JPS61217530A - 連続熱処理における鋼帯の冷却方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 連続熱処理における銅帯の冷却方法に関して、この明細
書で述べる技術内容は、とくに連続熱処理の最終冷却を
冷却浴中への浸漬処理によって行う場合に、該冷却条件
に工夫を加えることによって、銅帯の表面品質の向上を
図るところにある。

（従来の技術） 従来から連続焼鈍炉や連続熱処理炉における銅帯の最終
冷却は、一般に冷却水槽を用いた浸漬処理によって行わ
れている。

たとえば特公昭５７−１１９３１号公報においては、冷
却水の温度を制御することによって、鋼板の時効性を損
うことなしに急冷を可能ならしめ、併せて排水の保有熱
の有効回収も図った冷却方法が提案されている。また特
公昭５７−１１９３２号および同５７−１１９３３号各
公報にはそれぞれ、冷却水の大幅節減および二次利用を
自損した冷却方法が開示されている。

（発明が解決しようとする問題点） ところで上記した如き従来の冷却方法では、冷却後の鋼
板の表面に、原因不明の汚れが付着する現象がしばしば
見受けられた。かかる汚れは、とくに処理量が多いほど
、または冷却水槽入側における鋼板温度が高いほど発生
し易かった。

従って従来の冷却方法において、かような汚れの発生が
懸念される場合には、処理量を制限するか、または入側
板温を下げて操業することを余儀なくされていた。処理
量を制限することは生産性の低下を招き、−万人側板温
を下げるためには、通常冷却水槽前に設置されている冷
却帯において該冷却帯出側の鋼帯温度を下げる必要があ
ることから、冷却コストの大幅な増加を招（不利があっ
た。

この発明は、上記の問題を有利に解決するもので、生産
性の低下やコストの増大を招くことなしに、調帯の表面
汚れの発生を完全に防止し得る冷却方法を提案すること
を目的とする。

（問題点を解決するための手段） さて発明者らは、上記の問題を解決すべく鋭意研究を重
ねた結果、 ｉ）汚れの付着は、入側鋼帯温度Ｔｓ＋　ライン速度ｖ
×板厚ｄおよび冷却水の温度Ｔｗがいずれも高いほど起
き易い、 ｉｉ）付着物は、冷却水中の汚濁物と一致する、ｉｉｉ
　）汚れは、鋼帯の表面つまりジンクロールに巻きつい
た側の面にのみ発生する、 ことの知見を得た。

そこで発明者らは、上記の知見とくにｉｉｉ　）の点に
着目して、汚れの発生原因を追求した結果、汚れの発生
は、ジンクロールに高温の銅帯が巻付いた場合に、鋼帯
とジンクロールとの間隙の冷却水の水膜が蒸発し、その
ため水膜中の汚濁物が銅帯表面に付着することに起因す
るものであることを突止めたのである。

この発明は、上記の解明成果に立脚するものである。

すなわちこの発明は、連続熱処理ラインの冷却ゾーンを
通過させた銅帯を、ジンクロールをそなえる冷却水槽内
に浸漬して最終冷却するに際し、次式 ここで１＝冷冷却水温浴からジンクロールまでの距離（
ｍ） Ｔｓ：銅帯の入側板温（”Ｃ） Ｔ−：冷却水の温度（°Ｃ） Ｃｐ：銅帯の比熱　（ｋｃａｌ／ｋｇ　・ｔ）■：調帯
の通板速度（ｍ／ｈ） ｄ：鋼帯の板厚（ｍ） α＝＝伝達係数　（ｋｃａｌ／ｍ”　・ｈ　−”Ｃ）ρ
：銅帯の密度（ｋｇ／ｍ３） の関係を満足する条件下に冷却を施すことを特徴とする
連続熱処理における調帯の冷却方法である。

この発明の基礎となった実験結果からまず説明する。

厚みがそれぞれ０．５ｍ、１゜Ｑｍｍおよび１．５酊の
銅帯に熱電対を取付け、２００〜３００℃程度に加熱し
たのち水槽に浸漬して、浸漬冷却における冷却状況につ
いて調査した。

その結果、表１に示したように、調帯の厚みや冷却水温
度に関係なく、平均熱伝達係数αは約５０００ｋｃａｌ
／ｍ”・ｈ・℃であることが判明した。

表１ ところで浸漬冷却における冷却式は次式（１１で表ここ
で１＝冷冷却水温浴からジンクロールへ接するまでの距
離（ｍ） Ｔｓ：鋼帯の入側板温（”Ｃ） Ｔｓ’ニシンクロール接触開始時における鋼帯温度（’
Ｃ） Ｔｗ：冷却水の温度（”Ｃ） Ｃｐ：銅帯の比熱　（ｋｃａｌ／ｋｇ　−’Ｃ）Ｖ：銅
帯の通板速度（ｎ＋／ｈ） ｄ：調帯の板厚（ｍ） α：熱伝達係数　（ｋｃａｌ／ｍ”　−ｈ　・”ｃ）ρ
：銅帯の密度（ｋｇ／ｍ’） この式（１）に、上記の実験から得られたα＝　５００
０（ｋｃａｌ／ｍ”ｈ　”Ｃ）ならびに常数として扱い
得るρ＝７８５０　（ｋｇ／ｍ３）、ｃｐ　＝　０．１
２４　（、銅帯２５０℃から１００℃間の平均比熱、ｋ
ｃａｌ／ｋｇ・℃）を代入し、その他の要因については
、その値を種々に変更して数多くの実験を行い、鋼帯表
面における汚れの発生状況について調査したところ、第
１図に示したとおり、Ｔｓ′が１２０℃を超えると汚れ
が付着することが判明した。

すなわち上記の実験においては、Ｔｓ　＝　２００〜３
００’Ｃ、Ｔｗ　：　７０〜９０℃、（ｖ／６０）　Ｘ
　（ｄ　Ｘ　１０″）　＝　１３５〜３００の範囲で種
々に変化させたが、いずれの場合においてもＴｓ’が１
２０℃を超えると、汚れが発生したのである。

この魚道に言えば、操業条件がいかようであってもＴｓ
’が１２０℃以下であれば、汚れは発生しないわけであ
る。

ここに上掲（１）式において、ＴＳ′≦１２０℃、α＝
５０００　（ｋｃａｌ／ｍ”ｈ’ｃ）、　ｐ　〜７８５
０（ｋｇ／ｍ３）を代入すると次式（２） が得られ、この（２）式のＴｗで整理すると、結局次式
（３）、となり、従ってこの（３）式を満足する条件下
に冷却処理を行えば、汚れの付着は生じないことになる
。

第２図に、上掲（３）式において、Ｃｐ＝０．１２４　
（ｋｃａｌ／ｋｇ”ｃ）、Ｔｗ＝８０　（”Ｃ）と一定
にし、Ｔｓについては１６０゜１８０および２００　　
（”Ｃ）と変化させたときの、汚れの発生阻止条件を、
ｌと（ｖ／６０）　Ｘ　（ｄ　Ｘ　１０３）との関係で
示す。

図中に斜線で示した領域が、各冷却開始温度Ｔｓにおけ
る好適操業条件範囲であり、かかる好適条件下に操業を
行うことにより、汚れの発生は完全に防止されるはずで
ある。

実際、上記の好適範囲で冷却処理を行ったところ、汚れ
の発生は皆無であった。

（作　用） 次にこの発明に従う冷却方法の具体的な実施の態様を、
図面に基づいて説明する。

第３図に、銅帯の入側板温Ｔｓを制御要因とする場合を
図解する。図中番号１は冷却水槽、２はジンクロール、
３は水温計、４は温度制御装置、５は冷却水供給ポンプ
、６は冷却水供給管、７は冷却水の排出口であり、８は
銅帯、９は冷却帯、１０は冷却装置、そして１１は銅帯
の温度検出器、１２は温度制御装置、１３は演算器であ
る。

さてまず冷却水の温度Ｔ−を水温計３によって測定し、
演算器１３に入力する。この演算器１３においては、冷
却水温度Ｔ−の他、上位計算機（図示省略）から入力さ
れる鋼帯の通板速度Ｖおよび板厚ｄ、さらには固定値と
して入力されている冷却水槽浴面からジンクロールまで
の距離（以下単に冷却長という）ｌおよび鋼帯の比熱Ｃ
ｐの値から、前掲（３）弐を用いて調帯の入側板温Ｔｓ
の最大許容値Ｔｓ　ｓ＠１１を算出し、このＴｓ　＃ａ
Ｘを温度制御装置１２に伝送・設定して、冷却装置１０
により、調帯の温度検出器１１で検出される調帯の入側
板温Ｔｓが最大許容値Ｔｓ　Ｉ＋＋ｍＸを超えることが
ないように制御するのである。

かくして操業全期間にわたって（３）式の条件が満足さ
れ、汚れの付着は完全に防止されるのである。

次に第４図に、冷却水温度Ｔｗを制御要因とする場合を
図解する。

この場合は、まず調帯の入側板温Ｔｓを温度検出器１１
によって測定し、演算器１３に入力する。この演算器１
３では、同様にして冷却水温度Ｔｗの最大許容値ＴＷ　
＋ｅａｘを算出し、このＴｗ　１１１１１１１を温度制
御装置４に伝送・設定する。温度制御装置４では、この
設定値Ｔｗ□８と水温計３で測定された冷却水の温度Ｔ
ｗとを照合し、ＴｗがＴｗ□８を超えることがないよう
に冷却水供給ポンプ５を調節するのである。

さらに第５図には、冷却長ｌを制御要因とする場合を図
解する。なお図中番号１４はフレキシブルホース、１５
は駆動モータ、１６は位置検出器、１７は位置制御装置
、１８はホース固定部材、１９は駆動軸であり、該フレ
キシブルホース１４は駆動モータ１５により上下動可能
なしくみになっている。

この場合は、温度検出器１１および１３によって検出さ
れた銅帯の入側板温Ｔｓおよび、冷却水温度Ｔ−をもと
に、演算装置１３において、（３）式の関係を満足する
冷却長ｌの最小許容値１　ｓｉｎを算出し、このｌ　ｍ
＝ｎを位置制御装置１７に出力して、冷却長ｌが１　ｓ
ｉｎを下回らないようにフレキシブルホース１４の位置
を調節するのである。

なお第６図は、冷却水槽を２個そなえる場合の例であっ
て、番号２０が前段水槽、２１が後段水槽、そして２２
が前段水槽温度検出器であり、後段水槽２１の温度は温
度制御装置４によって一定に制御され、この水槽２１か
らオーバーフローにより、前段水槽２０に冷却水は補給
され排出ロアから排出されるしくみになっている。

この場合、前段水槽２０の冷却水温度Ｔｗおよび冷却長
は制御できないが、第３図の場合と同様、前段水槽温度
検出器２２によって検出した冷却水温度Ｔ−の値をもと
に、調帯の入側板温Ｔｓを制御することによって、汚れ
の効果的な防止を図り得る。

（実施例） 第４図に示した制御系を有する設備において、厚さ０．
５〜１．５　”−幅９００〜１４００”（７）調帯を、
冷却水温Ｔ脣＝８０℃、冷却長１　＝１．２　”とする
冷却条件において、 および調帯の冷却水槽入側温度Ｔｓを変化させた場合に
おける汚れ付着状況について調査した。

得られた結果を第７図に示す。汚れ付着の限界は、前記
式（３）において、Ｃｐ＝０．１２４　ｋｃａｌ／ｋｇ
　’Ｃ。

Ｔｗ　＝　８０℃、ｔ’＝１．２″Ｉとして算出した限
界線とよく一致している。

（発明の効果） かくしてこの発明によれば、連続熱処理ラインを経た調
帯の最終的な浸漬水冷処理において、従来懸念された表
面汚れの発生を完全に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、汚れ付着の有無に及ぼすジンクロール接触開
始時における銅帯温度と（ｖ／６０）Ｘ　（ｄＸ　１０
”）との関係を示したグラフ、第２図は、汚れの発生阻
止条件を冷却長ｌと（ｖ／６０）ｘ　（ｄｘｌｏコ）と
の関係で示したグラフ、第３図、第４図、第５図および
第６図はそれぞれ、この発明に従う冷却制御要領の説明
図、第７図は実施例における汚れ付着の発生状況を示し
たグラフである。 １・・−冷却水槽　　　　２−　ジンクロール３−・−
水温計　　　　　４一温度制御装置５−・冷却水供給ポ
ンプ６−・冷却水供給管７・・・冷却水排水口　　８−
調帯 ９−冷却帯　　　　　１０−・冷却装置１１−・−鋼帯
の温度検出器 １２−・一温度制御装置　　１３−・・演算器１４・・
・−フレキシブルホース １５・−・駆動モータ　　　１６−・・位置検出器１７
・−位置制御装置１８−・ホース固定部材１９−駆動軸
　　　　　２０−前段水槽２１・−後段水槽　　　　２
２−・・前段水槽温度検出器第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、連続熱処理ラインの冷却ゾーンを通過させた鋼帯を
   、シンクロールをそなえる冷却水槽内に浸漬して最終冷
   却するに際し、次式、 ｌ≧（ρ・Ｃｐ・ｖ・ｄ／２α）×ｌｎ［（Ｔｓ−Ｔｗ
   ）／（１２０−Ｔｗ）］ここでｌ：冷却水槽浴面からシ
   ンクロールまでの距離（ｍ） Ｔｓ：鋼帯の入側板温（℃） Ｔｗ：冷却水の温度（℃） Ｃｐ：鋼帯の比熱（ｋｃａｌ／ｋｇ・℃） ｖ：鋼帯の通板速度（ｍ／れ） ｄ：鋼帯の板厚（ｍ） α：熱伝達係数（ｋｃａｌ／ｍ＾２・ｈ・℃）ρ：鋼帯
   の密度（ｋｇ／ｍ＾３） の関係を満足する条件下に冷却を施すことを特徴とする
   連続熱処理における鋼帯の冷却方法。