JPS6257697B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6257697B2 JPS6257697B2 JP12555483A JP12555483A JPS6257697B2 JP S6257697 B2 JPS6257697 B2 JP S6257697B2 JP 12555483 A JP12555483 A JP 12555483A JP 12555483 A JP12555483 A JP 12555483A JP S6257697 B2 JPS6257697 B2 JP S6257697B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- roll
- cavity
- heat
- metal strip
- heat transfer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 20
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 17
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 11
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
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- 238000004804 winding Methods 0.000 description 4
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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
- C21D9/562—Details
- C21D9/563—Rolls; Drums; Roll arrangements
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
金属ストリツプ、なかでもコールドストリツプ
の熱処理、とくに連続焼なまし炉にて連続的に該
ストリツプを冷却又は加熱する際、該ストリツプ
の巻がけ走行を案内するともにこの巻がけ接触と
の間に熱の授受を司るべきロールの技術の分野に
関する。
の熱処理、とくに連続焼なまし炉にて連続的に該
ストリツプを冷却又は加熱する際、該ストリツプ
の巻がけ走行を案内するともにこの巻がけ接触と
の間に熱の授受を司るべきロールの技術の分野に
関する。
問題点
コールドストリツプの連続熱処理炉、いわゆる
CALにおける冷却装置は従来主としてガスジエ
ツト方式が一般に採用されている。
CALにおける冷却装置は従来主としてガスジエ
ツト方式が一般に採用されている。
ところがこの冷却用ガスの循環フアンは、月産
５万トン程度の規模にてほぼ5000KW程度のよう
に著大な容量を必要とする。
５万トン程度の規模にてほぼ5000KW程度のよう
に著大な容量を必要とする。
これに対し冷媒をロール内部に導入して循環さ
せるロール冷却法では、ほぼ1/10程度の動力にて
稼動し得ることから、上記のガスジエツト方式に
とつて代りストリツプの冷却法の主流になりつつ
ある。
せるロール冷却法では、ほぼ1/10程度の動力にて
稼動し得ることから、上記のガスジエツト方式に
とつて代りストリツプの冷却法の主流になりつつ
ある。
この種のロールは一般に中空ロール胴を有し、
その胴内空洞中に冷却又は加熱用の熱媒体、つま
り冷媒又は熱媒（以下一括して熱媒体と呼ぶ）を
導通させることにより、ロール胴に巻きがけ接触
する金属ストリツプとの間に熱の授受を行わせ
る。
その胴内空洞中に冷却又は加熱用の熱媒体、つま
り冷媒又は熱媒（以下一括して熱媒体と呼ぶ）を
導通させることにより、ロール胴に巻きがけ接触
する金属ストリツプとの間に熱の授受を行わせ
る。
金属ストリツプの冷却には、その温度に応じて
たとえば140℃程度以下のとき、普通の水、また
これをこえるとき、適切な融点をもち、またその
調整剤を混入した溶融塩、たとえば硝酸ナトリウ
ムの如きを冷媒として用い、一方加熱に際しては
ダウサム（商品名）などの熱媒を用いる。
たとえば140℃程度以下のとき、普通の水、また
これをこえるとき、適切な融点をもち、またその
調整剤を混入した溶融塩、たとえば硝酸ナトリウ
ムの如きを冷媒として用い、一方加熱に際しては
ダウサム（商品名）などの熱媒を用いる。
以上何れの場合でも熱媒体として液体を用いる
とき、ロール回転数が一定限度をこえて上昇した
とき、それまでに該回転数に対して金属ストリツ
プとの間でほぼ直線関係を呈する熱伝達率が、突
如として急減し、そのためかような急変域を含む
ロール回転数においてはもはや導熱ロールの必要
機能が喪失し金属ストリツプの冷却または加熱の
制御に利用され得なくなる。
とき、ロール回転数が一定限度をこえて上昇した
とき、それまでに該回転数に対して金属ストリツ
プとの間でほぼ直線関係を呈する熱伝達率が、突
如として急減し、そのためかような急変域を含む
ロール回転数においてはもはや導熱ロールの必要
機能が喪失し金属ストリツプの冷却または加熱の
制御に利用され得なくなる。
発明の目的
上掲した導熱ロールの回転数に依存した熱伝達
率の不整合に関して有利な解決を与えること、す
なわち金属ストリツプとの間にその巻がけ接触中
における熱の授受挙動につき、回転数の影響を除
外することがこの発明の目的である。
率の不整合に関して有利な解決を与えること、す
なわち金属ストリツプとの間にその巻がけ接触中
における熱の授受挙動につき、回転数の影響を除
外することがこの発明の目的である。
発明の構成
上記の目的は、次の事項を骨子とする構想を適
用することにより、あとでさらに詳しく述べるよ
うに、簡便に達成され得る。
用することにより、あとでさらに詳しく述べるよ
うに、簡便に達成され得る。
中空ロール胴を有し、その胴内部に冷却又は加
熱用の熱媒体を導通させ、ロール胴外周に巻がけ
した金属ストリツプとの間に熱の授受を行う金属
ストリツプ用導熱ロールにして、ロール胴の胴内
空洞の内径ｄが、該空洞内面の周速Ｖとの間に下
記の関係を充足することが必要である。
熱用の熱媒体を導通させ、ロール胴外周に巻がけ
した金属ストリツプとの間に熱の授受を行う金属
ストリツプ用導熱ロールにして、ロール胴の胴内
空洞の内径ｄが、該空洞内面の周速Ｖとの間に下
記の関係を充足することが必要である。
記
ｄ＞Ｖ×2.25
ｄ：胴内空洞の内径（mm）
Ｖ：胴内空洞内面の周速（ｍ／min）
上記の関係を満足した導熱ロールは、胴内空洞
の内径に、金属ストリツプの巻がけ回転に必要な
強度を与える肉厚を加えた外径に従う、通板速度
に応じた回転数の範囲内において、該回転数に対
する、ストリツプ―ロール間の熱伝達率が、ほぼ
直線関係を維持することとなる。
の内径に、金属ストリツプの巻がけ回転に必要な
強度を与える肉厚を加えた外径に従う、通板速度
に応じた回転数の範囲内において、該回転数に対
する、ストリツプ―ロール間の熱伝達率が、ほぼ
直線関係を維持することとなる。
さて第１図に導熱ロールの断面を示し、図中１
はロール胴、２はストリツプ、３はロータリージ
ヨイント、４は熱媒体であり、図示したところに
おいて熱媒体４を、ロール胴１の胴内部に導通さ
せる。ロール胴１とストリツプとの間における熱
の授受とについてはあらためて説明するまでもな
い。
はロール胴、２はストリツプ、３はロータリージ
ヨイント、４は熱媒体であり、図示したところに
おいて熱媒体４を、ロール胴１の胴内部に導通さ
せる。ロール胴１とストリツプとの間における熱
の授受とについてはあらためて説明するまでもな
い。
ただストリツプ２の通板速度は、たとえばはじ
めに触れたCALにあつてはその生産能力の下に
自ら定まり、従つてこの通板速度に対応する導熱
ロールの回転数が、ストリツプ―ロール間の熱伝
達率に及ぼす影響は、ストリツプの冷却又は加熱
速度制御の基本となる重要事項である。
めに触れたCALにあつてはその生産能力の下に
自ら定まり、従つてこの通板速度に対応する導熱
ロールの回転数が、ストリツプ―ロール間の熱伝
達率に及ぼす影響は、ストリツプの冷却又は加熱
速度制御の基本となる重要事項である。
そこで導熱ロールの胴内空洞における熱媒体の
該空洞との間の相対的な流動に着目して、次式に
示すレイノズル数Ｒeを考え、これがストリツプ
―ロール間の熱伝達率に及ぼす影響をまとめた実
験結果の１例を第２図に示した。
該空洞との間の相対的な流動に着目して、次式に
示すレイノズル数Ｒeを考え、これがストリツプ
―ロール間の熱伝達率に及ぼす影響をまとめた実
験結果の１例を第２図に示した。
Re＝Ｖ・Ｌ／ν ……(1)
Ｖ：胴内空洞内面の周速（ｍ／min）
Ｌ：１／２πｄ，〓ｄ：空洞内径（mm）
ν：熱媒体の動粘性係数、
第２図においてRe―αのほぼ直線状の関係が
崩れて熱伝達率αが急減するに至るレイノズル数
は、いわゆる臨界レイノズル数Recrに当る。この
データは、内径ｄを固定し、従つてＬ＝一定の条
件に従うからReのRecrに至る増加は、Ｖつまり
ロール回転数の増加を示し、こゝにRecrに対応す
るＶをこえる回転数にて導熱ロールの機能喪失が
生ずる。
崩れて熱伝達率αが急減するに至るレイノズル数
は、いわゆる臨界レイノズル数Recrに当る。この
データは、内径ｄを固定し、従つてＬ＝一定の条
件に従うからReのRecrに至る増加は、Ｖつまり
ロール回転数の増加を示し、こゝにRecrに対応す
るＶをこえる回転数にて導熱ロールの機能喪失が
生ずる。
かような熱伝達率αの急減を来す原因について
検討を加えた結果に関して、第３図ａ，ｂに対比
をして示したように、熱媒体４の胴内空洞中にお
ける滞留液量は同一に保持したとき、ロール回転
数の低いときでも同図ａのように空洞内壁に熱媒
体がその粘性により付着するためその液面はやや
傾き、この状態において空洞内壁との間の相対速
度は、回転数に応じて増加するところ、その増加
が一定の極限に達すると空洞内壁に熱媒体が全周
にわたり同図ｂのようにリム状付着を来してロー
ルと一緒に回転し始めるようになり、そこに上記
相対速度の急激な低下を来す。
検討を加えた結果に関して、第３図ａ，ｂに対比
をして示したように、熱媒体４の胴内空洞中にお
ける滞留液量は同一に保持したとき、ロール回転
数の低いときでも同図ａのように空洞内壁に熱媒
体がその粘性により付着するためその液面はやや
傾き、この状態において空洞内壁との間の相対速
度は、回転数に応じて増加するところ、その増加
が一定の極限に達すると空洞内壁に熱媒体が全周
にわたり同図ｂのようにリム状付着を来してロー
ルと一緒に回転し始めるようになり、そこに上記
相対速度の急激な低下を来す。
この傾向について熱媒体として水を使用した場
合（温度範囲30〜70℃）について、胴内空洞の内
径ｄを種々にかえて実験を重ねた結果の一部を第
４図にまとめて示したように、内径ｄが大きい
程、Recrの値が高くなることがわかつた。さらに
は、熱媒体として溶融塩NaNO3―KNO3―NaNO2
（７―53―40wt％）を使用した同様の実験結果に
ついて第５図に示す。（温度範囲200〜400℃） 第５図においても内径ｄが大きい程Recrの値が
高くなることがわかつた。
合（温度範囲30〜70℃）について、胴内空洞の内
径ｄを種々にかえて実験を重ねた結果の一部を第
４図にまとめて示したように、内径ｄが大きい
程、Recrの値が高くなることがわかつた。さらに
は、熱媒体として溶融塩NaNO3―KNO3―NaNO2
（７―53―40wt％）を使用した同様の実験結果に
ついて第５図に示す。（温度範囲200〜400℃） 第５図においても内径ｄが大きい程Recrの値が
高くなることがわかつた。
一方これらの実験データをRecrに関し整理し
て、中空ロールの胴内空洞の内径ｄと、該空胴内
面の周速度Ｖとに依存する熱伝達率αの急減発生
限界が第６図のようにあらわされ得ることを究明
した。第６図中には水と溶融塩の両者について示
すが、ほぼ同様の傾向を示した。図において ｄ＝Ｖ×2.25 にて示される直線の上側では熱伝達率の急減が生
じない領域に属し、従つてすでにのべたように、
上式で計算される内径ｄの値以上の胴内空洞をも
つ導熱ロールを、その空洞内面の周速度Ｖに相当
する、回転数以下で操業することにより、導熱ロ
ールを用いる金属ストリツプの冷却又は加熱制御
が、適切に行われ得るわけである。
て、中空ロールの胴内空洞の内径ｄと、該空胴内
面の周速度Ｖとに依存する熱伝達率αの急減発生
限界が第６図のようにあらわされ得ることを究明
した。第６図中には水と溶融塩の両者について示
すが、ほぼ同様の傾向を示した。図において ｄ＝Ｖ×2.25 にて示される直線の上側では熱伝達率の急減が生
じない領域に属し、従つてすでにのべたように、
上式で計算される内径ｄの値以上の胴内空洞をも
つ導熱ロールを、その空洞内面の周速度Ｖに相当
する、回転数以下で操業することにより、導熱ロ
ールを用いる金属ストリツプの冷却又は加熱制御
が、適切に行われ得るわけである。
発明の効果
この発明によれば、金属ストリツプの通板速度
が、その連続熱処理設備の能力により定まると
き、該速度以下の運転速度の下で、それに応じて
定まる導熱ロールの回転数において、ストリツプ
―ロール間の熱伝達率のほぼ直線的関係を確保す
ることができるので、金属ストリツプの冷却また
は加熱の制御の管理上、至便である。
が、その連続熱処理設備の能力により定まると
き、該速度以下の運転速度の下で、それに応じて
定まる導熱ロールの回転数において、ストリツプ
―ロール間の熱伝達率のほぼ直線的関係を確保す
ることができるので、金属ストリツプの冷却また
は加熱の制御の管理上、至便である。
第１図は導熱ロールの断面図、第２図は中空ロ
ール胴の胴内空洞における熱媒体の流動条件に従
うレイノズル数が、熱伝達率に及ぼす影響を示す
グラフ、第３図ａ，ｂは胴内空洞中における熱媒
体の回転数に依存した流動挙動説明図であり、第
４図は胴内空洞の内径に対応した熱伝達率の急減
挙動をあらわす熱媒体；水の場合のグラフであ
り、第５図は同じく熱媒体；溶融塩の場合のグラ
フ、第６図は、熱伝達率の急変現象に及ぼす、胴
内空洞の内径と、内面周速度との関係を示すグラ
フである。 １……中空ロール胴、２……金属ストリツプ、
４……熱媒体。
ール胴の胴内空洞における熱媒体の流動条件に従
うレイノズル数が、熱伝達率に及ぼす影響を示す
グラフ、第３図ａ，ｂは胴内空洞中における熱媒
体の回転数に依存した流動挙動説明図であり、第
４図は胴内空洞の内径に対応した熱伝達率の急減
挙動をあらわす熱媒体；水の場合のグラフであ
り、第５図は同じく熱媒体；溶融塩の場合のグラ
フ、第６図は、熱伝達率の急変現象に及ぼす、胴
内空洞の内径と、内面周速度との関係を示すグラ
フである。 １……中空ロール胴、２……金属ストリツプ、
４……熱媒体。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 中空ロール胴を有し、その胴内部に冷却又は
加熱用の熱媒体を導通させ、ロール胴外周に巻が
けした金属ストリツプとの間に熱の授受を行う金
属ストリツプ用導熱ロールにして、 ロール胴の胴内空洞の内径ｄが、該空洞内面の
周速Ｖとの間に下記の関係を充足することを特徴
とする、金属ストリツプ用導熱ロール。 ｄ＞Ｖ×2.25 ｄ：胴内空洞の内径（mm） Ｖ：胴内空洞内面の周速（ｍ／min）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12555483A JPS6021333A (ja) | 1983-07-12 | 1983-07-12 | 金属ストリツプ用導熱ロ−ル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12555483A JPS6021333A (ja) | 1983-07-12 | 1983-07-12 | 金属ストリツプ用導熱ロ−ル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6021333A JPS6021333A (ja) | 1985-02-02 |
| JPS6257697B2 true JPS6257697B2 (ja) | 1987-12-02 |
Family
ID=14913071
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12555483A Granted JPS6021333A (ja) | 1983-07-12 | 1983-07-12 | 金属ストリツプ用導熱ロ−ル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6021333A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110514909A (zh) * | 2019-08-07 | 2019-11-29 | 成都晶立电子技术有限公司 | 一种基于一维相控阵的检测设备 |
-
1983
- 1983-07-12 JP JP12555483A patent/JPS6021333A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6021333A (ja) | 1985-02-02 |
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