JPH0713271B2 - 金属板連続焼鈍設備および金属板連続焼鈍方法 - Google Patents

金属板連続焼鈍設備および金属板連続焼鈍方法

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JPH0713271B2
JPH0713271B2 JP9815589A JP9815589A JPH0713271B2 JP H0713271 B2 JPH0713271 B2 JP H0713271B2 JP 9815589 A JP9815589 A JP 9815589A JP 9815589 A JP9815589 A JP 9815589A JP H0713271 B2 JPH0713271 B2 JP H0713271B2
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直樹 松井
泰博 荒木
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日本鋼管株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は金属板連続焼鈍設備およびその方法、特に水な
ど液体冷却帯と水などによる内部を冷却したロールによ
る冷却帯を兼備し、多種類の薄鋼板製品などを熱処理す
る金属板連続焼鈍設備およびその方法に関するものであ
る。
[従来技術] 第6図は水冷却帯と水冷ロール冷却帯を兼備した薄鋼板
連続焼鈍設備に関する説明図である。全体の構成は前後
設備(説明略)、加熱、均熱帯13、ガスジェット冷却帯
(1次冷却帯)5、急速冷却帯(2次冷却帯、水冷却帯
1と水冷ロール冷却帯2とで構成される)、再加熱帯
(機能によって過時効帯または焼戻帯)4、最終冷却帯
(3次冷却帯)14から構成される。
冷延鋼板を連続焼鈍炉で製造する場合、急速冷却設備と
して、水焼入れ、ロール冷却、ガスジェット冷却等の方
法が採用されている。水焼入れ法は冷却速度が速いの
で、省合金型のハイテン材の製造に適している。しか
し、水焼入れ後板温は常温まで低下する。これを再加熱
温度まで昇温する必要があるので、省エネルギーの面か
ら好ましくない。一方ロール冷却またはガスジェット冷
却法は冷却速度が遅いため、ハイテン材の製造において
は、合金成分が増加するので製造コストが高額になるの
で、不適であるが、軟質の冷延鋼板の製造においては、
鋼板の急速冷却後の温度を過時効温度に設定できるの
で、省エネルギーの面から好ましい。したがって、ハイ
テン材の製造には水焼入れ法、軟質の冷延鋼板の製造に
おいてはロール冷却またはガスジェット冷却法が採用さ
れている。これらの長所を採り入れたのが本発明の対象
となるコンビネーション炉である。
第6図において鋼板の急速冷却は、水冷却帯または水冷
ロール冷却帯によって行われる。この場合には両冷却帯
の板通しの切り替えは急速冷却帯の前後で板を切断して
行うが、第5図に示す様に、水冷却帯と水冷ロール冷却
帯とを直列に併置した連続焼鈍設備においては、板の切
断なく切り替え可能である。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、従来の金属板連続焼鈍設備においては下
記の問題点がある。すなわち、液体冷却帯を出た鋼板の
温度や約50℃で、一方水冷ロール冷却帯を出た鋼板の温
度は約400℃である。また、冷却帯に後続する再加熱炉
(過時効炉または焼戻炉)においては、鋼板の通板が安
定に行われるように炉内ロールに適切なマカニカルクラ
ウン(予め研削によってロールに形成するクラウン)を
付与しているが、鋼板の板温および炉内ロール周辺の炉
温の影響によって炉内ロールにサーマルクラウン(ロー
ルの胴長方向の温度分布によって形成されるクラウン)
が発生する。両者の和が適切である、すなわち (板中央部のロール径)−(板縁部のロール径)で定義
されるロールクラウンが適切な範囲の値であって板に自
動調芯をもたらす場合には通板は安定に行われる。この
値が基準値より著しく高い場合には、鋼板の幅方向に圧
縮力が作用して、鋼板は幅方向に座屈し皺絞りを生ず
る。この値が基準値より著しく低く、場合によっては負
になった場合には、通板は不安定となり、蛇行発生によ
り操業不能となる。本発明における金属板連続焼鈍設備
は、液体冷却帯と内部冷却式ロールによる冷却帯を兼備
しているので、水冷却による操業と水ロール冷却による
操業では再加熱炉に入る鋼板の温度に約300℃以上のの
差があるので炉内ロールに形成されるサーマルクラウン
に大差を生ずる。したがって、メカニカルクラウンの異
なる炉内ロールを準備し、冷却方法の変更にともなっ
て、通板安定性を維持するためにはロール組替えを行わ
なければならない。ロール組替えには通常2日を要し、
作業能率の低下をもたらす。本発明は上記問題点を解決
し、常時通板安定性を備えた金属板連続焼鈍設備および
のその方法を提案することをその目的とするものであ
る。
[課題を解決するための手段] 本発明に係る、金属板連続焼鈍設備は、液体冷却帯と内
部冷却式ロールによる冷却帯を兼備した金属板連続焼鈍
設備において、冷却帯と再加熱帯の間に急速加熱装置を
配設する金属板連続焼鈍設備であり、 また本発明に係る、金属板連続焼鈍方法は、前記金属板
連続焼鈍設備において、該急速加熱装置によって加熱す
る板の板温を、再加熱帯入口の炉温との差が鋼板寸法毎
に決められる適正の範囲内にする金属板連続焼鈍方法で
あり、 また本発明に係る、金属板連続焼鈍方法は、前記金属板
連続焼鈍方法において、該急速加熱装置の出力を急速加
熱装置前の板温、板寸法、ライン速度、目標加熱温度か
ら演算し、かつ制御する金属板連続焼鈍方法である。
[作用] 本発明における金属板連続焼鈍設備および金属板連続焼
鈍方法は、例えば水冷却帯使用時に、水冷却帯を出た鋼
板を冷却帯直後に配設した急速加熱装置によって加熱
し、鋼板の温度を、再加熱炉入口の炉温との差が鋼板寸
法毎に決められる適正範囲内まで昇温する。これによっ
て再加熱炉における炉内ロールのメカニカルクラウンを
変更する事なく、通板作業は常時安定に行われる。
炉内ロールのサーマルクラウンは該ロールと鋼板および
炉との熱の授受によってロール軸方向に温度分布が形成
され、ロール軸方向に関して径の不同が発生するもので
ある。
即ち、炉内ロールが鋼板に接触している部分は、鋼板か
らの伝熱により加熱または冷却される。一方、接触して
いない部分は、炉内ガス、炉壁からの伝熱により加熱ま
たは冷却される。従って、炉内ロールに熱源として作用
する鋼板温度と炉内温度の差を小さくすることにより、
サーマルクラウンの変化を小さくすることができる。
次に急速加熱装置出口の板温と再加熱炉入口の炉温との
適正温度差について鋼板寸法毎の決定方法を示す。
第4図は板温と炉温との差によって生ずるサーマルクラ
ウンの通板安定性に関する限界値を示すグラフである。
横軸は板温−炉温(℃)、縦軸はサーマルクラウン(m
m)、すなわち、板中央部のロール径と板縁部のロール
径との差を示す。この様なグラフはロール表面温度の実
測値又はFEMなどの計算結果と実際のラインにおける操
業結果を元に作成できる。第4図では板幅900mmと板幅1
250mmについて示してある。また、炉内ロール径は1550m
m、メカニカルクラウンは1mm(直径)である。サーマル
クラウンが大きいほど炉内ロールは凸状になって、鋼板
は幅方向に圧縮力を受け、絞りが発生し易くなる。図示
のように板幅900mmにおける絞りが発生しない通板安定
性の限界は板温−炉温に関して240℃である。またサー
マルクラウンの値が、負で小さいほど炉内ロールは凹状
になって、鋼板の蛇行が発生し易くなる。図示のように
板幅900mmにおける蛇行の発生しない通板安定性の限界
は板温−炉温に関して−200℃である。
この様にして板幅900mmの場合の適正温度差は+240℃、
−200℃と決定できる。又、同様にして板幅1250mmの場
合の急速加熱装置出口の板温と再加熱炉入口の炉温との
適正温度差は+200℃、−250℃と決められる。
[実施例] 第1図は本発明の一実施例を示す説明図、第2図は第1
図の要部拡大図である。第1図において、全体の構成は
第6図と同様であるが、水冷却帯1および水冷ロール冷
却帯2の後部、再加熱帯4の前部に急速加熱装置3が設
けられている。
第2図は、第1図の要部拡大図である。ガスジェット冷
却帯5を出た薄鋼板6は、水冷ロール冷却帯2又は水冷
却帯1に入りその後急速加熱装置3を経て再加熱帯4に
導入される。ガスジェット冷却帯を出た薄鋼板の温度は
約600℃で、水冷ロール冷却帯によって約400℃まで冷却
され、また水冷却帯によって約50℃まで冷却される。水
冷ロール冷却帯によって処理された薄鋼板は再加熱帯
(炉温600℃)に導入され、安定に通板が行われる。こ
の際、鋼板の急速加熱は不要である。水冷却帯によって
処理された薄鋼板は、急速加熱装置によって150℃まで
昇温され、更に、再加熱帯において250℃まで昇温さ
れ、これまた安定に通板が行われる。説明に用いた各温
度は飽くまでも一例であって、要するに再加熱帯にはい
る鋼板の温度と炉内温度との差の絶対値が適正温度範囲
以内であれば良い。急速加熱装置における加熱手段は誘
導加熱を用いても、噴流加熱を用いても良い。
第3図は急速加熱制御のフローチャートである。鋼板6
は誘導加熱装置7によって加熱され再加熱帯4の炉内ロ
ール8に導入される。入側温度計9、出側温度計10によ
る鋼板温度の測定値は演算装置11に入力される。また主
演算器(図示せず)より鋼板板厚、板幅、ライン速度、
インバーター効率、目標急速加熱温度、再加熱炉温等の
情報が入力される。演算器は主演算器よりの鋼板板厚、
板幅、ライン速度、インバーター効率、目標急速加熱温
度、再加熱炉温等の情報および入側温度計による鋼板温
度の測定値に基づいて、誘導加熱制御装置12に指令を発
し、出側温度計による鋼板温度の測定値によって補正指
令を発する。誘導加熱制御装置はこれらの指令に基づ
き、誘導加熱装置を制御する。
本発明は水冷却のみでなく、温水、溶融塩、水とガスの
ミスト冷却を含む液体冷却と、水のみでなく温水、溶融
塩、水とガスのミスト、ガスなど冷媒による内部冷却さ
れたロールにも適用可能であり、さらに、他の金属にも
適用可能である。
また、再加熱帯は保熱、除冷却、積極的な昇温を含む再
加熱、焼戻の為の再加熱を含むものである。
[発明の効果] 以上のように、本発明によれば液体冷却帯と内部冷却式
ロールによる冷却帯を兼備した金属板連続焼鈍設備およ
びその方法において、冷却帯直後に急速加熱装置を配設
して、液体冷却帯使用時に金属板を加熱して再加熱帯に
おける通板安定性を、炉内ロール組替え無しに、維持す
ることが可能となり、作業能率が向上する効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す説明図、第2図は第1
図の要部拡大図、第3図は急速加熱制御のフローチャー
ト、第4図は板温と炉温との差によって生ずるサーマル
クラウンの通板安定性に関する限界値を示すグラフ図、
第5図は水冷却帯と水冷ロール冷却帯とを直列に併置し
た連続焼鈍設備の説明図、第6図は水冷却帯と水冷ロー
ル冷却帯を兼備した薄鋼板連続焼鈍設備に関する説明図
である。 1…水冷却帯、2…水冷ロール冷却帯、3…急速加熱装
置、4…再加熱帯、5…ガスジェット冷却帯、6…薄鋼
板、7…誘導加熱装置、8…炉内ロール、9…入側温度
計、10…出側温度計、11…演算装置、12…誘導加熱制御
装置、13…加熱・均熱帯、14…最終冷却帯。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】液体冷却帯と内部冷却式ロールによる冷却
    帯を兼備した金属板連続焼鈍設備において、前記冷却帯
    と再加熱帯の間に急速加熱装置を配設することを特徴と
    する金属板連続焼鈍設備。
  2. 【請求項2】請求項1に記載する金属板連続焼鈍設備に
    おいて、該急速加熱装置によって加熱する板の板温を、
    再加熱帯入口の炉温との差が鋼板寸法毎に決められる適
    正温度範囲内とする金属板連続焼鈍方法。
  3. 【請求項3】請求項2に記載する金属板連続焼鈍方法に
    おいて、該急速加熱装置の出力を急速加熱装置前の板
    温、板寸法、ライン速度、目標加熱温度から演算し、か
    つ制御する金属板連続焼鈍方法。
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