JPH068468B2

JPH068468B2 - 帯板支持用フロ−タ

Info

Publication number: JPH068468B2
Application number: JP60121448A
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: JPS61281827A

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４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ユーブ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
分間という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を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スリープ現象を生じ、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５図及びフロータの断
面構造を表す第６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６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との間の間隙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７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しまい、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、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におけるスリツト１２からの
噴出ガスは、第８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
の幅方向外側へ逃げる流れｂになつている。第８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９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、前記流体
噴出口に連通するとともに前記本体内に前記帯板の幅方
向に亘り連設される複数個のチヤンバと、これらのチヤ
ンバにそれぞれ独立した流量の流体を供給し得る流体供
給手段とを有することを特徴とする。

＜作用＞帯板と受圧面との間に噴出するガスの流量を該帯板の幅
方向に対する部分別に調節することができるようにした
ので、流体を効率よく使用することができる。

＜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図は、この一部を切り欠いた斜視図である。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１２を有している。このスリツトノ
ズル１２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１２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。また、フロータ１１の上面は、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。

本実施例では、スリツトノズル１２より噴出させる窒化
水素ガス等のガスを充満させているチヤンバが、支切り
板１７ａ，１７ｂによつて帯板の幅方向に対して３つに
区切られており、チヤンバ１３ａ，１３ｂ，１３ｃが形
成されている。これらのチヤンバ１３ａ，１３ｂ，１３
ｃには、それぞれダクト１４ａ，１４ｂ，１４ｃが連結
しており、これらダクト１４ａ，１４ｂ，１４ｃは、そ
れぞれ独立したガス供給源に連結されている。これによ
り、チヤンバ１３ａ，１３ｂ，１３ｃにはそれぞれ異つ
た流量圧力の流体を供給することができる。

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、ストリップの
サイズ等により決まる定数ｒ：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(ｍ^２) 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。

よつて、本実施例では、ストリツプ１の浮揚を有効に働
く中央部分のガスの噴出し量を相対的に多くし、無駄な
流れとなる両端部のガスの噴出し量を相対的に少なくで
きるので噴出ガスを非常に有効に利用することができ
る。フロータ１１上に幅狭いストリツプ１を走行させる
場合には、チヤンバ３ｂへのガス供給量を大にして、チ
ヤンバ３ａ，３ｃへのガス供給量を小とすればよく、こ
れによりストリツプ１の浮揚に有効な幅方向中央部分の
ガス噴出量を増大することができる。

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。ここで
L₁の場合のイはL₃の場合と同様にチヤンバ１３ａ，１３
ｂ，１３ｃへのガス供給量を同じにした場合のものであ
り、ロはチヤンバ１３ｂへのガス供給量だけを増大した
ものである。

このようにして、本実施例のフロータ１１では、幅狭L₁
のストリツプ１を走行させる場合には、チヤンバ１３ｂ
へのガス供給量だけを増加させることにより十分浮上高
さが得られ、さらにチヤンバ１３ａ，１３ｃへのガス供
給量を減少することもできるので、幅広L₃のストリツプ
１を走行させるときと同程度あるいはそれ以下の流量で
幅狭L₁のストリツプ１を浮上・走行させることができ
る。因に、従来のフロータ１１においては、とすると、幅狭L₁のストリツプ１を幅広L₃のストリツプ
１と同程度まで浮上させるには、全体に亘つてガス供給
量を増加させなければならないため、１．５倍程度の流
量が必要であつた。

本実施例におけるストリツプ１の幅方向に対するチヤン
バ１３ｂの幅は、走行させるストリツプ１の最も狭いも
のの幅よりも若干狭く設定するのが有効である。

また、本実施例では、チヤンバをストリツプ１の幅方向
に亘り３つに区切つたが、扱うストリツプ１の幅が多種
である場合にはさらに多数に区切つてもよい。

なお、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良
い。

＜発明の効果＞本発明によれば、走行する帯板と受圧面との間に噴出す
る流量と該帯板の幅方向に対する部分別に調節すること
ができるので噴出ガスを有効に利用することができる。
例えば、帯板の幅が狭い場合には、幅方向中央部の流量
だけを増加し、さらには、両端部の流量を減少すること
により、幅広の帯板と同程度あるいはそれ以下の流量
で、幅狭の帯板を走行させることができる。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図は、その一部を切り欠いた斜視図、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
図は従来の連続焼鈍炉の概念図、第５図は従来技術にか
かるフロータの外観を表す斜視図、第６図はその断面
図、第７図は従来のフロータによる圧力分布を表す説明
図、第８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８図(b)はそのＸ−Ｘ軸，Ｙ−Ｙ軸に対
する流速を表す説明図、第９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、１２はスリツトノズル、１３ａ，１３ｂ，１３ｃはチヤンバ、１４ａ，１４ｂ，１４ｃはダクト、１６は受圧面、１７ａ，１７ｂは支切り板である。

───────────────────────────────────────────────────── 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

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、前記流体噴出口に連通するととも
に前記本体内に前記帯板の幅方向に亘り連設される複数
個のチヤンバと、これらのチヤンバにそれぞれ独立した
流量の流体を供給し得る流体供給手段とを有することを
特徴とする帯板支持用フロータ。