【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
本発明は金属板の冷却装置に関し、特に水平方
向に移動する金属板（以下ストリツプと称する）
の冷却装置に関するものである。
一般に、ストリツプの温度を低下させる手段と
しては、冷媒として主に水を使い、これをストリ
ツプにノズル等で吹付け、所定のストリツプ温度
に制御する方法が通常行われている。これはエア
ー単独の冷却の場合は、冷却能力が水冷に比し低
いためで、例えば水冷却では3000kcal／m2・時・
℃の冷却能力を持つているが、エアー冷却では
100kcal／m2・時・℃と約１／30の冷却能力しか
持つていないからである。したがつて、エアー冷
却（例えばジエツトクール法）で水冷と同一冷却
効果を得ようとすれば当然冷却炉長を水冷に比し
長くとる必要があり、又附帯設備として当然ブロ
ワーも必須となり、ブロワーのランニングコスト
も大きい。したがつて、最近ではエアー冷却から
水冷却への転換が行われ始めている。
水平方向に移動するストリツプを冷却する装置
としては上下から同時に冷却水を噴射する方式が
抜熱効率も大きく例えばホツトコイル製造工程の
ホツトランアウトテーブルで良く見掛ける方式で
ある。この上下同時冷却方式の場合、上からスト
リツプ表面に噴射された冷却水は水滴となつて乗
り、ストリツプの進行とともに移動して、不均一
冷却となつたり、又この部分が形状不良となり、
さらには、残留水滴の影響で発錆も起る。
さらにやつかいな問題として、冷却水を噴射す
る時、ストリツプの温度により膜沸騰現象が起こ
ることである。すなわちストリツプ上に噴射され
た冷却水はストリツプが高温の場合には、ストリ
ツプの表面に噴射された冷却水は温度が高いため
沸騰現象が起こりストリツプと水滴間に蒸発膜が
生じ、この膜のために伝熱が阻害され、一種の保
温膜となり局部的に冷却能力が低下する。一方ス
トリツプ温度が低い場合は膜沸騰現象は起らない
がストリツプの温度が低いため当然水滴の蒸発が
遅れストリツプ表面に水滴の残留が起こり発錆の
原因となる。したがつて、残留水滴を吹飛ばす装
置、例えばエアーナイフ等何らかの水滴付着防止
手段が必須である。
本発明は水平方向に移動するストリツプの冷却
装置として、前記した如き不都合な水滴のストリ
ツプ残留の全くない新規な冷却装置を提供するこ
とを目的としたものである。
本発明の要旨とするところは、囲いのある水平
方向に移動する金属板の冷却装置であつて、金属
板の下部に設けた金属板の下面全巾以上に亘つて
冷媒が噴霧できる冷媒噴射装置と囲いの両側壁に
設けた衝突冷媒の反撥緩衝体とから構成された冷
却装置である。すなわち水平方向に移動するスト
リツプの水冷却にあたつて、ストリツプの上部か
らの噴射では避け得ない水滴のストリツプ残留を
防止する手段として、ストリツプの上部からの噴
射を止め、下部噴射だけの方式に改める。さらに
全巾全面が均一に冷却されるように、全巾以上の
範囲に十分噴射する。又設備のコンパクト化を計
かるために冷却槽側壁とストリツプ両端部とを近
接させるが、かくすることでストリツプ両端から
はみ出した部分の余剰冷却水が側壁に衝突しさら
に反撥してストリツプ上面に飛散する。この余剰
冷却水の飛散を防止する対策として、冷却層両側
壁に特殊な反撥緩衝体を付設する。このようにす
ることにより冷却能率の向上と設備のコンパクト
化を同時に達成できる冷却装置が得られるもので
ある。
次に本発明の冷却装置の一実施例を図面にもと
づいて詳細に説明する。
第１図は本発明の冷却装置の一実施例の断面図
を示す。図示されるように、冷却槽１の両側壁に
は一対のブラツシ状の毛２を植設した基台３から
構成される緩衝体４が着脱自在に装着している。
第３図は緩衝体の斜視図を示す。ストリツプ５
の下部にスプレーノズル６が配設され、該スプレ
ーノズル６には冷却水配管７が連通している。８
は冷却水配管内の給水量を調整する電磁弁であ
る。冷却水圧力の調整は系外の圧力調整装置（図
示せず）により行われる。９は冷却槽の天井で槽
内の水分が天井に凝縮し、ストリツプ５に落下し
ないようにある傾斜を有している。この傾斜は通
常水平面に対して15度以上が好ましいが、特にこ
れに限定するものではなく、水滴の滴下を防止す
る構造のものが利用できる。
ここで先に説明した構成のうち、緩衝体４とス
プレーノズル６についてさらに説明する。緩衝体
４の高さＨの長さはスプレーノズル６の噴射条件
（水圧及び水量）と冷却されるストリツプの巾寸
法との関係から設定される値である。即ち通板す
るストリツプの下限巾Ｗnioの範囲外に噴射され
る冷却水の軌跡ａとスプレーノズル６の最大拡が
り角θnaxの軌跡ｂとの間の噴射範囲（第４図の
斜線範囲）がすべて緩衝体４に当る条件を満たし
さらに余裕のある長さにＨを設定し冷却槽両壁に
装着すればよい。又緩衝体の横長さＬはストリツ
プの進行方向に対応する長さで、スプレーノズル
６の数によつて決まり、スプレーノズル個数が増
えれば、当然長くなるようにする。例えば第２図
ではノズル数９個に対応した長さＬとなつてい
る。
以上述べた緩衝体４の取付け位置は要するにス
プレーノズル６からの冷却水をストリツプ５の上
面への飛散を防ぐ位置で冷却槽壁に装着すればよ
い。
次にスプレーノズル６の設置場所はストリツプ
のほぼ中心に当る位置とし、１個の広角スプレー
の利用が望ましい。これは、スプレーノズルを複
数個設けたり、ノズル位置がストリツプの中心位
置を外れた位置に設けると、緩衝体４に掛かる冷
却水の衝突角度が変わり、誤つてストリツプの上
面に飛散する現象が生じやすい。上面に一部冷却
水が掛かると極部的に冷却速度が変わり内部応力
の違いから形状不良が生じやすくなり好ましくな
い。緩衝体４の表面とストリツプ５間は冷却水の
跳ね返りを防ぐ意味から或る間隙をとる必要があ
る。これはスプレーノズル６から冷却水の水圧や
水量及び通板する板巾の変動により決まる値で特
に限定しないが少くとも最大通板巾Ｗnaxの端よ
り緩衝体表面迄200mm以上離すことが好ましい。
緩衝体４に植設されている毛２の働きは冷却水の
飛散を防止することであり、毛の長さｌについて
も特に限定するものではないが通常５mm以上のも
のが使われる。又毛の材質は300℃迄の耐熱性が
あれば充分使用でき、例えば通常シユロが使われ
るが特にこれに限定する必要はない。
なお本実施例では下部ノズルからの冷却水の反
撥緩衝体表面に毛を用いたが、これも毛に限定す
る必要はなく、例えば第５図の如き多層板１３を
下向きにブラインド状に設けたものでもよいし、
第６図の如く金網で多層に重ねたものも使用でき
るし、さらに第７図の如く、緩衝体を冷却槽とα
なる角度をもつように傾斜させて取りつけた構造
としてもよい。要するに、緩衝体の構造は、下部
ノズル６からのストリツプ全巾外に飛散した冷却
水が冷却槽壁に当つてストリツプ上面にはね返ら
ない様なものであればよいのである。
以上の如き構成から成る本発明の冷却装置を使
つて、ストリツプを冷却する場合について説明す
ると、先ず第２図の矢示方向からストリツプ５が
冷却槽１に進入すると、あらかじめ所望の温度に
冷却するために必要なスプレーノズル数を選定
し、系外で加圧した冷却水を電磁弁８で開操作し
てあらかじめストリツプ全巾以上に亘つて当るよ
うに冷却水を十分噴射させておく。次にストリツ
プ５が矢示方向に移動するにつれ、冷却水はスト
リツプ下面全域に当たりこれを冷却する。一方飛
散した余剰冷却水（第４図ａ〜ｂ間の斜線部）は
冷却槽の両側に装着してある緩衝体４により吸収
されストリツプの上面には全く付着せず、緩衝体
の内部又は表面にそつて冷却槽１１にそつて吐水
口１２から系外に排出される。
以上本発明による冷却装置によれば、水平方向
に移動するストリツプの冷却に使用して、下部か
らのみの冷却水を当て、上面には緩衝体の働きに
より飛散水を全く付着させないため、ストリツプ
面への水付着は起らず、したがつて膜沸騰現象を
生じないで、均一冷却ができるため、熱影響から
来るストリツプの形状不良は起らない。ストリツ
プの冷却終点温度を100℃以上に限定使用すれ
ば、上面冷却のような水付着防止のためのエアー
ナイフやドライヤー等の乾燥設備は不要である。
なお、以上述べた実施例では金属板のストリツ
プコイルを使用したが、切板通板でも同様の効果
が得られる。なお、金属板の種類については特に
限定せず、圧延のままの面でも、メツキ面でも、
塗装面でも本発明の冷却装置が適用できる。
以上の如く本発明は効果大なるものであるがさ
らに以下に実施例を述べ補充説明を行う。
実施例
冷間圧延鋼板（SPCC―SD：0.6×1219×Ｃ）
を連続焼鈍工程で、温度300℃から150℃迄の冷却
工程の冷却槽として本発明を実施した。
冷却装置の処理条件を第１表の如く行い、比較
例１，２とともに冷却後ストリツプ形状、ストリ
ツプ表面水滴残存及びストリツプ巾方向温度分布
を測定し比較した。なお温度測定点はストリツプ
両端と中央部の２箇所について接触式温度計によ
り行つた。
The present invention relates to a cooling device for metal plates, and in particular to a metal plate (hereinafter referred to as a strip) that moves in the horizontal direction.
The invention relates to a cooling device. Generally, as a means for lowering the temperature of the strip, water is mainly used as a refrigerant, and this is sprayed onto the strip with a nozzle or the like to control the temperature of the strip to a predetermined value. This is because the cooling capacity of air cooling alone is lower than that of water cooling; for example, water cooling has a cooling capacity of 3000 kcal/m 2 hr.
It has a cooling capacity of ℃, but air cooling
This is because it has only about 1/30th the cooling capacity of 100 kcal/m 2 / hour / °C. Therefore, if air cooling (e.g. jet cool method) is to obtain the same cooling effect as water cooling, the length of the cooling furnace must be longer than that of water cooling, and a blower is also required as ancillary equipment. Running costs are also high. Therefore, recently, a shift from air cooling to water cooling has begun. As a device for cooling a strip moving in the horizontal direction, a method in which cooling water is simultaneously injected from above and below has a high heat removal efficiency and is often seen on hot run out tables in the hot coil manufacturing process, for example. In the case of this simultaneous upper and lower cooling method, the cooling water injected from above onto the strip surface becomes water droplets and moves as the strip progresses, resulting in uneven cooling or a defective shape in this area.
Furthermore, rusting occurs due to the influence of residual water droplets. A further problem is that when injecting cooling water, film boiling occurs due to the temperature of the strip. In other words, if the strip is at a high temperature, the cooling water sprayed onto the surface of the strip will boil due to its high temperature, forming an evaporation film between the strip and the water droplets. This impedes heat transfer, forming a kind of heat-retaining film that locally reduces cooling capacity. On the other hand, when the strip temperature is low, film boiling does not occur, but since the strip temperature is low, the evaporation of water droplets is naturally delayed and water droplets remain on the strip surface, causing rust. Therefore, a device for blowing away residual water droplets, such as an air knife, or some other means for preventing water droplet adhesion is essential. SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide a novel cooling device for horizontally moving strips in which no water droplets remain on the strips as described above. The gist of the present invention is a cooling device for an enclosed metal plate that moves in a horizontal direction, and a refrigerant injection device that can spray refrigerant over the entire width of the lower surface of the metal plate, which is provided at the bottom of the metal plate. This cooling device consists of a refrigerant repulsion buffer provided on both side walls of the enclosure. In other words, when cooling a horizontally moving strip with water, in order to prevent water droplets from remaining on the strip, which cannot be avoided by spraying from the top of the strip, we stopped spraying from the top of the strip and replaced it with a method that only sprays from the bottom. change. Furthermore, enough water is sprayed over the entire width so that the entire area is cooled uniformly. In addition, in order to make the equipment more compact, the side walls of the cooling tank and both ends of the strip are placed close to each other, but by doing so, excess cooling water protruding from both ends of the strip collides with the side wall, is further rebounded, and is scattered onto the top surface of the strip. do. As a measure to prevent this excess cooling water from scattering, special repulsion buffers are attached to both side walls of the cooling layer. By doing so, it is possible to obtain a cooling device that can improve cooling efficiency and make the equipment more compact at the same time. Next, one embodiment of the cooling device of the present invention will be described in detail based on the drawings. FIG. 1 shows a sectional view of an embodiment of the cooling device of the present invention. As shown in the figure, a buffer body 4 consisting of a base 3 on which a pair of brush-like bristles 2 are implanted is removably attached to both side walls of the cooling tank 1. FIG. 3 shows a perspective view of the buffer. strip 5
A spray nozzle 6 is disposed at the bottom of the spray nozzle 6, and a cooling water pipe 7 communicates with the spray nozzle 6. 8
is a solenoid valve that adjusts the amount of water supplied in the cooling water pipe. The cooling water pressure is adjusted by a pressure regulator (not shown) outside the system. Reference numeral 9 denotes the ceiling of the cooling tank, which has a certain slope to prevent moisture in the tank from condensing on the ceiling and falling onto the strips 5. This inclination is usually preferably 15 degrees or more with respect to the horizontal plane, but it is not particularly limited to this, and a structure that prevents water droplets from dripping can be used. Of the configurations previously described, the buffer body 4 and the spray nozzle 6 will be further described. The height H of the buffer body 4 is a value set based on the relationship between the spray conditions (water pressure and water volume) of the spray nozzle 6 and the width of the strip to be cooled. That is, the injection range (shaded range in FIG. 4) between the trajectory a of the cooling water injected outside the range of the lower limit width W nio of the strip to be passed through and the trajectory b of the maximum spread angle θ nax of the spray nozzle 6 is It is sufficient to set H to a length that satisfies all the conditions for the buffer body 4 and has a margin, and to attach it to both walls of the cooling tank. Further, the horizontal length L of the buffer body corresponds to the traveling direction of the strip, and is determined by the number of spray nozzles 6, and naturally becomes longer as the number of spray nozzles increases. For example, in FIG. 2, the length L corresponds to nine nozzles. The above-described mounting position of the buffer body 4 may be such that it is mounted on the cooling tank wall at a position that prevents the cooling water from the spray nozzle 6 from scattering onto the upper surface of the strip 5. Next, it is preferable that the spray nozzle 6 is installed at a position approximately in the center of the strip, and that one wide-angle sprayer is used. This is because if multiple spray nozzles are installed or the nozzles are positioned away from the center of the strip, the collision angle of the cooling water applied to the buffer body 4 will change, causing the phenomenon that the cooling water will be erroneously splashed onto the top surface of the strip. Cheap. If cooling water is applied to a portion of the upper surface, the cooling rate changes locally, which is undesirable because the difference in internal stress tends to cause shape defects. It is necessary to leave a certain gap between the surface of the buffer body 4 and the strip 5 in order to prevent the cooling water from splashing back. This is a value determined by the water pressure and amount of cooling water from the spray nozzle 6 and variations in the width of the plate to be threaded, and is not particularly limited, but it is preferable that the distance from the end of the maximum threading width Wnax to the surface of the buffer body is at least 200 mm or more.
The function of the bristles 2 planted on the buffer body 4 is to prevent the cooling water from scattering, and the length l of the bristles is not particularly limited, but usually 5 mm or more is used. In addition, the material of the bristles can be used sufficiently as long as it has heat resistance up to 300°C. For example, silica is usually used, but there is no need to be limited to this. In this embodiment, hair was used on the surface of the repulsion buffer for the cooling water from the lower nozzle, but this need not be limited to hair. For example, a multilayer plate 13 as shown in FIG. 5 may be provided downward in a blind shape. It can be something,
As shown in Figure 6, a multi-layered wire mesh can be used, and as shown in Figure 7, the buffer body can be used as a cooling tank and α
It is also possible to have a structure in which it is attached at an angle. In short, the structure of the buffer body may be such that the cooling water splashed outside the entire width of the strip from the lower nozzle 6 does not hit the cooling tank wall and bounce back onto the upper surface of the strip. To explain the case of cooling a strip using the cooling device of the present invention having the above-mentioned configuration, first, when the strip 5 enters the cooling tank 1 from the direction of the arrow in FIG. 2, it is cooled to a desired temperature in advance. The number of spray nozzles required for this purpose is selected, and the cooling water pressurized outside the system is opened using the solenoid valve 8 to inject enough cooling water in advance so as to cover more than the entire width of the strip. Then, as the strip 5 moves in the direction of the arrow, the cooling water hits the entire lower surface of the strip and cools it. On the other hand, the splashed excess cooling water (the shaded area between a and b in Figure 4) is absorbed by the buffer bodies 4 installed on both sides of the cooling tank, and does not adhere to the top surface of the strip at all, but rather inside or on the surface of the buffer body. It is discharged from the system through the water spout 12 along the cooling tank 11. As described above, according to the cooling device according to the present invention, it is used to cool the strip moving in the horizontal direction, and the cooling water is applied only from the lower part, and no scattered water is attached to the upper surface due to the action of the buffer, so that the strip surface is Water does not adhere to the surface of the strip, and therefore uniform cooling can be achieved without film boiling, so that defects in the shape of the strip due to thermal effects do not occur. If the cooling end point temperature of the strip is limited to 100°C or higher, there is no need for drying equipment such as an air knife or dryer to prevent water from adhering to the top surface. Incidentally, in the embodiments described above, a strip coil made of a metal plate was used, but the same effect can be obtained by threading a cut plate. There are no particular restrictions on the type of metal plate, whether it is a rolled surface or a plated surface.
The cooling device of the present invention can also be applied to painted surfaces. As described above, the present invention has great effects, and further supplementary explanation will be given below by describing embodiments. Example Cold rolled steel plate (SPCC-SD: 0.6×1219×C)
The present invention was carried out as a cooling bath for a cooling process from 300°C to 150°C in a continuous annealing process. The processing conditions of the cooling device were as shown in Table 1, and along with Comparative Examples 1 and 2, the shape of the strip after cooling, water droplets remaining on the strip surface, and temperature distribution in the width direction of the strip were measured and compared. The temperature was measured at two points, one at both ends of the strip and the other at the center, using a contact thermometer.
【表】【table】
【表】
第１表に見られるように本発明の下部冷却方式
と緩衝体との組合せに冷却装置を使用すれば、均
一冷却、形状、外観ともに良好な結果が得られ、
コンパクトな冷却装置として非常に有効なもので
ある。[Table] As shown in Table 1, if a cooling device is used in combination with the lower cooling method of the present invention and a buffer body, uniform cooling, good shape, and appearance can be obtained.
It is very effective as a compact cooling device.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
第１図は本発明の冷却装置の要部断面図、第２
図は第１図のＡ―Ａ断面図、第３図は緩衝体の斜
視図、第４図は緩衝体とスプレーノズルの関係を
説明する図、第５図〜第７図は緩衝体の他の実施
態様を示す斜視図である。
１……冷却槽、４……緩衝体、５……ストリツ
プ、６……スプレーノズル。
Fig. 1 is a sectional view of main parts of the cooling device of the present invention, Fig.
The figure is a sectional view taken along line A-A in Figure 1, Figure 3 is a perspective view of the buffer, Figure 4 is a diagram explaining the relationship between the buffer and the spray nozzle, and Figures 5 to 7 are the other parts of the buffer. FIG. 2 is a perspective view showing an embodiment of the invention. 1... Cooling tank, 4... Buffer, 5... Strip, 6... Spray nozzle.