JP3420368B2 - 金属ストリップの冷却装置 - Google Patents
金属ストリップの冷却装置Info
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- JP3420368B2 JP3420368B2 JP01699395A JP1699395A JP3420368B2 JP 3420368 B2 JP3420368 B2 JP 3420368B2 JP 01699395 A JP01699395 A JP 01699395A JP 1699395 A JP1699395 A JP 1699395A JP 3420368 B2 JP3420368 B2 JP 3420368B2
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- cooling
- metal strip
- cooling chamber
- chamber
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- Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属ストリップの冷却
装置に関して、特に高い冷却速度を実現しようとするも
のである。
装置に関して、特に高い冷却速度を実現しようとするも
のである。
【０００２】
【従来の技術】高温の金属ストリップを、その搬送中に
冷却するには、走行する金属ストリップに対して水また
は冷却ガスを吹きつけるのが一般的である。すなわち、
金属ストリップの冷却に水を用いると、冷却を急速に行
うことが可能であるが、水を金属ストリップに均一に供
給することが難しいため、冷却むらによる形状不良が発
生し易く、また冷却速度を制御することも難しい。
冷却するには、走行する金属ストリップに対して水また
は冷却ガスを吹きつけるのが一般的である。すなわち、
金属ストリップの冷却に水を用いると、冷却を急速に行
うことが可能であるが、水を金属ストリップに均一に供
給することが難しいため、冷却むらによる形状不良が発
生し易く、また冷却速度を制御することも難しい。
【０００３】一方、冷却ガスを吹きつけて金属ストリッ
プを冷却する手法は、冷却を均一に行うことが可能であ
り、例えば特開平６−10061 号公報には、金属ストリッ
プの搬送路を上下に挟んで配置した冷却チャンバの多数
の吹き出し口から金属ストリップに向けて冷却ガスを吹
きつける手法が開示されている。
プを冷却する手法は、冷却を均一に行うことが可能であ
り、例えば特開平６−10061 号公報には、金属ストリッ
プの搬送路を上下に挟んで配置した冷却チャンバの多数
の吹き出し口から金属ストリップに向けて冷却ガスを吹
きつける手法が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】さて、高温の金属スト
リップを急速に冷却するには、金属ストリップからの抜
熱、つまり伝熱を効率良く行う必要がある。一般に伝熱
現象は、熱伝導および熱放射の形態で生じ、上記の冷却
ガスによる金属ストリップの冷却は、主に熱伝導、特に
対流熱伝達にて行われる。すなわち、冷却ガスを吹き出
す冷却チャンバーの金属ストリップとの対向面が高温に
なるため、熱放射、つまり輻射伝熱による抜熱はさほど
期待できない。従って、金属ストリップからの抜熱は、
主に対流熱伝達によるところとなり、上記従来技術のよ
うな、冷却ガスのみによる手法では、金属ストリップの
冷却速度を現状より高くする余地は少ないという問題が
あった。
リップを急速に冷却するには、金属ストリップからの抜
熱、つまり伝熱を効率良く行う必要がある。一般に伝熱
現象は、熱伝導および熱放射の形態で生じ、上記の冷却
ガスによる金属ストリップの冷却は、主に熱伝導、特に
対流熱伝達にて行われる。すなわち、冷却ガスを吹き出
す冷却チャンバーの金属ストリップとの対向面が高温に
なるため、熱放射、つまり輻射伝熱による抜熱はさほど
期待できない。従って、金属ストリップからの抜熱は、
主に対流熱伝達によるところとなり、上記従来技術のよ
うな、冷却ガスのみによる手法では、金属ストリップの
冷却速度を現状より高くする余地は少ないという問題が
あった。
【０００５】そこで、本発明の目的は、冷却ガスの吹き
つけによる金属ストリップの冷却における冷却速度の向
上高速化を実現する、金属ストリップの冷却装置を提供
することにある。
つけによる金属ストリップの冷却における冷却速度の向
上高速化を実現する、金属ストリップの冷却装置を提供
することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、金属ストリッ
プの走行ラインを挟む位置に設置した冷却チャンバー
に、金属ストリップに向けて冷却ガスを吹きつけるノズ
ルをそなえる金属ストリップの冷却装置であって、該冷
却チャンバーは、その金属ストリップとの対向面に沿っ
て冷却水を導く冷却ボックスを内蔵し、かつ該冷却ボッ
クスに前記ノズルを貫通させて配置したことを特徴とす
る金属ストリップの冷却装置である。また、本発明は、
金属ストリップの走行ラインを挟む位置に設置した冷却
チャンバーに、金属ストリップに向けて冷却ガスを吹き
つけるノズルをそなえる金属ストリップの冷却装置であ
って、該冷却チャンバーは、その金属ストリップとの対
向面に沿って冷却水を導く冷却ボックスを内蔵し、かつ
該冷却ボックスが金属ストリップの進行方向に蛇行して
延びるパイプから構成され、該パイプの隙間に前記ノズ
ルを配置したことを特徴とする金属ストリップの冷却装
置である。
プの走行ラインを挟む位置に設置した冷却チャンバー
に、金属ストリップに向けて冷却ガスを吹きつけるノズ
ルをそなえる金属ストリップの冷却装置であって、該冷
却チャンバーは、その金属ストリップとの対向面に沿っ
て冷却水を導く冷却ボックスを内蔵し、かつ該冷却ボッ
クスに前記ノズルを貫通させて配置したことを特徴とす
る金属ストリップの冷却装置である。また、本発明は、
金属ストリップの走行ラインを挟む位置に設置した冷却
チャンバーに、金属ストリップに向けて冷却ガスを吹き
つけるノズルをそなえる金属ストリップの冷却装置であ
って、該冷却チャンバーは、その金属ストリップとの対
向面に沿って冷却水を導く冷却ボックスを内蔵し、かつ
該冷却ボックスが金属ストリップの進行方向に蛇行して
延びるパイプから構成され、該パイプの隙間に前記ノズ
ルを配置したことを特徴とする金属ストリップの冷却装
置である。
【０００７】また、冷却チャンバーの金属ストリップと
の対向面に吸熱物質の層を形成することが、冷却効率の
向上に有益である。さらに、上記吸熱物質として金属酸
化物を使用することが有利に適用しうる。
の対向面に吸熱物質の層を形成することが、冷却効率の
向上に有益である。さらに、上記吸熱物質として金属酸
化物を使用することが有利に適用しうる。
【０００８】
【作用】本発明の冷却装置は、冷却チャンバーの金属ス
トリップとの対向面に沿って冷却水を導く冷却ボックス
を、冷却チャンバー内に新たに設置したことによって、
従来は高温となっていた上記対向面を常に低温に保持す
ることが可能である。従って、高温の金属ストリップと
その対向面との間に大きな温度差が設けられるため、新
たに輻射による伝熱が実現され、金属ストリップに対す
る冷却速度は格段に上昇する。
トリップとの対向面に沿って冷却水を導く冷却ボックス
を、冷却チャンバー内に新たに設置したことによって、
従来は高温となっていた上記対向面を常に低温に保持す
ることが可能である。従って、高温の金属ストリップと
その対向面との間に大きな温度差が設けられるため、新
たに輻射による伝熱が実現され、金属ストリップに対す
る冷却速度は格段に上昇する。
【０００９】さらに、冷却チャンバーの対向面に吸熱物
質の層を形成することによって、上記輻射による伝熱を
高めることができ、金属ストリップに対する冷却速度は
より上昇する。
質の層を形成することによって、上記輻射による伝熱を
高めることができ、金属ストリップに対する冷却速度は
より上昇する。
【００１０】
【実施例】次に、本発明に従う実施例について、図１を
参照して説明する。図１は金属ストリップの走行ライン
と直交する断面を示し、同図において、符号１は紙面の
表裏方向に走行する金属ストリップであり、この金属ス
トリップ１の走行ラインを上下に挟む位置に冷却チャン
バー２を設け、この冷却チャンバー２から冷却ガスを金
属ストリップ１に向けて吹きつけて強制対流熱伝達によ
って、金属ストリップ１の冷却を図る。
参照して説明する。図１は金属ストリップの走行ライン
と直交する断面を示し、同図において、符号１は紙面の
表裏方向に走行する金属ストリップであり、この金属ス
トリップ１の走行ラインを上下に挟む位置に冷却チャン
バー２を設け、この冷却チャンバー２から冷却ガスを金
属ストリップ１に向けて吹きつけて強制対流熱伝達によ
って、金属ストリップ１の冷却を図る。
【００１１】冷却チャンバー２は、その金属ストリップ
１との対向面2a側に、この対向面と沿う形の冷却ボック
ス３を内蔵し、この冷却ボックス３を金属ストリップ１
の走行ラインを指向して貫通する多数のノズル４を設置
する。ノズル４には、冷却チャンバー２内に供給した冷
却ガス５が導かれて、ここから金属ストリップ１に向け
て冷却ガス５の噴出を行って対流熱伝達を強制し、冷却
ガス５を加熱する一方金属ストリップ１を冷却する。な
お、加熱された冷却ガス５は、熱交換器６によって冷却
され送風ブロア７を介して再び冷却チャンバー２へ圧送
され、循環利用される。
１との対向面2a側に、この対向面と沿う形の冷却ボック
ス３を内蔵し、この冷却ボックス３を金属ストリップ１
の走行ラインを指向して貫通する多数のノズル４を設置
する。ノズル４には、冷却チャンバー２内に供給した冷
却ガス５が導かれて、ここから金属ストリップ１に向け
て冷却ガス５の噴出を行って対流熱伝達を強制し、冷却
ガス５を加熱する一方金属ストリップ１を冷却する。な
お、加熱された冷却ガス５は、熱交換器６によって冷却
され送風ブロア７を介して再び冷却チャンバー２へ圧送
され、循環利用される。
【００１２】また、冷却ボックス３の内部には、冷却ガ
ス５の循環系統とは別に、工場循環水などの冷却水８を
独立に更新供給し、高温の金属ストリップ１からの輻射
熱により加熱される冷却チャンバー２の金属ストリップ
１との対向面2aから、熱通過を利用して抜熱し、対向面
2aを常に低温に保持する。従って、金属ストリップ１と
この対向面2aとの間に十分な温度差が設けられるから、
金属ストリップ１は輻射伝熱によっても冷却されること
になる。
ス５の循環系統とは別に、工場循環水などの冷却水８を
独立に更新供給し、高温の金属ストリップ１からの輻射
熱により加熱される冷却チャンバー２の金属ストリップ
１との対向面2aから、熱通過を利用して抜熱し、対向面
2aを常に低温に保持する。従って、金属ストリップ１と
この対向面2aとの間に十分な温度差が設けられるから、
金属ストリップ１は輻射伝熱によっても冷却されること
になる。
【００１３】特に、冷却チャンバー２の対向面2aと金属
ストリップ１との伝熱をより高効率で行うには、この対
向面2aに吸熱物質の層を形成し、対向面2aにおける、金
属ストリップ１からの輻射熱の吸収率を高めることが極
めて有効である。吸熱材としては、Fe3O4 やFeCr2O4(ク
ロマイト）など、黒体度が高く、還元性または酸化性雰
囲気においても安定な金属酸化物が有利に適合し、これ
ら吸熱材を対向面2aにエアアトマイズノズルで吹き付け
塗布または手塗り塗布することによって、吸熱物質の層
を形成すればよい。また、吸熱物質の層を形成するため
の別の方法として、耐熱鋼またはステンレス鋼で製作し
た対向面2aを、冷却チャンバー２への組み立てに先立っ
て、酸化雰囲気中で加熱処理することにより、その表面
に金属酸化物層を形成してもよい。
ストリップ１との伝熱をより高効率で行うには、この対
向面2aに吸熱物質の層を形成し、対向面2aにおける、金
属ストリップ１からの輻射熱の吸収率を高めることが極
めて有効である。吸熱材としては、Fe3O4 やFeCr2O4(ク
ロマイト）など、黒体度が高く、還元性または酸化性雰
囲気においても安定な金属酸化物が有利に適合し、これ
ら吸熱材を対向面2aにエアアトマイズノズルで吹き付け
塗布または手塗り塗布することによって、吸熱物質の層
を形成すればよい。また、吸熱物質の層を形成するため
の別の方法として、耐熱鋼またはステンレス鋼で製作し
た対向面2aを、冷却チャンバー２への組み立てに先立っ
て、酸化雰囲気中で加熱処理することにより、その表面
に金属酸化物層を形成してもよい。
【００１４】なお、本発明装置は、冷却チャンバーの構
造が在来のものよりも複雑であり、しかも冷却ボックス
内部に冷却水を導くため、熱応力によるひび割れ等に起
因した水漏れが懸念されるから、図１に示すように、冷
却チャンバーの周囲に余裕を持たせて熱応力を緩和し得
る構造とすることが好ましい。
造が在来のものよりも複雑であり、しかも冷却ボックス
内部に冷却水を導くため、熱応力によるひび割れ等に起
因した水漏れが懸念されるから、図１に示すように、冷
却チャンバーの周囲に余裕を持たせて熱応力を緩和し得
る構造とすることが好ましい。
【００１５】また、図２〜４は、冷却ボックス３および
ノズル４に関する他の構造を示すものである。すなわ
ち、図２に示す冷却チャンバーは、金属ストリップ１の
進行方向に蛇行して延びるパイプを冷却ボックス３と
し、この蛇行するパイプの隙間にノズル４を配置したも
のである。
ノズル４に関する他の構造を示すものである。すなわ
ち、図２に示す冷却チャンバーは、金属ストリップ１の
進行方向に蛇行して延びるパイプを冷却ボックス３と
し、この蛇行するパイプの隙間にノズル４を配置したも
のである。
【００１６】図３および４に示す冷却チャンバーは、冷
却ボックス３を金属ストリップ１の幅方向（図３）また
は進行方向（図４）に分割し、冷却ボックス３の各分割
室にノズル４を貫通させて配置したものである。
却ボックス３を金属ストリップ１の幅方向（図３）また
は進行方向（図４）に分割し、冷却ボックス３の各分割
室にノズル４を貫通させて配置したものである。
【００１７】ここで、図１に示した冷却装置と冷却ボッ
クスのない冷却装置（比較装置）との冷却速度について
具体的に示す。なお、両装置は冷却ボックスの有無以外
は同一構造とする。すなわち、温度1000℃で厚さ1.0 mm
の金属ストリップを60ｍ／min で走行させて、長さ４ｍ
の冷却チャンバーを通過させた際、比較装置では、装置
内における熱伝達率α＝109 Kcal/m2hr ℃ 、冷却装置
出側での金属ストリップ温度：862℃となり、冷却速度
は32℃／ｓとなった。
クスのない冷却装置（比較装置）との冷却速度について
具体的に示す。なお、両装置は冷却ボックスの有無以外
は同一構造とする。すなわち、温度1000℃で厚さ1.0 mm
の金属ストリップを60ｍ／min で走行させて、長さ４ｍ
の冷却チャンバーを通過させた際、比較装置では、装置
内における熱伝達率α＝109 Kcal/m2hr ℃ 、冷却装置
出側での金属ストリップ温度：862℃となり、冷却速度
は32℃／ｓとなった。
【００１８】これに対して、図１に示した本発明に従う
冷却装置では、冷却チャンバー２の対向面2aの温度を10
0 ℃および輻射率を0.4 に設定すると、この輻射伝熱に
よる相当熱伝達係数はα′＝45.7 Kcal/m2hr℃となる。
この結果、総熱伝達率はα＋α′＝154.7 Kcal/m2hr℃
となり、冷却装置出側での金属ストリップ温度：811℃
となり、冷却速度は45℃／ｓとなった。従って、図１に
示した冷却装置と比較装置との冷却速度差は、上記の条
件下で13℃／ｓとなり、高温域における輻射伝熱による
冷却能が著しく強化されたことがわかる。さらに、図１
に示した本発明に従う冷却装置において、冷却チャンバ
ー２の対向面2aに、FeCr2O4(クロマイト）をエアアトマ
イズノズルで吹き付け塗布したところ、冷却速度は無塗
布の場合と比較して５〜７％上昇した。
冷却装置では、冷却チャンバー２の対向面2aの温度を10
0 ℃および輻射率を0.4 に設定すると、この輻射伝熱に
よる相当熱伝達係数はα′＝45.7 Kcal/m2hr℃となる。
この結果、総熱伝達率はα＋α′＝154.7 Kcal/m2hr℃
となり、冷却装置出側での金属ストリップ温度：811℃
となり、冷却速度は45℃／ｓとなった。従って、図１に
示した冷却装置と比較装置との冷却速度差は、上記の条
件下で13℃／ｓとなり、高温域における輻射伝熱による
冷却能が著しく強化されたことがわかる。さらに、図１
に示した本発明に従う冷却装置において、冷却チャンバ
ー２の対向面2aに、FeCr2O4(クロマイト）をエアアトマ
イズノズルで吹き付け塗布したところ、冷却速度は無塗
布の場合と比較して５〜７％上昇した。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
冷却ガスによる金属ストリップの冷却における冷却速度
が高まるから、高温金属ストリップを対象とした冷却の
速度制御範囲を大きく拡大することが可能である。
冷却ガスによる金属ストリップの冷却における冷却速度
が高まるから、高温金属ストリップを対象とした冷却の
速度制御範囲を大きく拡大することが可能である。
【図１】本発明に従う冷却装置を示す模式図である。
【図２】冷却チャンバーの他の構造を示す模式図であ
る。
る。
【図３】冷却チャンバーの他の構造を示す模式図であ
る。
る。
【図４】冷却チャンバーの他の構造を示す模式図であ
る。
る。
１ 金属ストリップ
２ 冷却チャンバー
2a 対向面
３ 冷却ボックス
４ ノズル
５ 冷却ガス
６ 熱交換器
７ 送風ブロア
８ 冷却水
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平６−73459（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−279752（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C21D 9/52 - 9/66
C21D 1/00
Claims (4)
- 【請求項１】金属ストリップの走行ラインを挟む位置に
設置した冷却チャンバーに、金属ストリップに向けて冷
却ガスを吹きつけるノズルをそなえる金属ストリップの
冷却装置であって、該冷却チャンバーは、その金属スト
リップとの対向面に沿って冷却水を導く冷却ボックスを
内蔵し、かつ該冷却ボックスに前記ノズルを貫通させて
配置したことを特徴とする金属ストリップの冷却装置。 - 【請求項２】金属ストリップの走行ラインを挟む位置に
設置した冷却チャンバーに、金属ストリップに向けて冷
却ガスを吹きつけるノズルをそなえる金属ストリップの
冷却装置であって、該冷却チャンバーは、その金属スト
リップとの対向面に沿って冷却水を導く冷却ボックスを
内蔵し、かつ該冷却ボックスが金属ストリップの進行方
向に蛇行して延びるパイプから構成され、該パイプの隙
間に前記ノズルを配置したことを特徴とする金属ストリ
ップの冷却装置。 - 【請求項３】冷却チャンバーの金属ストリップとの対向
面に吸熱物質の層を形成した請求項１または２に記載の
冷却装置。 - 【請求項４】上記吸熱物質として金属酸化物を使用した
請求項３に記載の冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01699395A JP3420368B2 (ja) | 1995-02-03 | 1995-02-03 | 金属ストリップの冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01699395A JP3420368B2 (ja) | 1995-02-03 | 1995-02-03 | 金属ストリップの冷却装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08209250A JPH08209250A (ja) | 1996-08-13 |
| JP3420368B2 true JP3420368B2 (ja) | 2003-06-23 |
Family
ID=11931555
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01699395A Expired - Fee Related JP3420368B2 (ja) | 1995-02-03 | 1995-02-03 | 金属ストリップの冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3420368B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101642945B1 (ko) * | 2015-07-14 | 2016-07-26 | 장근수 | 합금강 강관급냉이송장치 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2802552B1 (fr) * | 1999-12-17 | 2002-03-29 | Stein Heurtey | Procede et dispositif de reduction des plis de bande dans une zone de refroidissement rapide de ligne de traitement thermique |
-
1995
- 1995-02-03 JP JP01699395A patent/JP3420368B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101642945B1 (ko) * | 2015-07-14 | 2016-07-26 | 장근수 | 합금강 강관급냉이송장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08209250A (ja) | 1996-08-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080418 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090418 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |