JPH0740517Y2 - 鋼板冷却装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、気水混合流を利用した鋼板冷却装置に関す
る。

〔従来の技術〕 溶融亜鉛メッキ鋼板の高級品の一つであるゼロスパング
ル鋼板は、溶融亜鉛凝固時に生成するデンドライト平均
粒径、すなわちスパングル径が目視では確認できない程
度まで微細化されたメッキ鋼板であり、その製造は、鋼
板表面に付着した溶融亜鉛が未凝固状態の間に、鋼板表
面に冷却液を加圧空気と共に吹き付けることより行われ
る。

第５図はゼロスパングル鋼板を製造するための溶融亜鉛
メッキ設備を示している。帯状の鋼板10はメッキ浴61を
通過後、シンクロール62直上に設けたワイピングノズル
63で所定の目付量に調整される。鋼板10はこの段階では
板厚、ライン速度、目付量等の操業条件により板幅方向
の温度分布が凸型又は凹型となっている。そのため、凸
型の場合はエッジバーナ64で端部を加熱され、凹型の場
合は予冷装置65で端部が冷却される。こうして板幅方向
の温度分布が均一化された鋼板10は、最後にゼロスパン
グル製造装置66内でリン酸アンモニウムを主体とする薬
液が加圧空気と共に吹き付けられ、その急冷処理により
ゼロスパングル鋼板とされる。薬液が吹き付けられずに
鋼板が徐冷された場合は、デンドライトが成長して所謂
レギュラースパングル鋼板になる。

ゼロスパングル製造装置66は、鋼板10が通過する鋼板通
過面の両側に、その通過面に向けて鋼板冷却装置67が配
設された構成になっている。

鋼板冷却装置67としては、第６図に示すように、円筒状
の内ノズル68に供給される薬液を楕円状に外ノズル69に
供給される加圧空気と混合して楕円状に噴霧するミスト
ノズルを、鋼板幅方向に配列したものがある。また、特
開昭58-61236号公報には、円筒型ノズルより鋼板通過面
に向けて噴射される気体に、冷媒液を斜めに衝突させる
ものが開示されており、実公昭62-35017号公報には、気
体を貫通した冷媒液を反射分散板にて気体噴射方向に反
射させるものが開示されている。

〔考案が解決しようとする課題〕

これらの従来装置のうち、第６図に示すミストノズルを
使用した鋼板冷却装置では、ミストノズルより噴出され
る気水流の楕円状のノズルの両端部で両側に広がり、そ
の流量密度は、両側部に比して中央部が高い分布を示
す。従って、鋼板10の幅方向全体を切れ目なく冷却しよ
うとすると、隣接するミストノズルの間で気水流が干渉
し合い、液滴が過大になるのを避けられない。そのた
め、個々のミストノズルを一定角度戻って気水流の相互
干渉を避けるようにしているが、そうしたとしても鋼板
表面での流動による干渉は避けられず、鋼板表面での流
量密度は不均一分布になる。その結果、ゼロスパングル
鋼板の製造においては、スパングルの核生成サイトの分
布が板幅方向で不均一になり、板幅方向に均一なスパン
グル径を有するゼロスパングル鋼板の製造が困難にな
る。

同様に、円筒型ノズルより噴射される気体に冷媒液を斜
めに衝突させる鋼板冷却装置も、鋼板幅方向に気流のム
ラができ、鋼板幅方向での気水流量密度分布が不均一に
なる。、また、冷媒水量が増加した場合には、冷媒水流
が気流を突き抜け、気水流量密度分布の均一性が一層低
下する。

これらに対し、実公昭62-35017号公報に開示された鋼板
冷却装置は、気体を噴射する気体噴射ノズルのノズル口
が長方形状になっているので、鋼板幅方向での気流の流
量分布は均一になる。また、第７図に示すように、気体
噴射ノズル71から噴射された気体に、液体噴射ノズル72
から噴射された冷媒液を衝突させたときに、気体を貫通
する冷媒液が反射分散板73にて気体噴射方向に反射され
るので、冷媒水量を増加させた場合にも冷媒水流が気体
流を突き抜けるおそれがない。ところが、反射分散板73
に衝突した冷媒水は、全部が反射されるわけではなく、
一部が反射分散板73で反射されずにその衝突面に沿って
水膜の状態で先端に移動し、水滴になって反射分散板73
から離れる。そのため、鋼板幅方向での気水流量密度分
布は、均一にはならない。

本考案の目的は、鋼板幅方向の全域にわたって均一な気
水流量密度が確保される鋼板冷却装置を提供することに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

本考案の鋼板冷却装置は、冷却すべき鋼板が通過する鋼
板通過面に向かって開口し、その開口部が鋼板の全幅に
わたって連続するスリット状とされた気体噴射ノズルを
具備し、該気体噴射ノズルから噴射される帯状気体流を
厚み方向に２分するべくその開口部に仕切板を付設する
と共に、該仕切板の少なくとも片面側に、噴出気体に対
して噴射液が30〜45°の角度で衝突するように複数の液
体噴射ノズルを仕切板幅方向に並設したことを特徴とし
てなる。

〔作用〕

本考案の鋼板冷却装置では、気体噴射ノズル先端の開口
部が鋼板の全幅にわたって連続するスリット状になって
いるので、該開口部から鋼板幅方向に均一な流量の帯状
気体流が噴射される。そして、該帯状気体流に複数の液
体噴射ノズルから液体が斜めに衝突されることにより、
液体が液滴化されて帯状の気水流になる。帯状気体流を
突き抜けた液体は、仕切板に衝突し、その一部は仕切板
で反射されて液滴化され、残りも仕切板の表面に沿って
先端まで移動した後、仕切板を挟んで反対側を噴出する
帯状気体流によって液滴化される。従って、気水流の流
量密度分布は鋼板幅方向で均一になる。

液体噴射ノズルは、仕切板の少なくとも片面側に設けら
れていればよい。

液体噴射ノズルから噴射される液体の気体流に対する衝
突角度を30〜45°としたのは、この範囲が気体流による
液体の液適化の均一性および効率が最も良好な範囲であ
るからである。すなわち、30°未満であっても、また45
°越えでも、液適が粗大化して気水流の流量密度分布に
悪影響を与える。

〔実施例〕

以下に本考案の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本考案の鋼板冷却装置の一例を示す縦断側面
図、第２図は鋼板通過面より見た正面図、第３図は平面
図であり、第１図の縦断側面図は第２図のI-I線矢視図
である。

鋼板冷却装置は、鉛直面を下方から上方ヘ移動する鋼板
10の通過面に対向して設けられている。該冷却装置は、
鋼板10の全幅にわたって配設された水平な気体噴射ノズ
ル20と、該気体噴射ノズル20の上下に、鋼板10の幅方向
に所定間隔をあけて並設された複数の液体噴射ノズル30
aおよび30bとを備えている。

気体噴射ノズル20は、水平板を上下に多段配設した整流
体21を内蔵すると共に、その先端部が、上下方向に絞ら
れたスリット状のノズル部22になっており、その開口部
22aの幅は鋼板10の幅より広くなっている。そして、ノ
ズル部22内からその先方にかけて、気体噴出路を上下に
２分するように水平な仕切板40が設けられている。

上段の液体噴射ノズル30aおよび下段の液体噴射ノズル3
0bは、鋼板10の全幅にわたって水平に配設された円管状
の上ヘッダー50aおよび下ヘッダー50bに千鳥状に接続さ
れている。個々の液体噴射ノズル30aおよび30bは、仕切
板40に対して30〜45°の傾斜角θを有した状態で、ノズ
ル部22から突出した仕切板40の上面および下面にそれぞ
れ対向している。

このような構成になる本考案の鋼板冷却装置では、鋼板
10に対する冷却が次のようにして行われる。

鋼板10が鉛直な通過面を下方から上方へ移動する状態
で、気体噴射ノズル20に加圧空気が供給され、ヘッダー
50aおよび50bに冷却液が供給される。気体噴射ノズル20
に供給された加圧空気は、仕切板40により上下に分割さ
れ、２層の帯状気体流になって鋼板10の表面に噴射され
る。ノズル部22は、鋼板10の全幅にわたって側方へ広が
っているので、鋼板幅方向での気体流量分布は均一にな
る。

そして、この状態で、ヘッダー50aおよび50bに供給され
た冷却液が多数の液体噴射ノズル30aおよび30bから噴射
されることにより、２層の帯状気体流に冷却液がそれぞ
れ衝突して液滴化されることにより気水混合流となって
鋼板10の表面に衝突する。

このとき、帯状気体流を通過した冷却液は、仕切板40の
上面および下面に衝突し、一部は各面で反射して液滴化
される。また、仕切板40で反射されずにその各面に沿っ
て先端まで移動した冷却後も、仕切板40を挟んで反対の
側を噴出する帯状気体流によって液滴化される。従っ
て、噴出された冷却液の全てが液滴化され、鋼板幅方向
における気水流の流量密度分布が均一化される。

さらに、上段の液体噴射ノズル30aと下段の液体噴射ノ
ズル30bとは、仕切板40を挟んで千鳥状に配設されてい
るので、例えば仕切板40の上面に沿って先端に達した冷
却液は、下段の液体噴射ノズル30bのノズル間より噴出
される空気量の多い気水流にて効率よく液滴化される。
従って、鋼板幅方向における気水流量密度分布の均一性
が一層改善される。

第４図は上記冷却装置、並びに第６図および第７図に示
すノズルを使用した従来装置Ｉおよび従来装置IIについ
て、鋼板幅方向における気水流の流量密度分布を示した
グラフである。従来装置ＩおよびIIに比べて本考案装置
の流量密度分布は著しく均一化されている。

第１表はこれらの冷却装置を使用してゼロスパングル鋼
板を製造した場合のスパングル残りを表わしている。従
来装置ＩおよびIIを使用した場合は、気水流の流量密度
分布の不均一に起因してスパングル残りが避け得ない
が、本考案装置使用の場合は板厚0.6mm、1.2mmのいずれ
の鋼板もスパングル残りは皆無になった。

なお、第１図〜第３図は、鋼板通過面の片側に配設され
た鋼板冷却装置を示しているが、鋼板の両面を冷却する
場合には、鋼板通過面を挟んで鋼板冷却装置が配設され
ることは言うまでもない。

また、鋼板冷却装置における冷却噴射ノズルは、仕切板
を挟んだ一方の側にのみ配設することができる。その場
合にも、鋼板表面に幅方向均一な流量密度分布で気水流
を衝突させることができる。

〔考案の効果〕

以上の説明から明らかなように、本考案の鋼板冷却装置
は、鋼板幅方向に均一な流量密度で気水流を噴出し、鋼
板幅方向に均一な冷却を行うことができる。従って、例
えばゼロスパングル鋼板の製造に使用した場合には、そ
の品質向上に大きな効果を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の鋼板冷却装置の一例を示す縦断側面
図、第２図は正面図、第３図は平面図、第４図は気水流
の流量密度分布を本考案装置と従来装置とについて示す
グラフ、第５図はゼロスパングル処理鋼板の製造設備の
模式図、第６図および第７図は従来の鋼板冷却装置を説
明するための模式図である。 10:鋼板、20:気体噴射ノズル、30a,30b:液体噴射ノズ
ル、40:仕切板。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】冷却すべき鋼板が通過する鋼板通過面に向
   かって開口し、その開口部が鋼板の全幅にわたって連続
   するスリット状とされた気体噴射ノズルを具備し、該気
   体噴射ノズルから噴射される帯状気体流を厚み方向に２
   分するべくその開口部に仕切板を付設すると共に、該仕
   切板の少なくとも片面側に、噴出気体に対して噴射液が
   30〜45°の角度で衝突するように複数の液体噴射ノズル
   を仕切板幅方向に並設したことを特徴とする鋼板冷却装
   置。