JP2007284764A - Facility for cooling loose coil, and cooling method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は,非同心円状に巻き取られた鋼線材であるルーズコイルの冷却設備及びルーズコイルの冷却方法に関する。 The present invention relates to a loose coil cooling facility and a loose coil cooling method, which are steel wires wound non-concentrically.
熱間圧延後,ルーズコイルは空気を吹きかけられ,あるいは冷却流体に浸漬されて冷却される。このときの冷却に使われる冷却設備としては,従来から,空気を冷却媒体とするステルモア(特許文献1),温水を冷却媒体とするEDC(特許文献2),溶融塩を冷却媒体とするDLP(特許文献3)が知られている。 After hot rolling, the loose coil is cooled by being blown with air or immersed in a cooling fluid. Conventionally, as cooling equipment used for cooling at this time, stealmore using air as a cooling medium (Patent Document 1), EDC using hot water as a cooling medium (Patent Document 2), and DLP using molten salt as a cooling medium (Patent Document 1) Patent Document 3) is known.
しかしながら,前記従来の冷却設備によってルーズコイルを冷却した後,鋼線材は長手方向に強度の不均一さが生じ,この不均一さはルーズコイルの半周長の周期を持つ周期的な変化であることが分かってきた。 However, after the loose coil is cooled by the conventional cooling equipment, the steel wire has a non-uniform strength in the longitudinal direction, and this non-uniformity is a periodic change with a period of the half circumference of the loose coil. I understand.
そこで従来は,冷却槽内で冷却媒体を攪拌し,冷却槽内のルーズコイルに噴出される冷却媒体の流速を制御することにより,ルーズコイルの冷却速度の不均一さを抑えることが考えられた。例えば,前記DLPでは冷却媒体である溶融塩を攪拌するために,エアーバブリングによる攪拌が行われている(特許文献4)。また,冷却媒体をルーズコイルにスプレーし,冷却する方法も提案されている。
しかしながら,前記エアーバブリングによる攪拌では,冷却媒体の強制的に付与する流速が小さく,ルーズコイルへの熱伝達率を大きく,また一様にすることが困難である。
また,前記スプレーによる冷却では,冷却媒体をルーズコイルにスプレーした場合,冷却媒体が噴出される部分と鋼線材が重なり陰になった部分での熱伝達率の差が大きく,冷却速度の不均一さが大きくなる。
However, in the stirring by the air bubbling, the flow velocity forcibly applied by the cooling medium is small, and it is difficult to make the heat transfer coefficient to the loose coil large and uniform.
In the cooling by spraying, when the cooling medium is sprayed on the loose coil, there is a large difference in heat transfer coefficient between the part where the cooling medium is ejected and the part where the steel wire is shaded and the cooling rate is uneven. Becomes bigger.
さらに,ルーズコイルの冷却速度の不均一さが生じる原因について,本発明の研究から以下の知見を得た。図4に基づいて説明すると,ルーズコイル100は幅方向Dに密度が異なり,ルーズコイル100の幅方向端部101,101で鋼線材が密集している。したがって,均一な冷却媒体の中でルーズコイル100を冷却すると,ルーズコイル100の冷却速度に不均一さを生じるためである。即ち,ルーズコイル100の幅方向端部101,101における冷却速度は,ルーズコイル100の中心部の冷却速度に比べて遅くなる。
Furthermore, the following knowledge was obtained from the research of the present invention about the cause of the uneven cooling rate of the loose coil. Referring to FIG. 4, the
本発明は,かかる点に鑑みてなされたものであり,冷却槽内での冷却媒体によるルーズコイルの幅方向端部の冷却速度を向上し,ルーズコイルの幅方向に対して冷却速度の不均一さを低減することにより,鋼線材の平均強度を高くするとともに,長手方向の強度の不均一さを軽減することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above points, and improves the cooling rate of the end portion in the width direction of the loose coil by the cooling medium in the cooling tank, and the cooling rate is not uniform in the width direction of the loose coil. The purpose is to increase the average strength of the steel wire rod and reduce the non-uniformity of the strength in the longitudinal direction.
前記の目的を達成するため,本発明のルーズコイルの冷却設備は,非同心円状に巻き取られた鋼線材のルーズコイルを連続して冷却槽内の冷却媒体内に浸漬し,当該冷却槽内の搬送装置によって前記ルーズコイルを搬送し,前記ルーズコイルを冷却する冷却設備において,前記ルーズコイルの幅方向端部へ向けて上方から冷却媒体を噴出する噴出しノズルが前記冷却槽内に設けられたことを特徴としている。 In order to achieve the above-mentioned object, the loose coil cooling equipment of the present invention comprises a steel wire rod coil wound in a non-concentric circle, continuously immersed in a cooling medium in the cooling tank, In the cooling facility for transporting the loose coil by the transport device and cooling the loose coil, an ejection nozzle for ejecting a cooling medium from above is provided in the cooling tank toward the widthwise end of the loose coil. It is characterized by that.
本発明においては,鋼線材が密集している前記ルーズコイルの幅方向端部に,前記噴出しノズルから冷却媒体を噴出させることによって,当該ルーズコイルの幅方向端部の冷却速度を速めることができる。これにより,当該ルーズコイルの幅方向端部における強度が高くなるために,鋼線材の平均強度も高くなる。 In the present invention, the cooling rate of the end portion in the width direction of the loose coil can be increased by ejecting the cooling medium from the ejection nozzle to the end portion in the width direction of the loose coil where the steel wire is densely packed. it can. Thereby, since the intensity | strength in the width direction edge part of the said loose coil becomes high, the average intensity | strength of a steel wire will also become high.
前記冷却設備において,前記噴出しノズルから噴出された冷却媒体の流線上であってかつ前記冷却槽内のルーズコイルの下方に設けられた冷却媒体の吸い込み部と,当該吸い込み部から吸い込んだ冷却媒体を前記噴出しノズルへ循環させる循環系統と,当該循環系統に付随する冷却媒体を冷却する冷却装置とを,さらに有するようにしてもよい。 In the cooling facility, the cooling medium suction portion provided on the streamline of the cooling medium ejected from the ejection nozzle and below the loose coil in the cooling tank, and the cooling medium sucked from the suction portion A circulation system that circulates the gas to the ejection nozzle and a cooling device that cools a cooling medium associated with the circulation system may be further included.
前記噴出しノズルから前記ルーズコイルの幅方向端部に噴出された冷却媒体は,前記吸い込み部へ向かって一方向に流れ,当該前記ルーズコイルの幅方向端部の冷却速度をより速くすることができ,ルーズコイルの幅方向端部を通過した冷却媒体の流れが吸い込み部に吸収され,前記冷却槽内を循環する冷却媒体の流れが遅くなるため,ルーズコイル中央部における冷却媒体の流速を幅方向端部に比べて低減できる。また,前記吸い込み部から吸い込んだ冷却媒体は前記循環系統とこれに付随する前記冷却装置を用いて,前記噴出しノズルから噴出される冷却媒体の少なくとも流量または温度を制御することができる。したがって,ルーズコイルの幅方向に対して冷却速度の不均一さを低減することができる。 The cooling medium ejected from the ejection nozzle to the end portion in the width direction of the loose coil flows in one direction toward the suction portion, and the cooling rate of the end portion in the width direction of the loose coil can be further increased. The flow of the cooling medium that has passed through the end of the loose coil in the width direction is absorbed by the suction part, and the flow of the cooling medium circulating in the cooling tank becomes slow. This can be reduced compared to the direction end. The cooling medium sucked from the suction portion can control at least the flow rate or temperature of the cooling medium ejected from the ejection nozzle by using the circulation system and the cooling device associated therewith. Therefore, the nonuniformity of the cooling rate can be reduced with respect to the width direction of the loose coil.
前記噴出しノズルに加えて,当該噴出しノズルから噴出された冷却媒体の流線上であってかつ冷却槽の底部に形成された開口部と,前記冷却槽からの冷却媒体が流入する受液槽と,当該受液槽内の冷却媒体を前記噴出しノズルへ循環させる循環系統と,当該循環系統に付随する冷却媒体を冷却する冷却装置または加熱する加熱装置とを,さらに有するようにしてもよい。 In addition to the ejection nozzle, an opening formed on the streamline of the cooling medium ejected from the ejection nozzle and at the bottom of the cooling tank, and a liquid receiving tank into which the cooling medium from the cooling tank flows A cooling system that circulates the cooling medium in the liquid receiving tank to the ejection nozzle, and a cooling device that cools the cooling medium associated with the circulation system or a heating device that heats the cooling medium. .
さらに別な観点によれば,本発明では,ルーズコイルを連続して冷却槽内の冷却媒体内に浸漬し,前記ルーズコイルを冷却する方法において,前記ルーズコイルの幅方向端部に対して冷却媒体を噴出させることを特徴としている。この方法により,冷却槽内での冷却媒体によるルーズコイルの幅方向端部の冷却速度を向上させることができる。 According to yet another aspect, in the present invention, in the method of continuously immersing a loose coil in a cooling medium in a cooling bath and cooling the loose coil, the end of the loose coil in the width direction is cooled. It is characterized by ejecting a medium. By this method, the cooling rate of the end portion in the width direction of the loose coil by the cooling medium in the cooling tank can be improved.
この場合,前記冷却媒体の少なくとも流量または温度を制御することにより,ルーズコイルの冷却速度を制御するようにしてもよい。 In this case, the cooling rate of the loose coil may be controlled by controlling at least the flow rate or temperature of the cooling medium.
また,前記冷却設備が前記冷却槽から冷却媒体が流入する前記受液槽を有する場合,前記冷却槽内の冷却媒体の温度は,前記受液槽内の冷却媒体の温度よりも高くなるようにしてもよい。 Further, when the cooling facility has the liquid receiving tank into which the cooling medium flows from the cooling tank, the temperature of the cooling medium in the cooling tank is set higher than the temperature of the cooling medium in the liquid receiving tank. May be.
本発明によれば,冷却槽内での冷却媒体によるルーズコイルの幅方向端部の冷却速度を向上し,ルーズコイルの幅方向に対して冷却速度の不均一さを低減することができる。したがって,ルーズコイルの幅方向端部における強度が高くなるために,鋼線材の平均強度も高くなり,鋼線材の長手方向の強度の不均一さを軽減することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the cooling rate of the width direction edge part of the loose coil by the cooling medium in a cooling tank can be improved, and the nonuniformity of a cooling rate can be reduced with respect to the width direction of a loose coil. Therefore, since the strength at the end in the width direction of the loose coil is increased, the average strength of the steel wire is also increased, and the non-uniformity of the strength in the longitudinal direction of the steel wire can be reduced.
以下,本発明の好ましい実施の形態について,図1に基づいて説明する。図1は本実施の形態にかかるルーズコイルの冷却設備1の断面を示している。 Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows a cross section of a loose coil cooling facility 1 according to the present embodiment.
本実施の形態にかかる冷却設備1は,上面が開口し,長手方向に続く冷却槽2を有している。この冷却槽2の中には,冷却媒体としての溶融塩3が貯留されている。冷却槽2内には,搬送装置としての搬送ローラー5が冷却槽2の長手方向と直角に配置されている。搬送ローラー5は複数配置されている。これら搬送ローラー5は,そのすべて,あるいは任意のローラーが,モーターなどの適宜の駆動装置(図示せず)によって回転駆動するようになっている。ルーズコイル4は搬送ローラー5の上に置かれる。したがって,搬送ローラー5の回転によって,ルーズコイル4は,冷却槽2の長手方向に沿って次々と搬送されていく。
The cooling facility 1 according to the present embodiment has a
ルーズコイル4の幅方向端部の上方には,溶融塩3の噴出しノズル6が複数配置されている。本実施の形態においては,4ヶ所に噴出しノズル6が設けられている。噴出しノズル6は溶融塩3に浸されている。これは噴出しノズル6から噴出される溶融塩3に気泡が混入しないようにするためである。
A plurality of
噴出しノズル6から噴出された溶融塩3の流線上であってかつ冷却槽2内のルーズコイル4の下方に,溶融塩3の吸い込み部7,7が配置されている。吸い込み部7,7は,合流ヘッダ8aの両端に設けられている。合流ヘッダ8aは吸引管8の一端部に接続されており,この吸引管8の他端部はポンプ9に接続されている。ポンプ9には吐出管10が接続され,冷却槽2内の上方にて,分岐ヘッダ10aがこの吐出管10に接続されている。分岐ヘッダ10aには噴出しノズル6が4ヶ所に設けられている。このような構成により,吸い込み部7,7から吸い込まれた溶融塩3は,吸引管8,吐出管10を経て,再び噴出しノズル6へと供給され,噴出しノズル6からルーズコイル4へと噴出される。すなわち,溶融塩3はこのルートを循環している。
さらに吐出管10には,吐出管10内を流れる溶融塩3を冷却するための冷却装置11が設けられている。吸い込み部7,7から吸い込まれた溶融塩3の温度を450℃とすると,この冷却装置11によって,溶融塩3は例えば400℃まで冷却される。
Further, the
本実施の形態にかかる冷却設備1は以上のように構成されており,次にその運転例について説明する。熱間圧延後,ルーズコイル4は,冷却処理するために冷却槽2内を搬送ローラー5により搬送され,溶融塩3内に浸漬される。これによって,熱間圧延され約800℃になっていたルーズコイルは,約450℃まで冷却される。
The cooling facility 1 according to the present embodiment is configured as described above, and an example of its operation will be described next. After the hot rolling, the
このルーズコイル4の冷却中に,ルーズコイル4の鋼線材が密集している幅方向端部101に向けて,噴出しノズル6から溶融塩3が噴出される。噴出された溶融塩3の大部分は,その流線上でかつルーズコイル4の下方に配置された吸い込み部7に吸い込まれる。噴出しノズル6と吸い込み部7の間を,溶融塩3はその流線を乱すことなく流れるため,溶融塩3の流線上に在るルーズコイルの幅方向端部101を効果的に冷却することができる。
During the cooling of the
吸い込み部7から吸い込まれた溶融塩3は,合流ヘッダ8a,吸引管8を経て,ポンプ9により吐出管10,分岐ヘッダ10aを通り,再び噴出しノズル6から噴出されるが,ルーズコイル4からの熱移動により,吸い込み部7から吸い込まれた溶融塩3は昇温している。そのため,噴出しノズル6に送る前に,冷却装置11によって溶融塩3は冷却される。この冷却装置11によって,溶融塩3は例えば450℃から400℃に冷却される。
冷却装置11によって冷却された溶融塩3は,噴出しノズル6に送られる。
The
The
以上のように,この実施の形態の冷却設備1によれば,ルーズコイル4の幅方向端部101に対して,常に設定温度まで冷却された溶融塩3を噴出しノズル6から噴出させることができるので,冷却槽内1での溶融塩3によるルーズコイル4の幅方向端部101の冷却速度を向上し,ルーズコイル4の幅方向に対して冷却速度の不均一さを低減することができる。したがって,鋼線材の長手方向の強度の不均一さを軽減することができる。
なお,噴出しノズル6から噴出される溶融塩3の流量は,このポンプ9によって制御されるので,このポンプ9を制御して噴出しノズル6からの溶融塩3の噴出量をコントロールすることで,冷却速度をさらに調整して,より微細な冷却速度の均一性の制御をすることが可能である。
As described above, according to the cooling equipment 1 of this embodiment, the
Since the flow rate of the
次に他の実施の形態にかかる冷却設備について,図2に基づいて説明する。図2は他の実施の形態にかかるルーズコイルの冷却設備20の断面を示している。
Next, a cooling facility according to another embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows a cross section of a loose
この冷却設備20の構成は,図1における冷却設備1の構成と以下の点が異なる。
まずこの冷却設備20は,冷却槽2に,より小型化した冷却槽2を採用するとともに,この冷却槽2の下方に,冷却槽2よりも大型の受液槽22を配置している。そして,冷却槽2の底部には噴出しノズル6の流線上に開口部21,21が形成されている。なお,受液槽22内の溶融塩3の液面はこの開口部21,21の下方にある。そして,ポンプ9は受液槽22の内部に設けられている。
The configuration of the
First, the cooling
他の実施の形態にかかる冷却設備20は以上のように構成されている。そしてこの冷却設備20によれば,噴出しノズル6から噴出された溶融塩3の大部分は,その流線上でかつ冷却槽2の底部に形成された開口部21に吸い込まれる。開口部21に吸い込まれた溶融塩3は,開口部21の下方に設けられた受液槽22に落下して流入する。また,冷却槽2内の溶融塩3にオーバーフロー23があった場合,このオーバーフロー23も受液槽22に流入する。受液槽22内の溶融塩3は,ポンプ9によって吐出管10内を流れて噴出しノズル6に送られる。
このように冷却設備20によれば,前出実施の形態にかかる冷却設備1において採用された吸い込み部7を設けることなく,噴出しノズル6から開口部21に至る溶融塩3の流れを形成することができる。
The cooling
Thus, according to the
さらに,吐出管10に設けられている冷却装置12に代えて加熱装置を設置してもよい。これにより,冷却槽2内の溶融塩3の温度を受液槽22内の溶融塩3の温度よりも高くすることができる。例えば受液槽22内の溶融塩3の温度が550℃である場合,受液槽22から冷却槽2に循環中の溶融塩3を加熱装置により加熱することにより,冷却槽2内の溶融塩3の温度を受液槽22内の溶融塩3の温度もよりも高い600℃とすることができる。
また,ルーズコイル4から冷却槽2内の溶融塩3に伝達される熱により,冷却槽2内の溶融塩3の温度は上昇する傾向にある。これにより連続的に操業している場合は,加熱装置を稼動させず,冷却槽2に循環する溶融塩3の量を制御することにより,冷却槽2内の溶融塩3の温度を受液槽22内の溶融塩3の温度よりも高温に制御することができる。
これにより,溶融塩3の使用可能温度の上限であって,受液槽22から冷却槽2に循環中の溶融塩3を冷却する冷却装置12の使用可能温度よりも高い温度にて,ルーズコイル4の冷却を行なうことも可能となり,冷却設備20の使用可能温度範囲を拡大することができる。
Furthermore, a heating device may be installed in place of the
Further, the temperature of the
Thus, the loose coil is at the upper limit of the usable temperature of the
さらに他の実施の形態にかかる冷却設備について,図3に基づいて説明する。図3は他の実施の形態にかかるルーズコイル の冷却設備40の断面を示している。
Further, a cooling facility according to another embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows a cross section of a loose
この冷却設備40は,図2における冷却設備20に,ルーズコイル4の中心部の上方にさらに噴出しノズル41を有している。この噴出しノズル41によってルーズコイル4の中央部にも溶融塩3を噴出し,ルーズコイル4全体をより速く冷却することができる。
かかる場合であっても,ルーズコイル4の幅方向端部101を重点的に冷却するために,噴出しノズル6及び41から噴出される溶融塩3の流量を調節するのが好ましい。噴出しノズル6を複数配置した場合,各ノズルの径を異なったものとしてもよい。これにより,より微細な冷却速度の制御が可能である。また,噴出しノズル6を幅方向に複数配置することで,ルーズコイル4の不均一さに応じて,これを適切に是正することが可能である。
このようにノズル6をルーズコイル4の幅方向端部101に配置し,中央部にノズル41を配置することにより,ルーズコイル4の幅方向全体としての溶融塩3の流速を速くするとともに,幅方向端部101に噴出される溶融塩3の流速をさらに速くすることにより,より一層速やかで不均一さの少ないルーズコイル4の冷却が可能である。
さらに、開口部21の位置または開口面積を最適にし、あるいはこれらを変動可能とすることにより,さらに速やかで不均一さの少ないルーズコイル4の冷却が可能である。
The cooling
Even in such a case, it is preferable to adjust the flow rate of the
In this way, the
Furthermore, by optimizing the position or opening area of the
本発明は,熱間圧延後,非同心円状に巻き取られた鋼線材のルーズコイルの冷却に有用である。 The present invention is useful for cooling a loose coil of a steel wire wound in a non-concentric shape after hot rolling.
1 ルーズコイルの冷却設備
2 冷却槽
3 溶融塩
4 ルーズコイル
5 搬送ローラー
6 噴出しノズル
7 吸い込み部
8 吸引管
8a 合流ヘッダ
9 ポンプ
10 吐出管
10a 分岐ヘッダ
11 冷却装置
12 冷却設備もしくは加熱装置
20 ルーズコイルの冷却設備
21 開口部
22 受液槽
23 オーバーフロー
100 ルーズコイル
101 ルーズコイルの幅方向端部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Loose
Claims (10)
前記ルーズコイルの幅方向端部へ向けて上方から冷却媒体を噴出する噴出しノズルが前記冷却槽内に設けられたことを特徴とする,ルーズコイルの冷却設備。 After the hot rolling, the loose coil of the steel wire wound in a non-concentric circle is continuously immersed in the cooling medium in the cooling tank, and the loose coil is transferred by the transfer device in the cooling tank, and the loose coil In the cooling facility for cooling the coil,
A loose coil cooling facility, wherein a jet nozzle for jetting a cooling medium from above is provided in the cooling tank toward an end of the loose coil in the width direction.
当該吸い込み部から吸い込んだ冷却媒体を前記噴出しノズルへ循環させる循環系統と,
をさらに有することを特徴とする,請求項1に記載のルーズコイルの冷却設備。 A cooling medium suction portion provided on a streamline of the cooling medium ejected from the ejection nozzle and below the loose coil in the cooling tank;
A circulation system for circulating the cooling medium sucked from the suction section to the ejection nozzle;
The loose coil cooling system according to claim 1, further comprising:
前記冷却槽からの冷却媒体が流入する受液槽と,
当該受液槽内の冷却媒体を前記噴出しノズルへ循環させる循環系統と,
をさらに有することを特徴とする,請求項1に記載のルーズコイルの冷却設備。 An opening formed on the streamline of the cooling medium ejected from the ejection nozzle and formed at the bottom of the cooling tank;
A liquid receiving tank into which a cooling medium from the cooling tank flows;
A circulation system for circulating the cooling medium in the liquid receiving tank to the ejection nozzle;
The loose coil cooling system according to claim 1, further comprising:
前記冷却槽内で前記ルーズコイルの幅方向端部に対して冷却媒体を噴出させることを特徴とする,ルーズコイルの冷却方法。 In the method of cooling a loose coil by continuously immersing a loose coil of a steel wire wound in a non-concentric circle after hot rolling into a cooling medium in a cooling bath,
A cooling method for a loose coil, characterized in that a cooling medium is ejected to the widthwise end of the loose coil in the cooling tank.
当該冷却媒体の吸い込み部を前記噴出しノズルから噴出された冷却媒体の流線上でかつ前記冷却槽内のルーズコイルの下方に設置し,
前記吸い込み部から当該冷却媒体を吸い出し,前記噴出しノズルへ循環させることを特徴とする,請求項6に記載のルーズコイルの冷却方法。 The cooling medium is ejected from an ejection nozzle;
Installing the cooling medium suction portion on the streamline of the cooling medium ejected from the ejection nozzle and below the loose coil in the cooling tank;
The method for cooling a loose coil according to claim 6, wherein the cooling medium is sucked out from the suction portion and circulated to the ejection nozzle.
前記冷却槽の底部に開口部を前記噴出しノズルから噴出された冷却媒体の流線上でかつ前記冷却槽内のルーズコイルの下方に形成し,
前記開口部から当該冷却媒体を流れ出させ,前記噴出しノズルへ循環させることを特徴とする,請求項6に記載のルーズコイルの冷却方法。 The cooling medium is ejected from an ejection nozzle;
Forming an opening at the bottom of the cooling tank on the streamline of the cooling medium ejected from the ejection nozzle and below the loose coil in the cooling tank;
The method for cooling a loose coil according to claim 6, wherein the cooling medium is caused to flow out from the opening and circulate to the ejection nozzle.
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