[go: up one dir, main page]

JP6886041B2 - 金属板の冷却装置及び金属板の連続熱処理設備 - Google Patents

金属板の冷却装置及び金属板の連続熱処理設備 Download PDF

Info

Publication number
JP6886041B2
JP6886041B2 JP2019553663A JP2019553663A JP6886041B2 JP 6886041 B2 JP6886041 B2 JP 6886041B2 JP 2019553663 A JP2019553663 A JP 2019553663A JP 2019553663 A JP2019553663 A JP 2019553663A JP 6886041 B2 JP6886041 B2 JP 6886041B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nozzles
nozzle
metal plate
width direction
plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019553663A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2019097713A1 (ja
Inventor
孝典 永井
孝典 永井
吉川 雅司
雅司 吉川
隆介 木本
隆介 木本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Primetals Technologies Japan Ltd
Original Assignee
Primetals Technologies Japan Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=66539493&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JP6886041(B2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Primetals Technologies Japan Ltd filed Critical Primetals Technologies Japan Ltd
Publication of JPWO2019097713A1 publication Critical patent/JPWO2019097713A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6886041B2 publication Critical patent/JP6886041B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/28Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity for treating continuous lengths of work
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • C21D9/54Furnaces for treating strips or wire
    • C21D9/56Continuous furnaces for strip or wire
    • C21D9/573Continuous furnaces for strip or wire with cooling
    • C21D9/5735Details
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/56General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering characterised by the quenching agents
    • C21D1/613Gases; Liquefied or solidified normally gaseous material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D11/00Process control or regulation for heat treatments
    • C21D11/005Process control or regulation for heat treatments for cooling
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/005Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment of ferrous alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0062Heat-treating apparatus with a cooling or quenching zone
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/46Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • C21D9/54Furnaces for treating strips or wire
    • C21D9/56Continuous furnaces for strip or wire
    • C21D9/562Details
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • C21D9/54Furnaces for treating strips or wire
    • C21D9/56Continuous furnaces for strip or wire
    • C21D9/573Continuous furnaces for strip or wire with cooling
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D9/00Cooling of furnaces or of charges therein
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D9/00Cooling of furnaces or of charges therein
    • F27D2009/007Cooling of charges therein
    • F27D2009/0072Cooling of charges therein the cooling medium being a gas
    • F27D2009/0075Cooling of charges therein the cooling medium being a gas in direct contact with the charge

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
  • Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)

Description

本開示は、金属板の冷却装置及び金属板の連続熱処理設備に関する。
帯状の金属板を連続的に熱処理する設備において、冷却ガスの噴出流(ガスジェット)を用いて金属板を冷却することが知られている。
例えば、特許文献1には、鋼帯の両面に対向するように設けられた圧力ヘッダに設けられた複数のノズルから冷却ガスを鋼板に吹き付けることにより、鋼板を冷却するガスジェット冷却装置が開示されている。このガスジェット冷却装置では、鋼帯の両側の各々において、複数のノズルが千鳥状に配列されてノズル群を形成している。そして、鋼帯の両側の各々において、各ノズル群を形成するノズルは、鋼帯表裏の一方の側のノズル群のノズルに対して、鋼帯表裏の他方の側のノズル群のノズルが、鋼帯長手方向及び鋼帯幅方向にそれぞれずらして配置されている。
特許第4977878号公報
特許文献1に記載されるガスジェット冷却装置では、上述のように、鋼帯表裏の両側に配置されるそれぞれのノズル群を、鋼帯の長手方向においては、該長手方向におけるノズル間隔の1/3以上2/3以下の長さ分ずらして配置するとともに、鋼帯の幅方向においては、該幅方向におけるノズル間隔の1/6以上1/3以下の長さ分ずらして配置することにより、鋼帯の振動の抑制及び、鋼帯の温度分布の均一化を図っている。
しかしながら、冷却後の金属板の温度分布をより一層均一化できることが望まれる。
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、冷却後の金属板の温度分布の均一化が可能な金属板の冷却装置及び金属板の連続熱処理設備を提供することを目的とする。
本発明の少なくとも一実施形態に係る金属板の冷却装置は、
金属板のパスラインを挟んで前記金属板の板厚方向における両側にそれぞれ設けられる複数の第1ノズル及び複数の第2ノズルを備え、
前記複数の第1ノズル及び前記複数の第2ノズルは、それぞれ、前記金属板の板幅方向のピッチがXnであり、前記金属板の長手方向のピッチがYnであり、かつ、前記長手方向において隣接する一対の前記第1ノズル又は前記第2ノズルの前記板幅方向におけるずれ量がΔXnである千鳥配列を形成し、
前記板幅方向において前記第1ノズルの中心からシフト量Sだけずれた位置を中心とし、前記板幅方向の半軸がΔXn/4であり、かつ、前記長手方向の半軸がYn/3である楕円によって規定される領域内に前記第2ノズルの中心が位置するように、前記第1ノズルの前記千鳥配列と前記第2ノズルの前記千鳥配列とが互いにずれて配置され、
前記シフト量Sは、S=m×ΔXn/2で表され、mはSがXn/2に最も近くなる奇数である。
本発明の少なくとも一実施形態によれば、冷却後の金属板の温度分布の均一化が可能な金属板の冷却装置及び金属板の連続熱処理設備が提供される。
一実施形態に係る金属板の連続熱処理設備の概略構成図である。 一実施形態に係る冷却装置を金属板の板厚方向に見た模式図である。 一実施形態に係る複数のノズルによって形成される千鳥配列の一部を示す模式図である。 図3に示す千鳥配列を部分的に拡大して示す図である。 鋼板冷却時の温度分布の計算結果の一例である。 鋼板冷却時の温度分布の計算結果の一例である。 鋼板冷却時の温度分布の計算結果の一例である。 鋼板冷却時の温度分布の計算結果の一例である。 鋼板冷却時の温度分布の計算結果の一例である。 鋼板冷却時の温度分布の計算結果の一例である。 一実施形態に係るノズルによって形成される千鳥配列の一部を示す模式図である。
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
まず、図1を参照して、幾つかの実施形態に係る冷却装置1が適用される金属板の連続熱処理設備について説明する。
図1は、一実施形態に係る金属板の連続熱処理設備の概略構成図である。図1に示すように、連続熱処理設備100は、帯状の金属板2(例えば鋼板)を連続的に熱処理するための炉(不図示)と、金属板2を搬送するためのロール6A,6Bと、上述の炉で加熱された金属板2を冷却するための冷却装置1と、を備えている。なお、図1中の矢印は、金属板2の搬送方向(移動方向)を示す。
図1に示すように、ロール6Aとロール6Bとは、上下方向に離れて設置されており、ロール6Aとロール6Bとの間を、金属板2が上下方向に(図示する例では下方から上方に向かって)搬送されるようになっている。ロール6Aとロール6Bとの間には、金属板2を挟むように一対のガイドロール8A,8Bが設けられており、これにより、金属板2の撓みや捩れが抑制されるようになっている。
冷却装置1は、金属板2のパスライン3を挟んで、金属板2の板厚方向(以下、単に「板厚方向」ともいう。)における両側に設けられる一対の噴出ユニット10A,10Bを含む。一対の噴出ユニット10A,10Bは、金属板2に向けて冷却ガスを噴き出すように構成されている。
このように、金属板2の両面に向けて一対の噴出ユニット10A,10Bから冷却ガス(例えば空気)を吹き付けることにより、金属板2を効果的に冷却することができる。
連続熱処理設備100は、上述の炉によって金属板2を加熱した後、冷却装置1によって該金属板2を冷却することにより金属板2を連続的に焼鈍するための連続焼鈍炉であってもよい。
以下、幾つかの実施形態に係る冷却装置1についてより詳細に説明する。
図2は、一実施形態に係る冷却装置1を金属板2の板厚方向に見た模式図であり、より具体的には、金属板2の板厚方向において、冷却装置1の一対の噴出ユニット10A,10Bの一方である噴出ユニット10Aを他方の噴出ユニット10Bから見た図である。
図1及び図2に示すように、冷却装置1の噴出ユニット10A,10Bは、金属板2のパスライン3を挟んで金属板2の板厚方向における両側に金属板2の板幅方向(以下、単に「板幅方向」ともいう。)に沿って設けられている。
噴出ユニット10A,10Bの各々は、高圧の冷却ガスが供給されるように構成されたヘッダ部12と、該ヘッダ部12に設けられた複数のノズル14A,14Bと、を含む。
複数のノズル14A,14Bは、噴出ユニット10Aに設けられる複数の第1ノズルと、噴出ユニット10Bに設けられる複数の第2ノズルと、を含む。すなわち、複数の第1ノズル14Aと、複数の第2ノズル14Bとは、金属板2のパスライン3を挟んで金属板2の板厚方向における両側にそれぞれ設けられている。
複数のノズル14A,14Bの各々とヘッダ部12とは連通しており、ヘッダ部に供給される高圧の冷却ガスが、複数のノズル14Aから金属板2の一方の面に向けて、複数のノズル14Bから金属板2の他方の面に向けてそれぞれ噴出されるようになっている。
図1〜図2に示す冷却装置1では、ヘッダ部12は板幅方向に沿って延びる箱型の形状を有しており、複数のヘッダ部12が、金属板2の長手方向(搬送方向;以下、単に「長手方向」ともいう。)に沿って配列されている。そして、図2に示すように、上述の長手方向(搬送方向)に沿って配列された各ヘッダ部12において、複数のノズル14A,14Bは、板幅方向に沿って配列されている。
このように、長手方向に並ぶ複数のヘッダ部12の各々において板幅方向に沿った列をなす複数のノズル14A,14Bは、以下に説明するように、千鳥配列を形成している。
幾つかの実施形態では、複数のノズル14A,14Bの千鳥配列は、以下に述べる特徴を有する。
図3及び図4は、複数のノズル14A,14Bによって形成される千鳥配列の一部を示す模式図である。なお、図4は、図3に示す千鳥配列を部分的に拡大して示す図である。
図3及び図4には、複数のノズル14A,14Bを板厚方向に同一の方向に見た場合の各ノズル14A,14Bの配置が示されており、複数のノズル14Aによって形成される千鳥配列と、複数のノズル14Bによって形成される千鳥配列とが重ねて示されている。なお、図3及び図4において、ノズル14Aは実線の丸で、ノズル14Bは破線の丸で表示されている。
また、図3には、冷却装置1に含まれる全てのノズル14A,14Bが示されているわけではなく、複数のノズル14A,14Bによって形成される千鳥配列の説明に必要な範囲で、これらの複数のノズル14A,14Bの各々のうちの一部が示されている。
図3及び図4に示すように、複数の第1ノズル14Aは、金属板2の板幅方向のピッチがXnであり、金属板2の長手方向のピッチがYnであり、かつ、長手方向において隣接する一対の第1ノズル14Aの板幅方向におけるずれ量がΔXnである千鳥配列を形成している。
また、複数の第2ノズル14Bも、複数の第1ノズル14Aと同様の千鳥配列を形成している。すなわち、複数の第2ノズル14Bは、金属板2の板幅方向のピッチがXnであり、金属板2の長手方向のピッチがYnであり、かつ、長手方向において隣接する一対の第2ノズル14Bの板幅方向におけるずれ量がΔXnである千鳥配列を形成している。
そして、第1ノズル14Aの千鳥配列と、第2ノズル14Bの千鳥配列とが、板幅方向及び/又は長手方向において互いにずれて配置されている。
より具体的には、図4に示すように、板幅方向において第1ノズル14Aの中心Oからシフト量Sだけずれた位置を中心とし、板幅方向の半軸がΔXn/4であり、かつ、長手方向の半軸がYn/3である楕円E1によって規定される領域内(図4において斜線で示す部分)に第2ノズル14Bの中心 が位置するように、第1ノズル14Aの千鳥配列と第2ノズル14Bの千鳥配列とが互いにずれて配置されている。
ここで、上述のシフト量Sは、S=m×ΔXn/2で表され、mはSがXn/2に最も近くなる奇数である。
なお、第1ノズル14A及び第2ノズル14Bの千鳥配列の上述のずれ量ΔXnと長手方向のピッチYnとの組み合わせによっては、ΔXn/4とYn/3とが等しくなる場合がある。この場合、板幅方向の半軸がΔXn/4であり、かつ、長手方向の半軸がYn/3である上述の楕円E1は、半径がΔXn/4(=Yn/3)の円となる。
上述のシフト量Sは、金属板2の板厚方向における両側に設けられる複数の第1ノズル14A及び複数の第2ノズル14Bによりそれぞれ形成される千鳥配列の、板幅方向におけるずれ量の指標である。
上述の実施形態によれば、シフト量SがXn/2に近いので、ある長手方向位置でみたときに、板幅方向に沿って配列される第1ノズル14A及び第2ノズル14Bを含む複数のノズルの間隔が均等に近くなるとともに、シフト量SはΔXn/2の奇数倍であるので、長手方向に配列される第1ノズル14Aと第2ノズル14Bの板幅方向位置が重ならなくなる。よって、上述の実施形態によれば、第1ノズル14A及び第2ノズル14B通過後の金属板2の温度分布を効果的に均一化することができる。
幾つかの実施形態では、上述のずれ量ΔXnと板幅方向のピッチXnとの比ΔXn/Xnが1/4以上1/2以下である。
この場合、長手方向に隣接するノズルの板幅方向におけるずれ量が小さすぎず適度であるため、第1ノズル14A及び第2ノズル14B通過後の金属板2の温度分布を効果的に均一化することができる。
幾つかの実施形態では、上述のずれ量ΔXnと板幅方向のピッチXnとの比ΔXn/Xnが1/3又は1/4である。
この場合、第1ノズル14A及び第2ノズル14B通過後の金属板2の温度分布をより効果的に均一化することができる。
幾つかの実施形態では、第1ノズル14A及び第2ノズル14Bのそれぞれの千鳥配置は、板幅方向に沿って配列された複数の第1ノズル14A又は第2ノズル14Bによって形成されるノズル列を10列以上含む。
この場合、千鳥配列を形成するノズルの列数がより少ない場合に比べて、第1ノズル14A及び第2ノズル14B通過後の金属板2の温度分布を均一化しやすい。
なお、ノズルの配列の仕方によっては、ノズル列数が多いほど、板幅方向の温度分布の周期性(不均一性)が顕著に表れる場合がある。上述の実施形態によれば、ノズルの列数が10列以上であっても、第1ノズル14A及び第2ノズル14B通過後の金属板の温度分布を均一化しやすい。
幾つかの実施形態では、前記シフト量SはXn/3以上Xn×2/3以下であってもよい。
ここで、図11は、一実施形態に係る複数のノズル14A,14Bによって形成される千鳥配列の一部を示す模式図であり、図4と同様の部分的な拡大図である。
図11に示す例示的な実施形態では、第1ノズル14Aによって形成される千鳥配列と、第2ノズルによって形成される千鳥配列とが、長手方向において距離Lだけずれている。すなわち、第2ノズル14Bの中心Oと、第1ノズル14Aの中心Oとの長手方向における距離がLである。
幾つかの実施形態では、第2ノズル14Bの中心Oと、第1ノズル14Aの中心Oとの長手方向における距離をL(図11参照)としたとき、0≦L/Yn≦1/3の関係が成り立つ。
この場合、長手方向における金属板2の冷却ムラを効果的に低減することができ、第1ノズル14A及び第2ノズル14B通過後の金属板2の温度分布をより効果的に均一化することができる。
なお、図3及び図4に示す実施形態では、第2ノズル14Bの中心Oと、第1ノズル14Aの中心Oとの長手方向における位置が一致しているので、上述の距離Lはゼロであるため、図3及び図4において、上述の距離Lを示す符号は示されていない。
以上述べた幾つかの実施形態に係る冷却装置1による金属板の温度分布の均一化の効果について、シミュレーション結果により示す。
(計算条件)
以下に示すパターン1〜6の千鳥配列を形成する複数の第1ノズル14A及び第2ノズル14Bを含む冷却装置1を鋼帯(金属板)が通過する際の、各ノズル列の位置における鋼帯の板幅方向における温度分布について、下記条件で計算を行った。

計算対象とする鋼帯の板幅方向の長さ:Xn(千鳥配列の板幅方向ピッチXnと同じ長さ;図3に示す解析領域A1参照)
千鳥配列を形成するノズル列の列数:20列(20段)
各パターンの千鳥配列の特徴を示す各種パラメータ(Xn、Yn、ΔXn、S、L)の比:下記表に示すとおり。

Figure 0006886041
上述のパターン1〜6について各温度分布の計算結果を、図5〜図10にそれぞれ示す。なお図5〜図10の各グラフにおいて、横軸は、上述の解析領域A1(図3参照)における鋼帯の板幅方向の位置を示し、縦軸は、鋼板の温度を示す。また、各グラフにおいて、Tは初期温度(ノズル通過前の温度)を意味し、Tnは、n列目(n段目)のノズル列通過時の温度を意味する。
なお、パターン1〜3、5、6は、本発明の実施例であり、パターン4は、「m」が偶数となる比較例である。
パターン1〜3とパターン4の計算結果を比べると、鋼板が通過するノズル列数が増加するにつれ、パターン4では、板幅方向における温度分布が一様でなく周期的に増減しているのに対し、本発明の特徴を有するパターン1〜3では、ノズルでの冷却後の温度分布が徐々に均一化されている。
これは、パターン1〜3では、シフト量SがXn/2に近く、かつ、シフト量SはΔXn/2の奇数倍であるので、板幅方向に沿って配列される第1ノズル14A及び第2ノズル14Bを含む複数のノズルの間隔が均等に近くなるとともに、長手方向に配列される第1ノズル14Aと第2ノズル14Bの板幅方向位置が重ならないためであると考えられる。
特に、パターン2〜3では、ノズル列通過後の鋼板の温度分布が得に均一になっており、上述のずれ量ΔXnと板幅方向のピッチXnとの比ΔXn/Xnが1/3又は1/4であるときに、温度分布の均一化の効果が高いことが示されている。
この場合、第1ノズル14A及び第2ノズル14B通過後の金属板2の温度分布をより効果的に均一化することができる。
また、パターン2,5,6は、第1ノズル14A及び第2ノズル14Bの千鳥配列の形状は同一であるが、第1ノズル14Aと第2ノズル14Bの、長手方向における位置のずれの大きさが異なる。
この点、パターン2,5,6の計算結果によれば、これらのパターンのいずれの場合にも、第1ノズル14A及び第2ノズル14B通過後の金属板2の温度分布を比較的均一化することが示されているが、L/Ynがより小さいほうがその効果が大きく、L/Yn=0を満たす(すなわち、第2ノズル14Bの中心Oと、第1ノズル14Aの中心Oとの長手方向における位置が一致している)パターン2では、その効果が特に大きいことがわかる。
以下、幾つかの実施形態に係る金属板の冷却装置及び連続熱処理設備について概要を記載する。
(1)本発明の少なくとも一実施形態に係る金属板の冷却装置は、
金属板のパスラインを挟んで前記金属板の板厚方向における両側にそれぞれ設けられる複数の第1ノズル及び複数の第2ノズルを備え、
前記複数の第1ノズルは、前記金属板の板幅方向のピッチがXnであり、前記金属板の長手方向のピッチがYnであり、かつ、前記長手方向において隣接する一対の前記第1ノズルの前記板幅方向におけるずれ量がΔXnである千鳥配列を形成し、
前記複数の第2ノズルは、前記板幅方向のピッチがXnであり、前記長手方向のピッチがYnであり、かつ、前記長手方向において隣接する一対の前記第2ノズルの前記板幅方向におけるずれ量がΔXnである千鳥配列を形成し、
前記板幅方向において前記第1ノズルの中心からシフト量Sだけずれた位置を中心とし、前記板幅方向の半軸がΔXn/4であり、かつ、前記長手方向の半軸がYn/3である楕円によって規定される領域内に前記第2ノズルの中心が位置するように、前記第1ノズルの前記千鳥配列と前記第2ノズルの前記千鳥配列とが互いにずれて配置され、
前記シフト量Sは、S=m×ΔXn/2で表され、mはSがXn/2に最も近くなる奇数である。
上述のシフト量Sは、金属板の板厚方向における両側に設けられる複数の第1ノズル及び複数の第2ノズルによりそれぞれ形成される千鳥配列の、板幅方向におけるずれ量の指標である。
上記(1)の構成によれば、上述のシフト量SがXn/2に近いので、ある長手方向位置でみたときに、板幅方向に沿って配列される第1ノズル及び第2ノズルを含む複数のノズルの間隔が均等に近くなるとともに、シフト量SはΔXn/2の奇数倍であるので、長手方向に配列される第1ノズルと第2ノズルの板幅方向位置が重なりにくくなる。よって、上記(1)の構成によれば、第1ノズル及び第2ノズル通過後の金属板の温度分布を均一化することができる。
(2)幾つかの実施形態では、上記(1)の構成において、
前記ずれ量ΔXnと前記板幅方向のピッチXnとの比ΔXn/Xnが1/4以上1/2以下である。
上記(2)の構成によれば、ΔXn/Xnが1/4以上1/2以下であり、長手方向に隣接するノズルの板幅方向におけるずれ量が小さすぎず適度であるため、第1ノズル及び第2ノズル通過後の金属板の温度分布を効果的に均一化することができる。
(3)幾つかの実施形態では、上記(2)の構成において、
前記比ΔXn/Xnが1/3又は1/4である。
上記(3)の構成によれば、ΔXn/Xnが1/3又は1/4であるので、第1ノズル及び第2ノズル通過後の金属板の温度分布をより効果的に均一化することができる。
(4)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(3)の何れかの構成において、
前記第1ノズルの前記千鳥配列は、前記板幅方向に沿って配列された複数の前記第1ノズルによって形成されるノズル列を10列以上含み、
前記第2ノズルの前記千鳥配列は、前記板幅方向に沿って配列された複数の前記第2ノズルによって形成されるノズル列を10列以上含む。
上記(4)の構成によれば、第1ノズル及び第2ノズルのそれぞれの千鳥配列は、10列以上のノズル列を含むので、ノズルの列数がより少ない場合に比べて、第1ノズル及び第2ノズル通過後の金属板の温度分布を均一化しやすい。
なお、ノズルの配列の仕方によっては、ノズル列数が多いほど、板幅方向の温度分布の周期性(不均一性)が顕著に表れる場合がある。この点、上記(4)の構成によれば、ノズルの列数が10列以上であっても、第1ノズル及び第2ノズル通過後の金属板の温度分布を均一化しやすい。
(5)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(4)の何れかの構成において、
前記シフト量SはXn/3以上Xn×2/3以下である。
(6)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(5)の何れかの構成において、
第2ノズル14Bの中心Oと、第1ノズル14Aの中心Oとの前記長手方向における距離をLとしたとき、0≦L/Yn≦1/3の関係が成り立つ。
上記(6)の構成によれば、第2ノズルの中心は、長手方向において第1ノズルの中心と同じ位置に位置するので、長手方向における金属板の冷却ムラを低減することができ、第1ノズル及び第2ノズル通過後の金属板の温度分布を効果的に均一化することができる。
(7)本発明の少なくとも一実施形態に係る金属板の連続熱処理設備は、
金属板を熱処理するための炉と、
前記炉で熱処理された前記金属板を冷却するように構成された上記(1)乃至(6)何れかに記載の冷却装置と、
を備えることを特徴とする。
上記(7)の構成によれば、上述のシフト量SがXn/2に近いので、ある長手方向位置でみたときに、板幅方向に沿って配列される第1ノズル及び第2ノズルを含む複数のノズルの間隔が均等に近くなるとともに、シフト量SはΔXn/2の奇数倍であるので、長手方向に配列される第1ノズルと第2ノズルの板幅方向位置が重ならない。よって、上記(7)の構成によれば、第1ノズル及び第2ノズル通過後の金属板の温度分布を均一化することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
本明細書において、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
また、本明細書において、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
また、本明細書において、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
1 冷却装置
2 金属板
3 パスライン
6A ロール
6B ロール
8A ガイドロール
8B ガイドロール
10A 噴出ユニット
10B 噴出ユニット
12 ヘッダ部
14A 第1ノズル
14B 第2ノズル
100 連続熱処理設備
A1 解析領域
第1ノズルの中心
第2ノズルの中心
S シフト量
Xn 板幅方向のピッチ
Yn 長手方向のピッチ
ΔXn ずれ量

Claims (6)

  1. 金属板のパスラインを挟んで前記金属板の板厚方向における両側にそれぞれ設けられる複数の第1ノズル及び複数の第2ノズルを備え、
    前記複数の第1ノズルは、前記金属板の板幅方向のピッチがXnであり、前記金属板の長手方向のピッチがYnであり、かつ、前記長手方向において隣接する一対の前記第1ノズルの前記板幅方向におけるずれ量がΔXnである千鳥配列を形成し、
    前記複数の第2ノズルは、前記板幅方向のピッチがXnであり、前記長手方向のピッチがYnであり、かつ、前記長手方向において隣接する一対の前記第2ノズルの前記板幅方向におけるずれ量がΔXnである千鳥配列を形成し、
    前記板幅方向において前記第1ノズルの中心からシフト量Sだけずれた位置を中心とし、前記板幅方向の半軸がΔXn/4であり、かつ、前記長手方向の半軸がYn/3である楕円によって規定される領域内に前記第2ノズルの中心が位置するように、前記第1ノズルの前記千鳥配列と前記第2ノズルの前記千鳥配列とが互いにずれて配置され、
    前記シフト量Sは、S=m×ΔXn/2で表され、mはSがXn/2に最も近くなる奇数であり、
    前記ずれ量ΔXnと前記板幅方向のピッチXnとの比ΔXn/Xnが1/3又は1/4である
    ことを特徴とする金属板の冷却装置。
  2. 前記第1ノズルの前記千鳥配列は、前記板幅方向に沿って配列された複数の前記第1ノズルによって形成されるノズル列を10列以上含み、
    前記第2ノズルの前記千鳥配列は、前記板幅方向に沿って配列された複数の前記第2ノズルによって形成されるノズル列を10列以上含む
    ことを特徴とする請求項1に記載の金属板の冷却装置。
  3. 金属板のパスラインを挟んで前記金属板の板厚方向における両側にそれぞれ設けられる複数の第1ノズル及び複数の第2ノズルを備え、
    前記複数の第1ノズルは、前記金属板の板幅方向のピッチがXnであり、前記金属板の長手方向のピッチがYnであり、かつ、前記長手方向において隣接する一対の前記第1ノズルの前記板幅方向におけるずれ量がΔXnである千鳥配列を形成し、
    前記複数の第2ノズルは、前記板幅方向のピッチがXnであり、前記長手方向のピッチがYnであり、かつ、前記長手方向において隣接する一対の前記第2ノズルの前記板幅方向におけるずれ量がΔXnである千鳥配列を形成し、
    前記板幅方向において前記第1ノズルの中心からシフト量Sだけずれた位置を中心とし、前記板幅方向の半軸がΔXn/4であり、かつ、前記長手方向の半軸がYn/3である楕円によって規定される領域内に前記第2ノズルの中心が位置するように、前記第1ノズルの前記千鳥配列と前記第2ノズルの前記千鳥配列とが互いにずれて配置され、
    前記シフト量Sは、S=m×ΔXn/2で表され、mはSがXn/2に最も近くなる奇数であり、
    前記シフト量SはXn×3/8以上Xn×5/8以下である
    ことを特徴とする金属板の冷却装置。
  4. 前記第2ノズルの中心と、前記第1ノズルの中心との前記長手方向における距離をLとしたとき、0≦L/Yn≦1/3の関係が成り立つ
    ことを特徴とする請求項1乃至の何れか一項に記載の金属板の冷却装置。
  5. 前記距離Lはゼロである
    ことを特徴とする請求項4に記載の金属板の冷却装置。
  6. 金属板を熱処理するための炉と、
    前記炉で熱処理された前記金属板を冷却するように構成された請求項1乃至の何れか一項に記載の冷却装置と、
    を備えることを特徴とする金属板の連続熱処理設備。
JP2019553663A 2017-11-20 2017-11-20 金属板の冷却装置及び金属板の連続熱処理設備 Active JP6886041B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2017/041628 WO2019097713A1 (ja) 2017-11-20 2017-11-20 金属板の冷却装置及び金属板の連続熱処理設備

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2019097713A1 JPWO2019097713A1 (ja) 2020-09-03
JP6886041B2 true JP6886041B2 (ja) 2021-06-16

Family

ID=66539493

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019553663A Active JP6886041B2 (ja) 2017-11-20 2017-11-20 金属板の冷却装置及び金属板の連続熱処理設備

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11286539B2 (ja)
EP (1) EP3663417B1 (ja)
JP (1) JP6886041B2 (ja)
KR (1) KR102382658B1 (ja)
CN (1) CN110892085B (ja)
WO (1) WO2019097713A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023248389A1 (ja) * 2022-06-22 2023-12-28 Primetals Technologies Japan株式会社 金属帯の冷却装置、金属帯の熱処理設備及び金属帯の冷却方法

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT323921B (de) * 1973-07-27 1975-08-11 Voest Ag Kuhleinrichtung für kontinuierlich zu giessende stränge
JPS63760Y2 (ja) 1981-03-10 1988-01-09
JPH08238518A (ja) 1995-03-03 1996-09-17 Sumitomo Metal Ind Ltd 鋼材の均一冷却方法およびその装置
US5697169A (en) * 1996-11-12 1997-12-16 Busch Co. Apparatus for cooling strip and associated method
JPH11172401A (ja) * 1997-12-05 1999-06-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 帯材の冷却方法及び装置
JP3449295B2 (ja) 1999-06-22 2003-09-22 Jfeスチール株式会社 高温鋼板の下面冷却装置及びその冷却方法
JP3528740B2 (ja) 2000-02-21 2004-05-24 Jfeスチール株式会社 鋼材の冷却装置
JP2003290813A (ja) 2002-03-29 2003-10-14 Jfe Steel Kk 圧延機の圧延油供給装置
JP4537875B2 (ja) * 2005-03-30 2010-09-08 新日本製鐵株式会社 鋼帯の冷却装置
JP4901276B2 (ja) 2006-04-10 2012-03-21 新日本製鐵株式会社 鋼帯の冷却装置
JP4449991B2 (ja) * 2007-02-26 2010-04-14 Jfeスチール株式会社 熱延鋼帯の冷却装置及び方法
JP4905180B2 (ja) 2007-02-28 2012-03-28 Jfeスチール株式会社 鋼材の冷却装置および冷却方法
ES2359594T3 (es) 2008-03-14 2011-05-25 Arcelormittal France Procedimiento y dispositivo de soplado de gas sobre una banda circulante.
CN102099130B (zh) * 2008-07-16 2014-03-12 杰富意钢铁株式会社 热钢板的冷却设备以及冷却方法
FR2940979B1 (fr) * 2009-01-09 2011-02-11 Fives Stein Procede de refroidissement d'une bande metallique en defilement
JP4977878B2 (ja) 2009-10-27 2012-07-18 Jfeスチール株式会社 連続焼鈍炉のガスジェット冷却装置
ES2774752T3 (es) * 2009-11-24 2020-07-22 Nippon Steel Corp Dispositivo de fabricación de lámina de acero laminada en caliente, y método de fabricación de lámina de acero laminada en caliente
JP5423575B2 (ja) 2010-05-10 2014-02-19 新日鐵住金株式会社 鋼板の冷却装置
CN102121063B (zh) * 2010-07-29 2012-09-05 边新孝 一种方扁材生产线喷射冷却系统
EP2735383B1 (en) * 2011-07-21 2016-05-25 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Cooling apparatus, and manufacturing apparatus and manufacturing method of hot-rolled steel sheet
CN202238955U (zh) 2011-07-29 2012-05-30 宝山钢铁股份有限公司 一种用于实现喷嘴水平相对位置控制的结构
CN204608105U (zh) * 2015-04-24 2015-09-02 嘉兴市康士达不锈钢有限公司 一种用于钢带退火的连续退火设备
JP6394913B2 (ja) * 2015-09-30 2018-09-26 Jfeスチール株式会社 金属帯の冷却方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR102382658B1 (ko) 2022-04-04
EP3663417B1 (en) 2022-01-05
WO2019097713A1 (ja) 2019-05-23
EP3663417A4 (en) 2020-08-12
KR20200014884A (ko) 2020-02-11
JPWO2019097713A1 (ja) 2020-09-03
US11286539B2 (en) 2022-03-29
US20200190622A1 (en) 2020-06-18
CN110892085B (zh) 2021-12-10
EP3663417A1 (en) 2020-06-10
CN110892085A (zh) 2020-03-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI126763B (fi) Menetelmä ja laite lasilevyjen karkaisemiseksi
US20180327876A1 (en) Continuous-flow cooling apparatus and method of cooling strip therewith
JP4977878B2 (ja) 連続焼鈍炉のガスジェット冷却装置
JP5784192B1 (ja) フィルム延伸装置、及びフィルム延伸方法
KR100645152B1 (ko) 가스분사 냉각장치
JP6886041B2 (ja) 金属板の冷却装置及び金属板の連続熱処理設備
JP2011098393A (ja) 厚鋼板の熱処理装置及び方法並びに厚鋼板の製造方法及びその製造ライン
CN115156314A (zh) 厚钢板的冷却装置及冷却方法以及厚钢板的制造设备及制造方法
JP5597989B2 (ja) 熱延鋼帯の下面冷却装置
KR102141068B1 (ko) 열처리로
US10350659B2 (en) Cooling method and cooling apparatus for hot-rolled steel sheet
JP4061286B2 (ja) 金属板の冷却装置および冷却方法
JP5741165B2 (ja) 熱鋼板の下面冷却装置
KR20240096738A (ko) 퀀칭 장치 및 금속판의 제조 방법
JP6179691B1 (ja) 熱延鋼板の冷却方法及び冷却装置
KR101289181B1 (ko) 선재코일 냉각장치
JP2005232495A (ja) 金属帯の熱処理設備及び熱処理方法
CN216937726U (zh) 带板形调控功能的冷却装置
JP2019014961A (ja) 熱処理炉
JP4621061B2 (ja) 鋼板の冷却装置
JP4691875B2 (ja) 多孔板冷却装置
WO2021106723A1 (ja) 鋼板の製造設備及び製造方法
WO2023248389A1 (ja) 金属帯の冷却装置、金属帯の熱処理設備及び金属帯の冷却方法
JP2006281230A (ja) 異形鋼板の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200220

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210105

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210304

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210511

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210513

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6886041

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250