JPH07292423A - 金属帯の連続熱処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 通電ロールを介して金属帯に電流を通し、ジ
ュール熱により金属帯を加熱する際、別個の形状矯正装
置を必要とせず形状不良を矯正すると同時に、通電加熱
に伴う形状不良の発生を防止する。 【構成】 高温側通電ロール３部で金属帯１を０．１〜
１０％延伸させながら通電加熱する。金属帯１の延伸量
の制御は、高温側通電ロール３部で金属帯１の張力およ
び／またはロール圧下力を調整することにより行う。金
属帯１の張力を、金属帯の降伏応力の関数で示される形
状不良を発生させない範囲となるように制御する。 【効果】 金属帯を加熱すると同時に形状矯正すること
が可能となり、後工程に形状の良好な金属帯を供給する
ことができ、コンパクトで安価な連続熱処理が可能とな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば薄鋼板の連続
焼鈍のように金属帯を連続熱処理するため通電加熱する
金属帯の連続熱処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】冷延鋼板等の金属帯を連続熱処理するた
めの加熱方法としては、特公昭６０−２６８１８号公報
に記載されているように、金属帯に通電ロールを介して
直接通電し、金属帯自体のジュール熱により加熱する方
法がある。また、特開平１−１４２０３２号公報、特開
平１−１８７７８９号公報に記載されているように、環
状トランスを貫通する金属帯通路の前後に通電ロールを
設け、両通電ロールを導電性部材で接続して金属帯、通
電ロールおよび導電性部材により閉回路を構成し、環状
トランスに外部電源から交流電流を通電することにより
上記閉回路を二次コイルとして誘導電流を発生させ、こ
の誘導電流によるジュール熱で金属帯を加熱する方法が
ある。

【０００３】これら金属帯に直接電流を通し、ジュール
熱で加熱する方法は、直火型無酸化加熱、輻射管加熱、
間接電気加熱等の伝熱による加熱に比べて単位時間当た
りの加熱能力が高く、設備をコンパクトにすることがで
き、また熱応答性が非常に良いことから加熱制御が容易
である等の点で優れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記通電加熱方法はい
ずれも通電ロールを介して金属帯に通電する。そして、
通電ロールは金属帯の加熱開始側の端と終了側の端とで
金属帯に接触し通電する必要があるが、スパーク発生を
防止するために金属帯を通電ロールと押さえロールで挟
持し、一定の圧下をかけざるを得ない。そのため、通電
ロール近傍での金属帯の蛇行、加熱終了側の端での高温
の金属帯と通電ロールとの接触による急冷等に起因する
形状不良が発生するという問題がある。特に金属帯とし
て板厚０．５ｍｍ以下の薄鋼板を焼鈍温度６００〜９０
０℃で連続焼鈍する場合など形状不良の発生が著しい。

【０００５】ところで、焼鈍のため熱処理する金属帯
は、それ以前の工程で耳波や中伸びといった形状不良を
有することがある。そして、形状不良の金属帯を通電ロ
ールと押さえロールで挟持して通板すると、金属帯が蛇
行して形状不良が一層激しくなったり、金属帯の破断に
つながる危険がある。

【０００６】この金属帯の蛇行を防止するため、たとえ
ば特開昭６２−６７１２２号公報には、竪型連続焼鈍炉
の入側で金属帯を予め平坦に形状矯正した後焼鈍する方
法が記載されている。また、特願平４−３０４４５１号
明細書には、金属帯を０．１〜２％圧下した後、前述の
通電加熱を行う方法が記載されている。

【０００７】しかし、前述の方法はいずれも形状矯正後
に焼鈍する方法であり、焼鈍装置とは別個に形状矯正装
置が必要となる。

【０００８】また、通電加熱に伴って金属帯進行方向に
矩形状の縦筋が発生する形状不良について、特願平５−
１０１８０８号明細書においては、通電ロールとの接触
伝熱による金属帯の温度降下量を規定することによって
形状不良を防止できるとされている。

【０００９】しかし、薄鋼板の連続焼鈍では板幅が広が
るほど、鋼板の急冷防止だけでは形状不良を防止できな
いことが明らかになってきた。形状不良の発生原因が、
鋼板急冷ばかりでなく、加熱装置内で鋼板の両端を挟持
されたまま急速加熱されることにより、鋼板の熱膨張が
拘束されることに伴う圧縮応力が鋼板にかかり、それが
高温側通電ロール部を通過する際残留応力となり、高温
側通電ロール部を通過後解放されるためと推定される。

【００１０】以上のように、これまでの方法は、金属帯
の通電加熱に伴って発生する形状不良にすべて対応する
ことはできない。そこで本発明は、別個の形状矯正装置
を必要とせずに形状不良を矯正でき、通電加熱に伴う形
状不良の発生も防止可能な連続熱処理方法を提供する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、通電ロールを
介して金属帯に電流を通し、ジュール熱により金属帯を
通電加熱して連続熱処理する方法において、高温側通電
ロール部で金属帯を０．１〜１０％延伸させながら通電
加熱することを特徴とする金属帯の連続熱処理方法であ
る。好ましくは、金属帯の延伸は、高温側通電ロール部
で金属帯の張力および／またはロール圧下力を調整する
ことにより制御する。さらに好ましくは、高温側通電ロ
ール部で金属帯の張力を最大７ｋｇ／ｍｍ² 以下とし、
かつ金属帯の張力ＵＴ（ｋｇ／ｍｍ² ）を加熱温度Ｔ
（℃）における金属帯の降伏応力σ _y （Ｔ）（ｋｇ／ｍ
ｍ² ）との関係式（１）数２を満足する張力によって延
伸させる。

【００１２】

【数２】 ０．５σ_y （Ｔ）≦ＵＴ≦２．５σ_y （Ｔ） …（１）

【００１３】

【作用】本発明では、金属帯を通電加熱して連続熱処理
する方法において、通電加熱の加熱終了側の高温側通電
ロール部で金属帯を０．１〜１０％延伸させながら通電
加熱することにより金属帯の形状不良を矯正すると同時
に、通電加熱に伴う形状不良の発生も防止する。すなわ
ち、図１に示すように、金属帯１に低温側通電ロール２
と高温側通電ロール３を介して通電し、金属帯１自体の
ジュール熱により金属帯１を加熱する際、高温側通電ロ
ール３部において金属帯１を引き延ばしながら通電加熱
するのである。

【００１４】熱処理以前で発生した耳波、中伸び等の形
状不良は、金属帯１を一様に引き延ばすことにより容易
に矯正される。その上、通電加熱に伴う形状不良も、原
因となる金属帯１内の残留応力が、金属帯１を通電ロー
ルと押さえロールで挟持され拘束されたまま一方向に引
き延ばすことによって解放されるために、発生防止が可
能となるのである。

【００１５】図２は、金属帯１として板厚０．１５〜
０．２４ｍｍ、板幅９００ｍｍの０．０５％Ｃ含有アル
ミキルド鋼板を、図１に示す通電加熱装置を用い、板
温、張力、圧下力を変化させて通電加熱後の鋼板の延伸
量を測定した結果の一例である。このように金属帯１の
延伸量は、金属帯１の張力とロール圧下力とを調整する
ことにより制御することができる。

【００１６】ただし、強圧下力で金属帯１を延伸させる
と、たとえば、耳波や中伸びのような局部伸びを生じや
すい。むしろ、スパークを防止できる最小限の圧下力を
確保した上で金属帯１への張力で延伸量を制御した方
が、全板幅に渡り一様に伸ばせること、また、形状不良
の金属帯を通板しやすいことから、より効果的である。

【００１７】図３は、図２と同様な方法で、ロール圧下
力を２．０ｋｇ／ｍｍ一定として、鋼板の張力と温度を
変化させて鋼板の延伸量を測定した結果の一例である。
図３は、鋼板の延伸量が鋼板の張力と温度の変化に応じ
て大きく変化することを示している。すなわち、被加熱
材の物性に応じて張力を適正な値に選ぶことにより、鋼
板形状を制御できることがわかる。

【００１８】そこで、物性値の異なる０．００２％Ｃ含
有の極低炭素鋼板を図２と同様な方法で通電加熱し、鋼
板形状を観察した結果を、前記アルミキルド鋼板の結果
と合わせて図４に示した。この図から、良好な鋼板形状
を得るための張力範囲を求めることができる。すなわ
ち、張力によって金属帯の延伸される量は、金属帯の降
伏応力に依存し、金属帯の降伏応力は金属帯の温度と組
成に大きく依存することから、加熱温度Ｔ（℃）におけ
る金属帯の降伏応力をσ_y （Ｔ）（ｋｇ／ｍｍ²）とす
ると、金属帯の張力を０．５×σ_y （Ｔ）以上にすれ
ば、特に板厚０．５ｍｍ以下の薄鋼板を６００〜９００
℃に加熱しても、形状良好な鋼板が得られる。一方、金
属帯の張力を２．５×σ_y （Ｔ）以上にすると、過大伸
びが発生し、幅縮みが大きくなるばかりでなく、極端な
場合には板破断に繋がる。以上から、関係式（１）で示
した形状良好な鋼板を得るための張力範囲が得られた。
尚、特に薄鋼板の通板においては、張力が７ｋｇ／ｍｍ
² を越えると加熱装置以外の例えばデフレクターロール
やテンションリール部でバックリングを起こしやすくな
るために、最大張力は７ｋｇ／ｍｍ² 以下とする。

【００１９】これにより、焼鈍と形状矯正の同時処理が
可能となる。伸び量については、０．１％未満では形状
矯正の効果がなく、１０％を越えると金属帯の幅が縮ま
り、寸法精度が悪くなってしまうので、０．１〜１０％
とする。

【００２０】

【実施例１】図１に示す通電加熱装置を用い、急峻度
１．０％の耳波を有する０．０５％Ｃ含有０．２０ｔ×
８５０ｗアルミキルド鋼板を高温側通電ロール３部で圧
下力２．５ｋｇ／ｍｍ、張力２ｋｇ／ｍｍ² をかけ、７
５０℃に通電加熱した。高温側通電ロール３出側にＶＴ
Ｒカメラ６を設け、ＶＴＲカメラ６で鋼板形状を観察し
ながら、鋼板の延伸量を測定した。その結果、鋼板は
０．３％延伸され、加熱前の耳波形状が矯正されたばか
りでなく、通電加熱に伴う形状不良も発生せず、良好な
形状の鋼板が得られた。

【００２１】

【実施例２】図１に示す通電加熱装置を用い、０．０５
％Ｃ含有０．２０ｔ×８５０ｗアルミキルド鋼板と０．
００２％Ｃ含有０．２０ｔ×８５０ｗ極低炭素鋼板を実
施例１と同様な方法で加熱した。ロール圧下力は２．０
ｋｇ／ｍｍ一定、板温はともに８００℃、そしてアルミ
キルド鋼板には３ｋｇ／ｍｍ² 、極低炭素鋼板には２．
５ｋｇ／ｍｍ² と８００℃における各鋼板の降伏応力に
等しい張力を設定した。その結果、いずれの材料も１．
７％延伸され、良好な形状の鋼板が得られた。

【００２２】

【発明の効果】本発明により、別個の形状矯正装置を必
要とせず、金属帯を加熱すると同時に形状矯正すること
が可能となり、後工程に形状の良好な金属帯を供給する
ことができ、コンパクトで安価な連続熱処理が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施するための通電加熱装置の例を示
す図である。

【図２】金属帯の伸びと板温、張力、圧下力との関係を
示す図である。

【図３】金属帯の伸びと板温、張力との関係を示す図で
ある。

【図４】張力と金属帯の降伏応力との関係を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ 金属帯 ２ 低温側通電ロール ３ 高温側通電ロール ４ 導電性部材 ５ 環状トランス ６ ＶＴＲカメラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福山 勝 兵庫県姫路市広畑区富士町１ 新日本製鐵 株式会社広畑製鐵所内 (72)発明者 佐藤 和彦 兵庫県姫路市広畑区富士町１ 新日本製鐵 株式会社広畑製鐵所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通電ロールを介して金属帯に電流を通
   し、ジュール熱により金属帯を通電加熱して連続熱処理
   する方法において、高温側通電ロール部で金属帯を０．
   １〜１０％延伸させながら通電加熱することを特徴とす
   る金属帯の連続熱処理方法。
2. 【請求項２】 高温側通電ロール部で金属帯の張力およ
   び／またはロール圧下力を調整することにより金属帯を
   延伸させることを特徴とする請求項１記載の金属帯の連
   続熱処理方法。
3. 【請求項３】 高温側通電ロール部で金属帯の張力を最
   大７ｋｇ／ｍｍ² 以下とし、かつ金属帯の張力ＵＴ（ｋ
   ｇ／ｍｍ² ）を加熱温度Ｔ（℃）における金属帯の降伏
   応力σ_y （Ｔ）（ｋｇ／ｍｍ² ）との関係式（１）数１
   を満足する張力によって延伸させることを特徴とする請
   求項１または２記載の金属帯の連続熱処理方法。 【数１】 ０．５σ_y （Ｔ）≦ＵＴ≦２．５σ_y （Ｔ） …（１）