JPS5947336A - 鋼帯の気水混合流噴射冷却方法及び装置 - 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】 この発明は、高温に加熱、均熱された鋼？Ｉン全、気体
と水の混合冷媒によって冷却する際、使用する混合冷媒
の冷却方法に係るもので、更に訂しくは、気水混合冷奴
中の水／気体混合比（水と気体の１量混合比）が低下し
た時に補助手段として気体冷奴全冷却する方法及び装置
に係るものである。

最近、冷延鋼板等の銅帯を生産する場合、圧延後の焼鈍
には従来のプツチ焼鈍から連糺焼鈍に移行しつつある。

この移行の大きなメリットは焼鈍時間の短縮が伺よりも
大きい。しかし、連続焼鈍プロセスでは加熱、均熱後の
冷却が従来のパッチ焼鈍に比べて著しく短かいためメタ
ン・シー的に冷却速度のコン）・ロールが卯花に那吸で
あることは種々文献等で周知の通ｈ−ｃある。冷却速度
り、要求する拐質に尾、じて１０〜ｂ い範囲がとられている。例えば、深絞シ加工用冷延釦板
製造時にはＡＩ変りｊ′点以上にｍ熱、均熱された後、
】Ｏ℃／ｎｅｃ＝５００°Ｃ／８ａＣて過時効処理温度
３５０℃前後にＸ′￥、屯温ｆｆＪ−制慴１して製造す
る。又、高張力冷延銅板を（４７る堝合にり１、（ｌ；
加速度ｆｆ：５００〜Ｉ　Ｏ００℃／　ｓｅｃ　　の急
速冷却り：　ｔｔＧ用しコ岬時効処理なして製造する方
法等が知られている。これに対して、前記した冷却連Ｊ
用に対応する冷却方法とじて、冷が１、として（１）気
体を月１いる方法と（１１）液体を用いる方法、それに
（１１１）気体と液体を混合して使用する方法がある。

冷媒として気体ｆｉｔ独冷却方式での、冷却速度がせい
ぜい３０℃／ＲｅＣまでが限度であり、当然設備長が大
になる欠点かある。父、蔽体中独冷却方式では急速冷却
には向いているが、冷却速Ｉ及を自由に調節すること１
、困ｌ！１１゜て、また過時効処Ｅｌ＋！　温度域で冷
却を止めることもむずかしい。

一方、気体と液体を混合して使用］する気液混合冷却力
式はＭｉＪ記した２渚の（９却方θ９の欠点を排除しグ
こイ！効な冷却方法で、ＩＩＪ広い冷却テｊ；暦か外く
択でき父、伶却速糺の制御も容易である。Ｎ１」ち、第
１図実竹ｑ）に示すように液体と気体の市川混合比（以
下単に液／気体混合比とする）を変えることにより、冷
却速度が賀えられるから、例えＬｌ　注絞り加工用の冷
延鋼板を得ようとすれは液／気体混合比を小に、高張力
冷延鋼板は液／気体比金大になるよう冷媒となる液体と
気体の混合割合全肌整することにより容易に所望の冷却
速度が得らｉする。

本出願人は、前記した如き気体と液体の混合冷媒を供給
する冷却装置として、既に、特開昭５６−８１６３３号
公報、特開昭５６−８１６３４号公報、及び特開昭５６
−８５６８８号公報等で開示した。

この装置は、気体（主としてＮ２ガス）と水とをノズル
外で効率的に混合させて気水混合冷媒を１ｑるもので、
この装置ｉ（を使えば、均一にσｉ＋１帯面上に散布さ
れた気水混合冷媒によシ、冷却階度恥、囲を広く迭択て
き、しかも終点温度制御の可能な良形状の銀板が得られ
るものである。

しか１−ながら、今、深絞り用冷延鋼板の製造時の如く
、３０℃／ｓｅｅ以下の低冷却速度域で冷却するために
は、水／気体混合比ヲ１．０以丁に下り゛て第１図■の
実線に従ってＲ「望する冷却速度を・？４ｔようとじて
も、実際は（ロ）の点ｅ７で示す如く、所望する冷却速
度よりかなり低い冷却器１埃しかイ１ｔられず、特に水
／気体比が０．５以１では全く冷却能力か無くなる不具
合があった。ヌ、例し、かＬＪ）小数で水の供給が止甘
れは気体冷貌は循枳使用づれており、従来の装ｆ？７又
は４’＋に気体とｊｐ独べｉ却する装置内″を持／こな
いから、気体冷媒の温度が上昇し、冷却能力が無くなる
欠点かあっ／こ。

本発明は上述した気水混合流ぺｉ加装ｊｔ１による名、
１帯の冷却力法におレビＣ１１ｒ、ｌＩＫ水／気体混合
比の低い時及び非定常時の気体冷媒温ｐ１上昇をブ９・
Ｅ消する目的てな芒れたもので、喧゛の俊旨とするとこ
ろは、高温鋼帯に水／気体混合比をｉＨ＆；４　ＩＩｉ
：、　Ｌ　′て、気体単独もしくは気水混合流を噴射し
てｔ１１帝を！ｔｉ制御冷却する方法１ｔＣおいで、気
体と水を大／Ｚ独立循狽便用する表共に、気体循環系路
に？′１）灯器を簡り、気体唄身Ｊ１時の気体ＲｉＡ度
が８０℃以上の１情の→−ＩＪ’Ｊ　＃Ｌｉ冷却器灸稼
Ｋ１ｂぜしめて水／気体比に１９、ｊ係なく′、〜５に
安矩した冷媒を供給する：例（ｔｒの気水混合流「ｑＹ
射酊却方法および冷却室を連続し′を別メωする市貸Ｉ
＋Ａ餉’Ｉｆに気体／液体混合流を噴射して制御冷却す
る装機において、冷却室に設けた排気口および排液口に
連７１１ｉする気体循環系路および液体循環系路をそれ
ぞれ独立に設置し、ｎｌ」記気体循環系路に冷却器’ｋ
ＷＭｋ）たことを％徴とする高温鋼帯の冷却装置りにあ
る。

以１に本発明について叶細に説明する。

不発町名等は、前述した従来の気水混合冷却装機の欠点
である水の混合比率が低い状態でなぜ所望する冷却能力
が得られないかを釉々仙究を１（ねた結果、その主原因
は気水混合冷媒の含有比率が影響しでいることを見ｕ１
シたのである。即ち、第２図は気水冷却装ｆ？’ｒの気
体噴射ノズル入口温度が水／気体混合比に与える影響を
調査した実販例で、気体温度は水／気体混合比と逆比例
（点ｈ［有］）の関係にあるが、水／気体混合比が１．
０以下になると急激に気体温度が上昇する事実を認知し
た。ここで、気体温度のみを低下ゼしめるため、第３図
の如き注水装置を気体ダクト内に嵌着ぜしめで、気体温
ｉが急激に上昇に移行する水／気体混合比１．０で注水
装置を稼動セしめたところ、実イウ（■に示す如く、急
激に気体温Ｊ！記が低−トシて６０℃全示し、水／気体
混合比かへらに１がるに（ｉ（Ｈ−Ｊ　””Ｃ１気体温
度は」二昇するが水／気体混合比０即ら気体即Ｊ！１４
冷却時でも気体温度８０℃であり、これは水／気体混合
比１０で注水装９’５　ｆＬＬ、の１ドｆの気体温度８
０℃と同値であった。なお冷却器１のイト￥造の排気ダ
クト２の内枠に多数の注水ノズル３を配した注水支〒１
４を嵌着せしめ、さらに注水配管５と注水支質４を連結
して、注水ノズル３から冷却水を噴射上しめ噴射水膜６
全得るものである。この噴射水膜６を通過することによ
り、ダクト内の気体が冷却されるしくみに在っでいる５
々お冷却水は循′坂使用するため別に設りた熱交換器に
より常に常温近＜ｅＣなるように冷却制御ちれている。

父、気体冷媒が噴射ノズル人［」で８０　′Ｇを超える
と茜温銅帯に対する冷却能力か低−■・・し、所望する
ぐ（・’Ｊ　？Ｄ流ｒＬを得ることができなくなる。一
方、水／気体混合比が１０超の範囲でも、前述した冷却
器を止めずに稼動し続けたところ、水／気体混合比にか
かわらず一定気体温度６０℃ケ維持し続けた。更にダク
ト内に注水することによって、循環ガス中の露点の大ｒ
ｉｊな変動を抑制することがてきる。

次に本発明の方法を実施するための装置１゛１の一例を
図面に従って説明する。

第４図は本発明に係る冷却器ｌを組込んだ銅帯の連続焼
鈍ラインの全体図を示す。７Ｃ、ペイオンリール、８は
ダブルカットシャー、９（はウヱルグー、１０は電気清
浄都、１１はストランドルーパー、１２は予熱帯、１３
は加熱帯、１４は均熱帯、１５は１次冷却装置ｒ）、で
気体と水との混合カ１．噴射装置を適用しでいる。なお
１は本発明に係る気体冷却用の冷却器で本例では先に試
験例で使用した同タイプの注水装随を用いた。１６は週
時効帯、１７ｉｊ：２次冷却装俗、１８はピックルタン
ク、１９はピックルリンズタンク、２０はルーグカー、
２１は町質圧延機、２２は検査台、２３は力ットンヤー
、２４は巻取リールである。

本発明の方法では、気水混合流噴射装９ｊで使用する気
体冷却ヰ゛段として排気ダクト内に冷却器Ｊを設け、気
水混合冷媒中の水自有率が減少し、気体冷媒の温度が上
昇し８０’ＣｔｌＹＬ；、た時に限って前記？９却器Ｉ
を稼動ゼＬ７めるようにずノ１−は気水混合が〔、冷却
装置を猟に安定した冷却ｆｉｉ？力を保つことができる
。

２（Ｓ　５図には、本発明の方法を沼Ｉ用できる１次冷
却装り、におけろ水及び気体の配＋２；　４ｔ・・成を
示し、本発明の方法をさらに計Ｉｆｉｌｌに８）Ｃ明す
る。。

第５図において、均熱イ１；・な・出た作４帯２５はス
テアリングロール２６によυ力向転Ｊ！、；ｊさぜられ
、上段から下段に向って３段からなるし１水ナヤンパ＝
２７内を仙３Ｎ６　Ｌながら所Ｂ７する潟）すに冷却き
！する。

気水チャンバー内には気体１１ハ出ノズル２８と水噴出
ノズル２９を別々に設けた気水ｌＪう合？ｉｔ、　’ｔ
’ｌ射装置ｒ１が鋼帯の表！トに等間隔で並設している
。気体ＩＪ出ノズル２８と水噴出ノズル２９から銅帯に
同けて噴射さｈた気体と液体は、銅帯に達するｉｉｌに
気水混合ｂｌｔとなって冷却作用を司とる。

次に気体と水の排出糸貼乏−肯・明する。

水ｄ、各気水ナヤンパ−２７の１．１１．郡排水［Ｊ３
０から用水管３１を１１８１つで祈１垣タンク；う２の
仕切り枢３３によって区分された片ＩＪ！＋＋のタンク
３４に−たん溜られた後、ポンｆ３５ｆ：介し吸水管３
６を通り熱交換器３７を経て再び循環タンク３２に戻っ
て来る。この戻水は前記したタンク３４と仕切シ壁３３
て区分されたタンク３８に入る。なお、３９はクーリン
グタワーでポン７０４０を介し冷却された水が常時熱交
換器３７内を循環しでいる。

熱交換器で再び冷却水として能力を持った水はポンプ４
１全介して給水看４２中を通って、各気水チャンバーの
噴射ノズルから噴射される。なお、４３．４４，４５．
４６は電磁弁で、図示していない水ル制御、！Ｇ構によ
りＯＮ　−ＯＦＦ出来るようになっている。４７は後述
する冷却器１への開閉を司どる電磁弁である。

以上説明した水の冷却構成は周知の技術を利用して、水
単独で循坂町使用できるようにしたもので、特に目新し
い廓はない。

次に本発明の特徴点である気体冷却についてＮ９明する
。

気体（主としてＮ２ガス）は気体噴出ノズル２８から唄
出芒れ、水噴射ノズル２９妙・ら噴射された水とノズル
外で混合さｔｌ、気水混信冷却媒体となって鋼イ（４の
冷却に供された仏、各気水ナヤンパー２７の両１１１１
１堅に設ｖ）られた排気［」４８からｖ１気ダクト４９
内を−ノｌｒｌって排気タクト内に配設づれた２７７人
１ｊ器１に達する。

この冷却器］（ｌ−１，、先に試験例で使用した相ｚ３
図に示す注水装色に適用し２だ。なお、冷却枕としては
、この細組６図に示うようかダクト内上部に多頽の注水
ノズル３を配した注水支’ｔｉｔ　４　ｋθ水配テ１５
に連結し７て噴射水膜６をイ（＃るものも適用できるし
、更に、ダクト外周から間接的に冷却するＪ＾Ｊ９．１
」の熱交換器も適用できる。史するに気体を冷却すると
とができる冷却器で′４１．）！シは勾、ＪにＪｉｌ　
＠ｔｌは問わない。冷却器ｌへの注水配〒１゛−は箱磁
り１４７をヅｉ−シて注水支管５と連結きれて、１＋水
ノズル３から注水きれる。なお冷却器１への注水＜＋：
　Ｌ　ｆｉミニ−水配竹管０から電磁弁５１を介し礪°
人てきる構成になっている。

この冷却器ｌ？！−通過して冷却されプこ気体は、連設
し、ｆ？Ｌミストセ・ぐレータ−５２で気体中に含まれ
る水分か分際され、ドライな気体冷ρ９となって、伸設
ネれたプロワ−５３を介し給気不信５４、給気支％５５
をね１て各気水チャンバーの気体噴射ノズル２３からＰ
Ｊぴ気体冷媒となって銅帯Ｑ（−噴ＲＪ６れる。５６，
５７．５８は気体冷媒の開閉を司る電磁弁である。なお
Ｎ　Ｆ’Ｊ’Ｊ述したミストセックル−クー５２は前述
した通り、ドライな気体冷媒をイ（する目的に従来の装
置にも付設されているものである。

上述し７た冷却器Ｊは従来の気水混合６ｉｒ、　ｌ￥’
を別製ｆ？＋−には設けられておらず、気体の自存を冷
却する弘１りとしては、銅帯に気水混合流となって噴射
へれる際に気体が冷却きれる以外気体がＧ’ｒ　Ｒ中に
冷却される枳会は全くな・かったものである。ミストセ
パレーター５２で除去芒れたシを体中の水う）及び冷却
器１で注水式れ気体を冷却する。働きを糾った水υ、ミ
ストセパｌノーター５２に配設し／Ｃ廃水宕５９を通シ
ポンゾ６０を介し循壊タンク３２に戻シ前述した冷却ａ
ｔ　４７Ｇによっ又冷却され再オリ用できるようにｈつ
でいる。６１す、ブロワ−５４（Ｌ〉人Ｊ１１１にＪｉ
ｔＶ’ｉされた温度側で、この蒲、１埃３［の１１す定
佃、全図示していない１ｔｉｌＪ伜））機ｉｉ乍孕シ１
゛シて、注水１午欝の稼動ｆｌｊｊｌ　１′１ｉｉｌが
できるようになっている。

さ１、以上Ｒ１，ＪＩＪｌ［７グζ如く、′・（（トノ
：水全人々独立循５″（イ；と川１．て気体冷却用の冷
却；：ｉ、　ｉ′ＪＪ）：　′イ（グクト内にｔ・仏着
したイ竹成とずれは、ン７ｉ＋ｆ　Ｉ挟ｉ’、ｌ　ｌｊ
　Ｉ紮］１（Ｊ）＾笈ず２〕気１本”）　＋７ｒＡ　ｊ
Ｂｌ　７５’　８０℃１ソ、ｌ　４’＋Ｌ　−ｈ　Ｊ＋
、−Ｊ−、’　ト、自動ｒｌ’Ｊ　ＹＣ’）ｉｔ、　ｉ
ｉな１「４７又は１１′Ｌ両弁５１が１；「」い゛ｒ−
、？’、ｆ却器ｌの注水ノ灯器３７Ｊ１らどト水ズバ＃
；ｆす、？’＋；　１１．ｌｌ　Ｅ３イ（；ｌｌ過する
気体のｒ晶＃ｙが低下し−ｒ−？＝　１ｒ’ｉ　ｒｉｌ
　６ｉ　ｉ、１．８ｏ　’Ｃ以トに■・１ｊ貞）ｌＩ鵠
れる。名−１１度ｔ１６１か８　（１“Ｃす、−１’　
（０−ンヒイ直に低−［ｊれはｌｊ　％）的Ｋ　ｌ：４
、ｌＩ”ｒ、ｆ　：、”Ｆ　４７　又？’、Ｌ　５１　
；’ｙ”　ｌａｌ　トなり冷ｆＡｉ器１の注水ノズル３
が１−）のＬｌ、水が４ｉ　」Ｊ：する。なお、気体温
１埃嶺１１１’ｌ　５Ｊｌ　ｉｉ＋：目゛１１−ノ４】
ｈ−めに、；ご４け／こ温度計のＪｊｙイτＪけイｊＪ
　１ｉｌ−はミストセパし・−クーの１１」イ（１（Ｌ
訣１ｒＪたか、冷却２１号１の１１目１１す〃・ら気体
Ｉす゛ロＩＪノズル２８に刊る任λ−のイｉｌ’、　ｌ
：’：ｔに設置ｒ＋、−ｊ　；：、ε二Ｊが−（、き、
イ）。

このように、木？ｉ　”）Ｊによれｔｉｔ、気体１’ｌ
：　？、Ｖ　Ｑ）　（７ｕｉ　１．’、ｊが′１＋ルに
一癒（１１にイＩＪり御され、６ため、水／気ｆイ、混
合比如ｒ１１」ニカカワら一１’　ｒ９ｒ　ｙＪ−４−
ル／、ｉ人ＩＩ　ｊ’：：　／Ｊ！−１，１、〕ｌｔ、
　／　２；、　ｒ、Ｉ、　ｉＪ！−合孔を変えることに
より容易に待られるし、又突発的な事故で循環水の供給
ができない状態に陥っても、１粟用水配置５０の電磁弁
５１を胸にして冷却器ｌへ注水供給すれば気体冷媒の温
度が８０℃以下に下がるため、少くとも３０℃／ｓｅｃ
以１の徐冷却速度は確保できるし、ライン速度を落し冷
却有効長を延長してやれば、３０℃／ｓｅｅ以上の高冷
却速度にも幻応可能となろうなお、気水混合冷媒中の水
含有率が気体より犬、即ち水／気体混合比が１０超の範
囲では前述した冷却器１す稼動芒せなくとも、気体冷媒
の冷却は同時に噴射される水冷媒によって有効に冷却さ
れ気体冷媒渦層は８０℃以下に抑制芒れるからあえて、
冷却器を常時、稼動せしめる必要がなく、冷却器のラン
ニングコスト低減にも有益なものである。

芒らに本発明の実施例を述べ具体的に説りＪする。

実施例 通常の工程で冷間圧延した後第３図に示される連続焼鈍
工＆８を通板してＦ９ｉ望する冷却速度で拐１１の異な
る深絞シ用、一般加工用、高張力用の各伶姑’ＫＩＮ＆
　（０，６Ｘ１２１９ＸＣｏｉｌ　、　　Ｉ　５　ｔｒ
ｕ＋　）　　’ｒ−”Ｊ＊Ｌするに１％し、冷却器とし
て・イ）円形状汀水装置ｇ、、（第２図）、口）土部注
水ｔ＋　Ｉｉ′も（第５［交ｊ）、−・）熱交換器（間
接冷却）の３柚類を適用して、名冷灯器乞使用しない［
（Ｓｌと噌イｊ；゛の冷却４点ｆｆ１’＋ｆ　Ｉ’Ｊ　
’７　Ｌｌ、軟（汀シ１表にその結果牙ま吉めた。なお
、いＪ力も、？令去Ｉｊ向ｍｊ　’６４帯渦ｍ１７００
℃、ラインスｔ：″−ｌ°３００ｍ／ｍ１ｎ一定と（−
１最大冷却イ）助長は１５ｍとｔ、ｆξ。

第　　　　　１ ；　　　　　　１ １　　　　　　　深　　絞　　シ　　　用　　鋼　　板
１７７− 第１表からいずれの冷却器を使用した１寺でも、水／気
体混合比が低い深絞り用鋼板で顕著な冷却効！１トが認
めらｉＬる。たたし、水／気体混合比が高い一般力１１
」−用鋼板及び７２＋張力鋼板に冷却器ンー稼動いせて
もほとんど影響ぜす、冷却器を稼動する必曹は全くない
ことが判る。

なお、冷却器全比較すれば、円形注水装置１が若士気体
冷〃１（冷却効果が優れているが、上部注水装ｆｆ’ｊ
及０゛熱交換器を用いてもそれなりの効果が期待できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は所望する冷却速度と水／気体混合比の関係を示
す特性図、第２図は本発明の方法の適用有無に丸・ける
気体温度の影／＃を示す特性図、第３図の、本発明の試
験例で使用した排気ダクト内に嵌摺ゼしめた汗水装置７
（の縦断１９１図、第４図は本発明に係る冷却器を組込
んだ銅帯の連続焼鈍ラインの全体し１、第５図は第４図
の１次冷却装りの俊都拡犬図、第６図は第３図に示す注
水装飲の別態様を示す継断面ＩＱである。 １・・・Ｎ　却７ｕＶ　、２・・・Ｖ［気ダクト、３・
・・注水ノズル、４・・・注水支η・、５・・注水配♀
１．６・・・ＯＪ′１射水膜、１４・均熱帯、１５・・
・１次冷却装置す４．１６・・・Ｊｂ時効帯、１７・・
・２次冷却装置、２５・銅帯、２７・・・気水チャンバ
ー、２８・・気体噴出ノズル、２９・・・水噴出ノズル
、３０・・・刊水口、３■　排水も、３２　・循環タン
ク、３５，４０，４１．６０　・・ポンプ、３６・・吸
水管、３７−・・熱交換器、３９・・クーリングタワー
、４３，４４，４５，４６，４７゜５１　、５６　、５
７　、５８・・１ｂ４磁弁、４８・・・排気口、４９・
・・排気ダクト、５０・工業用水配も、５２・・・ミス
トセパレーター、５３・・プロワ−１５４・・・給気本
管、５５・・紹気支％、５９・・・排水１」、６Ｊ・・
・温度側。 ”／ａ’９”５１ｃ４ｆｂ　　［７Ｋ（Ｋｌ−）／＠４
（、、”Ｊフト／＠イ十弓ｇ４シ゛ヒヒ 祐

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）　高温銅帯に水／気体混合比４ル゛ｌｌ卜して、
   気体ｒ１′１独もしくは、気水混合流ｆ：　Ｉ’ｉ４射
   して鋼帯を制御Ｔｌ１ｌ伶却−りる方法において、気体
   と水を夫々独立循環使用すると共に、気体循環系路に冷
   却器を設け、気体噴射時の気体温度が８０℃以上の時の
   み、前記冷却器を稼動せしめることｆ：特徴とする鋼帯
   の気水混合流噴射冷却力法。
2. （２）冷却室全連続［７て通過する心高ＩＡ　＠１１）
   に、気体／液体混合流を噴射して制御冷却する装＋ｆ′
   １．において、冷却室に股りた排気口および排液１」に
   連通する気体循環系路およびＶｔｔ体’１１４　ｉＭ糸
   路乞・ぞれぞれ独立に股１ｒ−Ｌ、前記気体循環系路に
   冷却器ヲｔシけたことを特徴とする高温銅帯の冷却装置
   。
3. （３）　　気体循環系路に冷却缶、液分１〜ｌ（Ｌ！（
   、および測温器を配設した特許請求のｆｆｑλ１ｈ（第
   ２項記載の装ｊ白、。
4. （４）　　冷却器に液体循環系路内にを）る冷却液を供
   給する配βを設けた特許請求の範囲第３項記載の装置。