电镀线中的钢带翘曲矫正方法

摘要

在卧式电镀线中,矫正由于夹持钢带的通电辊与支承辊所产生的钢带的翘曲的方法,提供的方法的特征是,至少将一个支承辊制成比对向的通电辊的直径小,并且将该支承辊相对于该通电辊在钢带的行进方向上相对地进行偏置设置,其偏置量是根据运行条件而预先确定的一定值。另外,该偏置量最好是在5—35mm的范围。

说明书

技术领域

本发明涉及电镀钢板的制造方法，更详细地讲是涉及电镀线中的钢带的翘曲矫正方法。

技术背景

一般在卧式电镀线中，具备多个成对的支承辊与通电辊，在2个通电辊之间，在钢带的上下配置水平电极，一面向钢带通电一面进行电镀。一般通电辊是使用铁辊，支承辊是使用橡胶辊。在这种情况下，由于铁与橡胶的硬度差，橡胶辊的表面会变形成凹形，钢带沿着此变形而受到弯曲。例如，在上侧为铁辊，下侧为橡胶辊的情况下，钢带受到向上凹的弯曲，由于张力钢带受拉伸而在钢带的宽度方向产生翘曲。若在钢带上产生翘曲，就会发生电镀不均匀等问题。

作为矫正这样的卧式电镀线上的钢带的翘曲的技术，在日本特开平3-126890号公报中公开的技术是，经常对电镀槽内的钢带的宽度翘曲变形进行检测，而且根据其检测信号，一面使支承辊对于通电辊保持规定的压紧力，一央将支承辊向钢带通道方向进行移位驱动，以进行钢带的宽度翘曲矫正。

根据上述的钢带的翘曲量对支承辊进行移位驱动的方法存在的问题是，一面使支承辊对通电辊保持规定的压紧力，一面将其向钢带的行进方向移动是非常困难的。另外存在的问题是，在通电中使支承辊移动时，在通电辊与钢带之间会产生间隙，因而会发生电火花而损伤钢带与通电辊表面。此外该技术还存在的问题是，在钢带的翘曲较大的情况下，由于支承辊的移位量增大，钢带的通道线变动大，因而钢带表里的电镀附着量会产生差异。

本发明的目的是提供改进这样缺点的电镀线上的钢带的翘曲矫正方法。

发明的公开

本发明是为了解决上述问题而开发的，是提供电镀线中的钢带的翘曲矫正方法，其特征在于：在具有夹持钢带的通电辊与支承辊的卧式电镀线中，至少将一个支承辊制成比相对的通电辊的直径小，而且将其相对于该通电辊配置得相对偏向钢带的行进方向(以下，有时也只称作偏置)。这种情况下，最好是将上述偏置量定为5-35mm的范围。

另外，如图2所示，偏置的基点是支承辊直径的中心与通电辊直径的中心连线相对钢带的通道线成垂直的状态，以这时的偏置量作为0。

本发明的作用如下。将支承辊相对于通电辊在钢带的行进方向进行偏置时，离开通电辊的钢带即向支承辊上卷绕，钢带被弯回到受自通电辊的弯曲的相反方向，使弯曲的残余应力得到缓解。偏置量愈大，翘曲矫正效果愈大，但是钢带通电辊的接触部由通道线向上方升起，钢带的位置发生了变化。因此，使支承辊直径小于通电辊直径来提高翘曲矫正效果，保持偏置量小。

另外，还发现将各支承辊制成比各通电辊的直径小，而且将其相对于各通电辊在钢带的行进方向上相对地偏置5-35mm范围，如此能更好地矫正钢带的翘曲。

关于偏置，是使支承辊相对通电辊在钢带行进方向的前面，可以使支承辊在前，也可以使通电辊在后，也可以是这两者之中的任一个。

偏置量可根据钢带的厚度，宽度，材质，屈服应力，通电辊与支承辊的排列、大小、硬度差等条件，如后所述而适当地确定。偏置量少时，支承辊将钢带弯回的作用小，效果也小。另外，偏置量过多时，钢带的通道线向上或下变动，钢带的表里电镀附着量也会产生差异。因此，偏置量最好是在5mm-35mm的范围内，由于这样限定，也可以控制钢带的通道线变动量。另外，对于多个支承辊，其偏置量也可分别采取不同的设定。

另外，在本发明中，支承辊的直径，相对通电辊的直径D来说，最好取为0.50-0.97D。超过0.97D时，必须增大偏置量，采用小直径则无意义；当不足0.50D时，偏置时支承辊对钢带的夹持力变小，这是所不希望的。虽然还要根据其他条件，但最好是使用0.8D大小。

另外，偏置量还受其他工作条件的影响，本发明人等仅就为使钢带的翘曲为最小(≈0)所必要的偏置量d(mm)，寻求与钢带的板厚t(mm)、屈服应力δ_e(Kgf/mm²)、张力δ_T(Kgf/mm²)、通电辊直径L₁(mm)、支承辊直径L₂(mm)的关系，得知可以下面的关系式来表示。这些数值是作为跟踪信息与设备信息而预先给出的。 $>>d>=>>>\{>>>>L>1>>->>L>2>>>>2>K>>>>>[>>2>>L>2>>>]>>0.28>>+>>>[>>1>a>>·>>>L>1>>>L>2>>>]>>0.28>>\}>>>->1>/>0.28>>>->->->->>(>1>)>>>s>式中$ >>K>=>2>t>·>>215.6>>1>+>>(>>\sigma >T>>/>2>>\sigma >e>>)>>>>>s>$$

t-穿过轧机的钢带的板厚(mm)；

σ_T-穿过轧机的钢带的张力(Kgf/mm²)；

σ_e-穿过轧机的钢带的屈服应力(Kgf/mm²)；

L₁-通电辊直径(mm)；

L₂-支承辊直径(mm)。

另外，a是由通电辊与支承辊的硬度和压紧压力所决定的数值，可通过测定两辊间的压紧宽度而求得：

a＝(L₁θ₁)/2

本发明为解决上述问题，根据(1)式求出使钢带的翘曲为0的最佳的偏置量d，通过使支承辊或通电辊的任一方预先偏置d值，就不会发生由于通电辊与钢带的接触不良而产生的火花痕等，能矫正钢带的翘曲。

一般，在用矫平机来进行钢带的翘曲矫正的情况下，可利用辊与板的跑合试验式(美坂的公式)。 $>>\rho >=>>L>2>>+>2>t>[>>215.6>>1>+>>(>>\sigma >T>>/>>>2>\sigma >>e>>)>>>>·>>1>>\theta >0.28>>>>>->243.2>]>->->->->>(>2>)>>>s>$

式中

ρ-加工曲率半径；

L-辊直径；

t-板厚；

σ_T-张力；

σ_e-钢带的屈服应力；

θ-卷绕角。

在钢带上产生翘曲的原因是由于通电辊与支承辊的硬度差而引起橡胶辊的表面变形成为凹形，从而钢带受到向上凹的弯曲，因此，这时的翘曲量可由钢带的弯曲量，即加工曲率半径来进行整理。因此，欲使通过通电辊之后的钢带的翘曲为0，则可以使由于通电辊与支承辊的硬度差而形成的加工曲率半径ρ₁与由于偏置支承辊而形成的加工曲率半径ρ₂相等。

假定通电辊直径为L₁，支承辊直径为L₂，通电辊与支承辊的卷绕角分别为θ₁、θ₂时，由ρ₁＝ρ₂，利用(2)式 $>>>>L>1>>2>>+>K>·>>1>>>\theta >1>>0.28>>>=>>>L>2>>2>>+>K>·>>1>>>\theta >2>>0.28>>>>s>式中$ >>K>=>2>t>·>>215.6>>1>+>>(>>\sigma >T>>/>2>>\sigma >e>>)>>>>>s>$ >>>ver>>>.>.>>.>>>>>1>>>\theta >3>>0.28>>>=>>>>L>1>>->>L>2>>>>2>K>>>+>>1>>>\theta >1>>0.28>>>->->->->>(>3>)>>>s>$$$

θ₁是由通电辊与支承辊硬度或辊的压紧压力来确定，测定通电辊与支承辊的压紧宽度a时，则有：

a＝(L₁θ₁)/2------------(4)

另外，关于θ₂，偏置量d相对于支承辊直径非常小时，可认为支承辊与钢带的压紧宽度大致相等，因此，有：

d＝(L₂θ₂)/2------------(5)

将(4)、(5)式代入(3)式，进行整理，则得下式 $>>d>=>>>\{>>>>L>1>>->>L>2>>>>2>K>>>>>[>>2>>L>2>>>]>>0.28>>+>>>[>>1>a>>·>>>L>1>>>L>2>>>]>>0.28>>\}>>>->1>/>0.28>>>->->->->>(>1>)>>>s>式中$ >>K>=>2>t>·>>215.6>>1>+>>(>>\sigma >T>>/>>>2>\sigma >>e>>)>>>>>s>$$

本发明是根据(1)式计算出使钢带的翘曲为0所必要的偏置量，在钢带穿过轧机前预先进行偏置，因此能使钢带稳定地穿过轧机，并且可以矫正翘曲。

附图的简单说明：

图1是电镀装置的示意图。

图2是表示以往的通电辊与支承辊的关系的说明图。

图3是表示本发明的通电辊与支承辊的关系的说明图。

图4是表示为使翘曲为零所必要的偏置量与板厚的关系的曲线图。

图5是表示为使翘曲为零所必要的偏置量与屈服应力的关系的曲线图。

图6是表示为使翘曲为0所必要的偏置量与支承辊直径及通电辊直径的比的关系的曲线图。

图7是表示电镀装置内的钢带的翘曲测定结果的曲线图。

图8是表示改进前后的宽度方向电镀附着量分布的曲线图。

图9是本发明的一个实施例的翘曲矫正装置的示意图。

图10是例示本发明的效果的曲线图，是测定钢带的纵向的翘曲量的结果。

图11是表示利用偏置量进行的钢带的翘曲矫正原理的图。

实施发明的最佳形态

按照本发明，使各通电辊与支承辊的偏置量在5-35mm范围内各自进行固定，因而能使通电辊与支承辊的压紧力经常保持一定的值，还能防止在通电辊与钢带之间产生电火花。另外由于使偏置量在35mm以下，能将钢带通道线的上下方向变动量控制在2mm以内，不会产生电镀附着量的表里差。另外，使通电辊与支承辊的偏移量为5mm以上，并且使支承辊直径小于通电辊直径，由此能提高钢带的翘曲矫正效果。

图1是实施例的卧式电镀装置示意图。钢带5向行进方向6的方向行进。所设置的通电辊1与支承辊2从上下夹持钢带5，在2个通电辊1、1之间分别配置上电极3与下电极4，使电镀液在其电极3与4之间流过，由于通电而在钢带5上进行电镀。

图2是表示以往的通电辊1与支承辊2的配置图。通电辊1与支承辊2上下配置在钢带5的行进方向的同一位置处，并夹持着钢带。通电辊1是铁辊，而支承辊2是橡胶辊，因此，由于其硬度差，在支承辊2上产生下凹，由于钢带5通过其部位，钢带5被弯曲。这时产生的残余应力由于张力受拉伸，因而在钢带的宽度方向上产生翘曲。

(实施例1)

图3是表示本发明的一个实施例。是表示使支承辊2相对于通电辊1向钢带5的行进方向偏置d值的情况。该偏置，也可以使支承辊2原地不动，而使通电辊1相对于钢带的行进方向向相反方向移动，也能获得相同的偏置效果。在图3中，由于通电辊1与支承辊2的硬度差，钢带5受到弯曲，但钢带5离开通电辊1之后，还与支承辊2接触，由于受张力拉伸而卷绕在支承辊2上。因此，钢带5是由支承辊2受到与由通电辊1所受的弯曲相反方向的弯曲，由于通电辊1而一度产生的残余应力得到松弛。这时，若加大偏移量d，钢带5向支承辊2上的卷绕量则增大，弯曲的曲率半径接近支承辊2的直径，因此提高翘曲的矫正效果。但是，当将偏移量加大时，支承辊2与通电辊1的接触部由通道线向上方升起，因此钢带5的上下位置也升起，出现的问题是钢带表里的镀层厚度产生差异。因此，使支承辊2的直径小于通电辊1的直径，由此能提高翘曲矫正效果，使偏置量为最小限，并使钢带5的通道线上升在2mm以下。

偏移量是根据各种因素来决定。一般条件是板厚为1.0mm，屈服应力为16Kgf/mm²，通电辊直径为375mm，通电辊与支承辊的压紧宽度(a)为37.5mm，板的张力为3Kgf/mm²，而与此相反，图4、图5、图6是表示将其他因素固定，使板厚、屈服应力、支承辊直径/通电辊直径变化时，板厚、屈服应力、支承辊直径/通电辊直径分别与为使翘曲为零所必要的偏置量的关系的研究例。

下面，图7是表示在板厚为1.0mm，屈服应力为16Kgf/mm²，通电辊直径为375mm，支承辊直径为300mm，(通电辊直径)∶(支承辊直径)＝1∶0.8，通电辊与支承辊的压紧宽度为37.5mm，板的张力为3Kgf/mm²的条件下，钢带的宽度翘曲与通电辊和支承辊之间的偏置量的关系的研究结果。图中O标记是表示相对于通电辊的直径D，使支承辊的直径为0.8D的情况。而△标记是表示支承辊的直径与通电辊的直径相等的情况。

由图7可知，在该例中，如将偏置量设定成24.3mm时，可使钢带的翘曲基本为0。图7所示的关系可根据钢带等条件预先求得，通过预先适当地设定偏置量，由此可使钢带的翘曲量极小。

图8所示为，使用图1所示的装置，使通电辊与支承辊的直径比为0.8，偏置量为24.3mm时，求得使支承辊偏置前后的钢带的宽度方向电镀附着量差。通过将支承辊偏置，能矫正钢带宽度方向的翘曲，可使宽度方向电镀附着量差为最小。

(实施例2)

图9是表示本发明的一个实施例。标记1-6与图1相同。将钢带的板厚t、屈服应力σ_e、张力σ_T、通电辊直径L₁、支承辊直径L₂、两辊的压紧宽度a等数据13以输入14输入运算装置12，运算装置12根据上述(1)式计算出最佳的偏置量d，以输出15输出到使支承辊2移位的移位机构11。移位机构11在钢带穿过轧机前的连接材时接受该输出15，使支承辊预先移位驱动偏置量d后，使钢带穿过轧机而进行电镀。因此，由于能保持钢带的压紧压力而进行穿过轧机，不用担心在钢带与通电辊之间由于接触不良而发生火花痕。另外，由于是在钢带的穿过轧机前对支承辊进行移位驱动，所以能在钢带的全长范围内进行翘曲矫正。

图10是表示按照本发明的方法测定钢带纵向的翘曲的结果。钢板的厚度t＝1.0(mm)、钢带的屈服应力σ_e＝16(Kgf/mm²)、张力σ_T＝3.0(Kgf/mm²)、通电辊直径L₁＝375(mm)、支承辊直径L₂＝300(mm)通电辊与支承辊的压紧宽度a＝37.5(mm)的值，由此而按照(1)式所求得的最佳的偏置量为：d＝24.3(mm)。因此，按此值进行偏置并在全长范围内测定钢带的翘曲，结果如图10所示，能使钢带的翘曲在全长内基本为0。另外，这时在通电辊中流过电流为10000A而进行了电镀，但没发现由于辊的接触不良而引起的火花痕。

工业上的利用可能性

采用本发明时，将通电辊与支承辊按5-35mm范围的偏置量进行偏置，并将其固定，由此能将支承辊的压紧量经常保持一定，防止发生火花痕等，而且能使钢带宽度方向的翘曲为最小限度。

另外，通过使支承辊直径小于通电辊直径而能提高钢带的翘曲矫正效果，并能减小通电辊与支承辊的偏置量，减小钢带的通道线的上下变动，减少钢带的表里与宽度方向电镀附着量差。

本发明是根据钢带的板厚、屈服应力、张力、通电辊直径、支承辊直径、两辊的压紧宽度计算出为使钢带的翘曲为0所必要的偏置量，在钢板的穿过轧机、电镀之前预先使通电辊或支承辊的任一方移开，由此，能够不发生由于钢带与通电辊的接触不良而发生的火花痕，可对钢带的翘曲进行矫正。另外，由于预先进行偏置，所以还具有能在钢带的全长范围内矫正翘曲的效果。