(57)【要約】      （修正有）【課題】連続熱処理炉等の鋼帯をロールにより搬送する装置において、事前の実験を殆ど必要とすることなく簡単に、かつ確実に鋼帯のスリップ防止できる方法を提供する。【解決手段】鋼帯をロールにより搬送する装置において、鋼帯とロールとの間にスリップが発生しない限界のロール表面の算術平均粗さを、雰囲気ガスの粘性係数、鋼帯の走行速度、鋼帯に加わる張力、鋼帯幅、ロール半径の関数より求め、ロール表面の算術平均粗さを前記求めた算術平均粗さ以上にする。ロール表面の算術平均粗さのみの調整では鋼帯表面に疵が発生する場合は、ロール表面の算術平均粗さを鋼帯の表面に疵が発生しない最大値に設定し、鋼帯とロールとの間にスリップが発生しない限界の雰囲気ガスの粘性係数を、ロール表面の算術平均粗さ、鋼帯の走行速度、鋼帯に加わる張力、鋼帯幅、ロール半径の関数より求め、雰囲気ガスの粘性係数を前記求めた粘性係数以下にする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼帯をロールにより搬送する装置における鋼帯のスリップ防止方法であって、鋼帯とロールとの間にスリップが発生しない限界のロール表面の算術平均粗さを、雰囲気ガスの粘性係数、鋼帯の走行速度、鋼帯に加わる張力、鋼帯幅、ロール半径の関数より求め、ロール表面の算術平均粗さを前記求めた算術平均粗さ以上にする鋼帯のスリップ防止方法。
【請求項２】
鋼帯をロールにより搬送する装置における鋼帯のスリップ防止方法であって、ロール表面の算術平均粗さを鋼帯の表面に疵が発生しない最大値に設定し、鋼帯とロールとの間にスリップが発生しない限界の雰囲気ガスの粘性係数を、ロール表面の算術平均粗さ、鋼帯の走行速度、鋼帯に加わる張力、鋼帯幅、ロール半径の関数より求め、雰囲気ガスの粘性係数を前記求めた粘性係数以下にする鋼帯のスリップ防止方法。
【請求項３】
ロールと鋼帯との噛込み部位に低粘性ガスを吹き付けることによって、雰囲気ガスの粘性係数を前記求めた粘性係数以下にする請求項２に記載の鋼帯のスリップ防止方法。
【請求項４】
前記関数が
Ｒａ≧０．５ｈ
ここで
ｈ＝Ｒ（６μＵ／Ｔ）２／３×（０．５８９−１．６１４／λ＋１．７６４／λ２）
λ＝Ｌ（６μＵ／Ｔ）−１／３／（２Ｒ）
Ｒａ：ロール表面の算術平均粗さ（ｍ）
μ：雰囲気ガスの粘性係数（ｋｇ・ｓ／ｍ２）
Ｕ：鋼帯の走行速度（ｍ／ｓ）
Ｔ：鋼帯に加わる張力（ｋｇ）
λ：鋼帯幅径比
Ｌ：鋼帯幅（ｍ）
Ｒ：ロール半径（ｍ）
ｈ：雰囲気ガス膜厚（ｍ）
である請求項１〜３のいずれかに記載の鋼帯のスリップ防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続熱処理炉等において鋼帯をロールで搬送する際に、鋼帯とロールとの間にスリップが発生することを防止する鋼帯のスリップ防止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
連続熱処理炉は、鋼帯を炉内に配設したロールにより搬送しつつ加熱、均熱、冷却等の熱処理を施すものであるが、このように鋼帯を連続的にロールによって搬送しつつ熱処理を施すと、鋼帯がロール幅方向両端部へ移行するいわゆる蛇行現象が生じることがあり、極端な場合は鋼帯がロール外へ位置し鋼帯端部が折損することになる。この蛇行現象の発生原因の一つは、鋼帯とロールとの間のスリップであることが知られており、従来一般的には、ロールの表面粗さを調整してスリップを防止するようにしている。
【０００３】
しかし、ロールの表面粗さを調整してスリップを防止する方法では、事前にロールの表面粗さを種々変えて実験し、スリップが発生しない適当な表面粗さを決定する必要があり、そのためのコストと労力は多大なものであった。また、ロールの表面粗さが大きすぎると、ロール表面に形成した凹凸により鋼帯の表面に疵が発生することもあった。
【０００４】
これに対して、特許文献１には、ロールと鋼帯との噛込み部位に低粘性ガスを吹き付けて鋼帯とロール間に介在される気体の膜厚を小さくすることによって、スリップを防止する方法が開示されている。しかし、この方法においても、事前に吹き付けガスの粘性係数を種々変えて実験し、スリップが発生しない適当な吹き付けガスの粘性係数を決定する必要があった。また、吹き付けガスの粘性係数を必要以上に小さくすると、そのための余分なコストが発生する。
【特許文献１】特開平７−３１６６６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、鋼帯をロールにより搬送する装置において、事前の実験を殆ど必要とすることなく簡単に、かつ確実に鋼帯のスリップを防止できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、鋼帯をロールにより搬送する装置における鋼帯のスリップ防止方法であって、鋼帯とロールとの間にスリップが発生しない限界のロール表面の算術平均粗さを、雰囲気ガスの粘性係数、鋼帯の走行速度、鋼帯に加わる張力、鋼帯幅、ロール半径の関数より求め、ロール表面の算術平均粗さを前記求めた算術平均粗さ以上にすることを特徴とするものである。
【０００７】
ロール表面の算術平均粗さのみの調整では鋼帯表面に疵が発生することがあるが、この場合は、ロール表面の算術平均粗さを鋼帯の表面に疵が発生しない最大値に設定し、鋼帯とロールとの間にスリップが発生しない限界の雰囲気ガスの粘性係数を、ロール表面の算術平均粗さ、鋼帯の走行速度、鋼帯に加わる張力、鋼帯幅、ロール半径の関数より求め、雰囲気ガスの粘性係数を前記求めた粘性係数以下にする。この場合、ロールと鋼帯との噛込み部位に低粘性ガスを吹き付けることによって、雰囲気ガスの粘性係数を前記求めた粘性係数以下にすることができる。
【０００８】
本発明において、ロール表面の算術平均粗さ、雰囲気ガスの粘性係数、鋼帯の走行速度、鋼帯に加わる張力、鋼帯幅、ロール半径の関係を示す関数としては、以下の関数を使用することがでできる。
【０００９】
Ｒａ≧０．５ｈ
ここで
ｈ＝Ｒ（６μＵ／Ｔ）２／３×（０．５８９−１．６１４／λ＋１．７６４／λ２）
λ＝Ｌ（６μＵ／Ｔ）−１／３／（２Ｒ）
Ｒａ：ロール表面の算術平均粗さ（ｍ）
μ：雰囲気ガスの粘性係数（ｋｇ・ｓ／ｍ２）
Ｕ：鋼帯の走行速度（ｍ／ｓ）
Ｔ：鋼帯に加わる張力（ｋｇ）
λ：鋼帯幅径比
Ｌ：鋼帯幅（ｍ）
Ｒ：ロール半径（ｍ）
ｈ：雰囲気ガス膜厚（ｍ）
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、設計段階において計算により、鋼帯とロールとの間でスリップが発生しないロール表面の算術平均粗さを求めることができる。これによって、ロール表面の算術平均粗さを変えて事前に実験する必要がなくなり、低コストで簡単に、かつ確実に鋼帯のスリップを防止できるようになる。
【００１１】
また、ロール表面の算術平均粗さのみの調整では鋼帯表面に疵が発生する場合は、ロール表面の算術平均粗さを鋼帯の表面に疵が発生しない最大値に設定し、設計段階において計算により、鋼帯とロールとの間にスリップが発生しない限界の雰囲気ガスの粘性係数を求めることができる。これによって、スリップ防止のために雰囲気ガスの粘性係数を必要以上に小さくする必要がなくなり、無駄なコストを削減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図を参照して本発明を具体的に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の鋼帯のスリップ防止方法を適用する連続熱処理炉の要部を示す。図１において、１は連続熱処理炉、２は鋼帯、３は鋼帯２を搬送するロール、４は鋼帯２とロール３との噛込み部位に指向配置した吹き込みノズルであり、この吹き込みノズル４により鋼帯２とロール３との噛込み部位の全幅に低粘性窒素ガスを吹き付ける。
【００１４】
この構成において、鋼帯２とロール３との噛込み部位では、図２に示すように雰囲気ガスが巻き込まれて鋼帯２とロール３との間に雰囲気ガス膜が形成され、これに伴い鋼帯２が破線図示のようにロール３からわずかに浮上する。
【００１５】
この浮上量、すなわち雰囲気ガス膜は、流体潤滑理論（例えば、橋本  臣著、ウェブハンドリングにおけるトライボロジー的考察「仕上機械と周辺技術」、株式会社加工技術研究会、２００３年、ｐ７０６−７１４参照）から次式で表される。
【００１６】
ｈ＝Ｒ（６μＵ／Ｔ）２／３×（０．５８９−１．６１４／λ＋１．７６４／λ２）…（１）
ここで、
ｈ：雰囲気ガス膜厚（ｍ）
μ：雰囲気ガスの粘性係数（ｋｇ・ｓ／ｍ２）
Ｕ：鋼帯の走行速度（ｍ／ｓ）
Ｔ：鋼帯に加わる張力（ｋｇ）
λ：鋼帯幅径比
Ｒ：ロール半径（ｍ）
なお、鋼帯幅径比λは、次式で表される。
λ＝Ｌ（６μＵ／Ｔ）−１／３／（２Ｒ）…（２）
【００１７】
この雰囲気ガス膜厚ｈが大きいほど、また、ロール３表面の算術平均粗さＲａが小さいほど、鋼帯２のスリップが発生しやすくなるが、本発明者らが、実際にスリップが発生した事例及びスリップが発生しなかった事例について、ロール３表面の算術平均粗さＲａ（実測値）と雰囲気ガス膜厚ｈ（計算値）との関係をプロットしたところ、図３に示すようになった。図３において、●はスリップが発生した事例、○はスリップが発生しなかった事例である。
【００１８】
図３から、Ｒａ≧０．５ｈとすれば、鋼帯のスリップを防止できることがわかった。すなわち、鋼帯とロールとの間にスリップが発生しない限界のロール表面の算術平均粗さＲａは上記（１）式により計算した雰囲気ガス膜厚ｈの０．５倍ということであり、本発明では、実際のロール表面の算術平均粗さＲａを雰囲気ガス膜厚ｈの０．５倍以上にすることで、鋼帯のスリップを防止する。
【００１９】
一方、ロール表面の算術平均粗さＲａのみの調整では鋼帯表面に疵が発生することがあるが、この場合は、ロール表面の算術平均粗さＲａを鋼帯の表面に疵が発生しない最大値に設定し、図１に示した吹き込みノズル４により鋼帯２とロール３との噛込み部位の全幅に低粘性窒素ガスを吹き付けることによって雰囲気ガスの粘性係数μを小さくし雰囲気ガス膜厚ｈを小さくすることで、Ｒａ≧０．５ｈの関係を満たすようにする。すなわち、鋼帯の表面に疵が発生しない最大値としての算術平均粗さＲａは経験値あるいは実績値により設定し、上記（１）式で計算される雰囲気ガス膜厚ｈがＲａ≧０．５ｈの関係を満たすような雰囲気ガスの粘性係数μを求める。そして、吹き込みノズル４により吹き込むガスの粘性係数を先に求めた粘性係数μ以下にする。これによって、鋼帯表面に疵が発生することを防止しつつ、鋼帯のスリップを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の鋼帯のスリップ防止方法を適用する連続熱処理炉の要部を示す。
【図２】図１の連続熱処理炉における鋼帯とロールの噛込み部位を示す。
【図３】ロール表面の算術平均粗さ及び雰囲気ガス膜厚と鋼帯のスリップ発生状況との関係を示す。
【符号の説明】
【００２１】
１  連続熱処理炉
２  鋼帯
３  ロール
４  吹き込みノズル
【図１】
2006241511.tif 000002
【図２】
2006241511.tif 000003
【図３】
2006241511.tif 000004