JPH0899114A - 高温鋼材の泡沫冷却方法 - Google Patents
高温鋼材の泡沫冷却方法Info
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- JPH0899114A JPH0899114A JP23631694A JP23631694A JPH0899114A JP H0899114 A JPH0899114 A JP H0899114A JP 23631694 A JP23631694 A JP 23631694A JP 23631694 A JP23631694 A JP 23631694A JP H0899114 A JPH0899114 A JP H0899114A
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- Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、高温鋼材の冷却過程において、広
範囲な冷却制御性と均一冷却性を同時に達成することの
できる、泡沫流体を冷却媒体とした冷却方法を提供する
ことを目的とする。 【構成】 高温鋼材の冷却過程において、冷却媒体であ
る界面活性剤または／および水溶性ポリマー等の起泡剤
を含む水溶液から生成した泡沫の粒径を１mm以下として
冷却する。また、該泡沫の生成直後の水溶液と空気を含
む泡沫の体積をＶf 、泡沫を生成してから被冷却材近傍
に到達するまでの経過時間をｔ（分）、この時間内に泡
沫中気泡間の液膜内を重力の影響で流下し、排水する水
溶液の体積ＶL とした時、この単位時間当たりの体積の
比率（ＶL ／Ｖf ）×１００／ｔを排水率Ｒとし、Ｒを
５．０％／分以下とした泡条件で冷却する。 【効果】 高温鋼材を泡沫で冷却する場合に、著しく均
一な冷却が可能であり、鋼材の引張強度等の機械的性質
のバラツキを著しく低減することができる。
範囲な冷却制御性と均一冷却性を同時に達成することの
できる、泡沫流体を冷却媒体とした冷却方法を提供する
ことを目的とする。 【構成】 高温鋼材の冷却過程において、冷却媒体であ
る界面活性剤または／および水溶性ポリマー等の起泡剤
を含む水溶液から生成した泡沫の粒径を１mm以下として
冷却する。また、該泡沫の生成直後の水溶液と空気を含
む泡沫の体積をＶf 、泡沫を生成してから被冷却材近傍
に到達するまでの経過時間をｔ（分）、この時間内に泡
沫中気泡間の液膜内を重力の影響で流下し、排水する水
溶液の体積ＶL とした時、この単位時間当たりの体積の
比率（ＶL ／Ｖf ）×１００／ｔを排水率Ｒとし、Ｒを
５．０％／分以下とした泡条件で冷却する。 【効果】 高温鋼材を泡沫で冷却する場合に、著しく均
一な冷却が可能であり、鋼材の引張強度等の機械的性質
のバラツキを著しく低減することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高温鋼材の冷却媒体と
して界面活性剤または／および水溶性ポリマー等の起泡
剤を含む水溶液からなる泡沫流体で冷却する方法、特
に、泡沫の性状を規定した冷却方法に関するものであ
る。なお、本発明において、“泡沫”とは、それぞれ薄
い液体膜で隔てられている多数の気泡の集合状態をい
う。
して界面活性剤または／および水溶性ポリマー等の起泡
剤を含む水溶液からなる泡沫流体で冷却する方法、特
に、泡沫の性状を規定した冷却方法に関するものであ
る。なお、本発明において、“泡沫”とは、それぞれ薄
い液体膜で隔てられている多数の気泡の集合状態をい
う。
【０００２】
【従来の技術】先に、本出願人は単一冷却媒体で広範囲
の冷却速度制御が可能な泡沫流体による圧延線材の冷却
方法を提案した（特公平４−５０３７０号公報および特
公平４−２６９２４号公報）。更に本出願人は、泡沫流
体の気液混合比や被冷却材単位面積当たりの泡沫供給量
を変化させて、広範囲な冷却速度を自在に制御すること
を提案した。（特願昭６３−２５６２１５号）。しか
し、これらの方法は泡沫で冷却する場合の冷却速度に注
目したものであり、供給する泡沫の安定性や均一冷却と
いう観点からは不満足なものであった。
の冷却速度制御が可能な泡沫流体による圧延線材の冷却
方法を提案した（特公平４−５０３７０号公報および特
公平４−２６９２４号公報）。更に本出願人は、泡沫流
体の気液混合比や被冷却材単位面積当たりの泡沫供給量
を変化させて、広範囲な冷却速度を自在に制御すること
を提案した。（特願昭６３−２５６２１５号）。しか
し、これらの方法は泡沫で冷却する場合の冷却速度に注
目したものであり、供給する泡沫の安定性や均一冷却と
いう観点からは不満足なものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこれら従来技
術の問題点を解決し、広範囲な冷却制御性と均一冷却性
を同時に達成することのできる高温鋼材の泡沫冷却方法
を提供することを目的とするものである。
術の問題点を解決し、広範囲な冷却制御性と均一冷却性
を同時に達成することのできる高温鋼材の泡沫冷却方法
を提供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、 （１）泡沫を媒体として高温鋼材を冷却する方法におい
て、冷却媒体である界面活性剤または／および水溶性ポ
リマー等の起泡剤を含む水溶液から生成した泡沫の粒径
を１mm以下とすることを特徴とする高温鋼材の泡沫冷却
方法。 （２）泡沫を媒体として高温鋼材を冷却する方法におい
て、冷却媒体となる界面活性剤または／および水溶性ポ
リマー等の起泡剤を含む水溶液から生成した泡沫の生成
直後の体積をＶf 、泡沫を生成してから高温鋼材近傍に
到達するまでの経過時間をｔ（分）、この時間ｔ内に泡
沫中気泡間の液膜内を重力の影響で流下し、排水する水
溶液の体積をＶL とした時、下記の（１）式が満足する
ようにすることを特徴とする高温鋼材の泡沫冷却方法。 （ＶL ／Ｖf ）×１００／ｔ≦５．０〔％／分〕 （１） である。尚、上記（１）の方法と（２）の方法を同時に
実施することは、何ら妨げるものではない。
て、冷却媒体である界面活性剤または／および水溶性ポ
リマー等の起泡剤を含む水溶液から生成した泡沫の粒径
を１mm以下とすることを特徴とする高温鋼材の泡沫冷却
方法。 （２）泡沫を媒体として高温鋼材を冷却する方法におい
て、冷却媒体となる界面活性剤または／および水溶性ポ
リマー等の起泡剤を含む水溶液から生成した泡沫の生成
直後の体積をＶf 、泡沫を生成してから高温鋼材近傍に
到達するまでの経過時間をｔ（分）、この時間ｔ内に泡
沫中気泡間の液膜内を重力の影響で流下し、排水する水
溶液の体積をＶL とした時、下記の（１）式が満足する
ようにすることを特徴とする高温鋼材の泡沫冷却方法。 （ＶL ／Ｖf ）×１００／ｔ≦５．０〔％／分〕 （１） である。尚、上記（１）の方法と（２）の方法を同時に
実施することは、何ら妨げるものではない。
【０００５】
【作用】本発明者らは前記の目的を達成すべく、非同心
リング状高温線材を移動コンベア上で泡沫冷却する場合
において種々検討した結果、泡沫を被冷却材の例えば下
方、側方または上方から被冷却材を覆うように供給する
際に、被冷却材近傍の泡沫（泡沫流体）の気液混合比の
変化割合を小さく、更に線材の重なり密度の高い部分に
まで冷却媒体が細部まで浸透するように、泡沫の粒径を
１mm以下として冷却することで、広範囲な冷却速度制御
性と均一冷却性を同時に達成できることを確認した。具
体的には、泡沫の粒径を０．０５〜０．３mmとすること
が好ましい。
リング状高温線材を移動コンベア上で泡沫冷却する場合
において種々検討した結果、泡沫を被冷却材の例えば下
方、側方または上方から被冷却材を覆うように供給する
際に、被冷却材近傍の泡沫（泡沫流体）の気液混合比の
変化割合を小さく、更に線材の重なり密度の高い部分に
まで冷却媒体が細部まで浸透するように、泡沫の粒径を
１mm以下として冷却することで、広範囲な冷却速度制御
性と均一冷却性を同時に達成できることを確認した。具
体的には、泡沫の粒径を０．０５〜０．３mmとすること
が好ましい。
【０００６】更に、冷却媒体である泡沫に適度の保水性
を持たせ、被冷却材近傍の泡沫（泡沫流体）の泡沫中水
分を一様とし、且つ冷却中の高温鋼材と泡沫流体との界
面に発生する上記膜厚さを一定とするために、泡沫の生
成直後の水溶液と空気を含む一定体積の泡沫をＶf 、泡
沫を生成してから被冷却材近傍に到達するまでの経過時
間をｔ（分）、この時間ｔ内に泡沫中気泡間の液膜内を
重力の影響で流下し、排水する水溶液の体積をＶL とし
た時、この単位時間当たりの体積の比率（ＶL／Ｖf ）
×１００／ｔを排水率Ｒとし、Ｒを５．０％／分以下と
した泡条件で冷却することで均一冷却が達成されること
を確認した。具体的には、単位時間当たりの排水率Ｒは
２．０〜５．０％／分とすることが好ましい。
を持たせ、被冷却材近傍の泡沫（泡沫流体）の泡沫中水
分を一様とし、且つ冷却中の高温鋼材と泡沫流体との界
面に発生する上記膜厚さを一定とするために、泡沫の生
成直後の水溶液と空気を含む一定体積の泡沫をＶf 、泡
沫を生成してから被冷却材近傍に到達するまでの経過時
間をｔ（分）、この時間ｔ内に泡沫中気泡間の液膜内を
重力の影響で流下し、排水する水溶液の体積をＶL とし
た時、この単位時間当たりの体積の比率（ＶL／Ｖf ）
×１００／ｔを排水率Ｒとし、Ｒを５．０％／分以下と
した泡条件で冷却することで均一冷却が達成されること
を確認した。具体的には、単位時間当たりの排水率Ｒは
２．０〜５．０％／分とすることが好ましい。
【０００７】本発明の鋼材製造ラインにおける実施態様
例を図面に基づいて説明する。図１において、１はリン
グ状に圧延線材を払い出すレーイングヘッド、２は大気
中における搬送帯、３は泡沫冷却帯、４は集束タブ、Ｓ
は非同心リング状熱延線材である。図２は泡沫冷却帯３
の横断面図であり、５はコンベア、６は冷却槽、７はサ
イドガイド、８は下方泡沫供給ノズル、９は側方泡沫供
給ノズル、１０は上方泡沫供給ノズル、Ｆは泡沫流体で
ある。発泡器は、冷却槽６の外にあり（図示せず）、配
管を通じて泡沫供給ノズル８，９，１０から非同心リン
グ状熱延線材Ｓを覆うように供給される。
例を図面に基づいて説明する。図１において、１はリン
グ状に圧延線材を払い出すレーイングヘッド、２は大気
中における搬送帯、３は泡沫冷却帯、４は集束タブ、Ｓ
は非同心リング状熱延線材である。図２は泡沫冷却帯３
の横断面図であり、５はコンベア、６は冷却槽、７はサ
イドガイド、８は下方泡沫供給ノズル、９は側方泡沫供
給ノズル、１０は上方泡沫供給ノズル、Ｆは泡沫流体で
ある。発泡器は、冷却槽６の外にあり（図示せず）、配
管を通じて泡沫供給ノズル８，９，１０から非同心リン
グ状熱延線材Ｓを覆うように供給される。
【０００８】仕上圧延機から所定温度に冷却された熱延
線材Ｓは、レーイングヘッド１から所定のリングピッチ
の非同心リング状に巻き取られながら、大気中搬送帯２
を所定の搬送速度で搬送された後、泡沫冷却帯３中に落
下せしめられて同冷却帯をコンベア５で所定の搬送速度
で搬送される間に、サイドガイド７の内側でリング状線
材の下方に幅方向且つ長手方向に沿って配置した下方供
給ノズル８または側方に長手方向に沿って配置した側方
供給ノズル９および長手方向に配置した上方供給ノズル
１０より所定の噴射速度で噴射している泡沫Ｆにより直
接冷却され、所定温度に冷却された後、集束タブ４にて
集束される。
線材Ｓは、レーイングヘッド１から所定のリングピッチ
の非同心リング状に巻き取られながら、大気中搬送帯２
を所定の搬送速度で搬送された後、泡沫冷却帯３中に落
下せしめられて同冷却帯をコンベア５で所定の搬送速度
で搬送される間に、サイドガイド７の内側でリング状線
材の下方に幅方向且つ長手方向に沿って配置した下方供
給ノズル８または側方に長手方向に沿って配置した側方
供給ノズル９および長手方向に配置した上方供給ノズル
１０より所定の噴射速度で噴射している泡沫Ｆにより直
接冷却され、所定温度に冷却された後、集束タブ４にて
集束される。
【０００９】本発明において、泡沫流体の粒径を１mm以
下として冷却するのは、泡沫の粒径が１mm以上になると
破泡しやすく、泡沫流体の気液混合比の変化割合が大き
くなり冷却速度にばらつきが生じやすくなるのに対し、
泡沫粒径が１mm以下では破泡し難く、非同心リング状線
材の重なり密度の高い部分にも冷却媒体が細部まで浸透
するため、沸騰伝熱が安定するためである。
下として冷却するのは、泡沫の粒径が１mm以上になると
破泡しやすく、泡沫流体の気液混合比の変化割合が大き
くなり冷却速度にばらつきが生じやすくなるのに対し、
泡沫粒径が１mm以下では破泡し難く、非同心リング状線
材の重なり密度の高い部分にも冷却媒体が細部まで浸透
するため、沸騰伝熱が安定するためである。
【００１０】また本発明において、泡沫の単位時間当た
りの排水率Ｒを５．０％／分以下としたのは、泡沫に適
度の保水性を持たせ、泡沫流体の泡沫中水分を一様と
し、且つ冷却中の被冷却材と泡沫流体との界面に発生す
る蒸気膜厚さを一定とし、沸騰伝熱を安定化させるため
である。
りの排水率Ｒを５．０％／分以下としたのは、泡沫に適
度の保水性を持たせ、泡沫流体の泡沫中水分を一様と
し、且つ冷却中の被冷却材と泡沫流体との界面に発生す
る蒸気膜厚さを一定とし、沸騰伝熱を安定化させるため
である。
【００１１】
【実施例】仕上圧延機から仕上圧延速度８０m/sec で熱
延された鋼線材（冷間鍛造用非調質高張力鋼線材、Ｃ：
０．１８〜０．２５％，Ｓｉ：０．１５〜０．３０％，
Ｍｎ：０．７０〜１．７０％，Ｐ：０．０３０％以下、
Ｓ：０．０３％以下、Ｔ．Ａｌ：０．０１０〜０．０５
０％，線径５．５mm）をレーイングヘッドで非同心リン
グ状に形成し、大気中搬送帯で６０m/min の搬送速度で
搬送した後、泡沫冷却帯に落下させ、泡沫冷却帯搬送速
度を５０m/min 、リングピッチを４０mmとして搬送中
に、泡沫粒径０．０５〜１．９mm、単位時間当たりの排
水率２．０〜２０．０％／分、単位床面積当たりの泡供
給量１．２ｍ3 /min・ｍ2 の泡沫流体で８００℃から４
００℃まで冷却し、その後放冷して得られた鋼線材の引
張強度の平均値ＸTSと標準偏差σTSの比、すなわち変動
率σTS／ＸTSを調査したところ、図３に示すとおり、泡
沫粒径を１mm以下とすることにより、又は、供給泡沫の
単位時間当たりの排水率Ｒを５．０％／分以下とするこ
とにより上記変動率は、格段に小さくなり、更に、上記
両条件を同時に満足させることにより、同変動率は０．
０１５以下と極めて小さい値となり、更なる均一冷却が
図られることが判る。
延された鋼線材（冷間鍛造用非調質高張力鋼線材、Ｃ：
０．１８〜０．２５％，Ｓｉ：０．１５〜０．３０％，
Ｍｎ：０．７０〜１．７０％，Ｐ：０．０３０％以下、
Ｓ：０．０３％以下、Ｔ．Ａｌ：０．０１０〜０．０５
０％，線径５．５mm）をレーイングヘッドで非同心リン
グ状に形成し、大気中搬送帯で６０m/min の搬送速度で
搬送した後、泡沫冷却帯に落下させ、泡沫冷却帯搬送速
度を５０m/min 、リングピッチを４０mmとして搬送中
に、泡沫粒径０．０５〜１．９mm、単位時間当たりの排
水率２．０〜２０．０％／分、単位床面積当たりの泡供
給量１．２ｍ3 /min・ｍ2 の泡沫流体で８００℃から４
００℃まで冷却し、その後放冷して得られた鋼線材の引
張強度の平均値ＸTSと標準偏差σTSの比、すなわち変動
率σTS／ＸTSを調査したところ、図３に示すとおり、泡
沫粒径を１mm以下とすることにより、又は、供給泡沫の
単位時間当たりの排水率Ｒを５．０％／分以下とするこ
とにより上記変動率は、格段に小さくなり、更に、上記
両条件を同時に満足させることにより、同変動率は０．
０１５以下と極めて小さい値となり、更なる均一冷却が
図られることが判る。
【００１２】
【発明の効果】本発明によれば、高温鋼材を泡沫で冷却
する場合に、著しく均一な冷却が可能であり、鋼材の引
張強度等の機械的性質のばらつきを著しく低減すること
ができる。
する場合に、著しく均一な冷却が可能であり、鋼材の引
張強度等の機械的性質のばらつきを著しく低減すること
ができる。
【図１】本発明の実施態様例を説明する図である。
【図２】本発明の実施態様装置例の横断面図である。
【図３】泡沫粒径および単位時間当たりの排水率Ｒと線
材引張強度の平均値ＸTSと標準偏差σTSの比、すなわち
変動率σTS／ＸTSとの関係を示す図である。
材引張強度の平均値ＸTSと標準偏差σTSの比、すなわち
変動率σTS／ＸTSとの関係を示す図である。
１ レーイングヘッド ２ 大気中搬送帯 ３ 泡沫冷却帯 ４ 集束タブ ５ コンベア ６ 冷却槽 ７ サイドガイド ８ 下方泡沫供給ノズル ９ 側方泡沫供給ノズル １０ 上方泡沫供給ノズル Ｓ 非同心リング状線材 Ｆ 泡沫流体
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年１０月５日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００２】
【従来の技術】先に、本出願人は単一冷却媒体で広範囲
の冷却速度制御が可能な泡沫流体による圧延線材の冷却
方法を提案した（特公平４−５０３７０号公報および特
公平４−２６９２４号公報）。更に本出願人は、泡沫流
体の気液混合比や被冷却材単位面積当たりの泡沫供給量
を変化させて、広範囲な冷却速度を自在に制御すること
を提案した。（特公平３−２２４５０号公報）。しか
し、これらの方法は泡沫で冷却する場合の冷却速度に注
目したものであり、供給する泡沫の安定性や均一冷却と
いう観点からは不満足なものであった。
の冷却速度制御が可能な泡沫流体による圧延線材の冷却
方法を提案した（特公平４−５０３７０号公報および特
公平４−２６９２４号公報）。更に本出願人は、泡沫流
体の気液混合比や被冷却材単位面積当たりの泡沫供給量
を変化させて、広範囲な冷却速度を自在に制御すること
を提案した。（特公平３−２２４５０号公報）。しか
し、これらの方法は泡沫で冷却する場合の冷却速度に注
目したものであり、供給する泡沫の安定性や均一冷却と
いう観点からは不満足なものであった。
Claims (2)
- 【請求項１】 泡沫を媒体として高温鋼材を冷却する方
法において、冷却媒体である界面活性剤または／および
水溶性ポリマー等の起泡剤を含む水溶液から生成した泡
沫の粒径を１mm以下とすることを特徴とする高温鋼材の
泡沫冷却方法。 - 【請求項２】 泡沫を媒体として高温鋼材を冷却する方
法において、冷却媒体となる界面活性剤または／および
水溶性ポリマー等の起泡剤を含む水溶液から生成した泡
沫の生成直後の体積をＶf 、泡沫を生成してから高温鋼
材近傍に到達するまでの経過時間をｔ（分）、この時間
ｔ内に泡沫中気泡間の液膜内を重力の影響で流下し、排
水する水溶液の体積をＶL とした時、下記の（１）式を
満足するようにすることを特徴とする高温鋼材の泡沫冷
却方法。 （ＶL ／Ｖf ）×１００／ｔ≦５．０〔％／分〕 （１）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23631694A JPH0899114A (ja) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | 高温鋼材の泡沫冷却方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23631694A JPH0899114A (ja) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | 高温鋼材の泡沫冷却方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0899114A true JPH0899114A (ja) | 1996-04-16 |
Family
ID=16998997
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23631694A Withdrawn JPH0899114A (ja) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | 高温鋼材の泡沫冷却方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0899114A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100360637B1 (ko) * | 1998-10-09 | 2002-11-13 | 모건 컨스트럭션 캄파니 | 입상 격리 재료를 갖춘 지연식 냉각 시스템 |
| KR101066756B1 (ko) * | 2008-11-27 | 2011-09-21 | 현대제철 주식회사 | 형강 이송 냉각대 장치 |
| JP2012171006A (ja) * | 2011-02-24 | 2012-09-10 | Keylex Corp | ホットプレス装置及びホットプレス成形方法 |
| US9139888B2 (en) | 2006-07-14 | 2015-09-22 | Thermcraft, Inc. | Rod or wire manufacturing system, related methods, and related products |
-
1994
- 1994-09-30 JP JP23631694A patent/JPH0899114A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100360637B1 (ko) * | 1998-10-09 | 2002-11-13 | 모건 컨스트럭션 캄파니 | 입상 격리 재료를 갖춘 지연식 냉각 시스템 |
| US9139888B2 (en) | 2006-07-14 | 2015-09-22 | Thermcraft, Inc. | Rod or wire manufacturing system, related methods, and related products |
| KR101066756B1 (ko) * | 2008-11-27 | 2011-09-21 | 현대제철 주식회사 | 형강 이송 냉각대 장치 |
| JP2012171006A (ja) * | 2011-02-24 | 2012-09-10 | Keylex Corp | ホットプレス装置及びホットプレス成形方法 |
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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: 20020115 |