JPS5818977B2 - 帯状金属材料の連続熱処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は帯状の金属材料の連続焼鈍等における加熱、冷
却及び搬送に係る一連の装置の改良に関するものであり
、特に冷却水による冷却の後、該帯状金属材料を効果的
に乾燥工程に移行せしめて乾燥し得るようにしたもので
ある。

また、かかる金属材料の有効な乾燥と共に、薄肉の金属
帯状材料に対し、熱処理炉から出た後の水冷冷却におい
ｉて、水中にあるディップロール上のスリップ乃至は蛇
行等の現象を防止して、高速運転を可能にし得る構造も
明らかにするものである。

帯状の金属材料を走行せしめつつ、連続的に焼鈍等の熱
処理を行なう従来装置としては、例えば、１第１〜４図
に示されるよらなものが知られている。

そして、そこにおいては、帯状材料１はある張力を与え
られた状態で送り装置２，３によって、方向変換ロール
４，５に導かれて、炉殻６、耐火断熱材料７からなる加
熱炉内のジェット方式の加熱；装置８によって急速加熱
されるようになっている。

この場合帯状材料１は炉の入口において炉をシールする
シールロール９０間を通り、加熱炉から次の冷却室１０
に入り、その中でジェット式冷却装置１１によって冷却
され、大気を遮断するスロート１２を通って冷却水槽１
５に入る。

炉殻６の上部には煙突１３、排気ダンパ１４が設けられ
、それらによって排気が調整された状態で所定の加熱が
行われるようになっている。

また、冷却水槽１５は、第３図に示されるように、ディ
ップロール１６を内蔵し、冷却水を供給パイプ１７によ
って調節弁１８の制御の下に供給し、そして排水パイプ
１９から昇温した水を排出する。

帯状材料１は水槽内から乾燥装置２０を経て、送り方向
変換ロール２１に導かれる。

ところで、ディップロール１６は、第４図に示されるよ
うに、表面にゴムライニング２２を施したロール形鉄心
２３の回転によって槽内の冷却水２４を介して帯状材料
１を冷却するが、ティップロール１６と帯状材料１との
間の冷却水２４ａは惣ち昇温して粘性が低下する結果、
帯状材料１のスリップ、蛇行等の原因となる。

また、ディップロール１６はゴムライニング２２を施し
てもその表面に溝などを付ければ帯状材料１にしわや変
形を残す。

すなわち、従来にあっては、帯状材料１の温度は加熱帯
８Ｖｃおいて７００〜７５０℃まで急速に加熱され、つ
いでジェット式冷却帯１１に入り、約１７０乃至１８５
°Ｃまで急冷された後、スロート１２を通って水冷槽１
５に入るが、そこでの冷却の過程は、第１図に示される
ように、例えば１７５℃で水槽内に入った帯状材料１は
ディップロール△の巻き付き始めが約１２０℃、それか
ら離れるときの温度が約８０℃、出るときの温度が約６
０℃となる。

但し第３図の供給パイプ１７から供給される冷却水２４
の温度は２０℃、出口排水パイプ１９から出る排出水の
温度は約４０〜４５℃である。

冷却水槽１５内の平均水温は約３０℃である。

この状態において、ティップロール１６の表面と帯状材
料１０間に入った冷却水は後者と同じ温度まで加熱され
、約１００℃になる。

この時の水の粘性係数は０．２９ｘ１０ ４Ｂ２ｙ・Ｓ
／ｒｒｉ’となる。

２０℃の粘性係数は１．０２９Ｘ１０ ’ Ｋ’ｉ
・Ｓ／ｍ２であるから約１／３に低下することになる（
第９図参照）。

従って帯状材料はディップロールの表面では極めて滑り
易い状態になっており、これが原因でスリップや蛇行が
起り。

高速運転が困難である問題を内在しているのである。

また、冷却水槽１５から取り出された帯状材料１には、
その表面に冷却水が付着しているので、直ちに乾燥操作
が施されることとなるが、該帯状材料１は該冷却水槽１
５内における充分な走行によって充分な冷却を受けてい
るので、これを再び加熱して水を蒸発せしめることによ
り乾燥するには、相当の時間と大きな乾燥装置が必要で
あったのである。

特に、ディップロール１６と帯状材料１との間のスリッ
プ、蛇行等の問題を解消しようとして、該ディップロー
ル１６周辺の冷却水の温度が低下せしめられ、そして帯
状材料１の温度が低下される場合には、かかる乾燥時間
の増加、乾燥装置（能力）の大型化は、一層重犬な問題
となり、これが高速運転による帯状材料１の高速連続熱
処理によってその生産性を高めようとすることに大きな
悪影響をもたらしているのである。

ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景にして為さ
れたものであって、その要旨とするところは、冷却水槽
から取り出される直前の帯状材料に対して、温水乃至は
熱水が噴射されるようにして該帯状材料が予備加熱せし
められた後、乾燥工程に導かれるようにしたものであっ
て、これにより乾燥時間の短縮、熱の節約を図り、ひい
ては高速運転における乾燥工程での諸問題の解消を図っ
たものである。

以下、本発明の詳細を、その一実施例を示す第５図及び
第６図に基づいて説明する。

これらの図に示された本発明装置は、第１図に示したも
のと同様な構成を採用しているが、冷却水槽において特
異な構造を有している。

即ち、第６図から明らかなように、本発明に従う冷却水
槽２５内においては温水乃至は熱水を噴射せしめる加熱
噴射ノズル３２の複数個が、走行せしめられる帯状材料
１の両側に位置するように、設けられており、該ノズル
３２から噴射される温水乃至は熱水によって、該冷却水
槽２５から取り出される直前の帯状材料１が予備加熱さ
れるようになっているのである 従って、かかる冷却水槽２５から取り出された帯状材料
１は、該冷却水槽２５内にて冷却せしめられた後に予備
加熱されているため、直ちに乾燥装置２０に導かれても
、該帯状材料１０表面から付着水が容易に蒸発、除去せ
しめられ得て、その乾燥時間が効果的に短縮され得るこ
ととなるのであり、またかかる乾燥装置２０における熱
の節約ともなるのである。

しかも、この乾燥時間の短縮により、乾燥装置２００犬
型化が避けられ得、ひいては高速運転における乾燥上の
問題も悉く解消され得ることとなったのである。

また、このような特徴を有する冷却水槽２５には更に次
のような工夫も加えられている。

即ち、冷却水槽２５を仕切板２６によって上下２室（２
５ａ、２５ｂ）に分割し、（２室以上ナラハ更に有効）
上部と下部の冷却水２８．２９に温度差を与え得るよう
にし、第８図に示すように少くとも帯状材料がディップ
ロール（この場合２つあるので第一のロール）に接し始
める温度を、スリツブの起り難い粘性０．５７ Ｘ １
０ ’ Ｋｊｉｉ’−３／ｍ’以下を示す水温５０℃
以下に保つようにしているのである。

なお、本実施例の２個のディップロール３０．３１を経
て帯状材料を冷却させるときは、第２のディップロール
を離れるときの帯状材料の温度が３６℃、下部水槽２５
ａを出るときの温度が最低で３２℃になる。

それから上部水槽２５ｂに入るにつれて再び温度が上昇
する（上部水槽の温度は下部室の排水口３３によっても
調整できる上下槽の仕切板２６（一般的には適当な区分
手段には帯状材料が出入するに足る僅かの間隙２６ａの
スリットが設けられているだけであり、比較的熱を多く
受けた水は下部から上方にこのスリットを経て対流する
し、下部は常に新しい冷水（２０℃）が供給されるので
、従来装置に比して格段に低い温度まで冷却される。

殊に下部水槽内において底部に近い所を帯状材料が通過
し得るように２個（２個以上でもよい）゛のディップロ
ール３０゜３１を設けたことも帯状材料とディップロー
ルの間に入る冷却水の温度、即ち粘性係数を低く保つ上
において大きな貢献をなしている。

勿論各ディップロールには帯状材料の自動センタリング
装置（公知。

図示せず）を付設しであるが、上記の粘性係数の低下が
帯状材料のスリップおよび蛇行を大巾に減少させるので
ある。

第８図に示すようにディップロールに接触しているとき
の温度が５０℃以下に保たれれば水の粘性値からみてス
リップや蛇行は全く問題がない。

本発明では、まだ、かかる構成に加えて更に上部冷却槽
において、そこにスロードロから入って来る帯状材料１
に対して、噴射ノズル２７から冷却水（２０℃）を供給
することによって未だ相当高い温度（１７５℃）にある
帯状材料を急速に冷却する装置を加えるが、これまた極
めて有効である。

なお、第６図に示すようにディップロール２本をある間
隔をあけて設け、それに帯状材料を案内させることはス
リップ防止上に大きな効果があることが判明しているが
、その理由は（１）前述の帯状材料を最も水温の低い槽
底附近に導き得ること、（２）ディップロールと帯状材
料との接触角が少さくなり（９０°以下）両者の間に挾
まれる水が昇温しにくいこと、および（３）センタリン
グ装置による蛇行修正が下記の理由によって、容易にな
ることである。

即ち、先ず第１にストリップのセンタリング装置に修正
な行う場合、ディップロールが１本であればストリップ
は、ロール５（またはシールロール９）とディップロー
ル１６の間で捩られることになるが、スｋ リップは炉
内にあって高温状態にあるため、変形し易く蛇行修正の
効果が少なく寧るしわが発生し易い。

これに対してディップロール３０．３１の如く２本あれ
ば、ストリップは低温状態にあって強度も高いので少し
の捩れ遭蛇行が修正できる。

第２には前記のディップロール１６が１本の場合はトッ
プのロール５まだは９との距離が太きいため、−・定の
捩れ角に対しても修正効果が少ない。

これに対し２本のディップロール３０．３１の距離は前
記１本の場合に比して距離が近く選定され得るので、一
定の蛇行修正に要するロールの変位距離（角度）が少な
くてすみ、効果が大きい。

冷却水中で修正が行えるのでストリップの変形、しわの
発生が少ない またディップロール３０．３１の表面にゴムライニング
を施し、ロールの中心に向う小孔を適宜明けることは接
触抵抗を増加する上からも両者の間に入った冷却水を逃
がす上にも効果がある。

このように、本発明にあっては、種々なる特徴的構成を
追加して、それに応じた優れた効果を達成せしめること
が可能であるが、その基本とするところは、あくまでも
上部水槽（冷却水槽）内においてそれから脱出する直前
の帯状材料１を加熱噴射ノズル３２によって加熱するこ
とにある。

そして、この加熱は、例えば上側にあっては丁度温度の
高い上部槽において行うのであるから極めて容易であり
、しかもその効果としては上部槽２５ｂを出だ帯状材料
は直ちに乾燥工程て入る必要があるので、予備加熱を受
ける状態になるこの手段は乾燥時間の短縮および熱の節
約という大きな効果を生じる効果となるのである。

丈も、この冷却水槽２５の深さが充分あり、該冷却水槽
２５の上部で本発明に従ってノズル３２から温水乃至は
熱水を噴射せしめても、該冷却水槽２５内において前記
加熱炉（６，７，８）から冷却室１０を通じて導かれた
帯状材料１が所定の温度まで充分に冷却され得るのであ
れば、上側の如き仕切り板２６等の仕切り手段を設ける
必要はない。

しかし、冷却水槽２５の深さを浅くすることが出来、し
かもディップロール３０．３１におけるスリップ、蛇行
などを避け、また帯状材料１から除去した熱を乾燥に有
効に利用するためには、上側の如き仕切り手段を設ける
ことが、最も推奨さ４るのである。

以上要約するに、本発明においては、焼鈍等熱処理を受
けた帯状材料が必要な加熱温度から速やかに急冷され、
そして冷却の終期には再加熱されることにより、極めて
効果的な乾燥が行なわれ得ることとなるのであり、また
ディップロールとの間のスリップ、蛇行等を伴なうこと
なく高速搬送が可能とされ得、しかもしわ、キズ等の発
生を伴なわないようにすることも可能と為し得ることで
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の垂直断面図である。 第２図は第１図の■−■断面図である。 第３図は第１図のＡ部拡大図である。 第４図は第３図要部の拡大図である 第５図は本発明の
一実施例における要部の垂直断面図である。 第６図は第５図Ｂ部の拡大図である。 第７図は従来装置における帯状材料の水槽通過中の冷却
曲線を示す図である。 第８図は本発明における第７図に相当する図である。 第９図は水の温度対粘性係数の関係を示すグラフである
。 １：帯状材料、２，３：送り装置、４，５二方向変換ロ
ール、６：炉殻、７：断熱材料、８ニジ工ツト式加熱装
置、９：シールロール、１０：冷却室、１１ニジ工ツト
式冷却装置、１２ニスロート、１３：煙突、１４：ダン
パ、１５：冷却水槽、１６：ディップロール、１１：冷
水供給パイプ、１８：調整弁、１９：排水パイプ、２０
：乾燥装置、２１：方向変換ロール、２２：ゴムライニ
ング、２３：ロール形鉄心、２４：冷却水、２５：水槽
、２５ａ：下部水槽、２５ｂ二上部水槽、２６：仕切板
、２７：噴射ノズル、２Ｂ、２９：冷却水、３０，３１
：ディップロール、３２：加熱噴射ノズル、３３：排水
口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 帯状の金属材料を、走行せしめつつ、連続的に熱処
   理した後、冷却水槽内に導き、そこで所定の冷却を施し
   、ついでかかる冷却された金属材料を該冷却水槽から連
   続的に取り出して次の乾燥などの工程に搬送せしめるよ
   うにした装置において、該冷却水槽から取り出される直
   前の前記金属材料に対して温水乃至は熱水を噴射せしめ
   るノズルを、該冷却水槽内に設け、該冷却水槽から取り
   出されるに際してかかる金属材料が前記噴射された温水
   乃至は熱水にて予備加熱を受けた後、乾燥工程に導かれ
   るようにしたことを特徴とする帯状金属材料の連続熱処
   理装置。 ２ 前記冷却水槽を、前記金属材料の通過を許す程度の
   僅かな間隙として設けられたスリットヲ有する仕切り手
   段によって、上部水槽と下部水槽に区画し、該上部水槽
   には前記温水乃至は熱水を噴射せしめるノズルを配置す
   る一方、該下部水槽内に該金属材料を案内して方向変換
   せしめるディップロールを少なくとも１個設け、且つ該
   下部水槽内に冷却水を供給せしめる冷却水供給手段を設
   けた特許請求の範囲第１項記載の装置。