JPS60125331A - 連続焼鈍における鋼帯の冷却方法 - Google Patents

連続焼鈍における鋼帯の冷却方法

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JPS60125331A
JPS60125331A JP58230602A JP23060283A JPS60125331A JP S60125331 A JPS60125331 A JP S60125331A JP 58230602 A JP58230602 A JP 58230602A JP 23060283 A JP23060283 A JP 23060283A JP S60125331 A JPS60125331 A JP S60125331A
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cooling
steel strip
cooler
roll
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洋 井家上
Katsuhiko Yui
湯井 勝彦
Tadashige Nanba
難波 忠茂
Yasuo Misawa
三澤 康雄
Takeo Dazai
太宰 武生
Yoshio Saito
斎藤 義夫
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    • 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
    • C21D9/573Continuous furnaces for strip or wire with cooling

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  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
  • Control Of Heat Treatment Processes (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】 (産業上の利用分野〕 木兄ゆJは銅帯の連続焼鈍においてロール、内に冷却媒
体を流通させる如く構成した銅帯接触冷却ロールを用い
て銅帯の冷却を行う際の均一冷却方法に関フるものでお
る。
(従来技術) 内部に水等の冷却媒体を流通せしめる構造のロールに高
温の鋼?+? ’fr接触させて通板し陪帯とロール表
面との間の固体接触熱伝達にょシ鋼帯を冷却することは
既に知られていることである。(例えは日本鋼管技報階
96,19821水冷ロール技術のNKK CAL f
ロセスへの適用」参照)ところがこの冷却方法は一度不
均一な冷却状態が生じるとそれかますます増幅されると
いう本質的に不安定な特性を有している。すなわち銅帯
幅方向の一部分が周囲よりも余計に冷却されると銅帯の
熱収縮によりその部分の張力か周囲よシも大となシ、銅
帯とロールとの間の接触圧も大となって熱伝達量も増加
し余計に冷却された部分はますます冷却が進むという現
象を呈する。ロール冷却の機vk祉このように本質的に
不安定なものでl)例等かの板幅方向冷却皿の制御手段
を伽えなけれV!安定な操業ができないものである。
板幅方向の冷却飯の制御手段としては様々な方法が開示
され1いる。たとえは特公昭57−49097号公報に
示されるように冷却ロール内の冷媒流路を板幅方向に複
数群に分け、各々の流路におりる冷媒流折を制御する方
法がある。
しかしな〃5ら鋼帯から冷却四−ルへの熱流量に対して
は鋼・11Fと冷却ロール表面との接触熱コンダクタン
スが支配的であυ、冷媒流路における熱抵抗は一般に小
さいのでこの方法では充分な制御効果は期待できない。
また別の方体として冷媒流路を板幅方向に複数群に分け
、各々の流路における冷媒圧力を変えることによシ冷却
ロールのクラウンを変更せしめる方法(例えは特開昭5
7−116734号公報)もあるが大きな圧力を必要と
し設備費も多大なものとなる。さらに別の方法として冷
却ロール背面から銅帯エツジ部に向けてガスジェットヲ
吹き伺は冷却ロールと銅帯との接触不良が起こシ易い銅
帯エツジ部を補助的に冷却する方法もある。(%開昭5
6−41321号公報)しかしながら冷却ロールと銅帯
との不均一接触は鋼帯エツジ部で起こるとは限らないた
めこの方法のみでは充分な均一冷却を達成することはで
きない。
今一つの方法として冷却ロールの背面に近接して複舷個
のガスジェットノズルを設けその補助冷却効果によシ冷
却の均一化を計ろうとするもの(例えは特公昭56−1
0973号公報)もあるが一旦冷却ロールに銅帯が捲き
付きその張力分布に大きな不均一を生じた後ではか〃為
る方法でその不均一接触を是正するには極めて強力なガ
スジェットを心安とし実用性に乏しい。
(発明の目的ン 本発明はかかる従来技術の問題点を解決した鋼帯を均一
に冷却する方法を提供するものである。
(発明の構成作用) すなわち本発明は冷媒を流通させる1個もしくは複数個
の冷却ロールからなる銅帯の冷却設備において、第1冷
却ロールの入側に設けた銅帯幅方向温度分布制御用の〃
スジエツトクーラの風量をMpaお。−2□、よ、ゆえ
、お、ヵ。。、。ア 、い有金検出する冷却設備用側温
良計の信号と該!度分布制岬用ガスジェットクーラと第
1冷却ロールとの間に設けて銅帯幅方向の温度分布を検
出する冷却設俯入側温度計の信号の両者を用いて制御す
ることを%徴とする一帯の冷却方法を要旨とするもので
ある。
(実施例) 以下本発明の1実施例に基づき具体的な同各について説
明する。
第1図は冷却設備の全体図を示すもので図ボされていな
い加熱炉、均熱炉を経てきた鋼帯1はまずプライドル2
を通シその張力が強められる。これは冷却ロール7を通
過する銅帯の張力をできるたけ大きくして銅帯と冷却ロ
ールとの接触の均一化を計るためである。ついで鋼帯1
は温腿分布制両用ガスジェットクーラ3な通過する。制
御用ジェットクーラ3は第2図に示すように銅帯幅方向
に複数個に分割されておシ各々にその風量を鉤節する制
御弁4(a−e)が設けられている。制御用ジェットク
ーラ3で幅方向温度分布をMWされた鋼帯1はデフレク
タロール6′t−経て冷却ロール44t7に到る。第1
図においては冷却ロール7は5本で構成されており、そ
のうち7b、7dは固矩され、7 a * 7 e +
 7 eは圧下装置8a+8c+8eによシ上下動し銅
帯の冷却ロールへの捲付角を変更せしめることによシ冷
却終了時の銅帯温度を制御する・ 冷却終了後の銅帯はデフレクタ7−ル9を経、さらにプ
ライドル11を経て通常の張力に戻り後続する過時効炉
(図示せず)へ送出される。
第3図は制御用ジェットクーラの制御能を示した例で板
幅1000m、板厚Q、 85 wm、入側温度650
℃の一帯(速度250m/分)を1本の冷却ロール(径
15001111+1捲付角116度)によυ冷却した
場合の出側温度分布である。実線は制御用ジェットクー
ラを用いなかった場合で銅帯エツジ近傍では冷却ロール
に生じたサーマルクラウンのため接触不良となり全く冷
却され々い状態となっている。一方破線はエツジ10(
11+1の部分に制御用ジェットクーラを適用(冷却長
1.5m、熱伝堰係数50 k c a l 7m2h
 ℃、冷却ガス温度100℃〕した場合で、冷却ロール
入側で約3℃低くすると出側では約9℃鋼帯温度が低く
なっておシエッジ近傍での冷却不足が大幅に改善されて
いる。
このように冷却ロール入側に制御用ジェットクーラを設
けることはその制御効果が冷却ロール出側で数倍に増幅
されて現われることが大きな特色であシ冷却ロールの途
中や出側に制御用ジェットクーラを設置してもこのよう
な効果は期待できない。この効果は従来技術の項の冒頭
でも述べたように部分冷却が部分張力増となシこれが更
に部分冷却を助長するというロール冷却の本質的特性に
基づくものである。
第4図に制御用ジェットクーラの制御能を示す今一つの
例として冷却ロール数5本の場合を示す。
条件は鋼帯寸法1. o m厚x1060m+(幅)a
 F!L212 m /分 冷却ロール径1500M 巻付角(各)143度 で、冷却ロール入側で約30℃の板温不均一を生せしめ
た場合最終冷却ロール出側では75℃の板温分布となっ
ておシ該ジェットクーラの制−効果が2.5倍に増幅さ
れることを表わしている。
さてこのような制御能を有する制御用ジェットクーラを
用いた具体的な制−系の構成としては、(4) 水冷ロ
ール出側に設けた温既計10の信号によp制御用ジェ、
トクーラの風量分布を制御するフィードバック制御ルー
プ (B) 水冷ロールの入側に設けた温度計5の信号によ
p制御用ジェットクーラの風量分布を制御するフィード
フォーワード制御ループの両者を具備しなけれにならな
い。
まずフィードバック制御の内容について述べると例えは
温度計10の信号すなわち銅帯の幅方向温度分布(第5
図)は演算制御器12に入力され、演算制御器12は該
温度分布θdの平均値θdからの偏差に応じて冷却ガス
量の劃−弁4の開度を出力する(鋲6図)さてこのよう
なフィードバック制御は定席偏差を小さくするためには
極めて有効な手段でわるが制−位置(制御用ジェットク
ーラ3の位置)から板温検出位置(温度計10の位置う
までの銅帯の移送時1t++ %冷却ロールのサーマル
クラウンが安定化するまでの時間咎を考慮して制御応答
性を定めねはならない。す力わちこれらの遅れ一時1i
i4よシ充分長いピッチをもった外乱に対しては4効な
制御が可能であるが短周期の外乱に対して制hILよう
とすると)・ンチングを生じ安定な制御はできない。こ
の遅れ時間は設備の仕様にもよるが一般に10〜20秒
の値をもっているフ4−ドフォーワード制呻ルーゾはこ
のようなフィードバック制−の低応答性を改善するため
のもので制御用ジェットクーラ3の直後に設けた板温計
5の(8号を用いるものである。この方法によれは制御
用ジェットクーラの一次的な効果すなわち冷却ロール入
側の板温分布は直ちに検出できるのでこの板温分布と冷
却ロール出側板錫分布との関係を予め知っておけは早い
応答性をもつ制−が可能となる。
冷却ロール出側の板温分布(平均値からの偏M)をΔθ
d1冷却ロール入側の板温分布をΔθeとしたときプロ
セスゲインGは のように表すことができる。よって なる入側板温分布となるよう演カ、制御器12によシ制
呻用ジェットクーラの冷却風量を制御すれは出側板温分
布を均一なものとすることかできる。
もちろん実際にはこのプロセスゲインGを完全に正確に
把握することはできないのでフィードフォーワード制−
のみで完全に均一な冷却は達成できず、上述のフィード
バック制−と併用することにより応答性にすぐれかつ定
常偏差の少い制御か可能となる。本発明によシ従来は1
00秒以上のピッチを有する外乱のみしか安定した制−
を行えなかったのに対し10秒以下のピッチの外乱も安
定な制御が口J能となり出側板温偏差も20℃以下とす
ることができた。
(発明の効果) 以上述べたように本発明によれはロール作動のもつ本質
的に不安定な冷却過程を安定化することができ板幅方向
の拐質むらや形状不良の問題を解決することかできる。
ロール冷却は水媒体と銅帯とを直接接触させる従来の冷
却方法とは異なシ、銅帯を酸化させることなく相賀的に
必要々高冷却速度を得ることのできる画期的技術であり
板幅方向の冷却均一化が唯一の問題点とされていた。本
発明りかかる問題の解決をもたらすものであシ今後の銅
帯連続焼鈍技術の向上に大きく寄与するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は四−ル冷却設備全体図、第2図り制御用ガスジ
ェットクーラ詳細図、第3図は板幅方向温度制御用ジェ
ットクーラの制御能を示す図、第4図は板幅方向温度制
御用ガスジェットクーラの制御能を示す図、第5図は銅
帯の幅方向温度分布の例、第6図は板幅方同温腿制−用
ガスジエツトクーラに苅する演算制御器の出力を説明す
る図である。 1・・・鋼帯、2・・・入II+プライドル、3・・・
ガスジェットクーラ、4・・・制御弁、5・・・温度計
、6・・・デフレクタロール、7・・・冷却ロール、8
・・・冷却ロールの圧下装置、9・・・デフレクタロー
ル、10・・・温度計、11・・・出側プライドル、1
2・・・演算制御器。 特許出願人 新日本製鐵株式會社 俸3目 算4 日 第5 図 箪6図 板暢

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 連続焼鈍炉内に設けた冷媒乞流通させる1個もしくは複
    数個の冷却ロールからなる銅帯の冷却設備において、第
    1冷却ロールの入側に設けた銅帯幅方向温度分布制御用
    のガスジェットクーラの風量をiIk終冷却ロール出側
    に設けた銅帯幅方向の温度分布を検出する冷却設備入側
    温度計の信号と核温嵐分布制呻用ガスジェットクーラと
    第1冷却ロールとの藺に設けた銅帯幅方向の温度分布を
    検出する冷却設備入側温度計の1h号の両者を用いて制
    (財)することを特徴とする連続焼鈍における銅帯の冷
    却方法。
JP58230602A 1983-06-11 1983-12-08 連続焼鈍における鋼帯の冷却方法 Granted JPS60125331A (ja)

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