JPH08269577A - 竪型光輝焼鈍炉におけるステンレス帯板の炉内すり疵抑制方法 - Google Patents
竪型光輝焼鈍炉におけるステンレス帯板の炉内すり疵抑制方法Info
- Publication number
- JPH08269577A JPH08269577A JP7387595A JP7387595A JPH08269577A JP H08269577 A JPH08269577 A JP H08269577A JP 7387595 A JP7387595 A JP 7387595A JP 7387595 A JP7387595 A JP 7387595A JP H08269577 A JPH08269577 A JP H08269577A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stainless steel
- steel strip
- furnace
- strip
- height direction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Control Of Heat Treatment Processes (AREA)
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 竪型光輝焼鈍炉におけるステンレス帯板の炉
内変形を防止し、炉壁との接触によるすり疵の発生を抑
制する方法を提供する。 【構成】 ステンレス帯板Ｓの入側形状λ(x) と、竪型
光輝焼鈍炉10の高さ方向ｙに与える平均張力σt (y)
と、高さ方向ｙと幅方向ｘの温度分布の測定値もしくは
推定値Ｔ(x, y)をもとに計算される高さ方向垂直応力σ
y,th(x, y)とを、任意の高さ方向位置ｙおよび任意の幅
方向位置ｘに対して下記の関係式 σy,th(x, y)−Ｅ｛Ｔ(x, y)｝・λ(x) ＋σt (y) ≧０ ただし、Ｅ｛Ｔ(x, y)｝；温度Ｔにおけるステンレス帯
板のヤング率の条件を満たす範囲に収めることによっ
て、ステンレス帯板の変形を抑制し、炉内すり疵を抑制
することを可能とする。
内変形を防止し、炉壁との接触によるすり疵の発生を抑
制する方法を提供する。 【構成】 ステンレス帯板Ｓの入側形状λ(x) と、竪型
光輝焼鈍炉10の高さ方向ｙに与える平均張力σt (y)
と、高さ方向ｙと幅方向ｘの温度分布の測定値もしくは
推定値Ｔ(x, y)をもとに計算される高さ方向垂直応力σ
y,th(x, y)とを、任意の高さ方向位置ｙおよび任意の幅
方向位置ｘに対して下記の関係式 σy,th(x, y)−Ｅ｛Ｔ(x, y)｝・λ(x) ＋σt (y) ≧０ ただし、Ｅ｛Ｔ(x, y)｝；温度Ｔにおけるステンレス帯
板のヤング率の条件を満たす範囲に収めることによっ
て、ステンレス帯板の変形を抑制し、炉内すり疵を抑制
することを可能とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、竪型光輝焼鈍炉におけ
るステンレス帯板の炉内変形を防止し、炉壁との接触に
よるすり疵の発生を抑制する方法に関する。
るステンレス帯板の炉内変形を防止し、炉壁との接触に
よるすり疵の発生を抑制する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】光輝焼鈍炉では、特に薄板広幅材の場合
において、炉内を通過する帯板に発生する熱応力によっ
て、帯板が面外変形を起こしやすく、炉壁等との接触に
よるすり疵が発生することがある。とくに、炉内にサポ
ートロールを配置しない竪型光輝焼鈍炉で、ステンレス
帯板を熱処理する場合にはすり疵発生の危険性が大きい
のである。
において、炉内を通過する帯板に発生する熱応力によっ
て、帯板が面外変形を起こしやすく、炉壁等との接触に
よるすり疵が発生することがある。とくに、炉内にサポ
ートロールを配置しない竪型光輝焼鈍炉で、ステンレス
帯板を熱処理する場合にはすり疵発生の危険性が大きい
のである。
【０００３】このようなステンレス帯板の炉内変形を防
止する従来の技術としては、例えば、特開昭49− 17314
号公報には、高温のステンレス帯板を可能な限りゆっく
り冷却する方法が示されているが、板幅、板厚などの条
件によってどの程度ゆっくりな冷却が必要であるかは明
らかにされていない。また、特公昭53− 35848号公報に
開示されているように、炉内を通過するステンレス帯板
の表裏に温度差をつけたガスを吹き付けることにより炉
内の板反りを矯正する方法がある。しかし、この方法で
は、板の面内方向に働く圧縮応力による座屈が原因で板
反りが発生する際に、特に薄板の場合は容易に座屈のモ
ードが反転し、制御が難しいという問題点がある。
止する従来の技術としては、例えば、特開昭49− 17314
号公報には、高温のステンレス帯板を可能な限りゆっく
り冷却する方法が示されているが、板幅、板厚などの条
件によってどの程度ゆっくりな冷却が必要であるかは明
らかにされていない。また、特公昭53− 35848号公報に
開示されているように、炉内を通過するステンレス帯板
の表裏に温度差をつけたガスを吹き付けることにより炉
内の板反りを矯正する方法がある。しかし、この方法で
は、板の面内方向に働く圧縮応力による座屈が原因で板
反りが発生する際に、特に薄板の場合は容易に座屈のモ
ードが反転し、制御が難しいという問題点がある。
【０００４】このように、竪型光輝焼鈍炉における炉内
変形を抑制するに当たり、いったん変形が起こっている
ものを矯正する方法では、変形自体が座屈という不安定
な現象のため、これを完全に矯正することは困難であ
る。
変形を抑制するに当たり、いったん変形が起こっている
ものを矯正する方法では、変形自体が座屈という不安定
な現象のため、これを完全に矯正することは困難であ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な従来技術の有する課題を解決すべくなされたものであ
って、２次的な形状矯正手段を用いることなく、竪型光
輝焼鈍炉でのステンレス帯板の炉内変形を未然に防止
し、炉内におけるすり疵の発生を抑制する方法を提供す
ることを目的とする。
な従来技術の有する課題を解決すべくなされたものであ
って、２次的な形状矯正手段を用いることなく、竪型光
輝焼鈍炉でのステンレス帯板の炉内変形を未然に防止
し、炉内におけるすり疵の発生を抑制する方法を提供す
ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の竪型光輝焼鈍炉
におけるステンレス帯板の炉内すり疵抑制方法は、加熱
帯および冷却帯を備えた竪型光輝焼鈍炉を用いてステン
レス帯板を熱処理する際に、ステンレス帯板の入側形状
と、ステンレス帯板に対し高さ方向に与える平均張力
と、ステンレス帯板の高さ方向と幅方向の温度分布の測
定値もしくは推定値をもとに計算される高さ方向垂直応
力とを、任意の高さ方向位置および任意の幅方向位置に
対して下記式の条件を満たす範囲 σy,th(x, y)−Ｅ｛Ｔ (x, y) ｝・λ(x) ＋σt (y) ≧
０ ただし、 ｗ；ステンレス帯板の板幅 [m] ｘ；ステンレス帯板の幅方向位置 [m]、（０≦ｘ≦ｗ） ｙ；炉内高さ方向位置 [m] σy,th(x, y)；位置(x, y)における高さ方向および幅方
向の温度分布による高さ方向垂直応力 [Pa] Ｔ(x, y)；位置(x, y)におけるステンレス帯板の温度
[℃] Ｅ｛Ｔ (x, y) ｝；温度Ｔにおけるステンレス帯板のヤ
ング率 [Pa] λ(x) ；ステンレス帯板の初期伸び差率分布、ただし∫
0 w λ(x)dx ＝０ σt (y) ；高さｙの位置における平均張力 [Pa] に収めることによって、ステンレス帯板の炉内変形を抑
制することを特徴とする。
におけるステンレス帯板の炉内すり疵抑制方法は、加熱
帯および冷却帯を備えた竪型光輝焼鈍炉を用いてステン
レス帯板を熱処理する際に、ステンレス帯板の入側形状
と、ステンレス帯板に対し高さ方向に与える平均張力
と、ステンレス帯板の高さ方向と幅方向の温度分布の測
定値もしくは推定値をもとに計算される高さ方向垂直応
力とを、任意の高さ方向位置および任意の幅方向位置に
対して下記式の条件を満たす範囲 σy,th(x, y)−Ｅ｛Ｔ (x, y) ｝・λ(x) ＋σt (y) ≧
０ ただし、 ｗ；ステンレス帯板の板幅 [m] ｘ；ステンレス帯板の幅方向位置 [m]、（０≦ｘ≦ｗ） ｙ；炉内高さ方向位置 [m] σy,th(x, y)；位置(x, y)における高さ方向および幅方
向の温度分布による高さ方向垂直応力 [Pa] Ｔ(x, y)；位置(x, y)におけるステンレス帯板の温度
[℃] Ｅ｛Ｔ (x, y) ｝；温度Ｔにおけるステンレス帯板のヤ
ング率 [Pa] λ(x) ；ステンレス帯板の初期伸び差率分布、ただし∫
0 w λ(x)dx ＝０ σt (y) ；高さｙの位置における平均張力 [Pa] に収めることによって、ステンレス帯板の炉内変形を抑
制することを特徴とする。
【０００７】また、本発明は、加熱帯および冷却帯を備
えた竪型光輝焼鈍炉を用いてステンレス帯板を熱処理す
る際に、ステンレス帯板の入側形状と、ステンレス帯板
に対し高さ方向に与える平均張力と、ステンレス帯板の
高さ方向と幅方向の温度分布の測定値もしくは推定値を
もとに計算される炉壁間隔の狭いすり疵発生危険領域に
おける高さ方向垂直応力とを用いて、任意の幅方向位置
に対して下記式の条件を満たす範囲 σy,th(x, y1) −Ｅ｛Ｔ (x, y1)｝・λ(x) ＋σt (y1)
≧０ ただし、 ｗ；ステンレス帯板の板幅 [m] ｘ；ステンレス帯板の幅方向位置 [m]、（０≦ｘ≦ｗ） ｙ1 ；すり疵発生の危険性の高い炉内高さ方向位置 [m] σy,th(x, y1) ；位置(x, y1) における高さ方向および
幅方向の温度分布による高さ方向垂直応力 [Pa] Ｔ (x, y1)；位置(x, y1) におけるステンレス帯板の温
度 [℃] Ｅ｛Ｔ (x, y1)｝；温度Ｔにおけるステンレス帯板のヤ
ング率 [Pa] λ(x) ；ステンレス帯板の初期伸び差率分布、ただし∫
0 w λ(x)dx ＝０ σt (y1)；高さｙ1 における平均張力 [Pa] に収めることによって、ステンレス帯板の炉内変形を抑
制することを特徴とする。
えた竪型光輝焼鈍炉を用いてステンレス帯板を熱処理す
る際に、ステンレス帯板の入側形状と、ステンレス帯板
に対し高さ方向に与える平均張力と、ステンレス帯板の
高さ方向と幅方向の温度分布の測定値もしくは推定値を
もとに計算される炉壁間隔の狭いすり疵発生危険領域に
おける高さ方向垂直応力とを用いて、任意の幅方向位置
に対して下記式の条件を満たす範囲 σy,th(x, y1) −Ｅ｛Ｔ (x, y1)｝・λ(x) ＋σt (y1)
≧０ ただし、 ｗ；ステンレス帯板の板幅 [m] ｘ；ステンレス帯板の幅方向位置 [m]、（０≦ｘ≦ｗ） ｙ1 ；すり疵発生の危険性の高い炉内高さ方向位置 [m] σy,th(x, y1) ；位置(x, y1) における高さ方向および
幅方向の温度分布による高さ方向垂直応力 [Pa] Ｔ (x, y1)；位置(x, y1) におけるステンレス帯板の温
度 [℃] Ｅ｛Ｔ (x, y1)｝；温度Ｔにおけるステンレス帯板のヤ
ング率 [Pa] λ(x) ；ステンレス帯板の初期伸び差率分布、ただし∫
0 w λ(x)dx ＝０ σt (y1)；高さｙ1 における平均張力 [Pa] に収めることによって、ステンレス帯板の炉内変形を抑
制することを特徴とする。
【０００８】
【作 用】本発明者らは、まず、板温分布の温度勾配変
化量がステンレス帯板に発生する熱応力への影響を定量
的に把握するために有限要素法による熱応力解析を実施
した。基本的な因果関係を把握するために、図６に実線
で示す折れ線すなわち２つの直線からなる板温曲線１で
温度分布を設定した場合に面内に働く熱応力を解析する
ことにより、以下の知見を得た。
化量がステンレス帯板に発生する熱応力への影響を定量
的に把握するために有限要素法による熱応力解析を実施
した。基本的な因果関係を把握するために、図６に実線
で示す折れ線すなわち２つの直線からなる板温曲線１で
温度分布を設定した場合に面内に働く熱応力を解析する
ことにより、以下の知見を得た。
【０００９】(1) 温度勾配が変化する位置を中心に局所
的に熱応力が発生すること。 (2) 応力が発生する領域は温度勾配が変化する位置から
板幅程度の領域であること。 (3) 温度勾配の変化がその２次微分値が上に凸の場合、
板幅中央付近は圧縮応力が、板幅端部には引張応力がそ
れぞれ働くこと。
的に熱応力が発生すること。 (2) 応力が発生する領域は温度勾配が変化する位置から
板幅程度の領域であること。 (3) 温度勾配の変化がその２次微分値が上に凸の場合、
板幅中央付近は圧縮応力が、板幅端部には引張応力がそ
れぞれ働くこと。
【００１０】(4) 温度勾配の変化が下に凸の場合、板幅
中央付近は引張応力、板幅端部には圧縮応力がそれぞれ
働くこと。 (5) 温度勾配変化量とピーク応力値は比例すること。 (6) 板幅とピーク応力値は比例すること。 (7) ヤング率とピーク応力値は比例すること。
中央付近は引張応力、板幅端部には圧縮応力がそれぞれ
働くこと。 (5) 温度勾配変化量とピーク応力値は比例すること。 (6) 板幅とピーク応力値は比例すること。 (7) ヤング率とピーク応力値は比例すること。
【００１１】(8) 線膨張係数とピーク応力値は比例する
こと。 (9) ヤング率および線膨張率に温度依存性がない場合、
温度勾配の変化によって発生する圧縮応力のピーク値は
下記式(1) ，(2) で計算できること。 σx,peak＝ｋx ｗ・ｑ・Ｅ・α ………………(1) σy,peak＝ｋy ｗ・ｑ・Ｅ・α ………………(2) ここで、 σx,peak ；幅方向垂直応力のピーク値 [Pa] σy,peak ；高さ方向垂直応力のピーク値 [Pa] ｗ ；板幅 [m] ｑ ；温度勾配変化量 [℃/m]＝（ΔＴ／
Δｙ）2 −（ΔＴ／Δｙ）1 （ΔＴ／Δｙ）1 ；冷却帯の高さ方向の位置１（図６で
はｙ＜９m)における温度勾配 [℃/m] （ΔＴ／Δｙ）2 ；冷却帯の高さ方向の位置２（図６で
はｙ＞９m)における温度勾配 [℃/m] Ｅ ；ヤング率 [Pa] α ；線膨張係数 [/℃] ｋx ；定数（7.5 ×10-2） ｋy ；定数（4.9 ×10-2） ここでは、１点で温度が変化し２つの直線からなる板温
曲線１の場合について述べたが、図６に破線および一点
鎖線で示すように温度勾配が連続的に徐々に変化する板
温曲線２，３の場合においても、上に凸の場合に板幅中
央に圧縮応力が働き、板幅端部に引張応力が働くなど、
基本的には同様な応力状態となる。
こと。 (9) ヤング率および線膨張率に温度依存性がない場合、
温度勾配の変化によって発生する圧縮応力のピーク値は
下記式(1) ，(2) で計算できること。 σx,peak＝ｋx ｗ・ｑ・Ｅ・α ………………(1) σy,peak＝ｋy ｗ・ｑ・Ｅ・α ………………(2) ここで、 σx,peak ；幅方向垂直応力のピーク値 [Pa] σy,peak ；高さ方向垂直応力のピーク値 [Pa] ｗ ；板幅 [m] ｑ ；温度勾配変化量 [℃/m]＝（ΔＴ／
Δｙ）2 −（ΔＴ／Δｙ）1 （ΔＴ／Δｙ）1 ；冷却帯の高さ方向の位置１（図６で
はｙ＜９m)における温度勾配 [℃/m] （ΔＴ／Δｙ）2 ；冷却帯の高さ方向の位置２（図６で
はｙ＞９m)における温度勾配 [℃/m] Ｅ ；ヤング率 [Pa] α ；線膨張係数 [/℃] ｋx ；定数（7.5 ×10-2） ｋy ；定数（4.9 ×10-2） ここでは、１点で温度が変化し２つの直線からなる板温
曲線１の場合について述べたが、図６に破線および一点
鎖線で示すように温度勾配が連続的に徐々に変化する板
温曲線２，３の場合においても、上に凸の場合に板幅中
央に圧縮応力が働き、板幅端部に引張応力が働くなど、
基本的には同様な応力状態となる。
【００１２】ただし、たとえば、図７に示すように、板
幅中央における幅方向垂直応力を縦軸にとり、高さ方向
を横軸にしてプロットしてみると、実線で示す応力分布
曲線４のように、２つの直線からなる板温曲線１の場合
に尖鋭なピークをもっていた応力分布が、温度勾配を徐
々に変化させた板温曲線２，３の場合は破線および一点
鎖線で示す応力分布曲線５，６のようにピークが鈍化し
て滑らかとなり、かつピークレベルが大きく低下すると
いう違いがある。
幅中央における幅方向垂直応力を縦軸にとり、高さ方向
を横軸にしてプロットしてみると、実線で示す応力分布
曲線４のように、２つの直線からなる板温曲線１の場合
に尖鋭なピークをもっていた応力分布が、温度勾配を徐
々に変化させた板温曲線２，３の場合は破線および一点
鎖線で示す応力分布曲線５，６のようにピークが鈍化し
て滑らかとなり、かつピークレベルが大きく低下すると
いう違いがある。
【００１３】これに対し、板幅中央における高さ方向垂
直応力を縦軸にとった場合においては、図８の実線およ
び破線、一点鎖線で示す応力分布曲線７，８，９のよう
に、２つの直線からなる板温曲線１と温度勾配を徐々に
変化させた板温曲線２，３のどちらの場合もピークは滑
らかであり、温度勾配を徐々に変化させることによるピ
ーク値の低下も小さい。
直応力を縦軸にとった場合においては、図８の実線およ
び破線、一点鎖線で示す応力分布曲線７，８，９のよう
に、２つの直線からなる板温曲線１と温度勾配を徐々に
変化させた板温曲線２，３のどちらの場合もピークは滑
らかであり、温度勾配を徐々に変化させることによるピ
ーク値の低下も小さい。
【００１４】つぎに、幅方向の温度分布の影響について
は以下のごとき知見が得られた。 幅方向温度分布は、そのまま高さ方向の垂直応力に
反映されること。 幅方向で相対的に温度の高い位置においては高さ方
向の圧縮応力が働き、温度が低いところには引張応力が
働くこと。 幅方向温度分布は、幅方向垂直応力およびせん断応
力にはほとんど影響を及ぼさないこと。
は以下のごとき知見が得られた。 幅方向温度分布は、そのまま高さ方向の垂直応力に
反映されること。 幅方向で相対的に温度の高い位置においては高さ方
向の圧縮応力が働き、温度が低いところには引張応力が
働くこと。 幅方向温度分布は、幅方向垂直応力およびせん断応
力にはほとんど影響を及ぼさないこと。
【００１５】これらの知見をもとに、ステンレス帯板の
変形を抑制する方法について考察する。基本的には、ス
テンレス帯板の面内に発生する圧縮応力が要因となって
板が座屈し面外変形をするため、この圧縮応力を除去す
ることが本質的な解決策である。まず、炉の高さ方向の
板温曲線については、できる限り温度勾配の変化を小さ
くとることが圧縮応力の低減につながる。とくに、板幅
方向の応力は、連続的に徐々に温度勾配を変化させるこ
とでかなり低減することができる。ただし、例えば加熱
から冷却に転ずるためには必ず上に凸の温度勾配変化が
必要であり、板幅中央での圧縮応力の発生が避けられな
い。この圧縮応力を除去するためには、例えば高さ方向
に張力を加えることによって、応力全体を引張側にシフ
トさせることができ有効であるが、過大な張力を加える
と高温部でのステンレス帯板の破断など別の面での制限
があり、張力のみによる圧縮応力除去には限界がある。
また、炉長を長くとることで温度勾配変化を低減するこ
とも考えられるが、これは、サポートロールを有しない
竪型光輝焼鈍炉の場合、フリースパンが増大し、この点
に関して、炉内変形を助長するので得策とはいえない。
変形を抑制する方法について考察する。基本的には、ス
テンレス帯板の面内に発生する圧縮応力が要因となって
板が座屈し面外変形をするため、この圧縮応力を除去す
ることが本質的な解決策である。まず、炉の高さ方向の
板温曲線については、できる限り温度勾配の変化を小さ
くとることが圧縮応力の低減につながる。とくに、板幅
方向の応力は、連続的に徐々に温度勾配を変化させるこ
とでかなり低減することができる。ただし、例えば加熱
から冷却に転ずるためには必ず上に凸の温度勾配変化が
必要であり、板幅中央での圧縮応力の発生が避けられな
い。この圧縮応力を除去するためには、例えば高さ方向
に張力を加えることによって、応力全体を引張側にシフ
トさせることができ有効であるが、過大な張力を加える
と高温部でのステンレス帯板の破断など別の面での制限
があり、張力のみによる圧縮応力除去には限界がある。
また、炉長を長くとることで温度勾配変化を低減するこ
とも考えられるが、これは、サポートロールを有しない
竪型光輝焼鈍炉の場合、フリースパンが増大し、この点
に関して、炉内変形を助長するので得策とはいえない。
【００１６】これに対し、炉の高さ方向の温度分布によ
る高さ方向垂直応力の分布をキャンセルするように、幅
方向温度分布をコントロールすれば、圧縮応力の発生を
抑えることができ、これによって炉内変形を抑制するこ
とができる。すなわち、高さ方向の板温曲線が上に凸の
位置においては、板幅中央よりも板幅端部の温度を上昇
させる制御を実施することにより、板幅中央における圧
縮応力の発生を抑えることができる。
る高さ方向垂直応力の分布をキャンセルするように、幅
方向温度分布をコントロールすれば、圧縮応力の発生を
抑えることができ、これによって炉内変形を抑制するこ
とができる。すなわち、高さ方向の板温曲線が上に凸の
位置においては、板幅中央よりも板幅端部の温度を上昇
させる制御を実施することにより、板幅中央における圧
縮応力の発生を抑えることができる。
【００１７】一方、ステンレス帯板の初期の伸び差率分
布を制御することも同等の効果があるが、この場合炉の
高さ方向位置に応じて伸び差率分布を変えることはでき
ないので、最も炉内変形が懸念される箇所を想定してそ
の位置における圧縮応力の低減に利用することができ
る。すなわち、ステンレス帯板の入側形状と、ステンレ
ス帯板に対し高さ方向に与える張力と、ステンレス帯板
の高さ方向と幅方向の温度分布による高さ方向垂直応力
の３者に関して、任意の幅方向位置および高さ方向位置
に対して下記(3) 式の条件を満たす範囲に収めることに
よって、ステンレス帯板の炉内変形を抑制し、炉内すり
疵を防止することが可能である。
布を制御することも同等の効果があるが、この場合炉の
高さ方向位置に応じて伸び差率分布を変えることはでき
ないので、最も炉内変形が懸念される箇所を想定してそ
の位置における圧縮応力の低減に利用することができ
る。すなわち、ステンレス帯板の入側形状と、ステンレ
ス帯板に対し高さ方向に与える張力と、ステンレス帯板
の高さ方向と幅方向の温度分布による高さ方向垂直応力
の３者に関して、任意の幅方向位置および高さ方向位置
に対して下記(3) 式の条件を満たす範囲に収めることに
よって、ステンレス帯板の炉内変形を抑制し、炉内すり
疵を防止することが可能である。
【００１８】なお、上記したステンレス帯板の入側形状
について説明すると、板形状は図９に例示するような幅
方向の伸び差率分布として表され、Ａは耳伸び形状、Ｂ
は腹伸び形状をそれぞれ示している。この他クォータ伸
びなど複雑な形状もあるが、ここでは説明を省略する。 σy,th(x, y)−Ｅ｛Ｔ(x, y)｝・λ(x) ＋σt (y) ≧０ ………(3) ただし、 ｘ；ステンレス帯板の幅方向位置 [m]、（０≦ｘ≦ｗ） ｙ；炉内高さ方向位置 [m] σy,th(x, y)；位置(x, y)における高さ方向および幅方
向の温度分布による高さ方向垂直応力 [Pa] Ｔ(x, y)；位置(x, y)におけるステンレス帯板の温度
[℃] Ｅ｛Ｔ(x, y)｝；温度Ｔにおけるステンレス帯板のヤン
グ率 [Pa] λ(x) ；ステンレス帯板の初期伸び差率分布、ただし∫
0 w λ(x)dx ＝０ σt (y) ；高さｙの位置における平均張力 [Pa] なお、平均張力σt (y) は、下記(4) 式で表される。
について説明すると、板形状は図９に例示するような幅
方向の伸び差率分布として表され、Ａは耳伸び形状、Ｂ
は腹伸び形状をそれぞれ示している。この他クォータ伸
びなど複雑な形状もあるが、ここでは説明を省略する。 σy,th(x, y)−Ｅ｛Ｔ(x, y)｝・λ(x) ＋σt (y) ≧０ ………(3) ただし、 ｘ；ステンレス帯板の幅方向位置 [m]、（０≦ｘ≦ｗ） ｙ；炉内高さ方向位置 [m] σy,th(x, y)；位置(x, y)における高さ方向および幅方
向の温度分布による高さ方向垂直応力 [Pa] Ｔ(x, y)；位置(x, y)におけるステンレス帯板の温度
[℃] Ｅ｛Ｔ(x, y)｝；温度Ｔにおけるステンレス帯板のヤン
グ率 [Pa] λ(x) ；ステンレス帯板の初期伸び差率分布、ただし∫
0 w λ(x)dx ＝０ σt (y) ；高さｙの位置における平均張力 [Pa] なお、平均張力σt (y) は、下記(4) 式で表される。
【００１９】 σt (y) ＝σt (y0)＋ρ・ｇ・（ｙ−ｙ0) ………………(4) ここで、 ｙ0 ；炉出口位置[m] σt (y0)；炉出口における平均張力 [Pa] ρ；ステンレス帯板の密度 [kg/m3] ｇ；重力加速度[m/sec2] 上記の条件を満たすことによって、圧縮応力の発生を抑
えることができ、炉内変形を抑制し、すり疵の発生を防
止することができる。
えることができ、炉内変形を抑制し、すり疵の発生を防
止することができる。
【００２０】
【実施例】以下に、本発明の実施例について、図１を用
いて説明する。この図に示すように、竪型光輝焼鈍炉10
は、シュート11、２個の炉内デフレクタロール12、たと
えば電気ヒータなどが取り付けられる加熱帯13、冷却ガ
スノズルなどが取り付けられる冷却帯14で構成される。
そして、前工程から送られてきたステンレス帯板Ｓは、
入側ブライドルロール15、入側デフレクタロール16を介
してシュート11に送り込まれ、炉内デフレクタロール12
を経て加熱帯13、冷却帯14を通過して、出側デフレクタ
ロール17、出側ブライドルロール18を介して次工程に送
り出される。この竪型光輝焼鈍炉10においては、炉の構
成上、冷却帯14における炉内の炉壁間隔が狭くなってお
り、特に冷却帯14の入口14ａの近傍におけるすり疵発生
の危険性が高い。
いて説明する。この図に示すように、竪型光輝焼鈍炉10
は、シュート11、２個の炉内デフレクタロール12、たと
えば電気ヒータなどが取り付けられる加熱帯13、冷却ガ
スノズルなどが取り付けられる冷却帯14で構成される。
そして、前工程から送られてきたステンレス帯板Ｓは、
入側ブライドルロール15、入側デフレクタロール16を介
してシュート11に送り込まれ、炉内デフレクタロール12
を経て加熱帯13、冷却帯14を通過して、出側デフレクタ
ロール17、出側ブライドルロール18を介して次工程に送
り出される。この竪型光輝焼鈍炉10においては、炉の構
成上、冷却帯14における炉内の炉壁間隔が狭くなってお
り、特に冷却帯14の入口14ａの近傍におけるすり疵発生
の危険性が高い。
【００２１】そこで、この竪型光輝焼鈍炉10を用いて、
板厚0.2 mm、板幅1260mmで、材質がSUS304のステンレス
帯板Ｓを熱処理する際に、本発明法を適用した。このと
きの焼鈍最高温度は1200℃である。まず、高さ方向のス
テンレス帯板Ｓの温度分布については、加熱帯13の電気
ヒータの使用電力の設定値や、冷却帯での冷却ガスの風
量および温度などをもとに伝熱計算を行って推定し、図
２に示すような温度パターンを得た。また、幅方向の温
度分布は、本実施例の竪型光輝焼鈍炉10において特にす
り疵発生の危険性の高い冷却帯14の入口14ａ付近に温度
センサ19を取り付けて測定した。そして、これらの推定
値や測定値をもとに、ステンレス帯板Ｓに発生する熱応
力を有限要素法を用いて計算した。なお、この計算にあ
たり、ヤング率などの温度依存性を考慮した。図３は、
計算の結果、得られたすり疵発生危険位置における高さ
方向の垂直応力分布の一例を示したものである。この図
から、板幅端部の伸び差率を大きくとることにより、冷
却帯14における圧縮応力の発生を低減することができ
る。
板厚0.2 mm、板幅1260mmで、材質がSUS304のステンレス
帯板Ｓを熱処理する際に、本発明法を適用した。このと
きの焼鈍最高温度は1200℃である。まず、高さ方向のス
テンレス帯板Ｓの温度分布については、加熱帯13の電気
ヒータの使用電力の設定値や、冷却帯での冷却ガスの風
量および温度などをもとに伝熱計算を行って推定し、図
２に示すような温度パターンを得た。また、幅方向の温
度分布は、本実施例の竪型光輝焼鈍炉10において特にす
り疵発生の危険性の高い冷却帯14の入口14ａ付近に温度
センサ19を取り付けて測定した。そして、これらの推定
値や測定値をもとに、ステンレス帯板Ｓに発生する熱応
力を有限要素法を用いて計算した。なお、この計算にあ
たり、ヤング率などの温度依存性を考慮した。図３は、
計算の結果、得られたすり疵発生危険位置における高さ
方向の垂直応力分布の一例を示したものである。この図
から、板幅端部の伸び差率を大きくとることにより、冷
却帯14における圧縮応力の発生を低減することができ
る。
【００２２】次いで、図４に示した耳伸び形状を目標形
状にして初期のステンレス帯板の形状を作り込み、また
すり疵発生の危険性の高い炉内高さｙ1 における平均張
力σ t (y1)を５MPa となるように出側張力を設定し、任
意の幅方向位置における高さ方向垂直応力を前記した
(3) 式の条件を満足させるように制御した結果、炉内で
のすり疵発生率を本発明適用前の１／５に低減すること
ができた。なお、図５に示すような極端な耳伸び形状の
場合は、すり疵発生率を改善させることができなかっ
た。
状にして初期のステンレス帯板の形状を作り込み、また
すり疵発生の危険性の高い炉内高さｙ1 における平均張
力σ t (y1)を５MPa となるように出側張力を設定し、任
意の幅方向位置における高さ方向垂直応力を前記した
(3) 式の条件を満足させるように制御した結果、炉内で
のすり疵発生率を本発明適用前の１／５に低減すること
ができた。なお、図５に示すような極端な耳伸び形状の
場合は、すり疵発生率を改善させることができなかっ
た。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ステンレス帯板の入側形状と高さ方向に与える平均張力
と任意の高さ方向位置における高さ方向垂直応力とを用
いて任意の幅方向位置に対して前出(3) 式の条件を満た
す範囲に制御するようにしたので、ステンレス帯板の表
裏に温度差をもたせるように冷却ガスを吹き付ける従来
の２次的な形状矯正手段を用いることなく、竪型光輝焼
鈍炉中を通過するステンレス帯板の変形を抑制し、すり
疵発生を低減することができ、これによって、製品の品
質および歩留りの向上に大いに寄与することができる。
ステンレス帯板の入側形状と高さ方向に与える平均張力
と任意の高さ方向位置における高さ方向垂直応力とを用
いて任意の幅方向位置に対して前出(3) 式の条件を満た
す範囲に制御するようにしたので、ステンレス帯板の表
裏に温度差をもたせるように冷却ガスを吹き付ける従来
の２次的な形状矯正手段を用いることなく、竪型光輝焼
鈍炉中を通過するステンレス帯板の変形を抑制し、すり
疵発生を低減することができ、これによって、製品の品
質および歩留りの向上に大いに寄与することができる。
【図１】本発明の実施例における竪型光輝焼鈍炉を断面
で示す概要図である。
で示す概要図である。
【図２】本発明の実施例における高さ方向の温度曲線を
示す特性図である。
示す特性図である。
【図３】本発明の実施例におけるすり疵発生危険位置で
の高さ方向の垂直応力分布を示す特性図である。
の高さ方向の垂直応力分布を示す特性図である。
【図４】本発明の実施例における初期のステンレス帯板
の目標形状を示す特性図である。
の目標形状を示す特性図である。
【図５】初期のステンレス帯板の目標形状の比較例を示
す特性図である。
す特性図である。
【図６】ステンレス帯板の高さ方向の板温曲線の基本的
な影響を調べるために設定した板温曲線の一例を示す特
性図である。
な影響を調べるために設定した板温曲線の一例を示す特
性図である。
【図７】図６の板温曲線に対応するステンレス帯板の幅
方向垂直応力の分布を示す特性図である。
方向垂直応力の分布を示す特性図である。
【図８】図６の板温曲線に対応するステンレス帯板の高
さ方向垂直応力の分布を示す特性図である。
さ方向垂直応力の分布を示す特性図である。
【図９】ステンレス帯板の入側形状を示す説明図であ
る。
る。
１ 高さ方向の板温曲線（１点にて温度勾配を一気に変
化させるケース） ２ 高さ方向の板温曲線（連続的に徐々に温度勾配を変
化させるケース） ３ 高さ方向の板温曲線（板温曲線２よりさらにゆっく
りと温度勾配を変化させるケース） ４ 板温曲線１でのステンレス帯板の幅方向中央に発生
する幅方向垂直応力の応力分布曲線 ５ 板温曲線２でのステンレス帯板の幅方向中央に発生
する幅方向垂直応力の応力分布曲線 ６ 板温曲線３でのステンレス帯板の幅方向中央に発生
する幅方向垂直応力の応力分布曲線 ７ 板温曲線１でのステンレス帯板の幅方向中央に発生
する高さ方向垂直応力の応力分布曲線 ８ 板温曲線２でのステンレス帯板の幅方向中央に発生
する高さ方向垂直応力の応力分布曲線 ９ 板温曲線３でのステンレス帯板の幅方向中央に発生
する高さ方向垂直応力の応力分布曲線 10 竪型光輝焼鈍炉 11 シュート 12 炉内デフレクタロール 13 加熱帯 14 冷却帯 14ａ 冷却帯入口 15 入側ブライドルロール 16 入側デフレクタロール 17 出側デフレクタロール 18 出側ブライドルロール 19 温度センサ Ｓ ステンレス帯板
化させるケース） ２ 高さ方向の板温曲線（連続的に徐々に温度勾配を変
化させるケース） ３ 高さ方向の板温曲線（板温曲線２よりさらにゆっく
りと温度勾配を変化させるケース） ４ 板温曲線１でのステンレス帯板の幅方向中央に発生
する幅方向垂直応力の応力分布曲線 ５ 板温曲線２でのステンレス帯板の幅方向中央に発生
する幅方向垂直応力の応力分布曲線 ６ 板温曲線３でのステンレス帯板の幅方向中央に発生
する幅方向垂直応力の応力分布曲線 ７ 板温曲線１でのステンレス帯板の幅方向中央に発生
する高さ方向垂直応力の応力分布曲線 ８ 板温曲線２でのステンレス帯板の幅方向中央に発生
する高さ方向垂直応力の応力分布曲線 ９ 板温曲線３でのステンレス帯板の幅方向中央に発生
する高さ方向垂直応力の応力分布曲線 10 竪型光輝焼鈍炉 11 シュート 12 炉内デフレクタロール 13 加熱帯 14 冷却帯 14ａ 冷却帯入口 15 入側ブライドルロール 16 入側デフレクタロール 17 出側デフレクタロール 18 出側ブライドルロール 19 温度センサ Ｓ ステンレス帯板
Claims (2)
- 【請求項１】 加熱帯および冷却帯を備えた竪型光輝焼
鈍炉を用いてステンレス帯板を熱処理する際に、ステン
レス帯板の入側形状と、ステンレス帯板に対し高さ方向
に与える平均張力と、ステンレス帯板の高さ方向と幅方
向の温度分布の測定値もしくは推定値をもとに計算され
る高さ方向垂直応力とを、任意の高さ方向位置および任
意の幅方向位置に対して下記式の条件を満たす範囲に収
めることによって、ステンレス帯板の炉内変形を抑制す
ることを特徴とする竪型光輝焼鈍炉におけるステンレス
帯板の炉内すり疵抑制方法。 σy,th(x, y)−Ｅ｛Ｔ(x, y)｝・λ(x) ＋σt (y) ≧０ ただし、 ｗ；ステンレス帯板の板幅 [m] ｘ；ステンレス帯板の幅方向位置 [m]、（０≦ｘ≦ｗ） ｙ；炉内高さ方向位置 [m] σy,th(x, y)；位置(x, y)における高さ方向および幅方
向の温度分布による高さ方向垂直応力 [Pa] Ｔ(x, y)；位置(x, y)におけるステンレス帯板の温度
[℃] Ｅ｛Ｔ(x, y)｝；温度Ｔにおけるステンレス帯板のヤン
グ率 [Pa] λ(x) ；ステンレス帯板の初期伸び差率分布、ただし∫
0 w λ(x)dx ＝０ σt (y) ；高さｙの位置における平均張力 [Pa] - 【請求項２】 加熱帯および冷却帯を備えた竪型光輝焼
鈍炉を用いてステンレス帯板を熱処理する際に、ステン
レス帯板の入側形状と、ステンレス帯板に対し高さ方向
に与える平均張力と、ステンレス帯板の高さ方向と幅方
向の温度分布の測定値もしくは推定値をもとに計算され
る炉壁間隔の狭いすり疵発生危険領域における高さ方向
垂直応力とを用いて、任意の幅方向位置に対して下記式
の条件を満たす範囲に収めることによって、ステンレス
帯板の炉内変形を抑制することを特徴とする竪型光輝焼
鈍炉におけるステンレス帯板の炉内すり疵抑制方法。 σy,th(x, y1) −Ｅ｛Ｔ(x, y1) ｝・λ(x) ＋σt (y1)
≧０ ただし、 ｗ；ステンレス帯板の板幅 [m] ｘ；ステンレス帯板の幅方向位置 [m]、（０≦ｘ≦ｗ） ｙ1 ；すり疵発生の危険性の高い炉内高さ方向位置 [m] σy,th(x, y1) ；位置(x, y1) における高さ方向および
幅方向の温度分布による高さ方向垂直応力 [Pa] Ｔ (x, y1)；位置(x, y1) におけるステンレス帯板の温
度 [℃] Ｅ｛Ｔ(x, y1) ｝；温度Ｔにおけるステンレス帯板のヤ
ング率 [Pa] λ(x) ；ステンレス帯板の初期伸び差率分布、ただし∫
0 w λ(x)dx ＝０ σt (y1)；高さｙ1 における平均張力 [Pa]
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7387595A JPH08269577A (ja) | 1995-03-30 | 1995-03-30 | 竪型光輝焼鈍炉におけるステンレス帯板の炉内すり疵抑制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7387595A JPH08269577A (ja) | 1995-03-30 | 1995-03-30 | 竪型光輝焼鈍炉におけるステンレス帯板の炉内すり疵抑制方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08269577A true JPH08269577A (ja) | 1996-10-15 |
Family
ID=13530816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7387595A Pending JPH08269577A (ja) | 1995-03-30 | 1995-03-30 | 竪型光輝焼鈍炉におけるステンレス帯板の炉内すり疵抑制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08269577A (ja) |
-
1995
- 1995-03-30 JP JP7387595A patent/JPH08269577A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH08269577A (ja) | 竪型光輝焼鈍炉におけるステンレス帯板の炉内すり疵抑制方法 | |
| JP4018572B2 (ja) | 降伏応力及び残留応力のバラツキの小さい鋼板の製造方法 | |
| JP2009241133A (ja) | 条鋼線材の製造方法 | |
| JP3380354B2 (ja) | 竪型光輝焼鈍炉におけるステンレス帯板の炉内すり疵抑制方法 | |
| JPH11290946A (ja) | 厚鋼板の矯正方法 | |
| JPH08269576A (ja) | 竪型光輝焼鈍炉におけるステンレス帯板の炉内すり疵抑制方法 | |
| JP2003253343A (ja) | 金属帯の連続熱処理方法 | |
| KR101050792B1 (ko) | 동적 재설정을 이용한 냉각제어방법 | |
| JPH08300040A (ja) | 厚鋼板の矯正方法 | |
| JPH06218422A (ja) | Ｈ形鋼の冷却方法 | |
| JP2000246338A (ja) | テンションレベラおよびストリップの矯正方法 | |
| JP2815086B2 (ja) | 鋼帯の竪型連続焼鈍炉 | |
| JPH10245635A (ja) | フローティング式連続焼鈍炉 | |
| KR19980050011A (ko) | 후강판의 폭방향 휨변형 방지방법 | |
| JPH075995B2 (ja) | 連続焼鈍炉における金属ストリツプの張力制御方法 | |
| JPH07241613A (ja) | 鋼板幅方向反り形状の制御方法 | |
| JPH08199247A (ja) | 金属帯の熱処理炉 | |
| JPH08323402A (ja) | Ｈ形鋼の製造方法 | |
| JP2001073041A (ja) | 鋼板の温度制御方法及び温度制御装置 | |
| JPH0711336A (ja) | 鋼帯のカヌーイング抑制方法 | |
| JPS6315331B2 (ja) | ||
| JPH05237530A (ja) | 熱間圧延における先端反り制御方法 | |
| JP2001181744A (ja) | 連続焼鈍設備における幅変動防止方法 | |
| JPH0813042A (ja) | 連続焼鈍炉の板温制御方法 | |
| JP2001158920A (ja) | 連続焼鈍炉における幅変動防止方法 |