JPS58189333A - 板材及び帯材用の水冷却装置 - 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】 本発明は、動かされる板材及び帯材を冷却するために全
閉水カーテンな生ぜしめる装置であって、単数又は複数
の、それぞれ供給部に接続されかつ冷却区間の全長にわ
たって分配されている水箱が、被冷却材の運動方向に対
して横方向に配置されているそれぞれ１つのスリットノ
ズルを備えており、該スリットから、その側壁の間を導
かれる冷却水が連続的に自由落下でかつ可及的に層状流
で出るようになっている形式のものに関する。

このような形式の水冷却装置においては、水カーテンの
内部の流れを可及的に層状流にして。

冷却作用を安定にし、均一にしかつ増大させることが要
求される。このために、被冷却材の全幅にわたっている
単数又は複数の長方形スリットノズルの縦壁を旋回可能
に構成して、その都度の作業条件に冷却水流を無段階に
適合させることが公知である。この場合１両方の縦壁が
著しく収束し合って、冷却水の出口開口が入口開口より
も常に狭められているように、調節が行われる。縦壁が
調節可能でない場合には、出口開口を狭めるために縦壁
は円弧形に成形され。

若しくは凹面に湾曲せしめられており、かつ効果を増大
させるために、公知の水冷却装置においては更に、凸凹
プロフィールを有するくさび形のスライダがノズルスリ
ット内に係合している（）−′イツ連邦共和国特許第２
．２３５．０６３号明細書）。

更に、大きな高さから被冷却材上に連続的に衝突する全
閉水カーテンを供給するために、入口開口が出口開口よ
りもやはり著しく大きな横断面を有している長方形スリ
ットノズル内に。

互いに隣り合っている多数の収束通路を有するスライダ
状の内蔵体を付加的に挿入して、収束度を高めることが
公知である（）″イツ連邦共和国特許出願公告第２．８
０４．９８２号明細書）。

ノズル出口における乱流を減少させるために収束型のス
リットノズルを使用するという前述の構想は実地におい
て高価な製作費を必要とする。

本発明の出発点は１周知のように長方形スリットノズル
によって冷却水を自由落下で被冷却材上に供給すること
である。この場合横断面が長方形の水カーテンの長辺は
被冷却剤と同じ幅である。これに対し短辺の寸法は、冷
却の目的。

つまり冷却効果を重視するのか、あるいは冷却の強さを
重視するのか、に関連して決定される。

他面において、出口における長方形の短辺はできるだけ
大きくして、挟搾が行われた後に連続性の法則及び落下
距離に基づいてなお可及的に大きなぬらし幅が得られる
ようにしなければならない。それは、水カーテンによる
冷却を行う場合に、冷却作用の計算には冷却水の単位時
間当たりの流出量だけでなしに、ぬらし幅も取り入れら
れるからである。このような事情に基づいて、単位時間
当たりの流出量をできるだけわずかにして水カーテンの
衝突範囲における幅をできるだけ太き（することが要求
される。

本発明の目的は、最初に述べた形式の水冷却装置を改良
して、長方形スリットノズルの壁部分を調節可能若しく
は旋回可能にしたり、適当に成形したり、あるいは特別
な挿入体を使用したりすることなしに、大きな落下距離
で凝集した水カーテン並びに大きなぬらし幅が得られる
ようにすることである。この目的を達成するために本発
明の構成では、少なくとも、ノズル入口の範囲においで
あるいは水流の落下距離の一部にわたって、横断面拡大
によって圧力低下ひいては流出速度の減少が生ぜしめら
れており。

ノズル入口は、ノズル出口と同じか又はそれよりも小さ
いが、所望の単位時間当たり流出量が必要とする程度に
は大きいようにした。

ノズル縦壁の収束形状からの本発明による転向は次のよ
うな考え方に基づ（ものである。

水の供給にとって重要な条件は、スリットノズル幅が定
められている場合に冷却水の流動速度若しくは流出速度
であり、この場合単位時間当たりの流出水量は調節可能
にしてお（ことができる。実験の結果が示したところで
は、スリット幅が一定であることを前提として、速度が
大きい場合には強い乱流が生ずるのに対し、速度が小さ
い場合には水カーテンが不安定になりかつ挟搾作用が過
度に大きくなって、ぬらし幅が小さくなる。ところで、
ノズル入口からノズル出口に向かって測って、流動技術
的に必要とされる最低圧力差の一部を絞り作用によって
圧力損失として消滅させると、適度に低い流出速度で、
いずれにせよ凝集性の水カーテンを可能にする少な（と
もほぼ層状の流出流を生ぜしめ得ることが判明した。１
．４　ｍ　／　ｓの流出速度を生せしめるような値に圧
力損失を調整しておくのが有利であり、これにより途切
れの危険のない申し分のない水カーテンを生ぜしめるこ
とができる。

本発明による圧力低下は種々の形式で生せしめることが
できる。１つの可能性として、スリットノズルのノズル
縦壁が互いに平行であり。

ノズル入口の上方に、ノズル入口への水供給路を狭める
絞り箇所例えば丸棒が設けられているようにすることが
できる。更に、スリットノズル縦壁が、ノズル出口をノ
ズル入口よりも大きくする発散型の形状を有しているよ
うにすることができ、この場合ノズル横壁も発散させて
おくことができる。ノズル縦壁がノズル入口の範囲にお
いて縁を鋭く構成されているようにすると、付加的な圧
力降下を生ぜしめることができる。これらすべての簡単
な手段は１例えばノズル縦壁を旋回可能にするような従
来の高価な装置的手段の代わりに、大きなぬらし幅を有
する凝集性の水カーテンを生せしめる。

水の流入を鎮静する手段も本発明に属する。

なぜならノズル内部の可及的な層状の流れは凝集した水
カーテンを生せしめる前提条件となるからである。これ
らの手段は特許請求の範囲第６項〜第８項に記載したと
おりである。

以下においては９図面に示した実施例に基づいて本発明
の構成を具体的に説明する。

第１図に示した平行なノズル縦壁を有するスリットノズ
ルにおいては、ノズル人口Ｅの上方に、水平に延びる丸
棒１７がノズル入口から間隔をおいて配置されていて、
これにより２つの絞り透き間Ｓが形成されており、これ
らの絞り透き間の下流側で横断面拡大によって、スリッ
トノズルを通って流れる水の内部に圧力低下が生ぜしめ
られる。これと同じ効果は、第２図に示すようにノズル
縦壁２ａがノズル全高にわたって、あるいは第３図に示
すように単にノズル全高の一部にわたって１発散してい
る場合にも生ずる。例えば第３図において全落下距離Ｈ
が流動技術的な理由から０．４５　ｍであると仮定し。

かつ１．４　ｍ　／　ｓの流出速度Ｖ。が望まれている
場合、ノズル縦壁の発散部高さΔｈとしての必要な圧力
損失は次式により計算される：■ｏ−Ａ晶高ｉ ｇ Ｈ＝０．４５ｍ；　、Ｖｏ＝１．４ｍ／ｓ　　を代入す
ると。

ｇ 第４図において全体を符号ｌで示した水箱は中央に長方
形のスリットノズル２を有していて。

ノズル人口Ｅにはすべての側から水が一様に流入する。

スリットノズル２は１図示されていない被冷却材の全幅
にわたっている２つのノズル縦壁２ａより成っており、
これらのノズル縦壁はノズル人口Ｅの範囲において縁を
鋭く構成されている。ノズル縦壁２ａは容易に交換可能
であり、かつ互いに発散するように配置されていて、ノ
ズル人口Ｅはノズル出口Ａよりも小さくなっている。図
示されていないノズル横壁はやはり発散型に構成してお
くことができる。これにより被冷却材上の衝突箇所にお
ける水カーテンの長辺はノズル出口Ａにおけるスリット
ノズルの長辺とほぼ等しくなる。

水箱１は、ノズル人口Ｅの上方の範囲からスリットノズ
ルの長手方向に対して横方向に両側で側方に下降する屋
根壁４を有しており、したがってスリットノズルの上方
には比較的にわずかな自由室が存在するにすぎず、この
自由室は水の充てん若しくは排出を迅速に行うことがで
き１作業の前時間及び後時間が短くなる。水箱ｌの両側
には水供給室６が接続されており、これらの水供給室か
ら水がそれぞれ水平に配置されている付加的な絞り箇所
としての大板８を通って上昇して水箱内に入る。水は水
量１＠室６内に供給口５を経て水平に、それも第５図に
示すように片側から、流入する。しかしながら水供給室
６内への水の供給は両側から向流で行ってもよい。水供
給室６が充てんされるにつれて水レベルが上昇し、フラ
ンジ７０間で締め込まれている大板８を越えて本来の水
箱１内に達し。

これを充てんする。大板は、閉鎖フランジ９を取り外せ
ば簡単に掃除することができる。第４図から分かるよう
に、閉鎖フランジ９により閉鎖されている貫通孔９ａは
各供給口５の貫通開口５ａよりも上方に配置されている
。

第４図及び第５図に示すよう属水箱を構成することによ
って、既に水箱への流入段階において水に鎮静作用が及
ぼされ、この場合大板は。

水平方向の水供給によってもたらされる水平方向の流動
成分を十分に消滅させ、ノズル入口においては水平方向
の流動障害は生じない。絞り作用を有する大板とノズル
人口Ｅとの間の距離が大きいことによって、水の鎮静作
用が更に増大する。

第６図及び第７図に示した実施例においては。

水箱は管形の水貯蔵容器１２として構成されている。こ
の場合においてもスリットノズル２のノズル人口Ｅの上
方両側に側方に下降する屋根壁があり、これによってノ
ズル人口Ｅの上方の水量が減少せしめられている。水は
供給口５を通って側方の水供給室６内に入る。水量、給
室内では大板８がフランジ７０間に締め込まれて配置さ
れている。水は、第４図及び第５図に示した実施例にお
けるように大板８の上方の室から直接に水貯蔵容器１２
内に入るのではなしに。

水平の接続管１３を通って入るようになっている。接続
管１３は管形の水貯蔵容器１２の全長にわたって分配さ
れていて、大板８の上方で水供給室６内に開口している
。水供給室６はフランジ１４・１５を有する接続管１３
を介して水室１の水貯蔵容器１２に接続されている。水
貯蔵容器１２への水の流入を多数の水平の接続管１３に
よって分配することによって、流入水が付加的に鎮静せ
しめられた。大板の下方でスリットノズル２に対して平
行に配置されている供給口５内の縦方向流れを減少させ
るために、水箱の長さ１ｍ当たりに３つの接続管１３を
設けておくとよい。被冷却材の幅が大きい場合には水貯
蔵容器１２の両側に水供給室６を配置しておくのがよく
、このために水貯蔵容器は直径方向で互し・に向き合う
ようにフランジ１５を備えている。

本発明による冷却装置は、一般に、動がされる偏平材を
冷却する場合１例えば熱間帯材圧延ラインの仕上げ圧延
機の前方及び中間において。

並びに板材圧延ラインの種々の箇所において使用して、
熱処理で所定の組織を圧延材に生せしめることができる
。この場合水を申し分なく利用するために１種々の幅の
スリットにより種々の流出量を生ぜしめるのがよい。こ
れによって例えば熱間帯材圧延ラインにおいて、水箱ご
とに所望の温度段階な生ぜしめることができ、精密な冷
却制御を行うことができる。

ノズル人口Ｅとノズル出口Ａとの面積比は１：２がよく
、いずれにせよ入口におけるスリット幅は１０〜１２闘
程度が限度である。

【図面の簡単な説明】 第１図は平行な縦壁を有する長方形スリットノズルの横
断面図、第２図は発散型縦壁を有するスリットノズルの
横断面図、第３図は上部が平行で下部が発散している縦
壁を有するスリットノズルの横断面図、第４図は第２図
の長方形スリットノズルを有する実施例の部分的横断面
図、第５図は同上平面図、第６図は別の実施例の部分的
横断面図、第７図は同上平面図である。 ｌ・・・水箱、２・・・スリットノズル、２ａ・・・ノ
ズル縦壁、４・・・屋根壁、５・・・供給口、５ａ・・
・貫通開口、６・・・水供給室、７・・・７ランノ、８
・・・大板。 ９・・・閉鎖フランジ、９ａ・・・貫通孔、１２・・・
水貯蔵容器、１３・・・接続管、１４及び１５・・・フ
ラ／ジ、１７・・・丸棒、Ａ・・・ノズル出口、Ｅ−ノ
ズル入口、Ｈ・・・全落下距離、Δｈ・・・発散部高さ
、Ｓ・・・絞り透き間

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、動かされる板材及び帯材を冷却するために全閉水カ
   ーテンを生せしめる装置であって。 単数又は複数ｑそれぞれ供給部に接続されかつ冷却区間
   の全長にわたって分配されている水箱が、被冷却材の運
   動方向に対して横方向に配置されているそれぞれ１つの
   スリットノズルを備えており、該スリットから、その側
   壁の間を導かれる冷却水が連続的に自由落下でかつ可及
   的に層状流で出るようになっている形式のものにおいて
   、少なくとも、ノズル入口（Ｅ）の範囲においであるい
   は水流の落下距離の一部にわたって、横断面拡大によっ
   て圧力低下ひいては流出速度の減少が生ぜしめられてお
   り、ノズル入口は、ノズル出口（Ａ）と同じか又はそれ
   よりも小さいが、所望の単位時間当たり流出量が必要と
   する程度には太きいことを特徴とする板状及び帯材用の
   水冷却装置 ２　スリットノズル（２）のノズル縦壁（２ａ）が互い
   に平行であり、ノズル入口（Ｅ）の上方に。 ノズル入口への水供給路を狭める絞り箇所が設けられて
   いる特許請求の範囲第１項記載の装置 ３　スリットノズル（２）のノズル縦１（２ａ）が。 ノズル出口（Ａ）をノズル入口（Ｅ）よりモ大キくする
   発散型の形状を有している特許請求の範囲第１項記載の
   装置 ４　ノズル横壁も発散している特許請求の範囲第３項記
   載の装置 ５　ノズル縦壁（２ａ）がノズル入口（Ｅ）の範囲にお
   いて縁を鋭（構成されている特許請求の範囲第１項〜第
   ３項のいずれか１項に記載の装置 ６　スリットノズル（２）を有している水箱（１）が、
   ノズル入口（Ｅ）の上方の範囲からスリットノズルの長
   手方向に対して横方向に両側で側方に下降する屋根壁（
   ４）を有しており、各水箱に少なくとも１つの水供給室
   （６）が接続されていて、該水供給室から水が、付加的
   な絞り箇所としての水平に配置されている尺板（８）を
   通って上昇して水箱内に本るようにした特許請求の範囲
   第１項〜第５項のいずれか１項に記載の装置 ７　水箱として管形の水貯蔵容器（１２）が設けられて
   おり、この水貯蔵容器はその全長にわたって分配された
   水平の接続管（１３）を有しており、これらの接続管は
   尺板（８）の上方で水供給室（６）内に開口している特
   許請求の範囲第６項記載の装置 ８　スリットノズル（２）の両側に２つの水供給室（６
   ）が配置されており、これらの水供給室はそれぞれ、尺
   板（８）の下方に水平に配置されスリットノズルに対し
   て平行に向いている供給口（５）を有している特許請求
   の範囲第６項又は第７項記載の装置