JP3237510B2 - Spray nozzle suitable for preventing quench stain on tin-plated steel sheet and cooling device using this spray nozzle - Google Patents

Spray nozzle suitable for preventing quench stain on tin-plated steel sheet and cooling device using this spray nozzle

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JP3237510B2
JP3237510B2 JP09394796A JP9394796A JP3237510B2 JP 3237510 B2 JP3237510 B2 JP 3237510B2 JP 09394796 A JP09394796 A JP 09394796A JP 9394796 A JP9394796 A JP 9394796A JP 3237510 B2 JP3237510 B2 JP 3237510B2
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tin
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、鋼板に連続的に
電気錫めっきを施すラインにおいて、錫めっきされた鋼
板表面の錫層をリフロー処理で冷却するスプレーノズル
およびこのスプレーノズルを用いた冷却装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spray nozzle for cooling a tin layer of a tin-plated steel sheet by reflow treatment in a line for continuously electroplating a steel sheet, and a cooling apparatus using the spray nozzle. About.

【0002】[0002]

【従来の技術】食缶およびその他の容器に用いられる錫
めっき鋼板の多くは連続電気錫めっきラインで製造され
ている。通常、錫めっき鋼板には、優れた金属光沢表面
が要求される。しかし、電気めっきのままでは、所望の
金属光沢表面が得られない。所望の金属光沢表面を得る
ために、電気錫めっき後の鋼板を加熱し、錫層を一旦溶
融状態にした後直ちに急冷する、所謂リフロー処理が施
される。
BACKGROUND OF THE INVENTION Many tinned steel sheets used in cans and other containers are manufactured on continuous electrotinning lines. Usually, a tin-plated steel sheet is required to have an excellent metallic glossy surface. However, a desired metallic glossy surface cannot be obtained with electroplating as it is. In order to obtain a desired metallic glossy surface, a so-called reflow treatment is performed in which the steel sheet after the electro-tin plating is heated, and the tin layer is temporarily melted and then rapidly cooled.

【0003】通常、前記の急冷は、クエンチタンクと称
する水槽中に鋼板を浸漬することによって行う。この急
冷の際に、錫めっき鋼板の表面に、あたかも汚水が付着
して乾いたかのような汚れ模様(以下、クエンチステイ
ンという)が発生しやすい。クエンチステインが発生す
ると、錫めっき鋼板の外観の美麗さが低下し、錫めっき
鋼板の商品価値を損なうという問題がある。
[0003] Usually, the rapid cooling is performed by immersing a steel plate in a water tank called a quench tank. During this quenching, a stain pattern (hereinafter referred to as quench stain) as if sewage adhered and dried is likely to occur on the surface of the tin-plated steel sheet. When quench stain occurs, there is a problem in that the appearance of the tin-plated steel sheet is deteriorated and the commercial value of the tin-plated steel sheet is impaired.

【0004】クエンチステインの発生原因は、錫の融点
(232℃)を超える温度に加熱された鋼板がクエンチ
タンクで急冷される際、急冷の初期に発生する蒸気が鋼
板表面に巻き込まれ、水と蒸気との熱伝達が異なること
によって、鋼板に冷却むらが生じ、鋼板が均一に冷却さ
れないことにあると考えられている。
The cause of the quench stain is that when a steel sheet heated to a temperature exceeding the melting point of tin (232 ° C.) is quenched by a quench tank, steam generated at an early stage of the quenching is caught on the surface of the steel sheet, and water and It is considered that the difference in heat transfer with steam causes uneven cooling of the steel sheet, and the steel sheet is not cooled uniformly.

【0005】クエンチステインの発生を防止するための
種々の提案がなされている。特開昭54−137440
号公報には、クエンチステインの発生が、クエンチタン
クに入る前の鋼板の表面温度やクエンチタンクの水温と
関係しているという知見に基づき、クエンチタンクに入
る前の鋼板の表面温度を測定して、クエンチタンクの水
温をクエンチステインが発生しにくい温度範囲に制御す
る技術が記載されている(以下、先行技術1という)。
[0005] Various proposals have been made to prevent the occurrence of quench stain. JP-A-54-137440
In the publication, based on the knowledge that the occurrence of quench stain is related to the surface temperature of the steel sheet before entering the quench tank and the water temperature of the quench tank, the surface temperature of the steel sheet before entering the quench tank was measured. Describes a technique for controlling the water temperature of a quench tank to a temperature range in which quench stain is unlikely to occur (hereinafter referred to as prior art 1).

【0006】特公昭54−36976号公報には、クエ
ンチタンクに入る直前の位置で、スリット状のスプレー
ノズルから鋼板の全幅にわたって均一に冷却液を吹き付
けて冷却した後に、鋼板をクエンチタンクに浸漬する技
術が記載されている(以下、先行技術2という)。
Japanese Patent Publication No. 54-36976 discloses that at a position immediately before entering a quench tank, a cooling liquid is sprayed uniformly over the entire width of the steel sheet from a slit-shaped spray nozzle to cool the steel sheet, and then the steel sheet is immersed in the quench tank. The technique is described (hereinafter referred to as prior art 2).

【0007】先行技術1に記載される技術による場合、
クエンチタンクの水温の急速な変更ができにくいこと、
仮に水温変更ができたとしても、鋼板がクエンチタンク
に浸漬された際に発生する蒸気の巻き込みが大きく、ク
エンチステインの発生を防止することが困難である。
In the case of the technique described in Prior Art 1,
It is difficult to change the water temperature of the quench tank rapidly,
Even if the water temperature can be changed, the entrainment of steam generated when the steel sheet is immersed in the quench tank is large, and it is difficult to prevent the occurrence of quench stain.

【0008】先行技術2に記載される技術による場合、
その冷却能力に限界があることや鋼板の幅方向、表裏面
を均一に冷却することが困難であり、クエンチステイン
の発生を安定して防止することが困難である。
According to the technique described in Prior Art 2,
It is difficult to uniformly cool the steel sheet in the width direction and the front and back surfaces, and it is difficult to stably prevent the occurrence of quench stain.

【0009】また、鋼板を単にクエンチタンクに浸漬し
て冷却するだけでなく、クエンチタンクへ浸漬後の鋼板
に冷却水を噴射し、鋼板の均一冷却を促進することによ
って、クエンチステインの発生を防止することも行われ
ている。
[0009] In addition to cooling the steel sheet by simply immersing it in the quench tank, cooling water is sprayed on the steel sheet immersed in the quench tank to promote uniform cooling of the steel sheet, thereby preventing the occurrence of quench stain. It has also been done.

【0010】例えば、特開平4−6294号公報には、
クエンチタンクに浸漬後の鋼板に冷却水を噴射して急冷
する場合において、鋼板表面温度が、幅方向中央部と端
部とで差異がある場合にクエンチステインが発生しやす
いことに着目して、幅方向の冷却水の流量を可変にした
スプレーノズルを用いて、鋼板の幅方向の冷却を均一に
してクエンチステインの発生を防止する技術が記載され
ている。この公報には、図6に示すような円形断面のノ
ズルヘッダー21に鋭角のスリット状の噴射口22を設
けたスプレーノズル20が記載されている(以下、先行
技術3という)。
For example, JP-A-4-6294 discloses that
In the case of quenching by injecting cooling water into the steel sheet after immersion in the quench tank, paying attention to the fact that quench stain is likely to occur when the steel sheet surface temperature is different between the center and the end in the width direction, A technique is described in which a spray nozzle having a variable flow rate of cooling water in the width direction is used to uniformly cool the steel sheet in the width direction to prevent the occurrence of quench stain. This publication describes a spray nozzle 20 in which a nozzle header 21 having a circular cross section as shown in FIG.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】先行技術3に記載の技
術は、簡易な設備でありながら、先行技術1、先行技術
2に比べて、クエンチステイン防止効果が大きい。しか
し、この技術においても依然としてクエンチステインが
発生する場合がある。
The technique described in the prior art 3 is a simple facility, but has a greater quench stain prevention effect than the prior arts 1 and 2. However, quench stain may still occur in this technique.

【0012】さらに、近年、薄錫めっき鋼板や合金錫量
の多い高合金化錫めっき鋼板の生産量の増加やライン速
度の高速化等、クエンチステインがより発生しやすい環
境に変化していることもあって、クエンチステインの発
生防止の必要性が増大している。
Furthermore, in recent years, the environment has been changed to be more susceptible to quench stain, such as an increase in the production of thin tin-plated steel sheets or highly alloyed tin-plated steel sheets having a large amount of alloy tin and an increase in line speed. In part, the need to prevent the occurrence of quench stain has increased.

【0013】この発明は、このような事情を考慮してな
されたものであり、錫めっきラインのリフロー処理のク
エンチタンク内で、冷却水を噴射して鋼板を冷却する際
に発生するクエンチステインを防止することができる簡
易なスプレーノズル及びこのスプレーノズルを用いた冷
却装置に関する。
The present invention has been made in view of such circumstances, and in a quench tank of a reflow treatment of a tin plating line, a quench stain generated when cooling water is injected by cooling water to cool a steel sheet. The present invention relates to a simple spray nozzle that can be prevented and a cooling device using the spray nozzle.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明者は、前記の先行
技術3に記載されるようなクエンチタンク内に、前記図
6に示されるスプレーノズルを用いた冷却装置におい
て、クエンチステインの発生状況について詳細に調査し
た。
The present inventor has set forth the situation of the occurrence of quench stain in a cooling device using the spray nozzle shown in FIG. 6 in a quench tank as described in the prior art 3. Was investigated in detail.

【0015】その結果、図7に示されるように、鋼板が
クエンチタンクに侵入する場所で、スプレーノズルから
鋼板に向かって噴射された冷却水が、鋼板の冷却により
発生した蒸気を巻き込んだ状態で、鋼板の両側の液面1
7が大きく盛り上がる現象が認められ、この盛り上がり
部が大きく波立ち、変動している場合に、クエンチステ
インの発生が多いことに気づいた。
As a result, as shown in FIG. 7, at the place where the steel sheet enters the quench tank, the cooling water sprayed from the spray nozzle toward the steel sheet contains steam generated by cooling the steel sheet. , Liquid level 1 on both sides of steel plate
A phenomenon was observed in which the bulge 7 was greatly raised, and when the bulged portion was greatly wavy and fluctuated, it was noticed that quench stain was frequently generated.

【0016】また、スプレーノズルの上面が上方に湾曲
した円弧状であるため、この湾曲部が障害となり、スプ
レーノズルから噴射され、鋼板を冷却した後の冷却水が
スプレーノズルの後方、すなわち鋼板から離れる方向に
円滑に流動することができず、鋼板を冷却した後の蒸気
を巻き込んだ状態で、クエンチタンクの鋼板侵入部近傍
の領域に滞留する。その結果、この領域の水温が上昇
し、さらに大量の蒸気を巻き込むようになるため、前記
の液面が大きく盛り上がり、さらにこの盛り上がり部が
波立ち、変動しており、その結果、鋼板の不均一冷却を
増大させていることがわかった。
Further, since the upper surface of the spray nozzle has an arc shape curved upward, the curved portion becomes an obstacle, and the cooling water injected from the spray nozzle and cooling the steel plate is located behind the spray nozzle, that is, from the steel plate. It cannot flow smoothly in the away direction, and stays in a region near the steel plate intrusion portion of the quench tank in a state where steam after cooling the steel plate is involved. As a result, the water temperature in this region rises, and a large amount of steam is entrained, so that the liquid surface rises greatly, and the rising portion is wavy and fluctuates. As a result, uneven cooling of the steel sheet Was found to be increasing.

【0017】このことから、鋼板を冷却した後の冷却水
の流動状態がクエンチステインの発生に関与しており、
クエンチステインの発生防止には、前記したような鋼板
の冷却により生じた蒸気を巻き込んだ冷却水の流動状態
の改善が必要なことがわかった。
From this, the flow state of the cooling water after cooling the steel sheet is involved in the generation of quench stain,
It has been found that to prevent the occurrence of quench stain, it is necessary to improve the flow state of the cooling water containing the steam generated by cooling the steel sheet as described above.

【0018】ところで、通常、クエンチタンクの冷却装
置に用いられているスプレーノズルは、断面形状が円形
のノズルヘッダーに、図6に示すように突起したスリッ
ト状の噴射口を設け、あるいは所定間隔で配置したノズ
ルチップを設けた構造のものである。これらのスプレー
ノズルにおいては、鋼板に噴射した後の冷却水の流動状
態の改善の必要性に対する認識がなく、流動状態の改善
に対する考慮もさなれていない。
In general, a spray nozzle used in a cooling device for a quench tank is provided with a slit-shaped injection port protruding from a nozzle header having a circular cross section as shown in FIG. It has a structure in which the arranged nozzle tips are provided. In these spray nozzles, there is no recognition of the necessity of improving the flow state of the cooling water after spraying the steel sheet, and no consideration is given to the improvement of the flow state.

【0019】本発明者は、鋼板に噴射した後の蒸気を巻
き込んだ冷却水の流動状態の改善、すなわちスプレーノ
ズルから鋼板に向けて噴射され、鋼板を冷却することに
より生じた蒸気を巻き込んだ冷却水が、スプレーノズル
の後方に円滑に流れるようにできれば、クエンチタンク
の鋼板侵入部における液面の盛り上がりやその波立ちを
軽減でき、クエンチステインの発生を防止することがで
きると考えるに至った。
The inventor of the present invention has proposed an improvement in the flow state of cooling water containing steam after being sprayed on a steel sheet, that is, a cooling method involving spraying steam from a spray nozzle toward a steel sheet and involving steam generated by cooling the steel sheet. It has been considered that if the water can flow smoothly behind the spray nozzle, it is possible to reduce the swelling and waving of the liquid surface at the steel plate intrusion portion of the quench tank, and to prevent the occurrence of quench stain.

【0020】本発明は、上記した考えに基づくものであ
り、上記課題を解決するための、本発明の特徴とする構
成は以下のとおりである。
The present invention is based on the above-mentioned idea, and the following are features of the present invention for solving the above-mentioned problems.

【0021】第1の発明は、錫めっきラインのリフロー
処理のクエンチタンク内で、冷却水を噴射して鋼板を冷
却するスプレーノズルであって、該スプレーノズルの噴
射口の上面が鋼板に対して30〜75度傾斜した平面で
あり、かつ前記噴射口の上面に隣接する前記スプレーノ
ズルの上面が鋼板に対して前記噴射口の上面以上の角度
で傾斜した平面である錫めっき鋼板のクエンチステイン
防止に適したスプレーノズルである。
A first aspect of the present invention is a spray nozzle for cooling a steel sheet by injecting cooling water in a quench tank of a reflow treatment of a tin plating line, wherein the upper surface of the injection port of the spray nozzle is positioned with respect to the steel sheet. Prevention of quench stain of a tin-plated steel sheet which is a plane inclined by 30 to 75 degrees and wherein the upper surface of the spray nozzle adjacent to the upper surface of the injection port is inclined at an angle greater than the upper surface of the injection port with respect to the steel sheet. Spray nozzle suitable for

【0022】第2の発明は、錫めっきラインのリフロー
処理のクエンチタンク内において、第1発明のスプレー
ノズルを鋼板の両側に設置するとともに、前記鋼板より
も幅広の泡立ち防止板を、前記スプレーノズルの上方か
つ該泡立ち防止板の上端がクエンチタンクの液面より突
出するように設置したクエンチステイン防止に適した錫
めっき鋼板の冷却装置である。
According to a second aspect of the present invention, the spray nozzle of the first aspect of the present invention is installed on both sides of a steel plate in a quench tank of a reflow treatment of a tin plating line, and a foam preventing plate wider than the steel plate is provided with the spray nozzle. This is a cooling apparatus for tin-plated steel sheets suitable for preventing quench stain, which is installed so that the upper end of the anti-foaming plate and the upper end of the anti-foaming plate protrude from the liquid surface of the quench tank.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態について以
下に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The embodiments of the present invention will be described below.

【0024】図1は、第1の発明の実施の形態を説明す
るための図である。図においては、2はスプレーノズル
であり、鋼板9を挟むようにして設けられる一対のスプ
レーノズルの一方のみを示している。また、スプレーノ
ズル2を構成する上ノズル部材13と下ノズル部材14
はノズルヘッダー部材15に、図示されていないボルト
により取付けられている。
FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment of the first invention. In the figure, reference numeral 2 denotes a spray nozzle, and only one of a pair of spray nozzles provided so as to sandwich the steel plate 9 is shown. Further, the upper nozzle member 13 and the lower nozzle member 14 constituting the spray nozzle 2
Are attached to the nozzle header member 15 by bolts (not shown).

【0025】スプレーノズルの噴射口の上面は、鋼板に
対して30〜70度傾斜した平面であり、前記噴射口の
上面に隣合う前記スプレーノズルの上面は、鋼板に対し
て前記噴射口の上面以上の角度で傾斜した平面である。
冷却水供給口16からノズルヘッダー15へ加圧供給さ
れた冷却水は、上ノズル部材13と下ノズル部材14に
より形成されるスリットから鋼板9に噴射される。
The upper surface of the injection port of the spray nozzle is a plane inclined by 30 to 70 degrees with respect to the steel plate, and the upper surface of the spray nozzle adjacent to the upper surface of the nozzle is the upper surface of the injection port with respect to the steel plate. The plane is inclined at the above angle.
The cooling water pressurized and supplied from the cooling water supply port 16 to the nozzle header 15 is jetted onto the steel plate 9 from a slit formed by the upper nozzle member 13 and the lower nozzle member 14.

【0026】前記スプレーノズル2を鋼板を挟むように
配置して、鋼板に冷却水を噴射した場合の、クエンチタ
ンクの鋼板侵入部近傍における液面の盛り上がりの状況
を図3(a)に示す。
FIG. 3 (a) shows a swelling state of the liquid surface near the steel plate intrusion portion of the quench tank when the spray nozzle 2 is disposed so as to sandwich the steel plate and cooling water is sprayed on the steel plate.

【0027】スプレーノズル2の噴射口の上面は、鋼板
に対して30〜70度傾斜した平面であり、前記噴射口
の上面に隣接する前記スプレーノズルの上面は、鋼板に
対して前記噴射口の上面以上の角度で傾斜した平面であ
るので、鋼板に向かって噴射され、鋼板を冷却した際に
発生した蒸気を巻き込んだ冷却水は、スプレーノズルの
後方に円滑に流れる。このため、クエンチタンクの鋼板
侵入部近傍における冷却水に巻き込まれる蒸気が減少す
るので、この領域における蒸気を巻き込んだ冷却水によ
る液面の盛り上がりが小さくなり、また盛り上がり部の
波立ちや変動も軽減される。その結果、クエンチタンク
に侵入する鋼板をより均一に冷却することができるの
で、鋼板のクエンチステインの発生を防止できる。
The upper surface of the spray nozzle of the spray nozzle 2 is a plane inclined by 30 to 70 degrees with respect to the steel plate, and the upper surface of the spray nozzle adjacent to the upper surface of the spray nozzle has the upper surface of the spray nozzle with respect to the steel plate. Since the plane is inclined at an angle equal to or greater than the upper surface, the cooling water injected toward the steel sheet and entraining the steam generated when cooling the steel sheet flows smoothly behind the spray nozzle. Therefore, the amount of steam caught in the cooling water in the vicinity of the steel plate intrusion portion of the quench tank is reduced, so that the rising of the liquid level due to the cooling water containing the steam in this region is reduced, and the ripples and fluctuations of the rising portion are also reduced. You. As a result, the steel sheet entering the quench tank can be cooled more uniformly, so that the occurrence of quench stain on the steel sheet can be prevented.

【0028】図2は、第2の発明の実施の形態を説明す
るための図である。泡立ち防止板3a、3bが、スプレ
ーノズル2a、2bの上方に、これらのノズルに近接し
て設けられている。さらに、前記の泡立ち防止板3a、
3bは、鋼板の両側に平行に近接対向して設けられてお
り、その幅は鋼板より幅広であり、その上端はクエンチ
タンクの液面17より突出して設けられている。
FIG. 2 is a diagram for explaining an embodiment of the second invention. Foaming prevention plates 3a and 3b are provided above the spray nozzles 2a and 2b and close to the nozzles. Further, the foam prevention plate 3a,
3b is provided in parallel on the both sides of the steel plate so as to oppose each other in parallel, has a width wider than that of the steel plate, and has an upper end protruding from the liquid surface 17 of the quench tank.

【0029】この装置を用いて、鋼板に冷却水を噴射し
た場合のクエンチタンクの鋼板侵入部近傍における冷却
水の盛り上がりの状況を図3(b)に示す。
FIG. 3 (b) shows the state of the rise of the cooling water in the vicinity of the steel plate intrusion portion of the quench tank when the cooling water is injected to the steel plate using this apparatus.

【0030】泡立ち防止板3の下端がスプレーノズル2
に近接しているので、スプレーノズル2から噴射された
冷却水は、鋼板の冷却により発生した蒸気を巻き込ん
で、液面から突出して設けられている泡立ち防止板3の
上端からオーバーフローして、その外側に流出する。噴
射された冷却水を鋼板の冷却に効率よく利用できるとと
もに、蒸気を巻き込んだ冷却水が、泡立ち防止板に挟ま
れる鋼板がクエンチタンクに侵入する領域に滞留しな
い。また、泡立ち防止板3の下端が、クエンチタンクの
液面より低い位置にあり、スプレーノズル2に近接して
いるので、泡立ち防止板3の上端を越えて流出した冷却
水により、泡立ち防止板3の外側で液面変動があって
も、この影響が泡立ち防止板3の内側に及ばない。
The lower end of the foam prevention plate 3 is the spray nozzle 2
, The cooling water injected from the spray nozzle 2 entrains the steam generated by cooling the steel plate, overflows from the upper end of the foam prevention plate 3 provided to protrude from the liquid surface, and Spills out. The injected cooling water can be efficiently used for cooling the steel sheet, and the cooling water containing steam does not stay in the region where the steel sheet sandwiched between the foam prevention plates enters the quench tank. Further, since the lower end of the bubbling prevention plate 3 is located at a position lower than the liquid level of the quench tank and is close to the spray nozzle 2, the cooling water flowing out over the upper end of the bubbling prevention plate 3 causes Even if the liquid level fluctuates outside of this, the influence does not reach the inside of the foam prevention plate 3.

【0031】これらの理由により、鋼板がクエンチタン
クに侵入する泡立ち防止板3に挟まれる領域における液
面の波立ちや変動が抑制され、クエンチステインの発生
を防止できる。
For these reasons, the ripples and fluctuations of the liquid surface in the region sandwiched by the foam preventing plate 3 in which the steel sheet enters the quench tank are suppressed, and the occurrence of quench stain can be prevented.

【0032】なお、スプレーノズルの噴射口の上面は、
鋼板に対して30〜75度傾斜した平面であることが必
要である。傾斜角(θ)が、30度未満では、液面の盛
り上がりが大きくなるため、幅方向の液面の盛り上がり
が不均一になり、また、75度を超えると、鋼板がクエ
ンチタンクに侵入の際に発生した蒸気が排出されにくく
なるため、鋼板表面で遷移沸騰または膜沸騰が発生し、
いずれもクエンチステインが発生しやすくなる。
The upper surface of the injection port of the spray nozzle is
It is necessary that the plane is inclined by 30 to 75 degrees with respect to the steel plate. If the inclination angle (θ) is less than 30 degrees, the swelling of the liquid surface becomes large, so that the swelling of the liquid surface in the width direction becomes non-uniform, and if it exceeds 75 degrees, the steel sheet enters the quench tank. Because the generated steam is difficult to be discharged, transition boiling or film boiling occurs on the steel sheet surface,
In any case, quenching stain is likely to occur.

【0033】また、スプレーノズルの噴射口の上面に隣
接する前記スプレーノズルの上面は、鋼板に対して前記
噴射口の上面以上の角度で傾斜した平面であることが必
要である。前記傾斜角が、スプレーノズルの噴射口の上
面の鋼板に対する傾斜角より小さくなると、液面の盛り
上がりが大きくなるため、幅方向の液面の盛り上がりが
不均一になり、クエンチステインが発生しやすくなる。
鋼板に対する前記傾斜角が90度であることがより好ま
しい。
Further, the upper surface of the spray nozzle adjacent to the upper surface of the injection port of the spray nozzle needs to be a plane inclined at an angle equal to or more than the upper surface of the injection port with respect to the steel plate. When the inclination angle is smaller than the inclination angle of the upper surface of the injection port of the spray nozzle with respect to the steel plate, the swelling of the liquid surface becomes large, so that the swelling of the liquid surface in the width direction becomes non-uniform, and quench stain easily occurs. .
More preferably, the inclination angle with respect to the steel plate is 90 degrees.

【0034】また、スプレーノズルの噴射口の上面に隣
接する前記スプレーノズルの上面の幅(L)は20〜1
50mmであることが望ましい。前記幅(L)が、20
mm未満では、冷却水がスプレーノズル後方に流れにく
くなり、クエンチステインが発生しやすくなる。また、
150mmを超えると、この効果が飽和し、逆に装置の
大型化による弊害が生ずる。
The width (L) of the upper surface of the spray nozzle adjacent to the upper surface of the spray port of the spray nozzle is 20 to 1
Desirably, it is 50 mm. The width (L) is 20
If it is less than mm, the cooling water will not easily flow behind the spray nozzle, and quench stain will easily occur. Also,
If it exceeds 150 mm, this effect is saturated, and conversely, an adverse effect occurs due to an increase in the size of the apparatus.

【0035】また、スプレーノズルの口径(H)は、5
mm以下であることが好ましい。5mmを超えると、冷
却水の噴射量が増加に伴う、液面の盛り上がりが大きく
なるため、幅方向の液面の盛り上がりが不均一になり、
クエンチステンが発生しやすくなる。口径(H)は3m
m以下がより好ましい。
The diameter (H) of the spray nozzle is 5
mm or less. If it exceeds 5 mm, the swelling of the liquid surface becomes large due to the increase of the cooling water injection amount, so that the swelling of the liquid surface in the width direction becomes non-uniform,
Quench stainless easily occurs. Diameter (H) is 3m
m or less is more preferable.

【0036】スプレーノズルの深さについては、スプレ
ーノズルの噴射口の上面に隣合う前記スプレーノズルの
上面と液面からの距離(D)は、100mm以内にある
ことが望ましい。100mmを超えると、鋼板を急冷す
ることが困難になり、また、発生した蒸気を巻き込んだ
冷却水が排出されにくくなるため、鋼板表面で遷移沸騰
または膜沸騰が発生し、いずれもクエンチステインが発
生しやすくなる。
Regarding the depth of the spray nozzle, the distance (D) from the upper surface of the spray nozzle adjacent to the upper surface of the injection port of the spray nozzle to the liquid surface is preferably within 100 mm. If it exceeds 100 mm, it becomes difficult to rapidly cool the steel sheet, and it is difficult to discharge the cooling water containing the generated steam, so that transition boiling or film boiling occurs on the steel sheet surface, and quenching stain occurs in each case. Easier to do.

【0037】スプレーノズルと鋼板との間隔(d)は、
15〜30mmであることが望ましい。15mm未満で
は、スプレーノズルと鋼板とが接触する恐れがあり、ま
た、30mmを超えると、鋼板が急冷されにくくなり、
クエンチステインが発生しやすくなる。
The distance (d) between the spray nozzle and the steel plate is
It is desirable to be 15 to 30 mm. If it is less than 15 mm, the spray nozzle may come into contact with the steel sheet, and if it is more than 30 mm, the steel sheet is less likely to be rapidly cooled,
Quench stain tends to occur.

【0038】冷却水の噴射方向は、鋼板に対して、−3
0〜+30度(+は水平より上向き方向を表す)である
ことが好ましい。+30度より上向きになると、液面の
盛り上がりが大きくなるため、幅方向の液面の盛り上が
りが不均一になり、−30度より下向きになると冷却能
力が低下し、クエンチステインが発生しやすくなる。
The injection direction of the cooling water is -3 with respect to the steel plate.
Preferably, it is 0 to +30 degrees (+ indicates an upward direction from horizontal). When the angle is higher than +30 degrees, the swelling of the liquid surface becomes large. Therefore, the swelling of the liquid surface in the width direction becomes non-uniform. When the angle is lower than -30 degrees, the cooling capacity is reduced, and quench stain tends to occur.

【0039】泡立ち防止板と鋼板との間隔(d0 )は、
15〜30mmで、鋼板とスプレーノズルとの間隔と同
程度であることが好ましい。
The distance (d 0 ) between the foam preventing plate and the steel plate is
It is preferable that the distance is 15 to 30 mm, which is substantially equal to the distance between the steel plate and the spray nozzle.

【0040】また、泡立ち防止板の上端は液面上に突出
していることが必要である。液面から突出している高さ
(h)は、液のオーバーフローが起こらなくなる高さの
半分以下であることが好ましい。この高さを超えると、
泡立防止板の間に含まれる蒸気が増加しやすくなるた
め、鋼板表面で遷移沸騰または膜沸騰が発生し、いずれ
もクエンチステインが発生しやすくなる。
It is necessary that the upper end of the foam prevention plate protrudes above the liquid surface. The height (h) projecting from the liquid surface is preferably not more than half the height at which the overflow of the liquid does not occur. Beyond this height,
Since the steam contained between the foam preventing plates is likely to increase, transition boiling or film boiling occurs on the steel sheet surface, and quenching stain is easily generated in each case.

【0041】泡立ち防止板の下端はスプレーノズルに近
接しているので、噴射された冷却水の多くが、泡立ち防
止板の間を通り、泡立ち防止板の上部からオーバフロー
するので、鋼板の急冷に効果がある。
Since the lower end of the bubbling prevention plate is close to the spray nozzle, most of the injected cooling water passes between the bubbling prevention plates and overflows from the upper portion of the bubbling prevention plate, which is effective in rapidly cooling the steel plate. .

【0042】スプレーノズル、泡立ち防止板の材料に特
に限定はなく、クエンチタンクの冷却装置材料として、
通常使用されている材料を使用することができる。
The material of the spray nozzle and the foam preventing plate is not particularly limited.
Commonly used materials can be used.

【0043】本発明の装置は、リフロー処理のクエンチ
タンク内で、スプレーノズルを用いて鋼板を冷却する公
知の装置に広く適用することができる。リフロー処理の
錫層の加熱溶融方法にも特に制約はない。
The apparatus of the present invention can be widely applied to a known apparatus for cooling a steel sheet using a spray nozzle in a quench tank of a reflow process. There is no particular limitation on the method of heating and melting the tin layer in the reflow treatment.

【0044】スプレーノズルから噴射する冷却水の圧力
を均一化するために、例えば、ノズルヘッダーを二重管
としたり、ノズルヘッダーとスリット部との間に整圧板
を設ける等公知の技術を適用することも可能である。
In order to equalize the pressure of the cooling water sprayed from the spray nozzle, a known technique such as a double pipe for the nozzle header or a pressure regulating plate provided between the nozzle header and the slit is applied. It is also possible.

【0045】スプレーノズルから噴射する冷却水は、予
め気泡を含ませた気体と冷却水が混ざったものであって
もよい。
The cooling water jetted from the spray nozzle may be a mixture of gas containing air bubbles in advance and cooling water.

【0046】必要があれば、スプレーノズルは幅方向の
流量が可変の構造とすることもできる。
If necessary, the spray nozzle may have a structure in which the flow rate in the width direction is variable.

【0047】[0047]

【実施例】【Example】

(実施例1)前記した第1の発明の実施の形態において
説明したスプレーノズルを用いて、リフロー処理の冷却
方法を行う場合について、図4により説明する。
(Example 1) A case of performing a cooling method of a reflow process using the spray nozzle described in the embodiment of the first invention will be described with reference to FIG.

【0048】図4において、1はクエンチタンク、2
a、2bは鋼板を挟んで配置されたスプレーノズル、4
はクエンチタンク内の水をスプレーノズルに循環供給す
るためのポンプである。クエンチタンク1には、冷却水
供給管5から冷却水が供給され、オーバーフロー管6か
ら過剰の冷却水がオーバーフローする。クエンチタンク
の水温は、加熱管7により加熱、あるいは供給される冷
却水の流量の調節により所定の水温に調整されている。
また、8は錫層を加熱溶融するための加熱炉である。
In FIG. 4, 1 is a quench tank, 2
a and 2b are spray nozzles arranged with a steel plate interposed therebetween;
Is a pump for circulating and supplying the water in the quench tank to the spray nozzle. Cooling water is supplied to the quench tank 1 from a cooling water supply pipe 5, and excess cooling water overflows from an overflow pipe 6. The water temperature of the quench tank is adjusted to a predetermined water temperature by heating the heating pipe 7 or adjusting the flow rate of the supplied cooling water.
Reference numeral 8 denotes a heating furnace for heating and melting the tin layer.

【0049】加熱炉8で錫層が加熱溶融された鋼板9
は、クエンチタンク1に侵入する。鋼板9は、クエンチ
タンク1への侵入部でスプレーノズル2a、2bから冷
却水を噴射して急冷された後、クエンチタンク内の槽内
ロール10で方向転換された後クエンチタンク1の外に
走行する。スプレーノズル2a、2bから噴射された冷
却水は、鋼板を冷却した際に生じた蒸気を巻き込む。蒸
気を巻き込んだ冷却水は、スプレーノズル2a、2bの
上面を通って、スプレーノズルの後方(鋼板から離れる
方向)へ流動するので、クエンチタンクの鋼板侵入部の
液面の盛り上がりと盛り上がり部の液面変動が小さくな
り、クエンチスイテンの発生を防止できる。
Steel plate 9 in which tin layer is heated and melted in heating furnace 8
Enters the quench tank 1. After the steel sheet 9 is cooled rapidly by spraying cooling water from the spray nozzles 2a and 2b at the entrance to the quench tank 1, the steel sheet 9 is turned by the roll 10 in the quench tank and then travels outside the quench tank 1. I do. The cooling water sprayed from the spray nozzles 2a and 2b entrains steam generated when cooling the steel plate. The cooling water containing the steam flows through the upper surfaces of the spray nozzles 2a and 2b toward the rear of the spray nozzle (in a direction away from the steel plate). The surface fluctuation is reduced, and the occurrence of quench water can be prevented.

【0050】(実施例2)次に、前記した第2の発明の
実施の形態において記載した装置を用いてリフロー処理
の急冷を行う場合について図5により説明する。
(Embodiment 2) Next, a case of performing rapid cooling in a reflow process using the apparatus described in the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0051】図5には、図4に記載の装置に加えて、ス
プレーノズル2a、2bの上方に、前記スプレーノズル
に近接して泡立ち防止板3a、3bを設けてある。泡立
ち防止板3a、3bの上端は液面上に突出し、その下端
は液面下に位置している。この装置におけるリフロー処
理の冷却方法は、前記の実施例1における図4の場合と
同様の方法により行うことができる。
In FIG. 5, in addition to the apparatus shown in FIG. 4, foam preventing plates 3a and 3b are provided above the spray nozzles 2a and 2b in proximity to the spray nozzles. The upper ends of the foam prevention plates 3a and 3b protrude above the liquid surface, and the lower ends thereof are located below the liquid surface. The cooling method of the reflow process in this apparatus can be performed by the same method as that of the first embodiment shown in FIG.

【0052】泡立ち防止板3a、3bにより、クエンチ
タンク1に浸漬される鋼板の冷却効果の向上、蒸気を巻
き込んだ冷却後の水の泡立ち防止板内の滞留の減少、お
よび泡立ち防止板の外側の液面変動の影響が泡立ち防止
板の内側の鋼板侵入部に及ばなくなり、クエンチステイ
ンの発生防止に効果を発揮する。
The anti-foaming plates 3a and 3b improve the cooling effect of the steel plate immersed in the quench tank 1, reduce the retention of water in the anti-foaming plate after cooling by entraining steam, and reduce the outside of the anti-foaming plate. The effect of the liquid level fluctuation does not reach the steel sheet intrusion part inside the foam prevention plate, which is effective in preventing the occurrence of quench stain.

【0053】[0053]

【発明の効果】本発明のスプレーノズルおよび冷却装置
によれば、錫めっきラインのリフロー処理のクエンチタ
ンク内で、冷却水を噴射して鋼板を冷却する際に発生す
る錫めっき鋼板のクエンチステインを防止できる。
According to the spray nozzle and the cooling apparatus of the present invention, the quench stain of the tin-plated steel sheet generated when cooling water is injected to cool the steel sheet in the quench tank of the reflow treatment of the tin plating line. Can be prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の発明の実施の形態を説明するた
めの図。
FIG. 1 is a view for explaining an embodiment of the first invention of the present invention.

【図2】本発明の第2の発明の実施の形態を説明するた
めの図。
FIG. 2 is a diagram for explaining an embodiment of the second invention of the present invention.

【図3】本発明の装置の作用を説明するための図。FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the device of the present invention.

【図4】本発明の第1の発明の装置を用いた場合のリフ
ロー処理方法を説明するための図。
FIG. 4 is a diagram for explaining a reflow processing method when the apparatus of the first invention of the present invention is used.

【図5】本発明の第2の発明の装置を用いた場合のリフ
ロー処理方法を説明するための図。
FIG. 5 is a diagram for explaining a reflow processing method when the apparatus according to the second invention of the present invention is used.

【図6】従来技術のスプレーノズルを示す図。FIG. 6 is a diagram showing a conventional spray nozzle.

【図7】従来技術のスプレーノズルを用いた場合の作用
を説明するための図。
FIG. 7 is a diagram for explaining the operation when a conventional spray nozzle is used.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 クエンチタンク 2、2a、2b スプレーノズル 3、3a、3b 泡立ち防止板 4 ポンプ 5 冷却水供給管 6 オーバーフロー管 7 加熱管 8 加熱炉 9 鋼板 17 液面 20 スプレーノズル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Quench tank 2, 2a, 2b Spray nozzle 3, 3a, 3b Foaming prevention plate 4 Pump 5 Cooling water supply pipe 6 Overflow pipe 7 Heating pipe 8 Heating furnace 9 Steel plate 17 Liquid level 20 Spray nozzle

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−263991(JP,A) 特開 平5−9783(JP,A) 特開 平8−176885(JP,A) 実開 昭50−48821(JP,U) 実開 昭60−78875(JP,U) 実開 平2−94257(JP,U) 特公 昭43−26977(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C25D 5/50 C25D 5/26 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-9-263991 (JP, A) JP-A-5-9783 (JP, A) JP-A-8-176885 (JP, A) 48821 (JP, U) JP-A 60-78875 (JP, U) JP-A 2-94257 (JP, U) JP-B 43-26977 (JP, B1) (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C25D 5/50 C25D 5/26

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 錫めっきラインのリフロー処理のクエン
チタンク内で、冷却水を噴射して鋼板を冷却するスプレ
ーノズルであって、該スプレーノズルの噴射口の上面が
鋼板に対して30〜75度傾斜した平面であり、かつ前
記噴射口の上面に隣接する前記スプレーノズルの上面が
鋼板に対して前記噴射口の上面以上の角度で傾斜した平
面であることを特徴とする錫めっき鋼板のクエンチステ
イン防止に適したスプレーノズル。
1. A spray nozzle for injecting cooling water to cool a steel sheet in a quench tank of a reflow treatment of a tin plating line, wherein an upper surface of the spray nozzle is 30 to 75 degrees with respect to the steel sheet. A quench stain of a tin-plated steel sheet, wherein the quench stain is a plane that is inclined and an upper surface of the spray nozzle adjacent to an upper surface of the injection port is inclined at an angle equal to or greater than an upper surface of the injection port with respect to the steel plate. Spray nozzle suitable for prevention.
【請求項2】 錫めっきラインのリフロー処理のクエン
チタンク内において、請求項1に記載のスプレーノズル
を鋼板の両側に設置するとともに、前記鋼板よりも幅広
の泡立ち防止板を、前記スプレーノズルの上方かつ該泡
立ち防止板の上端がクエンチタンクの液面より突出する
ように設置したことを特徴とするクエンチステイン防止
に適した錫めっき鋼板の冷却装置。
2. The spray nozzle according to claim 1 is installed on both sides of a steel plate in a quench tank of a reflow treatment of a tin plating line, and a foam prevention plate wider than the steel plate is placed above the spray nozzle. A cooling apparatus for a tin-plated steel sheet suitable for preventing quench stain, wherein an upper end of the foam prevention plate is installed so as to protrude from a liquid surface of the quench tank.
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