JPS6255922B2 - - Google Patents
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- JPS6255922B2 JPS6255922B2 JP14327580A JP14327580A JPS6255922B2 JP S6255922 B2 JPS6255922 B2 JP S6255922B2 JP 14327580 A JP14327580 A JP 14327580A JP 14327580 A JP14327580 A JP 14327580A JP S6255922 B2 JPS6255922 B2 JP S6255922B2
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- cooling water
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
- B21B45/02—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for lubricating, cooling, or cleaning
- B21B45/0203—Cooling
- B21B45/0209—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants
- B21B45/0215—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes
- B21B45/0218—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes for strips, sheets, or plates
-
- 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
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/04—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering with simultaneous application of supersonic waves, magnetic or electric fields
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Description
本発明は、圧延機出口における圧延材の冷却装
置、金属の熱処理用冷却装置等に使用される金属
材冷却装置に関するものである。 加熱された金属材の冷却には、従来から水冷却
が多く使用されており、冷却水を圧力で噴射する
スプレイ冷却装置、金属の上面に層流状に水を流
すラミナーフロー冷却装置、水と空気とによる噴
霧式冷却装置等が使用されていた。 その一例を第1図について説明すると、金属材
aに対して冷却水ノズルdから水流bを流して金
属材aを冷却している。ところが金属材aと水流
bとが接する所では冷却水が蒸発して蒸気膜cが
発生すると共に、この蒸気膜cが均一にはく離で
きないため、蒸気膜cのある所では熱伝達が1/10
程度に低下し、冷却率が低下すると同時に不均一
冷却を生じ、金属材aの変形も生じていた。 このような冷却率の低下と不均一冷却を改善す
るため、水流bの圧力を、たとえば10Kgf/cm2程
度にまで増加し、蒸気膜cのはく離を図つて来た
が、水流bが金属材aと衝突する部分の前後50mm
程の個所の蒸気膜しかはく離することができなか
つた。 また他の改善方法として、水量をできるだけ増
加し、多量の水流bによつて蒸気膜cのはく離を
図つたが、これも理論上必要な冷却水の2倍以上
の水を要し、また水流bが金属材aと衝突する部
分から50〜100mm程度までしか有効でなかつた。 そして不均一冷却によつて金属材aに変形が生
ずると、金属材aの上下または左右に抑えロール
のない装置では、金属材aの変形がますます増加
し、設備の破損を起すことも生じていた。 本発明は、このような従来の欠点を改善し、少
ない冷却水で金属材の均一な冷却ができるように
したもので、加熱金属材を連続的に搬送しながら
水冷却する金属材冷却装置において、前記加熱金
属材の表面温度の高い初期冷却部に超音波振動子
を備えた冷却水ノズルを設け、前記加熱金属材の
表面温度が低下した出口側の冷却部には超音波振
動子を備えない冷却水ノズルを設けたことを特徴
とする金属材冷却装置を要旨とするものである。 次に本発明の一実施例を第2図について説明す
ると、1は本発明による金属材冷却装置であつ
て、多数の上ロール2と下ロール3とがそれぞれ
水平に設けられており、下ロール3は、第3図に
示すようにロール駆動装置4によつて回転される
ようになつている。このため、金属材冷却装置1
の入口側から上ロール2と下ロール3との間に入
れられた加熱金属材5は、金属材冷却装置1の出
口側に向かつて、第2図の右方へ連続的に搬送さ
れることになる。 上ロール2は昇降ビーム6によつて支持されて
おり、昇降ビーム6は昇降シリンダー7の作動に
よつて昇降し、加熱金属材5の厚さに合わせて、
上ロール2と下ロール3との間の間隔を設定する
ようになつている。 金属材冷却装置1の入口側に近い初期冷却部に
は振動子付上部冷却水ノズル8が設けられてお
り、また金属材冷却装置1の出口側に近い箇所に
は振動子なし上部冷却水ノズル9が設けてあつ
て、これらの振動子付上部冷却水ノズル8と振動
子なし上部冷却水ノズル9とは、いずれも上ロー
ル2,2の間に位置するように昇降ビーム6に支
持されている。 振動子付上部冷却水ノズル8には、第4図に示
すように水槽10から給水ポンプ11、パイプ1
2、水量制御弁13を介して冷却水が供給される
ようになつている。振動子付上部冷却水ノズル8
の下方には、第5図に示すようにスリツト状の流
水口14があつて、このスリツト状の流水口14
は加熱金属材5の幅方向に延びている。そして給
水ポンプ11によつて供給された前述の冷却水
は、流水口14から加熱金属材5の表面に向けて
冷却水流15として流出する。 振動子付上部冷却水ノズル8における流水口1
4の直上の部分、すなわち、流水口14と相対す
るところには、複数の超音波振動子16が第4
図、第5図に示す如く取り付けてあつて、各超音
波振動子16は、第4図に示すようにそれぞれ超
音波発振器17を介して制御器18に接続されて
いる。 第2図に示す出口側の振動子なし上部冷却水ノ
ズル9には、上述したような超音波振動子16は
設けてなくて、給水ポンプ11から供給された冷
却水を加熱金属材5の表面に向けて流出するスリ
ツト状の流水口が設けてあるのみである。 加熱金属材5の下方の入口側に近い初期冷却部
には振動子付下部冷却水ノズル19が設けられて
おり、出口側に近い箇所には振動子ないし下部冷
却水ノズル20が設けられている。振動子付下部
冷却水ノズル19は、上述した振動子付上部冷却
水ノズル8と同様に超音波振動子21が取り付け
てあつて、これらの超音波振動子21は、やはり
制御器18に接続されている。振動子なし下部冷
却水ノズル20には超音波振動子は取り付けられ
ておらず、これらの振動子付下部冷却水ノズル1
9、振動子なし下部冷却水ノズル20は、共にス
リツト状の流水口から加熱金属材5の裏面へ向け
て、冷却水を流出するようになつている。 加熱金属材5の初期冷却を行なう振動子付上部
冷却水ノズル8と振動子付下部冷却水ズル19と
は、加熱金属材5を水流中に入れるための水シー
ルカバー22,23とを備えており、上部の水シ
ールカバー22の第2図における右端上部には、
冷却水を左右(第2図の垂直方向)に排出する排
出口24が形成されている。 第2図において左方の最も入口側に近い振動子
付上部冷却水ノズル8と振動子付下部冷却水ノズ
ル子19とは、流水の逆流を防止するために加熱
金属材5の進行方向に対して10゜ないし40゜の角
度αで冷却水流を流出している。 以上説明した金属材冷却装置において、給水ポ
ンプ11から供給される冷却水は水量制御弁13
で水量が調整され、振動子付上部冷却水ノズル
8、振動子付下部冷却水ノズル19へ入る。そし
て超音波振動子16,21によつて超音波振動を
与えられた後、加熱金属材5に向けて流出する。 加熱金属材5の表面に発生する蒸気膜は、冷却
水の振動エネルギによつて連続的にはく離され
る。超音波振動は制御器18により加熱金属材5
の形状、寸法に従つて出力を制御し、加熱金属材
5の冷却の均一化と冷却率の向上を図る。超音波
としては、15kHzないし500kHzが騒音防止上、出
力の減衰防止上から好ましい範囲であり、各超音
波振動子16,21の出力は、10Wないし500W
に調整する。 冷却水ノズルに超音波振動子を付けた場合の冷
却効果を、次の表に示す。
置、金属の熱処理用冷却装置等に使用される金属
材冷却装置に関するものである。 加熱された金属材の冷却には、従来から水冷却
が多く使用されており、冷却水を圧力で噴射する
スプレイ冷却装置、金属の上面に層流状に水を流
すラミナーフロー冷却装置、水と空気とによる噴
霧式冷却装置等が使用されていた。 その一例を第1図について説明すると、金属材
aに対して冷却水ノズルdから水流bを流して金
属材aを冷却している。ところが金属材aと水流
bとが接する所では冷却水が蒸発して蒸気膜cが
発生すると共に、この蒸気膜cが均一にはく離で
きないため、蒸気膜cのある所では熱伝達が1/10
程度に低下し、冷却率が低下すると同時に不均一
冷却を生じ、金属材aの変形も生じていた。 このような冷却率の低下と不均一冷却を改善す
るため、水流bの圧力を、たとえば10Kgf/cm2程
度にまで増加し、蒸気膜cのはく離を図つて来た
が、水流bが金属材aと衝突する部分の前後50mm
程の個所の蒸気膜しかはく離することができなか
つた。 また他の改善方法として、水量をできるだけ増
加し、多量の水流bによつて蒸気膜cのはく離を
図つたが、これも理論上必要な冷却水の2倍以上
の水を要し、また水流bが金属材aと衝突する部
分から50〜100mm程度までしか有効でなかつた。 そして不均一冷却によつて金属材aに変形が生
ずると、金属材aの上下または左右に抑えロール
のない装置では、金属材aの変形がますます増加
し、設備の破損を起すことも生じていた。 本発明は、このような従来の欠点を改善し、少
ない冷却水で金属材の均一な冷却ができるように
したもので、加熱金属材を連続的に搬送しながら
水冷却する金属材冷却装置において、前記加熱金
属材の表面温度の高い初期冷却部に超音波振動子
を備えた冷却水ノズルを設け、前記加熱金属材の
表面温度が低下した出口側の冷却部には超音波振
動子を備えない冷却水ノズルを設けたことを特徴
とする金属材冷却装置を要旨とするものである。 次に本発明の一実施例を第2図について説明す
ると、1は本発明による金属材冷却装置であつ
て、多数の上ロール2と下ロール3とがそれぞれ
水平に設けられており、下ロール3は、第3図に
示すようにロール駆動装置4によつて回転される
ようになつている。このため、金属材冷却装置1
の入口側から上ロール2と下ロール3との間に入
れられた加熱金属材5は、金属材冷却装置1の出
口側に向かつて、第2図の右方へ連続的に搬送さ
れることになる。 上ロール2は昇降ビーム6によつて支持されて
おり、昇降ビーム6は昇降シリンダー7の作動に
よつて昇降し、加熱金属材5の厚さに合わせて、
上ロール2と下ロール3との間の間隔を設定する
ようになつている。 金属材冷却装置1の入口側に近い初期冷却部に
は振動子付上部冷却水ノズル8が設けられてお
り、また金属材冷却装置1の出口側に近い箇所に
は振動子なし上部冷却水ノズル9が設けてあつ
て、これらの振動子付上部冷却水ノズル8と振動
子なし上部冷却水ノズル9とは、いずれも上ロー
ル2,2の間に位置するように昇降ビーム6に支
持されている。 振動子付上部冷却水ノズル8には、第4図に示
すように水槽10から給水ポンプ11、パイプ1
2、水量制御弁13を介して冷却水が供給される
ようになつている。振動子付上部冷却水ノズル8
の下方には、第5図に示すようにスリツト状の流
水口14があつて、このスリツト状の流水口14
は加熱金属材5の幅方向に延びている。そして給
水ポンプ11によつて供給された前述の冷却水
は、流水口14から加熱金属材5の表面に向けて
冷却水流15として流出する。 振動子付上部冷却水ノズル8における流水口1
4の直上の部分、すなわち、流水口14と相対す
るところには、複数の超音波振動子16が第4
図、第5図に示す如く取り付けてあつて、各超音
波振動子16は、第4図に示すようにそれぞれ超
音波発振器17を介して制御器18に接続されて
いる。 第2図に示す出口側の振動子なし上部冷却水ノ
ズル9には、上述したような超音波振動子16は
設けてなくて、給水ポンプ11から供給された冷
却水を加熱金属材5の表面に向けて流出するスリ
ツト状の流水口が設けてあるのみである。 加熱金属材5の下方の入口側に近い初期冷却部
には振動子付下部冷却水ノズル19が設けられて
おり、出口側に近い箇所には振動子ないし下部冷
却水ノズル20が設けられている。振動子付下部
冷却水ノズル19は、上述した振動子付上部冷却
水ノズル8と同様に超音波振動子21が取り付け
てあつて、これらの超音波振動子21は、やはり
制御器18に接続されている。振動子なし下部冷
却水ノズル20には超音波振動子は取り付けられ
ておらず、これらの振動子付下部冷却水ノズル1
9、振動子なし下部冷却水ノズル20は、共にス
リツト状の流水口から加熱金属材5の裏面へ向け
て、冷却水を流出するようになつている。 加熱金属材5の初期冷却を行なう振動子付上部
冷却水ノズル8と振動子付下部冷却水ズル19と
は、加熱金属材5を水流中に入れるための水シー
ルカバー22,23とを備えており、上部の水シ
ールカバー22の第2図における右端上部には、
冷却水を左右(第2図の垂直方向)に排出する排
出口24が形成されている。 第2図において左方の最も入口側に近い振動子
付上部冷却水ノズル8と振動子付下部冷却水ノズ
ル子19とは、流水の逆流を防止するために加熱
金属材5の進行方向に対して10゜ないし40゜の角
度αで冷却水流を流出している。 以上説明した金属材冷却装置において、給水ポ
ンプ11から供給される冷却水は水量制御弁13
で水量が調整され、振動子付上部冷却水ノズル
8、振動子付下部冷却水ノズル19へ入る。そし
て超音波振動子16,21によつて超音波振動を
与えられた後、加熱金属材5に向けて流出する。 加熱金属材5の表面に発生する蒸気膜は、冷却
水の振動エネルギによつて連続的にはく離され
る。超音波振動は制御器18により加熱金属材5
の形状、寸法に従つて出力を制御し、加熱金属材
5の冷却の均一化と冷却率の向上を図る。超音波
としては、15kHzないし500kHzが騒音防止上、出
力の減衰防止上から好ましい範囲であり、各超音
波振動子16,21の出力は、10Wないし500W
に調整する。 冷却水ノズルに超音波振動子を付けた場合の冷
却効果を、次の表に示す。
【表】
【表】
振動子付上部冷却水ノズル8、振動子付下部冷
却水ノズル19から流出した超音波振動エネルギ
を有する冷却水流によつて初期冷却の行なわれた
加熱金属材5の表面温度が約300℃以下になる
と、冷却水の蒸発は核沸騰となつて蒸気膜を作ら
なくなり、この核沸騰作用は冷却水流の撹拌作用
をも備えているため、金属材冷却装置1の出口側
の冷却は、超音波振動子を設けない振動子なし上
部冷却水ノズル9、振動子なし下部冷却水ノズル
20によつて、均一で能率的に行なう。 本発明は、加熱金属材の温度が高い初期冷却部
において表面に発生する蒸気膜を連続的にはく離
するため冷却率が向上すると共に均一な冷却を行
なうことができ、加熱金属材の変形が小さくな
り、冷却率が向上する効果がある。 また蒸気膜はく離のための高い水圧を必要とせ
ず、水量も少なくてすむため、冷却水量やポンプ
動力費も少なくてすみ、加熱金属材の出口側にお
いても、超音波振動のない冷却水で、さらに均一
に効果的に冷却を行なうことができる。 さらに加熱金属材が焼入れ材の場合には、冷却
の向上が焼入性を向上させることりなり、冷却材
の品質を大幅に向上させる効果がある。
却水ノズル19から流出した超音波振動エネルギ
を有する冷却水流によつて初期冷却の行なわれた
加熱金属材5の表面温度が約300℃以下になる
と、冷却水の蒸発は核沸騰となつて蒸気膜を作ら
なくなり、この核沸騰作用は冷却水流の撹拌作用
をも備えているため、金属材冷却装置1の出口側
の冷却は、超音波振動子を設けない振動子なし上
部冷却水ノズル9、振動子なし下部冷却水ノズル
20によつて、均一で能率的に行なう。 本発明は、加熱金属材の温度が高い初期冷却部
において表面に発生する蒸気膜を連続的にはく離
するため冷却率が向上すると共に均一な冷却を行
なうことができ、加熱金属材の変形が小さくな
り、冷却率が向上する効果がある。 また蒸気膜はく離のための高い水圧を必要とせ
ず、水量も少なくてすむため、冷却水量やポンプ
動力費も少なくてすみ、加熱金属材の出口側にお
いても、超音波振動のない冷却水で、さらに均一
に効果的に冷却を行なうことができる。 さらに加熱金属材が焼入れ材の場合には、冷却
の向上が焼入性を向上させることりなり、冷却材
の品質を大幅に向上させる効果がある。
第1図は従来の冷却水ノズルの縦断側面図、第
2図は本発明の一実施例の側面図、第3図は第2
図の右方から見た正面図、第4図は振動子付冷却
水ノズルに対する配管と配線の系統図、第5図は
振動子付冷却水ノズルの縦断側面図である。 1……金属材冷却装置、5……加熱金属材、8
……振動子付上部冷却水ノズル、9……振動子な
し上部冷却水ノズル、16……超音波振動子、1
9……振動子付下部冷却水ノズル、20……振動
子なし下部冷却水ノズル。
2図は本発明の一実施例の側面図、第3図は第2
図の右方から見た正面図、第4図は振動子付冷却
水ノズルに対する配管と配線の系統図、第5図は
振動子付冷却水ノズルの縦断側面図である。 1……金属材冷却装置、5……加熱金属材、8
……振動子付上部冷却水ノズル、9……振動子な
し上部冷却水ノズル、16……超音波振動子、1
9……振動子付下部冷却水ノズル、20……振動
子なし下部冷却水ノズル。
Claims (1)
- 1 加熱金属材を連続的に搬送しながら水冷却す
る金属材冷却装置において、前記加熱金属材の表
面温度の高い初期冷却部に超音波振動子を備えた
冷却水ノズルを設け、前記加熱金属材の表面温度
が低下した出口側の冷却部には超音波振動子を備
えない冷却水ノズルを設けたことを特徴とする金
属材冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14327580A JPS5768213A (en) | 1980-10-14 | 1980-10-14 | Cooling apparatus metallic material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14327580A JPS5768213A (en) | 1980-10-14 | 1980-10-14 | Cooling apparatus metallic material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5768213A JPS5768213A (en) | 1982-04-26 |
| JPS6255922B2 true JPS6255922B2 (ja) | 1987-11-24 |
Family
ID=15334950
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14327580A Granted JPS5768213A (en) | 1980-10-14 | 1980-10-14 | Cooling apparatus metallic material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5768213A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07231806A (ja) * | 1994-02-22 | 1995-09-05 | Crown Package:Kk | 手提袋用紐固定具 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2472196A (en) * | 2009-07-27 | 2011-02-02 | Siemens Vai Metals Tech Ltd | Integral Ultrasound Flatness Gauge for Cooling Machine |
-
1980
- 1980-10-14 JP JP14327580A patent/JPS5768213A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07231806A (ja) * | 1994-02-22 | 1995-09-05 | Crown Package:Kk | 手提袋用紐固定具 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5768213A (en) | 1982-04-26 |
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