JPH0627219Y2 - 高温金属コイルの冷却装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、熱間圧延工程や冷間圧延工程後の熱処理工程
を経て高温状態にある複数の金属コイルをほぼ等しい所
要時間で短時間に強制冷却する装置に関する。

（従来の技術） 金属コイルは、熱間圧延工程や冷間圧延工程を経て製造
されているが、コイルの組成や用途によっては、熱延後
のたとえば２５０〜３５０℃にある高温コイルを、次工
程の作業を容易にするためにたんに室温までに冷却する
場合や、所望の性質をコイルに付与するために、冷延後
４００〜６００℃の温度に加熱保持した後、室温まで、
あるいは２５０℃程度の温度まで所定の速度で冷却し、
室温まで冷却している。いずれの場合も、熱間圧延工程
や冷間圧延工程後の熱処理工程を経たコイルは相当に高
い温度にあって、爾後室温まで冷却されるが、室温まで
の冷却時間が不要に長い場合は、冷却中のコイルの数が
非常に多くなって広大な冷却作業場を必要とし不都合で
あった。このようなことから、被冷却コイルの端面を所
定の間隔を保って対向直列に配置し、一端面から冷却空
気を送り該コイル中央にある空間を通して直列に配置し
たコイルを冷却していた。しかしながらこのような方法
によるときは、コイル中央の空間を冷却空気が素通りし
てしまい充分な熱交換をなさず、満足のいく冷却時間の
得れない欠点があった。

そこで本出願人は、先に第７図に示すように、被冷却コ
イルの端面を所定の間隔を保って対向直列に配置すると
共に風下にあるコイル端面と平行に衝立を配置すること
によって、コイル中央の空間を冷却空気が素通りするの
を妨げ、熱交換を十分に行わしめることができる方法を
提案した（特開昭６１−１１９９５８）。

（考案が解決しようとする課題） 前記特開昭６１−１１９９５８に記載した方法によると
きは、冷却空気流の下流側では空気の温度が上昇するた
め、冷却空気流の上流側のコイルと下流側のコイルとで
は冷却時間に差を生じ、この差は冷却空気量を増しても
解消できない。またコイルは時に、巻取りを容易にする
ために第６図に示すようにコイル中央にスプール１２を
使用することがある。しかしこのスプール１２はコイル
の幅とは必ずしも一致せずコイル幅より相当に長く、２
０cmに及ぶことがある。このようなスプールを用いたコ
イルを前記した方法で冷却すると、コイル端面空間を通
る冷却空気流が下流側のコイル端面に偏り、冷却効率を
著しく低下する。また第９図に示すように、仕向先が違
ったりあるいは仕向先の指示によってコイルの外径寸法
の異なることがあり、このような外径寸法の異なるコイ
ルを前記した方法で冷却すると、コイル中央空間を通過
する冷却空気流が遮断され、下流側のコイルの冷却速度
が著しく低下する。

本考案の目的は、このような問題点を解消した複数の金
属コイルを効率良くほぼ等しい所要時間で短時間に強制
冷却する装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 考案者らは、上述の問題点を解決するために検討を重ね
た結果、コイル端面を所定間隔を保って直列状に対向配
置した被冷却コイル群の下部側面に対し、下方から上方
に向かう冷却空気を強制的に送風することにより、高温
のコイルを効率良くほぼ等しい所要時間で短時間に冷却
できる装置を創作した。

すなわち、本考案は複数の被冷却コイルを載置するコイ
ル受台を、その側壁上部に備えた上部開口ピットと、 該ピット内へ送風された冷却空気を、前記被冷却コイル
の端面空間を上昇する空気流と該コイル下部側面を通る
空気流とに整流する手段と、 前記ピットの開口部の開口長さを調整するピット上蓋
と、 被冷却コイル端面に平行な衝立と、 を具備した高温金属コイルの冷却装置。

（作用） 高温の金属コイルはコイル温度が下降するにつれて収縮
しコイル面とコイル面の間に僅少な隙間が空くが、この
隙間は重力の関係でコイル中央より上部において大き
く、しかも断熱層として作用するので、コイル内部の熱
が外部に移動するのを著しく妨げる。一方コイルの下部
は自重によって圧密状態になっているので熱伝達に優
れ、本考案に係る冷却装置ではこの圧密状態になってい
るコイル下部を冷却するので、十分に優れた冷却効果を
得ることができる。

次に本考案に係る冷却装置を例示した図面を基にして詳
述する。

第１図は本考案の１例、第３図は本考案の他の例を示す
側面図である。符号１は金属コイル、４は送風機、５は
流路変更用邪魔板、７はピット上蓋、１１は衝立を示
す。また符号２は上部が開口している上部開口ピット
で、該ピット側壁１５（第２図または第４図参照）の上
部には第２図または第４図に例示するコイル受台８が設
けられていて、該受台８に金属コイル１が載置できるよ
うになっている。また該ピットの一端側にはピット内に
送風し、金属コイル１を冷却するための送風機４が設け
られ、他端側には冷却される金属コイルの全長によって
変動するピット上部開口部を遮蔽し該開口部長さを調整
するスライド式ピット上蓋７が設けてある。該ピット内
には送風機４によって送風された冷却空気流１９を、上
方へ均等に偏向させるための風下先端部を上部に屈曲し
た流路変更用邪魔板５が、適宜の間隔で段違に設けられ
ている。前記ピット上蓋７のスライド先端のピット上部
および風上側のピット上部にはコイル端面１７に平行な
衝立１１、１１が設けられている。

第５図は第３図に示す流路調整口６を拡大して示す斜視
図である。符号９は案内弁、１６は流路調整口６を支
え、ピット側壁１５上を移動可能とする車輪、１０は風
量調整弁である。該流路調整口６はピット側壁１５上に
あって、ピット内に送風された冷却空気流１９を、コイ
ル端面１７、１７間およびコイル端面１７と衝立１１間
に偏向送風して金属コイル１を冷却するためのものであ
る。風量調整弁１０は、流路調整口６の下部にあって、
ピット２内の冷却空気流１９に直角な軸２４に回転可能
に軸支され、該冷却空気流１９を均等に偏向できるよう
に調整可能に取付けられている。案内弁２１は、流路調
整口６の上部にあって、風量調整弁１０によって偏向さ
れた冷却空気流１９をコイルからの脱熱量に見合う風量
に扇状吐出できるように、コイル端面に直角の向きに取
付けられている。この流路調整口６は、流路変更用邪魔
板５を使用するときは必須のものではないが、これを使
用すると流路変更用邪魔板５によって偏向した上向冷却
空気流をコイル端面にコイルからの脱熱量に見合う風量
に扇状吐出できて均一に冷却できて好ましい。

コイル受台８は、第２図、第４図および第８図に概念的
に示すようにピット側壁１５の上部にあって、金属コイ
ル１を載置し、流路変更用邪魔板５によって偏向した上
向冷却空気流の向きを変えて吐出し、金属コイル側面に
接触し急速に冷却するようになっている。符号２３はコ
イル載置面、２２は冷却空気流の吸入口、１４は吐出口
である。冷却空気流の吸入口２２はコイル受台８のピッ
ト内側面に、また吐出口１４はコイル載置面２３に近接
したコイル受台８の上面に設けられている。冷却空気流
は吸入口２２から入ってコイル受台８の内部空洞を経て
吐出口１４から吐出し、金属コイル１の下部側面を冷却
する。この吸入口２２および吐出口１４の形状は、円ま
たは楕円形に類する形状だけでなく長方形あるいはスリ
ット形と適宜選択可能である。コイル載置面２３は、コ
イルを載置したときに傷をつけないように、平面である
よりもコイルの曲面に対して反対の曲面にしておくとこ
のましい。

ダクト３（第１図または第３図参照）は、送風機４側ピ
ット内と風上側にある衝立を貫通してコイル中央空間と
を連通し、ピット内に送風された冷却空気流の一部をコ
イル中央空間に移す間道であって、冷却されるコイル１
の外径寸法がほぼ等しく、コイル中央空間を通過する冷
却空気が遮断されないような場合にはコイル内部からも
冷却できて好ましい手段である。

このような構成の冷却装置は、冷却すべき複数の金属コ
イル１をコイル受台８にコイル端面間およびコイル端面
と衝立間を適宜の間隔通常１０〜３０cmあけて載置し、
送風機４を作動してピット内に冷却空気を送る。冷却空
気流は流路変更用邪魔板５によって上向に偏向し、コイ
ル端面間、コイル端面と衝立間および受台８に設けた吐
出口１４から吐出しコイル端面およびコイル下面を冷却
する。流路調整口６を使用した場合はピット内の直進冷
却空気流１９を風量調整弁１０で上方に整流できるので
あえて流路変更用邪魔板５を使用する必要性はないが、
両者を使用すれば一層均等に流量を調整できる。これに
よって冷却される金属コイル（被冷却コイル）群を迅速
に均等の時間で冷却することができる。

（実施例） 第１図に示すように、ピット内へ送風された冷却空気を
被冷却コイル端面空間を上昇する空気流に整流する手段
が流路変更用邪魔板のみである冷却装置を用いて下記の
条件でＡ１０５０Ｐコイル５本を配置して冷却し、冷却
所要時間を測定した。結果を第１表に示す。

条件１ スプールを使用し、かつ金属コイルの外径寸法が等しい
場合。

金属コイルの寸法 外径１５５０mm、幅１３７０mm、スプール内径５０８m
m、スプール幅１６００mm。

コイルの配置 コイル端面の間隔…２０cm、コイルと衝立の間隔…２０
cm。

送風機 出力…２２kw、室温および冷却空気温度…２０℃。

コイル温度 冷却開始時…３６０℃，冷却終了時…４０℃。

条件２ スプールを使用せず、かつ金属コイルの外径寸法が異な
る場合。

金属コイルの寸法 外径…ピット内の風上側から1800、1200、1400、1000、160
0、各mm、幅…条件１と同じ。

コイルの配置 コイル端面の間隔…１５cm、コイルと衝立の間隔…１５
cm。

送風機、コイル温度は条件１と同じ。

（比較例） 第７図に示すように、被冷却コイルの中央空間に冷却空
気を送風し、下記の条件で冷却し、冷却所要時間を測定
した。結果を第１表に示す。

条件３ 実施例の条件１と同じ。

条件４ 実施例の条件２と同じ。

第１表の結果から本考案の冷却装置は、コイル幅より長
いスプールを用いた金属コイルおよびコイルの外径寸法
が異なる金属コイルに対して、冷却所要時間が短く、バ
ラツキが小さいから優れた冷却効果を有することが判
る。一方比較例は、冷却所要時間が長く、バラツキが大
きいから冷却効果の劣ることが判る。

（考案の効果） 本考案の冷却装置は、下記の効果を有する。

(1)複数の金属コイルを短時間にほぼ等しい所要時間で
冷却することができる。

(2)上記(1)の効果は、該コイルの外径寸法が異なってい
る場合に特に著しい。

(3)上記(1)、(2)の結果、コイルを冷却するための作業場
が少なくてすむ。

(4)上記(1)、(2)の結果、仕掛りのコイルが少なくなって
経済的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る高温金属コイルの冷却装置の第１
の実施例を示す側面図。第２図は第１図のＡ−Ａ線に沿
った拡大断面図。第３図は本考案に係る高温金属コイル
の冷却装置の第２の実施例を示す側面図。第４図は第３
図のＢ−Ｂ線に沿った拡大断面図。第５図は第３図の流
路調整口を示す拡大斜視図。第６図はスプールを有する
金属コイルの場合の配置図を示す断面図。第７図は従来
の金属コイルの冷却方法を示す平面図。第８図は第２図
および第４図のコイル受台を示す拡大概念図。第９図は
外径寸法が異なる金属コイルの場合の配置図の１例を示
す側面図。 １…金属コイル、２…上部開口ピット、３…ダクト、４
…送風機、５…流路変更用邪魔板、６…流路調整口、７
…ピット上蓋、８…コイル受台、９…案内弁、１０…風
量調整弁、１１…衝立、１２…スプール、１４…吐出
口、１５…ピット側壁、１６…車輪、１７…コイル端
面、１９…冷却空気流、２１…案内弁、２２…吸入口、
２３…コイル載置面、２５…フロアーレベル。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の被冷却コイルを載置するコイル受台
   を、その側壁上部に備えた上部開口ピットと、 該ピット内へ送風された冷却空気を、前記被冷却コイル
   の端面空間を上昇する空気流と該コイル下部側面を通る
   空気流とに整流する手段と、 前記ピットの開口部の開口長さを調整するピット上蓋
   と、 被冷却コイル端面に平行な衝立と、 を具備した高温金属コイルの冷却装置。
2. 【請求項２】ピット内へ送風された冷却空気を被冷却コ
   イル端面空間を上昇する空気流に整流する手段が、該ピ
   ット内にあって該冷却空気の風下先端部を上方に屈曲し
   た段違いに設けた流路変更用邪魔板および／または該ピ
   ット内上部にあって該冷却空気の風向を上方に換える軸
   支された風量調整弁と該弁の上部にあって該弁によって
   上方に変えられた冷却空気を扇状に吐出させる案内弁と
   で構成される流路調整口であることを特徴とする請求項
   １記載の高温金属コイルの冷却装置。
3. 【請求項３】ピット内へ送風された冷却空気を被冷却コ
   イル下部側面を上昇する空気流に整流する手段が、請求
   項２に記載の流路変更用邪魔板と冷却空気を吐出する吐
   出口を有する前記コイル受台とであることを特徴とする
   請求項１記載の高温金属コイルの冷却装置。