[发明专利]连续退火炉的气体射流冷却装置

说明书

技术领域

本发明涉及连续退火炉的气体射流冷却装置。

背景技术

连续退火炉中，对钢带连续地进行加热、均热以及冷却，并根据必要进行过时效处理(over ageing)的工序。为了使钢带的特性成为所希望的特性，除了加热温度、均热时间之外，均匀地对该钢带进行急速冷却很重要。近几年，汽车用材料等高强度钢开发在进展，进行了为了实现所希望的拉伸强度、弯曲特性、伸长率特性等而从退火温度900～800℃急冷至300～150℃左右的工艺开发。

钢带的冷却中，采用各种冷却介质，根据该冷媒的选择不同，钢带的冷却速度也不同。

若将水作为冷却介质使用，能够进行高速冷却，但是由于淬火应变而产生钢带的形状变化是最大的难点，并且，由于与水的接触而在钢带的表面产生氧化膜，需要将其除去的设备，不能期望高经济性、高生产率。

有在辊内部通过水或者其它的冷却介质、使钢带与被冷却了的辊表面接触来进行冷却的辊冷却方法。该方法中，当钢带接触冷却辊时，局部存在非接触的部分，钢带的宽度方向的冷却易产生不均匀，从而多有弯曲、材质不匀等的操作以及材质上的问题。

作为其它的冷却手法而实际使用将气体作为冷媒的冷却方法。该方法与所述的水冷、辊冷相比，冷却速度慢，但在钢带的宽度方向上能够比较均匀地进行冷却。为了提高气体冷却的最大的难点的冷却速度，专利文献1公开了在箱状的头部安装喷射气体的细长的突出喷嘴并使前端极力接近钢带来提高热传递率并提高冷却速度的装置，专利文献2公开了投入氢来提高冷却效率的装置。

专利文献1：日本特开2005-146373号公报

专利文献2：日本特开2006-144104号公报

但是，本发明人们研究发现上述现有技术存在以下那样的问题。

专利文献1的方法中，从喷嘴喷射的气体在钢带上流动或向头部侧反弹地流动，但由于设置有箱状的头部，从而成为气体易滞留的构造。因此，炉内气体温度易上升，无法获得所希望的冷却能力。亦可知，喷射气体压力越高，该现象的影响越大。另外，该箱状头部接受来自钢带的放射热而易使温度升高，因此存在总的冷却能力降低的问题。另外，由于突出喷嘴长度为150～200mm，压力损失大，而需要强力的增压器，从而消耗电力大，在操作成本上不推荐。

专利文献2的方法向头部导入均匀浓度(20～80％)的氢气，但钢带宽度方向的温度分布会由于气体流动或炉壁、头部构造等的影响而产生不匀，如果在钢带宽度方向相同地进行冷却，会在宽度方向由于温度分布而产生材质不匀。并且，由于会产生钢带的抖动，从而对喷射气体速度设置限制(100～190m/s)。

发明内容

本发明的课题在于提供如下气体射流冷却装置，即，能够降低钢带宽度方向的温度分布的不均匀和气体喷射速度快时钢带的抖动(fluttering)，并实现高效率冷却。

用于解决上述课题的本发明的主旨如下所述。

(1)连续退火炉的气体射流冷却装置，多个长度比钢带宽度长的管状的压力头部，与钢带的正反面对置地在钢带宽度方向上延伸配置，并且在钢带长边方向上以间隔L排列配置，另外，在该压力头部以间隔W配置有多个从该压力头部突出设置的喷嘴，并且所述喷嘴在钢带长边方向上锯齿状地配置，其特征在于，

以钢带正反面的压力头部的钢带长边方向间隔为所述钢带长边方向的压力头部间隔L的1/3以上、2/3以下的方式，在钢带长边方向错开地配置钢带正反面的压力头部的位置，

并且，以钢带正反面的另一侧的喷嘴组的喷嘴相对于钢带正反面的一侧的喷嘴组的喷嘴的钢带宽度方向的错开量为所述钢带宽度方向的喷嘴间隔W的1/6以上、1/3以下的方式，在钢带宽度方向错开地配置钢带正反面的喷嘴。

(2)根据(1)所述的连续退火炉的气体射流冷却装置，其特征在于，所述各压力头部在钢带宽度方向被分割为3份以上7份以下，向所述各压力头部供给气体的主头部被分割为与压力头部数量相同的主头部，这些主头部向与所述各压力头部的钢带宽度方向位置相同的各分割头部供给气体，各分割而成的主头部能够分别独立地进行头部压力的调整。

(3)根据(2)所述的连续退火炉的气体射流冷却装置，其特征在于，导入所述各分割而成的各主头部的气体为连续退火炉的环境气体。

(4)根据(3)所述的连续退火炉的气体射流冷却装置，其特征在于，能够调整向所述各分割而成的各主头部进一步导入的氢气或者含有体积百分比为30％以上的氢气的氮-氢的混合气体的导入量。