JPS6330371B2 - - Google Patents
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- JPS6330371B2 JPS6330371B2 JP58152520A JP15252083A JPS6330371B2 JP S6330371 B2 JPS6330371 B2 JP S6330371B2 JP 58152520 A JP58152520 A JP 58152520A JP 15252083 A JP15252083 A JP 15252083A JP S6330371 B2 JPS6330371 B2 JP S6330371B2
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
- C21D9/54—Furnaces for treating strips or wire
- C21D9/56—Continuous furnaces for strip or wire
- C21D9/573—Continuous furnaces for strip or wire with cooling
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は冷却ロールによる金属ストリツプの
冷却方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for cooling a metal strip by means of a cooling roll.
冷却ロールによる金属ストリツプの冷却は連続
焼鈍設備等において冷却速度が大きく、しかもス
トリツプの表面性状を害さない冷却方法として採
用されている。 Cooling of metal strips using cooling rolls is employed in continuous annealing equipment as a cooling method that provides a high cooling rate and does not damage the surface properties of the strips.
この冷却方法としては、冷却ロール内部に冷却
水等の冷却媒体を通してロール表面を冷却し、こ
のロール表面に金属ストリツプを接触させて冷却
しようとするものである。 In this cooling method, a cooling medium such as cooling water is passed inside the cooling roll to cool the roll surface, and a metal strip is brought into contact with the roll surface for cooling.
第1図イはこの冷却ロールによる冷却法の模式
図であり、通常複数本の冷却ロール1を並べて、
これに金属ストリツプXを順次接触させる方法を
採つている。また冷却の制御は冷却ロール1を上
下方向に移動させて、冷却ロール1表面と金属ス
トリツプXとの接触長を変えることにより行つて
いる。その結果、第1図ロのストリツプX展開図
に示すように、ストリツプX上には冷却ロール1
に接触する接触部αと非接触部βとが交互に生ず
ることになる。 FIG. 1A is a schematic diagram of this cooling method using cooling rolls. Usually, a plurality of cooling rolls 1 are arranged side by side.
A method is adopted in which the metal strips X are successively brought into contact with this. Cooling is controlled by moving the cooling roll 1 in the vertical direction and changing the contact length between the surface of the cooling roll 1 and the metal strip X. As a result, as shown in the developed view of strip
Contact portions α and non-contact portions β are alternately formed.
ところで、このような冷却ロールによる冷却に
おいては、冷却ロール1間の非接触部βにおいて
金属ストリツプに座屈が発生しやすく、甚しい場
合にはこの座屈から“絞り”と称するライン方向
の縦ジワが生ずる欠点があつた。 By the way, in cooling using such cooling rolls, buckling is likely to occur in the metal strip at the non-contact part β between the cooling rolls 1, and in severe cases, this buckling causes a vertical reduction in the line direction called "squeezing". It had the disadvantage of causing wrinkles.
このような問題の対策として従来種々の提案が
なされており、本発明者等によつても、例えば特
願昭57−138002号や実願昭57−162460号の如き提
案がなされている。このうち前者のものは、冷却
ロールとストリツプとの接触開始点と、接触終了
点とで発生する熱応力が相反する方向であるこ
と、つまり板幅方向応力で言うと、接触開始点
(冷却ロール入側)では圧縮が生じ、接触終了点
(冷却ロール出側)では引張りが生ずることを利
用し、これらの相互干渉を起こさせるよう接触
長、非接触長を配分するものである。一方、後者
は“絞り”の直接的発生原因(又は起点)となる
接触開始点の圧縮応力に対処するため、接触開始
点近傍のストリツプの座屈抵抗を大幅に上昇させ
ることを狙つたものである。 Various proposals have been made in the past as countermeasures to such problems, and the present inventors have also made proposals such as Japanese Patent Application No. 57-138002 and Utility Application No. 57-162460. The former is caused by the fact that the thermal stress generated at the contact start point and the contact end point between the cooling roll and the strip is in opposite directions.In other words, in terms of stress in the strip width direction, Taking advantage of the fact that compression occurs at the contact end point (the cooling roll exit side) and tension occurs at the contact end point (the cooling roll exit side), the contact length and non-contact length are distributed so as to cause mutual interference between them. On the other hand, the latter aims to significantly increase the buckling resistance of the strip near the contact start point in order to deal with the compressive stress at the contact start point, which is the direct cause (or origin) of "squeezing". be.
これらの技術はいずれも極めて有効でしかも十
分に実用的なものではあるが、反面次のような難
点があることが本発明者等のその後の研究により
判明した。即ち、前者のものでは、実際のライン
において通板するストリツプの板厚が広い範囲で
変わるような場合、冷却ロールへの接触長、非接
触長を、十分な応力干渉効果を起こさせる程度に
とれないことがある。また後者のものでは、無冷
却の押えロールを冷却ロールの直前に付設する必
要があることから、設備の繁雑さや建設コストの
上昇は避け難く、加えて発生する熱応力がある程
度以上大きくなると、押えロールによる拘束を行
うことにより発生する熱応力の逃げ場が失われる
ため、ストリツプの形状のくずれが却つて生じ易
くなるという難点がある。 Although all of these techniques are extremely effective and fully practical, subsequent research by the present inventors has revealed that they have the following drawbacks. In other words, in the former case, when the thickness of the strip to be threaded varies over a wide range in the actual line, the contact length and non-contact length with the cooling roll must be set to an extent that causes sufficient stress interference effect. Sometimes there isn't. In addition, in the latter case, it is necessary to install an uncooled presser roll just before the cooling roll, which makes the equipment complicated and increases construction costs. Since there is no place for the thermal stress generated by the restraint by the rolls to escape, there is a problem in that the shape of the strip is more likely to be distorted.
本発明はこのような点に鑑み、熱応力発生及び
これに基づく絞り発生の基本的なメカニズムの解
明に基づきなされたものであり、絞り等の形状不
良を適切に防止することができる冷却方法を提供
せんとするものである。 In view of these points, the present invention was made based on the elucidation of the basic mechanism of thermal stress generation and the occurrence of apertures based on this, and the present invention is to develop a cooling method that can appropriately prevent shape defects such as apertures. This is what we intend to provide.
冷却ロールで発生する熱応力は、冷却によつて
生ずるストリツプ内のライン方向温度勾配の変化
程度(つまり微分値)に比例して大きい。これは
本発明者等による熱応力の理論解析の結果明らか
となつたことである。第2図はロール冷却の実ラ
インにおけるストリツプ長手方向の温度(ストリ
ツプ巾方向に平均したもの)分布の一例を示すも
のであり、イは冷却ロール1とストリツプXの接
触状態を示す模式図、ロはイに対応したストリツ
プ長手方向位置とストリツプの板巾方向平均温度
である。 The thermal stress generated in the cooling roll is large in proportion to the degree of change (i.e., the differential value) in the temperature gradient in the line direction within the strip caused by cooling. This has become clear as a result of theoretical analysis of thermal stress by the present inventors. Figure 2 shows an example of the temperature distribution in the longitudinal direction of the strip (averaged in the strip width direction) in an actual roll cooling line. is the longitudinal position of the strip corresponding to A and the average temperature in the width direction of the strip.
図中、A,C,Eの部分は、冷却ロール1と接
触していない部分で、この部分のストリツプ長手
方向温度勾配は通常約10℃/m(板厚0.8mm、ラ
イン・スピード75mpmの場合)程度である。ま
たB,Dの部分は冷却ロール1と接触している部
分で、冷却ロール1のロールシエルが銅の場合、
約170〜200℃/mと、この部分の板長手方向の温
度勾配は大きい。このように、ロール冷却で得ら
れるストリツプ長手方向の温度分布(または温度
履歴)は、ほぼ折れ線で近似できるものであり、
“絞り”等のストリツプの形状を悪化させる原因
となる応力は、この2本の折れ線の勾配の差に比
例する。つまり冷却ロール1と接触している部分
の温度勾配をα1℃/m、接触していない部分の温
度勾配をα2℃/mとすると|α1−α2|にほぼ比例
した熱応力が現われる。したがつて、この折れ線
の勾配差を小さくしてやれば、ストリツプの板巾
方向の圧縮応力は小さくなり、その結果、座屈や
絞りを防止できる。 In the figure, parts A, C, and E are parts that are not in contact with the cooling roll 1, and the temperature gradient in the longitudinal direction of the strip in these parts is usually about 10°C/m (for a plate thickness of 0.8 mm and a line speed of 75 mpm). ). Also, parts B and D are parts that are in contact with the cooling roll 1, and if the roll shell of the cooling roll 1 is made of copper,
The temperature gradient in this part in the longitudinal direction of the plate is large, about 170 to 200°C/m. In this way, the temperature distribution (or temperature history) in the longitudinal direction of the strip obtained by roll cooling can be approximately approximated by a polygonal line.
The stress that causes deterioration of the shape of the strip, such as "drawing", is proportional to the difference in slope between the two lines. In other words, if the temperature gradient of the part that is in contact with the cooling roll 1 is α 1 °C/m and the temperature gradient of the part that is not in contact is α 2 °C/m, then the thermal stress approximately proportional to |α 1 − α 2 | appear. Therefore, by reducing the difference in slope of the polygonal lines, the compressive stress in the width direction of the strip will be reduced, and as a result, buckling and squeezing can be prevented.
このような温度勾配をライン操業上の各要因で
整理すると、冶金学上必要とされるロール冷却設
備での温度降下量は約300℃(700℃→400℃)で
一定であるから、温度勾配は、
板厚が一定ならばラインスピードが遅い程大
きい。 If we sort out such temperature gradients based on various factors in line operation, the amount of temperature drop in the roll cooling equipment required for metallurgy is constant at approximately 300℃ (700℃ → 400℃), so the temperature gradient If the plate thickness is constant, the slower the line speed, the larger it is.
ラインスピードが一定ならば板厚が小さい程
大きい。 If the line speed is constant, the smaller the plate thickness, the greater the effect.
これは、冷却ロールの冷却用媒体としては通常
水が用いられるが、この場合には冷却水の流量や
温度を変えても実際に得られる冷却ロールの冷却
能力はあまり変化せず、実質的には冷却ロールの
冷却能力は一定とみなされることによるものであ
る。 This is because water is normally used as the cooling medium for the cooling roll, but in this case, even if the flow rate or temperature of the cooling water is changed, the actual cooling capacity of the cooling roll that can be obtained does not change much; This is because the cooling capacity of the cooling roll is assumed to be constant.
以上のような温度勾配の問題を第3図で具体的
に説明すると、第3図ロ−aは、ストリツプ板厚
1.0mm、ラインスピード200mpmの場合のロール
冷却部のストリツプを平面的に展伸したもの、ロ
−bはこれに対応した板温のライン方向履歴であ
る。また第3図ハ−aは、板厚は上記ロと同じ
1.0mmでラインスピードが100mpmと遅い場合で
あり、この場合にはロール巻き掛け長さを上記ロ
と同じとするとロール接触時間が長くなり板温が
低くなり過ぎるため、ロール巻き掛け長さを短く
する必要があり(第3図イのロール2′の位置)、
これに伴つてハ−bのような板温履歴となる。次
にラインスピードは上記ロの場合と同じ200mpm
であるが、板厚が0.5mmと薄い場合を考えると、
この場合は、板の平均温度は板厚1.0mmの場合よ
りも急激に低下する(冷却速度が大きい)ため、
やはりロール巻き掛け長さを短くして接触時間を
短くしなければならず、ロールの巻き掛け状況、
冷却ロールとの接触状況及び板温のライン方向履
歴は、定性的に言つてラインスピードが遅い場合
の上記ハ−a,bに示したもの(第3図イのロー
ル1′の位置)とほぼ同じになる。そしてこの第
3図から、ラインスピードが小さい程、また板厚
が薄い程、ストリツプのライン方向温度勾配の変
化が大きいことが明らかであり、発生する熱応力
もこの温度勾配の変化程度に大体比例する。なお
温度勾配の違いを明確にするために、第3図ハ−
b中にロ−b中の1段目ロール部分の板温勾配を
破線Pで示した。 To specifically explain the problem of temperature gradient as mentioned above with reference to Fig. 3, Lo-a in Fig. 3 shows that the thickness of the strip plate is
1.0 mm and a line speed of 200 mpm, the strip of the roll cooling section is stretched flat, and Lo-b is the corresponding history of the plate temperature in the line direction. Also, in Figure 3 H-a, the plate thickness is the same as B above.
1.0mm and the line speed is as slow as 100mpm. In this case, if the roll wrapping length is the same as B above, the roll contact time will be longer and the plate temperature will become too low, so the roll wrapping length should be shortened. (Roll 2' position in Figure 3 A)
Along with this, the plate temperature history becomes as shown in H-b. Next, the line speed is 200mpm, the same as in case B above.
However, considering the case where the plate thickness is as thin as 0.5 mm,
In this case, the average temperature of the plate decreases more rapidly than in the case of a plate thickness of 1.0 mm (the cooling rate is greater), so
After all, it is necessary to shorten the roll winding length and shorten the contact time, and the roll winding situation,
Qualitatively speaking, the contact status with the cooling roll and the line direction history of plate temperature are almost the same as those shown in H-a and B above (position of roll 1' in Figure 3 A) when the line speed is slow. It will be the same. From Fig. 3, it is clear that the smaller the line speed and the thinner the plate thickness, the greater the change in the temperature gradient in the strip direction, and the generated thermal stress is also roughly proportional to the change in temperature gradient. do. In order to clarify the difference in temperature gradient, Figure 3
The plate temperature gradient at the first roll portion in Ro-b is indicated by a broken line P in Fig.
次にストリツプの座屈抵抗については、一般に
板厚が薄い程、また板幅が大きい程座屈抵抗は小
さく、この点は弾性座屈の理論によつて明確に説
明される。 Next, regarding the buckling resistance of the strip, in general, the thinner the plate thickness and the larger the plate width, the lower the buckling resistance, and this point can be clearly explained by the theory of elastic buckling.
以上熱応力と座屈抵抗の双方の視点からの考察
をまとめると次のようになる。 The above considerations from the viewpoints of both thermal stress and buckling resistance can be summarized as follows.
他の条件が一定であれば、板厚の薄い程発生
熱応力が大きく、ストリツプ座屈抵抗が小さ
い。したがつてストリツプは極めて絞り易くな
る。 If other conditions are constant, the thinner the plate, the greater the generated thermal stress and the lower the strip buckling resistance. The strip is therefore extremely easy to squeeze.
他の条件が一定であれば、ラインスピードが
遅い程発生熱応力が大きく絞り易くなる。 If other conditions are constant, the slower the line speed, the greater the thermal stress generated and the easier it is to reduce.
他の条件が一定であれば、板幅の大きい程発
生熱応力は大きく、且つ板の座屈抵抗は小さ
い。したがつて極めて絞り易くなる。 If other conditions are constant, the larger the plate width, the greater the generated thermal stress, and the lower the buckling resistance of the plate. Therefore, it becomes extremely easy to squeeze.
従来のロール冷却においては、このような熱応
力と座屈抵抗に着目した安定通板のための配慮が
欠けていたものである。本発明はこのような熱応
力とストリツプの座屈抵抗に着目し、絞り易い通
板条件では冷却ロールの冷却能力を低下させ、ス
トリツプのライン方向温度勾配の変化量を小さく
することにより熱応力そのものをコントロールす
るという根本的な発想に基づき、冷却ロール内部
を通過させる冷却用媒体として閉管路中で循環す
る高沸点熱媒を用い、通板条件に応じ、冷却ロー
ルとストリツプの接触面積を調整するとともに、
冷却用媒体の作動温度(冷却ロール通過時の平均
温度)を選択して冷却ロールのストリツプ接触能
力を調整することにより、冷却中ストリツプのラ
イン方向温度勾配を制御することを基本とするも
のである。しかし、このような調整によつて通板
条件の変化に対応しつつ熱応力の急激な変化を軽
減するためには、冷却用媒体の作動温度の急激な
変更を可能としなければならない。このため本発
明は、冷却用媒体の作動温度の調整を、熱交換器
における熱交換量調整と、熱交換器をバイパスす
る冷却用媒体量の調整とにより行うようにし、条
件に応じ作動温度を迅速に変化させ得るようにし
たものである。 Conventional roll cooling lacks consideration for stable sheet threading that focuses on such thermal stress and buckling resistance. The present invention focuses on such thermal stress and the buckling resistance of the strip, and reduces the cooling capacity of the cooling roll under conditions where the strip is easily drawn, and reduces the amount of change in the temperature gradient of the strip in the line direction, thereby reducing the thermal stress itself. Based on the fundamental idea of controlling the temperature of the strip, we use a high boiling point heat medium that circulates in a closed pipe as the cooling medium that passes through the inside of the cooling roll, and adjust the contact area between the cooling roll and the strip according to the strip passing conditions. With,
The basic idea is to control the temperature gradient in the line direction of the strip during cooling by selecting the operating temperature of the cooling medium (average temperature as it passes through the cooling roll) and adjusting the strip contact ability of the cooling roll. . However, in order to respond to changes in sheet passing conditions and reduce rapid changes in thermal stress through such adjustment, it is necessary to enable rapid changes in the operating temperature of the cooling medium. Therefore, the present invention adjusts the operating temperature of the cooling medium by adjusting the amount of heat exchanged in the heat exchanger and adjusting the amount of cooling medium that bypasses the heat exchanger, and adjusts the operating temperature according to the conditions. This allows for rapid changes.
以下本発明を第4図に基づいて説明する。 The present invention will be explained below based on FIG.
本発明では冷却ロールの冷却用媒体として、通
常用いられる水の代わりに高沸点熱媒を用いる。
この高沸点熱媒としては、例えばトリエチルジフ
エニール(沸点340℃)等がある。このように冷
却用媒体として水の代わりに高沸点熱媒を用いる
のは次のような理由による。即ち、冷却用媒体と
して水を用いる場合、冷却ロール内部の伝熱面に
おいて局部的にも沸騰伝熱面となることは設備面
(配管系の圧損が急上昇する)や品質面(ロール
シエルの温度が不安定となりストリツプ温度のム
ラが生ずる)から問題があり、このため熱媒とし
ての作動温度はほぼ80℃〜25℃の範囲に限定され
てしまう。したがつて、ストリツプの温度を平均
値として500℃と仮定すると、ストリツプ温度
(Ts)と冷却用媒体温度(Tf)との差(Ts−Tf)
は、max475℃、min420℃となり、冷却ロールの
冷却能力はこの温度差(Ts−Tf)に比例するか
ら水温変化によるロール冷却能力の調整範囲は極
めて狭く、冷却ロールのストリツプ冷却能力の調
整によりストリツプのライン方向温度勾配を制御
するという本発明の主旨を達成するには甚だ不十
分である。このため本発明ではロール冷却能力の
調整範囲を広く取ることができる高沸点熱媒を冷
却用媒体として用いることにより、上記温度勾配
の制御を可能ならしめたものである。例えば高沸
点熱媒としてアルキル・ジフエニル(沸点:常圧
下で約290℃)を使用した場合、この熱媒の作動
温度をほぼ270℃〜100℃の範囲とすると、(Ts−
Tf)はmax400℃、min230℃となる。ラインス
ピードが100mpmと200mpmの場合、或は板厚が
0.6mmと1.2mmの場合、いずれも前者は後者の約2
倍の熱応力が生ずるため、冷却ロールの冷却能力
は前者の場合、後者の約半分に落とす必要がある
が、上記したような高沸点熱媒を用いることによ
り、このような冷却能力の調整に十分対応するこ
とができる。 In the present invention, a high boiling point heating medium is used as the cooling medium for the cooling roll instead of water, which is commonly used.
Examples of this high boiling point heating medium include triethyl diphenyl (boiling point 340°C). The reason why a high boiling point heat medium is used instead of water as a cooling medium is as follows. In other words, when water is used as a cooling medium, the fact that the heat transfer surface inside the cooling roll locally becomes a boiling heat transfer surface is caused by the equipment (the pressure drop in the piping system increases rapidly) and the quality (the temperature of the roll shell). There is a problem in that the temperature of the strip becomes unstable, causing unevenness in the strip temperature.For this reason, the operating temperature as a heating medium is limited to a range of approximately 80°C to 25°C. Therefore, assuming that the average temperature of the strip is 500°C, the difference between the strip temperature (Ts) and the cooling medium temperature (Tf) is (Ts - Tf)
is max 475℃, min 420℃, and the cooling capacity of the cooling roll is proportional to this temperature difference (Ts - Tf), so the adjustment range of the roll cooling capacity due to water temperature changes is extremely narrow, and the strip cooling capacity can be adjusted by adjusting the strip cooling capacity of the cooling roll. This is extremely insufficient to achieve the purpose of the present invention, which is to control the temperature gradient in the line direction. For this reason, in the present invention, the temperature gradient can be controlled by using a high boiling point heating medium that can widen the adjustment range of the roll cooling capacity as the cooling medium. For example, when alkyl diphenyl (boiling point: approximately 290°C under normal pressure) is used as a high-boiling heating medium, and the operating temperature of this heating medium is approximately in the range of 270°C to 100°C, (Ts−
Tf) is max 400℃, min 230℃. When the line speed is 100mpm and 200mpm, or the plate thickness is
In the case of 0.6mm and 1.2mm, the former is about 2 times the latter.
In the former case, the cooling capacity of the cooling roll needs to be reduced to about half of the latter because twice as much thermal stress is generated, but by using a high boiling point heat medium as described above, it is possible to adjust the cooling capacity in this way. I am able to respond adequately.
このような冷却用媒体は第4図に示すように閉
管路2中でポンプ3等を介して循環使用され、こ
の循環中冷却ロール1内を通過して冷却し、また
冷却器4により熱交換される。そして、ストリツ
プXの通板条件に応じ冷却用媒体の動作温度が選
択され、ロール冷却能力が調整される。具体的に
は形状がくずれ易い或は絞りの発生し易い通板条
件、即ち、
板厚の薄いストリツプの場合、
板幅の大きいストリツプの場合、
ラインスピードが遅い通板の場合、
の各場合に冷却用媒体の作動温度が上げられる。
これによつて冷却1の冷却能力が低下し、ストリ
ツプXのライン方向温度勾配の変化量が小さくな
る結果、冷却による熱応力の発生が低く抑えられ
る。 As shown in FIG. 4, such a cooling medium is circulated in a closed pipe line 2 via a pump 3, etc., and during this circulation it passes through a cooling roll 1 to be cooled, and is also heat exchanged by a cooler 4. be done. Then, the operating temperature of the cooling medium is selected according to the passing conditions of the strip X, and the roll cooling capacity is adjusted. Specifically, in the case of threading conditions where the shape is likely to be distorted or the stripping is likely to occur, i.e., in the case of thin strips, in the case of wide strips, in the case of threading at slow line speeds, etc. The operating temperature of the cooling medium is increased.
As a result, the cooling capacity of the cooling unit 1 is reduced, and the amount of change in the temperature gradient in the line direction of the strip X is reduced, so that the occurrence of thermal stress due to cooling is suppressed to a low level.
本発明では冷却媒体の作動温度の調整を、熱交
換器(冷却器)における熱交換量調整と、熱交換
器をバイパスする冷却用媒体量の調整とにより行
い、これにより作動流体の温度の急速な変更を可
能ならしめている。すなわち、前述したように、
通板条件の変化に対応して熱応力を適切にコント
ロールするためには、冷却用媒体の作動温度の単
なる調整だけでは不十分であり、作動温度を急速
に変更させる必要がある。このため本発明は、上
記2方式の併用によつて作動温度を調整すること
によりその急速な変更を可能ならしめたものであ
る。 In the present invention, the operating temperature of the cooling medium is adjusted by adjusting the amount of heat exchange in a heat exchanger (cooler) and adjusting the amount of cooling medium that bypasses the heat exchanger, thereby rapidly increasing the temperature of the working fluid. This makes it possible to make significant changes. That is, as mentioned above,
In order to appropriately control thermal stress in response to changes in strip passing conditions, it is not sufficient to simply adjust the operating temperature of the cooling medium; it is necessary to rapidly change the operating temperature. Therefore, the present invention makes it possible to rapidly change the operating temperature by adjusting the operating temperature by using the above two methods in combination.
ここで冷却用媒体の作動温度の調整を第4図に
示すものについて説明すると、冷却用媒体循環用
の閉管路2には、流量調節弁6を備えた冷却器バ
イパス用管路5が設けられており、冷却用媒体が
循環した状態で冷却器バイパス用管路5中の流量
調節弁6の開度を大きくしていくと、冷却器4を
バイパスする媒体の流量が増加するため、全体と
して冷却ロール1に入る際の冷却用媒体の温度は
高くなるものであり、このように流量調節弁6の
開度調整により冷却用媒体の作動温度を自由に調
整することができる。加えて、このような作動温
度の調節は、冷却器用管路7の流量調節弁8の開
度調節によつても行われる。この冷却器用の流体
としては通常水が用いられるが、水の場合、冷却
器入側の水温が約25℃、出側の水温が約40〜80℃
となり、これを連続焼鈍設備入側のストリツプ洗
浄用温水として利用することができる。本発明で
は、上記した流量調節弁6によるバイパス管路内
流量の調整と冷却器4の冷却能力調整という二つ
の方式を併用した温度制御方式が採られ、このよ
うな冷却用媒体の作動温度の調節により、ストリ
ツプ温度と冷却用媒体温度の差(Ts−Tf)に基
づく冷却ロールの冷却能力が調整される。 Here, to explain the adjustment of the operating temperature of the cooling medium as shown in FIG. 4, the closed pipe line 2 for circulating the cooling medium is provided with a cooler bypass pipe line 5 equipped with a flow rate control valve 6. When the opening degree of the flow rate control valve 6 in the cooler bypass pipe 5 is increased while the cooling medium is circulating, the flow rate of the medium bypassing the cooler 4 increases, so the overall The temperature of the cooling medium when it enters the cooling roll 1 becomes high, and the operating temperature of the cooling medium can be freely adjusted by adjusting the opening degree of the flow control valve 6 in this way. In addition, such adjustment of the operating temperature is also performed by adjusting the opening degree of the flow rate control valve 8 of the condenser conduit 7. Water is usually used as the fluid for this cooler, but in the case of water, the water temperature on the cooler inlet side is approximately 25℃, and the water temperature on the outlet side is approximately 40 to 80℃.
This can be used as hot water for strip cleaning at the entrance of the continuous annealing equipment. In the present invention, a temperature control method is adopted that combines two methods: adjustment of the flow rate in the bypass pipe by the above-mentioned flow rate control valve 6 and adjustment of the cooling capacity of the cooler 4, and the operating temperature of such cooling medium is adjusted. The adjustment adjusts the cooling capacity of the chill roll based on the difference between the strip temperature and the cooling medium temperature (Ts - Tf).
第4図では、ライン操業を安定的に行うため、
冷却ロール入側における冷却用媒体温度を測定
し、この温度が、通板条件に基づいて予め設定さ
れた温度(目標作動温度)となるようバイパス流
量及び冷却器能力の調整による媒体温度制御が行
われるとともに、冷却ロール出側におけるストリ
ツプ温度を測定し、この測定値に基づき冷却ロー
ルへのストリツプ巻き掛け長さが制御されるよう
になつている。具体的に説明すると、予め判つて
いる通板条件(ストリツプサイズ、ラインスピー
ド等)により安全通板のための冷却用媒体の作動
温度(目標値)を制御用プロセスコンピユータ9
にプリセツト値10として入力しておく。温度検
出端11により冷却ロール入側の冷却用媒体温度
を、また放射温度計12によりロール冷却部出側
のストリツプ温度がそれぞれ測定され、これらの
信号が前記制御用プロセスコンピユータ9に入力
される。ここで、検出された冷却用媒体温度と前
記設定された作動温度とに基づき、冷却器バイパ
ス流量の流量調節弁6及び冷却器の冷却流体流量
調節弁8の開度調整用信号が、また、検出された
ストリツプ温度に基づき、冷却ロールへのストリ
ツプ巻き掛け長さ制御用として冷却ロール昇降用
制御信号がそれぞれ制御用プロセスコンピユータ
9から各調節弁6,8及びロール昇降装置13に
出力され、冷却ロールの冷却能力とストリツプの
冷却程度が全体として制御されるようになつてい
る。 In Figure 4, to ensure stable line operation,
The temperature of the cooling medium at the entrance side of the cooling roll is measured, and the medium temperature is controlled by adjusting the bypass flow rate and cooler capacity so that this temperature becomes a preset temperature (target operating temperature) based on the sheet passing conditions. At the same time, the temperature of the strip at the exit side of the cooling roll is measured, and the length of the strip wound around the cooling roll is controlled based on this measured value. Specifically, the process computer 9 controls the operating temperature (target value) of the cooling medium for safe strip threading based on pre-known threading conditions (strip size, line speed, etc.).
Enter the preset value as 10. The temperature detection end 11 measures the temperature of the cooling medium on the inlet side of the cooling roll, and the radiation thermometer 12 measures the strip temperature on the outlet side of the roll cooling section, and these signals are input to the control process computer 9. Here, based on the detected cooling medium temperature and the set operating temperature, a signal for adjusting the opening degree of the flow rate control valve 6 of the cooler bypass flow rate and the cooling fluid flow rate control valve 8 of the cooler is also set. Based on the detected strip temperature, a control signal for raising and lowering the cooling roll is output from the control process computer 9 to each of the control valves 6 and 8 and the roll lifting device 13 to control the length of the strip wound around the cooling roll. The cooling capacity of the rolls and the degree of cooling of the strip are generally controlled.
また、ラインスピード検出端14(ロール冷却
部近傍でのタコジエネレータ)によりラインスピ
ードも検出され、この検出に基づきラインスピー
ドの変化に追従した動的な制御を行い得るように
なつている。 The line speed is also detected by the line speed detection end 14 (a tachometer generator near the roll cooling section), and based on this detection, dynamic control that follows changes in the line speed can be performed.
実施例
第4図に示すような制御系を有する連続焼鈍ラ
インにおいて、板厚1.2〜0.4mm、板幅600〜1240
mm、ラインスピード80〜180mpmの範囲の通板条
件での操業を行つた。Example In a continuous annealing line with a control system as shown in Fig. 4, the plate thickness is 1.2 to 0.4 mm and the plate width is 600 to 1240 mm.
The operation was carried out under threading conditions ranging from 80 to 180 mpm and line speeds of 80 to 180 mpm.
冷却用媒体の作動温度は最高275℃、最低100
℃、冷却ロールへの媒体供給流量は1本当り平均
320/分(冷却ロール本数5本)、媒体総循環量
は約1600/分で運転され、この結果、絞り発生
により従来通板が困難であつた条件下や製品形状
等に問題を生じていた条件下においても、良質の
製品を安定して製造できるようになつた。 Cooling medium operating temperature max. 275°C, min. 100°C
℃, medium supply flow rate to cooling roll is average per roll.
The machine was operated at a speed of 320/min (5 cooling rolls) and a total media circulation rate of approximately 1600/min. As a result, throttling occurred under conditions that made threading difficult under conventional conditions and caused problems with product shape, etc. It has become possible to stably produce high-quality products even under these conditions.
以上述べた本発明法によれは、通板条件に応
じ、冷却ロールとストリツプとの接触面積の調整
によりストリツプの冷却量のコントロールを行う
ようにするとともに、冷却ロール内部を通過させ
る冷却用媒体として閉管路中で循環する高沸点熱
媒を用い、その冷却用媒体の作動温度を、熱交換
器における熱交換量調整と、熱交換器をバイパス
する冷却用媒体量の調整とにより選択して冷却ロ
ールのストリツプ冷却能力を調整することによ
り、冷却中ストリツプのライン方向温度勾配を制
御するようにしたので、通板条件等の変化に対応
して冷却用媒体の作動温度、ひいては冷却ロール
のストリツプ冷却能力を迅速且つ適切にコントロ
ールすることができ、これにより通板条件の変化
等にかかわらず、ストリツプの形状不良や絞りを
適切に防止しつつストリツプのロール冷却を行う
ことができるという効果がある。 According to the method of the present invention described above, the amount of cooling of the strip is controlled by adjusting the contact area between the cooling roll and the strip according to the strip running conditions, and the cooling medium that is passed through the inside of the cooling roll is Using a high-boiling heat medium that circulates in a closed pipe, the operating temperature of the cooling medium is selected by adjusting the amount of heat exchange in the heat exchanger and adjusting the amount of cooling medium that bypasses the heat exchanger. By adjusting the strip cooling capacity of the roll, the temperature gradient in the line direction of the strip during cooling can be controlled, so that the operating temperature of the cooling medium and, in turn, the strip cooling of the cooling roll can be adjusted in response to changes in strip threading conditions, etc. Capacity can be quickly and appropriately controlled, and this has the effect that roll cooling of the strip can be performed while appropriately preventing strip shape defects and constriction, regardless of changes in strip passing conditions.
第1図イ及びロは冷却ロールによる冷却状況を
示す説明図である。第2図イ及びロは冷却ロール
による冷却状況及びこれによるストリツプの温度
推移を示す説明図である。第3図イ,ロ−a,ロ
−b,ハ−a,ハ−bは冷却ロールによる冷却状
況及びこれによるストリツプの温度推移を示す説
明図である。第4図は本発明法の実施に供される
冷却設備及びその制御系を示す説明図である。
図において、1は冷却ロール、2は閉管路であ
る。
FIGS. 1A and 1B are explanatory diagrams showing cooling conditions by cooling rolls. FIGS. 2A and 2B are explanatory diagrams showing the state of cooling by the cooling roll and the temperature change of the strip due to this. FIGS. 3A, 3A, 3B, 3A, 3B, 3A, 3B, 3A and 3B are explanatory diagrams showing the cooling situation by the cooling roll and the temperature change of the strip due to this. FIG. 4 is an explanatory diagram showing the cooling equipment and its control system used for carrying out the method of the present invention. In the figure, 1 is a cooling roll and 2 is a closed pipe line.
Claims (1)
て閉管路中で循環する高沸点熱媒を用いるととも
に、通板条件に応じ、冷却ロールとストリツプの
接触面積を調整するとともに、冷却用媒体の作動
温度を、熱交換器における熱交換量調整と、熱交
換器をバイパスする冷却用媒体量の調整とにより
選択して冷却ロールのストリツプ冷却能力を調整
することにより、冷却中ストリツプのライン方向
温度勾配を制御して冷却することを特徴とする冷
却ロールによる金属ストリツプの冷却方法。1. A high boiling point heat medium circulating in a closed pipe is used as the cooling medium to be passed inside the cooling roll, and the contact area between the cooling roll and the strip is adjusted according to the strip passing conditions, and the operating temperature of the cooling medium is adjusted. , the temperature gradient in the line direction of the strip during cooling is controlled by selectively adjusting the strip cooling capacity of the cooling roll by adjusting the amount of heat exchange in the heat exchanger and adjusting the amount of cooling medium bypassing the heat exchanger. A method for cooling a metal strip using a cooling roll.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15252083A JPS6046327A (en) | 1983-08-23 | 1983-08-23 | Method of cooling metal strips using cooling rolls |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15252083A JPS6046327A (en) | 1983-08-23 | 1983-08-23 | Method of cooling metal strips using cooling rolls |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6046327A JPS6046327A (en) | 1985-03-13 |
| JPS6330371B2 true JPS6330371B2 (en) | 1988-06-17 |
Family
ID=15542232
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15252083A Granted JPS6046327A (en) | 1983-08-23 | 1983-08-23 | Method of cooling metal strips using cooling rolls |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6046327A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5616814B2 (en) * | 2011-02-16 | 2014-10-29 | 日新製鋼株式会社 | Cooling roll device |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5923826A (en) * | 1982-07-28 | 1984-02-07 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Cooling method of metallic strip by cooling roll |
-
1983
- 1983-08-23 JP JP15252083A patent/JPS6046327A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6046327A (en) | 1985-03-13 |
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