JPH068467B2

JPH068467B2 - 帯板支持用フロ−タ

Info

Publication number: JPH068467B2
Application number: JP12144685A
Authority: JP
Inventors: 昌博原田; 肇沖田; 保男深田; 邦昭佐藤; 康久中島; 利一貝原; 範男太田; 幸夫井田
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd; Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp; Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1985-06-06
Filing date: 1985-06-06
Publication date: 1994-02-02
Anticipated expiration: 2009-02-02
Also published as: JPS61281825A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本発明は、鋼ストリツプ等の金属帯板の連続焼鈍炉に付
設されて通板中の金属帯板を非接触支持する帯板用のフ
ロータに関する。

＜従来の技術＞冷延鋼板ストリツプ等の金属帯板の処理設備として、従
来から用いられている連続焼鈍炉の概念を表す第６図に
示すように、冷延鋼板のストリツプ１は図示しないペイ
オフリールにより繰出され、図示しないクリーニングタ
ンク及びルーパ等を通過して連続焼鈍炉に供給される。
この連続焼鈍炉中にはヘルパロール２が上下に多数設け
られており、ストリツプ１はこれらヘルパロール２に巻
き掛けられ、炉内を上下しながら製品に要求される機械
的性質に応じて所要の加熱や冷却を受け、常温状態で必
要な降伏強度や抗張力或いは良好な深絞り性等の機械的
性質を付与される。なお、連続焼鈍炉内はストリツプ１
の表面酸化防止のために窒化水素ガス等の還元性ガスが
充満している。

ストリツプ１は加熱帯Ａにおいて、通常６５０〜９００
℃程度までラジアントチューブ３で加熱される。その
後、均熱帯Ｂにて数十秒間均等加熱され、急冷帯Ｃにて
ガスジエツトにより毎秒３〜２００度の冷却速度で４０
０℃程度まで急冷され、次に過時効帯Ｄで４００℃程度
での約二分間程度の過時効処理を受け、最後に最終急冷
帯Ｅにおいてガスジエツトで常温まで急冷される。

ところで、このような連続焼鈍炉では過時効帯Ｄで約二
分間と長い滞留時間を要するため、大形の連続焼鈍炉で
はこの過時効帯Ｄの炉長がおよそ１００メートル以上と
長大になり、連続焼鈍炉全体としては１５０メートル以
上の非常に長いものとなる。この過時効帯Ｄを短縮でき
れば、連続焼鈍炉を短く製作できて設備の建設コストを
低減し得ることが期待される。その具体的な手段とし
て、ストリツプ１の材質を変えてその加熱温度を従来よ
りも高くすれば、過時効帯Ｄの長さを短縮できることが
判明している。

しかし、このような炉を実現する場合に高温のストリツ
プをロールに接触させると、ストリツプの強度が低下し
ているため、冷たいロールとの不均一接触や圧延油中の
カーボン等が付着したロール面との接触によるストリツ
プの熱変形が通板上の問題となつて来る。又、従来のよ
うにストリツプを鉛直方向に走行させると、高温のため
にストリツプの自重によるクリープ現象を生じ、幅が狭
くなつてしまうため、ストリツプを水平に走行させると
共にできるだけ長い区間をロールと接触させずに安定走
行させる必要がある。

このように、ストリツプをたるませることなく水平方向
に長い距離に亘つて通板するため、ストリツプを非接触
支持するフロータが開発されており、このフロータは例
えばカラーコーテイングライン等に実用されている。

従来のフロータを概念的に表す第７図及びフロータの断
面構造を表す第８図に示すように、フロータ１１は、走
行するストリツプ１の下側に複数個設けられ、通板方向
（第７図中左右方向）に亘り配列されている。各フロー
タ１１はそれぞれストリツプ１の通板方向前後両端部に
狭いスリツトノズル１２を有しており、これらスリツト
ノズル１２は斜めにストリツプ１と対向している。そし
て、これらスリツトノズル１２からガス供給用ダクト１
４より供給されるチヤンバ５内のガスを互いに向い合う
ように噴出させている。この噴出ガスはストリツプ１と
フロータ１１との間の隙間１５に押し込まれて、フロー
タ１１の上面の受圧面１６との間にガス圧を生じ、スト
リツプ１を浮き上がらせて通板させる。尚、噴出ガスと
しては窒化水素など一般に炉内の雰囲気ガスと同種のも
のが用いられている。

＜発明が解決しようとする問題点＞上述した従来のフロータ１１におけるストリツプ１と受
圧面１６との間のストリツプ１の幅方向の圧力分布を見
ると、ストリツプ１の幅方向中央部分の圧力はほぼ一定
であるが、端部に近づくとある地点から急に圧力が低下
してしまう。第９図に幅がL₁，L₂，L₃であるストリツプ
１の幅方向の圧力分布を示す。同図に示すように幅が
L₁，L₂，L₃であるストリツプ１では、中央部分の測定圧
力は、同一であるが、それぞれ端部からl₁，l₂，l₃の距
離だけ離れた地点から圧力が急に低下していまい、端部
での圧力は外気と同じになつている。また、このときの
l₁，l₂，l₃の距離は、ほぼ同一である。つまり、ストリ
ツプ１の受ける圧力が低下し始める位置は、ストリツプ
１の幅、あるいはそのストリツプ１がその中央部分で受
けている圧力の大きさとは無関係に一定である。このた
め、幅の狭いストリツプでは、流体のロスが多く、L₃，
L₂，L₁の受ける平均圧力は、_３，_２，_１となりだ
んだん小さくなつている。

一方、従来のフロータ１１におけるスリッド１２からの
噴出ガスは、第１０図(a)に示すように、ストリツプ１
の幅方向中央部分では、そのほとんどがストリツプ１の
長手方向に反転する流れａになつているのに対し、スト
リツプ１の両端部ではそのほとんどがストリツプ１と受
圧面１６との間に流れ込んだまま反転せずにストリツプ
１の幅方向側へ逃げる流れｂになつている。第１０図
(b)には、これらの流れａ，ｂのＸ−Ｘ軸，Ｙ−Ｙ軸に
対する流速を示す。ここで、ストリツプ１の幅方向外側
へ逃げる流れｂが大きくなり始める地点は、ストリツプ
１の受ける圧力が低下し始める地点とほぼ一致してい
る。したがつて、ストリツプ１を浮上させるのに有効な
圧力を発生させるガスの流れはスリツト１２からの噴出
ガスがストリツプ１の長手方向に反転する流れａだけで
あり、ストリツプ１の幅方向外側への流れｂは無駄な流
れである。

以上のような理由により、従来のフロータ１１では、ス
リツト１２からの噴出ガスの流量を一定にしてストリツ
プ１の幅を変化させると、幅の狭いストリツプ１の浮上
高さが低くなるという問題があつた。第１１図には、ス
トリツプ１の幅が１００のときの浮上高さが１００とし
た場合のストリツプ１の幅と浮上高さとの関係を示す。
ストリツプ１の幅が狭いほど浮上高さが小さくなつてい
る。

よつて、従来のフロータ１１上に幅の狭いストリツプ１
を走行させる場合、ストリツプ１があまり浮上せずフロ
ータ１１に接触してしまう惧れがあるためスリツト１２
からの噴出ガスの流量を大きくする必要があるので、幅
の狭いストリツプ１ほど生産コストが大きくなつてい
た。

本発明は、このような事情に鑑み、ガス噴出口からの噴
出ガスの無駄な流れをなくし、帯板を効率よく浮上させ
ることができる帯板支持用フロータを提供することを目
的とする。

＜問題点を解決するための手段＞前記目的を達成する本発明の構成は、帯板の直下にこの
帯板と対向する受圧面が形成された本体と、前記帯板の
通板方向に沿つた前記受圧面の前後両端部に該帯板の幅
方向に沿つてそれぞれ開口し且つ該受圧面の中央側へ向
けて上方にそれぞれ流体を噴出させて当該帯板と受圧面
との間にこの流体の静圧を発生させる一組の流体噴出口
とを備えた帯板支持用フロータにおいて、前記帯板の通
板方向の前記流体噴出口開口幅を該帯板の幅方向両端部
に較べて中央部の方が広く設定したことを特徴とする。

＜作用＞帯板と受圧面との間に噴出する流体量を、該帯板の幅方
向両端部に較べて中央部の方が多くなるようにしたこと
により、該帯板の幅方向両端部外側へ逃げる流体の量を
減少させて噴出流体を有効に利用できる。

＜実施例＞以下、本発明の好適な実施例を図面を参照しながら説明
する。

第１図は、一実施例にかかる帯板支持用フロータの斜視
図、第２図(a)，(b)はその断面図である。これらの図面
に示すように、フロータ１１は走行するストリツプ１の
下面と対向する面に開口した流体噴出口としてのスリツ
トノズル１２ａを有している。このスリツトノズル１２
ａはストリツプ１の幅方向に延びる狭いスリツト状をな
し、フロータ１１のストリツプ１走行方向に対する前後
両端にそれぞれ設けられており、これら一対のスリツト
ノズル１２ａは、ここから噴出するガスの噴出方向が互
いに向い合うようにストリツプ１の下面に対して斜めに
形成されている。フロータ１１の内部は、窒化水素ガス
等の加圧ガスが充満するチヤンパ１３となつており、こ
のチヤンパ１３に連結されたダクト１４から供給される
加圧ガスは、スリツトノズル１２ａからストリツプ１の
下面に向つて噴出する。チヤンバ１３の天井上面は、平
滑な受圧面１６となつており、この受圧面１６は、スト
リツプ１の下の間隙１５に噴出された噴出ガスにより生
じる静圧を受けている。ストリツプ１は、この静圧によ
り支持されてフロータ１１の上方に浮揚して走行する。

本実施例のスリツトノズル１２ａはその開口幅（ストリ
ツプ１の走行方向の幅）がストリツプ１の幅方向両端に
較べて中央部が広く設定されており、中央から両端部に
かけて徐々に狭くなつている。なお、第２図(a)は、フ
ロータ１１の中央部の断面構造、第２図(b)は両端部の
断面構造を示す。

ここで一般に、噴出ガスの静圧によりストリツプを浮揚
支持するフロータにおいて、受圧面上でストリツプが受
ける浮上力Ｆは次の推算式で表される。

Ｆ：浮上力(kg) Ｃ：流体噴出口の形状、フロータの形状、ストリツプの
サイズ等により決まる定数 γ：噴出ガスの比重量（kg/m³）ｇ：重力加速度（m/S²）ｖ：流体噴出口からの流体噴出速度（m/s）ｔ：流体噴出口のガス噴出幅(m) ｈ：浮上高さ(m) θ：流体噴出口の傾斜角（°）Ａ：ストリツプの受圧面積(m²) 実験によると、ストリツプ１の幅方向中央部分において
は、上記理論式に近い浮上力が得られるが、両端部にお
いては、理論式通りの浮上力が得られていない。これ
は、従来技術の項で述べたように、ストリツプ１の両端
部においては、噴出ガスがストリツプ１の長手方向に反
転する流れａにはならずにストリツプ１の幅方向外側へ
逃げる流れｂとなつてしまうからである。

一方、スリツトノズル１２ａからの流体の噴出速度ｖを
一定に保つた場合には、噴出口の幅ｔとストリツプの浮
上高さｈとは比例関係にある。

よつて、上記理論式と比較的一致する浮上力が得られる
ストリツプ１の幅方向中央部のスリツトノズル１２ａの
幅を広くし、ロスが多く理論通りの浮上力が得られない
両端部のスリツトノズル１２ａの幅を狭くすることによ
つて無駄な流れｂを少なくして噴出ガスを有効に利用す
ることができる。これにより噴出ガスの噴出速度が同じ
場合には、ストリツプ１の幅を変化させても、同程度の
浮上高さが得られるようになり、また、この浮上高さは
従来に較べて大幅に大きくなつている。

第３図に本実施例のフロータ１１におけるL₁，L₃の幅を
有するストリツプ１の幅方向の圧力分布を示す。なお従
来のフロータ１１を用いたとき（第９図参照）と同じ噴
出速度として、従来のL₃の最高圧力を１００として表わ
した。同図に示すように、本実施例のフロータ１１にお
いては平均圧力が従来に較べて２０〜２５％程度向上
し、またL₁およびL₃の幅を有するストリツプ１における
最高圧力の差がとほとんどなくなつている。

なお上記実施例のスリツトノズル１２ａは開口幅を線形
的に変化させるものであるが、ある関数に基づいて変化
させたりあるいは段階的に変化させたりしてもよい。第
４図にはスリツトノズル１２ｂの中央部の開口幅を両端
部と段をつけて広くした実施例を示す。

また、上記実施例は、何れもフロータ１１よりガスを噴
出させるノズルがストリツプ１の幅方向に延びるスリツ
ト状のものであるが、このノズルは多数の円形孔をスト
リツプ１の幅方向に列設した多円孔ノズルとしてもよ
く、この場合には中央部分の円形孔の径を大きくすれば
本発明が実施できる。第５図には、多円孔ノズル１２ｃ
の円形孔の直径を、ストリツプ１の幅方向中央部分から
両端面にかけて徐々に小さくした実施例を示す。

＜発明の効果＞本発明によれば、走行する帯板の下面に対向して流体噴
出口の該帯板の走行方向に対する開口幅を、該帯板幅方
向両端部に較べて中央部の方が広くすることにより噴出
ガスの無駄な流れを小さくして、噴出ガスを効率よく利
用できる。これにより、同じ流量の噴出ガスを用いた場
合、従来のものに較べて大きな浮上力が得られ、また、
帯板の幅の違いによる浮上高さの差がほとんどなくなる
という効果が得られる。また、本発明の帯板支持用フロ
ータは冷延鋼板用連続焼鈍ラインのみならず、連続亜鉛
めつきラインやステンレス鋼板焼鈍ライン或いは連続電
解クリーニングライン，カラー鉄板コーテイングライ
ン，銅，アルミニウム等の連続熱処理炉、更には紙工機
器等の設備にも広く適用し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例にかかるフロータの外観を表
す斜視図、第２図(a)，(b)はその断面図、第３図は、そ
のフロータによる圧力分布を表す説明図、第４図、第５
図は本発明の他の実施例にかかるフロータの外観を表す
斜視図、第６図は従来の連続焼鈍炉の概念図、第７図は
従来技術にかかるフロータの外観を表す斜視図、第８図
はその断面図、第９図は従来のフロータによる圧力分布
を表す説明図、第１０図(a)は、従来のフロータによる
流体の流れを表す説明図、第１０図(b)はそのＸ−Ｘ
軸，Ｙ−Ｙ軸に対する流速を表す説明図、第１１図は従
来のフロータにおいて走行帯状体と浮上高さとの関係を
表すグラフである。図面中、１はストリツプ、１１はフロータ、１２ａ，１２ｂはスリツトノズル、１２ｃは多円形孔ノズル、１６は受圧面である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者深田保男広島県広島市西区観音新町４丁目６番22号三菱重工業株式会社広島造船所内 (72)発明者佐藤邦昭千葉県千葉市川崎町一番地川崎製鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者中島康久千葉県千葉市川崎町一番地川崎製鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者貝原利一千葉県千葉市川崎町一番地川崎製鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者太田範男千葉県千葉市川崎町一番地川崎製鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者井田幸夫千葉県千葉市川崎町一番地川崎製鉄株式会社千葉製鉄所内 (56)参考文献特開昭61−261440（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】帯板の直下にこの帯板と対向する受圧面が
形成された本体と、前記帯板の通板方向に沿つた前記受
圧面の前後両端部に該帯板の幅方向に沿つてそれぞれ開
口し且つ該受圧面の中央側へ向けて斜め上方にそれぞれ
流体を噴出させて当該帯板と受圧面との間にこの流体の
静圧を発生させる一組の流体噴出口とを備えた帯板支持
用フロータにおいて、前記帯板の通板方向の前記流体噴
出口開口幅を該帯板の幅方向両端部に較べて中央部の方
が広く設定したことを特徴とする帯板支持用フロータ。