(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁鋼板横型連続熱処理炉において、８００℃以上の炉内温度で鋼板を熱処理するゾーンに設けたハースロールの径を１５０〜３００ｍｍ，配設ピッチを１５００ｍｍを越え４５００ｍｍ以下とし、各ハースロール毎に継手を介してハースロールを駆動する駆動モータと、該駆動モータの駆動制御装置とを設けたことを特徴とする電磁鋼板横型連続熱処理炉。
【請求項２】
駆動制御装置は、ラインスピードに応じたハースロール基準速度指令に対して、各ハースロール毎にハースロール径補正を加えた回転速度を演算し、各ハースロール毎に回転速度を制御するよう構成されていることを特徴とする請求項１記載の電磁鋼板横型熱処理炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加熱、均熱、冷却処理を連続して行う電磁鋼板の横型熱処理炉に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電磁鋼板横型連続焼鈍炉におけるハースロールの敷設方法に関しては、焼鈍過程で歪みを与えると成品の鉄損が増大するので、一般にハースロールのピッチは一定で、且つ小さく設定されており、従って、ハースロール本数が増え、設備費増大の原因になっていた。それに対して、例えば、特許第２５０５５０３号公報では、珪素鋼板用横型焼鈍炉において、温度の異なる処理ゾーン毎に珪素鋼板の鉄損を増加させることのないハースロールの径と敷設ピッチが開示されている。
【０００３】
すなわち、珪素鋼板用横型熱処理炉において、炉体を入側より前段、中段、後段に三分割し、被焼鈍材の温度が８００℃未満の領域にある前段及び後段部においては、ロール径が１２０〜３００ｍｍのハースロールを１５００ｍｍを超え、３０００ｍｍ以下の敷設ピッチで、被焼鈍材の温度が８００℃以上の領域にある中段部においては、ロール径が１２０〜３００ｍｍのハースロールを５００ｍｍを超え、１５００ｍｍ以下の敷設ピッチで配設することにより、珪素鋼板の鉄損を増加させることなく、設備費を小さくすることが提案されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、処理能力が大きくなると横型焼鈍炉の炉長が長くなり、従来の技術のような敷設ピッチであっても、ハースロールの設置数はかなり多数となることから設備費増大は避けられないという問題があり、定期的な取り替えを要する８００℃以上の高温部におけるハースロールは、特にその設置数を減じることによって、設備費を大幅に削減することがさらに強く望まれていた。
【０００５】
図５は、従来のチェーン駆動方式を示す概念図で、炉内平面を断面的に示すとともに、炉外の駆動装置を示している。
従来ハースロールは、カーボンスリーブ式ロールが用いられており、そのハースロール群の駆動方式は、５本ないし１０本の複数のハースロール２を駆動チェーン６で連結して一つのグループとし、一台の駆動モータ３でこれらのハースロール２群を一括して駆動する、所謂、チェーン駆動方式であったため、一つの駆動グルーブ内で慣性によるハースロール２間の周速差が生じ易く、ハースロール２と被焼鈍材の揃速性が悪化し、被焼鈍材１０とハースロール２とのスリップに起因する、カーボンスリーブの磨耗が大きくなり、カーボンロールの取り替えを頻繁に行わなければならないという問題があった。
【０００６】
特に、炉内温度が８００℃を越える高温部においては、ハースロール２の高温における熱変形の増大に起因するハースロール２と被焼鈍材のスリップの増加が懸念されるとともに、ハースロール２の配設ピッチを大きくとることは、ハースロール２の一本当たりの負担する被焼鈍材支持荷重が大きくなることであり、即ち、ハースロール２と被焼鈍材の接触面圧が大きくなり、カーボンスリーブロールの磨耗量が大きくなることから、ハースロール２の配設ピッチは１５００ｍｍが限界とされていた。
【０００７】
また、カーボンスリーブ式ハースロールは、表面に疵が入った場合やカーボンスリーブ表面が肌荒れした場合に、表面を研磨して再生使用するため、取り替えの度にロール径の違った再生ロールを設置することになるが、従来のチェーン駆動方式では、同一駆動グループ内にはロール径の違ったハースロールを設置できないため、再生ロールを任意の場所に設置することができないという問題があった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、係る問題を解決し、炉内温度が８００℃以上の高温部において、ハースロールの設置数を減じるためになされたものである。すなわち、電磁鋼板横型連続熱処理炉において、８００℃以上の炉内温度で被焼鈍材を熱処理するゾーンに設けたハースロールの径を１５０〜３００ｍｍ，配設ピッチを１５００ｍｍを越え４５００ｍｍ以下とするとともに、各ハースロール毎に継手を介してハースロールを駆動する駆動モータと、該駆動モータの駆動制御装置とを設けたことを特徴とする電磁鋼板横型連続熱処理炉を提供するものである。
【０００９】
また、駆動制御装置は、ラインスピードに応じたハースロール基準速度指令に対して、各ハースロール毎にハースロール径補正を加えた回転速度を演算し、各ハースロール毎に回転速度を制御するよう構成されていることを特徴としている。ハースロール径は、ハースロール自重による撓みを一定値以下にするために通常１５０ｍｍ以上が用いられており、また、経済的理由から３００ｍｍを越えない範囲で使用されることが多いため、本発明では、ハースロール径を１５０〜３００ｍｍとした。
【００１０】
【実施例】
高温部のハースロールの設置数を削減する為には、ハースロール数を削減することによってハースロール一本の分担する被焼鈍材の重量が増大するので、ハースロールの磨耗による取り替え寿命が極端に短くならないこと、及び、炉内での被焼鈍材の蛇行を助長しないこと、さらには、焼鈍過程における被焼鈍材の鉄損の増加が許容値を越えないことが重要である。
【００１１】
図１は、本発明の設備例を示す概念図である。横型連続熱処理炉１において、被焼鈍材１０は、加熱ゾーンにおいて所定の加熱温度まで昇温され、続いて均熱ゾーンに入る。均熱ゾーンでは、電熱ヒーター等により８００℃以上の均熱温度で一定時間保持され、続く冷却ゾーンで常温近くまで冷却される。被焼鈍材１０が８００℃以上の温度領域で均熱される均熱ゾーンに設けられたハースロール２の径Ｄを１５０〜３００ｍｍとし、ハースロール２の配設ピッチＰ１  ，Ｐ２  ，Ｐ３  ・・・Ｐｎ  を従来の限界であった１５００ｍｍを越え４５００ｍｍ以下としている。また、本発明では、ハースロールの磨耗を助長しないように、従来のチェーン駆動方式に替えて、それぞれハースロール一本を継手を介してそれぞれ一台の駆動モータを接続し、各ハースロール毎に単独駆動する方式とした。
【００１２】
図４は、各ハースロール毎にそれぞれ単独駆動する方式を示す。ハースロール２は、それぞれ継手７を介して駆動モータ３と接続されている。各駆動モータ３は、駆動制御装置９により制御される。ハースロール回転速度の制御にあたっては、まずラインスピードに応じたハースロール基準速度指令８に対して、被処理材が各セクション毎に設定された張力を保つようにハースロール速度演算器４にて速度制御される。
【００１３】
さらに、ハースロールの設定時において、ハースロール毎の径に応じたハースロール回転数になるようにハースロール径補正演算器５にて演算される。これらの演算器を経て伝達される速度演算指令に基づいて、駆動制御装置９によりハースロール毎に、ハースロールの回転数が制御される。ここで用いているハースロール速度演算器４は、横型連続熱処理炉を含むライン全体にわたる被焼鈍材の張力を制御する方式でハースロールの速度制御が行われ、ライン各セクションの被焼鈍材の張力を検出し、各セクション毎の駆動モータのトルク或いは速度を補正して、各セクション毎の被焼鈍材の張力が各々所定の設定値になるように制御するものである。
以上のような装置において、カーボンスリーブの磨耗量、被焼鈍材の蛇行、被焼鈍材の鉄損について確認した。
【００１４】
図４に示す単独駆動方式において、まず、ハースロールのカーボンスリーブ磨耗量と配設ピッチについて調べたところ、図２の結果を得た。
図２は、ハースロール径が１５０〜３００ｍｍの範囲内でＤ１  ，Ｄ２  ，Ｄ３  の三通りについて、配設ピッチを１５００ｍｍと４５００ｍｍの２ケースとした場合のハースロールの磨耗量の比較を示すもので、被焼鈍材の板厚が０．２２〜０．３５ｍｍ，板幅が９７０〜１０００ｍｍを約６カ月間通板処理した結果を示すものである。ハースロールは、鉄芯にカーボンスリーブを嵌合させたカーボンスリーブロールを使用しており、ハースロールの磨耗量即ちカーボンスリーブの磨耗量は、ハースロールの配設ピッチが１５００ｍｍの場合も４５００ｍｍの場合も、ほとんど差がなくまた許容限界値内であるということがわかる。
【００１５】
また、ハースロールの配設ピッチが１５００ｍｍの場合と４５００ｍｍの場合の二ケースで、従来のチェーン駆動方式と本発明における単独駆動方式によるカーボンスリーブの平均磨耗量を比較すると、図３に示すように従来のチェーン駆動方式に比べて単独駆動方式のほうがカーボンスリーブの磨耗量が大幅に減少するという結果が得られた。
次に、同様にハースロール径１５０〜３００ｍｍで配設ピッチを１５００ｍｍと４５００ｍｍの二ケースとした場合の被焼鈍材の蛇行の影響を調査したが、ハースロールの配設ピッチが１５００ｍｍの場合と４５００ｍｍの場合において、蛇行量は許容値以下で、両者に有意な差は認められなかった。
【００１６】
さらに、鉄損とハースロール配設ピッチの関係について調査した。鉄損と焼鈍過程における温度及び歪みの関係は、周知の通り、被焼鈍材の温度が高い程、また、焼鈍過程での歪みが大きい程鉄損が大きくなる。また、焼鈍過程での歪みは、ユニット張力が大きい程大きく、ハースロール径が小さく、ハースロール配設ピッチが大きくなるほど大きくなることも知られている。
【００１７】
ハースロール径が１５０〜３００ｍｍにおいて、ユニット張力を０．３〜０．７ｋｇ／ｍｍ2 の実用上使用されている範囲において、ある鋼種を処理する場合、均熱温度が８００℃以上の領域でハースロールの配設ピッチを１５００ｍｍと４５００ｍｍの２ケースについて比較したところ、この範囲においては、ハースロールの配設ピッチの鉄損への影響は、実質上ほとんどないことが確認できた。
しかしながら、ハースロール配設ピッチが４５００ｍｍを越えると、炉内に被焼鈍材を初期通板する作業、いわゆるスレディング作業が難しくなり、特に、熱間で炉内に被焼鈍材を通す熱間スレディング作業は極めて困難になることから、ハースロール配設ピッチは４５００ｍｍ以下とすることが望ましい。
【００１８】
【発明の効果】
本発明のようにハースロール毎に駆動モータ及び駆動制御装置を設けた単独駆動方式とすることにより、被処理材とハースロールとのスリップが減少し、ハースロールの磨耗も小さくなる。よって、電磁鋼板の横型連続式熱処理炉において、８００℃以上の炉内温度のゾーンにおいてハースロールの配設ピッチを従来よりも大きくとることができるため、均熱ゾーンのハースロール設置本数を従来に比べて約三分の一に削減することが可能になり、定期的なハースロール取り替えに係わる運転維持費を大幅に削減することができる。またハースロールの配設ピッチによる蛇行、鉄損への影響がないことも確認できた。
また、ハースロール駆動装置はロール径補正を加えて各ハースロール毎に速度制御する為、再生使用するカーボンスリーブは、その再生後の径に係わらず自在に設置位置を選択することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるハースロール径とハースロール配設ピッチＰ１  ，Ｐ２  ，Ｐ３  ・・・Ｐｎ  を示す説明図である。
【図２】ハースロールの配設ピッチとハースロールの磨耗量を示す実験データーを示す図である。
【図３】従来のチェーン駆動方式と本発明におけるハースロール単独駆動方式によるカーボンスリーブロールの平均磨耗量の差を示す図である。
【図４】本発明におけるハースロール一本をそれぞれ一台の駆動モータで駆動する駆動方式を示す図である。
【図５】従来のチェーン駆動方式を示す図である。
【符号の説明】
１    横型連続熱処理炉本体
２    ハースロール
３    交流モータ
４    ハースロール速度演算器
５    ハースロール径補正演算器
６    駆動チェーン
７    継手
８    基準速度指令
９    駆動制御装置
１０  被焼鈍材
【図１】
0003588414.tif 000002
【図２】
0003588414.tif 000003
【図３】
0003588414.tif 000004
【図４】
0003588414.tif 000005
【図５】
0003588414.tif 000006