JPH08291336A - 連続焼鈍炉内ハースロールのクラウン制御方法 - Google Patents

連続焼鈍炉内ハースロールのクラウン制御方法

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JPH08291336A
JPH08291336A JP9213295A JP9213295A JPH08291336A JP H08291336 A JPH08291336 A JP H08291336A JP 9213295 A JP9213295 A JP 9213295A JP 9213295 A JP9213295 A JP 9213295A JP H08291336 A JPH08291336 A JP H08291336A
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JP
Japan
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hearth roll
roll
temperature
crown
steel plate
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Withdrawn
Application number
JP9213295A
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English (en)
Inventor
Norimoto Nagira
紀元 柳楽
Narikazu Imanaka
成和 今中
Motoki Ikeda
元樹 池田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ハースロール内部に多数の熱電対を設置する
ことなく、クラウン制御のための流体流量、流体温度等
を制御する。 【構成】 連続焼鈍炉内のハースロールの内部及び/ま
たは外部からロール内表面及び/または外表面に流体を
吹きつけることでハースロールの温度を変化させ、ロー
ルクラウンを制御する方法において、炉温、板温、板幅
と板、ハースロール、流体の物性値及び、板道外部のハ
ースロール温度によりハースロールの温度分布を推定
し、吹きつける流体の流量、温度を調整することを特徴
とする連続焼鈍炉内ハースロールのクラウン制御方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はストリップ(板)の連続
焼鈍炉内で使用されるハースロールをロール内部及び/
または外部から流体によるロールの加熱/冷却を行うこ
とでクラウンを制御してヒートバックルやウォーク(蛇
行)を抑制する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】連続焼鈍設備のような長大なラインで板
を安定して通板させるために、焼鈍炉内のハースロール
には図1で示されるようなテーパー形状等(クラウン)
が付与されている。クラウンのついたロールはテーパー
部で板をセンタリングする力が働く。そのため蛇行によ
り板がロールの中心から外れた場合、蛇行した側ではセ
ンタリング力が大きく働いて板がロール中心に戻る。こ
のような板のセンタリング力は板幅が大きいほど、また
ロールクラウンのテーパー角度が大きいほど強くなる
が、センタリング力が板の剛性に対し強すぎる場合は板
のバックリング(挫屈)が発生し、製品品質上問題とな
るばかりか挫屈部から破断する場合もあり、著しくライ
ンの能率を低下させることになる。このためハースロー
ルのクラウンは板の蛇行防止とバックリングの発生限界
から決められるが、これらは焼鈍温度、板の材質、サイ
ズによって違うため、全ての材料について安定通板が可
能なクラウンは十分な検討の後に決定されている。
【0003】ところが、加熱帯ではハースロールが板と
接触していない部分の温度は炉からの輻射を受けて上昇
するが、板と接触している部分の温度は板により冷却さ
れ板の温度に近くなるため、ハースロールに温度分布が
でき、熱膨張によるロールクラウンの変化(サーマルク
ラウン)が発生する。サーマルクラウンが発生すると当
初のクラウンが維持されず、テーパー角度の不足による
幅狭材の蛇行が発生しやすくなる。また、冷却帯におい
ては炉温は低いが板温が高いため、加熱帯とは反対のサ
ーマルクラウンが発生し、当初よりクラウンが大きくな
るため幅広材のバックリングの問題も生じている。
【0004】そこで、このような問題を生じるサーマル
クラウンを抑制するために、ハースロールのクラウン制
御技術が発明されている。特開昭63−38532号公
報ではハースロールの外部から温度調節された雰囲気ガ
スをロールに噴射し、サーマルクラウンを抑制する方法
が開示されており、またハースロール内部から流体を噴
射してサーマルクラウンを抑制する方法が特開平4−2
02716号公報等で開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
制御方法はハースロール内部の軸方向に多数の温度セン
サーを設置してストリップのエッジ部のロール温度を検
出するか、またはロール全体の温度分布を検出して噴出
ガスの流量、温度等を制御する方法であるため温度セン
サーの耐久性が問題となる。
【0006】ハースロールに設置する温度センサーとし
ては価格と信頼性の面から熱電対を使用するのが普通で
あるが、ロール内部の熱電対が腐食等で断線する等寿命
があるため、定期的に熱電対を点検して交換する必要が
ある。しかし、ハースロールは溶接構造であるため熱電
対の交換は大変手間のかかる作業となる。また、操業中
に断線したり、ストリップリングでの接触不良が発生し
た場合は、制御不能となり、クラウン制御を中止せざる
をえず、この方式の制御は信頼性にかけるものとなって
いる。
【0007】本発明は、かかる従来の課題に鑑み、ハー
スロール内部に多数の熱電対を設置することなく、クラ
ウン制御のための流体流量、温度等を制御することを目
的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、連続焼
鈍炉内で使用するハースロールのロール内部及び/また
は外部からロール胴部内表面及び/または外表面に流体
を吹きつけることでハールロールの温度を変化させ、ロ
ールクラウンを制御する方法において、炉温、板温、板
幅と板・ハースロール・流体の物性値及び板道外部のハ
ースロール温度によりハースロールの温度分布を推定
し、吹きつける流体の流量、温度を調整することを特徴
とする連続焼鈍炉内ハースロールのクラウン制御方法で
ある。
【0009】
【作用】ハースロールのサーマルクラウンは板による冷
却/加熱を受けるセンター部と炉からの輻射を受けるエ
ッジ部の温度差により発生する。即ち、ロールセンター
部の板との接触部分は、板エッジにあたる部分を除いて
ほぼ板温と同程度の温度で平衡しているのに対し、ロー
ルのバレルエッジ部は、炉からの輻射を受けほぼ炉温に
近い温度となり、両者の温度差は加熱炉の前段では50
0〜600℃程度にまでなっている。この温度差にロー
ル半径及びロールの熱膨張率を乗じた量だけサーマルク
ラウンが発生することになる。従って、加熱炉では板の
温度が低く炉温が高いため、サーマルクラウンの発生に
よりイニシャルクラウンよりも小さなクラウンとなり板
が蛇行しやすく、また冷却帯では板の温度が高く炉温が
低いため、サーマルクラウンの発生によりイニシャルク
ラウンよりも大きなクラウンとなり板のバックリングが
発生しやすくなる。
【0010】サーマルクラウンを抑制し、蛇行、バック
リングに対して安定なイニシャルクラウンを維持するた
めには、板温度とロール温度を等しくし、熱膨張量に差
が発生しないようにする必要がある。
【0011】ロールの温度はバレル全長を板温度と等し
くしてもよいが、板エッジ部から外側150mm程度をス
トリップ温度とほぼ同じ温度に制御すれば、実用上問題
はない。
【0012】板のサイズはいろいろ変化するが、クラウ
ン制御のための流体の噴射がハースロールの軸方向でほ
ぼ均一であれば、板温、炉温と板とハースロールと流体
の物性値からサーマルクラウンの発生量をほぼ正確に推
定することは可能であり、従ってハースロールの温度分
布も板道部の外側からバレルエッジまでの広い範囲で推
定することは十分に可能である。
【0013】本発明者等は、ハースロールの軸方向分割
モデルによるハースロール温度分布のシミュレーション
モデルを作成し、実機での温度分布と照合することで精
度よくハースロールの温度分布を推定するモデルを作成
することに成功した。これにより、流体の噴出条件(流
量及び温度)を決めれば、板温、炉温、その他の物性値
からバレルエッジの特定の点の温度を精度よく推定する
ことが可能となった。
【0014】即ち、このモデルによりハースロール温度
分布を推定することで多数の熱電対を用いたロール温度
の測定を行わずとも、板道外部のハースロール温度を1
点だけ測定すれば、ハースロール全体の温度分布を推定
することができ、その精度はクラウン制御として実用化
するに十分なものであった。
【0015】即ち本発明により、ハースロール内に多数
の熱電対を設置することなく、従って熱電対の断線、接
触不良による制御トラブルの危険性を大幅に低下させる
ことができ、またメンテナンスの手間も省けるクラウン
の制御方法を確立することができた。
【0016】
【実施例】加熱帯においてハースロール内部冷却による
クラウン制御の実施例を図面に基づいて説明する。図2
においてハースロール1は中空の内部に流体噴出用のヘ
ッダー3及びノズル4を有し、ハースロール1の内表面
を冷却する構造になっている。冷却用流体は配管2によ
ってヘッダーに供給され、ハースロールに入る前に流量
計14、圧力計15、温度計16が備えられており、減
圧弁19、流量調整弁20により流体の流量、圧力の調
整と温度の計測が可能である。必要によっては流体の温
度を調整するための熱交換器を設ける場合もある。ハー
スロール1は加熱炉11に設置され輻射管からの直接の
輻射を防止するための遮蔽板10が設けられている。ハ
ースロール1はベアリング6で支持され、流体噴出装置
はハースロールの内部ベアリング5で支持されている。
またハースロール1はカップリング7によりモーター8
と連結されており、これにより駆動される。炉体には炉
温計12がある。板温計13は放射温度計であるが、な
い場合は計算で求めてもよい。また、ハースロール内部
に埋め込んだ温度計を用いてもよい。17はロール温度
計で放射温度計でハースロールのバレルエッジ部の温度
を測っている。
【0017】板温、炉温と必要な物性値から板が蛇行と
バックリングも起こさず安定に通板するためのサーマル
クラウンの抑制量とそのときのハースロールバレルエッ
ジ部の温度は先述した温度モデルで求めておき、ロール
温度計17の指示値により吹きつけ流体の流量、温度を
制御しロール温度計17の指示値が適正になるよう管理
する。これにより熱電対を多数設置したロールを使用せ
ずにクラウン制御が可能である。
【0018】本実施例はハールロールの両側(各ストリ
ップエッジに対応)の冷却を一括して行う場合である
が、冷却ガスを両側で各々混合されることなく、独立し
て流量、温度等が設定、計測できる場合は(例えば、図
4に示すように、ハースロール1の中間に供給ガス仕切
り板22及び排ガスし切り板23が設けられている構造
の場合)、両側の制御を各々独立に行うことで、よりき
め細かい制御が可能である。またロール温度計の位置は
炉部上部の蓋の部分に設置しているが、炉の蓋を取り外
す場合の作業性等を考慮して、スペースがあればロール
温度計を炉壁等に設置してもよい。本発明によるクラウ
ン制御の効果を図3に示す。ハースロール温度を目標に
近づけるよう流体の流量を制御したところストリップの
蛇行が小さくなり、通板速度が向上した。
【0019】
【発明の効果】本発明を実施することで、ハースロール
の内部に多数の熱電対を設置することなくハースロール
のクラウン制御を行うことが可能となり、センサー、制
御の信頼性、メンテ性を大幅に向上させることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】ハースロールの正面図。
【図2】加熱炉内の断面図。
【図3】本発明による効果の例。
【図4】両側独立制御が可能な構造の例。
【符号の説明】
1 ハースロール 2 冷却ガス配管 3 冷却ガスヘッダー 4 冷却ガスノズル 5 内部軸受け 6 外部軸受け 7 カップリング 8 モーター 9 ストリップ 10 遮蔽板 11 加熱炉本体 12 炉温計 13 板温計 14 流量計 15 圧力計 16 ガス温計 17 ロール温計 19 減圧弁 20 流量調整弁 21 ハースロール駆動用チェーン 22 供給ガス仕切り板 23 排ガス仕切り板

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 連続焼鈍炉内で使用するハースロールの
    ロール内部及び/または外部からロール胴部内表面及び
    /または外表面に流体を吹きつけることでハールロール
    の温度を変化させ、ロールクラウンを制御する方法にお
    いて、炉温、板温、板幅と板・ハースロール・流体の物
    性値及び板道外部のハースロール温度によりハースロー
    ルの温度分布を推定し、吹きつける流体の流量、温度を
    調整することを特徴とする連続焼鈍炉内ハースロールの
    クラウン制御方法。
JP9213295A 1995-04-18 1995-04-18 連続焼鈍炉内ハースロールのクラウン制御方法 Withdrawn JPH08291336A (ja)

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JP9213295A JPH08291336A (ja) 1995-04-18 1995-04-18 連続焼鈍炉内ハースロールのクラウン制御方法

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JP9213295A JPH08291336A (ja) 1995-04-18 1995-04-18 連続焼鈍炉内ハースロールのクラウン制御方法

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JPH08291336A true JPH08291336A (ja) 1996-11-05

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ID=14045915

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JP9213295A Withdrawn JPH08291336A (ja) 1995-04-18 1995-04-18 連続焼鈍炉内ハースロールのクラウン制御方法

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009093806A2 (en) * 2007-12-27 2009-07-30 Posco Cooling roll for crown control of roll and control method thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009093806A2 (en) * 2007-12-27 2009-07-30 Posco Cooling roll for crown control of roll and control method thereof
WO2009093806A3 (en) * 2007-12-27 2009-09-17 Posco Cooling roll for crown control of roll and control method thereof

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Effective date: 20020702