ルーズコイルの冷却装置および冷却方法
【課題】冷却媒体の流速を平均的に上昇させ、ルーズコイル全体に対する連続的な強冷却を行い、ルーズコイルの平均強度を上昇させるルーズコイルの冷却装置および冷却方法を提供する。
【解決手段】冷却槽１内を上部空間４ａと下部空間４ｂに仕切る仕切り板３と、下部空間４ｂにおいてルーズコイルＣの搬送方向に沿って冷却媒体を噴出する噴出ノズル１０と、噴出ノズル１０の噴出方向と反対側において、噴出ノズル１０の近傍に配置され、冷却媒体を吸い込む吸い込み部１１とを備え、仕切り板３の、ルーズコイルＣ搬送方向両端部には、上部空間４ａと下部空間４ｂを連通させる開口部５が形成され、開口部５近傍には、上部空間４ａから下部空間４ｂに流れ込む冷却媒体を整流させる整流羽１４と、下部空間４ｂから上部空間４ａに流れ込む冷却媒体を整流させる整流羽１４が設けられている、ルーズコイルの冷却装置１が提供される。
【解決手段】冷却槽１内を上部空間４ａと下部空間４ｂに仕切る仕切り板３と、下部空間４ｂにおいてルーズコイルＣの搬送方向に沿って冷却媒体を噴出する噴出ノズル１０と、噴出ノズル１０の噴出方向と反対側において、噴出ノズル１０の近傍に配置され、冷却媒体を吸い込む吸い込み部１１とを備え、仕切り板３の、ルーズコイルＣ搬送方向両端部には、上部空間４ａと下部空間４ｂを連通させる開口部５が形成され、開口部５近傍には、上部空間４ａから下部空間４ｂに流れ込む冷却媒体を整流させる整流羽１４と、下部空間４ｂから上部空間４ａに流れ込む冷却媒体を整流させる整流羽１４が設けられている、ルーズコイルの冷却装置１が提供される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱間圧延され、非同心円状に巻き取られた鋼線材であるルーズコイルの冷却装置および冷却方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼線材は熱処理のため熱間圧延後、ルーズコイルとして搬送されながら空気を吹きかけられ、あるいは冷却流体に浸漬されて冷却される。このとき冷却に使われる冷却設備では、冷却槽内で冷却媒体を攪拌し、冷却槽内のルーズコイルに噴出される冷却媒体の流速を速めたり、制御することにより、ルーズコイルの冷却速度の強化と冷却速度の不均一さを抑えることが考えられ、例えば、ＤＬＰ（Ｄｉｒｅｃｔ iｎ−Ｌｉｎｅ Ｐａｔｅｎｔｉｎｇ）において冷却媒体である溶融塩を攪拌するために、エアーバブリングによる攪拌が行われている（特許文献１）。
【０００３】
また、冷却媒体の攪拌を行う場合に、ルーズコイルの幅方向における冷却速度分布を制御し、均一な冷却を行うことによって、ルーズコイルの強度分布を均一化するための冷却設備が開示されている（特許文献２）。また、冷却槽の断面内で溶融塩を流動させて冷却速度分布を制御し、均一な冷却を行う冷却設備が開示されている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭５９−４４７６４号公報
【特許文献２】特開２００７−２８４７６４号公報
【特許文献３】特開２００７−２１１３０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載のエアーバブリングによる冷却媒体の攪拌では、冷却媒体の攪拌のための駆動力がバブルの浮上力であり、その浮上力、浮上速度等にはバブルの大きさやその冷媒の物性値等による限界がある。これにより、一定以上のバブルの浮上力上昇は難しいため、ルーズコイルの冷却速度をある一定以上には上昇させられないという問題点があった。
【０００６】
また、上記特許文献２に記載の冷却設備では、ルーズコイルの幅方向における冷却媒体の流速分布を制御することによってルーズコイルの冷却を均一に行い、その強度分布を均一にすることは可能であるものの、ルーズコイル全体に対する冷却媒体の流速を平均的に上昇させる点については特に記載されていない。さらには、上記特許文献２に記載の冷却設備では、ノズルからの噴流を直接使用するため、冷却媒体に流速分布が生じており、部分的には流速の遅い箇所が存在することから、ルーズコイル全体に対する連続的な強冷却が必要な場合には、上記冷却設備では十分な冷却ができない可能性があった。また、上記特許文献３では、冷却槽の断面内での溶融塩の流動を発生させることとしているが、冷却槽の断面の大きさには設備的な限界があり、小さい断面内において均一で強い流れを安定的に実現することが困難であり、なお改善の余地があった。
【０００７】
そこで、上記問題点に鑑み、本発明の目的は、冷却媒体の流速を平均的に上昇させ、ルーズコイル全体に対する連続的な強冷却を行い、ルーズコイルの平均強度を上昇させるルーズコイルの冷却装置および冷却方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、熱間圧延後、非同心円状に巻き取られた鋼線材のルーズコイルを連続して冷却槽内の冷却媒体内に浸漬し、当該冷却槽内の搬送機構によって前記ルーズコイルを搬送し、前記ルーズコイルを冷却する冷却装置であって、前記冷却槽内を上部空間と下部空間に仕切る仕切り板と、前記下部空間において前記ルーズコイルの搬送方向に沿って冷却媒体を噴出する噴出ノズルと、前記噴出ノズルの噴出方向と反対側において、前記噴出ノズルの近傍に配置され、冷却媒体を吸い込む吸い込み部とを備え、前記仕切り板の、前記ルーズコイル搬送方向両端部には、前記上部空間と前記下部空間を連通させる開口部が形成され、前記開口部近傍には、前記上部空間から前記下部空間に流れ込む冷却媒体を整流させる整流羽と、前記下部空間から前記上部空間に流れ込む冷却媒体を整流させる整流羽が設けられている、ルーズコイルの冷却装置が提供される。ここで、前記上部空間の上方に冷却媒体の流路断面積を縮小させる上部カバーを設けてもよい。
【０００９】
また、別の観点からの本発明によれば、熱間圧延後、非同心円状に巻き取られた鋼線材のルーズコイルを連続して冷却槽内の冷却媒体内に浸漬し、前記ルーズコイルを冷却する冷却方法であって、上記ルーズコイルの冷却装置を用いて前記冷却槽内で前記ルーズコイルに対して０〜２ｍ／ｓ程度の流速で流れる前記冷却媒体の循環流を発生させるとともに、その流速を制御することにより前記ルーズコイルの平均強度を制御する、ルーズコイルの冷却方法が提供される。循環流の流速の制御は噴流ノズルの流速、流量を制御することにより可能である。また、前記冷却媒体の流路断面積を部分的に制御することによって、前記ルーズコイルに対する前記冷却媒体の循環流の流速を制御してもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、効率よく冷却媒体の流速を平均的に上昇させ、ルーズコイル全体に対する連続的な強冷却を行い、ルーズコイルの平均強度を上昇させることができる。即ち、冷却槽内のルーズコイルの冷却部分において、例えば１ｍ／ｓ以上の流速で冷却媒体が流れ、強冷却が行われるため、ルーズコイルのパーライト組織が緻密になり、より強度の高い鋼線材のルーズコイルを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態にかかるルーズコイルの冷却装置の側面断面図である。
【図２】冷却装置１を正面から見た断面図である。
【図３】流速とルーズコイルＣの熱伝達係数αの関係を示すグラフである。
【図４】流速とルーズコイルＣの引張強さＴｓの関係を示すグラフである。
【図５】他の実施の形態にかかる冷却装置の正面断面図である。
【図６】実施例における冷却槽内の溶融塩の高さ方向流速分布を示すグラフである。
【図７】実施例における冷却槽内の溶融塩の幅方向流速分布を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態の一例を、図面を参照にして説明する。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。
【００１３】
図１は、本発明の実施の形態にかかる冷却装置１を、ルーズコイルＣの搬送方向の側方から見た断面図であり、図２は、冷却装置１を、ルーズコイルＣの搬送方向の正面から見た断面図である。なお、後述するように、図示の冷却装置１では、ルーズコイルＣは、図１中の右向きに搬送される。
【００１４】
本実施の形態にかかる冷却装置１は、上面が開口し、ルーズコイルＣの搬送方向を長手方向とする冷却槽２を有している。この冷却槽２の中には、冷却媒体としての溶融塩Ａが貯留されている。冷却槽２内には、冷却槽２内を上下に２分する仕切り板３が水平に設置されている。冷却槽２内において、仕切り板３の上方に上部空間４ａが形成され、仕切り板３の下方に下部空間４ｂが形成されている。但し、図１に示すように、冷却槽２内は、仕切り板３によって上部空間４ａと下部空間４ｂに完全に仕切られているのではなく、冷却槽２の長手方向の両端部近傍では、上部空間４ａと下部空間４ｂを連通させる開口部５が設けられている。
【００１５】
仕切り板４下方の下部空間４ｂには、ヘッダー８に支持される噴出ノズル１０が配置されている。ヘッダー８と噴出ノズル１０の内部は連通しており、ヘッダー８に導入された溶融塩Ａは噴出ノズル１０から噴出する。噴出ノズル１０の噴出口１０ａは、冷却槽２の長手方向に沿って、図１中の右向きに指向しており、冷却槽２内の下部空間４ｂにおいて、噴出ノズル１０の噴出口１０ａから、冷却槽２の長手方向に沿って、図１中の右向きに溶融塩Ａが噴出させられる。なお、本実施の形態では、図２に示すように、８台の噴出ノズル１０が、下部空間４ｂにおいて、冷却槽２の長手方向と直交する方向に沿って並んでヘッダー８に支持され、配置されている。これら各噴出ノズル１０の噴出口１０ａから、図１中の右向きに溶融塩Ａが平行流として噴出させられる。
【００１６】
また、下部空間４ｂにおいて、噴出ノズル１０の噴出方向と反対側には、溶融塩Ａを吸い込む吸い込み部１１が吸い込み用ヘッダー９に支持され、配置されている。吸い込み用ヘッダー９と吸い込み部１１の内部は連通しており、吸い込み部１１から吸い込まれた溶融塩Ａは吸い込み用ヘッダー９へ流入することとなる。これらヘッダー８と吸い込み用ヘッダー９の間は、冷却槽２の外部に設置されたポンプ１２を備える配管１３によって接続されている。このポンプ１２の稼動により、吸い込み部１１から溶融塩Ａを吸い込み、吸い込んだ溶融塩Ａが、噴出ノズル１０の噴出口１０ａから図１中の右向きに噴出させられる。これにより、冷却槽２内の下部空間４ｂでは、冷却槽２の長手方向に沿って図１中の右向きに流れる溶融塩Ａの流れが形成される。
【００１７】
また、冷却槽２の長手方向の両端部近傍では、上記した開口部５を通じて、上部空間４ａと下部空間４ｂの間で、溶融塩Ａが流通されるようになっている。即ち、冷却槽２内の下部空間４ｂにおいて、冷却槽２の長手方向に沿って図１中の右向きに流れた溶融塩Ａは、冷却槽２の長手方向の右端部近傍では、開口部５を通じて下部空間４ｂから上部空間４ａに上向きに流れ込む。そして、冷却槽２内の上部空間４ａでは、溶融塩Ａは、冷却槽２の長手方向に沿って図１中の左向きに流れる。そして、冷却槽２の長手方向の左端部近傍では、開口部５を通じて上部空間４ａから下部空間４ｂに下向きに流れ込む。こうして、ポンプ１２の稼動により、溶融塩Ａは、冷却槽２内において、下部空間４ｂ（右向き）と上部空間４ａ（左向き）を交互に流れて循環させられるようになっている。
【００１８】
また、上部空間４ａと下部空間４ｂを連通させている開口部５の近傍には、複数の整流羽１４が設けられている。各整流羽１４は、冷却槽２内における溶融塩Ａの循環流を円滑に形成させるように、いずれも湾曲した形状となっている。即ち、冷却槽２の長手方向の右端部近傍には、開口部５の下方に、下部空間４ｂを右向きに水平に流れてきた溶融塩Ａを、開口部５に向けて上向きに方向転換させるように湾曲した複数の整流羽１４が設けられ、開口部５の上方に、開口部５を上向きに通過してきた溶融塩Ａを、上部空間４ａに向けて水平方向左向きに方向転換させるように湾曲した複数の整流羽１４が設けられている。また、冷却槽２の長手方向の左端部近傍には、開口部５の上方に、上部空間４ａを左向きに水平に流れてきた溶融塩Ａを、開口部５に向けて下向きに方向転換させるように湾曲した複数の整流羽１４が設けられ、開口部５の下方に、開口部５を下向きに通過してきた溶融塩Ａを、下部空間４ｂに向けて水平方向右向きに方向転換させるように湾曲した複数の整流羽１４が設けられている。
【００１９】
上部空間４ａには、搬送機構として搬送用のチェーン１５が冷却槽２の長手方向に伸びるように配置されている。このチェーン１５は、モーター等の適宜の駆動装置（図示せず）によって、冷却槽２の長手方向に沿って図１中の右向きに移動するようになっている。冷却槽２の長手方向中央では、チェーン１５は、上部空間４ａ内に沈み、溶融塩Ａの液面下に浸漬している。冷却対象である鋼線材からなるルーズコイルＣは、チェーン１５の上に置かれ、チェーン１５の駆動に伴って、上部空間４ａ内において溶融塩Ａ中に浸漬された状態で、冷却槽２の長手方向に沿って図１中の右向きに搬送されていく。
【００２０】
冷却槽２の上面中央部には上部カバー２０が設置されている。上部カバー２０は、チェーン１５の上方に適当な間隔を置いて設置され、チェーン１５と上部カバー２０の下面との間が、ルーズコイルＣの搬送スペース２１となっている。チェーン１５と上部カバー２０の下面との間の搬送スペース２１のルーズコイルＣ搬送方向に対する断面積は、上部空間４ａの断面積よりも狭い構成となっている。
【００２１】
本実施の形態にかかる冷却装置１は以上のように構成されており、次にその運転例について説明する。熱間圧延後、ルーズコイルＣは、冷却処理するために冷却槽２内をチェーン１５により搬送され、溶融塩Ａ内に浸漬される。これによって、例えば熱間圧延され約８５０℃になっていたルーズコイル７は、約６００℃程度まで冷却される。
【００２２】
ここで、冷却装置１内において溶融塩Ａは、下部空間４ｂにおいて噴出ノズル１０の噴出口１０ａから一方向（図１中右方向）に向けて噴出され、整流羽１４の形状に沿うように冷却槽２内を流動する。即ち、噴出ノズル１０から噴出された溶融塩Ａは、下部空間４ｂから冷却槽２内の右端部近傍の開口部５を通過し、上部空間４ａに向かって流動し、上部空間４ａにおいてルーズコイルＣの搬送方向と逆方向に向かって流動し、その後冷却槽２内の左端部近傍の開口部５通過して再び下部空間４ｂへと流動し、吸い込み部１１に吸い込まれる。
【００２３】
吸い込み部１１から吸い込まれた溶融塩Ａは、吸い込み用ヘッダー９から配管１３およびポンプ１２を経由して、ポンプ１２の稼動によって再び冷却槽２内へ噴出ノズル１０より噴出される。即ち、溶融塩Ａは、冷却槽２とポンプ１２の間を循環することとなる。このようなポンプ１２による溶融塩Ａの循環流が周辺の溶融塩Ａの流動を誘い、冷却槽２内には大きな循環流が形成される。この循環流の流量はポンプ１２から噴出する溶融塩Ａの流量の１０倍程度に増幅されている。即ち、ポンプ１２の流量をそれほど大きくすることなく、比較的容易に冷却槽２内に溶融塩Ａの強い流動を発生させることができる。
【００２４】
以上説明したように溶融塩Ａは冷却槽２内を流動し、その流動する溶融塩Ａがチェーン１５上を搬送される、熱間圧延されたルーズコイルＣに対し熱交換を行い、ルーズコイルＣが冷却される。このとき、上述したようにルーズコイルＣが冷却される上部カバー２０下方の搬送スペース２１は、他の上部空間４ａより搬送方向に対する断面積が狭い構成となっていることから、冷却時のルーズコイルＣに対する溶融塩Ａの流速は、上部カバー２０の無い部分より速い流速となっている。なお、ルーズコイルＣ冷却時の、溶融塩ＡのルーズコイルＣ近傍での流速は０〜２ｍ／ｓであり、この場合、ルーズコイルＣは十分に冷却される。
【００２５】
また、ルーズコイルＣの搬送方向と溶融塩Ａの流動する方向が相対的に逆方向であるため、ルーズコイルＣに対する溶融塩Ａの相対的な流動速度は、溶融塩Ａの流動速度よりも速い流速となる。そのため、さらに効率的なルーズコイルＣの冷却が可能となる。また、ポンプ１２の回転数を制御することによって、冷却槽２内の溶融塩Ａの循環流の流速を制御することが可能となる。また、循環流の流速による鋼線材の引張強さをより低い強度まで制御したい場合には、循環流の方向と搬送方向とを同一方向とすると、ルーズコイルＣと溶融塩Ａとの相対的な速度として０ｍ／ｓからの冷却も可能となる。
【００２６】
さらに、上部カバー２０下方の搬送スペース２１の断面積と、上部空間４ａの断面積を比較し、上部カバー２０下方の搬送スペース２１の断面積を変化させる、即ち、上部空間４ａにおいて、搬送スペース２１での溶融塩Ａの流路断面積を制御することによって、ルーズコイルＣに対する溶融塩Ａの相対的な流動速度を変化させ、所望の流動速度とすることが可能となる。ルーズコイルＣに対する溶融塩Ａの相対的な流動速度に応じて、ルーズコイルＣの冷却速度は変化することから、上部カバー２０の設置箇所によって（搬送スペース２１の断面積によって）簡単に所望の冷却速度に変化させることが可能となる。
【００２７】
また、溶融塩Ａを、噴出ノズル１０から噴出させ、吸い込み部１１に吸い込ませることにより、溶融塩Ａを冷却槽２とポンプ１２の間で常時循環させ、冷却槽２内に安定した溶融塩Ａの流動を発生させることができ、さらに、発生した溶融塩Ａの流動は、冷却槽２の断面方向において均一な流動となる。また、冷却槽２内に溶融塩Ａの循環流が発生するため、上部空間４ａを流動する溶融塩Ａの循環流量はポンプ１２から噴出する溶融塩Ａ流量の１０倍程度に増幅されている。即ち、既存設備であるポンプ１２の回転数をそれほど上昇させることなく、簡単に冷却槽２内に溶融塩Ａの強い流動を発生させることができる。そのため、ルーズコイルＣ全体に対する連続的な強冷却を行うことが可能となり、その結果、ルーズコイルＣの平均強度を上昇させることができる。
【００２８】
上記実施の形態において、ルーズコイルＣに対する溶融塩Ａの流動速度を上昇させることにより、ルーズコイルＣの冷却速度および平均強度が上昇すると記述したが、ここで、溶融塩Ａの流速によるルーズコイルＣの強度への影響について図３および図４を参照して説明する。図３はルーズコイルＣに対して溶融塩Ａによる冷却を行う場合のソルト（溶融塩）流速とルーズコイルＣの熱伝達係数αの関係を示すグラフである。また、図４はルーズコイルＣを溶融塩Ａに対して溶融塩Ａによる冷却を行う場合のソルト（溶融塩）流速とルーズコイルＣの引張強さＴｓの関係を示すグラフである。
【００２９】
図３に示すようにソルト流速を上昇させるとともにルーズコイルＣの熱伝達係数αは大きくなる。即ち、ソルト流速の上昇が冷却速度の上昇と対応していることが分かる。また、図４に示すようにソルト流速を上昇させるとともにルーズコイルＣの引張強さＴｓの値は大きくなる。即ち、ソルト流速の上昇がルーズコイルＣの引張強さＴｓの上昇と対応していることが分かる。従って、図３、図４から、ルーズコイルＣ冷却時のソルト流速の上昇により、ルーズコイルＣの冷却速度は上昇し、それに伴いルーズコイルＣの引張強さＴｓも上昇することが分かる。
【００３０】
以上、本発明の実施の形態の一例を説明したが、本発明は図示の形態に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された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、そ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。以下に、その例を図面を参照して説明する。
【００３１】
図５は他の実施の形態にかかる冷却装置３０をルーズコイルＣの搬送方向の正面から見た断面図である。図５に示す冷却装置３０の構成は、図１および図２に示した冷却装置１の構成とは以下の点で異なる。この冷却装置３０における冷却槽２は、上部空間４ａの断面積に対し、下部空間４ｂの断面積が大きい構成をとっており、また、上部カバー２０は取り付けられていない。
【００３２】
この冷却装置３０によれば、冷却槽２内に、より大きな循環流路を戻り側に設けたことになり、流路内の抵抗が減少し、実際にポンプで流す流量の１３倍程度の流量の循環流を発生させることができる。また、下部空間４ｂと上部空間４ａの断面積の相異により、下部空間４ｂにおける溶融塩Ａの流速に対し、上部空間４ａでの溶融塩Ａの流動の速度が速いものとなる。そのため、結果として噴出ノズル１０から溶融塩Ａの噴出を多少減らしても、ルーズコイルＣに対する溶融塩Ａの相対的な流動速度は十分に確保され、効率的なルーズコイルＣの冷却が可能となる。さらに、より冷却効率を上げるため、図５に示す冷却装置３０において、図２に示したように上部カバー２０を設置することも当然可能であり、これによって更なるルーズコイルＣに対する溶融塩Ａの相対的な流動速度の上昇が可能となる。
【００３３】
上述してきた本発明にかかる実施の形態やその変形例において、複数箇所（上記実施の形態では８ヶ所）設けられる噴出ノズル１０から噴出された溶融塩Ａの噴流は、コーナー部に到達するまでの流路において発達し、その流路断面内で一定の流速の流動となっていく。この溶融塩Ａの噴流が発達する流路の距離は、噴出ノズル１０の本数や噴出ノズル１０から噴出される溶融塩Ａの流速に応じて調整する必要がある。ここで発達させられた溶融塩Ａの噴流は、ルーズコイルＣの冷却部において流路の断面内で一様流となっていることが、流れによる抵抗を低減するという観点および均一にルーズコイルＣを冷却するという観点の双方から好ましい。これにより、より微細な溶融塩Ａの流動制御が可能となり、ルーズコイルＣの冷却効率を上昇させることが可能である。また、ルーズコイルＣの冷却状況、溶融塩Ａの流動状況を適宜考慮して、噴出ノズル１０の各ノズルの径を異なったものとしてもよい。これにより、上記同様、より微細な溶融塩Ａの流動制御が可能となり、ルーズコイルＣの冷却効率を上昇させることができる。
【実施例】
【００３４】
以下に、本発明にかかる冷却装置についての実施例について説明する。
【００３５】
まず、図１に示した上記本発明の実施の形態にかかる冷却装置を用意した。このときの冷却槽の幅は１．５ｍ、長さは５．０ｍとした。冷却装置の内部構造は、図１に示したものとした。ここで、実施例１、２として、実施例１の場合は上部カバーなしで噴出ノズルから８００ｌ／ｍｉｎ、実施例２の場合は上部カバー有りで、１６００ｌ／ｍiｎの流量の溶融塩をそれぞれ噴出させ、その時の冷却槽内の溶融塩の流速分布を、冷却槽の高さ方向および幅方向のそれぞれについて求め、図６および図７にグラフとして示した。
【００３６】
図６には実施例１（点線）および実施例２（実線）についての冷却槽内の溶融塩の高さ方向流速分布を示した。また、図７には実施例１（点線）および実施例２（実線）についての冷却槽内の溶融塩の幅方向流速分布を示した。
【００３７】
図６および図７に示されるように、噴出ノズルからの溶融塩の噴出流量を２倍にした場合、溶融塩の冷却槽内上部空間における流速分布は、冷却槽高さ方向および幅方向ともに２倍以上に上昇しており、また、冷却槽幅方向における溶融塩の流速分布の均一性は実施例１および実施例２の場合ともに担保されていることが分かった。また、実施例２の上部カバー部での流速のほうが、上部カバーの無い箇所での流速よりも速くなっていることも分かった。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、熱間圧延され、非同心円状に巻き取られた鋼線材であるルーズコイルの冷却装置および冷却方法に適用できる。
【符号の説明】
【００３９】
１…冷却装置
２…冷却槽
３…仕切り板
４ａ…上部空間
４ｂ…下部空間
５…開口部
８…ヘッダー
９…吸い込み用ヘッダー
１０…噴出ノズル
１０ａ…噴出口
１１…吸い込み部
１２…ポンプ
１３…配管
１４…整流羽
１５…チェーン
２０…上部カバー
９…噴出ノズル
３０、４０…冷却装置
４１…冷却器
Ａ…溶融塩
Ｃ…ルーズコイル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱間圧延され、非同心円状に巻き取られた鋼線材であるルーズコイルの冷却装置および冷却方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼線材は熱処理のため熱間圧延後、ルーズコイルとして搬送されながら空気を吹きかけられ、あるいは冷却流体に浸漬されて冷却される。このとき冷却に使われる冷却設備では、冷却槽内で冷却媒体を攪拌し、冷却槽内のルーズコイルに噴出される冷却媒体の流速を速めたり、制御することにより、ルーズコイルの冷却速度の強化と冷却速度の不均一さを抑えることが考えられ、例えば、ＤＬＰ（Ｄｉｒｅｃｔ iｎ−Ｌｉｎｅ Ｐａｔｅｎｔｉｎｇ）において冷却媒体である溶融塩を攪拌するために、エアーバブリングによる攪拌が行われている（特許文献１）。
【０００３】
また、冷却媒体の攪拌を行う場合に、ルーズコイルの幅方向における冷却速度分布を制御し、均一な冷却を行うことによって、ルーズコイルの強度分布を均一化するための冷却設備が開示されている（特許文献２）。また、冷却槽の断面内で溶融塩を流動させて冷却速度分布を制御し、均一な冷却を行う冷却設備が開示されている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭５９−４４７６４号公報
【特許文献２】特開２００７−２８４７６４号公報
【特許文献３】特開２００７−２１１３０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載のエアーバブリングによる冷却媒体の攪拌では、冷却媒体の攪拌のための駆動力がバブルの浮上力であり、その浮上力、浮上速度等にはバブルの大きさやその冷媒の物性値等による限界がある。これにより、一定以上のバブルの浮上力上昇は難しいため、ルーズコイルの冷却速度をある一定以上には上昇させられないという問題点があった。
【０００６】
また、上記特許文献２に記載の冷却設備では、ルーズコイルの幅方向における冷却媒体の流速分布を制御することによってルーズコイルの冷却を均一に行い、その強度分布を均一にすることは可能であるものの、ルーズコイル全体に対する冷却媒体の流速を平均的に上昇させる点については特に記載されていない。さらには、上記特許文献２に記載の冷却設備では、ノズルからの噴流を直接使用するため、冷却媒体に流速分布が生じており、部分的には流速の遅い箇所が存在することから、ルーズコイル全体に対する連続的な強冷却が必要な場合には、上記冷却設備では十分な冷却ができない可能性があった。また、上記特許文献３では、冷却槽の断面内での溶融塩の流動を発生させることとしているが、冷却槽の断面の大きさには設備的な限界があり、小さい断面内において均一で強い流れを安定的に実現することが困難であり、なお改善の余地があった。
【０００７】
そこで、上記問題点に鑑み、本発明の目的は、冷却媒体の流速を平均的に上昇させ、ルーズコイル全体に対する連続的な強冷却を行い、ルーズコイルの平均強度を上昇させるルーズコイルの冷却装置および冷却方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、熱間圧延後、非同心円状に巻き取られた鋼線材のルーズコイルを連続して冷却槽内の冷却媒体内に浸漬し、当該冷却槽内の搬送機構によって前記ルーズコイルを搬送し、前記ルーズコイルを冷却する冷却装置であって、前記冷却槽内を上部空間と下部空間に仕切る仕切り板と、前記下部空間において前記ルーズコイルの搬送方向に沿って冷却媒体を噴出する噴出ノズルと、前記噴出ノズルの噴出方向と反対側において、前記噴出ノズルの近傍に配置され、冷却媒体を吸い込む吸い込み部とを備え、前記仕切り板の、前記ルーズコイル搬送方向両端部には、前記上部空間と前記下部空間を連通させる開口部が形成され、前記開口部近傍には、前記上部空間から前記下部空間に流れ込む冷却媒体を整流させる整流羽と、前記下部空間から前記上部空間に流れ込む冷却媒体を整流させる整流羽が設けられている、ルーズコイルの冷却装置が提供される。ここで、前記上部空間の上方に冷却媒体の流路断面積を縮小させる上部カバーを設けてもよい。
【０００９】
また、別の観点からの本発明によれば、熱間圧延後、非同心円状に巻き取られた鋼線材のルーズコイルを連続して冷却槽内の冷却媒体内に浸漬し、前記ルーズコイルを冷却する冷却方法であって、上記ルーズコイルの冷却装置を用いて前記冷却槽内で前記ルーズコイルに対して０〜２ｍ／ｓ程度の流速で流れる前記冷却媒体の循環流を発生させるとともに、その流速を制御することにより前記ルーズコイルの平均強度を制御する、ルーズコイルの冷却方法が提供される。循環流の流速の制御は噴流ノズルの流速、流量を制御することにより可能である。また、前記冷却媒体の流路断面積を部分的に制御することによって、前記ルーズコイルに対する前記冷却媒体の循環流の流速を制御してもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、効率よく冷却媒体の流速を平均的に上昇させ、ルーズコイル全体に対する連続的な強冷却を行い、ルーズコイルの平均強度を上昇させることができる。即ち、冷却槽内のルーズコイルの冷却部分において、例えば１ｍ／ｓ以上の流速で冷却媒体が流れ、強冷却が行われるため、ルーズコイルのパーライト組織が緻密になり、より強度の高い鋼線材のルーズコイルを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態にかかるルーズコイルの冷却装置の側面断面図である。
【図２】冷却装置１を正面から見た断面図である。
【図３】流速とルーズコイルＣの熱伝達係数αの関係を示すグラフである。
【図４】流速とルーズコイルＣの引張強さＴｓの関係を示すグラフである。
【図５】他の実施の形態にかかる冷却装置の正面断面図である。
【図６】実施例における冷却槽内の溶融塩の高さ方向流速分布を示すグラフである。
【図７】実施例における冷却槽内の溶融塩の幅方向流速分布を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態の一例を、図面を参照にして説明する。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。
【００１３】
図１は、本発明の実施の形態にかかる冷却装置１を、ルーズコイルＣの搬送方向の側方から見た断面図であり、図２は、冷却装置１を、ルーズコイルＣの搬送方向の正面から見た断面図である。なお、後述するように、図示の冷却装置１では、ルーズコイルＣは、図１中の右向きに搬送される。
【００１４】
本実施の形態にかかる冷却装置１は、上面が開口し、ルーズコイルＣの搬送方向を長手方向とする冷却槽２を有している。この冷却槽２の中には、冷却媒体としての溶融塩Ａが貯留されている。冷却槽２内には、冷却槽２内を上下に２分する仕切り板３が水平に設置されている。冷却槽２内において、仕切り板３の上方に上部空間４ａが形成され、仕切り板３の下方に下部空間４ｂが形成されている。但し、図１に示すように、冷却槽２内は、仕切り板３によって上部空間４ａと下部空間４ｂに完全に仕切られているのではなく、冷却槽２の長手方向の両端部近傍では、上部空間４ａと下部空間４ｂを連通させる開口部５が設けられている。
【００１５】
仕切り板４下方の下部空間４ｂには、ヘッダー８に支持される噴出ノズル１０が配置されている。ヘッダー８と噴出ノズル１０の内部は連通しており、ヘッダー８に導入された溶融塩Ａは噴出ノズル１０から噴出する。噴出ノズル１０の噴出口１０ａは、冷却槽２の長手方向に沿って、図１中の右向きに指向しており、冷却槽２内の下部空間４ｂにおいて、噴出ノズル１０の噴出口１０ａから、冷却槽２の長手方向に沿って、図１中の右向きに溶融塩Ａが噴出させられる。なお、本実施の形態では、図２に示すように、８台の噴出ノズル１０が、下部空間４ｂにおいて、冷却槽２の長手方向と直交する方向に沿って並んでヘッダー８に支持され、配置されている。これら各噴出ノズル１０の噴出口１０ａから、図１中の右向きに溶融塩Ａが平行流として噴出させられる。
【００１６】
また、下部空間４ｂにおいて、噴出ノズル１０の噴出方向と反対側には、溶融塩Ａを吸い込む吸い込み部１１が吸い込み用ヘッダー９に支持され、配置されている。吸い込み用ヘッダー９と吸い込み部１１の内部は連通しており、吸い込み部１１から吸い込まれた溶融塩Ａは吸い込み用ヘッダー９へ流入することとなる。これらヘッダー８と吸い込み用ヘッダー９の間は、冷却槽２の外部に設置されたポンプ１２を備える配管１３によって接続されている。このポンプ１２の稼動により、吸い込み部１１から溶融塩Ａを吸い込み、吸い込んだ溶融塩Ａが、噴出ノズル１０の噴出口１０ａから図１中の右向きに噴出させられる。これにより、冷却槽２内の下部空間４ｂでは、冷却槽２の長手方向に沿って図１中の右向きに流れる溶融塩Ａの流れが形成される。
【００１７】
また、冷却槽２の長手方向の両端部近傍では、上記した開口部５を通じて、上部空間４ａと下部空間４ｂの間で、溶融塩Ａが流通されるようになっている。即ち、冷却槽２内の下部空間４ｂにおいて、冷却槽２の長手方向に沿って図１中の右向きに流れた溶融塩Ａは、冷却槽２の長手方向の右端部近傍では、開口部５を通じて下部空間４ｂから上部空間４ａに上向きに流れ込む。そして、冷却槽２内の上部空間４ａでは、溶融塩Ａは、冷却槽２の長手方向に沿って図１中の左向きに流れる。そして、冷却槽２の長手方向の左端部近傍では、開口部５を通じて上部空間４ａから下部空間４ｂに下向きに流れ込む。こうして、ポンプ１２の稼動により、溶融塩Ａは、冷却槽２内において、下部空間４ｂ（右向き）と上部空間４ａ（左向き）を交互に流れて循環させられるようになっている。
【００１８】
また、上部空間４ａと下部空間４ｂを連通させている開口部５の近傍には、複数の整流羽１４が設けられている。各整流羽１４は、冷却槽２内における溶融塩Ａの循環流を円滑に形成させるように、いずれも湾曲した形状となっている。即ち、冷却槽２の長手方向の右端部近傍には、開口部５の下方に、下部空間４ｂを右向きに水平に流れてきた溶融塩Ａを、開口部５に向けて上向きに方向転換させるように湾曲した複数の整流羽１４が設けられ、開口部５の上方に、開口部５を上向きに通過してきた溶融塩Ａを、上部空間４ａに向けて水平方向左向きに方向転換させるように湾曲した複数の整流羽１４が設けられている。また、冷却槽２の長手方向の左端部近傍には、開口部５の上方に、上部空間４ａを左向きに水平に流れてきた溶融塩Ａを、開口部５に向けて下向きに方向転換させるように湾曲した複数の整流羽１４が設けられ、開口部５の下方に、開口部５を下向きに通過してきた溶融塩Ａを、下部空間４ｂに向けて水平方向右向きに方向転換させるように湾曲した複数の整流羽１４が設けられている。
【００１９】
上部空間４ａには、搬送機構として搬送用のチェーン１５が冷却槽２の長手方向に伸びるように配置されている。このチェーン１５は、モーター等の適宜の駆動装置（図示せず）によって、冷却槽２の長手方向に沿って図１中の右向きに移動するようになっている。冷却槽２の長手方向中央では、チェーン１５は、上部空間４ａ内に沈み、溶融塩Ａの液面下に浸漬している。冷却対象である鋼線材からなるルーズコイルＣは、チェーン１５の上に置かれ、チェーン１５の駆動に伴って、上部空間４ａ内において溶融塩Ａ中に浸漬された状態で、冷却槽２の長手方向に沿って図１中の右向きに搬送されていく。
【００２０】
冷却槽２の上面中央部には上部カバー２０が設置されている。上部カバー２０は、チェーン１５の上方に適当な間隔を置いて設置され、チェーン１５と上部カバー２０の下面との間が、ルーズコイルＣの搬送スペース２１となっている。チェーン１５と上部カバー２０の下面との間の搬送スペース２１のルーズコイルＣ搬送方向に対する断面積は、上部空間４ａの断面積よりも狭い構成となっている。
【００２１】
本実施の形態にかかる冷却装置１は以上のように構成されており、次にその運転例について説明する。熱間圧延後、ルーズコイルＣは、冷却処理するために冷却槽２内をチェーン１５により搬送され、溶融塩Ａ内に浸漬される。これによって、例えば熱間圧延され約８５０℃になっていたルーズコイル７は、約６００℃程度まで冷却される。
【００２２】
ここで、冷却装置１内において溶融塩Ａは、下部空間４ｂにおいて噴出ノズル１０の噴出口１０ａから一方向（図１中右方向）に向けて噴出され、整流羽１４の形状に沿うように冷却槽２内を流動する。即ち、噴出ノズル１０から噴出された溶融塩Ａは、下部空間４ｂから冷却槽２内の右端部近傍の開口部５を通過し、上部空間４ａに向かって流動し、上部空間４ａにおいてルーズコイルＣの搬送方向と逆方向に向かって流動し、その後冷却槽２内の左端部近傍の開口部５通過して再び下部空間４ｂへと流動し、吸い込み部１１に吸い込まれる。
【００２３】
吸い込み部１１から吸い込まれた溶融塩Ａは、吸い込み用ヘッダー９から配管１３およびポンプ１２を経由して、ポンプ１２の稼動によって再び冷却槽２内へ噴出ノズル１０より噴出される。即ち、溶融塩Ａは、冷却槽２とポンプ１２の間を循環することとなる。このようなポンプ１２による溶融塩Ａの循環流が周辺の溶融塩Ａの流動を誘い、冷却槽２内には大きな循環流が形成される。この循環流の流量はポンプ１２から噴出する溶融塩Ａの流量の１０倍程度に増幅されている。即ち、ポンプ１２の流量をそれほど大きくすることなく、比較的容易に冷却槽２内に溶融塩Ａの強い流動を発生させることができる。
【００２４】
以上説明したように溶融塩Ａは冷却槽２内を流動し、その流動する溶融塩Ａがチェーン１５上を搬送される、熱間圧延されたルーズコイルＣに対し熱交換を行い、ルーズコイルＣが冷却される。このとき、上述したようにルーズコイルＣが冷却される上部カバー２０下方の搬送スペース２１は、他の上部空間４ａより搬送方向に対する断面積が狭い構成となっていることから、冷却時のルーズコイルＣに対する溶融塩Ａの流速は、上部カバー２０の無い部分より速い流速となっている。なお、ルーズコイルＣ冷却時の、溶融塩ＡのルーズコイルＣ近傍での流速は０〜２ｍ／ｓであり、この場合、ルーズコイルＣは十分に冷却される。
【００２５】
また、ルーズコイルＣの搬送方向と溶融塩Ａの流動する方向が相対的に逆方向であるため、ルーズコイルＣに対する溶融塩Ａの相対的な流動速度は、溶融塩Ａの流動速度よりも速い流速となる。そのため、さらに効率的なルーズコイルＣの冷却が可能となる。また、ポンプ１２の回転数を制御することによって、冷却槽２内の溶融塩Ａの循環流の流速を制御することが可能となる。また、循環流の流速による鋼線材の引張強さをより低い強度まで制御したい場合には、循環流の方向と搬送方向とを同一方向とすると、ルーズコイルＣと溶融塩Ａとの相対的な速度として０ｍ／ｓからの冷却も可能となる。
【００２６】
さらに、上部カバー２０下方の搬送スペース２１の断面積と、上部空間４ａの断面積を比較し、上部カバー２０下方の搬送スペース２１の断面積を変化させる、即ち、上部空間４ａにおいて、搬送スペース２１での溶融塩Ａの流路断面積を制御することによって、ルーズコイルＣに対する溶融塩Ａの相対的な流動速度を変化させ、所望の流動速度とすることが可能となる。ルーズコイルＣに対する溶融塩Ａの相対的な流動速度に応じて、ルーズコイルＣの冷却速度は変化することから、上部カバー２０の設置箇所によって（搬送スペース２１の断面積によって）簡単に所望の冷却速度に変化させることが可能となる。
【００２７】
また、溶融塩Ａを、噴出ノズル１０から噴出させ、吸い込み部１１に吸い込ませることにより、溶融塩Ａを冷却槽２とポンプ１２の間で常時循環させ、冷却槽２内に安定した溶融塩Ａの流動を発生させることができ、さらに、発生した溶融塩Ａの流動は、冷却槽２の断面方向において均一な流動となる。また、冷却槽２内に溶融塩Ａの循環流が発生するため、上部空間４ａを流動する溶融塩Ａの循環流量はポンプ１２から噴出する溶融塩Ａ流量の１０倍程度に増幅されている。即ち、既存設備であるポンプ１２の回転数をそれほど上昇させることなく、簡単に冷却槽２内に溶融塩Ａの強い流動を発生させることができる。そのため、ルーズコイルＣ全体に対する連続的な強冷却を行うことが可能となり、その結果、ルーズコイルＣの平均強度を上昇させることができる。
【００２８】
上記実施の形態において、ルーズコイルＣに対する溶融塩Ａの流動速度を上昇させることにより、ルーズコイルＣの冷却速度および平均強度が上昇すると記述したが、ここで、溶融塩Ａの流速によるルーズコイルＣの強度への影響について図３および図４を参照して説明する。図３はルーズコイルＣに対して溶融塩Ａによる冷却を行う場合のソルト（溶融塩）流速とルーズコイルＣの熱伝達係数αの関係を示すグラフである。また、図４はルーズコイルＣを溶融塩Ａに対して溶融塩Ａによる冷却を行う場合のソルト（溶融塩）流速とルーズコイルＣの引張強さＴｓの関係を示すグラフである。
【００２９】
図３に示すようにソルト流速を上昇させるとともにルーズコイルＣの熱伝達係数αは大きくなる。即ち、ソルト流速の上昇が冷却速度の上昇と対応していることが分かる。また、図４に示すようにソルト流速を上昇させるとともにルーズコイルＣの引張強さＴｓの値は大きくなる。即ち、ソルト流速の上昇がルーズコイルＣの引張強さＴｓの上昇と対応していることが分かる。従って、図３、図４から、ルーズコイルＣ冷却時のソルト流速の上昇により、ルーズコイルＣの冷却速度は上昇し、それに伴いルーズコイルＣの引張強さＴｓも上昇することが分かる。
【００３０】
以上、本発明の実施の形態の一例を説明したが、本発明は図示の形態に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された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、そ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。以下に、その例を図面を参照して説明する。
【００３１】
図５は他の実施の形態にかかる冷却装置３０をルーズコイルＣの搬送方向の正面から見た断面図である。図５に示す冷却装置３０の構成は、図１および図２に示した冷却装置１の構成とは以下の点で異なる。この冷却装置３０における冷却槽２は、上部空間４ａの断面積に対し、下部空間４ｂの断面積が大きい構成をとっており、また、上部カバー２０は取り付けられていない。
【００３２】
この冷却装置３０によれば、冷却槽２内に、より大きな循環流路を戻り側に設けたことになり、流路内の抵抗が減少し、実際にポンプで流す流量の１３倍程度の流量の循環流を発生させることができる。また、下部空間４ｂと上部空間４ａの断面積の相異により、下部空間４ｂにおける溶融塩Ａの流速に対し、上部空間４ａでの溶融塩Ａの流動の速度が速いものとなる。そのため、結果として噴出ノズル１０から溶融塩Ａの噴出を多少減らしても、ルーズコイルＣに対する溶融塩Ａの相対的な流動速度は十分に確保され、効率的なルーズコイルＣの冷却が可能となる。さらに、より冷却効率を上げるため、図５に示す冷却装置３０において、図２に示したように上部カバー２０を設置することも当然可能であり、これによって更なるルーズコイルＣに対する溶融塩Ａの相対的な流動速度の上昇が可能となる。
【００３３】
上述してきた本発明にかかる実施の形態やその変形例において、複数箇所（上記実施の形態では８ヶ所）設けられる噴出ノズル１０から噴出された溶融塩Ａの噴流は、コーナー部に到達するまでの流路において発達し、その流路断面内で一定の流速の流動となっていく。この溶融塩Ａの噴流が発達する流路の距離は、噴出ノズル１０の本数や噴出ノズル１０から噴出される溶融塩Ａの流速に応じて調整する必要がある。ここで発達させられた溶融塩Ａの噴流は、ルーズコイルＣの冷却部において流路の断面内で一様流となっていることが、流れによる抵抗を低減するという観点および均一にルーズコイルＣを冷却するという観点の双方から好ましい。これにより、より微細な溶融塩Ａの流動制御が可能となり、ルーズコイルＣの冷却効率を上昇させることが可能である。また、ルーズコイルＣの冷却状況、溶融塩Ａの流動状況を適宜考慮して、噴出ノズル１０の各ノズルの径を異なったものとしてもよい。これにより、上記同様、より微細な溶融塩Ａの流動制御が可能となり、ルーズコイルＣの冷却効率を上昇させることができる。
【実施例】
【００３４】
以下に、本発明にかかる冷却装置についての実施例について説明する。
【００３５】
まず、図１に示した上記本発明の実施の形態にかかる冷却装置を用意した。このときの冷却槽の幅は１．５ｍ、長さは５．０ｍとした。冷却装置の内部構造は、図１に示したものとした。ここで、実施例１、２として、実施例１の場合は上部カバーなしで噴出ノズルから８００ｌ／ｍｉｎ、実施例２の場合は上部カバー有りで、１６００ｌ／ｍiｎの流量の溶融塩をそれぞれ噴出させ、その時の冷却槽内の溶融塩の流速分布を、冷却槽の高さ方向および幅方向のそれぞれについて求め、図６および図７にグラフとして示した。
【００３６】
図６には実施例１（点線）および実施例２（実線）についての冷却槽内の溶融塩の高さ方向流速分布を示した。また、図７には実施例１（点線）および実施例２（実線）についての冷却槽内の溶融塩の幅方向流速分布を示した。
【００３７】
図６および図７に示されるように、噴出ノズルからの溶融塩の噴出流量を２倍にした場合、溶融塩の冷却槽内上部空間における流速分布は、冷却槽高さ方向および幅方向ともに２倍以上に上昇しており、また、冷却槽幅方向における溶融塩の流速分布の均一性は実施例１および実施例２の場合ともに担保されていることが分かった。また、実施例２の上部カバー部での流速のほうが、上部カバーの無い箇所での流速よりも速くなっていることも分かった。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、熱間圧延され、非同心円状に巻き取られた鋼線材であるルーズコイルの冷却装置および冷却方法に適用できる。
【符号の説明】
【００３９】
１…冷却装置
２…冷却槽
３…仕切り板
４ａ…上部空間
４ｂ…下部空間
５…開口部
８…ヘッダー
９…吸い込み用ヘッダー
１０…噴出ノズル
１０ａ…噴出口
１１…吸い込み部
１２…ポンプ
１３…配管
１４…整流羽
１５…チェーン
２０…上部カバー
９…噴出ノズル
３０、４０…冷却装置
４１…冷却器
Ａ…溶融塩
Ｃ…ルーズコイル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱間圧延後、非同心円状に巻き取られた鋼線材のルーズコイルを連続して冷却槽内の冷却媒体内に浸漬し、当該冷却槽内の搬送機構によって前記ルーズコイルを搬送し、前記ルーズコイルを冷却する冷却装置であって、
前記冷却槽内を上部空間と下部空間に仕切る仕切り板と、
前記下部空間において前記ルーズコイルの搬送方向に沿って冷却媒体を噴出する噴出ノズルと、
前記噴出ノズルの噴出方向と反対側において、前記噴出ノズルの近傍に配置され、冷却媒体を吸い込む吸い込み部とを備え、
前記仕切り板の、前記ルーズコイル搬送方向両端部には、前記上部空間と前記下部空間を連通させる開口部が形成され、
前記開口部近傍には、前記上部空間から前記下部空間に流れ込む冷却媒体を整流させる整流羽と、前記下部空間から前記上部空間に流れ込む冷却媒体を整流させる整流羽が設けられている、ルーズコイルの冷却装置。
【請求項２】
前記上部空間の上方に冷却媒体の流路断面積を縮小させる上部カバーを設ける、請求項１に記載のルーズコイルの冷却装置。
【請求項３】
熱間圧延後、非同心円状に巻き取られた鋼線材のルーズコイルを連続して冷却槽内の冷却媒体内に浸漬し、前記ルーズコイルを冷却する冷却方法であって、
請求項１に記載のルーズコイルの冷却装置を用いて前記冷却槽内で前記ルーズコイルに対して０〜２ｍ／ｓの均一な流速で流れる前記冷却媒体の循環流を発生させる、ルーズコイルの冷却方法。
【請求項４】
前記冷却媒体の流路断面積を制御することによって、前記ルーズコイルに対する前記冷却媒体の循環流の流速を制御する、請求項３に記載のルーズコイルの冷却方法。
【請求項５】
熱間圧延後、非同心円状に巻き取られた鋼線材のルーズコイルを連続して冷却槽内の冷却媒体内に浸漬し、前記ルーズコイルを冷却する冷却方法であって、
請求項２に記載のルーズコイルの冷却装置を用いることにより、前記冷却媒体の循環流を発生させるとともに、その流速を制御することにより前記ルーズコイルの平均強度を制御する、ルーズコイルの冷却方法。
【請求項１】
熱間圧延後、非同心円状に巻き取られた鋼線材のルーズコイルを連続して冷却槽内の冷却媒体内に浸漬し、当該冷却槽内の搬送機構によって前記ルーズコイルを搬送し、前記ルーズコイルを冷却する冷却装置であって、
前記冷却槽内を上部空間と下部空間に仕切る仕切り板と、
前記下部空間において前記ルーズコイルの搬送方向に沿って冷却媒体を噴出する噴出ノズルと、
前記噴出ノズルの噴出方向と反対側において、前記噴出ノズルの近傍に配置され、冷却媒体を吸い込む吸い込み部とを備え、
前記仕切り板の、前記ルーズコイル搬送方向両端部には、前記上部空間と前記下部空間を連通させる開口部が形成され、
前記開口部近傍には、前記上部空間から前記下部空間に流れ込む冷却媒体を整流させる整流羽と、前記下部空間から前記上部空間に流れ込む冷却媒体を整流させる整流羽が設けられている、ルーズコイルの冷却装置。
【請求項２】
前記上部空間の上方に冷却媒体の流路断面積を縮小させる上部カバーを設ける、請求項１に記載のルーズコイルの冷却装置。
【請求項３】
熱間圧延後、非同心円状に巻き取られた鋼線材のルーズコイルを連続して冷却槽内の冷却媒体内に浸漬し、前記ルーズコイルを冷却する冷却方法であって、
請求項１に記載のルーズコイルの冷却装置を用いて前記冷却槽内で前記ルーズコイルに対して０〜２ｍ／ｓの均一な流速で流れる前記冷却媒体の循環流を発生させる、ルーズコイルの冷却方法。
【請求項４】
前記冷却媒体の流路断面積を制御することによって、前記ルーズコイルに対する前記冷却媒体の循環流の流速を制御する、請求項３に記載のルーズコイルの冷却方法。
【請求項５】
熱間圧延後、非同心円状に巻き取られた鋼線材のルーズコイルを連続して冷却槽内の冷却媒体内に浸漬し、前記ルーズコイルを冷却する冷却方法であって、
請求項２に記載のルーズコイルの冷却装置を用いることにより、前記冷却媒体の循環流を発生させるとともに、その流速を制御することにより前記ルーズコイルの平均強度を制御する、ルーズコイルの冷却方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−２２９４９４（Ｐ２０１０−２２９４９４Ａ）
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−７８４７６（Ｐ２００９−７８４７６）
【出願日】平成２１年３月２７日（２００９．３．２７）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２７日（２００９．３．２７）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
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