JPH0619119B2

JPH0619119B2 - 連続焼鈍炉冷却帯のロールのサーマルクラウン調整方法

Info

Publication number: JPH0619119B2
Application number: JP1106863A
Authority: JP
Inventors: 益人清水; 振一郎武藤; 浩伸大野; 博之小川
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1989-04-26
Filing date: 1989-04-26
Publication date: 1994-03-16
Anticipated expiration: 2009-03-16
Also published as: JPH02285032A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、連続焼鈍炉において鋼帯の安定通板を可能
とした連続焼鈍炉冷却帯のロールのサーマルクラウン調
整方法に関する。

〔従来の技術〕

連続焼鈍炉の冷却帯に設けられた従来のガスジェット冷
却装置としては、例えば第５図に示すようなものがあ
る。図において、ロール２によって搬送される鋼帯１を
所定温度に冷却するために、循環ファン６により冷却炉
内の雰囲気ガスを吸込み、クーラー４によって所定の温
度（通常３０〜１００℃）まで冷却し、次いでこの冷却
したガスをガスヘッダ３に供給し、ガスヘッダ３に設け
た多数のノズル７から鋼帯１に向けて吹き出すことによ
り、鋼帯の冷却を行っていた。

ここで、ガスジェット冷却装置は、例えば均熱帯である
程度の高温状態を保持したまま冷却帯へ通板された鋼帯
はその板幅，板厚に応じた熱量を有しており、所定のラ
インスピードで通過するに際し、これをある単位時間内
に所定温度にまで冷却しなければならない。そのため
に、一般的にはクーラー４に充分な冷却能力を有せし
め、冷却用ガス風量が増加してもクーラー４出口のガス
温度があまり上昇しないようにした上で、風量調節のた
めのダンパ８を調整するか、循環ファン６の回転数を変
化させて循環ガス量を増減し、ノズル７からの吹出し量
をコントロールすることにより鋼帯を冷却する。

また、特公昭５３−３９２４２号公報においては、クー
ラーにバイパスを設け、バイパス量を調整することによ
り、ノズルからの吹付けガス温度を変えて板温に対する
冷却作用を調整する方法が開示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

一方、上記のような冷却帯においても、鋼帯の蛇行を防
止するために、ロール２には第４図(a)に示すようなイ
ニシャルクラウンを形成してある。このクラウンは、走
行する鋼帯の幅方向中央部をロール２の中央部へ常に向
かわせようとする力が作用するように形成されたもので
あるが、このクラウンが大きすぎると上記作用力が強す
ぎて、鋼帯にバックリングを起こして操業に支障を来す
おそれを生じる。しかしロール製作時に設定された上記
イニシャルクラウンは、実操業時において鋼帯にロール
が接触している部分はほぼ板温になるが、接触していな
い部分は雰囲気温度、すなわちガス温に等しくなり、設
計時のクラウンと異なって、いわゆるサーマルクラウン
が生成するという問題がある。すなわち、設計時、第４
図(a)に示すようなクラウンであったものが、狭幅の鋼
帯が通板されるときは、同図(b)に示すように鋼帯と接
触している部分はロール温度が高いためクラウンが大と
なり、接していない部分は雰囲気とほぼ同じ温度のた
め、ロールは膨張せず、クラウンが凸形となる。一方、
この状態で同図(c)に示すような広幅の鋼帯を通板する
と、この鋼帯は設計値よりも大きなクラウンのロールを
通板されることになりバックリングを起こす。そこで、
これを防止するため、逆にクラウンの設計値を小さくす
ると、充分なセンタリング力が得られず、鋼帯の蛇行が
生じるといった問題がある。

そして、連続焼鈍炉の操業条件が変更されると、それに
よって炉内の雰囲気ガス温度も変化するため、鋼帯に対
するロールの接触部と非接触部との温度差に変動を生
じ、ロールのサーマルクラウンの量が変化するから、鋼
帯の蛇行やバックリングがますます助長されることにな
る。

この発明は、このような従来の問題点にかんがみてなさ
れたものであって、雰囲気ガス温度をコントロールする
ことにより、上記課題を解決することを目的としてい
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、この発明においては、連続焼
鈍炉において焼鈍された鋼帯を冷却帯のロールに巻回し
て搬送し、この鋼帯に前記炉内から吸引して冷却した雰
囲気ガスをノズルから噴出して循環させながら冷却する
に当たり、前記冷却される鋼帯の温度低下量に応じて、
炉内の雰囲気ガスを吸引する循環ファンによるノズルか
らの噴出量を調節して鋼帯を所定温度まで冷却するとと
もに、炉内の雰囲気ガス温度の変化量に応じて、前記炉
内から吸引される雰囲気ガスを冷却するクーラーによる
風量を調節して炉内の雰囲気ガス温度を一定に保持する
ものである。

〔作用〕

従来の連続焼鈍炉においては、鋼帯のラインスピード，
板厚，板幅等、炉の操業条件が変更されると、それに応
じて炉内の雰囲気ガス温度（炉温）も変化するが、ロー
ルが鋼帯と接触している部分の温度は鋼帯の温度に支配
されるため大きく変化しないのに対し、鋼帯とは接触し
ていない部分は炉温の変化に追従して変化する。このた
め、鋼帯に対するロールの接触部と非接触部との温度差
に変動を生じ、これによりロールのサーマルクラウンも
変化するという結果を招いている。従って、炉の操業条
件が変更されても炉温が変化しないように一定に保持す
れば、ロールの鋼帯との非接触部の温度は変化せず、ひ
いてはサーマルクラウンの量も変化しないことになる。

この発明は、上記のように連続焼鈍炉冷却帯のロールに
生成するサーマルクラウンは、鋼帯との接触部と非接触
部との温度差により発生するものであることを前提とし
て、この温度差が変動しないように炉温を一定に保持す
ることより、ロールのサーマルクラウンの変化量を極力
小さくして安定化せしめるのである。

この発明においてロールのサーマルクラウンの量を一定
に維持するための手段は、炉内から吸引して循環させる
雰囲気ガスを冷却するクーラーによる風量を、炉内の雰
囲気ガス温度の変化量に応じて調節することであり、こ
れにより炉内の雰囲気ガス温度を一定にすることができ
る。

他方、この発明の本来の目的である冷却帯のロールによ
り搬送される鋼帯を冷却して所定温度まで低下させるた
めの手段は、炉内の雰囲気ガスを吸引する循環ファンに
よるノズルからの噴出量、即ち、循環ガス量を鋼帯の温
度低下量に応じて調節することである。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に基づいて説明する。第１図は本発
明に係る一実施例のシステム図である。なお、第５図に
示した従来例と同一の部分は同一符号を付し、重複する
説明を省く。

鋼帯１のこの冷却帯（炉９）内での降温量は予め決めら
れている。一方、ガスジェットによる冷却能力はガスヘ
ッダ３内の圧力を圧力計１５で計測することにより決め
られる。そのガスヘッダ３の圧力は鋼帯１の出口温度を
温度計１２の値により設定される（あるいは鋼帯の温度
とガス温度から計算してもよい）。また、このガスヘッ
ダ３の圧力、即ち、ガスヘッダ３のノズルからの噴出量
の調節はクーラー用ダンパ１３，バイパス用ダンパ１４
の調節、又は循環ファン６の回転制御、又はその両者の
併用によって行われる。これにより鋼帯１が所定温度ま
で冷却される。クーラー用ダンパ１３，バイパス用ダン
パ１４によりノズルの噴出量を調節するときは、各ダン
パの流量比率を一定に保持した状態で各ダンパを同時に
開閉して合計流量を調節する。

一方、本発明の特徴である炉温制御は炉温計１０を測定
しながら、この温度が一定となるようにクーラー用ダン
パ１３とバイパス用ダンパ１４との流量比率、即ち、ク
ーラー４を経由して冷却する風量とクーラー４をバイパ
スする風量との比率を変えることによって行われる。こ
うして、循環ファン６により吸引される雰囲気ガスの温
度が変化し、炉温が制御される。

このときの伝熱特性は、次のように表される。

ここで、Ｔ_ｓ：鋼帯温度〔℃〕Ｔ_s1：鋼帯入口温度〔℃〕Ｔ_９：吹付けガス温度〔℃〕ｈ：熱伝導係数（吹付けガス温度基準）〔Kcal／M²hr
℃〕 ρ ：密度〔kg／m³〕Ｃ_ｐ：鋼帯の比熱〔Kcal／kg℃〕Ｖ：鋼帯速度〔ｍ／hr〕ｄ：鋼帯厚さ〔ｍ〕ｓ：移動距離〔ｍ〕一方、吹付後のガス温度は、必要な熱伝導係数の出すた
めの風量Ｑに対し、Ｔ₉₁：熱交換後のガス温度〔℃〕Ｔ_s2：鋼帯出口温度〔℃〕Ｗ：板幅〔ｍ〕Ｃ_p9：ガス比熱〔Kcal／Ｎm³℃〕Ｑ：風量〔Ｎm³／ｈｒ〕で表される。またｈとＱの関係は、ｈ＝ＣＱ^ａ ……(3) Ｃ：定数，ａ：０．６〜０．８（ここでは０．６とお
く）で表される。

ここでは、炉温の制御は、すなわち熱交換後のガス温度
Ｔ₉₁を制御することになるため、Ｔ₉₁を設定値にし、か
つ鋼帯の出口温度Ｔ_s2を所定温度にするため(1)〜(3)式
により、ｈ，Ｑ，Ｔ_９を算出でき、これからＱとＴ_９を
調節することにより、所定の炉温を得ることができる。

従来の炉においては、ガスクーラー４に充分な能力を持
たせ、吹付ガス温度を６０℃程度になるようにしてい
る。また、各帯（ゾーン）での入，出口の温度を一定に
することにより、各ロールに接触する板の温度がほぼ一
定になるように制御されている。そのため、ラインスピ
ード，板厚，板幅等により、炉温すなわち吹付後のガス
温度が変化していた。第３図(a)〜(d)にその様子を示
す。また操業条件によって炉温は変化し、且つ温度も１
００〜１５０℃と低く、このためバックリングの起こり
易い鋼種ではラインスピードを制限する必要があった。

第２図は、本発明による炉温制御例を示したものである
が、ほぼ設定温度３００℃に制御することができる。本
実施例では循環ファン６の耐熱限度により、３００℃に
抑える必要があったが、耐熱性の大きいファンを使用す
れば、もっと高い炉温に設定することも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、炉内お雰の気温
度を上昇させることが可能となり、従来、ロールの鋼帯
接触部と非接触部との温度差が２００〜４５０℃あった
ものが、本方法の採用により１００〜３００℃に抑える
ことができるとともに、炉の操業条件が変更された場合
においても、ロールに生成するサーマルクラウンの変化
を抑制することができ、従来の鋼種によるラインスピー
ド規制の必要がなくなり、且つ鋼帯の蛇行やバックリン
グが防止でき、安定した通板が可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のシステム図、第２図は本実施
例における炉温の比較的高温で安定した状態を示す図、
第３図(a)，(b)，(c)はそれぞれ時間の経過に伴うライ
ンスピード，板厚，板幅の変化を示し、同図(d)はそれ
らの変化による炉温の変化状態を示す図、第４図(a)は
設計時のロールプロフィール、同図(b)は狭幅鋼帯通板
時のロールプロフィール、同図(c)は広幅鋼帯通板時の
ロールプロフィール、第５図は従来のガスジェット冷却
装置の一部切欠した要部斜視図である。１……鋼帯、２……ロール、４……ガスクーラー、６…
…循環ファン、７……ノズル、９……冷却帯（炉）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小川博之千葉県千葉市川崎町１番地川崎製鉄株式会社千葉製鉄所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】連続焼鈍炉において焼鈍された鋼帯を冷却
帯のロールに巻回して搬送し、この鋼帯に前記炉内から
吸引して冷却した雰囲気ガスをノズルから噴出して循環
させながら冷却するに当たり、前記冷却される鋼帯の温
度低下量に応じて、炉内の雰囲気ガスを吸引する循環フ
ァンによるノズルからの噴出量を調節して鋼帯を所定温
度まで冷却するとともに、炉内の雰囲気ガス温度の変化
量に応じて、前記炉内から吸引される雰囲気ガスを冷却
するクーラーによる風量を調節して炉内の雰囲気ガス温
度を一定に保持することを特徴とする連続焼鈍炉冷却帯
のロールのサーマルクラウン調整方法。