JPS6254188B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はアルミストリツプ（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。）を加
熱帯に通して加熱し、次にそのストリツプを焼入
帯に通して急冷することによつて、そのアルミス
トリツプを焼入する方法に関するもので、その目
的とするところは、焼入効果が高くしかも高品質
の焼入製品を提供し得るようにしたアルミストリ
ツプの焼入方法を提供することである。

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、昇温
装置２と均熱装置３と焼入装置４と乾燥装置５と
から成つている。尚６はアルミストリツプを示
す。先ず昇温装置２において、７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。８は導入孔、９は挿通
孔を示し、これらは昇温装置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。１０，１０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の全面には複
数の動圧ノズルが周知の如く配設されている。１
１は壁７に取付けられた循環フアン、１２は循
環フアン１１と上下のプレナムチヤンバ１０，１
０とを結ぶ送風路である。１３は壁の内側に配
設されたバーナを示す。次に均熱装置３について
説明する。この均熱装置３は上記昇温装置２と機
能上均等に構成されている為、各部材には前記昇
温装置と同一の符号を付して重複する説明を省略
する。

次に焼入装置４について説明する。この焼入装
置４は上記のような熱遮断の為の壁及びバーナ
を有しない点と後述の冷却液散布装置を有する点
とを除き上記昇温装置２と機能上均等に構成され
ている為、各構成部材の詳細な説明は省略する。
尚、１６はプレナムチヤンバ、１７は送風フアン
で、その取入口からは大気を取り入れるようにな
つている。１８は送風路を示す。又、１９はスト
リツプ６の挿通口を示す。

次に乾燥装置５について説明する。この乾燥装
置５も上記のような熱遮断の為の壁及びバーナ
を有しない点を除き上記昇温装置２と機能上均等
に構成されている為、各構成部材の詳細な説明は
省略する。尚２１はプレナムチヤンバ、２２は送
風フアンで、その取入口からは大気を取り入れる
ようになつている。２３は送風路を示す。又、２
４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
記均熱装置３のプレナムチヤンバ１０、焼入装置
４のプレナムチヤンバ１６及び乾燥装置５のプレ
ナムチヤンバ２１においてアルミストリツプ６と
対向する面に夫々形成されている。尚湾曲操作部
２６はプレナムチヤンバ１０において挿通孔９に
近接する部分に、湾曲操作部２７はプレナムチヤ
ンバ１６の全域に、湾曲操作部２８はプレナムチ
ヤンバ２１において挿通孔１９に近接する部分に
夫々設けてある。またこれらの湾曲操作部は、上
記の各部分において前記動圧ノズルに代えて設け
られている。（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り、上記の
部分以外の部分において設けても良いものであ
る。） これらの湾曲操作部２６，２７は第２図乃至第
４図にその詳細な構造が示されている。先ず湾曲
操作部２６は、支持ノズル部３１と動圧ノズル部
３２とにより構成されている。支持ノズル部３１
において、３３，３３……は円孔状ノズルを示
し、アルミストリツプ６の幅方向（第３図におい
て上下方向）に細長い区域の前壁３４に第３図に
示されるように配列されている。即ちこれらの円
孔状ノズル３３，３３……は多数の仮想的なＶ字
の文字線上に配列され、またそれらのＶ字の文字
線は文字の中心が上記細長い区域の中心線３５上
に位置するような縦列状となつている。更にまた
それらの文字線の間隔は、一つの文字線の中心と
隣接する他の文字線の両端とが、アルミストリツ
プ６の移動方向（第１図及至第３図において右
方）に重合する間隔にしてある。３６は周知のス
リツト状ノズルを示す。尚このスリツト状ノズル
３６において第２図に示される角度ａは例えば45
゜乃至60゜にされる。次に動圧ノズル部３２にお
いて、３７，３７……は円孔状ノズルで、前壁３
８に多数配列されている。その配列の密度は、湾
曲されるアルミストリツプ６の頂部６′に対向す
る部分Ａは粗に、ストリツプ６の移動方向前後側
の斜面６″に対向する部分はそれに比べて密とな
るように配列されている。尚上記種々のノズル３
３，３６，３７は第２図に夫々矢印で示されるよ
うにストリツプ６に向けてチヤンバ１０内のガス
を吹き出し得るようにしてある。また前記支持ノ
ズル部３１における円孔状ノズル３３及び動圧ノ
ズル部３２における円孔状ノズル３７は、これら
が不要な場合、即ちスリツト状ノズル３６から吹
出すガスのみでアルミストリツプ６を後述の如く
湾曲させられる場合には、これらを有しない構造
にしてもよい。

次に、焼入装置４における湾曲操作部２７は、
第２図及び第４図に示される如く前記湾曲操作部
２６と同様に支持ノズル部及び動圧ノズル部で構
成されている。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。

また乾燥装置５における湾曲操作部２８も前記
湾曲操作部２６と同様の構成である為、その図示
及び説明を省略する。

次に、焼入装置４においては第２図及び第４図
に示される如く冷却液の散布装置４０が多数設け
られている。これらの散布装置４０はプレナムチ
ヤンバ１６の幅方向に横架されたパイプとそのパ
イプの中に送り込まれた冷却液をアルミストリツ
プに向けて吹き出し得るよう上記パイプに付設さ
れた多数のノズルから成つている。上記パイプは
プレナムチヤンバ１６の幅寸法と同等の長さに形
成され、また上記ノズルは多数がパイプの全長に
わたつて配設されて、アルミストリツプに対しそ
の幅方向のどの部分にも冷却液を一様に散布し得
るようになつている。また各ノズルは、冷却液を
アルミストリツプ６の斜面６″の部分即ち波状の
変曲点に近い部分に向けて、しかもアルミストリ
ツプ６の上側あるいは下側の表面に沿つた方向に
散布し得るように指向させて、冷却液の散布によ
つてアルミストリツプ６に加わる力がなるべく小
さくなるようにしてある。

尚本件明細書中においては、第１図に符号４１
で示された区間を加熱帯、加熱帯４１のうち区間
４２を昇温帯、区間４３を均熱帯、符号４４で示
された区間を焼入帯、符号４５で示された区間を
乾燥帯とも呼ぶ。

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７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４７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に挿通される。熱処理装置１においては先
ず昇温装置２に、続いて均熱装置３に、次に焼入
装置４に、最後に乾燥装置５に連続して挿通され
る。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１３、フアン１
１，１７，２２も夫々運転される。そして定常状
態においては、アルミストリツプ６はプレナムチ
ヤンバ１０，１０間、１６，１６間、２１，２１
間を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１６，２１においては加熱され
ていない通常の空気）によつて浮揚させられた状
態で移動する。またアルミストリツプ６は、湾曲
操作部２６，２７，２８と対向する部分において
は第２図及び第４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。尚昇温装置
２、均熱装置３、焼入装置４、乾燥装置５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、昇温装置２により昇
温され、次に均熱装置３によつて昇温された状態
が保持されると共に全体の温度が均一化される。

次に焼入装置４においては冷却液の散布装置４
０により冷却液４０ａがアルミストリツプ６に散
布されて、アルミストリツプ６は急冷される。尚
この急冷は冷却液自体の冷却効果のみならず、各
ノズル３３，３６，３７から吹き出される空気に
より上記散布された冷却液の気化が促進されて気
化熱の奪取が促進されることも相俟つて極めて効
果的に行なわれる。尚上記冷却液の散布は、水な
どの焼入液をスプレーしたりあるいはそれらと空
気との混合物を吹付ける等、アルミストリツプの
材質あるいは用途（例えば航空機用）に応じて、
適切な焼入をすることのできる所要の冷却速度
（例えば100〜450゜Ｃ／sec）が得られる方法が用
いられる。また各散布装置４０毎に夫々異なる方
法を用いて、それら全体の組合せにより所要の冷
却速度を得るようにしても良い。更にまた上記急
冷の場合、アルミストリツプ６の上表面に散布さ
れた冷却液は、アルミストリツプ６の縁部におい
てはその一部が直接に流れ落ちるが、その他の部
分においては、第７図に示される如く、主に波状
形状のうちの樋状となつた部分に流れ、その後そ
の縁部から下へ流れ落ちる。この為、アルミスト
リツプ６はその幅方向のどの部分もほぼ均一に冷
却される。またアルミストリツプ６は常に矢印４
７方向に移動している為、その長手方向において
も冷却が均一に行なわれる。尚上記冷却液の散布
は例えば20℃の水をアルミストリツプの単位面積
当り1000／minm²の程度で行なわれる。

上記のようにして焼入がなされたアルミストリ
ツプ６は次に乾燥装置５により乾燥される。

上記のようにして熱処理されるアルミストリツ
プ６の温度は第５図に示されるように変化する。
尚ここで各部材の寸法を示せば次の通りである。
即ち、アルミストリツプ６の寸法は0.3t×
2000w、昇温装置２の長さは10ｍ、均熱装置３の
長さは20ｍ、焼入装置４の長さは３ｍ、乾燥装置
５の長さは５ｍ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６図に示されるように加熱
帯４１の終端部付近、焼入帯４４の全域、乾燥帯
４５の入口部付近において生ずる。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。尚前記湾曲操作部２６，２７，２
８によるアルミストリツプ６の湾曲の曲率半径
は、アルミストリツプ６の耐座屈応力が上記のよ
うな熱応力よりも大きな値となるように決められ
る。またそのような曲率半径を得る為に、湾曲操
作部の各寸法やノズルからのガス吹出圧が選定さ
れる。

また上記アルミストリツプ６の湾曲は、上記の
ような部分に限ることなく、昇温帯４２、均熱帯
４３、焼入帯４４、乾燥帯４５の任意の部分ある
いは全域において行なつても良い。

以上のようにこの発明にあつては、アルミスト
リツプ６を冷却する場合、そのストリツプ６の両
面に冷却液を散布し、かつ空気をも吹付けること
によつてその冷却液の気化をも促進させながら冷
却するから、ストリツプの急冷効果を非常に高め
ることができ、アルミストリツプに良好な焼入効
果を与え得る特長がある。

しかも上記アルミストリツプ６は後述の気化促
進用の空気をもつて浮揚させ、その浮揚状態で移
動させながら上記のような処理を行なうようにし
ているから、ストリツプの表面に傷をつけること
なく焼入をすることができ、良品質の製品を提供
できる有用性がある。

その上本発明にあつてはアルミストリツプ６に
対し上記のような処理を行なう場合、そのストリ
ツプを移動方向に波状にして移動させながらそこ
に上記冷却液を散布するものであるから、アルミ
ストリツプの上表面に散布された冷却液は第７図
にも示される如くストリツプにおいて谷状となつ
た部分からその両側に排出され、その結果、アル
ミストリツプ６はその幅方向にもまた長手方向
（移動方向）にも共に均一に冷却されてこれをむ
らなく焼入れすることができ、製品の品質を高い
ものにし得る有用性がある。

またそのようにアルミストリツプを波状にして
移動させながら上記の急冷を行なうものであるか
ら、その急冷によつてアルミストリツプに大きな
熱応力が生じてもアルミストリツプの耐座屈応力
をその熱応力に打ち勝たせることができ、アルミ
ストリツプ６は原形を維持させたままにすること
ができて良品質の製品の提供を可能にする効果が
ある。更に本発明にあつては上記急冷の場合、ア
ルミストリツプ６に冷却液を散布すると共に空気
をも吹き付けてアルミストリツプ６の表面からの
冷却液の気化を促進させるようにしているから、
冷却液単独の冷却効果のみでなく上記冷却液の気
化によつて気化熱が奪われることによつてもアル
ミストリツプ６を冷却することができる特長、言
い換えればより少量の冷却液をアルミストリツプ
に散布するだけで大きな熱量をアルミストリツプ
６から奪うことのできる特長がある。このこと
は、アルミストリツプの上下両表面に冷却液を散
布するものであつても、冷却液の散布によつてア
ルミストリツプ６に加わる衝撃を少なくすると共
に、アルミストリツプの上面に散布された冷却液
がその上面に乗ることによつてアルミストリツプ
にかかる荷重を少なくすることができ、それら衝
撃あるいは荷重によるアルミストリツプの傷みを
少なくすることができて良品質の製品を提供する
上に大きい効果がある。また上記の如くアルミス
トリツプにかかる荷重を少なくできることは、ア
ルミストリツプを浮揚させる為に要する力が少な
くて足りることであつて、アルミストリツプを浮
揚させる為にその下面に余分に吹き付けられる風
量を削減することができ、その吹き付けに要する
動力を削減し省エネルギー効果を発揮できる効果
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図は均熱装置と焼
入装置との境界部付近の要部拡大図、第３図は支
持ノズル部及び動圧ノズル部の平面図、第４図は
焼入装置の要部拡大図、第５図はアルミストリツ
プの温度変化を示すグラフ、第６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７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。 ４１……加熱帯、４４……焼入帯、６……アル
ミストリツプ、４０……散布装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ アルミストリツプを加熱帯及びこれに隣接す
   る焼入帯を浮揚状態でもつてしかも水平状態で加
   熱帯の側から焼入帯方向に向けて移動させ、その
   移動過程においては上記焼入帯においてアルミス
   トリツプを急冷することによつてそのアルミスト
   リツプを焼入するようにしている方法において、
   上記焼入帯においてアルミストリツプを急冷する
   に当つては、上記アルミストリツプの上下両表面
   に冷却液を散布すると共に該上下両表面には空気
   をも吹付けてアルミストリツプの両表面からの冷
   却液の気化を促進させ、しかも上記の空気吹付状
   態は、上記アルミストリツプを移動方向に波状に
   して移動させ得るように、ストリツプの移動方向
   に向けてストリツプの表裏交互に強く空気を吹付
   けることを特徴とするアルミストリツプの焼入方
   法。