JPS59129737A - 金属ストリツプの板幅方向温度分布制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、金属ストリップの板幅方向温度分布制御方
法に関し、とくに連続熱処理炉などにおいて金属ストリ
ップ（以下単にストリップという）に加熱または冷却な
どの熱処理を施す際に、該ストリップの板幅方向にわた
る温度分布を効果的にコントロールしようとするもので
ある。

連続熱処理炉などにお□いて、ス）　ＩＪツブを加熱し
六シ、また加熱したのちに冷却する方法として、ストリ
ップを並列配置とした複数のロールに交互に巻かけ走行
させるすなわちロール群間をかけ回すことによる方法が
知られている。この方法は、ストリップの表面性状に問
題が力いことや安価に処理できるという大きな利点はあ
るものの、ロールとの接触状態如伺ではストリップに形
状不良が生じ易いという欠点があった。つまクロールと
ストリップとの接触が不均一に彦ると、ストリップの幅
方向にわたる温度分布が不均一にガって熱応力が生じ、
これに基因してス）　ＩＪツブが変形していたのである
。

上記の欠点を解決するものとして、ロールによる熱処理
に加え、加熱または冷却用ガスの同時吹付けを併せて行
う方法が提案された。

この方法は、第１図に示したように、ストリップ１を複
数、のロール２に順次にかけ回しつつ、該ロール２に対
向して配置したガス噴射装置８から加熱まだは冷却した
ガスをストリップｌの板幅方向にわたって一様に吹付け
ることによシ、形状不良を生じることなく所定の熱処理
を施そうというものである。

しかし々から上記の方法では、ある程度の効果は期待で
きてもまだ十分とはいい歎く、形状不良の発生を児全に
防止することはでき々かったのである。しかもこの方法
は、加熱または冷却ガスを常時吹き付けておく必要があ
るため、ブロアの電力消費鼠が極めて大きくコストが嵩
むところにも問題を残していた。４ この発明は、上記の問題を克服してロール群によるスト
リップの加熱または冷却システムを確立すべく鋭意研究
を重ねた結果開発されたもので、ストリップとロールと
の接触にむらが生じてストリップの幅方向の温度分布が
不均一になったとしても、必要最少限のガス使用風で上
記温度分布を均一に修正して、形状不良の発生を効果的
に防止することができる金属ストリップの板幅方向温度
分布制御方法を提案するものである。

すなわちこの発明は、金属ス）　ＩＪツブを、加熱また
は冷却した複数のロールに順次にかけ回しつつ、該ロー
ルに対向して配置したガス噴射装置から一該ストリップ
に対し熱風または冷風を吹付けて金属ストリップの加熱
または冷却を行うに当り、金属ストリップの加熱または
冷却は主として上記ロール群で行うものとし、該ロール
群の入側、ロール間および出側のうち少くとも−ケ所で
該スト　　゛リップの板幅方向にわたる温度分布を常時
監視しておき、板幅方向における温度差が許容限度を超
°えた場合に、該ストリップの板幅方向にわたシガス風
１の調節が自在としたガス噴射装置から、該温度差を減
じる向きに板幅方向にわたって風量を調節した熱風また
は冷風を該ストリップに吹き付けることをもって、形状
不良発生に対する解決手段とするものである。

この発明で、板幅方向における温度差の許容限度として
は、２０℃が適切である。また板幅方向にわたるガス風
量を調節するには、ロールに対向して設置したガス噴射
装置の噴射ノズルをストリップの幅方向に分割し、各分
割ノズルに風量調節弁を取り付ければよい。

以下この発明を具体的に説明する。

第２図に、ストリップの平均板温Ｔとそのときの板幅方
向の温度差ΔＴとが、ストリップの形状不良発生に及ぼ
す影響について調べた結果を示す。

図中、形状が良好々場合はＱ印で、やや不良の場合はΔ
印で、そして不良の場合はＸ印でそれぞれ示したが、形
状かやや不良とはストリップに多少の反りが生じたジし
た程度、また形状不良とけ太き力耳波や腹のびが生じた
９、ス）　ＩＪツブに絞９が発生した場合のことを指す
。

なお実験は、板厚が０．５〜１．２ｍｍ、板幅が８００
〜１２１００ｍｍの多数の銅帯を、０．５〜８．０ｋｇ
／ｒｎｆｒＬ２の張力下に冷却ロール群にかけ回し、冷
却処理が終了した時漢でス）　ＩＪツブの平均板温Ｔと
板幅方向温度差ΔＴを測定すると共に、ストリップ舟状
を目視で観察したものである。

上記の実験結果によれば、形状不良の発生に関して板厚
、板幅および張力などはさほど大き々影響はなく、第２
図に示したように平均板温Ｔと板幅方向の温度差ΔＴと
の関係で整理されることが明らかになった。

々お上記した冷却処理の他、ロール群による加熱処理も
板温４００℃程度まで行ったが、形状不良の発生状況は
、冷却処理の場合とほぼ同様であった。

さて第２図において、平均板温Ｔが高いほど小さな温度
差ΔＴで形状不良が発生し７ている。これは、形状不良
の発生原因が幅方向の温度分布の不均−に基因しだ熱応
力であシ、この熱応力が材質の降伏応力を超えるとスト
リップが塑性変形を起こすのであるが、ストリップが高
温になると降伏応力が低下する結果、小さな温度差でも
形状不良が生じるものと考えられる。

また第２図に示したところにおいて、形状不良の生じ易
い領域は、次式、 で表わされる。

つまり、ΔＴがこの限界よりも小さければ、形状不良は
起とルにくく、逆にこの限界を超えると起とシ易いこと
が明らかにされたわけである。

従ってス）　ＩＪツブの板幅方向の温度制御は、ΔＴ≦
９０−　’／、ｏＴの範囲で、ΔＴを零にするように行
うことが肝要であり、Δ’ｌ”　）　９０　　’／１’
□　Ｔの範囲で制御しようとしてもすでに形状不良が生
じている可能性が高いのである。

次にこの発明を、連続熱処理炉の冷却システムに適用し
、ストリップの板幅方向にわたる温度分布を均一に制御
冷却する場合について具体的に説明する。

第８図に、この発明に従う制御系統を、冷却装置と共に
示す。

図中番号４〜９はいずれも内部冷却機構をそ彦える冷却
ロール、ｌＯは中間ロール、そして１１〜１６はそれぞ
れ冷却ロール４〜９に対向して配置したガス噴射装置で
あり、冷却帯に導入されたス）　＋７ツブ１７は、冷却
ロール４〜９を順次にかけ回される間に、冷却ロール４
〜９およびガス噴射装置１１−１６によシ冷却処理を施
されるわけである。

ここにガス噴射装置１１〜１６は、たとえば第４図、第
５図に示したように、ガスジェットを噴出するチャンバ
内を幅方向にたとえば５分割すると共に各噴出口にダン
パ４７を設けて、とのダンパの開度を制御演算装置４８
からの指令によって調節するこ〜とにより、板幅方向に
わたるガス風量を任意に制御できるように彦っでいる。

ここでかような連続熱処理炉におけるラインスピードの
決定璧領について説明しておく。

通常の冷却操業においては、ストリップの板厚ｔ、板幅
Ｗ、急冷帯入側板温Ｔ０、同出側板ｒａ　Ｔ２および冷
却速度ＣＲ力どの操業条件が！ｉ算機１８に伝送され、
これらに基いて冷却帯の能力範囲内での最大ライン速度
が計算される。一方冷却帯以外の各セクションにおいて
も同様に最大ライン速度の計算が行われ、これらの値と
、２インから制限されるライン速ｌの上限値とを勘案し
て最終的なライン速度Ｖが決定される。かようにして決
定されたライン速度は、計算機１８から設定信号２２と
してライン速度調節機２８へ伝送され、かくしてストリ
ップ１７はそのライン速［ｉｖで運転されることとなる
のである。

また番号１９．ｆｌＬＯおよび２１は、板幅方向の板温
制御演算装置であり、入側板温計４４、中間板温計４５
および出側板温計４６で測定した板幅方向の板温プロフ
ィルを検知できるようになっている。

さてこの発明に従うストリップの板幅方向の温ｌ制御は
、次のようにして行う。

まず計算機１８で、板厚ｔ、仮板幅、急冷帯入側板温Ｔ
□、同出側板温Ｔ２、冷却速度ＯＲおよびライン速度■
から、ガスジェットの風量あるいはブレナム圧力を！ｔ
ＮＬ、ガス噴射装置１１〜１６・に風はあるいはブレナ
ム圧力の指令を出す。

−万、仮ｌ晶計４４〜４６では、板幅方向の板厚プロフ
ィルを常時測定しておき、板幅方向の温度差ΔＴおよび
平均板温Ｔカらびに板厚ｔ１仮幅Ｗ、ライン速度に応じ
て、ガス噴射装置１１〜１６の幅方向の制御を行うこと
に彦る。

すなわち板温計４４から板幅方向の温度差ΔＴが制御演
算装［１９に伝送されると、該演算装置１９ではストリ
ップの板厚ｔ、板幅Ｗおよびライン速ｔｉｖに基いて、
ガス噴射装置１１および１２の板幅方向のダンパ開度を
、ストリップの板幅方向の温度分布が均一になるように
決定するのである。

同様に、板温計４５の測定結果は、制御演算装置２０を
介してガス噴射装置１８，１４のダンパ開度を、また板
温側４６の測定結果は、制御演算装置２１を介してガス
噴射装置１５．１６のダンパ開度をそれぞれ変更して、
幅方向にわたる風量分布を調節することに々るわけであ
る。

かくして板温計４４〜４６での測定結果に基き、ガス噴
射装置ｉ１１〜１６それぞれから噴射される冷却ガスの
幅方向にわたる風量分布を、ストリップの板幅方向の温
度分布が均一になるように適切に調節することにより、
形状不良の発生を未然に防止できるのである。

ところでロールによる冷却は、コスト的に極めて安価で
あるのに対し、ガス噴射冷却は熱効率が悪いこともあっ
て多大の一電力を消費し、高価につく。従って操業全期
間にわたって冷却ガスの吹付けを行うことは、多大の電
気所を必要とし、コス・トの面で好ましくない。この点
、上述した風凱調節による温度分布制御を行うべき許容
限度を設け、板幅方向の温度差ΔＴがこの許容限度を超
えない場合は、ロールのみによる冷却処理を行い、該許
容限度を超えた場合にはじめてガス噴射装置によ、。

る風量制御を行って板幅方向の温度分布制御を行うよう
にすることができれば、非常に有利なわけである。

そこで発明者らは、上記の点についても研究を行ったと
ころ、第６図に示したように、板幅方向の温度差ΔＴが
２０℃以下の場合は、形状不良の発生する危険性はほと
んどかいことを突止めた。

なお第６図に示した結果は、板厚０．５〜１．２ｍｍ、
板幅８００〜１２００　ｍｍの冷延鋼板を、約７００℃
から約４００℃まで冷却した場合についてのものである
。

これらのことから、ロール冷却とガス冷却とを糾み合わ
せて冷却処理を行う場合、形状不良の発生するおそれの
ないΔＴ≦２０（’Ｃ）ではロール冷却を主体に行い、
ΔＴが２０℃を超えた場合にのみ風量制御によるガス冷
却を行うようにすることが、コストの面でとシわけ有利
である。

第７図に、ロール冷却のみによる場合、常時幅方向の風
量制御を行った場合゛、およびΔＴが２０℃を超えたと
きのみ風量制御を行った場合における形状不良発生率と
トン当シの冷却費用とについて調べた結果を示す。

この発明に従って、ΔＴ＞２０．（１：）と在ったとき
にのみ風量制御によるガス噴射を併用した場合は、形状
不良の発生は全くなく、しかもガス噴射による経費の増
加はきわめて少い。

以上実施例として、との発ＥＡを冷却処理に適用した場
合について主に説明したが、加熱処理に適用した場合に
も同等の効果が得られることが確められている。

かくしてこの発明によれば、従来、ロール？！４′−ソ
使用して金属ストリップの加熱または冷却を行う場合に
懸念された、形状不良の発生を、さほどのコスト上昇を
伴うことなしに完全に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来法に従うロールおよび、ガス噴射による熱
処理要領の説明図、 第２図はス）　１７ツプの形状不良の発生状況を、スト
リップの平均板温Ｔと板幅方向温度差ΔＴとの関係で示
したグラフ、 第８図はこの発明に従う制御系統図、 第４図および第５図はそれぞれこの発明の実施に用いて
好適なチャンバの斜視図、 第６図はこの発明に従い風量制御ガス噴射を行うべき制
御域を示したグラフ、 ＠７図は従来法および発明法における形状不良発生率お
よびトン当りの冷却費用をそれぞれ比較して示したグラ
フである。 特許出願人　川崎製鉄株式会社 特許出願人　　三愛重工業株式会社 第４図 第５図 第６図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　金属ストリップを、加熱または冷却した複数のロー
   ルに順次にかけ回しつつ、該ロールに対向して配置した
   ガス噴射装置から該ストリップに対し熱風または冷風を
   吹き付けて金属ストリップの加熱または冷却を行うに当
   り、金属ス）　ＩＪツブの加熱または冷却は主とし：て
   上記ロール群で行うものとし、該ロール群の入側、ロー
   ル間および出側のうち少くとも一ケ所で該ストリップの
   板幅方向にわたる温度分布を常時監視しておき、板幅方
   向における？Ｍ度差が許容限度を起えた場合に、該スト
   リップの板幅方向にわたシガス風量の調節を自在とした
   ガス噴射装置から、該温度差を減じる向きに板幅方向に
   わたって風限を調節した熱風または冷風を該ストリップ
   に吹き付けることを特徴とする金属ストリップの板幅方
   向温度分布制御方法。 ｚ　板幅方向における温度差の許容限度が、２０℃であ
   る特許請求の範囲第１項記載の方法。