JPH093554A

JPH093554A - 通電加熱方法

Info

Publication number: JPH093554A
Application number: JP17686295A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Hirota; 芳明広田; Masami Onoda; 正巳小野田
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1995-06-21
Filing date: 1995-06-21
Publication date: 1997-01-07
Anticipated expiration: 2016-04-03
Also published as: JP3151651B2

Abstract

(57)【要約】【目的】走行する金属帯板の通電加熱方法に関する。
ロールの損傷や絞りなどの形状不良を防止しつつ溶接部
の通電加熱を行う。【構成】通電ロール４、６とこれに対向して設けた圧
下装置を有する押さえロール５、７の対の間で走行する
金属帯板１、３を挟持し、通電ロール４、６から連続的
に金属帯板１、３に通電して金属帯板１、３を加熱す
る。走行する金属帯板１、３の溶接部２が通電ロール６
部を通過する際、溶接部２が通過する前に通電ロール６
および押さえロール７のいずれか一方または双方を移動
させ、金属帯板１、３を通電ロール６に巻き付く様に接
触させて通電加熱する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鉄やアルミ、銅などの
走行する金属帯板へ電流を通じ加熱を行う通電加熱方法
において、金属帯板の溶接部が通過する際の通電ロール
の損傷および金属帯板の絞りや破断等を防止できる通電
加熱方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、金属帯板を連続焼鈍する場合、加
熱・保温はガス加熱による輻射や電気ヒーターによる間
接加熱がほとんどであった。しかし、これらの加熱方法
は間接的に被加熱材を加熱するため、急速な加熱ができ
ないという問題があり、板厚や板幅などが変わるときに
は、生産性に大きく制約を与えていた。

【０００３】この問題を解決するため、通電加熱を採用
する事が提唱されている。たとえば、特開昭６１−８２
９５４号公報には、鋼板に通電ロールを介して直接通電
し、鋼板自体を発熱体として高温化することが、また、
特開平１−１４２０３２号公報や特開平１−１８７７８
９号公報には、環状トランスを貫通する金属帯板通路の
前後に通電ロールを設け、金属帯板を通電加熱する方法
が記載されている。

【０００４】このように金属帯板に直接電流を流し、ジ
ュール熱で加熱する場合は、ガスや電気の間接加熱と比
べ単位時間当たりの加熱能力が高く、板厚や板幅の変更
に伴う生産性低下という問題をなくすことができるとと
もに、設備がコンパクトにできる点で優れている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、走行する金属
帯板を通電ロールと押さえロールで挟持して通電加熱す
る場合、操業上大きな問題がある。それは、金属帯板を
連続的に大量に処理するため、払い出しのコイルを溶接
して連続化するが、この溶接部は形状が悪いとともに、
通電ロールと押さえロールで圧下して挟持した所を通過
するため、たとえば重ね合わせ溶接をした場合には、溶
接部の段差部分が通過する時通電ロールに一時的に過大
な圧下力が加わり、ロールに損傷が生じることである。
また、たとえば重ね合わせ溶接の場合には、溶接部の断
面積が大きくなり、溶接前後の金属帯板の断面積と異な
ることから、溶接部を挟み前後の金属帯板で大きな温度
差が生じ、金属帯板が熱応力により変形し絞りが生じや
すい。この発生した絞りによりロールが損傷する危険が
あるとともに、金属帯板自身が破断し操業が停止すると
いう問題もある。

【０００６】そのため、この溶接部を通過させる方法と
して、特開平６−２７９８４１号公報には、複数の通電
ロールセットを用意し、溶接部の通過に合わせロールの
開閉を行う方法が記載されている。この方法は、通電ロ
ールに損傷を与えることなく溶接部の通電を確実に行え
るため望ましいが、余分に装置を持たなければならず、
また、設置スペースを広くとるため設備費が高くなると
いう問題がある。

【０００７】そこで、本発明はスペース拡大をせず、設
備費が安い溶接部の通過方法を提供する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、通電ロールと
これに対向して設けた圧下装置を有する押さえロール対
の間で走行する金属帯板を挟持し、通電ロールから連続
的に金属帯板に通電して金属帯板を加熱する通電加熱方
法において、走行する金属帯板の溶接部が該通電ロール
部を通過する際、溶接部が通過する前に通電ロールおよ
び押さえロールのいずれか一方または双方を移動させ、
金属帯板が通電ロールに巻き付く様に接触させて通電す
ることを特徴とする通電加熱方法である。なお、溶接部
が通過する以前の通電電流よりも通過後の通電電流を少
なくすることが好ましい。

【０００９】

【作用】以下、本発明の作用を図面を用いて説明する。

【００１０】図１は、本発明による通電加熱方法を説明
する図である。先行の金属帯板１と、後行の金属帯板３
とは溶接により接合され溶接部２を持ち、電源８と導電
部材９で接続された通電ロール４、６で各々押さえロー
ル５、７でピンチされながら通電され、加熱される。

【００１１】図１（ａ）は、溶接部２が通電ロール４と
通電ロール６との間にある状態を示す。図１（ｂ）は、
溶接部２が通電ロール６に近づいた場合の押さえロール
７の動きの例を示す。溶接部２が通電ロール６に近づく
とともに、押さえロール７はこの場合右側のパスライン
より下方に動き、先行の金属帯板１を通電ロール６に巻
き付ける。金属帯板１、３は、張力により金属帯板１が
通電ロール６に押しつけられるため、ある程度までの電
流にはスパークせずに通電が可能である。もし通電電流
がスパークが発生する程度の大きな電流の場合には、あ
らかじめ電流を小さくして通電するのが望ましい。スパ
ークの心配が無い場合は、通電する電流は、溶断しない
ように板厚の薄い方の設定電流以下とするのが望まし
い。

【００１２】溶接部２の位置は、溶接部２のトラッキン
グ情報から計算機で決定する方法や、通電ロール６に接
触する前に板厚センサーなどを用いて溶接部２を検出す
る方法などで決定すれば良く、押さえロール７の移動速
度を計算に入れ、溶接部２の位置により押さえロール７
を移動させればよい。なお、押さえロール７の移動は、
電動シリンダや油圧シリンダ等でロールチョックを移動
させて行う。

【００１３】溶接部２が通電ロール６に接触した状態を
示すのが図１（ｃ）である。この場合、溶接部２を押さ
えロール７と通電ロール６とで圧下していないため、局
部的な加重が通電ロール６および押さえロール７に加わ
ることがないので、ロールの損傷を防止することができ
る。また、溶接部２の前後をピンチしていないため絞り
が発生するのを防止でき、形状不良や板破断などを防止
することができる。

【００１４】図１（ｄ）は、溶接部２が通電ロール６を
通過し終わった状態を示す。押さえロール７は再び通電
ロール６上に戻り、金属帯板３をピンチし通電を行う。
溶接部２が通電ロール６を通る際、通電電流を減じてい
る場合には、所定の電流に戻す必要がある。

【００１５】上記の様に押さえロールと通電ロールをず
らして通電すれば溶接部の問題は解消できるため、はじ
めからこのような構成で通電すれば良さそうであるが、
走行する金属帯板をピンチせずに通電すると、金属帯板
と通電ロールとの接触が不安定になり、スパークが発生
しやすくなるため好ましくない。溶接部に関しては、非
定常部であるため切り捨てることから、たとえスパーク
が発生して金属帯板に損傷を与えてもあまり実害はな
い。どうしてもスパークを避けたい場合には、前述の様
に溶接部が通過する時に通電電流をスパーク発生限界以
下の電流に設定するか、あるいは電流を一時切るなどの
方法を採ればよい。

【００１６】上記説明は、出側の通電ロールと押さえロ
ールのセットのうち、押さえロールが移動する例を挙げ
たが、通電ロールが移動する場合や、押さえロールと通
電ロールの双方が移動する場合も同様である。また、１
組の通電ロールと押さえロールの例を示したが、ロール
が複数ある場合も、必要に応じて押さえロール、通電ロ
ールのどちらか一方あるいは両方を動かすことにより、
溶接部の通電を安定して行うことができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら詳細に説明する。

【００１８】図２に本発明を実施する装置例を示す。通
電ロール４と通電ロール６との間にリングトランス１０
を設け、金属帯板１、入り側の通電ロール４、導電部材
９、出側の通電ロール６、金属帯板１からなる回路を形
成し、リングトランス１０に電源８により一次電流を加
えてリングトランス１０内を通過する金属帯板１に直接
二次電流を誘起し、誘起された電流により金属帯板１を
通電ロール４と通電ロール６との間でジュール加熱す
る。

【００１９】入り側の通電ロール４として、径が３００
ｍｍ、胴長１３００ｍｍのＳ４５Ｃ鋼製ロールを、押さ
えロール５として、径が３００ｍｍ、胴長１３００ｍｍ
のゴムロールを用い、油圧圧下装置により所定の圧下を
加えた。

【００２０】金属帯板１としては、厚み０．１８ｍｍ、
幅８００ｍｍの冷延鋼板（０．０２３％Ｃ鋼）と厚み
０．２４ｍｍ、幅８００ｍｍの冷延鋼板（０．０２３％
Ｃ鋼）を重ね溶接し、巻いて１コイルとして使用した。

【００２１】加熱されて高温になった金属帯板１と接触
する通電ロール６および押さえロール７には、高温材と
接触してもプロフィールが変化しにくくスパークが発生
しないように、ともに径が３００ｍｍ、胴長１３００ｍ
ｍの黒鉛製ロールを用いた。通電ロール６は固定し、押
さえロール７は電動シリンダによりライン方向に水平に
移動できるとともに、同じく電動シリンダにより垂直に
移動でき、ピンチ時には圧下が加えられるとともに、溶
接部通過時にはパスラインより１５ｍｍ下方までロール
が押し込める様にした。

【００２２】通電ロール４と通電ロール６の間隔は３０
００ｍｍとした。

【００２３】通電ロール４の前方１ｍには光学式の板厚
センサー１１、１１’があり、溶接部が通過し板厚が変
動するのが検知できるようになっている。溶接部が検知
されると、金属帯板のライン速度に応じて電動シリンダ
に制御信号が送られ、押さえロール７がはじめに水平に
移動し、その後垂直に移動するようにシーケンス制御を
行った。

【００２４】通電ロール４および押さえロール５は、ピ
ンチした状態で溶接部を通過させても冷間強度が十分確
保でき、ロールの損傷が少ないことから、特に移動機構
は設けなかった。

【００２５】前記冷延鋼板を１０〜５０ｍｐｍの範囲で
通板させ、初期圧下力１６００ｋｇを押さえロール７に
加えた状態で通電し、常温から７５０℃に加熱した。使
用した一次電源は、単相、５０Ｈｚ、最大６００Ｖを加
えられるものであり、リングトランス１０に巻いたコイ
ルで金属帯板１へ二次電圧を１／７〜１／２８まで誘起
させることができるようにしてある。

【００２６】表１に、本発明による通電加熱方法と、通
電ロールに圧下を加えたままで通電を行った場合の結果
を示す。本発明による通電加熱方法１、２では、溶接部
が通過するとき、高温側の押さえロールを移動させてピ
ンチ状態を解き、鋼板を通電ロールに巻き付けるように
し、ロールの損傷も溶接部前後の鋼板の形状変化も生じ
なかった。一方、線圧下力を１、２、３ｋｇ／ｍｍと加
えたまま溶接部を通過させた比較例３、４、５では、ロ
ール表層に削れが発生するとともに鋼板には大きな絞り
が発生した。本発明１では５Ａ／ｍｍ以上の通電で鋼板
にもロールにもほとんど損傷を与えない程度の極小さな
スパークが観察されたため、溶接部が通過する場合には
４Ａ／ｍｍ以下で通電を行ったので、スパークが全くで
ない安定した加熱が可能となった。

【００２７】

【表１】

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、走行する金属帯板を通
電ロールで挟持する通電加熱方法において、コイルとコ
イルの溶接部の通電ロール通過時に発生する通電ロール
への局部応力集中によるロール損傷を防止できるととも
に、圧下を加えたロール間を溶接部が通過する事による
金属帯板の絞りの発生や発生した絞りによる板破断が防
止でき、安定した操業が可能になるとともに、通電ロー
ルと押さえロールの寿命も延長することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の通電加熱方法を例示する図である。

【図２】本発明の通電加熱方法を例示する図である。

【符号の説明】

１金属帯板２溶接部３金属帯板４通電ロール５押さえロール６通電ロール７押さえロール８電源９導電部材１０リングトランス１１、１１’ 板厚センサー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】通電ロールとこれに対向して設けた圧下
装置を有する押さえロール対の間で走行する金属帯板を
挟持し、通電ロールから連続的に金属帯板に通電して金
属帯板を加熱する通電加熱方法において、走行する金属
帯板の溶接部が該通電ロール部を通過する際、溶接部が
通過する前に通電ロールおよび押さえロールのいずれか
一方または双方を移動させ、金属帯板が通電ロールに巻
き付く様に接触させて通電することを特徴とする通電加
熱方法。
【請求項２】請求項１記載の通電加熱方法において、
溶接部が通過する以前の通電電流よりも通過後の通電電
流を少なくすることを特徴とする通電加熱方法。