JPH0229731B2 - Renzokushodonrainniokerukotainoreikyakusochishutsugawaitaonseigyohoho - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、連続焼鈍ラインにおける鋼帯の冷
却装置出側板温制御方法に関し、とくに鋼帯の通
板量の変動や季節的要因による供給冷却水温の変
化に拘らず、鋼帯を所定の目標温度まで効率良く
制御冷却しようとするものである。

（従来の技術） 一般に表面処理用原板や深絞り用鋼板などは、
冷間圧延後、所定の機械的性質を付与するため
に、加熱、均熱および冷却などの熱処理を順次に
施すいわゆる連続焼鈍が施される。

このような連続焼鈍処理に採用されている冷却
方法としては、ガスジエツト冷却、ロール冷却お
よび浸漬冷却などがある。このうちガスジエツト
冷却は、冷却された雰囲気ガスを鋼帯に吹付ける
ことによつて、またロール冷却は、内部に冷媒を
通したロールに鋼帯を巻付けることによつて、さ
らに浸漬冷却は、冷却水槽に鋼帯を浸漬させるこ
とによつてそれぞれ冷却するもので、冷却速度は
ガスジエツト冷却、ロール冷却ついで浸漬冷却の
順に大きくなる。

従つて連続焼鈍ラインの冷却帯において、再結
晶温度から大気中で酸化しない温度まで冷却する
場合、高温側ではガスジエツトおよび／またはロ
ール冷却を、一方低温側では浸漬冷却を用いるの
が最も効率的であると考えられている。

かかる浸漬冷却に関しては、これまでにも種々
の方法が提案されている。たとえば、特公昭57−
11931号および同57−11933号各公報に開示の方法
は、複数の冷却水槽を用い各水槽の注水制御を行
うことによつて、またスプレー冷却やミスト冷却
と組合わせることによつて、それぞれ鋼帯を効率
よく冷却すると共に、冷却後の水温をできるだけ
高めて温水としての有効利用も併せて図つたもの
である。

ところで浸漬冷却は通常、鋼帯中の飽和固溶炭
素量の変化量が少なくなる250〜300℃程度の温度
から大気中でテンパーカラーの発生しない温度ま
での冷却に適用される。従来、かかる浸漬処理に
よる冷却速度が速すぎると、固溶炭素による時効
性の問題が懸念されたが、最近では非時効性の材
料としてたとえばNb添加極低炭素鋼など予め第
３元素で固溶炭素を固定した素材が用いられるよ
うになつた。従つて冶金的には冷却速度をいかに
高くしてもそれほど問題にならなくなつてきてお
り、むしろ高速化、高生産能率化などの面から、
最終冷却における冷却速度の一層の向上が望まれ
ている。

しかしながら上記した如き要望に対して、従来
の浸漬冷却は、次のような問題を残していた。

(1) 冷却水の温度上昇を抑制するためには、冷却
水槽中への冷却水の補給が不可欠であるが、こ
の場合水槽内の水の流れは上層部に止まり、下
部では水の動きはほとんどないことから、高温
の鋼帯が冷却水中に浸漬される際に鋼帯表面に
は蒸気膜が発生し、この蒸気膜の除去、破壊が
困難なため、冷却効率には自ら限界があつた。
それ故、冷却処理の高速化、高能率化を図るた
めには、浸漬冷却装置の大型化が余儀なくさ
れ、建設費、設置スペースなどの面での不利が
大きかつた。さらに既設設備の改善によつて高
速化を図ることはほとんど不可能に近かつた。

(2) 上記のように浸漬水槽内の水の動きが不均一
であるため温度むらが生じ、鋼帯に悪影響を与
える。

(3) 浸漬冷却水槽から排出される冷却水を温水と
して再利用する場合には、浸漬槽を少なくとも
２槽としてカスケード制御を行わねばならず、
従つて装置がさらに大型化するだけでなく、複
雑な制御も必要となる。

ところで発明者らは、先に上記の諸問題を有利
に解決するものとして、特願昭60−162909号明細
書において、連続焼鈍ラインの冷却ゾーンを通過
させた鋼帯を最終冷却するに際し、第３図に示し
たように鋼帯を、その表裏面から冷却水の流路を
隔てて対設した整流板をそなえる水冷ジヤケツト
で被い、この水冷ジヤケツト中を、鋼帯の走行方
向とは逆向きにしかも該鋼帯の表裏面に沿う整流
として冷却水を強制流動させることから成る連続
焼鈍処理における鋼帯の冷却方法およびその実施
に用いて好適な冷却装置を提案した。

上記の新しい冷却技術の開発により、従来に比
較して格段に高能率で鋼帯を冷却することが可能
になり、連続焼鈍処理における処理能力は大幅に
向上した。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら上記の冷却技術には、冷却水の供
給温度が例えば季節的な要因で変化したり、或い
は鋼帯の通板量が変動したりすると、冷却処理後
の鋼帯温度も変動して目標温度から外れてしまう
ところに問題を残していた。

第４図に、冷却水温度が40℃の場合における鋼
帯の通板量と冷却後の鋼帯温度との関係について
調査した結果を示したが、通板量が増加すると鋼
帯の温度も高くなつて目標温度範囲から外れる場
合がある。

この発明は、上述した水冷ジヤケツトを用いる
冷却方法において、鋼帯の通板量や冷却水温など
通常考えられる変動要因に左右されることなく、
常に安定して鋼帯温度を所定の目標温度に冷却す
ることができる、鋼帯の冷却装置出側板温制御方
法を提案することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） この発明は、連続焼鈍ラインの冷却ゾーンを通
過させた鋼帯を、その表裏面から冷却水の流路を
隔てて対設した整流板をそなえる水冷ジヤケツト
内に導いて最終冷却を施すに際し、冷却水を、上
記水冷ジヤケツト内において鋼帯の走行方向とは
逆向きにしかも該鋼帯の表裏面に沿う整流として
強制流動させて鋼帯を冷却する方法において、 水冷ジヤケツト内の冷却水レベルをコントロー
ルすることにより、鋼帯の水冷ジヤケツト出側温
度を所定の目標温度に制御することを特徴とす
る、連続焼鈍ラインにおける鋼帯の冷却装置出側
板温制御方法である。

以下この発明を具体的に説明する。

第１図に、この発明に従う制御系を水冷ジヤケ
ツト式冷却装置と共に模式で示す。図中番号１
ａ，１ｂはそれぞれ、冷却水を鋼帯の表裏面に沿
つて整流として強制的に導くための整流板であつ
て、これらの整流板１ａ，１ｂで竪型のＵ字管状
構造になる水冷ジヤケツト１を構成する。２はデ
イフレクタロール、３は冷却水の供給管、４はポ
ンプ、５は冷却排水の貯蔵タンクである。

さて上記の如きしくみになる冷却装置におい
て、冷却水は、鋼帯Ｓの走行径路の下流側に設け
られた供給口から水冷ジヤケツト１内に導入さ
れ、該ジヤケツト１内を鋼帯Ｓの走行方向とは逆
向きに強制流動させられる間に鋼帯を効率よく冷
却したのち排出口からオーバーフローさせるわけ
であるが、この発明では、かかる水冷ジヤケツト
内の冷却水レベルを、以下のようにして調整する
ことによつて、鋼板の出側板温をコントロールす
るのである。

６は整流板１ａの鋼帯入側に設置された昇降板
であり、例えばシリンダー７、ロープ８、シーブ
９などからなる昇降装置１０により自由に昇降で
きるしくみになつている。即ち、この昇降板６を
昇降させることによつて冷却装置１のオーバーフ
ローレベルを変化させることができるのである。

第２図に、昇降板６と整流板１ａとの好適な接
合状態を示す。

なお、１１は冷却処理後の鋼帯の水切りを行う
リンガーロール、１２は冷却処理後の鋼帯温度を
測定するための温度計、１３はオーバーフロー高
さを測定するためのレベル計である。また１４は
冷却水の温度を測定する温度計、１５は冷却装置
１の出側における冷却水温度を検出するための温
度計、そして１６は演算装置であり、温度計１
２、レベル計１３、冷却水用温度計１４，１５の
各検出信号及び鋼帯Ｓの冷却目標温度１７と鋼帯
の通板量１８が入力され、目標板温にするための
オーバーフローレベルが演算される。演算結果は
制御装置１９に出力されて昇降装置１０により、
所定のレベルになるように昇降板６が制御される
わけである。

（作 用） 次に演算装置１６における演算内容について説
明する。

いま水冷ジヤケツト１における鋼帯Ｓの冷却長
（冷却水と鋼帯が接触している長さ）をＬ（ｍ）、
鋼帯通板量をＷ（Kg／ｈ）、冷却前後の鋼帯温度を
T_SI（℃）、T_IO（℃）、またストリツプ幅をＢ（ｍ）、
ストリツプの比熱をC_P（kcal／℃・Kg）、熱伝達
係数をα（kcal／m²・ｈ・℃）とすると、冷却装
置内における鋼帯から冷却水への熱移動量Ｑ
（kcal／ｈ）は次式で表される。

Ｑ＝２・α・Ｌ・Ｂ・ΔT ……(1) ＝C_P・Ｗ・（T_SI−T_SO） ……(2) ここでΔT（℃）は冷却水とストリツプの対数
平均温度差であり、次式で算出される。

ΔT＝（T_WI−T_SI）−T_WO−T_SO）／InT_WI−T_SI／T_WO−T_S
O……(3) なお、T_WI，T_WO（℃）は各々冷却水の供給温
度、オーバーフロー水温度である。

従つて、冷却長Ｌは(1)，(2)式より Ｌ＝C_P・Ｗ・（T_SI−T_SO）／２・α・Ｂ・ΔT……(4) ここで、例えば鋼帯通板量がＷからW′に変化
し、鋼帯出側温度がT_SOからT′_SOに変化したとす
ると、冷却長Ｌはこの時点では変化させていない
ので、次式が成立する。

Ｌ＝C_P・W′・（T_SI−T′_SO）／２・α・Ｂ・ΔT′…
…(5) 尚、鋼帯入側温度T_SIは水冷ジヤケツトの前段
にある焼鈍炉における熱処理により一定であり、
また鋼帯出側温度が変化するに伴つてオーバーフ
ロー水温度も変化し、従つて平均対数温度差ΔT
もΔT′に変化しているものとする。

そこで、鋼帯出側温度T′_SOをT_SOに戻すのに必
要な冷却長L′は次式で求められる。

L′＝C_P・W′・（T_SI−T′_SO）／２・α・Ｂ・ΔT′
……(6) 即ち、現在の冷却長Ｌを ΔL＝L′−Ｌ ……(1) だけ変化させてやれば、鋼帯出側温度をT_SOに保
持できる。

以上は通板量が変化した場合につき説明した
が、冷却水の供給温度が変化した場合も同様に算
出できる。

（実施例） 前掲第１図に示した冷却装置および制御系を用
いて、以下の条件下に鋼帯の冷却処理を行つた。

●鋼帯寸法：厚み１mm、幅1000mm ●冷却水温：40℃ ●冷却水量：14T／ｈ ●鋼帯冷却開始温度：150℃ ●冷却処理後の目標温度：50〜60℃ ●初期通板量：30T／ｈ ●冷却水のオーバーフロー高さ：0.6ｍ 上記の条件下に冷却処理を開始し、次第に通板
量を上げていつたところ、それに伴つて鋼帯の冷
却装置出側温度も次第に上昇し始めたので、通板
量が40T／ｈとなつた時点でオーバーフロー高さ
を0.8ｍまで引き上げた。その結果鋼帯出側温度
は53℃まで低下したので、そのまま冷却処理を継
続したところ通板量が50T／ｈとなつた時点で再
び鋼帯の出側板温が上昇する傾向がみられたので
再度オーバーフロー高さを1.2ｍまで引上げた。

その結果、鋼帯温度は51℃まで低下し、その後
は通板量を60T／ｈまで上昇させても、鋼帯温度
は60℃を越えることはなかつた。第５図に操業成
績を整理して示したとおり、通板量が30T／ｈか
ら60T／ｈまで変化した場合であつても、鋼帯の
冷却装置出側温度を常に目標温度である50〜60℃
の範囲に収めることができた。

（発明の効果） かくしてこの発明によれば、連続焼鈍ラインに
おける冷却処理において、通板量などが変動した
としても、かかる変動要因に左右されることなし
に鋼帯温度を常に所定の目標温度範囲に収めるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に従う制御系を水冷ジヤケ
ツト式冷却装置と共に示した模式図、第２図は、
昇降板と整流板との好適接合状態を示した図、第
３図は、水冷ジヤケツト式冷却装置の模式図、第
４図は、冷却水入側温度が一定の温度における通
板量と水冷ジヤケツト出側鋼帯温度との関係を示
したグラフ、第５図は、この発明を実操業に適用
したときの通板量と水冷ジヤケツト出側鋼帯温度
との関係を示したグラフである。 １……水冷ジヤケツト、１ａ，１ｂ……整流
板、２……デイフレクタロール、３……冷却水の
供給管、４……ポンプ、５……冷却排水の貯蔵タ
ンク、６……昇降板、７……シリンダー、８……
ロープ、９……シーブ、１０……昇降装置、１１
……リンガーロール、１２……温度計、１３……
レベル計、１４，１５……温度計、１６……演算
装置、１７……冷却目標温度、１８……鋼帯通板
量、１９……制御装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 連続焼鈍ラインの冷却ゾーンを通過させた鋼
   帯を、その表裏面から冷却水の流路を隔てて対設
   した整流板をそなえる水冷ジヤケツト内に導いて
   最終冷却を施すに際し、冷却水を、上記水冷ジヤ
   ケツト内において鋼帯の走行方向とは逆向きにし
   かも該鋼帯の表裏面に沿う整流として強制流動さ
   せて鋼帯を冷却する方法において、 水冷ジヤケツト内の冷却水レベルをコントロー
   ルすることにより、鋼帯の水冷ジヤケツト出側温
   度を所定の目標温度に制御することを特徴とす
   る、連続焼鈍ラインにおける鋼帯の冷却装置出側
   板温制御方法。