JPS5980731A - 連続物品の冷却装置及び該冷却装置を有する焼なまし炉 - 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】 本発明は金属ストリップのような連続する薄い金属板が
冷却される炉の部分に広く関係し、特をこ高強度鋼の製
造に用いられる焼なまし炉のガス噴射冷却部に関する。

このような焼なまし炉において、連続する金属ス）　Ｉ
Ｊツゾはそれがガス噴射冷却部に入る前に分離した加熱
および均熱部を介し連続して移動し、いわゆる、熱間金
属ストリップは、例えば、それがガス噴射冷却部を介し
て一つまたはそれ以上の方向に移動するとき、金属スト
リップに対し衝突する特殊保護冷却ガスの噴射または流
れにより７６０°Ｃ（１４００°Ｆ’）の温度から５３
８°Ｃ（１０００°Ｆ）まで冷却されるためである。ス
トリップの冷却はそれが後の焼入れおよび再加熱のため
にガス噴射冷却部を出るとき、ストリップは５６８°Ｃ
（１０００°Ｆ’）の非常に高い温度であることに関係
する。冷却がスの温度は重要な要因であり、例えば、要
求されるストリップの冷却、所望のス）　ＩＪッデの生
産速度および使用される冷却ガス量による。

より良い均一な冷却は実質的に低い温度でがスの少量の
流れとストリップを接触させるよりも、冷却されるよう
に望まれたストリップにその温度に近いまたはほぼ等し
い温度でガスの大量の流れと金属ストリップを接触させ
ることにより得られる。上記した例について説明すると
、例えば１４９°Ｃ（３００’Ｆ’）の非常に低い温度
で冷却がスの非常に少ない量の流れとストリップを接触
するよりも、例えば４８２°０（９００’Ｆ’）（７１
＠度で冷却ガスの充分な大量とストリップとを接触する
ことにより、ストリップを５３０’ｃ（１００００Ｆ）
まで冷却することが有効である。

本発明に関する冷却ガスは他の方法では非常に高く考え
られる温度であることは上記により認識される。

本発明はこのような冷却部で生じるコールドスポットの
消滅または実質的な減少により、およびストリップが炉
のこの部分を通過するとき金属ストリップの温度調整の
均一性に逆に影響することにより焼なまし炉のガス噴射
冷却部内を更に均一な温度に維持するように特に設計さ
れる。

簡単に述べると、本発明は焼なまし炉の冷却部であり、
その部分は周囲大気からシールされ、金属ストリップま
たは帯板のような連続する要素が一つまたはそれ以上の
方向へ通過する垂直に延びた室を有する。装置は連続要
素が垂直に室を通過するとき、要素の反対側に対し冷却
ガスの直面する流れを衝突させるように設けられる。室
と連通関係に室の傍に配置された装置は移動する要素に
対し衝突するためにガスの再使用の前に、室から移動し
た冷却ガスに対して供給される。装置はガス冷却装置に
より冷却され、要素の均一な処理に影響するコールドス
ポットを室内に生じるような室内にガスの逆流を消滅す
るために設けられ、要素の冷却に用いられるガスの循環
は連続閉鎖ループシステムといわれるものであり、すな
わち室内の移動する要素に対し衝突するガスは最初に室
から移動し、冷却され、ついで要素に対し衝突するため
室に循環される。

本発明は図面を参照することにより、さらに良く理解さ
れるであろう。

第１図より、高強度鋼の製造のために設計され、予熱部
６、加熱部７、均熱部８、ガス噴射冷却部９、焼入れ装
置１０、再加熱部１１、過時効部１２、および焼なまし
のため連続する金属帯板またはストリップ１４、すなわ
ち鋼を連続して移動する急速冷却部１３のストリップ温
度調整構成部分を本質的に有する焼なまし炉を示す。加
熱または均熱部７，８のいづれか一方または両方におい
て輻射加熱器から高温排気ガスの予熱部６が金属ス）　
ＩＪツブ１４の露出面の酸化を防止するように２０４°
ＣＣ４００’Ｆ’）を越えない低い温度まで金属ストリ
ップ１４を予熱するように循環されるほかは、保護ガス
雰囲気は全ての部分に設けられる。

保護ガス雰囲気は所望の特別な結果により、容積で本質
的に９２〜９８チ窒素と８〜２チ水素の相関関係のある
量からなる。適当な焼入れ液体、すなわち、水１５はス
トリップががス噴射冷却部９と再加熱部１１との間を移
動するとき、連続する金属ストリップ１４に接触するた
めに焼入れ装置１０内に設けられる。

第２図および第３図より、ガス噴射冷却部９は金属スト
リップ１４が焼入れされる前に冷却のため第１に交互の
方向に垂直に通過する２つの垂直に延びかつ分割された
温度調整室を有する外部ケーシングまたはハウジング１
６を本質的に有する。

外部ハウジング１６は適当な装置、すなわち、がス入ロ
開口１９．２０およびがス出ロ開口（図示せず）を有し
、窒素および水素の保護ガス状雰囲気が室１７．１８に
循環されるようにし、室を浄化されるようにする。適宜
設計された輻射加熱器２１はガス噴射冷却部９の室１７
．１８内のガス状雰囲気を放射して加熱するため室１７
．１８に設けられる。直面する対のノズル２４．２５の
垂直に延び、隔てられた隆起２２．２３は水平に隔てら
れ、整合された対の直面するノズル２４゜２５の間をス
トリップが移動するとき、金属ストリップ１４に対し冷
却ガスの流れまたは噴射を衝突するために、各室に設け
られる。特にテーパーのある充満部２６．２７はノズル
の各隆起２２゜２３のノズル２４．２５に温度調整ガス
を循環するのに用いられる。テーパーのある充満部２６
゜２７はハウジング１６の４つの横方向に片寄る翼３０
の室１７．１８の傍に形成された隣接する区画２９内の
連通ずる充満部から横方向に延びる水平供給ダクト２８
に各連結される。各区画２９は垂直最上部の流体出口３
１を有し、これを通り、ガスは充満部２６．２７および
連通ずる対の直面するノズル２４．２５へその後の方向
のために隣接する供給ダクト２８内に区画２９を出る。

可変速度ファンまたはゾロワ３２は圧力の下でノズル２
４．２５に循環させるために区画２９から水平供給ダク
ト内にガスを引出すために供給ダクト２８の各に設けら
れる。充満部２５．２７およびノズル２４．２５を介し
てがスの流れを制御する可変速度ファン３２の使用は、
可変速度ファン３２が充満部２６．２７へガスの流れを
妨げおよび制御する装置として供給ダクト２８を拘束し
ないので、他のがス噴射冷却部９で通常用いられる回転
ダンパ３３（破線で示す）の使用を通して改良される。

可変速度ファン３２はより均一に調整された量のガスの
流れを供給ダクト２８を介して有する。流体人口３４は
各区画２９の垂直の最低部分に設けられる。ガス調節窓
３５は各流体人口３４に広がり、冷却装置３６は６窓３
５の頂上に取付けられる。

各冷却装置３６は本質的に熱交換器を有し、それを通る
水のような冷却液体は流体人口３４を通り区画２９に入
る高温ガスと熱交換関係のために循環する。６窓３５は
がスが区画２９に入る流体人口３４を閉じるように、−
斉に操作できる２組の回転ダンパ３７．３８を有する。

各冷却装置３６は隣接の並置された窓３５より面積が小
さいので、ガスが区画２９に入るとき、ガスが冷却装置
３６をバイパスできる開口３９を窓３５に形成される。

ダンパの第１の組３７は冷却装置３６と関連し、ダンパ
の第２の組３８はバイパス開口３９と関連する。ダンパ
の第２の組３８を閉じ、ダンパの第１の組３７を開くこ
とにより、高温がスは冷却装置３６を経由して区画２９
に入るように強制される。ダンパの第１の組３７を閉じ
、ダンパの第２の組３８を開けることにより、高温がス
はバイパス開口３９を経由して区画２９に入るように強
制される。またダンパは調整できるので区画２９に入る
加熱がスは冷却装置３６とバイパス開口３９との間で分
割される。この方法において、移動する金属ストリップ
１４に対し衝突するガスの温度は、金属スｌ−ＩＪツブ
１４の温度を維持しまたは低下するように調整される。

輻射加熱器２１は金属ストリップ１４の温度より高い温
度に加熱ガス状雰囲気を室１７．１８に製造するように
操作できるので、ある場合には、金属スｌ−リップ１４
は高温ガスとともに冷却装置３６をバイパスすることに
より、またはファン３２の簡単な停止操作により実際に
加熱できる。

冷却装置３６を介して冷却水を連続して循環することか
重要なことは当業者により認識できる。

しかしながら、窓３５の回転ダンパのため区画２９の流
体入口３４をシールすることは実際に困難であるから、
特に可変速度ファン３２が操作されないとき、区画２９
から冷却装置３６を介して室１７．１８に冷却ガスの僅
かな逆流があるのが普通である。室１７．１８内へ冷却
がスの脱出は室１７．１８内のガス状雰囲気の温度の均
一性に逆に影響するコールドスポットを室内に生じ、し
たがって、ガス噴射冷却部９に用いられた閉鎖ループが
ス循環システムのためにがス温度の均一性はノズルから
衝突されることである。室１７゜１８内の高温ガス状雰
囲気のある量は金属ストリップ１４ががス噴射冷却部９
に入り、それから出るとき失われるから、製造された保
護ガスは室１７．１８の流体入口開口１９．２０を介し
て室１７．１８内へ断えず循環される。

室１７．１８内の冷却がスの逆流は、室１７゜１８によ
り近い閉ざされた区画２９から隔てられた関係にある垂
直に直立した固体のガス不浸透壁状調節板４０の各横方
向に片寄った翼３０を有することにより打ち勝てる。直
立した調節板４０の垂直最上の頂部は冷却装置３６上で
垂直に隔てられた関係で終り、実際には、区画２９から
冷却装置３６を介して室１７．１８内にがスの逆流を阻
止するように、横方向に片寄る翼、各冷却装置３６の周
りの冷聞流しの壁および床と七もに形成される。調節板
４０は適宜の材料からなり、ガス不浸透障壁として作用
し、室内がより均一な温度を有するように室内の好まし
くないコールドスポットを消滅または実質的に減少する
ように室内に冷却装置３６により冷却されたガスの逆流
を文字通り阻止するので、がス冷却および加熱装置はよ
り効率よく、有効に操作できる。

垂直ながス充満部２６．２７および水平な供給ダクト２
８は輻射加熱器２１および室１７．１８内の高温ガス状
雰囲気により加熱されることは、また当業者により認識
できる。熱は直立した調節板４０により形成され、閉鎖
された区画２９の流体人口３４に導かれるＬ形状流体通
路４１内にこれらガス管から下方へ放射される。この熱
放射は好ましくなく、各閉鎖された区画２９と隣接する
調節板４０との間の垂直に直立した分割壁４２の設置に
より実質的に減少される。分割壁４２は横方向に片寄る
翼３０の床４３上に隔てられ、各流体通路４１内へ放射
する熱量は流体通路の口の大きさに比例するので、精密
な流体通路４１の口４４を効果的に減少する。

このように、高温の金属ス）　ＩＪツデの温度を維持す
るこ吉ができ、焼入れタンク内の次の通路に対して交互
に冷却または加熱できる。金属ストリップの温度調整の
柔軟な可能性は非常に有効であり、さらになお剛直であ
り、焼なまし炉の冷却部に通常設けられた輻射管加熱器
を介して冷却ガスまたは液体の循環により主として金属
ス）　ＩＪツブの冷却だけできる現存する装置と同じで
はない。

他の装置において玉輩出合う室内の好ましくない逆流は
ス）　ＩＪツゾが冷却部を移動するとき、高温金属スＩ
−ＩＪツブに対し後に衝突するガスの冷却に用いられる
冷却装置周りの冷間流しの使用により消滅される。

【図面の簡単な説明】

第１図は連続する金属ストリップの処理のために通過す
る種々な部分を示す焼なまし炉の略図、第２図は本発明
による焼なまし炉のガス噴射冷却部の断面略図、第３図
は金属スｌ−ＩＪツデが焼なまし炉のがス噴射冷却部を
移動するとき、金属ストリップに対し冷却がスの流れま
たは噴射を衝突するように用いられた充満部／ノズル装
置の断面図である。 ５：焼なまし炉、７：加熱部、８：均熱部、９：がス噴
射冷却部、１０：焼入れ装置、１４：金属ストリップ、
１５：水、１６：外部ノ１ウジング、１７．１８：温度
調整室、１９．２０：流体入口開口、２１：輻射加熱器
、２４，２５：直面するノズル、２６．２７：テーパー
のあるガス充満部、２８：水平供給ダクト、２９：区画
、３０：横方向に片寄る翼、３１：流体出口、３２：可
変速度ファン、３４：流体入口、３６：冷却装置、３７
゜３８：回転ダンパ、３９：バイパス開口、４０：がス
不浸透壁状調節板、４１：Ｌ形状流体通路、４２：分割
壁、４３：床。 代理人　浅　村　　　皓

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）連続要素冷却用装置において、 （ａ）　　周囲大気からシールされた垂直に延びた室を
   有するハウジングと、 （ｂ）　　冷却される前記連続要素が前記室を垂直に通
   過するための装置と、 （Ｃ）前記室の内外にガスを供給する装置と、（ｄ）　
   　がスを加熱するために前記室内に配置された装量と、 （ｅ）前記室を垂直に通過するとき、前記連続要素に対
   し冷却ガスの流れを衝突させる装置と、（ｆ）　　前記
   室から加熱ガスを除去し、前記連続要素に対しその冷却
   ガスを衝突する前に、そのガスが前記冷却装置を前方向
   に通過するときそのガスを冷却するための前記室と隣接
   しかつそれに連通関係に髪型された装置と、および （ｇ）　　がヌを阻止するように前記室と前記ガス冷却
   装置との間にガス不浸透障壁を形成し、前記室内の流れ
   から、反対の後方向に前記ガス冷却装置を通る通路によ
   り冷却される装置、とを有することを特徴とする焼なま
   し炉。 （２、特許請求の範囲第１項記載の装置において、ガス
   を除去し冷却する装置（ｆ）が、 （１）熱交換器と、 （ＩＩ）　　前記熱交換器を介して冷却液体を循環する
   ための装置と、および （２）冷却されるガスを前記熱交換器を介して循環する
   前記冷却液体と熱交換関係に前記交換器に向わせる装置
   とを有することを特徴とする焼なまし炉。 ′（３）特許請求の範囲第２項記載の装置において、ガ
   スを除去し冷却する装置（ｆ）は、 （ＩＶ’）　　前記ガスが前記連続要素に対して衝突す
   るために適当に調整された温度のとき前記熱交換器をバ
   イパスする装置を有することを特徴とする焼なまし炉。 （４）特許請求の範囲第６項記載の装置において、がス
   を除去し冷却する装置（ｆ）と障壁形成装置（ｇ）と、
   ガスを向けさせる装置（２）は、 ■）垂直に最低の底部内の水平流体入口のほかは、前記
   室のわきでこれにシールされた区画さ、（Ｖｌ）　　前
   記入口開口上で前記区画内に垂直に隔てられた関係に前
   記熱交換器を水平に位置する装置とを有し、前記熱交換
   器は前記入口開口より小さいのでバイパス開口が形成さ
   れ、 ■　前記入口開口と前記熱交換器とバイパス開口との間
   に配置された単独で作動する２組の回転ダンパを有し、
   前記熱交換器と関連し、前記区画内に前記熱交換器から
   のガスの流れを調整する１組のダンパと、前記バイパス
   開口と関連し、前記区画内に前記バイパス開口からのが
   スの流れを調整する他の組のダンパとを有し、および■
   　前記第１の区画と前記室間に垂直に配置された調節板
   を有し、前記調節板は前記熱交換器上で垂直に隔てられ
   た関係で終り、前記熱交換器に導く角度のある流体通路
   を前記第１の区画と形成し、かつ前記熱交換器と前記室
   内の流体入口とを介して前記室から後方にガスの流れを
   阻止するように設計されたがス不浸透障壁であることを
   特徴とする焼なまし炉。 （５）特許請求の範囲第４項記載の装置において、前記
   流体通路内の下方に熱の放射を減少するように前記区画
   と調節板゛との間の前記流体通路に垂直に位置する分割
   壁を有し、前記分割壁は前記調整板の垂直に最低の点上
   で垂直に隔てられた関係で終ることを特徴とする焼なま
   し炉。 （６）特許請求の範囲第５項記載の装置において、連続
   要素に対して冷却がスの流れを衝突させる装置（ｅ）は
   、 （Ｉ）　　前記連続要素が前記室を通して移動するとき
   、前記要素の反対側に対して冷却ガスの流れを衝突させ
   る複数個の直面するノズルと、（１）　　前記ノズルに
   冷却ガスを供給する充満部と、（ト）前記充満部と前記
   充満部を通り前記ノズルにガス冷却装置から圧力の下で
   冷却されたガスを循環させるためにガス冷却装置との間
   で共働する装置と、および （イ）前記充満部を通り冷却がスの流れを変える装置と
   を有することを特徴とする焼なまし炉。 （力　特許請求の範囲第６項記載の装置において、前記
   充満部を通り前記ノズルへ冷却された空気を循環する装
   置と前記充満部を通り冷却がスの流れを変える装置が可
   変速度ファンと前記ファンが作動する速度を変える装置
   とを有することを特徴とする焼なまし炉。 （８）特許請求の範囲第７項記載の装置において、（ｈ
   ）　　前記連続要素が前記室内に入る前に、前記連続要
   素を加熱する装置と、 （１）前記連続要素が前記室から出た後ただちに前記連
   続要素を冷却液体で焼入する装置とを有することを特徴
   とする焼なまし炉。 （９）　　加熱部と均熱部と連続する金属ストリップが
   継続して通過する冷却部とを有する焼なまし炉において
   、前記冷却部が、 （ａ）　　室から半径方向に突出しかつ少なくとも３つ
   の側壁と床により限定された少なくとも一対の反対に延
   びる翼を有する垂直に延びる室と、（′ｂ）前記室を介
   して連続する金属ストリップを垂直に向わせる装置と、 （Ｃ）前記金属ストリップの接近した側面にガスの流れ
   を衝突するために前記金属ストリップの反対側に水平に
   配置された複数個のノズルと、（ｄ）　　前記ノズルと
   連通ずる一対の垂直に配置された充満部とを有し、前記
   充満部は前記ノズルと前記半径方向に延びる翼との間に
   位置され、ガスが前記室から区画に入る流体入口のほか
   は、各充満部が前記最接近の隣接する翼内に水平に延び
   る連通供給ダクトと前記翼に形成され前記室からシール
   された区画上を有し、前記流体入口は前記区画が位置す
   る前記翼の床上に垂直に隔てられ、また各区画はガスが
   前記区画から隣接する供給ダクト内を通過する流体出口
   を有し、 （ｅ）　　前記流体入口上に垂直に隔てられた関係に各
   区画に水平に配置された熱交換器を有し、前記熱交換器
   は前記流体入口より寸法が小さいので、バイパス開口が
   ガスを前記液体入口に入れさせるために形成され、ガス
   が前記区画内に移動するとき前記熱交換器をバイパスし
   、 （ｆ）　　前記炉の前記冷却部の作動中前記熱交換器を
   介して冷却流体を連続して循環する装置と、（ｇ）　　
   前記入口開口と熱交換器とバイパス開口間に位置する２
   組のｔンパとを有し、（１）前記入口開口を閉じること
   、（ＩＩ）前記入ロ開ロ吉がスが前記熱交換器を介して
   循環する冷却液体と熱交換関係を生じる熱交換器さを経
   由してがスが前記区画に入るのを許すこと、（ＩＩ＋）
   がスが前記流体入口とバイパス開口とを経由して前記区
   画に入るのを許すこと、を交互に可能にし、 （ｈ）前記翼内に形成された前記隣接する区画から水平
   に隔てられた関係に各翼の床から垂直に延びる固体のが
   ス不浸透調節板を有し、各調節板は前記隣接区画より前
   記室により接近し、前記隣接区画の前記熱交換器上で垂
   直に終り、前記調節板は前記区画と床と前記床の側壁と
   ともに形成され、前記区画の前記入口開口に導く流体通
   路を有し、また前記調節板は前記翼の各に形成され、前
   記区画から前記熱交換器を介し前記室内にガスの逆流を
   防ぐための冷間流しを有し、 （１）　　前記充満部および連通ノズルに圧力の下で循
   環させるために、前記連通区画から前記流体入口を介し
   前記供給ダクト内にがスを引き入れるための各水平供給
   ダクトと共働するファンを有することを特徴とする焼な
   まし炉。 ００）特許請求の範囲第９項記載の炉において、各流体
   通路に垂直に配置され、゛前記流体通路内の熱の放射を
   実質的に減少する分割壁を有し、前記分割壁が翼の床上
   に垂直に隔てられた関係で終ることを特徴とする焼なま
   し炉。 （１１）　　特許請求の範囲第１０項記載の炉において
   、がスを加熱するための室に配置された複数個の輻射加
   熱器を有することを特徴とする焼なまし炉。 （Ｉ２、特許請求の範囲第１１項記載の炉において、焼
   入れ液体を有するタンクと、金属スｌ−ＩＪツデが冷却
   部の室を出た後前記金属ストリップを直ちに焼入れ液体
   内に向わせる装置とを有することを特徴とする焼なまし
   炉。 ａ３　　特許請求の範囲第９項、第１１項および第１２
   項記載の炉において、ファンおよび供給ダクトを通るガ
   スの当然の流れの速度を変える装置を有することを特徴
   とする焼なまし装置。