JPS6254187B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はアルミストリツプを加熱帯に通して
加熱し、次にそのストリツプを冷却帯に通して冷
却することによつて、そのアルミストリツプに対
し焼鈍等の熱処理を施す方法に関するものであ
る。

従来よりアルミストリツプ（このアルミのスト
リツプとは圧延機で連続圧延した薄くて長い帯状
のアルミ板を言う。その厚みは通常3.5mm以下で
あり、また幅は広狭種々のものがある。）を上述
のようにして熱処理する場合、そのストリツプを
浮揚状態で加熱帯及び冷却帯に通して熱処理する
ことが行なわれている。この場合アルミストリツ
プに生ずる幅方向の熱応力にアルミストリツプの
耐座屈応力が負けると、第１３図に示されるよう
なアルミストリツプの移動方向に平行なシワ４１
が発生して、そのアルミストリツプが不良品とな
つてしまつたりする問題点があつた。

そこで本発明は上述の問題点を解決しようとす
るもので、特願昭53−86558号出願に示されたも
のに更に改良を加えて、幅方向の歪が発生し易い
アルミストリツプであつても、その耐座屈応力を
大きくすることができて、歪を発生させることな
く熱処理をすることができるようにしたアルミス
トリツプの熱処理方法を提供しようとするもので
ある。

以下本願の実施例を示す図面について説明す
る。第１図において１は熱処理装置を示し、加熱
装置２と、徐冷装置１２と、冷却装置２１とから
成つている。先ず加熱装置２において、（尚この
加熱装置２に関しては第２図にその縦断面が示さ
れている。）３は壁を示し、周知のようにその
内部と外部との間の熱遮断ができるよう構成され
ている。４は導入孔、５は挿通孔を示し、これら
は加熱装置２の内部にアルミストリツプ６を図示
の如く挿通させ得るよう設けられたものである。
７，７はアルミストリツプ６が通過する位置に相
対向して設けられたプレナムチヤンバで、夫々の
相対向する面には複数のノズルが周知の如く配設
されている。８は壁３に取付けられた循環フア
ン、９は循環フアン８とプレナムチヤンバ７とを
結ぶ送風路である。１０は壁３の内側に配設さ
れたバーナを示す。

次に徐冷装置１２について説明する。この徐冷
装置１２は上記加熱装置２と同様に構成されてい
る為、その詳細な説明は省略する。尚、１３は
壁、１４は挿通孔、１５，１５はプレナムチヤン
バ、１６は循環フアン、１７は送風路を夫々示
す。又、１８は加熱ガス供給管で、加熱装置２に
おける壁３内の加熱ガス（バーナ１０の燃焼排
ガス）を循環フアン１６の吸気口に供給するよう
にしたものである。１９は風量調整用のダンパで
ある。

次に冷却装置２１について説明する。この冷却
装置２１は上記のような熱遮断の為の壁を有し
ない点を除き上記加熱装置２と同様に構成されて
いる為、その詳細な説明は省略する。尚、２２は
プレナムチヤンバ、２３は送風フアン、２４は送
風路を夫々示す。又、２５はストリツプ６の送出
口を示す。

次に２６，２７，２８は湾曲操作部を示し、上
記プレナムチヤンバ７，１５，２２においてアル
ミストリツプ６と対向する面に形成されている。
尚湾曲操作部２６はプレナムチヤンバ７において
挿通孔５に近接する部分に、湾曲操作部２７はプ
レナムチヤンバ１５の全域に、湾曲操作部２８は
プレナムチヤンバ２２において挿通孔１４に近接
する部分（後述の如く冷却速度の低い部分）に
夫々設けてある。（尚これらの湾曲操作部は、ア
ルミストリツプにおいて後述のような熱応力の発
生する部分に対応させて設けられるものであ
る。）これらの湾曲操作部２６，２７は第６図に
その詳細な構造が示されている。先ず湾曲操作部
２６において、３１はノズル面を示し、アルミス
トリツプ６に向けチヤンバ７内のガスを吹出し得
るようにした複数のノズルが周知の如く配設され
ている。３２は静圧パツド部を示し、周知の静圧
パツドと同様に、即ちプレナムチヤンバ７内のガ
スをノズル３３からアルミストリツプ６に向け矢
印で示されるように吹出し得るよう構成されてい
る。

次に、湾曲操作部２７は前記湾曲操作部２６と
同様にノズル面、静圧パツド部などを有する。尚
その構成は湾曲操作部２６と機能上同様である
為、前記と同一の符号を付して重複する説明を省
略する。湾曲操作部２８もまた前記湾曲操作部２
６と同様の構成である為、その図示及び説明を省
略する。

また前記冷却装置２１においては、湾曲操作部
２８とそれ以外の部分２９とではアルミストリツ
プ６に向けて吹き出されるガス（空気）の量を異
ならしめて、夫々所望の（その一例が後で述べら
れているような）アルミストリツプの冷却特性が
得られるようにしてある。尚ガスの吹出量を異な
らしめる為には、ノズルの大きさ、配列密度を変
える等周知の方法を用いれば良い。

更にまた本件明細書中においては第１図に符号
３５で示された区間を加熱帯、符号３６で示され
た区間を冷却帯とも呼ぶ。

上記構成のものにあつては、周知の如くペイオ
フリールに対し第３図に示されるように巻かれた
アルミストリツプ６ａは、矢印４０で示されるよ
うに繰り出され、その繰り出されたアルミストリ
ツプ６は周知の種々の機構を通した後上記熱処理
装置１に挿通され、更に熱処理装置１から出たア
ルミストリツプ６は周知の種々の機構を通した
後、周知の如くリワインドリールに符号６ｂで示
されるように巻き取られる。

アルミストリツプ６が上述のように挿通されて
いる状態において、バーナ１０、フアン８，１
６，２３も夫々運転される。そして定常状態にお
いては、プレナムチヤンバ７，７間、１５，１５
間、２２，２２間においてアルミストリツプ６
は、それらのチヤンバのノズルから吹出される加
熱ガス（チヤンバ２２においては加熱されていな
い通常の空気）によつて浮揚した状態に保持され
る。またアルミストリツプ６は、湾曲操作部２
６，２７，２８と対向する部分においては第６図
に詳しく示されるようにその移動方向に向け波状
に湾曲される。尚加熱装置２、徐冷装置１２、冷
却装置２１におけるフアン、チヤンバなどの部材
は、上記のような作用が得られかつ次に述べるよ
うなアルミストリツプ６の昇温、降温の特性が得
られるよう構成されている。

このようにして熱処理装置１を浮揚状態で通過
するアルミストリツプ６は、加熱装置２により加
熱され、次に徐冷装置１２及び冷却装置２１によ
つて冷却される。

上記のようにして熱処理されるアルミストリツ
プ６の温度は一例として第４図に示されるように
変化する。即ち、加熱帯３５においては図示され
る如く一気に最高温度まで上昇し、一方、冷却帯
３６においてはその前半の部分３６ａ（徐冷装置
１２の内部、及び冷却装置２１においてその入口
に近い部分即ち湾曲操作部２８が設けられている
部分）ではストリツプ温度が約250℃となるまで
約110℃／ｍの冷却勾配で降下し、後半の部分３
６ｂではそれ以上の冷却勾配で降下する。尚アル
ミストリツプ６の寸法は0.3t×2000w、加熱装置
２のプレナムチヤンバ７から吹き出される加熱ガ
スの温度は500℃、徐冷装置１２のそれは220℃、
また冷却装置２１のプレナムチヤンバ２２からは
20℃の空気が吹き出されている。更にまた導入孔
４よりも前段側に設けられるシーリングロールか
ら導入孔４までの長さは２ｍ、加熱装置２の長さ
は2.2ｍ、徐冷装置１２の長さは1.2ｍ、冷却装置
２１の長さは2.2ｍ、送出口２５から送出口より
も後段側に設けられるシーリングロールまでの長
さは２ｍである。また湾曲操作部２６，２７，２
８における各部の寸法を第７図に従つて示せば、
Ａ＝250mm、Ｂ＝1200mm、Ｃ＝600mm、Ｄ＝50mm、
Ｅ＝200mm、Ｆ＝約90mm、またアルミストリツプ
６の曲率半径Ｒは約0.7ｍである。

上記のアルミストリツプ６がこのようにして加
熱、冷却される過程において、アルミストリツプ
６の幅方向中心部には、熱応力rx（ストリツプの
幅方向の熱応力）が第５図に示されるように加熱
帯３５と冷却帯３６との境界部付近において、即
ち加熱装置２における挿通孔５に近い区域及び徐
冷装置１２のほぼ全域と冷却装置２１における挿
通孔１４に近い区域においてやや大きな値となつ
て生ずる。しかしながらアルミストリツプ６はこ
れらの部分において上記湾曲操作部２６，２７，
２８によつて前記のように湾曲させられている
為、その幅方向の耐座屈応力はそのような熱応力
よりも大きくなつており、そのような熱応力によ
つては変形を受けることなく原形を維持した状態
で速い速度で送り出すことが可能となる。

次に第８図は上記のような寸法でしかも約450
℃に加熱されたアルミストリツプにおける曲率半
径と耐座屈応力との関係を示すものである。前記
の例の場合、境界部における最大の熱応力は第５
図から2.3Kg／mm²であるから、それに耐え得る耐
座屈応力の得られる最大の曲率半径0.7ｍがこの
グラフから求められる。

尚上記熱応力rxは、ストリツプ温度が約250℃
となるまではストリツプが約110℃／ｍの冷却勾
配で冷却されている結果、冷却帯３６においてス
トリツプ６を第１１図に示されるような温度状態
で冷却した場合にストリツプに生ずる熱応力（第
１２図に示されている）に比べ約40％に低下して
いる。従つて上記曲率半径はその分大きな値で足
りている。

また当然のことながら、上記アルミストリツプ
の材料の組成の違いその他によつて熱応力の大き
さが異なる場合には、それに応じた耐座屈応力が
得られるような曲率半径が求められ、そのような
曲率半径にストリツプ６を湾曲させ得るよう、上
記湾曲操作部２６，２７，２８の各部寸法あるい
はノズルからのガスの吹出圧が選定される。

前記のような熱応力は、ストリツプ６の幅にほ
ぼ比例して大きくなり、また加熱帯長（加熱帯に
おいてストリツプ自体の実質的な温度上昇が始ま
る地点から、ストリツプの温度が最高温度となる
地点までの長さ）にほぼ比例して小さくなること
が判明している。またストリツプ６を湾曲させた
ときの耐座屈応力は、その曲率半径の２乗に反比
例し、ストリツプ幅の２乗に反比例することが判
明している。従つてこれらの諸点及び種々の実験
結果から、ストリツプに発生する熱応力に耐え得
るだけの耐座屈応力を得る為には、アルミストリ
ツプ６の曲率半径Ｒは、 （但しｘ：加熱帯長、ｙ：ストリツプの幅） で得られる値以下にすればよいことが判明した。
尚、徐冷装置１２と冷却装置２１との境界部にお
いては図示される如く前記2.3Kg／mm²よりも大き
い熱応力が発生している。しかしながらこの部分
においてはアルミストリツプ６の温度が前記の場
所よりも低下している為、アルミストリツプ６の
耐座屈応力はより大きな値となつている。（その
特性は第８図に実線で示されたグラフとは異なる
グラフ〔第８図においてより右方に位置する〕で
表わされる。）従つて前記と同様の曲率半径で湾
曲させるだけで、充分な耐座屈応力が得られてい
る。

また加熱装置２の入口付近の部分ではストリツ
プはより温度が低い為、その耐座屈応力はより大
きくなつている。従つて第５図に示されるような
応力が生じていてもストリツプの品質に大きな影
響が及ぶことはない。

次に、前記湾曲操作部においてノズル面３１と
して構成されている部分は、ストリツプ６を湾曲
させる度合の都合によつてはノズル面とすること
なく単に平板で構成しても良い。即ち上記の部分
からはガスを吹き出すことなく、静圧パツド部３
２だけでストリツプ６を湾曲させるようにしても
良い。また静圧パツド部３２の表壁３２ａにもガ
スをストリツプ６に向けて吹き出すようにした複
数のノズルを設けても良い。

次に、上記冷却帯３６の入口側におけるストリ
ツプの冷却の条件即ち、ストリツプ温度が約250
℃となるまでは約110℃／ｍの冷却勾配となるよ
うな冷却速度で冷却することは、次のような理由
によつて決められるものである。即ち、前記のよ
うな熱処理が済んだ製品に要求される品質に応じ
て、上記のような110℃／ｍ以下の冷却勾配が決
められるのであり、並の製品として影響のない程
度のわずかな（例えば高さ１mm程度の）シワ（第
１３図に示されたようなシワ４１）が許容される
場合には110℃／ｍ程度の冷却勾配が選択され、
シワの全くないより高品質を製品が要求される場
合には70℃／ｍあるいはそれ以下の冷却勾配が選
択される。また前記250℃なる温度も前記と同様
の理由で決められるものであり、上記のような並
の製品を製造する場合には約250℃が選ばれ、よ
り高品質な製品を提供しようとする場合にはより
低い温度が選ばれる。

次に第９図は本願の異なる実施例を示すもの
で、湾曲操作部２６ｅと２７ｅとの境界部付近
（湾曲操作部２７ｅと２８ｅとの境界部付近にお
いても同様）における静圧パツド部３２ｅの位置
を異ならしめた例を示すものである。

静圧パツド部３２ｅがこのような位置に形成さ
れることによりアルミストリツプ６ｅは図示され
るように湾曲して移動し、前記と同様に大きい耐
座屈応力が得られる。

なお、機能上前図のものと同一又は均等構成と
考えられる部分には、前図と同一の符号にアルフ
アベツトのｅを付して重複する説明を省略した。
（また、次図のものにおいても同様の考えでアル
フアベツトのｆを付して重複する説明を省略す
る。） 次に第１０図は本願の異なる実施例を示すもの
で、加熱装置、徐冷装置、冷却装置の各プレナム
チヤンバ７ｆ，１５ｆ，２２ｆを全て一連に構成
すると共に、内部に区画壁４２を設けて各チヤン
バを区分するようにした例を示すものである。

このような構成の装置においてもアルミストリ
ツプ６ｆは前実施例と同様に、加熱から冷却の一
連の熱処理が行なわれる。

尚、本件明細書中における実施例では、加熱装
置、徐冷装置、冷却装置などにプレナムチヤンバ
を用いた例を示したが、これはプレナムチヤンバ
に代えて、アルミストリツプを浮揚させかつ加熱
あるいは冷却等の熱処理を行なうことのできる他
の慣用構成を用いることもできる。

以上のようにこの発明にあつては、アルミスト
リツプを加熱帯を通過させてこれを加熱した後こ
れを冷却するに当つては、そのアルミストリツプ
の温度が250℃にまで降下する間は、冷却勾配が
110℃／ｍ以下となるように冷却するものである
から、加熱帯の高温部分を含む全域（加熱帯及び
冷却帯の全域）においてアルミストリツプ６の材
料内部での応力の発生を低く抑制して、歪のない
製品に仕上げられる利点がある。

しかも本発明にあつては、上記加熱帯と冷却帯
との境界部付近即ちストリツプに比較的大きい熱
応力が発生する部分では、ストリツプを波状に湾
曲させてその耐座屈応力を大ならしめるようにし
ているから、上記のように冷却帯の温度制御をし
て応力発生を低く抑制するものであつても、その
温度制御はわずかな配慮で（上記の部分での熱応
力までをも僅小ならしめる程の配慮を要すること
なく）行なうことができる操業上の効果もある。

更にその上、上記の如く比較的大きい熱応力が
発生する部分でストリツプ６を湾曲させてその耐
座屈応力を大きくするようにしたものであつて
も、冷却帯において上記の如く温度制御をし上記
部分での応力発生も低く押えるようにしているか
ら、その応力が小さい分だけアルミストリツプに
要求される耐座屈応力も小さくて足り、従つて波
状に湾曲されるアルミストリツプの曲率半径は大
きい値で足りることとなつて、アルミストリツプ
をそのように湾曲させる為に要する動力も少なく
て足りる省エネルギー上の効果もある。

【図面の簡単な説明】

図面は本願の実施例を示すもので、第１図は熱
処理装置の略示縦断面図、第２図は−線断面
図、第３図はアルミストリツプの繰出、巻取状態
を示す略示斜視図、第４図はアルミストリツプの
温度変化を示すグラフ、第５図はアルミストリツ
プにおける熱応力の発生状態を示すグラフ、第６
図は第１図の要部拡大図、第７図は湾曲操作部の
寸法を説明する為の断面図、第８図はアルミスト
リツプの曲率半径と耐座屈応力との関係を示すグ
ラフ、第９図は異なつた実施例を示す第６図と類
型の図、第１０図は異なる実施例を示す第１図と
類型の図、第１１図乃至第１３図は従来例を示す
もので、第１１図第１２図は夫々第４図第５図と
類型の図、第１３図はアルミストリツプにシワが
発生した状態を示す図。 ３５……加熱帯、３６……冷却帯、２６，２
７，２８……湾曲操作部、６……アルミストリツ
プ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ アルミストリツプを浮揚状態で加熱帯から上
   記の加熱帯に隣接する冷却帯へ向けて移動させな
   がらそのアルミストリツプを熱処理するようにし
   ている方法において、上記加熱帯と冷却帯との境
   界部付近においては上記アルミストリツプをＲ＝
   √１．８^３〔式中Ｒは曲率半径、ｘは加熱帯長、
   ｙは ストリツプの幅〕で表わされる値以下の曲率半径
   で、その移動方向に向け波状に湾曲させて移動さ
   せ、更に、上記の冷却帯においては、アルミスト
   リツプの温度が250℃に降下するまではその冷却
   勾配が110℃／ｍ以下となるように冷却すること
   を特徴とするアルミストリツプの熱処理方法。