JP4804670B2

JP4804670B2 - 鋼帯の冷却又は加熱又は乾燥を行う装置

Info

Publication number: JP4804670B2
Application number: JP2001249725A
Authority: JP
Inventors: 久幹若林; 圭二大串
Original assignee: Nippon Steel Corp; Nippon Steel Engineering Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp; Nippon Steel Engineering Co Ltd
Priority date: 2001-08-21
Filing date: 2001-08-21
Publication date: 2011-11-02
Anticipated expiration: 2021-08-21
Also published as: JP2003064421A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続焼鈍設備や溶融メッキ設備等に使用される鋼帯の冷却装置又は加熱（予熱）装置又は乾燥装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、連続焼鈍設備に採用されている冷却装置として、例えば特公平２−１６３７５号公報のような技術である。この技術は、図７に示すように、竪型連続焼鈍炉の炉体１１内において、複数のノズル５を有する一対の冷媒吹き付け箱１を、鋼帯３を挟んでその両面側に所定の間隔をあけて設置し、ノズル５より鋼帯３に向けて冷媒を吹き付け、鋼帯３を所定温度まで冷却するものである。鋼帯３に吹き付けられた後の冷媒は、炉体１１の所定の位置に設置した吸い込み口１０から吸い込まれ、ダクト８、熱交換器９、ブロワ４および横断面がＹ字状のダクト１２を介して吹き付け箱１に戻され、循環使用されている。
【０００３】
ところで、通板される鋼帯において、Ｃ反り等の形状崩れや鋼帯の蛇行等が生じた場合等、鋼帯に吹き付けた後の冷媒の流れにアンバランスが生じ、鋼帯のエッジ部がバタつくフラッタリングや鋼帯エッジ部がツイストするツイスト現象が発生する。冷却装置に通板される鋼帯の板幅や厚み等の条件は様々であるが、特に広幅材や薄手材の場合、このフラッタリングやツイスト現象が生じやすくなる。また、鋼帯の形状不良がないような場合でも、特に冷媒量が大きい場合、鋼帯のエッジ側に行くに従って、鋼帯の中央部に吹き付けられた後の冷媒がエッジ側に流れて排気されていくため、鋼帯のエッジ部に吹き付けられる冷媒がこの中央部に吹き付けられた後の冷媒流れの影響を受け、鋼帯エッジ部表裏面の圧力バランスが不安定となり、フラッタリングやツイスト現象を発生すると考えられる。
【０００４】
このような鋼帯のフラッタリングやツイスト現象が生じると、鋼帯と冷媒の吹き付け箱の間隙は、例えば５０〜２５０ｍｍという小さな距離であるため、鋼帯が吹き付け箱と接触し、鋼帯への傷入りが発生したり、これらを避けるためにライン減速、または鋼帯に吹き付ける冷媒の量を減少させるという処置が必要となり、生産効率が低下するという問題が生じる。また、この冷媒装置を溶融メッキ装置に適用した場合には、例えばメッキした後の冷却にこの冷却装置を使用するが、冷却装置においてこのような現象が生じた場合、メッキのワイピングノズルと鋼帯との距離が変動してしまい、それに伴って鋼帯表裏面へのメッキ付着量が変動し、メッキ付着精度が悪化する要因にもなる。
【０００５】
そこで、例えば、特開平９−２４１７６４号公報では、図８に示すように鋼帯３の表裏面に、適宜間隔をおき、相対向して一対の冷媒吹き付け箱１を配置し、この吹き付け箱１の幅方向一方向にその横断面がＹ字状のダクト１２を連続して冷媒を供給し、それぞれの吹き付け箱１に配置したノズル５を介して鋼帯３を冷却する冷却装置において、吹き付け箱１の冷媒の反供給側に、横断面がく字状のガイドプレート１３を設置して、吹き付け箱１の冷媒供給側および反供給側の横断面がほぼ同形状になるように形成して冷媒の流れを均等にする冷却装置が記載されている。
【０００６】
このようにガイドプレート１３を設けて、鋼帯３の両エッジ部の横断面が同形状になるように包囲した空間を形成することにより、理屈の上では鋼帯両サイドへ流れる冷媒を均等にすることは可能であるが、実際の操業においては鋼帯３の形状が一定ではないため、鋼帯３形状不良等に起因すると考えられるガス流れのアンバランスが生じることも有り、そのような場合この両エッジ部を包囲するＹ字状ダクト１２やガイドプレート１３は固定式であるため、鋼帯２の不安定な搬送状態を改善することは難しかった。
【０００７】
尚、ここでは、冷却装置を例にとって説明したが、例えば連続焼鈍設備等の予熱帯において、鋼帯に熱媒を吹き付けて鋼帯加熱を行う加熱装置や、鋼帯にメッキを施した後にクロム酸処理を行い、鋼帯に熱媒を吹き付けて乾燥を行う乾燥装置等においても、前述した冷却装置と同様に鋼帯のツイスト現象やフラッタリングといった問題が生じる。従って、従来は、これを防止するために、ライン減速、または鋼帯に吹き付ける熱媒の量を減少させる、熱媒を吹き付ける吹き付け箱と鋼帯との距離を必要以上に大きくとるというような処置が必要となり、熱媒吹き付けによる加熱装置や乾燥装置においても、冷却装置と同様に生産効率が低下するという問題があった。
そこで本願発明は、鋼帯形状が不良な場合においても、フラッタリングやツイスト現象を防止し、常に鋼帯を安定して通板することが可能な冷媒又は熱媒の吹き付けにより鋼帯の冷却又は加熱又は乾燥を行う装置の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
垂直方向に搬送される鋼帯の表裏面側に対向配置した冷媒又は熱媒の吹き付け箱より、鋼帯に冷媒又は熱媒を吹き付け、鋼帯の冷却又は加熱又は乾燥を行う装置において、前記対向配置した吹き付け箱間隙の、鋼帯左右両エッジ部近傍の間隙部のみを適宜調整するための一対のバッフルプレートを鋼帯の表面側にある吹き付け箱の左側面と鋼帯の裏面側にある吹き付け箱の右側面に、または、鋼帯の表面側にある吹き付け箱の右側面と鋼帯の裏面側にある吹き付け箱の左側面に、各々勝手違いになる如く設置し、該バッフルプレートによって間隙部を調整することにより、鋼帯の表裏面側での冷媒又は熱媒の流れを変化させ、鋼帯エッジ部における鋼帯の表裏面の圧力差による回転モーメントを発生させて鋼帯を一定の状態でバランス・静止させ、鋼板を安定通板させることを特徴とする。
【０００９】
さらに、前記鋼帯の左右両エッジ部近傍に位置する一対のバッフルプレートは、前記対向配置した吹き付け箱の対向面に対して各々垂直方向へ移動可能なスライド式であることを特徴とする。
また、前記鋼帯の左右両エッジ部近傍に位置する一対のバッフルプレートは、各々その一端が吹き付け箱に軸着されており、吹き付け箱の外方に向かって回動自在であることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について図面に従って詳細に説明する。
図１は、竪型連続焼鈍設備の冷却装置部を示す全体図であり、図２は、本発明の冷媒の吹き付け箱の横断面図である。図１に示すように、鋼帯３は上方に配置した搬送ロール７と下方に配置した搬送ロール７により、上方から下方へ、または下方から上方へ搬送される。この上下に搬送される鋼帯３の表裏面側には、一対の冷媒の吹き付け箱１が一定の間隙６をもって対向配置されており、本実施例では対向配置した吹き付け箱１が３段配置されている。この段数はラインによって勿論異なる。
【００１１】
この吹き付け箱１には、図２に示すように、多数のノズル孔５が設置されており（突起ノズルの場合も有り）、図示しないブロワで昇圧された冷媒は、冷媒の吹き付け箱１のノズル孔５から鋼帯３の全幅に亘って吹き付けられ、鋼帯３を所定の温度まで冷却している。ちなみに、この冷媒は気体、気水等である。従来技術で説明した連続焼鈍設備のように、冷却装置が炉体内に設置されているような場合、鋼帯３に吹き付けられた後の冷媒は、従来技術で説明した場合と同様に、炉体の所定の位置に配設した炉内雰囲気ガスを吸い込む吸い込み口より吸引され、熱交換器を通過して、所定の温度に冷却された後、ブロワにて昇圧されて吹き付け箱１に供給され、循環使用される。
【００１２】
また、例えば溶融亜鉛メッキ設備等、メッキした後の冷却に使用される場合は、冷却装置は炉体内に設置されず、むき出しになっているため、そのような場合は、鋼帯３に吹き付けられた後の冷媒は大気中にそのまま放散される。いずれの設備に適用した場合においても、鋼帯３に吹き付けられた後の冷媒は、一対の冷媒の吹き付け箱１の間隙６において、鋼帯３の表裏面に沿って上下方向及び鋼帯３の両エッジ部側に流れて排気される。
【００１３】
このような冷却装置において、搬送される鋼帯３の板条件は様々であるが、広幅材や薄手材等の場合等、ちょっとした鋼帯３の形状不良が原因となり、鋼帯３と吹き付け箱１との距離が、その表裏面Ａ、Ｂで異なってくるため、結果として鋼帯３両面側での冷媒流れに差が生じ、鋼帯３の表裏面Ａ、Ｂでの圧力が変動してしまうことにより、鋼帯３の両エッジ部がフラッタリングやツイスト現象を起こし、鋼帯３と冷媒の吹き付け箱１とが接触してしまう。また、鋼帯３の形状が良好な場合においても、特に冷媒量が大きいとフラッタリングやツイスト現象が起こる場合がある。これは、鋼帯３のエッジ部に行くに従って、鋼帯３の中央部に吹き付けられた後の冷媒が、鋼帯３の幅方向の両エッジ部側に流れて排出されるため、これが吹き付け箱１のノズル５からエッジ部に吹き付けられる冷媒と衝突することにより、エッジ部において鋼帯３表裏面での圧力変動が生じることに起因すると考えられる。
【００１４】
そこで、本発明においては、このようなフラッタリングやツイスト現象を防止するために、図２の横断面図に示すように、鋼帯３の両エッジ側の吹き付け箱１側面に、吹き付け箱１と吹き付け箱１との間隙６を調整するためのバッフルプレート２を取り付けることで、鋼帯３の左右両エッジ部近傍の間隙部のみの距離を調整することが可能となっている。このバッフルプレート２は図１に示すように、吹き付け箱１の全長に亘って例えば、ボルト等によって取り付けられており、バッフルプレート２は板条件に応じて、対向配置された吹き付け箱１の対向面に対して垂直方向に移動させることが可能なスライド式となっている。
【００１５】
バッフルプレート２は、鋼帯３の左右両エッジ部に一対設ける必要があり、例えば図２においては、鋼帯３の表面側Ａにある吹き付け箱１の左側面と、鋼帯３の裏面側Ｂにある吹き付け箱１の右側面に勝手違いに設けている。例えば、フラッタリングやツイスト現象が生じた場合、この勝手違いに設けられた一対のバッフルプレート２をそれぞれ鋼帯３側に向かってスライドさせることにより、エッジ部近傍における吹き付け箱１間の隙間部、即ち吹き付け箱１から冷媒が排出される開口幅が狭められる。これにより、鋼帯３のエッジ部において、鋼帯３表裏面側Ａ、Ｂでの冷媒の排気流れに変化が生じる。
【００１６】
即ち、対向配置した一対の吹き付け箱１の一方にバッフルプレート２を設置して、これを他方の吹き付け箱１の対向面に対して垂直方向にスライドさせ、エッジ部近傍の間隙部を狭めた表面側Ａの左側エッジ部や裏面側Ｂの右側エッジ部では、冷媒の排気流れはバッフルプレート２により一旦堰き止められた後吹き付け箱１外に流れ出すが、バッフルプレート２を設置していない表面側Ａの右側エッジ部や裏面側Ｂの左側エッジ部では、冷媒の排気流は何も制限されないため、そのまま吹き付け箱１の外に流れ出す。これにより発生する鋼帯３のエッジ部における表面側Ａと裏面側Ｂの圧力差により、鋼帯３に曲げモーメント１４が発生し、鋼帯３は図３に示すように若干斜めになった状態で静止する。但し、この角度は当然鋼帯３の曲げ剛性に応じて変わってくる。
【００１７】
このバッフルプレート２のスライド量は、鋼帯３の条件に応じて調整されるが、このようなエッジ部近傍の間隙部を適宜調整することにより、鋼帯３に一定方向の曲げモーメント１４が発生し鋼帯３が圧力差によってバランスした状態で静止するため、鋼帯３のエッジ部が鋼帯３の表裏面ＡＢ方向に振動するフラッタリングやツイストの発生を防止し、鋼帯３を安定した状態で通板することができる。尚、図２、３においてバッフルプレート２は吹き付け箱１の表面側Ａの左側面と裏面側Ｂの右側面とに設けているが、表面側Ａの右側面と裏面側Ｂの左側面に勝手違いに設ける。
【００１９】
次に、このバッフルプレートの別の実施例について説明する。
図４は別の実施例を示した吹き付け箱横断面図、図５は吹き付け箱の側面図である。この実施例において、バッフルプレート２は回動式になっており、鋼帯３の左右両エッジ部近傍に位置する一対のバッフルプレート２は、吹き付け箱１に固定された固定板１７の回転軸１６を中心として吹き付け箱１の外方に回動自在なように、バッフルプレート１の一端が吹き付け箱１に軸着されている。例えば、ここでは、この固定板１７に回動孔１９がきってあり、回転軸１６に固定されたハンドル１５を動かすことによってバッフルプレート２が吹き付け箱１の外方に回動し、適当な位置で固定ボルト１８によりバッフルプレート２の位置を固定するようになっている。
【００２０】
このようなバッフルプレート２を、図４においては、鋼帯３の表面側Ａにある吹き付け箱１の左側面と、鋼帯３の裏面側Ｂにある吹き付け箱１の右側面に勝手違いに設けている。フラッタリングやツイスト現象が生じた場合、この勝手違いに設けられた一対のバッフルプレート２をそれぞれ回動させることにより、エッジ部近傍における吹き付け箱１の間隙部、即ち吹き付け箱１から冷媒が排出される開口幅が調整される。これにより、鋼帯３のエッジ部において、鋼帯３表裏面側Ａ、Ｂでの冷媒の排気流れに変化が生じる。
【００２１】
即ち、図４のような角度でバッフルプレート２が固定されている場合、表面側Ａの左側エッジ部や裏面側Ｂの右側エッジ部では、冷媒の排気流れはバッフルプレート２により一端堰き止められた後、吹き付け箱１の外に流れ出すが、バッフルプレート２が吹き付け箱１の外方に開いている表面側Ａの右側エッジ部や裏面側Ｂの左側エッジ部では、冷媒の排気流は制限されないため、そのまま吹き付け箱１の外に流れ出す。これにより発生する鋼帯３のエッジ部における表面側Ａと裏面側Ｂの圧力差により、鋼帯３に曲げモーメント１４が発生し、例えば鋼帯３は図６に示すような状態で静止する。この静止角度は、勿論、鋼帯３の曲げ剛性に応じて変わってくる。
【００２２】
尚、この回動式のバッフルプレートの場合もスライド式のバッフルプレートと同様に、表面側Ａの右側面と裏面側Ｂの左側面に勝手違いに設置する。
【００２４】
このようにスライド式もしくは回動式のバッフルプレート２を設けてエッジ部近傍の間隙部の距離を調整することにより、鋼帯３の表面側Ａと裏面側Ｂとで圧力差が生じ、これによって曲げモーメント１４が発生し、鋼帯３がバランスして静止するため、鋼帯３のエッジ部で起こっていたフラッタリングやツイスト現象を止めることができる。従って、鋼帯３と吹き付け箱１との接触を防止することが可能となり、従来起こっていた鋼帯３への傷入りがなくなり製品品質を向上させることができる。また、従来のようにライン減速、冷媒の吹き付け流量を落としたり、鋼帯３と吹き付け箱１との距離を必要以上に大きくとる必要がないため、生産性を向上させることができる。また、溶融メッキ設備において、メッキした後の冷却に、本発明を適用した場合は、メッキのワイピングノズルと鋼帯３との距離が変動しないため、メッキ目付量の精度が向上する。
【００２５】
尚、本実施例では鋼帯の冷却を行う冷却装置を例にとって説明したが、例えば、連続焼鈍設備の入側予熱帯等で、熱媒を鋼帯に吹き付けて鋼帯の予熱を行う加熱（予熱）装置や、メッキを施して後のクロム酸処理等において、熱媒を鋼帯に吹き付けて鋼帯の乾燥を行う乾燥装置においても適用可能である。その場合の吹き付け装置やバッフルプレートの構成は、前述した冷却装置の場合と同様であり、その構成により得られる作用効果も同様である。
【００２６】
尚、本実施例では竪型の炉に冷却装置を適用した場合について説明した。
【００２７】
要は、吹き付け箱１の両エッジ部近傍の間隙部を適宜調整することにより、鋼帯３のエッジ部表裏面での冷媒流れを変化させ、鋼帯３エッジ部における鋼帯の表裏面に圧力差を生じさせることにより、回転モーメント１４を発生させ鋼帯３を一定の状態でバランス・静止させ、それによってフラッタリングやツイスト現象を解消し、鋼帯３を安定通板させることが本願発明の狙いである。
【００２８】
また、バッフルプレート２は対向配置した吹き付け箱１の対向面に対して垂直方向へ移動可能なスライド式、又は吹き付け箱１の外方に向かって回動自在な回動式となっているため、板条件の変化によりフラッタリングやツイストが生じた場合は、ただちにその板条件に合わせて、バッフルプレートの位置設定を変更することで、鋼帯１３のエッジ部近傍の間隙部の調整を行い、フラッタリングやツイスト現象を防止することができるものである。
【００２９】
【発明の効果】
本願発明では、鋼帯の表裏面側に対向配置した吹き付け箱より鋼帯に冷媒又は熱媒を吹き付け、鋼帯の冷却又は加熱又は乾燥を行う装置において、前記対向配置した吹き付け箱間隙の、特に鋼帯左右両エッジ部近傍の間隙部のみを適宜調整するための一対のバッフルプレートを吹き付け箱に設置し、該バッフルプレートによって間隙部を調整することにより、鋼帯の表裏面側での冷媒又は熱媒の流れを変化させ、鋼帯エッジ部における鋼帯の表裏面に圧力差を発生させている。これにより鋼帯に回転モーメントが生じ、鋼帯はある位置でうまくバランスし静止状態を維持することで、従来板の形状不良等が原因で生じていたフラッタリングやツイスト等の発生を防止することができる。従って、常に鋼帯を安定通板させることが可能となり、鋼帯が吹き付け箱に接触することがなくなり、鋼帯への傷入りの発生を防止し製品品質を向上することができる。
【００３０】
また、従来のようにフラッタリングやツイスト現象を防止するために、ラインスピードを減速させたり、鋼帯への冷媒や熱媒の吹き付け風量を落とす必要がないため、生産性を向上させることができる。
また、本願発明のように鋼帯の表裏面エッジ部で圧力差を生じさせ、鋼帯に曲げモーメントを発生させるためには、例えばエッジ部での冷媒や熱媒の吹き付け量そのものを変化させることも考えられるが、本願ではそのような風量制御を行うための複雑な配管構成を有する必要がなく、吹き付け箱にバッフルプレートを取り付け、このバッフルプレートにより鋼帯エッジ部近傍の間隙部を適宜調整するという簡便な装置構成により、曲げモーメントを発生することが可能となる。
【００３１】
さらに、このバッフルプレートは、対向配置した吹き付け箱の対向面に対して垂直方向へ移動可能なスライド式、又はその一端が吹き付け箱に軸着されており、吹き付け箱の外方に向かって回動自在な回動式であるため、板条件の変化により、鋼帯の通板が不安定になった場合も、ただちにこのバッフルプレートの位置を適宜調整することで、鋼帯エッジ部近傍の間隙部の調整を行い鋼板を安定通板することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】竪型連続焼鈍設備の冷却装置を示す全体図、
【図２】図１の冷却装置の吹き付け箱横断面図、
【図３】スライド式のバッフルプレートを、対向配置した吹き付け箱に勝手違いに設けた場合の吹き付け箱の平面図、
【図４】回転式バッフルプレートの吹き付け箱横断面図、
【図５】回転式バッフルプレートの吹き付け箱側面図、
【図６】回転式バッフルプレートを、対向配置した吹き付け箱に勝手違いに設けた場合の吹き付け箱の平面図、
【図７】従来の冷却装置を示した斜視図、
【図８】従来の冷却装置を示した斜視図である。

Claims

垂直方向に搬送される鋼帯の表裏面側に対向配置した冷媒又は熱媒の吹き付け箱より、鋼帯に冷媒又は熱媒を吹き付け、鋼帯の冷却又は加熱又は乾燥を行う装置において、前記対向配置した吹き付け箱間隙の、鋼帯左右両エッジ部近傍の間隙部のみを適宜調整するための一対のバッフルプレートを鋼帯の表面側にある吹き付け箱の左側面と鋼帯の裏面側にある吹き付け箱の右側面に、または、鋼帯の表面側にある吹き付け箱の右側面と鋼帯の裏面側にある吹き付け箱の左側面に、各々勝手違いになる如く設置し、該バッフルプレートによって間隙部を調整することにより、鋼帯の表裏面側での冷媒又は熱媒の流れを変化させ、鋼帯エッジ部における鋼帯の表裏面の圧力差による回転モーメントを発生させて鋼帯を一定の状態でバランス・静止させ、鋼板を安定通板させることを特徴とする鋼帯の冷却又は加熱又は乾燥を行う装置。
前記鋼帯の左右両エッジ部近傍に位置する一対のバッフルプレートは、前記対向配置した吹き付け箱の対向面に対して各々垂直方向へ移動可能なスライド式であることを特徴とする請求項１記載の鋼帯の冷却又は加熱又は乾燥を行う装置。
前記鋼帯の左右両エッジ部近傍に位置する一対のバッフルプレートは、各々その一端が吹き付け箱に軸着されており、吹き付け箱の外方に向かって回動自在であることを特徴とする請求項１記載の鋼帯の冷却又は加熱又は乾燥を行う装置。