(57)【要約】【課題】鋼帯の幅方向の均一冷却を行い、鋼帯の蛇行やロール疵の発生を防止することができる連続焼鈍設備の垂直パスにおける鋼帯の冷却装置を提供する。【解決手段】連続焼鈍設備の垂直パスにおける鋼帯の冷却装置であって、前記垂直パスの上段のユニットには、下降する鋼帯の水平パスにおける下面側（−面側）に鋼帯の幅方向両端部に向けて傾斜した放射冷却ノズルを設置し、かつ、前記垂直パスの下段のユニットには、下降する鋼帯の水平パスにおける上面側（＋面側）に放射冷却ノズルを設置する。好ましくは、前記垂直パスの上段のユニットには、下降する鋼帯の水平パスにおける下面側（−面側）に鋼帯の幅方向に分割した冷媒供給ヘッダーを設ける。【選択図】　図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続焼鈍設備の垂直パスにおける鋼帯の冷却装置であって、前記垂直パスの上段のユニットには、下降する鋼帯の水平パスにおける下面側（−面側）に鋼帯の幅方向両端部に向けて傾斜した放射冷却ノズルを設置し、かつ、前記垂直パスの下段のユニットには、下降する鋼帯の水平パスにおける上面側（＋面側）に放射冷却ノズルを設置することを特徴とする鋼帯の冷却装置。
【請求項２】
前記垂直パスの上段のユニットには、下降する鋼帯の水平パスにおける下面側（−面側）に鋼帯の幅方向に分割した冷媒供給ヘッダーを設けることにより、鋼帯の両端部への冷媒供給を選択的に開始および停止できることを特徴とする請求項１に記載の鋼帯の冷却装置。
【請求項３】
前記垂直パスの上段のユニットには、鋼帯の幅方向に分割した冷媒供給ヘッダーと、鋼帯の幅方向に分割しない冷媒供給ヘッダーとを組み合わせて設けることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の鋼帯の冷却装置。
【請求項４】
前記冷媒が冷却ガスと冷却水との混合体であることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の鋼帯の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続焼鈍設備の垂直パスにおける鋼帯の冷却装置に関する。
具体的には、連続焼鈍設備における鋼帯の幅方向に均一な冷却を行う鋼帯の冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
連続焼鈍設備における鋼帯の冷却装置に関しては、従来から種々の提案がなされ実用化されている。
図１は、連続焼鈍設備の全体構成を示す図である。
図１において、ダンサーロールおよびブライドルロール（炉入側ＢＲ、炉出側ＢＲ）により張力制御がなされた鋼帯は、加熱帯（ＨＦ）により加熱され、均熱帯（ＳＦ）により保定された後、一次冷却帯（１ＣＦ）により冷却される。
次に、過時効帯（ＯＡＦ）によって過時効処理がなされた後、二次冷却帯（２ＣＦ）および水冷槽（ＷＱ）により常温まで冷却される。
【０００３】
図２は、連続焼鈍設備の一次冷却帯の垂直パスにおける鋼帯の冷却装置の構成を示す図である。
図２において、方向転換ロール２にて垂直に曲げられた鋼帯１は、冷媒供給ヘッダー４から噴射される冷媒によって冷却される。
この方向転換ロール２による曲げ戻しにより鋼帯１の幅方向の反り（Ｃ反り）が発生し、鋼帯１の中央部分に冷却水による垂れ水が発生することにより、鋼帯１の中央部分が過冷却となったり、幅方向の温度偏差を生じたりして、鋼帯１が幅方向に蛇行することにより、鋼帯にロール疵が発生することがあり、操業上および品質上の問題となっていた。
また、ラインスピードを速くすると冷媒の供給量も多くなり、蛇行し易くなるので、ラインスピードを落とした操業を行う必要があった。
【０００４】
図３は、従来の冷却装置によって鋼帯を冷却したときの、板幅方向の温度分布を示す図である。
図３において、横軸は板幅方向の位置、縦軸はセンター部目標板温からの偏差（℃）を示す。
図３の例では、鋼帯中央に発生する垂れ水の影響で、鋼帯センター部の温度が低く、また、鋼帯エッジ端面からの抜熱により鋼帯エッジ部の温度も低くなっている。
また、図３の右側（ＷＳ）に比べて左側（ＤＳ）の温度が低くなっており、鋼帯の左側（ＤＳ）の形状が悪くなるので、鋼帯の蛇行やロール疵の原因となっていた。
【０００５】
図４は、従来の冷却装置により冷却した鋼帯の形状を示す図である。
図４において、鋼帯センター部の過冷却により中伸びが生じ、エッジ部の過冷却により耳波が生じているうえ、鋼帯の左側（ＤＳ）の温度が低いため形状が悪くなっている。
鋼帯の幅方向の均一冷却を目的とした従来技術としては、例えば、ＷＯ９７／４４４９８号公報に、冷却ノズルを鋼帯の幅方向両端部に向かって傾斜させることによって、鋼帯中央部に発生する垂れ水を防止する方法が開示されている。
しかし、この従来技術では、傾斜冷却ノズルの構造や幅方向分割ヘッダーの構造については開示されているが、傾斜冷却ノズルや幅方向分割ヘッダーの具体的な配置については開示されていなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前述のような従来技術の問題点を解決し、鋼帯の幅方向の均一冷却を行い、鋼帯の蛇行やロール疵の発生を防止することができる連続焼鈍設備の垂直パスにおける鋼帯の冷却装置を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述の課題を解決するために、傾斜冷却ノズルや幅方向分割ヘッダーの具体的な配置を検討することによってなされたものであり、その要旨とするところは、特許請求の範囲に記載した通りの下記内容である。
（１）連続焼鈍設備の垂直パスにおける鋼帯の冷却装置であって、前記垂直パスの上段のユニットには、下降する鋼帯の水平パスにおける下面側（−面側）に鋼帯の幅方向両端部に向けて傾斜した放射冷却ノズルを設置し、かつ、前記垂直パスの下段のユニットには、下降する鋼帯の水平パスにおける上面側（＋面側）に放射冷却ノズルを設置することを特徴とする鋼帯の冷却装置。
（２）前記垂直パスの上段のユニットには、下降する鋼帯の水平パスにおける下面側（−面側）に鋼帯の幅方向に分割した冷媒供給ヘッダーを設けることにより、鋼帯の両端部への冷媒供給を選択的に開始および停止できることを特徴とする（１）に記載の鋼帯の冷却装置。
【０００８】
（３）前記垂直パスの上段のユニットには、鋼帯の幅方向に分割した冷媒供給ヘッダーと、鋼帯の幅方向に分割しない冷媒供給ヘッダーとを組み合わせて設けることを特徴とする（１）または（２）に記載の鋼帯の冷却装置。
（４）前記冷媒が冷却ガスと冷却水との混合体であることを特徴とする（１）乃至（３）に記載の鋼帯の冷却装置。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について、図５乃至図７を用いて詳細に説明する。
図５は、本発明における鋼帯の冷却装置の実施形態を示す図である。
図５において、鋼帯１は、方向転換ロール２により垂直に曲げ戻されて、垂直パスに搬送される。
この垂直パスには、鋼帯１の両面から冷媒を吹き付けて冷却する冷媒供給ヘッダー４が設けられており、本実施形態では、鋼帯１の両面に片側３０段、合計６０段の冷媒供給ヘッダーが設置されている。
方向転換ロール２にはロール中央が中高になっている凸状のクラウンが付与されており、鋼帯１が方向転換ロール２により曲げ戻される際に、鋼帯１の幅方向の反り（Ｃ反り）が発生し、この反りの方向は、垂直パスの上段のユニット（図５における１ユニット）では、鋼帯の水平パスの上面側（図５中に示す＋面側）に凸状となる。
ここに、垂直パスの上段のユニットとは、連続焼鈍炉における垂直パスのうち上方に設置される冷媒供給ヘッダー群を云う。
【００１０】
従って、鋼帯１に吹き付けられた冷媒からの垂れ水は、鋼帯の水平パスの下面側（図５中に示す−面側）の凹部に発生し易い。
そこで、垂直パスの上段のユニット（図５における１ユニット）には、下降する鋼帯の水平パスにおける下面側（−面側）に鋼帯の幅方向両端部に向けて傾斜した放射冷却ノズルを設置することにより、鋼帯の中央に発生する垂れ水を鋼帯の幅方向両端部の方向に排除することができ、その結果、鋼帯センター部の過冷却を低減することができる。
なお、図５において、一点鎖線で囲った冷媒供給ヘッダーが、放射冷却ノズルを設置する箇所であり、本実施例では、１ユニットの−面側の全ての冷媒供給ヘッダーに放射冷却ノズルを設置しているが、必ずしも全ての冷媒供給ヘッダーに放射冷却ノズルを設置しなくてもよい。
【００１１】
一方、垂直パスの下段のユニット（図５における２ユニット）では、鋼帯１が方向転換ロール３により逆方向に曲げ戻されるので、鋼帯１の幅方向の反り（Ｃ反り）の方向は、鋼帯の水平パスの下面側（図５中に示す−面側）に凸形状となる。
なお、鋼帯の反りの向きが逆転する位置は、垂れ水の影響で１ユニットの反りが強められる傾向があるため、１ユニットと２ユニットの境界の下方に存在する。
そこで、垂直パスの下段のユニット（図５における２ユニット）には、下降する鋼帯の水平パスにおける上面側（図５に示す＋面側）の下段から６個の冷媒供給ヘッダーに鋼帯の幅方向両端部に向けて傾斜した放射冷却ノズルを設置することにより、鋼帯の中央に発生する垂れ水を鋼帯の幅方向両端部の方向に排除することができ、その結果、鋼帯センター部の過冷却を低減することができる。
ここに、垂直パスの下段のユニットとは、連続焼鈍炉における垂直パスのうち下方に設置される冷媒供給ヘッダー群を云う。
傾斜冷却ノズルを下段から優先的に設置したのは、方向転換ロール３に近い下段の方が鋼帯１の反りが大きく、鋼帯センターの過冷却も大きいからである。
【００１２】
次に、本実施形態における幅方向の分割ヘッダーの設置箇所について説明する。
図５において、斜線で示した１ユニットの鋼帯の−面側の８個の冷媒供給ヘッダーを幅方向分割ヘッダーとした。
幅方向分割ヘッダーを設置することにより、鋼帯の両端部への冷媒の供給を選択的に開始および停止することができ、鋼帯エッジ部の過冷却を防止することができる。
幅方向分割ヘッダーの設置個数は、鋼帯センターとエッジとの温度差により塑性変形を起こしやすい軟質の鋼種であるＩＦ鋼について、塑性変形を起こさないための鋼帯センターとエッジとの温度差を２０℃以下にするために、鋼帯エッジへの冷媒の噴射を停止すべき冷媒供給ヘッダー数を求めることにより設定した。なお、本実施例においては、幅方向分割ヘッダーを１ユニットのみに設置しているが、さらに、幅方向分割ヘッダーを２ユニットに設置しても構わない。
【００１３】
また、前記垂直パスの上段のユニットには、鋼帯の幅方向に分割した冷媒供給ヘッダーと、鋼帯の幅方向に分割しない冷媒供給ヘッダーとを組み合わせて設けることが好ましく、さらに、上中下の３段からなるブロックにおいては、上段および中段を鋼帯の幅方向に分割した冷媒供給ヘッダーとし、下段を鋼帯の幅方向に分割しない冷媒供給ヘッダーとすることが好ましい。
幅方向分割ヘッダーにより冷媒を噴射した直後の鋼板は、水膜が板幅中央に集中して付着しており、このままでは幅方向に冷却むらができるので、分割ヘッダーの後段に分割しないヘッッダーを組み合わせて設けることにより、水膜の板幅中央への集中を解消することにより冷却むらを防止することができる。
【００１４】
図６は、本発明に用いる、傾斜冷却ノズルを例示する図である。
図６において、冷媒は、冷媒供給ヘッダー４から傾斜冷却ノズルを通じて鋼帯１に吹き付けられる。
傾斜冷却ノズル５が鋼帯のセンターから鋼帯の両端部の方向に傾斜していることにより、鋼帯センター部に発生する垂れ水を鋼帯エッジ方向に排除することができ、その結果、鋼帯センターの過冷却を防止することができる。
図７は、鋼帯幅方向の分割ヘッダーを例示する図である。
図７において、上中下の３個のヘッダーは、図５のＮブロックのうち１個のブロックを示している。
上ヘッダーと中ヘッダーは、鋼帯の幅方向にそれぞれ５分割されており、分割されたヘッダーの元には電磁弁（ＳＯＶ）が設けられており、選択的に冷媒の供給を開始および停止することができる。
【００１５】
特に、最も使用頻度の高いミドル部の分割ヘッダーには、鋼帯の左右それぞれの冷媒供給ラインに電磁弁（ＳＯＶ）が設置されており、左右のヘッダーのうち片方だけに冷媒を供給することができる。
この幅方向分割ヘッダーを用いて、ヘッダーごとに冷媒の供給を開始および停止することにより、複雑な流量コントロールを行う必要がなく、簡便に鋼帯エッジ部の過冷却を防止することができ、その結果、鋼帯の蛇行やロール疵の発生を防止することができる。
なお、各ヘッダーの元には、遮断弁（ＳＯＶ）および流量調節弁（ＦＣＶ）が設けられている。
【００１６】
図７の下ヘッダーは、幅方向分割ヘッダーではない通常のヘッダーとすることにより、上段及び中断の分割ヘッダーにより発生する垂れ水の影響を、ここで一旦キャンセルすることにより、次のブロックまでの冷却水が直接噴射されない空走部における過冷却を防止することにより、部幅方向均一冷却の効果を一層高めることができる。
冷媒としては、冷却能力や入手の容易さの観点から、Ｎ２などの不活性ガスと冷却水との混合体が好ましく、特に、冷媒に使用するガスの供給口が冷媒供給ヘッダーの片方に設置されている場合には鋼帯の幅方向に風量のアンバランスが生じるので、冷却水の左右の供給バランスを変更することによって、鋼帯の幅方向の冷却速度を均一化させることができる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、鋼帯の幅方向の均一冷却を行い、鋼帯の蛇行やロール疵の発生を防止することができる連続焼鈍設備の垂直パスにおける鋼帯の冷却装置を提供することができ、具体的には以下のような産業上有用な著しい効果を奏する。
１）連続焼鈍設備の垂直パスにおける鋼帯の幅方向の反り（Ｃ反り）の大きい垂れ水の発生する箇所に傾斜冷却ノズルを設置するので鋼帯センターの過冷却の防止効果が著しい。
２）幅方向分割ヘッダーを用いて鋼帯エッジ部への冷媒の供給を選択的に開始および停止できるので、鋼帯エッジ部の過冷却を簡便な方法で防止することができる。
３）鋼帯の蛇行およびロール疵を低減できるので、ラインスピードを上げることができるので、生産量を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】連続焼鈍設備の全体構成を示す図である。
【図２】連続焼鈍設備の一次冷却帯の垂直パスにおける鋼帯の冷却装置の構成を示す図である。
【図３】従来の冷却装置によって鋼帯を冷却したときの、板幅方向の温度分布を示す図である。
【図４】従来の冷却装置により冷却した鋼帯の形状を示す図である。
【図５】本発明における鋼帯の冷却装置の実施形態を示す図である。
【図６】本発明に用いる、傾斜冷却ノズルを例示する図である。
【図７】鋼帯幅方向の分割ヘッダーを例示する図である。
【符号の説明】
１：鋼帯、
２、３：方向転換ロール、
４：冷媒供給ヘッダー、
５：放射冷却ノズル、
６：幅方向分割ヘッダー
【図１】
2004059970.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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