JPH0633150A - ストリップクーラ - Google Patents

ストリップクーラ

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JPH0633150A
JPH0633150A JP20942892A JP20942892A JPH0633150A JP H0633150 A JPH0633150 A JP H0633150A JP 20942892 A JP20942892 A JP 20942892A JP 20942892 A JP20942892 A JP 20942892A JP H0633150 A JPH0633150 A JP H0633150A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
strip
duct
cooling
gas
cooler
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP20942892A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshimoto Fujii
良基 藤井
Takeshi Tada
健 多田
Yutaka Suzukawa
豊 鈴川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
Application filed by NKK Corp, Nippon Kokan Ltd filed Critical NKK Corp
Priority to JP20942892A priority Critical patent/JPH0633150A/ja
Publication of JPH0633150A publication Critical patent/JPH0633150A/ja
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  • Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 連続焼鈍炉等のストリップの冷却手段とし
て、冷却処理の制御性が高く、且つ冷却効率のより一層
の改善も望め、更にストリップに絞り等の発生しない新
たな冷却手段を提供せんとするものである。 【構成】 ストリップXの連続焼鈍炉の急冷帯2の構成
としてストリップクーラ4の構成を用い、更にこのスト
リップクーラ4のダクト5内の雰囲気として、H2濃度7
%のH2−N2ガスを供給すると共に、そのガスを該急冷
帯2の前後にある加熱・均熱帯1及び冷却帯3内に供給す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、連続的に走行するス
トリップを急冷するストリップクーラに関し、特にそれ
を連続焼鈍炉の急冷帯に適用した場合の改良構成に関す
る。
【0002】
【従来の技術】連続焼鈍炉で行なわれるストリップの熱
処理では、加熱・均熱処理後の冷却処理について、短時
間のうちに所定の温度まで急冷する必要があり、そのた
め、冷却パス長もできるだけ短くなるような冷却効率の
高い冷却手段が選定されなければならない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】そのための構成として
ガスジェットやミストによる冷却、水焼入れ等による水
冷、その他ロール冷却等の手段があるが、とりわけその
中で冷却効率が高く、且つ制御性の良いものはロール冷
却である。しかし当該手段では複数の冷却ロールの間で
ストリップをその周りに巻き付けることで冷却を行なう
構成であるため、大規模な設備が必要となり、設備全長
としては長くなって冷却効率の改善にも限度がある。
又、この冷却手段では、ストリップに絞りが発生し易
く、種々の面での改良が必要であった。
【0004】本発明は従来技術の以上の様な問題に鑑み
創案されたもので、ストリップの冷却手段としてその制
御性が高く、且つ冷却効率のより一層の改善も望め、更
に該ストリップに絞り等の発生しない新たな冷却手段を
提供せんとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】そのため本発明は次に示
すようなストリップクーラの構成を用いるものであり、
特に該クーラの冷却効率をより高いものにする改良を加
えるものである。
【0006】即ち、図1は該ストリップクーラ4の基本
構成を示す断面図であり、図中Xはストリップ、5はダ
クト、6a、6bは該ダクト5の両端に取付けられていてダ
クト5内部に圧力振動を生じさせるための圧力発生装
置、7は前記ダクト5の中央部上下面に取付けられていて
ダクト5内部の空気から熱を奪うための水冷の冷却箱
で、ダクト5側が冷却壁7aとなっているもの、8はストリ
ップXをダクト5内部に導入及び排出するためにダクト5
中央部の側面に設けられた開口部である。又記号(イ)
(ハ)は夫々、ダクト5の終端を示し、記号(ロ)はダクト5
の中央部を示している。
【0007】以上のストリップクーラの設計は次の様に
してなされている。
【0008】まず、圧力発生装置6a、6bには空気が供給
されるが、その流量、圧力は運転条件、設備容量で異な
る。この圧力発生装置6a、6bは空気が供給されると、16
〜60Hzの範囲で同一周波数(F)のほぼサインカーブに
近い圧力振動を発生する。このとき、圧力振動の振幅は
20〜40kPaである。また該圧力発生装置6a、6bの発生
する圧力振動は位相が180°ずれており、(イ)側の圧力
発生装置6aが発生する圧力値が最大になっているとき、
(ハ)側の圧力発生装置6bの発生する圧力値は最小になっ
ている。更にダクト5の長さ、すなわち、(イ)〜(ロ)〜
(ハ)間距離(L)はL=V/(2・F)(但しVはダクト5中
の空気を伝わる音の速さ)の関係を満足するように決定
されている。
【0009】このように設計されているストリップクー
ラ4の動作時にはダクト5内部に1/2波長の定在波が形
成され、共鳴状態となる。その時のダクト5内部の圧力
分布を図2(a)に示す。また空気の流速分布を同図(b)に
示す。これらの図において、実線はダクトの終端(イ)
の圧力の値が最大になった時の分布を示している。また
破線はダクトの終端(イ)の圧力の値が最小になった時
の分布を示している。同図(a)(b)に示されるようにダク
ト5の両端では圧力の腹になっており圧力振動の振幅が
最も大きいが、空気の流速はほぼゼロである。一方、ダ
クト5の中央部では圧力の節になっており、圧力振動の
振幅は最も小さいが、空気の流速は最大である。圧力発
生装置6a、6bの発生する圧力振動の振幅が30kPaで
ある場合 、理論的にはダクト5中央部での空気の流速の
最大値(Vmax)は70m/sにもなる。しかも、空気の
流速は圧力変動と同じ周波数で+Vmaxから−Vmaxの範
囲で変化する。従って、そのような定在波が形成されて
いるダクト5の中央部(ロ)にストリップXを置けば、ス
トリップXは、脈動する気流中に置かれることになり、
ストリップXとダクト5内の空気との間の熱伝達係数
(h)が大きくなる。同様に、ダクト5の冷却壁7a面とダ
クト5内の空気との間の熱伝達係数(h)も大きくなる。
従って、ストリップXからの抜熱量が大きくできるので
ある。
【0010】この他、ダクト内に前記圧力振動の1/4
波長、3/4波長等、n/4波長(但しnは正の整数)
の定在波を形成させ、共鳴させた場合にも同様な効果が
得られることになる。
【0011】以上のストリップクーラ4の構成は、スト
リップXの連続焼鈍ラインの急冷帯に用いられた場合、
該ストリップXに対して絞りを発生させずに冷却のコン
トロールがし易く、且つ冷却効率もかなり高いものに設
定することができるが、厚さ1mm程度の鋼帯に対して得
られる冷却効率は最大でも40℃/s程度であり、それ以
上の冷却効率のものは得られていない。しかし、設備を
よりコンパクト化しようとする観点からは、冷却効率を
更に高めて冷却パスの一層の短縮化を図るようにした
い。
【0012】そこで本発明の構成では、これまでダクト
内の雰囲気ガスとして使われていた10%H2−90%
2の混合ガス(以下HNXガス)に代り図3に示され
る様に熱伝導率の高いH2ガスを高濃度で含むガスを用
いるようにしたものである。その濃度としてはHNXガ
ス以上の冷却能力を得るために20%以上となることが
望ましい。もちろんこの様な高濃度のH2含有ガスをダ
クト内の雰囲気ガスとして使用するストリップクーラを
連続焼鈍炉の急冷帯の構成として用いることは、冷却効
率の改善設備コンパクト化及びストリップの絞り発生防
止の観点から望ましいことであるが、そればかりでな
く、CGLの合金化処理後の急冷設備等、種々のストリ
ップ冷却設備にも利用することができる。
【0013】いずれにしても高濃度H2含有ガスを雰囲
気ガスとして用いたため、ストリップ表面を脈動して流
れる雰囲気ガスは、前記HNXガスより更に熱伝導率が
高くなっており、ストリップクーラにおける冷却効率が
更に改善されるようになる。
【0014】又以上の本発明の構成をストリップ連続焼
鈍炉の急冷帯に適用した場合、ダクト内の高濃度H2
有ガスは単に熱伝導率の高い冷却媒体として作用するだ
けでなく、その雰囲気ガス自身が還元性を有しているた
め、後段にこれまで設けられていた様な還元帯が不要と
なる。
【0015】一方この様な連続焼鈍炉に適用した場合
に、該ダクト内の雰囲気ガスを、図4に示される様に前
後の加熱・均熱帯1や冷却帯3等、急冷帯2前後の1又は
2以上の他の処理帯に供給すれば、連続焼鈍処理中のス
トリップ表面は酸化されることがなく、表面性状の優れ
た製品が得られることになる。
【0016】
【実施例】以下本発明の具体的実施例を添付図面に基づ
き説明する。
【0017】図4は本発明構成を有するストリップクー
ラがストリップXの連続焼鈍炉の急冷帯の構成として適
用された例を示している。図中1はラジアントチューブ
式の加熱・均熱帯、2は急冷帯、3は冷却帯であり、これ
らによって連続焼鈍炉の炉体が構成されている。
【0018】本実施例では、この急冷帯2に図5で示す
ストリップクーラ4の構成が用いられている。即ち、同
図に示される様に、ダクト5中央部側面にストリップX
を該ダクト5内部に導入・排出するための開口部8が設け
られ、又そのダクト5両端には該ダクト5内部に圧力振動
を生じさせるための圧力発生装置6a、6bが設置されると
共に、ダクト5の中央部上下面には内部雰囲気から熱を
奪うための水冷の冷却箱7が装備されている。そして該
ストリップクーラ4は上述した設計条件に従い、その動
作時にダクト5内部に1/2波長の定在波が形成され、
共鳴状態となるように設計されている。
【0019】一方、このダクト5内雰囲気ガスとして、
本実施例ではH2濃度20%のH2−N2ガスを使用する
と共に、該ガスを急冷帯2直前の加熱・均熱帯1及びその
直後の冷却帯3に供給し、この連続焼鈍炉処理中にスト
リップ表面の酸化進行を防いでいる。
【0020】以上の雰囲気ガスの前記ダクト5への供給
のための構成として本実施例では次の様な構成が採用さ
れている。即ち、前記冷却箱7には複数のパイプ70が取
付けられていて冷却壁7aの部分でダクト5内に向けて開
口し、給気口71が形成されている。一方この冷却箱7の
外側にはガスヘッダ72が設けられており、更に図示しな
いガス供給源より供給される低温のH2−N2ガス(この
ガスはダクト5内のガス及び冷却帯3のガスを系外で一旦
冷却して循環使用するようなものでも良い)が導入管73
を通じて該ガスヘッダ72へ送られるため、そこからパイ
プ70及び給気口71を介してダクト5内にそのH2−N2
スが供給されることになる。
【0021】このようなガス供給系から給気口71を通じ
てダクト5内にガスが供給されると、該ガスは熱伝導率
の良いH2ガスを含んでいるため、冷却効率が高くなる
と共に、低温状態で供給されるために、既にダクト5内
部にあったガスと混合され、ダクト5内部のガス温度を
下げることになり、該ガスと前記ストリップXとの間の
温度差を大きくできるようになって、その分更に冷却効
率が改善されることになる。この様にしてダクト5内に
該ガスの供給が続くと次第にそのガス圧が高まるため、
前述の様に、加熱・均熱帯1及び冷却帯3へもダクト5内
のこの雰囲気ガスが供給されることになる。
【0022】以上のような構成のほか、本実施例では、
図6に示される様に、このダクト5内を通過するストリ
ップXの周りに、複数の冷却管74を配管し、ダクト5内
雰囲気ガスの温度を更に下げられるようにすると共に、
前記冷却箱7の冷却壁7aに複数のフィン75を据え付けて
該冷却壁7aの伝熱面積を拡大させ、冷却箱7による雰囲
気ガスの冷却効果もより一層高いものにしている。
【0023】尚、本実施例では図7に示される様にダク
ト5側面の開口部8にロール80が設けられており、該開口
部8を通ってダクト5内を通過するストリップXをこれら
のロール80で挟み込むことで、ダクト5内部のストリッ
プXの形状を平面に保つことができ、ストリップXと前
記冷却管74或いはフィン75との接触が防止されるとと共
に、ストリップパスラインの位置決めと防振を図ること
になる。又上記加熱・均熱帯1からストリップクーラ4内
に進入するところでストリップXはハースロール90を介
して反転せしめられており、該ストリップXにはC反り
変形(塑性変形)が発生することになる。そのため本実
施例では図8に示される様に該ハースロール90とストリ
ップクーラ4間にC反り矯正ロール9を設け、このC反り
矯正ロール9をストリップXに押付けてC反り矯正を行
なわしめ、それによってストリップクーラ4内で前記冷
却管74やフィン75とストリップXとの接触が防止できる
ようにしている。
【0024】以上の様な構成を有する連続焼鈍炉で厚さ
1.0mmのストリップXの連続焼鈍を行なったところ、急
冷帯2における冷却速度は最大60℃/sにも達し、非常に
高い冷却効果が得られた。
【0025】
【発明の効果】以上詳述した本発明のストリップクーラ
によれば、ダクト内雰囲気ガスとして伝熱効率の高いH
2ガスを含有するガスが使用されるため、冷却効率がよ
り向上することになる。又この様なストリップクーラを
連続焼鈍炉の急冷帯に用いれば、急冷帯設備のコンパク
ト化、冷却制御性の改善が図られ、且つその中を通過す
るストリップに絞りの発生がなくなる。更に、ストリッ
プクーラの雰囲気ガスを急冷帯前後の1乃至2以上の他
の処理帯に供給すれば、処理中のストリップ表面の酸化
が抑止され、表面性状の良好な製品が安定して得られる
ことになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ストリップクーラの基本構成を示す概略図であ
る。
【図2】該ストリップクーラのダクト内の圧力及び流速
の分布を示すグラフである。
【図3】H2濃度と熱伝達率の関係を示すグラフであ
る。
【図4】ストリップの連続焼鈍炉で本発明の構成を有す
るストリップクーラを急冷帯として用いた場合の一実施
例を示す説明図である。
【図5】本実施例構成でダクト内雰囲気となるH2−N2
ガスの供給構成を示す概略図である。
【図6】本実施例構成で用いられた冷却管及びフィンの
設置状況を示す説明図である。
【図7】本実施例構成のストリップクーラのダクト入・
出側開口部にストリップを挟み込むロールを設けた場合
のその設置状況を示す説明図である。
【図8】ストリップが急冷帯であるストリップクーラに
進入する直前に設けられたC反り矯正ロールの設置状態
を示す説明図である。
【符号の説明】
1 加熱・均熱帯 2 急冷帯 3 冷却帯 4 ストリップクーラ 5 ダクト 6a、6b 圧力発生装置 7 冷却箱 7a 冷却壁 8 開口部 X ストリップ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ダクト内に圧力振動を生じさせて該圧力
    振動のn/4波長の定在波による共鳴状態でダクト内の
    ガスを振動させ、該ダクト内に導いたストリップの冷却
    を行なうストリップクーラにおいて、高濃度のH2含有
    ガスをダクト内の前記雰囲気ガスとして用いることを特
    徴とするストリップクーラ。
  2. 【請求項2】 連続焼鈍炉の急冷帯として請求項第1項
    記載のストリップクーラを用いた場合に、ダクト内の雰
    囲気ガスをその急冷帯の前後にある他の処理帯の1又は
    2以上に供給することを特徴とするストリップクーラ。
JP20942892A 1992-07-15 1992-07-15 ストリップクーラ Withdrawn JPH0633150A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022014131A1 (ja) * 2020-07-14 2022-01-20 Jfeスチール株式会社 連続焼鈍装置及び連続溶融亜鉛めっき装置、並びに鋼板の製造方法
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Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19991005