JPS6218609B2 - - Google Patents
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- JPS6218609B2 JPS6218609B2 JP4730081A JP4730081A JPS6218609B2 JP S6218609 B2 JPS6218609 B2 JP S6218609B2 JP 4730081 A JP4730081 A JP 4730081A JP 4730081 A JP4730081 A JP 4730081A JP S6218609 B2 JPS6218609 B2 JP S6218609B2
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- cooling
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- cooling roll
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
- C21D9/54—Furnaces for treating strips or wire
- C21D9/56—Continuous furnaces for strip or wire
- C21D9/573—Continuous furnaces for strip or wire with cooling
- C21D9/5735—Details
- C21D9/5737—Rolls; Drums; Roll arrangements
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
Description
本発明は、金属ストリツプの連続処理ラインに
おいて、該金属ストリツプを形状不良等の不都合
を招くことなくしかも該連続処理ラインの排熱を
利用して冷却する方法と、該方法に使用される冷
却ロールとに関するものである。 従来、普通鋼のストリツプの連続焼鈍は、主と
して錫メツキ用原板の焼鈍に使用されていた。こ
の場合の焼鈍炉内でのストリツプ温度線図の例を
第１図に示す。この場合、ストリツプの冷却は、
徐冷帯においては低温冷却チユーブによる輻射間
接冷却が、また急冷帯においては低温の還元雰囲
気ガスをストリツプに直接吹付ける冷却が主とし
て採用されていた。 また、近年、絞り性や加工性の優れた冷却鋼板
を従来のようなバツチ焼鈍によらず連続焼鈍によ
つて得る技術が開発され、従来のバツチ焼鈍と比
較して生産性が高く、コスト低減ができるため、
今後ますます連続焼鈍設備が多用される傾向にあ
る。この場合のストリツプの温度線図を第２図に
示す。 更に、上記のような連続焼鈍技術は、最近、高
張力鋼板にも適用されるようになり、この場合の
ストリツプの温度線図を第３図に示す。 第１〜３図の温度線図に示されるように、連続
焼鈍においては、ストリツプを冶金学的に要求さ
れる最低冷却速度以上で急冷すること（例えば第
２，３図中の急冷帯）や、可能な限り短時間に安
価な設備かつ低いコストで冷却すること（例えば
第１図中の急冷帯や第２図中の冷却帯）が要求さ
れる。しかし、前記したような低温ガスの直接吹
付けによる冷却方法では、高い冷却速度を得るこ
とが困難であり、かつ設備費も高く、このような
要求に応えることはできない。 そこで、このような要求に応えるべく、ロール
内部に冷却水を循環させる所謂水冷ロールをスト
リツプに接触させることによつて急速冷却する方
法が提案され、実用化されるようになつた。この
水冷ロールは、急冷能力については問題はない
が、冷却後のストリツプに皺、こし折れ等の形状
不良が発生し易い欠点がある。その理由は、冷延
ストリツプには0.1％前後のかた伸び（ストリツ
プのエツジ部が伸びる耳伸び、またはストリツプ
のセンター部が伸びる中伸び）があるのが普通
で、このためロールに良く接触して急冷される部
分と接触不充分で急冷されない部分が生じ、冷却
不均一の結果、熱応力が発生し、これに起因して
皺、こし折れ等の形状不良が発生するのである。 本発明者等は、ストリツプ冷却方法とストリツ
プに発生する形状不良との関係について研究した
結果、先に、ストリツプと冷却用ロールとの接触
開始時点における各ストリツプ温度に対し、該ス
トリツプ温度と冷却用ロール温度との差△Ｔを下
記温度差以内にすることによつて形状不良を実用
上支障ない程度に押えることができる点を要旨と
したストリツプの冷却方法を特願昭55―97482
号、同55―97483号として提案した。 ストリツプ温度 （接触開始温度） 温度差△Ｔ 300℃ 225℃ 400℃ 205℃ 500℃ 197℃ 600℃ 184℃ 700℃ 160℃ 800℃ 115℃ しかし、上記の先行方法において、冷却用ロー
ルが水冷ロールの場合、ロール内部を流通する冷
却水の温度は最高で100℃、通常は80℃以下であ
り、ストリツプ温度が高い場合には△Ｔが上記の
許容限界を越えて形状不良を発生するという欠点
があつた。 本発明は、このような水冷ロールの欠点を解消
すると共に、従来捨てられていた加熱帯、均熱帯
あるいは過時効処理帯等（以下、加熱帯等と称
す）からの排ガスが保有する熱を有効に利用する
ためになされたものである。 すなわち本発明は、 (1) 金属ストリツプの連続処理ラインにおいて所
定の速度で走行する高温の金属ストリツプを冷
却ロールの外周面に接触させて冷却する方法に
おいて、前記冷却ロールの内部を中空にし、該
中空部に前記連続処理ラインの加熱帯等より排
出される排ガスまたは該排ガスと空気の混合ガ
スを流通させることを特徴とする金属ストリツ
プの冷却方法。 (2) 上記(1)の方法に使用される内部が中空であつ
て、該中空部に上記の連続処理ラインの加熱帯
等から排出される排ガスまたは該排ガスと空気
との混合ガスが流通されるようにした冷却ロー
ル、 (3) 上記(1)の方法に使用されるもので、上記(2)の
構成を有すると共に、高温で蒸発し低温で凝縮
液化する熱媒体が封入されたヒートパイプをそ
の一部が冷却ロールの内周面に密接するように
冷却ロールの内部中空部に配設した冷却ロー
ル、 に関するもので、本発明の冷却方法および冷却ロ
ールによれば該ロールと金属ストリツプの温度差
を前記した許容限界内に保ちながら金属ストリツ
プを急冷することができる。 以下、添付図面を参照して本発明の方法とロー
ルを詳細に説明する。 第４図は本発明の一実施態様例を説明するため
の図である。 第４図において、１は冷却される金属ストリツ
プ、２は本発明よる冷却ロール、３はロール軸受
である。４は加熱帯等からの排ガスまたは該排ガ
スと空気との混合ガス入口、５は該ガスの出口、
６は冷却ロール２内壁に設けられた伝熱促進用フ
イン、７は上記ガスを冷却ロール２内壁付近に流
すための内筒、８は該内筒７のサポートである。 上記の排ガスは、前記したように金属ストリツ
プの連続処理ライン中の加熱帯、均熱帯あるいは
過時効処理帯から排出される排ガス、例えば加熱
帯で使用されるラジアントチユーブヒータの排ガ
スを回収して使用するが、該ラジアントチユーブ
ヒータの排ガスは通常500〜600℃であるので、こ
れを空気と混合して必要な温度とした後、上記の
入口４から冷却ロール２内に流す。勿論、該ラジ
アントチユーブからの排ガスが余り高温でなく温
度調節の必要がない場合には空気も混合する必要
はないし、また過時効処理帯からの排ガスを回収
して使用する場合も同様のことがいえる。（以
下、これらの排ガスを冷却ガスと称す。） 金属ストリツプ１は、熱処理ライン中の冷却領
域に設けられた１個または複数個の上記冷却ロー
ル２に掛け廻され、該冷却ロール２との接触面で
熱が奪われて冷却され。 以上の第４図に示す冷却ロールを用いて、例え
ば急冷帯入口金属ストリツプ温度650℃、急冷帯
出口金属ストリツプ温度400℃、冷却ロール４個
の条件で冷却処理を行なう場合の、各冷却ロール
における温度関係は例えば下表のようになる。
おいて、該金属ストリツプを形状不良等の不都合
を招くことなくしかも該連続処理ラインの排熱を
利用して冷却する方法と、該方法に使用される冷
却ロールとに関するものである。 従来、普通鋼のストリツプの連続焼鈍は、主と
して錫メツキ用原板の焼鈍に使用されていた。こ
の場合の焼鈍炉内でのストリツプ温度線図の例を
第１図に示す。この場合、ストリツプの冷却は、
徐冷帯においては低温冷却チユーブによる輻射間
接冷却が、また急冷帯においては低温の還元雰囲
気ガスをストリツプに直接吹付ける冷却が主とし
て採用されていた。 また、近年、絞り性や加工性の優れた冷却鋼板
を従来のようなバツチ焼鈍によらず連続焼鈍によ
つて得る技術が開発され、従来のバツチ焼鈍と比
較して生産性が高く、コスト低減ができるため、
今後ますます連続焼鈍設備が多用される傾向にあ
る。この場合のストリツプの温度線図を第２図に
示す。 更に、上記のような連続焼鈍技術は、最近、高
張力鋼板にも適用されるようになり、この場合の
ストリツプの温度線図を第３図に示す。 第１〜３図の温度線図に示されるように、連続
焼鈍においては、ストリツプを冶金学的に要求さ
れる最低冷却速度以上で急冷すること（例えば第
２，３図中の急冷帯）や、可能な限り短時間に安
価な設備かつ低いコストで冷却すること（例えば
第１図中の急冷帯や第２図中の冷却帯）が要求さ
れる。しかし、前記したような低温ガスの直接吹
付けによる冷却方法では、高い冷却速度を得るこ
とが困難であり、かつ設備費も高く、このような
要求に応えることはできない。 そこで、このような要求に応えるべく、ロール
内部に冷却水を循環させる所謂水冷ロールをスト
リツプに接触させることによつて急速冷却する方
法が提案され、実用化されるようになつた。この
水冷ロールは、急冷能力については問題はない
が、冷却後のストリツプに皺、こし折れ等の形状
不良が発生し易い欠点がある。その理由は、冷延
ストリツプには0.1％前後のかた伸び（ストリツ
プのエツジ部が伸びる耳伸び、またはストリツプ
のセンター部が伸びる中伸び）があるのが普通
で、このためロールに良く接触して急冷される部
分と接触不充分で急冷されない部分が生じ、冷却
不均一の結果、熱応力が発生し、これに起因して
皺、こし折れ等の形状不良が発生するのである。 本発明者等は、ストリツプ冷却方法とストリツ
プに発生する形状不良との関係について研究した
結果、先に、ストリツプと冷却用ロールとの接触
開始時点における各ストリツプ温度に対し、該ス
トリツプ温度と冷却用ロール温度との差△Ｔを下
記温度差以内にすることによつて形状不良を実用
上支障ない程度に押えることができる点を要旨と
したストリツプの冷却方法を特願昭55―97482
号、同55―97483号として提案した。 ストリツプ温度 （接触開始温度） 温度差△Ｔ 300℃ 225℃ 400℃ 205℃ 500℃ 197℃ 600℃ 184℃ 700℃ 160℃ 800℃ 115℃ しかし、上記の先行方法において、冷却用ロー
ルが水冷ロールの場合、ロール内部を流通する冷
却水の温度は最高で100℃、通常は80℃以下であ
り、ストリツプ温度が高い場合には△Ｔが上記の
許容限界を越えて形状不良を発生するという欠点
があつた。 本発明は、このような水冷ロールの欠点を解消
すると共に、従来捨てられていた加熱帯、均熱帯
あるいは過時効処理帯等（以下、加熱帯等と称
す）からの排ガスが保有する熱を有効に利用する
ためになされたものである。 すなわち本発明は、 (1) 金属ストリツプの連続処理ラインにおいて所
定の速度で走行する高温の金属ストリツプを冷
却ロールの外周面に接触させて冷却する方法に
おいて、前記冷却ロールの内部を中空にし、該
中空部に前記連続処理ラインの加熱帯等より排
出される排ガスまたは該排ガスと空気の混合ガ
スを流通させることを特徴とする金属ストリツ
プの冷却方法。 (2) 上記(1)の方法に使用される内部が中空であつ
て、該中空部に上記の連続処理ラインの加熱帯
等から排出される排ガスまたは該排ガスと空気
との混合ガスが流通されるようにした冷却ロー
ル、 (3) 上記(1)の方法に使用されるもので、上記(2)の
構成を有すると共に、高温で蒸発し低温で凝縮
液化する熱媒体が封入されたヒートパイプをそ
の一部が冷却ロールの内周面に密接するように
冷却ロールの内部中空部に配設した冷却ロー
ル、 に関するもので、本発明の冷却方法および冷却ロ
ールによれば該ロールと金属ストリツプの温度差
を前記した許容限界内に保ちながら金属ストリツ
プを急冷することができる。 以下、添付図面を参照して本発明の方法とロー
ルを詳細に説明する。 第４図は本発明の一実施態様例を説明するため
の図である。 第４図において、１は冷却される金属ストリツ
プ、２は本発明よる冷却ロール、３はロール軸受
である。４は加熱帯等からの排ガスまたは該排ガ
スと空気との混合ガス入口、５は該ガスの出口、
６は冷却ロール２内壁に設けられた伝熱促進用フ
イン、７は上記ガスを冷却ロール２内壁付近に流
すための内筒、８は該内筒７のサポートである。 上記の排ガスは、前記したように金属ストリツ
プの連続処理ライン中の加熱帯、均熱帯あるいは
過時効処理帯から排出される排ガス、例えば加熱
帯で使用されるラジアントチユーブヒータの排ガ
スを回収して使用するが、該ラジアントチユーブ
ヒータの排ガスは通常500〜600℃であるので、こ
れを空気と混合して必要な温度とした後、上記の
入口４から冷却ロール２内に流す。勿論、該ラジ
アントチユーブからの排ガスが余り高温でなく温
度調節の必要がない場合には空気も混合する必要
はないし、また過時効処理帯からの排ガスを回収
して使用する場合も同様のことがいえる。（以
下、これらの排ガスを冷却ガスと称す。） 金属ストリツプ１は、熱処理ライン中の冷却領
域に設けられた１個または複数個の上記冷却ロー
ル２に掛け廻され、該冷却ロール２との接触面で
熱が奪われて冷却され。 以上の第４図に示す冷却ロールを用いて、例え
ば急冷帯入口金属ストリツプ温度650℃、急冷帯
出口金属ストリツプ温度400℃、冷却ロール４個
の条件で冷却処理を行なう場合の、各冷却ロール
における温度関係は例えば下表のようになる。
【表】
また本発明の冷却ロールにおいては、冷却ガス
と冷却ロールの伝熱容量を高めて冷却ガス量を減
少し所要動力を減少するために、第５図およびそ
の一部詳細図である第６図に示すようにヒートパ
イプ１０を設けることができる。 該ヒートパイプ１０は、例えば第５，６図に示
すように軸方向および円周方向に複数個設けら
れ、その一端が冷却ロール２の内周面に密接さ
れ、その内部に高温で蒸発し低温で凝縮液化する
熱媒体が封入される。なお、前記の第４図のフイ
ン６のように、該ヒートパイプ１０にもフイン１
１を取付けることができる。 ヒートパイプ１０に封入される上記熱媒体は、
冷却ガス温度では凝縮して液体１２′となり、ロ
ール２温度では蒸発してガス体１２となるため、
冷却ガスの流通するロール２の中央部に位置する
部分１３で凝縮した液滴１２′は、ロール２の回
転による遠心力と重力とによつてロール２の内壁
に落下し、ここで金属ストリツプ１からロール２
が奪つた熱で直ちに蒸発し、上記の符号１３で示
す部分へ至る。この蒸発の際に大きな潜熱をロー
ルから奪うので、伝熱能力が大きくなる。 上記の熱媒体としては、冷却ロール２の温度条
件に合わせて蒸発温度を調節できるものが望まし
く、例えば次のようなものが使用できる。 ビフエニール（沸点254℃、臨界温度528℃、臨界
圧41.4atm） デカリン（沸点185〜195℃、臨界温度408〜419
℃） キノリン（沸点238℃、臨界温度509℃） テルフエニール（沸点220℃、臨界温度652.8℃） 硫 黄（沸点444.6℃、臨界温度1040℃） ところで、冷却ロールに流通される冷却ガスは
(1)冷却ロールと金属ストリツプとの温度差を前記
した許容限界内におさえるためには冷却ガスの予
熱が必要の場合がある、(2)冷却ロールの軸方向の
温度分布を均一とする（不均一の場合、言うまで
もないが金属ストリツプの冷却不均一が生じる）
ためにはロールからの入熱による冷却ガスの局部
的な温度上昇を避けなければならず、このために
は冷却ガスを或る温度レベルまで上げる必要があ
る等の理由により予熱を要するが、本発明のよう
に該冷却ガスとして加熱帯等から排出される排ガ
スを使用すれば、該排ガスが保有する熱を有効に
利用することができ、省エネルギー上から極めて
有利である。
と冷却ロールの伝熱容量を高めて冷却ガス量を減
少し所要動力を減少するために、第５図およびそ
の一部詳細図である第６図に示すようにヒートパ
イプ１０を設けることができる。 該ヒートパイプ１０は、例えば第５，６図に示
すように軸方向および円周方向に複数個設けら
れ、その一端が冷却ロール２の内周面に密接さ
れ、その内部に高温で蒸発し低温で凝縮液化する
熱媒体が封入される。なお、前記の第４図のフイ
ン６のように、該ヒートパイプ１０にもフイン１
１を取付けることができる。 ヒートパイプ１０に封入される上記熱媒体は、
冷却ガス温度では凝縮して液体１２′となり、ロ
ール２温度では蒸発してガス体１２となるため、
冷却ガスの流通するロール２の中央部に位置する
部分１３で凝縮した液滴１２′は、ロール２の回
転による遠心力と重力とによつてロール２の内壁
に落下し、ここで金属ストリツプ１からロール２
が奪つた熱で直ちに蒸発し、上記の符号１３で示
す部分へ至る。この蒸発の際に大きな潜熱をロー
ルから奪うので、伝熱能力が大きくなる。 上記の熱媒体としては、冷却ロール２の温度条
件に合わせて蒸発温度を調節できるものが望まし
く、例えば次のようなものが使用できる。 ビフエニール（沸点254℃、臨界温度528℃、臨界
圧41.4atm） デカリン（沸点185〜195℃、臨界温度408〜419
℃） キノリン（沸点238℃、臨界温度509℃） テルフエニール（沸点220℃、臨界温度652.8℃） 硫 黄（沸点444.6℃、臨界温度1040℃） ところで、冷却ロールに流通される冷却ガスは
(1)冷却ロールと金属ストリツプとの温度差を前記
した許容限界内におさえるためには冷却ガスの予
熱が必要の場合がある、(2)冷却ロールの軸方向の
温度分布を均一とする（不均一の場合、言うまで
もないが金属ストリツプの冷却不均一が生じる）
ためにはロールからの入熱による冷却ガスの局部
的な温度上昇を避けなければならず、このために
は冷却ガスを或る温度レベルまで上げる必要があ
る等の理由により予熱を要するが、本発明のよう
に該冷却ガスとして加熱帯等から排出される排ガ
スを使用すれば、該排ガスが保有する熱を有効に
利用することができ、省エネルギー上から極めて
有利である。
第１〜３図は各種鋼の連続焼鈍における温度線
図を示すもので、第１図は錫メツキ用原板に用い
られる普通鋼、第２図は絞り性や加工性の優れた
冷却鋼板、第３図は高張力鋼板に関するものであ
る。第４図は本発明の一実施態様例を説明するた
めの図、第５図は本発明の他の実施態様例を説明
するための図、第６図は第５図の一部詳細図であ
る。
図を示すもので、第１図は錫メツキ用原板に用い
られる普通鋼、第２図は絞り性や加工性の優れた
冷却鋼板、第３図は高張力鋼板に関するものであ
る。第４図は本発明の一実施態様例を説明するた
めの図、第５図は本発明の他の実施態様例を説明
するための図、第６図は第５図の一部詳細図であ
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 金属ストリツプの連続処理ラインにおいて所
定の速度で走行する高温の金属ストリツプを冷却
ロールの外周面に接触させて冷却する方法におい
て、前記冷却ロールの内部を中空にし、該中空部
に前記連続処理ラインの加熱帯等より排出される
排ガスまたは該排ガスと空気の混合ガスを流通さ
せることを特徴とする金属ストリツプの冷却方
法。 ２ 金属ストリツプの連続処理ラインにおいて所
定の速度で走行する高温の金属ストリツプをその
外周面に接触させて冷却する冷却ロールにおい
て、該ロール内部が中空であつて、該中空部に前
記連続処理ラインの加熱帯等より排出される排ガ
スまたは該排ガスと空気の混合ガスが流通される
ようにしたことを特徴とする金属ストリツプの冷
却ロール。 ３ 金属ストリツプの連続処理ラインにおいて所
定の速度で走行する高温の金属ストリツプをその
外周面に接触させて冷却する冷却ロールにおい
て、該ロール内部が中空であつて、該中空部に、
前記連続処理ラインの加熱帯等から排出される排
ガスまたは該排ガスと空気の混合ガスが流通され
るようにすると共に、高温で蒸発し低温で凝縮液
化する熱媒体が封入されたヒートパイプをその一
部が前記冷却ロールの内周面に密接するように配
設したことを特徴とする金属ストリツプの冷却ロ
ール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4730081A JPS57164930A (en) | 1981-04-01 | 1981-04-01 | Cooling method for metallic strip and cooling roll used for this method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4730081A JPS57164930A (en) | 1981-04-01 | 1981-04-01 | Cooling method for metallic strip and cooling roll used for this method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57164930A JPS57164930A (en) | 1982-10-09 |
| JPS6218609B2 true JPS6218609B2 (ja) | 1987-04-23 |
Family
ID=12771426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4730081A Granted JPS57164930A (en) | 1981-04-01 | 1981-04-01 | Cooling method for metallic strip and cooling roll used for this method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57164930A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004032143A1 (de) * | 2004-07-02 | 2006-01-19 | H. Butting Gmbh & Co. Kg | Ofenrolle sowie Verfahren zur Vorwärmung von Verbrennungsluft für Wärmebehandlungsöfen |
| EP1808501A3 (en) * | 2006-05-22 | 2009-11-25 | Corus Technology BV | Method and apparatus for cooling a strip with a cooling roll |
-
1981
- 1981-04-01 JP JP4730081A patent/JPS57164930A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57164930A (en) | 1982-10-09 |
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