JPH1017941A

JPH1017941A - アルミニウムコイルの疵防止冷却方法

Info

Publication number: JPH1017941A
Application number: JP16733196A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Hishikawa; 滋菱川
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1996-06-27
Filing date: 1996-06-27
Publication date: 1998-01-20

Abstract

(57)【要約】【課題】アルミニウムコイルはラップ間で板同士の擦り
疵が発生することがある。これを防止するため従来は、
コイル側端部を溶接し、コイルのラップ間で摩擦が生じ
ないようにしているが、アルミニウムコイルの熱間圧延
後や焼鈍後の巻出し過程で問題となる、微小な辷りにお
いて発生する擦り疵に対しては十分な効果が得られない
という問題があった。【解決手段】アルミニウムコイル１の外周面に保温材３
を施すと共にアルミニウムコイルの内周面および側面を
ファン２で空冷して、アルミニウムコイルの幅方向中央
部における外周面側から内周面側に向かう半径方向の冷
却中の温度勾配を０．３°Ｃ／ｍｍ以下に保って、アル
ミニウムコイルを冷却することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱間圧延後もしく
は焼鈍後の高温のアルミニウムコイルの疵防止冷却方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】建材パネル、器物、箔、印刷板等に使用
されるアルミニウム板は、熱間圧延工程、冷間圧延、焼
鈍、スリッター、レベラー等の工程を経て製造される。
この製造工程中に、コイルのラップ間で板同士の擦り疵
が発生することがある。この疵は、表面外観の美しさを
重視するアルミニウム板製品においては、重大な欠陥で
あり、製品の歩留り低下の原因になっている。

【０００３】この擦り疵は、熱間圧延中や焼鈍時に発生
するものではなく、熱間圧延後あるいは焼鈍後の工程
で、コイルをペイオフリールから巻き出す過程で発生す
ることが確認されている。またこの擦り疵は、コイル外
周部に多く発生し内周部での発生は少ないことも確認さ
れている。

【０００４】このような擦り疵は、その発生状況、すな
わち焼鈍時等に発生しないおよびコイルの外周部にのみ
発生することから、特開昭５６─５９５３３号、特開昭
５９─１３０６２８号、特開平２─２５５２１７号、特
開平４─１４３０１７号、特開平５─１４０５８２号、
特開平５─２３７４２号で、鉄鋼の冷延コイル焼鈍後の
不具合として取り上げているいわゆる焼き付け疵や巻き
締まり疵とは異なり、アルミニウムコイルに特有の現象
と考えられる。

【０００５】従来、上記の擦り疵の防止対策として、コ
イル側端部の溶接、巻出しコイル側端面からの潤滑材の
供給、巻出し張力の低下等の対策が提案されている。す
なわち、コイル側端部を溶接する方法は、コイル側端部
を溶接することにより、巻出し時におけるラップ間の板
同士の辷りを防止しようとするものであり、また巻出し
コイル側端面から潤滑材を供給する方法は、巻出し時に
巻出しコイル側端面から潤滑材を供給して板同士の固着
を防止し、巻出し時に辷りが発生しても疵が生じないよ
うにするものであり、さらに巻出し張力を低下する方法
は、巻出し張力を低下させることによって板同士に辷り
が発生しないようにするものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コイル
側端部を溶接する方法は、コイルのラップ間の摩擦が小
さい状態で大きな張力を加えたときに生じるような大き
な辷りに対しては有効な方法であるが、アルミニウムコ
イルの熱間圧延後や焼鈍後の巻出し過程で問題となる、
微小な辷りにおいて発生する擦り疵に対しては十分な効
果が得られないという問題があった。

【０００７】また、巻出し時にコイル側端面から潤滑材
を供給する方法は、コイルのラップ間が密着しているた
めに板全体に潤滑材を供給することが困難であり、この
場合潤滑材が供給されない部分に疵が発生してしまい、
対策としては不完全であるという問題があった。

【０００８】さらに、巻出し張力を低下する方法は、極
めて有効な方法ではあるが、巻出し張力を低下しすぎる
と、ライン本来の安定通板のために必要な張力が得られ
ず、張力不足のために板の蛇行、振動、平坦度の悪化等
の不都合を招来するという問題があった。これを回避す
るには、巻出し張力とライン張力を分離するようにすれ
ばよいが、この場合、ブライドルロール、ピンチロール
等を設置しなければならず、設備費の増大やライン長が
長くなるといった問題が生じるものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
したアルミニウムコイルの疵防止冷却方法を提供するも
ので、その方法は、高温のアルミニウムコイルを、アル
ミニウムコイルの幅方向中央部における外周面側から内
周面側に向かう半径方向の温度勾配を０．３°Ｃ／ｍｍ
以下に保って冷却することを特徴とするアルミニウムコ
イルの疵防止冷却方法である。

【００１０】また、アルミニウムコイルの外周面に保温
材を施すと共にアルミニウムコイルの内周面および側面
を空冷して、アルミニウムコイルの幅方向中央部におけ
る外周面側から内周面側に向かう半径方向の冷却中の温
度勾配を０．３°Ｃ／ｍｍ以下に保って、アルミニウム
コイルを冷却することを特徴とするアルミニウムコイル
の疵防止冷却方法である。

【００１１】本発明者等は、熱間圧延後もしくは焼鈍後
の高温のアルミニウムコイルの巻出し時に発生する擦り
疵について詳細に調査した結果、擦り疵はコイルのラッ
プ間で辷りが生じるために発生すること、およびコイル
の巻出し時にはコイルの最外周に巻出し張力に対応した
張力が生じ、このためにラップ間で辷りが発生し、擦り
疵に至ることを確認した。したがって擦り疵を防止する
には、巻出し時にコイルの外周で発生しているラップ間
の辷りの量を低減すればよいことが判った。

【００１２】上述した従来の各方法もコイルのラップ間
の辷りを防止して擦り疵の発生を防止しようとするもの
であり、擦り疵を防止するための方法としては正しい方
法であったが、しかし従来の各方法は上述したように種
々の問題があった。

【００１３】そこで本発明者等は、種々検討した結果、
コイルのラップ間の辷り量と高温のアルミニウムコイル
の冷却時の温度との間に関連があることを見出した。す
なわち、一般に高温のアルミニウムコイルは、冷却効率
を向上させるために、図７（イ）（ロ）に示す如く、高
温のアルミニウムコイル１をファン２によって空冷して
いるが、このようにファン２を用いて高温のアルミニウ
ムコイル１を空冷すると、図８に示す如く、アルミニウ
ムコイル１は、外周面側と内周面側の温度が低く、内部
の温度が高い状態となる。しかも外周面側と内部との温
度差も極めて大きい状態にある。

【００１４】このように高温のアルミニウムコイル１の
外周面側が急激に冷却されると、アルミニウムコイル１
の外周面に大きな熱歪みが生じる。このアルミニウムコ
イル１の外周面に生じた熱歪みはアルミニウムコイル１
の内部側を締付けるように作用する。この熱歪みはアル
ミニウムコイル１が冷却されてくるまでの高温状態で解
放される。熱歪みが解放されると、アルミニウムコイル
１の外周に伸びが生じ、アルミニウムコイルの外周面側
のラップ間に微小な隙間が生じる。このようにアルミニ
ウムコイルの外周面側のラップ間に微小な隙間が生じる
と、巻出した時に巻出し張力によってラップ間で辷りが
発生し、擦り疵に至るものであることを見出したもので
ある。

【００１５】本発明のように高温のアルミニウムコイル
を冷却する際、アルミニウムコイルの幅方向中央部にお
ける外周面側から内周面側に向かう半径方向の温度勾配
を一定値以下の温度に保って冷却すると、アルミニウム
コイルの外周面が急激に冷却されることなく、アルミニ
ウムコイルの外周面に大きな熱歪みが生じない。このた
めに熱歪みが解放された際、アルミニウムコイルの外周
に伸びが発生せず、アルミニウムコイルの外周面側のラ
ップ間に微小な隙間が生じることがない。このように、
アルミニウムコイルの外周面側のラップ間に微小な隙間
が生じなければ、アルミニウムコイルはラップ間に隙間
が生じないように巻付けられたままの状態を維持するの
で、アルミニウムコイルを巻出した時に、巻出し張力に
よってラップ間で辷りが発生せず、擦り疵を防止するこ
とができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図１および図２を
参照して詳細に説明する。図１は本発明にかかるアルミ
ニウムコイルの疵防止冷却方法を実施している状態の説
明図である。アルミニウムコイル１はその外周に保温材
３が施されている。保温材３としては、ガラス繊維、炭
素繊維およびその複合材等が使用できる。外周に保温材
３が施されたアルミニウムコイル１は、その内周面およ
び側面がファン２によって空冷される。このときのアル
ミニウムコイル１の内部の温度分布は図２に示すよう
に、外周面側が高温、内周面側および側面側が低温とな
っている。

【００１７】本発明においては、アルミニウムコイル１
を、アルミニウムコイル１の幅方向中央部における外周
面側から内周面側に向かう半径方向の温度勾配（ＭＡ
Ｘ）を０．３°Ｃ／ｍｍ以下に保って冷却することを特
徴とするものである。

【００１８】図３から明らかなように、アルミニウムコ
イル１の幅方向中央部における外周面側から内周面側に
向かう半径方向の温度勾配を（ＭＡＸ）０．３°Ｃ／ｍ
ｍ以下に保って冷却した製品は擦り疵が発生しないかも
しくは極めて弱い擦り疵しか発生しない。

【００１９】上記の図３は、次のようにして求めたもの
である。すなわち図４に示す如く、コイル内径５３２ｍ
ｍ、コイル外径９７６ｍｍ、コイル幅５３２ｍｍ、板厚
０．６ｍｍのアルミニウムコイルの幅方向中央部に、外
周面から、７ｍｍ、２８ｍｍ、４８ｍｍの位置に熱電対
を埋め込んで、各点の温度差を求めて横軸とし、また冷
却時の温度差の条件を変えて製造したアルミニウムコイ
ルを８７０ｋｇｆの巻出し張力で引っ張った際の疵の発
生の強さを調べて縦軸としたのである。

【００２０】なお熱電対の温度差は、アルミニウムコイ
ル１の幅方向中央部における外周面側から内周面側に向
かう半径方向の温度勾配を採用しており、アルミニウム
コイルの外周面側から内周面側に向かって温度が上昇し
ているときはプラスとなり、逆にアルミニウムコイルの
外周面側から内周面側に向かって温度が減少していると
きはマイナスとなる。これを図８について観ると、アル
ミニウムコイルの外周面付近ではプラス勾配であり、内
周面付近ではマイナス勾配となっている。この場合、温
度勾配はアルミニウムコイルの外周面から内周面側に向
かった温度勾配の大きな値を採用するためにプラス勾配
の温度差を評価することになる。また図２について観る
と、アルミニウムコイルの外周面から内周面側に向かっ
た温度勾配はマイナス勾配となっている。

【００２１】このように、アルミニウムコイル１の幅方
向中央部における外周面側から内周面側に向かう半径方
向の温度勾配を０．３°Ｃ／ｍｍ以下（マイナス勾配を
包含しているものである）に保って冷却した製品は擦り
疵が発生しないかもしくは極めて弱い擦り疵しか発生し
ない。この理由は、上述のように、アルミニウムコイル
の外周面側で大きな熱歪みが生じないことに起因すると
考えられる。

【００２２】図５は、本発明の方法で製造したアルミニ
ウムコイルと従来の方法で製造したアルミニウムコイル
とを一定の張力で巻出したときのアルミニウムコイルの
外周の歪み分布を調べたものである。横軸にコイル周方
向距離、縦軸にコイル周方向歪みをとっている。横軸の
コイル周方向距離は、図６に示すようにコイル１の巻出
しの離れ開始点をＵ₀とし、またコイルの巻き込み周方
向にＵｚをとったものである。また縦軸のコイル周方向
歪みは、コイルの外周面に歪ゲージ１０を取り付けて測
定したものであり、巻出し後の歪みε₀は巻出し張力Ｔ
に対応した歪みである。

【００２３】図５において、Ａが従来の冷却方法で製造
したアルミニウムコイルであり、冷却時の外周面側から
内周面側に向かう半径方向の温度勾配は１．５°Ｃ／ｍ
ｍのものである。またＢとＣが本発明方法で製造したア
ルミニウムコイルであり、Ｂは冷却時の外周面側から内
周面側に向かう半径方向の温度勾配が０．３°Ｃ／ｍｍ
のもの、Ｃは冷却時の外周面側から内周面側に向かう半
径方向の温度勾配が０．１°Ｃ／ｍｍのものである。

【００２４】図５から明らかなように、コイルのラップ
部分ではラップ間の摩擦によりコイル周方向に除々に減
衰する歪み分布となっており、本発明方法によって得ら
れたアルミニウムコイルは、従来の方法によって得られ
たアルミニウムコイルに比して、歪みがコイル周方向距
離の短い距離で減衰している。この理由は、アルミニウ
ムコイルの冷却条件を一定値以下に設定しているのでア
ルミニウムコイルの外周面側に大きな熱歪みが発生せ
ず、このためにアルミニウムコイルの外周面に伸びが生
じないことに起因するためと考えられる。

【００２５】なお、高温のアルミニウムコイルを、アル
ミニウムコイルの幅方向中央部における外周面側から内
周面側に向かう半径方向の温度勾配を０．３°Ｃ／ｍｍ
以下に保って冷却する手段としては、図１に示したよう
に、アルミニウムコイルの外周に保温材を施す手段の他
に、保温庫にアルミニウムコイルを入れて徐冷する手
段、アルミニウムコイルの内周面側や側面部のみを冷却
する等の任意の手段を採用することができる。

【００２６】また、本発明における冷却時間は、アルミ
ニウムコイルの大きさや板厚等を勘案して決定するもの
であるが、高温のアルミニウムコイルが常温まで冷える
まで冷却条件を一定値に保って冷却する必要はなく、ア
ルミニウムコイルの歪みの解放が起こり易い温度、すな
わち一般的には１５０°Ｃ以上の温度、好ましくは１０
０°Ｃ程度の温度まで冷却条件を一定値に保って冷却す
ればよく、アルミニウムコイルの温度が１００°Ｃにな
れば、冷却条件を考慮することなく冷却しても問題ない
ことが確認されている。

【００２７】

【発明の効果】以上のように、本発明に係るアルミニウ
ムコイルの疵防止冷却方法は、高温のアルミニウムコイ
ルを、アルミニウムコイルの幅方向中央部における外周
面側から内周面側に向かう半径方向の温度勾配を０．３
°Ｃ／ｍｍ以下に保って冷却するために、アルミニウム
コイルの外周面が急激に冷却されることなく、アルミニ
ウムコイルの外周面に大きな熱歪みが生じない。このた
めに熱歪みが解放された際、アルミニウムコイルの外周
に伸びが発生せず、アルミニウムコイルのラップ間に隙
間が生じない。したがってアルミニウムコイルを巻出し
た時に巻出し張力によってラップ間で辷りが発生せず、
擦り疵を防止することができる。

【００２８】また、アルミニウムコイルの外周面に保温
材を施すと共にアルミニウムコイルの内周面および側面
を空冷してアルミニウムコイルを冷却すると、容易にア
ルミニウムコイルの幅方向中央部における外周面側から
内周面側に向かう半径方向の温度勾配を０．３°Ｃ／ｍ
ｍ以下に保つことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る方法を実施している状態の説明
図。

【図２】図１におけるコイルの内部の温度分布を示す説
明図。

【図３】冷却時のコイル内温度分布と疵発生強さを示す
図。

【図４】コイル内部の温度測定の状態を示す説明図。

【図５】コイル巻出し時の周方向歪み分布を示す図。

【図６】コイルの周方向歪みを測定するための説明図。

【図７】従来の冷却方法の説明図。

【図８】図８におけるコイルの内部の温度分布を示す説
明図。

【符号の説明】

１アルミニウムコイル２ファン３保温材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高温のアルミニウムコイルを、アルミニ
ウムコイルの幅方向中央部における外周面側から内周面
側に向かう半径方向の温度勾配を０．３°Ｃ／ｍｍ以下
に保って冷却することを特徴とするアルミニウムコイル
の疵防止冷却方法。
【請求項２】アルミニウムコイルの外周面に保温材を
施すと共にアルミニウムコイルの内周面および側面を空
冷してアルミニウムコイルを冷却することを特徴とする
請求項１記載のアルミニウムコイルの疵防止冷却方法。