JP2979908B2 - 金属帯冷却装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は連続熱処理ラインにお
ける金属帯冷却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】連続焼鈍炉におけるガスジェット冷却及
びロール冷却設備では、しばしば金属帯幅方向で温度分
布の不均一な部分が発生し、材質不均一、座屈・形状不
良等の品質或いは通板性において問題を生じている。そ
のため特開昭６０−１６９５２４号では、図１１に示さ
れる様に複数の冷却ロール2a〜2dにかけ回しつつその接
触面で金属帯1の冷却を行う装置に、冷却ロール2a〜2d
と対向して配置されたガスジェット装置3a〜3dを図１２
に示される様に金属帯1の全板幅方向に複数個に分割31a
〜31eし、かつその分割区分毎にガス流調弁9a〜9eを備
え、前図に示す金属帯1の板幅方向の温度分布を検知す
る板温計16a〜16dから板幅方向の平均温度に対する板幅
方向の個々の点における温度差を演算し、この温度差が
許容限度を超えたとき、その板幅方向の位置を検出し、
この位置に対応するガス流調弁9a〜9eを調整する板温制
御装置13a〜13dとで構成された金属帯の冷却装置が開示
されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】以上の構成を実機設備
に適用して板厚0.5〜2.3mm、板幅850〜1575mm、冷却装
置入口板温550〜680℃、冷却装置出口板温350〜480℃の
条件で冷却ロールのみによる金属帯の冷却実験を行なっ
た結果、全ての場合において、図１３に示される様に板
両端部ならびに板中央部が板幅方向平均板温に対し、高
くなるｗ型の板温プロフィルになることが判明した。

【０００４】即ち、板中央部においては、金属帯サイズ
および冷却条件にかかわらず、ほぼ板幅のある範囲内で
板幅方向平均板温に対し正の板温偏差が生ずる。又、板
両端部においては、板厚、速度或いは冷却装置での板温
降下量が大きくなる程、板幅方向平均板温に対する板温
偏差が大きくなる。

【０００５】この発生原因について実験ならびに解析を
行なった結果以下のことが分かった。冷却ロールに金属
帯を巻付けると板厚方向に引張／圧縮の応力分布を生ず
るが、この応力によるポアソン比変形によってそれと直
角方向すなわち板幅方向に逆に圧縮／引張応力分布が誘
起され、図１４に示される様に主曲げと直角方向に逆の
曲げ変形（以降鞍型変形と呼ぶ）が起こる。

【０００６】この鞍型変形が一旦発生すると、金属帯の
両端部付近において接触不良を起こし、冷却不足状態と
なり、板幅方向平均板温に対し正の板温偏差を生ずる。
冷却ロールのみの冷却においては、次の冷却ロールに金
属帯が進行すると、正の板温偏差に起因した金属帯長手
方向の伸び差による接触不良に更に上記鞍型変形による
接触不良が付加され、大きな正の板温偏差に発展してい
く。

【０００７】以上の冷却ロール巻付けによる金属帯両端
部での金属帯と冷却ロールの非接触長さＬならびに両端
部での浮き上がり量Ｚは、次式数８及び数９で表わさ
れ、例えば板厚1.0mm、冷却ロール半径800mm、板温600
℃の条件の場合、非接触長さＬは約15mm、浮き上がり量
Ｚは約0.1mmとなる。

【０００８】

【数８】

【０００９】

【数９】 ここに Ｌ ：金属帯と冷却ロールの非接触長さ（ｍｍ） Ｚ ：金属帯両端部での浮き上がり量（ｍｍ） Ｅ ：金属帯のヤング率（ｋｇｆ／ｍｍ^２） ｔ ：金属帯の板厚（ｍｍ） ν ：金属帯のポアソン比 Ｔｂ：ライン張力（ｋｇｆ／ｍｍ^２） Ｒ ：冷却ロール半径（ｍｍ）

【００１０】しかしながら、特開昭６０−１６９５２４
号の金属帯の冷却装置では、広範囲な金属帯の板幅の冷
却に対応するためにはガスジェット装置の板幅方向の分
割数を大幅に増す必要があり、ガス流量調節弁ならびに
ガス配管も大幅に数量増をまねき設備費が増大する欠点
がある。

【００１１】また図１２に示される同号の実施例にある
ような板幅方向の分割数が５区分程度であれば、分割さ
れたノズル幅が大きくなりガス流量が増加して運転費が
増大するばかりでなく、金属帯両端部付近の位置におい
て過冷却を起こし、後述する実験結果を示す図９からも
明らかな様に、板幅方向板温の充分な均一化が図れない
などの問題点がある。

【００１２】本発明は上記のような問題点を解決するた
めになされたもので、広範囲なサイズに対し、安価な運
転費で板幅方向板温を均一化しつつ、急速冷却できる金
属帯冷却装置を得ることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】そのため本発明の金属帯
冷却装置は、１以上の冷却ロールに金属帯を巻き付けて
上記金属帯と各冷却ロールの接触長さを調整するロール
冷却装置であって、上記冷却ロールに金属帯を介して対
向して配置され、且つロール胴長方向に２つ以上設けら
れており、少なくとも金属帯両端部側に位置するものは
ロール胴長方向に連結された複数のヘッダ本体で構成さ
れている金属帯の幅よりも狭いノズルヘッダを有すると
共に、これらのノズルヘッダを冷却ロールの移動方向に
移動自在な構成とし、且つこれらのノズルヘッダのうち
少なくとも１つのノズルヘッダをロール胴長方向に移動
自在な構成としたガス冷却装置と、各ノズルヘッダ内部
の冷却ガス圧力又はガス流量を調整するガス調整装置と
を有することを基本的特徴としている。

【００１４】上述のようなｗ型の不均一温度分布のホッ
トポイントは幅が狭く、従来構成のように、金属帯幅方
向にノズルが複数設けられていると、その仕切壁の部分
に相当する箇所に該ホットポイントがある場合、その部
分の冷却がしにくく、無理に冷却しようとすると、該ホ
ットポイント周りの部分が過冷却となる。本構成では、
ホットポイントの直上にガス冷却装置の幅狭のノズルヘ
ッダを移動させて、ガス調整装置により圧力調整又は流
量調整のなされた冷却ガスを該ホットポイントに向けて
噴出させることにより、その部分の集中的な冷却を行わ
せ、温度分布不均一を効率的に解消する構成としたもの
である。

【００１５】しかし大きな板幅変更の多いラインでは、
該板幅変更時に金属帯両端部側のノズルヘッダのロール
胴長方向への移動が追いつかず、結果的に適切なホット
ポイント部分の背面冷却が不可能になるという新たな問
題も生じることになる。そこで本構成では、少なくとも
金属帯両端部側に位置するノズルヘッダはヘッダ本体を
ロール胴長方向に複数連結した構成とし、板幅変更があ
った時に板端部側に近いヘッダ本体の冷却ガス圧力又は
ガス流量を高めることで、ノズルヘッダ移動の遅れ（レ
スポンスの低さ）をカバーしようとするものである。

【００１６】より具体的には、板幅の異なる金属帯の接
続点近傍において板幅が幅広から幅狭へ移行する場合、
例えば図４（ａ）に示す様に、両端部ノズルヘッダの内
側ヘッダ本体31c、31eや71c、71eと中央ヘッダ本体31
b、31fや71b、71fを使用し、板幅が幅狭から幅広へ移行
する場合は、同図（ｂ）に示す様に、両端部ノズルヘッ
ダの外側ヘッダ本体31a、31gや71a、71gと中央ヘッダ本
体31b、31fや71b、71fを使用することによって、金属帯
長手方向の板温外れの長さを最小化でき、且つそれによ
り当該冷却装置以降の熱処理炉での金属帯の蛇行等の防
止を図ることが出来る。

【００１７】また上記ノズルヘッダを冷却ロールの移動
方向に移動自在な構成としたのは、冷却ロールがその接
触長を変えるために金属帯パスラインに直交する方向に
移動できるようになっており、ロール背面冷却に適した
距離を前記ノズルヘッダが常に取れるようにすることが
必要なこと（この場合冷却ロールの移動に合わせて同じ
方向へ移動する）と、該ヘッダが金属帯に接触しないよ
うにするため（冷却ロールが金属帯パスラインから離れ
る場合その直前にノズルヘッダは前記リトラクト位置方
向へ逆向きに移動する。尚冷却ロールが金属帯パスライ
ンに接触し始める時はそのリトラクト位置から該冷却ロ
ールに接近するようにノズルヘッダが逆方向に移動す
る）である。

【００１８】また上記のようにヘッダ本体がロール胴長
方向に複数連結されている構成では、連結部分の仕切壁
の部分に相当する箇所に前記ホットポイントがある場
合、その部分の冷却がしにくくなる。本構成では、ノズ
ルヘッダ3の構成を、図５（ａ）に示されるように、連
結されたヘッダ本体30を金属帯パスライン方向に更に複
数段有すると共に、ヘッダ本体30の各ノズル31位置を前
後の段でロール胴長方向にずらして設ける構成とするこ
とができ、それによって１つの段で仕切壁となる位置が
その上又は下の段ではノズル31の設置位置となるため、
上記の問題は解決されることになる。また同図（ｂ）に
示されるように、隣り合うヘッダ本体30間の連結部分を
凹凸状にしてこれらを噛合連結させ、且つ凸状に突出し
た部分にノズル31を設けて隣り合うヘッダ本体30間でこ
れらのノズル31位置が金属帯パスライン方向で重なり合
う状態に配されるようにした構成の場合も同じ結果とな
る。

【００１９】一方各ヘッダ本体におけるノズル位置は適
正な間隔を開けて設けられているので、ガス噴出に際し
問題となることはないが、これらのヘッダ本体がロール
胴長方向で複数連結される本構成では、両隣間でそのノ
ズル位置が同じ位置（ロール胴長方向で同じ位置）にあ
ると、それらから噴出された冷却ガスによって乱流が発
生し易く、効果的な冷却ができなくなる。本構成では、
ノズルヘッダ3の構成を、図６に示されるように、連結
されたヘッダ本体30の各ノズル31位置を隣合うヘッダ本
体30間で金属帯パスライン方向にずらして設ける構成と
することができ、それによって両隣間のノズル31位置が
異なることになり、上記の問題は解決されることにな
る。

【００２０】本発明では、更に１以上の冷却ロールに金
属帯を巻付け、上記金属帯と各冷却ロールの接触長さを
個別に調整するロール冷却装置であって、上記冷却ロー
ルに対向して配置し、ロール胴長方向に３つ以上のノズ
ルヘッダを有すると共に、これらのノズルヘッダを冷却
ロールの移動方向で移動自在な構成とし、且つこれらの
うち少なくとも金属帯両端部側のノズルヘッダをロール
胴長方向に連結した複数のヘッダ本体で形成しつつロー
ル胴長方向に移動自在な構成としたガス冷却装置と、上
記金属帯の板端部を検知する金属帯両端部位置検出器
と、上記ノズルヘッダのうちロール胴長方向に移動自在
なノズルヘッダをロール胴長方向に移動調整する移動調
整装置と、前記金属帯両端部位置検出器の検出信号に基
づいてこの移動調整装置を制御するノズルヘッダ位置制
御演算装置と、冷却ロールの位置信号にて上記ノズルヘ
ッダを冷却ロール移動方向で位置調整する進退調整装置
と、冷却ロールの出側に配置し、上記金属帯の板幅方向
温度分布を検知する金属帯幅方向板温計と、この板温計
からの温度信号にて目標板温分布に対する温度偏差を演
算し、この温度偏差に応じて各ノズルヘッダ内部の冷却
ガス圧力又はガス流量を調整する板温制御演算装置とを
有する金属帯冷却装置についても提案する。

【００２１】上記構成では、ノズルヘッダのロール胴長
方向への移動については、前記ノズル位置制御演算装置
が金属帯両端部位置検出器によって検出された検出デー
タに基づいて行われているが、これは金属帯の板温分布
が高い位置がその幅方向で略決まっているからである。
しかし前記金属帯両端部位置検出器に板温プロフィル温
度計が使われていれば、特に板温分布の高い所を金属帯
の板端部としてノズルヘッダの移動位置とすることもで
きる。一方上述のように、板幅が変わった時に両端部側
のノズルヘッダの金属帯端部側への移動が間に合わない
場合、連結された構成を有するノズルヘッダでは、板両
端部側に近いヘッダ本体の冷却ガス圧力又はガス流量を
高めることで、該ノズルヘッダ移動の遅れをカバーでき
るようになる。そして本構成では、冷却ロールの出側に
配置された金属帯幅方向板温計の検出データを入力した
板温制御演算装置によるフィードバック制御により不均
一板温分布の解消が行われ、その不均一解消方法として
は、目標板温分布に対する温度偏差に応じた各ノズルヘ
ッダ内部の冷却ガス圧力又はガス流量調整を行うことで
実施される。

【００２２】上記の目標板温分布はプリセットされたも
のを用いても良いが、例えば金属帯板幅方向の２つのク
ォータ部の平均板温（場合によってその温度より＋αが
ある）を板幅中央部の目標温度とし、また実測された中
央部の板温（場合によってその温度より０℃〜２０℃低
くすることもある）を板幅両端部の目標温度とするよう
にしても良い。

【００２３】また板厚、速度或いは冷却装置での板温降
下量等が大きな条件下で、前記冷却ロールに対向して配
置した上記ガス冷却装置にて板幅方向板温偏差の解消が
困難な場合には、該ガス冷却装置等の構成の他に、前記
冷却ロール乃至冷却ロール群の直後に金属帯に対向して
配置し、該金属帯の板幅方向に３つ以上のガス吹付用の
ノズルヘッダを有し、且つこれらのノズルヘッダのうち
少なくとも金属帯両端部側のノズルヘッダを金属帯幅方
向に連結した複数のヘッダ本体で形成しつつ金属帯幅方
向に移動自在な構成とした補助ガス冷却装置と、各ノズ
ルヘッダ内部の冷却ガス圧力又はガス流量を調整するガ
ス調整装置を併用することによってその問題は解決され
る。

【００２４】上記補助ガス冷却装置の構成について、そ
のノズルヘッダのうち少なくとも金属帯両端部側のノズ
ルヘッダを金属帯幅方向に連結した複数のヘッダ本体で
形成しつつ金属帯幅方向に移動自在な構成としたのは、
ガス冷却装置におけるノズルヘッダの構成に同様な構成
を設けた理由と同じである。

【００２５】次に金属帯中央部に生ずる板幅方向平均板
温に対する板温偏差の領域は図７に示される範囲内にあ
り、冷却ロールに対向して設置されたガス冷却装置およ
び冷却ロール出側に設置された補助ガス冷却装置の中央
部にある各ノズルヘッダのヘッダ本体の幅Ｂｃは下式数
５の式で得られるものを選定することで、各ノズルヘッ
ダ内部冷却ガス圧力又はガス流量を板温偏差に応じて調
整すれば、板幅方向中央部に生ずる板温偏差を最小限に
収めることができる。

【００２６】

【数５】０．０９Ｗ≦Ｂｃ≦０．２７Ｗ ここに Ｗ ：金属帯の板幅（ｍｍ）

【００２７】又これらの装置の金属帯両端部側のノズル
ヘッダが３つ以上のヘッダ本体で形成される場合にその
ヘッダ本体の幅Ｂeは、合計で次式数６に示される寸法
をとり、そのうちの外側に位置するヘッダ本体の幅Ｂeo
が次式数１の寸法を、又そのうちの中央部に位置するヘ
ッダ本体の幅Ｂecが次式数２及び数３の寸法（尚金属帯
の板厚が一定でなく、1.0ｍｍ〜2.0ｍｍのようにある範
囲を持っている場合は最大板厚の場合を基にこのノズル
幅Ｂecを決定する）を、更にそのうちの内側に位置する
ヘッダ本体の幅Ｂeiが次式数４の寸法を各選定すること
によって金属帯両端部に生ずる板温偏差を最小限に収め
ることができる。

【００２８】

【数１】Ｂｅｏ≧ΔＷｕ／２ ここに ΔＷｕ：金属帯接続部の幅狭から幅広への接続
時の板幅変化量（ｍｍ）

【００２９】

【数２】６≦Ｂｅｃ≦４５ ただし ｔ＜１．３

【００３０】

【数３】１２ｔ−９．６≦Ｂｅｃ≦２２ｔ＋１６．４ ただし ｔ≧１．３ ここに ｔ ：金属帯の板厚（ｍｍ）

【００３１】

【数４】Ｂｅｉ≧ΔＷｄ／２ ここに ΔＷｄ：金属帯接続部の幅広から幅狭への接続
時の板幅変化量（ｍｍ）

【００３２】

【数６】Ｂｅ＝Ｂｅｏ＋Ｂｅｃ＋Ｂｅｉ

【００３３】金属帯の両端部に生ずる板幅方向平均板温
に対する板温偏差部分の領域は比較的狭い。また次式数
７で定義される金属帯端部の平均板温偏差ΔＴは、図８
に示される様に冷却幅および板厚によって大きく変化す
る。そのため金属帯両端部側のノズルヘッダにおける中
央部のヘッダ本体では、その適正冷却幅Ｂｅｃを図８よ
り上記数２及び数３のように設定するのが好ましいこと
になる。

【００３４】

【数７】 ここに ΔＴ ：金属帯端部１５０ｍｍの平均板温偏差（℃） Ｔ（ｘ）：端部からｘｍｍ位置での板温（℃） Ｔａ ：金属帯幅方向平均板温（℃） ｘ ：金属帯端部からの距離

【００３５】また金属帯両端部側のノズルヘッダの外側
に位置するヘッダ本体の幅Ｂeo及び内側に位置するヘッ
ダ本体の幅Ｂeiは、前述のように、金属帯板幅変更があ
る時に金属帯両端部側のノズルヘッダの移動の遅延をカ
バーするために、その冷却幅を決めたものであり、いず
れもその板幅変化量の１／２に設定している（両側にあ
るため当然半分となった）。

【００３６】一方従来技術として示した冷却ロールに対
向させ金属帯幅方向に複数個に分割して設置されたガス
ジェット装置の構成を用いて冷却した場合と本発明のそ
れとの比較を図９に示す。同図は金属帯端部近傍の板温
分布を描いたものであるが、本発明は従来技術に比べ過
冷却の領域も少なく板温分布の均一化が図られているこ
とがわかる。尚、この時の実験条件を下記表１に示す。

【００３７】

【表１】

【００３８】更に従来技術と本発明の設備費／運転費の
比較を図１０に示す。冷却ガス風量の大幅な削減および
弁等の数量削減により、同図に示される様に設備費／運
転費の削減が可能となる。

【００３９】

【実施例】本発明の金属帯の冷却装置の一実施例構成を
図１乃至図３により説明する。

【００４０】図１は本発明の一実施例の金属帯の冷却装
置を側面から見た説明図である。加熱均熱後徐冷された
金属帯1は、金属帯の冷却装置の前後に設置したブライ
ドルロール18a、18bと18c、18dにより、この冷却装置部
分にある金属帯1に張力が付与 される。

【００４１】本ロール冷却設備では金属帯幅方向に不均
一温度分布が生じ易く、またその前段のガスジェット帯
（図示無し）でそのような不均一温度分布が生じていた
場合はこのロール冷却設備でそれが助長されることにな
るため、本実施例では以下に示す金属帯冷却装置の構成
でロール背面冷却を行う。

【００４２】本実施例構成では、ロール胴長方向で３つ
１組となっているノズルヘッダ群3a、3bを有するガス冷
却装置と、冷却ロール群2の出側に設置された同じく金
属帯幅方向で３つ１組となっているノズルヘッダ群7a、
7bを有する補助ガス冷却装置と、本金属帯冷却装置の入
口および出口付近に設置された金属帯両端部位置検出器
17と、これらのノズルヘッダのうち両端部側にある２つ
のノズルヘッダを夫々ロール胴長方向（金属帯幅方向）
に移動調整する移動調整装置6a、6b、8a、8bと、金属帯
両端部位置検出器17の検出信号に基づいて該移動調整装
置6a、6b、8a、8bを制御するノズルヘッダ位置制御演算
装置14と、各冷却ロール2a、2bの位置並びに冷却ロール
接触長調整装置4a、4bからの信号により、上記ノズルヘ
ッダ群3a、3bを冷却ロール移動方向で位置調整する進退
調整装置5a、5bと、冷却ロール群の出側に配置し、金属
帯幅方向の温度分布を検出する板温計16と、この板温計
16からの温度信号に基づいて上記ガス冷却装置及び補助
ガス冷却装置の圧力調節弁9a、9c、9eの開度或いはガス
供給ブロワ10a、10bの回転数のうち少なくともその一方
の制御を行なう板温制御演算装置13とを有している。

【００４３】以上の構成でノズルヘッダ位置制御演算装
置14は、前記金属帯両端部位置検出器17からの信号に基
づいて上記ノズルヘッダ群3a、3b、7a、7bの金属帯両端
部側に位置するノズルヘッダのロール胴長方向の位置制
御指令を移動調整装置6a、6b、8a、8bに送る。そのため
これら両端部側のノズルヘッダはその中央部に位置する
ヘッダ本体を中心にして金属帯端部において適正な冷却
幅となる位置へ移動せしめられる。

【００４４】一方、冷却ロール2a、2bの金属帯接触長の
調整については、ロール冷却装置の出側に設置された板
幅方向の温度分布の検知が可能な板温計16からの温度信
号に基づいて、板幅方向中央部の板温を板温制御演算装
置13aにより求め、金属帯1に対し所定の熱処理を実施す
るために設定された目標板温とこの中央部板温とが板温
制御演算装置13aで比較され、その偏差に対応して該板
温制御演算装置13aから冷却ロール接触長調整装置4a及
び4bに信号が送られ調整される（その他板温計16からの
温度信号に基づいて板幅方向の平均温度が板温制御演算
装置13aにより求められ、金属帯1に対し所定の熱処理を
実施するために設定された目標温度とこの平均温度とが
板温制御演算装置13aで比較され、その偏差に対応して
該板温制御演算装置13aから冷却ロール接触長調整装置4
a及び4bに信号が送られる構成とすることもできる）。

【００４５】更に、本実施例構成では金属帯1の板幅の
異なる接続部近傍を除いた領域において、板温計16から
の温度信号を入力した板温制御演算装置13aによって、
両クォータ部の平均板温より板幅方向中央部の目標温度
を又中央部測定板温より板両端部の目標温度を求め、且
つ板両端部及び板中央部の実測温度を求めて、これらと
前記板幅方向目標温度とが比較される。そしてその偏差
に対応して板温制御演算装置13aはガス供給ブロワ10a、
10bの回転数制御あるいは圧力調節弁9a、9c、9eの開度
調整のうち少なくとも一方を用いて各ノズルヘッダ内部
冷却ガス圧力（圧力計は省略）を調整する。以上の調整
により冷却ロールに対向して設置されたガス冷却装置の
ノズルヘッダ群3a、3b及び冷却ロール群2出側に設置さ
れた補助ガス冷却装置のノズルヘッダ群7a、7bから噴出
されるガスにより金属帯1の板両端部並びに板中央部が
冷却されることになる。

【００４６】これらのノズルヘッダ群3a、3bは、冷却ロ
ール2a、2bの位置並びに冷却ロール接触長調整装置4a、
4bからの信号により、前記進退調整装置5a、5bによって
冷却ロール移動方向で位置調整される。尚上記ノズルヘ
ッダ群3a、3bは冷却ロール2a、2bの最大巻付角の位置に
おいて金属帯とノズルヘッダ間の距離を適切に確保でき
る位置に固定されていてもよい。

【００４７】金属帯1の板幅の異なる接続部近傍では、
金属帯1の両端部ならびに中央部に対して前述した板温
計16からの信号に基づく板温制御演算装置13aによる板
温制御を行なうと共に、次サイズの金属帯情報（換言す
ればサイズ変更情報）をもつ計算機15からの信号によ
り、冷却ロールに対向して設置されたガス冷却装置のノ
ズルヘッダ群3a、3b及び冷却ロール群出側に設置された
補助ガス冷却装置のノズルヘッダ群7a、7bの金属帯両端
部側にある各ノズルヘッダの外側に位置するヘッダ本体
31a、31g、71a、71g或いはその内側に位置するヘッダ本
体31c、31e、71c、71e（後述の図２及び図３で説明）の
内部の冷却ガス圧力を圧力調整弁9b、9d、9fによって調
整し、それらのノズルから噴出される冷却ガスにより、
金属帯1の両端部の冷却を行なう。

【００４８】図１においては、上記両端部側にあるノズ
ルヘッダの外側に或いは内側に位置するヘッダ本体へ供
給する冷却ガスを高圧冷却ガス供給源（たとえばレシー
バタンク）12bとしたが、ブロワ及びクーラを用いて供
給しても良い。

【００４９】図２は冷却ロールに対向して配置されたガ
ス冷却装置のノズルヘッダ群3a、3bの斜視図である（尚
この図面では前記進退調整装置は省略）。このうち、同
図（ａ）（ｂ）に示された中央部ノズルヘッダ（ヘッダ
本体31d）は金属帯中央部の冷却に用いられ、又、同図
（ａ）（ｃ）に示された両端部ノズルヘッダ（ヘッダ本
体31a〜31c及び31e〜31g）は金属帯端部の冷却に用いら
れるものである。上記の端部冷却用のノズルヘッダのう
ち、31aと31gは外側に位置するヘッダ本体、31bと31fは
中央部に位置するヘッダ本体、31cと31eは内側に位置す
るヘッダ本体である。上記の両端部ノズルヘッダ（ヘッ
ダ本体31a〜31c及び31e〜31g）は、ノズルヘッダ位置制
御演算装置14からのロール胴長方向における位置制御指
令により移動調整装置61a及び61bを用いて、金属帯の両
端部へ向けて移動せしめられ、その時中央部に位置する
前記ヘッダ本体31b及び31fによって適正な冷却幅が確保
される位置にセットされる。

【００５０】金属帯の板幅の異なる接続部近傍を除いた
領域では、中央部側のノズルヘッダ（ヘッダ本体31d）
及び両端部側のノズルヘッダのうち中央部に位置するヘ
ッダ本体31bと31fの各内部の冷却ガス圧力の調整を板温
制御演算装置13aからの制御指令に従って行なう。他方
金属帯の板幅の異なる接続部近傍の領域では、前述した
ヘッダ本体内部の圧力調整を行ないながら、板幅が幅狭
から幅広へ移行する場合については、端部側のノズルヘ
ッダのうち外側に位置するヘッダ本体31a、31gの各内部
の冷却ガス圧力の調整が、また反対に板幅が幅広から幅
狭へ移行する場合については内側に位置するヘッダ本体
31c、31eの各内部の冷却ガス圧力の調整が、次サイズの
金属帯情報を持つ計算機15からの信号を基にして板温制
御装置13bからの制御指令に従って夫々なされることに
なる。

【００５１】図３は冷却ロール群の直後に設置され、且
つ金属帯に対向して配置された補助ガス冷却装置のノズ
ルヘッダ群7a、7bの斜視図である。このうち同図（ａ）
（ｂ）に示された中央部側のノズルヘッダ（ヘッダ本体
71d）は金属帯中央部の冷却に用いられ、又同図（ａ）
（ｃ）に示された両端部側のノズルヘッダのヘッダ本体
71a〜71c及び71e〜71gは金属帯端部の冷却に用いられる
ものである。上記端部冷却用のノズルヘッダのうち71a
と71gは外側に位置するヘッダ本体、71bと71fは中央部
に位置するヘッダ本体、71cと71eは内側に位置するヘッ
ダ本体である。上記ヘッダ本体71a〜71c及び71e〜71gは
ノズルヘッダ位置制御演算装置14から金属帯幅方向の位
置制御指令により移動調整装置81a及び81bを用いて、金
属帯の両端部へ向けて移動せしめられ、その時中央部に
位置する前記ヘッダ本体71b及び71fによって適正な冷却
幅となる位置にセットされる。

【００５２】金属帯の板幅の異なる接続部近傍を除いた
領域では、中央部のノズルヘッダ（ヘッダ本体71d）及
び端部側のノズルヘッダのうち中央部に位置するヘッダ
本体71bと71fの各内部の冷却ガス圧力の調整を板温制御
演算装置13aからの制御指令に従って行なう。他方金属
帯の板幅の異なる接続部近傍の領域では、前述したヘッ
ダ本体内部の圧力調整を行ないながら、板幅が幅狭から
幅広へ移行する場合については端部側のノズルヘッダの
うち外側に位置するヘッダ本体71a、71gの各内部の冷却
ガス圧力の調整が、反対に板幅が幅広から幅狭へ移行す
る場合については内側に位置するヘッダ本体71c、71eの
各内部の冷却ガス圧力の調整が、次サイズの金属帯情報
をもつ計算機15からの信号を基に板温制御装置13bから
の制御指令に従って夫々なされることになる。

【００５３】

【発明の効果】以上の様に本発明の構成によれば、特に
金属帯板幅の大きな変更を繰り返すラインで、前記ノズ
ルヘッダの移動遅れをカバーしながら適正な冷却を実施
することができるようになり、広範囲な金属帯のサイズ
に対して安価な運転費で板幅方向に均一且つ急速な冷却
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例を示す金属帯の冷却装置側面
図である。

【図２】冷却ロールに対向して配置されたガス冷却装置
の斜視図である。

【図３】冷却ロール群の出側に設置された補助ガス冷却
装置の斜視図である。

【図４】金属帯の板幅の異なる接続部近傍における端部
ノズルヘッダの配置を示す説明図である。

【図５】金属帯端部側に位置するノズルヘッダの一構成
を示す説明図である。

【図６】同じく金属帯端部側に位置するノズルヘッダの
一構成を示す説明図である。

【図７】金属帯中央部の板温偏差とその範囲を示すグラ
フである。

【図８】金属帯端部の冷却幅と端部付近の平均板温偏差
の関係を示すグラフである。

【図９】金属帯端部の板温分布を示すグラフである。

【図１０】本発明と従来技術の運転費と設備費の相対比
較を示すグラフである。

【図１１】従来技術の１例を示す金属帯の冷却装置の側
面図である。

【図１２】従来技術の１例で用いられるガス冷却装置の
構成を示す斜視図である。

【図１３】冷却ロールのみで冷却した場合の板幅方向の
板温分布を示すグラフである。

【図１４】冷却ロールに金属帯が巻付いたときの金属帯
の変形状態を示す斜視図である。

【符号の説明】

1 金属帯 2 冷却ロール 3、7 ノズルヘッダ 4 接触長調整装置 5 進退調整装置 6、8 移動調整装置 9 ガス圧力調節弁 10 冷却ガス供給ブロワ 11 熱交換器 12 熱処理炉もしくは冷却ガス供給源 13 板温制御演算装置 14 位置制御演算装置 15 計算機 16 板温計 17 金属帯両端部位置検出器 18 ブライドルロール 19 デフレクタロール 20 配管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−207821（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−88127（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−293735（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−73462（ＪＰ，Ａ) 特公 昭63−20894（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭63−20286（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C21D 11/00 101 C21D 1/00 124 C21D 9/573 101 B21B 45/02 320

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １以上の冷却ロールに金属帯を巻き付け
   て上記金属帯と各冷却ロールの接触長さを調整するロー
   ル冷却装置であって、上記冷却ロールに金属帯を介して
   対向して配置され、且つロール胴長方向に２つ以上設け
   られており、少なくとも金属帯両端部側に位置するもの
   はロール胴長方向に連結された複数のヘッダ本体で構成
   されている金属帯の幅よりも狭いノズルヘッダを有する
   と共に、これらのノズルヘッダを冷却ロールの移動方向
   に移動自在な構成とし、且つこれらのノズルヘッダのう
   ち少なくとも１つのノズルヘッダをロール胴長方向に移
   動自在な構成としたガス冷却装置と、各ノズルヘッダ内
   部の冷却ガス圧力又はガス流量を調整するガス調整装置
   とを有することを特徴とする金属帯冷却装置。
2. 【請求項２】 請求項第１項記載の金属帯冷却装置にお
   いて、金属帯両端部側に位置し且つロール胴長方向に連
   結した複数のヘッダ本体で構成される前記ノズルヘッダ
   につき、上記連結されたものを金属帯パスライン方向に
   更に複数段有すると共に、ヘッダ本体の各ノズル位置を
   前後の段でロール胴長方向にずらして設けたことを特徴
   とする請求項第１項記載の金属帯冷却装置。
3. 【請求項３】 請求項第１項記載の金属帯冷却装置にお
   いて、金属帯両端部側に位置し且つロール胴長方向に連
   結した複数のヘッダ本体で構成される前記ノズルヘッダ
   につき、隣り合うヘッダ本体間の連結部分を凹凸状にし
   てこれらを噛合連結させ、且つ凸状に突出した部分にノ
   ズルを設けて隣り合うヘッダ本体間でこれらのノズル位
   置が金属帯パスライン方向で重なり合う状態に配される
   ことを特徴とする請求項第１項記載の金属帯冷却装置。
4. 【請求項４】 請求項第１項記載の金属帯冷却装置にお
   いて、金属帯両端部側に位置し且つロール胴長方向に連
   結した複数のヘッダ本体で構成される前記ノズルヘッダ
   につき、上記連結されたヘッダ本体の各ノズル位置を隣
   合うヘッダ本体間で金属帯パスライン方向にずらして設
   けたことを特徴とする請求項第１項記載の金属帯冷却装
   置。
5. 【請求項５】 １以上の冷却ロールに金属帯を巻付け、
   上記金属帯と各冷却ロールの接触長さを個別に調整する
   ロール冷却装置であって、上記冷却ロールに対向して配
   置し、ロール胴長方向に３つ以上のノズルヘッダを有す
   ると共に、これらのノズルヘッダを冷却ロールの移動方
   向で移動自在な構成とし、且つこれらのうち少なくとも
   金属帯両端部側のノズルヘッダをロール胴長方向に連結
   した複数のヘッダ本体で形成しつつロール胴長方向に移
   動自在な構成としたガス冷却装置と、上記金属帯の板端
   部を検知する金属帯両端部位置検出器と、上記ノズルヘ
   ッダのうちロール胴長方向に移動自在なノズルヘッダを
   ロール胴長方向に移動調整する移動調整装置と、前記金
   属帯両端部位置検出器の検出信号に基づいてこの移動調
   整装置を制御するノズルヘッダ位置制御演算装置と、冷
   却ロールの位置信号にて上記ノズルヘッダを冷却ロール
   移動方向で位置調整する進退調整装置と、冷却ロールの
   出側に配置し、上記金属帯の板幅方向温度分布を検知す
   る金属帯幅方向板温計と、この板温計からの温度信号に
   て目標板温分布に対する温度偏差を演算し、この温度偏
   差に応じて各ノズルヘッダ内部の冷却ガス圧力又はガス
   流量を調整する板温制御演算装置とを有することを特徴
   とする金属帯冷却装置。
6. 【請求項６】 請求項第５項記載の金属帯冷却装置の構
   成を有すると共に、前記冷却ロールの直後に金属帯に対
   向して配置し、上記金属帯の板幅方向に３つ以上のノズ
   ルヘッダを有し、且つこれらのノズルヘッダのうち少な
   くとも金属帯両端部側のノズルヘッダを金属帯幅方向に
   連結した複数のヘッダ本体で形成しつつ金属帯幅方向に
   移動自在な構成とした補助ガス冷却装置と、各ノズルヘ
   ッダ内部のガス圧力又はガス流量を調整するガス調整装
   置とを有することを特徴とする金属帯冷却装置。
7. 【請求項７】 請求項第５項乃至第６項記載の金属帯冷
   却装置において、そのガス冷却装置及び／又は補助ガス
   冷却装置につき、金属帯両端部側に位置するノズルヘッ
   ダが夫々３つ以上のヘッダ本体で形成される場合にその
   うちの外側のヘッダ本体幅Ｂeoが次式数１の関係を、又
   そのうちの中央のヘッダ本体幅Ｂecが次式数２及び数３
   の関係を、更にそのうちの内側のヘッダ本体幅Ｂeiが次
   式数４の関係を、一方金属帯略中央部側に位置するノズ
   ルヘッダのヘッダ本体幅Ｂcが次式数５の関係を夫々満
   足することを特徴とする請求項第５項乃至第６項記載の
   金属帯冷却装置。 【数１】 【数２】 【数３】 【数４】 【数５】