JPH0748625A - 磁区壁スペースの調質方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 局部機械的変形による電気鋼の磁区壁調質の
ための方法及び装置を提供すること。 【構成】 アンビルロール１６と、アーバー５４に沿っ
て並列に配置されたスクライビングセグメント７２を含
むスクライビングロール１８とを用いる機械的スクライ
ビング方法とその実施装置。アーバーはその長さに沿っ
て膨張可能なブラダーリブ２４を有して、ストリップの
スクライビング面に均一な接触圧を与える。また、アン
ビルロールのセグメントはアーバーに沿って並列に配置
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気シート又はストリ
ップの磁区（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｄｏｍａｉｎ）壁スペ
ースを調質することによる鉄損（ｃｏｒｅ ｌｏｓｓ）
の改良方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】粒子配向ケイ素鋼は通常、例えば電力変
圧器、配電変圧器、発電機等のような電気的用途に用い
られている。ごく限定されたエネルギー損失によって印
加磁界の周期的逆転を可能にする前記ケイ素鋼の能力
は、最も重要な性質である。“鉄損”と名付けられた前
記損失の減少は上記電気的用途において非常に望ましい
ものである。

【０００３】電気鋼の磁区サイズとそれによる鉄損値と
を減ずる方法の一つが、鋼の表面に局在歪みを誘発する
ように設計された種々のプラクチスのいずれかに該鋼を
さらすときに行われることは公知である。このようなプ
ラクチスは一般に“スクライビングによる磁区調質“と
呼ばれ、最終高温焼きなまし操作後に実施される。最終
組織焼きなまし後に鋼をスクライビングする場合には、
組織焼きなまししたシート中に局在応力状態が誘導され
るので、磁区壁スペースは縮小する。これらの妨害（ｄ
ｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ）は典型的に、一般に規則的な間
隔を置いた、比較的狭い直線パターン又はスクライビン
グである。スクライビングラインは圧延方向を実質的に
横断し、典型的に鋼の片面にのみ与えられる。

【０００４】次に或る先行技術の教示に言及すると、米
国特許第４，５３３，４０９号（１９８４年１２月１９
日発行）と第４，７１１，１１３号（１９８７年１２月
８日発行）とは、アンビルロールとスクライビングロー
ルとによって画定されるロールパスにコールドストリッ
プを通すことによって粒子構造を調質するための粒子配
向ケイ素鋼のスクライビング方法と装置とを開示する。
スクライビングロールの表面は、ロール軸に沿って、一
般に平行に伸びる複数の突起を有する。アンビルロール
は典型的に、スクライビングロールの構成材料よりも比
較的弾性である材料から構成される。好ましくは、スク
ライビングローラーは鋼から構成され、アンビルロール
はゴムから構成される。米国特許第４，７１１，１１３
号に述べられている方法はひずみ取り焼きなましの前又
は後に実施することができるが、得られる磁区調質は通
常のひずみ取り焼きなまし温度を通して維持されない。

【０００５】米国特許第４，７４２，７０６号（１９８
８年５月１０日発行）は線状に間隔を置いた変形領域に
おいて移動する鋼シートにひずみを与える装置を開示す
る。この装置は上記米国特許第４，７１１，１１３号に
おけるように複数の突起を有するひずみ付与ロールを含
むが、突起がロールの回転軸に関してらせん形に形成さ
れる場合には、米国特許第４，７４２，７０６号の装置
はまたプレスロールと、複数のバックアップロールと、
プレスロールに対する圧力を制御するように連結された
流体圧シリンダーとをも含む。

【０００６】米国特許第４，７７０，７２０号（１９８
８年９月１３日発行）は室温程度の低温と５０〜５００
℃（１２２〜９３２゜Ｆ）程度の高温とにおいて最終的
に組織焼きなましした粒子配向ケイ素鋼を９０〜２２０
ｋｇ／ｍｍ²（１２７，０００〜３２５，０００ＰＳ
Ｉ）の平均荷重における局部負荷にさらして、間隔を置
いたみぞを形成する冷間変形方法を開示する。次に、磁
区を分割し、以後のひずみ取り焼きなましに耐える鉄損
値を改良する微細な再結晶粒子を形成するように、シー
トを７５０℃（１３８０゜Ｆ）以上において焼きなまし
しなければならない。

【０００７】米国特許第５，０８０，３２６号（１９９
２年１月１４日発行）と第５，１２３，９７７号（１９
９２年６月２３日発行、本特許出願と同じ譲り受け人に
譲渡）では、鋼シートを１２００゜Ｆ〜１５００゜Ｆ
（６４８℃〜８１６℃）の範囲内の温度に加熱し、この
状態にあるときに該鋼シートを局部的に熱変形して局在
変形領域の付近に局在する微細な再結晶粒子の発生を促
進して、熱に耐える磁区調質と鉄損とをもたらす熱変形
方法を開示する。

【０００８】本特許出願と同じ譲り受け人に譲渡され
た、係属米国特許出願第０７／９７７，５９５号（１９
９２年１１月１７日出願）と第０７／９７８，２０２号
（１９９２年１１月１７日出願）では、一連の短いボデ
ィのスクライビングロールの使用が開示されており、こ
のロールはストリップの全横断幅をスクライビングする
ために、スタガーパターン状に少なくとも２列で配置さ
れる。１形態では、スクライビングロールのストリップ
スクライビング突起が該ロールと共軸に配列され、他の
形態では、ストリップスクライビング突起がヘリンボン
パターン状に配列される。

【０００９】係属米国特許出願第０７／９７７，５８４
号（１９９２年１１月１７日出願、本特許出願と同じ譲
り受け人に譲渡）では、ストリップに過度のねじれが課
せられるのを阻止する硬度を有する、非常に硬い表面の
アンビルロールの使用が開示される。このようなストリ
ップの動きを以下では“トラッキング”又は“ワンダー
リング”と呼ぶこともある。第一の場合では、方向を誤
ったストリップ又はワンダーリングストリップがストリ
ップ供給速度を遅延させ、場合によってはプロセスを中
断させたり、変圧器の製造中のスクライビングストリッ
プの加工における巻き戻し及び取り扱い問題を生じたり
する。

【００１０】技術上公知の機械的スクライビング装置に
伴う問題は、磁区調質の公差の許容可能な変化の範囲が
非常に小さいことである。装置部品及びロール要素の熱
膨張を生ずる熱過渡現象が不安定な変化を与え、このよ
うな変化はケイ素鋼ストリップを例えば１０００゜Ｆ
（５４０℃）を越える温度に加熱しながらスクライビン
グする場合により急激になる。高温のストリップでは、
スクライビング中の比較的高い負荷圧と温度との組合せ
が、スクライビングロールとアンビルロールとの両方の
好ましくない歪みと撓みとを生ずる。

【００１１】上記先行技術の試みはそれらが取り組む基
本的目標を種々な程度に満たすが、他の技術的及び実際
的問題を生じており、本発明はこれらの問題の一部を克
服するように設計されている。本発明は上記で列挙した
問題、困難性及び障害の各々を克服するための新規な方
法と装置を提供する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】粒子配向ケイ素鋼スト
リップの磁区壁スペースの調質に用いるスクライビング
ローラーのスクライビングセグメントが、固体ボディの
アンビルロールによって支えられる鋼ストリップの幅全
体にわたって均一な機械的変形を与えるようにそれぞれ
作用する装置及び方法を提供することが本発明の目的で
ある。

【００１３】また、粒子配向ケイ素鋼ストリップの磁区
壁スペースを調質するための機械的スクライビング中
に、ケイ素鋼ストリップを支えるためにアンビルローラ
ーのアンビルセグメントを用いる装置及び方法を提供す
ることが、本発明の目的である。アンビルセグメント
は、アンビルセグメントとは反対側のストリップ面に作
用するスクライビングリッジによって鋼ストリップの幅
全体にわたって均一な機械的変形を与えることを補償す
るやり方で、ストリップを支えるように作用する。

【００１４】スクライビングロールが電気鋼の磁区壁調
質のためにストリップと接触するときにストリップの反
対側でストリップを支えるためにアンビルロールが必要
であることは判明しているが、不均一な接触圧ではスク
ライビングロールガストリップの幅全体にわたって不均
一なスクライビングを生ずる。一般に、スクライビング
はストリップの中心では深く突入して、ストリップの縁
では軽度に、浅く突入して行われる。この種の不均一な
スクライビングはスクライビングロール及び／又はアン
ビルロールの熱誘導クラウンの結果であると考えられ
る。しかし、不均一なスクライビングは不均一なストリ
ップゲージ（ｇａｇｅ）の結果でもある。本発明はスク
ライビング操作中にストリップを支えるためにセグメン
トアンビルローラー手段を用いることによって、均一な
スクライビングを与えることを目的とする。この設計に
よるアンビルローラー手段は膨張可能なブラダーによっ
て支えられた、狭い幅のリング状アンビルセグメントを
用いて、ストリップを均一な圧力で弾力的に支える。こ
のブラダーはアーバーによって支えられ、アーバーはア
ンビルセグメントの対応回転を可能にし、熱クラウンと
ストリップゲージ変化とに対する調整的な反応をも含め
た、ストリップに均一な圧力を及ぼす連続位置決めを補
償するように回転可能に支えられる。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明によると、粒子配
向ケイ素鋼ストリップの磁区壁スペースの機械的スクラ
イビングによる調質方法と装置において、スクライビン
グロール装置が該ストリップの片面に接触して該ストリ
ップを支えるためのアンビルロール手段と；アンビルロ
ールと係合する面の反対側のストリップ面と係合するた
めのスクライビング面を有するセグメントを含むセグメ
ントスクライビングローラー手段であって、ストリップ
の圧延方向を横切る一般方向においてスクライビングセ
グメントによって均一な機械的変形を与えるための前記
セグメントを弾力的に支える手段をさらに含むローラー
手段と；該ストリップをスクライビングする圧延圧接触
面積を確立するために該アンビルロール手段と該ストリ
ップの該スクライビングローラー手段との相対的位置を
制御する手段とを含む方法と装置を提供する。

【００１６】スクライビングローラー手段のセグメント
を弾力的に支える手段は全てのスクライブングセグメン
トの耐力サポートのための制御可能な流体圧室を含む。
アンビルロール手段はストリップ面とストリップの幅全
体にわたって係合するためのボディを有する。

【００１７】また、本発明の方法は、セグメントスクラ
イビングローラー手段と回転可能なアンビルロール手段
との間をストリップが移動する間に形成される圧延接触
圧領域に被スクライビングストリップをさらす工程と、
ストリップが該アンビルロール手段によって支えられて
いるときの、スクライビングローラーの回転軸を中心と
した回転時に、表面突起が他のセグメントの他のスクラ
イビング面突起とは独立的に、ストリップの片面に突入
するように配置された、一連の外周面突起をそれぞれが
有するスクライビングローラー手段セグメントの弾性サ
ポートによって、前記圧延接触圧領域内で前記ストリッ
プを横切って均一な機械的変形を与える工程とを含む。

【００１８】本発明の装置はアンビルロール手段とスク
ライブングロール手段との弾力的サポートを含んでもよ
い。該サポートは耐力サポートのための制御可能な流体
圧室と、例えば半径方向に突出するブラダーリブのよう
なサポート面を有するアーバーと、膨張可能な長さの弾
性ブラダーとを含む。各アンビルロールセグメントとス
クライビングロールセグメントとは中央開口から伸びる
平行側壁を含むディスク様形態を有する。スクライビン
グロールは、セグメントアンビルロールと共に用いる場
合に、幅全体に達するストリップスクライビング面を有
する固体ボディを含む。

【００１９】また、別の本発明によると、粒子配向ケイ
素鋼ストリップの磁区壁スペースの調質装置において、
ストリップとの圧延接触中にストリップの片面に機械的
スクライビングを与えるためのスクライビング面を有す
るスクライビングロール手段と；スクライビングロール
手段によるスクライビング中に該ストリップを支えるた
めのセグメントアンビルローラー手段であって、前記ス
クライビングロール手段との係合中に該ストリップの幅
を横切って該ストリップを均一に支えるためにそのセグ
メントを弾力的に支える手段をさらに含むセグメントア
ンビルローラー手段と；前記ストリップをスクライビン
グする圧延圧接触領域を確立するために、前記ストリッ
プの両面において前記セグメントアンビルローラー手段
と前記スクライビングロール手段との相対的位置を制御
する手段とを含む装置を提供する。

【００２０】アンビルローラー手段のセグメントを弾力
的に支える手段は全てのアンビルセグメントの耐力サポ
ートのための制御可能な流体圧室を含む。スクライビン
グロール手段はストリップ面とストリップの幅全体にわ
たって係合するためのスクライビング面を有する。

【００２１】また、別の本発明の方法は、スクライビン
グローラー手段と回転可能なセグメントアンビルロール
手段との間をストリップが移動する間に形成される圧延
接触圧領域に被スクライビングストリップをさらす工程
と；前記セグメントアンビルローラー手段によって支え
られるストリップの表面に突入する表面突起を有するス
クライビングロールと反対側ストリップ面との接触中
に、アンビルローラーの回転軸を中心とした回転時に、
ストリップがアンビルセグメントによって支えられるよ
うに配置された外周ストリップ係合面をそれぞれが有す
るアンビルローラーセグメントの弾性サポートによっ
て、前記圧延接触圧領域内で前記ストリップを横切って
均一な機械的変形を与える工程とを含む。

【００２２】

【実施例】本発明の上記目的及びその他の目的と特徴
は、本明細書の一部を成す添付図面に関連した、以下の
詳細な説明からさらに明らかになると思われる。

【００２３】まず、スクライビングローラーのスクライ
ビングセグメントが、固体ボディのアンビルロールによ
って支えられる鋼ストリップの幅全体にわたって均一な
機械的変形を与えるようにそれぞれ作用する装置及び方
法から説明する。

【００２４】図１と２に関しては、参照番号１０によっ
て確認される、電気鋼、特に粒子配向ケイ素鋼の磁区壁
スペースを局部機械的変形によって調質するための装置
を説明する。この装置は鋼が比較的高温もしくは低温で
あるときにスクライビングする方法に有用である、すな
わち少なくとも約１０００゜Ｆ（５４０℃）、好ましく
は１２００゜Ｆ（６４８℃）を越える温度において本発
明の方法を実施するために有用である。ストリップをペ
イオフリール（ｐａｙｏｆｆ ｒｅｅｌ）から適当な周
知方法でパスラインに沿って進行させ、本発明による磁
区調質後に、技術上周知の種類のコイラーのマンドレル
によってコイル状に巻き取る。この方法は、必要な場合
には、本発明の教示から逸脱せずに、他のストリップ加
工方法と共に用いることができる。

【００２５】図１に最も良く示すように、ストリップは
両面においてアンビルロール１６とセグメントスクライ
ビングロール１８とに同時に係合しながら、圧延接触圧
領域１４に入るために矢印１２が示す方向にパスライン
に沿って進む。図１〜３の実施態様では、スクライビン
グローラー１８がストリップの上に在り、アンビルロー
ル１６はストリップの下に在る。ストリップの両面に対
するロール１６とローラー１８とのこの関係は、本発明
の教示から逸脱せずに逆にすることができる。

【００２６】図２に示すように、アンビルロールは軸受
けブロック２４に取り付けられたころがり軸受けによっ
てそれぞれ回転可能に支えられた、その対立端部のジャ
ーナル２２を有する固体ボディ２０上にストリップ係合
面を有する。アンビルロールとスクライビングロールと
はそれぞれのロールとローラーとの長さに沿って伸びる
長軸を中心として回転する。例えば水のような流体の供
給源２５Ｂが回転カップリング２５Ａからアンビルロー
ルの内孔に供給されて、スクライビング操作中の温度変
化範囲（ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｅｘｃｕｒｓｉｏ
ｎ）を最大にする。長方形サブフレーム２６が軸受けブ
ロック２４を支える。サブフレーム２６は基礎ベース３
２上にサブフレームの位置を確立する上部及び下部サド
ルプレート３０と係合するローラー２８によって位置を
定められる（図１に示すように）。

【００２７】立ち上がりコーナーポスト３４はサブフレ
ーム２６によって支えられ、溶接構造体の長方形トップ
フレーム３６を長方形管を用いて支える。このトップフ
レームはストリップの両側に沿って側面に間隔を置いた
関係で伸びる、長い長方形管３８を含む。レバーアーム
４４に直接重なる部位においてピストン／シリンダーア
センブリ４２を支えるための各長い管３８の中心部分に
よってブラケット４０が支えられる。各ピストン／シリ
ンダーアセンブリ４２はＵリンク取付け具によってレバ
ーアーム４４とブラケット４０とに固定される。図１に
見られるように、各レバーアーム４４は、管３８による
サポートのために、軸受けブロックアセンブリによって
支えられる中央配置ピボット軸４６によって旋回可能に
支えられる。各アーム４４の一端は釣り合い重り４８に
固定され、アームの反対端部はころがり軸受けのための
軸受けブロック５０を支え、軸受けブロック５０はそれ
の回転可能なサポートのための、アーバー５４から伸
び、スクライビングローラー１８の一部を成すジャーナ
ル５２に取り付けられる（図２に示すように）。

【００２８】図２と３に最も良く示すように、中心孔５
６が各ジャーナル５２とアーバー５４の内部の短い距離
とを通って伸び、該短い距離は半径方向に伸びる孔５８
と流体伝導関係を確立するために充分である。アーバー
５４の外部ボディには全長に沿って、アーバー５４の全
周に間隔を置いて配置されたインターリーブ隆起リブ６
２によって形成される、長軸方向に伸びる溝６０が設け
られる。細長いキーパープレート６６を貫通したボルト
６４は各隆起リブとねじ込み式に係合して、管状フレキ
シブルブラダー６８のストリップ状区分をアーバーに固
定する。ゴムその他の弾性材料がブラダーを形成するた
めの適当な材料である。例えば空気又は液体（水である
ことも可能）のような流体媒質の圧縮供給源５６Ａはバ
ルブ５６Ｂによって制御されて、アーバーの隆起リブの
間のブラダーの長さを膨張させるために孔５６に供給さ
れる。ブラダーの膨張部分はアーバーのリブの半径方向
に突出した隆起ブラダーリブ７０の形状を成し、スクラ
イビングセグメント７２の弾力的サポート部位を形成す
る。図３と４に最も良く示すような、スクライビングセ
グメントは各々、環状孔７２Ｂによって画定される中央
開口から、半径方向に突出するリッジ７２Ｃを有する環
状外周面まで伸びる平行な側壁７２Ａによって形成され
るリングもしくはディスク状形態を有し、該リッジは間
隔を置いて配置され、側壁７２Ａの間のセグメントの外
面全体に及ぶスクライビング面を形成する。各セグメン
トはスクライビングローラー軸の回転軸を中心として回
転する。

【００２９】図２に示すように、スクライビングセグメ
ントはアーバーの面に沿ってブラダーリブ７０によるサ
ポートのために並列に配置される。端部壁７８に結合し
たシリンダー状サポート壁７６をそれぞれ有する端部取
付け具７４は、ジャーナル５２の一部の上に適当に配置
されたねじ山とねじ込み式に係合したナット要素８０に
加えられるトルクによって制御される力の下で、セグメ
ントの相互係合側壁を相互に対して押圧する。スクライ
ビングセグメントに加えられるクランピング力は所定の
力であり、各端部取付け具７４とナット要素８０との間
にばね座金８２を置くことによって実質的に均一に維持
される。

【００３０】ススクライビングローラーを形成するセグ
メントのスクライビング面が圧延接触領域においてスト
リップと係合してストリップ表面に突入して、磁区壁ス
ペースを調質するスクライブマークを付けるように、ス
クライビングローラー１８とアンビルロール１６とは、
ピストン／シリンダーアセンブリ４２の作用によって、
ストリップの両面に相互に対して相対的に位置を定めら
れる。図１に示すように、ピストン／シリンダーアセン
ブリ４２が非常に正確に、比較的低い流体圧で作用し
て、接触領域１４を確保することができるように、スク
ライビングローラー１８の重量は釣り合い重り４８によ
ってピボット４６を中心として釣り合わされる。ブラダ
ーによって各ディスクに与えられるサポートの圧力が均
一であるために、圧延接触領域における圧力はストリッ
プの幅全体にわたって均一であり、各ディスクによって
及ぼされるスクライビング圧力に対する臨界公差を維持
する。ディスクの側壁間のクランピング力は、スクライ
ブングローラー及びその関連サポート構造と同じよう
に、アンビルロールの温度変動によるクラウンと、クラ
ウンの変化とを調整するための好ましい相対的位置を妨
げないようにあまり大きくない。熱クラウン変化を最小
にするようにアンビルロールに伝導性冷却剤を内部通過
させることが好ましい。また、スクライビングローラー
１８とアンビルロール１６の各々は、ストリップ係合面
の速度をパスラインに沿ったストリップの速度に影響を
与えるコイリングマンドレル又は類似装置によって生ず
るストリップのライン速度と一致させるように、駆動す
ることが好ましい。

【００３１】このために、適当な形態の駆動装置は、各
々がその外側端部に駆動ピニオンを備えた出力シャフト
２個を有する歯車駆動８６に結合したモーター８４を含
む。駆動ピニオンの一つはスクライビングローラー１８
の一端のジャーナル５２の延長部に固定された歯車８８
とかみ合う。他方の駆動ピニオンはアンビルロール１６
の一端のジャーナル２２の延長部に固定された歯車９０
とかみ合う。

【００３２】本発明による磁区壁調質は、例えば５〜１
５ｍｍのオーダーのピッチのような、磁区壁スペースに
作用するために必要な、非常に厳しく要求される公差の
範囲内で達成される。本発明の装置ではスクライビング
セグメントの弾力的サポートに依存して、パスラインに
沿って進行するストリップの横幅全体にわたって機械的
変形を与えることができるので、始動操作及び連続スク
ライビング操作中にこれらの操作に起因する装置部品の
固有の熱過渡現象と膨張との全ては、特に鋼ストリップ
が高温である場合に、本発明のスクライビング装置によ
って調整される。スクライビングセグメントは一体スク
ライビングロールに要求されるよりも非常に小さい直径
及び／又は幅で製造されることができるので、各スクラ
イビングセグメント上のスクライビングパターンは非常
に正確に、必要な研磨装置に有意な節約を与えて作成す
ることができる。スクライビングローラーはセグメント
化されているので、熱過渡現象によって生ずるたわみを
含めた、多くの既存の問題を解決する、固体ボディのア
ンビルロールを用いることができる。スクライビングセ
グメント上のスクライビングパターンを再研磨するため
に必要な装置のための投資は費用があまりかからない。
また、スクライビングセグメントは費用があまりかから
ない方法によって製造することができ、より適切な材料
の使用を可能にする。アンビルロールがスクライビング
ローラーの輪郭に従うように撓む必要がないので、アン
ビルロールをより硬質で、より耐熱性の材料から製造す
ることができる。スクライビングローラーはセットアッ
プ（ｓｅｔｕｐ）操作のために非常な多様性を与え、ス
クライビングローラーのブラダーは折り畳むことがで
き、スクライビングセグメントは迅速に変化することが
できる。ディスクと関連部品とは、作業者がクレーンを
必要とせずに容易に取り扱うことができるような程度
に、小さく、軽量である。

【００３３】図５では、本発明によるセグメントスクラ
イビングローラーの並列セグメントから突出するリッジ
の配置の好ましい実施態様を説明する。図から分かるよ
うに、スクライビングローラーセグメントは、環状であ
り、１〜１５ｍｍ、好ましくは２〜１２ｍｍの間隔を置
いて配置され、各スクライビングセグメントの表面の全
体に及ぶ、スクライビングリッジ７２Ｄのヘリカル配置
を画定する外面を有する。２個の隣接突起を画定するス
クライブ谷もしくはみぞの間で測定される、スクライビ
ングリッジのスペースもしくはピッチは２〜１２ｍｍ、
好ましくは約５〜１０ｍｍのオーダーであり、０．５〜
１．０ｍｉｌ（０．０００５〜０．００１０インチ）の
オーダーの深さを有する。各スクライビング面７２Ｄに
よって形成されるヘリカルのピッチは４５゜以下であ
り、１０゜〜２０゜のピッチ角度を有することができ
る。図５に示すように、スクライビングセグメントの並
列配置によって形成されるリッジのヘリカル配置は、ス
クライビング操作パターンの結果として、垂直から図５
に矢印で示したストリップ圧延方向まで、４５゜以下、
好ましくは２０゜〜１０゜の角度θで傾斜するスクライ
ビングライン７２Ｅと７２Ｆを生ずる。また、図５に
は、ストリップの幅全体にわたってストリップ上に少な
くとも９０゜、好ましくは９０゜〜１６０゜の範囲内の
φの夾角を形成し、スクライビングラインの山形パター
ンを形成する、セグメント上の隣接パターンによって生
ずるスクライブマークの配置をも示す。

【００３４】図６には、参照数字９４によって確認され
るアーバーの変形を示す、これは前記アーバー５４の代
わりにスクライビングローラーに用いられる。アーバー
９４の構成は、間隔を置いて配置され、個々の空隙９７
に流体媒質を供給及び放出するために回転軸と平行な方
向に伸びる複数対の孔９５と９６を含むことによって、
アーバー５４の構成とは異なる。各みぞ６０を分割し、
スクライビングセグメント７２の各群をアーバー９４の
長さに沿って支える圧力を変えることによって隣接仕切
り壁隆起リブ６２の間の領域を区切るベロー内の圧力の
制御を可能にする仕切り壁９８によって、前記空隙が形
成される。また図６には示されるように、複数の孔９５
と９６が他のこのような孔と対をなしてセグメントのサ
ポート圧を制御するために依然として不連続であるよう
に環状に配置される。この配置と複数の回転流体カップ
リング継手の使用とによって、流体は冷却のために種々
な孔を通って循環する。各対の孔の一つの供給圧を外圧
を越えるように制御して、圧力を形成することによっ
て、差圧を生ずることができ、それによって個々のブラ
ダーサポート領域がそれと接触するスクライビングセグ
メントの膨張とサポートによって反応する。

【００３５】図７には、ブラダーウェブのサーペンチン
（ｓｅｒｐｅｎｔｉｎ）配置が省略されたことによっ
て、アーバー１０４がアーバー５４（図２）とは異な
る、他の実施態様を示す。アーバー１０４はシリンダー
状外面を有すか又はポケットを形成する仕切りリブを有
し、該ポケット上にはアーバーの長さに沿って伸びる平
行なホースブラダー１０６の列が並列関係に配置され
る。ホースブラダー１０６は取付け具によって、各ホー
スブラダーに流体媒質を供給するためにアーバーの両端
部において半径方向に伸びる孔（孔５８に相当）に結合
する。ホースブラダー１０６によって及ぼされる圧力
は、スクライビングセグメントがスクライビング中にス
トリップにその幅全体にわたって均一な圧力を及ぼすこ
とができるようにスクライビングセグメントを支えるの
に役立つ。

【００３６】図８では、本発明の方法の実施に適した装
置の他の実施態様を説明する、この実施態様ではアンビ
ルロールとスクライビングローラーとの構成のみが図１
〜４に示した実施態様に関して上述した構成とは異な
る。アンビルロール１１０は例えば水のような冷却剤媒
質の供給と放出のためにロールボディ１１８の各端部に
おいてジャーナル１１６内のダクト１１４と連通する内
部空隙１１２を含む固体ボディ１１２を有する。スクラ
イビングローラー１２０は空隙１２４内に制御された流
体圧を形成するためにロールボディの両端部においてジ
ャーナル内に伸びるダクト１２６に連通する内部空隙１
２４を含む固体ボディ１２２を有し、それによってロー
ルボディ１２２のそのシリンダーボディ外面における輪
郭は制御されることができる。内部空隙内の流体圧が上
昇すると、セグメントスクライビングリングによる接触
圧は増大して、磁区調質プロセス中のアンビルロールと
関連サポート構造とに対して輪郭変化を補償する。この
ようにして、アーバーとスクライビングロールとは非同
心的に支えられたスクライビングリングによってアーバ
ーの膨張と収縮とによる熱クラウンを補償し、アーバー
の膨張又は収縮に一致したセグメントの相対的な垂直運
動を可能にする。

【００３７】次に、機械的スクライビング中に、鋼スト
リップを支えるためにアンビルローラーのアンビルセグ
メントを用いる装置及び方法を説明する。

【００３８】図９に関しては、参照番号２１０によって
確認される、電気鋼、特に粒子配向ケイ素鋼の磁区壁ス
ペースを，鋼が比較的高温もしくは低温であるときに，
しかし、好ましくは少なくとも約１０００゜Ｆ（５４０
℃）の高温において、特に１２００゜Ｆ（６４８℃）を
越える温度において局部機械的変形によって調質する方
法の実施に有用である装置を説明する。ストリップをペ
イオフリール（ｐａｙｏｆｆ ｒｅｅｌ）から炉に通し
て適当な周知方法でパスラインに沿って進行させ、本発
明による磁区調質後に、技術上周知の種類のコイラーの
マンドレルによってコイル状に巻き取る。この方法は、
必要な場合には、本発明の教示から逸脱せずに、他のス
トリップ加工方法と共に用いることができる。

【００３９】ストリップは炉２１３から、両面において
アンビルロール２６とセグメントスクライビングロール
２１８とに同時に係合する圧延接触圧領域２１４に入る
ために矢印２１２が示す方向にパスラインに沿って進
む。スクライビングローラー２１８がストリップの上に
在り、アンビルローラー２１６はストリップの下に在
る。ローラーのストリップ係合部分が冷却剤の浴に浸漬
することができるようにローラーの下方に、例えば水の
ような、冷却剤を含む溜め２１７を配置することによっ
てアンビルロールを冷却することが好ましい。ストリッ
プの両面に対するローラー２１６とロール２１８とのこ
の関係は、本発明の教示から逸脱せずに、逆にすること
ができる。

【００４０】図９と１２に示すように、スクライビング
ローラーはストリップの幅全体に及ぶスクライブ面を形
成するように間隔をおいて配置された突出リッジ２１９
を有するボディを有する。スクライビングローラーはロ
ールボディの両端に軸受けアセンブリ２２１によるサポ
ートのためにジャーナル２２０を有し、軸受けアセンブ
リ２２１はピストン／シリンダーアセンブリ２２２のロ
ッド端部と係合する。

【００４１】図９〜１２に示すように、セグメントアン
ビルロール２１６は複数個の並列セグメント２２３を含
む。図１１に示すように、アンビルロールセグメントは
それぞれ、環状孔２２３Ｂによって画定される中央開口
から環状外部アーバー面２２３Ｃまで伸びる平行な側壁
２２３Ａによって形成されるリングもしくはディスク状
形態を有し、該環状外部アーバー面２２３Ｃはスクライ
ビング中のストリップの面を支えるために側壁２２３Ａ
の間のセグメントの外面全体に及ぶ平滑な面を有する。
アンビルセグメント２２３はアーバー２２６の面に沿っ
て伸びるブラダーリブ２２４によるサポートのために並
列状に配置される。アーバーの外側ボディは全長に沿っ
て、アーバーの全周に間隔を置いて配置されたインター
リーブリブ２３０によって形成される、長軸方向に伸び
る溝２２８が設けられる。細長いキーパープレート２３
４を貫通したボルト２３２は各隆起リブの雌ねじ立て孔
とねじ込み式に係合して、管状フレキシブルブラダー２
３６のストリップ状区分をアーバーに固定する。ゴムそ
の他の弾性材料がブラダーを形成するための適当な材料
である。例えば空気又は液体（水であることも可能）の
ような流体媒質の圧縮供給源２３８はバルブ２４０によ
って制御されて、アーバーの隆起リブの間のブラダーの
長さを膨張させるためにアーバーのジャーナル中の孔２
４２に供給される。膨張したブラダーリブ２２４はアー
バーから半径方向に突出し、アンビルセグメント２２３
の弾力的サポート部位を形成する。アンビルセグメント
はブラダーリブによって支えられ、端部取付け具２４６
によって並列関係に維持される。各取付け具２４６は端
部壁２５０に結合したシリンダー状壁部分２４８を有
し、セグメント２２３の相互係合側壁を相互に対して押
圧する。この圧縮力はジャーナル２５３の一部上に適当
に配置されたねじ山とねじ込み式に係合するナット要素
２５２に加えられるトルクによって制御される。スクラ
イビングセグメントに加えられるクランピング力は所定
の力であり、各端部取付け具２４６とナット要素２５２
との間にばね座金２５４を置くことによって実質的に均
一に維持される。

【００４２】スクライビングロールのスクライビング面
が圧延接触領域２１４においてストリップと係合してス
トリップ表面に突入して、磁区壁スペースを調質するス
クライブマークを付けるように、スクライビングロール
２１８とアンビルローラー２１６とは、ピストン／シリ
ンダーアセンブリ２２２の作用によって、ストリップの
両面において相互に対して相対的に位置を定められる。
ブラダーによって各ディスクに与えられるサポートの圧
力が均一であるために、圧延接触領域における圧力はス
トリップの幅全体にわたって均一であり、各アンビルデ
ィスクによって及ぼされるスクライビング圧力に対する
臨界公差を維持する。ディスクの側壁間のクランピング
力は、スクライビングロールの温度変動によるクラウン
と、クラウンの変化とを調整するためにセグメントの好
ましい相対的位置を妨げないようにあまり大きくない。
熱クラウン変化を最小にするようにセグメントアンビル
ロールに伝導性冷却剤を内部通過させることが好まし
い。また、スクライビングロール２１８とセグメントア
ンビルローラー２１６の各々を、ストリップ係合面の速
度をパスラインに沿ったストリップの速度に影響を与え
るコイリングマンドレル又は類似装置によって生ずるス
トリップのライン速度と一致させるように、駆動するこ
とが好ましい。

【００４３】本発明による磁区壁調質は、例えば５〜１
５ｍｍのオーダーのピッチのような、磁区壁スペースに
作用するために必要な、非常に厳しく要求される公差の
範囲内で達成される。始動操作及び連続スクライビング
操作中に、これらの操作に起因する装置部品の固有の熱
過渡現象と膨張との全ては、特に鋼ストリップが高温で
ある場合に、本発明によって調整される。本発明の装置
ではアンビルロール手段のアーバーセグメントの弾力的
サポートに依存して、パスラインに沿って進行するスト
リップを横切る機械的変形によるスクライビング中にス
トリップを支えることができる。

【００４４】ストリップの幅全体にわたって種々な部位
において採取したサンプルの電気的特性を測定した。セ
グメントアンビルロールの使用はスクライビングの均一
性を改良することが判明した。スクライビングの均一性
の改良はストリップ幅全体にわたる磁気的性質の均一性
の改良を生じ、これはこのストリップを変圧器コアに用
いる製造業者によって高く評価される。セグメントアン
ビルロールの効果はスクライビングしたストリップ全域
での透磁率を試験することによって説明することができ
る。

【００４５】本発明を説明するために、完全に完成し
た、高透磁率の粒子配向ケイ素鋼の幾つかのサンプルを
上記米国特許第５，０８０，３２６号と第５，１２３，
９８８号とに述べられた方法を用いて磁区調質した。

【００４６】実施例Ｉ ９ｍｉｌ（０．０２３ｃｍ）厚さとストリップ幅４．７
インチ（１１．９ｃｍ）を有する前記鋼のサンプルを単
一スクライビングロールと単一固体アンビルロールとを
用いて機械的にスクライビングした。このスクライビン
グロールは突起間に５ｍｍピッチを有し、突起上に２．
５ｍｉｌ（０．００２５インチ）（０．００６４ｃｍ）
及び／又は平坦である突起を有した。

【００４７】 表１ 対照 透磁率 スクライブ 透磁率 変化サンプル μ１０ サンプル μ１０ μ１０ Ｋ４−１ １９０４ Ｋ１−１ １８６２ ４２ Ｋ４−２ １９１６ Ｋ１−２ １８８１ ３５ Ｋ４−３ １９１５ Ｋ１−３ １８９３ ２２ Ｋ４−４ １９１０ Ｋ１−４ １８９５ １５ μ１０範囲 １２ ３３ ２７ このデータから分かるように、スクライビングの結果と
して、透磁率は予想通りに減少した。４．７インチ（１
１．９ｃｍ）ストリップ幅にわたる透磁率（μ１０）変
化の範囲は１５〜４２点であり、全体で２７点であっ
た。

【００４８】実施例ＩＩ ９ｍｉｌ（０．０２３ｃｍ）厚さとストリップ幅７．１
インチ（１８．０ｃｍ）を有する高透磁率鋼のサンプル
を、スクライビングロールに関して実施例Ｉと同じパラ
メーターで、機械的にスクライビングした。アンビルロ
ールを本発明によってセグメント化した。

【００４９】 表ＩＩ 対照 透磁率 スクライブ 透磁率 変化サンプル μ１０ サンプル μ１０ μ１０ ＣＪ９−１ １９２８ ＣＪ５−１ １９２２ ６ ＣＪ９−２ １９２７ ＣＪ５−２ １９１４ １３ ＣＪ９−３ １９２７ ＣＪ５−３ １９１２ １５ ＣＪ９−４ １９２５ ＣＪ５−４ １９１２ １３ ＣＪ９−５ １９２５ ＣＪ５−５ １９１２ １３ ＣＪ９−６ １９２６ ＣＪ５−５ １９０２ ２４ μ１０範囲 ３ ２０ １８ 表ＩＩのデータによって示すように、本発明によってス
クライビングした鋼は反応の良好な均一性を示した。幅
広いストリップ全域での透磁率の範囲は僅か１８点であ
った。この範囲は末端サンプルを含むものであり、末端
サンプルはスクライブサンプルと非スクライブサンプル
とでは６点と２４点の変化を示した。末端サンプルを含
めない場合には、透磁率反応は僅か２点であった。本発
明はセグメントアンビルロールによる透磁率反応の改良
を明らかに実証する。

【００５０】このように、ロールを熱クラウン及びゲー
ジ変化の条件に合わせて調節することを可能にする膨張
性ブラダー上に存在するセグメントを含むセグメントア
ンビルロールを用いることによって、鋼のより均一なス
クライビングが可能であることが表ＩとＩＩから分か
る。

【００５１】

【発明の効果】本発明によれば、鋼ストリップに均一の
スクライビングを与えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法の実施に有用である装置の好まし
い実施態様の側面図。

【図２】図１のラインＩＩ−ＩＩに沿った断面図。

【図３】図２のラインＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面図。

【図４】本発明のスクライビングローラーのセグメント
形成部分の等角図。

【図５】スクライビングローラーの隣接セグメントのス
クライビング面の好ましい配置の等角図。

【図６】本発明の変更実施態様によるスクライビングロ
ーラーを加圧及び冷却するための内部通路を説明する部
分断面図。

【図７】スクライビングローラーのセグメントのための
サポートブラダーの変更形を説明する、図３と同様な断
面図。

【図８】本発明の方法の実施に有用である装置の他の実
施態様を説明する断面図。

【図９】

【図１０】アンビルセグメントのブラダーサポート配置
を説明するためのセグメントアンビルロールの拡大横断
面図。

【図１１】セグメントアンビルローラーとスクライビン
グロールとの端部の部分縦断面図。

【図１２】本発明のアンビルローラーのセグメント形成
部分の等角図。

【符号の説明】

１０．鋼ストリップ １４．圧延接触領域 １６．セグメントアンビルローラー １８．スクライビングローラー ２０．ジャーナル ２１．軸受けアセンブリ ２２．ピストン／シリンダーアセンブリ ２３．アンビルセグメント ２４．ブラダーリブ ３０．インターリーブリブ ２１０．鋼ストリップ ２１４．圧延接触圧領域 ２１６．アンビルロール ２１８．セグメントスクライビングローラー ２２２．ジャーナル ２２４．軸受けブロック ２２５Ａ．回転カップリング ２２５Ｂ．流体供給源 ２２６．サブフレーム ２３０．上部及び下部サドルプレート ２３６．フレーム ２４０．ブラケット ２４２．ピストン／シリンダーアセンブリ ２４４．レバーアーム ２４８．釣り合い重り ２５４．アーバー ２５６．中心孔 ２６０．みぞ ２６２．リブ ２６４．ボルト ２７２．スクライビングセグメント ２７４．取付け具

フロントページの続き (72)発明者 ラルフ・エドワード・スナイダー アメリカ合衆国ペンシルバニア州15632, エクスポート，シモンズ・ドライブ 4912 (72)発明者 ドミニク・アルフレッド・ソレイス アメリカ合衆国ペンシルバニア州16055, サーヴァー，ディア・リッジ・ロード 301 (72)発明者 ジェームズ・ゴードン・ベンフォード アメリカ合衆国ペンシルバニア州15238, ピッツバーグ，ファルコンハースト・ドラ イブ 150

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粒子配向ケイ素鋼ストリップの磁区壁ス
   ペースの調質装置において、 前記ストリップの片面に接触して前記ストリップを支え
   るためのアンビルロール手段と；前記片面の反対側のス
   トリップ面と係合するためのスクライビング面を有する
   セグメントを含むセグメントスクライビングローラー手
   段であって、ストリップの圧延方向を横切る一般方向に
   おいてスクライビングセグメントによって均一な機械的
   変形を与えるための前記セグメントを弾力的に支える手
   段をさらに含むローラー手段と；前記ストリップをスク
   ライビングする圧延圧接触領域を確立するための前記ス
   トリップの対立面における前記アンビルロール手段と前
   記スクライビングローラー手段との相対的位置を制御す
   る手段とを含む装置。
2. 【請求項２】 前記アンビルロール手段のための冷却手
   段をさらに含む請求項１記載の装置。
3. 【請求項３】 前記アンビルロール手段を回転させるた
   めの駆動手段をさらに含む請求項１記載の装置。
4. 【請求項４】 ストリップの幅全体にわたってスクライ
   ビング面を与えるために充分なクランピング力下で前記
   スクライビングセグメントを並列に配置する手段をさら
   に含む請求項１記載の装置。
5. 【請求項５】 前記スクライビングローラー手段のため
   の冷却手段をさらに含む請求項１記載の装置。
6. 【請求項６】 前記スクライビングローラー手段のため
   の駆動手段をさらに含む請求項１記載の装置。
7. 【請求項７】 粒子配向ケイ素鋼ストリップの磁区壁ス
   ペースの調質方法であって、次の工程：セグメントスク
   ライビングローラー手段と回転可能なアンビルロール手
   段との間をストリップが移動する間に形成される圧延接
   触圧領域に被スクライビングストリップをさらす工程
   と、 ストリップが前記アンビルロール手段によって支えられ
   ているときの、スクライビングローラーの回転軸を中心
   とした回転時に、表面突起が他のセグメントの他のスク
   ライビング面突起とは独立的に、ストリップの片面に突
   入するように配置された、一連の外周面突起をそれぞれ
   が有するスクライビングローラー手段セグメントの弾性
   サポートによって、前記圧延接触圧領域内で前記ストリ
   ップを横切って均一な機械的変形を与える工程とを含む
   方法。
8. 【請求項８】 前記アンビルロール手段によって支えら
   れたストリップの幅全体にわたって、前記均一な機械的
   変形が与えられる請求項７記載の方法。
9. 【請求項９】 ストリップの幅全体にわたる接触圧によ
   って前記スクライビングローラー手段セグメントを支え
   る工程をさらに含む請求項７記載の方法。
10. 【請求項１０】 独立的に制御される弾性サポートによ
    って前記スクライビングローラー手段セグメントの各群
    を支える工程をさらに含む請求項７記載の方法。
11. 【請求項１１】 前記スクライビングローラー手段と前
    記アンビルローラー手段とを駆動する工程をさらに含む
    請求項７記載の方法。
12. 【請求項１２】 前記圧延圧接触面積を確立するために
    前記アンビルロール手段に関して前記スクライビングロ
    ーラー手段の位置を定める工程をさらに含む請求項７記
    載の方法。
13. 【請求項１３】 セグメントが弾力的に支えられている
    ときに、実質的に均一な圧力下で前記スクライビングセ
    グメントの側壁を圧縮して相互に接触させる工程をさら
    に含む請求項１２記載の方法。
14. 【請求項１４】 粒子配向ケイ素鋼の磁区壁スペースの
    調質装置において、 ストリップとの圧延接触中に該ストリップの片面を機械
    的にスクライビングするためのスクライビング面を有す
    るスクライビングロール手段と；前記スクライビングロ
    ーラー手段によるスクライビング中に前記ストリップを
    支えるためのセグメントアンビルローラー手段であっ
    て、前記スクライビングロール手段との係合中に該スト
    リップの幅を横切って該ストリップを均一に支えるため
    にそのセグメントを弾力的に支える手段をさらに含むセ
    グメントアンビルローラー手段と；前記ストリップをス
    クライビングする圧延圧接触領域を確立するために、前
    記ストリップの両面において前記セグメントアンビルロ
    ーラー手段と前記スクライビングロール手段との相対的
    位置を制御する手段とを含む装置。
15. 【請求項１５】 ストリップの幅全体にわたってアンビ
    ル面を与えるために充分なクランピング力下で前記アン
    ビルセグメントを並列に配置するための手段をさらに含
    む請求項１４記載の装置。
16. 【請求項１６】 ストリップの幅全体にわたって均一な
    スクライビング圧を与えるために前記ブラダーリブに流
    体圧媒質を供給するためのバルブを含む流体供給手段を
    さらに含む請求項１４記載の装置。
17. 【請求項１７】 粒子配向ケイ素鋼の磁区壁スペースの
    調質方法において、次の工程：スクライビングローラー
    手段と回転可能なセグメントアンビルロール手段との間
    をストリップが移動する間に形成される圧延接触圧領域
    に被スクライビングストリップをさらす工程と；前記セ
    グメントアンビルローラー手段によって支えられるスト
    リップの表面に突入する表面突起を有するスクライビン
    グロールと反対側ストリップ面との接触中に、アンビル
    ローラーの回転軸を中心とした回転時に、ストリップが
    アンビルセグメントによって支えられるように配置され
    た外周ストリップ係合面をそれぞれが有するアンビルロ
    ーラーセグメントの弾性サポートによって、前記圧延接
    触圧領域内で前記ストリップを横切って均一な機械的変
    形を与える工程とを含む方法。
18. 【請求項１８】 ストリップの幅全体にわたって一定の
    圧力で前記アンビルローラーセグメントを支える工程を
    さらに含む請求項１７記載の方法。
19. 【請求項１９】 前記アンビルローラーセグメントを冷
    却する工程をさらに含む請求項１７記載の方法。
20. 【請求項２０】 前記圧延圧接触領域を確立するために
    前記セグメントアンビルローラーに関して前記スクライ
    ビングロールの位置を定める工程をさらに含む請求項１
    ７記載の方法。
21. 【請求項２１】 セグメントが弾力的に支えられている
    ときに、実質的に均一な圧力下で前記スクライビングセ
    グメントの側壁を相互に接触するように配置する工程を
    さらに含む請求項１７記載の方法。