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 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ＴＩＣ１で比較し、比較結果により流量指示調節計Ｆ
ＩＣ１で冷媒流量を設定し、ローリミッターＦＹ１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ＦＩＣ１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ＦＩＣ１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
    弁（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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