JP6904370B2 - Gas jet cooling device and cooling method - Google Patents
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Description
本発明は、ガスジェット冷却装置及び冷却方法に関し、特に、鋼帯の冷延・表面処理設備における鋼帯の冷却プロセスに用いられるガスジェット冷却装置及び冷却方法に関する。 The present invention relates to a gas jet cooling device and a cooling method, and more particularly to a gas jet cooling device and a cooling method used in a steel strip cooling process in a steel strip cold spreading / surface treatment facility.
鉄鋼における冷延・表面処理工場では、鋼帯の各種処理を行う際、加熱プロセスの後に必ず冷却プロセスを有する。例えば、連続焼鈍炉においては、鋼帯を連続的に加熱・均熱および冷却し、必要により過時効処理する工程を備えている。鋼帯の特性を所望のものにするためには、加熱温度や均熱時間の他に、その鋼帯を均一に急速冷却することが重要である。近年、自動車用材料等のハイテン開発が進み、所望の引張強度、曲げ特性、伸び特性等を実現するために鋼帯を焼鈍温度900〜800℃から300〜150℃程度の温度まで急速冷却するようなプロセス開発が行われ、鋼帯の更なる均一かつ急速な冷却が望まれている。また、鋼帯表面に樹脂を被覆するラミネート材では、鋼帯を数百度に加熱し樹脂被膜を塗布した後、100℃未満まで均一に冷却することが望まれている。 Cold rolling and surface treatment plants for steel always have a cooling process after the heating process when performing various treatments for steel strips. For example, a continuous annealing furnace is provided with a step of continuously heating, soaking and cooling the steel strip and, if necessary, overaging. In order to obtain the desired characteristics of the steel strip, it is important to cool the steel strip uniformly and rapidly in addition to the heating temperature and soaking time. In recent years, the development of high-tensile steel such as materials for automobiles has progressed, and in order to realize desired tensile strength, bending characteristics, elongation characteristics, etc., the steel strip is rapidly cooled from an annealing temperature of 900 to 800 ° C to a temperature of about 300 to 150 ° C. Process development has been carried out, and more uniform and rapid cooling of steel strips is desired. Further, in the laminating material in which the surface of the steel strip is coated with the resin, it is desired that the steel strip is heated to several hundred degrees Celsius, the resin coating is applied, and then the steel strip is uniformly cooled to less than 100 ° C.
ここで、鋼帯の冷却に用いる冷媒には、各種の冷媒が採用されている。水を冷媒として用いる場合、高い冷却速度が得られ超急冷域までの冷却が可能であるが、焼き入れ歪によって鋼帯の形状変化が発生することが最大の難点である。また、ロールの内部に水またはその他の冷媒を通してロールを冷却し、この冷却されたロール表面に鋼帯を接触させて冷却する方法があるが、冷却ロールに接触する際に、局所的に非接触となる部分が存在し、鋼帯の幅方向の冷却が不均一となりやすい。
また、別の冷却手段としてガスを冷媒とする冷却方法が実用化されている。この方法は、前述の水冷却やロール冷却に比べて冷却速度が遅いが、比較的鋼帯の幅方向の均一な冷却が可能である。このため、鋼帯の冷却手段として、ガスを冷媒とする冷却方法が最も一般的に採用されている。
Here, various refrigerants are used as the refrigerant used for cooling the steel strip. When water is used as the refrigerant, a high cooling rate can be obtained and cooling up to the ultra-quenching region is possible, but the biggest drawback is that the shape of the steel strip changes due to quenching strain. There is also a method of cooling the roll by passing water or other refrigerant inside the roll and bringing a steel strip into contact with the surface of the cooled roll to cool the roll, but when the roll comes into contact with the cooling roll, it is locally non-contacted. There is a portion where the steel strip is cooled in the width direction, and the cooling tends to be uneven.
Further, as another cooling means, a cooling method using gas as a refrigerant has been put into practical use. This method has a slower cooling rate than the above-mentioned water cooling or roll cooling, but can relatively uniformly cool the steel strip in the width direction. Therefore, as a cooling means for the steel strip, a cooling method using a gas as a refrigerant is most commonly adopted.
このガス冷却を実現するガスジェット冷却装置は、一般的に、鋼帯の両面あるいは片面に配設された長手方向に延びる管状に形成されたノズルヘッダを備えている。このノズルヘッダは、その長手方向が鋼帯の幅方向となるように設置されるとともに、鋼帯と相対する側にガス噴射口を有している。
しかしながら、このガス冷却では、鋼帯に対する冷却速度が他の冷媒による冷却に比較して遅いため、できるだけ冷却速度を上げるために、管状のノズルヘッダに大流量のガスを導入し、このガスをガス噴射口から高速で鋼帯に向けて噴射する必要がある。その際、ノズルヘッダでの圧損が多大に生じ、ノズルヘッダ内部の静圧偏差が発生することに起因し、ガス噴出量及びガス噴出速度がノズルヘダの長手方向で不均一になり、それに伴い鋼帯の幅方向の冷却温度偏差も増大する傾向にある。
A gas jet cooling device that realizes this gas cooling generally includes a nozzle header formed in a tubular shape extending in the longitudinal direction and arranged on both sides or one side of a steel strip. The nozzle header is installed so that its longitudinal direction is the width direction of the steel strip, and has a gas injection port on the side facing the steel strip.
However, in this gas cooling, the cooling rate for the steel strip is slower than that for cooling with other refrigerants, so in order to increase the cooling rate as much as possible, a large flow rate of gas is introduced into the tubular nozzle header, and this gas is gasmed. It is necessary to inject from the injection port toward the steel strip at high speed. At that time, a large amount of pressure loss occurs in the nozzle header, and a static pressure deviation inside the nozzle header occurs, so that the gas ejection amount and the gas ejection speed become non-uniform in the longitudinal direction of the nozzle heddle, and the steel strip is accompanied by this. The cooling temperature deviation in the width direction also tends to increase.
そこで、従来からガスジェット冷却装置におけるノズルヘッダの長手方向のガス噴出量及びガス噴出速度の不均一化の改善方法について、種々の検討がなされている。
ノズルヘッダの長手方向のガス噴出量及びガス噴出速度の不均一化を改善するものとして、従来、例えば、特許文献1に示すものが知られている。
特許文献1に示す連続焼鈍炉のガスジェット冷却装置は、鋼帯幅方向に延在してその長さが鋼帯幅よりも長い管状のノズルヘッダが、鋼帯進行方向に複数個配置され、ノズルヘッダの鋼帯対向側に、ガス噴射口が、鋼帯幅方向に等ピッチで複数配置されている。そして、鋼帯からノズルヘッダ表面までの距離L、ガス噴射口の孔径Dおよびガス噴射口の鋼帯幅方向のピッチPwは、Lが50〜120mmの範囲内にあり、かつ、3≦L/D7および2.5≦Pw/D≦9の関係を満たし、さらに、ガス噴射口の孔径Dおよびノズルヘッダの鋼帯進行方向のピッチP1が、2.5≦P1/D≦9の関係を満たす。
この特許文献1に示す連続焼鈍炉のガスジェット冷却装置によれば、高冷却速度を得るためにノズルからのガス噴出速度を速くしても、冷却帯のガス循環を促進することで、ノズル冷却能力を最大限に発揮し、高効率冷却を達成することができる。
Therefore, various studies have been conventionally made on methods for improving the non-uniformity of the gas ejection amount and the gas ejection speed in the longitudinal direction of the nozzle header in the gas jet cooling device.
Conventionally, for example, those shown in
In the gas jet cooling device of the continuous annealing furnace shown in
According to the gas jet cooling device of the continuous annealing furnace shown in
また、鋼板を均一に冷却するものとして、従来、例えば、特許文献2に示すものも知られている。
特許文献2に示す鋼板のミスト冷却装置は、冷却水配管とその冷却水配管を内包した空気配管とからなる二重管構造のミスト配管を備えている。そして、冷却水配管はその長手方向に複数個の冷却水吹き出し孔を有し、空気配管は冷却水吹き出し孔と同じ長手方向の位置に空気吹き出し孔を有する。また、空気配管の長手方向の一方の端部は開放された開放端であり、空気配管の長手方向の他方の端部は閉止された閉止端であり、開放端から供給された空気が空気配管内を閉止端に向かって一方向向かって流れる。そして、鋼板の長手方向に並んで配置されている空気配管同士は、閉止端が互い違いになっていて、空気配管内を一方向に流れる空気の向きが互い違いになっている。
この特許文献2に示す鋼板のミスト冷却装置によれば、走行する鋼板に霧状のミストを吹き付けて鋼板を冷却するに際して、鋼板を均一に冷却することができる。
Further, as a material for uniformly cooling a steel sheet, for example, the one shown in Patent Document 2 is also known.
The steel plate mist cooling device shown in Patent Document 2 includes a mist pipe having a double pipe structure including a cooling water pipe and an air pipe containing the cooling water pipe. The cooling water pipe has a plurality of cooling water outlet holes in the longitudinal direction thereof, and the air pipe has an air outlet hole at a position in the same longitudinal direction as the cooling water outlet hole. Further, one end in the longitudinal direction of the air pipe is an open open end, the other end in the longitudinal direction of the air pipe is a closed closed end, and the air supplied from the open end is the air pipe. It flows in one direction toward the closed end. The air pipes arranged side by side in the longitudinal direction of the steel sheet have staggered closing ends, and the directions of air flowing in one direction in the air pipes are staggered.
According to the steel sheet mist cooling device shown in Patent Document 2, when a mist-like mist is sprayed on a traveling steel sheet to cool the steel sheet, the steel sheet can be cooled uniformly.
また、原料ガスを均一且つ高速に噴出することができるものとして、従来、例えば、特許文献3に示すものが知られている。
特許文献3に示す化学蒸着処理の原料ガス供給用ノズルは、化学蒸着を行う縦型処理内に連続的に導入された金属ストリップに向けて、原料ガスを吹き付けるノズルである。そして、少なくとも金属ストリップの全幅にわたる軸長を有する管体の一母線上に、原料ガスの吐出口をスリット状に形成し、この吐出口から径方向に離隔した背面側かつ管体の軸方向端部に、原料ガスの導入口を設ける。また、管体の内部空間を吐出口側と背面側とに2分する仕切り板を、仕切り板と管体内周面との間に隙間を介して配置し、背面側の区画に前述の原料ガスの導入口を設けている。
この特許文献3に示す化学蒸着処理の原料ガス供給用ノズルによれば、原料ガスを均一且つ高速に噴出することが可能であるため、均質な被膜を化学蒸着処理にて形成したい場合に有効なものとすることができる。
Further, as a material capable of ejecting the raw material gas uniformly and at high speed, conventionally, for example, the one shown in Patent Document 3 is known.
The nozzle for supplying the raw material gas for the chemical vapor deposition treatment shown in Patent Document 3 is a nozzle for blowing the raw material gas toward the metal strip continuously introduced in the vertical treatment for the chemical vapor deposition. Then, a discharge port for the raw material gas is formed in a slit shape on a bus having a shaft length over at least the entire width of the metal strip, and is radially separated from the discharge port on the back side and the axial end of the pipe body. An inlet for raw material gas will be provided in the section. Further, a partition plate that divides the internal space of the pipe body into two parts, the discharge port side and the back side, is arranged between the partition plate and the peripheral surface of the pipe body through a gap, and the above-mentioned raw material gas is placed in the back side section. There is an introduction port for.
According to the nozzle for supplying the raw material gas of the chemical vapor deposition treatment shown in Patent Document 3, the raw material gas can be ejected uniformly and at high speed, which is effective when it is desired to form a homogeneous film by the chemical vapor deposition treatment. Can be.
しかしながら、この特許文献1に示す連続焼鈍炉のガスジェット冷却装置、特許文献2に示す鋼板のミスト冷却装置、及び特許文献3に示す化学蒸着処理の原料ガス供給用ノズルにあっては、以下の問題点があった。
即ち、特許文献1に示す連続焼鈍炉のガスジェット冷却装置の場合、ノズルヘッダ単体での鋼帯幅方向のガス噴出速度の均一化を図るべく、管状のノズルヘッダの鋼帯幅方向の両側からガスが投入されるようになっている。この場合、狭小な場所、特にノズルヘッダの鋼帯幅方向の片側からしかガスが投入できないような場所にガスジェット冷却装置を設置する場合に、ノズルヘッダの鋼帯幅方向の両側からガスを投入することが不可能で、ノズルヘッダから噴射されるガス流速を鋼帯幅方向に均一することができず、それに伴い鋼帯幅方向の冷却温度偏差が増大するという問題があった。
However, the gas jet cooling device of the continuous annealing furnace shown in
That is, in the case of the gas jet cooling device of the continuous annealing furnace shown in
また、特許文献2に示す鋼板のミスト冷却装置の場合、空気配管の長手方向の一方の端部は開放された開放端であり、空気配管の長手方向の他方の端部は閉止された閉止端であり、開放端から供給された空気が空気配管内を閉止端に向かって一方向に向かって流れる。しかし、鋼板の長手方向に並んで配置されている空気配管同士は、閉止端が互い違いになっていて、空気配管内を一方向に流れる空気の向きが互い違いになっている。このため、鋼板の長手方向に沿って鋼板の両側に空気配管への空気供給源の設置が必要になり、鋼板の長手方向に並んで配置されている空気配管同士の閉止端が同じ向きを向いていて空気配管の長手方向の片側からしかガスが投入できないような場所にガスジェット冷却装置を設置する場合に、空気配管から噴射されるガス流速を長手方向に均一化することができなかった。 Further, in the case of the steel plate mist cooling device shown in Patent Document 2, one end in the longitudinal direction of the air pipe is an open open end, and the other end in the longitudinal direction of the air pipe is a closed closed end. The air supplied from the open end flows in one direction toward the closed end in the air pipe. However, the air pipes arranged side by side in the longitudinal direction of the steel sheet have staggered closing ends, and the directions of air flowing in one direction in the air pipes are staggered. For this reason, it is necessary to install air supply sources for the air pipes on both sides of the steel plate along the longitudinal direction of the steel plate, and the closed ends of the air pipes arranged side by side in the longitudinal direction of the steel plate face in the same direction. When the gas jet cooling device is installed in a place where gas can be injected from only one side in the longitudinal direction of the air pipe, the gas flow velocity injected from the air pipe cannot be made uniform in the longitudinal direction.
また、特許文献3に示す化学蒸着処理の原料ガス供給用ノズルの場合も、原料ガス供給用ノズルの金属ストリップ幅方向の両側から原料ガスが投入されるようになっており、原料ガス供給用ノズルの金属ストリップ幅方向の片側からしか原料ガスが投入できないような場所に原料ガス供給用ノズルを設置する場合に、原料ガス供給用ノズルから噴射されるガス流速を金属ストリップ幅方向に均一化することができなかった。 Further, also in the case of the raw material gas supply nozzle of the chemical vapor deposition treatment shown in Patent Document 3, the raw material gas is input from both sides in the metal strip width direction of the raw material gas supply nozzle, and the raw material gas supply nozzle When the raw material gas supply nozzle is installed in a place where the raw material gas can be input from only one side in the metal strip width direction, the gas flow velocity injected from the raw material gas supply nozzle should be made uniform in the metal strip width direction. I couldn't.
従って、本発明はこの従来の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、ノズルヘッダの長手方向の片側からしか冷却用ガスが投入できないような狭小な場所にしか設置できない場合であっても、ノズルヘッダから噴射される冷却用ガスの流速をノズルヘッダの長手方向に均一化することができるガスジェット冷却装置及び冷却方法を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made to solve this conventional problem, and an object of the present invention is that the nozzle header can be installed only in a narrow place where cooling gas can be injected from only one side in the longitudinal direction. Even so, it is an object of the present invention to provide a gas jet cooling device and a cooling method capable of making the flow velocity of the cooling gas injected from the nozzle header uniform in the longitudinal direction of the nozzle header.
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係るガスジェット冷却装置は、長手方向に延び、冷却対象物と相対する側にガス噴射口を設けたノズルヘッダを備え、前記ノズルヘッダの長手方向の一方側の端部は開放された開放端であり、前記ノズルヘッダの長手方向の他方側の端部は閉止された閉止端であり、前記開放端から前記ノズルヘッダの内部に供給された冷却用ガスが前記閉止端に向かって一方向に流れるようになっており、前記ノズルヘッダの前記ガス噴射口に対して背面側であって前記ノズルヘッダの長手方向の一方側に形成された開口部と他方側に形成された開口部とを連結する均圧管を設けたことを要旨とする。 In order to achieve the above object, the gas jet cooling device according to one aspect of the present invention includes a nozzle header extending in the longitudinal direction and having a gas injection port on the side facing the object to be cooled, and the length of the nozzle header. One end in the direction is an open open end, and the other end in the longitudinal direction of the nozzle header is a closed closed end, which is supplied from the open end to the inside of the nozzle header. The cooling gas flows in one direction toward the closed end, and is an opening formed on the back side of the nozzle header with respect to the gas injection port and on one side in the longitudinal direction of the nozzle header. The gist is that a pressure equalizing pipe is provided to connect the portion and the opening formed on the other side.
また、本発明の別の態様に係るガスジェット冷却方法は、前述のガスジェット冷却装置を用いて冷却対象物を冷却することを要旨とする。 Further, the gas jet cooling method according to another aspect of the present invention is intended to cool an object to be cooled by using the gas jet cooling device described above.
本発明に係るガスジェット冷却装置及び冷却方法によれば、ノズルヘッダの長手方向の片側からしか冷却用ガスが投入できないような狭小な場所にしか設置できない場合であっても、ノズルヘッダから噴射される冷却用ガスの流速をノズルヘッダの長手方向に均一化することができるガスジェット冷却装置を提供できる。 According to the gas jet cooling device and the cooling method according to the present invention, the gas is injected from the nozzle header even when it can be installed only in a narrow place where the cooling gas can be input only from one side in the longitudinal direction of the nozzle header. It is possible to provide a gas jet cooling device capable of making the flow velocity of the cooling gas uniform in the longitudinal direction of the nozzle header.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記の実施形態に特定するものではない。
また、図面は模式的なものである。そのため、厚みと平面寸法との関係、比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The embodiments shown below exemplify devices and methods for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention describes the material, shape, structure, arrangement, etc. of the components. It is not specified in the following embodiments.
The drawings are schematic. Therefore, it should be noted that the relationship, ratio, etc. between the thickness and the plane dimension are different from the actual ones, and there are parts where the relationship and ratio of the dimensions are different between the drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係るガスジェット冷却装置の斜視図である。
図1に示すガスジェット冷却装置1は、連続焼鈍設備におけるインラインコータ(樹脂被膜塗布装置)に適用されるもので、数百度に加熱されて樹脂被膜を塗布された鋼帯Sを100℃未満まで冷却するものである。
このガスジェット冷却装置1は、ロール17を介して下方に走行する冷却対象物としての鋼帯Sの幅方向の一側に配置された冷却用ガス導入ダクト10を備えている。この冷却用ガス導入ダクト10には、図示しない冷却用ガス供給源から冷却用ガス(本実施形態にあっては空気)が供給される。
FIG. 1 is a perspective view of a gas jet cooling device according to an embodiment of the present invention.
The gas
The gas
この冷却用ガス導入ダクト10には、鋼帯Sの表面Sa側に鋼帯Sの走行方向に沿って所定ピッチで配置される複数段(本実施形態にあっては9段)の表面側ノズルヘッダ111〜119と、鋼帯Sの裏面Sb側に鋼帯Sの走行方向に沿って表面側ノズルヘッダ111〜119と対をなすように所定ピッチで配置される複数段(本実施形態にあっては9段)の裏面側ノズルヘッダ121〜129とが接続されている。
ここで、表面側ノズルヘッダ111〜119及び裏面側ノズルヘッダ121〜129の構成及び形状は同一であるため、以後は、1段目の表面側ノズルヘッダ111のみの構成及び形状の説明をし、その他のノズルヘッダの構成及び形状の説明は省略する。
The cooling
Here, since the configuration and shape of the surface-
表面側ノズルヘッダ111は、図1及び図3に示すように、長手方向に延びる円筒状に形成されている。表面側ノズルヘッダ111は、その長手方向が鋼帯Sの幅方向となるように設置され、その長さは鋼帯Sの幅よりも長くなっている。そして、表面側ノズルヘッダ111の鋼帯Sと相対する側には、図2及び図3に示すように、ガス噴射口13が形成されている。このガス噴射口13は、表面側ノズルヘッダ111の長手方向に細長く延びる矩形状のスリットで形成されている。
また、表面側ノズルヘッダ111の長手方向の一方側の端部11a、即ち冷却用ガス導入ダクト10に接続される側の端部11aは、開放された開放端となっている。一方、表面側ノズルヘッダ111の長手方向の他方側の端部11b、即ち冷却用ガス導入ダクト10に接続される側と反対側の端部11bは、図3に示すように閉止体14によって閉止され、閉止端となっている。
As shown in FIGS. 1 and 3, the front surface side nozzle header 11 1 is formed in a cylindrical shape extending in the longitudinal direction. The front surface side nozzle header 11 1 is installed so that its longitudinal direction is the width direction of the steel strip S, and its length is longer than the width of the steel strip S. Then, the on opposite side steel strip S surface side nozzle headers 11 1, as shown in FIGS. 2 and 3, the
The surface-side nozzle headers 11 1 in the longitudinal direction of one side of the
そして、表面側ノズルヘッダ111の開放端には、冷却用ガス導入ダクト10に供給された冷却用ガスが導入され、この開放端から表面側ノズルヘッダ111の内部に導入された冷却用ガスが閉止端に向かって一方向に流れる。そして、冷却用ガスは、ガス噴射口13から鋼帯Sの表面Sa側に噴射されるようになっている。
また、表面側ノズルヘッダ111のガス噴射口13に対して背面側であって長手方向の開放端側及び閉止端側には、図3に示すように、一対の矩形状の開口部15が形成されている。各開口部15は、表面側ノズルヘッダ111の外部と内部とを連通するように貫通孔で形成される。表面側ノズルヘッダ111の開放端側に形成された開口部15及び閉止端側に形成された開口部15のそれぞれは、図3に示すように、鋼帯Sの幅方向の一方側端部及び他方側端部のそれぞれよりも幅方向の外側に配置されている。
On the surface side nozzle headers 11 1 open end, the cooling gas supplied to the cooling
Further, as shown in FIG. 3, a pair of
そして、一対の開口部15同士が均圧管16によって連結されている。一対の開口部15同士が均圧管16によって連結することにより、表面側ノズルヘッダ111の内部の長手方向の圧力が均一になる。均圧管16は、表面側ノズルヘッダ111の開放端側に形成された開口部15及び閉止端側に形成された開口部15のそれぞれが、鋼帯Sの幅方向の一方側端部及び他方側端部のそれぞれよりも幅方向の外側に配置されていることから、鋼帯Sの幅サイズよりも長くなっている。
Then, the pair of
この均圧管16は、長手方向に沿って同じ断面形状とした断面コ字形の均圧管本体16aと、均圧管本体16aの長手方向の両端を閉塞する一対の蓋体16bとを備えている。均圧管本体16aは、表面側ノズルヘッダ111の外周面に溶接によって固定される。各蓋体16bは、表面側ノズルヘッダ111の外周面及び均圧管本体16aの端面に溶接固定される。そして、均圧管16、即ち均圧管本体16aの長手方向に直交する断面積は、表面側ノズルヘッダ111の長手方向に直交する断面積の5%以上に設定されている。均圧管本体16aの長手方向に直交する断面積が表面側ノズルヘッダ111の長手方向に直交する断面積の5%未満であると、均圧管本体16aの断面積が小さすぎて表面側ノズルヘッダ111の内部の長手方向の圧力が均一になりづらい。
The
このように構成されたガスジェット冷却装置1に対し、鋼帯Sがロール17を介して下方に走行する。その際に、冷却用ガス導入ダクト10から各表面側ノズルヘッダ111〜119及び裏面側ノズルヘッダ121〜129の開放端に冷却用ガスが導入され、各開放端から表面側ノズルヘッダ111〜119及び裏面側ノズルヘッダ121〜129の内部に導入された冷却用ガスが閉止端に向かって一方向に流れる。そして、冷却用ガスは、各表面側ノズルヘッダ111〜119及び裏面側ノズルヘッダ121〜129のガス噴射口13から鋼帯Sの表面Sa側及び裏面Sb側に噴射される。これにより、鋼帯Sの表面Sa及び裏面Sbが冷却される。
The steel strip S travels downward via the
この際に、各表面側ノズルヘッダ111〜119及び裏面側ノズルヘッダ121〜129のガス噴射口13に対して背面側であって各表面側ノズルヘッダ111〜119及び裏面側ノズルヘッダ121〜129の長手方向の開放端側に形成された開口部15と閉止端側に形成された開口部15とが均圧管16によって連結されている。このため、各表面側ノズルヘッダ111〜119及び裏面側ノズルヘッダ121〜129の内部の長手方向の圧力が均一になっており、各表面側ノズルヘッダ111〜119及び裏面側ノズルヘッダ121〜129から噴射される冷却用ガスの流速を長手方向、即ち鋼帯Sの幅方向に均一化することができる。
In this case, each surface-
このため、各表面側ノズルヘッダ111〜119及び裏面側ノズルヘッダ121〜129の長手方向の片側からしか冷却用ガスが投入できないような狭小な場所にしか設置できない場合であっても、問題となることはない。
そして、各表面側ノズルヘッダ111〜119及び裏面側ノズルヘッダ121〜129の開放端側に形成された開口部15及び閉止端側に形成された開口部15のそれぞれが鋼帯Sの幅方向の一方側端部及び他方側端部のそれぞれよりも外側に配置されて、均圧管16が鋼帯Sの幅サイズよりも長い。このため、各表面側ノズルヘッダ111〜119及び裏面側ノズルヘッダ121〜129から噴射される冷却用ガスの流速を鋼帯Sの幅方向の全域にわたって確実に均一化することができる。
Therefore, even if only from the longitudinal side of each surface-side nozzle headers 11 1 to 11 9 and the back surface-side nozzle headers 12 1 to 12 9 cooling gas can only be installed in a narrow place that can not be turned , It doesn't matter.
Then, each of the steel strip S in each surface-side nozzle headers 11 1 to 11 9 and the back surface-side nozzle headers 12 1 to 12 9
一方、図4には、参考例に係るガスジェット冷却装置に用いられる1段目の表面側ノズルヘッダ111の概略構成が示されている。
図4に示す表面側ノズルヘッダ111は、図3に示す表面側ノズルヘッダ111と基本構成は同様であるが、図3に示す表面側ノズルヘッダ111と異なり、表面側ノズルヘッダ111のガス噴射口13に対して背面側であって長手方向の開放端側及び閉止端側に開口部が形成されておらず、また、一対の開口部同士が均圧管によって連結されていない。
On the other hand, in FIG. 4 is a schematic configuration of the first stage of the surface-side nozzle headers 11 1 for use in the gas jet cooling device according to the reference example is shown.
Figure 4 surface-side nozzle headers 11 1 shown in is surface-side nozzle headers 11 1 to the basic configuration shown in FIG. 3 are similar, unlike surface-side nozzle headers 11 1 shown in FIG. 3, the surface-side nozzle headers 11 1 No openings are formed on the open end side and the closed end side in the longitudinal direction on the back side of the
この場合、表面側ノズルヘッダ111の内部の長手方向の圧力は、閉止端側の圧力が高く、開放端側の圧力が低くなる。このため、表面側ノズルヘッダ111から噴射される冷却用ガスの流速は、長手方向において閉止端側が速く、開放端側が遅くなる。これにより、鋼帯Sの幅方向の冷却温度偏差が増大することになる。
従って、各表面側ノズルヘッダ111〜119及び裏面側ノズルヘッダ121〜129の長手方向の片側からしか冷却用ガスが投入できないような狭小な場所にしか設置できない場合、問題となる。
In this case, the longitudinal direction of the pressure inside the surface-side nozzle headers 11 1, the pressure of the closed end side is high, the pressure of the open end side becomes low. Therefore, the flow rate of the cooling gas injected from the surface side nozzle headers 11 1, fast closed end side in the longitudinal direction, the open end side becomes slow. As a result, the cooling temperature deviation in the width direction of the steel strip S increases.
Therefore, if only from the longitudinal side of each surface-side nozzle headers 11 1 to 11 9 and the back surface-side nozzle headers 12 1 to 12 9 cooling gas can only be installed in a narrow place which can not be turned on, a problem.
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されずに種々の変更、改良を行うことができる。
例えば、ガスジェット冷却装置1は、鋼帯Sを冷却用ガスによって冷却する場合であれば、連続焼鈍設備におけるインラインコータ(樹脂被膜塗布装置)以外にも適用することができる。
また、ノズルヘッダは、鋼帯Sの表面Sa側に9段、鋼帯Sの裏面Sb側に9段設けられているが、数はこれに限定されない。例えば、鋼帯Sの表面Sa側に1個のみでもよいし、裏面Sb側に1個のみでもよい。また、ノズルヘッダを、鋼帯Sの表面Sa側のみに複数設けても良いし、鋼帯Sの裏面Sb側のみに複数設けても良い。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to this, and various modifications and improvements can be made.
For example, the gas
Further, the nozzle headers are provided with 9 steps on the front surface Sa side of the steel strip S and 9 steps on the back surface Sb side of the steel strip S, but the number is not limited thereto. For example, only one steel strip S may be provided on the front surface Sa side, or only one steel strip S may be provided on the back surface Sb side. Further, a plurality of nozzle headers may be provided only on the front surface Sa side of the steel strip S, or a plurality of nozzle headers may be provided only on the back surface Sb side of the steel strip S.
また、表面側ノズルヘッダ111〜119及び裏面側ノズルヘッダ121〜129は、円筒状に形成されているが、筒状であれば円筒状に限られない。
また、ガス噴射口13は、長手方向に細長く延びる矩形状のスリットで形成されているが、各表面側ノズルヘッダ111〜119及び裏面側ノズルヘッダ121〜129の長手方向に沿ってほぼ均一ピッチで設けられる複数の開口で形成されていてもよい。
また、ガスジェット冷却装置1の冷却対象物として鋼帯Sを例に説明してあるが、冷却対象物は、鋼帯S以外の例えば、非鉄系である銅やアルミニウムやチタンなどの帯状物(コイル状)などであってもよい。
The surface-
Further, the
Further, although the steel strip S is described as an example of the cooling target of the gas
実施例として図3と同様の1段〜9段の表面側ノズルヘッダ111〜119を有するガスジェット冷却装置で鋼帯Sを冷却した場合と、比較例として図4と同様の表面側ノズルヘッダ111〜119を有するガスジェット冷却装置で鋼帯Sを冷却した場合とで、冷却用ガスの長手方向の流速の偏差を調査した。
なお、実施例及び比較例における各表面側ノズルヘッダ111〜119の呼び径は250A、ガス噴射口13の鋼帯幅方向の長さは1880mm、当該ガス噴射口13の幅は10mm、各開口端から導入される冷却用ガスの流量は68m3/minとした。また、実施例における各表面側ノズルヘッダ111〜119に設けられる均圧管16の断面寸法は、幅が150mm×高さが75mmとした。このため、均圧管16の長手方向に直交する断面積は、各表面側ノズルヘッダ111〜119の長手方向に直交する断面積の約22%であった。
And when cooled the steel strip S in the gas jet cooling device having a surface-side nozzle headers 11 1 to 11 9 of similar 1-step to 9-stage and 3 as an example, similar surface side nozzle and FIG. 4 as a comparative example the steel strip S in the case of cooling with a gas jet cooling device having a header 11 1 to 11 9, was investigated deviation of longitudinal flow velocity of the cooling gas.
Incidentally, Examples and the surface-
冷却用ガスの長手方向の流速は、表面側ノズルヘッダ111の長手方向の閉止端側の内部圧力が大きいことから、ガス噴射口13の長手方向の閉止端側の端部の位置B(図3参照)で最大となり、ガス噴射口13の長手方向の開口端側の端部の位置A(図3参照)で最小となる。
実施例のガスジェット冷却装置の場合と比較例のガスジェット冷却装置の場合との双方における冷却用ガスの長手方向の流速比は、位置Bを100%として図5に示すようになった。比較例のガスジェット冷却装置の場合、位置Bに対し位置Aの流速が28.0%減少しているのに対し、実施例のガスジェット冷却装置の場合には位置Bに対し位置Aの流速が10.6%の減少にとどまった。
Longitudinal flow velocity of the cooling gas, since the internal longitudinal pressure closed end side of the surface-side nozzle header 111 is large, the position B (FIG longitudinal end of the closed end side of the
The flow velocity ratio in the longitudinal direction of the cooling gas in both the case of the gas jet cooling device of the example and the case of the gas jet cooling device of the comparative example is shown in FIG. 5 with the position B as 100%. In the case of the gas jet cooling device of the comparative example, the flow velocity of the position A is reduced by 28.0% with respect to the position B, whereas in the case of the gas jet cooling device of the embodiment, the flow velocity of the position A is reduced with respect to the position B. Decreased only 10.6%.
このため、実施例のガスジェット冷却装置の場合には、各表面側ノズルヘッダ111〜119から噴射される冷却用ガスの流速を、比較例のガスジェット冷却装置と比較して、長手方向に均一に近づけることができた。
なお、実施例のガスジェット冷却装置において、実機の場合の最大風量(2778m3/min)での冷却用ガスの流速50.5m/sを中央値として、ガス噴射口13の長手方向の開口端側の端部の位置Aでの流速とガス噴射口13の長手方向の閉止端側の端部の位置Bでの流速との間に5.9m/sの流速差を見込む。そして、冷却用ガスの流速を、位置Aで47.55m/s、位置Bで53.45m/sとした場合の板温差は1.2〜1.3℃程度の値が得られ、鋼帯の品質に問題はなかった。つまり、冷却用ガスの長手方向の流速の平均値(50.5m/s)に対する偏差(5.9m/s)の割合、即ち位置Bに対する位置Aの流速比の減少度合いが12%程度であれば問題がないことを確認した。
Therefore, in the case of a gas jet cooling device for example, the flow rate of the cooling gas injected from the surface side nozzle headers 11 1 to 11 9, as compared with gas jet cooling device of the comparative example, the longitudinal direction Was able to approach evenly.
In the gas jet cooling device of the embodiment, the opening end of the
また、実施例として図3と同様の1段〜9段の裏面側ノズルヘッダ121〜129を有するガスジェット冷却装置で鋼帯Sを冷却した場合と、比較例として図4と同様の裏面側ノズルヘッダ121〜129を有するガスジェット冷却装置例で鋼帯Sを冷却した場合とで、冷却用ガスの長手方向の流速の偏差を調査した。
この場合も、各裏面側ノズルヘッダ121〜129の呼び径は250A、ガス噴射口13の鋼帯幅方向の長さは1880mm、当該ガス噴射口13の幅は10mm、各開口端から導入される冷却用ガスの流量は68m3/minとした。また、実施例における各裏面側ノズルヘッダ121〜129に設けられる均圧管16の断面寸法は、幅が150mm×高さが75mmとした。このため、均圧管16の鋼帯幅方向に直交する断面積は、各裏面側ノズルヘッダ121〜129の鋼帯幅方向に直交する断面積の約22%であった。
Also, the case of cooling the steel strip S in the gas jet cooling device having a backside nozzle header 12 1 to 12 9 of similar 1-step to 9-stage and 3 as an example, similar to the back surface and 4 as a comparative example in the case of cooling the steel strip S in the gas jet cooling device embodiment having a side nozzle headers 12 1 to 12 9, was investigated deviation of longitudinal flow velocity of the cooling gas.
Again, the nominal diameter of the back surface-
実施例のガスジェット冷却装置の場合と比較例のガスジェット冷却装置の場合との双方における冷却用ガスの長手方向の流速比は、図示はしないが、位置Bを100%として、比較例のガスジェット冷却装置の場合、位置Bに対し位置Aの流速が28.2%減少した。これに対して、実施例のガスジェット冷却装置の場合には位置Bに対し位置Aの流速が10.2%の減少にとどまった。
このため、実施例のガスジェット冷却装置の場合には、各裏面側ノズルヘッダ121〜129から噴射される冷却用ガスの流速を、比較例のガスジェット冷却装置と比較して、長手方向に均一に近づけることができた。
Although not shown, the flow velocity ratio of the cooling gas in the longitudinal direction in both the case of the gas jet cooling device of the example and the case of the gas jet cooling device of the comparative example is not shown, but the gas of the comparative example is set to 100%. In the case of the jet cooling device, the flow velocity at position A decreased by 28.2% with respect to position B. On the other hand, in the case of the gas jet cooling device of the embodiment, the flow velocity at the position A decreased by 10.2% with respect to the position B.
Therefore, in the case of a gas jet cooling device for example, the flow rate of the cooling gas injected from the back surface side nozzle headers 12 1 to 12 9, as compared with gas jet cooling device of the comparative example, the longitudinal direction Was able to approach evenly.
1 ガスジェット冷却装置
10 冷却用ガス導入ダクト
111〜119 表面側ノズルヘッダ(ノズルヘッダ)
11a 開放端側の端部
11b 閉止端側の端部
121〜129 裏面側ノズルヘッダ(ノズルヘッダ)
13 ガス噴射口
14 閉止体
15 開口部
16 均圧管
16a 均圧管本体
16b 蓋体
17 ロール
S 鋼帯(冷却対象物)
Sa 表面
Sb 裏面
1 Gas
11a Open
13
Sa front side Sb back side
Claims (5)
前記ノズルヘッダの長手方向の一方側の端部は開放された開放端であり、前記ノズルヘッダの長手方向の他方側の端部は閉止された閉止端であり、前記開放端から前記ノズルヘッダの内部に供給された冷却用ガスが前記閉止端に向かって一方向に流れるようになっており、
前記ノズルヘッダの前記ガス噴射口に対して背面側であって前記ノズルヘッダの長手方向の一方側に形成された開口部と他方側に形成された開口部とを連結する均圧管を設けたことを特徴とするガスジェット冷却装置。 It is equipped with a nozzle header that extends in the longitudinal direction and has a gas injection port on the side facing the object to be cooled.
One end of the nozzle header in the longitudinal direction is an open open end, the other end of the nozzle header in the longitudinal direction is a closed closed end, and the nozzle header is from the open end. The cooling gas supplied to the inside flows in one direction toward the closed end.
A pressure equalizing pipe is provided to connect an opening formed on one side of the nozzle header in the longitudinal direction and an opening formed on the other side on the back side of the gas injection port of the nozzle header. A gas jet cooling device characterized by.
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