JPS61177330A - 金属帯のロ−ル冷却方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は加熱された金属帯をロール冷却する方法に関し
、特に金属帯との摩擦による冷却ロール表面の局部的な
変化、たとえば摩耗を抑制し、安定した冷却効果を長期
間維持させることのできる技術に関するものである。

［従来の技術〕 金属帯の連続焼鈍設備或は冷間圧延設備等に採用される
冷却法の一つとして、連続的に走行する金属帯を水冷ロ
ールに接触させて冷却するロール冷却法がある０例えば
第５図は金属帯の連続焼鈍設備を例示する概略側面図、
第６図は第５図における１次冷却帯の構成を示す説明図
、第７．８図は冷却ロールの設置例を示す概略平面図及
び概略正面図である。第５図において繰出しリール１か
ら出た金属帯Ｍは電解洗浄部２を経た後導入側ループタ
ワー３から加熱、均熱部４へ送られ、ガスジェット冷却
部５を経た後１次冷却部へ送られる。１次冷却部の構成
はロール冷却部６及び水冷部７からなり、これらは適宜
切換え運転される。

１次冷却部を出た金属帯Ｍは再加熱、過時効部８で過時
効処理した後、冷却部９、出側ループタワー１０及び調
質圧延機１１等を経て巻取り−ル１２に巻取られる。

上記の様な連続焼鈍設備における１次冷却帯の冷却方式
としては、上記の様な水冷方式やロール冷却方式の他、
ガスジェット方式や気水冷却方式等が色々知られている
。しかしながら金属帯Ｍを濡らすことなく冷却し得るの
はロール冷却方式とガスジェット方式であり、しかもロ
ール冷却方式は冷却速度が速く且つ設備も比較的簡素で
あるところから、金属帯を冷却する方式の玉流となりつ
つある。

第６図は第５図におけるロール冷却部６を拡大して示す
略図、第７，８図は同じくロール冷却部６の構成を示す
概略平面図及び概略正面図であり、第７，８図に略示す
る如くロール冷却部６は複数の冷却ロール（水等の冷媒
による冷却式）６ａ、６ｂ、・・・を千鳥状に配列され
ている。そしてこれらの冷却ロールの間を縫う様に金属
帯Ｍを走行させて該ロールの外周面に金属帯Ｍを接触さ
せることにより、該金属帯Ｍを冷却するものである。こ
の場合、各冷却ロール６ａ、６ｂ、・・・は第８図に示
す如く回転駆動モータ１６ａ、１６ｂによって回転させ
るが、各冷却ロール６ａ、・・・はボックス１３の上部
に設けた昇降機構（図中のスクリュー棒１４や昇降駆動
モータ１５等で構成される）により、シャツ）１７ａ、
・・・や回転駆動モータ１６ａ、・・・と共に昇降でき
る様に構成されており、各ロール６ａ、６ｂ、・・・の
高さ位置を調整することによって金属帯Ｍの冷却ロール
表面への接触長さをコントロールすることにより、冷却
効率を調節する。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記の様なロール冷却方式においては、金属帯との摩擦
によって各冷却ロール表面が局部的に摩耗したり或は金
属材の局部的な焼付きにより熱伝導度が不均一になった
りすることは避けられないところである。しかも金属帯
は走行状態で冷却ロールに接して急冷され帯幅方向にか
なり収縮する為、ロール表面が不均一に摩耗したり金属
の焼付きが不均一に起こり、ロール表面の性状が不均一
になる。前記の図例からも明らかな如く各冷却ロールは
定位値で回転している為、上述の如き不均一摩耗は局部
的に進行し、それに伴なって金属帯の冷却効率が帯幅方
向で不均一になったり或は平坦度が悪化するといった問
題が生じてくる。ちなみに第９図は冷却ロール表面の幅
方向における摩耗状況の一例を示したものであり、また
第１０図は金属帯の帯幅方向における温度分布の一例を
示したものであり、これらの図からも明らかな様に冷却
ロール表面の摩耗等は局部的に進行し、またそれに伴な
って金属帯の温度も幅方向でかなり不均一となる。

従ってこうした問題を回避する為には冷却ロールを短い
周期（２〜３か月程度）で交換しなければならず、それ
に伴なう労働負担や経済負担はかなり大きく、しかも交
換時の操業停止による生産性の低下は軽視し難いものと
なっている。

本発明はこうした状況のもとで、冷却ロール表面の局部
的な性状変化たとえば摩耗を極力抑制し該ロールの寿命
を延長することのできる技術を提供しようとするもので
ある。

［問題点を解決する為の手段］ 本発明に係るロール冷却方法は、加熱された金属帯を冷
却するに当たり、金属帯よりも広幅の冷却ロールを使用
し、金属帯の走行中或は走行停止時に該冷却ロールを金
属帯の幅方向にシフトさせる点に要旨を有するものであ
る。

［作用Ｊ 前述の如く冷却ロール表面の局部変化たとえば摩耗や焼
付き（以下性状変化ということがある）は急冷時におけ
る金属帯の収縮が最大の要因であると考えられ、該性状
の局部変化域はロール冷却設備の種類、金属帯の帯幅、
金属帯にかかる張力によっても若干変わる様であるが、
特定のロール冷却設備を対象とする限り性状変化の生ず
る位置はほぼ決まってくる。その為の冷却ロールを特定
位置で回転させている限り、ロール表面の局部的性状変
化（以下局部摩耗で代表する）は操業時間の経過に応じ
て無視し得ないものとなってくる。

この様な状態下において冷却ロール表面に対する金属帯
の接触位置を幅方向に適宜ずらしてやれば、それに伴っ
て摩耗域も金属帯の接触位置をずらせた分だけ幅方向に
移動していくのではないかとの期待がもたれた。こうし
た期待のもとで本発明では、後記実施例でも明らかにす
る如く冷却ロールを金属帯よりも広幅に形成し、冷却ロ
ール表面に極端な局部摩耗が生ずる前に該ロールを幅方
向にシフトさせ、摩耗域を冷却ロールの幅方向に分散さ
せていくものであり、局部摩耗の位置や進行度合いに応
じてシフト長さやシフトすべき時期を任意に設定するこ
とによって、ロール表面の摩耗状態を平均化することが
できる。その結果。

局部摩耗に起因する冷却速度の不均一や平坦度の低下等
の問題を著しく抑制することができ、しかも冷却ロール
の寿命を大幅に延長し得ることになった。

尚冷却ロールを幅方向にシフトさせる為の機構等につい
ては如何なる制約も受けず、シリンダ（油圧式、空気圧
式等）方式、スクリュ一方式、ラックピニオン方式等の
何れを採用してもよい。

またシフトさせる時期及びシフト幅は局部摩耗の一発生
域及びその進行状況に応じて決めればよく、例えば冷却
ロールの両側方向に適当な時間々隔をおいて周期的にシ
フトさせればよい、またこうした冷却ロールのシフトは
金属帯の走行中に行なってもよく、或は操業中断時に行
なってもよい。

また本明細書では、前述の例を含めて金属帯の連続焼鈍
設備におけるロール冷却を主体に説明しているが１本発
明はこれに限定される訳ではない。

［実施例］ 以下実施例図面を参照しながら本発明の構成及び作用効
果を一層明確にする。第１．２図は本発明で使用するロ
ール冷却装置を例示するもので、第１図は概略平面図、
第２図は概略正面図であり、基本的な構成は第７，８図
の例と変わらないので同一の部分には同一の符号を付し
ている６本発明では冷却ロール６ａ、６ｂ、・・・を金
属帯Ｍの帯幅よりも広幅にすると共に、この冷却ロール
６ａ、・・・を金属帯Ｍの幅方向にシフトし得る様ボッ
クス１３の横幅も広めに形成する。そして第１図に示す
如く金属帯Ｍはポー２クス１３の略中央部を走行する様
に構成すると共に、各冷却ロール６ａ、・・・を左右に
最大限シフトさせた状態においても、金属Ｍが各冷却ロ
ール６ａ、・・・から外れない様にする。そして金属帯
は第６図で説明したのと同様に各冷却ロール６ａ、・・
・を縫う様に走行し、また昇降駆動モータ１５を作動さ
せて各ロールの高さ位置を調整することにより、冷却ロ
ール６ａ、・・・への金属帯の接触長さを調整する点は
前述の例と同じである。

但し本装置では、第２図に示す如く各冷却ロール６ａ、
・・・の回転軸１７ａ、・・・を支持する夫々の軸受部
材１８や回転駆動モータ１６等をスライドベース１９上
に設置し、シフト駆動モータ２０によってスクリュー軸
２１を回転させることにより、スライドベース１９等と
一体に各冷却ロールを横方向ヘシフトし得る様に構成さ
れている。

そしてロール冷却に当たっては、最初は例えば第１図の
実線で示す様に各冷却ロール６ａ、・・・の位置を設定
してロール冷却を行ない、所定時間操業を行なった後は
例えば徐々に第１図に破線で示す如く各冷却ロール６ａ
、・・・を横方向にシフトさせて操業を継続する。これ
により各冷却ロールの局部的性状変化（局部的な摩耗や
焼付き等）位置が変更され、先の冷却工程で局部的性状
変化を受けていた部分のその後の性状変化は殆んど進ま
なくなる。−力先の冷却工程で性状変化をしていなかっ
た部分の局部的性状変化が進行しはじめる。

従ってこのロールシフトを適当な時期（好ましくは周期
的）に繰返して実施すれば、ロール表面の局部的性状変
化（以下局部摩耗で代表する）が防止される。そして該
ロールシフトの幅を局部摩耗の進行パターンに応じて適
正にコントロールしてやれば、ロール表面の摩耗をロー
ル中心方向にむかってほぼ均等に進行させることができ
る。

ちなみに第３図（Ａ）、ＣＢ）、（Ｃ）はロールを３段
階にシフトさせた場合におけるロール表面の摩耗状況及
び金属帯の幅方向温度分布を示した実験結果のグラフで
あり、第３図（Ａ）はロールを３箇所の位置に夫々固定
して操業した場合に生じる幅方向の摩耗率を、また第３
図（Ｂ）は一定時間毎にロールシフト（３箇所）を繰返
しながら操業した場合の幅方向の摩耗率を夫々示し、第
３図（Ｃ）はロールシフトを行なった場合における冷却
金属板の幅方向温度分布を示している。また第４図（Ａ
）　、（Ｂ）　。

（Ｃ）は他の冷却ロールを幅方向にロールシフトさせた
場合の実験結果を示したものである。

これらの図からも明らかな様に本発明によればロールシ
フトを実施することによって局部摩耗の位置を分散させ
て全体的な摩耗量を大幅に低減することができ、それに
伴なって冷却金属帯の幅方向温度分布を著しく平均化す
ることができる。その結果冷却ロールの寿命を大幅に延
長することができ、ロール交換に要する労働負担や経済
負担を激減することが可能となる。

尚上記では４個の冷却ロールを組合せた例を示したが、
冷却ロールの数は目標とする冷却効率の程度や金属帯の
走行速度等に応じて任意に変更し得ることは当然であり
、またロールシフトの間隔や周期等を適宜変更し得るこ
とも先に説明した通りである。

［発明の効果］ 本発明は以上の様に構成されており、冷却ロールを適宜
幅方向にシフトさせることによって局部摩耗の位置をず
らせる様にしたから、該ロール表面の摩耗及び金属材の
焼付き等が平均化され、局部摩耗や焼付き等に起因する
ロール表面の性状変化によって生ずる種々の問題、例え
ば金属帯に対する幅方向の冷却効率の不均一やそれに伴
う金属組織の不均一、更には平坦度の不均一といった問
題を大幅に抑制することができ、ひいては冷却ロールの
寿命を大幅に延長し得ることになった。

【図面の簡単な説明】

第１，２図は本発明で使用するロール冷却設備を例示す
るもので、第１図は概略平面図、第２図は概略正面図、
第３．４図はロール冷却実験で得たロール表面の幅方向
の摩耗状態及び金属帯の幅方向温度分布を示す図、第５
図は金属帯の連続焼鈍設備を示す略図、第６図は第５図
におけるロール冷却部を拡大して示す概略側面図、第７
．８図は同じくロール冷却部の概略平面図及び概略正面
図、第９図は従来のロール冷却設備における冷却ロール
の幅方向の摩耗状態を示すグラフ、第１θ図は金属帯の
幅方向温度分布を示す図である。 ８ａ〜６ｄ・・・冷却ロール　　１４・・・スクリュー
軸１５・・・昇降駆動モータ　　１Ｂ・・・回転駆動モ
ータｌｅａ〜１？ｂ・・・軸（シャフト） １８・・・軸受部材　　　　　１９・・・スライドベー
ス２０・・・シフト駆動モータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 加熱された金属帯を冷却するに当たり、金属帯の帯幅よ
   りも広幅の冷却ロールを用い、金属帯の走行中或は走行
   停止時に該冷却ロールを金属帯の幅方向にシフトさせる
   ことを特徴とする金属帯のロール冷却方法。