JP5928412B2 - Steel plate vertical cooling device and method for producing hot dip galvanized steel plate using the same - Google Patents
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Description
本発明は、鋼板の竪型冷却装置、およびそれを用いた溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a steel plate vertical cooling apparatus and a method for producing a hot-dip galvanized steel sheet using the same.
BH鋼板(焼付硬化型鋼板)等のような降伏点伸びを有する鋼板をめっき原板とし、連続式溶融亜鉛めっき設備において溶融亜鉛めっき鋼板を製造する場合、製品にストレッチャーストレインや腰折れ等の欠陥が発生する場合がある。 When a steel sheet having a yield point elongation such as a BH steel sheet (baking hardening type steel sheet) is used as a plating base plate and a hot dip galvanized steel sheet is manufactured in a continuous hot dip galvanizing facility, the product has defects such as stretcher strain and hip breakage. May occur.
上記に対して、腰折れ防止技術として、特許文献1には、腰折れが発生する以前に予め歪を与える技術が示されている。その他に、溶融亜鉛めっき鋼板が使用される過程の成形加工で発生するストレッチャーストレインの防止技術として、例えば、めっき後の調質圧延や、材質設計に関する技術は数多く公開されている(特許文献2、3)。 On the other hand, as a technique for preventing hip breakage, Patent Document 1 discloses a technique for applying a strain in advance before hip breakage occurs. In addition, as a technique for preventing stretcher strain generated in the forming process in the process of using a hot-dip galvanized steel sheet, for example, many techniques related to temper rolling after plating and material design have been disclosed (Patent Document 2). 3).
ここで、連続式溶融亜鉛めっき設備では、鋼板は溶融亜鉛浴に浸漬され次いで引き上げられ、ガスワイピングによって付着量を制御された後に、そのまま冷却されるか、或いは加熱合金化処理を行った後に冷却される。めっき処理後の冷却方法としては、一般的に、ミスト冷却やガス冷却が用いられるが、短い設備長で効率よく冷却するために冷却能力の高いミスト冷却方式が選択される場合が多い。 Here, in the continuous hot dip galvanizing equipment, the steel sheet is immersed in a hot dip galvanizing bath and then pulled up, and after the amount of adhesion is controlled by gas wiping, it is cooled as it is or after it is heated and alloyed. Is done. As a cooling method after the plating treatment, mist cooling or gas cooling is generally used, but a mist cooling method having a high cooling capacity is often selected in order to efficiently perform cooling with a short equipment length.
特許文献4には、ミスト冷却ボックス下部からの水滴漏れ防止を目的として、ミスト冷却ボックスの最下部の給気パッドを、高圧と低圧の2種類を隣接させ、水受けパンを所定位置に配置し、給気パッドからの上昇気流の風速を20m/s以上とする冷却方法が開示されている。 In Patent Document 4, for the purpose of preventing water droplet leakage from the lower part of the mist cooling box, the air supply pad at the bottom of the mist cooling box is adjacent to two types of high pressure and low pressure, and the water receiving pan is arranged at a predetermined position. And the cooling method which makes the wind speed of the updraft from an air supply pad 20 m / s or more is disclosed.
一般的に製造される溶融亜鉛めっき鋼板は、板幅が1000mmを超え、最大板幅は1900mmに迫ることもあり、幅方向での品質均一性が必要とされる。鋼板の場合には、上記のような加熱・冷却等の温度変化により、材質・形状の変化が起こる場合が多くあるため、板幅方向での加熱・冷却の均一性は重要な要件であるが、その制御は容易ではない。特に、340BH鋼板のように、500℃以下で降伏点伸びが発生する鋼板では、溶融亜鉛めっき後の冷却過程でストレッチャーストレインが発生する可能性が高く、板幅方向での温度制御が特に重要である。 In general, a hot-dip galvanized steel sheet manufactured has a plate width exceeding 1000 mm, and the maximum plate width may approach 1900 mm, so that quality uniformity in the width direction is required. In the case of steel plates, the material / shape changes often occur due to temperature changes such as heating / cooling as described above, so the uniformity of heating / cooling in the plate width direction is an important requirement. The control is not easy. In particular, in steel sheets that yield at a yield point below 500 ° C, such as 340BH steel sheets, there is a high possibility that stretcher strain will occur in the cooling process after hot dip galvanizing, and temperature control in the sheet width direction is particularly important. It is.
特許文献1に記載の方法では、通板中の鋼帯にロールで曲げ、曲げ戻し加工を施す必要があるが、その際にロールに瑕が発生して鋼板への転写が発生することがある。また、材料の降伏伸びが完全に消失するわけではないので、その後の合金化後冷却中に鋼帯に温度ムラが発生すると、結局ストレッチャーストレインが発生することがわかった。 According to the method described in Patent Document 1, it is necessary to bend and unbend the steel strip in the sheet with a roll, and in that case, wrinkles may occur on the roll and transfer to the steel sheet may occur. . In addition, since the yield elongation of the material does not completely disappear, it was found that if temperature irregularities occur in the steel strip during cooling after the subsequent alloying, stretcher strain is eventually generated.
同様に、特許文献2、3に記載の方法を用いても、合金化後冷却中に鋼帯に温度ムラが発生してしまうと、ストレッチャーストレイン発生を回避できないことがわかった。
Similarly, even when the methods described in
また、特許文献4に記載の方法では、ミスト冷却ボックス下部からの水滴漏れは確かに防止できるが、ボックス内の水滴滞留に対しては効果が小さく、ストレッチャーストレインの発生防止の点からは不十分である。 In addition, the method described in Patent Document 4 can certainly prevent water droplet leakage from the lower part of the mist cooling box, but is less effective for water droplet retention in the box, and is not effective in preventing the occurrence of stretcher strain. It is enough.
このように、従来では、例えば、降伏点伸びを有する鋼板を連続式溶融亜鉛めっき設備において溶融亜鉛めっきする際に、連続式溶融亜鉛めっき設備内、特に溶融亜鉛めっき後の冷却過程でのストレッチャーストレインの発生を適切に防止できなかった。 Thus, conventionally, for example, when hot-dip galvanizing a steel sheet having a yield point elongation in a continuous hot-dip galvanizing equipment, the stretcher in the continuous hot-dip galvanizing equipment, particularly in the cooling process after hot-dip galvanizing. Strain generation could not be prevented properly.
本発明は、上記のような課題を解決し、連続式溶融亜鉛めっき設備において、BH鋼板等のような降伏点伸びを有する鋼板を溶融亜鉛めっきする場合であっても、溶融亜鉛めっき後の冷却過程でのストレッチャーストレインの発生を適切に防止することができる竪型冷却装置およびそれを用いた溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned problems, and in a continuous hot dip galvanizing facility, even after hot dip galvanizing a steel sheet having a yield point elongation such as a BH steel sheet, cooling after hot dip galvanizing is performed. It is an object of the present invention to provide a saddle type cooling apparatus capable of appropriately preventing the generation of stretcher strain in the process and a method for producing a hot dip galvanized steel sheet using the same.
本発明者らは、冷却装置内に供給されたミストが液滴となりボックス外に排出されずに留まり、わずかな板形状の乱れなどにより、液滴が凝集し鋼板に再付着して、鋼板幅方向の一部のみに局所的な過冷却が発生することでストレッチャーストレインが発生することを見出した。そして、液滴の排出を行う排出口を備え、冷却装置内のノズルヘッダどうしの間隔を所定の間隔とすることで、前記問題点が解決されることも見出した。 The present inventors made the mist supplied in the cooling device into droplets and remained without being discharged out of the box, and the droplets aggregated and reattached to the steel sheet due to slight disturbance of the plate shape, etc. It has been found that stretcher strain occurs when local supercooling occurs only in part of the direction. It has also been found that the above problem can be solved by providing a discharge port for discharging droplets and setting the interval between the nozzle headers in the cooling device to a predetermined interval.
本発明は上記知見に基づくものであり、特徴は以下の通りである。
[1]上下に開口を有し、内部を鋼板が上向き又は下向きに走行するボックスと、該鋼板に水ミストを噴射する鋼板長手および/または幅方向に多数個配設したスプレーノズルを備えるノズルヘッダと、下側開口からの水漏れを防止するシール機構とを備える鋼板の竪型冷却装置において、前記ボックス内の液滴の排出を行う排出口を備え、前記ノズルヘッダどうしは、開口面積率が30%以上である排出用の隙間を有するように離隔して設置されることを特徴とする鋼板の竪型冷却装置。
なお、前記開口面積率とは、鋼板側から見た片面側のノズルヘッダとボックスとで形成される断面積におけるノズルヘッダ間の隙間の総面積とボックス面積の割合であり、(ノズルヘッダ間の隙間の総面積/ボックス面積)×100で求められる値である。
[2]前記ノズルヘッダどうしの間隔は、鋼板長手方向に前記ノズルヘッダを分割することによって形成されることを特徴とする前記[1]に記載の鋼板の竪型冷却装置。
[3]前記ノズルヘッダどうしの間隔は、鋼板幅方向に前記ノズルヘッダを分割することによって形成されることを特徴とする前記[1]または[2]に記載の鋼板の竪型冷却装置。
[4]前記排出口は、鋼板幅方向に3つ以上に分割されていることを特徴とする前記[1]〜[3]のいずれか一項に記載の鋼板の竪型冷却装置。
[5]前記[1]〜[4]のいずれか一項に記載の鋼板の竪型冷却装置を用いて、溶融亜鉛めっき鋼板を製造することを特徴とする溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
The present invention is based on the above findings, and features are as follows.
[1] Nozzle header provided with a box having upper and lower openings and a steel plate traveling upward or downward inside, and a plurality of spray nozzles arranged in the longitudinal and / or width direction of the steel plate for spraying water mist onto the steel plate And a steel plate vertical cooling device comprising a sealing mechanism for preventing water leakage from the lower opening, and a discharge port for discharging droplets in the box, the nozzle headers having an opening area ratio A vertical cooling apparatus for steel sheets, which is spaced apart so as to have a discharge gap of 30% or more.
The opening area ratio is a ratio of the total area of the gap between the nozzle headers in the cross-sectional area formed by the nozzle header and the box on one side viewed from the steel plate side and the box area (between the nozzle headers). This is a value obtained by (total area of gap / box area) × 100.
[2] The steel plate vertical cooling apparatus according to [1], wherein the interval between the nozzle headers is formed by dividing the nozzle header in a longitudinal direction of the steel plate.
[3] The steel plate vertical cooling apparatus according to [1] or [2], wherein the interval between the nozzle headers is formed by dividing the nozzle header in the steel plate width direction.
[4] The vertical cooling apparatus for steel sheets according to any one of [1] to [3], wherein the discharge port is divided into three or more in the steel sheet width direction.
[5] A method for producing a hot-dip galvanized steel sheet, comprising producing a hot-dip galvanized steel sheet using the vertical cooling apparatus for a steel sheet according to any one of [1] to [4].
本発明によれば、BH鋼板等のような降伏点伸びを有する鋼板を溶融亜鉛めっきする場合であっても、溶融亜鉛めっき処理後の冷却過程でのストレッチャーストレインの発生を適切に防止することができる。
本発明の竪型冷却装置を用いることで、例えば、鋼板温度が300〜500℃の領域で冷却する場合でも、冷却ムラに起因する品質欠陥の発生を防止し、良好な品質の鋼板を製造することができる。
According to the present invention, even when a steel sheet having a yield point elongation such as a BH steel sheet is hot dip galvanized, it is possible to appropriately prevent the occurrence of stretcher strain in the cooling process after the hot dip galvanizing process. Can do.
By using the vertical cooling device of the present invention, for example, even when cooling in a region where the steel plate temperature is 300 to 500 ° C., the occurrence of quality defects due to uneven cooling is prevented, and a steel plate with good quality is manufactured. be able to.
以下、本発明について具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be specifically described.
図1は本発明の一実施形態を模式的に示すものであり、連続式溶融亜鉛めっき設備全体を説明する図(設備の側面を示す図)である。図1において、1は溶融亜鉛めっき浴、2はシンクロール、3は合金化処理装置、4は竪型冷却装置(ミスト冷却装置)、5はガスワイピングノズル、6は(走査型放射)温度計、7は浴中サポートロール、8は浴上サポートロール、Sは鋼板である。連続式溶融亜鉛めっき設備では、鋼板Sを焼鈍した後(図示せず)、溶融亜鉛めっき浴1に浸漬し溶融亜鉛めっき処理を施し引き上げられ、ガスワイピングノズル5によって付着量を制御する。次いで、合金化処理装置3により合金化処理を行い、又は、合金化処理を行うことなく、めっき鋼板面に竪型冷却装置(ミスト冷却装置)4により水ミストを噴射して冷却を行うことにより、溶融亜鉛めっき鋼板が製造される。 FIG. 1 schematically shows one embodiment of the present invention, and is a diagram (a diagram showing a side view of the facility) for explaining the entire continuous hot dip galvanizing facility. In FIG. 1, 1 is a hot dip galvanizing bath, 2 is a sink roll, 3 is an alloying treatment device, 4 is a vertical cooling device (mist cooling device), 5 is a gas wiping nozzle, and 6 is a (scanning radiation) thermometer. , 7 is a support roll in the bath, 8 is a support roll on the bath, and S is a steel plate. In the continuous hot dip galvanizing equipment, after the steel sheet S is annealed (not shown), it is immersed in a hot dip galvanizing bath 1 and subjected to hot dip galvanizing treatment, and the amount of adhesion is controlled by the gas wiping nozzle 5. Next, the alloying treatment device 3 performs the alloying treatment, or without performing the alloying treatment, the surface of the plated steel sheet is cooled by spraying water mist with a vertical cooling device (mist cooling device) 4. A hot-dip galvanized steel sheet is produced.
図2および図3は、本発明の竪型冷却装置(ミスト冷却装置)4の概要図である。上下に開口を有し、内部を鋼板が上向き又は下向きに走行し、2分割されたボックス15と、鋼板に水ミストを噴射する鋼板幅方向に多数個配設したスプレーノズル10を備えるノズルヘッダ9と、下側開口からの水漏れを防止するシール機構としてシール装置14と液滴漏れ防止装置11、ボックス15内の液滴の排出を行う排出口13を備える。さらに、竪型冷却装置(ミスト冷却装置)4内に供給されたミスト(液滴)を受ける水受けパン12を備える。
2 and 3 are schematic views of the vertical cooling device (mist cooling device) 4 of the present invention. Nozzle header 9 having an opening in the upper and lower sides, a steel plate traveling upward or downward inside, a
スプレーノズル10から水ミストが鋼板Sに噴射されると、水ミストは鋼板Sに衝突し、蒸発するかもしくは跳ね返って排出口13から回収される。ミスト冷却装置4の内壁やノズルヘッダ9で接触して結露した液滴は、下方に流下し、水受けパン12で回収される。そして、ミスト冷却装置4の最下部には、下部への水漏れを防止するためのシール機構としてシール装置14と液滴漏れ防止装置11が設けられている。例えば、シール装置14としては、鋼板表面に圧力溜まりを形成する静圧パッドなどが挙げられる。ただし、シール装置はこの形態に限るものではない。液滴漏れ防止装置11としては鋼板近傍で上昇流を形成するガスノズルなどである。
When water mist is sprayed from the
さらに、本発明では、ノズルヘッダ9どうしは開口面積率が30%以上である排出用の隙間を有するように離隔して設置される。このように、本発明の竪型冷却装置では、ノズルヘッダ9どうしが離隔して設置されることで、前記ノズルヘッダ9間には、排出用の隙間を有することになる。その結果、冷却装置内に供給されたミスト(液滴)がボックス15内に留まることなく排出され、溶融亜鉛めっき処理後の冷却過程でのストレッチャーストレインの発生を適切に防止することができる。
Further, in the present invention, the nozzle headers 9 are spaced apart so as to have a discharge gap having an opening area ratio of 30% or more. As described above, in the vertical cooling device of the present invention, the nozzle headers 9 are spaced apart from each other, so that there is a discharge gap between the nozzle headers 9. As a result, the mist (droplet) supplied into the cooling device is discharged without staying in the
水ミストの噴射およびボックスからの排出機構によって、ボックス内は、1〜50m/secのガス流れが通常発生している。ノズルヘッダ間の隙間の面積、すなわち、開口面積が狭いと、圧力損失が発生してガスおよび液滴が排出されにくくなる。ここで、圧力損失ΔPは、一般的に下記式(1)で表される(例えば、丸善「ダクト設計施工便覧」P.34)。 A gas flow of 1 to 50 m / sec is usually generated in the box by the water mist injection and the discharging mechanism from the box. If the area of the gap between the nozzle headers, that is, the opening area is narrow, pressure loss occurs and it becomes difficult to discharge gas and droplets. Here, the pressure loss ΔP is generally expressed by the following formula (1) (for example, Maruzen “Duct Design and Construction Manual” P.34).
局部抵抗係数ζが小さいほど、排出性がよいので望ましい。そこで、局部抵抗係数ζとノズルヘッダ9の間の隙間の開口面積率との関係を調査した。なお、開口面積率とは、鋼板側から見た片面側のノズルヘッダとボックスとで形成される断面積におけるノズルヘッダ間の隙間の総面積とボックス面積の割合であり、(ノズルヘッダ間の隙間の総面積/ボックス面積)×100で求められる値である。得られた結果を図4に示す。図4より、開口面積率が大きいほど局部抵抗係数ζは小さい。また、20%から30%にかけて大きく低下することがわかる。そこで、実際に、開口面積率を30%確保して、粒径300μm以下の水ミストで、後述する実施例と同じノズル配置や水量条件で冷却したところ、液滴がほぼ100%排出できることがわかった。したがって、開口面積率は30%以上とする。また、開口面積率はノズルヘッダを長手あるいは幅方向に移動させたり、ノズルヘッダを取り外すことで調整することができる。 The smaller the local resistance coefficient ζ, the better the discharge performance. Therefore, the relationship between the local resistance coefficient ζ and the opening area ratio of the gap between the nozzle header 9 was investigated. The opening area ratio is the ratio of the total area of the gap between the nozzle headers and the box area in the cross-sectional area formed by the nozzle header and the box on one side viewed from the steel plate side, and (the gap between the nozzle headers) (Total area / box area) × 100. The obtained results are shown in FIG. From FIG. 4, the local resistance coefficient ζ is smaller as the opening area ratio is larger. Moreover, it turns out that it falls large from 20% to 30%. Therefore, in actuality, when the aperture area ratio is 30% and the water mist having a particle diameter of 300 μm or less is cooled with the same nozzle arrangement and water amount conditions as those of the examples described later, it is understood that almost 100% of the droplets can be discharged. It was. Therefore, the opening area ratio is set to 30% or more. The opening area ratio can be adjusted by moving the nozzle header in the longitudinal or width direction or removing the nozzle header.
スプレーノズル10間のピッチは、鋼板幅方向に均一な水量を鋼板に噴射できるよう配置することが好ましい。例えば、あらかじめスプレーノズル10単独での水ミストの噴射時の液滴の広がり角を調査し、複数のスプレーノズル10を設置した場合の水ミストの噴射の重なり具合を考慮して、幅方向に均一な水量を鋼板に噴射できるようにスプレーノズル10を配置することができる。このように配置することで冷却ムラを回避できる。
The pitch between the
また、スプレーノズル10のノズルヘッダ幅方向の位置は、幅方向のスプレーノズル10のピッチの1/2〜1/5程度ずつ隣接するノズルヘッダに対してずらし設置することが好ましい。このように配置することで連続的に通過する鋼板に万遍なく冷却水を衝突させて幅方向均一に冷却することが可能となる。
Moreover, it is preferable that the position of the
鋼板の竪型冷却装置は、具体的には上述のように、連続溶融亜鉛めっきラインなどに設置される。生産される鋼板サイズとしては、幅2m程度まで対応することが必要となる。鋼板に衝突した水ミストは、鋼板エッジ部分から排出されやすいため、排出口13は幅方向3つ以上に分割されていて、排出量を各々調整できることが望ましい。例えば、幅方向に均等に3つ分割する場合などは、特に、板幅中央部分の排出量が、板幅エッジ部分の排出量よりも大きく設定されることが好ましい。板幅中央部分の排出量が、板幅エッジ部分の排出量よりも大きく設定することでミスト液滴が板幅エッジに偏るのを抑止し、液滴がボックス内の板幅エッジに滞留して鋼板に再付着するなどして局所的過冷却が発生するのを防止できる。なお、排出のためのファンを設けることもでき、各排出口につき1台ずつ設けてもいいし、1台のファンを用いてボックス全体を吸引し、各排出口にはダンパを用いて排出量を変更する形式でもいい。
Specifically, the steel plate vertical cooling apparatus is installed in a continuous hot dip galvanizing line or the like as described above. As a steel plate size to be produced, it is necessary to correspond to a width of about 2 m. Since the water mist which collided with the steel plate is easily discharged from the steel plate edge portion, it is desirable that the
ここで、水ミスト冷却の冷却特性として、図5に示すような水の沸騰現象が関係することが一般に知られている(例えば、「日本鉄鋼協会 鋼材の強制冷却」p.47)。水ミスト冷却は膜沸騰領域内であれば、鋼板温度に関わらずほぼ一定の冷却能力になる。しかし、鋼板温度が低下して遷移沸騰領域になると、鋼板温度が低温であるほど冷却能力が大きくなる発散型の冷却形態となり、板幅方向温度差が拡大しやすくなる。特に冷却前に加熱ムラがあると、冷却前の板幅方向温度偏差が冷却後は数倍にも拡大することになる。したがって、図5からは、水ミスト冷却は膜沸騰領域内で冷却することが好ましい。しかしながら、実際に本発明が冷却する温度域は200〜500℃である。遷移沸騰に移行する遷移温度は水量によって変化するものの、水ミストの場合は200〜500℃であり、本発明が対象とする温度域と遷移沸騰領域とは重複する。この点からも、水量制御が非常に重要になる。 Here, it is generally known that the water boiling phenomenon as shown in FIG. 5 is related to the cooling characteristics of water mist cooling (for example, “Forced Cooling of Steels of Japan Iron and Steel Institute” p. 47). If the water mist cooling is within the film boiling region, the cooling ability is almost constant regardless of the steel plate temperature. However, when the steel plate temperature is lowered to the transition boiling region, the cooling capability is increased as the steel plate temperature is lower, and the temperature difference in the plate width direction is easily increased. In particular, if there is heating unevenness before cooling, the plate width direction temperature deviation before cooling will increase several times after cooling. Therefore, from FIG. 5, it is preferable that the water mist cooling is performed in the film boiling region. However, the temperature range in which the present invention actually cools is 200 to 500 ° C. Although the transition temperature at which transition boiling transitions varies depending on the amount of water, in the case of water mist, it is 200 to 500 ° C., and the temperature range targeted by the present invention and the transition boiling region overlap. From this point, water volume control is very important.
また、発明者らは、図1の連続式溶融亜鉛めっき設備及び図2の竪型冷却装置を用いて、後述する実施例と同様の素材鋼板に対して実施例と同様のめっき処理(冷却)を行い、幅方向温度偏差発生原因について検討した。スプレーノズル10から噴射される水量の変動量は幅方向で±10%以内とした。その結果、スプレーノズル10から噴射される水量は幅方向で±10%以内とバランス良く噴射されているにもかかわらず、冷却帯出側の温度計6で監視すると、幅方向に不均一(概ね温度差50℃以上)が発生し、ストレッチャーストレイン性の品質欠陥が発生する場合があることがわかった。
In addition, the inventors used the continuous hot dip galvanizing facility in FIG. 1 and the vertical cooling apparatus in FIG. 2 to perform the same plating treatment (cooling) as in the examples on the same steel sheet as in the examples described later. And examined the cause of temperature deviation in the width direction. The amount of fluctuation of the amount of water sprayed from the
そして、幅方向に温度差が生じる場合は、スプレーノズル10から噴射された液滴が速やかに排出されずに竪型冷却装置4内に留まり、一部に凝集することで、水量が増加したような状態となり、局部的な過冷却が発生する。
And when a temperature difference arises in the width direction, the droplets ejected from the
以上の点から、液滴の排出性を向上させるためには、排出口まで十分に広い流路があり速やかに排出されることが望ましい。しかし、スプレーノズル10のチップは小型であっても、ノズルヘッダ9は、幅方向水量およびはエア量の均一性を確保するために、内部断面積を大きくとる必要があり、ノズルヘッダ9は大きくならざるを得ない。ノズルヘッダ9を大きくすると液滴およびガスの抜け道がなくなる。一方、ノズルヘッダ9間を必要以上に広くとると、液滴の排出性およびガスの抜け性は向上するが、冷却能力は低下するので、設備長が長くなるという弊害がある。そこで、本発明では、ノズルヘッダ9を分割し、ノズルヘッダ9どうしの間隔は、鋼板長手方向に、および/または、鋼板幅方向に前記ノズルヘッダを分割することによって形成されることを好適条件とする。分割方法としては、長手方向に分割する方法、即ち、図6(a)のように幅方向1列分を1ヘッダとする方法や、幅方向および長手方向に分割する方法、即ち、図6(b)のように幅・長手数個分を1ヘッダとする方法などがあげられる。それぞれのノズルヘッダ9間の隙間をあけることで、排出開口面積を広げることができる。尚、ヘッダの分割方法は、図6に限るものではなく、幅方向、長手方向での冷却能力調整方法あるいは設備上の制約によって、種々の組合せが考えられる。ノズルヘッダ9を分割することで、スプレーノズル10から噴射された液滴が速やかに排出され、局部的な過冷却を防止することができる。
From the above points, in order to improve the discharge property of the droplets, it is desirable that there is a sufficiently wide flow path to the discharge port and the liquid is discharged quickly. However, even if the tip of the
以上からなる本発明の鋼板の竪型冷却装置を用いて、溶融亜鉛めっき鋼板を製造する。具体的には、鋼板を連続焼鈍した後、溶融亜鉛めっき浴に浸漬し、ガスワイピングノズルで亜鉛付着量を調整した後、必要に応じて合金化処理装置で加熱して合金化処理し、その後、本発明の鋼板の竪型冷却装置で冷却する。 A hot-dip galvanized steel sheet is manufactured using the vertical cooling apparatus for steel sheets according to the present invention. Specifically, after the steel sheet is continuously annealed, it is immersed in a hot dip galvanizing bath, and after adjusting the zinc adhesion amount with a gas wiping nozzle, it is heated and alloyed by an alloying treatment device as necessary, and thereafter The steel plate is cooled by the vertical cooling device of the present invention.
質量%で、C:0.001%、Si:0.12%、Mn:0.8%、P:0.020%、S:0.005%、残部Fe及び不可避的不純物からなる成分組成を有し、板厚0.65mmで引張強さTSが340MPaの鋼板を素材鋼板とし、図1に示す連続式溶融亜鉛めっき設備で溶融亜鉛めっき鋼板を製造した。連続式溶融亜鉛めっき設備では、鋼板を連続焼鈍した後、浴温470℃の溶融亜鉛めっき浴1に浸漬し、ガスワイピングノズル5で亜鉛付着量を45g/m2となるように調整した後、520℃まで合金化処理装置3で加熱して合金化処理し、その後、ミスト冷却装置4で300℃まで冷却した。冷却水の偏りや滞留がない状態であるオフライン冷却実験では、遷移沸騰は発生しない水量条件としてある。 A component composition consisting of C: 0.001%, Si: 0.12%, Mn: 0.8%, P: 0.020%, S: 0.005%, the balance Fe and inevitable impurities. A steel sheet having a thickness of 0.65 mm and a tensile strength TS of 340 MPa was used as a raw steel sheet, and a hot dip galvanized steel sheet was manufactured using the continuous hot dip galvanizing equipment shown in FIG. In a continuous galvanizing line, after continuous annealing a steel sheet was immersed in a galvanizing bath 1 bath temperature 470 ° C., was adjusted so that the zinc deposition amount of 45 g / m 2 by gas wiping nozzle 5, The alloying treatment device 3 was heated to 520 ° C. for alloying treatment, and then the mist cooling device 4 was cooled to 300 ° C. In an off-line cooling experiment in which there is no bias or stagnation of cooling water, the amount of water is such that no transition boiling occurs.
本発明例では、ミスト冷却装置4の出側位置に赤外線サーモグラフィー(図示せず)を設置した。また、冷媒として水と空気を混合させた水ミストを用い、スプレーノズル10として、フラットスプレー型ノズルを鋼板幅方向に200mm間隔で9箇所に設け、各ノズルからの水ミスト噴射量を冷却水流量調整弁(図示せず)による冷却水量の調整によって制御できるようにした。一方、水ミスト用の冷却エアは常時一定圧力(各配管ヘッダ部分で50kPa)で噴射するようにした。なお、スプレーノズル10は鋼板進行方向(鋼板長手方向)に200mm間隔で40列、隣接するスプレーノズル10が幅方向で50mmずつずれるように、鋼板からノズル噴射口までは200mmで配置されている。なお、個々のスプレーノズル10に流量計を設置するのが困難な場合は、冷媒噴射ノズル群を鋼板進行方向で列単位の複数ゾーンに分けてゾーン毎の冷却水量を測定し、個別のノズルについては、冷媒噴射ノズル直前の流量と流量調整弁開度、配管圧力の関係を予め把握しておき、流量調整弁開度と配管圧力を常時監視することで、適正条件に管理することができる。水ミストの排出用ブロアの排気能力は、冷却エアと冷却水の合計量よりも大きいものを選定し、ボックス内の排出口は幅方向に表裏それぞれ3分割した。排出口の幅は、センター部1100mm、両サイドは550mmとした。ヘッダタイプや、開口面積率などの条件について、表1に示す。
In the example of the present invention, an infrared thermography (not shown) was installed at the exit side position of the mist cooling device 4. Further, water mist mixed with water and air is used as a refrigerant, and as the
一方、比較例はノズル数や水量条件は本発明例と同等で、開口面積率を24%とした例である。 On the other hand, the comparative example is an example in which the number of nozzles and the amount of water are the same as those of the present invention example, and the opening area ratio is 24%.
本発明例では、均一な温度分布が実現し、ストレッチャーストレインが発生しない鋼板を製造可能となった。一方、比較例では、ミスト液滴の排出が悪いために局所的な過冷却が発生し、その後のプレス加工時にストレッチャーストレインが発生した。 In the example of the present invention, a uniform temperature distribution was realized, and a steel plate free from stretcher strain could be manufactured. On the other hand, in the comparative example, since the discharge of mist droplets was poor, local supercooling occurred, and stretcher strain occurred during the subsequent press working.
1 溶融亜鉛浴
2 シンクロール
3 合金化処理装置
4 竪型冷却装置(ミスト冷却装置)
5 ガスワイピングノズル
6 温度計
7 浴中サポートロール
8 浴上サポートロール
9 ノズルヘッダ
10 スプレーノズル
11 液滴漏れ防止装置
12 水受けパン
13 排出口
14 シール装置
15 ボックス
S 鋼板
1
Reference Signs List 5
Claims (5)
該鋼板に水ミストを噴射する鋼板長手および/または幅方向に複数個配設したスプレーノズルを備えるノズルヘッダと、
下側開口からの水漏れを防止するシール機構とを備える鋼板の竪型冷却装置において、
前記ボックス内の液滴の排出を行う排出口を備え、
前記ノズルヘッダどうしは、開口面積率が30%以上である排出用の隙間を有するように離隔して設置されることを特徴とする鋼板の竪型冷却装置。
なお、前記開口面積率とは、鋼板側から見た片面側のノズルヘッダとボックスとで形成される断面積におけるノズルヘッダ間の隙間の総面積とボックス面積の割合であり、(ノズルヘッダ間の隙間の総面積/ボックス面積)×100で求められる値である。 A box having upper and lower openings, and a steel plate traveling upward or downward inside,
A nozzle header comprising a plurality pieces arranged to spray nozzles steel plate steel longitudinal and / or transverse direction for injecting water mist,
In a vertical cooling apparatus for a steel plate, which is provided with a seal mechanism for preventing water leakage from the lower opening,
A discharge port for discharging droplets in the box;
The vertical cooling apparatus for steel plates, wherein the nozzle headers are spaced apart so as to have a discharge gap with an opening area ratio of 30% or more.
The opening area ratio is a ratio of the total area of the gap between the nozzle headers in the cross-sectional area formed by the nozzle header and the box on one side viewed from the steel plate side and the box area (between the nozzle headers). This is a value obtained by (total area of gap / box area) × 100.
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