JPH0229732B2 - 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４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５図に鋼帯の通板量が40T／ｈの場合におけ
る冷却水の供給温度と冷却後の鋼帯温度との関係
を示したが、同図から明らかなように、冷却水供
給温度が高すぎたり低すぎたりすると、鋼帯温度
は目標温度範囲から外れる。

また、第６図に、冷却水温度が40℃と30℃の２
水準の各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、 冷却水として、水冷ジヤケツト出側の冷却排水
の一部を循環させて入側供給新水と混合させたも
のを用いるものとし、この混合比を調整して冷却
水の温度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は冷却排水の貯蔵タンク、５は
ポンプである。

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排出されるわけであるが、
この発明では、かかる冷却排水の一部を冷却水の
温度調整のために循環再利用するのである。

６は冷却排水を循環させるための戻り配管、７
は循環水の温度を検出する温度計、８は循環水の
流量調節弁、９は循環水の流量計である。また１
０は冷却新水供給用の配管、そして１１，１２，
１３はそれぞれ冷却新水の温度計、流量調節弁お
よび流量計であり、１４は鋼帯の出側板温を検出
する温度計である。

さらに１５は演算器であり、各検出器からの検
出値に基づいて、供給冷却水温が所定の温度にな
るように循環水と新水との量を算出する。得られ
た演算結果は流量制御器１６，１７に出力され、
その出力に応じて流量調節弁８，１２の開度が調
節される。かくしてそれぞれ所定の量に調整され
た循環水と新水とは混合器１８で混合され、所定
温度の冷却水とされたのち、供給配管３を介して
水冷ジヤケツト１に供給されることになる。

なお１９は冷却処理後の鋼帯Ｓの水切りを行う
ためのリンガーロールである。

（作 用） 次に演算装置１５における演算内容について説
明する。

いま鋼帯の目標冷却温度T_SOの許容温度範囲は
(1)式のとおりとする。

T_SO1≦T_SO≦T_SO2 ……(1) 循環水量をQ_C、新水量をQ_Nとすると、冷却水
の供給量Ｑは次式(2)で示される。

Ｑ＝Q_C＋Q_N ……(2) また冷却水の設定温度をT_W、循環水温度を
T_WC、新水温度をT_WNとすると、次式(3)の関係が
成り立つ。

Q_C：Q_N＝T_W−T_WN／T_WC−T_WN：T_WC−T_W／T_WC−T_WN すなわち （T_W−T_WN）Q_N＝（T_WC−T_W）Q_C ……(3) であるから、(2)，(3)式より Q_C＝T_W−T_WN／T_WC−T_WNＱ ……(4) Q_N＝T_WC−T_W／T_WC−T_WNＱ ……(5) が算出される。

そこでまず温度計１４で検出した鋼帯温度
T_SO′が(1)式の範囲内にあるかどうかを判定する。
(1)式を満足していれば検出された温度T_WN，T_WC
に基づき、(4)，(5)式よりQ_C，Q_Nを算出する。

一方、上限を超えていれば、設定水温T_Wを一
定値だけ下げる。

T_W＝T_W−ａ ……(6) 逆に下限を下まわつていれば、設定水温T_Wを
一定値だけ上げる。

T_W＝T_W＋ａ ……(7) 次に新たに設定された水温T_Wに基づき、循環
水量Q_Cと新水量Q_Nとを(4)，(5)式から算出する。
ここで、各水温T_WC，T_WNは温度計７，１１の検
出値を用いる。

以上をまとめると、第２図のフローのようにな
る。

上述したようにな手順によつて、冷却水供給温
度を制御した場合の鋼帯出側板温と通板量との関
係を模式的に示すと第３図のとおりになる。

（実施例） 前掲第１図に示した冷却装置および制御系を用
いて次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 ●冷却水量：13.2T／ｈ （新水量：3.3T／ｈ，循環水
量：9.9T／ｈ） ●冷却水量：40℃（新水温度：10℃、循環水温
度：50℃） ●冷却処理後の目標温度：50〜60℃ ●初期通板量20T／ｈ 上記の条件下に通板量を次第に上げていつたと
ころ通板量が40T／ｈに達したときに、鋼帯の冷
却装置出側温度が目標温度の上限である60℃を越
えそうになつたので、新水と循環水との混合割合
をそれぞれ7.1T／ｈ、6.1T／ｈに変更して、冷
却水温度を30℃まで低減した。その結果、鋼帯温
度は50℃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65T／ｈとなつた時点
で、鋼帯温度が再び60℃を越える傾向がみられた
ので、新水と循環水との混合割合をそれぞれ
11T／ｈ，2.2T／ｈに調整して冷却水温を20℃ま
で低下させた。

その結果、鋼帯温度は50℃まで低下し、その後
は通板量を80T／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７図に操業成
績を整理して示したとおり、通板量が20T／ｈか
ら80T／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、
この発明に従う制御要領を示すフローチヤート、
第３図は、この発明に従う板温制御を行つたとき
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、第４図は、水冷ジヤケツト式冷
却装置の模式図、第５図は、通板量が一定の場合
における冷却水入側温度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６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７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……冷却排水の貯蔵タンク、５……ポ
ンプ、６……戻り配管、７，１１，１４……温度
計、８，１２……流量調節弁、９，１３……流量
計、１５……演算器、１６，１７……流量制御
器、１８……混合器、１９……リンガーロール。

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、 冷却水として、水冷ジヤケツト出側の冷却排水
   の一部を循環させて入側供給新水と混合させたも
   のを用いるものとし、この混合比を調整して冷却
   水の温度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。