特許 7151815 鋼板の冷却水温度制御方法及び冷却水温度制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-10-03

(45)【発行日】2022-10-12

(54)【発明の名称】鋼板の冷却水温度制御方法及び冷却水温度制御装置

(51)【国際特許分類】

   C21D 11/00 20060101AFI20221004BHJP

   B21B 37/74 20060101ALI20221004BHJP

   B21B 45/02 20060101ALI20221004BHJP

   B21C 51/00 20060101ALI20221004BHJP

   C21D 1/00 20060101ALI20221004BHJP

   C21D 9/56 20060101ALI20221004BHJP

   C21D 9/573 20060101ALI20221004BHJP

【ＦＩ】

C21D11/00 104

B21B37/74 A

B21B45/02 320S

B21C51/00 E

C21D1/00 121

C21D9/56 101C

C21D9/573 101Z

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2021064438

(22)【出願日】2021-04-05

【審査請求日】2022-04-12

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000001258

【氏名又は名称】ＪＦＥスチール株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】平井 正樹

(72)【発明者】

【氏名】太田 祐輔

(72)【発明者】

【氏名】田野口 一郎

【審査官】宮脇 直也

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６１－１３６６３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－０４２８４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－１９３２７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６２－０２１０７６（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２１Ｄ １１／００

Ｃ２１Ｄ １／００

Ｃ２１Ｄ ９／５２ － ９／６６

Ｂ２１Ｂ ３７／７４

Ｂ２１Ｂ ４５／０２

Ｂ２１Ｃ ５１／００

Ｆ２６Ｂ ２１／００ －２１／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

冷却水を用いて焼鈍後の鋼板を冷却する冷却設備と、前記冷却設備によって冷却された鋼板上の水膜を除去する水切りロールと、前記水切りロールの出側に配置された、鋼板を乾燥させる乾燥設備と、前記乾燥設備の出側に配置された、鋼板を塗装する塗装設備と、を備えるラインにおける冷却水の温度を制御する鋼板の冷却水温度制御方法であって、
前記水切りロールの出側において鋼板上に残る水膜の厚みを算出する第１ステップと、
ライン速度を考慮して前記水切りロールの出側から前記乾燥設備までの間の前記水膜の厚み及び鋼板の温度の変化を算出する第２ステップと、
ライン速度を考慮して前記乾燥設備における前記水膜の蒸発量及び前記鋼板の温度の変化を算出する第３ステップと、
前記第１～前記第３ステップの算出結果を用いて、鋼板上の水膜の厚みがゼロになる位置が前記乾燥設備の出側位置に一致する前記水切りロールの出側の鋼板温度を算出し、算出された鋼板温度を冷却水温度の下限値に設定する第４ステップと、
前記第１～前記第３ステップの算出結果を用いて、前記塗装設備の入側の鋼板温度が所定温度と一致する水切りロールの出側の鋼板温度を算出し、算出された鋼板温度を冷却水温度の上限値に設定する第５ステップと、
前記第４及び前記第５ステップにおいて設定された下限値及び上限値の範囲内に前記冷却水の温度を制御する第６ステップと、
を含むことを特徴とする鋼板の冷却水温度制御方法。

【請求項2】

冷却水を用いて焼鈍後の鋼板を冷却する冷却設備と、前記冷却設備によって冷却された鋼板上の水膜を除去する水切りロールと、前記水切りロールの出側に配置された、鋼板を乾燥させる乾燥設備と、前記乾燥設備の出側に配置された、鋼板を塗装する塗装設備と、を備えるラインにおける冷却水の温度を制御する鋼板の冷却水温度制御装置であって、
前記水切りロールの出側において鋼板上に残る水膜の厚みを算出する第１手段と、
ライン速度を考慮して前記水切りロールの出側から前記乾燥設備までの間の前記水膜の厚み及び鋼板の温度の変化を算出する第２手段と、
ライン速度を考慮して前記乾燥設備における前記水膜の蒸発量及び前記鋼板の温度の変化を算出する第３手段と、
前記第１～前記第３手段の算出結果を用いて、鋼板上の水膜の厚みがゼロになる位置が前記乾燥設備の出側位置に一致する前記水切りロールの出側の鋼板温度を算出し、算出された鋼板温度を冷却水温度の下限値に設定する第４手段と、
前記第１～前記第３手段の算出結果を用いて、前記塗装設備の入側の鋼板温度が所定温度と一致する前記水切りロールの出側の鋼板温度を算出し、算出された鋼板温度を冷却水温度の上限値に設定する第５手段と、
前記第４及び前記第５手段において設定された下限値及び上限値の範囲内に前記冷却水の温度を制御する第６手段と、
を備えることを特徴とする鋼板の冷却水温度制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鋼板の冷却水温度制御方法及び冷却水温度制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

薄板鋼板の焼鈍プロセスラインでは、塗装設備を用いて焼鈍後の鋼板表面に塗装を行っている。一般に、塗装に用いる塗装液の特質や塗装品質の観点から、塗装設備の入側で鋼板の温度を所定温度（例えば３０℃）以下にする必要がある。そこで、水冷設備を利用して、鋼板を所定温度以下の冷却水に浸漬する、又は、鋼板上に所定温度以下の冷却水をスプレーすることにより、焼鈍後の鋼板の温度を所定温度以下に制御している（特許文献１参照）。また、水冷設備で使用した冷却水が鋼板上に水膜として残っていると塗装品質に問題が発生することから、水冷設備の出側に乾燥設備を設け、乾燥設備から除湿空気を吹き付けることによって水膜を除去している（特許文献２参照）。

【0003】

ここで、図４を参照して、焼鈍後の鋼板を塗装設備の入側で冷却・乾燥する方法について具体的に説明する。図４は、焼鈍後の鋼板を塗装設備の入側で冷却・乾燥する方法を説明するための模式図である。図４に示すように、この方法では、焼鈍後の鋼板Ｓを水冷タンク１内の冷却水Ｗに浸漬させることによって冷却水温度まで冷却した後、鋼板Ｓ上の水膜を水冷タンク１出側の水切りロール２で除去（水切り）する。しかしながら、水切りロール２だけでは鋼板Ｓ上の水膜を完全に除去することはできない。一般に、水切りロール２による水膜の除去後には厚み３μｍ以下の水膜が鋼板Ｓ上に残る。この水膜が残った状態で鋼板Ｓを塗装すると塗装品質上の問題が発生する。このため、水切り後に乾燥設備４を利用して鋼板Ｓに除湿空気を吹き付け、鋼板Ｓ上に残った水膜を完全に除去した後、塗装設備５により鋼板Ｓを塗装する。

【0004】

なお、鋼板Ｓの冷却過程では、焼鈍後の温度１００℃以下の鋼板Ｓから奪った熱量によって冷却水Ｗの温度が上昇する。このため、水冷タンク１内の冷却水Ｗを循環ポンプ６でチラー７に送り、チラー７を利用して冷却水Ｗを所定温度まで冷却した後に水冷タンク１に戻すことにより、連続的に鋼板Ｓを冷却することを可能にしている。また、鋼板Ｓの乾燥過程では、除湿空気が高温であると鋼板温度が所定温度を超えてしまうため、塗装品質上の問題が発生する。このため、一般に、除湿空気としては蒸気で熱交換した温風(８０～９５℃程度)が使用されるが、上記理由により、除湿機８からの低温の除湿空気を用いて鋼板Ｓの乾燥を行っている。

【0005】

次に、図５を参照して、鋼板温度と水膜厚みとの関係について説明する。図５は、鋼板温度と水膜厚みとの関係を説明するための模式図である。図５において、縦軸は鋼板温度及び水膜厚みを示し、横軸は水切りロール２からの距離を示す。図５に示すように、まず、水切りロール２の位置では、鋼板温度は冷却水温度と一致している。次に、乾燥設備４の入側までのパスでは、鋼板温度は、大気中の水蒸気濃度と水膜の水蒸気濃度との差から発生する水膜の蒸発（気化）による抜熱（気化熱）によって若干低下する。次に、乾燥設備４では、鋼板温度は、除湿空気９から貰う熱量と水膜が気化したときに奪われる熱量との足し引き（乾燥時入熱）により変化する。そして、塗装設備５までのパスでは、大気と鋼板Ｓとの間の温度差によって発生する熱伝達による鋼板Ｓの温度変化を加味し、塗装設備５入側の鋼板温度を塗装品質上必要な所定温度以下にする。

【0006】

一方、上述したように、水切りロール２の出側の水膜の厚み（水膜厚み）は３μm以下である。水膜厚みは、水切りロール２の出側から乾燥設備４までのパスで水膜が蒸発(気化)することにより若干小さくなる。また、乾燥設備４では、水膜厚みは、除湿空気９の水蒸気濃度と水膜の水蒸気濃度との差から発生する蒸発によってさらに小さくなる。そのときの水膜の蒸発量ｍ（ｋｇ／ｍ^２・ｓ）は、以下の数式（１）に示す物質移動の式で表すことができる。ここで、ｈ_０は物質伝達率（ｍ／ｓ）、ρは水の密度（ｋｇ／ｍ^３）、ω_０は水膜の水蒸気濃度、ω_∞は除湿空気９の水蒸気濃度を示す。そして最終的に、乾燥設備４内で水膜が全て蒸発し、鋼板Ｓは完全乾燥状態となる。

【0007】

【数1】

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】特開２００３－２７７８３４号公報

【文献】特開２０１５－１８９９９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

冬場等の気温が低い時期は、水冷タンク１内で冷却された鋼板Ｓの温度が所定温度よりさらに低く（例えば２０℃以下）なる場合がある。これは、（ａ）焼鈍炉から水冷タンク１までのパスで鋼板Ｓが空気との熱伝達により大きく冷却され、水冷タンク１内で冷却水Ｗが鋼板Ｓから奪う熱量が小さくなる、（ｂ）水冷タンク１からの放熱量が大きいため冷却水温度が下がる、（ｃ）水冷タンク１に補給される補給水１０（図４参照）の温度が低いために水冷タンク１へ補給水１０を補給すると冷却水Ｗの温度が下がる等の原因のためである。また、ライン長期停止後の立ち上げ時には、冷却水Ｗの温度は工場内の気温まで下がるので、夏季を除くと冷却水温度が所定温度よりさらに低くなることが多い。

【0010】

そして、このような場合、冷却後の鋼板温度は所定温度よりさらに低くなり、乾燥設備４で鋼板Ｓ上に残る水膜を完全乾燥できなくなる。これは、図６に示すように、上記数式（１）中の水膜の水蒸気濃度ω_０が温度低下と共に小さくなり、水膜の蒸発量ｍが小さくなるためである。なお、このような問題を解決するために、ライン速度を下げて乾燥時間を長くすることにより水膜を完全乾燥することが考えられるが、この方法を用いた場合、生産能率が悪化する。また、乾燥設備４の長さを延ばして乾燥時間を長くすることも考えられる。ところが、この方法を用いた場合には、除湿空気量を増やすために除湿機等の高価な機器を追加する費用が掛かる。さらには、乾燥設備４の長さを延ばすための設置スペースに対して制約があると成立せず、有効的、且つ、現実的な手段ではない。

【0011】

以上のことから、従来の鋼板の冷却・乾燥方法には、鋼板温度が所定温度よりさらに低く冷却されてしまう場合への適用に問題があった。

【0012】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、寒い時期やラインを長期間停止した後に再び立ち上げる場合においても焼鈍後の鋼板を所定温度以下に冷却すると共に完全乾燥させることが可能な鋼板の冷却水温度制御方法及び冷却水温度制御装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本発明に係る鋼板の冷却水温度制御方法は、冷却水を用いて焼鈍後の鋼板を冷却する冷却設備と、前記冷却設備によって冷却された鋼板上の水膜を除去する水切りロールと、前記水切りロールの出側に配置された、鋼板を乾燥させる乾燥設備と、前記乾燥設備の出側に配置された、鋼板を塗装する塗装設備と、を備えるラインにおける冷却水の温度を制御する鋼板の冷却水温度制御方法であって、前記水切りロールの出側において鋼板上に残る水膜の厚みを算出する第１ステップと、ライン速度を考慮して前記水切りロールの出側から前記乾燥設備の出側までの間の前記水膜の厚みの変化を算出する第２ステップと、ライン速度を考慮して前記水切りロールの出側から前記塗装設備の入側までの間の前記鋼板の温度の変化を算出する第３ステップと、前記第１～前記第３ステップの算出結果を用いて、鋼板上の水膜の厚みがゼロになる位置が前記乾燥設備の出側位置に一致する前記水切りロールの出側の鋼板温度を算出し、算出された鋼板温度を冷却水温度の下限値に設定する第４ステップと、前記第１～前記第３ステップの算出結果を用いて、前記塗装設備の入側の鋼板温度が所定温度と一致する水切りロールの出側の鋼板温度を算出し、算出された鋼板温度を冷却水温度の上限値に設定する第５ステップと、前記第４及び前記第５ステップにおいて設定された下限値及び上限値の範囲内に前記冷却水の温度を制御する第６ステップと、を含むことを特徴とする。

【0014】

本発明に係る鋼板の冷却水温度制御装置は、冷却水を用いて焼鈍後の鋼板を冷却する冷却設備と、前記冷却設備によって冷却された鋼板上の水膜を除去する水切りロールと、前記水切りロールの出側に配置された、鋼板を乾燥させる乾燥設備と、前記乾燥設備の出側に配置された、鋼板を塗装する塗装設備と、を備えるラインにおける冷却水の温度を制御する鋼板の冷却水温度制御装置であって、前記水切りロールの出側において鋼板上に残る水膜の厚みを算出する第１手段と、ライン速度を考慮して前記水切りロールの出側から前記乾燥設備の出側までの間の前記水膜の厚みの変化を算出する第２手段と、ライン速度を考慮して前記水切りロールの出側から前記塗装設備の入側までの間の前記鋼板の温度の変化を算出する第３手段と、前記第１～前記第３手段の算出結果を用いて、鋼板上の水膜の厚みがゼロになる位置が前記乾燥設備の出側位置に一致する前記水切りロールの出側の鋼板温度を算出し、算出された鋼板温度を冷却水温度の下限値に設定する第４手段と、前記第１～前記第３手段の算出結果を用いて、前記塗装設備の入側の鋼板温度が所定温度と一致する前記水切りロールの出側の鋼板温度を算出し、算出された鋼板温度を冷却水温度の上限値に設定する第５手段と、前記第４及び前記第５手段において設定された下限値及び上限値の範囲内に前記冷却水の温度を制御する第６手段と、を備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0015】

本発明に係る鋼板の冷却水温度制御方法及び冷却水温度制御装置によれば、寒い時期やラインを長期間停止した後に再び立ち上げる場合においても焼鈍後の鋼板を所定温度以下に冷却すると共に完全乾燥させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１は、本発明の一実施形態である鋼板の冷却水温度制御処理の流れを示すフローチャートである。

【図2】図２は、本発明の一実施形態である鋼板の冷却水温度制御装置の構成を示す模式図である。

【図3】図３は、図２に示す鋼板の冷却水温度制御装置を用いた実験結果を示す図である。

【図4】図４は、焼鈍後の鋼板を塗装設備の入側で冷却・乾燥する方法を説明するための模式図である。

【図5】図５は、鋼板温度と水膜厚みとの関係を説明するための模式図である。

【図6】図６は、水膜の水蒸気濃度と温度との関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の一実施形態である鋼板の冷却水温度制御方法及び冷却水温度制御装置について説明する。

【0018】

図１は、本発明の一実施形態である鋼板の冷却水温度制御処理の流れを示すフローチャートである。図１に示すように、本発明の一実施形態である鋼板の冷却水温度制御処理では、まず、水切りロール２の出側で鋼板Ｓ上に残る水膜の厚みを算出する（ステップＳ１）。具体的には、水切りロール２による水切り後に鋼板Ｓ上に残る水膜の厚みｈ（μｍ）は、ライン速度の０．６乗に比例し、以下に示す数式（２）により求めることができる。ここで、μは水の粘度（ｋｇｆ・ｓ／ｍ）、ｐは水切りロール線圧（ｋｇｆ／ｍ）、ｖはライン速度（ｍ／ｓ）、Ｅは水切りロール表面ゴムと鋼板の等価ヤング率（ｋｇｆ／ｍ^２）、Ｒは水切りロール半径（ｍ）を示す。

【0019】

【数2】

【0020】

次に、水切りロール２の出側から乾燥設備４までのパスにおける、水膜の大気中へ蒸発量と、水膜が蒸発する際の気化熱及び大気との間の熱伝達によって変化する鋼板温度を算出する（ステップＳ２）。具体的には、水膜の大気中への蒸発量はライン速度に反比例し、単位時間当たりの水膜の蒸発量ｍ（ｋｇ／（ｍ^２・ｓ））は以下に示す数式（３）により算出できる。ここで、ｈ_０は物質伝達率（ｍ／ｓ）、ρは水の密度（ｋｇ／ｍ^３）、ω_０は水膜の水蒸気濃度、ω_∞は大気の水蒸気濃度を示す。

【0021】

【数3】

【0022】

一方、水膜が蒸発する際の気化熱及び大気との間の熱伝達により変化する鋼板温度はライン速度に反比例し、単位時間当たりに鋼板が得る熱量Ｑ（ｋｃａｌ／（ｍ^２・ｓ））は以下に示す数式（４）により算出できる。ここで、αは熱伝達率（ｋｃａｌ／（ｍ^２・ｓ・℃））、Ｔ_０は鋼板温度（℃）、Ｔ_∞は大気温度（℃）、ｍは水膜の蒸発量（ｋｇ／（ｍ^２・ｓ））、Ｌは蒸発潜熱（ｋｃａｌ／ｍ^２）、ｄは鋼板の板厚（ｍ）を示す。なお、鋼板温度は、水切りロール２の出側から乾燥設備４までのパスにおける微小時間をΔtとしたとき、上記の水膜の蒸発量ｍ及び熱量Ｑに基づき、以下の通り繰り返し計算することにより算出できる。すなわち、時間ｔ＝ｔ_ｎ－１の時の鋼板温度をＴ_０ｎ－１、蒸発潜熱（ｋｃａｌ／ｍ^２）をＬ_ｎ－１、熱伝達率（ｋｃａｌ／（ｍ^２・ｓ・℃））をα_ｎ－１、大気温度（℃）をＴ_∞ｎ－１、鋼板の密度（ｋｇ／ｍ^３）をρ_ｓ、鋼板の板厚（ｍ）をｄ、鋼板の比熱（ｋｃａｌ／（ｋｇ・℃））をｃとすると、時間ｔ＝ｔ_ｎの時の鋼板温度Ｔ_０ｎは以下に示す数式（５）のように表される。従って、この数式（５）を用いて鋼板温度Ｔ_０ｎを繰り返し計算することにより、上記パスのそれぞれの位置での鋼板温度を求めることができる。

【0023】

【数4】

【0024】

【数5】

【0025】

次に、乾燥設備４が鋼板Ｓに吹き付ける除湿空気９による水膜の蒸発量と、水膜が蒸発する際の気化熱及び除湿空気９との間の熱伝達により変化する鋼板温度を算出する（ステップＳ３）。具体的には、水膜の除湿空気９への蒸発量は、上述した数式（３）により算出できる。一方、水膜が蒸発する際の気化熱及び除湿空気との間の熱伝達により変化する鋼板温度はライン速度に反比例し、単位時間当たりに鋼板が得る熱量Ｑ（ｋｃａｌ／ｍ^２・ｓ）は上述した数式（４）により算出できる。但し、この場合、数式（４）中のＴ_∞には除湿空気の温度（℃）を用いる。また、鋼板温度は、上記と同様にして求めることができる。

【0026】

次に、ステップＳ１～ステップＳ３の処理結果を用いて、水膜の厚みがゼロになる完全乾燥の位置が乾燥設備４の出側位置に一致するように水切りロール２の出側の鋼板温度を算出する。ここで、乾燥設備の出側位置での水膜の厚みは、水切り後に鋼板Ｓ上に残る水膜の厚みｈと水膜の蒸発量ｍに基づき、以下の通り繰り返し計算することにより算出できる。すなわち、時間ｔ＝ｔ_ｎ－1の時の水膜の厚みをｈ_ｎ－1、水膜の蒸発量をｍ_ｎ－1とすると、時間ｔ＝ｔ_ｎの時の水膜の厚みｈ_ｎは、以下に示す数式（６）のように表される。従って、この数式（６）を用いて水膜の厚みｈ_ｎを繰り返し計算することにより、上記パスのそれぞれの位置での水膜の厚みを求めることができる。一方、水膜の除湿空気９への蒸発量は、上述した数式（３）により算出できる。よって、この水膜の厚みがゼロとなるように水切りロール出側の鋼板温度を定めればよい。そして、水切りロール２の出側では鋼板温度と冷却水温度が一致するので、算出された鋼板温度を鋼板Ｓを完全乾燥させるために必要な冷却水温度の下限値Ｔｍｉｎに設定する（ステップＳ４）。下限値Ｔｍｉｎより冷却水温度が高ければ、水切りロール２の出側で鋼板Ｓ上に残っている水膜を乾燥設備４内で完全乾燥させることができる。

【0027】

【数6】

【0028】

次に、乾燥設備４の出側から塗装設備５の入側までのパスにおいて、大気との間の熱伝達により変化する鋼板温度を算出する。具体的には、大気との間の熱伝達により変化する鋼板温度は、ライン速度に反比例し、単位時間当たりに鋼板が得る熱量Ｑ（ｋｃａｌ／ｍ^２・ｓ）は以下に示す数式（７）により算出できる。ここで、αは熱伝達率（ｋｃａｌ／ｍ^２・ｓ・℃）、Ｔ_０は鋼板温度（℃）、Ｔ_∞は大気温度（℃）を示す。そして、微小時間における鋼板温度の上昇量をΔＴとすると、ΔＴ=Ｑ/(鋼板の質量×鋼板の比熱)となるから、鋼板温度Ｔ_ｎは以下の通り繰り返し計算することにより算出できる。すなわち、時間ｔ=ｔ_ｎ－1の時の鋼板温度をＴ_ｎ－1とすると、時間ｔ=ｔ_ｎの時の鋼板温度Ｔ_ｎは以下に示す数式（８）のように表される。従って、この数式（８）を用いて鋼板温度Ｔ_ｎを繰り返し計算することにより、上記パスのそれぞれの位置での鋼板温度を求めることができる。

【0029】

【数7】

【0030】

【数8】

【0031】

上記数式（７）から、塗装設備５の入側の鋼板温度が所定温度（例えば３０℃）と一致するように乾燥設備４の出側における鋼板温度を算出し、算出された鋼板温度と一致するように水切りロール２出側における鋼板温度を算出する。上述したように、水切りロール２の出側では鋼板温度と冷却水温度が一致するので、算出された鋼板温度を鋼板Ｓを完全乾燥させるために必要な冷却水温度の上限値Ｔｍａｘに設定する（ステップＳ５）。これにより、焼鈍後の鋼板Ｓを所定温度以下に冷却すると共に完全乾燥させることができる冷却水の温度範囲（下限値Ｔｍｉｎ～上限値Ｔｍａｘ）を求めることができる。

【0032】

以上より、焼鈍後の鋼板Ｓを冷却する際には、水冷タンク１内の冷却水Ｗの温度を測定し、上述した処理により算出された冷却水Ｗの温度範囲に制御することにより、焼鈍後の鋼板を所定温度以下に冷却すると共に完全乾燥させることができる（ステップＳ６）。なお、このとき温度調整代が小さい方がエネルギー効率がよいので、例えば冷却水Ｗの温度の測定値が下限値Ｔｍｉｎより低い場合、冷却水Ｗの温度を下限値Ｔｍｉｎに制御する。

【0033】

次に、図２を参照して、本発明の一実施形態である鋼板の冷却水温度制御装置について説明する。図２は、本発明の一実施形態である鋼板の冷却水温度制御装置の構成を示す模式図である。図２に示すように、本発明の一実施形態である鋼板の冷却水温度制御装置は、図４に示す従来までの冷却・乾燥システムにおける冷却水Ｗの循環系統に熱交換器２１を設けた構成となっている。そして、冷却水の温度が設定した温度範囲より高い場合、チラー７を利用して冷却水Ｗを冷却し、冷却水の温度が設定した温度範囲より低い場合には、熱交換器２１を利用して冷却水Ｗを加熱する。図２に示す例では、冷却水Ｗは、循環ポンプ６によってチラー７と蒸気Ｇを使用して冷却水Ｗを加熱する熱交換器２１とに順番に送られ、水冷タンク１へ再び供給される。これにより、水冷タンク１内の冷却水Ｗの温度を上述した処理により算出された冷却水Ｗの温度範囲に制御し、焼鈍後の鋼板を所定温度以下に冷却すると共に完全乾燥させることができる。

【実施例】

【0034】

図３に図２に示す鋼板の冷却水温度制御装置を用いた実験結果を示す。図３において、横軸はライン速度（ｍｐｍ）を示す。また、縦軸は、水切りロール２の出側の鋼板温度を示し、冷却水温度に一致する。また、図中の〇は乾燥設備４の出側で水膜を完全に除去できた（乾燥した）結果、×は水膜が残った（濡れた）結果を示す。図３に示すように、例えばライン速度２００ｍｐｍで水膜を乾燥させるためには、冷却水温度を２３℃以上にすればよいことが分かる。一方、塗装設備５の入側の鋼板温度を３０℃以下にするためには、乾燥設備４から塗装設備５までの鋼板温度の上昇分は２℃であることから、冷却水温度を２８℃以下にすればよいことからわかる。以上のことから、冷却水の温度範囲を２３～２８℃の範囲内にすることにより、水膜を完全乾燥させ、且つ、塗装設備入側の鋼板温度を３０℃以下できることが確認された。

【0035】

以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例、及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。

【符号の説明】

【0036】

１ 水冷タンク
２ 水切りロール
４ 乾燥設備
５ 塗装設備
６ 循環ポンプ
７ チラー
８ 除湿機
９ 除湿空気
１０ 補給水
２１ 熱交換器
Ｇ 蒸気
Ｓ 鋼板
Ｗ 冷却水

【要約】

【課題】寒い時期やラインを長期間停止した後に再び立ち上げる場合においても焼鈍後の鋼板を所定温度以下に冷却すると共に完全乾燥させることが可能な鋼板の冷却水温度制御方法及び冷却水温度制御装置を提供すること。
【解決手段】本発明に係る鋼板の冷却水温度制御方法であって、水切りロールの出側において鋼板上に残る水膜の厚みを算出し、ライン速度を考慮して水切りロールの出側から乾燥設備の出側までの間の水膜の厚みの変化を算出し、ライン速度を考慮して水切りロールの出側から塗装設備の入側までの間の鋼板の温度の変化を算出し、鋼板上の水膜の厚みがゼロになる位置が乾燥設備の出側位置に一致する水切りロールの出側の鋼板温度を算出し、算出された鋼板温度を冷却水温度の下限値に設定し、塗装設備の入側の鋼板温度が所定温度と一致する水切りロールの出側の鋼板温度を算出し、算出された鋼板温度を冷却水温度の上限値に設定し、設定された下限値及び上限値の範囲内に冷却水の温度を制御する。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】