JPS6141723A

JPS6141723A - 金属板の冷却装置

Info

Publication number: JPS6141723A
Application number: JP16106184A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yamazaki; 宏山崎
Original assignee: Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1984-07-31
Filing date: 1984-07-31
Publication date: 1986-02-28

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］本発明は、“加熱炉で加熱されて抽出された金属板を冷
却する、金属板冷却装置に関するものである。

［従来の技術］金属板の強制冷却装置として加熱炉から抽出された金属
板をローラーコンベアーで水平に搬送し、搬送中の金属
板の上下から高圧水を大色に噴射して冷却する装置は良
く知られている。

従来使用されている金属板冷却装置の一例を第５図によ
って説明すると、１は加熱炉であって、この中で加熱し
た金属板を抽出する抽出口ドア−２の下流側には、冷却
装［３が設置されている。冷却装置１３には支持枠４が
あって、この支持枠４には、シリンダー装置ｉ５を介し
て昇降フレーム６が昇降可能に取付けられており、また
下部フレーム７が固定されている。昇降フレーム６の下
側には、多数の上部ローラー８が図示しない軸受によっ
て水平に並ぶように昇降フレーム６に軸支されており、
下部フレーム７の上側には、多数の下部ローラー９が図
示しない軸受によって水平に並ぶように下部フレーム７
に軸支されていて、加熱炉１の抽出口ドアー２を開いて
抽出された金属板１０は、上部ローラー８、下部ローラ
ー９によって第５図の右方に移送されるようになってい
る。

１１は冷却水貯水槽であって、ここに貯水されている冷
却水は、モーター１２で駆動されるポンプ１３によって
吸引され、弁１４、濾過器１５、管１６を通ってメイン
ヘッダー１７に供給されるようになっている。メインヘ
ッダー１７に供給された冷加水は、仕切弁１８を通り、
次に説明する経路で金属板１０の上下から金属板１０に
向けて噴射されるようになっている。

仕切弁１８を通った冷却水のそれぞれ約半分は、流量調
整弁１９、オリフィス２０、ゾーン管２８、フレキシブ
ルホース２１を通って昇降フレーム６に取付けられてい
るサブヘッダー２２に入り、ここからやはり昇降フレー
ム６に取付けられているそれぞれ複数のノズル２３に供
給され、金属板１０の上側から下方に向けて噴射される
ようになっている。

仕切弁１８を通った冷却水の残りの約半分は、他の流ｆ
ｆｉ調整弁２４、オリフィス２５を通って下部フレーム
７に取付けられているサブヘッダー２６に入り、ここか
らやはり下部フレーム１に取付けられているそれぞれ複
数のノズル２７に供給され、金属板１０の下側から上方
に向けて噴射されるようになっている。

この装置を使用する際には、シリンダー装置５を伸縮し
て昇降フレーム６の高さを調節し、上部ローラー８と下
部ローラー９との間隔を、金属板１０の厚さ程度に保っ
ておく、そしてモーター１２を回転してポンプ１３を駆
動し、冷Ｗ水を吸引して加圧し、弁１４、濾、過器１５
、管１６を通してメインヘッダー１７に冷却水を供給す
る。仕切弁１８を間くと、冷却水はノズル２３．２７か
ら噴射するようになる。これら各ノズルから噴射する冷
却水によって、金属板１０は冷却されることになる。ノ
ズル２３．２７は第６図に示すごとく金属板１０の幅方
向に長くなっていて、金属板１０の幅方向に冷却水を噴
射している。金属板１０の幅は１．５〜５ｍ程度の範囲
で幅の寸法は異なるものであるが、冷却水の噴射幅は変
らないため、幅の狭い金属板１０を冷却する場合には、
金属板１０が無い部分に噴射される冷却水は中剤状態で
冷却に寄与しない。これを補償するために、噴射幅を変
えられるスプレー幅可変ノズルを採用する場合もある。

又、鋼板１０に噴射された中央部の水は、第６図に示す
ように左右に分れて金属板１０の両縁から落下するが、
冷却水がこのように流れると、金属板１０の上面は中央
より両縁の方が冷却度合が強くなり、中央と両縁の冷却
速度が異なって変形の原因となる。また冷却水で金属板
１０に当らない分は損失となる。

更に、金ぶ板の冷却要求は、オーステナイトをマルテン
サイト化り゛る焼入れに代表される急速冷却からパーラ
イト変態を目的とした暖冷Ｗまで多種類に回る。第５図
で示される従来設備で急速冷却を行う場合、仕切弁１８
を全数開放して人聞の水を供給し、緩冷却を行う場合は
仕切弁１８の開放数を限定して水の供給量を減じている
。

然し、緩冷却を行った場合、噴射水が金属板１０とロー
ル８の隙間から噴出し、又ロール８を乗越えて非冷却帯
に水が流出するので所望の冷却状態が得られない。非冷
却帯への水の流出を防止する為ロール８の上方にシール
板を置く例があるがシール板が固定で、ロールが回転し
ていることから数Ｉ１１１００隙間を設けなければなら
ずシール性能は良くない。

この為、ノズルの噴射量を極く小さり、霧状の冷却水を
供給する緩冷却装置と急冷却装置とをそれぞれ設けて緩
冷却と急冷却とを行い得る様にしたものがあるが、この
霧状冷部水による緩冷却装置では霧の粒子、温度、金灰
板表面の凹凸、温度に影響されやすり１０即；ｉ鉱カフ
Ｊτ不安定である。従って、従来では金属板の全長に亘
り冷却水を同時に噴射させ、停止するという方式をって
おり、長尺材を走らせながら、！ｌ急連続冷却している
ものはない。

［発明が解決しようとする問題点］而して、上記金属板冷却８Ｗ１には以下の欠点がある。

（１）　　金属板上下面の冷却が不ぞろいで、平坦な板
を符号い。

０　金属板上下の冷却水量を調整して平坦な板を得るた
めには、高度な水量制御装置が必要になる。

（至）　供給された冷却水が有効に活用されていない。

（へ）　緩急冷却装置をそれぞれ別個に設置しなければ
ならず設備費が嵩む。

この為本発明では、金属の上下面の冷却が均一にできる
様にして、平坦な金属板が得られるようにし急速冷却か
ら緩冷却に回る広範囲な冷却速度制御能力を有する金属
板冷却装置を提供するものである。

［問題点を解決するための手段］本発明は、ローラー上を走行する高温金属板の冷却装置
において、金属板の走行方向に水平より３０°〜６０°
の噴射角度で冷却水を噴射する正噴射ノズルと該正噴射
ノズルの下流側にあって走行方向に対し逆方向に水平よ
り３０″〜６０゜の噴射角度で冷却水を噴ｒＪ４′！ｊ
′る逆噴射ノズルを具備し両噴射ノズル間にカバーを掛
渡し該カバー内に冷却水を貯溜する様にした冷却ユニッ
トを金属板の上方、下方に対峙させ走行方向に沿って２
１１以上配設すると共に各上下１組の冷却ユニットに独
立して冷却水を供給し得る様にし、急冷却から緩冷却ま
での所望の冷却状態が容易に得られる様にしたものであ
る。

［実　施　例］以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すもので、第５図と同一
部分には同一符号を付しである。

第１図に示すように、加熱炉１の抽出口ドアー２の下流
側に設置されている冷却装置１３の支持枠４には、シリ
ンダー装置５を介して昇降フレーム６が昇降可能に取付
けられており、また下部フレーム７が固定されている。

昇降フレーム６の下側には多数の上部ローラー８が水平
に並んで軸支されており、下部フレーム７の上側には多
数の下部ローラー９が水平に並んで軸支されていて、加
熱炉１の抽出口ドア−２を開いて抽出された金属板１０
は、上部ローラー８、下部ローラー９によって第１図の
右方（下流側）に移送されるようになっている。

冷却水貯水層１１の冷却水は、モーター１２で駆動され
るポンプ１３によって吸引され、管１６を通ってメイン
ヘッダー１７に供給されるようになっている。金属板１
０の上方及び下方に対峙して設けられた所要数（図では
各３組）の上冷却ユニット４９、下冷却ユニット５０は
サブヘッダー２２゜２６を介して前記メインヘッダー１
１に接続されている。メインヘッダー１７に供給された
冷却水は、第５図の装置と同じ経路を通り、上下の冷却
五ニット４９．５０に供給され、各冷却ユニット毎に金
属板の冷却が行われる。而して上下冷却ユニット４９．
５０は以下の構成である。

上流側に設けた正噴射ノズル２９と下流側に設けた逆噴
射ノズル３１とにａ）渡って上カバー４０が水密に設け
られており、該上カバー４０の中央には開孔４３が穿設
されている。又、該上カバー４０の上流端、下流端には
それぞれ水密に仕切板４２が形成されており、上カバー
４０の上方に前記開孔４３より溢れ出た冷却水を貯溜し
得る様になっている。上カバー４０が覆っている空間内
には、中間ノズル３０と上部ローラーの一部であるディ
スクローラー３７とが包含されている。該ディスクロー
ラー３７は大径部と小径部とを有し、該ディスクローラ
ー３７．３８の前後を冷却水が自由に往来できる様にな
っている。

次に、下冷却ユニット５０も上冷却ユニット４９と略同
様な構成であり、正噴射ノズル３２と逆噴射ノズル３４
とにＩｌ）渡って下カバー４１が水密に設けられており
、咳下カバー４１には開孔４５、ゲート４４が設けられ
ている。又、下カバー４１で覆われる空間内には中間ノ
ズル３３、デスクローラー３８が設けられている。

上流下流両端に配設されている正噴射ノズル２９．３２
及び逆噴射ノズル３１．３４は上カバー４０１下カバー
４１が覆っている空間に向けて斜めに冷却水を噴射し流
体カーテンを形成するようになっている。上カバー４０
及び下カバー４１は、金属板１０の幅よりも長い幅に作
られていて、両側において上カバー４０と下カバー４１
とは密に接合されている。このため、正噴射ノズル２９
，３２　、逆噴射ノズル３１．３４及び中間ノズル３０
．３３から噴射された冷却水は上カバー４０、下カバー
が覆っている空間内に充満し、金属板１０の上下両面に
接して金属板１０を冷却することになる。上カバー４０
、下カバー４１が覆っている空間内に充満した冷却水の
一部は、下カバー４１の開孔４５、ゲート４４を通って
落下し、残りの冷却水は上カバー４０の開孔４３を通っ
て上カバー４０の上方に出る。

そして上カバー４０と仕切板４２とで構成されている溝
４６を金属［１０の横方向に流れ、上カバー４０、下カ
バー４１の外壁を伝わって落下する。

加熱炉１から抽出された金属板１ｏは、正噴射ノズル２
９，３２　、中間ノズル３０，３３　、逆噴射ノズル３
１．３４から噴射される冷Ｗ水によって冷却される。

上記冷却について更に詳述する。

第２図に於いて正噴射ノズル２９．３２は金属板１０の
進行方向にその噴射角を水平より３０’〜６０°に保ち
、冷却水を噴射して流体カーテンを形成し、該カーテン
により水の流出を防ぎつつ金属板１０の冷ｉｅｉ始する
。遂噴射ノズル３１゜３４は金属板１０の反進行方向に
その噴射角を水平より３０°〜６０°に保ら冷却水を噴
射し、流体カーテンにより水の流出を防ぎつつ金属板１
ｏの冷却を開始する。正噴射ノズル２９，３２　、逆噴
射ノズル３１．３４の噴射水は金属板１ｏに衝突侵、金
属板１０に沿って冷却を続行しつつ流れ相互の噴射水は
衝突し、上カバー４０、下カバー内で渦春状態を呈する
。従って、相対する正噴射ノズル２９゜３２と逆噴射ノ
ズル３１．３４の距離が大き過ぎると金属板１０に沿っ
た水の流速が小さくなり過ぎて冷却能が低下する。この
ことより、正噴射ノズル２９．３２と逆噴射ノズル３１
．３４の距離はロールピッチの３倍以内が適当で４倍を
超えるのは好ましくない。尚、ロールピッチは本例では
０．４〜１．６ｍの範囲としている。第２図の中間ノズ
ル３０．３３は前記した距離がロールピッチの２倍の時
に、噴射された冷却水が直接金属板１０＠衝突冷却した
模カバー４０．４１内の充満水を撹拌する様にして冷却
能の維持を図るものである。

上記装置に於いて、急速冷却を行う場合は３個の仕切弁
１８を間放し、緩冷却の場合緩冷却の要求の度合に応じ
仕切弁１８のｎ閉個数を決定する。

例えば、仕切弁１８のうち加熱炉１に一番近い１個のみ
を開け、金属板１０を高速で送ると、金属板１０の冷却
に係る時間が短く所要の緩冷却が得られる。

第３図は他の実施例を示すものであり、正噴射ノズル２
９．３２と逆噴射ノズル３１．３４の距離をロールピッ
チと等しくし且上下冷却ユニット４９゜５０を４組配設
したものである。

該実施例の冷却ユニット４９．５０では正噴射ノズルと
逆噴射ノズルとの距離が短いので中間ノズル３０を省略
しである。

該実施例ではノズル距離の小さな冷却ユニットを数多く
置いており、所要数、所要箇所の仕切弁１８を適宜開閉
することにより、急速冷却から緩冷却まで所望の冷却状
態を容易に達成しくｑる。

第４図は更に他の実施例を示し、最上流側の冷ＩＪ］ユ
ニットの上流位置に上下１対のノズル３５゜３６を設け
たものである。

該ノズル３５．３６はその噴射方向を金属板１０の進行
方向にしてその噴射角度を水平より１０°〜３０°の間
に保つ様にしたものである。

板厚が２５１１１１未満の比較的薄い金属板の冷却を平
坦度を１！１８Ｌ、ながら実施するには、上下のノズル
３５．３６の水ｍを下のノズル３６の水ｍがやや多くな
る様に微調整することが有効である。更に、炭素鋼の場
合、金属板１０を９００℃程度に加熱、均熱した状態か
ら水冷却によって掻く短い時間の内に２００″Ｃ以下に
下げる必要がある。

ノズル３５．３６の噴射角度を良く管理しないと、噴射
後の滞留水が一部ノズル下から加熱炉１に向って金属板
１０の上を流出し、冷却開始点以前に金属板１０の上面
が徐冷される。平坦な金属板を得るには上下両面の冷却
条件を合せる必要があるので上記のごとくノズルの上流
側に水が流出するのは好ましくない。

而して本実施例の如くノズル３５．３６の角度を３０゛
以下に保つと水の上流側への流出を効果的に防止するこ
とが確認できた。

即ち、第４図に示される実施例では、厳しく管理された
冷却の開始点と初段階における冷却と初段階における金
属板の平坦に係る上下の水量ＩＩＩ　ｌｉｔを独立した
ノズル３５　、３６で行い、第２段ｗｊＪ、Ｌ降の冷却
と冷却の終了に係る水切りを正噴射ノズル２９，３２　
、逆噴射ノズル３１，３４　、上カバー４０１下カバー
４１で行う。

尚、逆噴射ノズル３１．３４の噴射角は３０°〜６０”
　としているので前記ノズル３５．３６と比較すると流
出防止能は低い。金属板１０の温度が低下し、水温と同
温度の差が小さくなると熱移動が低下し、冷却に対して
敏感でなくなる。従って、後方のノズルの流出防止能が
低くても支障ない。

（発明の効果］以上述べた如く本発明によれば、（１）急速冷却から暖冷部まで広範囲の冷部が行える、ｆｆ１）　　金属板上下の冷却がそろって平坦な板が（
ｑられる、０　空調が無くなり冷却水を有効に活用出来る、（へ）
　水切りが任意に行える、（Ｖ）　　急速冷却設備と緩冷却設備を各々設けなくて
よいから総設備長を短縮できて、設備費を低くできる、等の優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体概略図、第２図は第１図における
冷却ユニットの拡大図、第３図は他の実施例の全体概略
図、第４図は更に仙の実施例の全体概略図、第５図は従
来例の全体概略図、第６図は該従来例における冷却水の
流れ状態を示す説明図である。８は上部ローラ、９は下部ローラ、１０は金属板、１８
は仕切弁、２２はサブヘッダー、２９は正噴射ノズル、
３０は中間ノズル、３１は逆噴射ノズル、３２は正噴射
ノズル、３３は中間ノズル、３４は逆噴射ノズル、４０
は上カバー、４１は下カバーを示す。特　　許　　出　　願　　人石川島播磨重工業株式会社第２図

Claims

【特許請求の範囲】

１）ローラ上を走行する高温金属板の冷却装置において
、金属板の走行方向に水平より３０°〜６０°の噴射角
度で冷却水を噴射する正噴射ノズルと該正噴射ノズルの
下流側にあって走行方向に対し逆方向に水平より３０°
〜６０°の噴射角度で冷却水を噴射する逆噴射ノズルを
具備し両噴射ノズル間にカバーを掛渡し該カバー内に冷
却水を貯溜する様にした冷却ユニットを金属板の上方、
下方に対峙させこれらを１組とし、金属板の走行方向に
沿って２組以上配設すると共に少なくとも各組に独立し
て冷却水を供給する様にしたことを特徴とする金属板の
冷却装置。