JPH09316547A - 鋼板の巾方向均一冷却装置及びその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、安価な手段により、冷却終点温度
の制御性に影響を与えず、且つ流下冷媒をその状態によ
らず安定して除去可能な、鋼板の巾方向均一冷却装置及
びその方法を提供するものである。 【解決手段】 連続式鋼板熱処理工程内の、液体を使用
した冷却媒体とした垂直パスでの鋼板の冷却装置におい
て、そのロール軸７が冷却媒体３を吐出する冷却ノズル
２から鉛直下法１．２ｍの範囲内に位置するように、鋼
板１と接触する水切りロール５を設置したことを特徴と
する鋼板の巾方向均一冷却装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、連続式鋼板熱処理
工程，例えば連続焼鈍工程内の液体を冷却媒体とした垂
直パスでの鋼板巾方向の均一冷却装置及びその方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】連続式鋼板熱処理工程内における冷却帯
では、冷却速度や冷却開始，終了温度を制御することに
より、鋼板材質の造り込みを行うため、冷却方法として
は冷却能力の制御が容易で、且つ制御範囲が広い方法が
採られる。

【０００３】水単体あるいはミストのような液体を使用
した冷却媒体を鋼板に直接吹き付ける方法は、冷却能力
の制御範囲が広いという理由から、鋼板冷却方法として
広く用いられているが、垂直パスにおいてこの方法を選
択した場合、吹き付け後の冷媒の一部が、鋼板に沿って
重力により落下するという現象が発生する。（以下この
鋼板に沿って落下する冷媒を“流下冷媒”と称する）

【０００４】流下冷媒はその流動状態に応じた冷却能力
を自身有しており、流動状態が鋼板上で不均一であれ
ば、これに伴い鋼板は不均一に冷却される。流下冷媒は
重力による落下過程にあるため、流動状態は非常に不安
定であり、この結果、鋼板の冷却は巾，長手方向に不均
一になり易い。

【０００５】垂直パスにおいて、水を鋼板に吹き付けて
冷却した場合の鋼板巾方向温度分布例を図１に示す。冷
却が不均一になると、造り込まれる材質がばらつく結果
となり、加えて巾方向の温度バラツキの場合には、熱応
力の発生と、これに伴うにストレッチャーストレインに
よる表面疵が発生する。

【０００６】従って品質を安定させるためには、この流
下冷媒を除去する必要があるが、その方法としては、例
えば特公昭６１−１４９４号公報に示されるように、冷
媒をスリットノズルより噴射して流下冷媒に下方より衝
突させ、鋼板表面から除去する方法が開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の方法では、流下
冷媒除去用に噴射した冷媒の一部が鋼板に接触して鋼板
を冷却し、終点温度制御にあたっては、この冷却能力を
考慮する必要があり、このため冷却の終点温度には複雑
な制御が必要であった。

【０００８】またこの方法の場合、流下冷媒に対し冷媒
の衝突強度が強すぎる場合には鋼板の振動が発生し、冷
却帯内構造物への接触によるトラブルを引き起こし、弱
すぎる場合には流下冷媒が除去されない等の問題が発生
する。従って流下冷媒の状態に応じた冷媒衝突強度の制
御が必要となるが、前述のように流下冷媒の流動状態は
非常に不安定であることから、このような制御は非常に
複雑で、且つコスト的にも高くなる。

【０００９】本発明は、冷却終点温度の制御性に影響を
与えず、且つ流下冷媒をその状態によらず安定して除去
可能な鋼板の巾方向均一冷却装置及びその方法を提供す
るものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

(1) 本発明の冷却装置は、連続式鋼板熱処理工程内
の、液体を使用した冷却媒体とした垂直パスでの鋼板の
冷却装置において、そのロール軸が前記冷却媒体を吐出
する冷却ノズルから鉛直下方１．２ｍの範囲内に位置す
るように、鋼板と接触する水切りロールを設置したこと
を特徴とする鋼板の巾方向均一冷却装置（以下、冷却装
置Ａと称する）である。

【００１１】(2) また冷却装置Ａにおいて、水切りロ
ールが鋼板に対し垂直方向に移動可能で、且つその移動
量が自在に変更できるように水切りロールを設置したこ
とを特徴とする鋼板の巾方向均一冷却装置（以下、冷却
装置Ｂと称する）である。

【００１２】(3) また冷却装置ＡまたはＢにおいて、
水切りロール２本のそのロール軸を、互いに干渉しない
ように鉛直方向にずらして鋼板を挟んで設置したことを
特徴とする鋼板の巾方向均一冷却装置（以下、冷却装置
Ｃと称する）である。

【００１３】(4) 本発明の冷却方法は、冷却装置Ａ，
ＢまたはＣを用いて、鋼板を４００℃以下まで冷却する
ことを特徴とする鋼板の巾方向均一冷却方法（以下、冷
却方法Ａと称する）である。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。

【００１５】図２に本発明による冷却装置Ａの概略構造
の側面図を示す。鋼板１は冷却ノズル２より液体冷媒３
を吹きつけられ冷却されるが、吹き付け後の冷媒は流下
冷媒４となって鋼板に沿って落下する。この流下冷媒４
は、鋼板１に接触して設置された水切りロール５により
鋼板表面から除去される。

【００１６】流下冷媒４は、流下する過程で鋼板１を冷
却するゆえ、流下距離６をできるだけ小さくすることに
より、流下冷媒４の不安定流動に起因する不均一冷却の
程度を軽減することが可能である。

【００１７】発明者による調査の結果、冷却帯入，出側
の温度差（以下、冷却代と称す）に対しての鋼板巾方向
の最大温度差ΔＴの割合（以下、冷却誤差と称す）と流
下距離６は、図３に示されるような関係にあることが分
かっている（但し流下冷媒の除去率は１００％の場合を
示す）。鋼板材質を造り込む上で、許容冷却誤差は１０
％以下であり、この要請からロールの軸７は冷却ノズル
の鉛直下方１．２ｍの範囲内に位置させる必要がある。

【００１８】図４に本発明による冷却装置Ｂの概略構造
を示す。流下冷媒４は水切りロール５によりほぼ除去可
能であるが、鋼板の通板速度が大きい場合、その一部は
鋼板１と水切りロール５の間隙より漏出し、この漏出冷
媒８もやはり不均一冷却の原因となる。

【００１９】図５に鋼板１と水切りロール５との接触長
さ９と流下冷媒４の漏出率の関係を示す。これにみるよ
うに、接触長さ９を大きくすることで、漏出冷媒８の量
を減らすことが可能であり、均一冷却にとって好ましい
結果が得られる。

【００２０】従って高速で通板する連続式鋼板熱処理工
程においては、図４に示す如く鋼板１に対し水切りロー
ル５が鋼板１の垂直方向に移動可能で、且つその移動量
が自在に変更できるようなロール移動機構１０を設ける
ことで接触長さ９を変更可能とすれば、より均一な冷却
が可能となる。

【００２１】図６に本発明による冷却装置Ｃの概略構造
を示す。冷却ノズル２を鋼板１の両面に配した場合、図
６に示す如く水切りロール５も両面に設置する必要があ
る。この場合、先に述べたように鋼板１に対して水切り
ロール５が垂直方向に移動可能としておき、向かい合う
水切りロール５が干渉しないように、そのロール軸７を
鉛直方向にずらして位置させる必要がある。通常、ロー
ル軸を５０ｍｍ以上ずらせば２つのロールは互いに干渉
しない。

【００２２】なお以上のことは、鋼板熱処理等のいわゆ
る連続焼鈍工程について説明してきたが、本発明が溶融
亜鉛メッキ等、鋼帯の熱処理を伴う設備にも適用可能な
ことは、言うまでもない。

【００２３】また、スプレー冷却やミスト冷却の冷却媒
体として水を用いる場合、遷移沸騰が生じる鋼帯表面温
度は、冷却水温や冷却水量により多少変化するものの、
おおよそ３００〜４００℃となることが本発明に至る研
究の過程において明らかとなった。

【００２４】従って、冷却帯出側の鋼帯温度が４００℃
以下とする処理において本発明の効果が得られる。但
し、多少の温度バラツキでは、問題となる材質バラツキ
や表面疵に至らないため、本発明の効果がより顕著に得
られるのは、冷却帯出側の鋼帯温度が３２０℃以下とす
る処理である。

【００２５】

【実施例】本発明の実施例を、図７の略側面図に示す。

【００２６】板厚１ｍｍ，板幅１２００ｍｍの鋼板１
を、ラインスピード３２０ｍｐｍで通板し、これを垂直
パスにおいて水を鋼板の両面から吹き付けて７００℃か
ら３００℃まで冷却した。

【００２７】この場合、冷却ノズル２は高さ方向に１０
段設置し、直径２００ｍｍの水切りロール５を２本、一
方はその軸７がノズル２の鉛直下方０．５ｍの地点に、
一方はその軸７が０．６ｍの地点に位置するように、各
々のノズル２について設置した。軸７とパスラインの距
離は８０ｍｍとなるよう移動して設置した。

【００２８】この結果、冷却終了時の巾方向温度差が、
図８に示すように５℃以下と極低位にて安定して得られ
た。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、簡
易な手段により、流下冷媒の流下距離をできるだけ小さ
くして、流下冷媒の不安定流動に起因する不均一冷却の
程度の軽減を可能とし、このようにして連続焼鈍工程内
の液体を冷却媒体とした垂直パスでの鋼板冷却を、鋼板
巾および長手方向にて均一化することができ、造り込ま
れる材質の均一化とともに、ストレッチャーストレイン
による表面疵の発生を防止し、製造される鋼板の品質向
上を図り得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】流下冷媒対策をとらなかった場合の冷却帯出側
の板温分布を示す図面である。

【図２】本発明による冷却装置Ａの概略構造を示す側面
図である。

【図３】流下冷媒の流下距離と冷却誤差の関係を示す図
面である。

【図４】本発明による冷却装置Ｂの概略構造を示す側面
図である。

【図５】水切りロールへの鋼板の接触長さと、流下冷媒
の漏出率の関係を示す図面である。

【図６】本発明による冷却装置Ｃの概略構造を示す側面
図である。

【図７】本発明の実施例を示す略側面図である。

【図８】本発明の実施例に示される条件で冷却した際
の、冷却帯出側の板温分布を示す図面である。

【符号の説明】

１ 鋼板 ２ 冷却ノズル ３ 液体冷媒 ４ 流下冷媒 ５ 水切りロール ６ 流下距離 ７ ロール軸 ８ 漏出冷媒 ９ 接触長さ １０ ロール移動機構 １１ パスライン

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続式鋼板熱処理工程内の、液体を使用
   した冷却媒体とした垂直パスでの鋼板の冷却装置におい
   て、そのロール軸が前記冷却媒体を吐出する冷却ノズル
   から鉛直下方１．２ｍの範囲内に位置するように、鋼板
   と接触する水切りロールを設置したことを特徴とする鋼
   板の巾方向均一冷却装置。
2. 【請求項２】 水切りロールが鋼板に対し垂直方向に移
   動可能で、且つその移動量が自在に変更できるように水
   切りロールを設置したことを特徴とする請求項１記載の
   鋼板の巾方向均一冷却装置。
3. 【請求項３】 水切りロール２本のそのロール軸を、互
   いに干渉しないように鉛直方向にずらして鋼板を挟んで
   設置したことを特徴とする請求項１又は２記載の鋼板の
   巾方向均一冷却装置。
4. 【請求項４】 請求項１，２又は３記載の鋼板の巾方向
   均一冷却装置を用いて、鋼板を４００℃以下まで冷却す
   ることを特徴とする鋼板の巾方向均一冷却方法。