JPH04311535A - ロール冷却方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は冷却ロールへの巻付けに
より金属帯の冷却を行なうロール冷却方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ストリップ等の金属帯の連続焼鈍を行な
う連続焼鈍ラインや連続亜鉛鍍金ライン等で、複数の冷
却ロールへの巻付けによって該金属帯の急冷処理が実施
された時に、金属帯板幅方向に不均一冷却が生ずると、
該金属帯の形状崩れを起こし、その後続ライン設備中で
蛇行や絞り等を発生して、ラインの安定操業を損ねるこ
とになる。

【０００３】この様な不均一冷却を生ずる原因として、
冷却ロール表面に対する金属帯の部分的な接触不良によ
る金属帯板幅方向における冷却不足部分の発生が考えら
れる。

【０００４】そのため特公昭６２−４８７３２号、特公
昭６３−８１７２号、特公昭６３−１４０５２号、特公
昭６３−２０８９４号及び実開昭５６−１４３２５５号
等では、ロール冷却の補助冷却手段として金属帯表面に
ガスジェット冷却を行なう方法が提案され、特に特公昭
６２−４８７３２号、特公昭６３−１４０５２号及び実
開昭５６−１４３２５５号では、板温の高い部分にガス
ジェット冷却を集中的に行なわしめる等、板温の均一化
に有効な手段が開示されている。

【０００５】又特公昭６３−８１７１号や特開平１−２
６８８２０号も冷却ロールによる金属帯の冷却後におけ
る板温分布を測定し、冷却不足の箇所（温度が高い部分
）がある場合に、後続の金属帯に対してちょうど冷却不
足になると予測される部分にガスジェット冷却を行なう
技術が開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする問題点】これはいずれもロー
ル冷却で発生する冷却不足の箇所をガスジェット冷却等
の補助的手段で補おうとするものであり、これらの補助
冷却手段では、以下の様な理由からその冷却能力に限界
を生じていた。

【０００７】■　　最初に示した特公昭６２−４８７３
２号等の技術ではガスジェット冷却を実施するのに、図
６に示される様に冷却ロール１の曲率に応じて湾曲して
形成された冷却ノズル２００から該冷却ロールに巻回さ
れた金属帯Ｘ表面に直接冷却ガスを吹付けている構成を
用いている。しかし、装置構成上冷却ノズル２００のロ
ール周方向の冷却長は固定とならざるを得ず、同図に示
される様に、金属帯Ｘに対する冷却ロール１の巻付け角
度を実線に示される状態から破線に示される状態に変更
した場合、冷却ノズル２００が該金属帯Ｘに接触しない
ように該ノズル２００を待避させる必要があり、その間
の距離Ｌが変化することになるため、冷却能力を一定に
保つことが困難になるという問題がある。特にラインス
ピードが変化した場合の巻付け角の変更（例えばロール
１本当りの温度降下量が一定であればスピード減は巻付
け角小となる）に対し、均一冷却の効果を維持すること
が困難になる。

【０００８】■　　一方特公昭６３−８１７１号等の後
者の技術では、ロール冷却入側部のガスジェット冷却に
より温度分布を制御しようとするものであるが、該構成
では冷却能力を大きくとれないため幅方向の板温偏差が
２０〜４０℃程度の軽微な状態にしか対応できないとい
う問題があった（仮りに局所的に板温を下げられたとし
ても、本来ロール冷却に要求される急冷開始温度の下限
を満足できないという別の問題も発生する）。

【０００９】その他、冷却ロール表面からの真空吸引に
より金属帯をロールに密着させて均一冷却を図る特開平
１−１６２７２８号等の構成もあるが、図７に示される
様にエッジ部がロール１面から浮上っている場合その浮
上ったエッジ部では開放端ということもあって周囲の雰
囲気ガスを吸引することになり、負圧を大きくとること
ができず、有効な吸着力を発生できないという問題があ
る。

【００１０】本発明は従来技術の以上の様な問題に鑑み
創案されたもので、冷却ロール自身を直接冷却せしめ、
しかもその冷却能を局所的に高めんとするものである。

【００１１】

【問題点を解決するための手段】そのため本発明のロー
ル冷却方法は、冷却ロールの反巻付け側からロール幅方
向任意の部分の冷却を行なって金属帯板温の高い部分と
接触するロール表面温度を低下せしめることを基本的特
徴としている。

【００１２】本発明の上記構成は上述した従来技術の様
に金属帯を直接冷却するものではなく、その意味からロ
ール冷却負荷が少ない場合に好適であるが、ロール表面
を金属帯巻付き側の反対で部分的に冷却してその部分の
冷却能をより向上させ、これによって金属帯の局所的な
冷却不足部分の冷却量を増やしてロール冷却を行ない、
該金属帯の均一冷却を可能にするものである。

【００１３】

【実施例】以下本発明法の具体的実施例につき説明する
。

【００１４】図１及び図２はストリップＸの連続焼鈍ラ
インのロール冷却設備に付設された本発明法の実施設備
の概要を示す説明図である。

【００１５】該ラインでは板サイズ１２２０ｍｍ（ｗ）
×０．７ｍｍ（ｔ）のストリップＸを２００ｍ／ｍｉｎ
のラインスピードで通板させ、ガスジェット帯（図示な
し）で徐冷した後、縦型に５本の冷却ロール１ａ乃至１
ｅの設置された上記ロール冷却設備で急冷（１５０℃板
温降下）せしめ、次の過時効処理帯（図示なし）に送っ
ている。

【００１６】このロール冷却設備では各冷却ロール１ａ
乃至１ｅのストリップ巻回側とは反対側に、これらのロ
ールの曲率に対応して弧状に形成され、且つ冷却長がこ
れらのロールの半周分の長さ（最大巻付時にとり得る最
大長）に設計された幅１００ｍｍのガスジェット冷却ノ
ズル２ａ乃至２ｅが、１のロールにつきロール幅方向で
各２つずつ設けられている。又各冷却ロール１ａ乃至１
ｅはその冷却量調整の実施を必要とする観点からストリ
ップＸに対し各ロールを水平方向に動かす押込み量制御
ができるように設置されているが、その押込み量制御の
際、前記ガスジェット冷却ノズル２ａ乃至２ｅは各ロー
ルの移動方向と同じ方向に移動できる構成を備えており
、そのためロールの押込み量制御を妨げることなく、該
ロールとのギャップを常に１０ｍｍに保持しておくこと
ができ、他の条件が変わらなければ該押込み量制御によ
ってもそのギャップを一定に保てるようになる。即ち、
各ガスジェット冷却ノズル２ａ乃至２ｅは図１に示され
る基台２０上のガイド溝２１に沿って油圧シリンダ２２
により進退するロッド２３の先端に取付けられており、
冷却ロール１ａ乃至１ｅの各水平方向の移動に同期させ
て同方向に移動できる構成となっている。 更に上記基台２０自身が図示しない駆動機構によりロー
ル幅方向に移動できるように設置されており、この様な
構成で図２に示される様に各ガスジェット冷却ノズル２
ａ乃至２ｅも同方向に移動可能な状態になっている。

【００１７】一方各冷却ロール１ａ乃至１ｅの出側には
ストリップＸの幅方向板温を測定する板温計３ａ乃至３
ｅが設けられており、各ロール１ａ乃至１ｅ出側のスト
リップＸの板温分布を測定している。

【００１８】更に、各冷却ロール１ａ乃至１ｅ毎に別個
に制御回路（図示なし）が設けられており、前記板温計
３ａ乃至３ｅの板温測定値が入力される。該制御回路は
入力された各ロール出側の板温分布に基づき、板温の高
い箇所に相当するロール面部分に各ガスジェット冷却ノ
ズル２ａ乃至２ｅが移動できる様に、基台２０の駆動制
御機構へ制御信号を出力する。又これらの制御回路は冷
却処理を行なわないガスジェット冷却ノズル２ａ乃至２
ｅに対し、吐出ガス流速の低下や吐出停止の制御信号も
出力する。

【００１９】本発明者等は上記ロール冷却設備で制御回
路によるガスジェット冷却ノズル２ａ乃至２ｅの移動及
び冷却処理制御を停止せしめて、手動により次の様な実
験を行なった。

【００２０】即ち、ガスジェット冷却装置２ａ乃至２ｅ
の出力を停止せしめ、冷却ロール１ａ乃至１ｅにより急
冷されて出てくるストリップＸの幅方向板温を板温計３
ｅにより測定したところ、その板温分布はエッジ部の板
温が高く、中央部とエッジ部との板温偏差は６０℃あっ
た。

【００２１】次に本発明者等はガスジェット冷却ノズル
２ａ乃至２ｅの各２つを図３に示すように、ストリップ
Ｘの両エッジ側のロール表面部分であって且つこれらの
エッジから内側に１００ｍｍの幅の所に移動させ、ロー
ル１ａ乃至１ｅの表面部分へＮ２ガスジェット冷却を行
なった。この時のガス吐出流速を０から１３０ｍ／ｓま
で上げながら実験を行なったところ、冷却ロール１ｅ出
側のストリップＸのエッジ部と中央部の板温偏差は吐出
ガス流速の上昇と共に減少し、１１０ｍ／ｓ以上では２
０℃のまま略一定となった（使用するＮ２ガスのガス流
量は流速に略比例するが、１１０ｍ／ｓの時冷却ノズル
１個当り１４００Ｎｍ３／Ｈの風量となった）。以上の
実験の際の吐出ガス流速と板温偏差の関係を図４に示す
。

【００２２】以上の実験結果から、ストリップＸに局所
的な冷却不足部分がある場合に、その部分に接触する冷
却ロール表面の部分を冷却することで、該ロールで冷却
されるストリップＸの局所的な冷却不足を解消すること
が可能なことがわかる。しかも巻付け側と反対側でロー
ルを直接冷却しているため、円周方向の冷却長は充分に
採れる長所がある。

【００２３】尚本実施例装置構成による実際の操業では
、前記制御回路の制御により、各ガスジェット冷却ノズ
ル２ａ乃至２ｅの幅方向への移動及び吐出ガス流速の調
整がなされることで、上記板温偏差は更に小さくなるも
のと予想される。又特にストリップＸの板幅サイズ変更
があった場合でも即時に対応可能となり、更にこのよう
なロール表面部の冷却が必要ない時は、ガスジェット冷
却ノズル２ａ乃至２ｅのガス吐出停止や後方への待避も
できる様になる。

【００２４】

【発明の効果】以上詳述した本発明法によれば、ロール
表面を巻付け側とは反対側で部分的に冷却してその部分
の冷却能をより向上させ、これによって金属帯の局所的
な冷却不足部分に対する冷却量を増やしロール冷却を行
なうことになるため、金属帯の均一冷却が可能となる。 この他、本発明法を上述した実施例中に示すようなガス
ジェット冷却ノズルを用いて実施した場合、金属帯巻付
き側にこの様なノズルを設けた前記従来構成の場合に比
べて次の様な効果が得られることになる。 イ）従来ノズルの場合、図５に示される様に冷却ロール
１の金属帯Ｘ巻付き側に該ノズル２００を設置している
ため、金属帯Ｘ原板形状や溶接部通過のことを考慮する
と、ロール・ノズル間のギャップＬは最低でも４０ｍｍ
前後とせざるを得ないのに対し、本発明法ではノズル２
による冷却対象が冷却ロール１そのものであるため両間
のギャップＬ′は１０ｍｍ以下の状態まで近づけること
もできる（このギャップＬ′が５ｍｍであり、従来ノズ
ルを使用した際のギャップＬが４０ｍｍとして両者の冷
却能、即ち熱伝達係数を比較すると、同一のノズル構成
及び風量の場合で本発明は従来例の約２．４倍となる）
。 ロ）ロール周方向の冷却長に関しては、金属帯巻付け角
の制約をあまり受けることなく大きくとれ、前記実施例
のようにロール半周分（角度θ′）とすることも可能で
ある。従って前述のイ）の特徴と合わせて考慮すれば、
従来の場合に比べ高冷却能を実施できる。 ハ）本発明の場合、巻付け角やラインスピードの変更が
ある時に、冷却ノズルの位置を変えずに吐出ガス量の制
御のみで対応可能となる。 ニ）本発明の場合、上記実施例に示される様に、冷却ノ
ズルは冷却ロールと一体で移動する構成が採用できるた
め、金属帯巻付け角が変化しても冷却ノズルとロール間
のギャップは常に一定となり、簡素な構造で冷却能を一
定に保つことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ロール冷却設備に適用された本発明法の実施設
備概要を示す概略図である。

【図２】本実施例設備におけるガスジェット冷却ノズル
の付設状態を示す斜視図である。

【図３】本実施例でガスジェット冷却ノズルによるロー
ル表面冷却箇所を示す説明図である。

【図４】本実施例で得られた吐出ガス流速と板温偏差の
関係を示すグラフである。

【図５】本発明の実施例中で用いられた冷却ノズルと従
来の冷却ノズルの付設位置関係を示す説明図である。

【図６】ロール冷却設備の補助冷却装置として用いられ
た従来の冷却ノズルの設置状態を示す説明図である。

【図７】真空吸引により冷却ロール表面に金属帯を密着
させようとする従来例におけるエッジ部の浮上り状態を
示す説明図である。

【符号の説明】

１、１ａ〜１ｅ　　　　　　冷却ロール２ａ〜２ｅ、２
００　　　　ガスジェット冷却ノズル３ａ〜３ｅ　　　
　　　　　　板温計

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　冷却ロールの巻付けにより金属帯の冷
   却を行なうロール冷却方法において、該冷却ロールの反
   巻付け側からロール幅方向任意の部分の冷却を行なって
   金属帯板温の高い部分と接触するロール表面温度を低下
   せしめることを特徴とするロール冷却方法。