JPH07138656A - 鋼帯の連続焼鈍炉用ハースロールへのクラウン付与方法 - Google Patents
鋼帯の連続焼鈍炉用ハースロールへのクラウン付与方法Info
- Publication number
- JPH07138656A JPH07138656A JP29045793A JP29045793A JPH07138656A JP H07138656 A JPH07138656 A JP H07138656A JP 29045793 A JP29045793 A JP 29045793A JP 29045793 A JP29045793 A JP 29045793A JP H07138656 A JPH07138656 A JP H07138656A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crown
- roll
- hearth roll
- continuous annealing
- annealing furnace
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- Withdrawn
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- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、連続焼鈍炉においてストリップの
座屈や蛇行を効果的に防止することのできるハースロー
ルへのクラウンの付与方法を提供する。 【構成】 連続焼鈍炉内に設置されるハースロールの製
作時に、サーマルクラウンを予測する式より求めた特定
の式で算出したクラウンを付与する。
座屈や蛇行を効果的に防止することのできるハースロー
ルへのクラウンの付与方法を提供する。 【構成】 連続焼鈍炉内に設置されるハースロールの製
作時に、サーマルクラウンを予測する式より求めた特定
の式で算出したクラウンを付与する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は冷間圧延後の鋼帯（スト
リップ）を連続的に熱処理する連続焼鈍炉用ハースロー
ルへのクラウン付与方法に関するものである。
リップ）を連続的に熱処理する連続焼鈍炉用ハースロー
ルへのクラウン付与方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】連続焼鈍炉においてはストリップを安定
的に搬送するためにハースロールを設置している。この
ハースロールには通板中にストリップの幅方向の蛇行を
防止する目的でハースロールの軸方向に沿ってロール外
径を変化させている。
的に搬送するためにハースロールを設置している。この
ハースロールには通板中にストリップの幅方向の蛇行を
防止する目的でハースロールの軸方向に沿ってロール外
径を変化させている。
【０００３】即ち、図２に示す如く外径がロール中央部
で大きくロール端部方向に行くにしたがって小さくなる
凸型クラウン７を設けて、ストリップ６にテンションを
作用させることによって蛇行矯正力８を働かせ、ストリ
ップ６を自動的にセンタリングさせることができる。こ
の凸型クラウン７が過少の場合は、ストリップ６に作用
する蛇行矯正力８が不足して蛇行が発生し、ストリップ
６がハースロール５を外れ炉壁に衝突するなど重大な問
題を引き起こす。逆に凸型クラウン７を過大に付与した
ときには過大な蛇行矯正力８によりストリップ６が幅方
向に座屈し疵となるヒートバックルが発生する。つまり
これら２つの問題が発生しないような適正な量のクラウ
ン設計が必要となる。
で大きくロール端部方向に行くにしたがって小さくなる
凸型クラウン７を設けて、ストリップ６にテンションを
作用させることによって蛇行矯正力８を働かせ、ストリ
ップ６を自動的にセンタリングさせることができる。こ
の凸型クラウン７が過少の場合は、ストリップ６に作用
する蛇行矯正力８が不足して蛇行が発生し、ストリップ
６がハースロール５を外れ炉壁に衝突するなど重大な問
題を引き起こす。逆に凸型クラウン７を過大に付与した
ときには過大な蛇行矯正力８によりストリップ６が幅方
向に座屈し疵となるヒートバックルが発生する。つまり
これら２つの問題が発生しないような適正な量のクラウ
ン設計が必要となる。
【０００４】予め冷間状態で機械的に付与されるロール
クラウンをイニシャルクラウン９（図３参照）と呼ぶ
が、しかし、加熱炉内においてはロール端部は炉内から
の熱により加熱され、ロール中央部はストリップ６によ
り抜熱され、熱膨張差によりロール形状が変化する。こ
れをサーマルクラウン１０（図３参照）と呼ぶ。つまり
炉内でハースロール５には「イニシャルクラウン＋サー
マルクラウン」（以下単にクラウンと記す）が付与され
ていることになる。イニシャルクラウンが適当な設計で
ない場合、酷いときには図３に示す如く凹型のクラウン
となり逆に蛇行を助長する力１１が発生する可能性もあ
る。ゆえにこの熱膨張差によるクラウンの変化を考慮し
たイニシャルクラウンを設計しロールに付与する必要が
ある。
クラウンをイニシャルクラウン９（図３参照）と呼ぶ
が、しかし、加熱炉内においてはロール端部は炉内から
の熱により加熱され、ロール中央部はストリップ６によ
り抜熱され、熱膨張差によりロール形状が変化する。こ
れをサーマルクラウン１０（図３参照）と呼ぶ。つまり
炉内でハースロール５には「イニシャルクラウン＋サー
マルクラウン」（以下単にクラウンと記す）が付与され
ていることになる。イニシャルクラウンが適当な設計で
ない場合、酷いときには図３に示す如く凹型のクラウン
となり逆に蛇行を助長する力１１が発生する可能性もあ
る。ゆえにこの熱膨張差によるクラウンの変化を考慮し
たイニシャルクラウンを設計しロールに付与する必要が
ある。
【０００５】このために従来は特開平４−２５９３３０
号公報のように、板端部でのサーマルクラウンを予測・
評価し、イニシャルクラウン量とサーマルクラウン量の
和をある範囲内にする方法が用いられている。
号公報のように、板端部でのサーマルクラウンを予測・
評価し、イニシャルクラウン量とサーマルクラウン量の
和をある範囲内にする方法が用いられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしこの方法のよう
に板端部などロールの一部分のクラウン量だけに着目し
ても、板端部からロール端部の間の軸方向に急激に温度
が変化する部分には対応できず、この部分で凹型のクラ
ウンとなる可能性が高く問題を解決し得るとはいいがた
い。
に板端部などロールの一部分のクラウン量だけに着目し
ても、板端部からロール端部の間の軸方向に急激に温度
が変化する部分には対応できず、この部分で凹型のクラ
ウンとなる可能性が高く問題を解決し得るとはいいがた
い。
【０００７】本発明はロール全体のサーマルクラウンを
評価予測し、ハースロールを設計することにより効果的
に蛇行とヒートバックルを防止することを可能とするク
ラウン付与方法を提供することを目的とするものであ
る。
評価予測し、ハースロールを設計することにより効果的
に蛇行とヒートバックルを防止することを可能とするク
ラウン付与方法を提供することを目的とするものであ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、連続焼鈍炉内に設置されるハースロールの製作時
に、以下に特定する式で算出したクラウンを付与するこ
とを特徴とする鋼帯の連続焼鈍炉用ハースロールへのク
ラウン付与方法にある。
ろは、連続焼鈍炉内に設置されるハースロールの製作時
に、以下に特定する式で算出したクラウンを付与するこ
とを特徴とする鋼帯の連続焼鈍炉用ハースロールへのク
ラウン付与方法にある。
【０００９】
【数２】
【００１０】
【作用】ハースロールの温度分布をロール軸方向１次元
定常とすれば、熱平衡式から次式を得る。
定常とすれば、熱平衡式から次式を得る。
【数３】
【００１１】この微分方程式を解けば、任意の位置での
ロール軸方向温度分布は次式で表される。
ロール軸方向温度分布は次式で表される。
【数４】
【００１２】またロールシェルの半径方向への拘束力は
無視できるほど小さいので、ロール中心部から相対的に
みた任意の位置でのロールシェルの半径方向の熱膨張量
即ちサーマルクラウン量Ｙｔ(x) は、中心部からの相対
温度分布に熱膨張率αをかけた次式で表すことができ
る。 Ｙｔ(x) ＝α（ｒ−Ｔ(x) ）×Ｒ／２
無視できるほど小さいので、ロール中心部から相対的に
みた任意の位置でのロールシェルの半径方向の熱膨張量
即ちサーマルクラウン量Ｙｔ(x) は、中心部からの相対
温度分布に熱膨張率αをかけた次式で表すことができ
る。 Ｙｔ(x) ＝α（ｒ−Ｔ(x) ）×Ｒ／２
【００１３】ゆえに炉内でロールに形成したいロールク
ラウンをＹ(x) とすれば、イニシャルクラウンＹｉ(x)
を Ｙｉ(x) ＝Ｙ(x) −Ｙｔ(x) となるように設計すれば、炉内でサーマルクラウンが形
成された状態でロール全体にわたって希望のクラウンを
得ることができる。ここで式中の各定数は以下のように
計算できる。
ラウンをＹ(x) とすれば、イニシャルクラウンＹｉ(x)
を Ｙｉ(x) ＝Ｙ(x) −Ｙｔ(x) となるように設計すれば、炉内でサーマルクラウンが形
成された状態でロール全体にわたって希望のクラウンを
得ることができる。ここで式中の各定数は以下のように
計算できる。
【００１４】
【数５】
【００１５】また、ロール軸方向温度分布の算出式は本
発明のように解析的に解を求める方法の他に、数値的に
算出する方法がある。本発明に示すように解析的に温度
分布を算出する場合、伝熱状態を記述する微分方程式を
線形近似する必要がある（式中の係数βとは線形近似に
よる補正である。）。逆に数値的に算出する場合は線形
近似が不要なため、より正確な伝熱状態の計算ができる
が、予め別の計算機で計算した数値を新たに工作機械の
ＣＮＣコントローラに切削工具の軌跡の座標として入力
するという面倒な手順を踏む必要がある。
発明のように解析的に解を求める方法の他に、数値的に
算出する方法がある。本発明に示すように解析的に温度
分布を算出する場合、伝熱状態を記述する微分方程式を
線形近似する必要がある（式中の係数βとは線形近似に
よる補正である。）。逆に数値的に算出する場合は線形
近似が不要なため、より正確な伝熱状態の計算ができる
が、予め別の計算機で計算した数値を新たに工作機械の
ＣＮＣコントローラに切削工具の軌跡の座標として入力
するという面倒な手順を踏む必要がある。
【００１６】ゆえに炉内でストリップ温度と炉温度に大
きな差がないため形成されるサーマルクラウン量の絶対
値が比較的小さいような部位に設置されるロールでは、
本発明に示されるように解析的にサーマルクラウン量を
予測する方法で精度的に問題なく簡便であり、数値的に
算出する方法より有利である。
きな差がないため形成されるサーマルクラウン量の絶対
値が比較的小さいような部位に設置されるロールでは、
本発明に示されるように解析的にサーマルクラウン量を
予測する方法で精度的に問題なく簡便であり、数値的に
算出する方法より有利である。
【００１７】
【実施例】直径Ｄ＝８００mm、胴長Ｌ＝２３００mm、シ
ェル厚２５mmの耐熱鋳鋼製のハースロールを加熱炉後段
に設置した。このとき目標とするクラウンはフラット部
長さ５５０mm、ロール端部でのクラウン量１mmとした。
この連続焼鈍設備の代表的なストリップの板幅は１２０
０mmであり、このサイズの板を８２０℃で焼鈍したとき
に当該ロール付近の炉温は８５０℃であり、当該ロール
付近の平均板温は６００℃であった。ロールに埋込式熱
電対温度計を設置し、ロールシェルの温度を実測した結
果と照らし合わせて補正係数β＝０．９と決定し、明細
書中に記載の（１）式によりクラウンの設計を行った。
その結果冷間で予めロールに付与すべきクラウンの量を
求めた。これを図１に示す。図１中の記号１はハースロ
ールシェル軸方向の温度分布であり、記号２はサーマル
クラウン量、記号３は希望するクラウン量、記号４は冷
間で付与するイニシャルクラウン量である。
ェル厚２５mmの耐熱鋳鋼製のハースロールを加熱炉後段
に設置した。このとき目標とするクラウンはフラット部
長さ５５０mm、ロール端部でのクラウン量１mmとした。
この連続焼鈍設備の代表的なストリップの板幅は１２０
０mmであり、このサイズの板を８２０℃で焼鈍したとき
に当該ロール付近の炉温は８５０℃であり、当該ロール
付近の平均板温は６００℃であった。ロールに埋込式熱
電対温度計を設置し、ロールシェルの温度を実測した結
果と照らし合わせて補正係数β＝０．９と決定し、明細
書中に記載の（１）式によりクラウンの設計を行った。
その結果冷間で予めロールに付与すべきクラウンの量を
求めた。これを図１に示す。図１中の記号１はハースロ
ールシェル軸方向の温度分布であり、記号２はサーマル
クラウン量、記号３は希望するクラウン量、記号４は冷
間で付与するイニシャルクラウン量である。
【００１８】このクラウンを実際にハースロールに付与
し、上記とほぼ同じ条件で運転し測定した結果、ハース
ロール全体にわたってほぼ希望するクラウンを得ること
ができた。そしてそのときストリップの蛇行量は約半分
以下になり、結果として処理速度を上げることができ
た。
し、上記とほぼ同じ条件で運転し測定した結果、ハース
ロール全体にわたってほぼ希望するクラウンを得ること
ができた。そしてそのときストリップの蛇行量は約半分
以下になり、結果として処理速度を上げることができ
た。
【００１９】
【発明の効果】本発明により連続焼鈍炉におけるハース
ロールクラウンを設計すれば、操業中焼鈍炉内において
サーマルクラウンが発生した状態においても、適切なク
ラウンを得ることができ、ストリップの座屈や蛇行を効
果的に防止することができる。このことにより、成品歩
留り・品質を向上させることができる。
ロールクラウンを設計すれば、操業中焼鈍炉内において
サーマルクラウンが発生した状態においても、適切なク
ラウンを得ることができ、ストリップの座屈や蛇行を効
果的に防止することができる。このことにより、成品歩
留り・品質を向上させることができる。
【図１】本発明の実施例で、横軸はロール中心からの軸
方向距離で上段は軸方向のロール温度分布を示し、下段
はそれぞれサーマルクラウン・目的とするクラウン・イ
ニシャルクラウンを示す。
方向距離で上段は軸方向のロール温度分布を示し、下段
はそれぞれサーマルクラウン・目的とするクラウン・イ
ニシャルクラウンを示す。
【図２】ハースロールの斜視概略図を示す。
【図３】サーマルクラウンにより凹型のクラウンが発生
したロールの概念図である。
したロールの概念図である。
１ ロール温度分布 ２ サーマルクラウン ３ 目的とするクラウン ４ イニシャルクラウン ５ ハースロール ６ ストリップ ７ クラウン（量） ８ 蛇行矯正力 ９ イニシャルクラウン １０ サーマルクラウン １１ 蛇行を助長する力
Claims (1)
- 【請求項１】 連続焼鈍炉内に設置されるハースロール
の製作時に、以下に特定する式で算出したクラウンを付
与することを特徴とする鋼帯の連続焼鈍炉用ハースロー
ルへのクラウン付与方法。 【数１】
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29045793A JPH07138656A (ja) | 1993-11-19 | 1993-11-19 | 鋼帯の連続焼鈍炉用ハースロールへのクラウン付与方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29045793A JPH07138656A (ja) | 1993-11-19 | 1993-11-19 | 鋼帯の連続焼鈍炉用ハースロールへのクラウン付与方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07138656A true JPH07138656A (ja) | 1995-05-30 |
Family
ID=17756271
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29045793A Withdrawn JPH07138656A (ja) | 1993-11-19 | 1993-11-19 | 鋼帯の連続焼鈍炉用ハースロールへのクラウン付与方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07138656A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6238209B1 (en) | 2000-05-17 | 2001-05-29 | Kawasaki Steel Corporation | Hearth rolls for heating furnace and soaking furnace of vertical heat treating furnace and vertical heat treating furnace including hearth rolls |
-
1993
- 1993-11-19 JP JP29045793A patent/JPH07138656A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6238209B1 (en) | 2000-05-17 | 2001-05-29 | Kawasaki Steel Corporation | Hearth rolls for heating furnace and soaking furnace of vertical heat treating furnace and vertical heat treating furnace including hearth rolls |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010130 |