连续退火设备中钢带的急速冷却装置制造方法及图纸

本发明专利技术的目的为提供一种在连续退火的冷却工序中，在具有充分冷却能力的同时，尽可能地消除因高速气体喷射所产生的钢带的宽度方向的温度差，并防止钢带的颤动，最大限度地产生压滚效果的冷却装置。其中，在设置于连续退火设备中的冷却箱的表面上，突出有多个从喷嘴前端到钢带表面的距离保持在５０～１００ｍｍ的喷嘴，在从该突出的喷嘴喷出气体，将行进的钢带冷却的急速冷却装置中，以钢带的最大宽度Ｗｍａｘ（ｍｍ）与从所述冷却箱的表面到钢带的距离Ｈ（ｍｍ）满足下述（１）式的方式设置冷却箱，６＜Ｗｍａｘ／Ｈ＜１３…（１）。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在对钢带连续地进行热处理的连续退火设备(炉)中，通过喷嘴喷射气体以高冷却能力将钢带急速冷却的装置。
技术介绍
如目前所公知的，连续退火炉具有将钢带连续地加热、均热及冷却、在随后根据需要进行过时效处理的工序。在此，为了使钢带的特性满足要求，在加热温度(退火温度)及均热时间以外，如何冷却该钢带也很重要。例如，为了使时效性及耐裂性等良好，最好提高冷却速度，随后进行过时效处理。作为进行加热、均热后的钢带的冷却方法，目前采用了各种的冷却介质，根据该冷却介质的选择，冷却钢带的速度也不同。其中，在利用水作为冷却介质的场合，能够得到很高的冷却速度，能够实现达到超急冷度(超急冷域)的冷却，但由于淬火变形而产生称为冷却复原(ク一リングバツク)的钢带的形状变形成为最大的难点。此外，由于与水的接触，在钢带的表面会产生氧化膜，需要另外的将其去除的设备。从而，不是在经济性上有利的设备。为了解决前述的问题，有在辊内部通入水或其他冷却介质，使钢带与该被冷却的辊表面接触而冷却的辊冷却方法。该方法具有以下的问题。即，无法限制通过连续退火炉的钢带全部保持平坦度。从而，在与冷却辊接触时，有局部成为非接触的情况，由于这种非接触造成的钢带的宽度方向的冷却不均，成为钢带形状变形的原因。为此，需要在与冷却辊接触前进行钢带的平坦化处理的装置，这使得设备费用增加。作为其他的冷却装置，以气体作为冷却介质的冷却方法已经被实际使用，取得了很多经验。这种方法与前述的水冷却及辊冷却相比，冷却速度慢，但相对地能够在宽度方向均匀冷却。作为这种气体冷却的最大难点的、为了提高冷却速度的冷却介质，公开了一种将喷射气体的喷嘴前端尽力靠近钢带来提高热传导率，使冷却速度提高的方法，及采用氢气作为喷射的气体的方法。作为将喷射的喷嘴的前端接近钢带以提高热传导率的方法，在日本特公平2-16375号公报中公开。该技术为一种减小喷嘴的前端与钢带的距离，使高效率的冷却成为可能的技术。具体为，从设置于冷却气体室(冷却箱)中的该冷却气体室表面突出的喷嘴的长度为100mm-Z以上(Z为从突出喷嘴前端到钢带表面的距离)，设置有使从突出喷嘴喷射的气体与钢带接触后从背部排出的部分。由此，减少了喷射的气体在钢带表面上的滞留，从而可提高钢带宽度方向的冷却均匀性。此外，将喷嘴的突出高度从50mm-Z到200mm-Z进行各种改变，以进行导出热传递系数的最佳点的实验。然后，作为连续退火炉的冷却区域上使用的冷却装置，根据该实验提出具有最高效率的冷却能力的冷却装置。通过该冷却装置的开发，能够将通常100Kcal/m2hr℃的热传递系数提高到400Kcal/m2hr℃。但是，仍然希望进一步提高冷却速度，但在使作为通常冷却介质的N295％左右+H25％左右的氛围气体循环的现有的冷却装置中具有极限。为了解决该问题，考虑使用氢气作为冷却介质。通过使用氢气气体提高冷却能力是老早就被公知的，但由于氢气的危险性未在实际中使用。这种提高氢气浓度来急速冷却的技术由日本特开平9-235626号公报所公开。该技术为，在急速冷却区域中，冷却气体的氢浓度为30～60％，喷射温度为30～150℃，该喷射的速度为100～150m/秒，提高了向钢带喷射的冷却速度。并且，为了满足这种冷却速度，钢带面与突出的圆孔喷嘴前端的距离为70mm以下。这样，为了采用氢气开发了具体技术，并正要实用化。通常，在由N2气为主体的氛围气体所致的冷却上升H2浓度，同时从喷嘴以喷出流速为100～150m/秒向钢带喷射而冷却的方法中，由于喷出流速必须为100～150m/秒，向钢带喷射的气体的量必须为大量的气体。通过这种大量的气体的喷射提高了冷却能力，但由于向钢带喷射后的气体，使钢带宽度方向的温度分布成了问题。这是由于与钢带碰撞的气体回弹，形成沿钢带的气体层同时通过钢带的宽度方向侧部开口流出。此时，尽管因喷射后形成的气体层在钢带的宽度方向上产生温差，但考虑在上述公开的技术中喷嘴的突出高度为(50mm-Z)～(200mm-Z)，喷射后的气体可以从突出喷嘴的背面流出。但是，由于需要大量的气体向钢带喷射以将钢带冷却，在上述的范围中虽然有一定的效果，但不能消除钢带的宽度方向的温度差。此外，为了使因高速喷射产生的钢带的颤动(バタツキ)静止，在冷却装置间设置有压滚，限制钢带的颤动，但由于限定了压滚的设置场所，不能达到预期的效果，这就是现状。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种在连续退火的冷却工序中，在具有充分冷却能力的同时，尽可能地消除因高速气体的喷射所产生的钢带的在宽度方向的温度差，并防止钢带的颤动，最大限度地产生压滚效果的冷却装置。为了实现上述目的，本专利技术的连续退火设备中钢带的急速冷却装置的特征为，在设置于连续退火设备中的冷却箱的表面上，突出有多个从喷嘴前端到钢带表面的距离保持在50～100mm的喷嘴，在从该突出的喷嘴喷出气体，将行进的钢带冷却的急速冷却装置中，以钢带的最大宽度与从所述冷却箱的表面到钢带的距离满足下述(1)式的方式设置冷却箱，6＜Wmax/H＜13……………………(1)在此，W为钢带的最大宽度(mm)，H为冷却箱表面到钢带的距离(mm)。此外，本专利技术的连续退火设备中钢带的急速冷却装置的特征为，在设置于连续退火设备中的冷却箱的表面上，突出有多个从喷嘴前端到钢带表面的距离保持在50～100mm的喷嘴，在从该突出的喷嘴喷出气体，将行进的钢带冷却的急速冷却装置中，将在钢板的边缘部的Re数定义为Re数＝L×V/v，但是，L＝板宽/2V＝板边缘位置的宽度方向平均流速＝Q/HQ＝向板喷射的气体量/2v＝运动粘度系数时，以Re数≤500000的方式设置冷却箱。附图的简要说明附图说明图1为连续退火炉中急速冷却区域的示意图。图2为图1的A-A向视图。图3为急速冷却区域内设置的冷却装置的示意图。图4为图2的A-A向视图。图5为H＝175mm的情况下的从突出喷嘴喷出的气体在宽度方向流动的实验图。图6为H＝275mm的情况下的从突出喷嘴喷出的气体在宽度方向流动的实验图。图7为钢带的最大板宽与喷射距离的关系图。图8为从突出喷嘴前端到钢带的距离与热传导率的关系图。图9为求得抑制钢板颤动的范围用的示意图。图10为示出有关Re数的变化与钢板的颤动的关系的验证数据的图。专利技术的最佳实施方式以下根据附图对本专利技术的实施例进行详细地说明。图1为连续退火炉中急速冷却区域的示意图。图2为图1的A-A向视图。图3为急速冷却区域内设置的冷却装置的示意图。图4为图2的A-A向视图。图5、图6为从突出喷嘴喷出的气体在宽度方向流动的实验图。图7为钢带的最大板宽与喷射距离的关系图。图8为从突出喷嘴前端到钢带的距离与热传递系数的关系图。连续退火炉通常具有被炉壳包围的加热区域、均热区域、设置有急速冷却装置的一次冷却区域、以及过时效区域和与其相连的2次冷却区域构成。钢带在各区域中连续行进以进行处理。如图1大致所示，本专利技术的冷却区域中的急速冷却装置设置在装设于炉体1内的运送钢带2的上下的辊3、4之间，在该辊之间具有朝向钢带2的面设置并沿钢带2的流动配置的多段的成对的喷出气体的冷却装置5。并且在该冷却装置5的上下之间以夹持钢带2的方式装设有用于防止钢带2颤动的压滚6、7。图2为图1的A-A向视图，由冷却装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连续退火设备中钢带的急速冷却装置，其特征为，在设置于连续退火设备中的冷却箱的表面上，突出有多个从喷嘴前端到钢带表面的距离保持在５０～１００ｍｍ的喷嘴，在从该突出的喷嘴喷出气体，将行进的钢带冷却的急速冷却装置中，以钢带的最大宽度与从所述冷却箱的表面到钢带的距离满足下述（１）式的方式设置冷却箱，６＜Ｗｍａｘ／Ｈ＜１３……………………（１）在此，Ｗ为钢带的最大宽度（ｍｍ），Ｈ为冷却箱表面到钢带的距离（ｍｍ）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：大串圭二，若林久干，
申请(专利权)人：新日本制铁株式社会，
类型：发明
国别省市：JP[日本]