JP2012200728A - Cooling device and cooling method - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve cooling efficiency and uniformity by a cooling roll.SOLUTION: The cooling device includes at least one cooling roll 1 rotating while contacting with a material 10 to be cooled moving in a plate passing direction. The cooling roll 1 includes: a refrigerant supply path 4 and a refrigerant discharge path 5 arranged inside the cooling roll 1; a plurality of protrusions 30 formed on a roll peripheral surface 2 of the cooling roll 1; blowoff holes 31 formed on the roll peripheral surface 2 and blowing off a refrigerant 3 supplied through the refrigerant supply path 4 to gaps 33 between the plurality of the protrusions 30; and discharge holes 32 formed on the roll peripheral surface 2 and discharging the refrigerant 3 existing in the gaps 33 in the plurality of the protrusions 30 and the steam thereof to the refrigerant discharge path 5.

Description

本発明は、冷却ロールを用いて被冷却材を冷却する冷却装置及び冷却方法に関する。   The present invention relates to a cooling device and a cooling method for cooling a material to be cooled using a cooling roll.

従来、鋼帯の連続焼鈍工程や熱処理工程において、鋼帯を通板しながら冷却するために、鋼帯を冷却ロールに巻き付ける接触抜熱式の冷却方法が用いられている。例えば、特許文献１、２には、冷却ロールの内部に形成された流路に冷媒を流通させながら、該冷却ロールの周面を鋼帯に接触させる冷却方法が開示されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, in a continuous annealing process or a heat treatment process of a steel strip, a contact heat removal type cooling method in which the steel strip is wound around a cooling roll has been used in order to cool the steel strip while passing through it. For example, Patent Documents 1 and 2 disclose a cooling method in which a peripheral surface of the cooling roll is brought into contact with a steel strip while circulating a refrigerant through a flow path formed inside the cooling roll.

また、特許文献３には、鋼帯を冷却ロールに巻き付けて冷却する際に、ロール周面に形成された貫通孔を利用して、鋼帯とロール周面の間に巻き込まれたガスを排出することによって、鋼帯をロール周面に密着させる技術が開示されている。さらに、特許文献４には、ロール周面に多数の微小突起を形成することによって、鋼帯とロール周面の密着性を向上させ、上記巻き込みガスの影響を軽減する技術が開示されている。   Further, in Patent Document 3, when the steel strip is wound around the cooling roll and cooled, the gas entrained between the steel strip and the roll peripheral surface is discharged using the through holes formed in the roll peripheral surface. By doing this, a technique for bringing the steel strip into close contact with the roll peripheral surface is disclosed. Furthermore, Patent Document 4 discloses a technique for improving the adhesion between the steel strip and the roll peripheral surface by forming a large number of minute protrusions on the roll peripheral surface and reducing the influence of the entrained gas.

特開平１１−２６９５５８号公報JP-A-11-269558 特開平５−２０９２２９号公報JP-A-5-209229 特開平７−６２４５２号公報JP-A-7-62452 特開平９−１８４０２１号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-184021

しかしながら、上記特許文献１〜４記載の従来の冷却方法はいずれも、接触抜熱式の冷却にのみ依存しており、鋼帯から冷却ロールへの熱伝達には限界があった。このため、冷却効率が不十分であり、鋼帯を急冷することができないという問題があった。なお、特許文献３、４のような冷却ロールの周面に対する工夫（貫通孔や突起部）も、鋼帯と冷却ロールの密着性を高めることを目的としおり、あくまでも接触抜熱式の冷却方法のみに依存していることには変わりない。   However, all of the conventional cooling methods described in Patent Documents 1 to 4 depend only on contact heat removal type cooling, and there is a limit to heat transfer from the steel strip to the cooling roll. For this reason, there was a problem that cooling efficiency was insufficient and the steel strip could not be rapidly cooled. In addition, the devices (through holes and protrusions) on the peripheral surface of the cooling roll as in Patent Documents 3 and 4 are also intended to increase the adhesion between the steel strip and the cooling roll, and are only a contact heat removal type cooling method. It does not change that it depends only on.

さらに、上記従来の冷却方法では、鋼帯とロール周面を完全に均一に接触させることは極めて困難であるので、どうしても鋼帯に冷却ムラが生じてしまい、冷却の均一性が不十分であるという問題もあった。   Furthermore, in the above-described conventional cooling method, it is extremely difficult to bring the steel strip and the roll peripheral surface into contact with each other completely and uniformly, resulting in uneven cooling of the steel strip and insufficient cooling uniformity. There was also a problem.

また、冷却ロールを用いずに、冷却水等の冷媒を鋼板にスプレーして冷却する従来の冷却方法においても、冷却効率が不十分であり、冷却の均一性が不十分であるという問題があった。   In addition, the conventional cooling method in which a coolant such as cooling water is sprayed on a steel sheet without using a cooling roll also has a problem that cooling efficiency is insufficient and cooling uniformity is insufficient. It was.

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、冷却ロールによる冷却効率と均一性を向上することが可能な、新規かつ改良された冷却装置及び冷却方法を提供することにある。   Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a new and improved cooling device capable of improving the cooling efficiency and uniformity by a cooling roll, and It is to provide a cooling method.

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、被冷却材を通板しながら冷却する冷却装置において、通板方向に移動する前記被冷却材に対して接触しながら回転する少なくとも１つの冷却ロールを備え、前記冷却ロールは、前記冷却ロールの内部に設けられた冷媒供給路と、前記冷却ロールの内部に設けられた冷媒排出路と、前記冷却ロールのロール周面に形成された複数の凸部と、前記ロール周面に形成され、前記冷媒供給路を通じて供給された冷媒を前記複数の凸部間の空隙に噴出する噴出孔と、前記ロール周面に形成され、前記複数の凸部間の空隙に存在する前記冷媒及び該冷媒の蒸気を前記冷媒排出路に排出する排出孔と、を備えることを特徴とする、冷却装置が提供される。   In order to solve the above-described problem, according to one aspect of the present invention, in a cooling device that cools while passing a material to be cooled, at least rotates while contacting the material to be cooled that moves in the plate passing direction. One cooling roll is provided, and the cooling roll is formed on a refrigerant supply path provided inside the cooling roll, a refrigerant discharge path provided inside the cooling roll, and a roll peripheral surface of the cooling roll. A plurality of protrusions formed on the peripheral surface of the roll, an ejection hole for ejecting the refrigerant supplied through the coolant supply path into a gap between the plurality of convex portions, and formed on the peripheral surface of the roll. There is provided a cooling device comprising: the refrigerant present in a gap between the convex portions of the first and second refrigerants; and a discharge hole for discharging the vapor of the refrigerant to the refrigerant discharge path.

前記冷却ロールは、前記被冷却材を両側から挟むように少なくとも一対設けられ、前記通板方向に移動する前記被冷却材を両側から冷却するようにしてもよい。   A pair of the cooling rolls may be provided so as to sandwich the material to be cooled from both sides, and the material to be cooled that moves in the plate passing direction may be cooled from both sides.

前記被冷却材は、連続熱延設備により熱延された後にコイル状に巻き取られる薄板であり、前記冷却ロールは、前記連続熱延設備の圧延機と巻き取り装置の間に、前記薄板の通板方向に沿って複数対設けられ、前記複数対の冷却ロールは、前記通板方向に移動する前記薄板を両側から冷却するようにしてもよい。   The material to be cooled is a thin plate that is hot-rolled by a continuous hot-rolling facility and then wound in a coil shape, and the cooling roll is provided between the rolling machine and the winding device of the continuous hot-rolling facility. A plurality of pairs may be provided along the plate passing direction, and the plurality of pairs of cooling rolls may cool the thin plate moving in the plate passing direction from both sides.

前記被冷却材は、厚板熱延設備により熱延された後に制御冷却又は形状矯正される厚板であり、前記冷却ロールは、前記厚板圧延設備の圧延機の後段に、前記厚板の通板方向に沿って複数対設けられ、前記複数対の冷却ロールは、前記通板方向に移動する前記厚板を両側から冷却しつつ、制御冷却又は形状矯正するようにしてもよい。   The material to be cooled is a thick plate that is subjected to control cooling or shape correction after being hot-rolled by a thick plate hot-rolling facility, and the cooling roll is provided at a stage subsequent to the rolling mill of the thick plate rolling facility. A plurality of pairs may be provided along the plate passing direction, and the plurality of pairs of cooling rolls may control cooling or shape correction while cooling the thick plate moving in the plate passing direction from both sides.

前記冷却ロールは、該冷却ロールに巻き付けられた前記被冷却材の通板に伴って回転しながら、前記被冷却材を冷却するようにしてもよい。   You may make it the said cooling roll cool the said to-be-cooled material, rotating with the passage plate of the said to-be-cooled material wound around this cooling roll.

前記被冷却材は、連続冷延設備により冷延された薄板であり、前記冷却ロールは、前記薄板を加熱する加熱炉の後段に設けられた少なくとも１対のブライドルロールとして用いられ、前記加熱炉で加熱された前記薄板を冷却しつつ、形状矯正するようにしてもよい。   The material to be cooled is a thin plate cold-rolled by a continuous cold-rolling facility, and the cooling roll is used as at least a pair of bridle rolls provided at a subsequent stage of a heating furnace for heating the thin plate, and the heating furnace The shape may be corrected while cooling the thin plate heated in step (b).

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、被冷却材を通板しながら冷却する冷却方法において、ロール周面に複数の凸部が形成された冷却ロールを回転させながら、通板方向に移動する前記被冷却材に対して前記ロール周面を連続的に接触させることにより、前記被冷却材を間接冷却するとともに、前記冷却ロールの内部に設けられた冷媒供給路を介して供給される冷媒を、前記ロール周面に形成された噴出孔から、前記複数の凸部間の空隙に噴出しつつ、前記複数の凸部間の空隙に存在する前記冷媒、及び前記被冷却材の熱により気化した前記冷媒の蒸気を、前記ロール周面に形成された排出孔から、前記冷却ロールの内部に設けられた冷媒排出路を介して排出することにより、前記冷媒を用いて前記被冷却材を直接冷却することを特徴とする、冷却方法が提供される。   Moreover, in order to solve the said subject, according to another viewpoint of this invention, in the cooling method cooled while letting a to-be-cooled material pass, a cooling roll with which the several convex part was formed in the roll peripheral surface was rotated. In addition, the coolant is indirectly cooled by bringing the roll peripheral surface into continuous contact with the material to be cooled that moves in the plate-passing direction, and the coolant is provided inside the cooling roll. The refrigerant that is present in the gap between the plurality of convex portions while jetting the refrigerant supplied through the path from the ejection holes formed in the roll peripheral surface into the gap between the plurality of convex portions, and The refrigerant vapor vaporized by the heat of the material to be cooled is discharged from a discharge hole formed in the peripheral surface of the roll through a refrigerant discharge path provided inside the cooling roll, whereby the refrigerant is discharged. Use the material to be cooled directly Characterized by retirement, cooling method is provided.

上記構成により、高温の被冷却材と冷却ロールとの接触部において、被冷却材を直接冷却するための冷媒が噴出孔から噴出され、被冷却材の表面と複数の凸部とで形成される空隙をランダムに流通して、排出孔から排出される。このとき、当該空隙に供給された冷媒は、高温の被冷却材と接触して気化するため、このときの気化潜熱により被冷却材が冷却される（直接冷却）。また、被冷却材と冷却ロールとの接触部において、冷媒とその蒸気をランダムに流通させることで、被冷却材の表面を均一に冷却することができる。一方、冷却ロールの内部に形成された冷媒供給路及び冷媒排出路を冷媒が循環することにより、冷却ロール自体も冷却されている。このため、該冷却ロールの複数の凸部が被冷却材の表面と接触することで、冷却ロール自体の接触抜熱により被冷却材が冷却される（間接冷却）。   With the above configuration, the coolant for directly cooling the material to be cooled is ejected from the ejection holes at the contact portion between the high temperature material to be cooled and the cooling roll, and is formed by the surface of the material to be cooled and the plurality of convex portions. It circulates through the voids at random and is discharged from the discharge holes. At this time, since the refrigerant supplied to the gap is vaporized in contact with the high temperature material to be cooled, the material to be cooled is cooled by the latent heat of vaporization at this time (direct cooling). Moreover, the surface of a to-be-cooled material can be cooled uniformly by distribute | circulating a refrigerant | coolant and its vapor | steam at random in the contact part of a to-be-cooled material and a cooling roll. On the other hand, the cooling roll itself is cooled by circulating the refrigerant through the refrigerant supply path and the refrigerant discharge path formed inside the cooling roll. For this reason, a to-be-cooled material is cooled by the contact heat removal of cooling roll itself because the some convex part of this cooling roll contacts the surface of a to-be-cooled material (indirect cooling).

このように、被冷却材の表面と冷却ロールの周面との間でランダムに流通する冷媒の気化潜熱（直接冷却）と、被冷却材から冷却ロールへの接触抜熱（間接冷却）との双方の冷却作用によって、被冷却材の冷却効率を向上できるとともに、被冷却材の表面全体をムラ無く均一に冷却できる。   In this way, the latent heat of vaporization (direct cooling) of the refrigerant that randomly circulates between the surface of the material to be cooled and the peripheral surface of the cooling roll, and the contact heat removal from the material to be cooled (indirect cooling) to the cooling roll Both cooling operations can improve the cooling efficiency of the material to be cooled and can uniformly cool the entire surface of the material to be cooled without unevenness.

以上説明したように本発明によれば、冷却ロールの接触抜熱による間接冷却と、冷媒の気化潜熱による直接冷却とを併用することによって、冷却ロールによる冷却効率と均一性を向上することができる。   As described above, according to the present invention, the cooling efficiency and uniformity of the cooling roll can be improved by using the indirect cooling by the contact heat removal of the cooling roll and the direct cooling by the vaporization latent heat of the refrigerant. .

本発明の第１の実施形態に係る冷却ロールを示す側面図である。It is a side view which shows the cooling roll which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 同実施形態に係る冷却ロールのロール周面を示す正面図（ａ）及び部分拡大図（ｂ）である。It is the front view (a) and partial enlarged view (b) which show the roll surrounding surface of the cooling roll which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係る冷却ロールのロール周面と被冷却材との接触部における冷媒３の流通状態を示す部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view which shows the distribution | circulation state of the refrigerant | coolant 3 in the contact part of the roll peripheral surface of the cooling roll which concerns on the same embodiment, and a to-be-cooled material. 同実施形態に係る冷却ロールの変更例を示す部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view which shows the example of a change of the cooling roll which concerns on the embodiment. 同実施形態に係る冷却ロールの変更例を示す側面図である。It is a side view which shows the example of a change of the cooling roll which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係る冷却ロールが適用された連続熱延設備を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the continuous hot rolling equipment with which the cooling roll which concerns on the same embodiment was applied. 同実施形態に係る冷却ロールが適用された厚板熱延設備を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the thick plate hot-rolling installation with which the cooling roll which concerns on the same embodiment was applied. 同実施形態に係る冷却ロールが適用された連続焼鈍設備又は連続溶融金属めっき設備の加熱炉を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the heating furnace of the continuous annealing equipment or the continuous molten metal plating equipment to which the cooling roll which concerns on the same embodiment was applied. 本発明の実施例に係る冷却ロールを用いたストリップ冷却方法を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the strip cooling method using the cooling roll which concerns on the Example of this invention.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。   Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, duplication description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.

［１．冷却ロールの構成］
まず、図１〜図３を参照して、本発明の第１の実施形態に係る冷却装置である冷却ロール１の構成について詳述する。図１は、本実施形態に係る冷却ロール１を示す側面図である。図２は、該冷却ロール１のロール周面２を示す正面図（ａ）及び部分拡大図（ｂ）である。図３は、該冷却ロール１のロール周面２と被冷却材１０との接触部における冷媒３の流通状態を示す部分拡大断面図である。 [1. Cooling roll configuration]
First, with reference to FIGS. 1-3, the structure of the cooling roll 1 which is a cooling device which concerns on the 1st Embodiment of this invention is explained in full detail. FIG. 1 is a side view showing a cooling roll 1 according to the present embodiment. FIG. 2 is a front view (a) and a partially enlarged view (b) showing the roll peripheral surface 2 of the cooling roll 1. FIG. 3 is a partially enlarged cross-sectional view showing the flow state of the refrigerant 3 in the contact portion between the roll peripheral surface 2 of the cooling roll 1 and the material 10 to be cooled.

［１．１．冷却ロールの全体構成］
図１〜図３に示すように、冷却ロール１は、被冷却材１０を通板しながら冷却するための冷却装置として機能する。冷却ロール１は、被冷却材１０の種類やサイズに応じたロール幅及びロール径を有するロール体からなり、冷却用途や被冷却材１０の種類に応じて、駆動式でも無駆動式であってもよい。被冷却材１０は、板状又は帯状の金属材、例えば、熱延さえた薄板（熱延鋼板）、熱延された厚板、各種熱処理装置で処理された薄板（冷延鋼板）などであるが、詳細は後述する（図６〜図８参照。）。 [1.1. Overall configuration of cooling roll]
As shown in FIGS. 1 to 3, the cooling roll 1 functions as a cooling device for cooling while passing the material to be cooled 10. The cooling roll 1 is composed of a roll body having a roll width and a roll diameter corresponding to the type and size of the material 10 to be cooled, and is driven or non-driven depending on the cooling application and the type of material 10 to be cooled. Also good. The material 10 to be cooled is a plate-like or belt-like metal material, for example, a thin plate (hot-rolled steel plate) that has been hot-rolled, a hot-rolled thick plate, a thin plate (cold-rolled steel plate) that has been processed by various heat treatment apparatuses, or the like. However, details will be described later (see FIGS. 6 to 8).

なお、図１の例では、比較的厚い平板状の被冷却材１０（厚板等）が、冷却ロール１のロール周面２に対して狭い範囲で接触する例を図示しているが、比較的薄い帯状の被冷却材が冷却ロール１のロール周面２に対して所定の巻き付き角で巻き付くように接触する場合であってもよい。   In addition, in the example of FIG. 1, although the comparatively thick flat plate-shaped to-be-cooled material 10 (thick board etc.) contacts the roll peripheral surface 2 of the cooling roll 1 in the narrow range, the example is illustrated. It may be a case where the thin material to be cooled is in contact with the roll peripheral surface 2 of the cooling roll 1 so as to be wound at a predetermined winding angle.

図１に示すように、冷却ロール１の内部には、該ロール内部からロール周面２に冷媒３を供給するための冷媒供給路４と、ロール周面２からロール内部に冷媒３を排出するための冷媒排出路５が形成されている。   As shown in FIG. 1, inside the cooling roll 1, a refrigerant supply path 4 for supplying the refrigerant 3 from the inside of the roll to the roll peripheral surface 2, and the refrigerant 3 is discharged from the roll peripheral surface 2 to the inside of the roll. A refrigerant discharge path 5 is formed.

冷媒供給路４は、１つの中央流路４１と、複数の分岐流路４２から構成される。中央流路４１は、冷却ロール１内部の中心に、ロール軸方向に延設された直線状の流路である。この中央流路４１は、径方向に延設される複数の分岐流路４２に分岐している。該複数の分岐流路４２は、中央流路４１からロール周面２に向かって放射状に延び、各々の分岐流路４２は、ロール周面２に形成された噴出孔３１にそれぞれ連通している。   The refrigerant supply path 4 includes one central flow path 41 and a plurality of branch flow paths 42. The central flow path 41 is a linear flow path extending in the roll axis direction at the center inside the cooling roll 1. The central channel 41 is branched into a plurality of branch channels 42 extending in the radial direction. The plurality of branch flow paths 42 extend radially from the central flow path 41 toward the roll circumferential surface 2, and each branch flow path 42 communicates with the ejection hole 31 formed in the roll circumferential surface 2. .

一方、冷媒排出路５は、複数の中央流路５１と、複数の分岐流路５２と、環状流路５３とから構成される。中央流路５１は、上記冷媒供給路４の中央流路４１の周囲に、ロール軸方向に延設された直線状の流路であり、周方向に等間隔で設けられる。中央流路５１も、径方向に延設される複数の分岐流路５２に分岐している。該複数の分岐流路５２は、各中央流路５１からロール周面２に向かって放射状に延び、各々の分岐流路５２は、該ロール周面２に形成された排出孔３２にそれぞれ連通している。また、上記複数の中央流路５１は、ロール軸方向に適宜の間隔で配置される環状流路５３により相互に連通している。   On the other hand, the refrigerant discharge path 5 includes a plurality of central flow paths 51, a plurality of branch flow paths 52, and an annular flow path 53. The central flow path 51 is a linear flow path extending in the roll axis direction around the central flow path 41 of the refrigerant supply path 4 and is provided at equal intervals in the circumferential direction. The central flow path 51 is also branched into a plurality of branch flow paths 52 extending in the radial direction. The plurality of branch channels 52 extend radially from each central channel 51 toward the roll circumferential surface 2, and each branch channel 52 communicates with the discharge hole 32 formed in the roll circumferential surface 2. ing. In addition, the plurality of central flow paths 51 communicate with each other through an annular flow path 53 that is disposed at an appropriate interval in the roll axis direction.

また、冷媒供給路４の分岐流路４２と、冷媒排出路５の分岐流路５２は、冷却ロール１の周方向に交互に等間隔で配置されている。これにより、分岐流路４２を通じてロール周面２全体に対して冷媒３を均一に供給できるとともに、分岐流路５２を通じてロール周面２全体から冷媒３を均一に回収及び排出できる。なお、図１の例では、冷却ロール１のある縦断面において、周方向に１０本の分岐流路４２、５２が形成されているが、分岐流路４２、５２の数は、冷却ロール１のロール径や冷媒３の噴出量等に応じて、適宜変更してもよい。   Further, the branch flow path 42 of the refrigerant supply path 4 and the branch flow path 52 of the refrigerant discharge path 5 are alternately arranged at equal intervals in the circumferential direction of the cooling roll 1. Accordingly, the refrigerant 3 can be uniformly supplied to the entire roll circumferential surface 2 through the branch flow path 42, and the refrigerant 3 can be uniformly collected and discharged from the entire roll circumferential surface 2 through the branch flow path 52. In the example of FIG. 1, ten branch channels 42 and 52 are formed in the circumferential direction in the longitudinal section of the cooling roll 1, but the number of branch channels 42 and 52 is the same as that of the cooling roll 1. You may change suitably according to a roll diameter, the ejection amount of the refrigerant | coolant 3, etc. FIG.

かかる冷却ロール１は、通板方向に移動する被冷却材１０に従動して回転しながら、ロール周面２を被冷却材１０に部分的に接触させる。これにより、冷却ロール１は、接触抜熱による間接冷却機能のみならず、冷媒３による直接冷却機能を発揮する。つまり、ロール周面２と被冷却材１０との接触部において、被冷却材１０から冷却ロール１に抜熱されることにより、被冷却材１０が間接的に冷却されるとともに、ロール周面２と被冷却材１０との接触部周辺８を流通する冷媒３により、被冷却材１０が直接的に冷却される。また、上記冷媒供給路４及び冷媒排出路５は、冷却ロール１自体を冷却する内部冷却機構としても機能し、該冷媒供給路４及び冷媒排出路５内を冷媒３が流通することで、冷却ロール１自体が冷却される。   The cooling roll 1 partially brings the roll peripheral surface 2 into contact with the material to be cooled 10 while rotating following the material to be cooled 10 moving in the plate passing direction. Thereby, the cooling roll 1 exhibits not only an indirect cooling function by contact heat removal but also a direct cooling function by the refrigerant 3. That is, at the contact portion between the roll peripheral surface 2 and the material to be cooled 10, the material to be cooled 10 is indirectly cooled by removing heat from the material to be cooled 10 to the cooling roll 1. The material to be cooled 10 is directly cooled by the refrigerant 3 flowing through the periphery 8 of the contact portion with the material to be cooled 10. The refrigerant supply path 4 and the refrigerant discharge path 5 also function as an internal cooling mechanism for cooling the cooling roll 1 itself, and the refrigerant 3 flows through the refrigerant supply path 4 and the refrigerant discharge path 5 so that the cooling is performed. The roll 1 itself is cooled.

［１．２．ロール周面の構成］
ここで、図２を参照して、冷却ロール１のロール周面２の構成について詳述する。図２に示すように、ロール周面２には、径方向外側に向かって突出した複数の凸部３０と、ロール周面２上に冷媒３を噴出する複数の噴出孔３１と、ロール周面２上から冷媒３を排出する複数の排出孔３２とが形成されている。噴出孔３１は、上記冷媒供給路４の分岐流路４２と連通しており、冷媒供給路４を通じて供給された冷媒３を、ロール周面２上の複数の凸部３０間の空隙３３（凸部３０間の凹部）に噴出する。一方、排出孔３２は、上記冷媒排出路５の分岐流路５２と連通しており、ロール周面２上の複数の凸部３０間の空隙３３に存在する余剰の冷媒３、及び、被冷却材１０の熱により気化した冷媒３の蒸気を、冷媒排出路５に排出する。 [1.2. Configuration of roll circumference]
Here, with reference to FIG. 2, the structure of the roll peripheral surface 2 of the cooling roll 1 is explained in full detail. As shown in FIG. 2, the roll peripheral surface 2 has a plurality of convex portions 30 projecting radially outward, a plurality of ejection holes 31 that eject the refrigerant 3 onto the roll peripheral surface 2, and the roll peripheral surface. 2 and a plurality of discharge holes 32 for discharging the refrigerant 3 from above. The ejection hole 31 communicates with the branch flow path 42 of the refrigerant supply path 4, and allows the refrigerant 3 supplied through the refrigerant supply path 4 to pass through the gaps 33 (protrusions) between the plurality of convex portions 30 on the roll peripheral surface 2. Jetted into the recesses between the portions 30. On the other hand, the discharge hole 32 communicates with the branch flow path 52 of the refrigerant discharge path 5, and surplus refrigerant 3 present in the gap 33 between the plurality of convex portions 30 on the roll peripheral surface 2, and to be cooled The refrigerant 3 vaporized by the heat of the material 10 is discharged to the refrigerant discharge path 5.

これら凸部３０、噴出孔３１及び排出孔３２はそれぞれ、ロール周面２上で縦横に所定間隔で均等に配置されている。凸部３０の分布密度は、噴出孔３１及び排出孔３２の分布密度よりも高い（例えば、図示の例では凸部３０の分布密度が約３６倍）。これにより、冷媒３は、ロール周面２上で噴出孔３１から排出孔３２に至るまでの間に、様々な方向にランダムに流動するようになる。   These convex portions 30, the ejection holes 31 and the discharge holes 32 are equally arranged at predetermined intervals vertically and horizontally on the roll peripheral surface 2. The distribution density of the protrusions 30 is higher than the distribution density of the ejection holes 31 and the discharge holes 32 (for example, the distribution density of the protrusions 30 is about 36 times in the illustrated example). As a result, the refrigerant 3 flows randomly in various directions on the roll peripheral surface 2 from the ejection hole 31 to the discharge hole 32.

また、噴出孔３１の分布密度と排出孔３２の分布密度は略同一である。ある１つの噴出孔３１に隣接する４つの排出孔３２を頂点とする正方形の中心に、該噴出孔３１が配置されており、同様に、ある１つの排出孔３２に隣接する４つの噴出孔３１を頂点とする正方形の中心に、該排出孔３２が配置されている。このように複数の噴出孔３１及び排出孔３２を等間隔で交互に千鳥配置することで、ロール周面２上で冷媒３を均等に流通させることができる。なお、噴出孔３１と排出孔３２を異なる分布密度にすることも可能である。   The distribution density of the ejection holes 31 and the distribution density of the discharge holes 32 are substantially the same. The ejection holes 31 are arranged at the center of a square having the four ejection holes 32 adjacent to one ejection hole 31 as apexes. Similarly, the four ejection holes 31 adjacent to the one ejection hole 32 are arranged. The discharge hole 32 is arranged at the center of a square with the apex as the apex. Thus, the refrigerant | coolant 3 can be distribute | circulated equally on the roll surrounding surface 2 by arrange | positioning the several ejection hole 31 and the discharge hole 32 alternately at equal intervals. In addition, it is also possible to make the ejection holes 31 and the discharge holes 32 have different distribution densities.

［１．３．凸部の構成］
ここで、ロール周面２に形成される凸部３０について詳述する。ロール周面２に、一つ一つが独立した複数の凸部３０を設けることにより、被冷却材１０の表面１１と複数の凸部３０とで囲まれた空隙３３を流路として、ロール周面２上で冷媒３を流通させることが可能となる。 [1.3. Convex part configuration]
Here, the convex part 30 formed in the roll surrounding surface 2 is explained in full detail. By providing the roll peripheral surface 2 with a plurality of independent protrusions 30, each of the roll peripheral surfaces has a gap 33 surrounded by the surface 11 of the material to be cooled 10 and the plurality of protrusions 30 as a flow path. The refrigerant 3 can be circulated on the 2.

図２に示すように凸部３０は、冷却ロール１のロール周面２に所定の間隔で設けられた円柱状の突起で構成される。この凸部３０の水平断面形状は、例えば円状、楕円状、多角形状又は星型形状の何れかであることが好ましく、垂直断面形状は、例えば長方形又は台形であることが好ましい。また、凸部３０は半球状であってもよい。また、複数の凸部３０間の空隙３３に冷媒３をランダムに流通させるためには、凸部３０の水平断面の形状が、上下左右に対称な形状、例えば円、正方形、楕円等であることが好ましい。また、凸部３０は、ロール周面２の全面に設けられることが好ましいが、ロール周面２の一部にのみ設けてもよい。   As shown in FIG. 2, the convex portion 30 is configured by columnar protrusions provided on the roll peripheral surface 2 of the cooling roll 1 at predetermined intervals. The horizontal cross-sectional shape of the convex portion 30 is preferably, for example, one of a circular shape, an elliptical shape, a polygonal shape, or a star shape, and the vertical cross-sectional shape is preferably, for example, a rectangle or a trapezoid. Further, the convex portion 30 may be hemispherical. Moreover, in order to distribute | circulate the refrigerant | coolant 3 at random to the space | gap 33 between the some convex parts 30, the shape of the horizontal cross section of the convex part 30 is a symmetrical shape, for example, a circle, a square, an ellipse etc. Is preferred. Further, the convex portion 30 is preferably provided on the entire surface of the roll peripheral surface 2, but may be provided only on a part of the roll peripheral surface 2.

また、凸部３０の高さは、例えば０．０２５〜１０ｍｍであることが好ましい。凸部３０の高さが０．０２５ｍｍよりも低いと、ロール周面２と被冷却材１０の表面１１との隙間が小さすぎるため、凸部３０間の空隙３３に冷媒３を円滑に流通させることが困難となる。一方、凸部３０の高さが１０ｍｍよりも大きいと、ロール周面２と被冷却材１０の表面１１との隙間が大きくなりすぎて、冷媒３の供給量を多くする必要があり、不経済である。   Moreover, it is preferable that the height of the convex part 30 is 0.025-10 mm, for example. If the height of the convex part 30 is lower than 0.025 mm, the gap between the roll peripheral surface 2 and the surface 11 of the material to be cooled 10 is too small, so that the refrigerant 3 is smoothly circulated in the gap 33 between the convex parts 30. It becomes difficult. On the other hand, if the height of the convex portion 30 is larger than 10 mm, the gap between the roll peripheral surface 2 and the surface 11 of the material to be cooled 10 becomes too large, and it is necessary to increase the supply amount of the refrigerant 3, which is uneconomical. It is.

また、ロール周面２上における凸部３０の面積率は、例えば２０〜９０％であることが好ましい。凸部３０の面積率が２０％よりも小さいと、ロール周面２の凸部３０の形状が被冷却材１０に転写し易くなる。一方、凸部３０の面積率が、９０％よりも大きい場合は、凸部３０間の空隙３３が狭く、圧力損失が大きくなり、冷媒３が充填又は流動できないため、冷却効率が若干低下する。   Moreover, it is preferable that the area ratio of the convex part 30 on the roll surrounding surface 2 is 20 to 90%, for example. When the area ratio of the convex part 30 is smaller than 20%, the shape of the convex part 30 on the roll peripheral surface 2 is easily transferred to the material to be cooled 10. On the other hand, when the area ratio of the convex portion 30 is larger than 90%, the gap 33 between the convex portions 30 is narrow, the pressure loss increases, and the refrigerant 3 cannot be charged or flown, so that the cooling efficiency is slightly lowered.

凸部３０の水平断面形状が円状である場合には、凸部３０の直径（水平断面の形状が多角形状又は星型形状である場合には、凸部の外接円の直径）は、例えば０．０５〜５０ｍｍであることが好ましい。これは、凸部３０の直径が０．０５ｍｍよりも小さい場合は、凸部３０の摩耗が大きく、長期間に渡り効果を得られず、５０ｍｍよりも大きい場合、均一な冷却ができないためである。   When the horizontal cross-sectional shape of the convex portion 30 is circular, the diameter of the convex portion 30 (when the horizontal cross-sectional shape is a polygonal shape or a star shape, the diameter of the circumscribed circle of the convex portion) is, for example, It is preferable that it is 0.05-50 mm. This is because when the diameter of the convex portion 30 is smaller than 0.05 mm, the wear of the convex portion 30 is large and an effect cannot be obtained over a long period of time, and when it is larger than 50 mm, uniform cooling cannot be performed. .

なお、所定形状に成形された別部材を平坦なロール周面２に装着することで、凸部３０を設けてもよいが、凸部３０の成形条件によっては、凸部３０の痕が被冷却材１０に転写されることがある。これを防止するために、ロール周面２における凸部３０を設ける部位の周囲を、凸部３０の高さと同等の深さ分だけ除去することで、凸部３０を設けるようにしてもよい。   In addition, although the convex part 30 may be provided by attaching the another member shape | molded by the predetermined shape to the flat roll surrounding surface 2, depending on the molding conditions of the convex part 30, the mark of the convex part 30 may be cooled. It may be transferred to the material 10. In order to prevent this, the convex portion 30 may be provided by removing the periphery of the portion where the convex portion 30 is provided on the roll peripheral surface 2 by a depth equivalent to the height of the convex portion 30.

また、ロール周面２の凸部３０は、例えば、機械的切削加工、電解加工、化学エッチング、放電加工、又はめっき法により形成することができる。   Moreover, the convex part 30 of the roll surrounding surface 2 can be formed by, for example, mechanical cutting, electrolytic processing, chemical etching, electric discharge processing, or plating.

このうち、例えば化学エッチングは、以下のようにして行うことができる。まず、可視光硬化型感光性樹脂を冷却ロール１のロール周面２に塗布、乾燥した後、可視光を遮断するマスクで被覆して可視光を照射し、照射部を硬化させる。次に、硬化部以外の樹脂を有機溶剤により除去する。例えば、塩化第２鉄等のエッチング液に、冷却ロール１のロール周面２を１〜３０分程度浸漬し、エッチングすればよい。凸部３０の直径又はピッチは、可視光を遮断するマスクの形状によって適宜選択することが可能であり、凸部３０の高さはエッチング時間によって適宜調整することができる。   Among these, for example, chemical etching can be performed as follows. First, a visible light curable photosensitive resin is applied to the roll peripheral surface 2 of the cooling roll 1 and dried, and then covered with a mask that blocks visible light and irradiated with visible light to cure the irradiated portion. Next, the resin other than the cured portion is removed with an organic solvent. For example, the roll peripheral surface 2 of the cooling roll 1 may be immersed in an etchant such as ferric chloride for about 1 to 30 minutes and etched. The diameter or pitch of the protrusions 30 can be appropriately selected depending on the shape of the mask that blocks visible light, and the height of the protrusions 30 can be adjusted as appropriate depending on the etching time.

放電ダル加工は、目的とする凸部形状を反転させた凹部を表面パターンとして有する銅電極を、冷却ロール１のロール周面２に対向して設置し、加工電流条件を冷却ロール１の材質、及び所望の凸部形状に応じて、適宜調整すればよい。   In the electric discharge dull processing, a copper electrode having a concave portion obtained by inverting the shape of a target convex portion as a surface pattern is placed facing the roll peripheral surface 2 of the cooling roll 1, and the processing current condition is determined by the material of the cooling roll 1, And it should just adjust suitably according to a desired convex part shape.

めっき法の場合、半球状凸部３０の直径を１０μｍ以上とするため、めっきの厚みを１０μｍ以上とすることが好ましく、剥離を防止するため、めっきの厚みの上限は８００μｍ以下とすることが好ましい。めっき層は、アルカリ脱脂し、めっき液中で金型を陽極として電解処理する電解エッチングを行った後、所定の浴温、電流密度で形成することができる。なお、半球状凸形状を有するめっき層を形成するには、例えば、電流密度を段階的に増加させた後、一定電流密度でめっきすればよい。   In the case of the plating method, in order to set the diameter of the hemispherical convex portion 30 to 10 μm or more, the plating thickness is preferably set to 10 μm or more. In order to prevent peeling, the upper limit of the plating thickness is preferably set to 800 μm or less. . The plating layer can be formed at a predetermined bath temperature and current density after alkaline degreasing and electrolytic etching in which a mold is used as an anode in a plating solution. In order to form a plating layer having a hemispherical convex shape, for example, after increasing the current density stepwise, plating may be performed at a constant current density.

［１．４．噴出孔及び排出孔の構成］
次に、ロール周面２に形成される噴出孔３１、排出孔３２について詳述する。噴出孔３１、排出孔３２の形状が円形である場合、それらの直径が０．１ｍｍ未満では、目詰まりが起きやすいため、噴出孔３１、排出孔３２の直径の下限を０．１ｍｍ以上とすることが好ましい。一方、噴出孔３１、排出孔３２の直径が１００ｍｍよりも大きいと、被冷却材１０に形状が転写するため、直径の上限を１００ｍｍ以下とすることが好ましい。なお、噴出孔３１、排出孔３２の形状が矩形、楕円形である場合、多孔質金属の孔のような不定形である場合には、流路面積が直径０．１〜１００ｍｍの円と同等であればよい。 [1.4. Configuration of ejection holes and discharge holes]
Next, the ejection holes 31 and the discharge holes 32 formed on the roll peripheral surface 2 will be described in detail. When the shapes of the ejection holes 31 and the discharge holes 32 are circular, clogging is likely to occur if their diameter is less than 0.1 mm. Therefore, the lower limit of the diameters of the ejection holes 31 and the discharge holes 32 is set to 0.1 mm or more. It is preferable. On the other hand, if the diameters of the ejection holes 31 and the discharge holes 32 are larger than 100 mm, the shape is transferred to the material to be cooled 10, so the upper limit of the diameter is preferably 100 mm or less. In addition, when the shape of the ejection hole 31 and the discharge hole 32 is a rectangle and an ellipse, or when it is indefinite shape like a hole of a porous metal, the flow path area is equivalent to a circle having a diameter of 0.1 to 100 mm. If it is.

また、噴出孔３１、排出孔３２のピッチ（即ち、隣接する噴出孔３１同士の若しくは排出孔３２同士の距離）が、０．１ｍｍよりも小さい場合、孔の数が増加して冷却ロール１の製造コストが高くなる。一方、噴出孔３１、排出孔３２のピッチが１０００ｍｍよりも大きい場合は、冷却能力が不足することがある。従って、噴出孔３１、排出孔３２のピッチは、０．１〜１０００ｍｍであることが好ましい。   Further, when the pitch between the ejection holes 31 and the discharge holes 32 (that is, the distance between the adjacent ejection holes 31 or between the discharge holes 32) is smaller than 0.1 mm, the number of holes increases and the cooling roll 1 Manufacturing cost increases. On the other hand, when the pitch of the ejection holes 31 and the discharge holes 32 is larger than 1000 mm, the cooling capacity may be insufficient. Therefore, the pitch of the ejection holes 31 and the discharge holes 32 is preferably 0.1 to 1000 mm.

なお、上記の噴出孔３１、排出孔３２、冷媒供給路４及び冷媒排出路５等は、冷却ロール１に対するドリルによる機械的な穿孔、又は、放電加工による穿孔によって設けることができる。また、冷媒３の噴出孔３１及び排出孔３２を冷却ロール１に穿孔する代わりに、内部から外表面に貫通する気孔を有する多孔質金属に、冷媒３の供給配管及び排出配管を接続して、冷却ロール１を構成してもよい。この場合、肉厚方向に貫通する直径、ピッチの孔を複数有する多孔質金属を使用することが好ましい。このような多孔質金属は、粉末を成形後に焼結するか、又は金属を溶融させた後、温度制御により凝固組織の方向を一定にする一方向凝固によって製造することができる。   Note that the ejection hole 31, the discharge hole 32, the refrigerant supply path 4, the refrigerant discharge path 5, and the like can be provided by mechanical drilling with a drill in the cooling roll 1 or drilling by electric discharge machining. Further, instead of drilling the ejection hole 31 and the discharge hole 32 of the refrigerant 3 in the cooling roll 1, the supply pipe and the discharge pipe of the refrigerant 3 are connected to a porous metal having pores penetrating from the inside to the outer surface, The cooling roll 1 may be configured. In this case, it is preferable to use a porous metal having a plurality of holes having a diameter and a pitch penetrating in the thickness direction. Such a porous metal can be produced by unidirectional solidification in which the powder is sintered after molding, or after the metal is melted, and the direction of the solidified structure is made constant by temperature control.

また、冷媒３は、難燃性、腐食性の観点から、水、多価アルコール類、多価アルコール類水溶液、ポリグリコール、引火点１２０℃以上の鉱物油、合成エステル、シリコンオイル、フッ素オイル、滴点１２０℃以上のグリース、鉱物油、合成エステルに界面活性剤を配合した水エマルションの何れでもよく、これらの混合物を用いてもよい。また、冷媒３は、流体であれば、常温にて液体でも気体であってもよいが、本実施形態では、冷媒３として、例えば液体の冷却水を用いる。   The refrigerant 3 is water, polyhydric alcohols, polyhydric alcohol aqueous solution, polyglycol, mineral oil having a flash point of 120 ° C. or higher, synthetic ester, silicon oil, fluorine oil, from the viewpoint of flame retardancy and corrosivity. Any of the water emulsion which mix | blended surfactant with grease, mineral oil, and synthetic ester with a dropping point of 120 ° C. or higher may be used. In addition, the refrigerant 3 may be liquid or gas at normal temperature as long as it is a fluid, but in the present embodiment, for example, liquid cooling water is used as the refrigerant 3.

上記のように、冷却ロール１のロール周面２に複数の凸部３０、噴出孔３１及び排出孔３２を設けることにより、ロール周面２と被冷却材１０の接触部周辺８において、被冷却材１０の表面１１と複数の凸部３０で囲まれた空隙３３を冷媒３が流通する。これにより、冷媒３を用いて被冷却材１０を直接冷却できるので、被冷却材１０の冷却効率を高めることができる。   As described above, by providing the plurality of convex portions 30, the ejection holes 31, and the discharge holes 32 on the roll circumferential surface 2 of the cooling roll 1, in the periphery 8 of the contact portion between the roll circumferential surface 2 and the material 10 to be cooled, The refrigerant 3 flows through a gap 33 surrounded by the surface 11 of the material 10 and the plurality of convex portions 30. Thereby, since the to-be-cooled material 10 can be directly cooled using the refrigerant | coolant 3, the cooling efficiency of the to-be-cooled material 10 can be improved.

［１．５．冷媒流路］
次に、図３を参照して、冷却ロール１のロール周面２上における冷媒３の流路について説明する。上述した複数の凸部３０間の空隙３３は、ロール周面２上における冷媒３の流路として機能する。つまり、ロール周面２上に複数の凸部３０を形成することで、当該複数の凸部３０の間隙に凹部（即ち、空隙３３）が形成され、この複数の凸部３０間の空隙３３はロール周面２全体に渡って連通している。 [1.5. Refrigerant flow path]
Next, the flow path of the refrigerant 3 on the roll peripheral surface 2 of the cooling roll 1 will be described with reference to FIG. The gaps 33 between the plurality of convex portions 30 described above function as a flow path of the refrigerant 3 on the roll peripheral surface 2. That is, by forming a plurality of convex portions 30 on the roll peripheral surface 2, concave portions (that is, gaps 33) are formed in the gaps between the plurality of convex portions 30, and the gaps 33 between the plurality of convex portions 30 are It communicates over the entire roll peripheral surface 2.

そして、図３に示すように、冷却ロール１のロール周面２の一側を被冷却材１０に接触させたときには、ロール周面２のうち一部の円弧部が被冷却材１０の表面１１に接触する。例えば、冷却ロール１のロール径が４００ｍｍである場合には、巻き付き角が約３°に相当するロール周面２の円弧部が被冷却材１０の表面１１に接触する。なお、被冷却材１０が板厚の薄い鋼帯であり、当該鋼帯を冷却ロール１に巻き付ける場合（例えば、巻き付き角が１８０°、２７０°）、冷却ロール１と鋼帯が広い範囲で接触する（図８参照。）。   As shown in FIG. 3, when one side of the roll circumferential surface 2 of the cooling roll 1 is brought into contact with the material to be cooled 10, a part of the arc portion of the roll circumferential surface 2 is the surface 11 of the material to be cooled 10. To touch. For example, when the roll diameter of the cooling roll 1 is 400 mm, the arc portion of the roll peripheral surface 2 whose winding angle corresponds to about 3 ° contacts the surface 11 of the material to be cooled 10. In addition, when the to-be-cooled material 10 is a steel strip having a thin plate thickness and the steel strip is wound around the cooling roll 1 (for example, the winding angle is 180 °, 270 °), the cooling roll 1 and the steel strip are in contact in a wide range. (See FIG. 8).

かかる接触により、ロール周面２の一部の凸部３０の先端部が被冷却材１０に当接するため、被冷却材１０の表面１１と冷却ロール１のロール周面２との間には、少なくとも凸部３０の高さ以上の空隙３３が生じる。このとき、該空隙３３は、被冷却材１０と複数の凸部３０とロール周面２とで囲まれて、被冷却材１０と冷却ロール１との接触部周辺８における冷媒３の流路として機能する。   Due to such contact, the tip of a part of the convex portion 30 of the roll peripheral surface 2 comes into contact with the material to be cooled 10, and therefore, between the surface 11 of the material to be cooled 10 and the roll peripheral surface 2 of the cooling roll 1, A gap 33 at least higher than the height of the convex portion 30 is generated. At this time, the gap 33 is surrounded by the material to be cooled 10, the plurality of convex portions 30, and the roll peripheral surface 2, and serves as a flow path for the refrigerant 3 around the contact portion 8 between the material to be cooled 10 and the cooling roll 1. Function.

かかるロール周面２の構造により、図３に示すように、冷媒供給路４の分岐流路４２から供給される冷媒３は、ロール周面２の噴出孔３１から噴出して、ロール周面２と被冷却材１０との間に供給された後に、複数の凸部３０間の空隙３３を縫うように流動して、排出孔３２から冷媒排出路５の分岐流路５２に排出される。このとき、空隙３３を流れる冷媒３は、高温の被冷却材１０と接触することで、その一部又は全部が気化するので、この気化潜熱により被冷却材１０を冷却する。このように、被冷却材１０と複数の凸部３０の間の空隙３３内で、冷媒３を流通及び気化させることで、冷媒３の気化潜熱により、被冷却材１０を直接冷却することができる。   With the structure of the roll peripheral surface 2, as shown in FIG. 3, the refrigerant 3 supplied from the branch flow path 42 of the refrigerant supply passage 4 is ejected from the ejection holes 31 of the roll peripheral surface 2, and the roll peripheral surface 2. Then, the fluid flows so as to sew the gaps 33 between the plurality of convex portions 30, and is discharged from the discharge holes 32 to the branch flow path 52 of the refrigerant discharge path 5. At this time, a part or all of the refrigerant 3 flowing through the gap 33 is vaporized by coming into contact with the high temperature material 10 to be cooled, so that the material 10 to be cooled is cooled by the latent heat of vaporization. Thus, the coolant 10 can be directly cooled by the latent heat of vaporization of the refrigerant 3 by circulating and vaporizing the coolant 3 in the gaps 33 between the coolant 10 and the plurality of convex portions 30. .

また、閉空間である空隙３３内で冷媒３が気化すると、空隙３３内の圧力が増大して、冷媒３の蒸気膜が形成され、冷媒３の流通を阻害する。そこで、空隙３３内に存在する余剰の冷媒３（液体）と、気化した冷媒３の蒸気を、ロール周面２上の排出孔３２から冷媒排出路５の分岐流路５２に排出する。不図示の真空ポンプ等の吸引手段を用いて冷媒排出路５の内圧を負圧にすれば、該冷媒排出路５に連通する排出孔３２から、上記空隙３３内の余剰の冷媒３及び該冷媒３の蒸気を吸引し、該冷媒排出路５を通じて排出することができる。このように排出孔３２から冷媒３を排出することで、被冷却材１０との接触により空隙３３内に発生した冷媒３の蒸気による圧力上昇を防ぎ、空隙３３内の圧力を減圧できる。従って、空隙３３内における冷媒３の流通を円滑化及び促進できるので、ロール周面２上で流通する冷媒３を用いた冷却効率が大幅に向上する。   Further, when the refrigerant 3 is vaporized in the gap 33 which is a closed space, the pressure in the gap 33 is increased, a vapor film of the refrigerant 3 is formed, and the circulation of the refrigerant 3 is inhibited. Therefore, surplus refrigerant 3 (liquid) present in the gap 33 and vapor of the vaporized refrigerant 3 are discharged from the discharge hole 32 on the roll peripheral surface 2 to the branch flow path 52 of the refrigerant discharge path 5. If the internal pressure of the refrigerant discharge path 5 is made negative using suction means such as a vacuum pump (not shown), the excess refrigerant 3 in the gap 33 and the refrigerant are discharged from the discharge hole 32 communicating with the refrigerant discharge path 5. 3 can be sucked and discharged through the refrigerant discharge path 5. By discharging the refrigerant 3 from the discharge hole 32 in this manner, a pressure increase due to the vapor of the refrigerant 3 generated in the gap 33 due to contact with the material to be cooled 10 can be prevented, and the pressure in the gap 33 can be reduced. Therefore, since the circulation of the refrigerant 3 in the gap 33 can be smoothed and promoted, the cooling efficiency using the refrigerant 3 flowing on the roll peripheral surface 2 is greatly improved.

また、間接冷却としては、ロール周面２の複数の凸部３０が被冷却材１０の表面１１に接触するので、被冷却材１０の熱を、凸部３０を介して冷却ロール１に抜熱することができる。上述したように冷媒供給路４及び冷媒排出路５は、冷却ロール１自体を冷却する内部冷却機構として機能し、冷却ロール１の内部の冷媒供給路４及び冷媒排出路５に冷媒３を循環させることで、冷却ロール１自体を冷却できる。特に、冷却ロール１のロール周面２側に、複数の分岐流路４２、５２を形成することで、ロール周面２付近の冷却を促進できる。このように内部冷却機構により冷却された冷却ロール１のロール周面２を被冷却材１０に接触させることで、被冷却材１０の熱を冷却ロール１に抜熱して、被冷却材１０を好適に間接冷却することができる。   Moreover, since the some convex part 30 of the roll surrounding surface 2 contacts the surface 11 of the to-be-cooled material 10 as indirect cooling, the heat of the to-be-cooled material 10 is extracted to the cooling roll 1 through the convex part 30. can do. As described above, the refrigerant supply path 4 and the refrigerant discharge path 5 function as an internal cooling mechanism that cools the cooling roll 1 itself, and circulates the refrigerant 3 through the refrigerant supply path 4 and the refrigerant discharge path 5 inside the cooling roll 1. Thus, the cooling roll 1 itself can be cooled. In particular, by forming a plurality of branch flow paths 42 and 52 on the roll peripheral surface 2 side of the cooling roll 1, cooling in the vicinity of the roll peripheral surface 2 can be promoted. In this way, by bringing the roll peripheral surface 2 of the cooling roll 1 cooled by the internal cooling mechanism into contact with the material to be cooled 10, the heat of the material to be cooled 10 is extracted to the cooling roll 1 so that the material to be cooled 10 is suitable. Can be indirectly cooled.

［１．６．冷媒供給範囲の制御機構］
次に、図４及び図５を参照して、本実施形態に係る冷却ロール１の変更例について説明する。以下に示す変更例は、被冷却材１０と冷却ロール１との接触部周辺８のみに冷媒３を供給する冷媒供給制御手段を具備している。 [1.6. Refrigerant supply range control mechanism]
Next, with reference to FIG.4 and FIG.5, the example of a change of the cooling roll 1 which concerns on this embodiment is demonstrated. The modification shown below includes a refrigerant supply control unit that supplies the refrigerant 3 only to the contact portion periphery 8 between the material to be cooled 10 and the cooling roll 1.

図４に示すように、被冷却材１０に対して冷媒３を供給する範囲と冷媒を供給しない範囲とを区切るためのカバー６を、ロール周面２に隣接して設けてもよい。図４の例では、冷却ロール１と被冷却材１０との接触部周辺８の両側に、一対のカバー６、６が設けられている。該カバー６は、ロール周面２に沿って湾曲した円弧板であり、冷却ロール１の回転を妨げないように、ロール周面２から所定距離だけ離隔した状態で、ロール周面２に沿って配設されている。   As shown in FIG. 4, a cover 6 may be provided adjacent to the roll peripheral surface 2 for separating the range in which the coolant 3 is supplied to the material to be cooled 10 and the range in which no coolant is supplied. In the example of FIG. 4, a pair of covers 6 and 6 are provided on both sides of the contact portion periphery 8 between the cooling roll 1 and the material to be cooled 10. The cover 6 is a circular arc plate curved along the roll peripheral surface 2, and is separated along the roll peripheral surface 2 in a state of being separated from the roll peripheral surface 2 by a predetermined distance so as not to disturb the rotation of the cooling roll 1. It is arranged.

これにより、ロール周面２のうちカバー６で覆われていない部分（つまり、接触部周辺８）のみにおいて、被冷却材１０に冷媒３が供給され、カバー６で覆われた部分では、被冷却材１０に冷媒３が供給されない。従って、当該カバー６により、ロール周面２と被冷却材１０との接触部周辺８のみに冷媒３を作用させ、それ以外の部分に対する冷媒３の接触を抑制できる。よって、当該接触部周辺８以外の部分での想定外の冷却を阻止できるので、冷媒３による冷却の均一性を向上できる。   As a result, the refrigerant 3 is supplied to the material to be cooled 10 only in the portion of the roll peripheral surface 2 that is not covered with the cover 6 (that is, the contact portion periphery 8), and the portion that is covered with the cover 6 is cooled. The refrigerant 3 is not supplied to the material 10. Therefore, the cover 6 allows the refrigerant 3 to act only on the periphery 8 of the contact portion between the roll peripheral surface 2 and the material 10 to be cooled, and the contact of the refrigerant 3 with other portions can be suppressed. Therefore, since unexpected cooling in parts other than the contact part periphery 8 can be prevented, the uniformity of cooling by the refrigerant 3 can be improved.

また、図５に示すように、冷却ロール１のロール周面２のうち被冷却材１０に接触部周辺８だけに冷媒３が供給されるように、冷媒供給系統を制御する制御機構を設けてもよい。図示の例では、冷媒供給路４の各分岐流路４２に電磁弁７をそれぞれ設け、冷却ロール１の回転角度に応じて、制御部（図示せず。）から各電磁弁７に開閉信号を送り、該各電磁弁７を開閉させるようになっている。   Further, as shown in FIG. 5, a control mechanism for controlling the refrigerant supply system is provided so that the refrigerant 3 is supplied only to the contact portion periphery 8 to the material 10 to be cooled on the roll peripheral surface 2 of the cooling roll 1. Also good. In the illustrated example, an electromagnetic valve 7 is provided in each branch flow path 42 of the refrigerant supply path 4, and an open / close signal is sent from the control unit (not shown) to each electromagnetic valve 7 according to the rotation angle of the cooling roll 1. The electromagnetic valves 7 are opened and closed.

かかる電磁弁７により、ロール周面２のうち被冷却材１０との接触部周辺８に対応する一部の分岐流路４２のみを開放し、その他の分岐流路４２を閉塞できる。かかる制御機構によっても、ロール周面２と被冷却材１０との接触部周辺８のみに冷媒３を作用させ、それ以外の部分に対する冷媒３の接触を抑制できる。よって、当該接触部周辺８以外の部分での想定外の冷却を阻止できるので、冷媒３による冷却の均一性を向上できる。なお、図５の例の制御機構では、冷却ロール１内に電磁弁７を設けることで、冷媒供給を制御したが、制御弁の設置位置はこの例に限定されず、冷媒供給系統の他の箇所であってもよい。   With this electromagnetic valve 7, it is possible to open only a part of the branch flow path 42 corresponding to the periphery 8 of the contact surface with the material 10 to be cooled and close the other branch flow paths 42. Also with such a control mechanism, it is possible to cause the refrigerant 3 to act only on the contact portion periphery 8 between the roll peripheral surface 2 and the material 10 to be cooled, and to suppress the contact of the refrigerant 3 with respect to other portions. Therefore, since unexpected cooling in parts other than the contact part periphery 8 can be prevented, the uniformity of cooling by the refrigerant 3 can be improved. In the control mechanism of the example of FIG. 5, the refrigerant supply is controlled by providing the electromagnetic valve 7 in the cooling roll 1, but the installation position of the control valve is not limited to this example, and other refrigerant supply systems It may be a place.

［２．冷却ロールを用いた冷却方法］
次に、本実施形態に係る冷却ロール１を用いた冷却方法について説明する。本実施形態に係る冷却ロール１を用いることで、板状又は帯状の被冷却材１０を通板しながら冷却することができる。 [2. Cooling method using cooling roll]
Next, a cooling method using the cooling roll 1 according to the present embodiment will be described. By using the cooling roll 1 according to the present embodiment, cooling can be performed while passing the plate-like or strip-like material 10 to be cooled.

図３に示したように、高温の被冷却材１０の通板中に、冷却ロール１内に冷媒３を流通させながら、該冷却ロール１のロール周面２を被冷却材１０に接触させる。これにより、冷却ロール１のロール周面２が、通板方向に移動する被冷却材１０に接触しながら、冷却ロール１が被冷却材１０に追従して回転する。この結果、ロール周面２の複数の凸部３０が被冷却材１０に対して連続的に接触するため、被冷却材１０の熱が冷却ロール１に抜熱されて、被冷却材１０が間接冷却されるとともに、接触部周辺８のロール周面２上で流動する冷媒３によって、被冷却材１０が直接冷却される。   As shown in FIG. 3, the roll peripheral surface 2 of the cooling roll 1 is brought into contact with the material to be cooled 10 while circulating the coolant 3 in the cooling roll 1 while the hot material to be cooled 10 is passed through. Thereby, the cooling roll 1 follows the to-be-cooled material 10 and rotates while the roll peripheral surface 2 of the cooling roll 1 is in contact with the to-be-cooled material 10 moving in the plate passing direction. As a result, since the plurality of convex portions 30 on the roll peripheral surface 2 are continuously in contact with the material 10 to be cooled, the heat of the material 10 to be cooled is extracted by the cooling roll 1, so that the material 10 to be cooled is indirect. While being cooled, the coolant 10 is directly cooled by the refrigerant 3 flowing on the roll peripheral surface 2 around the contact portion 8.

かかる冷媒３による直接冷却では、冷却ロール１内部の冷媒供給路４を介して供給される冷媒３を、噴出孔３１からロール周面２上に噴出しながら、当該ロール周面２上の冷媒３を排出孔３２から冷媒排出路５に排出する。これにより、噴出孔３１から噴出された冷媒３は、ロール周面２と被冷却材１０との接触部周辺８において、被冷却材１０の表面１１と複数の凸部３０とで囲まれた空隙３３に供給される。該冷媒３は、当該空隙３３内を排出孔３２に向けてランダムに流通しつつ、その一部が高温の被冷却材１０に接触して気化し、この気化潜熱により被冷却材１０が冷却される。さらに、空隙３３内の余剰の冷媒３と、上記気化した冷媒３の蒸気は、吸引口である排出孔３２から冷媒排出路５を介して外部に排出される。   In the direct cooling by the refrigerant 3, the refrigerant 3 supplied through the refrigerant supply path 4 inside the cooling roll 1 is ejected from the ejection hole 31 onto the roll peripheral surface 2, while the refrigerant 3 on the roll peripheral surface 2 is ejected. Is discharged from the discharge hole 32 to the refrigerant discharge path 5. Thus, the refrigerant 3 ejected from the ejection hole 31 is surrounded by the surface 11 of the material to be cooled 10 and the plurality of convex portions 30 in the contact portion periphery 8 between the roll peripheral surface 2 and the material 10 to be cooled. 33. The refrigerant 3 circulates randomly in the gaps 33 toward the discharge holes 32, and a part of the refrigerant 3 comes into contact with the high temperature material to be cooled 10 and is vaporized, and the material to be cooled 10 is cooled by the latent heat of vaporization. The Further, the excess refrigerant 3 in the gap 33 and the vapor of the vaporized refrigerant 3 are discharged to the outside through the refrigerant discharge path 5 from the discharge hole 32 which is a suction port.

以上説明したように、冷却ロール１を用いた冷却方法により、ロール周面２上の空隙３３内を流通する冷媒３の気化潜熱を用いた直接冷却作用と、被冷却材１０と冷却ロール１との接触による接触抜熱を用いた間接冷却作用の双方によって、被冷却材１０を効率的に冷却できる。従って、被冷却材１０の冷却効率を大幅に向上できるので、被冷却材１０の通板速度を高速にしても、急速冷却が可能となる。よって、冷却ロール１が適用される各種設備により製造される製品（薄板、厚板、めっき鋼板等）の生産性を向上できる。   As described above, by the cooling method using the cooling roll 1, the direct cooling action using the latent heat of vaporization of the refrigerant 3 flowing in the gap 33 on the roll peripheral surface 2, the material to be cooled 10, the cooling roll 1, The to-be-cooled material 10 can be efficiently cooled by both of the indirect cooling action using the contact heat removal by the contact. Therefore, since the cooling efficiency of the material to be cooled 10 can be significantly improved, rapid cooling is possible even if the plate passing speed of the material to be cooled 10 is increased. Therefore, the productivity of products (thin plates, thick plates, plated steel plates, etc.) manufactured by various facilities to which the cooling roll 1 is applied can be improved.

また、冷却ロール１のロール周面２に形成される複数の凸部３０は、十分に小さく、かつ、ロール周面２上において、冷媒３の流通方向に指向性を持たせないような形状及び配置で設けられている。また、複数の凸部３０と、噴出孔３１及び排出孔３２との相対位置関係も、冷媒３の流通方向に指向性を持たせないように調整されている。さらに、被冷却材１０に接触する個々の凸部３０の面積サイズが小さく、かつ、冷媒３の流路である空隙３３、噴出孔３１及び排出孔３２が、ロール周面２の軸方向及び周方向に細かく分散配置されている。   Further, the plurality of convex portions 30 formed on the roll peripheral surface 2 of the cooling roll 1 are sufficiently small and have a shape that does not give directivity in the flow direction of the refrigerant 3 on the roll peripheral surface 2. It is provided by arrangement. The relative positional relationship between the plurality of convex portions 30 and the ejection holes 31 and the discharge holes 32 is also adjusted so as not to have directivity in the flow direction of the refrigerant 3. Furthermore, the area size of each convex part 30 which contacts the to-be-cooled material 10 is small, and the air gap 33, the ejection hole 31 and the discharge hole 32 which are the flow paths of the refrigerant 3 are arranged in the axial direction and the circumference of the roll peripheral surface 2. It is finely distributed in the direction.

従って、冷媒３は、ロール周面２上を噴出孔３１から排出孔３２に至るまでの間に、上記複数の凸部３０間の空隙３３をランダムな方向に均等に流通して、被冷却材１０の表面１１全体に対して均一に作用する。このため、被冷却材１０と冷却ロール１との接触状態がある程度悪くても、被冷却材１０全体を冷却ムラ無く、均一に冷却することができるので、被冷却材１０の品質を向上できる。   Therefore, the refrigerant 3 is circulated evenly in a random direction through the gaps 33 between the plurality of convex portions 30 on the roll peripheral surface 2 from the ejection holes 31 to the discharge holes 32 to be cooled. 10 acts uniformly on the entire surface 11. For this reason, even if the contact state between the material to be cooled 10 and the cooling roll 1 is deteriorated to some extent, the entire material to be cooled 10 can be uniformly cooled without uneven cooling, so that the quality of the material to be cooled 10 can be improved.

さらに、冷却ロール１を無駆動式とした場合、冷却ロール１は、被冷却材１０に追従して自動的に回転するので、別途の回転駆動機構が不要である。従って、比較的簡易な装置構成で、上記冷却方法を実現できる。また、既存の設備に設置されている各種ロール（例えば、ブライドルロール、デフレクタロール、ステアリングロール、搬送ロール、ピンチロール、サポートロール等）を冷却ロール１に交換するだけで、上記冷却方法を実現できるので、追加設備コストやランニングコストを抑制できる。   Furthermore, when the cooling roll 1 is a non-driving type, the cooling roll 1 automatically rotates following the material 10 to be cooled, so that a separate rotation driving mechanism is unnecessary. Therefore, the cooling method can be realized with a relatively simple apparatus configuration. Moreover, the said cooling method is realizable only by replacing | exchanging various rolls (for example, a bridle roll, a deflector roll, a steering roll, a conveyance roll, a pinch roll, a support roll, etc.) installed in the existing equipment to the cooling roll 1. Therefore, additional equipment costs and running costs can be suppressed.

［３．冷却ロールの適用例］
次に、上述した冷却ロール１を、鉄鋼業で用いられる各種設備の冷却装置として適用する例について説明する。 [3. Application example of cooling roll]
Next, the example which applies the cooling roll 1 mentioned above as a cooling device of the various equipment used in the steel industry is demonstrated.

［３．１．冷却ロールの第１適用例］
まず、図６を参照して、上述した冷却ロール１を、連続熱延設備６０における薄板１２の冷却装置として適用する例について説明する。図６は、本実施形態に係る冷却ロール１が適用された連続熱延設備６０を示す模式図である。この適用例では、上記被冷却材１０は、連続熱延設備６０により熱延された後にコイル状に巻き取られる前の薄板１２（熱延鋼板）に相当する。 [3.1. First application example of cooling roll]
First, with reference to FIG. 6, the example which applies the cooling roll 1 mentioned above as a cooling device of the thin plate 12 in the continuous hot rolling equipment 60 is demonstrated. FIG. 6 is a schematic diagram showing a continuous hot rolling facility 60 to which the cooling roll 1 according to this embodiment is applied. In this application example, the material to be cooled 10 corresponds to the thin plate 12 (hot-rolled steel plate) after being hot-rolled by the continuous hot-rolling equipment 60 and before being wound in a coil shape.

図６に示すように、連続熱延設備６０は、スラブ（板厚約２５０ｍｍ）を加熱した状態で連続的に圧延し、帯状の薄板１２を連続的に製造する設備であり、加熱炉（図示せず。）、複数の圧延機６１、冷却装置６２、ピンチロール６３、巻き取り装置６４等を備える。この連続熱延設備６０で製造される薄板１２は、例えば板厚１．２ｍｍ〜２５．４ｍｍの帯状の熱延鋼板（ストリップ）である。   As shown in FIG. 6, the continuous hot rolling facility 60 is a facility that continuously rolls a slab (plate thickness of about 250 mm) and continuously manufactures the strip-shaped thin plate 12. Not shown), a plurality of rolling mills 61, a cooling device 62, a pinch roll 63, a winding device 64, and the like. The thin plate 12 manufactured by the continuous hot rolling facility 60 is, for example, a strip-shaped hot rolled steel plate (strip) having a plate thickness of 1.2 mm to 25.4 mm.

かかる連続熱延設備６０では、加熱炉により１０００℃以上の高温に加熱されたスラブは、粗圧延機、仕上圧延機等の複数の圧延機６１により連続的に熱間圧延されて薄板１２となる。該薄板１２は、冷却装置６２により冷却された後に、最終的には巻き取り装置６４によりコイル状に巻き取られる。このとき、冷却装置６２の後段に設けられた一対のピンチロール６３により薄板１２が搬送される。   In such a continuous hot rolling facility 60, the slab heated to a high temperature of 1000 ° C. or higher by a heating furnace is continuously hot rolled by a plurality of rolling mills 61 such as a rough rolling mill and a finish rolling mill to form a thin plate 12. . After the thin plate 12 is cooled by the cooling device 62, the thin plate 12 is finally wound in a coil shape by the winding device 64. At this time, the thin plate 12 is conveyed by a pair of pinch rolls 63 provided at the subsequent stage of the cooling device 62.

従来では、上記連続熱延設備６０における薄板１２の冷却工程では、スプレー式の冷却水噴射装置を用いることが一般的であり、通板方向に走行する薄板１２に対して多量の高圧水を噴射して冷却する方法が一般的であった。しかし、スプレー式の冷却方法では、冷却効率を上げるためには、大量の冷却水を消費したり、通板速度を低下させたりする必要があるだけでなく、冷却の均一性の制御が困難であった。   Conventionally, in the cooling process of the thin plate 12 in the continuous hot rolling facility 60, it is common to use a spray-type cooling water injection device, and a large amount of high-pressure water is injected to the thin plate 12 traveling in the plate passing direction. Then, the method of cooling was common. However, with the spray-type cooling method, in order to increase the cooling efficiency, it is not only necessary to consume a large amount of cooling water and reduce the plate passing speed, but also it is difficult to control the uniformity of cooling. there were.

そこで、本適用例では、従来のスプレー式の冷却装置に代えて、上記冷却ロール１を連続熱延設備６０の冷却装置６２に適用する。図６に示すように、連続熱延設備６０の圧延機６１の後段で巻き取り装置６４の前段に、薄板１２の通板方向に沿って複数対の冷却ロール１を設ける。この複数対の冷却ロール１は、薄板１２を板厚方向の両側から挟むようにして通板方向の両側（上下）に設けられ、通板方向に移動する薄板１２を両側から冷却する。このとき、複数対の冷却ロール１は、圧延機６１及びピンチロール６３により通板される薄板１２に伴って回転しながら、ロール周面２を薄板１２の上面及び下面に連続的に接触させることで、該薄板１２を冷却する。   Therefore, in this application example, the cooling roll 1 is applied to the cooling device 62 of the continuous hot rolling facility 60 in place of the conventional spray-type cooling device. As shown in FIG. 6, a plurality of pairs of cooling rolls 1 are provided along the plate passing direction of the thin plate 12 in the subsequent stage of the rolling machine 61 of the continuous hot rolling facility 60 and in the previous stage of the winding device 64. The plurality of pairs of cooling rolls 1 are provided on both sides (up and down) in the plate passing direction so as to sandwich the thin plate 12 from both sides in the plate thickness direction, and cool the thin plate 12 moving in the plate passing direction from both sides. At this time, the plurality of pairs of cooling rolls 1 are continuously brought into contact with the upper surface and the lower surface of the thin plate 12 while rotating with the thin plate 12 passed by the rolling mill 61 and the pinch roll 63. Then, the thin plate 12 is cooled.

かかる冷却ロール１を用いることで、上記図３で説明した間接冷却機能と直接冷却機能の双方を発揮できるので、従来のスプレー式の冷却装置よりも、高い冷却効率で、かつ、均一に薄板１２を急冷できる。また、冷却ロール１による冷却効率が高いので、薄板１２を高速で通板可能である。このように冷却ロール１を用いて薄板１２を圧下せずに均一に急冷することで、薄板１２の組織を制御（例えば、熱延鋼板の強度、靭性を改善）できる。また、上記冷却ロール１により薄板１２を均一かつ高精度に冷却制御することで、各種の熱処理プロセスにおける制御精度を向上でき、例えば、１００℃未満の温度ばらつきにすることができる。   By using such a cooling roll 1, both the indirect cooling function and the direct cooling function described with reference to FIG. 3 can be exhibited. Therefore, the thin plate 12 can be uniformly and more efficiently cooled than the conventional spray-type cooling device. Can be cooled quickly. Moreover, since the cooling efficiency by the cooling roll 1 is high, the thin plate 12 can be passed at high speed. Thus, the structure of the thin plate 12 can be controlled (for example, improving the strength and toughness of the hot-rolled steel plate) by uniformly and rapidly cooling the thin plate 12 without using the cooling roll 1. Further, by controlling the cooling of the thin plate 12 with the cooling roll 1 uniformly and with high accuracy, the control accuracy in various heat treatment processes can be improved, and for example, temperature variations of less than 100 ° C. can be achieved.

また、図６に示したように、薄板１２の上側と下側で、冷却ロール１の軸心を通板方向にずらし、薄板１２の上下で千鳥状に配置することが好ましい（レベラーロール配置）。これにより、薄板１２に対して個々の冷却ロール１を板厚方向に押し付けて、ある程度の巻き付け角度を得ることができるので、薄板１２の表面に対するロール周面２の接触面積を増加させることができる。従って、冷却ロール１による冷却作用時間を増加させて、冷却効率を更に高めることができる。よって、短時間で薄板１２を急冷できるとともに、通板速度を上昇できる。   Moreover, as shown in FIG. 6, it is preferable to shift the axis of the cooling roll 1 in the plate direction on the upper side and the lower side of the thin plate 12 and arrange them in a staggered manner above and below the thin plate 12 (leveler roll arrangement). . Thereby, since each cooling roll 1 can be pressed against the thin plate 12 in the plate thickness direction to obtain a certain degree of winding angle, the contact area of the roll peripheral surface 2 with respect to the surface of the thin plate 12 can be increased. . Therefore, it is possible to further increase the cooling efficiency by increasing the cooling action time by the cooling roll 1. Therefore, the thin plate 12 can be rapidly cooled in a short time, and the plate passing speed can be increased.

なお、上記連続熱延設備６０の冷却装置６２としての冷却ロール１は、薄板１２を冷却する機能だけを有し、ロール圧下による薄板１２の形状矯正等の機能は有さない。よって、薄板１２は、複数対の冷却ロール１を通過する際に、熱収縮以外には板厚が減少しない。   The cooling roll 1 as the cooling device 62 of the continuous hot rolling facility 60 has only a function of cooling the thin plate 12, and does not have a function of correcting the shape of the thin plate 12 by roll reduction. Therefore, when the thin plate 12 passes through a plurality of pairs of cooling rolls 1, the thickness of the thin plate 12 does not decrease except for thermal contraction.

［３．２．冷却ロールの第２適用例］
次に、図７を参照して、上述した冷却ロール１を、厚板熱延設備７０における薄板１２の冷却装置として適用する例について説明する。図７は、本実施形態に係る冷却ロール１が適用された厚板熱延設備７０を示す模式図である。この適用例では、上記被冷却材１０は、厚板熱延設備７０により熱延された後に制御冷却又は形状矯正される厚板１３に相当する。 [3.2. Second application example of cooling roll]
Next, an example in which the above-described cooling roll 1 is applied as a cooling device for the thin plate 12 in the thick plate hot rolling facility 70 will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a schematic diagram showing a thick plate hot rolling facility 70 to which the cooling roll 1 according to this embodiment is applied. In this application example, the material to be cooled 10 corresponds to the thick plate 13 that is subjected to controlled cooling or shape correction after being hot-rolled by the thick plate hot-rolling equipment 70.

図７に示すように、厚板熱延設備７０は、スラブを加熱した状態で連続的に圧延し、所望の板厚の厚板１３を製造する設備であり、加熱炉（図示せず。）、複数の圧延機７１、熱間矯正機７２、制御冷却機７３等を備える。この厚板熱延設備７０で製造される厚板１３は、例えば板厚６ｍｍ〜２００ｍｍの板状の熱延鋼板である。   As shown in FIG. 7, the thick plate hot rolling facility 70 is a facility for continuously rolling the slab in a heated state to produce a thick plate 13 having a desired thickness, and a heating furnace (not shown). And a plurality of rolling mills 71, a hot straightening machine 72, a control cooling machine 73, and the like. The thick plate 13 manufactured by the thick plate hot-rolling equipment 70 is a plate-shaped hot-rolled steel plate having a plate thickness of 6 mm to 200 mm, for example.

図７に示す例の厚板熱延設備７０は、ＣＬＣプロセス（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｏｎ Ｌｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｃｅｓｓ）により高張力鋼板を製造する。ＣＬＣプロセスは、圧延機７１及び熱間矯正機７２による制御圧延と、制御冷却機７３による制御冷却との組み合わせを基本とした厚板製造プロセスである。このＣＬＣプロセスと極低炭素当量化の活用により、厚板１３の強度及び靭性を向上させ、溶接性に優れた鋼張力鋼板を製造できる。   The thick plate hot-rolling equipment 70 of the example shown in FIG. 7 manufactures a high-tensile steel plate by a CLC process (Continuous on Line Control Process). The CLC process is a thick plate manufacturing process based on a combination of controlled rolling by the rolling mill 71 and the hot straightening machine 72 and controlled cooling by the controlled cooling machine 73. By utilizing this CLC process and extremely low carbon equivalent, the strength and toughness of the thick plate 13 can be improved, and a steel-tensile steel plate with excellent weldability can be produced.

上記厚板熱延設備７０では、加熱炉により１０００℃以上の高温に加熱されたスラブは、粗圧延機、仕上圧延機等の複数の圧延機７１により熱間圧延され、さらに、熱間矯正機７２により形状矯正される（制御圧延）。さらに、該制御圧延後の厚板１３は、制御冷却機７３により制御冷却されて、厚板製品となる。   In the thick plate hot rolling equipment 70, a slab heated to a high temperature of 1000 ° C. or higher by a heating furnace is hot-rolled by a plurality of rolling mills 71 such as a rough rolling mill and a finishing rolling mill, and further a hot straightening machine. The shape is corrected by 72 (controlled rolling). Further, the thick plate 13 after the controlled rolling is controlled and cooled by the control cooler 73 to become a thick plate product.

さらに、圧延後〜熱間矯正の間における厚板１３の冷却の不均一は、板内温度のむらを生じさせ、変態のタイミングにばらつきを起こし、鋼板の変形（形状悪化）をおこすため、後に再矯正をしなければならなくなる場合がある。そのため、よりむらのない均一な冷却が必要である。この制御冷却処理は、温度のばらつきを目標温度の±１０℃以内にすることが望ましい。   Further, the uneven cooling of the thick plate 13 after rolling to hot straightening causes uneven temperature in the plate, causes variations in transformation timing, and causes deformation (deterioration of the shape) of the steel plate. You may need to correct. Therefore, more uniform cooling without unevenness is necessary. In this controlled cooling process, it is desirable that the temperature variation is within ± 10 ° C. of the target temperature.

従来では、制御冷却機７３における冷却装置として、スプレー式の冷却装置を用いることが一般的であったが、厚板１３を急冷するためには、大量の冷却水を消費する問題や、通板速度を低下させるといった問題があった。また、冷却装置用の設置スペースが必要となるという問題もあった。   Conventionally, a spray-type cooling device is generally used as a cooling device in the control cooler 73. However, in order to rapidly cool the thick plate 13, there is a problem that a large amount of cooling water is consumed, There was a problem of reducing the speed. There is also a problem that an installation space for the cooling device is required.

そこで、本適用例では、制御冷却機７３内に厚板１３の通板方向に沿って設けられる複数対の制御冷却用ロール７５の全部又は一部を、上記冷却ロール１で構成する。この複数対の冷却ロール１（制御冷却用ロール７５）は、厚板１３を両側から挟むようにして通板方向の両側（上下）に設けられ、通板方向に移動する厚板１３を両側から冷却しつつ、制御冷却する。   Therefore, in this application example, all or part of the plurality of pairs of control cooling rolls 75 provided in the control cooler 73 along the plate passing direction of the thick plate 13 is configured by the cooling roll 1. The plurality of pairs of cooling rolls 1 (control cooling rolls 75) are provided on both sides (up and down) of the plate passing direction so as to sandwich the plate 13 from both sides, and cool the plate 13 moving in the plate passing direction from both sides. Controlled cooling.

このとき、複数対の冷却ロール１は、厚板１３の通板に伴って回転しながら、ロール周面２を厚板１３の上面及び下面に連続的に接触させることで、該厚板１３を急冷する。このように、制御冷却機７３のロール７５として冷却ロール１を用いることで、上記図３で説明した間接冷却機能と直接冷却機能の双方を発揮できるので、従来のスプレー式の冷却装置よりも、高い冷却効率で、かつ、均一に厚板１３を急冷できる。さたに、冷却ロール１による冷却効率が高いので、厚板１３を高速通板可能である。   At this time, the plurality of pairs of cooling rolls 1 are rotated with the passage of the thick plate 13 while the roll peripheral surface 2 is continuously brought into contact with the upper and lower surfaces of the thick plate 13, thereby causing the thick plate 13 to move. Cool quickly. As described above, by using the cooling roll 1 as the roll 75 of the control cooler 73, both the indirect cooling function and the direct cooling function described in FIG. 3 can be exhibited. Therefore, rather than the conventional spray-type cooling device, The thick plate 13 can be rapidly cooled uniformly with high cooling efficiency. Furthermore, since the cooling efficiency by the cooling roll 1 is high, the thick plate 13 can be passed at high speed.

また、図７に示したように、厚板１３の上側と下側で、制御冷却用ロール７５（冷却ロール１）の軸心を通板方向にずらし、厚板１３の上下で千鳥状に配置することが好ましい（レベラーロール配置）。これにより、上述した薄板１２の場合と同様、厚板１３の表面に対するロール周面２の接触面積の増加により、冷却ロール１による冷却効率を更に高めることができるので、厚板１３の急冷と通板速度の上昇を実現できる。   Further, as shown in FIG. 7, the axis of the control cooling roll 75 (cooling roll 1) is shifted in the plate direction on the upper side and the lower side of the thick plate 13, and arranged in a staggered manner above and below the thick plate 13. Preferably (leveler roll arrangement). Thus, as in the case of the thin plate 12 described above, the increase in the contact area of the roll peripheral surface 2 with the surface of the thick plate 13 can further increase the cooling efficiency of the cooling roll 1, so Increase in plate speed can be realized.

なお、上記では、厚板熱延設備７０において、冷却ロール１を制御冷却機７３のロール７５に適用する例について説明したが、厚板１３を制御冷却しない場合には、冷却ロール１を熱間矯正機７２のレベラーロール７４に適用することも可能である。これにより、熱間矯正機７２において、レベラーロール７４（冷却ロール１）を用いて、熱延後の厚板１３の形状を矯正（例えば歪み矯正）すると同時に、当該厚板１３を急冷することができる。このように冷却ロール１を熱間矯正に適用する場合と、上記制御冷却に適用する場合とでは、冷却ロール１にかかる荷重の大小が相違する。   In the above, the example in which the cooling roll 1 is applied to the roll 75 of the control cooler 73 in the thick plate hot rolling facility 70 has been described. However, when the thick plate 13 is not controlled and cooled, the cooling roll 1 is hot. It is also possible to apply to the leveler roll 74 of the straightening machine 72. Accordingly, in the hot straightening machine 72, the leveler roll 74 (cooling roll 1) is used to correct the shape of the thick plate 13 after hot rolling (for example, distortion correction), and at the same time, the thick plate 13 can be rapidly cooled. it can. Thus, the magnitude | size of the load concerning the cooling roll 1 differs between the case where it applies to the hot correction and the case where it applies to the said control cooling.

［３．３．冷却ロールの第３適用例］
次に、図８を参照して、上述した冷却ロール１を、連続焼鈍設備又は連続溶融金属めっき設備における各種ロールに適用する例について説明する。図８は、本実施形態に係る冷却ロール１が適用された連続焼鈍設備又は連続溶融金属めっき設備の加熱炉８０を示す模式図である。この適用例では、上記被冷却材１０は、不図示の連続冷延設備により冷延された薄板１４（冷延鋼板）に相当する。 [3.3. Third application example of cooling roll]
Next, an example in which the above-described cooling roll 1 is applied to various rolls in a continuous annealing facility or a continuous molten metal plating facility will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a schematic diagram showing a heating furnace 80 of a continuous annealing facility or a continuous molten metal plating facility to which the cooling roll 1 according to this embodiment is applied. In this application example, the material to be cooled 10 corresponds to a thin plate 14 (cold rolled steel plate) that is cold rolled by a continuous cold rolling facility (not shown).

連続焼鈍設備は、冷延工程で製造された薄板１４を目標の硬さに調整するために、該薄板１４を連続的に焼鈍する設備である。連続溶融金属めっき設備は、冷延工程で製造された薄板１４の表面を、亜鉛などの溶融金属で連続的にコーティング処理するための設備である。これら連続焼鈍設備や連続溶融金属めっき設備で用いられる薄板１４は、例えば板厚０．１４ｍｍ〜３．２ｍｍの帯状の冷延鋼板（ストリップ）である。   The continuous annealing equipment is equipment for continuously annealing the thin plate 14 in order to adjust the thin plate 14 manufactured in the cold rolling process to a target hardness. The continuous molten metal plating facility is a facility for continuously coating the surface of the thin plate 14 manufactured in the cold rolling process with a molten metal such as zinc. The thin plate 14 used in these continuous annealing equipment and continuous molten metal plating equipment is, for example, a strip-shaped cold-rolled steel plate (strip) having a thickness of 0.14 mm to 3.2 mm.

図８に示すように、上記連続焼鈍設備や連続溶融金属めっき設備は、処理対象の薄板１４を高温（例えば８００℃）に加熱する加熱炉８０を備えている。加熱炉８０の内部には、複数のデフレクタロール８２が設けられており、加熱炉８０の出側には、一対のサポートロール８３が設けられている。また、加熱炉８０の後段には、複数のブライドルロール８４が設けられている。   As shown in FIG. 8, the continuous annealing facility and the continuous molten metal plating facility include a heating furnace 80 that heats the thin plate 14 to be processed to a high temperature (for example, 800 ° C.). A plurality of deflector rolls 82 are provided inside the heating furnace 80, and a pair of support rolls 83 are provided on the exit side of the heating furnace 80. Further, a plurality of bridle rolls 84 are provided at the subsequent stage of the heating furnace 80.

デフレクタロール８２は、薄板１４の通板方向を変更するためのロールである。加熱炉８０内に複数のデフレクタロール８２を設けて、通板する薄板１４を往復移動させることで、加熱炉８０内で薄板１４が目標温度（例えば８００℃）まで加熱される。   The deflector roll 82 is a roll for changing the plate passing direction of the thin plate 14. A plurality of deflector rolls 82 are provided in the heating furnace 80, and the thin plate 14 to be passed is reciprocated to heat the thin plate 14 to a target temperature (for example, 800 ° C.) in the heating furnace 80.

ブライドルロール８４は、薄板１４の形状を矯正するためのロールであり、例えば図８のように４つのデフレクタロール８２を配置することで、連続ストレッチャーレベラーが構成される。連続ストレッチャーレベラーでは、入側と出側のデフレクタロール８２に回転速度差をつけることで、これらデフレクタロール８２、８２間を通板する薄板１４に張力を生じさせ、薄板１４の歪みを連続的に矯正する。   The bridle roll 84 is a roll for correcting the shape of the thin plate 14, and a continuous stretcher leveler is configured by arranging four deflector rolls 82 as shown in FIG. 8, for example. In the continuous stretcher leveler, by applying a rotational speed difference between the deflector rolls 82 on the entry side and the exit side, tension is generated on the thin plate 14 passing between the deflector rolls 82 and 82, and the distortion of the thin plate 14 is continuously applied. To correct.

かかる構成により、上記デフレクタロール８２及びブライドルロール８４に張架された帯状の薄板１４を通板しながら、加熱炉８０内で該薄板１４を加熱し、加熱炉８０の後段で該薄板１４の歪みを連続的に矯正できる。   With this configuration, the thin plate 14 is heated in the heating furnace 80 while the strip-shaped thin plate 14 stretched between the deflector roll 82 and the bridle roll 84 is passed through, and the deformation of the thin plate 14 is performed in the subsequent stage of the heating furnace 80. Can be corrected continuously.

ところで、焼鈍プロセスによっては、加熱炉、均熱炉、１次冷却炉、過時効炉、２次冷却炉といった複数の炉に、薄板１４を連続的に通過させ、所定の熱サイクルを薄板１４に与える場合がある。前述の１次冷却炉や２次冷却炉では、薄板１４を冷却する方法として、冷却水槽内にシンクロールを設置し、上記薄板１４を冷却水中に浸漬する方法や、薄板１４に冷却水をスプレーする方法などがある。しかし、これらの冷却方法はいずれも、冷却効率が低いために、薄板１４の通板速度を遅くしなければならず、また、当該冷却装置を別途追加設置するためのコストやスペースが必要となる問題がある。   By the way, depending on the annealing process, the thin plate 14 is continuously passed through a plurality of furnaces such as a heating furnace, a soaking furnace, a primary cooling furnace, an overaging furnace, and a secondary cooling furnace, and a predetermined thermal cycle is applied to the thin plate 14. May give. In the primary cooling furnace and the secondary cooling furnace described above, as a method of cooling the thin plate 14, a sink roll is installed in the cooling water tank, and the thin plate 14 is immersed in the cooling water, or the thin plate 14 is sprayed with cooling water. There are ways to do it. However, since all of these cooling methods have low cooling efficiency, the plate passing speed of the thin plate 14 has to be slowed down, and costs and space for additionally installing the cooling device are required. There's a problem.

そこで、本適用例では、加熱炉８０の後段に設けられる複数のブライドルロール８４（またはデフレクターロール）の全部又は一部を、上記冷却ロール１で構成する。このように冷却ロール１が適用されたブライドルロール８４は、そのロール周面２に巻き付けられた薄板１４の通板に伴って回転しながら、該薄板１４を一側から冷却しつつ通板する。   Therefore, in this application example, all or a part of the plurality of bridle rolls 84 (or deflector rolls) provided in the subsequent stage of the heating furnace 80 is configured by the cooling roll 1. The bridle roll 84 to which the cooling roll 1 is applied in this way passes through the thin plate 14 while cooling the thin plate 14 from one side while rotating with the passage of the thin plate 14 wound around the roll peripheral surface 2.

このように、ブライドルロール８４（もしくはデフレクタロール）と冷却ロール１を兼用することで、別途の冷却装置を追加設置することなく、加熱炉８０で加熱された直後の薄板１４を、ブライドルロール８４（冷却ロール１）を用いて急冷することができる。また、冷却ロール１は、上記図３で説明した間接冷却機能と直接冷却機能の双方を発揮できるので、従来の冷却方法よりも、高い冷却効率で、かつ、均一に薄板１４を急冷できる。さらに、冷却ロール１による冷却効率が高いので、薄板１４を高速通板可能である。また、上記冷却ロール１により薄板１４を急冷することで、各種の熱処理プロセスにおける制御精度を向上できる。例えば、連続焼鈍設備における高張力鋼の作り込み（焼鈍プロセス）の制御に有効である。また、溶融メッキののちの合金化の過程で急冷ロールを通過させることで、連続溶融金属めっき設備におけるめっき組織制御（非平衡組織）を効率よく実現できる。   In this way, by using the bridle roll 84 (or deflector roll) and the cooling roll 1 together, the thin plate 14 immediately after being heated in the heating furnace 80 can be replaced with the bridle roll 84 ( The cooling roll 1) can be used for rapid cooling. Moreover, since the cooling roll 1 can exhibit both the indirect cooling function and the direct cooling function described with reference to FIG. 3, the thin plate 14 can be rapidly cooled more uniformly and more efficiently than the conventional cooling method. Furthermore, since the cooling efficiency by the cooling roll 1 is high, the thin plate 14 can be passed at high speed. Moreover, the control accuracy in various heat treatment processes can be improved by rapidly cooling the thin plate 14 with the cooling roll 1. For example, it is effective for controlling the production (annealing process) of high-strength steel in a continuous annealing facility. In addition, by passing a quenching roll in the process of alloying after hot dipping, plating structure control (non-equilibrium structure) in a continuous hot metal plating facility can be realized efficiently.

なお、上記では、連続焼鈍設備や連続溶融金属めっき設備において、加熱炉８０の後段に設けられたブライドルロール８４に、冷却ロール１を適用する例について説明したが、かかる例に限定されない。例えば、上記デフレクタロール８２、サポートロール、ステアリングロール、ピンチロール、テーブルロール、圧延ロールなど、鉄鋼業の各種設備において帯状又は板状の鋼板を搬送又は処理するために用いられる様々なロールに対して、冷却ロール１を適用することも可能である。   In addition, although the above demonstrated the example which applies the cooling roll 1 to the bridle roll 84 provided in the back | latter stage of the heating furnace 80 in the continuous annealing equipment or the continuous molten metal plating equipment, it is not limited to this example. For example, for various rolls used for transporting or processing strip-shaped or plate-shaped steel plates in various facilities in the steel industry, such as the deflector roll 82, support roll, steering roll, pinch roll, table roll, and rolling roll. It is also possible to apply the cooling roll 1.

次に本発明の実施例について説明する。なお、以下の実施例は本発明の効果を説明するための一例に過ぎず、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   Next, examples of the present invention will be described. The following examples are merely examples for explaining the effects of the present invention, and the present invention is not limited to the following examples.

本実施例では、上記実施形態に係る冷却ロール１の冷却効果を検証するために、ストリップの冷却試験を行った。図９に示すように、一対のブライドルロール９２、９２と一対のブライドルロール９４、９４の間に一対の冷却ロール１、１を設置し、当該冷却ロール１、１のロール周面２、２を普通鋼のストリップ９０（薄板）に接触させて、ストリップ９０を冷却した。冷却ロール１、１の前段には、近赤外線を用いた加熱ランプ９６を設け、冷却ロール１、１に導入されるストリップ９０を４００℃に加熱した（板幅方向の温度差±２０℃）。各冷却ロール１はストリップ９０に対して中心角６０°で接触し、当該接触部以外の冷却ロール１の周囲には、冷却水等の飛散を防止するためのカバー９８を設置した。本実施例に係る冷却試験の試験条件は以下の通りである。   In this example, a strip cooling test was performed in order to verify the cooling effect of the cooling roll 1 according to the above embodiment. As shown in FIG. 9, a pair of cooling rolls 1, 1 are installed between a pair of bridle rolls 92, 92 and a pair of bridle rolls 94, 94. The strip 90 was cooled in contact with a plain steel strip 90 (thin plate). A heating lamp 96 using near infrared rays was provided in the front stage of the cooling rolls 1 and 1, and the strip 90 introduced into the cooling rolls 1 and 1 was heated to 400 ° C. (temperature difference in the plate width direction ± 20 ° C.). Each cooling roll 1 is in contact with the strip 90 at a central angle of 60 °, and a cover 98 for preventing scattering of cooling water or the like is provided around the cooling roll 1 other than the contact portion. The test conditions of the cooling test according to this example are as follows.

冷却ロール１のロール径：φ４００ｍｍ
冷却ロール１のロール長：５００ｍｍ
冷媒 ：２０℃の水
噴出孔３１、排出孔３２の直径：φ１ｍｍ
噴出孔３１、排出孔３２の配置：５０ｍｍピッチの千鳥配置
冷媒の噴出圧 ：０．２ＭＰａ
冷媒の吸引圧 ：−０．００１ＭＰａ（対大気圧）
ストリップ幅 ：４００ｍｍ
ストリップ厚 ：２ｍｍ
ブライドルロール間の引張応力（ユニットテンション）：２ＭＰａ Roll diameter of cooling roll 1: φ400mm
Cooling roll 1 roll length: 500 mm
Refrigerant: Water at 20 ° C. Diameter of ejection hole 31 and discharge hole 32: φ1 mm
Arrangement of ejection holes 31 and discharge holes 32: staggered arrangement with a pitch of 50 mm Refrigerant ejection pressure: 0.2 MPa
Refrigerant suction pressure: -0.001 MPa (against atmospheric pressure)
Strip width: 400mm
Strip thickness: 2mm
Tensile stress (unit tension) between bridle rolls: 2 MPa

また、比較例として、従来のスプレーノズルを用いた冷却方法によりストリップ９０を冷却する試験を行った。比較例に係る冷却試験の試験条件は以下の通りである。   Moreover, the test which cools the strip 90 with the cooling method using the conventional spray nozzle as a comparative example was done. The test conditions of the cooling test according to the comparative example are as follows.

ノズル仕様 ：充円錐ノズル、平均粒径２７０μｍ
冷媒 ：２０℃の水
ノズルの配置 ：ストリップ９０の上面側に板幅方向に一列で５個設置（１００ｍｍピッチ）。ストリップ９０の上面からノズル先端までの距離は２００ｍｍ。
冷媒の噴水量 ：１ノズル当たり０．５リットル／ｍｉｎ
冷媒の噴出圧 ：０．２ＭＰａ
噴霧角 ：５５° Nozzle specification: Full conical nozzle, average particle size 270 μm
Refrigerant: Water at 20 ° C. Nozzle arrangement: Five pieces are installed in a row in the plate width direction on the upper surface side of the strip 90 (100 mm pitch). The distance from the upper surface of the strip 90 to the nozzle tip is 200 mm.
Refrigerant fountain amount: 0.5 l / min per nozzle
Refrigerant jet pressure: 0.2 MPa
Spray angle: 55 °

以上の試験条件で本実施例及び比較例に係る冷却試験を行い、冷却ロール１又はスプレーノズルによる冷却後のストリップ９０の温度ｘ［℃］（板幅方向の平均温度）と、ストリップ９０の長手方向１ｍ当たりの最大温度差ｙ［℃］を、サーモビュア（放射温度計）により測定した。そして、ｘ＜１００℃、かつｙ＜２５℃である場合に、冷却効果の評価を“○”とし、それ以外は評価を“×”とした。かかる試験結果を表１に示す。   The cooling test according to the present example and the comparative example is performed under the above test conditions, the temperature x [° C.] (average temperature in the plate width direction) of the strip 90 after cooling by the cooling roll 1 or the spray nozzle, and the length of the strip 90. The maximum temperature difference y [° C.] per 1 m in the direction was measured with a thermoviewer (radiation thermometer). When x <100 ° C. and y <25 ° C., the evaluation of the cooling effect was “◯”, and otherwise, the evaluation was “x”. The test results are shown in Table 1.

表１に示すように、比較例に係るスプレーノズルを用いた場合には、ｘ＝１００℃であり、ストリップ９０を十分に冷却できておらず、冷却効率が悪い。また、比較例では、ｙ＝５０℃であり、ストリップ９０の長手方向に大きな冷却ムラが生じており、冷却の均一性も悪い。   As shown in Table 1, when the spray nozzle according to the comparative example is used, x = 100 ° C., the strip 90 is not sufficiently cooled, and the cooling efficiency is poor. Further, in the comparative example, y = 50 ° C., a large cooling unevenness occurs in the longitudinal direction of the strip 90, and the cooling uniformity is also poor.

これに対し、本実施例１に係る冷却ロール１を用いた場合には、ｘ＝４０℃であり、比較例と比べて冷却効率が大幅に向上している。また、ｙも１０℃以下であり、比較例と比べてストリップ９０の長手方向の冷却ムラが大幅に改善されており、高い冷却均一性を実現できている。さらに実施例２では、ストリップ９０の通板速度ｖを、上記比較例及び実施例１の２倍に上昇させているが、冷却効率の条件（ｘ＜１００℃）及び冷却均一性の条件（ｙ＜２５℃）の双方を満足している。   On the other hand, when the cooling roll 1 according to the first embodiment is used, x = 40 ° C., and the cooling efficiency is greatly improved as compared with the comparative example. Further, y is 10 ° C. or less, and the uneven cooling in the longitudinal direction of the strip 90 is greatly improved as compared with the comparative example, and high cooling uniformity can be realized. Further, in Example 2, the sheet passing speed v of the strip 90 is increased to twice that of the comparative example and Example 1, but the cooling efficiency condition (x <100 ° C.) and the cooling uniformity condition (y <25 ° C.).

従って、以上の試験結果によれば、冷却ロール１を用いてストリップ９０を冷却することで、冷却効率及び冷却均一性を大幅に向上でき、これにより通板速度ｖを上昇させて生産性の向上も実現できることが実証されたと言える。   Therefore, according to the above test results, by cooling the strip 90 using the cooling roll 1, the cooling efficiency and the cooling uniformity can be greatly improved, thereby increasing the plate passing speed v and improving the productivity. It can be said that this has been proved to be possible.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can come up with various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. Of course, it is understood that these also belong to the technical scope of the present invention.

１ 冷却ロール
２ ロール周面
３ 冷媒
４ 冷媒供給路
５ 冷媒排出路
６ カバー
７ 電磁弁
８ 接触部周辺
１０ 被冷却材
１２ 薄板
１３ 厚板
１４ 薄板
３０ 凸部
３１ 噴出孔
３２ 排出孔
３３ 空隙
４２ 分岐流路
５２ 分岐流路
６０ 連続熱延設備
６１ 圧延機
６２ 冷却装置
６４ 巻き取り装置
７０ 厚板熱延設備
７１ 圧延機
７２ 熱間矯正機
７３ 制御冷却機
８０ 加熱炉
８２ デフレクタロール
８４ ブライドルロール
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cooling roll 2 Roll peripheral surface 3 Refrigerant 4 Refrigerant supply path 5 Refrigerant discharge path 6 Cover 7 Solenoid valve 8 Around contact part 10 Coolant 12 Thin plate 13 Thick plate 14 Thin plate 30 Convex part 31 Ejection hole 32 Discharge hole 33 Gap 42 Branch Flow path 52 Branch flow path 60 Continuous hot rolling equipment 61 Rolling mill 62 Cooling device 64 Winding device 70 Thick plate hot rolling equipment 71 Rolling mill 72 Hot straightening machine 73 Control cooling machine 80 Heating furnace 82 Deflector roll 84 Bridle roll

Claims (7)

被冷却材を通板しながら冷却する冷却装置において、
通板方向に移動する前記被冷却材に対して接触しながら回転する少なくとも１つの冷却ロールを備え、
前記冷却ロールは、
前記冷却ロールの内部に設けられた冷媒供給路と、
前記冷却ロールの内部に設けられた冷媒排出路と、
前記冷却ロールのロール周面に形成された複数の凸部と、
前記ロール周面に形成され、前記冷媒供給路を通じて供給された冷媒を前記複数の凸部間の空隙に噴出する噴出孔と、
前記ロール周面に形成され、前記複数の凸部間の空隙に存在する前記冷媒及び該冷媒の蒸気を前記冷媒排出路に排出する排出孔と、
を備えることを特徴とする、冷却装置。 In the cooling device that cools while passing the material to be cooled,
Comprising at least one cooling roll that rotates while in contact with the material to be cooled that moves in the plate passing direction;
The cooling roll is
A refrigerant supply path provided inside the cooling roll;
A refrigerant discharge path provided inside the cooling roll;
A plurality of convex portions formed on the roll peripheral surface of the cooling roll;
An ejection hole that is formed in the peripheral surface of the roll and ejects the coolant supplied through the coolant supply path into the gap between the plurality of convex portions;
A discharge hole that is formed in the peripheral surface of the roll and that discharges the refrigerant present in the gap between the plurality of protrusions and the vapor of the refrigerant to the refrigerant discharge path;
A cooling device comprising: 前記冷却ロールは、前記被冷却材を両側から挟むように少なくとも一対設けられ、前記通板方向に移動する前記被冷却材を両側から冷却することを特徴とする、請求項１に記載の冷却装置。   2. The cooling device according to claim 1, wherein at least a pair of the cooling rolls are provided so as to sandwich the material to be cooled from both sides, and the material to be cooled that moves in the plate passing direction is cooled from both sides. . 前記被冷却材は、連続熱延設備により熱延された後にコイル状に巻き取られる薄板であり、
前記冷却ロールは、前記連続熱延設備の圧延機と巻き取り装置の間に、前記薄板の通板方向に沿って複数対設けられ、
前記複数対の冷却ロールは、前記通板方向に移動する前記薄板を両側から冷却することを特徴とする、請求項２に記載の冷却装置。 The material to be cooled is a thin plate wound in a coil shape after being hot-rolled by a continuous hot-rolling facility,
A plurality of pairs of the cooling rolls are provided along the sheet passing direction of the thin plate between a rolling mill and a winding device of the continuous hot rolling facility,
The cooling device according to claim 2, wherein the plurality of pairs of cooling rolls cools the thin plate moving in the plate passing direction from both sides. 前記被冷却材は、厚板熱延設備により熱延された後に制御冷却又は形状矯正される厚板であり、
前記冷却ロールは、前記厚板圧延設備の圧延機の後段に、前記厚板の通板方向に沿って複数対設けられ、
前記複数対の冷却ロールは、前記通板方向に移動する前記厚板を両側から冷却しつつ、制御冷却又は形状矯正することを特徴とする、請求項２に記載の冷却装置。 The material to be cooled is a thick plate that is subjected to controlled cooling or shape correction after being hot rolled by a thick plate hot rolling facility,
A plurality of pairs of the cooling rolls are provided in the subsequent stage of the rolling mill of the thick plate rolling facility along the plate passing direction of the thick plate,
The cooling device according to claim 2, wherein the plurality of pairs of cooling rolls perform control cooling or shape correction while cooling the thick plate moving in the plate passing direction from both sides. 前記冷却ロールは、該冷却ロールに巻き付けられた前記被冷却材の通板に伴って回転しながら、前記被冷却材を冷却することを特徴とする、請求項１に記載の冷却装置。   2. The cooling device according to claim 1, wherein the cooling roll cools the material to be cooled while rotating with the passage of the material to be cooled that is wound around the cooling roll. 前記被冷却材は、連続冷延設備により冷延された薄板であり、
前記冷却ロールは、前記薄板を加熱する加熱炉の後段に設けられた少なくとも１対のブライドルロールとして用いられ、前記加熱炉で加熱された前記薄板を冷却しつつ、形状矯正することを特徴とする、請求項５に記載の冷却装置。 The material to be cooled is a thin plate cold-rolled by continuous cold-rolling equipment,
The cooling roll is used as at least one pair of bridle rolls provided in a subsequent stage of a heating furnace for heating the thin plate, and corrects the shape while cooling the thin plate heated in the heating furnace. The cooling device according to claim 5. 被冷却材を通板しながら冷却する冷却方法において、
ロール周面に複数の凸部が形成された冷却ロールを回転させながら、通板方向に移動する前記被冷却材に対して前記ロール周面を連続的に接触させることにより、前記被冷却材を間接冷却するとともに、
前記冷却ロールの内部に設けられた冷媒供給路を介して供給される冷媒を、前記ロール周面に形成された噴出孔から、前記複数の凸部間の空隙に噴出しつつ、前記複数の凸部間の空隙に存在する前記冷媒、及び前記被冷却材の熱により気化した前記冷媒の蒸気を、前記ロール周面に形成された排出孔から、前記冷却ロールの内部に設けられた冷媒排出路を介して排出することにより、前記冷媒を用いて前記被冷却材を直接冷却することを特徴とする、冷却方法。
In the cooling method of cooling while passing the material to be cooled,
While rotating the cooling roll having a plurality of convex portions formed on the roll peripheral surface, the roll peripheral surface is continuously brought into contact with the material to be cooled that moves in the plate passing direction. With indirect cooling,
While the refrigerant supplied through the refrigerant supply path provided inside the cooling roll is ejected from the ejection holes formed in the peripheral surface of the roll into the gaps between the plurality of projections, the plurality of projections The refrigerant present in the gap between the parts and the refrigerant vapor vaporized by the heat of the material to be cooled from the discharge hole formed in the peripheral surface of the roll, the refrigerant discharge path provided inside the cooling roll The cooling method is characterized in that the material to be cooled is directly cooled by using the refrigerant by discharging through the refrigerant.

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