JPH07815B2 - コイル冷却用対流板 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、アップエンド方式のコイル防錆冷却過程で
使用するコイル冷却用対流板に関する。

〔従来の技術〕

バッチ焼鈍の終了したコイルは、窒素雰囲気を使用し、
インナカバー内で冷却される。100℃程度まで冷却され
ると、該コイルには錆の発生がなくなるので、該インナ
カバーから取り出され、第４図に示されるようなインボ
リュート曲線状の溝や放射状の溝等、中心部から周縁部
へ向けて拡がる冷却空気流通溝（23）を有するコイル冷
却用対流板（13）を用いて積み替えられ、約40℃まで大
気冷却される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、以上のような処理を終了したコイルを調質圧
延の際に巻き戻すと、鋼帯接触面間でスリップして内径
側の鋼帯表面にスリ疵を発生することが多い。

本発明は以上のような問題に鑑み創案されたもので、そ
のような疵発生のメカニズムを追究・検討し、その結果
コイル防錆冷却過程で使用されているコイル冷却用対流
板の構造を改良せんとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

アップエンド方式のコイル防錆冷却過程で用いられる本
発明のコイル冷却用対流板は、コイル上下面の径方向内
径部分側への冷却空気の流通を阻害する空気流通阻害板
をコイル接触面側に設けたことを基本的特徴としてい
る。

以下、本発明の構成を創案するに至った経緯を、前述し
たような鋼帯表面に生じるスリ疵発生のメカニズムを追
究・検討した時の研究経過と共に説明する。

前述したように鋼帯表面のスリ疵はコイルの鋼帯接触面
間がスリップして生じているものであることは、その状
態を見ればすぐわかることであるが、該スリップの発生
原因、即ちタイトに巻かれたコイルでもそのようなスリ
ップが発生するのはなぜかということは不明であった。

このようなスリップ発生の原因については、種々検討さ
れたが、スリ疵の状態から判断して一番直接的な原因と
考え得るものは、焼鈍・冷却過程におけるコイル内の温
度分布不均一を原因とするものであった。

即ち、大気冷却終了時点におけるコイル内半径方向の温
度分布は、第５図に示すように、所謂ホットポイントと
呼ばれる部分を中心に、取り分け内径部側へ向けてなだ
らかな下降曲線を示しながら、降下している。又、コイ
ル内半径方向のコイル層間面圧は、第６図に示すように
ホットポイントが最も高く、そこから離れるほど低くな
って内径部側の広い範囲で略０となっている。これは、
コイル半径方向の温度分布が前述のように不均一となっ
ているため、内径側部分は熱収縮によりコイル層間の面
圧が減少することになるからである。

このようなコイル層間の面圧の減少が著しい場合は内径
側部分で微細な隙間が発生する。第７図はバッチ焼鈍後
の冷却時間を種々変え、コイル内半径方向の複数のポイ
ントで内部応力を測定した時のその測定結果を示すグラ
フ図であるが、同図からもわかるように、コイル内径部
ではかなりの範囲に亘って略０となっている。これは、
内径側部分に隙間を生じているからにほかならない。

このような隙間を生じた状態で該コイル中心部に調質圧
延機入側のマンドレルを挿入すると、コイル（101）の
自重によつて第８図に示すように内径側にある隙間（11
1）は下の方にたまる。そして調質圧延が始まり、コイ
ル（101）の巻き戻しが内径側部分まで進むと、最外側
の隙間（111）を減ずるようにコイル（101）上方最外周
側の鋼帯接触面間でスリップしながら該鋼帯が引き出さ
れることになる。

このような状態がスリップ発生の原因であるとすれば、
コイル（101）内径側の鋼帯表面部分にスリ疵発生箇所
が集中している事実とも一致する。

そこで本発明者等は、焼鈍、冷却過程におけるコイル内
に生じる温度勾配を解消するため、焼鈍後の冷却時に使
用される前記コイル冷却用対流板を上述のような構造と
する本発明を創案するに至ったものである。

〔作用〕

前述した空気流通阻害板をコイル接触面側に設けたコイ
ル冷却用対流板を、コイル焼鈍後のアップエンド方式の
コイル防錆冷却過程で用いれば、該空気流通阻害板がコ
イル上下面の径方向内径部分側への冷却空気の流通を阻
害することになり、コイル内径部側の冷却速度をコイル
外径部側のそれに比して小さくすることができる。その
ために、内径部側の過冷却が防止され、冷却後のコイル
内温度分布は均一化されることになる。

〔実施例〕

以下本発明の具体的実施例につき説明する。

第１図（ａ）（ｂ）は本発明の一実施例に係るコイル冷
却用対流板とその使用状態を示すものである。

該対流板は、インボリュート曲線状の溝（20a）（20b）
をその表面に多数設けた円盤体をその本体（10）とし、
該本体（10）のコイル接触面両側に更に空気流通阻害板
（30a）（30b）を有している。

該空気流通阻害板（30a）（30b）は、同図（ｂ）に示す
ように接触するコイル（100a）（100b）上下面の径方向
内径部分側を覆う大きさの円環状平板で構成されてお
り、該コイル（100a）（100b）冷却時にその内径部分側
への冷却空気の流れを阻むものとなる。この空気流通阻
害板（30a）（30b）の大きさは、冷却対象となるコイル
（100a）（100b）の径、それらの巻張力及び対流板の形
状等により異なる。これは、所謂ホツトポイントと呼ば
れる部分が中心からコイル半径の略2/3の辺りにあるた
め、該コイルの径等が異なればホツトポイントの位置も
ずれるからである。尚、本実施例の空気流通阻害板（30
a）（30b）の大きさは最大でも外周部が当該ホットポイ
ントに達する位置までとし、又その厚みは0.1〜0.5mm程
度とすると良い。

第２図は本発明の対流板の他の実施例を示している。対
流板本体（11）の構成は第一実施例と同じであるが、そ
のコイル接触面側に取付けられた空気流通阻害板（31）
は、コイル上下面の径方向内径部分を覆う大きさの円環
状メッシュで構成されている。そのため、空気流通阻害
板（31）の部分における空気抵抗が高くなり、コイル冷
却時にその内径部分側への冷却空気の流通を阻害するこ
とになる。本実施例では状況に応じてメッシュの大きさ
や種類を変えたり、複数枚重ねることにより、空気抵抗
の調整を行うことができ、コイル内温度分布のコントロ
ールがより容易となる。

第３図（ａ）は更に他の実施例を示す切断斜視図である
が、対流板本体（12）は前２つの実施例と同じくインボ
リュート曲線状の溝（22a）（22b）を有しており、その
両面側からこれを挾むような形で空気流通阻害板（32
a）（32b）が取付けられている。この空気流通阻害板
（32a）（32b）は、前２実施例と異なり対流板本体（1
2）の両面全体を夫々覆う円環状平板で構成されている
が、その表面には、中心から外周部へ向かうほど径の大
きくなる開孔（40）が多数設けられていて、全体として
ハニカム状を呈している。

このように空気流通阻害板（32a）（32b）の表面に穿設
された開孔（40）の開孔径をその半径方向で変えること
により、コイル冷却時に該コイル内径部分側への冷却空
気の流通を阻害し、その結果、コイル内部の温度分布を
均一化せしめることができる。又、これらの冷却速度の
コントロールは、空気流通阻害板（32a）（32b）の単位
面積当りの開孔比率を変えることによって簡単にできる
ことになる。

第３図（ｂ）（ｃ）は同様の趣旨に基づいて製造された
別の実施例に係るコイル冷却用対流板の構成を夫々示す
平面図で、図面上、その空気流通阻害板（33）（34）の
みが図示されているが、他の構成は前実施例と全く同じ
である。

同図（ｂ）の構成は、空気流通阻害板（33）表面の開孔
（41）が、中心からコイルのホットポイントに相当する
位置までの範囲では次第にその径が大きくなり、又、該
ホットポイント相当位置から外周部へ至るまでの範囲で
は徐々にその径が小さくなるように形成されている。こ
のようにすると、コイル内径部分側の過冷却を防止でき
ると共にホットポイント部分の冷却を集中して行うこと
ができるため、コイル内温度分布の均一化をより一層高
めることができる。

更に同図（ｃ）の構成は、空気流通阻害板（34）表面の
開孔（42）がコイルのホットポイント相当位置のみに設
けられたものであり、コイル内径部分側の過冷却防止と
ホットポイント部分の集中冷却を達成し、コイル内部半
径方向の温度勾配をなくすことができる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、コイル焼鈍後、本発明のコイル冷
却用対流板を使用して大気冷却を行うと、コイル内径部
側の冷却速度をコイル外径部側のそれに比して小さくす
ることができるため、コイル内半径方向の温度勾配は減
少し、該コイル内径側のコイル層間面圧が増加して、調
質圧延機の巻き戻し作業におけるスリップの発生がなく
なる。そのため、製品表面にスリ疵を生じることがほと
んどない。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の一実施例に係るコイル冷却用対
流板の平面図、同図（ｂ）は本実施例の対流板をコイル
の大気冷却に使用した状態を示す縦断面図、第２図は他
の実施例に係るコイル冷却用対流板の平面図、第３図
（ａ）は本発明の更に他の実施例を示す対流板の一部分
を切断して示した斜視図、同図（ｂ）は別の実施例を示
す平面図、同図（ｃ）は更に別の実施例を示す平面図、
第４図は従来のコイル冷却用対流板の構成を示す平面
図、第５図は大気冷却終了時のコイル内半径方向の温度
分布を示すグラフ図、第６図は同じく大気冷却終了時の
コイル内半径方向のコイル層間面圧を示すグラフ図、第
７図は同じく大気冷却終了時のコイル内半径方向の内部
応力測定結果を示すグラフ図、第８図は隙間を生じたま
ま調質圧延機のマンドレルに装着されたコイルの状態を
示す説明図である。 図中、（10）（11）（12）は対流板本体、（20a）（20
b）（21）（22a）（22b）（23）は冷却空気流通溝、（3
0a）（30b）（31）（32a）（32b）（33）（34）は空気
流通阻害板、（40）（41）（42）は開孔、（100a）（10
0b）（101）はコイルを各示す。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アップエンド方式のコイル防錆冷却過程で
   用いられるコイル冷却用対流板において、コイル上下面
   の径方向内径部分側への冷却空気の流通を阻害する空気
   流通阻害板をコイル接触面側に設けたことを特徴とする
   コイル冷却用対流板。
2. 【請求項２】前項記載のコイル冷却用対流板において、
   空気流通阻害板がコイル上下面の径方向内径部分側を覆
   う大きさの円環状平板で構成された特許請求の範囲第１
   項記載のコイル冷却用対流板。
3. 【請求項３】特許請求の範囲第１項記載のコイル冷却用
   対流板において、空気流通阻害板がコイル上下面の径方
   向内径部分側を覆う大きさの円環状メッシュで形成され
   た特許請求の範囲第１項記載のコイル冷却用対流板。