JPH0222424A - 鋼帯のロール冷却方法 - Google Patents
鋼帯のロール冷却方法Info
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- JPH0222424A JPH0222424A JP17137488A JP17137488A JPH0222424A JP H0222424 A JPH0222424 A JP H0222424A JP 17137488 A JP17137488 A JP 17137488A JP 17137488 A JP17137488 A JP 17137488A JP H0222424 A JPH0222424 A JP H0222424A
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- roll
- steel strip
- rolls
- hoop
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
- C21D9/54—Furnaces for treating strips or wire
- C21D9/56—Continuous furnaces for strip or wire
- C21D9/573—Continuous furnaces for strip or wire with cooling
- C21D9/5735—Details
- C21D9/5737—Rolls; Drums; Roll arrangements
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Control Of Heat Treatment Processes (AREA)
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
この発明は、鋼帯の連続焼鈍等における高温の鋼帯の冷
却方法に係り、内部を冷却した複数のロールにより鋼帯
を冷却するに際し、ロールの押込み量とロール間隔を変
更して鋼帯の冷却速度を制御する鋼帯のロール冷却方法
に関する。
却方法に係り、内部を冷却した複数のロールにより鋼帯
を冷却するに際し、ロールの押込み量とロール間隔を変
更して鋼帯の冷却速度を制御する鋼帯のロール冷却方法
に関する。
連続焼鈍炉等における高温の鋼帯の冷却方法の一つとし
て採用されているロール冷却方法は、千鳥状に配置した
複数の冷却ロールに鋼帯を通板させて冷却する方法であ
り、設備費やエネルギー消費量が小であるとともに、鋼
帯の表面性状が良好に保たれるという特徴を有する。 ところで、鋼板の連続焼鈍炉等においては、冷却速度が
製品の材質に大きな影響をおよぼすため、設備費やエネ
ルギー消費量以外に鋼帯の冷却速度も重要な管理項目の
一つでおる。 例えば、絞り用冷延鋼板の場合には、−次冷却終了温度
と過時効温度をほぼ一致させるようなヒートパターンの
場合、耐時効性や伸び等の点から８０℃／ｓｅｃ程度の
冷却速度が適正である。 しかし、現状のロール冷却法においては、以下に記載す
る理由により鋼帯の冷却速度のコントロールは不可能で
あった。 即ち、ロール冷却法における鋼帯からロールへの熱の移
動は、固体から固体への熱伝達でおるが、熱伝達係数は
各種条件を変えてもあまり変化しないことからほぼ一定
であり、又ロール表面粗ざを変更することも鋼帯の傷発
生等の問題がある等の理由によりできないため、熱伝達
係数は変更できない定数でおる。 又、ロールと接触中の鋼帯の冷却速度は、熱伝達係数及
び、鋼帯温度とロール表面温度との差に比例し、板厚に
反比例する。 したがって、任意の鋼帯温度及び板厚の場合に、ロール
と接触中の鋼帯温度を制御するためには、熱伝達係数又
はロール表面温度を制御しなければならないが、熱伝達
係数は前記の通り事実上制御できない定数であり、又冷
却媒体（水が一般的）の温度を変化させてもロール表面
温度と鋼帯温度との差はあまり変化しないこと、ロール
内面と冷却媒体との間の熱伝達係数を変化させてもロー
ル表面温度への影響は小さいこと等の理由により、ロー
ル表面温度の制御による鋼帯の冷却速度の制御も十分に
できない。 以上のようなことから、ロール表面温度の制御により鋼
帯の冷却速度を大きく変化させること、あるいは薄物か
ら厚物まで同じ冷却速度を得ることは非常に困難で必る
。 そこで、鋼帯の冷却速度の制御を可能とする方法につい
て、冷却ロールの押込み量を変化させて鋼帯の移動長さ
を変更することによって鋼帯の冷却速度を制御する方法
が先に提案されている（特開昭５９− １６６８３０＞
。 この方法は、冷却ロールと鋼帯との接触周長の総和を一
定に保ちながらロールの上下位置を変えて、冷却開始点
から冷却終了点までの鋼帯の移動長さを変更するので、
ライン速度及び鋼帯の温度降下量を変化させることなく
、鋼帯の平均冷却速度を変更することができ、生産コス
トを変えずに製品の材質を向上させることができるとい
う利点を有する。 ［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記の冷却ロールの押込み量を変化させること
によって鋼帯の平均冷却速度を可変とする方法は、板厚
の薄い物から厚い物まで同じ冷却速度を得ようとすると
、生産量のダウンを余儀なくされるという欠点がおる。 以下にその理由を説明する。 上記の方法は第３図に示すごとく、冷却ロール（１）を
上下させることによって各ロールへの鋼帯（２）の巻付
角θを変更して接触周長の総和を調整する方法であり、
この場合のロール単体冷却速度Ｅｃ、ロール接触時間ｔ
１０−ル１本当りの接触周長２１及びロール接触角（巻
付角）θは、下記（１）〜（４）式より求まる。 ・・・・・・・・・（１） ｔ ＝ Ｔ、 −Ｔ２ ・・・・・・・・・ （２） Ｅに こで、 α、熱伝達係数（Ｋ ｃａｔ／ ｍ２−ｈ −’Ｃ）Ｔ
１ ：冷却開始温度（’Ｃ） Ｔ２ ：冷却終了温度（’Ｃ） Ｔ３ ：ロール表面温度（’Ｃ） ｈ、板厚（ｍｍ ） ＣＰ：比熱（Ｋｃａｌ／−・℃） ■、ライン速度（ｍ／分） Ｎ：ロール本数 Ｄ＝ロール径（ｍ） なお、非接触部における温度降下は小さいため無視でき
る。 又、ロール接触角θとロール間隔しより、非接触長史は
下記（５）式、（６）式により求まる。 Ｏ＝ 佑Ｘ ３６０／Ｄπ ・・・・・・・・・（４） ｙ ：ロール押込量 故に、ロールＮ木組合せによる平均冷却速度Ｅｃは （Ｎ −１）７１！ 一死７市−：非接触時間 となる。 上記関係式より、例えば板厚の厚い板を適正な冷却速度
になるように熱伝達係数αの大なるロールを設計すると
、板厚の薄い板の場合には平均冷却速度Ｅｃ’が大とな
る。 そのため、現状では熱伝達係数αを変えるべく冷却媒体
の温度、流量を変化させたり、ロールと接触する面の反
対側に対向ガスジェットを吹付けたりしているが、広範
囲の板厚レンジをまかなうには限度があり、ライン速度
Ｖを低下させて平均冷却速度を調節せざるを得ない。し
たがって、生産量の低下を余儀なくされるのでおる。 この発明は、従来の技術のこのような問題点に鑑みなさ
れたものであり、その目的とするところは薄板から厚板
までの広範囲の板厚変更に対する冷却速度制御を、ライ
ン速度を低下させることなく行なうことができる方法を
提案しようとするものである。
て採用されているロール冷却方法は、千鳥状に配置した
複数の冷却ロールに鋼帯を通板させて冷却する方法であ
り、設備費やエネルギー消費量が小であるとともに、鋼
帯の表面性状が良好に保たれるという特徴を有する。 ところで、鋼板の連続焼鈍炉等においては、冷却速度が
製品の材質に大きな影響をおよぼすため、設備費やエネ
ルギー消費量以外に鋼帯の冷却速度も重要な管理項目の
一つでおる。 例えば、絞り用冷延鋼板の場合には、−次冷却終了温度
と過時効温度をほぼ一致させるようなヒートパターンの
場合、耐時効性や伸び等の点から８０℃／ｓｅｃ程度の
冷却速度が適正である。 しかし、現状のロール冷却法においては、以下に記載す
る理由により鋼帯の冷却速度のコントロールは不可能で
あった。 即ち、ロール冷却法における鋼帯からロールへの熱の移
動は、固体から固体への熱伝達でおるが、熱伝達係数は
各種条件を変えてもあまり変化しないことからほぼ一定
であり、又ロール表面粗ざを変更することも鋼帯の傷発
生等の問題がある等の理由によりできないため、熱伝達
係数は変更できない定数でおる。 又、ロールと接触中の鋼帯の冷却速度は、熱伝達係数及
び、鋼帯温度とロール表面温度との差に比例し、板厚に
反比例する。 したがって、任意の鋼帯温度及び板厚の場合に、ロール
と接触中の鋼帯温度を制御するためには、熱伝達係数又
はロール表面温度を制御しなければならないが、熱伝達
係数は前記の通り事実上制御できない定数であり、又冷
却媒体（水が一般的）の温度を変化させてもロール表面
温度と鋼帯温度との差はあまり変化しないこと、ロール
内面と冷却媒体との間の熱伝達係数を変化させてもロー
ル表面温度への影響は小さいこと等の理由により、ロー
ル表面温度の制御による鋼帯の冷却速度の制御も十分に
できない。 以上のようなことから、ロール表面温度の制御により鋼
帯の冷却速度を大きく変化させること、あるいは薄物か
ら厚物まで同じ冷却速度を得ることは非常に困難で必る
。 そこで、鋼帯の冷却速度の制御を可能とする方法につい
て、冷却ロールの押込み量を変化させて鋼帯の移動長さ
を変更することによって鋼帯の冷却速度を制御する方法
が先に提案されている（特開昭５９− １６６８３０＞
。 この方法は、冷却ロールと鋼帯との接触周長の総和を一
定に保ちながらロールの上下位置を変えて、冷却開始点
から冷却終了点までの鋼帯の移動長さを変更するので、
ライン速度及び鋼帯の温度降下量を変化させることなく
、鋼帯の平均冷却速度を変更することができ、生産コス
トを変えずに製品の材質を向上させることができるとい
う利点を有する。 ［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記の冷却ロールの押込み量を変化させること
によって鋼帯の平均冷却速度を可変とする方法は、板厚
の薄い物から厚い物まで同じ冷却速度を得ようとすると
、生産量のダウンを余儀なくされるという欠点がおる。 以下にその理由を説明する。 上記の方法は第３図に示すごとく、冷却ロール（１）を
上下させることによって各ロールへの鋼帯（２）の巻付
角θを変更して接触周長の総和を調整する方法であり、
この場合のロール単体冷却速度Ｅｃ、ロール接触時間ｔ
１０−ル１本当りの接触周長２１及びロール接触角（巻
付角）θは、下記（１）〜（４）式より求まる。 ・・・・・・・・・（１） ｔ ＝ Ｔ、 −Ｔ２ ・・・・・・・・・ （２） Ｅに こで、 α、熱伝達係数（Ｋ ｃａｔ／ ｍ２−ｈ −’Ｃ）Ｔ
１ ：冷却開始温度（’Ｃ） Ｔ２ ：冷却終了温度（’Ｃ） Ｔ３ ：ロール表面温度（’Ｃ） ｈ、板厚（ｍｍ ） ＣＰ：比熱（Ｋｃａｌ／−・℃） ■、ライン速度（ｍ／分） Ｎ：ロール本数 Ｄ＝ロール径（ｍ） なお、非接触部における温度降下は小さいため無視でき
る。 又、ロール接触角θとロール間隔しより、非接触長史は
下記（５）式、（６）式により求まる。 Ｏ＝ 佑Ｘ ３６０／Ｄπ ・・・・・・・・・（４） ｙ ：ロール押込量 故に、ロールＮ木組合せによる平均冷却速度Ｅｃは （Ｎ −１）７１！ 一死７市−：非接触時間 となる。 上記関係式より、例えば板厚の厚い板を適正な冷却速度
になるように熱伝達係数αの大なるロールを設計すると
、板厚の薄い板の場合には平均冷却速度Ｅｃ’が大とな
る。 そのため、現状では熱伝達係数αを変えるべく冷却媒体
の温度、流量を変化させたり、ロールと接触する面の反
対側に対向ガスジェットを吹付けたりしているが、広範
囲の板厚レンジをまかなうには限度があり、ライン速度
Ｖを低下させて平均冷却速度を調節せざるを得ない。し
たがって、生産量の低下を余儀なくされるのでおる。 この発明は、従来の技術のこのような問題点に鑑みなさ
れたものであり、その目的とするところは薄板から厚板
までの広範囲の板厚変更に対する冷却速度制御を、ライ
ン速度を低下させることなく行なうことができる方法を
提案しようとするものである。
適当な間隔を隔てて配置した複数の冷却ロールに鋼帯を
連続的に通板して冷却するに際し、板厚の厚い板を適正
な冷却速度になるように熱伝達係数αの大なるロールを
用いると、板厚の薄い板の場合には平均冷却速度Ｅｃ’
が大となる。 この板厚変更に伴う冷却速度変化を冷却ロールの押込み
量の変更、冷却水の温度や流量の調整等の手段のみでは
限度があるが、ロール間隔を広げると鋼帯の非接触時間
を増加させることができるので、薄物の平均冷却速度Ｅ
ｃ“を下げることが可能となる。 この発明はかかる知見より見出したもので、その要旨は
鋼帯の冷却速度が予め定めた最適冷却速度となるよう、
冷却ロールの押込み量とロール間隔のいずれか一方又は
両方を変更し、鋼帯の冷却速度を制御する方法である。
連続的に通板して冷却するに際し、板厚の厚い板を適正
な冷却速度になるように熱伝達係数αの大なるロールを
用いると、板厚の薄い板の場合には平均冷却速度Ｅｃ’
が大となる。 この板厚変更に伴う冷却速度変化を冷却ロールの押込み
量の変更、冷却水の温度や流量の調整等の手段のみでは
限度があるが、ロール間隔を広げると鋼帯の非接触時間
を増加させることができるので、薄物の平均冷却速度Ｅ
ｃ“を下げることが可能となる。 この発明はかかる知見より見出したもので、その要旨は
鋼帯の冷却速度が予め定めた最適冷却速度となるよう、
冷却ロールの押込み量とロール間隔のいずれか一方又は
両方を変更し、鋼帯の冷却速度を制御する方法である。
第１図を参照してこの発明のロール冷却法について説明
する。 第１図では同一の半径ｒの３個の冷却ロール（１−１）
（１−２） （１−３）をロール間隔りを隔てて配置
し、この３個の冷却ロールに鋼帯（２）が矢印方向で移
動しながら巻付き接触している。 ３個の冷却ロールのうち、両端の冷却ロール（１−１）
（１−３）はロール間隔しのみ可変となし、中央の冷却
ロール（１−２）はロール間隔りとロール押込み量を可
変となしている。 薄物の平均冷却速度Ｅｃ’を下げるために非接触時間を
増加させるためには、前記（８）式の非接触周長２を大
とするか、又はライン速度Ｖを小とする。しかし、ライ
ン速度を低下させることは生産性低下につながるため、
この発明では接触周長を大とする方法を採用する。非接
触周長を大とするにはロール間隔りを大とする必要があ
るため、この発明では薄物の平均冷却速度Ｅｃ’を下げ
る手段としてロール間隔を広くする方法を採用したので
ある。 すなわち、薄物をロール冷却する場合は、第１図破線で
示すように冷却ロール（１）を水平に移動させてロール
間隔りを広くする。ロール間隔りを広くすることにより
鋼帯（２）の非接触周長２が長くなるので、鋼帯（２）
の平均冷却速度Ｅｃ’を下げることができる。 また、板厚の厚い鋼帯の場合は、同図実線で示すように
冷却ロール（１）を同じく水平に移動させてロール間隔
りを狭める。ロール間隔りを狭めることにより、鋼帯（
２）の接触角θが小さくなると同時に接触周長ｒ１１が
長くなるので、平均冷却速度を上げることができる。 したがって、ロール間隔りを変更することによって薄物
から厚物まで同一ライン速度でロール冷却することがで
きるのである。 冷却ロール（１）の押込み量は板厚、ロール間隔に応じ
て適宜変更する。 この発明において、冷却ロールの押込み量とロール間隔
を可変とする方法としては、例えばシリンダ一方式を採
用することができる。 ［実 施 例］ ３００ｍｍφの冷却ロール５個で構成した第２図に示す
実験用レイアウトにより、板厚１．６ｍｍと０．８ｍｍ
のｌ］帯を第１表に示す条件で冷却した時の平均冷却速
度を、ロール間隔一定で接触角θのみ変更して冷却した
従来法と比較して同第１表に示す。 第２図中、実線は板厚１．６ｍｍの鋼帯の場合、破線は
板厚０．８ｍｍの鋼帯の場合のロール位置を示し、ロー
ル間隔りはそれぞれ０．３４ ｍｍ、 ０．４４ ｍ
ｍに設定した。 なお、従来法ではロール間隔りを０．３４ ｍｍ （−
定）に設定した。 第１表より明らかなごとく、薄鋼帯であってもロール間
隔を変更することにより適正な平均冷却速度が得られた
。
する。 第１図では同一の半径ｒの３個の冷却ロール（１−１）
（１−２） （１−３）をロール間隔りを隔てて配置
し、この３個の冷却ロールに鋼帯（２）が矢印方向で移
動しながら巻付き接触している。 ３個の冷却ロールのうち、両端の冷却ロール（１−１）
（１−３）はロール間隔しのみ可変となし、中央の冷却
ロール（１−２）はロール間隔りとロール押込み量を可
変となしている。 薄物の平均冷却速度Ｅｃ’を下げるために非接触時間を
増加させるためには、前記（８）式の非接触周長２を大
とするか、又はライン速度Ｖを小とする。しかし、ライ
ン速度を低下させることは生産性低下につながるため、
この発明では接触周長を大とする方法を採用する。非接
触周長を大とするにはロール間隔りを大とする必要があ
るため、この発明では薄物の平均冷却速度Ｅｃ’を下げ
る手段としてロール間隔を広くする方法を採用したので
ある。 すなわち、薄物をロール冷却する場合は、第１図破線で
示すように冷却ロール（１）を水平に移動させてロール
間隔りを広くする。ロール間隔りを広くすることにより
鋼帯（２）の非接触周長２が長くなるので、鋼帯（２）
の平均冷却速度Ｅｃ’を下げることができる。 また、板厚の厚い鋼帯の場合は、同図実線で示すように
冷却ロール（１）を同じく水平に移動させてロール間隔
りを狭める。ロール間隔りを狭めることにより、鋼帯（
２）の接触角θが小さくなると同時に接触周長ｒ１１が
長くなるので、平均冷却速度を上げることができる。 したがって、ロール間隔りを変更することによって薄物
から厚物まで同一ライン速度でロール冷却することがで
きるのである。 冷却ロール（１）の押込み量は板厚、ロール間隔に応じ
て適宜変更する。 この発明において、冷却ロールの押込み量とロール間隔
を可変とする方法としては、例えばシリンダ一方式を採
用することができる。 ［実 施 例］ ３００ｍｍφの冷却ロール５個で構成した第２図に示す
実験用レイアウトにより、板厚１．６ｍｍと０．８ｍｍ
のｌ］帯を第１表に示す条件で冷却した時の平均冷却速
度を、ロール間隔一定で接触角θのみ変更して冷却した
従来法と比較して同第１表に示す。 第２図中、実線は板厚１．６ｍｍの鋼帯の場合、破線は
板厚０．８ｍｍの鋼帯の場合のロール位置を示し、ロー
ル間隔りはそれぞれ０．３４ ｍｍ、 ０．４４ ｍ
ｍに設定した。 なお、従来法ではロール間隔りを０．３４ ｍｍ （−
定）に設定した。 第１表より明らかなごとく、薄鋼帯であってもロール間
隔を変更することにより適正な平均冷却速度が得られた
。
以上説明したごとく、この発明方法によれば、ロール間
隔を変更することにより薄物であっても最大ライン速度
で適正な冷却速度が得られるので、ロールの押込み量変
更と併用することにより薄物から厚物まで広範囲な板厚
を高速で冷却処理することができ、絞り用冷延鋼板の連
続焼鈍ラインの一次冷却処理に大なる効果を奏するもの
でおる。
隔を変更することにより薄物であっても最大ライン速度
で適正な冷却速度が得られるので、ロールの押込み量変
更と併用することにより薄物から厚物まで広範囲な板厚
を高速で冷却処理することができ、絞り用冷延鋼板の連
続焼鈍ラインの一次冷却処理に大なる効果を奏するもの
でおる。
第１図はこの発明のロール冷却法を示す模式図、第２図
はこの発明の実施例におけるロール冷却装置を示す概略
図、第３図はこの発明者が先に提案したロール冷却法を
示す模式図である。 １・・・冷却ロール ２・・・鋼帯−１４′
；
はこの発明の実施例におけるロール冷却装置を示す概略
図、第３図はこの発明者が先に提案したロール冷却法を
示す模式図である。 １・・・冷却ロール ２・・・鋼帯−１４′
；
Claims (1)
- 複数の冷却ロールに鋼帯を連続的に通板して冷却する鋼
帯のロール冷却方法において、鋼帯の冷却速度が予め定
めた最適冷却速度となるよう、冷却ロールの押込み量と
ロール間隔のいずれか一方又は両方を変更し、鋼帯の冷
却速度を制御することを特徴とする鋼帯のロール冷却方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17137488A JPH0222424A (ja) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | 鋼帯のロール冷却方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17137488A JPH0222424A (ja) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | 鋼帯のロール冷却方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0222424A true JPH0222424A (ja) | 1990-01-25 |
Family
ID=15921999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17137488A Pending JPH0222424A (ja) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | 鋼帯のロール冷却方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0222424A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008037283A (ja) * | 2006-08-08 | 2008-02-21 | Tcm Corp | 四輪駆動車両の動力伝達装置 |
| CN110366456A (zh) * | 2017-03-02 | 2019-10-22 | 杰富意钢铁株式会社 | 钢板的冷却方法及钢板的冷却装置以及钢板的制造方法 |
-
1988
- 1988-07-08 JP JP17137488A patent/JPH0222424A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008037283A (ja) * | 2006-08-08 | 2008-02-21 | Tcm Corp | 四輪駆動車両の動力伝達装置 |
| CN110366456A (zh) * | 2017-03-02 | 2019-10-22 | 杰富意钢铁株式会社 | 钢板的冷却方法及钢板的冷却装置以及钢板的制造方法 |
| CN110366456B (zh) * | 2017-03-02 | 2021-08-31 | 杰富意钢铁株式会社 | 钢板的冷却方法及钢板的冷却装置以及钢板的制造方法 |
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