JPS6154090B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は加熱された部材（element）の冷却装
置に関し、特に熱処理炉から送り出された金属
板、例えばアルミニウム又は鋼鉄等の冷却に好適
である。この種冷却装置は、熱い金属板を動かし
支えるために同一駆動の複数列の金属タイヤ状車
輪或はローラーを有し、金属板はこの固定水平通
路に沿つて閉室を通り抜け、この閉室で金属板は
金属板の移動する下流方向で金属板に液体の流れ
を向ける通路上下の一連のノズルからの液体を受
ける。冷却液の量は冷却される金属板の厚みによ
つて通常決まる。

船が通る時に生じる航跡に幾分似たウエーク
（wake）が、ローラーと冷却液が接触する時にロ
ーラーによつて作られる。これらのウエークは金
属板にローラーの先端縁から及ぶ涙滴形区域を形
成してローラーの後の下流で液体が接触するのを
妨げ、十分な液体を金属板のこの区域に接触させ
ず、冷却工程の非常に重大な初期段階で金属板の
不均一な冷却が行なわれることになる。このよう
な不均一な冷却は金属板にそりやねじれを生じ、
使用するのに非常に困難な又時として平面性の見
地から受け入れられない様なゆがみ板を作る。そ
の上、ウエークは金属板に望まれる治金特性を生
ずるために金属板が冷却されるのに必要なある比
率を得ることを妨げる。本発明は基本的にはこの
問題を解消せんとするもので、ノズルによりロー
ラーのウエークをなくし又は実質的に減少して冷
却工程の初期の最も熱い時の金属板を均一に液体
と接触させる。

簡単に述べると本発明は冷却装置に係り、この
装置は水平方向に長い室を有し、室の中に複数列
の横方向に並んだ金属タイヤ状車輪或はローラー
があつて部材を支え、この固定水平通路にそつて
部材を移動する。複数個のノズルが通路の垂直上
下にあつて部材に冷却液を当てる。部材が冷却装
置に入る開口部付近の通路の下のノズルが隣接す
るローラー列間にあつて、多量の高速度冷却液と
ローラーとの接触時にローラーで生ずるウエーク
を粉砕消去するように流体の流れを当てる。尚、
ここで用いられている「部材（element）」は支
持ローラーによりウエークが生ずるのに十分な長
さと巾を持つ連続或は不連続の板状材料に用いら
れ、細い針金状材料と区別される。

本発明の他の目的は入口開口部付近通路の上の
ノズルの特定な位置にある。このノズルは液体を
重ねるような位置にあつて少なくとも初期に液体
が部材を完全に覆うのを確実にし、特に従来不適
当な位置のノズルによる間隔のあいた液体の流れ
で部材の通過時に冷却と再加熱を交互に受けがち
だつた部材の後端に対して有効である。

本発明の更に別の目的は冷却装置後端部付近の
通路の上にノズルを設けることにあつて、移動中
の部材の上面を流れ部材と共に冷却装置を抜け出
そうとする液体に対して逆流方向に液体の流れを
向ける。

前述したごとく、多量の高速度液が厚い金属板
を冷却するために用いられ、過剰な液の廃棄とい
う大きな問題を与えており、多量の水が動く板と
共に冷却装置を抜け出している。幾つかの吹き払
いノズルが冷却装置の出口付近の逆流ノズルと協
同するために設けられ、移動中の金属板の上面を
流れる液に対して横方向に流体の流れを向けこの
液体を板の向い合つた縦端縁に横に吹き払い、冷
却装置からの望ましくない液の流出を妨げるのを
助ける。

以下に本発明の構成を図面の実施例に従つて説
明すれば、第１図及び第１Ａ図及び第３図は複数
個のアルミニウム或は鋼板１１等の加熱された部
材を、例えば熱処理炉１２を出た後に冷却するた
め設計された装置１０を示す。冷却装置１０はハ
ウジング（housing）と同方向に並んだ室１４を
囲む水平方向に長いハウジング１３を有し、金属
板１１はこの中で水等の適切な冷却液で接触され
る。ハウジング１３は金属板１１が室１４を出入
りする入口開口部１５及び出口開口部１６を備え
る。

複数列の横方向に並んだ同種の平行な金属タイ
ヤ状車輪或はローラー１７が室１４の縦方向に間
隔を取つて置かれ、金属板１１が冷却装置１０中
を移動する時に入口開口部１５及び出口開口部１
６の間で固定水平通路として金属板１１を支え
る。各列のローラー１７は30.5cm（12インチ）程
度の接近した間隔を取り、適切な装置により同一
駆動或は回転される。

上下複数列の横方向に並んだ同種の平行なノズ
ル１８及び１９が通路の上下で室１４の縦方向に
間隔を取つて置かれ、金属板１１が冷却装置１０
を通つて移動する方向に下流方向で移動中の金属
板１１に冷却液の流れ或は噴流を当てる。

この分野の技術の熟練者は、冷却工程の重大な
時期が金属板の最も熱い時の初期に生ずることを
理解している、一例としては金属板がアルミニウ
ムで構成されている場合482℃−538℃（900〓−
1000〓）の温度まで加熱された時である。この時
期に金属板１１が多量の冷却液で均一に冷却され
ることが重要である。従つて、室１４の入口開口
部１５付近のノズルの数及び位置が金属板１１の
均一な冷却にとつて重要で重大である。入口開口
部近くのノズルは、入口開口部１５より更に下流
にあるノズルに比べ一層多量の高速度液を室１４
に入つて来た金属板１１に対して当てるように設
計されている。第１図及び第１Ａ図から、連なる
下流のノズルは連続的に少なくなる冷却液の流れ
を金属板１１に当てるように並べられていること
が判る。

第４図には各ローラー１７の脇と後方の下流に
生じたウエーク２０が示されている、これは特に
多量の高速度冷却液がローラー１７に接触する場
合に顕著である。ウエーク２０は金属板面に類似
したほぼ涙滴形の区域２１を形成し、この区域は
冷却液と十分に接触されない。従つて極めて熱い
金属板１１は初期に液体と均一に接触されず均一
に冷却されない。そのために金属板１１に不均等
な熱収縮が生じ望ましくないそりとねじれが金属
板１１に生ずる。その上ひどくゆがんだ金属板１
１は仕上りの物理的特性に有害な影響を与える冷
却と再加熱の繰返しを受けることがある。従つて
これらのウエーク２０を特に冷却工程の初期にお
いてなくすことが必要である。ウエーク２０は、
冷却される金属板が204℃（400〓）以下の温度に
ある場合は重大要因とならないことが知られてい
る。

再び第１図及び第１Ａ図及び第３図に関し、入
口開口部１５付近の移動する金属板１１の通路の
垂直下にあるノズル１９の最初の８列は、ローラ
ー１７の後のウエーク２０及び涙滴形区域２１を
粉砕し或は追いやつて冷却液が移動中の金属板１
１と一層均一に接触するように特別に設計されて
いる。通路下のノズル１９の最初の８列は、隣接
する上下流ローラー１７の列の各々一対の間で３
種類のノズル２２及び２３及び２４を各々有す
る。第１番目の一連のノズル２２はその放出口を
下流ローラー１７の列付近の通路に接近して有
し、下流ローラー１７の列のローラー１７の直前
と脇で金属板１１の下側へ角度をもつ比較的高速
度の液体の流れを向け、ウエークを粉砕或は実質
的に減少させローラー１７の直後の小さな区域に
限定する（第４図の破線で示した小さなウエーク
区域と比較参照する）。この第１番目の一連のノ
ズル２２の縦軸は通路平面に対して45゜以下の角
度で例えば10゜−20゜の角度で配置されるのが良
い。第２番目の一連のノズル２３は、その放出口
をローラー１７の上流付近の通路に一層接近して
有し、比較的速度の冷却液の流れを上流方向でロ
ーラー１７の直後の減少されたウエーク区域内へ
向ける。第３番目の一連のノズル２４は上流ロー
ラー１７の列付近の通路より一番遠くにその放出
口を有し、比較的高速度の冷却液の流れを隣接す
るローラー１７の列の間において移動中の金属板
下面に対してほぼ垂直上方に向け、金属板１１に
十分な量の冷却液が接触するのを確実にする。第
３番目の一連のノズル２４の縦軸は移動する金属
板１１の通路平面に対して45゜以上の角度、例え
ば55゜−65゜の角度で配置されるのが良い。

このようにローラー１７の隣接する列の間にあ
る３種類のノズル２２及び２３及び２４は、ウエ
ークが移動中の金属板１１の均一な冷却を著しく
妨げる冷却工程の少なくとも最初の4.57ｍ−6.10
ｍ（15−20フイート）の間にローラーで生ずるウ
エークをなくし、適当量の冷却液が金属板１１に
接触するのを確実にするため設けられている。

入口開口部１５を入つて来る金属板１１に対応
する上下第１番目の一連のノズル１８及び１９は
角度調整可能で、金属板の上面と下面が冷却液に
より縦方向に同位置で同時に接触されない場合に
発生する金属板のへこみ又は弓なりの曲がりを防
ぐため、金属板１１の縦方向の同部分に接触させ
るようにノズルからの液体の流れを向けることが
出来る。

上列のノズル１８の最初の４つは、金属板１１
が室１４に入つて来る時に移動中の金属板１１に
下流方向で冷却液が重なり合う流れを向け、金属
板が冷却装置を通る時に冷却と再加熱を交互に受
けぬように金属板１１の後端を冷却液で完全に覆
う。この問題はスプレー又はノズルが重複する液
体の流れを生ずるように設計されていない従来の
装置で発生し、室１４に入つて来た金属板１１に
噴霧又は当てられる不適当な間隔の重複しない液
体の間を通る時に金属板の後端は冷却液によつて
断続的に接触される。

第１図及び第１Ａ図及び第２図には本発明の別
の目的が示されており、それは通路の垂直上にあ
つて移動中の金属板１１に逆流の上流方向で高速
度の液体の流れを当てて、金属板が冷却装置１０
を通過する時に金属板１１の上面を流れ運ばれる
多量な使用済冷却液を追いやり、冷却液を出口開
口部１６を通つて逃げるのを止めるため設けられ
た出口開口部１６付近の複数列の横方向に並んだ
同種のノズル２５及び２６である。逆流ノズル２
５及び２６の列は一直線で移動中の金属板１１に
直角であつても、或は第２図に示されているごと
く山形であつても良い。この山形ノズル２５及び
２６は過剰液体を金属板１１の縦端縁へ横方向に
追いやるため設けられている。

複数列の縦方向に長い同種の吹き払いノズル２
７乃至３０が逆流ノズル２５及び２６付近の上流
に設けられ、移動中の金属板１１の上面を流れる
使用済冷却液に対して横又は側方に流体を吹き、
金属板１１の縦端縁付近へこの液体を追いやる。
このように逆流ノズルと吹き払いノズル間に冷却
装置１０からの多量の冷却液流出を防ぐ十分な力
がある。

ここに非常に改良された冷却による金属板を生
産する冷却装置を説明し、さらには冷却工程に用
いられる多量の冷却液を冷却装置内に閉じ込め、
冷却装置を出る金属板に液体が同行するのを妨げ
る装置を説明した。ノズルは従来の設計によるも
のであつても良い、すなわちローラーで生ずるウ
エークを消去し、金属板の望ましくない冷却と再
加熱の原因となり特に金属板後端に多く発生する
冷却されない熱い個所を消去し、そして金属板の
上面で冷却装置を抜け出そうとする過剰冷却液を
除去するのに重要なのはノズルの位置である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図及
び第１Ａ図は本発明による冷却装置の縦断面図、
第２図は第１Ａ図の２−２線から見た冷却装置後
端の平面図、第３図は第１図の３−３線から見た
冷却装置の横断面図、及び第４図は移動する部材
を支えるローラーに冷却液が接触する時冷却液で
生ずるウエークを説明するため描かれた上面略図
である。 １０……冷却装置、１１……金属板、１２……
熱処理炉、１３……ハウジング、１４……室、１
５……入口開口部、１６……出口開口部、１７…
…ローラー、１８……通路上のノズル、１９……
通路下のノズル、２０……ウエーク、２１……ウ
エークにより形成される区域、２２……ウエーク
消去ノズル、２３……ウエーク区域を消去し冷却
するノズル、２４……金属板の冷却を確実にする
ノズル、２５，２６……逆流ノズル、２７，２
８，２９，３０……吹き払いノズル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 金属板等の、加熱された部材（element）の
   冷却装置にして、部材が出入りするための入口及
   び出口開口部を持つ水平方向に長い室と、部材を
   支える複数列のローラーを有し、各列の横方向に
   並んだローラーが部材の移動方向に垂直な水平軸
   の回りに回転でき開口部間の室を通るほぼ水平な
   通路に沿つて部材を案内する装置と、通路に沿つ
   て部材が移動する時に冷却液を部材に向けるため
   通路の上下にある複数列の横方向に並んだノズル
   とを備え、通路の下にあるノズル列が、少なくと
   も入口開口部付近の隣接する上下流ローラー列の
   間にあつて部材の均一冷却を妨げるローラー後の
   下流のウエーク（wake）区域内に流体の流れを
   向けウエークをなくし或は実質的に減少して部材
   を一層均一に冷却する複数個のノズル（以下ウエ
   ーク消去ノズルと呼ぶ）を備えることを特徴とす
   る冷却装置。 ２ 前記下流ローラー列のローラーの前と脇へ冷
   却液の流れを向けて前記ウエークを減少しローラ
   ー後の直下流のより小さな区域に制限する第１番
   目の一連のノズルと、前記上流ローラー列のロー
   ラー直後の減少したウエークによる小さな区域内
   に冷却液の流れを向ける第２番目の一連のノズル
   とを有することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載の冷却装置。 ３ 前記上下流ローラー列の間へ冷却液の流れを
   向け前記部材の適切な冷却を行なうのに十分な冷
   却液量の供給を援助する第３番目の一連のノズル
   を有することを特徴とする特許請求の範囲第２項
   に記載の冷却装置。 ４ さらに前記部材の移動方向にほぼ上流方向へ
   比較的低速度の冷却液の流れを向けるため設けら
   れた前記第２番目のノズルと、比較的高速度の冷
   却液の流れを部材に向けるため設けられた前記第
   １番目及び第３番目のノズルとを有することを特
   徴とする特許請求の範囲第３項に記載の冷却装
   置。 ５ さらに前記部材の通路の垂直上にある前記複
   数列のノズルが、少なくとも前記入口開口部付近
   にあつて部材の移動方向に下流方向で重なり合つ
   た液体の流れを部材に当てることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載の冷却装置。 ６ 前記出口開口部付近の前記部材の通路の垂直
   上にあつて移動中の部材上面を流れる液体に流体
   の流れを向け流れる液体を追い散らし液体が部材
   と共に出口開口部を通る動きを妨げる複数列の逆
   流ノズルと、逆流ノズル列に隣接して部材の通路
   の垂直上にあつて部材上面を流れる液体に対して
   横方向に流体を向け部材の縦端縁へ流れる液体を
   押しやる複数列の吹き払いノズルとを有すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の冷却
   装置。 ７ 特許請求の範囲第１項又は第４項又は第５項
   又は第６項において、前記通路上下の前記上流ノ
   ズル列のノズルの角度調整装置を有することを特
   徴とする冷却装置。 ８ 特許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれか
   において、前記ローラーの同一回転装置と、前記
   通路の上にあつて通路に沿つて移動する前記部材
   に冷却液を当てる前記複数列の横方向に並んだノ
   ズルと、このノズル列は前記入口開口部付近にあ
   つて液体の流れを下流方向で重なり合つて部材に
   当てる複数列のノズルを含む、を有することを特
   徴とする冷却装置。 ９ 前記通路の上下にあつて前記室に入る前記部
   材に対応する第１番目の前記ノズル列のノズルの
   角度調整装置を備える特許請求の範囲第８項に記
   載の冷却装置。 １０ 前記出口開口部付近の前記部材の通路の垂
   直上にあつて移動中の部材上面を流れる液体に液
   体の流れを向け、流れる液体を追い散らし液体が
   部材と共に出口開口部を通る動きを妨げる複数列
   の逆流ノズルと、逆流ノズル列に隣接して部材の
   通路の垂直上にあつて部材上面を流れる液体に対
   して横方向に流体を向け部材の縦端縁へ流れる液
   体を押しやる複数列の吹き払いノズルとを備える
   特許請求の範囲第９項に記載の冷却装置。