電ロール２の前面に形状矯
正用レベラー８を配して形状を矯正後挟持タイプ通電ロ
ール２を通るようにしたもので、高温側通電ロール３は
図１と同じである。図４は供給される金属帯１の形状が
不安定の場合に、入側の低温通電ロール２も新法のサク
ション巻き付けタイプとして安定通板性を確保しようと
するものである。

【００１７】なお、図１〜図４に示した通電加熱装置は
金属帯１、通電ロール２、導電性部材４、通電ロール３
により閉回路を構成し、金属帯通路を取り囲む環状トラ
ンス５に外部より交流電流を通して前記閉回路に誘導電
流を発生させるものであるが、本発明はこれだけでな
く、特公昭６０−２６８１８号公報に記載されている外
部電源方式の通電加熱方法にも採用することができる。
この場合は、環状トランス５を除去し、導電性部材４に
外部電源を接続すればよい。

【００１８】

【実施例】パイロットラインにおける、本発明の実施例
を以下に示す。厚み０．２３mm、幅３５０mmの鋼板を、
挟持ロールで通電加熱した。鋼板は耳波を有しており、
そのＤＳ（駆動装置設置側）のエッジの急峻度が１．０
％、ＷＳ（ＤＳの反対側）の急峻度が２．６％であっ
た。尚、急峻度とは、図６に示す様に、波の波長／波の
高さを言う。

【００１９】本発明方法を適用しない、通常の挟持ロー
ルを使用した場合は、鋼板の形状がＷＳ，ＤＳで異って
いるためと考えられるが、蛇行が生じて通板が困難であ
った。通電ロールを図１に示す様な本発明のサクション
式を適用したものに変更したら、蛇行することなく通板
出来た。サクションの効果をみるために、吸引を中止す
ると、時間とともに蛇行が進行し通板が困難となった。

【００２０】上記耳波材を、レベラーで形状矯正した
後、本発明方法を適用しない、通常の挟持ロールを使用
して加熱を行った。蛇行は無かったが、高温側の通電ロ
ールにおいて絞り現象を生じた。上記材料を、図１に示
す本発明のサクション式通電ロールを適用した装置にて
加熱したところ、蛇行はもちろん絞りも発生することも
無かった。

【００２１】

【発明の効果】本発明により、挟持タイプでの通電加熱
における最大課題である高速での安定通板が得られると
同時にスパークの無い通電ができ、高能率で品質の通電
加熱法が達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を導入する通電加熱装置の例を示す図。

【図２】本発明を導入する通電加熱装置に押さえロール
を追加した図例。

【図３】本発明を導入する通電加熱装置の前に形状矯正
用レベラーを設置した図例。

【図４】本発明を入側出側の両方に導入する通電加熱装
置の例を示す図。

【図５】サクションロール表面の孔の形状及び配置を示
す図。

【図６】急峻度の定義を示す図である。

【符号の説明】

１ 金属帯 ２ 通電ロール ３ 通電ロール ４ 導電性部材 ５ 環状トランス ６ ガス吸引ポンプ ７ 押させロール ８ レベラー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通電ロールを介して金属帯に電流を通
   し、ジュール熱により金属帯を加熱する金属帯の通電加
   熱方法において、通電ロールに金属帯を巻き付けて通板
   するとともに通電ロール表面にロール内孔に通ずる多数
   の小径孔を設けてロール内部の雰囲気ガスを外部へ吸引
   して通電することを特徴とする金属帯の通電加熱方法。