JPH1143758A - 合金化処理過程の冷却方法 - Google Patents

合金化処理過程の冷却方法

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JPH1143758A
JPH1143758A JP19838097A JP19838097A JPH1143758A JP H1143758 A JPH1143758 A JP H1143758A JP 19838097 A JP19838097 A JP 19838097A JP 19838097 A JP19838097 A JP 19838097A JP H1143758 A JPH1143758 A JP H1143758A
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Takayuki Hori
隆行 堀
Yuji Ikenaga
雄二 池永
Jiyun Morozumi
順 諸住
Hirotaka Okamoto
宏隆 岡本
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 合金化処理過程の冷却に際して、ライン速度
や板厚等の冷却負荷に対して広範囲にわたる冷却を可能
とする。 【解決手段】 冷却に必要な熱伝達係数の大小により判
定される冷却負荷が大きい時はミスト冷却を行い、冷却
負荷が小さい時は空気冷却を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、合金化処理過程の
冷却方法に係り、特に、溶融亜鉛めっき鋼板を製造する
際に用いるのに好適な、広範囲のライン速度、板厚に対
する冷却が可能な合金化処理過程の冷却方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、溶融亜鉛めっき鋼板の合金化処
理装置においては、図4に示す如く、鋼板10に亜鉛め
っき浴20を通してめっきした後、ガスノズル30から
噴出されるワイピングガスにより所定の付着量に調整
し、電気誘導又はガスによる加熱帯32によりほぼ均一
に加熱し、その後、保熱帯34により合金層を生成し、
冷却帯36で急速冷却している。図において、22は、
例えば焼鈍炉(図示省略)から導入される還元雰囲気中
の鋼板10を大気から遮断するためのスナウト、24
は、亜鉛めっき浴槽20内に侵漬されたシンクロール、
38は、トップロールである。
【0003】前記冷却帯36における冷却に際しては、
鋼板表面に発生する恐れのあるスパングルと称する花模
様を抑制したり、表面外観を均一とするために急速冷却
が必要とされているので、例えば特開平5−9697の
ように、空気と水を混合したミスト冷却(気水冷却とも
称する)を行ったり、特開昭62−253757のよう
に、アルコールミスト冷却が行われている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ミスト
冷却は、急速冷却のように、大きな熱伝達係数を必要と
する冷却では、十分に能力を発揮するが、そうでない場
合、例えば、ライン速度が低い時や、薄物鋼板の時等
は、逆に過冷却となり、鋼板面に水残りを発生させ、冷
却水の、ロール等の他の設備のボタ落ち等を引き起こす
ことがある。又、ロール表面にも鋼板面の水が転写し、
ロール上で鋼板がスリップして表面外観を損なったり、
あるいは、鋼板が接触するロール中央部を冷やし過ぎ
て、熱膨張量の差によりロール中央部の半径を相対的に
小さくして、ロールクラウンによる蛇行防止効果を失わ
せてしまい、鋼板が蛇行する等の問題があった。
【0005】本発明は、前記従来の問題を解決するべく
なされたもので、広範囲のライン速度や板厚に対する冷
却を可能とし、金属表面の水残りや蛇行を無くし、表面
外観均一性に優れた金属材を提供することを課題とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、溶融金属でめ
っきされた金属材を、合金化処理過程の冷却帯で冷却す
るに際して、冷却負荷が大きい時はミスト冷却を行い、
冷却負荷が小さい時は空気冷却を行うことにより、前記
課題を解決したものである。
【0007】又、前記冷却負荷の大小を、冷却に必要な
熱伝達係数の大小により判定するようにしたものであ
る。
【0008】本発明によれば、冷却負荷の判定を例えば
熱伝達係数で行うようにして、冷却帯での入側板温、出
側目標板温、冷却長、冷媒温度、ライン速度、板厚、ス
トリップ密度、ストリップ比熱等より熱伝達係数を算出
した後、あるしきい値をもってミスト冷却と空気冷却を
切り替えるようにしたので、鋼板等の金属材に対して過
冷却になることはなく、ミスト冷却方式で冷却できない
領域では空気冷却を行うようになるので、金属材表面に
水残りができることはなく、鋼板等の蛇行やスリップを
抑制できる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明の実
施形態を詳細に説明する。
【0010】本実施形態を実施するための冷却制御装置
の構成を、図1に示す。
【0011】本実施形態においては、鋼板10が保熱帯
34の出側に到達した時点で、板温計40により鋼板1
0の板温を測定し、その時の、ライン速度、板厚、冷却
帯36の出側目標板温と上位計算機(図示省略)が持つ
パラメータから熱伝達係数を計算し、制御装置50で、
ミスト冷却を行うか、空気冷却を行うか判定する。
【0012】図2に、本発明の制御負荷範囲を示す。切
替えの判定閾値(熱伝達係数)α、βは、現在冷却方式
別、鋼種別に持たせることができる。この閾値α、βを
越えると、冷却方式が切り替わる。現冷却方式がミスト
冷却である場合に、空気冷却に切り替えるための閾値α
は、例えばα=100kcal/m2 ・hr・℃とすることが
できる。又、現冷却方式が空気冷却である場合に、ミス
ト冷却へ切り替えるための閾値βは、例えばβ=150
kcal/m2 ・hr・℃とすることができる。
【0013】ここで、αとβの値を変えて、ミスト冷却
と空気冷却の切替えにヒステリシスを設けているのは、
冷却方式切替え時の板温変動による冷却むらを抑えるた
めである。
【0014】制御装置50でミスト冷却が選択された場
合には、例えば空気流量を一定とし、水量を操作端とす
る。具体的には、空気ファン52の回転数を一定とする
一方、冷却帯36の出側で板温計42により板温を測定
し、その結果に合わせて、流量計54で検出される水量
が所定値となるよう、流量コントローラ(FIC)56
で流量調節弁58の開度を調節する。
【0015】一方、制御装置50で空気冷却が選択され
た場合には、流量調節弁58を全閉として水量を零と
し、空気ファン52の回転数を操作端とし、冷却帯36
の出側で測定した板温に応じて、圧力センサ60で検出
される空気圧力が目標値となるよう、圧力コントローラ
(PIC)62で、空気ファン52の回転数を調節し、
板温を制御する。
【0016】図において、64は、板温計42の出力に
応じて、流量コントローラ56や圧力コントローラ62
に目標値を与える温度コントローラ(TIC)である。
【0017】本実施形態においては、板温計42で検出
された冷却帯36の出側の板温を流量コントローラ56
及び圧力コントローラ62にフィードバックしているの
で、高精度の冷却制御を行うことができる。なお、例え
ば空気冷却時に、圧力コントローラ62に固定の設定値
を入力して、オープンループの制御を行うことも可能で
ある。
【0018】又、本実施形態においては、冷却負荷の切
替え判定に熱伝達係数を用いているので、高精度の切替
え判定が可能である。なお、冷却負荷の大小を判定する
基準は、熱伝達係数の大小に限定されず、例えば、冷却
水流量や空気圧力を冷却負荷の判定に用いてもよい。具
体的には、例えばミスト冷却で冷却水流量が所定の下限
値以下となった場合に、空気冷却へ移行し、一方、空気
冷却で空気圧力が所定の上限値以上となった場合に、ミ
スト冷却へ移行することができる。
【0019】なお、前記実施形態においては、ミスト冷
却の制御を、水量により行い、空気冷却の制御を空気フ
ァンの回転数により行っていたがミスト冷却や空気冷却
の制御方法は、これに限定されない。
【0020】又、前記実施形態においては、本発明が、
溶融亜鉛めっき鋼板の冷却に適用されていたが、本発明
の適用対象はこれに限定されず、亜鉛以外の他の溶融金
属による、鋼板以外の他の金属材のめっき時における合
金化処理過程の冷却にも、本発明が同様に適用できるこ
とは明らかである。
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、合金化処理過程の冷却
時に、冷却負荷に応じて冷却方式が選択されるので、広
範囲のライン速度や板厚に対する冷却が可能となる。
又、金属材表面の水残りが無くなるため、ロール上での
金属板のスリップや蛇行が抑制できる。更に、これらの
作用により、表面外観均一性に優れた溶融亜鉛めっき鋼
板等を安定して提供できる等の優れた効果を有する。
【0022】発明者の実験によると、空気冷却に切り替
えることにより、図3に示す如く、過冷却が無くなっ
て、汚れ発生領域を避けることができ、一級品質の阻害
要因を低減できた。又、板温制御精度も向上し、Znピ
ックアップ疵発生領域も回避でき、同じく阻害要因を低
減できた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を実施するための冷却制御装
置の構成を示す管路図
【図2】前記実施形態におけるミスト冷却と空気冷却の
切替え基準を示す線図
【図3】本発明の効果を示す線図
【図4】本発明の適用対象の一例である溶融亜鉛めっき
鋼板の合金化処理装置の構成を示す断面図
【符号の説明】
10…鋼板 20…亜鉛めっき浴 30…ガスノズル 32…加熱帯 34…保熱帯 36…冷却帯 40、42…板温計 50…制御装置 52…空気ファン 54…流量計 56…流量コントローラ(FIC) 58…流量調節弁 60…圧力センサ 62…圧力コントローラ(PIC) 64…温度コントローラ(TIC)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 諸住 順 岡山県倉敷市水島川崎通一丁目(番地な し) 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 岡本 宏隆 岡山県倉敷市水島川崎通一丁目(番地な し) 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】溶融金属でめっきされた金属材を、合金化
    処理過程の冷却帯で冷却するに際して、 冷却負荷が大きい時はミスト冷却を行い、 冷却負荷が小さい時は空気冷却を行うことを特徴とする
    合金化処理過程の冷却方法。
  2. 【請求項2】請求項1において、前記冷却負荷の大小
    を、冷却に必要な熱伝達係数の大小により判定すること
    を特徴とする合金化処理過程の冷却方法。
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