(57)【要約】  本発明は、仕上げラインにおける焼きなまし後の冷却に関連して、ステンレス鋼帯板の平坦度を制御する方法および装置に関する。帯板(1)は、まず、少なくとも１つの冷却媒体を帯板の移動方向に対して横断するように配設した少なくとも１つの群の供給機器(5、6)を介して、帯板(1)の全幅に対して供給して、帯板の移動方向(2)にて冷却し、冷却媒体の量は、平坦度用に帯板の所望の温度に関して記録された所定のデータを用いて調節し、次に、帯板の温度を測定して(8)、温度測定後に、温度の測定値が所定の温度値と異なる場合、少なくとも１つの冷却媒体を、帯板移動方向(2)を横断するように配設した少なくとも１つの群の供給機器(9)を介して供給する更なる冷却段階を実行してから、複数の制御ユニット(12)を含んで帯板移動方向(2)を横断するように配設する制御機器(11)を使用して平坦度を制御する。
2010537046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
仕上げラインにおける焼きなまし後の冷却に関連してステンレス鋼帯板の平坦度を制御する方法において、帯板(1)は、まず、少なくとも１つの冷却媒体を、帯板の移動方向に対して横断するように配設した少なくとも１つの群の供給機器(5、6)を介して、該帯板(1)の全幅に対して供給して、帯板の移動方向(2)にて冷却し、前記冷却媒体の量は、平坦度用の帯板の所望の温度に関して記録された所定のデータを用いて調節し、次に、前記帯板の温度を測定して(8)、温度測定後に、温度の測定値が所定の温度値と異なる場合、少なくとも１つの冷却媒体を、前記帯板移動方向(2)を横断するように配設した少なくとも１つの群の供給機器(9)を介して供給する更なる冷却段階を実行してから、複数の平坦度制御ユニット(12)を含んで前記帯板移動方向(2)を横断するように配設される制御機器(11)を使用して平坦度を制御することを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、前記温度は、前記帯板移動方向(2)に対して横断するように移動可能なサーモスキャナ(8)を使用して測定し、該サーモスキャナ(8)を使用して、前記温度を、前記帯板の長手方向のゾーン(3)において測定し、該ゾーン(3)は平坦度制御ユニット(12)の幅によって定められることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の方法において、前記冷却媒体の供給機器群(5、6、9)では、所定のデータおよび個々の測定データを用いて冷却媒体の量を個別に調節することを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１、２または３に記載の方法において、前記冷却媒体はノズル(5、6、9)を介して前記帯板にＶ字状に噴射することを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法において、前記ノズル群(5、6、9)のＶ字状噴射の最大角度(α)は、20〜30度の間であることを特徴とする方法。
【請求項６】
仕上げラインにおける焼きなまし後の冷却に関連してステンレス鋼帯板の平坦度を制御する装置において、平坦度制御機器(11)の平坦度制御ユニット(12)を使用して、前記帯板(1)の幅を、長手方向のゾーン(3)で定めて、それを該帯板の温度(8)を測定するのに利用し、また温度測定(8)の前後で冷却媒体用の供給機器(5、6、9)を冷却エリアに配置するのに利用する長手方向のゾーン(3)で定めることを特徴とする装置。
【請求項７】
請求項６に記載の装置において、前記冷却媒体用の供給機器(5、6、9)は、帯板の移動方向(2)を横断するように前記帯板(1)の全幅にわたって配設することを特徴とする装置。
【請求項８】
請求項６または７に記載の装置において、少なくとも１つの群の供給機器 (9)を温度測定の後方に配設することを特徴とする装置。
【請求項９】
請求項６、７、または８に記載の装置において、少なくとも、冷却媒体として水を使用する供給機器(6、9)を、前記帯板(1)の下方に配設することを特徴とする装置。
【請求項１０】
請求項６ないし９のいずれかに記載の装置において、前記サーモスキャナ(8)を温度測定に使用することを特徴とする装置。
【請求項１１】
請求項６ないし10のいずれかに記載の装置において、前記冷却媒体の供給機器(5、6、9)、前記温度測定用の機器(8)、および前記平坦度制御ユニット(12)は、中央処理装置(7)に電気的に接続する(10、14、15、16)ことを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【詳細な説明】
【０００１】
本発明は、ステンレス鋼帯板の仕上げラインにおける焼きなまし後の冷却に関連して平坦度を制御する方法および装置に関するものである。
【０００２】
ステンレス鋼薄帯板などの薄い金属帯状板を製造する場合、帯板の材料を、まず３mmの厚さまで熱間圧延し、次いで冷間圧延して厚さをさらに減らす。冷間圧延は、１台の冷間圧延機に数回通して、または数台の連続する圧延機において行われる。冷間圧延は、ステンレス鋼、とくにオーステナイト系ステンレス鋼の機械的強度を高め、その機械的強度はそれ自体がさまざまな用途において望ましいものである。しかし、帯板は、たとえば折り曲げ、打ち抜きおよびエンボス加工などの作業がほとんど不可能にもなる。そのため、冷間圧延工程の終了後に、帯板を鋼の再結晶温度よりも高い温度、すなわち1050℃を超える温度で加熱して焼きなます。その後、帯板を冷却箱内で冷却する。帯板を焼きなまし炉で加熱すると、酸化物が帯板の側面に形成され、その一部は酸化膜状になる。冷却した帯板は、たとえばショットブラスト装置で除膜し、その後、酸洗い槽で酸洗いする。酸洗い後、最終冷間圧延がスキン・パス・ロールなどでなされる。スキン・パス・ロールからの帯板は、たとえば溶接管製造に使用できる。あるいは、スキン・パス・ロールからの帯板は、さらに焼きなまし炉で処理することができ、さまざまな用途における帯板の使用のために個別の所望の特性が達成される。
【０００３】
帯板を個々の段階で処理する場合、帯板の平坦度を制御して、帯板製造の品質を良くする。欧州特許出願第1153673号は、板または薄板を熱間圧延の終了後に室温まで冷ましたときに、その縁部で生じる波打ちを抑制することで、金属板の平坦度を制御する方法および装置に関するものである。その方法では、金属薄板または金属板の表面温度を、タンデム仕上げ圧延機の２つのロール・スタンドの間でその幅方向に渡る縁部および中央部において、または可逆仕上げ圧延機の入口および／もしくは出口において測定する間に、あるいは熱間圧延の終了の後に、または仕上げ圧延の完了後に行う金属薄板または金属板の熱均一化および冷却の後に、金属薄板または金属板の表面温度分布を均一化することによって、金属薄板または金属板の平坦度を制御する。欧州特許出願第1153673号は、金属薄板または金属板の表面に熱を誘導して、圧延中に温度を下げる前に、金属薄板または金属板の横方向において均一な温度を維持することを目的とする。
【０００４】
特開2002-045907号公報では、金属薄板の平坦度を制御する方法および装置について述べている。金属薄板の表面温度を、熱間タンデム圧延機の仕上げ圧延機の間で、またはタンデム圧延機の排出口で測定して、また、常温で発生する熱応力の残留応力を表面温度に基づいて推測し、仕上げ圧延機が幅方向にもたらす残留応力を制御して、この残留応力によって波形状が発生しないようにする。特開2002-045907号公報は、圧延中に温度を下げる前に、平らな金属板を達成することを目的とする。
【０００５】
特開2002-045908号公報に述べる方法および装置は、上述の欧州特許出願第1153673号および特開2002-045907号公報における方法および装置とは異なるものであり、特開2002-045908号公報は、水のみを冷却媒体に用いて、鉄、アルミニウムまたはチタンで作られる厚板または薄板の熱間圧延中に、前処理工程に続いて、非平坦部分を真っ直ぐに伸ばすことを目的とする。
【０００６】
上述の従来技術公報である特開2002-045907号公報、特開2002-045908号公報および欧州特許出願第1153673号で述べている、温度測定に基づく平坦度の制御は、スキン・パス・ロールなどの仕上げ圧延機で圧延する前に、素材の表面温度分布を安定するように維持する方法に関するもので、平坦度に関して良好で均一な圧延結果が達成される。
【０００７】
本発明は、金属薄帯板を仕上げラインにおいて焼きなますときに、冷却中に金属薄帯板の温度を測定する間に金属薄帯板の平坦度を制御する、改善された方法および装置を創作することを目的とする。本発明の基本的な特徴は、添付の特許請求の範囲に列挙する。
【０００８】
本発明によれば、仕上げ焼きなまし処理からの高温のステンレス鋼薄帯板は、冷却エリア、温度測定エリアおよび平坦度制御部を介して案内される。冷却エリアは、冷却媒体用の少なくとも２つのノズルなどの供給機器群を含み、それらは、１つの群による冷却効果が実質的に帯板幅の全域に広がるように、帯板の移動方向に対して実質的に横断する位置に配設される。温度測定エリアは温度測定機器を含み、それはステンレス鋼帯板上に有利に配設される。また、少なくとも１つのノズル群が帯板の移動方向に対して温度測定機器の後方に配設されるように、温度測定機器が配設される。平坦度制御部は、帯板の移動方向に対して帯板の横断する方向における個々のエリアにおいて平坦度を制御する機器を含む。平坦度制御機器は、帯板移動方向の冷却エリアの後方に配設され、さらに平坦度制御機器は帯板の下方に有利に配設される。
【０００９】
冷却媒体用の供給機器、温度測定機器、および平坦度制御機器は、コンピュータなどの中央処理装置に電気的に接続され、それにより本発明の冷却および平坦度制御の動作を制御する。また、中央処理装置は、温度測定機器および平坦度制御機器から受け取ったデータを記録する。中央処理装置は、この所定の記録したデータを、冷却エリアにおける冷却媒体用の供給機器の動作制御に活用する。
【００１０】
ノズルは、本発明によるステンレス鋼帯板に冷却媒体を供給するために使用するものであり、冷却媒体源に機械的に接続される。帯板の移動方向に対して実質的に横断する位置に配設された少なくとも１つのノズル群は、冷却する帯板の下方に配設される。冷却媒体は、有利には水であり、帯板の下方に配設されたノズルから帯板へと供給される。しかし、冷却媒体は、部分的には気体や、窒素またはアルゴンなどの不活性ガスであり、気体は少なくとも帯板の下方に配設されたノズルを介して帯板に供給される。
【００１１】
本発明による平坦度制御部は、ローラー型の制御機器を使用して実行される。このローラー型制御機器は、回転可能なシャフトを含み、平坦度制御ユニットがシャフトの周囲に隣接して備えられて、平坦度制御ユニットは少なくとも帯板幅の全域に及ぶ。帯板の移動方向に対する帯板の横断方向における各平坦度制御ユニットの幅は、実質的に同一であることが望ましい。平坦度制御部は、複数のゾーンに分割されて、それらの幅は平坦度制御ユニットの幅に相当する。平坦度制御ユニットは、回転シャフトの範囲内で回転し、平坦度制御ユニットは帯板と間断なく機械的に接触する。
【００１２】
温度測定機器は、有利にはサーモスキャナであり、それは帯板の移動方向に対して横断方向に移動可能に設置され、帯板の表面を実質的に連続的に走査して、ステンレス鋼帯板の表面温度を測定する。サーモスキャナは、帯板移動方向に対して帯板の横断方向における各ゾーンの帯板の表面温度を測定する。温度測定の各ゾーンの幅は、平坦度制御部のゾーンの幅と実質的に同じである。
【００１３】
帯板移動方向の実質的な横断位置におけるノズル群であって、冷却媒体をステンレス鋼帯板の表面に供給するために使用されるものは、帯板の幅内に配置されて、各平坦度制御ゾーンに１つのノズルを備えて、１つのノズル群が帯板の全幅をカバーするようにする。ノズルは、各ノズルが冷却媒体の実質的にＶ字状のシャワーをそのゾーンに形成して、ノズルがそこに誘導されるように設計されている。それにより、１つの群の各ノズルは、帯板の実質的に１ゾーンのみに冷却媒体を掛ける。
【００１４】
本発明の方法および装置を実施するとき、高温の帯板は、まず、冷却エリアで予備冷却され、そこでは、複数のノズル群を用いて、不活性ガスが帯板の表面に噴射される。予備冷却エリアでは、少なくとも１つのノズル群を有利に設置して、冷却媒体である水を冷却すべき帯板の表面に噴射させる。次に、サーモスキャナで帯板の個々のゾーンにおける温度を測定し、各ゾーンの温度測定値を、帯板の平坦度のために中央処理装置に記録されたデータと比較する。温度の数値が平坦度の所定の所望の値と実質的に異なる場合、平坦度を制御する前に、帯板の表面に少なくとも１つのノズル群を介して水を噴射させて帯板をさらに冷却する。平坦度の制御値は、中央処理装置に記録され、そのデータは少なくとも予備冷却エリアのノズルの調節に使用されて、帯板幅全体の予想平坦度に対して所望の温度を実現する。
【００１５】
本発明の方法および装置は、とくに厚さ１ミリ未満の帯板に適している。本発明の範囲内で所望の平坦度を実現すると、仕上げラインにおける帯板の処理速度が向上し、その結果、仕上げラインの処理能力もより高まる。
【００１６】
本発明を、図面を参照して、以下でより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施例を、斜視位置における全体図として概略的に示す図である。
【図２】図１の実施例を、斜め下手位置からに見て概略的に示す図である。
【発明の詳細な説明】
【００１８】
図１〜図２によれば、冷却すべき高温の帯板１は矢印２で示す方向に移動している。帯板１は図示の手法でゾーン３に分割される。帯板１は、まず、ノズル群５および６を含む予備冷却エリア４を通って進む。ノズル５および６は、冷却媒体源（図示せず）に機械的に接続されて、ノズル群５および６は個別の手法によって、ノズル毎に、中央処理装置であるコンピュータ７に電気的に接続される。ノズル群５および６は、帯板１の移動方向２に対して横断位置に配設されて、冷却媒体が、群における１つのノズル５および６を介して、帯板１のゾーン３の１つに噴射される。ノズル５および６は、冷却媒体が図に示すようにＶ字状の噴射になるように構成される。ノズル５および６は、各ノズル５および６のＶ字状噴射の最大角度(α)が20〜30度の間になるように帯板１に配設される。ノズル５から供給される冷却媒体は気体であり、ノズル６から供給される冷却媒体は水である。冷却媒体の量は、コンピュータ７に記録された所定の値を用いて個々のノズル５および６ごとに調節される。
【００１９】
予備冷却エリア４を通過した後、帯板１の個々のゾーン３における温度が、コンピュータ７に電気的に接続14したサーモスキャナ８で測定される。個々のゾーン３からの測定温度値は、コンピュータ７に記録され、これらの新たな測定温度値が、コンピュータ７における個々のゾーン３の所定の所望の温度値と比較される。温度の測定値と所定の所望の値とが互いに異なる場合、矢印17に示すように、帯板１の移動方向２に対して横断位置において、横断して移動可能に設置されたサーモスキャナ８の後方に配設された、各ゾーン３用ノズルを有するノズル群９を利用して、温度値の差を平らにする。ノズル群９は、コンピュータ７に電気的に接続され、所定の温度値と測定温度値との間で差があるために噴射が必要なときに、各ノズル９が個別の手法でノズル毎に調節されて、水を冷却媒体として帯板１に噴射する。さらに、帯板１は、平坦度制御部11に向かって移動する。帯板１の平坦度は、平坦度制御部11の回転可能なシャフト13の周囲に設置した平坦度制御ユニット12を利用して測定される。平坦度制御ユニット12は、ユニットごとにコンピュータ７に電気的に接続16され、各ユニット12で測定した平坦度制御値は、コンピュータ７に記録される。平坦度制御ユニット12は、帯板１の長手方向に図示されるゾーン３と同じ幅を有する。
【図１】
2010537046.tif 000003
【図２】
2010537046.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成21年6月11日(2009.6.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
仕上げラインにおける焼きなまし後の冷却に関連してステンレス鋼帯板の平坦度を制御する方法において、帯板(1)は、まず、少なくとも１つの冷却媒体を、帯板の移動方向に対して横断するように配設した少なくとも１つの群の供給機器(5、6)を介して、該帯板(1)の表面において該帯板(1)の全幅に対して供給して、帯板の移動方向(2)にて冷却し、前記冷却媒体の量は、平坦度用の帯板の所望の温度に関して記録された所定のデータを用いて調節し、次に、前記帯板の温度を測定して(8)、温度測定後に、温度の測定値が所定の温度値と異なる場合、少なくとも１つの冷却媒体を、前記温度測定機器の後方に前記帯板移動方向(2)を横断するように配設した少なくとも１つの群の供給機器(9)を介して、前記帯板(1)の表面において前記帯板(1)の全幅に対して供給する更なる冷却段階を実行してから、複数の平坦度制御ユニット(12)を含んで前記帯板移動方向(2)を横断するように配設される制御機器(11)を使用して平坦度を制御することを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、前記温度は、前記帯板移動方向(2)に対して横断するように移動可能なサーモスキャナ(8)を使用して測定し、該サーモスキャナ(8)を使用して、前記温度を、前記帯板の長手方向のゾーン(3)において測定し、該ゾーン(3)は平坦度制御ユニット(12)の幅によって定められることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の方法において、前記冷却媒体の供給機器群(5、6、9)では、所定のデータおよび個々の測定データを用いて冷却媒体の量を個別に調節することを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１、２または３に記載の方法において、前記冷却媒体はノズル(5、6、9)を介して前記帯板にＶ字状に噴射することを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法において、前記ノズル群(5、6、9)のＶ字状噴射の最大角度(α)は、20〜30度の間であることを特徴とする方法。
【請求項６】
仕上げラインにおける焼きなまし後の冷却に関連してステンレス鋼帯板の平坦度を制御する装置において、平坦度制御機器(11)の平坦度制御ユニット(12)を使用して、前記帯板(1)の幅を、長手方向のゾーン(3)で定めて、それを該帯板の温度(8)を測定するのに利用し、また温度測定(8)の前後で冷却媒体用の供給機器(5、6、9)を冷却エリアに配置するのに利用する長手方向のゾーン(3)で定めることを特徴とする装置。
【請求項７】
請求項６に記載の装置において、前記冷却媒体用の供給機器(5、6、9)は、帯板の移動方向(2)を横断するように前記帯板(1)の全幅にわたって配設することを特徴とする装置。
【請求項８】
請求項６または７に記載の装置において、少なくとも１つの群の供給機器 (9)を温度測定の後方に配設することを特徴とする装置。
【請求項９】
請求項６、７、または８に記載の装置において、少なくとも、冷却媒体として水を使用する供給機器(6、9)を、前記帯板(1)の下方に配設することを特徴とする装置。
【請求項１０】
請求項６ないし９のいずれかに記載の装置において、前記サーモスキャナ(8)を温度測定に使用することを特徴とする装置。
【請求項１１】
請求項６ないし10のいずれかに記載の装置において、前記冷却媒体の供給機器(5、6、9)、前記温度測定用の機器(8)、および前記平坦度制御ユニット(12)は、中央処理装置(7)に電気的に接続する(10、14、15、16)ことを特徴とする装置。
【国際調査報告】
2010537046.tif 000005
2010537046.tif 000006
2010537046.tif 000007
2010537046.tif 000008
2010537046.tif 000009