[发明专利]立式热处理炉用炉底辊及使用该炉底辊的立式热处理炉

说明书

本发明涉及使冷轧钢带等金属带穿炉进行热处理的立式热处理炉的加热炉和均热炉用的炉底辊及使用该炉底辊的立式热处理炉。

立式热处理炉一般分为加热炉、均热炉及冷却炉各区域，以进行规定的热处理循环。另外，立式热处理炉内的加热炉和均热炉在本发明中是将加热炉和均热炉作为1个设备进行操作，以下称为加热和均热炉。在立式热处理炉炉内的上部和下部设置多个炉底辊作为输送辊，金属带依次悬架在这些炉底辊上并进行穿炉，在这个过程中金属带进行必要的热处理。

但是，由于穿炉的金属带不一定是平坦的，存在弯曲和局部的延伸等，故在穿炉时易产生蛇行等输送故障。

特别是近年来，大多建设大型立式热处理炉(上侧辊与下侧辊的间距为15m～20m以上的等级)，可以说这种设备中防止输送故障是主要课题。

为防止该金属带的输送故障，过去下功夫研究炉底辊的形状，如炉底辊设有凸度等。但是，要防止输送故障中出现蛇行，若使辊子的凸度大时，金属带会在宽度方向上弯曲而产生称之为拉深的故障。特别是在炉内温度高的情况下这种现象较明显，与穿炉方面的故障有关，成为降低设备作业率和产品成品率的主要原因之一。

为了有效地防止在立式热处理炉内部穿炉的金属带的输送故障、即蛇行和拉深，早就开始进行了各种研究。

例如，对炉底辊的内部结构进行了研究，利用辊子内部的热膨胀控制辊子凸度的例子，可以列举出特开昭55-100919号公报、特开昭57-137431号公报。

另外，特开平7-331335号公报、特开平3-47926号公报揭示了下述技术，即从炉底辊的外部给与热量而控制温度，对炉底辊的凸度进行控制的技术。

另一方面，作为对炉底辊的形状本身进行研究的以往例子，可以列举出特开平8-199247号公报、特开平7-138656号公报、特开昭58-120739号公报、特开昭52-136812号公报等。这些公报是关于将炉底辊的中间部做成平坦的形状、或做成凸度形状，其两侧设计成锥形的具有1段锥形的炉底辊。

在此，本申请人在特开昭59-116331号公报中已经揭示了炉底辊的形状，在采用上述1段锥形形状辊子、凸度形状辊子的同时，也可以采用2段锥形形状辊子(参照该公报图3)。

然而，近年来作为汽车车身的整体成形用钢板，要求使用比以往更宽的钢板。

因此，要求在一座立式热处理炉中穿过板宽范围比以往更宽的金属板，特别是钢板。

在汽车用钢板的情况下，以往操作的板宽范围为800-1500mm，但近年来在同样的作业线上要求穿过板宽800-1800mm左右的钢板，有时甚至要求穿过比此板宽范围更大板宽的钢板。

因此，当板宽范围大时，仅像以往那样研究1段锥形辊的辊子形状，就不能完全解决输送故障问题。

虽然就1段锥形辊而言，已经知道了最佳的辊子形状，在以往的板宽范围操作中，是防止产生蛇行和拉深的有效手段，但这种辊子不能直接适用于最大与最小板宽之比大于2的较大的板宽范围。

本发明者发现采用1段锥形辊时存在下述问题：若锥形的斜度小，则对板宽较宽的金属带可有效地防止拉深的产生，但板宽较窄的金属带易产生蛇行，另外，若锥形的斜度大，则对板宽较窄的金属带可有效地防止蛇行，但板宽较宽的金属带、特别是板厚较薄时，易产生拉深。因此，使用1段锥形辊，不能适应大的板宽范围。

另外，采用控制温度对炉底辊的凸度进行控制的方式，更不能直接适应这种大的板宽范围，为了适应这种大的板宽范围，必须进行大规模的设备改造。

立式热炉处理炉若是以近乎一定的速度进行穿炉的正常状态，则用现有的炉底辊也可以在一定程度上稳定地进行穿炉，但为适应多规格和多钢种的炉子等操作条件发生变化，或在为适应操作异常而变更操作条件的情况下，往往伴随着相当大的穿炉速度的变化。产生这种速度变化时(相当于正常速度的40-50％的变化时)常常容易产生蛇行和拉深，用现有的炉底辊，考虑穿带速度的这种变化，达到稳定的穿炉性是极为困难的，甚至采用二段锥形辊也是不容易的。

例如，在钢带连续退火炉的情况下，正常状态的穿炉速度一般为200-400m/分左右。

本发明特别适合于下述情况的立式热处理炉的加热和均热炉，即不需要进行大规模的设备改造，仅用便宜的设备费而且仅对炉底辊进行简单的最佳化改造，就可适合于大的板宽范围的输送，特别是适合于最大与最小板宽之比大于2的板宽范围较大的情况。

本发明者发现，使2段锥形辊的形状和配置最佳化，可以比以往更好地适应于特别大的板宽范围和速度变化，可以防止蛇行和拉深的发生。