JPH04293735A - ロール冷却方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は冷却ロールへの巻付けに
より金属帯の冷却を行なうロール冷却方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ストリップ等の金属帯の連続焼鈍を行な
う連続焼鈍ラインや連続亜鉛鍍金ライン等で、複数の冷
却ロールへの巻付けによって該金属帯の急冷処理が実施
された時に、金属帯板幅方向に不均一冷却が生ずると、
該金属帯の形状崩れを起こし、その後続ライン設備中で
蛇行や絞り等を発生して、ラインの安定操業を損ねるこ
とになる。

【０００３】この様な不均一冷却を生ずる原因として、
冷却ロール表面に対する金属帯の部分的な接触面圧不良
による金属帯板幅方向の接触面圧不均一分布がある（例
えば圧延時に中伸び等があるとその中伸び部分がロール
への接触面圧不良を起こす）とされている。

【０００４】特開平２−７３９２３号ではこの様なロー
ルと金属帯の板幅方向の接触面圧不均一分布が起こる原
因として、冷却ロールが高温の金属帯に接する時に、ロ
ール幅方向における金属帯接触部分と非接触の部分の間
の熱膨張差によって発生する凸状のヒートクラウンが関
わっているとしている。そのため同号の技術では、この
様な熱変形を抑えるロール構造として溶接接合された内
外シェルの２重構造からなる剛構造を提案している。

【０００５】又特開昭６１−２４３１２９号では、上記
の様なヒートクラウンの発生を想定してメカニカルクラ
ウンの異なる複数のロールを用意しておき、発生する不
均一温度分布に応じ、ロールの組合せを使い分けて対応
させようとしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする問題点】しかし、前者の様な
構成でロール構造を剛構造とし、ロール熱変形を極力排
除しようとしても、ヒートクラウン上問題となる１００
μｍオーダの変形を完全に抑制することは極めて困難で
ある。又変形防止のため剛構造とすることで部材に応力
集中が発生し、亀裂等の問題が生ずる可能性も高い。更
に同号の技術はロール構造のみに依存しているので、ヒ
ートクラウン抑制限界が該構造で決まってしまい、該ロ
ール構造を決定した際に想定された操業条件とは異なる
条件で操業がなされた場合に、上記抑制限界の調整を行
なうことは不可能である。

【０００７】一方、後者の様にメカニカルクラウンの異
なる複数の冷却ロールを用意しておき、発生する不均一
温度分布に応じてロールの組合せを使い分けて対応しよ
うとする方法は、原理的には成立し得るが、板サイズや
ラインスピード等の各種操業条件に対して発生し得るヒ
ートクラウン全てを対象とすることは現実的に不可能で
ある。特に金属帯中央に比べそのエッジ部にヒートクラ
ウンが発生しにくいことを考えると、板幅サイズ毎にロ
ールを準備しなければならない。従ってこの方法は初め
から限定された前提のもとで有効な技術であり、この前
提が異なる場合に従前の前提のもとで用意された冷却ロ
ールを使用しても不均一冷却を抑制することは不可能で
ある。

【０００８】本発明は従来技術の以上の様な問題に鑑み
創案されたもので、通常は高温の金属帯との接触で発生
するロールのヒートクラウンを他の手段により該ロール
幅方向で積極的に変化せしめ、どのような操業条件のも
とでも柔軟且つ迅速・確実に板幅方向の両者の接触面圧
の均一化を図れるようにしようとするものである。

【０００９】

【問題点を解決するための手段】そのため本発明のロー
ル冷却方法は、冷却ロールの反巻付け側からロール幅方
向の任意の部分の加熱を行なって該ロール幅方向のヒー
トクラウンを制御し、前記金属帯との接触面圧を均一化
せしめることを基本的特徴としている。

【００１０】上記の構成が創案されるに到るまでの背景
には、金属帯と冷却ロールとの接触面圧がこれらの幅方
向で異なることになる現象の原因究明があり、その究明
結果に基づいてなされたものである。

【００１１】即ち、板幅方向で不均一冷却が起こり、そ
れによる熱収縮歪が生ずると、更に接触面圧の不均一分
布が発生する。こうして接触面圧の不均一分布が生じた
結果、局部的に板温の上昇した金属帯の部分に対応する
冷却ロールの温度は、その接触不良がために該金属帯か
らの入熱が低下するため、他の場所に比べ低くなる。従
ってその部分のヒートクラウン量が小さくなり（ロール
径膨張代が小さくなり）、前記金属帯との接触面圧がこ
の部分で更に低下することになる。

【００１２】本発明ではこの様に低くなった部分の接触
面圧を補償するため、外部からこのロール表面部分を加
熱し、その部分のヒートクラウンを増大せしめることで
金属帯との接触面圧を高めるようにしている。従って操
業中であっても、又どの様な操業条件のもとでも柔軟且
つ迅速・確実にその様な調整を行なうことが可能となる
。

【００１３】

【実施例】以下本発明法の具体的実施例につき説明する
。

【００１４】図１及び図２はストリップＸの連続焼鈍ラ
インのロール冷却設備に付設された本発明法の実施設備
の概要を示す説明図である。

【００１５】該ラインでは板サイズ１２３０ｍｍ（ｗ）
×１ｍｍ（ｔ）のストリップＸを２４０ｍ／ｍｉｎのラ
インスピードで通板させ、ガスジェット帯（図示なし）
で徐冷させた後、縦型に５本の冷却ロール１ａ乃至１ｅ
の設置された上記ロール冷却設備で急冷（２００℃板温
降下）せしめ、次の過時効処理帯（図示なし）に送って
いる。

【００１６】このロール冷却設備では各冷却ロール１ａ
乃至１ｅのストリップ巻回側とは反対側に、誘導加熱コ
イル（電気ヒータ等でも良い）が備えられ、これらのロ
ールの曲率に対応して弧状に形成された幅１００ｍｍの
加熱装置２ａ乃至２ｅが１のロールにつきロール幅方向
に複数個設けられている。又各冷却ロール１ａ乃至１ｅ
はその冷却量調整の実施を必要とする観点からストリッ
プＸに対し各ロールを水平方向に動かす押込み量制御が
できるように設置されているが、その押込み量制御の際
、前記加熱装置２ａ乃至２ｅは各ロールの移動方向と同
じ方向に移動できる構成を備えており、ロールの押込み
量制御の妨げにならないようにし、且つロールと常に一
定間隔を保てるようにしている。即ち、各加熱装置１ａ
乃至１ｅは図１に示される基台２０上のガイド溝２１に
沿って油圧シリンダ２２により進退するロッド２３の先
端に取付けられており、冷却ロール１ａ乃至１ｅの各水
平方向の移動に同期して同方向に移動できる構成となっ
ている。更に上記基台２０自身が図示しない駆動機構に
よりロール幅方向に移動できるように設置されており、
このような構成で図２に示される様に各加熱装置２ａ乃
至２ｅも同方向に移動可能となっている。

【００１７】一方各冷却ロール１ａ乃至１ｅの出側には
ストリップＸの幅方向板温を測定する板温計３ａ乃至３
ｅが設けられており、各ロール１ａ乃至１ｅ出側のスト
リップＸの板温分布を測定している。

【００１８】更に、各冷却ロール１ａ乃至１ｅ毎に別個
に制御回路（図示なし）が設けられており、前記板温計
３ａ乃至３ｅの板温測定値が入力される。該制御回路は
入力された各ロール出側の板温分布に基づき、板温の高
い個所に相当するロール面部分に加熱装置２ａ乃至２ｅ
を移動せしめることができる様に、基台２０自身を動か
す駆動機構へ制御信号を出力する。又これらの制御回路
は加熱処理を行なわない各加熱装置２ａ乃至２ｅに対し
出力ダウンや出力停止の制御信号も出力する。

【００１９】本発明者等は上記ロール冷却設備で制御回
路による加熱装置２ａ乃至２ｅの移動及び加熱処理制御
を停止せしめて、手動により次の様な実験を行なった。

【００２０】即ち、加熱装置２ａ乃至２ｅの出力を停止
せしめ、冷却ロール１ａ乃至１ｅにより急冷されて出て
くるストリップＸの幅方向板温を板温計３ｅにより測定
した所、その板温分布はエッジ部の板温が高く、中央部
とエッジ部との板温偏差は８０℃あった。

【００２１】次に本発明者等は各加熱装置２ａ乃至２ｅ
のうち夫々両側の２つを図３に示すように、ストリップ
Ｘの両エッジ部の外側１００ｍｍの幅のロール表面部分
に移動させ、ロール１ａ乃至１ｅの表面部分の誘導加熱
を行なった。 この時の加熱装置２ａ乃至２ｅへの投入電力を０から１
１０ＫＷまで上げながら実験を行なった所、冷却ロール
１ｅ出側のストリップＸのエッジ部と中央部の板温偏差
は投入電力の上昇と共に減少し、９０ＫＷ以上では１５
℃のまま略一定となった。その実験の際の投入電力と板
温偏差の関係を図４に示す。

【００２２】以上の実験結果から推測すると、本実施例
では、ストリップＸのエッジ部から外れたロール表面部
分に、該ストリップＸから各冷却ロール１ａ乃至１ｅへ
の熱移動量に相当する熱を加熱装置２ａ乃至２ｅによっ
て投入することにより、該エッジ側のロール表面部分に
発生するヒートクラウンを前記図３の破線で示すように
矯正することになり、結果的にエッジ部と冷却ロール１
ａ乃至１ｅとの接触不良が解消され、板幅方向の冷却分
布が均一化されることになったものと思われる。

【００２３】以上の実施例構成での実際の操業では、冷
却ロール１ａ乃至１ｅの各出側に設置された板温計３ａ
乃至３ｅの板温測定に基づいて夫々個別に加熱装置２ａ
乃至２ｅの幅方向への移動及び出力制御がなされること
になるので、上記板温偏差は更に小さくなるものと予想
される。又特にストリップＸの板幅サイズ変更があった
場合でも即時に対応可能となり、更にこのようなロール
表面部の加熱が必要ない時は、加熱装置２ａ乃至２ｅの
出力停止や後方への待避もできる様になる。

【００２４】一方加熱装置２ａ乃至２ｅの加熱方式とし
ては本実施例では誘導加熱方式を用いているが、これに
限定されるものではなく、放射型の電気ヒータ等を用い
ても良い。又加熱領域についても、本実施例の様にスト
リップＸエッジ部近傍のロール表面部分だけでなく、該
ストリップＸ中央部等に相当するロール表面部分となる
こともある。即ち、中伸び傾向でストリップＸと各ロー
ルの接触状態が板中央部で不良となり、ロール温度が低
下してヒートクラウンが他の領域に比べ小さくなってい
る場合、ロール中央部を局所的に加熱してヒートクラウ
ンを大きくするということになる。

【００２５】

【発明の効果】以上詳述した本発明法によれば、ロール
幅方向のヒートクラウン制御により金属帯との接触面圧
を均一化し、これにより該金属帯板幅方向の均一冷却を
実現することができるようになる。尚、実開昭６３−１
８３２６５号ではロールを加熱する構成が開示されてい
るが、これは真空蒸着等に使用される金属帯の巻付ロー
ル等に金属蒸気が付着しないように、該ロールを均一加
熱するためのものであって、局部加熱によってヒートク
ラウンを制御する本発明の構成とは全く異なるものであ
ることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】ロール冷却設備に適用された本発明法の実施設
備概要を示す概略図である。

【図２】本実施例設備における加熱装置の付設状態を示
す斜視図である。

【図３】本実施例で加熱装置によるロール表面加熱箇所
を示す説明図である。

【図４】本実施例で得られた加熱装置への投入電力と板
温偏差の関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１、１ａ〜１ｅ　　　　　冷却ロール ２ａ〜２ｅ　　　　　　　　加熱装置 ３ａ〜３ｅ　　　　　　　　板温計

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　冷却ロールへの巻付けにより金属帯の
   冷却を行なうロール冷却方法において、該冷却ロールの
   反巻付け側からロール幅方向の任意の部分の加熱を行な
   って該ロール幅方向のヒートクラウンを制御し、前記金
   属帯との接触面圧を均一化せしめることを特徴とするロ
   ール冷却方法。