JPS6218611B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明はアルミストリツプを加熱帯に通して
加熱し、次にそのストリツプを冷却帯に通して冷
却することによつて、そのアルミストリツプに対
し焼鈍等の熱処理を施す方法に関するものであ
る。 従来よりアルミストリツプ（このアルミのスト
リツプとは圧延機で連続圧延した薄くて長い帯状
のアルミ板を言う。その厚みは通常3.5mm以下で
あり、また幅は広狭種々のものがある。）を上述
のようにして熱処理する場合、そのストリツプを
浮揚状態で加熱帯及び冷却帯に通して熱処理する
ことが行なわれている。この場合アルミストリツ
プに生ずる幅方向の熱応力にアルミストリツプの
耐座屈応力が負けると、第１３図に示されるよう
なアルミストリツプの移動方向に平行なシワ４１
が発生して、そのアルミストリツプが不良品とな
つてしまつたりする問題点があつた。 そこで本発明は上述の問題点を解決しようとす
るもので、幅方向の歪が発生し易いアルミストリ
ツプであつても、その耐座屈応力を大きくするこ
とができて、歪を発生させることなく熱処理をす
ることができるようにしたアルミストリツプの熱
処理方法を提供しようとするものである。 以下本願の実施例を示す図面について説明す
る。第１図において１は熱処理装置を示し、加熱
装置２と、冷却装置１４とから成つている。先ず
加熱装置２において、（尚この加熱装置２に関し
ては第４図にその縦断面が示されている。）３は
炉壁を示し、周知のようにその内部と外部との間
の熱遮断ができるよう構成されている。４は導入
孔、５は挿通孔を示し、これらは加熱装置２の内
部にアルミストリツプ６を図示されるように挿通
させ得るよう設けられたものである。７，７はア
ルミストリツプ６が通過する位置に相対向して設
けられたプレナムチヤンバで、夫々の相対向する
面には複数のノズルが周知の如く配設されてい
る。７ａ，７ａはプレナムチヤンバ７，７におい
てその対向部の端部に設けられた湾曲操作部を示
し、その構成は後述のようにしてある。８は炉壁
３に取付けられた循環フアン、９は循環フアン８
とプレナムチヤンバ７とを結ぶ送風路である。１
０は炉壁３の内側に配設されたバーナを示す。１
１は導入孔４の前段側に配設された導入ロール
で、ストリツプ６を導入孔４に安定に導くよう設
けられたものである。 次に冷却装置１４について説明する。この冷却
装置１４に関しては第５図にその縦断面が示され
ている。１５は枠体を示し、金属材料で形成され
ている。１６はアルミストリツプ６の送出口を示
す。１７，１７はアルミストリツプ６が通過する
位置に相対向して設けられたプレナムチヤンバ
で、夫々の相対向する面には複数のノズルが周知
の如く配設されている。またこのプレナムチヤン
バ１７は図示されるように仕切壁１８，１８によ
つて、アルミストリツプ６の幅方向に複数に仕切
られて、複数のチヤンバ要素１７ａ，１７ａ，１
７ａに分割されている。１９は枠体１５に取付け
られた送風フアン、２０は送風フアンとプレナム
チヤンバ１７とを連通させる送風路で、上記仕切
壁１８，１８に夫々連続する仕切壁２１，２１に
よつて仕切られて、夫々個々にプレナムチヤンバ
１７の各チヤンバ要素１７ａに連通する送風路要
素２０ａ，２０ａ，２０ａに分割されている。２
２，２２…はダンパで、風量調整を行なうよう設
けられたものである。尚プレナムチヤンバ１７の
幅方向（第５図において左右方向）の分割数は、
第５図においては３分割の例を示すが、これは必
要に応じて任意の数にされる。また送風路の分割
数もそれに応じた数にされる。１７ａ，１７ａは
湾曲操作部を示し、後述のように構成されてい
る。２３は導出ロールを示す。 次に上記プレナムチヤンバ７，１７における湾
曲操作部７ａ，１７ａを詳細に示す第６図につい
て説明する。先ずプレナムチヤンバ７における湾
曲操作部７ａにおいて、２４はノズル面を示し、
アルミストリツプ６に向けてチヤンバ７内のガス
を吹出し得るようにした複数のノズル２４ａが周
知の如く配設されている。２５は静圧パツド部を
示し、周知の静圧パツド部と同様に、即ちプレナ
ムチヤンバ７内のガスをノズル２６からアルミス
トリツプ６に向け矢印で示されるように吹出し得
るよう構成されている。 次にプレナムチヤンバ１７における湾曲操作部
１７ａにおいて、この湾曲操作部１７ａも前記湾
曲操作部７ａと同様にノズル面、静圧パツド部な
どを有する。その構成は前記プレナムチヤンバ７
におけるものと機能上同様である為、前記同一の
符号を付して重複する説明を省略する。尚この湾
曲操作部１７ａにおいては、第７図及び第８図に
示される如く、ノズル面２４、静圧パツド部２５
についてプレナムチヤンバ１７の内部の側は、前
記仕切壁１８，１８に連続する仕切壁２７，２７
で図示されるように仕切られて、夫々前記各チヤ
ンバ要素１７ａ，１７ａ，１７ａに連通する小室
２８，２８，２８となつている。従つてそれらの
各小室２８からは、各小室に連通するノズル２４
ａ，２６を介して、アルミストリツプ６に向けア
ルミストリツプ６の幅方向の各部分（中央部や両
縁部）毎に異なる量のガスを吹き出すことができ
る。 上記構成のものにあつては、周知の如くペイオ
フリールに対し第１０図に示されるように巻かれ
たアルミストリツプ６ａは、矢印３０で示される
ように繰り出される。その繰り出されたアルミス
トリツプ６は周知の種々の機構を通した後、上記
熱処理装置１の加熱装置２に、続いて冷却装置１
４に挿通される。更に熱処理装置１から出たアル
ミストリツプ６は周知の種々の機構を通した後、
周知の如くリワインドリールに符号６ｂで示され
るように巻き取られる。 アルミストリツプ６が上述のように挿通されて
いる状態において、バーナ１０、フアン８，１９
も夫々運転される。そして定常状態においては、
プレナムチヤンバ７，７間、１７，１７間におい
てアルミストリツプ６は、それらのチヤンバのノ
ズルから吹出される加熱ガス（チヤンバ１７にお
いては加熱されていない通常の空気）によつて浮
揚した状態に保持されている。 またアルミストリツプ６は、チヤンバ７，１７
の湾曲操作部７ａ，１７ａと対向する部分におい
ては第６図に詳しく示されるようにその移動方向
に向け波状に湾曲される。尚加熱装置２、冷却装
置１４におけるフアン、チヤンバ、バーナなどの
部材は上記のような作用が得られかつ次に述べる
ようなアルミストリツプ６の加熱、冷却の特性が
得られるよう構成されている。 このようにして熱処理装置１を浮揚状態で通過
するアルミストリツプ６は、加熱装置２により加
熱され、次に冷却装置１４によつて冷却される。
尚第１図において３５は加熱帯、３６は冷却帯を
夫々示す。上記のようにして熱処理されるアルミ
ストリツプの温度は第２図に示されるように変化
する。（尚この第２図及び第３図は冷却帯３６の
プレナムチヤンバ１７を、前記の説明と均等の構
成によつてストリツプの幅方向に５分割した場合
の例を示すものである。）即ち加熱帯３５におい
てはストリツプ６は全幅一様な温度勾配で加熱さ
れる。また冷却帯３６においては、ストリツプ６
の両縁部６′がイ、中央部６がハ、両者の中間
部６″がロで示されるような温度状態で冷却され
る。即ちストリツプの縁に寄つた部分ほど温度が
低い状態で冷却される。このような調整は前記複
数のダンパ２２の開度を夫々調節することによつ
て行なわれる。尚ここで各部材の寸法を示せば次
の通りである。即ちアルミストリツプの寸法は
0.3t×2000w、導入ロール１１から導入孔４まで
の長さは２ｍ、加熱帯３５及び冷却帯３６の長さ
は夫々13ｍ、送出口１６から送出ロール２３まで
の長さは２ｍである。また湾曲操作部７ａ，１７
ａにおける各部の寸法を第９図に従つて示せば、
Ａ＝250mm、Ｂ＝1200mm、Ｃ＝600mm、Ｄ＝50mm、
Ｅ＝200mm、Ｆ＝約90mm、またアルミストリツプ
の曲率半径Ｒは1.05ｍである。 上記のストリツプがこのようにして加熱、冷却
される過程において、ストリツプの幅方向中心部
には、熱応力γｘ（ストリツプの幅方向の熱応
力）が第３図に実線で示されるように、即ち加熱
帯３５と冷却帯３６との境界部付近において生ず
る。しかしながらストリツプはこの部分において
上記湾曲操作部７ａ，１７ａによつて前記のよう
に湾曲されている為、その幅方向の耐座屈応力は
そのような熱応力よりも大きくなつており、その
ような熱応力によつては変形を受けることなく原
形を維持する。尚上記応力Vxは冷却帯において
上記のような温度制御をしない場合の値（破線で
示す）の約74％に低下している。 次に第１１図は上記のような寸法のアルミスト
リツプにおける曲率半径と耐座屈応力との関係を
示すものである。前記の例の場合、最大の熱応力
は第３図から2.3Kg／mm²であるから、それに耐え
得る耐座屈応力の得られる最大の曲率半径1.05ｍ
がこのグラフから求められる。 尚上記熱応力γｘは、冷却帯３６においてスト
リツプ６をロで示されるような温度状態で一様に
冷却した場合にストリツプに生ずる熱応力（破線
で示されている）に比べ約74％に低下している。
従つて上記曲率半径はその分大きな値で足りてい
る。また当然のことながら、上記金属ストリツプ
の材料の種類の違いその他によつて熱応力の大き
さが異なる場合には、それに応じた耐座屈応力が
得られるような曲率半径が求められ、そのような
曲率半径にストリツプ６を湾曲させ得るよう、上
記湾曲操作部７ａ，１７ａの各部寸法あるいはノ
ズルからのガスの吹出圧が選定される。 次に、前記のような熱応力は、ストリツプ６の
幅にほぼ比例して大きくなり、また加熱帯長（加
熱帯においてストリツプ自体の実質的な温度上昇
が始まる地点から、ストリツプの温度が最高温度
となる地点までの長さ）にほぼ比例して小さくな
ることが判明している。またストリツプ６を湾曲
させたときの耐座屈応力は、その曲率半径の２乗
に反比例し、ストリツプ幅の２乗に反比例するこ
とが判明している。従つてこれらの諸点及び種々
の実験結果から、ストリツプに発生する熱応力に
耐え得るだけの耐座屈応力を得る為には、ストリ
ツプ６の曲率半径Ｒは、 （但しｘ：加熱帯長、ｙ：ストリツプの幅） で得られる値以下にすればよいことが判明した。
尚上記湾曲操作部を設けてストリツプ６を湾曲さ
せる部位は、ストリツプ６において大きな熱応力
の発生する位置に対応させるのが好ましく、例え
ば第３図において大きな熱応力が発生する部分が
より冷却帯に入つた部分（図においてより右方）
である場合には、ストリツプを湾曲させる部分も
それに応じてより冷却帯に入つた側へ移動させる
とよい。 また、前記湾曲操作部においてノズル面２４と
して構成されている部分は、ストリツプ６を湾曲
させる度合の都合によつてはノズル面とすること
なく単に平板で構成しても良い。即ち上記の部分
からはガスを吹き出すことなく、静圧パツド部２
５だけでストリツプ６を湾曲させるようにしても
良い。また静圧パツド部２５の表壁２５ａにもガ
スをストリツプ６に向けて吹き出すようにした複
数のノズルを設けても良い。 次に第１２図は本願の異なる実施例を示すもの
で、プレナムチヤンバ７ｅ，１７ｅの湾曲操作部
７ae，１７aeにおける静圧パツド部２２ｅの位置
を異ならしめた例を示すものである。 静圧パツド部２２ｅがこのような位置に形成さ
れることによりストリツプ６ｅは図示されるよう
に湾曲して移動し、前記と同様に大きい耐座屈応
力が得られる。 なお、機能上前図のものと同一又は均等構成と
考えられる部分には、前図と同一の符号にアルフ
アベツトのｅを付して重複する説明を省略した。 本件明細書中における実施例では、加熱装置、
冷却装置などにプレナムチヤンバを用いた例を示
したが、これはプレナムチヤンバに代えて、アル
ミストリツプを浮揚させかつ加熱あるいは冷却等
の熱処理を行なうことのできる他の任意の構成を
用いることもできる。 また前記曲率半径に関して更に述べると次の通
りである。 (1) 前記の方法に付加して更に加熱帯においてス
トリツプの幅方向中央部が両縁部よりも高温とな
るよう加熱すれば、ストリツプに発生する熱応力
を前記第３図において破線で示された例の場合に
比べて約52％に押えることができる。従つてこの
場合には前記曲率半径は

【式】以下の値 にすれば良い。 (2) また冷却帯においてストリツプをその温度が
250℃となるまでは110℃／ｍ以下の温度勾配で冷
却することを付加的に実施することにより、上記
発生熱応力を約35％に押えることができる。従つ
てこの場合には曲率半径は

【式】以下でよ い。 (3) 更にまた前記(1)，(2)の方法を共に付加的に実
施することにより上記発生熱応力を約30％に押え
ることができる。従つてこの場合には曲率半径は

【式】以下でよい。 以上のようにこの発明にあつては、アルミスト
リツプ６を冷却する場合、そのアルミストリツプ
６の両縁部が中央部に比べて温度が低くなるよう
に制御して冷却するから、加熱帯の高温部分を含
む全域（加熱帯及び冷却帯の全域）においてアル
ミストリツプ６の材料内部での応力の発生を低く
抑制して、歪のない製品に仕上げられる利点があ
る。 しかし本発明にあつては、上記加熱帯から冷却
帯に移る部分即ちストリツプに比較的大きい熱応
力が発生する部分では、ストリツプを波状に湾曲
させてその耐座屈応力を大なしめるようにしてい
るから、上記のように冷却帯の温度制御をして応
力発生を低く抑制するものであつても、その温度
制御はわずかな配慮で（上記の部分での熱応力ま
でをも僅小ならしめる程の配慮を要することな
く）行なうことができる操業上の効果もある。 更にその上、上記の如く比較的大きい熱応力が
発生する部分でストリツプ６を湾曲させてその耐
座屈応力を大きくするようにしたものであつて
も、冷却帯において上記の如く温度制御をし上記
部分での応力発生も低く押えるようにしているか
ら、その応力が小さい分だけアルミストリツプに
要求される耐座屈応力も小さくて足り、従つて波
状に湾曲されるアルミストリツプの曲率半径は大
きい値で足りることとなつて、アルミストリツプ
をそのように湾曲させる為に要する動力も少なく
て足りる省エネルギー上の効果もある。

【図面の簡単な説明】

図面は本願の実施例を示すもので、第１図は熱
処理装置の略示縦断面図、第２図はアルミストリ
ツプの温度変化を示すグラフ、第３図はアルミス
トリツプにおける熱応力の発生状態を示すグラ
フ、（尚第１図乃至第３図は左右方向の位置関係
を揃えて示した。）第４図は―線断面図、第
５図はＶ―Ｖ線断面図、第６図は第１図の要部拡
大図、第７図は―線断面図、第８図は―
線断面図、第９図は湾曲操作部の寸法を説明する
為の断面図、第１０図はストリツプの繰出、巻取
状態を示す略示斜視図、第１１図はアルミストリ
ツプの曲率半径と耐座屈応力との関係を示すグラ
フ、第１２図は異なつた実施例を示す第６図と類
型の図、第１３図は従来におけるシワの発生状態
を示す斜視図。 ３５……加熱帯、３６……冷却帯、６……アル
ミストリツプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ アルミストリツプを浮揚状態で加熱帯から上
   記の加熱帯に隣接する冷却帯へ向けて移動させな
   がらそのアルミストリツプを熱処理するようにし
   ている方法において、上記の加熱帯に近い冷却帯
   においては、アルミストリツプを【式】〔式 中Ｒは曲率半径、ｘは加熱帯長、ｙはアルミスト
   リツプの幅〕で表わされる値以下の曲率半径で、
   その移動方向に向け波状に湾曲させて移動させ、
   更に、上記の冷却帯においては上記アルミストリ
   ツプをその幅方向の両縁部が中央部に比べ温度が
   低くなるように冷却することを特徴とするアルミ
   ストリツプの熱処理方法。