JP3389410B2 - 竪型連続焼鈍炉の冷却装置 - Google Patents

竪型連続焼鈍炉の冷却装置

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JP3389410B2
JP3389410B2 JP08036496A JP8036496A JP3389410B2 JP 3389410 B2 JP3389410 B2 JP 3389410B2 JP 08036496 A JP08036496 A JP 08036496A JP 8036496 A JP8036496 A JP 8036496A JP 3389410 B2 JP3389410 B2 JP 3389410B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷延鋼板等の鋼板
ストリップを連続焼鈍するための竪型連続焼鈍炉の冷却
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】冷延鋼板ストリップを連続熱処理炉中で
高速で走行させて連続焼鈍処理することが行われてお
り、その熱処理過程中で所望の材質を得るために700
°C〜800°Cに加熱されたストリップへ気液混合水
の冷媒をスプレーして200°C〜500°C内の所定
温度に冷却し、過時効処理している。
【0003】前記冷却において、冷却終点温度及び冷却
速度を制御するため、鋼板ストリップの移送ラインに沿
って配設された多数のノズルヘッダーの冷媒噴射量及び
ノズルヘッダー群による有効冷却長を調整し、ストリッ
プの冷却終点温度を調整する冷却法が知られている(特
公昭61−1493号参照)。
【0004】図6は従来のノズルヘッダーの冷媒噴射量
及びノズルヘッダー群による有効冷却長を調整するため
の冷却系統図である。
【0005】図6において、冷却帯1にはストリップ2
の両面に冷媒を噴射するためのノズルを有するノズルヘ
ッダー3を移送ラインに沿って多段に配設して1ユニッ
トを形成し、数ユニットが縦方向に並んでいる。
【0006】各ノズルヘッダー3は冷却帯1の出側でパ
イロメータ等の温度計TE1で測定したストリップ2の
測定温度(tm)と設定温度(ts)とを温度指示調節
計TICで比較し、比較結果により流量指示調節計F
ICで冷媒流量を設定し、ローリミッターFYで設
定した冷媒流量が制御範囲内か否かを判断し、スイッチ
6のオン・オフによりノズルヘッダー3に接続された冷
媒供給配管3aに配設された流量調節弁FCV1及び三
方弁SOVを制御して冷媒流量を調節する。
【0007】図7は従来の冷却系統のフロー図である。
【0008】図7において、温度計TE1で測定した測
定温度(tm)と設定温度(ts)との比較の結果、測
定温度(tm)が設定温度(ts)より高い場合(tm
>ts)においては、冷却不足のため、より冷却する必
要があるので、設定された冷媒流量が使用しているノズ
ルヘッダーの流量調節弁FCV1の制御範囲内であれ
ば、流量指示調節計FICにより流量調節弁FCV1
で冷媒流量を調整しながら冷却し、設定された冷媒流量
が流量調節弁FCV1の流量制御範囲外であれば、使用
しているノズルヘッダーより下段のノズルヘッダーの三
方弁SOVを開けてさらに冷却を促進させる。
【0009】また、測定温度(tm)と設定温度(t
s)との比較の結果、測定温度(tm)が設定温度(t
s)より低い場合(tm<ts)においては、冷却しす
ぎのため冷却を抑える必要があるので、設定された冷媒
流量が流量調節弁FCV1の流量制御範囲内であれば、
流量指示調節計FICにより流量調節弁FCV1で冷
媒噴射量を調整しながら冷却し、設定された冷媒流量が
流量調節弁FCV1の流量制御範囲外であれば、スイッ
チ6をオンして、使用しているノズルヘッダーの三方弁
SOVを遮断してノズルヘッダーからの冷媒噴射を停止
して使用しているノズルヘッダーより上段のノズルヘッ
ダーで冷却を調整する。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】図5はストリップを高
温から冷却する際の板温と熱伝達率との関係を示すグラ
フである。
【0011】前記従来の冷却制御においては、冷媒噴射
によりストリップの温度が、ストリップの種類により異
なるが、400°C前後の遷移沸騰域に入った場合、ス
トリップから水に伝わる熱伝達率が急激に変化するの
で、ストリップの終点温度が遷移沸騰域に入っている場
合、ノズルヘッダー毎に設置された流量調節弁FCV1
と三方弁SOVで構成される水量調節弁では冷却を細か
く制御することができず、過冷却あるいは冷却不足とな
り、板温のハンチングが発生し、製品の品質が悪化する
という欠点がある。
【0012】そこで、本発明は、鋼板ストリップを連続
焼鈍するための竪型連続焼鈍炉の冷却装置において、遷
移沸騰域での熱伝達率の変化量を少なくするために、冷
媒流量を細かく制御できる竪型連続焼鈍炉の冷却装置を
提供するものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は、鋼板ストリッ
プの両面に冷媒を噴射するノズルを有するノズルヘッダ
ーが鋼板ストリップの移送ラインに沿って多段に配設さ
れた竪型連続焼鈍炉の冷却装置において、鋼板ストリッ
プが遷移沸騰域に入る段のノズルヘッダーに接続された
冷媒供給配管に冷媒入側から流量調節弁(FCV1)及
び三方弁(SOV)を設け、前記流量調節弁(FCV
1)の入側から前記三方弁(SOV)の入側へ設けたバ
イパス管に流量調節弁(FCV3)を設け、バイパス管
の径を冷媒供給配管の径より小さくし、バイパス管の流
量調節弁(FCV3)の最大流量が冷媒供給配管の流量
調節弁(FCV1)の最大流量より小さくなるよう構成
するとともに、冷却装置出側の鋼板ストリップの測定温
度(tm)と設定温度(ts)を比較し、測定温度(t
m)が設定温度(ts)より低い場合に、ノズルヘッダ
ーに供給する設定流量が冷媒供給配管の流量調節弁(F
CV1)流量制御範囲内であれば、冷媒供給配管の流量
調節弁(FCVI)を制御し、また設定流量が冷媒供給
配管の流量調節弁(FCVI)の流量制御範囲外であれ
ば、該流量調節弁(FCV1)を閉じるとともにバイパ
ス管の流量調節弁(FCV3)を開き、設定流量がバイ
パス管の流量調節弁(FCV3)の流量制御範囲内であ
れば、該流量調節弁(FCV3)を制御し、また設定流
量がバイパス管の流量調節弁(FCV3)の流量制御範
囲外であれば、三方弁(SOV)を遮断するように構成
したことを特徴とする竪型連続焼鈍炉の冷却装置であ
る。
【0014】 また、鋼板ストリップが遷移沸騰域に入
る段のノズルヘッダーに接続された冷媒供給配管に冷媒
供給入側から流量調節弁(FCV1)及び流量調整機能
を備えた三方弁(FCV3)を設けるとともに、冷却装
置出側の鋼板ストリップの測定温度(tm)と設定温度
(ts)を比較し、測定温度(tm)が設定温度(t
s)より低い場合に、ノズルヘッダーに供給する設定流
量が冷媒供給配管の流量調節弁(FCV1)の流量制御
範囲内であれば、冷媒供給配管の流量調節弁(FCV
I)を制御し、また設定流量が冷媒供給配管の流量調節
弁(FCVI)の流量制御範囲外であれば、該流量調節
弁(FCV1)を最小の開度に維持し、流量調節機能を
備えた三方弁(FCV3)を制御し、また設定流量が流
量調節機能を備えた三方弁(FCV3)の流量制御範囲
外であれば、該三方弁(FCV3)を遮断するように構
成することもできる。
【0015】
【発明の実施の形態】図1は、本発明による竪型連続焼
鈍炉の冷却装置の1実施例の冷却系統図である。
【0016】図1において、冷却帯1にはストリップ2
の両面に冷媒である気液混合水を噴射するためのノズル
を有するノズルヘッダー3をストリップの移送ラインに
沿って多段に配設して1ユニットを形成し、数ユニット
が縦方向に並んでおり、前記従来の竪型連続焼鈍炉の冷
却装置の構成と変わるところはない。
【0017】遷移沸騰域に入る段のノズルヘッダー3の
冷媒流量を制御するため、冷却帯1の出側でストリップ
2の温度を測定するパイロメータ等の温度計TE1が設
けられ、温度計TE1で測定した検出信号は温度指示調
節計TIC1に入力される。温度指示調節計TIC1で
はストリップ2の測定温度(tm)と設定温度(ts)
とを比較し、比較信号は流量指示調節計FIC2へ入力
される。
【0018】設定流量が流量制御範囲内か否かを判断し
て冷媒供給配管の流量調節弁及び三方弁並びにバイパス
管の流量調節弁を切りかえる手段は、次のとおりであ
る。
【0019】流量指示調節計FIC2で冷媒流量が設定
され、ローリミッターFY1へ入力され、ローリミッタ
ーFY1では、設定された冷媒流量が制御範囲内か否か
を判断し、設定された冷媒流量が制御範囲内であれば、
流量指示調節計FIC1へ信号を送り、流量指示調節計
FIC1ではノズルヘッダーに接続された冷媒供給配管
3aに設けられた流量計FT1の流量測定により流量調
節弁FCV1を制御し、また、設定された冷媒流量が制
御範囲外であれば、スイッチ4がオンされて、流量指示
調節計FIC2の冷媒流量の設定信号を流量指示調節計
FIC3へ送る。流量指示調節計FIC3で冷媒流量が
設定され、ローリミッターFY3へ入力され、ローリミ
ッターFY3では設定された冷媒流量が制御範囲内であ
れば、流量指示調節計FIC3で冷媒供給配管3aのバ
イパス管3bに配設された流量計FT3の流量測定によ
り、流量調節弁FCV3を制御する。冷媒流量が制御範
囲外であれば、スイッチ5がオフとなり三方弁SOVを
遮断して冷媒噴射を中止して冷媒を循環タンクへ戻す。
【0020】ローリミッターFY1及びローリミッター
FY3の流量制御の下限は10%程度に設定し、設定さ
れた流量が下限以上か否かを判断し流量調節弁FIC
1、流量調節弁FIC3及び三方弁SOVをそれぞれ制
御する。
【0021】また、流量調節弁FCV3が配設されたバ
イパス管3bの径を流量調節弁FCV1が配設される冷
媒供給配管3aの径より小さくする。例えば、流量調節
弁FCV1で100m3〜10m3、流量調節弁FCV3
で10m3〜1m3の範囲で流量制御可能にするとより細
かい流量制御ができる。
【0022】図2は図1に示す冷却系統の制御フロー図
である。
【0023】図2において、温度計TE1で測定した測
定温度(tm)と設定温度(ts)との比較の結果、測
定温度(tm)が設定温度(ts)より高い場合(tm
>ts)においては、冷却不足のためより冷却する必要
があるので、設定された冷媒流量が流量調節弁FCV1
の流量制御範囲外であれば、使用しているノズルヘッダ
ーより下段のノズルヘッダーの三方弁SOVを開けてさ
らに冷却を促進させ、逆に、設定された冷媒流量が使用
しているノズルヘッダーの流量調節弁FCV1の制御範
囲内であれば、三方弁SOVを開いたままにして流量指
示調節計FIC1により流量調節弁FCV1で冷媒流量
を調整しながら冷却する。
【0024】また、測定温度(tm)と設定温度(t
s)との比較の結果、測定温度(tm)が設定温度(t
s)より低い場合(tm<ts)においては、冷却を抑
える必要があるので、設定された冷媒流量が流量調節弁
FCV1の流量制御範囲内であれば、三方弁SOVを開
いたままにして流量指示調節計FIC1により流量調節
弁FCV1で冷媒流量を調整しながら冷却する。逆に、
設定された冷媒流量が流量調節弁FCV1の流量制御範
囲外であれば、スイッチ4をオンして流量指示調節計F
IC3に信号を送り、流量指示調節計FIC1への信号
入力をストップして流量調節弁FCV1を閉にし、流量
指示調節計FIC3により流量調節弁FCV3を開にす
る。設定された冷媒流量がFCV3の流量制御範囲内で
あれば、流量指示調節計FIC3により流量調節弁FC
V3で冷媒流量を調整しながら冷却する。流量調節弁F
CV3の最大流量は流量調節弁FCV1のそれより小さ
く設定されているので、冷却を緩やかにする方向に作用
する。
【0025】次に、設定された冷媒流量がFCV3の流
量制御範囲外であれば、使用しているノズルヘッダーの
三方弁SOVを遮断して冷媒を循環タンクへ送りノズル
ヘッダーからの冷媒噴射を停止して使用しているノズル
ヘッダーより上段のノズルヘッダーで冷却を調整する。
【0026】図3は、本発明による竪型連続焼鈍炉の冷
却装置の別実施例の冷却系統図である。
【0027】図3において、図1に示した冷却装置と同
じく冷却帯1にはストリップ2の両面に冷媒である気液
混合水を噴射するためのノズルを有するノズルヘッダー
3を多段に配設して1ユニットを形成し、数ユニットが
縦方向に並んでおり、各ノズルヘッダー3は冷却帯1の
出側でストリップ2の温度を測定するため、パイロメー
タ等の温度計TE1が設けられ、温度計TE1で測定し
た検出信号は温度指示調節計TIC1に入力される。
【0028】温度指示調節計TIC1ではストリップ2
の測定温度(tm)と設定温度(ts)とを比較し、比
較信号は流量指示調節計FIC2へ入力される。
【0029】流量指示調節計FIC2で冷媒流量が設定
され、ローリミッターFY1へ入力され、ローリミッタ
ーFY1では、冷媒流量がFCV1において制御範囲内
か否かを判断し、設定された冷媒流量が制御範囲内であ
れば、流量指示調節計FIC1へ信号を送り、流量指示
調節計FIC1ではノズルヘッダーに接続された冷媒供
給配管3aに設けられた流量計FT1の流量測定により
流量調節弁FCV1を制御する。
【0030】また、ローリミッターFY1では設定され
た冷媒流量が制御範囲外であれば、スイッチ4をオンし
て、流量指示調節計FIC2の冷媒流量の設定信号を流
量指示調節計FIC3へ送る。流量指示調節計FIC3
で冷媒流量が設定され、ローリミッターFY3へ入力さ
れ、ローリミッターFY3では設定された冷媒流量が流
量調節機能を備えた流量調節用三方弁FCV3において
制御範囲内であれば、流量指示調節計FIC3で流量計
FT3の流量測定により、流量調節用三方弁FCV3を
制御する。冷媒流量が流量調節用三方弁FCV3におい
て制御範囲外であれば、三方弁SOVを遮断して冷媒噴
射を中止して冷媒を循環タンクへ送るように構成されて
いる。
【0031】図4は図3に示す冷却系統の制御フロー図
である。
【0032】図4において、温度計TE1で測定した測
定温度(tm)と設定温度(ts)との比較の結果、測
定温度(tm)が設定温度(ts)より高い場合(tm
>ts)においては、冷却不足のためより冷却する必要
があるので、設定された冷媒流量が流量調節弁FCV1
の流量制御範囲外であれば、使用しているノズルヘッダ
ーより下段のノズルヘッダーの流量調節用三方弁FCV
3を開けてさらに冷却を促進させ、逆に、設定された冷
媒噴射量が使用しているノズルヘッダーの流量調節弁F
CV1の制御範囲内であれば、流量指示調節計FIC1
により流量調節弁FCV1で冷媒流量を調整しながら冷
却する。
【0033】また、測定温度(tm)と設定温度(t
s)との比較の結果、測定温度(tm)が設定温度(t
s)より低い場合(tm<ts)においては、冷却しす
ぎのため冷却を抑える必要があるので、設定された冷媒
流量が流量調節弁FCV1の流量制御範囲内であれば、
流量指示調節計FIC1により流量調節弁FCV1で冷
媒流量を調整しながら冷却する。逆に、設定された冷媒
流量が流量調節弁FCV1の流量制御範囲外であれば、
スイッチ4がオンされて流量指示調節計FIC3に信号
を送り、流量指示調節計FIC1への信号入力をストッ
プして流量調節弁FCV1を最小の開度に維持し、流量
指示調節計FIC3により流量調節機能を備えた三方弁
FCV3で冷媒流量を調整しながら冷却する。流量調節
弁FCV1の流量を最小の開度に維持しているので、冷
却を緩やかにする方向に作用する。
【0034】次に、設定された冷媒流量が三方弁FCV
3の流量制御範囲外であれば、三方弁FCV3を遮断し
て冷媒を循環タンクへ送りノズルヘッダーからの冷媒噴
射を停止して使用しているノズルヘッダーより上段のノ
ズルヘッダーで冷却を調整する。
【0035】
【発明の効果】冷媒噴射量の操作部を親子弁もしくは流
量調節用三方弁と併用し、設定流量が流量制御範囲内か
否かを判断して冷媒供給配管の流量調節弁及び三方弁も
しくはバイパス管の流量調節弁を切りかえることにより
沸騰遷移沸騰域での熱伝達率の変化を制御できるので、
板温のハンチングを防止でき、その結果、製品の品質が
大幅に向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による竪型連続焼鈍炉の冷却装置の1実
施例の冷却系統図である。
【図2】図1に示す冷却系統の制御フロー図である。
【図3】本発明による竪型連続焼鈍炉の冷却装置の別実
施例の冷却系統図である。
【図4】図3に示す冷却系統の制御フロー図である。
【図5】ストリップを高温から冷却する際の板温と熱伝
達率との関係を示すグラフである。
【図6】従来のノズルの冷媒噴射量及びノズル群による
有効冷却長を調整するための冷却系統図である。
【図7】従来の冷却系統の制御フロー図である。
【符号の説明】
1 冷却帯 2 ストリップ 3 ノズルヘッダー 3a 冷媒供給配管 3b バイバス管 4,5,6 スイッチ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−308043(JP,A) 特開 昭62−124214(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C21D 9/52 - 9/56 C21D 1/00 B21B 45/02

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋼板ストリップの両面に冷媒を噴射する
    ノズルを有するノズルヘッダーが鋼板ストリップの移送
    ラインに沿って多段に配設された竪型連続焼鈍炉の冷却
    装置において、 鋼板ストリップが遷移沸騰域に入る段のノズルヘッダー
    に接続された冷媒供給配管に冷媒入側から流量調節弁
    (FCV1)及び三方弁(SOV)を設け、 前記流量調節弁(FCV1)の入側から前記三方弁(S
    OV)の入側へバイパス管を設けるとともに前記バイパ
    ス管に流量調節弁(FCV3)を設け、前記バイパス管の径を前記冷媒供給配管の径より小さく
    し、バイパス管の流量調節弁(FCV3)の最大流量が
    冷媒供給配管の流量調節弁(FCV1)の最大流量より
    小さくなるよう構成されており、 冷却装置出側の鋼板ストリップの測定温度(tm)と設
    定温度(ts)を比較し、 測定温度(tm)が設定温度(ts)より低い場合に、 ノズルヘッダーに供給する設定流量が冷媒供給配管の流
    量調節弁(FCV1)の流量制御範囲内であれば、冷媒
    供給配管の流量調節弁(FCVI)を制御し、 前記設定流量が冷媒供給配管の流量調節弁(FCVI)
    の流量制御範囲外であれば、流量調節弁(FCV1)を
    閉じるとともにバイパス管の流量調節弁(FCV3)を
    開き、 前記設定流量がバイパス管の流量調節弁(FCV3)の
    流量制御範囲内であれば、該流量調節弁(FCV3)を
    制御し、 また、 前記設定流量がバイパス管の流量調節弁(FCV3)の
    流量制御範囲外であれば、三方弁(SOV)を遮断する
    ように構成した ことを特徴とする竪型連続焼鈍炉の冷却
    装置。
  2. 【請求項2】 鋼板ストリップの両面に冷媒を噴射する
    ノズルを有するノズルヘッダーが鋼板ストリップの移送
    ラインに沿って多段に配設された竪型連続焼鈍炉の冷却
    装置において、 鋼板ストリップが遷移沸騰域に入る段のノズルヘッダー
    に接続された冷媒供給配管に冷媒供給入側から流量調節
    (FCV1)及び流量調整機能を備えた三方弁(FC
    V3)を設け、冷却装置出側の鋼板ストリップの測定温度(tm)と設
    定温度(ts)を比較し、測定温度(tm)が設定温度
    (ts)より低い場合に、 ノズルヘッダーに供給する設定流量が冷媒供給配管の流
    量調節弁(FCV1)の流量制御範囲内であれば、冷媒
    供給配管の流量調節弁(FCVI)を制御し、 前記設定流量が冷媒供給配管の流量調節弁(FCVI)
    の流量制御範囲外であれば、該流量調節弁(FCV1)
    を最小の開度に維持し、前記流量調整機能を備えた三方
    弁(FCV3)を制御し、 また、 前記設定流量が流量調節機能を備えた三方弁(FCV
    3)の流量制御範囲外であれば、該三方弁(FCV3)
    を遮断するように構成した ことを特徴とする竪型連続焼
    鈍炉の冷却装置。
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