JPH0610062A - 通電用均温ロール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 通電ロ−ルから導電材へ通電する際に発生す
るスパ−クを防止する。 【構成】 ロ−ル表層の胴長方向に、熱媒体を封入した
ヒ−トパイプを埋設し、ロ−ルと被加熱導電性材料との
接触部からの入熱を、該被加熱導電性材料幅方向に均一
拡散させ、幅方向温度偏差を抑制する通電用均温ロ−
ル。 【効果】 スパ−クが防止され、安定して通電ができる
とともに、加熱材からの抜熱も小さく板変形が起きな
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、導電性材料、特に鋼板
に通電加熱するための通電用均温ロ−ルに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、冷延鋼板の連続焼鈍炉内
における加熱方式としては、直火型無酸化加熱方式、輻
射管加熱方式、間接電気加熱方式などが用いられている
が、これら各方式は、いずれも伝熱による加熱方式であ
るので、単位時間当たりの加熱能力はあまり高くなく、
必要な総熱量を確保するためには、加熱時間を長くとら
ねばならず、必然的に加熱帯の長さが長くなる。また、
電気加熱のための抵抗発熱体の温度もあまり高温にはで
きないため加熱能力が制約され、全体として設備が長大
となる。

【０００３】このような伝熱による加熱方式に対して、
近年、炉内にある帯状金属に直接通電して加熱する方法
が提案されている。例えば、特開昭５９−２２２５３５
号公報にあるように、ストリップを案内するロ−ラ−に
通電し、このロ−ラ−間のストリップを電気抵抗により
加熱する場合に、通電ロ−ラ−両端又は片端より導帯へ
通電するブラシを取付け、ブラシを介してロ−ラの任意
の導帯へ通電し、ストリップと通電ロ−ラ−間のスパ−
クを防止しようとするものである。また、特開昭６２−
５０４１８号公報は、連続熱処理炉の炉内で帯状金属を
通電加熱する際に、炉内下段の搬送ロ−ルの下面の一部
又は全部を囲繞するケ−シングを設置し、このケ−シン
グ内に導電性粒体の流動層を形成し、外電電源からケ−
シング内の導電性粒体を介して帯状金属に給電して加熱
する場合に、帯状金属との間のスパ−クを防止しようと
するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような電
極ロ−ルによって帯状金属に給電する従来の方式は、実
用面においては、次のような問題がある。すなわち、特
開昭５９−２２２５３５号公報にあっては、ロ−ル巻き
付け始めと終りに通電せず、完全接触をしたと考えられ
る状態で通電する発明であるが、ストリップの幅方向の
不安定接触は解消されず、特にロ−ルに熱クラウンが発
生した場合には効果がない。また、特開昭６２−５０４
１８号公報にあっては、導電性粒体の流動層を常にガス
圧によって鋼帯に接触する必要があり、この接触変動に
よって、通電効率に大きく影響すること、接触不安定に
よりスパ−クが発生しやすいこと等の欠点がある。本発
明は、上記のごとき問題点を解消し、スパ−クを発生し
ない新規な通電用ロ−ルを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明では、上記のよう
な課題を解決するための、通電用均温ロ−ルであり、そ
の特徴とするところは、被加熱導電性材料に一対の上下
ロ−ルで挾持して、通電加熱する通電用ロ−ルであっ
て、ロ−ル本体の胴長方向の外層部に熱媒体を封入した
ヒ−トパイプを埋設し、該通電用ロ−ルと被加熱導電性
材料との接触部からの入熱を、該被加熱導電性材料幅方
向に均一拡散させ、幅方向温度偏差を抑制しながら通電
を行うことを特徴とする通電用均温ロ−ルにある。

【０００６】以下、本発明について図面に従って詳細に
説明する。図１は導電性材料１に通電して直接加熱する
場合の基本的構成を示す図であって、変圧器型の通電加
熱装置による鋼板の通電加熱例を示している。すなわ
ち、この通電加熱装置においては、入側、及び出側にそ
れぞれコンダクタ−ロ−ル２．３に沿って、導電性材料
１を通板させながら加熱するものである。この各コンダ
クタ−ロ−ル２．３の間には環状トランス４が配設され
ている。このような、導電性材料１を案内するロ−ルに
通電し、ロ−ル間に導電性材料１を介し、電流を流すこ
とにより導電性材料の電気抵抗により、導電性材料自身
が発熱して加熱されるものである。

【０００７】しかし、ロ−ル間を導電性材料が連続的に
通過する関係から、導電性材料はロ−ルと密着する部分
とそうでない部分とが発生し、また、加熱された導電性
材料と接触する側の通電ロ−ルは、導電性材料からの熱
により膨張し、ロ−ル中央部が脹らみ、中央部の圧力が
高くなり、導電性材料のエッジの圧力分布が下がりはじ
める。これらが、さらに進むと導電性材料とロ−ルとの
間には隙間が生じ、このような部分的な圧力の低下が起
き、導電性材料と通電ロ−ルとは不安定接触状態とな
り、容易にスパ−クを発生する。この原因としてサ−マ
ルクラウンによることが判明した。従って、このサ−マ
ルクラウンの発生を防止するロ−ルを採用すれば、スパ
−クを発生することを防止出来るものである。

【０００８】そこで発明者等は、このサ−マルクラウン
を生じないロ−ル構造を種々研究した結果、ロ−ル構造
面では被加熱板幅端部面圧低下の一因であるサ−マルク
ラウン防止をする必要がある。このサ−マルクラウン防
止を図るためには、ロ−ルに温度偏差をなくすることの
知見を見出した。そのためには、ロ−ルに温度偏差を生
じないロ−ル構造をとる必要があり、本発明の均温ロ−
ルに至った。

【０００９】図２は本発明に係る均温ロ−ルの断面構造
を示す図である。この図２に示すように、通常の鋳鉄ロ
−ル本体５の外層部にヒ−トパイプを埋設し、このヒ−
トパイプ中には熱媒体である高温用熱媒体、例えば、有
機熱媒体や無機熱媒体（塩、溶融金属等）を封入し、こ
のロ−ルと被加熱導電性材料である板との接触部からの
入熱を一気に板幅方向へ拡散させ、均熱性を確保するこ
とによって、板幅方向温度偏差によるサ−マルクラウン
を抑制するものである。

【００１０】

【作用】図３は鋼板の板幅方向距離とロ−ルの表面温度
との関係を示す図である。この図は板幅１５０ｍｍ，加
熱温度５００℃、線電流密度２０Ａ／ｍｍ² における板
幅中心部と板幅端部との均温ロ−ル表面温度を示したも
ので、板幅方向の温度偏差は１℃程度であり、通常のヒ
−トパイプを埋設しない鋳鉄ロ−ルの場合は約３０℃の
偏差を生じるものに比較して非常に小さいことがわか
る。また、そのときのサ−マルクラウン量について示め
したものが図４である。すなわち、図４は板幅方向距離
とサ−マルクラウン量との関係を示す図であって、この
図から明らかなように、板幅中心部と板端部とのサ−マ
ルクラウン量は１〜２μｍと極めて小さく通常のヒ−ト
パイプを埋設しない鋳鉄ロ−ルの場合の約１／３０〜１
／１５である。

【００１１】また、図５は板幅方向距離と本発明に係る
均温ロ−ル接触面圧値との関係を示す図である。この図
によれば、板幅方向での面圧差は極めて小さく、通常の
鋳鉄ロ−ルの平均面圧３ｋｇ／ｍｍ²に対して、低面圧
の１．８ｋｇ／ｍｍ²であることをを示している。この
ことは、板幅全域に亘って充分に安定した限界面圧を確
保することが可能であることがわかる。これに対して、
従来の鋳鉄ロ−ルでスパ−クが発生するのは、面圧が不
均一なために、板幅全域に亘って最低面圧の１．８ｋｇ
／ｍｍ² を確保出来ないためと考えられる。このよう
に、均温ロ−ルは板幅端部から板幅中心部間の温度偏
差、サ−マルクラウン量の差、並びに接触面圧差がそれ
ぞれ極めて小さく、従って、本発明の均温ロ−ルでの通
電加熱を行った場合には、極めて安定した通電加熱が可
能であることを示している。

【００１２】

【実施例】図１に示すような変圧器型の通電加熱装置に
おいて、外形２３０ｍｍ，胴長６００ｍｍの外層部に溶
融塩からなる熱媒体を封入したヒ−トパイプを埋設した
均温ロ−ルを使用し、通板速度を６〜６０ｍ／ｍｉｎの
範囲で行った。また、通電電流は最大６０００〔Ａ〕を
通電した。その結果、被加熱導電性材料である鋼板板幅
１ｍｍ当たりの通電電流は、最大の４０〔Ａ〕を通じ、
常温から１１００℃までの加熱する間のどの温度でもス
パ−クの発生はなく、安定した加熱が可能であるばかり
でなく、均一に鋼板と通電ロ−ルが接触することから、
板からのロ−ルへの抜熱も略均等に行なわれ、ロ−ル通
過後の鋼板板幅方向温度分布も±５℃以内と良好であ
り、温度差による鋼板の変形も全く行われなかった。

【００１３】

【発明の効果】以上述べたように、本発明に係る均温ロ
−ルを使用しての通電加熱によれば、導電性材料に対し
て極めて広い面積に亘って、一様に安定した通電加熱が
できるので、通電部の導電性材料の単位面積当りの電流
量、すなわち、電流密度をそれほど高くする必要なくし
て、導電性材料に流し得る総電流量は大きくなり、所要
昇温量に対する加熱帯の必要長さを短くすることがで
き、かつ電極ロ−ルと導電性材料との間のスパ−クがな
くなり、従って、ア−ク疵が発生せず、導電性材料の板
幅方向温度分布も均一な加熱が行われ、かつ導電性材料
の疵発生を防止できる優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】導電性材料に通電して直接加熱する基本構成
図、

【図２】本発明に係る均温ロ−ルの構造を示す図、

【図３】鋼板の板幅方向距離と均温ロ−ルの表面温度と
の関係を示す図、

【図４】本発明に係る均温ロ−ルの板幅方向距離とサ−
マルクラウンとの関係を示す図、

【図５】同、均温ロ−ルの板幅方向距離と接触面圧との
関係を示す図である。

【符号の説明】

１ 導電性材料、 ２ 入側コンダクタ−ロ−ル、 ３ 出側コンダクタ−ロ−ル、 ４ 環状トランス、 ５ 鋳鉄ロ−ル本体、 ６ ヒ−トパイプ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 広田 芳明 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 生田 文昭 神奈川県厚木市岡田1701−３

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被加熱導電性材料に一対の上下ロ−ルで
   挾持して、通電加熱する通電用ロ−ルであって、ロ−ル
   本体の胴長方向の外層部に熱媒体を封入したヒ−トパイ
   プを埋設し、該通電用ロ−ルと被加熱導電性材料との接
   触部からの入熱を、該被加熱導電性材料幅方向に均一拡
   散させ、幅方向温度偏差を抑制しながら通電を行うこと
   を特徴とする通電用均温ロ−ル。