JPS59104436A - 金属ストリツプの冷却速度制御方法 - Google Patents

金属ストリツプの冷却速度制御方法

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JPS59104436A
JPS59104436A JP21276682A JP21276682A JPS59104436A JP S59104436 A JPS59104436 A JP S59104436A JP 21276682 A JP21276682 A JP 21276682A JP 21276682 A JP21276682 A JP 21276682A JP S59104436 A JPS59104436 A JP S59104436A
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JP
Japan
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cooling
temp
chamber
roll
metal strip
Prior art date
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Pending
Application number
JP21276682A
Other languages
English (en)
Inventor
Norihisa Shiraishi
典久 白石
Osamu Hashimoto
修 橋本
Takeo Fukushima
福島 「ふみ」雄
Kenichi Yanagi
謙一 柳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd, Kawasaki Steel Corp filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP21276682A priority Critical patent/JPS59104436A/ja
Publication of JPS59104436A publication Critical patent/JPS59104436A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • C21D9/54Furnaces for treating strips or wire
    • C21D9/56Continuous furnaces for strip or wire
    • C21D9/561Continuous furnaces for strip or wire with a controlled atmosphere or vacuum

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)

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】 この発明は、金属ス) IJツブの冷却速度制御方法に
関し、とくに冷却ロールに接触させて冷却を行う方式の
金(リストリップの冷却において、該金属ストリップと
冷却ロールとの間の熱伝達率を有利に、ili節するこ
とにより、金属ストリップの冷却速度の適切なコントロ
ールを可能ならしめようとするものである。
冷却−過時効処理を含む冷延ス) IJツブの連続焼鈍
における代表的な冷却方法として、従来は水冷却あるい
はガスジェット冷却などが主に行われてきた。
しかしなから水冷却は、金属ストリップの冷却速度が一
般に大きすぎて制御しにくいこと、また冷却中にス) 
IJツブ表面が酸化するためその後に酸洗ラインを心安
とするなどの欠点があった。
一方ガスジエツト冷却は、還元性の雰囲気ガスをプロア
で昇圧し、ノズルよりストリップに吹けけて冷却する方
法であるが、冷却能力が小さく、従って小容量ラインで
は所定の冷却速度が得られるものの、大容量ラインでは
目的とする冷却速度を達成することはできない不利があ
った。
すなわち、一般にこの権冷却処理において套装とされる
冷却速度は、鋼種によって異なるけれども大体10θ”
C/ S程度であるが、従来の冷却法では上述したよう
に、所定の冷却速度に制御することは難しかったのであ
る。
この点、最近に至り、内部に冷媒を通した冷却ロールに
金属ス) IJツブを接触させ接触伝熱によって該スト
リップを冷却する方法が開発された。
第1図に、上記の冷却ロールを縦断面で示す。
同図に示したとおり、この種の冷却ロールは、ロールシ
ェル1に設けたらせん状通路2中に冷媒たとえば冷却水
を通す構造になるものであるが、かような冷却ロールQ
こおいては、冷却水の量を変更することによって金属ス
トリップの冷却速度を制・・御することはできなかった
。というのは冷却水の量を減少させると、冷却ロールの
軸方向における温度勾配が大となり、このため金属スト
リップの幅方向にわたる湿度の不均一が生じるからであ
る。
従ってかような冷却ロールを使用した場合に、金属スト
リップの冷却速度をコントロールする方法としてG↓、
該ストリップと冷却ロールの接触弧長すなわち接触面積
を調整する方式が採用され、この接触弧長の調整は専ら
ロール位置の変更により行っていた。
しかしながら全開ストリップの鋼種、板厚およびライン
速度などか変化する度毎に、所定の冷却速度とすべくロ
ール位置を変更することは、各冷却ロール間の平行度を
損うおそれが大きく、金属ス) IJツブの蛇行発生の
原因となるところに問題を残していた。
この発明は、上記の問題を有利に解決するもので、冷却
ロール分用いる金属ス) IJツブの冷却において、ロ
ール位置を変化させることなしに冷却速度を適切にコン
トロールすることができる金属ス) IJツブの冷却速
度柄■方法を提案するものである。
この発明は、合羽ストリップと冷却ロール間の熱移動量
は両者間の介在気体の熱伝導率によって大きく変化する
、従って該ロールを収容した冷却室の雰囲気ガスの組成
調節(こよって該雰囲気ガスの熱伝導率を調整すること
により、金属ストリップの冷却速度を適切にコントロー
ルすることができるという新規知見に立脚する。
すなわちこの発明は、金属ストリップの連続焼・鈍ライ
ンにおいて、金属ストリップを、H2+N2U合ガスを
雰囲気ガスとして充満した冷却室の内部に導き、そこに
設置した膜数の冷却ロールに順次に巻かけ接触させて冷
却するに際し、該冷却室内の雰囲気ガス中のH2濃度を
調整して金属ス) IJツブと冷却ロールとの間の熱伝
達率をθム節することにより冷却速度をコントロールす
ることをもって、上記課題の解決手段とするものである
以下この発明を具体的に説明する。
さて前掲第1図に示したような内部水冷型の冷却ロール
で金属ストリップを冷却する場合、金1’Aストリップ
とロール内冷媒の熱移動は、次式(1)で与えられる。
(1= K(t8−tw)   −−−−−(1)q:
金属ストリップから冷媒への熱流束(Kcal/m2h
)K:熱貫流率(Kcaz/m2h”C)tS:金属ス
トリップ温度(°C) tw:ロール内冷媒温度(°C) ここに熱貫流率には、次式(2)で表わされる。
α、:金属ス) IJツブとロールシェル間の熱伝達率
(Kcal/m 2h ’C) λ:ロールソエルの熱伝導率(Kcal/mh″C)Δ
X:ロールシエルの厚み(m) θ、二ロールへの金属ストIJツブの巻は角度(度)α
2 ”  /L’内面と冷11=jの熱伝達率(Kca
l/m”h ’C)θ2:ロール内冷憚のぬれ角度(度
)(第1図に示したロールの場合θ2= 860°) さらに、a工は近似的に次式(3)で表わすことができ
る。
α =λf/ΔX’   −−−−−(3)λfニスト
リップとロールシェル間の介在気体の熱伝導率(Kca
z/mh″C) ΔX′:ロールシエル、ストリップの表面粗度の合計(
m)従って、ストリップとロールシェル間の介在気体の
熱伝導率λfを変化させることにより、金属ストリップ
から冷媒への熱流束qを変化させることができるわけで
ある。
第2図に、50°CのH2+N2混合ガスすなわちHN
ガス中のH2濃度の変化に伴うHNガスの熱伝導率の推
移を示す。
同図に示したとおりHNガスにおいては、H2濃度が高
くなるに従って熱伝導率は次第に大きくなる。
次に第8図に、金属ストリップとロールシェルの表面粗
度の合汀1ΔX′が20μmの場合における、HNガス
中のH2濃度と金属ストリップ−ロールシェル間の熱伝
達率との関係を示す。また同しく第3図に、ロールシェ
ルの厚ミΔX:35闘、該シェルの熱伝導率λ: 35
 KCal/mh℃、ロール内面と冷媒間の熱伝達率α
2: 4000 KCa7/m2h”Cそして冷却ロー
ルへの金属ストリップの巻付角θ□:120°の場合に
おける熱貫流率Kを(2)式によって算出した結果を、
HNガス中のH2o度との関係で併せて示した。
金属ストリップと冷却ロール間の熱伝達率α、および熱
貫流率にとも、HNガス中のH2ガス濃変に比例して増
減し、熱貫流率には約700〜1700[CajA2h
”cの範囲にわたって変化することが明らかになった。
次に、板厚1.2miで500°Cの金属ストリップを
、直径1.5mの冷却ロールに巻は角120°で接触さ
せて冷却するときの、熱貫流率にと冷却速度Vとの関係
を、ラインスピードをパラメータとして第1図に示す。
なお冷却速度■は、冷却水の温度を50°Cとし、ロー
ルとロール間の非冷却にさ全ロール巻寸しさのV3とし
たときの、ロール冷却部とロール間非冷却部との平均冷
却速度で示した。
同図から明らかなように、材質的に要求される冷却速度
を100±10°C/ sとすると、ラインスピードが
200〜400 mpmの場合は熱貫流率にの可変範囲
内にあり、従ってロール冷却室内の雰囲気ガス(HNガ
ス)中のH2濃度を変化させることによって、ストリッ
プの冷却ロールに対する接触長さ従ってロール位置を変
えることなく、金属ストリップの冷却速度の制御が容易
に実施できるわけである。
次に、冷却室における雰囲気ガス(HNガス)中のH2
ガス濃度の調整要領を、第5図を用いて具体的に説明す
る。
図中番号8は加熱、均熱および徐冷セクションであり、
ここで熱処理を施された金属ス) IJツブ舎は、ディ
フレククロール5および加熱均熱徐冷セクション8と冷
却室6との間の雰囲気ガスの相互流通を防止するシール
ロール対7を通り、冷却室6内に導かれる。冷却室6内
には複数の冷却ロール8が千鳥足状に配列されていて、
金属ス)IJツブ4はこれらの冷却ロール8に順次に接
触しつつ迂曲通板する間に所定の温度に冷却される。つ
いで冷却されたストリップは必要に応じ過時効セクショ
ン9に送られる。
さて冷却室6内の雰囲気ガス中のH2濃度は、H2濃度
計10によって常時監視しておき、H2濃度指示調節計
([(IC)11を介してN2.H2の各流量調節弁1
2.18を操作することによって所定の濃度に調節する
。一方冷却室6内のガス圧は、後述の理由により大気圧
よりも幾分高目にしておく必要があるので、該ガス圧も
冷却室圧力検出器14で常時監視しておき、圧力指示調
節計(PIO)15によってHNガスの流入晋流量調節
弁16および排出管流M調節弁17を調節して所定の圧
力に制御する。
また冷却室6の出側には、出側板温計18を設置してお
き、これで金属ストリップ4の湿度を測定し、目標温度
と実際の板温との差を調べ、その偏差に応して冷却室6
内のH2濃度をTIC19&こより調節して、所望の出
側板温が得られるように冷却速度をコントロールするの
である。
ところで雰囲気ガス中のH2濃度は、還元能力の而から
少なくとも4〜6%は必要であり、一方H2+N2ガス
としては、NH8(1体アンモニア)の分解ガスを利用
するのが経済的であるので、通常75%程度を上限とす
るのが望ましい。
また空気中にiけるH2の爆発濃度範囲は、常温で4゜
0〜74.2%であり、温度か高くなるとその範囲はさ
らに拡大するので、安全性の而から、げ)冷却室内を正
圧すなわち外気圧よりも幾分高くして空気の混入を防止
する。
(ロ)ロール冷却室のまわりの換気をよくするなどの対
策を講じることが必要である。
実際操業においては、金用ス) IJツブと冷媒間の熱
貫流率にの可変範囲が約100〜1700Kcaz/m
 h″Cであるので、たとえばに= 1200Kcal
 7m”’h”C程ザの中間値に初期設定しておけば、
冷却室内のH27′tA度のθd整により、±40%程
度の冷却速度のコントロールが可能となり、実用上、種
々の外乱に対する冷却速度の適切な制■が実現されるの
である。
以上述べたようにこの発明によれば、焼鈍を経た金属ス
) IJツブの冷却(こ際し、蛇行の発生原因となるロ
ール位置の変更など發行うことなしに、単に冷却室内の
H2濃度を調整することによって、金属ストリップの冷
却速度を的確にコントロールすることができ、有利であ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は内部冷却機構をそなえる冷却ロールの断面図、 第2図はHNガス中のH2濃(9)とHNカスの熱伝導
率との関係を示したグラフ、 第3図はHNガス中のH2濃度と、金属ス) IJツブ
−冷却ロール間の熱伝達率α、および熱貫流率にとの関
係を示したグラフ、 第4図(ユ熱貝カIL率にと金膨ス) IJツブの冷却
速度Vとの関係をラインスピードをパラメータとして示
したグラフ、 第5図は冷却室における雰囲気ガス中のH,ガス濃度の
調整貿領説明図である。 特許出願人  川崎製鉄株式会社 同 出願人  三菱重工業株式会社 第2図 HNがス中(r)H2濃度(%) 第8図 HNがス中のH251度(%〕 第4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. L 金属ストリップの連続焼鈍ラインにおいて、金属ス
    トリップを、H2十N2混合ガスを雰囲気ガスとして充
    満した冷却室の内部に導き、そこに設置した版数の冷却
    ロールに順次に巻かけ接触させて冷却するに際し、該冷
    却室内の雰囲気ガス中のH2ガス濃度を調整して金罵ス
    トリップと冷却ロールとのmJの熱伝達率を調節するこ
    とにより冷却速度全コントロールすることを特徴とする
    金属ストリップの冷却速度制御方法。
JP21276682A 1982-12-06 1982-12-06 金属ストリツプの冷却速度制御方法 Pending JPS59104436A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62161925A (ja) * 1986-01-09 1987-07-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ストリツプの熱処理方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62161925A (ja) * 1986-01-09 1987-07-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ストリツプの熱処理方法
JPH0672270B2 (ja) * 1986-01-09 1994-09-14 三菱重工業株式会社 ストリツプの熱処理方法

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