專利名稱：帶鋼的連續(xù)退火設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冷軋后的帶鋼的連續(xù)退火設(shè)備。在此，所謂帶鋼，是指連續(xù)退火后，根據(jù)需要進(jìn)行鍍錫、鍍鋅等，最后用于罐類、鋼制家具、汽車等的制造上的鋼材。
一般，連續(xù)退火設(shè)備的爐內(nèi)的帶鋼張力，從防止步進(jìn)和顫動(dòng)的目的來看，愈大愈好，另一方面，從防止熱翹曲的目的來看，此張力愈小愈好。
為了這相反的要求，在通常的操作中，對(duì)于帶鋼處于高溫的加熱爐和均熱爐來說，一般是減小帶鋼的張力;對(duì)于帶鋼溫度較低的冷卻爐和過時(shí)效爐來說，一般是加大張力。
這樣的張力分布，可以通過微細(xì)地調(diào)整和控制運(yùn)送輥的速度而取得，如果在爐內(nèi)的某處想使張力急劇變化時(shí)，一般是在爐內(nèi)設(shè)置張緊輥。


圖1是表示此一例的附圖。設(shè)置有由運(yùn)送輥3構(gòu)成的輥群及張緊輥2，運(yùn)送輥3配置在各爐內(nèi)，以便將供給到各爐內(nèi)的帶鋼1由入側(cè)引導(dǎo)到出側(cè)，張緊輥2設(shè)置在通過加熱爐4、均熱爐5的帶鋼1即將進(jìn)入由高速氣體射流噴射的急冷爐6之前。通過張緊輥2之后，帶鋼1的張力變成較大的數(shù)值，然后通過隨后的急冷爐6、過時(shí)效爐7、最終冷卻爐8。
為此目的而設(shè)置的張緊輥2及運(yùn)送輥3，當(dāng)然要可靠地約束帶鋼1，不許產(chǎn)生滑移。但是在現(xiàn)實(shí)中發(fā)現(xiàn)，特別是在帶鋼厚度較小時(shí)，此張緊輥2及運(yùn)送輥3往往發(fā)生滑移，不能發(fā)揮原來的功能。
本發(fā)明就是為了解決這樣的問題，提供充分發(fā)揮張緊輥及運(yùn)送輥的功能而實(shí)現(xiàn)退火爐操作穩(wěn)定的帶鋼連續(xù)退火設(shè)備。
為了解決上述問題，本發(fā)明采用下述(1)-(5)項(xiàng)記載的設(shè)備(1)一種帶鋼的連續(xù)退火設(shè)備，在其爐內(nèi)配置有輥群，以便將供給到爐內(nèi)的帶鋼由入側(cè)引導(dǎo)到出側(cè)，在此帶鋼的連續(xù)退火設(shè)備上，令該輥群中至少一根輥的輥入側(cè)的帶鋼單位張力為δ1，出側(cè)的單位張力為δ2，帶鋼厚度為h，該輥的直徑為D時(shí)，則此帶鋼連續(xù)退火設(shè)備的輥的直徑D應(yīng)滿足下述(Ⅰ)式，并表面壓力P達(dá)到10KPa(千帕)以上;
P＝h(δ1+δ2)/D (Ⅰ)(2)上述(1)項(xiàng)記載的設(shè)備中，上述輥群中的至少1根輥是張緊輥。
(3)上述(1)項(xiàng)記載的設(shè)備中，上述輥群中的至少1根輥是運(yùn)送輥。
(4)一種帶鋼的連續(xù)退火設(shè)備，在其爐內(nèi)配置有輥群，以便將供給到爐內(nèi)的帶鋼由入側(cè)引導(dǎo)到出側(cè)，在此帶鋼的連續(xù)退火設(shè)備上，令該輥群中的張緊輥入側(cè)的帶鋼單位張力為δ1，出側(cè)的單位張力為δ2，帶鋼厚度為h，該張緊輥的直徑為D時(shí)，則此帶鋼連續(xù)退火設(shè)備的張緊輥的直徑D應(yīng)滿足下述(Ⅰ)式，并表面壓力P達(dá)到10KPa(千帕)以上;
P＝h(δ1+δ2)/D (Ⅰ)(5)一種帶鋼的連續(xù)退火設(shè)備，在其爐內(nèi)配置有輥群，以便將供給到爐內(nèi)的帶鋼由入側(cè)引導(dǎo)到出側(cè)，在此帶鋼的連續(xù)退火設(shè)備上，令該輥群中的運(yùn)送輥入側(cè)的帶鋼單位張力為δ1，出側(cè)的單位張力為δ2，帶鋼厚度為h，該運(yùn)送輥的直徑為D時(shí)，則此帶鋼的連續(xù)退火設(shè)備的運(yùn)送輥的直徑D應(yīng)滿足下述(Ⅰ)式，并表面壓力P達(dá)到10KPa(千帕)以上;
P＝h(δ1+δ2)/D (Ⅰ)在工程學(xué)上，如圖2所示，令張緊輥2的入側(cè)張力為T1，出側(cè)張力為T2，帶鋼1對(duì)張緊輥2a、2b、2c的包角為θ(＝θ1+θ2+θ3)，摩擦系數(shù)為μ時(shí)，則不發(fā)生滑移的最大張力T2可由下述(Ⅱ)式來表示T2＝T1·exP(μθ) (Ⅱ)換言之，張力倍率T2/T1就是由參數(shù)μθ來確定，與張力的絕對(duì)值無關(guān)。然而在現(xiàn)實(shí)的爐內(nèi)張緊輥上，此張力倍率即使相同，當(dāng)張力的絕對(duì)值減小時(shí)易發(fā)生滑移。就是說可以認(rèn)為摩擦系數(shù)μ受拉力的影響。
另外，在張緊輥的根數(shù)上沒有限制，1根也可。根數(shù)可由對(duì)(Ⅱ)式進(jìn)行逆運(yùn)算所得的θ來確定。
在實(shí)際的連續(xù)退火爐內(nèi)，針對(duì)直徑不同的運(yùn)送輥及張緊輥，測(cè)定其發(fā)生滑移的臨界摩擦系數(shù)，結(jié)果查明，當(dāng)D為張緊輥直徑，W為帶鋼寬度時(shí)，則如圖3所示，摩擦系數(shù)是下述(Ⅲ)式所示表面壓力的函數(shù)。
P＝(T1+T2)/(DW) (Ⅲ)由圖3可知，作為重要的事實(shí)是，在表面壓力P＝10KPa附近，有一個(gè)摩擦系數(shù)的轉(zhuǎn)化點(diǎn)(以下稱此轉(zhuǎn)化點(diǎn)的表面壓力為臨界表面壓力pc)表面壓力在pc以上的范圍內(nèi)，張緊輥及運(yùn)送輥處于正常約束帶鋼的狀態(tài);在pc以下的范圍內(nèi)，為滑移狀態(tài)，即摩擦是處于運(yùn)摩擦狀態(tài)。欲使張緊輥及運(yùn)送輥發(fā)揮正常的功能，必須確定其直徑，以使此表面壓力在pc以上。
還有，運(yùn)送輥一般是以不使帶鋼的張力發(fā)生變化的條件下進(jìn)行運(yùn)送為目的。然而，本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)由圖3可知，表面壓力在10KPa以下時(shí)，呈動(dòng)摩擦狀態(tài)，既是運(yùn)送輥前后的微小的張力差，也會(huì)引起滑移。拉力差幾乎不存在，但卻發(fā)生滑移的現(xiàn)象，乍一看是難以理解的，這是由于驅(qū)動(dòng)運(yùn)送輥的電機(jī)的控制裝置一般不具有測(cè)知帶鋼真實(shí)速度的手段，而是根據(jù)指令值(與張緊輥圓周速度相同)控制輥的圓周速度，因此會(huì)發(fā)生這樣的現(xiàn)象。另外，由于不能正確掌握高溫爐內(nèi)熱膨脹后的運(yùn)送輥直徑，因此輥的圓周速度也不能和指令一樣，這一點(diǎn)會(huì)助長(zhǎng)這種現(xiàn)象。這種滑移的存在會(huì)導(dǎo)致帶鋼發(fā)生缺陷，或由于持久的滑移會(huì)對(duì)運(yùn)送輥表面產(chǎn)生堆積瘤(鐵分的疙瘩狀粘著，這也是帶鋼產(chǎn)生缺陷的原因。)。應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)，選定適當(dāng)?shù)妮亸剑员闾幵谂R界表面壓力以上，即可解決這一問題。
通常的操作，由于是在帶鋼的單位張力δ為定值的情況下進(jìn)行的，因此利用拉力T＝δhW的關(guān)系改寫(Ⅲ)式時(shí)，則得(Ⅳ)式P＝h(δ1+δ2)/D (Ⅳ)如上所述，通過采用本發(fā)明的技術(shù)，可使設(shè)置在連續(xù)退火爐內(nèi)的張緊輥及運(yùn)送輥可靠地發(fā)揮其應(yīng)有的增大帶鋼張力的功能，并能實(shí)現(xiàn)帶鋼的連續(xù)退火爐高度穩(wěn)定的操作。還可以防止由于帶鋼和輥之間的滑移而致傷這樣的重大缺陷。
此外，選擇輥直徑以使表面壓力P成為不發(fā)生滑移的臨界值這樣的想法，如上述那樣，不僅適用于張緊輥，也能適用于全部運(yùn)送輥。
象具有輻射管的加熱爐那樣，由于設(shè)備的尺寸限制，運(yùn)送輥直徑不能小時(shí)，為了不使運(yùn)送帶鋼所必要的轉(zhuǎn)矩以上的過剩的驅(qū)動(dòng)力作用于該運(yùn)送輥上，要在運(yùn)送輥的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及調(diào)整上加以考慮，例如，為了不產(chǎn)生定值(數(shù)mpm)以上的速度誤差，要對(duì)爐共通的速度指令加以限制，或使其具有適當(dāng)?shù)南陆堤匦缘纫彩潜景l(fā)明啟示的重要技術(shù)見解。
附圖的簡(jiǎn)要說明圖1是表示適用本發(fā)明的爐內(nèi)張緊輥及運(yùn)送輥的配置例的概略側(cè)視圖;
圖2是一般地說明帶鋼對(duì)于張緊輥的包角與張力之間關(guān)系的附圖;
圖3是表示作為本發(fā)明的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)而求得的張緊輥及運(yùn)送輥的表面壓力與摩擦系數(shù)之間的關(guān)系的實(shí)測(cè)值的附圖。
實(shí)施例1以下示出基于上述見解的張緊輥的設(shè)計(jì)例。
令張緊輥入側(cè)的帶鋼單位張力δ1＝0.7kg/mm2，出側(cè)的單位張力δ2＝1.2kg/mm2，帶鋼厚度h＝0.25mm，輥數(shù)＝3根，各輥上的包角＝180°，各輥上的張力倍率為定值(＝δ2/δ1＝1.2)，將臨界表面壓力pc＝10KPa代入(Ⅳ)式，求各輥直徑D1、D2、D3，則D1＝390mm，D2＝460mm，D3＝550mm。
實(shí)際上，各輥直徑不同，給制作和維護(hù)帶來麻煩，因此，從安全的角度來看，將所有的輥直徑取為390mm以下。
另外，圖3所示的數(shù)據(jù)是在下述條件下取得的張緊輥及運(yùn)送輥是光滑加工過的鋼輥，線速度是350-600mpm。
實(shí)施例2以下示出基于上述見解的運(yùn)送輥的設(shè)計(jì)例。
運(yùn)送輥前后的張力一般是相同的δ1＝δ2，但作為防止發(fā)生滑移的條件，可以與張緊輥同樣地應(yīng)用(Ⅳ)式，當(dāng)δ1＝δ2＝0.7kg/mm2，帶鋼厚度h＝0.25mm時(shí)，輥直徑D＝350mm以下。
如果張緊輥或運(yùn)送輥的表面加工粗糙度和線速度差異較大時(shí)，則由圖3所確定的臨界表面壓力pc有變化的可能性，但確定張緊輥直徑或運(yùn)送輥直徑時(shí)要使表面壓力達(dá)到臨界表面壓力以上這一基本的想法不變。
權(quán)利要求
1.一種帶鋼的連續(xù)退火設(shè)備，在爐內(nèi)配置有輥群，以便將供給到爐內(nèi)的帶鋼由入側(cè)引導(dǎo)到出側(cè)，在此帶鋼的連續(xù)退火設(shè)備上，令該輥群中至少一根輥的輥入側(cè)的帶鋼單位張力為δ1，出側(cè)的單位張力為δ2，帶鋼厚度為h，該輥的直徑為D時(shí)，則此帶鋼的連續(xù)退火設(shè)備的輥的直徑D應(yīng)滿足下述(Ⅰ)式，并表面壓力P達(dá)到10KPa(千帕)以上，P=h(δ1+δ2)/D (Ⅰ)。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于上述輥群中的至少1根輥是張緊輥。
3.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于上述輥群中的至少1根輥是運(yùn)送輥。
4.一種帶鋼的連續(xù)退火設(shè)備，在爐內(nèi)配置有輥群，以便將供給到爐內(nèi)的帶鋼由入側(cè)引導(dǎo)到出側(cè)，在此帶鋼的連續(xù)退火設(shè)備上，令該輥群中的張緊輥入側(cè)的帶鋼單位張力為δ1，出側(cè)的單位張力為δ2，帶鋼厚度為h，該張緊輥的直徑為D時(shí)，則此帶鋼的連續(xù)退火設(shè)備的張緊輥的直徑D應(yīng)滿足下述(Ⅰ)式，并表面壓力P達(dá)到10KPa(千帕)以上;P＝h(δ1+δ2)/D (Ⅰ)
5.一種帶鋼的連續(xù)退火設(shè)備，在爐內(nèi)配置有輥群，以便將供給到爐內(nèi)的帶鋼由入側(cè)引導(dǎo)到出側(cè)，在此帶鋼的連續(xù)退火設(shè)備上，令該輥群中的運(yùn)送輥入側(cè)的帶鋼單位張力為δ1，出側(cè)的單位張力為δ2，帶鋼厚度為h，該運(yùn)送輥的直徑為D時(shí)，則此帶鋼的連續(xù)退火設(shè)備的運(yùn)送輥的直徑D應(yīng)滿足下述(Ⅰ)式，并表面壓力P達(dá)到10KPa(千帕)以上;P＝h(δ1+δ2)/D (Ⅰ)
全文摘要
一種帶鋼的連續(xù)退火設(shè)備。在該冷軋帶鋼連續(xù)退火設(shè)備中，可謀求防止張緊輥及運(yùn)送輥的滑移，并實(shí)現(xiàn)退火爐的穩(wěn)定操作。當(dāng)爐內(nèi)張緊輥(2)及運(yùn)送輥(3)入側(cè)的帶鋼(1)的單位張力為(δ1)，出側(cè)的單位張力為(δ2)，帶鋼厚度為(h)，張緊輥(2)的直徑為(D)時(shí)，輥徑(D)由P＝h(δ
文檔編號(hào)C21D9/56GK1080661SQ9310624
公開日1994年1月12日 申請(qǐng)日期1993年5月24日 優(yōu)先權(quán)日1992年5月25日
發(fā)明者井家上洋 申請(qǐng)人:新日本制鐵株式會(huì)社