DE69616188T2

DE69616188T2 - Verfahren zur Regelung der Zugkraft eines Metallbandes in einem Wärmebehandlungsofen

Info

Publication number: DE69616188T2
Application number: DE69616188T
Authority: DE
Inventors: Takumi Imajuku; Kohji Omori; Hiroshi Sawada; Hiroshi Yoshimura
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1995-06-23
Filing date: 1996-06-21
Publication date: 2002-06-06
Anticipated expiration: 2016-06-22
Also published as: EP0754772B1; EP0754772A2; JPH093553A; DE69616188D1; EP0754772A3; JP3173329B2; US5739438A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern einer Spannung eines Metallstreifen in einem Wärmebehandlungsofen.

2. Beschreibung des zugehörigen Standes der Technik

Wenn ein Metallstreifen auf herkömmliche Weise unter bestimmten Temperatur- und Spannungsbedingungen durch einen Durchlaufglühofen gezogen wird, tritt in dem Fall eine Hitzewelle in der Mitte auf, daß (1) der Metallstreifen dünn ist und weitläufige Abmessungen hat, (2) das Glühen bei einer hohen Temperatur durchgeführt wird, (3) der Metallstreifen unter einer hohen Spannung durchgezogen wird und (4) die Rollen- bzw. Walzenform im Ofen ungeeignet ist.
Die Hitzewelle veranlaßt eine Reduzierung einer Produktionskapazität und einer Ausbeute aufgrund der Schwierigkeiten beim Durchziehen des Metallstreifens.
Im Stand der Technik tritt ein transversaler Versatz (eine laterale Ablenkung) in Abhängigkeit von der Form des Metallstreifens, dem Gleichgewicht zwischen einer Metalltemperatur und einer Ofentemperatur, der Spannung und der Durchziehgeschwindigkeit auf. Wenn der transversale Versatz sich erhöht, dann stößt der Metallstreifen gegen die Ofenwand, so daß der Rand des Streifens beschädigt wird und im schlimmsten Fall der Metallstreifen bricht.
Zum Fertigwerden mit diesem Nachteil offenbart die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 56-62927 eine Technologie zum Anordnen einer oder mehrerer Rollen mit komplexer Form, die am Mantelteil jeweils ein unterschiedliches Profil haben, welche Rollen entlang der Laufrichtung des Metallstreifens angeordnet sind. Die Offenbarung gibt ein Beispiel an, bei welchem ein vertikaler Durchlaufglühofen sowohl Rollen innerhalb des Ofens von MC = 2 mm und FL = 600 mm für ein Durchziehen eines Streifens schmaler Breite als auch solche von MC = 4 mm und FL = 900 mm für ein Durchziehen eines breiten Streifens enthält. Somit behandelt der Ofen den Streifen, ohne einen transversalen Versatz zu erzeugen, und zwar selbst unter einer signifikanten Änderung in bezug auf die Streifenbreite. Der Ausdruck "MC" ist ein mechanischer Aufsatz bzw. eine mechanische Krone der Rolle ([Durchmesser des flachen Rollenteils] - [Durchmesser des Rollenrandteils]) und der Ausdruck "FL" ist die Länge des flachen Rollenteils.
Die japanische geprüfte Patentveröffentlichung Nr. 62-37697 offenbart eine Technologie, die ein Blech mit extrem wenig Kohlenstoff (IS-Stahl) durch einen vertikalen Durchlaufglühofen ziehen kann, ohne eine Hitzewelle zu erzeugen, und zwar durch Anwenden der Bedingung von [(MC einer oberen kegelförmigen Rolle) < (MC einer unteren kegelförmigen Rolle)]. Die Offenbarung gibt ein Beispiel an, bei welchem die normalen kegelförmigen Rollen einen Kegelindex R (= (MC/2)/Lt · 1000) haben, während die obere kegelförmige Rolle R ≤ 1.2 hat und die untere kegelförmige Rolle R ≥ 1.2 hat. Der Ausdruck (Lt) ist eine Länge eines Kegelteils an einer kegelförmigen Rolle.
Der angegebene Stand der Technik hat jedoch die folgenden Probleme.
Gemäß der in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 56-62927 offenbarten Technologie sind die Rollen für einen Streifen mit schmaler Breite und die Rollen für einen Streifen mit breiter Breite sowohl am oberen Ende als auch am unteren Ende des Ofens angeordnet, und die Kombination der Rollenanordnung verhindert einen transversalen Versatz selbst dann, wenn die Streifengröße (Breite eines Blechs) geändert wird. Die Rollen für den schmalen Streifen haben jedoch eine kurze Länge am flachen Rollenteil. Demgemäß wird dann, wenn die Breite des Metallstreifens größer wird, die Hitzewelle bei den oberen Rollen erzeugt, wo die Spannung am Metallstreifen größer wird. In diesem Fall gibt es immer eine oder mehrere von Rollen für den Streifen mit schmaler Breite bei der oberen Zone des vertikalen Durchlaufglühofens, so daß der transversale Versatz beim Durchziehen eines dünnen und breiten Streifens unterdrückt werden kann, die Hitzewelle aber nicht verhindert werden kann.
Die in der japanischen geprüften Patentveröffentlichung Nr. 62-37697 offenbarte Technologie definiert den Rollen- Kegelindex zum Verkleinern des Kegels oder der Krone an den oberen kegelförmigen Rollen gegenüber den unteren kegelförmigen Rollen.
Diese angegebenen Offenbarungen schlagen fehl, die optimale Spannung in Antwort auf die Rollenform zu zeigen. Es gibt Nachteile, die darin bestehen, daß die Offenbarung den transversalen Versatz verhindern kann, aber darin fehlschlägt, die Hitzewelle zu verhindern, oder sie die Hitzewelle verhindern können, aber darin fehlschlagen, den transversalen Versatz zu verhindern.
EP-B1-265700 stellt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern einer Spannkraft an einem Metallstreifen zur Verfügung, um zu verhindern, daß der Streifen mäanderförmig und aufgrund der Hitze wellig wird. Ein Steuern der Spannung wird im wesentlichen durch die Berechnung der Größe der effektiven Krone der Kegelrolle durchgeführt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Steuern einer Spannung eines Metallstreifens in einem Wärmebehandlungsofen zu schaffen, um Schwierigkeiten, wie beispielsweise den transversalen Versatz und die Wärme bzw. Hitzewelle bzw. -wellung während eines Durchziehens des Metallstreifens zu verhindern und um eine stabile Steuerung bzw. Regelung der Spannung zu erhalten.
Zum Erreichen der Aufgabe schafft die vorliegende Erfindung das Verfahren, wie es im Anspruch 1 offenbart ist, zum Steuern bzw. Regeln einer Spannung eines Metallstreifens in einem Wärmebehandlungsofen mit einer Vielzahl von kegelförmigen Rollen, welches Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
(a) Bewegen des Metallstreifens durch die Vielzahl von kegelförmigen Rollen;
(b) Messen einer Spannung (σ), die am Metallstreifen wirkt, durch wenigstens eine der kegelförmigen Rollen;
(c) Berechnen einer kritischen Spannung (σcr), die eine Hitzewelle erzeugt, basierend auf einer Dicke des Metallstreifens, einer Breite des Metallstreifens, einem Elastizitätsmodul des Metallstreifens, einer Länge eines flachen Rollenteils und eines Rollenkegels unter einem heißen Zustand; und
(d) Steuern bzw. Regeln der durch den Schritt (b) gemessenen Spannung derart, daß sie über der Spannung (σmin) ist, die zum Verhindern eines transversalen Versatzes ausreicht, aber kleiner als die kritische Spannung (σcr) ist, die eine Hitzewelle erzeugt.
Weiterhin kann die kritische Spannung (σcr), des Schritts (c) durch folgende Gleichung berechnet werden:
σcr = K·tA·(W - FL)B = θhc·E
wobei t: Dicke des Metallstreifens (mm)
W: Breite des Metallstreifens (mm)
FL: Länge eines flachen Rollenteils
θh: Rollenkegel (rad) unter dem heißen Zustand
E: Elastizitätsmodul des Metallstreifens (kgf/mm²)
K, A, B, C: Konstanten
Weiterhin kann die Spannung (σmin), die zum Verhindern eines transversalen Versatzes ausreicht, des Schritts (c) als minimaler Wert der Spannung (σ) erhalten werden, der die folgenden Gleichungen erfüllt:
ΔD < (l - W))/2
ΔD = g(t, W, u, LS, E, θh, σ, Ra, Ra')
wobei ΔD : Betrag des transversalen Versatzes
l: Rollentubuslänge
W: Breite des Metallstreifens (mm)
t: Dicke des Metallstreifens (mm)
u: Reibungskoeffizient zwischen dem Metallstreifen und der Rolle
LS: Zeilengeschwindigkeit
E: Young-Modul des Metallstreifens
θh: Rollenkegel unter dem heißen Zustand
σ: Spannung des Metallstreifens
Ra: Oberflächenrauhigkeit des Metallstreifens
Ra': Oberflächenrauhigkeit der Rolle

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Kurve, die eine Beziehung zwischen einer Metallstreifenseite und einer kritischen Spannung zum Erzeugen einer Hitzewelle gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 2 ist eine Kurve, die eine Beziehung zwischen dem Rollenformfaktor und der Spannung, die am Metallstreifen wirkt, gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 3 ist eine weitere Kurve, die eine Beziehung zwischen dem Rollenformfaktor und der Spannung, die am Metallstreifen wirkt, gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 4 ist ein schematisches Diagramm zum Steuern einer Spannung, die am Metallstreifen wirkt, der vorliegenden Erfindung.
Fig. 5(A) ist eine schematische Zeichnung einer kegelförmigen Rolle bei Raumtemperatur.
Fig. 5(B) ist eine schematische Zeichnung einer kegelförmigen Rolle im heißen Zustand.
Fig. 6 ist eine Kurve, die eine Beziehung zwischen einer Linien- bzw. Zeilenlänge und einem Betrag eines transversalen Versatzes, wenn eine Rollenform als Parameter verwendet wird, gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 7 ist eine Kurve, die eine Beziehung zwischen einer Spannung, die am Metallstreifen wirkt, und einem Korrekturbetrag eines transversalen Versatzes gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 8 ist eine schematische Zeichnung, die die Rollentubuslänge, die Breite des Metallstreifens und den Betrag eines transversalen Versatzes zeigt.

BESCHREIBUNG DES AUSFÜHRUNGSBEISPIELS

Eine Erzeugung einer Hitzewelle ist ein Problem, wenn ein dünner und breiter Metallstreifen durch Rollen am oberen Ende und am unteren Ende eines vertikalen Durchlauf- Wärmebehandlungsofens bzw. Durchlaufglühofens bewegt wird und im vertikalen Durchlauf-Wärmebehandlungsofen wärmebehandelt wird. Es ist nötig, Bedingungen bzw. Zustände der kritischen Spannung der Hitzewellenerzeugung zu klären. Die Erfinder führten eine numerische Berechnung basierend auf der folgenden Gleichung durch und fanden heraus, daß die Erzeugung der Hitzewelle um so einfacher ist, je größer eine gesamte Krone bzw. ein gesamter Aufsatz bzw. Aufbau ist.
ΔCrh = ΔCrc + Hc
wobei ΔCrh eine Rollenkrone im heißen Zustand ist, ΔCrc eine Gesamtkrone bei Raumtemperatur ist und Hc eine Hitzekrone ist.
Fig. 5(A) und 5(B) zeigen jeweils eine schematische Zeichnung einer kegelförmigen Rolle bei Raumtemperatur bzw. eine schematische Zeichnung einer kegelförmigen Rolle im heißen Zustand. Das Bezugszeichen 1 bezeichnet einen Metallstreifen, und 2 eine kegelförmige Rolle. MC ist eine mechanische Krone der Rolle, FL ist eine Länge eines flachen Rollenteils, θh ein Rollenkegel im heißen Zustand und θt ein Rollenkegel bei Raumtemperatur.
Fig. 6 zeigt Simulationsergebnisse der Korrekturleistung eines transversalen Versatzes in Abhängigkeit von einer Differenz von Formen von Rollen mit kegelförmiger Krone. Die Figur zeigt, daß die Änderung in bezug auf die Korrektur eines anfangs erzeugten transversalen Versatzes mit der Linienlänge durchgeführt wird. Fig. 6 zeigt, daß Nr. 1 bis 3, welche die Rollen mit kürzerem flachen Teil sind, eine direktere und höhere Korrekturleistung gegenüber dem transversalen Versatz ergibt, während statt dessen die Hitzewelle erzeugt wird. Zusätzlich ergibt, wie es in Fig. 6 gezeigt ist, eine größere mechanische Krone eine höhere Korrekturleistung gegenüber dem transversalen Versatz.
Nur die oben beschriebene Bedingung kann jedoch nicht die Grenze des Auftretens einer Hitzewelle abschätzen. Demgemäß definierten die Erfinder σcr der Spannung, um die Hitzewelle zu erzeugen, als die kritische Spannung des Metallstreifens, über welcher die Hitzewelle auftritt. Somit wurde eine konditionelle Gleichung (1) in bezug auf die kritische Spannung, die die Hitzewelle erzeugt, abgeleitet. Die Gleichung enthält die Variablen der Dicke des Metallstreifens, der Breite des Metallstreifens, des Elastizitätsmoduls des Metallstreifens, des Kegels für die Gesamtkrone und der Länge des flachen Rollenteils.
σcr = K·tA·(W - FL)B - θhc·E (1)
wobei t: Dicke des Metallstreifens (mm)
W: Breite des Metallstreifens (mm)
FL: Länge des flachen Rollenteils
θh: Rollenkegel (rad) im heißen Zustand
E: Elastizitätsmodul des Metallstreifens (kgf/mm²)
K, A, B, C: Konstanten
Die Konstanten A, B und C werden aus einer Regressionsgleichung auf der Basis eines Experiments bestimmt.
Wenn die Spannung bei einer oberen kegelförmigen Rolle als σt definiert ist, und die Spannung bei einer unteren kegelförmigen Rolle als σt definiert ist, wird immer die Beziehung σb < σt gebildet. Dies ist so, weil die tatsächliche Spannung, die auf den Metallstreifen im Durchlauf-Wärmebehandlungsofen induziert wird, sich bei den oberen und unteren kegelförmigen Rollen aufgrund des Eigengewichts unterscheidet. Somit ergibt die obere kegelförmige Rolle eine höhere Spannung als die untere kegelförmige Rolle. Daher ist es für die Spannung innerhalb eines einzigen Ofens angesichts der Verhinderung des Auftretens einer Hitzewelle vorzuziehen, einen längeren flachen Rollenteil der oberen kegelförmigen Rolle auszuwählen, da der längere flache Rollenteil sich beim Erzeugen der Hitzewelle schwerer tut.
Die Spannung, die auf den Metallstreifen wirkt, wurde durch ein Experiment unter Verwendung eines kommerziellen vertikalen Durchlaufglühofens bestimmt. Der behandelte Metallstreifen (Stahlstreifen) war 1540 bis 1820 mm breit, ein flacher Teil der kegelförmigen Rolle war 600 bis 800 mm lang und die mechanische Krone war 0,3 bis 0,8 mm lang. Bremsblöcke (unter den Rädern) wurden an den oberen kegelförmigen Rollen angebracht, wo die Hitzewelle innerhalb des Durchlaufglühofens einfacher erzeugt wird, um die auf die Rollen ausgeübte Belastung zu bestimmen. Die an dem Metallstreifen angelegte Spannung wurde durch Teilen eines beobachteten Werts durch eine Querschnittsfläche des Metallstreifens bestimmt. Fig. 1 zeigt die Beziehung der Breie des Metallstreifens und der kritischen Spannung zum Erzeugen der Hitzewelle in Ableitung aus der Gleichung (1). Die Ergebnisse wurden durch Verwenden der Werte von K, A, B und C berechnet, die aus der Regressionsanalyse des experimentellen Ergebnisses unter einer Bedingung erhalten werden, daß das Verhältnis einer Streifenbreite zu einer Streifendicke (W/t) unverändert beibehalten wurde. In Fig. 1 war das Verhältnis der Streifenbreite zur Streifendicke (W/t) 2500. Wie es in Fig. 1 zu sehen ist, existiert eine optimale Spannung für jede Form von Rolle.
Beispielsweise wird dann, wenn die Länge des flachen Teils der kegelförmigen Rollen größer wird, die kritische Spannung zum Erzeugen der Hitzewelle größer.
Die Spannung (σ), die auf dem Metallstreifen im Ofen ausgeübt wird, ist nötig, damit die Beziehung der kritischen Spannung (σcr) und der Spannung (σmin), die für die Verhinderung des transversalen Versatzes nötig ist, σmin < σ < σcr vom Standpunkt der Hitzewelle und der Verhinderung des transversalen Versatzes aus erfüllt.
Folglich kann dann, wenn der Wert von σcr durch die Gleichung (1) definiert wird und wenn der Wert von σmin durch ein Experiment bestimmt wird, die Erzeugung der Hitzewelle und des transversalen Versatzes durch die Messung der Spannung σ verhindert werden, die auf den Metallstreifen ausgeübt wird, und durch die Steuerung der Spannung derart, daß sie die kritische Spannung σcr oder kleiner zum Erzeugen der Hitzewelle ist und die Spannung σmin oder größer ist, die zum Verhindern des transversalen Versatzes nötig ist.
Die Spannung σmin, die zum Verhindern des transversalen Versatzes nötig ist, kann als minimaler Wert der Spannung σ erhalten werden, die die folgenden Gleichungen erfüllt:
ΔD < (l - W))/2
ΔD = g(t, W, u, LS, E, θh, σ, Ra, Ra')
wobei ΔD: Betrag des transversalen Versatzes
l: Rollentubuslänge
W: Breite des Metallstreifens (mm)
t: Dicke des Metallstreifens (mm)
u: Reibungskoeffizient zwischen dem Metallstreifen und der Rolle
LS: Linien- bzw. Zeilengeschwindigkeit
E: Young-Modul des Metallstreifens
θh: Rollenkegel unter dem heißen Zustand
σ: Spannung des Metallstreifens
Ra: Oberflächenrauhigkeit des Metallstreifens
Ra': Oberflächenrauhigkeit der Rolle.
Fig. 8 ist eine schematische Zeichnung, die die Rollentubuslänge (B), die Breite des Metallstreifens (W) und den Betrag des transversalen Versatzes (ΔD) zeigt.
Nun wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen der Figuren erklärt werden.
Fig. 2 zeigt eine Tendenz einer Spannung in bezug zu dem Rollenformfaktor und der Spannung, die auf den Metallstreifen wirkt, bei den oberen kegelförmigen Rollen. Der Rollenformfaktor S ist als das Verhältnis der Länge eines flachen Teils der kegelförmigen Rolle SL zur Breite W eines Metallstreifens definiert. Die Figur vergleicht den Fall, in welchem die Länge des flachen Teils FL bei den oberen und unteren Rollen gleich zueinander ist, und den Fall, bei welchem die Länge des flachen Teils der oberen Rolle länger als diejenige der unteren Rolle ist. Alle Daten eines MC- Werts in Fig. 2 sind 0,8 mm. Die Markierungen < bezeichnen die beobachtete Spannung der vorliegenden Erfindung mit einem oberen FL von 800 mm und einem unteren FL von 600 mm. Die Markierungen + bezeichnen die beobachtete Spannung, die nicht im Schutzumfang der vorliegenden Erfindung ist, mit einem oberen FL von 600 mm und einem unteren FL von 600 mm. Die Markierungen X bezeichnen die beobachtete Spannung, die nicht im Schutzumfang der vorliegenden Erfindung ist, mit einem oberen FL von 600 mm und einem unteren FL von 600 mm, wenn die Hitzewelle auftritt. Die in der Figur gezeichnete Kurve zeigt eine Tendenz der kritischen Spannung σcr zum Erzeugen der Hitzewelle. Die Tendenz wird aus den Ergebnissen einer Erzeugung der Hitzewelle in der Figur abgeschätzt.
Wie es in Fig. 2 deutlich gezeigt ist, wird dann, wenn die Länge des flachen Rollenteils FL für beide der oberen und der unteren Rolle gleich ist und wenn der FL-Wert gegenüber der Breite W des Metallstreifens kürzer ist, die Hitzewelle erzeugt. Wenn jedoch die Länge des flachen Rollenteils bei der oberen Rolle erhöht ist, erscheint keine Hitzewelle. Zusätzlich erscheint deshalb, weil die kritische Spannung zum Erzeugen der Hitzewelle hoch ist, wenn der Rollenformfaktor S (= W/FL) 2,4 oder darunter ist, keine Hitzewelle. Wie es in einer Tabelle 1 gezeigt ist, ist der Formfaktor S für die unteren Rollen vorzugsweise in einem Bereich von 1,1 bis 3,2. Wenn der Wert S kleiner als 1,1 ist, wird die Größe des transversalen Versatzes größer, und wenn der Wert S 3,2 übersteigt, dann erscheint die Hitzewelle. Tabelle 1
Fig. 3 zeigt die Beziehung zwischen dem Rollenformfaktor und der auf den Metallstreifen ausgeübten Spannung bei den oberen kegelförmigen Rollen, welche Beziehung unterschiedlich von derjenigen der Fig. 2 ist. Der Vergleich gilt für die Rollen mit unterschiedlichen mechanischen Kronen MCs. In bezug auf die Ergebnisse der Messung der Spannung bezeichnen die Markierungen < in der Kurve die beobachtete Spannung der vorliegenden Erfindung mit FL von 800 mm und MC von 0,3 mm für die obere Rolle und mit FL von 600 mm und MC von 0,8 mm für die untere Rolle. Die Markierung + bezeichnet die beobachtete Spannung der vorliegenden Erfindung FL von 800 mm und MC von 0,8 mm für die obere Rolle und mit FL von 600 mm und MC von 0,8 mm für die untere Rolle. Die Markierungen 4 bezeichnen die beobachtete Spannung, die nicht im Schutzumfang der vorliegenden Erfindung ist, mit FL von 600 mm und MC von 0,8 mm für die obere Rolle und mit FL von 600 mm und MC von 0,8 mm für die untere Rolle. Die Metallstreifendicke t ist in einem Bereich von 0,5 bis 1,0 mm und die Streifenbreite ist in einem Bereich von 1540 bis 1820 mm.
Wie es aus Fig. 3 zu sehen ist, vergrößert eine Vergrößerung der Länge des flachen Teils der kegelförmigen Rolle der vorliegenden Erfindung die kritische Spannung zum Erzeugen der Hitzewelle. Zusätzlich verhindert eine Reduzierung der mechanischen Krone MC die Erzeugung einer Hitzewelle selbst bei einer hohen Spannung, und sie erhöht die kritische Spannung zum Erzeugen der Hitzewelle.
Fig. 4 ist eine schematische Zeichnung zum Steuern der auf den Metallstreifen ausgeübten Spannung der vorliegenden Erfindung. Denselben Komponenten wie denjenigen in Fig. 5 sind dieselben Bezugszeichen für sowohl Fig. 4 als auch Fig. 5 zugeteilt, und keine weitere Beschreibung ist angegeben. In Fig. 4 bezeichnet das Bezugszeichen 3 eine Einlaßverankerungsrolle und ist 4 eine Auslaßverankerungsrolle und 5 ist eine Spannungssteuerungsvorrichtung bzw. Spannungsregelungsvorrichtung. Die Spannungserfassungsvorrichtung, die an einem Teil oder am Gesamten der Bremsblöcke an den Übertragungsrollen innerhalb des Ofens (den kegelförmigen Rollen) 2 angebracht ist, sendet die erfaßte Spannung zur Spannungssteuerungsvorrichtung 5. Die Spannungssteuerungsvorrichtung 5 steuert die Drehgeschwindigkeit der Übertragungsrollen (der kegelförmigen Rollen) 2, der Einlaßverankerungsrollen 3 und der Auslaßverankerungsrollen 4 innerhalb des Ofens, so daß die erfaßte Spannung die kritische Spannung σcr oder darunter und σmin oder darüber wird. Die kritische Spannung σcr zum Erzeugen der Hitzewelle wird durch die Gleichung (1) bestimmt. Die Spannung σmin ist eine Spannung, die zum Verhindern des transversalen Versatzes nötig ist. Beispielsweise wird σmin von 0,2 kgf/mm² experimentell erhalten. Der Wärmebehandlungsofen kann in diesem Fall ein vertikaler Ofen oder ein vertikaler Ofen mit einem horizontalen Teilofen sein. Fig. 7 ist eine Kurve, die eine Beziehung zwischen einer Spannung, die auf den Metallstreifen wirkt, und einem Korrekturbetrag des transversalen Versatzes gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Basierend auf dieser graphischen Darstellung wird die Spannung σmin zum derartigen Steuern des transversalen Versatzes bestimmt, daß er ein spezifischer Betrag oder darunter ist.
Wie es oben beschrieben ist, erreicht die vorliegende Erfindung eine stabile Spannungssteuerung in einem Wärmebehandlungsofen ohne Schwierigkeiten, wie beispielsweise einen transversalen Versatz und eine Hitzewelle, während ein Metallstreifen unter Umständen einer Vielzahl von befohlenen Stufen in geringen Mengen durchgezogen wird, was in verschiedenen Wärmebehandlungs-Temperaturbedingungen und in in bezug auf die Größe verbreiterte Streifen resultiert.

Claims

1. Verfahren zum Steuern einer Spannung eines Metallstreifens in einem Durchlauf-Wärmebehandlungsofen mit einer Vielzahl von kegelförmigen Rollen, welches Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

(a) Bewegen des Metallstreifens durch die Vielzahl von kegelförmigen Rollen;

(b) Messen einer Spannung (σ), die auf den Metallstreifen wirkt, durch wenigstens eine der kegelförmigen Rollen;

(c) Berechnen einer kritischen Spannung (σcr), die eine Hitzewelle erzeugt; und

(d) Steuern der durch den Schritt (b) gemessenen Spannung derart, daß sie über der Spannung (σmin) ist, die zum Verhindern eines transversalen Versatzes ausreicht, aber kleiner als die kritische Spannung (σcr) ist, die eine Hitzewelle erzeugt,

dadurch gekennzeichnet, daß

die kritische Spannung (σcr) basierend auf und als Funktion der Dicke des Metallstreifens, der Breite des Metallstreifens, des Elastizitätsmoduls des Metallstreifens, der Länge eines flachen Rollenteils und des Rollenkegels unter einem heißen Zustand berechnet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die kritische Spannung (σcr) zum Erzeugen einer Hitzewelle durch eine Gleichung berechnet wird:

σcr = K·tA·(W - FL)B = θhc·E

wobei t: Dicke des Metallstreifens (mm)

W: Breite des Metallstreifens (mm)

FL: Länge eines flachen Rollenteils

θh: Rollenkegel (rad) unter dem heißen Zustand

E: Elastizitätsmodul des Metallstreifens (kgf/mm²)

K, A, B, C: Konstanten

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Spannung (σmin), die zum Verhindern eines transversalen Versatzes ausreicht, des Schritts (c) als minimaler Wert der Spannung (σ) erhalten wird, die die folgenden Gleichungen erfüllt:

ΔD < (l - W))/2

ΔD = g(t, W, u, LS, E, θh, σ, Ra, Ra')

wobei ΔD: Betrag des transversalen Versatzes

l: Rollentubuslänge

W: Breite des Metallstreifens (mm)

t: Dicke des Metallstreifens (mm)

u: Reibungskoeffizient zwischen dem Metallstreifen und der Rolle

LS: Linien- bzw. Zeilengeschwindigkeit

E: Young-Modul des Metallstreifens

θh: Rollenkegel unter dem heißen Zustand

σ: Spannung des Metallstreifens

Ra: Oberflächenrauhigkeit des Metallstreifens

Ra': Oberflächenrauhigkeit der Rolle