JPS6043438A - 冷却ロ−ルによる金属ストリツプの冷却方法 - Google Patents
冷却ロ−ルによる金属ストリツプの冷却方法Info
- Publication number
- JPS6043438A JPS6043438A JP14885383A JP14885383A JPS6043438A JP S6043438 A JPS6043438 A JP S6043438A JP 14885383 A JP14885383 A JP 14885383A JP 14885383 A JP14885383 A JP 14885383A JP S6043438 A JPS6043438 A JP S6043438A
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- JP
- Japan
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- cooling
- strip
- stress
- roll
- nozzle
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
- C21D9/54—Furnaces for treating strips or wire
- C21D9/56—Continuous furnaces for strip or wire
- C21D9/573—Continuous furnaces for strip or wire with cooling
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
この発明は冷却ロールによる金属ストリップの冷却方法
に関し、絞り等の形状不良を解消することを目的とする
。 冷却ロールによるストリップの冷却は連続焼鈍設備等に
おいて使用されているが、冷却過程で生ずる熱応力のた
めストリップの形状がくず扛やすく、甚だしい場合には
「絞り」と称するライン方向の縦じわが生じ、製品不良
やストリップの破断なと重大なトラブルを引起す問題が
あった。 この絞りの原因は、冷却ロールにストリップが接触する
接触開始点付近の板幅中央に板幅方向の圧縮応力が発生
し、これが「絞り」の引金に外る座屈を起させるためで
あることが知られている。 そのため、上記板幅方向の圧縮応力を除去するために種
々の工夫がなされ捉案さｎている。 しかし、本発明者らが実験研究を重ねた結果、幅方向応
力だけではなくライン方向応力も座屈の発生に大きな影
響を及ｌましていることが明らかと力ってきた。 第１図は２軸応力場における薄板の座屈条件を示すもの
で、座屈の有無はライン方向及び板幅方向の応力の両者
の状態で決することがわかる。通常、冷却ロール接触開
始点でのストリップ応力状態は節１図のＡ点であるが、
もしライン方向応力がＢ点よりも小さくなると、座屈が
生じ、「絞り」につながる危険が極めて高くなる。 この第１図が示すものと現場における経験則とは良く一
致している。 即ち現場操業においてはストリップが必ずしも完全にフ
ラットではなく耳波、中伸び形状またはエツジドロップ
および急冷時の熱応力による板幅宙央郡のたるみなどの
ため冷却ロールへのストリップ接触が不均一になシやす
い。そして、不均一接触によシ、板幅中火の高い温度分
布では実際に非常に絞シやすいこ七を経１）・へしてい
る。 このような現象は、結局板幅中央の高い温度分布状態で
はライン方向応力が中央部で大幅に低下した状態となり
、２軸応力状態が第１図に示ず座屈発生領域に入るため
と考えられる。 本発明は上記した知見に基づいてなされたもので、金属
ス） ＩＪツブが冷却ロールにｉＭする直前に金属スト
リップの幅方向中央部を冷却し、該中央部のライン方向
応力を板幅両端よシも高めた状態で冷却ロールに通板せ
しめるようにしたものである。 ここで冷却ロールに接触する直前としたのは次の理由に
よる。 即ち本発明者らは、現場操業の経験から、「絞り」の対
策として、原板をむしろ耳波傾向にさせ板幅中央部のラ
イン張力を高めたフする試みや、また、連続焼鈍におい
てロール冷却装置の前段にあるガス強制冷却帯で板幅中
央部をより強く冷却して板幅中央部のライン方向応力を
高める実験を行ってきた。 これらの方法によ扛ばある程度の効果は得られるものの
、絞９発生を防止するには至らない。その理由は、一度
、板幅中央部のライン方向応力を高めて′おいても、ロ
ール接触開始点までの時間が長いと、せっかくつけたラ
イン方向応力の幅方向分布が緩和してしまうからである
。第２図は鋼の応力緩和現象を示すグラフであシ、薄鋼
板をある応力レベルまで引張って停止した後の応力の時
間的変化を示している。このグラフから１０〜２０秒後
には１／２〜１／３の応力レベルまでに減少することが
わかる。 連続焼鈍においては、ロール冷却帯の前段にガスジェッ
ト冷却帯があシ、通常７００℃から６ （１（１℃まで
冷却を行っている。このガスジェット帯で板幅中火をよ
シ強く冷却し、絞シ防止のため、板幅中火の高いライン
張力分布を与えても、１０〜２０秒後にロール冷却が行
われるため、第２図に示すような応力緩和現象によｐそ
の効果は半減さねてしまうわけである。 第２図のグラフから、応力緩和による応力低下の郊が比
較的小さいのはおよそ２，３秒以内であると考えられる
。従って、板幅中央冷却強化で板幅中火の高いライン張
力分布を与えて、２．３秒以内に冷却ロールに接触させ
て冷却すれば、応力緩和による板幅中央ライン張力の低
下はほとんど起らず、絞り防止効果が十分に発揮される
。 これが本発明において直前と限定した理由である。 ストリップ幅方向中央を冷却する手段としては種々のも
のが可能であるが、気体又は液体噴射による冷却がその
冷却範囲の制御が容易であることから好ましい。 １だストリッツ幅方向中央の冷却は、各冷却ロールの直
前においてすべて行う必要はなく、少くとも１つの冷却
ロールの直前において行えば効果がある。この場合前段
側、即ち１１１温側の冷却ロールはど強度、座屈延払が
低く、冷却速度が速く熱応力が大きいことから絞ルが発
生しやすいため、なるべく前段側の冷却ロール直前にお
いて本発明を実施するのが望ましい。 第３図に本発明法を連続焼鈍設備におけるロール冷却装
置に適用した場合の装置例を示す０ １中（１）が＃ｌから４＃５までの冷却ロールであり、
（Ｘ）か銅帯である。各冷却ロール（υの銅帯（Ｘ）と
の接触開始点直前に、銅帯（Ｘ）の幅方向中央部な冷却
するためのノズルＯＣＪが凰ｌからｔｔ ５ ”ｇで設
置されている。この各ノズル（ｌｌｌｌｉｌニライン方
向に３段に並んだノズルから構成され、ノズル先端から
鉤帯（Ｘ）まで５０目離して並べらｎている。そしてこ
の実施例において各ノズルの板幅方向長さは１２０鮎と
なっている。 ノズル（１１から１１１
に関し、絞り等の形状不良を解消することを目的とする
。 冷却ロールによるストリップの冷却は連続焼鈍設備等に
おいて使用されているが、冷却過程で生ずる熱応力のた
めストリップの形状がくず扛やすく、甚だしい場合には
「絞り」と称するライン方向の縦じわが生じ、製品不良
やストリップの破断なと重大なトラブルを引起す問題が
あった。 この絞りの原因は、冷却ロールにストリップが接触する
接触開始点付近の板幅中央に板幅方向の圧縮応力が発生
し、これが「絞り」の引金に外る座屈を起させるためで
あることが知られている。 そのため、上記板幅方向の圧縮応力を除去するために種
々の工夫がなされ捉案さｎている。 しかし、本発明者らが実験研究を重ねた結果、幅方向応
力だけではなくライン方向応力も座屈の発生に大きな影
響を及ｌましていることが明らかと力ってきた。 第１図は２軸応力場における薄板の座屈条件を示すもの
で、座屈の有無はライン方向及び板幅方向の応力の両者
の状態で決することがわかる。通常、冷却ロール接触開
始点でのストリップ応力状態は節１図のＡ点であるが、
もしライン方向応力がＢ点よりも小さくなると、座屈が
生じ、「絞り」につながる危険が極めて高くなる。 この第１図が示すものと現場における経験則とは良く一
致している。 即ち現場操業においてはストリップが必ずしも完全にフ
ラットではなく耳波、中伸び形状またはエツジドロップ
および急冷時の熱応力による板幅宙央郡のたるみなどの
ため冷却ロールへのストリップ接触が不均一になシやす
い。そして、不均一接触によシ、板幅中火の高い温度分
布では実際に非常に絞シやすいこ七を経１）・へしてい
る。 このような現象は、結局板幅中央の高い温度分布状態で
はライン方向応力が中央部で大幅に低下した状態となり
、２軸応力状態が第１図に示ず座屈発生領域に入るため
と考えられる。 本発明は上記した知見に基づいてなされたもので、金属
ス） ＩＪツブが冷却ロールにｉＭする直前に金属スト
リップの幅方向中央部を冷却し、該中央部のライン方向
応力を板幅両端よシも高めた状態で冷却ロールに通板せ
しめるようにしたものである。 ここで冷却ロールに接触する直前としたのは次の理由に
よる。 即ち本発明者らは、現場操業の経験から、「絞り」の対
策として、原板をむしろ耳波傾向にさせ板幅中央部のラ
イン張力を高めたフする試みや、また、連続焼鈍におい
てロール冷却装置の前段にあるガス強制冷却帯で板幅中
央部をより強く冷却して板幅中央部のライン方向応力を
高める実験を行ってきた。 これらの方法によ扛ばある程度の効果は得られるものの
、絞９発生を防止するには至らない。その理由は、一度
、板幅中央部のライン方向応力を高めて′おいても、ロ
ール接触開始点までの時間が長いと、せっかくつけたラ
イン方向応力の幅方向分布が緩和してしまうからである
。第２図は鋼の応力緩和現象を示すグラフであシ、薄鋼
板をある応力レベルまで引張って停止した後の応力の時
間的変化を示している。このグラフから１０〜２０秒後
には１／２〜１／３の応力レベルまでに減少することが
わかる。 連続焼鈍においては、ロール冷却帯の前段にガスジェッ
ト冷却帯があシ、通常７００℃から６ （１（１℃まで
冷却を行っている。このガスジェット帯で板幅中火をよ
シ強く冷却し、絞シ防止のため、板幅中火の高いライン
張力分布を与えても、１０〜２０秒後にロール冷却が行
われるため、第２図に示すような応力緩和現象によｐそ
の効果は半減さねてしまうわけである。 第２図のグラフから、応力緩和による応力低下の郊が比
較的小さいのはおよそ２，３秒以内であると考えられる
。従って、板幅中央冷却強化で板幅中火の高いライン張
力分布を与えて、２．３秒以内に冷却ロールに接触させ
て冷却すれば、応力緩和による板幅中央ライン張力の低
下はほとんど起らず、絞り防止効果が十分に発揮される
。 これが本発明において直前と限定した理由である。 ストリップ幅方向中央を冷却する手段としては種々のも
のが可能であるが、気体又は液体噴射による冷却がその
冷却範囲の制御が容易であることから好ましい。 １だストリッツ幅方向中央の冷却は、各冷却ロールの直
前においてすべて行う必要はなく、少くとも１つの冷却
ロールの直前において行えば効果がある。この場合前段
側、即ち１１１温側の冷却ロールはど強度、座屈延払が
低く、冷却速度が速く熱応力が大きいことから絞ルが発
生しやすいため、なるべく前段側の冷却ロール直前にお
いて本発明を実施するのが望ましい。 第３図に本発明法を連続焼鈍設備におけるロール冷却装
置に適用した場合の装置例を示す０ １中（１）が＃ｌから４＃５までの冷却ロールであり、
（Ｘ）か銅帯である。各冷却ロール（υの銅帯（Ｘ）と
の接触開始点直前に、銅帯（Ｘ）の幅方向中央部な冷却
するためのノズルＯＣＪが凰ｌからｔｔ ５ ”ｇで設
置されている。この各ノズル（ｌｌｌｌｉｌニライン方
向に３段に並んだノズルから構成され、ノズル先端から
鉤帯（Ｘ）まで５０目離して並べらｎている。そしてこ
の実施例において各ノズルの板幅方向長さは１２０鮎と
なっている。 ノズル（１１から１１１
【射する媒体は、この実施例に
おいては雰囲気カス（Ｒ２５襲を含むＮ２ガス）を使用
しており、冷却室（２）内からブロア（１υにより導出
し、クーラαりによシ冷却した上ノズル叫からこのガス
を噴射するようにしている。 噴射媒体としては、他のガス或いは水や液体窒素燭の液
体を使用してもよく、またこれら液体を噴侘するように
しても良い。 なお、ノズル叫は絶えず全数を使用する必要はなく、ス
トリップザイズや通板条件雪に応じてノズルＱＯを使い
わけ肚は良い。プ辷とえは板厚が薄く、板幅の広いもの
ほど一般に絞りやすい傾向があるから、このような場合
は、冷却ロール全数につき、その直前のノズルからガス
噴射し、一方、板が厚く、板幅の狭いものになるに従っ
て順次後段の冷却ロール側からガスＩｙ４射を停止して
行く。このようにずれば冷却用ノズルガスの流量は少な
くて済みそれだけ循環用ブロワ−電力負荷が軽減さ才り
るから、運転コスト上も有利である。ここで後段側の冷
却用ノズルからの噴射を停止するとしたのは上記したよ
うに高温側つまり前段ｔ１１１はど［絞り−１やすいか
らである。 次に実施例合示す。 実施例 第３図に示す装置を用いてまず初めに冷却ロールだけで
ストリップを６００℃から４００℃寸で冷却したところ
、ストリップ中央に縦ずじ状のＩＦｊ′、シが弗化じた
。その時の通板条件は、ラインａ度１００ｍｒ’ｍ−ス
トリップサイズ０．６喘厚Ｘ１２“００＋＋＋ｍ幅であ
った。絞り防止効果を調べるため、均熱帯直後のガスジ
ェット帯で板幅中央部を周りより約２０℃低く冷却した
が、「絞り」はほとんど改善されなかつた。 次に、このガスジェット帯での板幅中央冷却強化をやめ
、その代りにロール冷却帯で第１番目の冷却ロール直前
に設置したＮＩＬ １ノズルからのみぢｊ−囲気ガスを
全流量４００ Ｎｍ３／ｈ噴射した。その結果、「絞シ
」は解消された。 次にノズル（１０）による冷却後、冷却ロール（１）に
接触するまでの時間とストＩＪツブ形状不良の発生との
関係をｉｌ、１べた。 即ち、第３図において、１ｆｆｌｌノズルと＃】冷却ロ
ールを用いてＬを変化させて操業を行った。雰囲気ガス
は全流量４ （１０Ｎｍ３／ｈをＮａ １ノズルのみか
ら噴射し、その他の榮件も上記条件と同じとした。 この結果を第４図に示す。ここで時間ｔは距離りの通過
時間である。 このグラフかられかるように、時間ｔ＝２〜３秒の範囲
では、「絞ｐ」は発生せず、軽度の中伸び状態でロール
冷却帯を通過し、この時は、過時効処理後、スキンバス
で十分形状矯正できるものであった。時間ｔが２秒以下
であれば板は全くフラットに冷却ロールに接触し、非常
に良好な形状の！、を過時効処理帯に入り、良形状の製
品が得られた。 外お、冷却ロール直前のガス冷却の板幅方向範囲は、板
幅中央、板幅の１／３〜］／１５であれは効果が十分に
発揮されることが現楊実験で確認さオｔ１ね。
おいては雰囲気カス（Ｒ２５襲を含むＮ２ガス）を使用
しており、冷却室（２）内からブロア（１υにより導出
し、クーラαりによシ冷却した上ノズル叫からこのガス
を噴射するようにしている。 噴射媒体としては、他のガス或いは水や液体窒素燭の液
体を使用してもよく、またこれら液体を噴侘するように
しても良い。 なお、ノズル叫は絶えず全数を使用する必要はなく、ス
トリップザイズや通板条件雪に応じてノズルＱＯを使い
わけ肚は良い。プ辷とえは板厚が薄く、板幅の広いもの
ほど一般に絞りやすい傾向があるから、このような場合
は、冷却ロール全数につき、その直前のノズルからガス
噴射し、一方、板が厚く、板幅の狭いものになるに従っ
て順次後段の冷却ロール側からガスＩｙ４射を停止して
行く。このようにずれば冷却用ノズルガスの流量は少な
くて済みそれだけ循環用ブロワ−電力負荷が軽減さ才り
るから、運転コスト上も有利である。ここで後段側の冷
却用ノズルからの噴射を停止するとしたのは上記したよ
うに高温側つまり前段ｔ１１１はど［絞り−１やすいか
らである。 次に実施例合示す。 実施例 第３図に示す装置を用いてまず初めに冷却ロールだけで
ストリップを６００℃から４００℃寸で冷却したところ
、ストリップ中央に縦ずじ状のＩＦｊ′、シが弗化じた
。その時の通板条件は、ラインａ度１００ｍｒ’ｍ−ス
トリップサイズ０．６喘厚Ｘ１２“００＋＋＋ｍ幅であ
った。絞り防止効果を調べるため、均熱帯直後のガスジ
ェット帯で板幅中央部を周りより約２０℃低く冷却した
が、「絞り」はほとんど改善されなかつた。 次に、このガスジェット帯での板幅中央冷却強化をやめ
、その代りにロール冷却帯で第１番目の冷却ロール直前
に設置したＮＩＬ １ノズルからのみぢｊ−囲気ガスを
全流量４００ Ｎｍ３／ｈ噴射した。その結果、「絞シ
」は解消された。 次にノズル（１０）による冷却後、冷却ロール（１）に
接触するまでの時間とストＩＪツブ形状不良の発生との
関係をｉｌ、１べた。 即ち、第３図において、１ｆｆｌｌノズルと＃】冷却ロ
ールを用いてＬを変化させて操業を行った。雰囲気ガス
は全流量４ （１０Ｎｍ３／ｈをＮａ １ノズルのみか
ら噴射し、その他の榮件も上記条件と同じとした。 この結果を第４図に示す。ここで時間ｔは距離りの通過
時間である。 このグラフかられかるように、時間ｔ＝２〜３秒の範囲
では、「絞ｐ」は発生せず、軽度の中伸び状態でロール
冷却帯を通過し、この時は、過時効処理後、スキンバス
で十分形状矯正できるものであった。時間ｔが２秒以下
であれば板は全くフラットに冷却ロールに接触し、非常
に良好な形状の！、を過時効処理帯に入り、良形状の製
品が得られた。 外お、冷却ロール直前のガス冷却の板幅方向範囲は、板
幅中央、板幅の１／３〜］／１５であれは効果が十分に
発揮されることが現楊実験で確認さオｔ１ね。
第１図は絞り発生の説明図、第２図は応力緩和状態を示
すグラフ、第３図は本発明方法を実施するための装置例
を示す構成図、第４図はストリップ幅方向中央部冷却後
の経過時間と形状不良の発生との関係を示すグスフであ
る。 （１）・・・冷却ロール、（２）・・・冷却室、（１０
・・・ノズル、 （１１）・・・プロア、ａ４・・・ク
ーラ。 特許出願人 日本鋼管株式会社 発 明 者 福 １） 脩 三 第３図 第４図 時閉（ｔ）（抄）
すグラフ、第３図は本発明方法を実施するための装置例
を示す構成図、第４図はストリップ幅方向中央部冷却後
の経過時間と形状不良の発生との関係を示すグスフであ
る。 （１）・・・冷却ロール、（２）・・・冷却室、（１０
・・・ノズル、 （１１）・・・プロア、ａ４・・・ク
ーラ。 特許出願人 日本鋼管株式会社 発 明 者 福 １） 脩 三 第３図 第４図 時閉（ｔ）（抄）
Claims (1)
- 少くとも１つの冷却ロールの直前において、ストリップ
の板幅中央部を冷却することを特徴とする冷却ロールに
よる金属ストリップの冷却方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14885383A JPS6043438A (ja) | 1983-08-16 | 1983-08-16 | 冷却ロ−ルによる金属ストリツプの冷却方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14885383A JPS6043438A (ja) | 1983-08-16 | 1983-08-16 | 冷却ロ−ルによる金属ストリツプの冷却方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6043438A true JPS6043438A (ja) | 1985-03-08 |
| JPS631381B2 JPS631381B2 (ja) | 1988-01-12 |
Family
ID=15462198
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14885383A Granted JPS6043438A (ja) | 1983-08-16 | 1983-08-16 | 冷却ロ−ルによる金属ストリツプの冷却方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6043438A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58100633A (ja) * | 1981-12-08 | 1983-06-15 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | クラウン可変水冷ロ−ル |
-
1983
- 1983-08-16 JP JP14885383A patent/JPS6043438A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58100633A (ja) * | 1981-12-08 | 1983-06-15 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | クラウン可変水冷ロ−ル |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS631381B2 (ja) | 1988-01-12 |
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