JPH06330183A - 鋼帯の蛇行抑制方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】連続焼鈍炉の加熱帯において、短時間で、しか
も効率的に蛇行を収束させる。 【構成】加熱炉Ｋのハースロール１Ｂにおいて蛇行が発
生した場合、鋼帯Ｗを直火加熱帯２によってΔＴ℃上昇
させ、この昇温鋼帯Ｗと蛇行発生ハースロール１Ｂとの
接触によりハースロール１Ｂの通板部分を昇温し、ハー
スロール１Ｃの温度分布を均一化することにより前記鋼
帯Ｗの蛇行を収束させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、連続焼鈍炉に配設され
たハースロールのクラウン変形を抑制して鋼帯の蛇行を
防止する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、連続焼鈍炉の加熱炉におけるハ
ースロールには、鋼帯の蛇行を防止するために適量のク
ラウンが付されており、このハースロールのクラウン量
が通板される鋼帯のセンタリング性に大きく影響する。
しかし、前記ハースロールのエッジ部分はラジアントチ
ューブからの輻射熱を受けて炉内温度とほぼ同じ温度に
なっているのに対し、鋼帯の通板部分（中央部分）は鋼
帯との接触により鋼帯とほぼ同じ温度となっている。し
たがって、鋼帯の温度が炉の温度より低い場合、ハース
ロールのセンター部の温度がエッジ部の温度より低くな
り凸クラウン量が減少するサーマルクラウンが発生し、
このクラウン量の変化により、鋼帯の蛇行が発生する。

【０００３】したがって、鋼板の蛇行を防止するために
は、前記ハースロールのクラウン量を一定に保つこと、
すなわちハースロールの温度を軸方向に均一に保ちクラ
ウン量を変化させないことが最も有効な方法となるが、
従来より、ハースロールのクラウンを制御するための方
法としては以下のような方法が開示されている。 特開昭62-67123号公報；ハースロール配置部分と、
鋼帯加熱部分とを区画する隔壁を設け、ハースロール配
置部分の温度がハースロールセンター部の温度に近づく
よう制御する。

【０００４】 特開昭63-38532号公報；に示す方法
同様に、ハースロール配置部分と鋼帯加熱部分とを区画
する隔壁を設け、ハースロールにおける各部分の温度を
連続的に測定し、その値に基づいてロールエッジ部を冷
却または加熱してサーマルクラウンをコントロールし、
鋼帯の蛇行およびヒートバックルを防止する。

【０００５】 特公昭63-44805号公報；加熱帯の燃焼
排ガスの顕熱を熱交換器で回収し、この気体を鋼帯に吹
付け第１段予熱を行い、ついで加熱したロール鋼帯を巻
付け通板して第１段予熱よりも高温の第２段予熱を行う
順序結合からなる連続熱処理によって鋼帯の蛇行防止を
図る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記各公報に
示される従来技術には、以下のような問題がある。すな
わち、およびに示す方法においては、ハースロール
配置部分を冷却するための冷却媒体として気体を用いて
いるため、ハースロール配置部分の温度が安定するまで
に時間がかかり、蛇行修正を行うのに時間を要する。こ
のため、鋼帯の溶接点等によって突発的に蛇行が発生し
た場合等は、長時間蛇行が継続されることとなる。ま
た、加熱炉内であるハースロール配置部分を冷却するた
め、エネルギー的に不利な面もある。

【０００７】一方、に示す方法においては、鋼帯の蛇
行防止を図ってはいるが、第１段予熱と第２段予熱の温
度差を制御することによって鋼帯の蛇行を防止するもの
であるため、加熱帯における鋼帯の蛇行防止には適用で
きない。

【０００８】したがって本発明の課題は、連続焼鈍炉の
加熱帯内において、蛇行が発生した場合に、短時間でそ
の蛇行を収束させることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、連続焼鈍ラインの加熱炉内における鋼帯
の蛇行を防止するに当り、当該蛇行が発生したハースロ
ールのライン前段位置において直火加熱により鋼帯を昇
温させ、この昇温鋼帯と前記蛇行発生ハースロールとの
接触によりハースロールの通板部分を昇温してロールク
ラウン量を制御し前記蛇行を収束させる点を、その構成
とするものである。

【００１０】

【作用】本発明者等は、連続焼鈍炉の加熱帯において鋼
帯の蛇行が発生した場合、この蛇行を抑制するために、
どのような方法が最も迅速にハースロールの温度分布を
均一にし得るかについて鋭意研究を重ねた。従来の方法
の場合は、ハースロールの通板部分の温度を基準（固
定）とし、ハースロールエッジ部の温度を冷却して温度
を均一にする考えの下、ハースロールのエッジ部を冷却
するための熱媒体として気体を用いるものであったた
め、熱伝達率が悪くハースロールの温度を変化させるま
でに相当の時間が掛かるものであった。

【００１１】そこで、本発明者等は、鋼帯とハースロー
ル間の接触熱伝達係数が高い点に着目し、熱媒体として
鋼帯を用いる方法が最も迅速にハースロールに温度変化
を与えられるとの知見に基づき、蛇行が発生したライン
前段位置において、直火加熱方式によって鋼帯を昇温
し、この昇温鋼帯と前記蛇行発生ハースロールとの接触
によりこのハースロールの通板部分を昇温させることと
した。

【００１２】具体的に両者の比較の下で説明すると、従
来法の場合は、図４に示すように、ハースロールのエッ
ジ部の温度昇降は、冷却ガスＧを熱媒体とする熱交換に
よって行っており、この場合の熱伝達係数は約50kcal/k
gC程度と低いものであった。

【００１３】一方、本発明においては、図３に示すよう
に、直火方式によって昇温された鋼帯Ｗとハースロール
１の通板部分とが接触し直接的に鋼帯Ｗの熱がハースロ
ール１に伝えられる。この場合、鋼材同士の接触熱伝達
係数は約2000kcal/kgCと高く、気体の場合と比較して約
４０倍の熱伝達量が得られることとなり、ハースロール
１の温度変化応答が迅速となり、わずか数分でハースロ
ールの軸方向温度分布を均一にすることができる。

【００１４】一方、サーマルクラウンが発生しなくと
も、たとえば焼鈍に供される鋼帯の板厚，板幅が変化し
た場合に、突発的に蛇行が発生することがある。この場
合、蛇行が発生したハースロールのクラウン量を増加さ
せることにより蛇行を抑制することができる。クラウン
量を増加させるためには、センターの温度を昇温させる
か、エッジ部の温度を降温させればよい。このような場
合においても、本発明法によれば、直火加熱によって昇
温した鋼帯を介していち早くハースロールのセンター部
に熱量を付与し、その温度を昇温させることができるた
め、迅速にクラウン量を増加させ蛇行を収束させること
ができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を示し、その効果を明
らかにする。図１は本発明にかかる蛇行抑制を行うため
の加熱炉Ｋの模式図である。鋼帯Ｗは、蛇行検知手段と
して用いられているＣＰＣ（Center Position Control)
を備えたハースロール１Ａ，ハースロール１Ｂおよびそ
の中間のハースロール１Ｃによって方向転換されながら
加熱炉内を連続的に流れている。なお、蛇行検知手段と
しては、ＣＰＣの他にＥＰＣ(Edge Position Control)
、あるいはその他の音波、光波等の蛇行検知手段を用
いることもできる。また前記ハースロール１Ｃとハース
ロール１Ｂとの間に鋼帯Ｗを加熱昇温するための直火バ
ーナーが連なる直火加熱帯２が用いられる。この加熱炉
Ｋにおける蛇行抑制について図２に示すフローチャート
において説明すると、各ハースロールに設けられたＣＰ
Ｃ等の蛇行検知手段によって、鋼帯蛇行の発生を検知す
る。今仮に、ハースロール１Ｂによって蛇行が検出され
た場合、この蛇行量が所定の許容範囲を超える場合は、
当該ハースロール１Ｂの前段に配設された直火加熱帯２
によって鋼帯の温度を昇温させる。昇温量ΔＴの決定に
あたっては、蛇行量は他のファクターとの関係では、材
質ごとに蛇行量＝ｆ（板厚、板幅、ライン速度、加熱炉
温−直火部出側板温）の関係にあり、鋼帯の板厚、板
幅、ライン速度、加熱炉温から加熱炉温−直火部出側板
温（ハースロールのエッジ部と通板部との温度差の指標
値）が適切になるように、すなわちハースロールの温度
が均一になるようなΔＴを決定する。

【００１６】また、現状の蛇行発生位置とライン速度、
直火加熱帯と出側板温の応答時間から、直火加熱帯の温
度を上昇させるタイミングと、出側板温を昇温させてい
る時間Δｔとを算出する。

【００１７】上記のように算出されたΔＴおよびΔｔに
より、出側板温をΔＴ℃だけΔｔ秒間上昇させることに
より、鋼帯Ｗを介してハースロール１Ｂの通板部分に熱
を与えられ、ハースロールの通板部とエッジ部との温度
を均一化してサーマルクラウンを無くし鋼帯Ｗの蛇行を
収束させる。蛇行が収束し、あるいは許容範囲内となっ
た時点で前記加熱バーナによる蛇行抑制制御が完了す
る。

【００１８】＜実施例１＞本実施例においては、鋼帯初
期蛇行量ΔＨが５０mm発生したとき、鋼帯加熱を行わな
い場合（比較例）と、本発明法である鋼帯加熱を行った
場合とで、蛇行の収束状況を観察した。なお、本実施例
に用いた鋼帯は、板厚1.6mm ×板幅930mm、ライン速度1
60mpm、鋼種は極低炭である。

【００１９】先ず、鋼帯加熱を行わない場合は、図６に
示されるように、蛇行が発生した後も鋼帯温度が７００
℃で常に一定であり、蛇行量ΔＨは５０mmのまま収束す
ることなくそのまま継続していることが判明される。

【００２０】これに対して本発明法の場合には、図５
（Ａ）に示すように、蛇行が発生した後、直火加熱帯２
によって鋼帯温度をΔＴ＝５０℃だけ昇温させると、図
６（Ｂ）に示すように、３分経過時点で約５mm/m（Δ
ｈ）程度まで蛇行が収束した。

【００２１】なお、蛇行による生産能率の低下量は、比
較例においては、約２％であったのに対し、本発明例に
おいては、蛇行を抑制できた結果、約０．４％となり、
その分生産能率が向上することなる。

【００２２】この他の本発明例として、板厚、板幅、初
期蛇行量ΔＨ、直火の板温を５０℃上昇させ、３分経過
後の蛇行量Δｈ、ライン速度の関係を表１に示す。

【００２３】

【表１】

【００２４】＜実施例２＞本発明例と、従来例である上
記特開昭62-67123号公報によるハースロール室を設けて
サーマルクラウンを制御する方法とを比較した。サーマ
ルクラウン量は、図７に示すように、ハースロール１の
中央部に測定点Ｐを設け、この点の移動量をサーマルク
ラウンＳＣとして測定した。

【００２５】両者におけるクラウン量の変化および蛇行
収束までにかかる時間を図８，図９に示す。なお、本実
施例に用いた鋼帯は、板厚2.0 mm×板幅835 mm、ライン
速度150mpm、鋼種は極低炭である。

【００２６】先ず、従来例の場合は、図９に示されるよ
うに、ハースロール室の制御を入れてからサーマルクラ
ウン量が整定状態（定常状態）に達し、蛇行が収束する
のに約２５分掛かったのに対し、本発明法の場合には図
８に示されるように、直火の板温の制御をしてからサー
マルクラウン量が整定状態に達し、蛇行が収束するのに
約５分で済んだ。なお、クラウン量が整定状態になると
同時に蛇行が収束していることから、ロールクラウンが
一定状態にあれば蛇行が抑制されることも同時に判明さ
れる。

【００２７】また、ハースロール室制御を行わない場合
の熱エネルギーロスを０（基準）とすると、前記特開昭
62-67123号公報によるハースロール室を設けてサーマル
クラウンを制御する方法の場合は熱エネルギーロスが＋
３％であったのに対して、本発明法の場合の熱エネルギ
ーロスは−１％でありエネルギーロスも小さいことが判
明した。

【００２８】＜蛇行量とΔＴとの関係＞本発明における
出側板温の上昇量ΔＴによって、どのように蛇行量が変
わるかについて実験を行った。供試材としては、板厚1.
2mm ×板幅900mm の鋼帯を用いライン速度160mpmで実験
を行った。その結果を図１０に示す。図１０から判るよ
うに、出側板温の上昇量ΔＴと逆比例的に蛇行が収束す
る。すなわち、ΔＴが大きいほど、蛇行は収束すること
となる。

【００２９】

【発明の効果】以上詳説の通り、本発明によれば、連続
焼鈍炉の加熱帯において、蛇行が発生した場合、短時間
でしかも効率的にその蛇行を抑制し、収束させることが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる焼鈍加熱炉Ｋの模式図である。

【図２】本発明法のフローチャートである。

【図３】本発明である鋼帯を媒体とするサーマルクラウ
ン抑制法を示す図である。

【図４】気体を冷却媒体とするサーマルクラウン抑制法
を示す図である。

【図５】（Ａ）は本発明による蛇行抑制を行ったときの
出側板温のグラフであり、（Ｂ）は蛇行量を示すグラフ
である。

【図６】（Ａ）は蛇行制御を行わない場合の出側板温を
示すグラフであり、（Ｂ）は蛇行量を示すグラフであ
る。

【図７】サーマルクラウン量測定箇所を示す図である。

【図８】（Ａ）は本発明による蛇行抑制を行ったときの
サーマルクラウン量を示すグラフであり、（Ｂ）は蛇行
量を示すグラフである。

【図９】（Ａ）は従来法による蛇行抑制を行ったときの
サーマルクラウン量を示すグラフであり、（Ｂ）は蛇行
量を示すグラフである。

【図１０】本発明による蛇行量とΔＴの関係を表すグラ
フである。

【符号の説明】

１…ハースロール、２…直火加熱帯、Ｋ…焼鈍加熱炉、
Ｒ…ハースロール設置部分、Ｗ…鋼帯

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】連続焼鈍ラインの加熱炉内における鋼帯の
   蛇行を防止するに当り、当該蛇行が発生したハースロー
   ルのライン前段位置において直火加熱により鋼帯を昇温
   させ、この昇温鋼帯と前記蛇行発生ハースロールとの接
   触によりハースロールの通板部分を昇温してロールクラ
   ウン量を制御し前記蛇行を収束させることを特徴とする
   鋼帯の蛇行抑制方法。