JP2000190016A - Wide-flange shape steel flange cooling equipment - Google Patents

Wide-flange shape steel flange cooling equipment

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JP2000190016A
JP2000190016A JP10367128A JP36712898A JP2000190016A JP 2000190016 A JP2000190016 A JP 2000190016A JP 10367128 A JP10367128 A JP 10367128A JP 36712898 A JP36712898 A JP 36712898A JP 2000190016 A JP2000190016 A JP 2000190016A
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cooling
cooling water
section steel
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晃夫 藤林
Makoto Nakaseko
誠 中世古
Misao Makinohara
操 槙ノ原
Tsuruwa Arimura
鶴和 有村
Yukio Fujii
幸生 藤井
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To perform accelerated stable cooling with high cooling efficiency and prevent excessive cooling of a web while preventing the cooling water from running over by inclining, downward from the level, nozzle axes of many nozzles formed in side guides to sandwich both flanges from both sides of the line and guide them. SOLUTION: From guides provided with many cooling water nozzles 3 which also act as side guides 4, cooling water is sprayed to the outside surface of flanges 2 of a wide-flange shape steel 1. This sprayed cooling water is divided into multiple blocks 5 which can independently make flow control and on/off control, and each block 5 is provided with a flow rate valve 6 for flow control and an on/off control valve 7. With this cooling equipment, it is possible to move the side guide 4, a cooler itself, close to the flange 2 to be cooled, and since the side guide 4 itself is provided with the cooling water nozzles 3, the nozzles will not be broken even when the cooling water nozzles 3 are brought into contact with the wide-flange shape steel 1. The pitch of the cooling water nozzles 3 can be optionally selected and high-density cooling can be done.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、熱間圧延によって
H形鋼を製造する装置において、制御圧延・制御冷却に
よって高強度・高靭性のH形鋼を製造するためのH形鋼
のフランジ冷却装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for producing an H-section steel by hot rolling, and a flange cooling of the H-section steel for producing a high strength and high toughness H-section steel by controlled rolling and controlled cooling. It concerns the device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、建築用の材料に対して耐震性に対
する要求が高まっており、建築物の柱材や梁材として用
いられるH形鋼においては、強度や靭性の優れたH形鋼
が求められており、特にその製造法として圧延と冷却と
を組み合わせた制御圧延・制御冷却が盛んに行なわれて
いる。高強度・高靭性の鋼材を製造する一般的な方法と
しては、1000℃以上に加熱したスラブやCCBB(conti
nuous castin beam blank)素材を一旦中程度の厚みまで
粗圧延し、その後、鋼板の温度が未再結晶温度域やある
いはその温度域に近い温度域で最終の仕上げ圧延を行う
いわゆる制御圧延と、圧延後は加速冷却によってAr3 温
度以上から500 ℃程度まで急冷(焼き入れ)することに
よって強度を出す、いわゆる制御冷却が行われている。
2. Description of the Related Art In recent years, there has been an increasing demand for seismic resistance of building materials, and H-beams having excellent strength and toughness have been used as pillars and beams of buildings. In particular, controlled rolling and controlled cooling that combine rolling and cooling are being actively performed as a method of manufacturing the same. Common methods for producing high-strength and high-toughness steel include slabs heated to 1000 ° C or higher and CCBB (conti
so-called controlled rolling, in which the material is once roughly rolled to a medium thickness, and then the final finish rolling is performed in a temperature range where the temperature of the steel sheet is in the non-recrystallization temperature range or close to that temperature range. After that, so-called controlled cooling is performed, in which the strength is obtained by rapid cooling (quenching) from the Ar3 temperature or higher to about 500 ° C by accelerated cooling.

【0003】このようなH形鋼のフランジに対して、仕
上げ圧延機の後方において加速冷却装置を設けて制御冷
却を行う従来の技術としては、フランジ内外面から同時
に冷却する方法(特公平5−73806号公報、以下第
1従来例と呼ぶ)、多段にスプレーノズルを配置しこれ
をガイドの後方からガイドに設けたスリットを通してH
形鋼のフランジ外面を冷却する方法(特開平5−317
948号公報、以下第2従来例と呼ぶ)、ノズルの高さ
を変更可能なガイドレールにノズルを取り付け高さを変
更する方法(実開平5−93611号公報、以下第3従
来例と呼ぶ)があった。
[0003] As a conventional technique for providing controlled cooling to such an H-section steel flange by providing an accelerated cooling device behind the finish rolling mill, a method of simultaneously cooling from the inner and outer surfaces of the flange (Japanese Patent Publication No. Hei 5- No. 73806, hereinafter referred to as a first conventional example). Spray nozzles are arranged in multiple stages, and these are sprayed through slits provided in the guide from behind the guide.
Method for cooling the outer surface of flange of section steel (Japanese Patent Laid-Open No. 5-317)
No. 948, hereinafter referred to as a second conventional example), a method of attaching a nozzle to a guide rail capable of changing the height of the nozzle and changing the height (Japanese Utility Model Laid-Open No. 5-93611, hereinafter referred to as a third conventional example). was there.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ここで、図6にH形鋼
各部寸法の名称を示す。H形鋼は、フランジ幅(H)、
フランジ厚み(t2)、ウエブ高さ(B)、ウエブ厚み
(t1)の各寸法が多種にわたるため、多品種のH形鋼を
能率よく製造するために、第1従来例では、フランジ内
面の冷却装置の幅、位置、高さ等を容易に変更可能とす
るか、位置調整自在とする必要があり、さらに、内面に
冷却装置を設けると同装置H形鋼の通過に際して衝突の
危険性があり、安定操業の点で問題があった。
FIG. 6 shows the names of the dimensions of each part of the H-section steel. H-section steel has flange width (H),
Since the dimensions of the flange thickness (t2), web height (B), and web thickness (t1) vary widely, in order to efficiently manufacture a wide variety of H-section steels, the first conventional example uses cooling of the inner surface of the flange. It is necessary to be able to easily change the width, position, height, etc. of the device, or to adjust the position freely. Furthermore, if a cooling device is provided on the inner surface, there is a danger of collision when passing the H-shaped steel of the device. There was a problem in terms of stable operation.

【0005】また、第2従来例のスプレーノズルを多段
に配置する方法では、フランジ幅(H)の変更に対して
はノズルの段を選択することによって変更可能である
が、加速冷却に必要な強冷却を行うためにはノズルを長
手方向に密に配置する必要がある。そして、通常H形鋼
の搬送にはガイドによって搬送方向をサポートしている
がノズルを密に配置するためにはそのガイドに多くの開
口部を設ける必要があって、サイドガイド自身がガイド
の役割を果たせず、ガイドの開口部に材料が突っ込み搬
送トラブルを起こしたり、材料の衝突よるガイドの破損
が生じたり問題が多いという問題点があった。
In the method of arranging the spray nozzles of the second prior art in multiple stages, the flange width (H) can be changed by selecting the nozzle stage, but it is necessary for accelerated cooling. In order to perform strong cooling, the nozzles need to be densely arranged in the longitudinal direction. Usually, a guide is used to transport the H-shaped steel in the transport direction. However, in order to arrange the nozzles densely, it is necessary to provide many openings in the guide, and the side guide itself serves as a guide. However, there is a problem that the material rushes into the opening of the guide to cause a transport trouble, the guide is damaged by the collision of the material, and there are many problems.

【0006】従ってノズルを長手方向に密に配置するに
は限度があって例えばフランジ全面を1000〜3000L/mi
n m2 という高水量密度で均一に冷却することは難し
く、近年の制御冷却においては徹底した合金成分の合理
化によって低コスト化、溶接性の向上が求められ、この
ような鋼については5℃/s以上の強冷却が求められて
いる。しかしながら、内面冷却を行わないフランジ外面
のみの冷却では20mm以上のフランジ厚みのH形鋼に
おいては5℃/s以上の強冷却を実現することは難しか
った。
Therefore, there is a limit to densely disposing the nozzles in the longitudinal direction. For example, the entire surface of the flange is 1000 to 3000 L / mi.
It is difficult to uniformly cool at a high water density of nm 2 , and in recent years controlled cooling requires thorough rationalization of alloy components to reduce costs and improve weldability. s or more strong cooling is required. However, it has been difficult to achieve a strong cooling of 5 ° C./s or more for an H-section steel having a flange thickness of 20 mm or more by cooling only the outer surface of the flange without performing the inner surface cooling.

【0007】また、第3従来例のノズルの高さを変更可
能なガイドレールにノズルを取り付け高さを変更する方
法では、ノズルと被冷却部であるフランジとの距離がフ
ランジ幅に応じて変わるため、同じ噴射条件ではフラン
ジ幅の大きいH形鋼の冷却では水量密度が小さくなるた
め、冷却が弱く第2従来例と同様に圧延後の加速冷却に
は不向きであった。また、ノズルがフランジ面から離れ
ると冷却水のフランジ面への衝突力が弱くなって、冷却
水がフランジ面に沿って流下するときにフランジ下部が
過冷却される問題があり、フランジ面の均一冷却が難し
かった。
Further, in the third conventional method in which the nozzle is mounted on a guide rail in which the height of the nozzle can be changed and the height is changed, the distance between the nozzle and the flange to be cooled changes according to the flange width. Therefore, under the same injection conditions, the water density decreases when cooling an H-section steel with a large flange width, so that the cooling is weak and not suitable for accelerated cooling after rolling as in the second conventional example. In addition, when the nozzle moves away from the flange surface, the impact force of the cooling water on the flange surface is weakened, and the lower part of the flange is overcooled when the cooling water flows down along the flange surface. Cooling was difficult.

【0008】また、従来の技術によるH形鋼のフランジ
の冷却の他の問題点はとしては、フランジ外面を冷却し
た冷却水がフランジ上端部を乗り越えてウエブに流れ込
みウエブの上面の過冷却を引き起こしていたことであ
る。この乗り越え水は、ウエブ上面を必要以上に冷却す
るため、上部フランジが内側に倒れる傘折れやフランジ
の上下曲がり、ウエブの肉厚が薄い場合にはフランジ冷
却中にウエブが座屈してウエブに変形が生じるウエブ波
が発生して問題であった。
Another problem with the cooling of the flange of the H-section steel according to the prior art is that the cooling water that has cooled the outer surface of the flange flows over the upper end of the flange and flows into the web, causing overcooling of the upper surface of the web. It was that. This overcoming water cools the upper surface of the web more than necessary, so that the upper flange falls inward and the umbrella breaks or the flange bends up and down.If the thickness of the web is thin, the web buckles and deforms into a web during flange cooling. This causes a problem in that a web wave is generated.

【0009】そして、第1従来例ではフランジを内外面
から一斉に冷却するのでウエブ上面の過冷却は比較的問
題となりにくいが、薄肉ウエブのH形鋼は内外面同時冷
却ではウエブ波を生じるので製造が難しかった。また、
第2従来例及び第3従来例のスプレーノズルから噴射し
た冷却水流でフランジ外面を冷却する方法では、ウエブ
ヘ冷却水がフランジ上端を乗り越える対策として、冷却
ノズルとフランジとの間にマスキングプレートを設け
て、フランジ上端部にかかる冷却水を遮蔽する方法(特
開昭62−248507号公報、特公平5−10967
号公報)があった。
In the first conventional example, since the flanges are simultaneously cooled from the inner and outer surfaces, overcooling of the upper surface of the web is relatively unlikely to be a problem. Manufacturing was difficult. Also,
In the method of cooling the outer surface of the flange with the cooling water jet sprayed from the spray nozzles of the second conventional example and the third conventional example, a masking plate is provided between the cooling nozzle and the flange as a measure for cooling water over the upper end of the flange to the web. And a method of shielding cooling water applied to the upper end of the flange (Japanese Patent Laid-Open No. 62-248507, Japanese Patent Publication No. 5-10967).
Publication).

【0010】しかしながら、これらの方法では、通常ノ
ズルとフランジとの距離が100〜200mm離れている
ので、サイドガイド内を通過するH形鋼の位置が左右に
ずれると冷却水の衝突位置(高さ)が変わってしまうた
めにウエブヘの冷却水の乗り越えが発生してしまう。特
に加速冷却では強冷却を実現するためにために噴射量を
増やし、高水量密度での冷却が行われるが、この場合は
特に冷却水の乗り越えが発生して問題となっていた。
However, in these methods, since the distance between the nozzle and the flange is usually 100 to 200 mm apart, if the position of the H-shaped steel passing through the side guide is shifted left and right, the collision position (height ) Is changed, so that the cooling water on the web is traversed. In particular, in the accelerated cooling, the injection amount is increased to realize the strong cooling, and the cooling is performed at a high water density.

【0011】本発明はこのような問題点を解決するため
になされたものであり、圧延法によって高強度・高靭性
のH形鋼を能率良く製造可能とするために、H形鋼の仕
上げ圧延後にH形鋼のフランジを強冷却して加速冷却を
行うためのH形鋼のフランジ冷却装置を提供することを
目的とする。
The present invention has been made in order to solve such problems, and in order to efficiently produce a high-strength and high-toughness H-section steel by a rolling method, the finish rolling of the H-section steel is performed. It is an object of the present invention to provide an H-section steel flange cooling device for performing an accelerated cooling by strongly cooling an H-section steel flange later.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に係る
H形鋼のフランジ冷却装置は、H形鋼の熱間圧延ライン
内の仕上げ圧延機の下流側に配置されて、H形鋼のフラ
ンジを加速冷却するフランジ冷却装置であって、冷却装
置は、H形鋼の両側フランジをライン両側より挟んで、
これを案内するサイドガイドに形成された多数の噴射孔
からなり、かつこれら噴射孔は、その孔軸が水平に対し
先端側が下方向に傾斜して設定されているものである。
An apparatus for cooling a flange of an H-section steel according to the first aspect of the present invention is disposed downstream of a finishing mill in a hot rolling line for the H-section steel. It is a flange cooling device that accelerates cooling of the flange of the above, wherein the cooling device sandwiches both flanges of the H-section steel from both sides of the line,
It is composed of a number of injection holes formed in side guides for guiding the injection holes, and these injection holes are set such that the axis of the injection holes is inclined downward with respect to the horizontal.

【0013】本発明の請求項2に係るH形鋼のフランジ
冷却装置は、噴射孔の孔軸の角度を10〜30度の範囲
に設定したものである。本発明の請求項3に係るH形鋼
のフランジ冷却装置は、噴射孔は、その直径が、サイド
ガイドの厚みよりも小さく設定され、かつ噴出する冷却
水の流れがラミナーフローとなるように流量が調整され
てなるものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a flange cooling apparatus for an H-section steel, wherein an angle of a hole axis of the injection hole is set in a range of 10 to 30 degrees. In the flange cooling device for an H-section steel according to claim 3 of the present invention, the diameter of the injection hole is set to be smaller than the thickness of the side guide, and the flow rate of the jetted cooling water is a laminar flow. Is adjusted.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施の形態に係
るH形鋼のフランジ冷却装置の構成を示す断面図であ
り、圧延後のH形鋼1をH姿勢で連続的に搬送しながら
その搬送の途中でオンラインでフランジの外面から冷却
水を噴射して冷却を施る構成を示している。
FIG. 1 is a sectional view showing a configuration of an H-section steel flange cooling apparatus according to an embodiment of the present invention, in which a rolled H-section steel 1 is continuously conveyed in an H posture. In the meantime, a configuration is shown in which cooling water is injected online from the outer surface of the flange in the middle of the conveyance to perform cooling.

【0015】この実施の形態に係るH形鋼のフランジ冷
却装置は、図1に示すように、H形鋼1のフランジ2の
外面にサイドガイド4を兼ねた、多数の冷却水噴射孔3
が開けられたガイドから冷却水が噴射されている。ま
た、この冷却水噴射孔3から噴射される冷却水は独立に
流量制御とオンオフ制御が可能な複数のブロック5に分
けられており、それぞれのブロック5には流量制御の流
量調整弁6とオンオフ制御弁7が設けられている。この
複数の流量制御可能なブロックの幅は、この冷却装置で
製造されるH形鋼のフランジ幅に対応して複数設けられ
ている。
As shown in FIG. 1, the H-shaped steel flange cooling apparatus according to this embodiment has a large number of cooling water injection holes 3 which also serve as side guides 4 on the outer surface of the flange 2 of the H-shaped steel 1.
The cooling water is sprayed from the opened guide. The cooling water injected from the cooling water injection hole 3 is divided into a plurality of blocks 5 that can independently control the flow rate and on / off control. Each block 5 has a flow control valve 6 for flow rate control and an on / off control valve. A control valve 7 is provided. A plurality of widths of the plurality of flow controllable blocks are provided corresponding to the flange width of the H-section steel manufactured by the cooling device.

【0016】このように構成されたH形鋼のフランジ冷
却装置では冷却装置自身であるサイドガイド4を被冷却
体であるフランジ2に近接させることが可能であり、ま
た、サイドガイド4自身に冷却水噴射孔3があるため
に、ノズルとなる冷却水噴射孔3とH形鋼1が接触して
もノズルは破損することがない。さらに、冷却水噴射孔
3のピッチは任意に選べるので高水量密度例えば1000〜
3000L/min m2 の冷却を容易に実現できる。
In the H-shaped steel flange cooling device thus constructed, the side guide 4 which is the cooling device itself can be brought close to the flange 2 which is the object to be cooled, and the side guide 4 itself is cooled. Since the water injection hole 3 is provided, the nozzle is not damaged even if the cooling water injection hole 3 serving as the nozzle comes into contact with the H-section steel 1. Furthermore, since the pitch of the cooling water injection holes 3 can be arbitrarily selected, a high water density, for example, 1000 to
3000L / min m 2 cooling can be easily realized.

【0017】また、ノズル自身はラインに対して直角に
進退自在に取り付けられるので常にH形鋼1のフランジ
2と近接したある距離、例えば10〜30mmをおいてノズル
を配置することが可能で、H形鋼1のウエブ高さ(B)
が変更してもノズルとフランジ2の距離を一定に保つべ
くノズルの位置調整が可能で冷却が安定している。従っ
て、スプレーノズルに見られるような流下水によるフラ
ンジ幅方向の冷却ムラもない。
Further, since the nozzle itself is attached to the line so as to be able to advance and retreat at right angles to the line, the nozzle can always be arranged at a certain distance close to the flange 2 of the H-section steel 1, for example, at a distance of 10 to 30 mm. Web height of H-section steel 1 (B)
The nozzle position can be adjusted so that the distance between the nozzle and the flange 2 can be kept constant even if the value is changed, and the cooling is stable. Therefore, there is no cooling unevenness in the flange width direction due to flowing water as seen in the spray nozzle.

【0018】さらに、サイドガイド4に設けられた冷却
水噴射孔3はその角度が水平に対して下向きに角度がつ
いているそのため、噴射された冷却水はフランジ2外面
に衝突した後下方に流下し、盛り上がってフランジ2を
乗り越えてウエブ8へ流れ込みウエブ上面の過冷却を引
き起こすようなことがない。また、冷却水噴射孔3から
噴射される冷却水の流れは円柱状のラミナーフロー(層
流)となるようにしているのでフランジ面に衝突した際
にその盛り上がりが少ない。
Further, since the cooling water injection holes 3 provided in the side guides 4 are inclined downward with respect to the horizontal, the injected cooling water flows down after colliding with the outer surface of the flange 2. Therefore, there is no likelihood that the swelling will climb over the flange 2 and flow into the web 8 to cause excessive cooling of the upper surface of the web. Further, since the flow of the cooling water injected from the cooling water injection holes 3 is a laminar flow (laminar flow) having a columnar shape, the flow of the cooling water is small when it collides with the flange surface.

【0019】また、スプレーノズルから噴射されたアト
マイズ(飛散)状態の噴霧流では、フランジ面への衝突
する液的の速度が速いために盛り上がりが大きくフラン
ジ上端を乗り越える虞れがあるが、円柱状のラミナーフ
ローでは衝突速度が遅いのでそのような盛り上がりは少
ない。また、スプレーノズルから噴射されたアトマイズ
された噴霧流では液滴が四方八方に飛び散り、飛んだ液
滴がフランジを乗り越える虞れがあるが、円柱状のラミ
ナーフローではそのようなことがない。さらに、サイド
ガイドを左右に動かしサイドガイドとH形鋼の距離を変
えることによって、冷却水の衝突点位置を上下に調整す
ることが可能である。基本的には冷却幅(冷却水の到達
する範囲、高さ)は、ノズルの段数を変えることで変更
するが、細かい調整は、サイドガイドの位置を動かし、
冷却装置と被冷却面の距離を変え、到達位置を変更する
ことで可能となる。
In the atomized flow sprayed from the spray nozzle, the liquid flow colliding with the flange surface has a high liquid velocity, so that the swelling is large and there is a risk of climbing over the upper end of the flange. In the laminar flow, such a swell is small because the collision speed is low. Further, in the atomized spray flow sprayed from the spray nozzle, the liquid droplets may scatter in all directions, and the flying liquid droplets may get over the flange. However, such a case does not occur in the cylindrical laminar flow. Further, by moving the side guide left and right to change the distance between the side guide and the H-shaped steel, it is possible to adjust the collision point position of the cooling water up and down. Basically, the cooling width (the range of reaching the cooling water, the height) can be changed by changing the number of nozzles, but for fine adjustment, move the position of the side guide,
This is possible by changing the distance between the cooling device and the surface to be cooled and changing the arrival position.

【0020】次に、試験例に基づきこの実施の形態のH
形鋼のフランジ冷却装置によるH形鋼のフランジの冷却
について図1〜図4に基づき説明する。
Next, based on a test example, H
The cooling of the flange of the H-section steel by the flange cooling device for a section steel will be described with reference to FIGS.

【0021】試験例1.図2はこの実施の形態のH形鋼
製造時の設備配置を説明するための説明図、図3,図4
はこの実施の形態における冷却水の流れを説明するため
の説明図である。この実施の形態は板厚250 mmのスラブ
を加熱炉で1250℃まで加熱し、その後、ブレークダウン
ミルによって該フランジ形状の素材をさらにユニバーサ
ル方式の粗圧延機でリバース圧延することによってフラ
ンジの各部形状、寸法を整えて、仕上げる製造工程によ
りH形鋼を製造するH形鋼の製造ラインにおいて、圧延
後のフランジを加速冷却することによって強度をあげる
制御冷却を行っており、加速冷却の条件は770 ℃から50
0 ℃までを5〜10℃で加速冷却を施すいわゆる制御冷却
を行うH形鋼の製造例である。
Test Example 1 FIG. 2 is an explanatory view for explaining the arrangement of equipment at the time of manufacturing an H-section steel according to this embodiment, and FIGS.
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining a flow of cooling water in the embodiment. In this embodiment, a slab having a thickness of 250 mm is heated to 1250 ° C. in a heating furnace, and then the flange-shaped material is further reverse-rolled by a universal roughing mill by a breakdown mill, thereby forming each part of the flange. In an H-section steel production line for producing an H-section steel through a manufacturing process in which the dimensions are adjusted and finished, controlled cooling is performed to increase the strength by accelerating cooling the flange after rolling. ℃ to 50
This is an example of manufacturing an H-section steel that performs so-called controlled cooling in which accelerated cooling is performed up to 0 ° C at 5 to 10 ° C.

【0022】図2に示すように、加熱炉9から抽出され
た厚み250 mmの第1のスラブは搬送テーブルを送られて
ブレークダウンミル10に送られて該H形鋼形状の素材
に圧延された後、第1の粗圧延機群11及び第2の粗圧
延機群12においてリバース圧延によってH形鋼の各部
寸法を圧延成形すると共に、圧延温度を特定の温度領域
で特定の圧下率で圧延を施す制御圧延が行われている。
そして、粗圧延後のH形鋼は直ちに仕上げ圧延機13に
送られてフランジを垂直にたてる圧延が施され、約900
℃で仕上げ圧延が完了した。
As shown in FIG. 2, the first slab having a thickness of 250 mm extracted from the heating furnace 9 is sent to a transport table, sent to a breakdown mill 10, and rolled into the H-shaped steel material. Then, in the first rough rolling mill group 11 and the second rough rolling mill group 12, the respective dimensions of the H-section steel are roll-formed by reverse rolling, and the rolling temperature is rolled in a specific temperature range at a specific rolling reduction. Control rolling is performed.
Then, the H-beam after the rough rolling is immediately sent to the finishing mill 13 where the flange is vertically rolled, and about 900
Finish rolling at ℃ was completed.

【0023】その後直ちに、図1で示したこの実施の形
態のフランジ冷却装置14に送られ、フランジ2外面を
冷却して加速冷却が施された。このフランジ冷却装置は
長さが40mの通過型の冷却装置であるが、40m未満の長
さのH形鋼はフランジ冷却装置内でオッシレーションさ
せることによって長時間の冷却可能な冷却装置である。
Immediately thereafter, it was sent to the flange cooling device 14 of this embodiment shown in FIG. 1, where the outer surface of the flange 2 was cooled and subjected to accelerated cooling. This flange cooling device is a passage type cooling device having a length of 40 m, but an H-shaped steel having a length of less than 40 m is a cooling device capable of cooling for a long time by oscillating in the flange cooling device.

【0024】また、サイドガイド4は高さ550 mmでガイ
ドの肉厚は15mmの鋼板である。この鋼板に直径3mmの冷
却水噴射孔3が20mmピッチで千鳥状に開けられている。
この時、噴射した冷却水が冷却水噴射孔出口でアトマイ
ズしないようにサイドガイド4にあけた冷却水噴射孔3
はストレートの直管で冷却水噴射孔入り口と出口は面取
りがなされている。これは、冷却水が冷却水噴射孔出口
近傍でアトマイズすると冷却水が上方へ飛び散り、液滴
がフランジを乗り越えることを避けるためである。
The side guide 4 is a steel plate having a height of 550 mm and a thickness of the guide of 15 mm. In this steel plate, cooling water injection holes 3 having a diameter of 3 mm are formed in a zigzag pattern at a pitch of 20 mm.
At this time, the cooling water injection hole 3 opened in the side guide 4 so that the injected cooling water does not atomize at the cooling water injection hole outlet.
Is a straight straight pipe, and the inlet and outlet of the cooling water injection hole are chamfered. This is to prevent the cooling water from splattering upward when the cooling water is atomized near the outlet of the cooling water injection hole, so that the droplets do not cross the flange.

【0025】すなわち、この実施の形態のフランジ冷却
装置で用いられている冷却水の流れは、図3の(a)に
示すように、水道の蛇口から流下するような柱状の冷却
水の流れが望ましく、スプレーノズルのようにノズル出
口で冷却水が乱れてアトマイズしてしまうような流れ
(図3の(b))は、望ましくない。これは、飛び散っ
た液滴がフランジを乗り越えることを避けるための他、
H形鋼−フランジ間に充満した冷却水の中を噴流が突き
破ってフランジ外面に新鮮な冷却水が供給され、強冷却
と均一冷却を実現させることから重要である。また、図
3の(a)に示すように水道の蛇口から流下するような
柱状の冷却水の流れを得るためには、サイドガイド4に
設けた冷却水噴射孔3の長さは、最低でも5 mm、望まし
くは10mm程度必要である。ただし、長すぎると噴射の際
の圧力損失が大きいのでこの実施の形態では10mmとして
いる。
That is, as shown in FIG. 3A, the flow of the cooling water used in the flange cooling device of this embodiment is a columnar cooling water flowing down from a water tap. Desirably, a flow (FIG. 3B) in which cooling water is disturbed and atomized at the nozzle outlet, such as a spray nozzle, is undesirable. This is to avoid splashing droplets over the flange,
This is important because the jet flows through the cooling water filled between the H-section steel and the flange, and fresh cooling water is supplied to the outer surface of the flange, thereby realizing strong cooling and uniform cooling. As shown in FIG. 3A, in order to obtain a columnar cooling water flow that flows down from a water tap, the length of the cooling water injection hole 3 provided in the side guide 4 must be at least at least. 5 mm, preferably about 10 mm is required. However, if it is too long, the pressure loss at the time of injection is large, so in this embodiment, it is set to 10 mm.

【0026】このように、冷却水の流れを円柱状のラミ
ナーフローとするためには、冷却水噴射孔3における冷
却水の出口流速を1〜20 m/s、望ましくは2〜5 m/sと
する。これは、1 m/s以下では、冷却水が勢いが弱くフ
ランジ外面に到達しにくく、20 m/s以上では流れが乱れ
て飛び散る虞れがあるためである。
As described above, in order to make the flow of the cooling water a laminar flow having a columnar shape, the flow velocity of the cooling water at the outlet of the cooling water injection hole 3 is 1 to 20 m / s, preferably 2 to 5 m / s. And This is because at a speed of 1 m / s or less, the cooling water has a weak momentum and is difficult to reach the outer surface of the flange, and at a speed of 20 m / s or more, the flow may be disturbed and scattered.

【0027】さらに、この実施の形態のフランジ冷却装
置の冷却水噴射孔3は複数のブロック5に分割されてお
り、それぞれのブロック5は冷却水を独立に流量制御か
つオンオフ制御すべく流量調整弁6やオンオフ弁7が設
けられている。この弁を調整することによってフランジ
冷却装置は10の段に分けられており、それぞれの段の
幅が50mmになっており通常製造するフランジ幅B150 、
200 、250 、300 、350 、400 、500 mmのそれぞれにつ
いて冷却幅を制御することが可能である。もちろん、各
段の噴射冷却水量を変更することでフランジ幅方向の冷
却能を変更することも可能で、幅内の温度偏差を解消し
上下の曲がり防止や材質のバラツキを低減することも可
能である。
Further, the cooling water injection hole 3 of the flange cooling device of this embodiment is divided into a plurality of blocks 5, and each block 5 controls a flow rate of the cooling water independently and controls a flow rate of the cooling water on / off independently. 6 and an on / off valve 7 are provided. By adjusting this valve, the flange cooling device is divided into 10 stages, and each stage has a width of 50 mm.
It is possible to control the cooling width for each of 200, 250, 300, 350, 400 and 500 mm. Of course, it is also possible to change the cooling capacity in the flange width direction by changing the injection cooling water amount at each stage, eliminate temperature deviation in the width, prevent vertical bending and reduce material variation. is there.

【0028】また、各冷却水噴射孔3は図4の(a)に
示すように、下方に約10゜傾いている。これは噴射した
冷却水がフランジに衝突した後上方に盛り上がりフラン
ジ上端を乗り越えないようにするためである。この角度
が小さいと(孔が水平に近い,図4の(b))衝突した
冷却水の盛り上がりが大きくフランジを冷却水が乗り越
えやすく、逆にこの角度を大きくする(孔を下方へ傾け
る,図4の(c))と、フランジとガイドの距離が変わ
った場合に冷却水がフランジに到達しにくくなって、冷
却が弱くなる問題がある。従ってこの角度は10〜30゜が
望ましい。また、ノズルがサイドガイド4と一体である
ためにこの実施の形態ではフランジ2とノズルの距離を
一定に、近接して一定に保ちやすく、そのため冷却水の
衝突位置(高さ)が安定している。また、サイドガイド
4を動かすことで冷却水の到達する位置(高さ)を微調
整可能である。
Each cooling water injection hole 3 is inclined downward by about 10 ° as shown in FIG. This is to prevent the injected cooling water from rising upward after colliding with the flange so as not to cross the upper end of the flange. If this angle is small (the hole is nearly horizontal, FIG. 4 (b)), the swelling of the colliding cooling water is large and the cooling water is easy to get over the flange, and conversely, this angle is increased (the hole is inclined downward. 4 (c)), when the distance between the flange and the guide is changed, there is a problem that the cooling water hardly reaches the flange and the cooling becomes weak. Therefore, this angle is desirably 10 to 30 °. In addition, since the nozzle is integral with the side guide 4, in this embodiment, the distance between the flange 2 and the nozzle is easily kept constant, close to each other, and the collision position (height) of the cooling water is stabilized. I have. Further, by moving the side guide 4, the position (height) at which the cooling water reaches can be finely adjusted.

【0029】このフランジ冷却装置に圧延直後のH形鋼
を通過させて加速冷却を行った。H形鋼はウエブ高さH
が572 mm、フランジ幅Bが510 mm、ウエブ厚みが60mm、
フランジ厚み80mm、長さが13mで、仕上がり時のフラン
ジは830 ℃であった。このH形鋼をこの実施の形態のフ
ランジ冷却装置に挿入し、後端がフランジ冷却装置内に
入ったと同時に全段の冷却水噴射孔3から冷却水を噴射
開始し、オッシレーションさせながら120 秒冷却した。
The H-shaped steel immediately after rolling was passed through this flange cooling device to perform accelerated cooling. H-section steel has a web height H
Is 572 mm, flange width B is 510 mm, web thickness is 60 mm,
The flange thickness was 80 mm and the length was 13 m. The finished flange had a temperature of 830 ° C. This H-section steel is inserted into the flange cooling device of this embodiment, and at the same time when the rear end enters the flange cooling device, cooling water is started to be injected from the cooling water injection holes 3 of all stages, and is oscillated for 120 seconds. Cool.

【0030】この時、フランジ上端を冷却水が乗り越え
ることはなかった。なお、この時の冷却水の水量密度は
1500L/min m2 とした。そして、冷却後、復熱した後
のフランジ温度を計測したところ500 ℃であってフラン
ジ幅方向に、長手方向ともに均一な温度であった。冷却
後、材質を調べたところ、当初予定の加速冷却効果が確
認された。
At this time, the cooling water did not get over the upper end of the flange. The water density at this time is
It was 1500 L / min m 2 . The temperature of the flange after cooling and reheating was measured to be 500 ° C., which was uniform in the flange width direction and in the longitudinal direction. After cooling, the material was examined, and the initially planned accelerated cooling effect was confirmed.

【0031】以上の操業を続けることで圧延機の稼働率
を高く維持しながら様々なサイズのH形鋼を連続的に処
理可能で、その際、フランジ上端から冷却水がウエブ上
へ流れ込むことがなくウエブの過冷却がなく、それにと
もなうフランジの傘折れはなかった。また、t1 が12mm
以下のような薄肉ウエブのH形鋼のフランジを加速冷却
してもウエブ波等の問題はなかった。
By continuing the above operations, it is possible to continuously process H-shaped steels of various sizes while maintaining the operation rate of the rolling mill at a high level. At this time, cooling water flows from the upper end of the flange onto the web. There was no supercooling of the web, and there was no umbrella breakage of the flange. Also, t1 is 12mm
Even if the following thin-walled H-section steel flange was accelerated and cooled, there was no problem such as a web wave.

【0032】比較例.この実施の形態の比較例としてス
プレーノズルから冷却水をフランジに噴射し、フランジ
の冷却を行った場合の加速冷却の例を図5に示す、な
お、この比較例ではノズルとフランジ外面の間に遮蔽板
を挿入し、フランジ上端部への冷却水の衝突を防止して
いる場合である。
Comparative Example As a comparative example of this embodiment, an example of accelerated cooling when cooling water is sprayed from a spray nozzle to a flange to cool the flange is shown in FIG. 5, and in this comparative example, between the nozzle and the outer surface of the flange. This is a case where a shielding plate is inserted to prevent the collision of the cooling water with the upper end of the flange.

【0033】この比較例では、搬送中のH形鋼の両フラ
ンジ2の外側にガイド15を設けて、そのガイド15に
は幅20mm高さ500 mmの冷却水を噴射するスリット状の孔
16が200 mmピッチで開けられている。それぞれのスリ
ット状の孔16の外側には市販の角吹きスプレーノズル
17が設置されている。そして、それぞれのノズルはH
形鋼のフランジ面で幅30mm高さ500 mmの面積を冷却する
ようにその噴射角度が選定されている。
In this comparative example, a guide 15 is provided outside the flanges 2 of the H-section steel being conveyed, and the guide 15 has a slit-shaped hole 16 for jetting cooling water having a width of 20 mm and a height of 500 mm. Opened at 200 mm pitch. A commercially available square spray nozzle 17 is provided outside each slit-shaped hole 16. And each nozzle is H
The injection angle is selected to cool the area of 30mm width and 500mm height on the flange surface of the section steel.

【0034】なお、この時の各ノズルからの噴射水量は
150 L/分、フランジ面での水量密度は冷却水が当たっ
ている部分は約10000L/m2 分である。しかしなが
ら、長手方向にはノズルピッチが200 mmであるので冷却
能力としてはフランジ厚み25mmで冷却速度が4.2 ℃/s
であった。加速冷却としては8〜10℃/s必要であるが
この冷却装置では冷却が不足していた。また、ノズル配
管施工上ノズルピッチは200 mmよりも短くすることは不
可能であったのでこの装置では加速冷却装置としては能
力が不十分であった。また、ノズルピッチを200 mmより
も短くするとガイドの強度が冷却水の噴射孔によって不
足し、H形鋼の衝突によってガイドが容易に変形する、
あるいはH形鋼のスムーズな搬送が難しいという問題が
あった。
At this time, the amount of water jetted from each nozzle is
The water volume density at the flange surface is 150 L / min, and the portion where the cooling water is applied is about 10,000 L / m 2 minutes. However, since the nozzle pitch is 200 mm in the longitudinal direction, the cooling capacity is 4.2 ° C./s with a flange thickness of 25 mm.
Met. Accelerated cooling requires 8 to 10 ° C./s, but this cooling device has insufficient cooling. Further, it was impossible to make the nozzle pitch shorter than 200 mm due to the construction of the nozzle pipe, so that this device had insufficient capacity as an accelerated cooling device. Also, if the nozzle pitch is shorter than 200 mm, the strength of the guide is insufficient due to the cooling water injection hole, and the guide is easily deformed by the collision of the H-shaped steel,
Alternatively, there is a problem that it is difficult to smoothly transport the H-section steel.

【0035】また、加速冷却として必要な冷却能力8〜
10℃/sを得るためにはフランジ外面のみならず内面か
らの冷却が必要であった。フランジ内面に冷却装置を設
けることを想定すると、H形鋼のサイズ変更に対し、そ
の内法を変更する、高さを変更する等の駆動が必要で、
かつH形鋼との衝突を防止するためのガイド設置等、設
備費が膨大となる問題があった。
The cooling capacity required for accelerated cooling is 8 to
In order to obtain 10 ° C./s, cooling from the inner surface as well as the outer surface of the flange was required. Assuming that a cooling device is provided on the inner surface of the flange, it is necessary to change the size of the H-section steel, change its internal method, change its height, etc.
In addition, there is a problem that equipment costs are enormous, such as installation of guides for preventing collision with H-section steel.

【0036】ガイド15の外側には高さを変更可能な遮
蔽板18を設けて、H形鋼のフランジ上端部へ衝突する
冷却水を遮蔽した。さらに、遮蔽板の下には遮蔽板に衛
来した冷却水が再度飛ばないように樋19を設けてい
る。しかしながらこの加速冷却装置ではフランジの幅が
200 mmから500 mmまでのH形鋼を製造しているためにそ
の遮蔽板の位置調整幅は高さ約170 mm〜470 mmと300 mm
稼働させなければならずそのための機構が複雑であっ
た。また、その遮蔽効果は、遮蔽板に一旦衝突した冷却
水が遮蔽板の下端から再度吹き飛ばされてフランジ上端
部を乗り越え、ウエブに一部到達し、完全な水切りは難
しかった。また、この比較例の冷却装置で実施の形態と
同じ薄肉ウエブのH形鋼を冷却したところ、ウエブ波が
発生した。
A shielding plate 18 whose height can be changed is provided outside the guide 15 to shield the cooling water that collides with the upper end of the flange of the H-section steel. Further, a gutter 19 is provided under the shielding plate so that the cooling water escaping to the shielding plate does not fly again. However, in this accelerated cooling device, the width of the flange is
Since we manufacture H-shaped steel from 200 mm to 500 mm, the position adjustment width of the shielding plate is about 170 mm to 470 mm and 300 mm in height.
It had to be operated and the mechanism for that was complicated. The shielding effect is that the cooling water that once collides with the shielding plate is blown off again from the lower end of the shielding plate, climbs over the upper end of the flange, partially reaches the web, and it is difficult to completely drain the water. When the same thin-walled H-section steel as that of the embodiment was cooled by the cooling device of this comparative example, a web wave was generated.

【0037】この実施の形態では、サイドガイド4を兼
ねた、多数の冷却水噴射孔3が開けられたガイドから冷
却水が噴射し、冷却水噴射孔3をその角度が水平に対し
て下向きに角度をつけるようにしたので、冷却水がフラ
ンジ外面に効率よく到達するので冷却効率が高く、安定
した加速冷却が可能となり、ノズルとガイドが一体であ
るのでその距離を近接させることができ、よりフランジ
上端部まで冷却しても冷却水の乗り越えをなくすことが
可能となり、噴射した冷却水がフランジ上端を乗り越え
てウエブに達することがなくウエブの過冷却を防止する
ことが可能となり、ウエブ上面の過冷却がなく、ウエブ
波、傘折れ、上下曲がりがなく製品の歩留まりを高くす
ることが可能となる。
In this embodiment, cooling water is injected from a guide, which also serves as a side guide 4 and has a number of cooling water injection holes 3 formed therein, and the angle of the cooling water injection holes 3 is directed downward with respect to the horizontal. Because the angle is set, the cooling water efficiently reaches the outer surface of the flange, so the cooling efficiency is high, stable accelerated cooling is possible, and the nozzle and guide are integrated so that the distance can be made closer, Even when cooling to the upper end of the flange, it is possible to prevent the cooling water from climbing over the upper end of the web. There is no supercooling, no web waves, no umbrella breaks, and no vertical bends, making it possible to increase the product yield.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上述べたように、本発明のH形鋼のフ
ランジ冷却装置によれば、冷却装置が、H形鋼の両側フ
ランジをライン両側より挟んで、これを案内するサイド
ガイドに形成された多数の噴射孔からなり、かつこれら
噴射孔は、その孔軸が水平に対し先端側が下方向に傾斜
して設定したので、冷却水がフランジ外面に効率よく到
達するので冷却効率が高く、安定した加速冷却ができ、
ノズルとガイドが一体であるのでその距離を近接させる
ことができ、よりフランジ上端部まで冷却しても冷却水
の乗り越えをなくすことができ、噴射した冷却水がフラ
ンジ上端を乗り越えてウエブに達することがなくウエブ
の過冷却を防止することができ、ウエブ上面の過冷却が
なく、ウエブ波、傘折れ、上下曲がりがなく製品の歩留
まりを高くすることができるという効果を有する。
As described above, according to the flange cooling device for H-section steel of the present invention, the cooling device is formed on the side guides for guiding the flanges on both sides of the H-section steel from both sides of the line. It consists of a large number of injection holes, and these injection holes, the axis of the hole is set with the tip side inclined downward with respect to the horizontal, so that the cooling water efficiently reaches the outer surface of the flange, high cooling efficiency, Stable accelerated cooling is possible,
Since the nozzle and guide are integrated, the distance can be made closer, and even when cooling to the upper end of the flange, the cooling water can be prevented from getting over, and the injected cooling water can get over the upper end of the flange and reach the web This has the effect of preventing overcooling of the web without any overcooling, preventing overcooling of the upper surface of the web, and eliminating the web wave, umbrella breakage, and vertical bending, thereby increasing the product yield.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態に係るH形鋼のフランジ
冷却装置の構成を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of an H-section steel flange cooling device according to an embodiment of the present invention.

【図2】実施の形態のH形鋼製造時の設備配置を説明す
るための説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining a facility arrangement at the time of manufacturing an H-section steel according to the embodiment.

【図3】実施の形態における冷却水の流れを説明するた
めの説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining a flow of cooling water in the embodiment.

【図4】実施の形態における冷却水の流れを説明するた
めの説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a flow of cooling water in the embodiment.

【図5】比較例の冷却装置の構成を説明するための説明
図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a configuration of a cooling device of a comparative example.

【図6】H形鋼各部寸法の名称を説明するための説明図
である。
FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining names of dimensions of each part of the H-section steel.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 H形鋼 2 フランジ 3 冷却水噴射孔 4 サイドガイド 5 ブロック 6 流量調整弁 7 オンオフ制御弁 8 ウエブ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 H-section steel 2 Flange 3 Cooling water injection hole 4 Side guide 5 Block 6 Flow control valve 7 On / off control valve 8 Web

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 槙ノ原 操 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 有村 鶴和 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 藤井 幸生 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 Fターム(参考) 4K034 AA04 AA10 AA19 BA02 CA01 DA06 DB03 FA04 FB05 FB07 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Misao Makinohara 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nihon Kokan Co., Ltd. (72) Tsuruwa Arimura 1-1-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo No. 2 Nippon Kokan Co., Ltd. (72) Inventor Yukio Fujii 1-2-1 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo F-term in Nippon Kokan Co., Ltd. 4K034 AA04 AA10 AA19 BA02 CA01 DA06 DB03 FA04 FB05 FB07

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 H形鋼の熱間圧延ライン内の仕上げ圧延
機の下流側に配置されて、該H形鋼のフランジを加速冷
却するフランジ冷却装置であって、 該冷却装置は、前記H形鋼の両側フランジをライン両側
より挟んで、これを案内するサイドガイドに形成された
多数の噴射孔からなり、かつこれら噴射孔は、その孔軸
が水平に対し先端側が下方向に傾斜して設定されている
ことを特徴とするH形鋼のフランジ冷却装置。
1. A flange cooling device which is disposed downstream of a finishing mill in an H-section steel hot rolling line and accelerates and cools a flange of the H-section steel, wherein the cooling device comprises: It consists of a number of injection holes formed in side guides that guide both sides of the flange of the section steel from both sides of the line, and these injection holes have a hole axis whose horizontal end is inclined downward with respect to the horizontal. An H-shaped steel flange cooling device, characterized in that it is set.
【請求項2】 前記噴射孔の孔軸の角度を10〜30度
の範囲に設定したことを特徴とする請求項1記載のH形
鋼のフランジ冷却装置。
2. The H-section flange cooling device according to claim 1, wherein the angle of the hole axis of the injection hole is set in a range of 10 to 30 degrees.
【請求項3】 前記噴射孔は、その直径が、前記サイド
ガイドの厚みよりも小さく設定され、かつ噴出する冷却
水の流れがラミナーフローとなるように流量が調整され
てなることを特徴とする請求項1又は請求項2記載のH
形鋼のフランジ冷却装置。
3. The injection hole, wherein the diameter of the injection hole is set smaller than the thickness of the side guide, and the flow rate is adjusted so that the flow of the cooling water to be jetted becomes a laminar flow. H according to claim 1 or 2
Shaped steel flange cooling system.
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