JPS62164833A - 金属帯状体の非接触式走行方向転換装置 - 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、連続焼鈍ライン、連続亜鉛メツキライン、ス
テンし・ス焼純ライン、カラー鉄板コーティングライン
等金属帯状体を扱うラインに用いられろ金属帯状体の非
接触式走行方向転換装置に関する。

〈従来の技術〉 まず、金属帯状体（ス）・リップ）を通板させるライン
の一例として冷間圧延鋼板用連続焼鈍炉について説明す
る。

ペイオフリールから繰り出されクリーニングタンクやル
ーパを通ったストリップは、第７図に示す連続焼鈍炉に
供給される。同図に示す炉中には、上方と下方とに支持
ロール２が配列されており、ストリップ１は、このロー
ル２間に掛は回されて上下方向に蛇行しながら必要な加
熱や冷却が行なわれ、常温の状態で所定の高い抗張力や
良好な深絞り性等の材料的な特質が付与される。より詳
しくは、ストリップ１の表面酸化の防止のために炉中に
は、還元性のＨＮガスが充満され、ストリップ１は通常
６５０℃〜８５０℃程度（ステンレス鋼の場合は１１５
０℃位）までラジアントチューブ３や電熱ヒータ等によ
り加熱帯で加熱され、その後数十秒間均熱され、例えば
４００℃程度まで急冷され、４００℃程度にて約２分間
程の過時効処理を受け、最後に急冷されたり、あるいは
高温から過時効処理なしで冷却されたりして常温となる
という工程を経る。

ところで、上記のような連続焼鈍炉において加熱帯の出
口部分では、高温のス）・リップ１とやや冷たいロール
２とが接触することとなりストリップ１の幅方向の不均
一冷却などに基づくストリップの変形や、圧延油中のカ
ーボンやストリップ表面の酸化物に基因してロールの表
面に付着物が堆積し、それが高温で軟いストリップ表面
に疵をつける等が問題となっている。

まなストリップ１は、支持ロール２間を上下に掛は回さ
れて蛇行走行するため、ストリップ１には自重に加えて
相当大きな張力が負荷され、ストリップ１と支持ロール
２との間において擦疵、皺の発生やクリープなど好まし
くない現象が生ずる惧代もあった。

上述の問題から、高温のストリップを支持ロールと接触
させずにその走行方向を転換させる方法や装置の開発が
望まれている。そこで、その一手段として、気体の静圧
もしくは動圧を利用した気体浮揚支持装置、所謂フロー
タを使用してストリップを噴出気体により浮揚支持しつ
つその走行方向を転換する試みがなされている。ここで
フロータを詳述するとその基本的構成を第８図に示すよ
うに、ガスダクト５に連通ずるフロータ４では、ストリ
ップ１に対向する受圧面４ａを有すると共にＨＮガスの
噴出口にスリット９を有して、このスリット９から噴出
したＨＮガスは流れ方向が急変させられその運動量変化
により受圧面４ａとストリップ１との間に静圧力を生ぜ
しめてストリップ１を浮揚支持するものである。

〈発明が解決しようとする問題点〉 上述のようにフロータを使用してストリップの走行方向
を転換する場合に、非常に板圧が厚い場合には走行方向
転換部において張力が大きくなる、すなわちフロータへ
の負荷が大きくなるため、多量の気体をフロータに供給
する必要があり、このためファンの大型化を要して運転
経費の増大を招く場合がある。

このような問題は、単に例示した連続焼鈍炉のみに限ら
ず、前述の各種処理装置における金属帯状体の走行方向
転換においても解決すべき共通の課題でもある。

本発明は、上記問題点に鑑み、各種金属帯状体の蛇行走
行に要する走行方向の転換を非接触方式により容品に実
現しうる金属帯状体の非接触式走行方向転換装置を提・
供することを目的とする。

く問題点を解決するための手段〉 本発明の金属帯状体の非接触式走行方向転換装置は、通
板される金属帯状体に対向する受圧面を有すると共に該
帯状体と該受圧面との間に気体を噴出する噴出口を有し
、該気体圧により該帯状体を浮揚支持しつつその通板方
向を変更させる気体浮揚支持装置と、この気体浮揚支持
装置の入側または出側の少なくとも一方に配設されると
共に前記帯状体の長手方向に副う移動磁界を発生する直
線移動磁界型誘導電動機とを備えたことを特徴とする。

く作　　　用〉 かかる構成により、気体浮揚支持装置に懸架された金属
帯状体は、該装置によって浮揚状態で所望の方向へその
走行方向の変更が行われるが、このとき該装置の入側ま
たは出側の少なくとも１方に配設された直線移動磁界型
誘導電動機による駆動力を受けて、前記気体浮揚支持装
置の殊にその頂上付近において金属帯状体に作用する張
力が軽減され、これにより該装置の浮揚支持負荷が小さ
くなり、金属帯状体の非接触方式による蛇行通板が極め
て容易化される。

く実　施　例〉 本発明を、ステンレス薄帯状体の光輝・焼鈍炉に適用し
た一実施例に基づき第１図〜第６図を参照して説明する
。尚、従来と同一部分には同一符号を付す。

第１図に示すように、本実施例に係る金属帯状体の非接
触式走行方向転換装置は、金属ストリップ１を浮揚支持
しつつその通板方向を変更するためのフロータ１４から
成る気体浮揚支持装置と、フロータ１４の入側及び出側
に配設された直線移動磁界型誘導電動機（以下、リニア
モータと称す）１５ａ、１５ｂとから構成されている。

尚、図中、２０は竪型の光輝焼鈍炉体、２１は該炉体内
に区画された光輝熱処理を行う加熱ゾーンであり、高温
（１２００℃）のＮＨ３分解ガスによるＨ２ニア５Ｖｏ
１％、　Ｎ２：　２５Ｖｏ１％組成の保護ガス（還元性
ガス）を雰囲気とする。また、２２はこの加熱ゾーン２
１の後流に設けられた冷却ゾーンであり、低ｉ　（２７
０〜３００℃）の上記組成と同じ保護ガスを雰囲気とし
、残余の炉内雰囲気は１００〜１５０℃の上記保護ガス
が充填されており、外気の侵入を防いでいる。

また、ｌａは光輝熱処理の対象となるステンレス薄帯板
であり、板厚が０１〜２隅程度のものを対象とした。

フロータ１４はガス噴出口としてステンレス薄帯板１ａ
の幅方向に延びるスリット１９が形成されると共にステ
ンレス薄帯板１ａに対向する円弧状の受圧面１４ａを有
しており、ガスダクト１５から供給されるＨＮガス等の
浮揚用ガスをスリット１９からステンレス薄帯板１ａと
受圧面１４ａとの間に噴出してこの気体圧によりステン
レス薄帯板１ａを浮揚支持し、その通板方向をループ状
に変更させるものである。

このように、通板方向を変更するための７０−タの受圧
面は帯状板に対向するように形成するのが望ましいが、
これに限定されるものではない。

またリニアモータ１５ａ、１５ｂは、それぞれ帯板１ａ
を両側から挟むように対向する１対のリニアモータ１０
を有しており、リニアモータ１０は、第２図及び第３図
に示すように、幾つかの歯部１２ａを有し磁性金属材料
から成るヨーク１２と、歯部１２ａに巻かれろと共に図
示していない交流電源に接続された複数のコイル１１と
から構成されている。

リニアモータ１０の駆動原理は従来より知られたものと
特に異なるものではなく、駆動方法には電流の相数や極
数（Ｎ、Ｓ極の数）によって種々のものがあるが、特に
限られた方法に限定するものではない。ここでは、最も
典型的な２極３相方式を説明する。第３図及び第４図に
おいて図中のＡ、Ｂ、Ｃは３相にそれぞれ対応したコイ
ル１１を示すもので、Ａ’　、　Ｂ’　、　Ｃ’のコイ
ル１１はそれぞれＡ。

Ｂ、Ｃのコイル１１の逆向きにヨーク１２に巻かれてい
る。これらＡ、Ｂ、Ｃ，Ａ’、Ｂ’。

Ｃ′のコイル１１にそれぞれ位相が％πずれた電流ＩＡ
ｊ　＋、、　ＩＣ＃　ＩＡ”　ｌａ”　ＩＣ’を流すと
、それぞれのコイル１１が巻かれた歯部１２ａにはその
電流に比例した磁界が発生する。

ＩＡ、　Ｉ、’　＝ＩＯ廊θ　　　・・・・・・・・・
・・・（１）！、、Ｉ、’＝Ｉ。幽（θ十百π）・・・
・・・（２）Ｉ、、　Ｉ　。’　＝　Ｉｏｏｌａ　（θ
−ｉπ）・・・・・・（３）第４図中に実線で示したグ
ラフはヨーク１２の上方（Ｙ方向）位置に発生する磁界
のＸ方向強度成分を表すもので、電流位相θ＝Ｏの場合
のものである。この磁界の形は、リニアモーター０の極
数が２極であること１からＮ極。

Ｓ極がそれぞれ１つづつ生じるため、はぼ正弦波の形と
なっており、上記電流位相θがある周期で０〜２πまで
変化すると、その変化に合せて磁界の正弦波も位相が進
んで行く方向（第４図中Ｘ方向）へ移動して行く。尚、
第４図中点線で示すグラフは電流位相θ＝％πの場合の
ものである。この位相の周期は、飢える電流の周波数に
よるが、最も一最的な周波数は６０　Ｈｚである。この
ようにヨーク１２の上方に発生して直線状に移動する磁
界は、このヨーク１２の上方に配された導電体に下記の
力を及ぼす。すなわち、移動する磁界が導電体を横切る
と、マックスウェルの誘導磁界の法則により導電体内部
に渦電流が発生し、この渦電流と磁界との作用により移
動磁界の移動方向と同方向に所謂ローレンツ力が発生す
るのである。この力はコイル１１に供給する電流もしく
は周波数を変えることにより制御しうるものである。尚
、この力の方向は移動磁界の移動方向と同じである。こ
の原理に従って導電体を直線上任意に動かすのがリニア
モータである。

ここで本実施例の走行方向転換装置の入側のりニアモー
タ１５ｇは、その移動磁界をステンレス薄帯板１ａの走
行方向に副って発生するものであり、該帯板１ａに送り
駆動力を与えろ。一方、出側のりニアモータ１５ｂは、
その移動磁界を該帯板１ａの走行方向に逆行する方向に
発生するものであり、走行する帯板１ａに制動力を作用
せしめてループＬ部分の帯板１ａにかかる張力の一部を
負担する。

本例の場合はりニアモータ１５　ａ、　　１５　ｂは、
それぞれ帯板１ａを挾んでリニアモータ１０を各々２個
対設して構成されているが、事情によっては各１面側の
みで足りる場合もあり、また帯状体の進行方向に副って
複数個並設することもあり得る。

これにより、板厚の極く薄いステンレス薄帯板１ａの蛇
行通板においても、方向転換部において、過大な張力が
作用せず、円滑に方向転換しうるので、片伸び、クリー
プ現象などの弊害を防止することができる。また、比較
的板厚の厚い金属帯状板の場きにも、フロータ１４の負
荷能力を高める必要がなく、これに供給する気体量を増
大する必要もない。

なお、出側に配設されるリニアモータは、上記のように
金属帯状板に所要の制動力を与えるか、もしくは駆動力
を与えるもので、方向転換部の帯状板の張力を軽減もし
くは適正に調節するためのものであるが、低張力の縦方
向通板方式や水平方向の通板方式にあっては、その設置
を省略することもあり得る。

また、本実施例では、リニアモータ１５ａ。

１５ｂのそれぞれの前後側に、帯板１ａを挾んで対設す
るフロータ１６が設けられている。

これらフロータ１６は、受圧面が平面状である以外はフ
ロータ１４と同一の構造であや、これらフロータ１６に
よって帯板１ａの両側に生ずる気体圧のバランスによっ
て帯板１ａの走路が定まる。つまり、これらフロータ１
６は、帯板１ａが前記リニアモータ１５ａ、１５ｂのヨ
ークに接触するのを防止するように働く。

尚、このフロータ１６とりニアモータ１５ａ（１５ｂ）
とを一体的、例えば、リニアモータ１５ａ　（１５ｂ）
を７ｏ−夕１６の中央部に収納するようにしてもよい。

なお本実施例ではフロータ１４．１６として静圧力式の
ものを示したが、動圧を用いる型式のものも採用するこ
とができろ。

さらに本実施例の装置は帯板１ａの幅方向への偏倚を制
限するオートステアリング装置１７を入側及び出側に有
している。このオートステアリング装置１７は、第５図
及び第６図に示すようにリニアモータ１０　ａ、　１０
　ｂを帯板１ａの幅方向に対して対照に配設したもので
あり、それぞれの移動磁界方向が向き合うように構成さ
れている。これにより該帯板１ａに発生するローレンツ
力ｆａ、ｆｂのバランス作用によって該帯板１ａのオー
トステアリングが得られる。但し、これ以外のステアリ
ング装置を適宜採用できるのは勿論である。

さて、このように構成された装置において、前工程設置
から引き出されたステンレス薄帯板１３は、デフレフク
ロール１８を介して光輝焼鈍炉体２０内にライン速度３
０　ｍ　／　ｍｉｎ程度にて導入され、該炉体２０内を
直上し、方向転換装置にて前述の如く１８０°方向転換
された後下降し、加熱ゾーン２１内に導入されて高温の
保護ガスと接触して１１５０℃程度に加熱され、所定の
熱処理を受ける。さらに該帯板１ａは、後流の冷却ゾー
ン２２の雰囲気ガスにより所定温度に冷却され、炉外に
引出されて光輝焼純工程を終了する。

以上述べたように、本実施例では、帯板１ａが炉内上部
において従来採用されていたクラウン付ゴムロールによ
り支持されることなく、完全に非接触状態で方向転換さ
れるので、ゴムロールと金属帯との直接接触に起因する
と見られる製品の縦じわの発生や擦疵の発生が排除され
るのは勿論のこと、更に帯板の方向転換部、つまり方向
転換用のフロータにより支持されるループＬを形成して
いる帯板の張力をリニアモータの作用により軽減してい
るので、方向転換用のフロータは、その負荷が低減され
、小容量小型のもので足りる。

以上の実施例ではステンレス薄帯板の光輝焼鈍炉におい
て採用される１８０゛の走行変換装置について述べたが
、９０″や１２０”等の任意の角度に方向転換する場合
も同様である。

また本発明は、その他各種プロセスラインにおいて、非
接触的に金属帯状板の走行方向を転換する場合にも、本
実施例と同様に採用することが可能である。本実施例で
は、金属帯状体の縦方向の蛇行パスラインの例を説明し
たが、本発明は水平方向の蛇行パスラインにおけろ走行
方向転換装置にも適用できるのは勿論である。

なお、本発明は、上述の実施例に限定されるものではな
く、また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の設
計的変更をなし得るものである。

〈発明の効果〉 本発明の金属帯状体の非接触式走行方向転換装置によれ
ば、金属帯状体を非接触方式により方向転換する場合に
方向転換部における張力が大幅に軽減されるので、方向
転換部の気体浮揚支持装置を低容量とすることができる
とともに走行が円滑に行える。したがって、帯状体には
擦疵や皺の発生がないばかりでなくクリープ現象、縦皺
、片伸びなどの発生がないという効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は本発明の、好適な一実施例に係り、第
１図は非接触式走行方向転換装置の構成図、第２図は一
般的なりニアモータの平面図、第３図は第２図中のＩＮ
−Ｉ矢視断面図、第４図はリニアモータの作動説ｒｉＡ
図、第５図はオートステアリング装置の一例を示す平面
図、第６図は第５図中の■−■矢視断面図、第７図は連
続焼鈍炉の概略構成図、第８図はフロータの断面図であ
る。 図　　面　　中、 １．１ａは金属帯状体、 １４はフロータ、 １４ｎは受圧面、 １０、．１０ａ、１０ｂはリニアモータ、１５ａ、１５
ｂはリニアモータ、 １６はフロータ、 １７はオートステアリング装置である。 第１図 第２図 第３図 第４図 第７図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 通板される金属帯状体に対向する受圧面を有すると共に
   該帯状体と該受圧面との間に気体を噴出する噴出口を有
   し該気体圧により該帯状体を浮揚支持しつつその通板方
   向を変更させる気体浮揚支持装置と、この気体浮揚支持
   装置の入側または出側の少なくとも一方に配設されると
   共に前記帯状体の長手方向に副う移動磁界を発生する直
   線移動磁界型誘導電動機とを備えたことを特徴とする金
   属帯状体の非接触式走行方向転換装置。