JP2000237815A - 鋼板の冷却方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鋼板を水噴流で冷却するに際し、鋼板の板幅
方向の温度分布を均一に冷却する。 【解決手段】 鋼板１の板幅方向端部の位置に該鋼板の
上下表面にマスキング用板２，３を配置して冷却するこ
とを特徴とする圧延鋼板の冷却方法及び冷却装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱間圧延に引き続
き、鋼板を水噴流で冷却するに際し、鋼板の板幅方向の
温度分布を均一に冷却する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】熱間圧延により製造される鋼板は、所定
の材質特性を得るため、または、生産能率向上のため、
通常、熱間圧延に引き続き制御冷却される。制御冷却の
方法としては、多くの場合、水を冷却媒体として噴流を
形成し鋼板に衝突させ、沸騰現象を伴う強冷が行われ
る。その際、均一な機械的性質や形状等を得るため鋼板
の温度分布を均一にすることが重要である。鋼板の板幅
方向の温度分布を均一とするため、通常は板幅方向の噴
流量の分布を均等にして冷却するが、それのみでは、板
幅方向端部の鋼板温度が図５に示すように最端部に向か
って低下する。

【０００３】そのため、従来から、この端部温度の低下
防止に関する冷却方法の提案がいくつかなされている。
例えば、特開昭５７−１６５１１４号公報や、特開昭５
８−３２５１１号公報においては、鋼板を冷却するに際
し、水噴流の鋼板への衝突を遮断する樋等を設けて端部
の冷却を弱めることが開示されている。また、特開昭６
３−１３６１０号公報においては、鋼板端部の近傍の冷
却水量をノズルごとに増減させて板幅方向の噴流水量を
制御する方法が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】これら従来の提案のう
ち、特開昭５７−１６５１１４号公報や、特開昭５８−
３２５１１号公報に開示された方法では、いずれも板幅
方向端部の水噴流の遮断により端部の鋼板平均温度は上
昇するが、板幅方向中央部の冷却水が鋼板に衝突した
後、板幅方向端部を通過して板幅方向最端部より排水さ
れるので、この排水される流水により、板幅方向端部が
冷却されることは変わりなく、端部の鋼板温度はやはり
最端部に向かって低下するのを避けられない。

【０００５】また、特開昭６３−１３６１０号公報に開
示された装置においては、鋼板端部の近傍の冷却水量を
ノズルごとに増減させて板幅方向の噴流水量を制御する
ことにより、板幅方向の噴流水量分布を制御する上で有
利となるが、やはり、冷却水が鋼板に衝突した後、板幅
方向端部を通過して板幅方向最端部より排水され、板幅
方向端部が冷却される問題を解消できない。また、ノズ
ル毎に水量を制御する等の設備費がかさむ。本発明の目
的は、このような問題を解決し、熱間圧延に引き続き、
鋼板を水を冷却媒体とした噴流で冷却するに際し、鋼板
の板幅方向の温度分布を均一に冷却する方法を提供する
ものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の方法は、熱間圧延に引き続き、鋼板を水を冷
却媒体とした噴流で冷却するに際し、鋼板の板幅方向端
部の位置に、該鋼板の上下表面に該鋼板に冷却水が接触
しないように、被覆板を配置して冷却することを特徴と
する鋼板の冷却方法である。また、前記目的を達成する
ための本発明の装置は、 熱間圧延に引き続き、水を冷
却媒体とした噴流で鋼板を冷却する装置において、鋼板
の板幅方向端部の上面をマスキングする上マスキング板
と、このマスキング板を支持し鋼板になめらかに沿わせ
るロールと、この上マスキング板及びならいロールを吊
り下げて支持する上面マスキング板アームと、この上面
マスキングアームを鋼板の幅方向に移動自在とする駆動
装置と、下面をマスキングする下マスキング板と、この
下マスキング板を支持し鋼板になめらかに沿わせるロー
ルと、この下面マスキング板及びならいロールを支持す
る下面マスキングアームと、鋼板の幅方向に前記上面マ
スキングアームと独立して移動自在とする駆動装置から
なるマスキング装置を備えたことを特徴とする鋼板の冷
却装置である。

【０００７】なお、本発明において、マスキング板の鋼
板通板方向の配置する位置や長さは特に限定しない。こ
れらは、所望の冷却パターン、冷却条件、鋼板温度均一
度に従い決定されるものである。例えば、マスキング板
を鋼板通板方向の不連続な位置に配置した場合、その各
々の位置で所望の均一冷却効果が得られる。また、本発
明において、噴流とはスプレー等と呼称される噴射流
や、ラミナー流等と呼称される円柱状の連続流等の、要
すれば、ある大きさの運動量をもって鋼板に衝突する流
れを総称するものである。

【０００８】また、本発明において、板幅方向端部と
は、鋼板の板幅方向の最端部から板幅方向中央に向かい
大略２００ｍｍ以内の部位を意味し、板幅方向中央部と
は、鋼板のその他の部位を意味する。本発明の方法にお
いては、鋼板の冷却に際し、鋼板の上下面において、前
記マスキング板を板幅方向端部の位置に鋼板の上下面に
配置し、鋼板の最端部から排出される冷却水がこのマス
キング板の鋼板と反対の側を流れるようにすることによ
り、鋼板の端部の上下面での水流による冷却を排除する
ことができ、それにより、鋼板の幅方向端部の熱伝達強
度を制御し、過冷却を防止できる。

【０００９】また、本発明の装置においては、前記の冷
却方法を具現化する冷却装置として、鋼板の板幅方向端
部の上面をマスキングする上マスキング板と、このマス
キング板を支持し鋼板になめらかに沿わせるロールと、
この上マスキング板及びならいロールを吊り下げて支持
する上面マスキング板アームと、この上面マスキングア
ームを鋼板の幅方向に移動自在とする駆動装置と、下面
をマスキングする下マスキング板とこの下マスキング板
を支持し鋼板になめらかに沿わせるロールを支持する下
面マスキングアームと、この下面マスキング板及びなら
いロールを鋼板の幅方向に前記上面マスキングアームと
独立して移動自在とする駆動装置からなるマスキング装
置を備えており、この装置を用い、上下面の端部の冷却
範囲を独立に制御することにより、鋼板の端部の過冷却
を防止することが可能となる。

【００１０】以下、マスキング板の作用原理について図
面に基づいて説明する。図２は、本発明の冷却方法の鋼
板の上下面部幅方向端部における冷却水の流れを示す説
明図、また、図３は、従来の方法の鋼板の上面部幅方向
端部における冷却水の流れを示す説明図である。図３に
おいて、冷却に使用された水は集まって全て鋼板の最端
部に向かって流れ、最端部から落下する。この時、鋼板
の板幅方向端部の温度分布は図５に示すように板幅方向
最端部に向かい低下する。この原因として、発明者ら
は、鋼板端部の角部は、鋼板中央部と異なり、冷却水が
増加するとともに、二面からの冷却を受けるために鋼板
中央部に比べ冷却速度が速く、過冷却となると想定し
た。

【００１１】そこで、発明者らは、この熱伝達強度上昇
因子を消去するため、前記マスキング板を配置する方法
を創案した。その方法を図２において説明する。すなわ
ち、図２において、鋼板１の板幅方向中央部から板幅方
向最端部に向かう水流１０は、板幅方向端部において、
マスキング板２により、マスキング板２の上方を越えて
排出される。このため、端部角部を冷却する水流を排除
する手段を具備することになり、端部角部の冷却強度を
間欠的に制御することが可能となる。すなわち、極めて
単純で安価な方法で前記の冷却速度の偏差を解消するこ
とが可能である。

【００１２】また、本発明の装置を図１において説明す
る。図１において、上下面のマスキング板は、上下面独
立に移動可能なようにしているので、上下面で異なる角
部の冷却能力差の制御が可能である。以上説明した通
り、本発明の方法及び装置によれば、鋼板の板幅方向端
部における冷却速度の偏差をもたらす水流を制御でき、
それにより、鋼板の板幅方向端部の温度低下を防止し、
鋼板温度分布が平坦化し、均一冷却作用が得られる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明の一つの方法の実施
例を説明するための設備の鋼板幅方向断面概略図を示す
ものである。図１において、１は鋼板、２は上マスキン
グ板、３は下マスキング板、１３はマスキング板位置調
整機構、４は上面冷却水ヘッダ、５は上面冷却ノズル、
８は下面冷却水ヘッダ、９は下面冷却ノズルである。図
１において、鋼板１は熱間圧延された後、搬送されなが
ら、上下からの水噴流の衝突と衝突後の流水により冷却
される。以下、鋼板１が冷却される時の作用について詳
しく説明する。鋼板１の板幅方向中央部は、上面冷却水
ヘッダ４を通り上面冷却ノズル５から噴射された上面水
噴流１２と、上面水噴流が鋼板１に衝突後に板面に沿っ
て流れ板幅最端部から排水される流水によって冷却され
る。

【００１４】この時、鋼板の板幅方向中央部から板幅方
向最端部に向かう水流１４はそれほど多くなってないた
め、冷却能力は上面水噴流１２によってほぼ決まり、板
幅方向中央部の鋼板温度分布は、図５に示す通り、通常
の冷却においても比較的均一なものとなる。これに対す
る板幅方向端部の冷却の作用につき、先ず、本発明を適
用せず、板幅方向の噴流量の分布を均等にしてのみ冷却
する場合を説明する。鋼板１は、上面冷却水ヘッダ４を
通り上面冷却ノズル５から噴射された上面水噴流１２
と、図３の鋼板端部より排出される水流１５によって冷
却される。鋼板端部より排出される水流１５は、板幅方
向中央部の流水も加わっているため水量が増加してお
り、冷却能力への影響が顕れてくる。

【００１５】そのため、板幅方向端部の鋼板の温度分布
は図５に示すように板幅方向最端部に向かい低下する。
これは、前項で説明したように、板幅方向端部の熱伝達
強度が上昇するからである。次に、本発明を適用した場
合は、前項で説明したように鋼板の板幅方向中央部から
板幅方向最端部に向かう水流１４は、図２に示すように
板幅方向端部において、上マスキング板２の鋼板と反対
側を越えて排出される。この上マスキング板２と下マス
キング板３を鋼板の長手方向に間欠的に設置することに
より、鋼板の板幅方向端部の上下面の熱伝達強度を制御
することができ、図７のマスキング板設置有無での鋼板
の温度推移に示すように、鋼板の板幅方向端部と中央部
の温度偏差を小さくすることが可能となる。

【００１６】図７において、マスキング板を配置するに
際し、マスキング板を間欠的に鋼板端部に配置した。ま
た、上面と下面とでは、冷却する水流の形態が異なるこ
とから、マスキングを配置する範囲及び時間を変更する
ことも可能であるが、ここでは、上下面とも同じ設置範
囲、時間とした。図７によれば、本発明法のマスキング
板を配置した場合においては、中央部と端部の冷却終了
時の温度差を１０℃以内に抑制することが可能であっ
た。図６に、上マスキング板２と鋼板１の位置関係を示
す。図６に示すように、マスキング板支持アーム６に、
ならいロール１６を、ならいロール１６の軸が鋼板１の
進行方向と直角になるように設置する。さらに、上マス
キング板２をマスキング支持アーム６に設置する。 こ
のならいロール１６により、マスキング支持アーム６に
設置した上マスキング板２を鋼板１との位置関係を固定
して、上マスキング板２を鋼板１の表面に設置すること
が可能となり、鋼板の端部角部を通過する水流１５を制
御することができるようになった。

【００１７】

【実施例】以下本発明の実施例について説明する。図１
に示した装置を用いて、幅１．５ｍ、厚さ１２ｍｍの鋼
板を、鋼板表面温度が８００℃から５５０℃まで水で冷
却した。この際、マスキング板を設置する板幅方向での
板端部からの長さは40mmとし、冷却初期から鋼板上に設
置した。この結果、図４のように鋼板の板幅方向に平坦
な温度分布を得ることができる。以上の結果から、本発
明法では、鋼板の板幅方向端部の過冷却を防止できるこ
とが明らかであり、鋼板の板幅方向の均一冷却の目的が
達成されることがわかる。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
熱間圧延に引き続き、鋼板を水噴流で冷却するに際し、
鋼板の板幅方向の温度分布を均一に冷却することができ
るため、均一な機械的性質や形状等を得る冷却方法を提
供することができ、当該産業分野において多大な貢献を
期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図1】本発明の装置を説明する鋼板幅方向断面概略
図。

【図2】本発明法の方法の鋼板の上下面部幅方向端部に
おける冷却水の流れを説明する図。

【図３】従来法の鋼板の上下面部幅方向端部における冷
却水の流れを説明する図。

【図４】本発明法の方法の鋼板幅方向の鋼板温度の分布
を説明する図。

【図５】従来法の鋼板幅方向の鋼板温度の分布を説明す
る図。

【図６】本発明の装置の鋼板接触部の詳細を説明する
図。

【図７】本発明の方法の鋼板端部及び中央部の冷却時の
温度推移図。

【符号の説明】

１ 鋼板 ２ 上マスキング板 ３ 下マスキング板 ４ 上面冷却水ヘッダ ５ 上面冷却ノズル ６ 上マスキング支持アーム ７ 上マスキング移動架台 ８ 下面冷却水ヘッダ ９ 下面冷却ノズル １０ 下マスキング移動架台 １１ 下マスキング支持アーム １２ 上面水噴流 １３ マスキング板位置調整機構 １４ 鋼板の板幅方向中央部から板幅方向最端部に向
かう水流 １５ 鋼板端部より排出される水流 １６ ならいロール １７ 鋼板端部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱間圧延に引き続き、水を冷却媒体とし
   た噴流で鋼板を冷却するに際し、鋼板の板幅方向端部の
   上下表面にマスキング板を配置し、該鋼板に冷却水が接
   触しないように、冷却することを特徴とする鋼板の冷却
   方法。
2. 【請求項２】 熱間圧延に引き続き、水を冷却媒体とし
   た噴流で鋼板を冷却する鋼板の冷却装置において、鋼板
   の板幅方向端部の上面をマスキングする上マスキング板
   と、この上マスキング板を支持し鋼板になめらかに沿わ
   せるならいロールと、この上マスキング板及びならいロ
   ールを吊り下げて支持する上面マスキング板アームと、
   この上面マスキングアームを鋼板の幅方向に移動自在と
   する駆動装置と、下面をマスキングする下マスキング板
   と、この下マスキング板を支持し鋼板になめらかに沿わ
   せるならいロールと、この下面マスキング板及びならい
   ロールを支持する下面マスキングアームと、鋼板の幅方
   向に前記上面マスキングアームと独立して移動自在とす
   る駆動装置とからなるマスキング装置を備えたことを特
   徴とする鋼板の冷却装置。