JPH0711341A - 連続熱処理炉におけるハースロールのクラウン制御方法および制御装置 - Google Patents

連続熱処理炉におけるハースロールのクラウン制御方法および制御装置

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JPH0711341A
JPH0711341A JP15942893A JP15942893A JPH0711341A JP H0711341 A JPH0711341 A JP H0711341A JP 15942893 A JP15942893 A JP 15942893A JP 15942893 A JP15942893 A JP 15942893A JP H0711341 A JPH0711341 A JP H0711341A
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JP
Japan
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roll
crown
refrigerant
roll shell
hearth roll
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Withdrawn
Application number
JP15942893A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Uchida
裕之 内田
Tomohide Kamiyama
知英 神山
Takumi Ono
琢美 大野
Hiroo Ishibashi
博雄 石橋
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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  • Control Of Heat Treatment Processes (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 鋼帯等の帯板の連続熱処理炉において、帯板
のサイズや操業条件を変更しても、帯板の蛇行やヒート
バックルが発生しないように、操業中常にハースロール
のクラウンを適正範囲に維持し、しかも簡単な構造で応
答性よくクラウン量を制御する技術の提供を目的とす
る。 【構成】 中空ハースロールの内部に、ロールシェル内
面との間に間隙を持たせてロール軸方向に部分的に中子
を設け、該間隙に冷媒を通すことにより、該中子の配設
部位のロールシェルを冷却することを特徴とするハース
ロールのクラウン制御方法および制御装置であり、必要
に応じてロールシェルの温度分布を測定し、それに基づ
いて冷媒の供給量を調整するものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、鋼帯等の帯板を加熱炉
内に連続的に通板して、焼鈍等の熱処理を行う際のハー
スロールのクラウン制御方法および制御装置に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】鋼帯等の帯板を連続熱処理炉に通板する
に際して、帯板は炉内に設けられたハースロールに支持
され搬送される。このとき、帯板がハースロールの軸方
向に蛇行しないように、ロールシェルにはクラウンが設
けられている。クラウンが小さいと帯板は蛇行し、炉内
の所定位置から外れて適正な熱処理が行えず、また炉壁
に接触する等のトラブルの原因になる。またクラウンが
大きすぎると、帯板にヒートバックルと呼ばれる絞りし
わが発生する。したがって、ロールシェルのクラウン
は、操業中常に適正値に維持されていなければならな
い。
【0003】ところで、加熱炉の設定温度を変更した
り、あるいは温度が一定でも通板する帯板のサイズ
(幅,厚さ)や通板速度が変わると、加熱帯の入側およ
び出側や冷却帯入側等、雰囲気温度と帯板温度の差が大
きい所では、ロールシェルのクラウンが変化して、蛇行
やヒートバックルが生じることがある。すなわち、ハー
スロールの温度は雰囲気温度になっているのに対して、
加熱帯入側では帯板温度が雰囲気温度より低いので、図
6(a)の部分断面図に示すように帯板Sに接したロー
ルシェル2の部位は冷却され収縮してクラウンが小さく
なり、帯板Sが蛇行しやすくなる。また冷却帯入側では
帯板温度が雰囲気温度より高いので、図6(b)に示す
ように帯板Sに接したロールシェル2の部位は膨張して
クラウンが大きくなり、帯板Sにヒートバックルが生じ
易くなる。
【0004】従来、このような問題を解決する手段とし
て本出願人は、中空ハースロールの内部または外部か
ら、温度および流量を調整した冷媒をロールシェルに吹
き付けて適正なクラウンを維持する制御方法を特公昭5
8−43454号により提案している。また中空ハース
ロールの内部から冷却する方式としては、特開昭58−
56826号および特開平4−202716号があり、
外部冷却方式には、特開昭62−253734号および
特開昭63−38532号がある。しかし、これら内部
冷却方式は、いずれも構造が複雑であり、ノズルを用い
て冷却ガスをロールシェルの内面に吹き付けるものは、
応答速度を上げるため多数のノズルを使用しかつ吐出流
速を高める必要性からノズル径が小さく、目詰まり等の
トラブルを招きやすいので、保守の負担が大きいという
問題がある。またこれら外部冷却方式は、帯板と干渉し
ないように設置する必要性から、ロール周方向の一部の
みを冷却することとなり応答性が劣るという問題があ
り、応答性向上のため冷却能力を上げると、炉内圧力変
動や炉温低下を招き、外気の混入や熱効率の低下を引き
起こす恐れがある。さらに本出願人は、耐熱鋼からなる
ロールシェルの内周面に熱伝導度の大きな金属を層状に
設け、ロール軸方向の温度分布を均一化し、適正なクラ
ウンを維持することを、特開平2−163326号によ
り提案しているが、十分な効果は得られていない。ま
た、ロールシェルの外周に、軸方向に連続し中空部に貫
通するスリットを多数列設け、ロール周方向の歪みを吸
収することでクラウンの変動を防止することを、特開平
4−131328号により提案しているが、ロール表面
に溶射被膜を施した場合には溶射膜が剥離しやすいとい
う問題がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、鋼帯等の帯
板の連続熱処理炉において、帯板のサイズや操業条件を
変更しても、帯板の蛇行やヒートバックルが発生しない
ように、操業中常にハースロールのクラウンを適正範囲
に維持し、しかも簡単な構造で応答性よくクラウン量を
制御する技術の提供を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、帯板の連続熱
処理炉における中空ハースロールの内部に、ロールシェ
ル内面との間に間隙を持たせてロール軸方向に部分的に
中子を設け、該間隙に冷媒を通すことにより、該中子の
配設部位のロールシェルを冷却することを特徴とするハ
ースロールのクラウン制御方法および制御装置であり、
必要に応じてロールシェルの温度分布を測定し、それに
基づいて冷媒の供給量を調整するものである。
【0007】図1は本発明におけるハースロールの縦断
面と制御系を示すものであり、連続熱処理炉の加熱帯入
側等、帯板温度が雰囲気温度よりも低く、ハースロール
が帯板により冷却される場合の適用例である。中空ハー
スロール1の内部には、ロールシェル2の内面との間に
間隙を持たせて中子3がロール軸方向2ケ所に設けられ
ている。その位置は、帯板Sのエッジがロールシェル2
に接する部位である。中子3は円筒状で内周面に冷媒供
給管4が接続し、これらの軸はロールシェル2の軸と一
致している。冷媒供給管4はロールシェル2の端部でロ
ールシェル2に接合され、その外側で回転ジョイント6
により冷媒導入口8と連通している。5は連続熱処理炉
の炉壁との接続部の軸受である。冷媒導入口8には冷媒
供給装置11から冷媒が供給され、冷媒は矢印で示すよ
うに、冷媒供給管4を通り中子3の内周面内を通り抜
け、ロールシェル2と中子3との間隙を通って冷媒排出
口9から排出される。冷媒を循環使用する場合は、冷媒
排出口9を回転ジョイント6に設け、熱交換して冷媒供
給装置11に導く。冷媒としては、空気,窒素,アルゴ
ン等のガス、あるいはこれらガスと水からなるミストを
用いることができる。
【0008】図2も本発明におけるハースロールの縦断
面と制御系を示すものであり、連続熱処理炉の冷却帯入
側等、帯板温度が雰囲気温度よりも高く、ハースロール
が帯板により加熱される場合の適用例である。中子3
は、帯板Sがロールシェル2に接する部位1ケ所に設け
られ、中央部にスリット10が穿設されている。冷媒は
矢印で示すように、冷媒供給管4から中子3内に供給さ
れ、スリット10から出てロールシェル2と中子3の間
隙を通り、冷媒排出口9から排出される。
【0009】図1および図2の例において、帯板Sのサ
イズおよび通板速度、炉温などの操業条件が一定で、ロ
ールシェル2の温度分布が一定の場合は、冷媒の供給量
は一定でもよいが、操業条件が変動したり、あるいは帯
板Sのサイズが変わったとき等、ロールシェル2の温度
分布が変動するときは、例えば温度センサー7a,7
b,7cからの情報に基づく温度分布により冷媒の供給
量を調整する。12は各温度センサー7の情報に基づい
て、ロールシェル2のクラウンを適正範囲に維持するに
要する冷媒供給量を演算し冷媒供給装置11に指令を出
す演算指令装置である。温度センサー7は、ロールシェ
ル2の中子3が設けられた部位、および図1の例では帯
板Sの中央部に接する部位、図2の例では帯板Sの両エ
ッジから外側に外れた部位、等の温度情報を演算指令装
置12に入力するものであればよく、ロールシェル2の
外周面を睨むパイロメーターや、ロールシェル2に埋め
込んだ発信タイプのもの等が使用できる。
【0010】本発明において、冷媒は中空ハースロール
1内部の中子3とロールシェル2の間の狭められた間隙
を高速で通過し、このとき中子3が設けられた部位のロ
ールシェル2が周方向均一に効率よく冷却される。図1
の例では、ロールシェル2の帯板Sに接した部位が、帯
板Sにより冷却され収縮してクラウンが小さくなろうと
するが、ロールシェル2と中子3の間隙を通る冷媒によ
る冷却効果で、帯板Sの両エッジ部および両エッジの外
側の部位も収縮するので、適正なクラウンが維持でき
る。また図2の例では、ロールシェル2の帯板Sに接し
た部位が、帯板Sにより加熱され膨張してクラウンが大
きくなろうとするが、ロールシェル2と中子3の間隙を
通る冷媒による冷却効果で加熱膨張が抑えられ、適正な
クラウンが維持できる。両例とも、ロールシェル2の冷
却効果は、ロールシェル2および中子3の材質・寸法・
形状、ロールシェル2と中子3の間隙、帯板の材質・寸
法・通板速度、熱処理炉の雰囲気・温度、冷媒の種類、
冷媒の供給量等の因子により変動するが、同一の炉で同
一の中空ハースロールを使用する操業中においては、冷
媒の供給量を調整することにより、ロールシェル2の温
度分布を制御し、クラウン制御を行うことができる。冷
媒としては、前述のようにガスあるいはミストを用いる
ことができるが、液体は,ロール慣性の大幅な増加によ
り、加減速時にスリップ疵を招く等の理由で好ましくな
い。
【0011】本発明における中子3の軸方向長さおよび
配設位置について、ロールシェルの適正なクラウンを維
持するための好ましい範囲はつぎのとおりである。中空
ハースロールの雰囲気温度より低い温度の帯板を通板す
る場合は、図1のように、帯板Sの両エッジがロールシ
ェルに接する部位2箇所に中子3を配設し、両中子3の
間隔が帯板Sの板幅の50%以上となり、かつ帯板Sの
エッジが中子3の両端から100mm以上離れた位置とな
るように、中子3の軸方向長さおよび配設位置を定める
のが好ましい。中空ハースロールの雰囲気温度より高い
温度の帯板を通板する場合は、図2のように、帯板Sの
中央部1箇所に中子3を配設し、中子3の軸方向長さは
帯板Sの板幅の30%以上でかつ帯板Sのエッジが中子
3の端から100mm以上外側に出るように定めるのが好
ましい。また、ロールシェル2と中子3の間隙は、製作
性や冷却能の点から1〜5mmの範囲とするのが好まし
い。
【0012】つぎに、演算指令装置12の指令によりロ
ールシェルの温度分布を計測し、冷媒供給量を演算して
クラウン制御を行う具体例を図3のフローにより説明す
る。図1および図2において、温度センサー7a,7
b.7cによりロールシェル2の温度T1 ,T2 ,T3
を計測し、(1)式によりクラウン量δを計算する。 δ={T2 −1/2(T1 +T3 )}αR+δi (1) 計算結果を目標クラウン量δo と比較し、δ=δo のと
きは冷媒供給量は不変、δ<δo またはδ>δo のとき
はエッジ冷却の場合は(2)式、中央部冷却の場合は
(3)式により必要温度降下量ΔT,(4)式により必
要冷媒供給量Qを計算する。 ΔT=(δo −δ)/αR+ΔTi (2) ΔT=(δ−δo )/αR+ΔTi (3) Q=A{KΔT/(T−ΔT−Tg)}1.25 (4) T=1/2(T1 +T3 ) ただしエッジ冷却のとき (5) T=T2 ただし中央部冷却のとき (6) δ :クラウン量 δi :初期クラウン量 δo :目標クラウン量 α :ロールシェルの線膨張率 R :ロールシェル半径 ΔT:必要温度降下量 ΔTi :初期温度降下量 Q :必要冷媒供給量 A :ロールシェルと中子の間隙断面積 K :ローシェルのサイズ、炉条件により決まる係数 Tg :冷却ガス温度 温度センサー7a,7b.7cによりロールシェル2の
温度T1 , T2 , T3 を計測し、(1)式によりクラウ
ン量δを計算する。
【0013】
【実施例】
(本発明例1) 図4に示すような直径D=800mm、
胴長L=2000mm、シェル厚25mmの耐熱ステンレス
鋼製ロールシェル2内に、長さa=400mmの耐熱ステ
ンレス鋼製中子3を2個、相互の間隔d=1200mm、
ロールシェル内面との間隙を3mmにして設けた中空ハー
スロールを、鋼帯連続焼鈍炉加熱帯入側の雰囲気温度9
00℃の位置に設置し、幅W=1600mmの鋼帯を25
0m/分の速度で通板し焼鈍した。ロールシェル2の温
度を埋込式熱電対で計測した結果、T1 =370℃、T
2 =200℃、T3 =330℃であり、(1)式による
クラウン量の計算結果はδ=1.64mmとなった。なお
初期クラウン量はδi =3mmであった。目標クラウン量
δo =2mmと比較して、δ<δo であったので冷媒とし
て50℃の空気の供給量を計算した。必要温度降下量Δ
Tは(2)式によりΔT=53℃となり、冷媒供給量Q
は(4)式よりQ=3.5m3 /分となった。この量の
冷媒を供給したところ、クラウン量δは目標クラウン量
δo =2mmとほぼ一致した。
【0014】(本発明例2) 図5に示すような直径D
=700mm、胴長L=1800mm、シェル厚25mmの耐
熱ステンレス鋼製ロールシェル2内に、長さb=800
mmの耐熱ステンレス鋼製中子3を1個、ロールシェル内
面との間隙を2mmにして中央部に設けた中空ハースロー
ルを、鋼帯連続焼鈍炉冷却帯入側の雰囲気温度100℃
の位置に設置し、幅W=1000mmの鋼帯を300m/
分の速度で通板し冷却した。ロールシェル2の温度を埋
込式熱電対で計測した結果、T1 =180℃、T2 =4
50℃、T3 =220℃であり、(1)式によるクラウ
ン量の計算結果はδ=2.49mmとなった。なお初期ク
ラウン量はδi =1mmであった。目標クラウン量δo
2mmと比較して、δ>δo であったので冷媒として50
℃の空気の供給量を計算した。必要温度降下量ΔTは
(3)式によりΔT=82℃となり、冷媒供給量Qは
(4)式よりQ=13m3 /分となった。この量の冷媒
を供給したところ、クラウン量δは目標クラウン量δo
=2mmとほぼ一致した。
【0015】
【発明の効果】本発明により、鋼帯等の帯板の連続熱処
理炉において、帯板のサイズや操業条件を変更した場
合、あるいは変動した場合でも、操業中常にハースロー
ルのクラウンを適正範囲に維持され、帯板の蛇行やヒー
トバックル発生が防止される。本発明においては中空ハ
ースロール内に従来のような冷却用のノズルを設けるこ
となく、簡単な構造で応答性のよい制御ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明におけるハースロールの断面と制御系の
例を示す図である。
【図2】本発明におけるハースロールの断面と制御系の
別の例を示す図である。
【図3】本発明における制御系の例を示す図である。
【図4】本発明の実施例を示す部分断面図である。
【図5】本発明の実施例を示す部分断面図である。
【図6】従来のハースロールを示す部分断面図である。
【符号の説明】
1:中空ハースロール 2:ロールシェル 3:中子 4:冷媒供給管 5:軸受 6:回転ジョイント 7a,7b,7c :温度センサー 8:冷媒導入口 9:冷媒排出口 10:スリット 11:冷媒供給装置 12:演算指令装置 S:帯板 D:ロールシェル直径 L:ロールシェル胴長 T1 , T2 , T3 :ロールシェル温度 W:帯板幅 a,b:中子長さ d:中子間の間隔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石橋 博雄 千葉県君津市君津1番地 新日本製鐵株式 会社君津製鐵所内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 帯板の連続熱処理炉における中空ハース
    ロールの内部に、ロールシェル内面との間に間隙を持た
    せてロール軸方向に部分的に中子を設け、該間隙に冷媒
    を通すことにより、該中子の配設部位のロールシェルを
    冷却することを特徴とする連続熱処理炉におけるハース
    ロールのクラウン制御方法。
  2. 【請求項2】 ロールシェルの温度分布に基づいて冷媒
    の供給量を調整することを特徴とする請求項1記載のハ
    ースロールのクラウン制御方法。
  3. 【請求項3】 帯板の連続熱処理炉内に設けられる中空
    ハースロールのロールシェル内面との間に間隙をもたせ
    てロール軸方向に部分的に設けられた中子と、該間隙に
    冷媒を供給する冷媒供給装置を備えたことを特徴とする
    連続熱処理炉におけるハースロールのクラウン制御装
    置。
  4. 【請求項4】 ロールシェルの軸方向複数箇所の温度を
    検知する温度センサーと、該センサーからの情報に基づ
    いて冷媒の供給量を演算し冷媒供給装置に指令を出す演
    算指令装置を備えたことを特徴とする請求項3記載の連
    続熱処理炉におけるハースロールのクラウン制御装置。
JP15942893A 1993-06-29 1993-06-29 連続熱処理炉におけるハースロールのクラウン制御方法および制御装置 Withdrawn JPH0711341A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101008083B1 (ko) * 2003-08-18 2011-01-14 주식회사 포스코 균일 크라운 유지기능을 갖는 소둔로 허스롤

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101008083B1 (ko) * 2003-08-18 2011-01-14 주식회사 포스코 균일 크라운 유지기능을 갖는 소둔로 허스롤

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