JP2019014918A - Cooling device of metallic strip - Google Patents

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Abstract

To provide a cooling device for a metallic strip where, while making cooling equipment compact in such a manner that the length in the jetting direction of a refrigerant obtained by summing up a header pipe through which the refrigerant flows and a nozzle jetting the refrigerant is made short, the highness of the jet speed of the refrigerant from the nozzle till it strikes against a metallic strip is maintained as possible, and the cooling speed of the metallic strip is improved to perform uniform cooling.SOLUTION: Provided is a cooling device 1 for a metallic strip comprising: a header pipe 10 through which a refrigerant flows; and a nozzle 11 provided at the header pipe 10 and jetting the refrigerant from the header pipe 10, and cools a running metallic strip S with the refrigerant jetted from the nozzle 11. The nozzle 11 comprises: a refrigerant run-up section formation part 11a fitted to an opening 10a formed at the header pipe 10 so as to be built in the header pipe 10 and running up the refrigerant from the inside of the header pipe 10; and an opening part 1b formed at the outlet of the refrigerant run-up section formation part 11a and jetting the refrigerant run up at the inside of the refrigerant run-up section formation part 11a to the outside of the header pipe 10.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、金属帯の冷却装置、特に、金属帯の一種の鋼帯の連続焼鈍設備、連続式溶融亜鉛めっき設備、樹脂コーティング設備等において、連続して走行する鋼帯を冷却する装置に関する。   The present invention relates to a cooling device for a metal strip, and more particularly to a device for cooling a continuously running steel strip in a continuous annealing facility, a continuous hot-dip galvanizing facility, a resin coating facility, or the like of a steel strip.

連続焼鈍設備は良く知られているように、金属帯の一種である鋼帯を連続的に加熱・均熱および冷却し、必要により過時効処理する工程を備えている。ところで、鋼帯の特性を所望のものにするためには、加熱温度や均熱温度のほかに、その鋼帯を均一急速冷却することが重要である。鋼帯の冷却方法として、現状各種の冷媒が採用されており、この冷媒の選択によって鋼帯の冷却速度も異なってくる。   As is well known, continuous annealing equipment includes a step of continuously heating, soaking and cooling a steel strip, which is a kind of metal strip, and if necessary, an overaging treatment. By the way, in order to obtain the desired properties of the steel strip, it is important to uniformly cool the steel strip in addition to the heating temperature and the soaking temperature. Various types of refrigerants are currently used as a method for cooling the steel strip, and the cooling rate of the steel strip varies depending on the selection of this refrigerant.

ここで、ガス(気体)を冷媒とする冷却方法が実用化され、多くの実績を挙げている。この方法は、比較的鋼帯の幅方向の均一な冷却が可能である。このガス冷却の一般的な課題は、水を冷媒とする冷却方法等と比べて冷却速度が遅いことである。冷却速度が遅いと、鋼帯の特性が所望のものとならない。冷却速度を上げるため、従来においては、例えば、ガスを噴射するノズルの先端を鋼帯に極力近づけて熱伝達率を上げて冷却速度を上げるものが提案されている(特許文献1参照)。   Here, a cooling method using gas (gas) as a refrigerant has been put into practical use, and many achievements have been given. This method enables relatively uniform cooling in the width direction of the steel strip. A general problem of this gas cooling is that the cooling rate is slow compared with a cooling method using water as a refrigerant. If the cooling rate is slow, the properties of the steel strip will not be as desired. In order to increase the cooling rate, conventionally, for example, there has been proposed a method in which the tip of a nozzle for injecting gas is brought as close as possible to a steel strip to increase the heat transfer rate and increase the cooling rate (see Patent Document 1).

特許文献1に示す連続焼鈍路におけるストリップ冷却装置は、ストリップとノズル先端との距離Zを70mm以下とし、冷却ガス室前面からのノズルの突出長さを(100−Z)mm以上として、ノズルの先端とストリップとの距離を小さくして効率よい冷却を可能としている。
また、高冷却速度を得るためにノズルからのガス噴出速度を速くし、ノズルの抵抗係数を小さくて、ガス循環設備をコンパクトにしつつ、ノズルから噴出する冷媒による熱伝達率を上げて均一冷却を行うことができる鋼帯の冷却装置として、従来、例えば、特許文献2に示すものも提案されている。
In the strip cooling device in the continuous annealing path shown in Patent Document 1, the distance Z between the strip and the nozzle tip is set to 70 mm or less, and the protruding length of the nozzle from the front surface of the cooling gas chamber is set to (100−Z) mm or more. The distance between the tip and the strip is reduced to enable efficient cooling.
Also, in order to obtain a high cooling rate, the gas ejection speed from the nozzle is increased, the resistance coefficient of the nozzle is reduced, the gas circulation facility is made compact, and the heat transfer coefficient by the refrigerant ejected from the nozzle is increased to achieve uniform cooling. As a steel strip cooling device that can be used, for example, the one shown in Patent Document 2 has been proposed.

特許文献2に示す鋼帯の冷却装置は、冷却箱の表面に突出ノズルを配置し、この突出ノズルから冷媒を噴出させて走行する鋼帯を冷却する鋼帯の冷却装置において、ノズル先端から鋼帯面までの距離を30〜100mmに保持した複数の突出ノズルを冷却箱の表面から突出させ、突出ノズルのA/aを2≦A/a≦9(A:ノズル基部の開口断面積、a:ノズル先端部の開口断面積)とし、冷却箱の表面から突出ノズルのノズル先端部までの距離を150〜200mmとし、ノズル先端部の開口断面の扁平率a1/a2を1<a1/a2<9(a1:ノズル先端部の開口断面の長辺、a2:ノズル先端部の開口断面の短辺)としたものである。   In the steel strip cooling device shown in Patent Document 2, a projecting nozzle is arranged on the surface of a cooling box, and a steel strip cooling device that cools a traveling steel strip by ejecting refrigerant from the projecting nozzle. A plurality of protruding nozzles that maintain a distance to the belt surface of 30 to 100 mm are protruded from the surface of the cooling box, and A / a of the protruding nozzles is 2 ≦ A / a ≦ 9 (A: opening cross-sectional area of nozzle base, a : The opening sectional area of the nozzle tip), the distance from the surface of the cooling box to the nozzle tip of the protruding nozzle is 150 to 200 mm, and the flatness a1 / a2 of the opening section of the nozzle tip is 1 <a1 / a2 < 9 (a1: long side of the opening cross section of the nozzle tip, a2: short side of the opening cross section of the nozzle tip).

この特許文献2に示す鋼帯の冷却装置によれば、冷却における熱伝達率を上げ、且つ鋼帯を均一に冷却することが可能になる。また、高冷却速度を得るためにノズルからのガス噴出速度を速くしても、ノズルの抵抗係数を小さくすることができ、ガス循環設備をコンパクトにすることができる。   According to the steel strip cooling device shown in Patent Document 2, it is possible to increase the heat transfer coefficient in cooling and cool the steel strip uniformly. Even if the gas ejection speed from the nozzle is increased in order to obtain a high cooling rate, the resistance coefficient of the nozzle can be reduced, and the gas circulation facility can be made compact.

特公平2−16375号公報Japanese Patent Publication No. 2-16375 特開2006−274379号公報JP 2006-274379 A

しかしながら、これら従来の特許文献1に示すストリップ冷却装置及び特許文献2に示す鋼帯の冷却装置にあっては、以下の問題点があった。
即ち、特許文献1に示すストリップ冷却装置の場合、ノズルが冷媒が流れる冷却ガス室前面から突出長さ(100−Z)mm以上突出しているため、冷却ガス室とノズルとを合わせた冷媒の噴出方向の長さが長く、設備をコンパクト化することができない。
However, the conventional strip cooling device shown in Patent Document 1 and the steel strip cooling device shown in Patent Document 2 have the following problems.
That is, in the case of the strip cooling apparatus shown in Patent Document 1, since the nozzle protrudes from the front surface of the cooling gas chamber through which the refrigerant flows through a protrusion length (100-Z) mm or more, the refrigerant is jetted out of the cooling gas chamber and the nozzle. The length of the direction is long and the equipment cannot be made compact.

また、特許文献2に示す鋼帯の冷却装置の場合も同様に、突出ノズルが冷媒が流れる冷却箱の表面から突出しており、冷却箱と突出ノズルとを合わせた冷媒の噴出方向の長さが長く、設備をコンパクト化することができない。
従って、本発明はこの従来の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、冷媒が流れるヘッダ管と冷媒を噴出するノズルとを合わせた冷媒の噴出方向の長さを短くして冷却設備をコンパクトにしつつ、ノズルからの冷媒噴出速度を金属帯に当るまで極力高速を維持して金属帯の冷却速度を向上させて均一冷却を行うことができる金属帯の冷却装置を提供することにある。
Similarly, in the case of the steel strip cooling device shown in Patent Document 2, the protruding nozzle protrudes from the surface of the cooling box through which the refrigerant flows, and the length of the cooling direction of the refrigerant combined with the cooling box and the protruding nozzle is long. Long and the equipment cannot be made compact.
Therefore, the present invention has been made to solve this conventional problem, and its purpose is to shorten the length of the refrigerant in the jetting direction by combining the header pipe through which the refrigerant flows and the nozzle from which the refrigerant is jetted. A cooling device for a metal strip capable of performing uniform cooling by improving the cooling speed of the metal strip while maintaining the high speed as much as possible until the coolant jet speed from the nozzle hits the metal strip while making the cooling equipment compact. There is.

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る金属帯の冷却装置は、冷媒が流れるヘッダ管と、該ヘッダ管に設けられ、前記ヘッダ管からの冷媒を噴出させるノズルとを備え、該ノズルから噴出した冷媒によって、走行する金属帯を冷却する金属帯の冷却装置であって、前記ノズルは、前記ヘッダ管に形成された開口に前記ヘッダ管に内蔵されるように取り付けられており、前記ヘッダ管の内部からの冷媒を助走させる冷媒助走区間形成部と、前記冷媒助走区間形成部の出口に形成され、前記冷媒助走区間形成部の内部を助走した冷媒を前記ヘッダ管の外部に噴出させる開口部とを備えていることを要旨とする。   In order to achieve the above object, a metal band cooling device according to an aspect of the present invention includes a header pipe through which a refrigerant flows, and a nozzle that is provided in the header pipe and ejects the refrigerant from the header pipe. A metal band cooling device that cools a traveling metal band by a refrigerant jetted from the nozzle, wherein the nozzle is attached to an opening formed in the header pipe so as to be incorporated in the header pipe. The refrigerant run-up section forming portion for running the refrigerant from the inside of the header pipe, and the refrigerant that has run through the inside of the refrigerant run-up section forming section to the outside of the header pipe The gist of the invention is that it includes an opening to be ejected.

本発明に係る金属帯の冷却装置によれば、冷媒が流れるヘッダ管と冷媒を噴出するノズルとを合わせた冷媒の噴出方向の長さを短くして冷却設備をコンパクトにしつつ、ノズルからの冷媒噴出速度を金属帯に当るまで極力高速を維持して金属帯の冷却速度を向上させて均一冷却を行うことができる金属帯の冷却装置を提供できる。   According to the metal belt cooling device of the present invention, the refrigerant from the nozzle is reduced while shortening the length of the refrigerant jetting direction by combining the header pipe through which the refrigerant flows and the nozzle for jetting the refrigerant, thereby reducing the cooling equipment. It is possible to provide a metal strip cooling device capable of performing uniform cooling by maintaining a high speed as much as possible until the ejection speed hits the metal strip and improving the cooling rate of the metal strip.

本発明の一実施形態に係る金属帯の冷却装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the cooling device of the metal strip which concerns on one Embodiment of this invention. 図1に示す冷却装置において、ヘッダ管及びノズルの部分を鋼帯Sとともに概略的に示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a header pipe and a nozzle portion together with a steel strip S in the cooling device shown in FIG. 1. 図1に示す冷却装置において、ヘッダ管及びノズルの部分を概略的に示す断面鳥瞰図である。FIG. 2 is a cross-sectional bird's-eye view schematically showing a header pipe and a nozzle portion in the cooling device shown in FIG. 1. 図2及び図3に示すヘッダ管及びノズルの部分をヘッダ管の内部から見た展開図である。It is the expanded view which looked at the header pipe | tube and nozzle part shown in FIG.2 and FIG.3 from the inside of the header pipe | tube. 図4における5−5線に沿う断面及び冷媒の吐出流速分布を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the cross section and line 5-5 in FIG. 4, and the discharge flow velocity distribution of a refrigerant | coolant. 第1参考例に係る冷却装置のヘッダ管及びノズルの部分をヘッダ管の内部から見た展開図である。It is the expanded view which looked at the header pipe | tube and nozzle part of the cooling device which concerns on a 1st reference example from the inside of a header pipe | tube. 図6における7−7線に沿う断面及び冷媒の吐出流速分布を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the cross section in alignment with line 7-7 in FIG. 6, and the discharge flow velocity distribution of a refrigerant | coolant. 第2参考例に係る冷却装置のヘッダ管及びノズルの部分をヘッダ管の内部から見た展開図である。It is the expanded view which looked at the header pipe | tube and nozzle part of the cooling device which concerns on a 2nd reference example from the inside of the header pipe | tube. 図8における9−9線に沿う断面及び冷媒の吐出流速分布を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the cross section and line 9-9 in FIG. 8, and the discharge flow velocity distribution of a refrigerant | coolant. 第1変形例に係る冷却装置のヘッダ管及びノズルの断面図である。It is sectional drawing of the header pipe | tube and nozzle of the cooling device which concerns on a 1st modification. 第2変形例に係る冷却装置のヘッダ管及びノズルの断面鳥瞰図である。It is a cross-sectional bird's-eye view of the header pipe | tube and nozzle of the cooling device which concerns on a 2nd modification.

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図1に示す金属帯の冷却装置1は、金属帯としての鋼帯Sの連続焼鈍設備において、連続して走行する鋼帯(図1においては、上から下に向けて連続的に走行する鋼帯)Sを冷却するものであり、走行する鋼帯Sの表面側(図1においては左側)及び裏面側から冷媒としての空気を噴出するように、各々が複数のノズル11を設けた複数対のヘッダ管10を鋼帯Sの表面側及び裏面側に備えている。鋼帯Sの表面側及び裏面側のそれぞれのヘッダ管10は、上下方向に所定ピッチで配置されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
A metal strip cooling device 1 shown in FIG. 1 is a steel strip that runs continuously in a continuous annealing facility for a steel strip S as a metal strip (in FIG. 1, steel that runs continuously from top to bottom). A plurality of pairs each provided with a plurality of nozzles 11 so as to eject air as a refrigerant from the front surface side (left side in FIG. 1) and the back surface side of the traveling steel strip S. The header pipe 10 is provided on the front side and the back side of the steel strip S. The header pipes 10 on the front side and the back side of the steel strip S are arranged at a predetermined pitch in the vertical direction.

ここで、冷媒としての空気は、各ヘッダ管10内を流れて各ノズル11から噴出されて走行する鋼帯Sの表面及び裏面を冷却し、更に循環系を介して再利用される。
つまり、鋼帯Sの表面及び裏面を冷却した空気は、熱交換器20の冷媒用通路20aに導入されて水用通路20bを流れる工場用水にて冷却され、冷媒第1導入管21を介してブロワ22によって吸引され、ブロワ22に接続された冷媒第2導入管23を介して冷媒分岐管24に至る。冷媒分岐管24に至った空気は、冷媒分岐管24によってヘッダ管10の延びる方向に二手に分岐される。二手に分岐された空気は、それぞれ配管25を介して垂直管26に至り、各垂直管26から表側導入管27を介して表面側のヘッダ管10の両端からヘッダ管10内を流れるとともに、各垂直管26から配管28及び裏側導入管29を介して裏面側のヘッダ管10の両端からヘッダ管10内を流れる。そして、表面側及び裏面側のヘッダ管10内を流れる空気は、各ヘッダ管10に設けられた各ノズル11から鋼帯Sの表面及び裏面に向けて噴出される。
Here, the air as the refrigerant cools the front and back surfaces of the steel strip S that flows through the header pipes 10 and is jetted from the nozzles 11 and travels, and is reused through the circulation system.
In other words, the air that has cooled the front and back surfaces of the steel strip S is introduced into the refrigerant passage 20a of the heat exchanger 20 and is cooled by the factory water flowing through the water passage 20b, and is passed through the refrigerant first introduction pipe 21. The refrigerant is sucked by the blower 22 and reaches the refrigerant branch pipe 24 via the refrigerant second introduction pipe 23 connected to the blower 22. The air reaching the refrigerant branch pipe 24 is bifurcated by the refrigerant branch pipe 24 in the direction in which the header pipe 10 extends. The bifurcated air reaches the vertical pipes 26 through the pipes 25, flows from the vertical pipes 26 through the front side introduction pipes 27 from both ends of the header pipe 10 on the surface side, and flows into the header pipes 10 respectively. The vertical pipe 26 flows through the header pipe 10 from both ends of the header pipe 10 on the back side through the pipe 28 and the back side introduction pipe 29. And the air which flows through the header pipe | tube 10 of the surface side and the back surface side is ejected toward the surface and back surface of the steel strip S from each nozzle 11 provided in each header pipe | tube 10. FIG.

ここで、各ヘッダ管10は、図2及び図3に示すように、断面二重円形の円筒管状部材であり、図1に示すように、走行する鋼帯Sの幅方向と同一方向に細長く延びている。そして、図2乃至図5に示すように、各ヘッダ管10の鋼帯Sに対向する側の側面には、各ヘッダ管10が延びる方向に沿って複数の開口10aが所定ピッチで形成されている。各開口10aは、ヘッダ管10を貫通する丸孔で形成される。   Here, as shown in FIGS. 2 and 3, each header pipe 10 is a cylindrical tubular member having a double circular cross section, and as shown in FIG. 1, is elongated in the same direction as the width direction of the traveling steel strip S. It extends. As shown in FIGS. 2 to 5, a plurality of openings 10 a are formed at a predetermined pitch on the side surface of each header pipe 10 facing the steel strip S along the direction in which each header pipe 10 extends. Yes. Each opening 10 a is formed by a round hole penetrating the header tube 10.

また、各ノズル11は、図2乃至図5に示すように、各ヘッダ管10に形成された各開口10aを構成する丸孔にヘッダ管10に内蔵されるように取り付けられる。各ノズル11は、円筒管状部材であり、ヘッダ管10の内部からの冷媒を助走させる冷媒助走区間形成部11aと、冷媒助走区間形成部11aの出口に形成され、冷媒助走区間形成部11aの内部を助走した冷媒としての空気をヘッダ管10の外部に噴出させる開口部11bとを備えている。   Further, as shown in FIGS. 2 to 5, each nozzle 11 is attached so as to be incorporated in the header pipe 10 in a round hole constituting each opening 10 a formed in each header pipe 10. Each nozzle 11 is a cylindrical tubular member, and is formed at a refrigerant run-up section forming portion 11a for running the refrigerant from the inside of the header pipe 10 and an outlet of the refrigerant run-up section forming portion 11a. And an opening 11b that ejects air as refrigerant that has run through the header pipe 10 to the outside.

このように、各ノズル11が冷媒助走区間形成部11aを備えていることにより、ノズル11内の乱流が発達し、ノズル11から噴出する噴流の直進性が増加し、ポテンシャルコア(噴流の中心部の高速流領域)の持続距離が長くなる。図5には、空気(冷媒)の吐出流速分布が示されており、ノズル11から吐出した空気の流速は、ノズル11から鋼帯Sに向けてノズル11から遠くなるにつれて遅くなり、噴流の中心部の流速はVからV、V、Vと少しずつ遅くなる。しかし、各ノズル11が冷媒助走区間形成部11aを備えていることにより、ノズル11から噴出する噴流の直進性が増加しているため、噴流の中心部の流速VとVとは異なるが、流速の減速量は少ない。これにより、冷却する鋼帯Sの表裏面の熱伝達率が増加する。つまり、各ノズル11からの冷媒噴出速度を鋼帯Sに当るまで極力高速を維持して鋼帯Sの冷却速度が向上する。これにより、鋼帯Sの均一冷却を行うことができる。 Thus, since each nozzle 11 is provided with the refrigerant run-up section forming portion 11a, the turbulent flow in the nozzle 11 is developed, the straightness of the jet ejected from the nozzle 11 is increased, and the potential core (the center of the jet) The sustained distance of the high-speed flow area of the part becomes longer. FIG. 5 shows the discharge flow velocity distribution of air (refrigerant), and the flow velocity of the air discharged from the nozzle 11 becomes slower from the nozzle 11 toward the steel strip S as the distance from the nozzle 11 increases. The flow rate of the part gradually decreases from V 1 to V 2 , V 3 , V 4 . However, by the nozzle 11 is provided with a refrigerant inlet zone forming portion 11a, since the straightness of the jet ejected from the nozzle 11 is increased, it is different from the flow velocity V 1 and V 4 of the center of the jet The amount of deceleration of the flow rate is small. Thereby, the heat transfer coefficient of the front and back of the steel strip S to cool increases. That is, the cooling speed of the steel strip S is improved by maintaining the high speed as much as possible until the coolant ejection speed from each nozzle 11 hits the steel strip S. Thereby, uniform cooling of the steel strip S can be performed.

一方、各ノズル11は、ヘッダ管10に内蔵されているから、冷媒としての空気が流れるヘッダ管10と空気を噴出するノズル11とを合わせた空気の噴出方向の長さを短くして冷却設備をコンパクトにすることができる。
従って、本実施形態に係る冷却装置1によれば、空気が流れるヘッダ管10と空気を噴出するノズル11とを合わせた空気の噴出方向の長さを短くして冷却設備をコンパクトにしつつ、ノズル11からの冷媒噴出速度を鋼帯Sに当るまで極力高速を維持して鋼帯Sの冷却速度を向上させて均一冷却を行うことができる。
On the other hand, since each nozzle 11 is built in the header pipe 10, the length of the air ejection direction combining the header pipe 10 through which air as a refrigerant flows and the nozzle 11 that ejects air is shortened to provide cooling equipment. Can be made compact.
Therefore, according to the cooling device 1 according to the present embodiment, while the length of the air jet direction in which the header pipe 10 through which the air flows and the nozzle 11 that jets the air is combined is shortened to make the cooling facility compact, The cooling speed of the steel strip S can be kept as high as possible until the refrigerant ejection speed from the steel 11 hits the steel strip S, and the cooling speed of the steel strip S can be improved to perform uniform cooling.

なお、ノズル11の開口部11bの直径D(図5参照)の大きさについては特に規定するものではなく、ノズル11の、ヘッダ管10の内面から内方への長さLは0よりも長ければよい。
次に、図6及び図7を参照して第1参考例に係る冷却装置による空気の吐出流速分布について説明する。
Note that the size of the diameter D (see FIG. 5) of the opening 11b of the nozzle 11 is not particularly specified, and the length L of the nozzle 11 from the inner surface of the header tube 10 to the inside is longer than zero. That's fine.
Next, the air discharge flow rate distribution by the cooling device according to the first reference example will be described with reference to FIGS.

第1参考例に係る冷却装置のヘッダ管100は、図6及び図7に示すように、断面二重円形の円筒管状部材であり、走行する鋼帯Sの幅方向と同一方向に細長く延びている。そして、図6及び図7に示すように、ヘッダ管100の鋼帯Sに対向する側の側面には、ヘッダ管100が延びる方向に沿って複数のノズル(開口)101が所定ピッチで形成されている。各ノズル101は、ヘッダ管100を貫通する丸孔で形成される。各ノズル101の直径の大きさは図2乃至図5に示すノズル11の開口部11bの直径Dと同じ大きさである。また、ヘッダ管100の外径及び内径の大きさは、図2乃至図5に示すヘッダ管10の外径及び内径の大きさと同じである。各ノズル101の直径の大きさは図2乃至図5に示すノズル11の開口部11bの直径Dと同じ大きさである。また、ヘッダ管100の外径及び内径の大きさは、図2乃至図5に示すヘッダ管10の外径及び内径の大きさと同じである。   As shown in FIGS. 6 and 7, the header pipe 100 of the cooling device according to the first reference example is a cylindrical tubular member having a double-circular cross section, and is elongated in the same direction as the width direction of the traveling steel strip S. Yes. 6 and 7, a plurality of nozzles (openings) 101 are formed at a predetermined pitch along the direction in which the header pipe 100 extends on the side surface of the header pipe 100 facing the steel strip S. ing. Each nozzle 101 is formed by a round hole that penetrates the header tube 100. The diameter of each nozzle 101 is the same as the diameter D of the opening 11b of the nozzle 11 shown in FIGS. Also, the outer diameter and inner diameter of the header pipe 100 are the same as the outer diameter and inner diameter of the header pipe 10 shown in FIGS. The diameter of each nozzle 101 is the same as the diameter D of the opening 11b of the nozzle 11 shown in FIGS. Also, the outer diameter and inner diameter of the header pipe 100 are the same as the outer diameter and inner diameter of the header pipe 10 shown in FIGS.

この第1参考例に係る冷却装置によれば、図7に示すように、ノズル101から吐出した空気の流速は、ノズル101から鋼帯Sに向けてノズル101から遠くなるにつれて遅くなり、噴流の中心部の流速はVからV、V、Vと少しずつ遅くなる。この流速VからV、V、Vへの減速の仕方は、本実施形態の場合の流速VからV、V、Vへの減速の仕方よりも大きく、流速の減速量は大きい。このため、ポテンシャルコアの持続距離が短く、冷却する鋼帯Sの表裏面の熱伝達率が低く、鋼帯Sの冷却速度が遅い。このため、鋼帯Sの均一冷却を行うことが難しい。 According to the cooling device according to the first reference example, as shown in FIG. 7, the flow velocity of the air discharged from the nozzle 101 becomes slower from the nozzle 101 toward the steel strip S as the distance from the nozzle 101 increases. flow rate of the central portion is delayed slightly with V 6, V 7, V 8 from V 5. From this flow velocity V 5 of the reduction to V 6, V 7, V 8 way is greater than the manner of deceleration from velocity V 1 of the case of the present embodiment to V 2, V 3, V 4 , the deceleration of flow velocity The amount is great. For this reason, the sustained distance of the potential core is short, the heat transfer coefficient of the front and back surfaces of the steel strip S to be cooled is low, and the cooling rate of the steel strip S is slow. For this reason, it is difficult to uniformly cool the steel strip S.

これに対して、本実施形態に係る冷却装置1によれば、前述したように、各ノズル11が冷媒助走区間形成部11aを備えていることにより、ノズル11内の乱流が発達し、ノズル11から噴出する噴流の直進性が増加し、ポテンシャルコアの持続距離が長くなり、冷却する鋼帯Sの表裏面の熱伝達率が増加し、各ノズル11からの冷媒噴出速度を鋼帯Sに当るまで極力高速を維持して鋼帯Sの冷却速度が向上する。これにより、鋼帯Sの均一冷却を行うことができる。   On the other hand, according to the cooling device 1 according to the present embodiment, as described above, the turbulent flow in the nozzle 11 develops because each nozzle 11 includes the refrigerant run-up section forming portion 11a, and the nozzle 11 The straightness of the jet flow ejected from the nozzle 11 is increased, the sustaining distance of the potential core is increased, the heat transfer coefficient of the front and back surfaces of the steel strip S to be cooled is increased, and the refrigerant ejection speed from each nozzle 11 is changed to the steel strip S. The cooling speed of the steel strip S is improved while maintaining the high speed as much as possible until it hits. Thereby, uniform cooling of the steel strip S can be performed.

次に、図8及び図9を参照して第2参考例に係る冷却装置について説明する。
第2参考例に係る冷却装置のヘッダ管200は、図8及び図9に示すように、断面二重円形の円筒管状部材であり、走行する鋼帯Sの幅方向と同一方向に細長く延びている。そして、図8及び図9に示すように、ヘッダ管200の鋼帯Sに対向する側の側面には、ヘッダ管200が延びる方向に沿って複数の開口200aが所定ピッチで形成されている。各開口202aは、ヘッダ管200を貫通する丸孔で形成される。
Next, a cooling device according to a second reference example will be described with reference to FIGS.
As shown in FIGS. 8 and 9, the header pipe 200 of the cooling device according to the second reference example is a cylindrical tubular member having a double-circular cross section, and is elongated in the same direction as the width direction of the traveling steel strip S. Yes. As shown in FIGS. 8 and 9, a plurality of openings 200 a are formed at a predetermined pitch on the side surface of the header pipe 200 facing the steel strip S along the direction in which the header pipe 200 extends. Each opening 202 a is formed by a round hole that penetrates the header tube 200.

また、各ノズル201は、図8及び図9に示すように、ヘッダ管200に形成された各開口200aを構成する丸孔にヘッダ管200から外部に突出するように取り付けられる。各ノズル201は、円筒管状部材であり、ヘッダ管200の内部からの冷媒を助走させる冷媒助走区間形成部と、冷媒助走区間形成部の出口に形成され、冷媒助走区間形成部の内部を助走した冷媒としての空気を噴出させる開口部とを備えている。ノズル201の開口部の直径の大きさは図2乃至図5に示すノズル11の開口部11bの直径Dと同じ大きさである。また、ノズル201の、ヘッダ管200の外面から外方への突出長さは、図2乃至図5に示すノズル11の、ヘッダ管10の内面から内方への長さLと同じである。また、ヘッダ管200の外径及び内径の大きさは、図2乃至図5に示すヘッダ管10の外径及び内径の大きさと同じである。   Further, as shown in FIGS. 8 and 9, each nozzle 201 is attached so as to protrude from the header pipe 200 to the round hole constituting each opening 200 a formed in the header pipe 200. Each nozzle 201 is a cylindrical tubular member, and is formed at a refrigerant run-up section forming portion for running the refrigerant from the inside of the header pipe 200 and an outlet of the refrigerant run-up section forming portion, and has run through the inside of the refrigerant run-up section forming portion. And an opening for ejecting air as a refrigerant. The diameter of the opening of the nozzle 201 is the same as the diameter D of the opening 11b of the nozzle 11 shown in FIGS. Further, the protruding length of the nozzle 201 outward from the outer surface of the header pipe 200 is the same as the length L of the nozzle 11 shown in FIGS. Also, the outer diameter and inner diameter of the header pipe 200 are the same as the outer diameter and inner diameter of the header pipe 10 shown in FIGS.

この第2参考例に係る冷却装置によれば、各ノズル201が冷媒助走区間形成部を備えていることにより、ノズル201内の乱流が発達し、ノズル201から噴出する噴流の直進性が増加し、ポテンシャルコアの持続距離が長くなる。図9には、空気(冷媒)の吐出流速分布が示されており、ノズル201から吐出した空気の流速は、ノズル201から鋼帯Sに向けてノズル201から遠くなるにつれて遅くなり、噴流の中心部の流速はVからV10、V11、V12と少しずつ遅くなる。しかし、各ノズル201が冷媒助走区間形成部を備えていることにより、ノズル201から噴出する噴流の直進性が増加しているため、噴流の中心部の流速VとV12とは異なるが、流速の減速量は少ない。これにより、冷却する鋼帯Sの表裏面の熱伝達率が増加する。 According to the cooling device according to the second reference example, each nozzle 201 is provided with the refrigerant run-up section forming portion, so that the turbulent flow in the nozzle 201 develops and the straightness of the jet ejected from the nozzle 201 increases. In addition, the potential core lasts longer. FIG. 9 shows the discharge flow rate distribution of air (refrigerant), and the flow rate of air discharged from the nozzle 201 becomes slower from the nozzle 201 toward the steel strip S as the distance from the nozzle 201 increases. flow rate of parts are slowed slightly with V 10, V 11, V 12 from V 9. However, since each nozzle 201 is provided with the refrigerant run-up section forming portion, the straightness of the jet flow ejected from the nozzle 201 is increased, so that the flow velocity V 9 and V 12 at the central portion of the jet flow are different, The amount of deceleration of the flow velocity is small. Thereby, the heat transfer coefficient of the front and back of the steel strip S to cool increases.

一方、各ノズル201は、ヘッダ管200から外部に突出しているから、冷媒としての空気が流れるヘッダ管200と空気を噴出するノズル201とを合わせた空気の噴出方向の長さを短くすることができず、冷却設備が大型化してしまう。
これに対して、本実施形態に係る冷却装置1によれば、前述したように、各ノズル11は、ヘッダ管10に内蔵されているから、冷媒としての空気が流れるヘッダ管10と空気を噴出するノズル11とを合わせた空気の噴出方向の長さを短くして冷却設備をコンパクトにすることができる。
On the other hand, since each nozzle 201 protrudes to the outside from the header pipe 200, the length of the air ejection direction combining the header pipe 200 through which air as a refrigerant flows and the nozzle 201 that ejects air may be shortened. Inability to do so increases the size of the cooling equipment.
On the other hand, according to the cooling device 1 according to the present embodiment, as described above, since each nozzle 11 is built in the header pipe 10, the header pipe 10 through which air as a refrigerant flows and the air is ejected. The cooling equipment can be made compact by shortening the length of the air ejection direction in combination with the nozzle 11 to be performed.

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されずに種々の変更、改良を行うことができる。
例えば、ノズル11は、ヘッダ管10に形成された開口10aにヘッダ管10に内蔵されるように取り付けられているとともに、ヘッダ管10の内部からの冷媒を助走させる冷媒助走区間形成部11aと、冷媒助走区間形成部11aの出口に形成され、冷媒助走区間形成部11aの内部を助走した冷媒をヘッダ管10の外部に噴出させる開口部11bとを備えていればよく、ノズル11は、開口10aを形成する丸孔に取り付けられる円筒管状部材である必要は必ずしもない。
As mentioned above, although embodiment of this invention has been described, this invention is not limited to this, A various change and improvement can be performed.
For example, the nozzle 11 is attached to the opening 10a formed in the header pipe 10 so as to be incorporated in the header pipe 10, and the refrigerant running section forming portion 11a for running the refrigerant from the inside of the header pipe 10; The nozzle 11 has only to be provided with an opening 11b that is formed at the outlet of the refrigerant auxiliary section forming portion 11a and jets out the refrigerant that has run through the refrigerant auxiliary section forming portion 11a to the outside of the header pipe 10. It is not always necessary to be a cylindrical tubular member attached to the round hole forming the.

例えば、開口10aが丸孔で形成された場合、図10に示す第1変形例のように、ノズル11は、開口部11bから冷媒助走区間形成部11aの入口に向けて徐々に内径が大きくなるテーパ付円筒管状に形成されていてもよい。
また、図11に示す第2変形例のように、開口10aは、ヘッダ管10が延びる方向に細長く延びるスリットで形成されてもよく、この場合、ノズル11は、スリットに取り付けられる、ヘッダ管10のスリットの上縁と下縁とのそれぞれから延びる一対の平板11c、11dで構成されていてのよい。
For example, when the opening 10a is formed with a round hole, the inner diameter of the nozzle 11 gradually increases from the opening 11b toward the inlet of the refrigerant running section forming portion 11a as in the first modification shown in FIG. It may be formed in a tapered cylindrical tube.
Moreover, like the 2nd modification shown in FIG. 11, the opening 10a may be formed by the slit elongated in the direction where the header pipe | tube 10 is extended, In this case, the nozzle 11 is attached to a slit, the header pipe | tube 10 attached to the slit. It may be configured by a pair of flat plates 11c and 11d extending from the upper and lower edges of the slit.

また、本発明の実施形態においては、冷媒として空気が用いられているが、冷媒が、Hガス、又は、HガスとNガスその他の不活性ガスとの混合ガスであってもよい。冷媒が、Hガス、又は、HガスとNガスその他の不活性ガスとの混合ガスであっても空気と同等の効果を得ることができる。
更に、冷媒は、水であってもよい。冷媒が水であっても空気と類似した効果を得ることができる。
In the embodiment of the present invention, air is used as the refrigerant, but the refrigerant may be H 2 gas or a mixed gas of H 2 gas and N 2 gas or other inert gas. . Even if the refrigerant is H 2 gas or a mixed gas of H 2 gas and N 2 gas or other inert gas, an effect equivalent to that of air can be obtained.
Further, the refrigerant may be water. Even if the refrigerant is water, an effect similar to that of air can be obtained.

1 鋼帯(金属帯)の冷却装置
10 ヘッダ管
10a 開口
11 ノズル
11a 冷媒助走区間形成部
11b 開口部
20 熱交換器
20a 冷媒用通路
20b 水用通路
21 冷媒第1導入管
22 ブロワ
23 冷媒第2導入管
24 冷媒分岐管
25 配管
26 垂直管
27 表側導入管
28 配管
29 裏側導入管
100 ヘッダ管
101 ノズル
200 ヘッダ管
200a 開口
201 ノズル
S 鋼帯(金属帯)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cooling device of steel strip (metal strip) 10 Header pipe 10a Opening 11 Nozzle 11a Refrigerant run-up section forming part 11b Opening part 20 Heat exchanger 20a Refrigerant passage 20b Water passage 21 Refrigerant first introduction pipe 22 Blower 23 Refrigerant second Introduction pipe 24 Refrigerant branch pipe 25 Piping 26 Vertical pipe 27 Front side introduction pipe 28 Piping 29 Back side introduction pipe 100 Header pipe 101 Nozzle 200 Header pipe 200a Opening 201 Nozzle S Steel band (metal band)

Claims (7)

冷媒が流れるヘッダ管と、該ヘッダ管に設けられ、前記ヘッダ管からの冷媒を噴出させるノズルとを備え、該ノズルから噴出した冷媒によって、走行する金属帯を冷却する金属帯の冷却装置であって、
前記ノズルは、前記ヘッダ管に形成された開口に前記ヘッダ管に内蔵されるように取り付けられており、前記ヘッダ管の内部からの冷媒を助走させる冷媒助走区間形成部と、前記冷媒助走区間形成部の出口に形成され、前記冷媒助走区間形成部の内部を助走した冷媒を前記ヘッダ管の外部に噴出させる開口部とを備えていることを特徴とする金属帯の冷却装置。
A cooling device for a metal strip that includes a header pipe through which a refrigerant flows and a nozzle that is provided in the header pipe and ejects the refrigerant from the header pipe, and that cools the traveling metal strip by the refrigerant jetted from the nozzle. And
The nozzle is attached to an opening formed in the header pipe so as to be built in the header pipe, and forms a refrigerant run-up section forming section for running the refrigerant from the header pipe and the refrigerant run-up section. A metal strip cooling device comprising: an opening that is formed at an outlet of the portion and that jets out the coolant that has run through the inside of the coolant running section forming portion to the outside of the header pipe.
前記開口は、丸孔で形成され、前記ノズルは、前記丸孔に取り付けられる円筒管状部材で構成されていることを特徴とする請求項1に記載の金属帯の冷却装置。   2. The metal band cooling device according to claim 1, wherein the opening is formed of a round hole, and the nozzle is formed of a cylindrical tubular member attached to the round hole. 前記開口は、丸孔で形成され、前記ノズルは、前記開口部から前記冷媒助走区間形成部の入口に向けて徐々に内径が大きくなるテーパ付円筒管状に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の金属帯の冷却装置。   The opening is formed as a round hole, and the nozzle is formed in a tapered cylindrical tube whose inner diameter gradually increases from the opening toward the inlet of the coolant run-up section forming portion. Item 4. The metal band cooling device according to Item 1. 前記開口は、前記ヘッダ管が延びる方向に細長く延びるスリットで形成され、前記ノズルは、前記スリットに取り付けられる、前記ヘッダ管の前記スリットの上縁と下縁とのそれぞれから延びる一対の平板で構成されていることを特徴とする請求項1に記載の金属帯の冷却装置。   The opening is formed by a slit extending in a direction in which the header pipe extends, and the nozzle is configured by a pair of flat plates extending from the upper edge and the lower edge of the slit of the header pipe, which are attached to the slit. The metal strip cooling device according to claim 1, wherein the metal strip cooling device is provided. 前記冷媒が空気であることを特徴とする請求項1乃至4のうちいずれか一項に記載の金属帯の冷却装置。   The metal strip cooling device according to any one of claims 1 to 4, wherein the refrigerant is air. 前記冷媒が、Hガス、又は、HガスとNガスその他の不活性ガスとの混合ガスであることを特徴とする請求項1乃至4のうちいずれか一項に記載の金属帯の冷却装置。 5. The metal strip according to claim 1, wherein the refrigerant is H 2 gas or a mixed gas of H 2 gas and N 2 gas or other inert gas. 6. Cooling system. 前記冷媒が水であることを特徴とする請求項1乃至4のうちいずれか一項に記載の金属帯の冷却装置。   The metal strip cooling device according to any one of claims 1 to 4, wherein the refrigerant is water.
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