JP2008190000A - 水切り装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】帯鋼に沿って下方に流れる大量の液体冷媒を水切りすることができる水切り装置を提供する。
【解決手段】上下方向に搬送される加熱された帯鋼Ｓを気水Ｃを用いて冷却する１次冷却帯１及び２次冷却帯２の出側に、帯鋼Ｓを挟むように対向配置される一対の上段ノズル３５及び下段ノズル３６を設け、上段ノズル３５及び下段ノズル３６における帯鋼Ｓと対向する面に、帯鋼Ｓの搬送方向に対して略直交するように開口され、空気Ａを噴射して帯鋼Ｓに沿って下方に流れる冷却水Ｗを水切りする上スリット３５ｂ，３６ｂ及び下スリット３５ｃ，３６ｃを、帯鋼Ｓの搬送方向に沿って形成するようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、冷却後の帯鋼に向けてガスを噴射して、当該帯鋼に沿って下方に流れる冷媒を水切りする水切り装置に関する。
一般に、帯鋼の製造ラインには、圧延設備、連続焼鈍設備、連続めっき設備等の各種設備が設けられており、これら設備に帯鋼を順次搬送させることにより、鋼板が製造される。圧延時、焼鈍時、めっき時においては、搬送された帯鋼が高温に加熱されることから、それら設備における帯鋼の搬送方向下流側には、加熱された帯鋼を冷却するための冷却装置が設けられている。冷却装置は、搬送される帯鋼に向けて、液体や、液体と気体とを混合した気液等の冷媒を噴射することにより、帯鋼の冷却を行うものである。
しかしながら、冷却装置が縦型である場合、即ち、上下方向に搬送される帯鋼を冷却する場合には、噴射されて帯鋼に衝突した液体冷媒が、当該帯鋼に沿って下方に流れることになる。このように液体冷媒が帯鋼に沿って下方に流れると、流下した液体冷媒は冷却装置の下方における帯鋼搬送路内に貯溜し、この部分を通過する帯鋼の温度を必要以上に下げてしまうことになる。この結果、帯鋼の表面に液むらができたり、必要以上に収縮したりして、帯鋼の品質に悪影響を及ぼしてしまう。また、冷却装置の下方に、連続焼鈍設備や連続めっき設備の加熱源が設けられる場合には、流下した液体冷媒がこれら加熱源に浸入して、熱処理を十分に行えないようにしてしまう。
そこで、従来から、縦型の冷却装置の下方には、冷却後の帯鋼に向けてガスを噴射して、帯鋼に沿って下方に流れる液体冷媒を水切りする水切り装置が設けられている。このような従来の水切り装置は、例えば、特許文献１に開示されている。
特開昭５９−１８２９２５号公報
ここで、帯鋼の製造ラインにおいては、加熱・冷却の温度及び時間を制御し、帯鋼の金属組成を変えることにより、帯鋼にその使用目的に応じた機械的、化学的等の様々な特性を与えることができる。例えば、超高張力鋼板等のような特殊鋼板を製造する場合には、急冷して冷却速度を大きくすることにより、帯鋼に高い張力性を付与している。つまり、このような特殊鋼板を製造する場合には、搬送される帯鋼に大量の液体冷媒を噴射しなければならず、これに伴い、大量の液体冷媒が帯鋼に沿って下方に流れることになる。
しかしながら、上述した従来の水切り装置を用いて上記特殊鋼板を製造しようとした場合には、帯鋼の搬送方向上流側（上方側）に向けてガスを噴射しているため、水切り性能の向上を図ろうとして、ガスの噴射量や噴射圧を上げようとすると、下流側（下方側）が負圧になり帯鋼の酸化等を招くおそれがある。また、このような問題を解消しようとして、帯鋼の搬送方向下流側に向けてもガスを噴射するようにしているが、上流側にガスを噴射しても水切りができなかった液体冷媒を、更に勢いよく下方に流すことになり、水切りを十分に行うことができないおそれがある。
従って、本発明は上記課題を解決するものであって、帯鋼に沿って下方に流れる大量の液体冷媒を水切りすることができる水切り装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決する第１の発明に係る水切り装置は、
上下方向に搬送される加熱された帯板を液体冷媒を用いて冷却する冷却帯の出側に、前記帯板を挟むように対向配置される一対のノズルを設け、
前記一対のノズルにおける前記帯板と対向する面に、前記帯板の搬送方向に対して略直交するように開口され、ガスを噴射して前記帯板に沿って下方に流れる液体冷媒を水切りするスリットを、前記帯板の搬送方向に沿って多段に形成する
ことを特徴とする。
上記課題を解決する第２の発明に係る水切り装置は、
第１の発明に係る水切り装置において、
前記一対のノズルの上方に、前記帯板に沿って下方に流れる液体冷媒を前記冷却帯の外部に排水する排水手段を設ける
ことを特徴とする。
上記課題を解決する第３の発明に係る水切り装置は、
第２の発明に係る水切り装置において、
前記排水手段は、前記帯板の振動を低減する制振手段を備える
ことを特徴とする。
上記課題を解決する第４の発明に係る水切り装置は、
第１乃至第３のいずれかの発明に係る水切り装置において、
前記一対のノズルの下方に、水切り後のガスを排気する排気手段を設ける
ことを特徴とする。
第１の発明に係る水切り装置によれば、上下方向に搬送される加熱された帯板を液体冷媒を用いて冷却する冷却帯の出側に、前記帯板を挟むように対向配置される一対のノズルを設け、前記一対のノズルにおける前記帯板と対向する面に、前記帯板の搬送方向に対して略直交するように開口され、ガスを噴射して前記帯板に沿って下方に流れる液体冷媒を水切りするスリットを、前記帯板の搬送方向に沿って多段に形成することにより、前記一対のノズルにおける前記帯板と対向する面と同じ範囲において圧力領域を発生させることができるので、前記帯板に沿って下方に流れる大量の液体冷媒を水切りすることができる。
第２の発明に係る水切り装置によれば、第１の発明に係る水切り装置において、前記一対のノズルの上方に、前記帯板に沿って下方に流れる液体冷媒を前記冷却帯の外部に排水する排水手段を設けることにより、前記一対のノズルによる水切り動作の前に、前記帯板に沿って下方に流れる液体冷媒の大部分を排水することができるので、前記一対のノズルによる水切り負荷を低減させることができる。
第３の発明に係る水切り装置によれば、第２の発明に係る水切り装置において、前記排水手段は、前記帯板の振動を低減する制振手段を備えることにより、前記一対のノズルと前記帯板との距離が安定するので、前記一対のノズルを前記帯板に接近させることができ、効果的に水切りを行うことができる。
第４の発明に係る水切り装置によれば、第１乃至第３のいずれかの発明に係る水切り装置において、前記一対のノズルの下方に、水切り後のガスを排気する排気手段を設けることにより、前記一対のノズルにより水切りできなかった液体冷媒を噴射したガスと共に排水することができる。
以下、本発明に係る水切り装置を図面を用いて詳細に説明する。なお、この実施例は、本発明に係る水切り装置を連続焼鈍設備の冷却帯に適用したものである。図１は本発明の一実施例に係る水切り装置を備えた連続焼鈍設備の冷却帯の概略図、図２は本発明の一実施例に係る水切り装置の概略断面図、図３はノズルの上下スリットから噴射された空気による帯鋼への圧力分布を示した図である。
図１に示すように、帯鋼Ｓを熱処理する図示しない連続焼鈍設備には、当該帯鋼Ｓを冷却する１次冷却帯１及び２次冷却帯２が上下に隣接して設けられている。１次冷却帯１には入口１ａが形成される一方、２次冷却帯２には出口２ａが形成されており、１次冷却帯１と２次冷却帯２との間には連通口１ｂが形成されている。また、１次冷却帯１及び２次冷却帯２には、冷却装置１１及び水切り装置１２が上下に隣接して設けられている。従って、帯鋼Ｓは、１次冷却帯１の入口１ａから搬入され、１次冷却帯１の冷却装置１１及び水切り装置１２を通過して、連通口１ｂを介して、２次冷却帯２の冷却装置１１及び水切り装置１２を通過して、２次冷却帯２の出口２ａから排出される。
冷却装置１１には、搬送される帯鋼Ｓを挟むように対向配置される一対のヘッダー２１が設けられている。ヘッダー２１には帯鋼Ｓの搬送方向に沿って配置される複数の気水ノズル２２が設けられている。
図１，２に示すように、水切り装置１２には、搬送される帯鋼Ｓを挟むように対向配置される一対の台車３１が設けられている。台車３１の下部には、車輪３２が帯鋼Ｓの搬送方向に対して略直交する方向に回転可能に支持されている。即ち、台車３１は互いに接近離間するように移動可能となっている。
台車３１内には、帯鋼Ｓの搬送方向上流側から下流側に向けて、搬送される帯鋼Ｓを挟むように対向配置される一対のガイド板（排水手段）３３、ガイドロール（排水手段、制振手段）３４、上段ノズル３５、及び下段ノズル３６が順に設けられている。そして、上段ノズル３５と下段ノズル３６との間には吸気ダクト（排気手段）３７が設けられている。
ガイド板３３は、台車３１の内側から外側に向かうに従って、下方に傾斜するように形成されている。ガイドロール３４は、帯鋼Ｓの搬送方向と同じ回転方向となるように、互いに反対方向に回転駆動されている。そして、ガイド板３３、ガイドロール３４、上段ノズル３５、及び下段ノズル３６の幅は、帯鋼Ｓの板幅以上の長さに形成されている。更に、ガイド板３３及びガイドロール３４は、その内側端が上段ノズル３５及び下段ノズル３６の内側端よりも帯鋼Ｓ側に配置されるように設けられている。
上段ノズル３５及び下段ノズル３６内には、帯鋼Ｓの板幅方向に延設するチャンバ３５ａ，３６ａが形成されている。また、上段ノズル３５及び下段ノズル３６における帯鋼Ｓと対向する面には、帯鋼Ｓの板幅以上に延設する上スリット３５ｂ，３６ｂ及び下スリット３５ｃ，３６ｃが形成されている。上スリット３５ｂ，３６ｂ及び下スリット３５ｃ，３６ｃは、チャンバ３５ａ，３６ａに連通すると共に、帯鋼Ｓの搬送方向に対し略直交するように開口されている。
そして、第１冷却帯１の入口１ａの下流側には、搬送される帯鋼Ｓを挟むように対向配置される一対のエアカーテン用ノズル４１が設けられており、このエアカーテン用ノズル４１には、カーテン用エア供給管５１を介してカーテン用エア供給装置５２が接続されている。冷却装置１１のヘッダー２１には、冷却用エア供給管６１を介して冷却用エア供給装置６２が接続されると共に、冷却水供給管７１を介して冷却水供給装置７２が接続されている。上段ノズル３５のチャンバ３５ａ及び下段ノズル３６のチャンバ３６ａには、水切り用エア供給管８１を介して水切り用エア供給装置８２が接続されている。吸気ダクト３７には吸気管９１を介して排気ファン９２が接続されており、吸気管９１にはミストセパレータ９３が設けられている。
従って、冷却用エア供給装置６２を駆動し、冷却空気を冷却用エア供給管６１を介してヘッダー２１に供給すると共に、冷却水供給装置７２を駆動し、冷却水を冷却水供給管６１を介してヘッダー２１に供給する。ヘッダー２１に供給された冷却空気及び冷却水は、混合された後、気水Ｃとなって気水ノズル２２から１次冷却帯１及び２次冷却帯２に搬送された帯鋼Ｓに向けて噴射される。このように噴射された気水Ｃが帯鋼Ｓに衝突することにより、当該帯鋼Ｓの冷却が行われる。
また、帯鋼Ｓが１次冷却帯１及び２次冷却帯２に搬送されると、帯鋼Ｓの板厚に応じて台車３１が互いに接近または離間するように移動する。そして、水切り用エア供給装置８２が駆動され、水切り用の空気Ａ（図２中、２点鎖線で示す）が水切り用エア供給管８１を介して上段ノズル３５及び下段ノズル３６に供給されると共に、排気ファン９２が駆動され、吸気ダクト３７からの吸気が行われる。
冷却後の気水Ｃ中の冷却水は、高温に加熱された帯鋼Ｓに衝突することで蒸発するものや、帯鋼Ｓに沿って下方に流れるものがある。このうち帯鋼Ｓに沿って下方に流れる冷却水Ｗ（図２中、点線で示す）の大部分は、水切り装置１２のガイド板３３上を流れた後、水切り装置１２の側方に沿って下方に流れる。そして、その流下した冷却水Ｗは、図示しない排水通路を通り、１次冷却帯１及び２次冷却帯２の外部へ排水される。
ガイド板３３により排水されなかった残りの冷却水Ｗは、上段ノズル３５の上スリット３５ｂ及び下スリット３５ｃから帯鋼Ｓに向けて噴射された空気Ａにより、水切りされて堰き止められて、ガイドロール３４に衝突する。次いで、ガイドロール３４に衝突した冷却水Ｗは、上方のガイド板３３との間の隙間に流れ込んだり、ガイドロール３４の回転により、下方の上段ノズル３５との間の隙間に流れ込んだりして、水切り装置１２の側方に沿って下方に流れる。そして、その流下した冷却水Ｗは、前記排水通路を通り、１次冷却帯１及び２次冷却帯２の外部へ排水される。
ここで、上段ノズル３５の上スリット３５ｂ及び下スリット３５ｃから噴射された空気Ａによる帯鋼Ｓへの圧力分布は、図３に示すようになっている。この圧力分布においては、上スリット３５ｂ及び下スリット３５ｃから噴射された空気Ａが帯鋼Ｓに衝突する部分が最も高い圧力となる。また、上スリット３５ｂから噴射されて帯鋼Ｓに衝突して下方に流れた空気Ａと、下スリット３５ｃから噴射されて帯鋼Ｓに衝突して上方に流れた空気Ａとの衝突による空気Ａの滞留により、上スリット３５ｂと下スリット３５ｃとの間における上段ノズル３５と帯鋼Ｓとの間には静圧が発生する。
即ち、上段ノズル３５と対向する帯鋼Ｓの表面には、上段ノズル３５における帯鋼Ｓと対向する面と同じ範囲において圧力領域Ｐが発生する。従って、広範囲に亘って圧力を付与することができ、水切り性が向上される。この結果、水切りされた冷却水Ｗは、圧力領域Ｐの上方において堰き止められることになり、容易にガイドロール３４に巻き込まれて排水される。また、このように圧力領域Ｐが帯鋼Ｓの両側から挟み込むように発生することにより、帯鋼Ｓの振動が抑制されることになる。
更に、ガイドロール３４が上段ノズル３５及び下段ノズル３６よりも帯鋼Ｓ側に配置されているので、当該ガイドロール３４により帯鋼Ｓの振動が抑制されている。これにより、上段ノズル３５及び下段ノズル３６と帯鋼Ｓとの距離が安定するので、上段ノズル３５及び下段ノズル３６を帯鋼Ｓに接近させることができ、効果的な水切りが行われる。
そして、上段ノズル３５及び下段ノズル３６から噴射された空気Ａは、吸気ダクト３７から吸気管９１を介してミストセパレータ９３に取り込まれた後、大気に放出される。
なお、仮に、上段ノズル３５と帯鋼Ｓとの間から冷却水Ｗが帯鋼Ｓに沿って下方に流れた場合には、上段ノズル３６と同じ作用を発揮する下段ノズル３６により水切りされることになり、ここで水切りされた冷却水Ｗは空気Ａと共に吸気ダクト３７に吸引される。吸気ダクト３７に吸引された冷却水Ｗは、ミストセパレータ９３において、取り込まれた空気Ａから分離されて排水される。
また、帯鋼Ｓが１次冷却帯１に搬送されると、カーテン用エア供給装置５２が駆動され、空気がカーテン用エア供給管５１を介してエアカーテン用ノズル４１から帯鋼Ｓに向けて噴射される。これにより、エアカーテンが形成されるので、１次冷却帯１への外気等の侵入や１次冷却帯１からの気水Ｃや空気Ａ等の漏出が防止される。
従って、本発明に係る水切り装置によれば、冷却後の帯鋼Ｓを挟むように対向配置される一対の上段ノズル３５及び下段ノズル３６における帯鋼Ｓと対向する面に、上スリット３５ｂ，３６ｂ及び下スリット３５ｃ，３６ｃを、帯鋼Ｓの搬送方向に沿って、且つ、帯鋼Ｓの搬送方向に対して略直交するように形成させることにより、上段ノズル３５及び下段ノズル３６における帯鋼Ｓと対向する面と同じ範囲において圧力領域Ｐを発生させることができるので、帯鋼Ｓに沿って下方に流れる大量の冷却水Ｗを容易に水切りすることができる。
また、上段ノズル３５及び下段ノズル３６の上方に、ガイド板３３及びガイドロール３４を設けることにより、上段ノズル３５及び下段ノズル３６による水切り動作の前に、帯鋼Ｓに沿って下方に流れる冷却水Ｗの大部分を排水することができるので、上段ノズル３５及び下段ノズル３６による水切り負荷を低減させることができる。
また、ガイドロール３４と圧力領域Ｐの発生とにより、帯鋼Ｓの振動も抑制することができる。これにより、上段ノズル３５及び下段ノズル３６と帯鋼Ｓとの距離が安定するので、上段ノズル３５及び下段ノズル３６を帯鋼Ｓに接近させることができ、効果的な水切りを行うことができる。
更に、上段ノズル３５と下段ノズル３６との間に、吸気ダクト３７を設けることにより、上段ノズル３５により水切りできなかった冷却水Ｗや、下段ノズル３６により水切りされた冷却水Ｗを、空気Ａと共に排水することができるので、水切り装置１２の下方への冷却水Ｗの流れを堰き止めることができる。
なお、本実施例においては、本発明に係る水切り装置を連続焼鈍設備の冷却帯に適用したが、圧延設備の下流側に設けられる冷却装置や、連続めっき設備の下流側に設けられる冷却装置に適用することもできる。また、ノズルに３つ以上のスリットを形成させても構わない。更に、ガイド板及びガイドロールの少なくともどちらか一方を設けたり、配置を逆にしたりしても構わない。
水切り用ノズルから液体を噴射して水切りを行う水切り装置に適用可能である。
本発明の一実施例に係る水切り装置を備えた連続焼鈍設備の冷却帯の概略図である。 本発明の一実施例に係る水切り装置の概略断面図である。 ノズルの上下スリットから噴射された空気による帯鋼への圧力分布を示した図である。
符号の説明
１ １次冷却帯
２ ２次冷却帯
１１ 冷却装置
１２ 水切り装置
２１ ヘッダー
２２ 気水ノズル
３３ ガイド板
３４ ガイドロール
３５ 上段ノズル
３５ｂ 上スリット
３５ｃ 下スリット
３６ 下段ノズル
３６ｂ 上スリット
３６ｃ 下スリット
３７ 吸気ダクト
６２ 冷却用エア供給装置
７２ 冷却水供給装置
８２ 水切り用エア供給装置
９２ 排気ファン
９３ ミストセパレータ
Ｓ 帯鋼
Ｃ 気水
Ｗ 冷却水
Ａ 空気
Ｐ 圧力領域

Claims (4)

  1. 上下方向に搬送される加熱された帯板を液体冷媒を用いて冷却する冷却帯の出側に、前記帯板を挟むように対向配置される一対のノズルを設け、
    前記一対のノズルにおける前記帯板と対向する面に、前記帯板の搬送方向に対して略直交するように開口され、ガスを噴射して前記帯板に沿って下方に流れる液体冷媒を水切りするスリットを、前記帯板の搬送方向に沿って多段に形成する
    ことを特徴とする水切り装置。
  2. 請求項１に記載の水切り装置において、
    前記一対のノズルの上方に、前記帯板に沿って下方に流れる液体冷媒を前記冷却帯の外部に排水する排水手段を設ける
    ことを特徴とする水切り装置。
  3. 請求項２に記載の水切り装置において、
    前記排水手段は、前記帯板の振動を低減する制振手段を備える
    ことを特徴とする水切り装置。
  4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の水切り装置において、
    前記一対のノズルの下方に、水切り後のガスを排気する排気手段を設ける
    ことを特徴とする水切り装置。
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