JPH11172401A - 帯材の冷却方法及び装置 - Google Patents

帯材の冷却方法及び装置

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JPH11172401A
JPH11172401A JP9335235A JP33523597A JPH11172401A JP H11172401 A JPH11172401 A JP H11172401A JP 9335235 A JP9335235 A JP 9335235A JP 33523597 A JP33523597 A JP 33523597A JP H11172401 A JPH11172401 A JP H11172401A
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strip
water
cooling
low
temperature
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JP9335235A
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English (en)
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Naohiko Matsuda
直彦 松田
Takanori Nagai
孝典 永井
Saiei Ri
載 榮 李
Sosho Ri
奏 昇 李
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Posco Holdings Inc
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Pohang Iron and Steel Co Ltd
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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 加熱した帯鋼を温度の不均一部が生じないよ
うに冷却する。 【解決手段】 走行する帯鋼５０の移動方向に沿って、
高水量ミスト冷却装置１０と低水量ミスト冷却装置２０
を配し、高水量ミスト冷却装置１０により高水量ミスト
１６を帯鋼５０の表面に噴霧して冷却し、次いで低水量
ミスト冷却装置２０により低水量ミスト２６を帯鋼５０
の表面に噴霧して冷却し、遷移沸騰を起こす温度を低下
させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高温の帯材を２段
階に冷却する方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】高温の帯材を冷却する装置を備えた設備
の一例として、溶融亜鉛めっき装置を図３に示す。この
装置は、溶融亜鉛めっき槽６０、加熱器７１、均熱器７
２及び冷却装置としてのミスト冷却装置８０とからなっ
ている。
【０００３】上記装置においては、溶融亜鉛めっき槽６
０によって帯鋼５０に亜鉛めっきして鉛直方向に上昇さ
せ、加熱器７１によって加熱して亜鉛と鋼とを合金化
し、均熱器７２によって帯鋼５０の全幅にわたって均熱
化する。冷却帯Ｃを走行するこの帯鋼５０を、ミスト冷
却装置８０によって５２０°Ｃ→２００°Ｃに冷却し、
デフレクタロール９０によって水平方向に搬送する。
【０００４】ミスト冷却装置８０は、帯鋼５０の板幅方
向に沿って多数のノズル穴が穿設された給水管８２と、
この給水管８２に二重管式に内装され、かつ板幅方向に
沿って多数のノズル穴が穿設された給気管８３とを上下
方向に列設してなるミスト噴霧器８１を、上昇する帯鋼
５０の両面に対向するように配置して構成されている。
【０００５】ミスト冷却装置８０は、給気管８３のノズ
ルからの空気８５の噴射によって給水管８２内の水８４
とでミスト８６を生成し、帯鋼５０の表面に噴霧して冷
却する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来、上記ミスト冷却
装置８０では、冷却帯Ｃの全域にわたって水量密度が一
定のミスト６８を帯鋼５０の両面に噴霧して冷却してい
た。ところが、帯鋼５０の温度が約３５０°Ｃ以下にお
ける冷却帯（冷却帯Ｃの上方部分）では、帯鋼５０の表
面上に付着したミスト８６が遷移沸騰を生じ、この帯鋼
５０を急速冷却する。
【０００７】従って、帯鋼５０の温度分布の不均一が発
生しやすく、変形して板形状不良が発生する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する第一
の発明に係る構成は、走行移動する帯材を高温冷却帯
域、低温冷却帯域の順に通し、それぞれ高温冷却帯域で
は高水量気水混合体によって、また低温冷却帯域では低
水量気水混合体によって、前記帯材を２段階で冷却し、
遷移沸騰を起こす温度を低下させることを特徴とする帯
材の冷却方法に存する。
【０００９】この帯材の冷却方法によれば、帯材を、高
温冷却帯域においては高水量気水混合体により冷却し、
低温冷却帯域においては低水量気水混合体により冷却す
るというように、２段階に冷却することにより遷移沸騰
を起こす温度を低下させることができる。
【００１０】上記課題を解決する第二の発明に係る構成
は、帯材を冷却する装置であって、冷却帯域として高温
冷却帯域と低温冷却帯域を設定し、前記高温冷却帯域で
は高水量気水混合体により前記帯材を冷却し、前記低温
冷却帯域では低水量気水混合体により前記帯材を冷却す
ることを特徴とするものである。
【００１１】この帯材の冷却装置によれば、帯材を、高
温冷却帯域においては高水量気水混合体により冷却し、
低温冷却帯域においては低水量気水混合体により冷却す
る。このように２段階に冷却することにより遷移沸騰を
起こす温度を低下させることができる。
【００１２】上記課題を解決する第三の発明に係る構成
は、走行移動する帯材を冷却する装置であって、前記帯
材の走行移動する方向に沿って高温冷却帯域と低温冷却
帯域を設定し、前記高温冷却帯域に高水量気水混合体冷
却装置を設置し、前記低温冷却帯域に低水量気水混合体
冷却装置を設置したことを特徴とする。
【００１３】この帯材の冷却装置によれば、高温冷却帯
域における高水量気水混合体冷却装置により高水量気水
混合体を帯材の表面に吹き付けて冷却し、低温冷却帯域
における低水量気水混合体冷却装置により低水量気水混
合体を帯材の表面に吹き付けて冷却する。このように２
段階に冷却することにより遷移沸騰を起こす温度を低下
させることができる。
【００１４】上記課題を解決する第四の発明に係る構成
は、上記第二の発明に係る冷却装置において、前記高水
量気水混合体冷却装置が高水量ミストを前記帯材の両面
に噴霧するものであり、前記低水量気水混合体冷却装置
が低水量ミストを前記帯材の両面に噴霧するものである
ことを特徴とするものである。
【００１５】この帯材の冷却装置によれば、高温冷却帯
域における高水量気水混合体冷却装置により高水量気水
ミストを帯材の表面に吹き付けて冷却し、低温冷却帯域
における低水量気水混合体冷却装置により低水量気水ミ
ストを帯材の表面に吹き付けて冷却する。このように２
段階に冷却することにより遷移沸騰を起こす温度を低下
させることができる。
【００１６】上記課題を解決する第五の発明に係る構成
は、上記第二の発明に係る冷却装置において、前記高水
量気水混合体冷却装置が、前記帯材の板幅方向に延び、
前記帯材の面に対向して多数のノズル穴が穿設され、か
つ高水量が供給される給水管と、この給水管に内装さ
れ、前記帯材の板幅方向に多数のノズル穴が穿設された
給気管とからなる噴霧管を多数上下方向に配置してな
り、前記低水量気水混合体冷却装置が、前記帯材の板幅
方向に延び、前記帯材の面に対向して多数のノズル穴が
穿設され、かつ低水量が供給される給水管と、この給水
管に内装され、前記帯材の板幅方向に多数のノズル穴が
穿設された給気管とからなる噴霧管を多数上下方向に配
置してなることを特徴とするものである。
【００１７】この帯材の冷却装置によれば、高水量気水
混合体冷却装置における給気管からの空気の噴射によっ
て給水管内の水が高水量ミストとなって帯材の表面に噴
霧されて帯材の冷却がなされ、次いで、低水量気水混合
体冷却装置における給気管からの空気の噴射によって給
水管内の水が低水量ミストとなって帯材の表面に噴霧さ
れて帯材の冷却がなされる。このように２段階に冷却す
ることにより遷移沸騰を起こす温度を低下させることが
できる。
【００１８】上記の発明は、例えば、溶融亜鉛めっき設
備における冷却装置として実施される。つまり、溶融亜
鉛めっきを施され、加熱器、均熱器を経た後の帯鋼の冷
却に適用されるのである。
【００１９】このような溶融亜鉛めっき設備における冷
却装置として適用した場合には、溶融亜鉛めっきが施さ
れた帯鋼が、高温冷却帯域において高水量気水混合体
（高水量ミスト) により冷却され、低温冷却帯域では低
水量気水混合体（低水量ミスト) により冷却される。２
段階に冷却することにより遷移沸騰を起こす温度は下が
り、帯鋼が急速に冷却されることがなくなって、温度分
布が均一化される。よって、熱変形による板形状不良が
発生しなくなる。
【００２０】
【発明の実施の形態】図１には実施の一形態に係る冷却
装置の概略側面を示す。この形態は、本発明を溶融亜鉛
めっきを施された帯鋼の冷却に適用したものである。図
１において、６０は溶融亜鉛めっき槽であり、溶融亜鉛
６１が貯留されている。溶融亜鉛めっき槽６０の中に
は、帯鋼５０を巻き掛けるためのデフレクタロール６２
が配置されている。
【００２１】溶融亜鉛めっき槽６０の上方には加熱器７
１が設置され、加熱器７１の上方には均熱器７２が設置
される。
【００２２】均熱器７２の上方に、冷却帯域が設定され
ている。この冷却帯域は、高温冷却帯Ａとその下流側(
上方側) の低温冷却帯Ｂとからなっている。高温冷却帯
Ａには、高水量気水混合体冷却装置として高水量ミスト
冷却装置１０が設置され、低温冷却帯Ｂには、低水量気
水混合体冷却装置として低水量ミスト冷却装置２０が設
置されている。
【００２３】高水量ミスト冷却装置１０は、帯鋼５０の
移動経路を挟んでその両側にそれぞれ配置した高水量ミ
スト噴霧器１１からなっている。高水量ミスト噴霧器１
１の内部には、帯鋼５０の板幅方向に多数のノズル穴を
穿設した給水管１２が上下方向に多数列設されており、
各給水管１２には、板幅方向に多数のノズル穴を穿設し
た給気管１３が二重管式に内装されている。給水管１２
には、図示されていない給水源に接続されている。給気
管１３には、図示されていない空気供給源が接続されて
いる。
【００２４】低水量ミスト冷却装置２０は、帯鋼５０の
移動経路を挟んでその両側にそれぞれ配置した高水量ミ
スト噴霧器２１からなっている。低水量ミスト噴霧器２
１の内部には、帯鋼５０の板幅方向に多数のノズル穴を
穿設した給水管２２が上下方向に多数列設されており、
各給水管２２には、板幅方向に多数のノズル穴を穿設し
た給気管２３が二重管式に内装されている。給水管２２
には、図示されていない給水源に接続されている。給気
管２３には、図示されていない空気供給源が接続されて
いる。
【００２５】低水量ミスト冷却装置２０の出側（上側）
には、帯鋼５０を導くためのデフレクタロール９０が設
置されている。
【００２６】帯鋼５０は溶融亜鉛めっき槽６０内の溶融
亜鉛中を通されることにより溶融亜鉛めっきが施され
る。溶融亜鉛めっきが施された帯鋼５０は鉛直上方に移
動され、加熱器７１に通される。加熱器７１において加
熱されることにより、亜鉛と鋼とが合金化される。次い
で、帯鋼５０は均熱器７２に導かれ、全幅にわたって均
熱化される。
【００２７】均熱器７２を経た帯鋼５０は高温冷却帯Ａ
における高水量ミスト冷却装置１０に入り、ここで高水
量ミスト噴霧器１１によって高水量ミスト１６が帯鋼５
０の表面に噴霧される。つまり、給水管１２に高水量の
水２４が供給される一方、給気管１３に圧縮空気２５が
供給され、給気管１３のノズル穴から空気が噴出される
ことによって給水管１２内の水２４が高水量ミスト１６
となって給水管１２のノズル穴から帯鋼５０の表面に噴
霧されるのである。この高水量ミスト１６によって、帯
鋼５０は５２０°Ｃから３５０°Ｃに冷却される。
【００２８】高水量ミスト冷却装置１０を出た帯鋼５０
は、低温冷却帯Ｂに設けられた低水量ミスト冷却装置２
０に入り、ここで低水量ミスト噴霧器２１によって低水
量ミスト２６が帯鋼５０の表面に噴霧される。つまり、
給水管２２に低水量の水２４が供給される一方、給気管
２３に圧縮空気２５が供給され、給気管２３のノズル穴
から空気２５が噴出されることによって給水管２２内の
水２４が低水量ミスト２６となって給水管２２のノズル
穴から帯鋼５０の表面に噴霧されるのである。この低水
量ミスト２６によって、帯鋼５０は３５０°Ｃから２０
０°Ｃに冷却される。このように、２段階に冷却するこ
とにより遷移沸騰温度が２００°Ｃ以下に低下させるこ
とができる。
【００２９】低水量ミスト冷却装置２０を出た帯鋼５０
はデフレクタロール９０によって水平方向に搬送され
る。
【００３０】図２には、帯鋼５０の温度と水供給量の変
化による帯鋼５０の冷却速度の実験結果を示す。給水管
の１ノズル当たりの空気供給量は、０．３Ｎｍ／ｍｉｎ
と一定にし、気水比を１５００、３０００、３６００、
４２００、５０００と変えて帯鋼５０の温度変化におけ
る冷却速度を計測したものである。
【００３１】この実験結果によって、表１に示すよう
に、最良の水供給量を、高温冷却帯Ａでは気水比１５０
０、低温冷却帯Ｂでは気水比５０００と決定した。
【００３２】
【表１】
【００３３】なお、本実施の形態における気水混合体と
しては、高水量ミスト１６及び低水量ミスト２６の代わ
りに、水粒度が小さいフォグを使用することもできる。
つまり、「ミスト」は水粒度が小さいフォグも意味す
る。
【００３４】本実施の形態では、高温冷却帯Ａを走行す
る帯鋼５０を気水混合体としての高水量ミスト１６によ
って５２０°Ｃから３００°Ｃに冷却し、低温冷却帯Ｂ
を走行する帯鋼５０を低水量ミスト２６によって３００
°Ｃから２００°Ｃに冷却することにより、低冷却帯を
走行する帯鋼５０に噴霧したミスト２６中の水が帯鋼５
０の表面上で遷移沸騰を起こす帯鋼温度を２００°Ｃま
で低下することができる。従って、帯鋼５０の温度分布
を均一にすることが可能になり、その板形状不良の発生
を防止することができる。
【００３５】上述の実施の形態は、本発明を溶融亜鉛め
っき後の帯鋼の冷却に適用したものであるが、本発明は
これに限らず、高温の帯材の冷却一般に適用できる。
【００３６】
【発明の効果】第一の発明に係る帯材の冷却方法によれ
ば、走行移動する帯材を高温冷却帯域、低温冷却帯域の
順に通し、それぞれ高温冷却帯域では高水量気水混合体
によって、また低温冷却帯域では低水量気水混合体によ
って、前記帯材を２段階で冷却し、遷移沸騰を起こす温
度を低下させるようにしたので、遷移沸騰を起こす温度
を低下させることができ、帯材板形状不良の発生を防止
することができる。
【００３７】第二の発明に係る帯材の冷却装置によれ
ば、冷却帯域として高温冷却帯域と低温冷却帯域を設定
し、前記高温冷却帯域では高水量気水混合体により前記
帯材を冷却し、前記低温冷却帯域では低水量気水混合体
により前記帯材を冷却するというように、帯材を２段階
に冷却するようにしたので、遷移沸騰を起こす温度を低
下させることができ、よって、帯材の温度分布を均一に
することができ、帯材板形状不良の発生を防止すること
ができる。
【００３８】第三の発明に係る帯材の冷却装置によれ
ば、走行移動する帯材の走行移動方向に沿って高温冷却
帯域と低温冷却帯域を設定し、前記高温冷却帯域に高水
量気水混合体冷却装置を設置し、前記低温冷却帯域に低
水量気水混合体冷却装置を設置して、帯材を２段階に冷
却するようにしたので、遷移沸騰を起こす温度を低下さ
せることができ、よって、帯材の温度分布を均一にする
ことができ、帯材板形状不良の発生を防止することがで
きる。
【００３９】第四の発明に係る帯材の冷却装置によれ
ば、前記高水量気水混合体冷却装置を、高水量ミストを
前記帯材の両面に噴霧するものとし、前記低水量気水混
合体冷却装置を、低水量ミストを前記帯材の両面に噴霧
するものとし、帯材を２段階に冷却するようにしたの
で、遷移沸騰を起こす温度を低下させることができ、よ
って、帯材の温度分布を均一にすることができ、帯材板
形状不良の発生を防止することができる。
【００４０】第五の発明に係る帯材の冷却装置によれ
ば、前記高水量気水混合体冷却装置を、前記帯材の板幅
方向に延び、前記帯材の面に対向して多数のノズル穴が
穿設され、かつ高水量が供給される給水管と、この給水
管に内装され、前記帯材の板幅方向に多数のノズル穴が
穿設された給気管とからなる噴霧管を多数上下方向に配
置してなるものとし、前記低水量気水混合体冷却装置
を、前記帯材の板幅方向に延び、前記帯材の面に対向し
て多数のノズル穴が穿設され、かつ低水量が供給される
給水管と、この給水管に内装され、前記帯材の板幅方向
に多数のノズル穴が穿設された給気管とからなる噴霧管
を多数上下方向に配置してなるものとして、帯材を２段
階に冷却するようにしたので、遷移沸騰を起こす温度を
下げることができ、よって、帯材の温度分布を均一にす
ることができ、帯材板形状不良の発生を防止することが
できる。
【００４１】本願に係る帯材の冷却装置を溶融亜鉛めっ
き装置の冷却装置に適用した場合には、溶融亜鉛めっき
が施された帯鋼を、高温冷却帯域においては高水量気水
混合体( 高水量ミスト) により冷却し、低温冷却帯域に
おいては低水量気水混合体(低水量ミスト) により冷却
する。このように２段階に冷却することにより、遷移沸
騰を起こす温度を低下させることができる。その結果、
溶融亜鉛めっき後の帯鋼の温度分布に不均一部分を生じ
させることなくなり、温度分布の不均一に起因する帯鋼
の変形等が生じなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係る帯材の冷却装置の
を備えた溶融亜鉛めっき装置の概略側面図である。
【図２】帯鋼の温度とミストの水供給量とにおける、帯
鋼冷却速度を示す線図である。
【図３】従来の溶融亜鉛めっき装置の概略側面図であ
る。
【符号の説明】
１０ 高水量ミスト冷却装置 １１ 高水量ミスト噴霧器 １２ 給水管 １３ 給気管 １６ 高水量ミスト ２０ 低水量ミスト冷却装置 ２１ 低水量ミスト噴霧器 ２２ 給水管 ２３ 給気管 ２４ 水 ２５ 空気 ２６ 低水量ミスト ５０ 帯鋼 ６０ 溶融亜鉛めっき槽 ７１ 加熱器 ７２ 均熱器 ９０ デフレクタロール Ａ 高温冷却帯 Ｂ 低温冷却帯
フロントページの続き (72)発明者 李 載 榮 東京都中央区銀座五丁目11番14号 浦項綜 合製鐵株式會社東京研究所内 (72)発明者 李 奏 昇 大韓民国 全南光陽市金湖洞700 浦項綜 合製鐵株式會社光陽製鐵所冷延部内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 走行移動する帯材を高温冷却帯域、低温
    冷却帯域の順に通し、それぞれ高温冷却帯域では高水量
    気水混合体によって、また低温冷却帯域では低水量気水
    混合体によって、前記帯材を２段階で冷却し、遷移沸騰
    を起こす温度を低下させることを特徴とする帯材の冷却
    方法。
  2. 【請求項２】 帯材を冷却する装置であって、 冷却帯域として高温冷却帯域と低温冷却帯域を設定し、 前記高温冷却帯域では高水量気水混合体により前記帯材
    を冷却し、 前記低温冷却帯域では低水量気水混合体により前記帯材
    を冷却することを特徴とする帯材の冷却装置。
  3. 【請求項３】 走行移動する帯材を冷却する装置であっ
    て、 前記帯材の走行移動する方向に沿って高温冷却帯域と低
    温冷却帯域を設定し、 前記高温冷却帯域に高水量気水混合体冷却装置を設置
    し、 前記低温冷却帯域に低水量気水混合体冷却装置を設置し
    たことを特徴とする帯材の冷却装置。
  4. 【請求項４】 前記高水量気水混合体冷却装置は、高水
    量ミストを前記帯材の両面に噴霧するものであり、前記
    低水量気水混合体冷却装置は、低水量ミストを前記帯材
    の両面に噴霧するものであることを特徴とする請求項２
    に記載の帯材の冷却装置。
  5. 【請求項５】 前記高水量気水混合体冷却装置は、前記
    帯材の板幅方向に延び、前記帯材の面に対向して多数の
    ノズル穴が穿設され、かつ高水量が供給される給水管
    と、この給水管に内装され、前記帯材の板幅方向に多数
    のノズル穴が穿設された給気管とからなる噴霧管を多数
    上下方向に配置してなり、 前記低水量気水混合体冷却装置は、前記帯材の板幅方向
    に延び、前記帯材の面に対向して多数のノズル穴が穿設
    され、かつ低水量が供給される給水管と、この給水管に
    内装され、前記帯材の板幅方向に多数のノズル穴が穿設
    された給気管とからなる噴霧管を多数上下方向に配置し
    てなることを特徴とする請求項２に記載の帯材の冷却装
    置。
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