JPS6229492B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は連続熱処理工程におけるストリツプの
冷却方法及びその実施に好適な装置の提案に係
り、比較的大きな急冷速度を得さしめるとともに
冷却終了温度のコントロールが容易な冷却方法及
び装置を提供せんとするものである。

連続焼鈍等における加熱・均熱後のストリツプ
冷却方法として一般に、水噴流浸漬冷却法、
水冷ロール接触冷却法、ガスジエツト空冷法、
ミスト空冷法等が広く知られているが、これら
従来の冷却法はいずれも連続焼純等の理想的な熱
サイクルを得るため一長一短があることもまた知
られているところである。即ち、連続焼純ライン
における熱処理工程は一般に加熱−均熱−急冷−
（再加熱）−過時効からなるが、その急冷工程で
は、過時効処理における固溶Ｃの析出を十分確保
し、しかも過時効処理のための再加熱を不要なら
しめるため、冷却速度がなるべく大きく、しかも
冷却終了温度が過時効処理温度付近にコントロー
ルされた熱サイクルが理想とされている。しか
し、このような理想的な熱サイクルを得るという
観点から上記従来の冷却法をみると、まず、の
方法は1500℃／秒以上の冷却速度が得られるため
焼鈍後の材質は極めて良好であるが、その冷却速
度の故に冷却終了温度のコントロールがほとんど
不可能で、ストリツプはほぼ常温まで冷却（過冷
却）されてしまい、次工程たる過時効処理段階で
再加熱を必要とするというエネルギー面どの問題
がある。これに対して、の冷却方法は、い
ずれも冷却速度が上記の方法に較べて小さく
（：100〜150℃／秒、：10〜20℃／秒、：
50〜250℃／秒）、冷却終了温度のコントロールが
比較的容易である反面、冷却速度が小さいため固
溶Ｃを析出させるための過時効処理に長時間を要
し、必然的に設備の長大化を招くという不利があ
る。このようなことから従来より比較的高い冷却
速度を得ることができ、しかも冷却終了温度のコ
ントロールが比較的容易な冷却方式の提案が望ま
れていたものである。

本発明はこのような事情に鑑み創案されたもの
で、その基本的特徴とするところは、ストリツプ
を加熱・均熱後急冷するに当り、ストリツプを所
定の長さで水平ないし緩傾斜状に通板せしめ、こ
のように通板するストリツプ下面に冷却流体の噴
流を接触させてストリツプを片面から冷却するよ
うにしたことにあり、かくすることにより、比較
的高い冷却速度を得ることができるとともに、冷
却終了温度のコントロールを容易に行うことがで
きる。また本発明の他の基本的特徴とするところ
は、上記方法を実施するに好適な装置に係り、そ
の具体的構成は、加熱・均熱後のストリツプに所
定の長さで水平ないし緩傾斜状のバスを形成せし
めるための前後通板ロールを設け、この通板ロー
ル間を通板するストリツプ下方には、該ストリツ
プ下面との間に冷却液体の噴流層を形成せしめる
ための冷却液体噴射ノズル付テーブルをストリツ
プ下面に面して配設したことにある。

以下本発明を具体的に説明する。本発明はスト
リツプを加熱・均熱後急冷するに当り、ストリツ
プを所定の長さで水平ないし緩傾斜状に通板せし
め、この通板中冷却を行うもので、例えば第１図
に示すように、加熱・均熱後ターンダウンしたス
トリツプ１に通板ロール２ａ及び２ｂ間で水平パ
スを形成せしめ、さらに通板ロール２ｂでターン
アツプせしめて次工程（例えば過時効処理工程）
へ送るという通板方式が採られる。そして、本発
明では上記水平ないし緩傾斜状に通板するストリ
ツプの下面に冷却液体の噴流を接触せしめること
により、ストリツプを片面から冷却するものであ
り、このため、例えば第１図に示すように水平に
通板したストリツプ１の下面に対向する位置に噴
射ノズル付テーブル３が設けられ、その噴射ノズ
ル４から噴射される冷却液体によりストリツプ１
下面に噴流層５（カーテンウオール）が形成せし
められる。これによりストリツプ１はその噴流層
５の長さの範囲で片面から冷却液体による冷却を
受ける。このような冷却方式を採ることにより、
得られる冷却速度と冷却終了温度のコントロール
という面で以下のような利点が得られる。

ストリツプ表面に接するように噴流層を形成
せしめて冷却するので、冷却液体のストリツプ
に対する密着性を優れたものとすることがで
き、このため、ガスジエツト或いはミストによ
る冷却のみならず単にストリツプに冷却液体を
噴射するという方式に較べても高い冷却効率を
得ることができ、しかも冷却をストリツプ片面
から行うものであるため、その冷却速度を冷却
終了温度のコントロールが可能な程度のものと
することができる。

ストリツプを水平ないし緩傾斜状に通板せし
めつつその下面の噴流によつて冷却するので、
ストリツプはほぼ噴流が接触した範囲において
のみ冷却され、このため単に冷却流体をストリ
ツプに噴射するという方式に較べ、冷却範囲が
正確に決まり、それだけ冷却速度及び冷却終了
温度のコントロールが容易になる。

水平パス（又は緩傾斜パス）の下面に噴流層
を形成せしめることによつて冷却するので、そ
の噴流層の範囲（冷却範囲）を調整することに
より冷却終了温度の任意なコントロールを行う
ことができ、加えて、冷却液体の流量を調整す
ることにより、冷却速度のコントロールを行う
ことができる。

ストリツプの下面に冷却液体の噴流が接する
ようにして冷却するので、板面上の不均一な液
体流れによる不均一冷却を防止することができ
る。

ストリツプを水平ないし緩傾斜状にパスせし
めて冷却するので、縦パス冷却にみられるよう
な冷却液体のたれ等を防止でき、このため不均
一冷却を防止することができるとともに、冷却
範囲を適正に維持することができる。

以上のような利点を有する本発明では、実際に
400〜500℃／秒程度の急冷速度を得ることがで
き、且つかかる急冷速度において冷却終了温度の
任意なコントロールが可能である。この400〜500
℃／秒程度の冷却速度は連続焼鈍等で要求される
急冷速度をほぼ満足させる程度に大きいものであ
る。しかもこの温度範囲は冷却終了温度のコント
ロールが可能な範囲であり、本発明の上記したよ
うな冷却方式によれば、かかるコントロールを比
較的容易に行うことができ、例えば700〜800℃程
度に加熱・均熱された鋼帯を300〜500℃程度まで
冷却して、これを過時効処理等の次工程に送るこ
とができる。

また、本発明によれば、上記連続焼純等で理想
とされる冷却速度に限らず、ほぼ任意の冷却速度
を得ることができ、またその冷却終了温度のコン
トロールを行うことができる。本発明の方式では
冷却速度は冷却流体の温度及び供給量によつて、
また冷却終了温度は噴流の接触範囲（長さ）によ
つて決まるものであり、そのため、これらを調整
することにより冷却速度500℃／秒程度以下の範
囲でほぼ任意な冷却パターンを得ることができ
る。第２図は本発明の実施例による冷却曲線を示
すもので、冷却液体の供給量はＢを基準としてＡ
をその1/4倍、Ｃを４倍としたものであり、また
L₁，L₂はそれぞれ噴流による冷却範囲を示し、
Ａ，B₁，C₁は冷却範囲をL₁としたときの、また
B₂，C₂は冷却範囲をL₂としたときの冷却曲線を
それぞれ示している。本実施例では上記したよう
に冷却液体の供給量を調整することにより、Ａで
略200℃／秒、Ｂでは略400℃／秒、Ｃで略500
℃／秒の冷却速度が得られている。そして、同じ
冷却速度でも冷却範囲を変えることにより冷却終
了温度を任意に設定し且つこれをコントロールし
得ることが示されている。また第３図は、上記の
ような冷却曲線が得られる本発明法を過時効処理
工程を含む連続焼鈍プロセスラインに適用した場
合の熱サイクルの一例を、従来の水噴流浸漬冷却
法及びガスジエツト空冷法のそれと比較して示す
ものである。即ち水噴流浸漬冷却法（）、ガス
ジエツト冷却法（）の熱サイクルに対し、本発
明法ではIa〜Ibに示されるような熱サイクルを得
ることができるものである。

なお、本発明の冷却方式をより具体的に説明す
ると、上記冷却液体は第１図に示すようにストリ
ツプ下面に配設された噴射ノズル４により噴射さ
れるものであるが、その噴射ノズル４による冷却
液体の噴射方向は図示するようにストリツプの進
行方向に向つて斜めになるようにすることが好ま
しく、このようにすることにより、噴流内にはス
トリツプとの随伴流が生じ冷却液体のストリツプ
１に対する密着性をより良好にすることができる
とともに、噴流の乱れを防止し冷却範囲及び冷却
効率を適正且つ一定に保つことができる。また液
体による急冷によりストリツプ表面には蒸気膜が
生成するが、上記斜め方向に対する冷却液体の噴
射により、その蒸気膜を初期の段階で除去するこ
とができる。また噴流５は水平（又は緩傾斜）パ
スの全長又は一部のストリツプ下面に接触せしめ
られるが、一部の場合には、冷却液体のたれ等を
防止するため水平パスの出側に形成せしめること
が好ましい。また第４図の斜線部分Ｐはストリツ
プ１下面の噴流接触部を示すものであるが、これ
に示されるように、噴流はストリツプのセンター
側程先行して接触せしめるようにすることが、冷
却の均一化等の上で好ましい。さらに、本発明で
は前記したようにストリツプを緩傾斜状（水平状
態を基準）にパスせしめて冷却することも可能で
あり、この場合にも冷却液体のたれ等を防止する
ため、ストリツプを出側に向つて下向きに傾斜す
るよう通板せしめることが好ましい。

また冷却液体としては水等適宜なものを用いる
ことができるが、冷却によつて生成する酸化スケ
ールを考えた場合、冷却液体はそれ自体デイスケ
ール性がある液体（例えば有機酸）を用いるほう
が好ましい。噴射ノズル４としては下面ラミナー
又は下面ミスト・ジエツト等が用いられる。

さらに冷却速度のコントロールはノズルから
の水量をコントロールする、ノズルとストリツ
プとの間隔を調整する、水平パス長手方向にお
けるノズル数を選択し、また設置されたノズルの
ON、OFFを行う。等により行われる。

また第５図は本発明法における他の実施例を示
すもので、水平パスの長手方向に複数配設された
噴射ノズル４，４……の前後にパージ用の気体ノ
ズル１０を設置し、噴流５のストリツプ１に対す
る接触部前後のストリツプ面に気体ノズル１０か
ら気体を噴射し、いわば水切り的な処理を行うこ
とにより、各ノズル４におけるストリツプの濡れ
パターンを常に一定に確保し、もつて、的確な冷
却制御を行うようにしたものである。またストリ
ツプ１の上面には気体ノズル８……から気体が噴
射され、板の上面に噴流が回り込まないようにし
ている。

第６図はかかる実施例におけるストリツプ下面
の温度分布を例示したものであり、図中斜線部分
Ｑ……はそれぞれ噴射ノズル４……に対応した噴
流の接触部に相当し、また各斜線部分Ｑ両側の部
分Ｓはそれぞれ気体ノズル１０によるパージ部分
に相当する。そして本実施例では、同図に示され
るように各噴流及び気体パージにより的確な冷却
制御が行われる。

第７図は、第５図に示した方法によつて、板厚
0.8mm、ラインスピード300mpmのストリツプを
冷却した際の冷却曲線を従来の冷却法によるそれ
と比較して示したものである。図において、
A₁，A₂は本発明による場合で、A₁が低水量密
度、A₂が高水量密度の噴流を用いた場合であ
り、いずれも水温20℃の冷却液体を用いたもので
ある。これに対し、Ｂは150℃の冷却ガスによる
両面ガスジエツト冷却による場合、またＣは水噴
流浸漬冷却（水温20℃）による温度である。これ
からも明らかなように、本発明の上記冷却法によ
れば、噴流の密度等を変えることにより400℃／
秒〜800℃／秒程度の任意の冷却速度が得られる
ものである。

次に本発明の装置について説明する。第８図及
び第９図は本発明装置の一実施例を示すものであ
る。本発明の装置はストリツプに水平ないし緩傾
斜状のパスを形成せしめるための前後通板ロール
２ａ，２ｂと、前記パス下方に配設される冷却液
体噴射ノズル付テーブル３とを備えている。

前記通板ロール２ａ，２ｂは、そのロール間で
水平（又は緩傾斜）パスの冷却ゾーンを形成せし
めるもので、その間隔は噴流層による冷却範囲の
最大長さに対応して決められる。本実施例ではス
トリツプ１は通板ロール２ａの入側及び通板ロー
ル２ｂの出側でそれぞれ垂直状の縦パスとなつて
いるが、これに限定されるものでないことは言う
までもない。

前記冷却液体噴射ノズル付のテーブル３はスト
リツプ１下面との間に冷却液体の噴流層を形成せ
しめるためのもので、ストリツプ１の下方にその
下面に面するようにして配設される。このテーブ
ル３上面には冷却液体を噴射するための噴射ノズ
ル４（噴射口）がその長手方向に沿つて複数形成
されている。この噴射ノズル４は本実施例では第
１０図イに示すようにテーブル幅方向で平行スリ
ツト状に構成されているが、ストリツプ幅方向及
び長手方向に亘つて均一な噴流層を形成せしめる
ものであれば、その形状、配列は問わない。例え
ば第１０図ロに示すように円形状のノズル４′を
千鳥状に配置したものでもよい。但し、以上のよ
うな噴射ノズル４，４′はその配置をなるべく密
にしたほうが好ましいことは言うまでもない。ま
た、上記噴射ノズル４，４′は冷却液体を直上で
はなく、ストリツプ進行方向に向つて斜め上方
（垂直方向から略10〜45゜程度傾いた方向）に噴
射するように構成されている。これは前記したよ
うに噴流層内にストリツプとの随伴流を積極的に
生ぜしめるようにするためである。

上記噴射ノズル４にはテーブル３下部から冷却
液体が供給される。本実施例ではテーブル３を水
平パスの全長に配設し、その全長に亘つて噴流層
を形成せしめ得るようにするとともに、噴射ノズ
ル４による冷却範囲（噴流層）の長さを可変とし
得るように構成している。即ち、前記テーブル３
下面には、噴射ノズル４への冷却液体の供給を遮
断するため、テーブル長手方向に進退可能なシヤ
ツタ板６が配設され、シリンダ装置７等によりそ
のシヤツタ板６をテーブル長手方向で進退せしめ
ることにより冷却液体が供給される噴射ノズル４
の範囲を任意に調整し得るようになつている。こ
れによる冷却範囲の調整により冷却終了温度がコ
ントロールされることは前述した通りである。な
お、このような冷却範囲の調整方式は上記実施例
に限定されるものではなく、各ノズル毎又は複数
のノズルを１ブロツクとしてこの各ブロツク毎
に、それぞれ冷却液体の供給管を接続せしめ、こ
の供給管のバルブ制御により冷却液体の供給及び
供給停止を行うことによつて冷却範囲の長さを調
整する等、適宜な方式を採ることが可能である。
また流量調整はいずれの方式の場合もバルブ制御
等により行われる。

また前記テーブル３の上面幅方向において、ス
トリツプ１に面した部分は水平に構成され、その
部分に噴射ノズルが設けられているが、その部分
の両側の部分３１，３１は外側に向つて下向きに
傾斜しており、これによつてストリツプ下面とテ
ーブル上面間における冷却液体の滞留を防止し、
噴流層の温度等を常に一定に保つとともに、冷却
液体の排出をスムーズにすることにより液体がス
トリツプ上面に回り込む等の弊害を防止してい
る。

なお、ストリツプ１とテーブル３上面（噴射ノ
ズル）との間隙は、噴流層を形成せしめる必要上
あまり広くなることは好ましくないが、具体的に
は冷却液体の供給量（又は供給圧力）によつて決
められる。

さらに本実施例では、冷却液体の噴射によるス
トリツプのバタツキを防止するとともに冷却液体
のストリツプ上面への回り込みを防止するため、
通板ロール２ａ，２ｂ間のストリツプ上方に、ス
トリツプ１上面に面するようにして気体噴射ノズ
ル８が配設される。この気体噴射ノズル８は通板
ロール２ａ，２ｂ間の略全長でしかもストリツプ
１の略全幅に亘るよう配設されることが好まし
い。冷却中のストリツプ１はこの気体噴射ノズル
８から噴射される気体による気体膜によつて、冷
却液体の噴射圧力に抗して支持され、同時にスト
リツプ１上面に回り込もうとする液体は上記気体
によつてパージされる。

冷却ゾーンの出側、より詳細には通板ロール２
ｂからターンアツプした直後のストリツプに対向
する位置にはパージ用ノズル９が配設され、冷却
ゾーンから出たストリツプ１表面の冷却液体をパ
ージするようにしている。

なお、他の構成として、ストリツプパスライン
の位置を調整可能とするため、上記通板ロール２
ａ，２ｂをジヤツキ昇降装置等により昇降可能に
構成せしめ、或いは通板ロール内に熱媒、冷媒を
流通せしめる等してこれに可変クラウン機能を保
有せしめるようにすることが可能である。

以上のような装置によれば、所望の冷却速度及
び冷却終了温度に応じて冷却液体の供給量及び冷
却範囲（噴流層）の長さを設定し、これに基づい
て噴射ノズル４から冷却液体を噴射し、通板中の
ストリツプ１下面に接するようにして所定長さの
噴流層を形成せしめることによりストリツプ１の
冷却を行うものである。

以上述べたように、本発明は連続焼鈍等で必要
とされる急冷速度を十分満足させ得るような冷却
速度を得ることができ、しかもその冷却終了温度
を任意にコントロールすることが可能な方法とこ
のような方法を実施するに好適な装置を提供する
ものであり、特にストリツプの連続焼鈍工程等に
おける急冷方式として極めて有用なものであると
いうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明法の一実施例を示す説明図であ
る。第２図は本発明法の実施例による冷却曲線を
示すものである。第３図は本発明法を連続焼鈍プ
ロセスラインに適用した場合に得られる熱サイク
ルを、従来の冷却法によつた場合のそれと比較し
て示すものである。第４図はストリツプ下面の噴
流との接触部を示す説明図である。第５図は本発
明法の他の実施例を示す説明図である。第６図は
第５図におけるストリツプの温度分布を示す説明
図である。第７図は第５図に示す冷却法による冷
却曲線を従来法のそれと比較して示したものであ
る。第８図及び第９図は本発明装置の一実施例を
概略的に示すもので第８図は側面図、第９図は第
８図中−線に沿う断面図である。第１０図イ
及びロはそれぞれ噴射ノズルの形状及び配置例を
示す説明図である。 図において、１はストリツプ、２ａ，２ｂは通
板ロール、３はテーブル、４は噴射ノズル、５は
噴流層を各示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ストリツプを加熱・均熱後急冷するに当り、
   ストリツプを所定の長さで水平ないし緩傾斜状に
   通板せしめ、この水平ないし緩傾斜状に通板する
   ストリツプ下面に冷却液体の噴流を接触させスト
   リツプを片面から冷却することを特徴とする連続
   熱処理工程におけるストリツプの冷却方法。 ２ 加熱・均熱後のストリツプに所定の長さで水
   平ないし緩傾斜状のパスを形成せしめるための前
   後通板ロールを設け、この通板ロール間を通板す
   るストリツプ下方には、該ストリツプ下面との間
   に冷却液体の噴流層を形成せしめるための冷却液
   体噴射ノズル付テーブルをストリツプ下面に面し
   て配設してなる連続熱処理工程におけるストリツ
   プの冷却装置。