JP2007105792A - Method for setting arrangement of spray cooling nozzle, and cooling equipment for heated steel strip - Google Patents
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Description
本発明は、熱間圧延して得られた熱鋼板を拘束ロールで拘束通板しながら制御冷却する方法に関し、より詳しくは、形状特性が良好で均一な鋼材を得るために適用される熱鋼板の冷却装置に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for controlled cooling of a hot steel sheet obtained by hot rolling while restraining it with a restraining roll, and more specifically, a hot steel sheet applied to obtain a uniform steel material having good shape characteristics. The present invention relates to a cooling device.
鋼材の機械的性質、加工性、溶接性を向上させるために、例えば熱間圧延された直後の高温状態の鋼材を圧延ライン上で通板させながら加速冷却し、鋼材に所定の冷却履歴を与えることは一般的に行われている。しかし、鋼材を冷却する際に生じる冷却むらは、鋼材の形状不良や加工歪みの原因となり、益々の向上を要求されている鋼材品質に対して早急な改善が要望されている。 In order to improve the mechanical properties, workability, and weldability of steel materials, for example, high-temperature steel materials immediately after being hot-rolled are accelerated and cooled while passing on a rolling line, giving a predetermined cooling history to the steel materials. Things are generally done. However, the uneven cooling that occurs when the steel material is cooled causes a shape defect of the steel material and processing distortion, and an urgent improvement is required for the steel material quality that is required to be further improved.
これらの問題点を解決するために、上下の複数対の拘束ロールにより、鋼材を拘束して熱変形を防ぐ方法がある。しかし、このような方法では、良好な形状の鋼材が得られるが、鋼材内部の残留応力が客先加工時の変形として現れる場合があり、根本的な解決とはならない。したがって、鋼材を均一に冷却することが最良の解決手段となる。 In order to solve these problems, there is a method of preventing thermal deformation by restraining a steel material with a plurality of pairs of upper and lower restraint rolls. However, with such a method, a steel material having a good shape can be obtained, but the residual stress inside the steel material may appear as deformation during customer processing, and is not a fundamental solution. Therefore, cooling the steel material uniformly is the best solution.
均一冷却を達成する冷却方法として、従来のスプレーノズルによって冷却媒体である水を鋼材に噴射する冷却方法では、鋼材の幅方向に水量が均一に噴射されるよう設備が設計されてきた。図1に従来の山形水量分布フラットスプレーによる鋼材冷却装置のノズル配置を示す。各スプレーノズル1は通板直交方向全域の水量分布が均一になるよう適正なノズルピッチS0で通板直行方向に直列に配置されている。鋼材通板方向に関しては、互いに隣接するスプレー噴射域が干渉しないように配置されている。
As a cooling method for achieving uniform cooling, in a cooling method in which water as a cooling medium is sprayed onto a steel material by a conventional spray nozzle, equipment has been designed so that the amount of water is uniformly sprayed in the width direction of the steel material. Fig. 1 shows the nozzle arrangement of a conventional steel cooling device using an angle water distribution flat spray. The
しかしながらこのようなノズル配置の冷却装置では、ノズル噴射範囲(スプレー噴射域2)の中心で冷却能力が周辺と比較して高くなるため、鋼材通板直交方向に均一な冷却能力分布が得られず、冷却むらが発生することがある。 However, in the cooling device with such a nozzle arrangement, the cooling capacity is higher in the center of the nozzle injection range (spray injection area 2) than in the periphery, so a uniform cooling capacity distribution in the direction perpendicular to the steel plate cannot be obtained. Uneven cooling may occur.
スプレーノズルを用いて均一に冷却する方法として特許文献1に1つのスプレー噴射範囲の冷却水衝突圧力ばらつきを±20%以内とする方法が示されている。また、特許文献2にスプレーノズルの噴射干渉域が形成されるように配置する方法が提案されている。さらに、特許文献3では被冷却面の幅方向全ての点が冷媒噴流衝突域を2回以上通過することで均一冷却が達成可能であるとされている。
As a method for uniformly cooling using a spray nozzle,
特許文献1の方法では、通板方向および通板直交方向に複数列備えたスプレー冷却範囲全体の冷却能力を均一にする方法については提案されていない。また、特許文献2の方法では、ノズルの噴射干渉域以外ではノズル噴射範囲中心の冷却能力が高くなるため、特許文献2の冷却方法を用いても均一な冷却能力分布とならない。さらに、特許文献3の方法では、冷媒衝突域内に冷却能力分布が存在するスプレーノズルを通板方向に一直線に配置配置した場合は、冷媒噴流衝突域を2回以上通過するにもかかわらず、衝突域中心と衝突域端部で冷却能力差が生じ、均一な冷却能力分布は得られない。
In the method of
本発明は、前述のような問題点を解消するためのもので、その目的は、通板直交方向に均一な冷却が可能であるスプレー冷却装置のスプレーノズル配置設定方法を提供し、かつ、水量および噴射域の異なる2種類以上のノズルを用いて広い水量調整範囲を有するスプレー冷却装置のスプレーノズル配置設定方法を提供するものである。 The present invention is for solving the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a spray nozzle arrangement setting method for a spray cooling device capable of uniform cooling in the direction perpendicular to the plate passing through, and the amount of water. The present invention also provides a spray nozzle arrangement setting method for a spray cooling device having a wide water amount adjustment range using two or more types of nozzles having different spray areas.
本発明のスプレーノズル配置設定方法は熱鋼板の通板直交方向の均一冷却を達成するために、以下の(1)〜(4)の構成を要旨とする。
(1)熱鋼板を拘束通板させる複数対の拘束ロールを備え、各拘束ロール対間に冷却水噴射量制御可能なスプレーノズルを通板方向および/または通板直交方向に複数列備えた通板冷却装置のスプレーノズルの配置設定方法において、冷却水の冷却面への衝突圧力のn乗を拘束ロール対間で通板方向に積分した値が、通板直交方向で最大値より-20%以内となるようにスプレーノズルを配置することを特徴とするスプレーノズルの配置設定方法。
但し、0.05≦n≦0.2
(2)各拘束ロール対間のノズル列ごとに、水量もしくは冷却水の噴射域が異なる複数種のノズルを用いることを特徴とする前記(1)に記載のスプレーノズル配置設定方法。
(3)スプレーノズルが、水と空気を混合噴射可能な構造を有することを特徴とする前記(1)又は(2)に記載のスプレーノズル配置設定方法。
(4)スプレーノズルの配置を(1)〜(3)のいずれかに記載の方法を用いて設定した熱鋼板冷却装置。
The spray nozzle arrangement setting method of the present invention is summarized as the following configurations (1) to (4) in order to achieve uniform cooling of the hot steel plate in the direction perpendicular to the plate passing direction.
(1) Provided with a plurality of pairs of restraining rolls for restraining the hot steel plate to pass through, and a plurality of rows of spray nozzles capable of controlling the amount of cooling water injected between each pair of restraining rolls in the plate direction and / or in the direction perpendicular to the plate. In the spray nozzle arrangement setting method of the plate cooling device, the value obtained by integrating the nth power of the impinging pressure on the cooling surface of the cooling water in the plate passing direction between the pair of restraining rolls is -20% higher than the maximum value in the plate passing direction. Spray nozzle arrangement setting method, wherein spray nozzles are arranged so as to be within the range.
However, 0.05 ≦ n ≦ 0.2
(2) The spray nozzle arrangement setting method according to (1), wherein a plurality of types of nozzles having different water amounts or cooling water injection areas are used for each nozzle row between each pair of constraining rolls.
(3) The spray nozzle arrangement setting method according to (1) or (2), wherein the spray nozzle has a structure capable of mixing and jetting water and air.
(4) A hot steel sheet cooling apparatus in which the arrangement of spray nozzles is set using the method according to any one of (1) to (3).
本発明によれば、スプレーノズルを用いる冷却装置において、従来検討されていなかった冷却水衝突圧力という冷却因子を規定したノズル種類およびノズル配置を採用することにより、通板直交方向に高い冷却均一性を有する冷却装置を製作することができる。 According to the present invention, in a cooling device using a spray nozzle, by adopting a nozzle type and nozzle arrangement that define a cooling factor called a cooling water collision pressure, which has not been studied in the past, high cooling uniformity in the direction perpendicular to the through-plate. Can be manufactured.
すなわち、冷却水衝突圧力という冷却因子で冷却能力を整理できるので、実験的にノズル配置を設定する場合に、実際に熱片を用いて冷却実験を実施しなくても、衝突圧力をn乗して通板方向に積分した値の幅方向分布を実験的に得ることによって、通板直交方向に高い冷却均一性を有するノズル配置を見出すことができる。また、使用するノズルについて衝突面での圧力分布がわかれば、衝突圧力をn乗して通板方向に積分した値の幅方向分布を算出することによって、通板直交方向に高い冷却均一性を有するノズル配置を見出すことができる。 In other words, since the cooling capacity can be arranged by the cooling factor called the cooling water collision pressure, when the nozzle arrangement is set experimentally, the collision pressure is increased to the nth power without actually performing the cooling experiment using the heat pieces. By experimentally obtaining a width direction distribution of values integrated in the plate passing direction, it is possible to find a nozzle arrangement having high cooling uniformity in the plate passing direction. In addition, if the pressure distribution at the collision surface is known for the nozzle to be used, high cooling uniformity is obtained in the direction perpendicular to the plate by calculating the width direction distribution of the value obtained by integrating the collision pressure to the nth power in the plate direction. A nozzle arrangement can be found.
また、本発明のスプレーノズルの配置設定方法によれば水量および噴射域の異なる2種類以上のノズルを用いても、通板直交方向に同様な冷却均一性を達成するため、通板直交方向に均一な冷却能力をもち、かつ、広い水量調整範囲を有するスプレー冷却装置を実現することができる。 In addition, according to the spray nozzle arrangement setting method of the present invention, even when two or more types of nozzles having different water amounts and injection areas are used, the same cooling uniformity is achieved in the direction perpendicular to the passage plate. A spray cooling device having a uniform cooling capacity and a wide water amount adjustment range can be realized.
さらに、本発明は水と空気を混合噴射可能な構造を有するスプレーノズルにおいても同様な冷却均一性を達成可能なスプレーノズル配置設定方法である。 Furthermore, the present invention is a spray nozzle arrangement setting method capable of achieving the same cooling uniformity even in a spray nozzle having a structure capable of mixing and jetting water and air.
本発明者らは、スプレー冷却において冷却に寄与する因子を調査、研究した研究開発実験結果を図に従って説明する。 The present inventors will explain the results of research and development experiments conducted by investigating and studying factors contributing to cooling in spray cooling according to the drawings.
静止中の被冷却媒体を単一ノズルによって冷却する場合において、図2(c)に示すように、冷却面との間隔Lが150mmとなる位置に配置した流量100リットル/min、ヘッダー圧力0.3MPaのオーバルノズル(スプレーノズル1)から冷却水を300mm×40mmの範囲(スプレー噴射域2)に噴射したものを20mm×20mmの範囲M1、M2、M3で水量および冷却能力の平均値を測定し、測定値の最大値(範囲M1の冷却能力)で除して無次元化(正規化)した。範囲M1
はスプレーノズル1の真正面に位置する20mm×20mmの範囲であり、範囲M2 は、範囲M1 に隣接する20mm×20mmの範囲であり、範囲M3は、範囲M2に隣接する20mm×20mmの範囲である。これら範囲M1、M2、M3、はスプレー噴射域2の長手方向に沿って直列に配置されている。なお冷却能力については、被冷却体として900℃に加熱された板厚20mmの一般構造用圧延鋼材(SS400)を用いて冷却試験を行い、鋼材表面温度300℃の時に測定された熱伝達率を冷却能力として評価に用いた。
When cooling the stationary medium to be cooled by a single nozzle, as shown in FIG. 2 (c), the flow rate is 100 liters / min and the header pressure is 0.3MPa arranged at a position where the distance L from the cooling surface is 150mm. The average value of the amount of water and the cooling capacity is measured in the range M1, M2, M3 of 20 mm x 20 mm of the water injected from the oval nozzle (spray nozzle 1) in the range of 300 mm x 40 mm (spray spray area 2) It was made dimensionless (normalized) by dividing by the maximum value of the measured value (cooling capacity of range M1). Range M1
Is a 20mm x 20mm range located directly in front of
スプレー噴射域2内の冷却能力分布について、範囲M1、M2、M3の冷却能力を比較して調査すると、図2(a)に示すように単一ノズル噴射内の水量がほぼ同一である位置においても、冷却能力に差が発生していることが判明した。つまり、スプレー冷却の場合において、冷却に寄与する因子は水量のみではなく、液滴速度、液滴径、被冷却体への液滴衝突角度など、さまざまな因子が複雑に作用しているものと思われる。
When the cooling capacity distribution in the
本発明者らは、これらの水量を含めたさまざまな冷却因子を包括的に表すことが可能な冷却因子が、冷却水の衝突圧力であることを見出した。 The present inventors have found that a cooling factor that can comprehensively represent various cooling factors including these amounts of water is a collision pressure of cooling water.
前述の図2(a)に用いたものと同一のノズル、同一の配置において、20mm×20mmの範囲M1、M2、M3で平均した冷却水の衝突圧力分布を測定し、冷却能力分布と併記したものを図2(b)に示す。このように冷却水の衝突圧力の0.1乗と冷却能力は非常に良い一致を示す。 The collision pressure distribution of cooling water averaged over the range M1, M2, and M3 of 20 mm x 20 mm was measured with the same nozzle and the same arrangement as those used in Fig. 2 (a) above, and was written together with the cooling capacity distribution. This is shown in FIG. In this way, the cooling power impinges on the 0.1th power and the cooling capacity agrees very well.
さらに本発明者らは図3に示す水量、ヘッダー圧力および噴射域の異なる8種類のノズルを用いて、ノズル直下の冷却水衝突圧力と冷却能力の関係について調査した。なお,図4(a)に示すスプレーノズル1はスプレー噴射域2が一方向に長い長円形になるオーバルノズルであり,図4(b)に示すスプレーノズル1は,スプレー噴射域2が円形になるフルコーンノズルである。その結果図5に示すようにノズルの種類、仕様、噴射域にかかわらず同一の関係式で表すことが可能であり、下記(1)式に冷却水衝突圧力P[MPa]を代入することにより、熱伝達率h[W/(m2・K)]を求めることができる。
h=33300×P0.1 (1)
Furthermore, the present inventors investigated the relationship between the cooling water collision pressure immediately below the nozzle and the cooling capacity using eight types of nozzles having different water amounts, header pressures, and injection areas as shown in FIG. The
h = 33300 × P 0.1 (1)
本試験では熱伝達率は冷却水衝突圧力の0.1乗に比例するという結果になったが、測定誤差等を考慮すると、熱伝達率は冷却水衝突圧力のn乗に比例すると考えられ、nの値は0.05〜0.2の範囲内であると考えられる。 In this test, the heat transfer coefficient was proportional to the 0.1th power of the cooling water collision pressure. However, considering the measurement error, the heat transfer coefficient is considered to be proportional to the nth power of the cooling water collision pressure. Values are considered to be in the range of 0.05 to 0.2.
このことは本発明がノズル種類、仕様によらないことを示しており、ノズル種類、仕様の異なる2種類以上のノズルを用いた冷却装置に対しても有効であることを示している。 This indicates that the present invention does not depend on the nozzle type and specification, and it is also effective for a cooling device using two or more types of nozzles having different nozzle types and specifications.
また、本発明者らは移動中の被冷却媒体を複数のノズルを用いて冷却する場合において、通板直交方向冷却均一性と冷却水衝突圧力の関係について調査を行った。 Further, the present inventors have investigated the relationship between the cooling uniformity in the direction perpendicular to the plate passing and the cooling water collision pressure when the medium to be cooled is cooled using a plurality of nozzles.
図6(a)および図6(b)に冷却試験概要を示す。図6(a)に示すように、発明者らは、被冷却体3としての鋼板を搬送する前後の通板ローラー5、5間において、スプレー噴射域2がオーバル形状のオーバルノズル(スプレーノズル1)を3個上向きに、ノズル間隔S0が150mmとなるよう通板直交方向に並べて配置し、ノズル先端と被冷却体3の間隔Lが150mmの間隔となるように被冷却体3を設置し、1m/secのスピードで被冷却体3を移動させて冷却試験を行った。また、図6(b)に示すようにオーバルノズル(スプレーノズル1)を5個上向きに、ノズル間隔S0が150mm、通板方向の間隔S1が200mmとなるよう千鳥状に配置し、同様の冷却試験を行った。なお冷却能力については図2の場合と同様に、被冷却体3として900℃に加熱された板厚20mmの一般構造用圧延鋼材(SS400)を用いて冷却試験を行い、鋼材表面温度300℃の時に測定された熱伝達率を冷却能力として評価に用いた。なお、各スプレーノズル1にはヘッダー4を介して冷却水を供給した。
6 (a) and 6 (b) show an outline of the cooling test. As shown in FIG. 6 (a), the inventors have developed an oval nozzle (spray nozzle 1) in which the
冷却水衝突圧力測定は図6(a)および図6(b)のノズル配置において、加熱しない被冷却体3の冷却水衝突面に圧力センサを通板直交方向に並べて20mmの間隔で配置し、1m/secのスピードで被冷却体3を移動させながら冷却水衝突圧力を0.01secの間隔で連続測定し、通板ローラー5、5間で測定された冷却水衝突圧力の加算した値を導いた。さらにこれを用いて最大の冷却水衝突圧力の加算した値で除して無次元化(正規化)し、通板直交方向の冷却水衝突圧力分布を求めた。
6A and 6B, the cooling water collision pressure measurement is performed by arranging pressure sensors on the cooling water collision surface of the
図6(a)のノズル配置における通板直交方向の冷却能力分布および冷却水衝突圧力分布を図7(a)に示す。また、図6(b)のノズル配置における通板直交方向の冷却能力分布および冷却水衝突圧力分布を図7(b)に示す。これらの図の縦軸には、冷却能力の値を最大の冷却能力の値で除して無次元化(正規化)した値と、冷却水衝突圧力の値を最大の冷却能力の値で除して無次元化(正規化)してさらに0.1乗した値を用いている。図7(a)よりノズル直上となる0mm付近が冷却水衝突圧力、冷却能力ともに最大となり、ノズル間となる±50〜75mm付近で冷却水衝突圧力、冷却能力ともに最小となっている。これらは程度が多少異なるものの図7(b)でも同様な傾向を示すことから、通板直交方向冷却能力分布と冷却水衝突圧力の0.1乗値の分布は良く一致することがわかる。 FIG. 7 (a) shows the cooling capacity distribution and the cooling water collision pressure distribution in the direction perpendicular to the passage plate in the nozzle arrangement of FIG. 6 (a). In addition, FIG. 7B shows the cooling capacity distribution and the cooling water collision pressure distribution in the direction perpendicular to the through plate in the nozzle arrangement of FIG. 6B. The vertical axis of these figures divides the cooling capacity value by the maximum cooling capacity value to make it dimensionless (normalized) and the cooling water collision pressure value by the maximum cooling capacity value. Then, a value obtained by making it dimensionless (normalizing) and further raising it to the power of 0.1 is used. As shown in FIG. 7 (a), the cooling water collision pressure and cooling capacity are maximum near 0 mm immediately above the nozzle, and the cooling water collision pressure and cooling capacity are minimum near ± 50 to 75 mm between the nozzles. Although these are somewhat different, the same tendency is shown in FIG. 7 (b), and it can be seen that the crossing plate orthogonal direction cooling capacity distribution agrees well with the 0.1th power distribution of the cooling water collision pressure.
本発明者らは前述の構成を用いて通板直交方向のノズル間隔S0を変化させ、鋼板直交方向冷却能力分布と通板方向に冷却水衝突圧力の0.1乗値を積分したものの通板直交方向分布の関係を調査し、鋼板直交方向均一冷却を実現するために必要な冷却水衝突圧力分布を求めた。その結果、図8に示すように、冷却水の冷却面への衝突圧力の0.1乗値を通板方向に積分した値が、通板直交方向で最大値より−20%以内となるように配置することで、冷却能力が少なくとも10%以内に収まり、通板直交方向に均一冷却が可能となることを見出した。 The present inventors changed the nozzle interval S0 in the direction orthogonal to the plate using the above-described configuration, and integrated the cooling capacity collision distribution in the plate orthogonal direction and the 0.1th power value of the cooling water collision pressure in the plate direction. The relationship between the orthogonal direction distributions was investigated, and the cooling water collision pressure distribution necessary to achieve uniform cooling in the direction orthogonal to the steel sheet was obtained. As a result, as shown in FIG. 8, the value obtained by integrating the 0.1th power value of the collision pressure on the cooling surface of the cooling water in the plate passing direction is within −20% from the maximum value in the plate passing direction. It was found that the cooling capacity is at least within 10%, and uniform cooling is possible in the direction perpendicular to the through plate.
この図8の検討において0.1乗を0.05乗および0.2乗で行ったが、積分した値が通板直交方向で最大値より−20%以内とすると、0.1乗のときとほぼ同様に通板直交方向に均一冷却が可能となる。このことから、冷却水の冷却面への衝突圧力の0.05〜0.2乗を積分した値の幅方向分布が鋼板直交方向均一冷却のための指標になることが言えた。 In the examination of FIG. 8, the 0.1th power was carried out with the 0.05th power and the 0.2th power. In a similar manner, uniform cooling can be performed in the direction perpendicular to the through plate. From this, it can be said that the width direction distribution of the value obtained by integrating the 0.05 to 0.2 power of the collision pressure on the cooling surface of the cooling water becomes an index for uniform cooling in the steel sheet orthogonal direction.
さらに、通板方向に積分することができる範囲について、通板方向のノズル間隔S1を変化させ調査したところ、通板速度が0.25m/sec以上2m/sec以下の場合で、かつ拘束ロール5、5間が2m以下の場合は、積分範囲を拘束ロール間全長とすることが望ましいことを見出した。
Furthermore, for the range that can be integrated in the plate passing direction, the nozzle interval S1 in the plate passing direction was changed and investigated, and when the plate passing speed was 0.25 m / sec or more and 2 m / sec or less, and the
なお、図9に示すように通板直交方向のノズル間隔S0を変化させずに、ノズルねじり角θを変化させた場合でも、図10に示すように水量および噴射域の異なる2種類以上のノズルを組み合わせて用いた場合でも同様に、冷却水の冷却面への衝突圧力を通板方向に加算した値が、通板直交方向で最大値より-20%以内となるように配置することで、通板直交方向均一冷却を達成することが可能である。 Even when the nozzle torsion angle θ is changed without changing the nozzle interval S0 in the direction perpendicular to the plate as shown in FIG. 9, two or more types of nozzles having different water amounts and injection areas as shown in FIG. Similarly, even when used in combination, the value of adding the impact pressure to the cooling surface of the cooling water in the direction of the plate is arranged so that it is within -20% of the maximum value in the direction perpendicular to the plate, It is possible to achieve uniform cooling in the direction perpendicular to the through plate.
また、冷却水の干渉域が生じない場合は、配置する各ノズル種類および仕様についてそれぞれ単体の冷却水衝突圧力を測定または定式化しておき、仮想的にそれらのノズルを複数個配置した場合の冷却水衝突圧力分布を求めて、通板方向に加算または積分した値が、通板直交方向で最大値より-20%以内となるように配置を設定しても通板直交方向均一冷却を達成することが可能である。 If there is no cooling water interference zone, measure or formulate a single cooling water collision pressure for each nozzle type and specification to be placed, and then cool when multiple nozzles are virtually placed. Even if the arrangement is set so that the water collision pressure distribution is calculated and added or integrated in the plate passing direction is within -20% of the maximum value in the plate passing direction, uniform cooling in the plate passing direction is achieved. It is possible.
さらに、水と空気を混合噴射する場合においても、冷却面への衝突圧力を通板方向に加算した値が、通板直交方向で最大値より-20%以内となるように配置することで、冷却能力が10%程度以内に収まり、通板直交方向均一冷却を達成することが可能である。 In addition, even when water and air are mixed and injected, by placing the impact pressure on the cooling surface in the direction of the plate, so that the value is within -20% of the maximum value in the direction perpendicular to the plate, The cooling capacity is within about 10%, and it is possible to achieve uniform cooling in the direction perpendicular to the through plate.
図11に本発明の検討で用いる冷却試験装置でのスプレーノズル配置を示す。図11(a)は、従来のスプレーノズル配置設定方法で設定した、通板直交方向で冷却水量が同一となるようにフラットノズル1を配置した冷却装置を、図11(b)には、本発明のスプレーノズル配置設定方法で設定した、冷却水衝突圧力のn乗を通板方向に積分した値が、通板直交方向で最大値より-20%以内となるようにオーバルノズル(スプレーノズル1)を配置した冷却装置を、それぞれ示す。この実施例においてはn=0.1である。これらの冷却装置を用いてそれぞれ冷却試験を行い、比較対照した。これらはそれぞれ、同一ノズル配置(S0=75mm、L=150mm)、水量とし、厚さ20mm×幅300mm×長さ200mmの一般構造用圧延鋼材(SS400)を約900℃から約400℃まで約20秒間で冷却した。これらの水量比、冷却水衝突圧力の0.1乗値の比、冷却後の表面温度分布の比較を図12に示す。なお、冷却後の表面温度分布は放射温度計を用いて測定した。
FIG. 11 shows the arrangement of spray nozzles in the cooling test apparatus used in the study of the present invention. FIG. 11 (a) shows a cooling device in which
図12で明らかなように、従来のスプレーノズル配置方法では本発明のスプレーノズル配置方法に比べて、通板直交方向の冷却水量分布は均一であるが、スプレーノズル間隔と同じピッチで温度むらが発生している。しかしながら、本発明の冷却水衝突圧力の0.1乗値を通板方向に積分した値が、通板直交方向で最大値より-20%以内となるスプレーノズル配置方法のほうが従来のスプレーノズル配置より表面温度分布が均一となっている。したがって、本発明のスプレーノズル設定方法でノズル配置を設定した冷却装置では通板直交方向に均一な冷却が可能である。 As apparent from FIG. 12, the conventional spray nozzle arrangement method has a more uniform distribution of cooling water in the direction perpendicular to the plate than the spray nozzle arrangement method of the present invention, but the temperature unevenness is at the same pitch as the spray nozzle interval. It has occurred. However, the spray nozzle arrangement method in which the value obtained by integrating the 0.1th power value of the cooling water collision pressure of the present invention in the plate direction is within -20% of the maximum value in the plate orthogonal direction is the conventional spray nozzle arrangement. The surface temperature distribution is more uniform. Therefore, in the cooling device in which the nozzle arrangement is set by the spray nozzle setting method of the present invention, uniform cooling can be performed in the direction perpendicular to the through plate.
1 スプレーノズル
2 スプレー噴射域
3 被冷却体
4 ヘッダー
5 通板ローラー
L ノズル先端から冷却面までの距離
S0 通板直交方向ノズル間隔
S1 通板方向ノズル間隔
θ ノズルねじれ角
DESCRIPTION OF
L Distance from nozzle tip to cooling surface
S0 Through plate orthogonal nozzle spacing
S1 Feeding plate direction nozzle spacing θ Nozzle twist angle
Claims (4)
但し、0.05≦n≦0.2 A through-plate cooling device comprising a plurality of pairs of restraining rolls for restraining and passing hot-steel plates, and a plurality of rows of spray nozzles that can control the amount of cooling water injected between each pair of restraining rolls. In the spray nozzle arrangement setting method, the value obtained by integrating the nth power of the impinging pressure on the cooling surface of the cooling water in the threading direction between the pair of restraining rolls is within -20% of the maximum value in the direction perpendicular to the threading plate A spray nozzle arrangement setting method, wherein the spray nozzle is arranged as described above.
However, 0.05 ≦ n ≦ 0.2
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