JP2001059119A - ストリップ材の振動除去方法及び装置 - Google Patents

ストリップ材の振動除去方法及び装置

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JP2001059119A
JP2001059119A JP2000202133A JP2000202133A JP2001059119A JP 2001059119 A JP2001059119 A JP 2001059119A JP 2000202133 A JP2000202133 A JP 2000202133A JP 2000202133 A JP2000202133 A JP 2000202133A JP 2001059119 A JP2001059119 A JP 2001059119A
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box
vibration
cooling
gas
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Robert Wang
ワーング ロベール
Francois Mignard
ミニャール フランソワ
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Stein Heurtey SA
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ストリップ材と吹き出しボックスとの間での
冷却気体の捕集方法を改善することによって、及びスト
リップ材を固定することによって、冷却ゾーンでのスト
リップ材の振動を除去する方法及び装置を提供する。 【解決手段】 連続的に移動するストリップ材上に気体
を吹き付ける熱処理あるいはコーティングラインのゾー
ンを通って、特に、金属ストリップ材の連続熱処理ある
いはコーティングのラインを備えたジェット気流を吹き
付けて冷却する装置を通って、連続的に移動するストリ
ップ材の振動を除去する方法を提供することにあり、こ
の方法は、冷却気体の圧力及び/又は流速を、ストリッ
プ材の一方のサイドの一方のへりに位置するゾーンにお
ける見掛け上の数値よりも低い数値に調節し、かつスト
リップ材の他方のサイドに位置する反対のへりでの見掛
け上の数値よりも低い数値に調節することを特徴として
いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、連続的に移動する
ストリップ材上に気体を吹き付ける熱処理あるいはコー
ティングのラインを経て連続的に移動するストリップ材
の振動を除去するための方法及び装置に関する。本発明
は、金属ストリップ材の連続的な熱処理あるいはコーテ
ィングのラインに設置されている気体噴射による冷却装
置に、特に好適に適用されるが、本発明は、この例に限
定されるものではない。
【0002】
【従来の技術】本発明が適用される技術分野の理解を助
けるために、先ず初めに、斜視図で描写している図1の
添付図を参照して説明するが、急速冷却ゾーン2は、従
来技術に従って説明すると、金属ストリップ材1がロー
ラー3と12の間を通る間に、ジェット気流の吹き付け
が行われる。ストリップ材1を冷却ゾーン2に通すと、
ストリップ材1は、一連の対で配置されたボックス4と
5から吹き出される冷却気体(cooling gas)のジェッ
ト気流に曝される。ボックスは、ストリップ材1の各サ
イドにそれぞれ一つ位置している。冷却ボックス4と5
の長さは、1つ又は9と10のような一対の固定ローラ
ーが取り付けられるように制限されており、これらのロ
ーラーは、図1に示されているように、2つの連続する
ボックス間で、ストリップ材の案内と安定を意図して、
特に、後者は冷却ジェット気流の作用下での振動の制限
を意図して配置されている。
【0003】吹き出しボックス4と5には、それぞれに
ガス供給手段13,14及び15が設けられ、6,7及
び8のような一連のボックスに横断的に分割することが
でき、それぞれの供給速度及び/又は圧力をストリップ
材に作用させる冷却のレベルに応じて調整することがで
きる。
【0004】冷却気体をストリップ材に吹き付ける手段
には、様々な形態がある。US−B−3068586
は、これらの吹き付け手段の多くの形態を記載してい
る。添付した図2は、公知の冷却ボックス4を斜視図で
描写したものであり、これには吹き付け孔16が設けら
れており、その径と配置パターンは所望のレベルに冷却
できるように作られている。図3は、図2に類似のもの
を描写したものであるが、そこには、冷却ボックス4の
全面に渡って、矩形状パターンあるいはダイアモンド状
パターンに配列された円筒状吹き付けノズルが設けられ
た公知の冷却ボックス4が示されている。最後に、図4
は、図2,3に類似した外観を有し、吹き出しボックス
4の公知の他の形態を描写しており、これには吹き出し
ノズルが、スリット18状にボックスの全幅を横切って
設けられている。
【0005】孔16、ノズル17あるいはノズル18か
らストリップ材上に吹き付けられた冷却気体は、このボ
ックスとストリップ材との間で、ボックスの全幅を横切
って導かれるため、冷却ゾーン2の外側に設けられたダ
クトを通って循環される。これらの機能を満たす手段
は、当業者には良く知られているが、図1には示されて
いない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】金属ストリップ材の連
続熱処理ラインの性能の向上、及び冷却勾配を増す研究
によれば、孔16、ノズル17あるいはノズル18を動
かしてストリップ材1に近づけ、より大きな冷却気体吹
き付け速度及び/又は圧力の使用を必要とした。この変
更は、このタイプの冷却ゾーンに新しい緊急の課題、す
なわち冷却ボックス間でストリップ材が振動するという
問題を生じ、この振動現象は、上記従来技術に基づいて
製作される装置を制限するものであり、未知の現象でも
ある。
【0007】添付した図5は、吹き出しボックス4と5
の間を通る水平面で描写している。理論的に安定した位
置にあるストリップ材とボックス4と5との間の距離
は、図中の符号aで示した距離に等しく、符号VnとV
sで示されたボックス4と5からの吹き出し流速は等し
い。ストリップ材上に吹き付けられた気体は、Vn1と
Vn2に沿って、及びVs1とVs2に沿って集められ
る。この平衡は、Vn1=Vn2及びVs1=Vs2である
ことに特徴がある。
【0008】添付した図6は、ストリップ材の幅方向に
異なった張力分布を有するストリップ材を描写してお
り、この張力は、結果として、おそらく、回転プロセ
ス、ローラーの輪郭、あるいは他の加熱もしくは冷却、
あるいは他の現象の結果として、ストリップ材のへり
(縁)よりもその中央の方がより大きくなっている。こ
の状態にあるストリップ材の張力は、その中央領域に集
中しており、ストリップ材の長い方のへりにはたるみが
見られる。このたるんだへりでの張力差は、符号b,c
で示すように、ストリップ材1のへりとボックス4,5
との間の距離に変化を生じ、流速V´s1, V´s2,V
´n1及びV´n2に変化を生じる。この例においては、
V´n1はV´n2より小さく、V´s1はV´s2よりも
大きい。この作用下では、b側の圧力が増し、c側の圧
力が減じる、そして反対の動きが始まる。
【0009】図7にはこの現象が示され、対象的にある
いは他の態様で、2つのローラー間でストリップ材に生
じるねじれ振動が説明されている。吹き付けが高い流速
で行われているゾーンでは、この振動が孔16、ノズル
17あるいはノズル18とストリップ材との間で接触が
生じるような振幅値に達する。勿論、この現象によっ
て、表面欠陥がストリップ材に現れ、その結果として得
られる製品の品質を低下させる。さらに、ストリップ材
の振動は、冷却ボックスを損傷させ、それらの吹き出し
孔あるいはノズルを損傷させることになる。
【0010】従来、この問題を解決するために、固定ロ
ーラー9と10(図1)を近づけさせることができるよ
うに、吹き出しボックスの長さを減じることによって振
動を制限する試みがなされてきた。しかしながら、この
方法は、吹きつけの有効な長さを制限し、その結果、該
ゾーンにおける冷却の有効性が制限される。
【0011】この問題を解決する他の試みは、ストリッ
プ材の張りを大きくすることにある。しかしこの解決法
は、ストリップ材の厚さが大きなものに対してのみ可能
であり、高温のストリップ材、比較的薄いストリップ材
及び幅の大きなものに対しては採用できず、さらに、ス
トリップ材から作られる処理鋼材の機械的強度特性の評
価を行うことができない。
【0012】ストリップ材の振動の除去もしくは少なく
とも減少させる従来技術の説明で採用した解決法は、ノ
ズル17あるいはノズル18とストリップ材1との間の
距離を増すことからなり、あるいはボックス内での吹き
付け圧力を制限することからなっており、これらの解決
法では、冷却効率が制限され、ラインの生産性が見掛け
上40%程度に減ずることとなる。
【0013】さらに、特に長いへりを有するストリップ
材を処理する場合、これを回転させるという欠点は、不
安定なストリップ材上に吹き付けられて循環する気流に
よって、ストリップ材に振動を発生させるという危険が
増す。さらに、最近処理されたストリップ材の等級の変
化は、ストリップ材の張りを低くして、極めて高い温度
から冷却される急峻な冷却勾配を必要とし、かくして、
ストリップ材の捩じれ振動がさらに広範囲に出現するこ
ととなる。
【0014】それ故、本発明は、上記問題の解決、すな
わちストリップ材と吹き出しボックスとの間での冷却気
体の捕集方法を改善することによって、及びストリップ
材を固定することによって、冷却ゾーンでのストリップ
材の振動を除去することを目的として行ったものであ
る。
【0015】
【課題を解決するための手段】第一の発明は、連続的に
移動するストリップ材上に気体を吹き付ける熱処理ある
いはコーティングラインのゾーンを通って、特に、金属
ストリップ材の連続熱処理あるいはコーティングのライ
ンを備えたジェット気流を吹き付けて冷却する装置を通
って、連続的に移動するストリップ材の振動を除去する
方法を提供することにあり、この方法は、冷却気体の圧
力及び/又は流速を、ストリップ材の一方のサイドの一
方のへりに位置するゾーンにおける見掛け上の数値より
も低い数値に調節し、かつストリップ材の他方のサイド
に位置する反対のへりでの見掛け上の数値よりも低い数
値に調節することを特徴としている。
【0016】他の発明は、金属ストリップ材の連続熱処
理ラインあるいはコーティングラインに設けられ、ジェ
ット気流を吹き付けることによって冷却するゾーンを通
って連続的に移動するストリップ材の振動を除去する装
置を提供することにあり、この装置は、上記した方法を
採用し、冷却気体の圧力及び/又は流速をストリップ材
の一方のサイドに位置するボックスにおいて、ストリッ
プ材の一方のへりに位置するゾーンでの見掛け上の数値
よりも低い数値に、かつストリップ材の他方のサイドに
位置するボックスに対しては、反対側のへりでの見掛け
上の数値よりも低い数値に調節可能な手段を有する吹き
出しボックスからなることを特徴としている。
【0017】
【発明の実施の形態】本発明の他の特徴と利点は、添付
図を参照して以後の説明を読むことで明らかとなるであ
ろう。図において: −図8は、本発明の1実施例を示す概略図であり、そし
て −図9は、本発明の冷却ボックスとその吹き出しノズル
の1例を示す部分概略図である。
【0018】先ず始めに、連続的に移動しているストリ
ップ材の各側に1つずつ配置された2つの吹き出しボッ
クス8と21を、概略水平断面で描写している図8を参
照して説明する。この図では、各ボックスが一連の要素
ボックスに分割されているのが認められる。このよう
に、ボックス8は、3つのボックス6,7及び8に分割
され、これらには個々に13,14及び15から吹き付
け気体が供給される。
【0019】本発明によれば、各ボックスに供給するた
めに、相対するボックスへ供給する流速及び/又は圧力
を調節する手段を備えている。これらの手段は、図8に
描写したように、ストリップ材1上への吹き付けに際し
て、対称性(右から左へ)が得られるように作られ、使
用される。このようにして、気体の捕集を促進する方向
に、気体は平衡位置に保持されたストリップ材を横切っ
て流れる。従って、これらの手段は、ストリップ材の一
方のサイドの端に位置するボックス6と、ストリッブ材
の他方のサイドの反対の端に位置するボックス21にお
いて、より低い圧力レベルが得られる。図8において、
矢印は、ストリップ材の各サイドでの様々な部分におい
て、その結果として生じる圧力レベルを描写するために
用いたものである。この調節の最終の結果は、図8に於
いて捩じれ角A1で示したように、ストリップ材に平衡
位置である非対称性力場を与えるということである。吹
き出しボックスにおけるこのストリップ材を横断する方
向への圧力の調節は、ストリップ材のいかなるねじれ運
動にも抗して、ストリップをその予め定められた位置に
留めようとし、あるいは、少なくともその振動の振幅を
制限する。
【0020】図8を参照して上述した実施例では、8と
21のようなボックスは、一連の要素ボックスに分けら
れる。このようにして、いかなる制約も受けないこの実
施例において、ボックス8は3つのボックス6,7及び
8に分割され、各ボックスは個々にそれぞれ13,14
及び15から吹き出し気体が供給される。本発明によれ
ば、これらの供給手段は、ストリップ材を横切って上記
した左右の非対称性が得られるように、冷却気体の圧力
及び/又は流速を調節する手段を備えている。
【0021】本発明の他の実施例によれば、冷却気体の
圧力は、単一のボックス内での上記ゾーンにおいて、ジ
ェット気流の圧力で圧力降下を作りだすことによって調
節され、そして所望の非対称性を得ることを可能とし、
この圧力降下は、特に、除去しようとしている振動によ
ってその数値を変更する可能性を固定あるいは可変とす
ることができる。
【0022】本発明によれば、吹き出しボックスに対し
て、ストリップ材の各サイド(側)で隙間が異なるよう
に工夫することで、捕集断面が最大となる側の気体の捕
集を促進することもできる。
【0023】なお、本発明によれば、冷却ゾーンの外側
への吸引手段を備え、これらは、ストリップ材の右サイ
ドと左サイドとで、気体を異なるレベルで引き出せるよ
うに設計されており、かくして、好ましい方向への気体
の流れが促進される。
【0024】本発明の他の実施例によれば、望ましい非
対称性は、吹き出しノズルが管状タイプの場合、右側の
ボックスと左側のボックスとの間で、吹き出しノズルの
長さを変えることによって得られる。
【0025】本発明によれば、振動領域の一番端の位置
においてストリップ材が動けないように、吹き出しボッ
クスの長さに沿って、図1に示す冷却ゾーン2の最上部
に位置するローラー3と9,10のような固定ローラー
との間でストリップ材をねじれさせる手段を設けること
ができる。これらの手段は、固定ローラーの2つのグル
ープ間に設けることもできる。もちろん、全てのこれら
の装置は、所望の結果を得るために個別にあるいは様々
な組合せで使用することもできる。
【0026】本発明によれば、ストリップ材の振動(振
幅とその位置)は、適切なセンサーを用いて測定され、
その情報は、ストリップ材の振動の規制を意図して行わ
れる操作を制御するために、例えば、吹き出しボックス
内の圧力の調節あるいは前記ボックスの位置を調節する
ために、ビデオ画像によって分析される。
【0027】添付した図9を参照して、吹き出しボック
ス4の他の実施例を説明する。吹き出しボックス4は、
スリット状の吹き出しノズル18を備え、ストリップ材
に吹き付けた後、側方に移動する吹き付け気体の影響を
除くことを意図して設計されている。この実施例におい
て、ノズル18は、独立しており、通常、それらの端部
から冷却気体が供給され、2つの隣接するノズル間に気
体捕集ゾーン27が形成されるように、互いに分離され
ている。このような配置によって、ストリップ材上に吹
き付けられた気体を吹き出しボックスの後部(背面側)
から集めることができ、この捕集は、ストリップ材に対
して適切な角度で、ストリップ材に対して平行成分を有
する捕集の速度ベクトルなしに、吹き付け気体の捕集速
度の横断成分が、このようにして除去される。それ故、
Vn1 =Vn2 =Vs1 =Vs2=0となる。この手段
によって得られた気体捕集流速の均しさは、ストリップ
材の安定性の確保を可能とし、かくして前述の問題の解
決に貢献する。勿論、本発明の範囲内で、吹き出しボッ
クス4に、上記一連の穴からなる吹き出しノズル18を
設けることもできる。
【0028】
【発明の効果】本発明は、ストリップ材のへりに向かっ
て循環する冷却気体捕集流の不安定性を制限する手段を
実際に提供するものであり、そしてこの不安定性は、先
に観察したストリップ材のねじれ振動を生じる。それ
故、本発明によって、ストリップ材の低い張力での操作
を可能とし、高速の冷却気体流及び/又は圧力によっ
て、急速冷却サイクルが得られる。本発明は、従来技術
で説明した装置において、ストリップ材の振動の制御が
なされないことによる生産性の制限を取り除くことを可
能とする。またそれは、ストリップ材と冷却ボックスが
接触したときに、従来技術による装置で見られる表面欠
陥を除去することも可能とする。本発明を採用すること
によって、下記の除去も可能とする: −振動によってストリップ材に生じる機械的応力; −その振動の結果としてストリップ材にしわがよる危険
性; −ストリップ材の振動によって生じるノイズ。 本発明は、もちろん、これらの実施例及び/又は上記に
限定されるものではなく、これらに代え得る全ての形態
をも含むことが理解される。さらに、本発明の序文で述
べたように、本発明は、冷却装置に限定されるものでは
なく、連続的に移動するストリップ材上に気体が吹き付
けられる熱処理あるいは冷却ラインの全てのゾーンに適
用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 冷却装置を示す斜視図である。
【図2】 冷却ボックスを示す斜視図である。
【図3】 冷却ボックスの他の態様を示す斜視図であ
る。
【図4】 冷却ボックスのさらに他の態様を示す斜視図
である。
【図5】 安定した位置にあるストリップ材とボックス
との間を流れる冷却気体の流速の平衡を説明する概略図
である。
【図6】 幅方向に異なった張力分布を有するストリッ
プ材とボックスとの間を流れる冷却気体の流速の平衡を
説明する概略図である。
【図7】 図6の状態にあるストリップ材を示す斜視図
である。
【図8】 本発明の1実施例を示す概略図である。
【図9】 本発明の冷却ボックスとその吹き出しノズル
の1例を示す部分概略図である。
【符号の説明】
1 ストリップ材 2 冷却ゾーン 3,9,10,12 ローラー 4,5,6,7,8 冷却ボックス(吹き出しボック
ス) 16 孔 17,18 ノズル
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C23C 2/40 C23C 2/40

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 連続的に移動するストリップ材上に気体
    を吹き付ける熱処理あるいはコーティングラインのゾー
    ンを通って、特に、金属ストリップ材の連続熱処理ある
    いはコーティングのラインに設けられたジェット気流を
    吹き付けて冷却する装置を通って、連続的に移動するス
    トリップ材の振動を除去する方法であって、冷却気体の
    圧力及び/又は流速を、ストリップ材の一方のサイドの
    一方のへりに位置するゾーンにおける見掛け上の数値よ
    りも低い数値に調節し、かつストリップ材の他方のサイ
    ドに位置する反対のへりでの見掛け上の数値よりも低い
    数値に調節することを特徴とするストリップ材の振動除
    去方法。
  2. 【請求項2】 冷却気体の圧力が、単一のボックス内
    で、所定のゾーンにおいてジェット流の圧力で圧力降下
    を作りだすことによって調節され、かくして所望の非対
    称性を得ることを可能とする請求項1に記載のストリッ
    プ材の振動除去方法。
  3. 【請求項3】 圧力降下が、所定の数値に固定されてい
    る請求項2に記載のストリップ材の振動除去方法。
  4. 【請求項4】 圧力降下が可変であり、その値を除去し
    ようとしている振動によって変更することができる請求
    項2に記載のストリップ材の振動除去方法。
  5. 【請求項5】 連続的に移動するストリップ材上に気体
    を吹き付ける熱処理あるいはコーティングラインのゾー
    ンを通って、特に、金属ストリップ材の連続熱処理ある
    いはコーティングのラインに設けられたジェット気流を
    吹き付けて冷却する装置を通って、連続的に移動するス
    トリップ材の振動を除去する装置であって、この装置
    は、上記請求項のいずれか1つに記載の方法を採用し、
    吹き出しボックス(8,21)が冷却気体の圧力及び/
    又は流速を、ストリップ材の一方のサイドに位置するボ
    ックス(6)において、ストリップ材の一方のへりに位
    置するゾーンでの見掛け上の数値よりも低い数値に調節
    し、かつストリップ材(1)の他方のサイドに位置する
    ボックス(21)においては、反対側のへりでの見掛け
    上の数値よりも低い数値に調節する手段を有することを
    特徴とするストリップ材の振動除去装置。
  6. 【請求項6】 吹き出しボックスは、一連の要素ボック
    ス(例えば、6,7,8)に分割され、その各々は、冷
    却気体の圧力と流速を調節する手段を備えた独立した供
    給手段(14,15,13)によって個々に吹き出し気
    体を供給する請求項5に記載のストリップ材の振動除去
    装置。
  7. 【請求項7】 ストリップ材(1)上に吹き出された冷
    却気体が、ボックスの吹き出し手段の間で、その後部か
    ら捕集される請求項5又は6に記載のストリップ材の振
    動除去装置。
  8. 【請求項8】 各吹き出しボックス(4)には、スリッ
    ト状あるいは一連の孔を有する吹き出しノズル(18)
    が設けられ、それぞれに冷却気体が供給され、2つの隣
    接するノズル間で気体を捕集するゾーン(27)を形成
    するように互いに分離されている請求項7に記載のスト
    リップ材の振動除去装置。
  9. 【請求項9】 吹き出しボックスの開口部が、捕集断面
    が最大となるサイドに向かって気体の捕集を促進するよ
    うに、ストリップ材の右サイドと左サイドとの間で異な
    っている請求項5乃至8のいずれかに記載のストリップ
    材の振動除去装置。
  10. 【請求項10】 冷却ゾーン(2)の外側への吸引手段
    を備え、ストリップ材の右サイドと左サイドで気体の吸
    引度が異なるように設計され、好ましい方向への気体の
    流れを促進する請求項5乃至9のいずれかに記載のスト
    リップ材の振動除去装置。
  11. 【請求項11】 吹き出しボックスには、管状の吹き出
    しノズルが取り付けられ、この吹き出しノズルの長さが
    右サイドと左サイドのボックスの間で可変である請求項
    5乃至10のいずれかに記載のストリップ材の振動除去
    装置。
  12. 【請求項12】 振動領域の一番端においてストリップ
    材が動かないように、冷却ゾーン(2)の最上部に位置
    するローラー(3)と固定ローラー(9,10)との
    間、あるいは吹き出しボックスの長さに沿って位置して
    いる2つの固定ローラー群の間で、ストリップ材を捩じ
    れさせる手段を有する請求項5乃至11のいずれかに記
    載のストリップ材の振動除去装置。
  13. 【請求項13】 ストリップ材の振動、すなわち振幅と
    その位置がセンサーで測定され、得られた情報は、スト
    リップ材の振動の規制を意図して行われる操作を制御す
    るために、特に、吹き出しボックス内の圧力の調節、あ
    るいはボックスの位置を調節するために分析される請求
    項5乃至12のいずれかに記載のストリップ材の振動除
    去装置。
  14. 【請求項14】 請求項5乃至12のいずれかに記載の
    ストリップ材の振動除去装置、及び請求項1乃至4のい
    ずれかに記載のストリップ材の振動除去方法を採用し、
    ストリップ材上への気体の吹き付け及び冷却ゾーン
    (2)を有することを特徴とする金属ストリップ材の連
    続熱処理あるいはコーティングライン。
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