JPH06190418A - 鋼板冷却方法及び装置 - Google Patents
鋼板冷却方法及び装置Info
- Publication number
- JPH06190418A JPH06190418A JP4344206A JP34420692A JPH06190418A JP H06190418 A JPH06190418 A JP H06190418A JP 4344206 A JP4344206 A JP 4344206A JP 34420692 A JP34420692 A JP 34420692A JP H06190418 A JPH06190418 A JP H06190418A
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- JP
- Japan
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- cooling
- nozzles
- rolling speed
- steel sheet
- group
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ホットストリップミルにおいて、鋼板の仕上ミ
ル圧延速度の変化に対応して、冷却停止温度を制御する
に当り、鋼板の加減速にしたがって、冷却ゾーンのノズ
ル本数を増減することにより熱流束を増減させ、冷却ゾ
ーン長さを増減することなく、鋼板の冷却能を変化させ
る。 【構成】冷却ゾーンを複数のグループに分け、注水ノズ
ル流量及び冷却ゾーン長は変更せずに、グループ内ノズ
ル使用本数を、圧延速度の加減速に対応して変更し、目
標とした冷却停止温度を的中させる。
ル圧延速度の変化に対応して、冷却停止温度を制御する
に当り、鋼板の加減速にしたがって、冷却ゾーンのノズ
ル本数を増減することにより熱流束を増減させ、冷却ゾ
ーン長さを増減することなく、鋼板の冷却能を変化させ
る。 【構成】冷却ゾーンを複数のグループに分け、注水ノズ
ル流量及び冷却ゾーン長は変更せずに、グループ内ノズ
ル使用本数を、圧延速度の加減速に対応して変更し、目
標とした冷却停止温度を的中させる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はホットストリップミルに
おける鋼板冷却方法及び装置に関するものである。
おける鋼板冷却方法及び装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般にホットストリップミルで熱延鋼板
を製造する場合、材料最先端の仕上ミル通板速度は、仕
上ミル内及びランアウトテーブル上での通板そのものの
安定性を確保するために、最終スタンド速度にして最大
800mpm程度に制限される。しかし巻取温度の冷却
設備能力及び仕上ミルモータに出力に余裕がある場合に
は、生産能力を上げるために、ストリップ先端が仕上ミ
ルもしくはコイラーに到達し、通板状態が安定した時点
で圧延速度を加速することが一般的である。その加速の
際には逐次速度条件が変化するので、目標冷却停止温度
を得るためには、速度条件の変化に追従させて、冷却条
件(水冷ゾーン長さ、水冷熱流束など)を変える必要が
ある。この場合、一般に行われる冷却条件の変更方法
は、冷却ゾーン全域の熱流束すなわち流量密度を均一に
設けておき、図4に示すように通板速度の増加に合わせ
て、冷却ゾーン長さを延長することにより追従すること
ができる。この場合、通板速度の増減の初期及び末期に
は過度現象31、32を避けることができず、この部分
の温度は制御精度が低くなる。
を製造する場合、材料最先端の仕上ミル通板速度は、仕
上ミル内及びランアウトテーブル上での通板そのものの
安定性を確保するために、最終スタンド速度にして最大
800mpm程度に制限される。しかし巻取温度の冷却
設備能力及び仕上ミルモータに出力に余裕がある場合に
は、生産能力を上げるために、ストリップ先端が仕上ミ
ルもしくはコイラーに到達し、通板状態が安定した時点
で圧延速度を加速することが一般的である。その加速の
際には逐次速度条件が変化するので、目標冷却停止温度
を得るためには、速度条件の変化に追従させて、冷却条
件(水冷ゾーン長さ、水冷熱流束など)を変える必要が
ある。この場合、一般に行われる冷却条件の変更方法
は、冷却ゾーン全域の熱流束すなわち流量密度を均一に
設けておき、図4に示すように通板速度の増加に合わせ
て、冷却ゾーン長さを延長することにより追従すること
ができる。この場合、通板速度の増減の初期及び末期に
は過度現象31、32を避けることができず、この部分
の温度は制御精度が低くなる。
【0003】幅当りの体積速度(厚み×通板速度、以下
HVと記す)と、ノズル1本当りのストリップ冷却能力
の関係を、冷却設備の熱流束をパラメータにとって表わ
すと、図5のような関係がある。この図から、冷却停止
温度精度を維持するためには、低HV領域で加速または
減速を行う際に、細かな(熱流束の低い)注水制御を行
う必要があることがわかる。
HVと記す)と、ノズル1本当りのストリップ冷却能力
の関係を、冷却設備の熱流束をパラメータにとって表わ
すと、図5のような関係がある。この図から、冷却停止
温度精度を維持するためには、低HV領域で加速または
減速を行う際に、細かな(熱流束の低い)注水制御を行
う必要があることがわかる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】熱延鋼板には、必要と
される材料特性及び成分によって、各種の冷却停止温度
(CT)が要求され、その範囲は250〜700℃程度
の幅をもっている。そのためランアウトテーブル上での
冷却停止位置(冷却長さ)も図6に示すようにテーブル
全域にわたる。したがって、高い精度の冷却停止温度を
得るために、前述した細かな注水制御は、テーブルの一
部だけの高精度化で対応できるものではなく、テーブル
全域にわたり、高精度化する必要がある。
される材料特性及び成分によって、各種の冷却停止温度
(CT)が要求され、その範囲は250〜700℃程度
の幅をもっている。そのためランアウトテーブル上での
冷却停止位置(冷却長さ)も図6に示すようにテーブル
全域にわたる。したがって、高い精度の冷却停止温度を
得るために、前述した細かな注水制御は、テーブルの一
部だけの高精度化で対応できるものではなく、テーブル
全域にわたり、高精度化する必要がある。
【0005】注水制御高精度化の具体的手段として、水
冷装置の1ヘッダ毎に1つの制御バルブを設置すること
が挙げられる。しかし、そのような手段では、約600
個以上の制御を設けることになり、多大なる初期投資を
必要とするのみでなく、メンテナンス上も非常に大きな
ランニングコストが掛かる。それにもまして問題となる
のは、制御バルブのばらつきである。注水応答性の観点
から600個のバルブのオン/オフ特性は同一である必
要があり、この特性がばらつけば、いくら多数のバルブ
を設けたとしても、冷却停止温度の高精度化を実現する
ことはできない。しかし、バルブ製作上のばらつきを考
慮すると、600個のバルブのオン/オフ特性を均一に
することは、実際は極めて困難であるといわざるを得な
い。
冷装置の1ヘッダ毎に1つの制御バルブを設置すること
が挙げられる。しかし、そのような手段では、約600
個以上の制御を設けることになり、多大なる初期投資を
必要とするのみでなく、メンテナンス上も非常に大きな
ランニングコストが掛かる。それにもまして問題となる
のは、制御バルブのばらつきである。注水応答性の観点
から600個のバルブのオン/オフ特性は同一である必
要があり、この特性がばらつけば、いくら多数のバルブ
を設けたとしても、冷却停止温度の高精度化を実現する
ことはできない。しかし、バルブ製作上のばらつきを考
慮すると、600個のバルブのオン/オフ特性を均一に
することは、実際は極めて困難であるといわざるを得な
い。
【0006】また、図4に見られるように冷却ゾーンの
増加は、単純な線形増加ではなく、加速開始直後及び終
了直後は過度現象31、32を生じ、非線形となるた
め、制御も複雑かつ困難を伴うものとなる。本発明はこ
のような問題を解決するために、高い精度の冷却停止温
度制御をシンプルな設備構成で達成しながら、同時にメ
ンテナンス性及び制御性を飛躍的に向上させる手段を提
供するものである。
増加は、単純な線形増加ではなく、加速開始直後及び終
了直後は過度現象31、32を生じ、非線形となるた
め、制御も複雑かつ困難を伴うものとなる。本発明はこ
のような問題を解決するために、高い精度の冷却停止温
度制御をシンプルな設備構成で達成しながら、同時にメ
ンテナンス性及び制御性を飛躍的に向上させる手段を提
供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明はホットストリッ
プミルにおいて、鋼板の仕上ミル圧延速度の変化に対応
して、冷却停止温度を制御するに当り、冷却ゾーンを複
数のグループに分け、注水ノズル流量及び冷却ゾーン長
は変更せずに、グループ内のノズル本数を加減速率に合
わせた割合にしたがって変えることを特徴とする鋼板冷
却方法である。この場合、グループ内に2種類以上の冷
却能力の異なるノズルを設け、加減速率に合わせてグル
ープ内での使用ノズル本数を変えると好適である。
プミルにおいて、鋼板の仕上ミル圧延速度の変化に対応
して、冷却停止温度を制御するに当り、冷却ゾーンを複
数のグループに分け、注水ノズル流量及び冷却ゾーン長
は変更せずに、グループ内のノズル本数を加減速率に合
わせた割合にしたがって変えることを特徴とする鋼板冷
却方法である。この場合、グループ内に2種類以上の冷
却能力の異なるノズルを設け、加減速率に合わせてグル
ープ内での使用ノズル本数を変えると好適である。
【0008】また、圧延速度が遅い領域では冷却能力の
小さいノズルを増減し、圧延速度が速い領域では、冷却
能力の大きいノズルを増減することとすれば精度の高い
冷却を行うことができる。上記方法を容易に達成するこ
とができる装置は冷却ノズル群を長手方向にグループ分
けし、グループ内のノズルをn個×m組に組合せ、(1
…m)の順番にn回繰り返し配設した鋼板冷却装置とす
ればよく、また、グループ内のノズルをA、B、C、D
の4個、E、Fの2個、G又はHの1個ごとに分けてそ
れぞれ水源に結合し、これらのノズルをA、E、B、
G、C、F、D、Hの順番に配列した鋼板冷却装置であ
る。
小さいノズルを増減し、圧延速度が速い領域では、冷却
能力の大きいノズルを増減することとすれば精度の高い
冷却を行うことができる。上記方法を容易に達成するこ
とができる装置は冷却ノズル群を長手方向にグループ分
けし、グループ内のノズルをn個×m組に組合せ、(1
…m)の順番にn回繰り返し配設した鋼板冷却装置とす
ればよく、また、グループ内のノズルをA、B、C、D
の4個、E、Fの2個、G又はHの1個ごとに分けてそ
れぞれ水源に結合し、これらのノズルをA、E、B、
G、C、F、D、Hの順番に配列した鋼板冷却装置であ
る。
【0009】
【作用】本発明の提案する制御方法では、以下の作用を
発揮する。鋼板の圧延速度の加減速にしたがって、冷却
ゾーンのノズル本数を増減することにより熱流束を増減
させるために、冷却ゾーン長さを増減することなく、鋼
板の冷却変化をさせることができる。この場合、グルー
プ内に冷却能力の異なるノズルを設け、鋼板の圧延速度
の加減速率に合わせて使用ノズルの組合せを変更すれ
ば、冷却能力の連続的な変化が可能であり、また圧延速
度が遅い領域では冷却能力の小さいノズルを増減するこ
とによって細かな制御ができる。
発揮する。鋼板の圧延速度の加減速にしたがって、冷却
ゾーンのノズル本数を増減することにより熱流束を増減
させるために、冷却ゾーン長さを増減することなく、鋼
板の冷却変化をさせることができる。この場合、グルー
プ内に冷却能力の異なるノズルを設け、鋼板の圧延速度
の加減速率に合わせて使用ノズルの組合せを変更すれ
ば、冷却能力の連続的な変化が可能であり、また圧延速
度が遅い領域では冷却能力の小さいノズルを増減するこ
とによって細かな制御ができる。
【0010】本発明では、冷却ゾーン長増減方法のよう
に、制御単位がヘッダ配置の間隔に支配されることはな
く、圧延速度の加減速にしたがって使用ノズル数を変更
し冷却能力を変化させ、目標とした冷却停止温度に的中
させることができる。本発明の実施に用いる装置は、例
えば図2、図3に示す構成を有する。図2、3は冷却ゾ
ーンの長手方向の一部を示すものである。図2におい
て、冷却ノズル群をグループ分けした1つのグループ1
0は2個のノズルをもつ4組の制御バルブ11、12、
13、14の組合せから構成されている。そして4組の
ノズルは1個ずつそれぞれノズルの組の順番に配列して
ある。
に、制御単位がヘッダ配置の間隔に支配されることはな
く、圧延速度の加減速にしたがって使用ノズル数を変更
し冷却能力を変化させ、目標とした冷却停止温度に的中
させることができる。本発明の実施に用いる装置は、例
えば図2、図3に示す構成を有する。図2、3は冷却ゾ
ーンの長手方向の一部を示すものである。図2におい
て、冷却ノズル群をグループ分けした1つのグループ1
0は2個のノズルをもつ4組の制御バルブ11、12、
13、14の組合せから構成されている。そして4組の
ノズルは1個ずつそれぞれノズルの組の順番に配列して
ある。
【0011】この配列において、制御バルブ11、1
2、13、14の開閉により4段階の冷却能力の変化を
与えることができる。図2では2個のノズルを4組とし
たものを示したが、一般にグループ内にn個のノズルを
m組に組合せるとよい。これをグループごとに変化させ
ると、冷却ゾーン全体に亘って細かな冷却能力の調整が
可能となる。
2、13、14の開閉により4段階の冷却能力の変化を
与えることができる。図2では2個のノズルを4組とし
たものを示したが、一般にグループ内にn個のノズルを
m組に組合せるとよい。これをグループごとに変化させ
ると、冷却ゾーン全体に亘って細かな冷却能力の調整が
可能となる。
【0012】図3に示した例は1グループ内のノズルを
4個、2個、1個ごとに分けて、これらをグループ内で
均等に配列するようにした例を示したものである。すな
わち、図3では、 制御バルブ21…ノズルA、B、C、Dの4個 制御バルブ22…ノズルE、Fの2個 制御バルブ23…ノズルGの1個 制御バルブ24…ノズルHの1個 を結合し、これらのノズルをA、E、B、G、C、F、
D、Hのように配列してある。1つの制御バルブ当りの
冷却能力は鋼板の体積速度に比例させればよいから冷却
能力の小変化のときは、制御バルブ23又は24を開閉
し、冷却能力の大変化のときは、制御バルブ21を開閉
するようにすると合理的である。これらの制御バルブの
開閉を各グループごとに変化させることができ、冷却ゾ
ーン全体の冷却能力を直線状に変化させることができ
る。図3は一例であって、グループ分け、制御バルブ分
けはこれに拘束されるものではない。
4個、2個、1個ごとに分けて、これらをグループ内で
均等に配列するようにした例を示したものである。すな
わち、図3では、 制御バルブ21…ノズルA、B、C、Dの4個 制御バルブ22…ノズルE、Fの2個 制御バルブ23…ノズルGの1個 制御バルブ24…ノズルHの1個 を結合し、これらのノズルをA、E、B、G、C、F、
D、Hのように配列してある。1つの制御バルブ当りの
冷却能力は鋼板の体積速度に比例させればよいから冷却
能力の小変化のときは、制御バルブ23又は24を開閉
し、冷却能力の大変化のときは、制御バルブ21を開閉
するようにすると合理的である。これらの制御バルブの
開閉を各グループごとに変化させることができ、冷却ゾ
ーン全体の冷却能力を直線状に変化させることができ
る。図3は一例であって、グループ分け、制御バルブ分
けはこれに拘束されるものではない。
【0013】
【実施例】図3に示す冷却装置により冷却を行った本発
明の実施例を、以下に示す条件にて圧延速度を変更する
場合について説明する。
明の実施例を、以下に示す条件にて圧延速度を変更する
場合について説明する。
【0014】
【表1】 ──────────────────────────────────── 項 目 内 容 材料密度ρ 7850kg/m3 材料比熱c 0.2kcal/kg℃ 材料板厚h 2.2mm FDT−CT(Δθ) 400℃ 初期圧延通板速度V0 800mpm 通板速度加速率α 400mpm/sec 加速終了後通板速度V1 1600mpm 冷却ゾーン長さL 110m ──────────────────────────────────── 必要な冷却熱流束qは次式により求められる。
【0015】 q=3.6ρch(∂θ/∂t)・(Δθ/60L) q=3.6ρchV(Δθ/60L) …(1) (∵冷却時間Δt=60×冷却長さL/圧延速度V) 初期圧延通板速度V0 に対応する熱流束をq0 とすれ
ば、q0 は次式により求められる。
ば、q0 は次式により求められる。
【0016】 q0 =3.6ρchV0 (Δθ/60L) =3.6×7850×0.2×2.2×800 ×(400/60/110) =0.6×106 kcal/m2 hr (1)式の両辺を時間で微分すると次式が得られる。
【0017】 ∂q/∂t=3.6ρch(∂V/∂t)・(Δθ/60L) =3.6×7850×0.2×2.2×40 ×(400/60/110) =0.03×106 kcal/m2 hr/sec これより一定の加速率に対応して冷却熱流束を対応して
は、図1に示すように線形で与えられることが示され
る。つまり、初期通板状態では熱流束0.6×106 k
cal/hrになるノズル使用で冷却を行い、加速開始
と共に、毎秒0.03×106 kcal/hrの割合で
熱流束が増加するようにノズル使用数を増加して行け
ば、所望の冷却停止温度が得られることになる。この場
合のバルブの開閉順を図3に対応させると次のようにな
る。なお、ここでは通板の上下バルブを別個に開閉させ
た。
は、図1に示すように線形で与えられることが示され
る。つまり、初期通板状態では熱流束0.6×106 k
cal/hrになるノズル使用で冷却を行い、加速開始
と共に、毎秒0.03×106 kcal/hrの割合で
熱流束が増加するようにノズル使用数を増加して行け
ば、所望の冷却停止温度が得られることになる。この場
合のバルブの開閉順を図3に対応させると次のようにな
る。なお、ここでは通板の上下バルブを別個に開閉させ
た。
【0018】
【表2】 ──────────────────────────────────── 制御バルブ開No. ──────────────────────────────────── (初期圧延通板速度V0 ) 800mpm 21(上、下) 900mpm 24(上) 100mpm 24(下) 1100mpm 23(上) 1200mpm 23(下) 1400mpm 22(上) (加速終了後通板速度V1 ) 1600mpm 22(下) ────────────────────────────────────
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、冷却ゾーン長さを増減
することなく、鋼板の冷却能を変化させることができ
る。そのため、冷却ゾーン長増減方法のように、制御単
位がヘッダ配置の間隔に支配されることはなく、加減速
に対応して連続的に鋼板の冷却能力を変化させ、冷却停
止温度精度に誤差が生じることなく、目標とした冷却停
止温度に的中させることができる。
することなく、鋼板の冷却能を変化させることができ
る。そのため、冷却ゾーン長増減方法のように、制御単
位がヘッダ配置の間隔に支配されることはなく、加減速
に対応して連続的に鋼板の冷却能力を変化させ、冷却停
止温度精度に誤差が生じることなく、目標とした冷却停
止温度に的中させることができる。
【図1】冷却ゾーン長を固定した場合の板速度と必要熱
流束変化の関係を示すグラフである。
流束変化の関係を示すグラフである。
【図2】本発明の制御バルブ、ヘッダの配列を示す概念
図である。
図である。
【図3】本発明の制御バルブ、ヘッダの配列を示す概念
図である。
図である。
【図4】冷却ゾーン長増減法による板速度と冷却ゾーン
長の関係を示すグラフである。
長の関係を示すグラフである。
【図5】冷却ゾーン熱流束毎の1ヘッダ当りの冷却能力
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図6】冷却ゾーン熱流束1.2×106 kcal/m
2 hr、時のCT目標毎のHVと必要冷却長さを示すグ
ラフである。
2 hr、時のCT目標毎のHVと必要冷却長さを示すグ
ラフである。
1 鋼板 2 ランアウトテーブル 10 グループ 11、12、13、14 制御バルブ 20 グループ 21、22、23、24 制御バルブ A、B、C、D、E、F、G、H ノズル
Claims (5)
- 【請求項1】 ホットストリップミルにおいて、鋼板の
仕上ミル圧延速度の変化に対応して、冷却停止温度を制
御するに当り、冷却ゾーンを複数のグループに分け、注
水ノズル流量及び冷却ゾーン長は変更せずに、グループ
内のノズル本数を圧延速度の加減速率に合わせた割合に
したがって変更することを特徴とする鋼板冷却方法。 - 【請求項2】 グループ内に2種類以上の冷却能力の異
なるノズルを設け、圧延速度の加減速率に合わせてグル
ープ内での使用ノズルの組合せを変更することを特徴と
する請求項1記載の鋼板冷却方法。 - 【請求項3】 圧延速度が遅い領域では冷却能力の小さ
いノズルを増減し、圧延速度が速い領域では、冷却能力
の大きいノズルを増減することを特徴とする請求項2記
載の鋼板冷却方法。 - 【請求項4】 冷却ノズル群をグループ分けし、グルー
プ内のノズルをn個×m組に組合せ、(1…m)の順番
にn回繰り返し配設したことを特徴とする鋼板冷却装
置。 - 【請求項5】 グループ内のノズルをA、B、C、Dの
4個、E、Fの2個、G又はHの1個ごとに分けてそれ
ぞれ水源に結合し、該ノズルをA、E、B、G、C、
F、D、Hの順番に配列したことを特徴とする鋼板冷却
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4344206A JPH06190418A (ja) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | 鋼板冷却方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4344206A JPH06190418A (ja) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | 鋼板冷却方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06190418A true JPH06190418A (ja) | 1994-07-12 |
Family
ID=18367454
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4344206A Pending JPH06190418A (ja) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | 鋼板冷却方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06190418A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8414817B2 (en) | 2007-12-06 | 2013-04-09 | Braun Gmbh | Process for manufacturing a hairbrush bristle |
| US8414818B2 (en) | 2007-12-29 | 2013-04-09 | Braun Gmbh | Method for making bristles for a hairbrush |
| CN103752626A (zh) * | 2013-12-30 | 2014-04-30 | 秦皇岛首秦金属材料有限公司 | 利用acc半自动水冷提高钢板表面质量的生产方法 |
-
1992
- 1992-12-24 JP JP4344206A patent/JPH06190418A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8414817B2 (en) | 2007-12-06 | 2013-04-09 | Braun Gmbh | Process for manufacturing a hairbrush bristle |
| US8414818B2 (en) | 2007-12-29 | 2013-04-09 | Braun Gmbh | Method for making bristles for a hairbrush |
| CN103752626A (zh) * | 2013-12-30 | 2014-04-30 | 秦皇岛首秦金属材料有限公司 | 利用acc半自动水冷提高钢板表面质量的生产方法 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20011106 |