JP2009101411A - デスケーリングノズル - Google Patents

Abstract

【課題】吐出させる噴霧液が低圧及び／又は低流量であっても、壊食能に優れ、スケールを効率よく除去できるデスケーリングノズルを提供する。
【解決手段】先端部の凹面又は凹部で開口した楕円形状の吐出孔と、この吐出孔からテーパ角θ３０〜８０°で延びるテーパ部と、このテーパ部に連なる径大部とで構成されたノズル孔を備えているデスケーリングノズルであって、径大部の長さＬと径大部の内径Ｄｃとの割合（Ｌ／Ｄｃ）が４．２以上である。前記デスケーリングノズルにおいて、吐出孔の長径Ｄａに対する径大部の内径Ｄｃの割合（Ｄｃ／Ｄａ）は３．６〜１０程度であってもよい。また、前記吐出孔の長径Ｄａと前記吐出孔の短径Ｄｂとの割合（Ｄａ／Ｄｂ）は１．１〜２．０程度であってもよい。
【選択図】図２

Description

本発明は、熱間圧延された圧延鋼板の表面のスケールを除去するためのデスケーリングノズル及びこのノズルを用いたデスケーリング方法に関する。

熱延鋼材は、鋼スラブを酸化性雰囲気の加熱炉で１１００〜１４００℃程度に加熱し、圧延機で熱間圧延することにより製造されている。前記加熱炉での加熱により鋼スラブの表面には酸化鉄で構成されたスケールが生成し、このスケールを除去しないまま熱間圧延すると、圧延鋼板の表面にスケール疵が生じ、製品価値を低下させる。このようなスケールを除去するため、水を高圧で噴射するためのデスケーリングノズルが提案されている。例えば、特開２０００−２６３１２４号公報（特許文献１）には、吐出圧力４０ＭＰａ以上の圧力でノズルから水を吐出させ、吐出孔から鋼板までの距離１５０ｍｍ以下で鋼板の表面に衝突させてスケールを除去するためのデスケーリングノズルであって、吐出流の吐出方向がノズル軸心に垂直な面内の幅方向に広がりを有し、この幅方向と垂直な厚み方向に１．５〜２．５°の範囲の壊食厚み角度を有するデスケーリングノズルが開示されている。

この文献には、吐出孔の上流側に径拡大部を有し、この径拡大部の内径が吐出孔の７〜１０倍であり、前記径拡大部の長さが１００ｍｍ以上であるデスケーリング用フラットスプレーノズルとともに、高Ｓｉ鋼の熱間圧延において、吐出孔から鋼板までの距離を７５〜１５０ｍｍとして、吐出圧力４０ＭＰａ以上の圧力でノズルから水を吐出させて鋼板表面のデスケーリングを行う方法も開示されている。

しかし、上記デスケーリングノズルやデスケーリング方法では、壊食量を大きくするためには、高圧及び高い流量で水（又は噴霧液）を吐出させる必要がある。さらに、径拡大部の内径が大きいため、ノズルが大型化する。

そこで、吐出させる水が低圧又は低流量であっても効率よくスケールを除去できるデスケーリングノズルが提案されている。

特開２００４−２１６４５４号公報（特許文献２）には、ノズルから水を吐出させて鋼板表面のスケールを除去するためのデスケーリングノズルであって、ノズルが、先端部の凹面又は凹部で開口した吐出孔と、この吐出孔からテーパ角３０〜８０°で延びるテーパ部と、このテーパ部に連なる径大部とで構成されたノズル孔を備えており、前記吐出孔の短径Ｄ_２に対する径大部の内径Ｄ_１の割合（Ｄ_１／Ｄ_２）が３以上であるデスケーリングノズルが開示されている。この文献には、吐出圧力５〜３０ＭＰａ及び吐出流量４０〜２００リットル／分でノズルから水を吐出させて、スケールを除去することができると記載されている。また、この文献の実施例では、径大部の長さＬと径大部の内径Ｄｃとの割合（Ｌ／Ｄｃ）が３．９のノズルが使用されている。

しかし、上記デスケーリングノズルでは、低圧又は低流量でスケールを除去でき、デスケーリング能（又は壊食能）が高いものの、さらに改善されたデスケーリング能（又は壊食能）が求められている。
特開２０００−２６３１２４号公報（特許請求の範囲） 特開２００４−２１６４５４号公報（特許請求の範囲、実施例）

従って、本発明の目的は、吐出させる液滴（又は噴霧液）が低圧及び／又は低流量であっても、壊食能に優れ、スケールを効率よく除去できるデスケーリングノズル及びこのノズルを用いたスケールの除去方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、小型で壊食能（又はデスケーリング能）の高いデスケーリングノズル及びこのノズルを用いたスケールの除去方法を提供することにある。

本発明者らは、前記課題を達成するため鋭意検討した結果、径大部の内径に対して径大部の長さを特定の割合にすると、吐出させる液滴（又は噴霧液）が低圧及び／又は低流量であっても、壊食能（又はデスケーリング能）に優れることを見いだし、本発明を完成した。

すなわち、本発明のデスケーリングノズルは、先端部の凹面又は凹部で開口した楕円形状の吐出孔と、この吐出孔からテーパ角θ３０〜８０°で延びるテーパ部と、このテーパ部に連なる径大部とで構成されたノズル孔を備えているデスケーリングノズルであって、径大部の長さＬと径大部の内径Ｄｃとの割合（Ｌ／Ｄｃ）が４．２以上である。前記デスケーリングノズルにおいて、吐出孔の長径Ｄａに対する径大部の内径Ｄｃの割合（Ｄｃ／Ｄａ）は３．６〜１０程度であってもよい。また、前記吐出孔の長径Ｄａと前記吐出孔の短径Ｄｂとの割合（Ｄａ／Ｄｂ）は１．１〜２．０程度であってもよい。さらに、前記径大部の内径Ｄｃは１２〜２５ｍｍ程度であってもよい。

前記デスケーリングノズルは、噴霧圧力１５ＭＰａ及び噴霧距離１２０ｍｍの条件で噴霧したとき、スプレー中心において、ザウター平均粒子径２００μｍ以上の噴霧液を吐出することができる。また、前記デスケーリングノズルは、前記条件で噴霧したとき、スプレー中心において、粒子径が２００μｍ以上の液滴を３．５〜２０％程度の割合（個数比）で含む噴霧液を吐出することができる。さらに、前記デスケーリングノズルは、前記条件で噴霧したとき、スプレー中心において、粒子径が２００μｍ以上の液滴の運動エネルギーの合計が１０〜２００ｋＪ／（ｍ^２・秒）程度である噴霧液を吐出することもできる。本発明には、径大部の長さＬと径大部の内径Ｄｃとの割合（Ｌ／Ｄｃ）が４．２〜１２（例えば、４．２〜８）であり、吐出孔の長径Ｄａに対する前記径大部の内径Ｄｃの割合（Ｄｃ／Ｄａ）が３．８〜８であり、前記吐出孔の長径Ｄａと前記吐出孔の短径Ｄｂとの割合（Ｄａ／Ｄｂ）が１．２〜１．４５であり、前記径大部の内径Ｄｃが１２〜２０ｍｍであるデスケーリングノズルであって、噴霧圧力１５ＭＰａ及び噴霧距離１２０ｍｍの条件で噴霧したとき、スプレー中心において、ザウター平均粒子径が２２０〜５００μｍであるとともに、粒子径が２００μｍ以上の液滴を３．８〜１５％の割合（個数比）で含み、かつ粒子径２００μｍ以上の液滴の運動エネルギーの合計が１１〜１８０ｋＪ／（ｍ^２・秒）である噴霧液を吐出可能な前記デスケーリングノズルも含まれる。

また、本発明には、前記デスケーリングノズルを用いて、鋼板表面のスケールを除去する方法も含まれる。

なお、本明細書において、「径大部」は、吐出孔に連なるテーパ部から上流方向に連なる流路を意味し、テーパ部の上流端から実質的に同じ内径Ｄｃで延びる流路を意味する。そのため、「径大部」は「円筒状流路」と同義に用いることができる。テーパ部の上流端から「実質的に同じ内径」とは角度０〜５°（例えば、０〜３°）で延びる流路の平均内径を意味し、角度５°を越える部位は、テーパ部と規定することができる。なお、ここで「テーパ角」（又は「角度」）とは、テーパ部の断面（流路の中心軸を通る断面）において、傾斜壁（又は傾斜側壁）の延長線で形成される角度を意味し、水平方向を基準とする角度を意味するものではない。また、本明細書において、「テーパ角」（又は「角度」）を「傾斜角度」と称する場合がある。さらに、「実質的に同じ内径で延びる流路」とは、その流路の内径Ｄｃに対する流路長さＬの比（Ｌ／Ｄｃ）が１以上である流路を意味する。また、実質的に同じ内径部であっても、流路の内径Ｄｃに対する流路長さＬの比（Ｌ／Ｄｃ）が１未満（Ｌ／Ｄｃ＜１）の部位は、テーパ部の一部とする。そのため、吐出孔から上流方向に、実質的に同じ内径で延びる円筒状流路と、この円筒状流路から上流方向にテーパ状に延びる円錐状流路とが形成されたノズル又はノズルチップや、吐出孔から上流方向に、テーパ状に延びる円錐状流路と、この円錐状流路から上流方向に実質的に同じ内径で延びる円筒状流路とが形成されたノズルやノズルチップにおいて、前記円筒状流路の内径Ｄｃに対する流路長さＬの比（Ｌ／Ｄｃ）が１未満（Ｌ／Ｄｃ＜１）であるとき、これらの円筒状流路はテーパ状流路を構成する。さらに、「吐出孔の長径に対する径大部の内径の割合」とは、「吐出孔の長径に対する径大部の下流端（又はテーパ部の上流端）の内径の割合」を意味する。

さらに、本明細書において、「スプレー中心」は、「ノズルオリフィス（又は吐出孔）の中心軸線」を意味する。また、「スプレー中心」は、「ノズルの中心軸線」を意味する場合もある。

本発明のデスケーリングノズルは、径大部の長さと径大部の内径との割合が特定の範囲にあるため、ザウター平均粒子径の大きな噴霧液（又は液滴）を吐出することができ、吐出する噴霧液（又は液滴）が低圧及び／又は低流量であっても壊食能（又はデスケーリング能）に優れ、スケールを効率よく除去できる。また、小型であっても壊食能（又はデスケーリング能）に優れ、スケールを効率よく除去できる。

以下、必要に応じて添付図面を参照しつつ本発明を詳細に説明する。

図１は本発明のデスケーリングノズルの一例を示す概略斜視図であり、図２は図１のII−II線概略断面図であり、図３は図１のノズル先端部の概略正面図である。

このデスケーリングノズル１は、図１乃至図３に示されるように、上流側から水が流入可能であり、かつ円筒状流路（又はノズル孔）を備えた円筒状ケーシング２と、このケーシングが装着可能な円筒状ノズルケース１１と、このノズルケースの先端部に装着され、かつ流路（又はノズル孔）を経て先端部から吐出流を噴出させるための超硬合金製ノズルチップ１２とで構成されており、これらの部材の軸芯にはノズル孔又は流路が軸線方向に形成されている。なお、この例では、円筒状ケーシング２は、前記ノズルケース１１に対して螺着可能な第１のケーシング２ａと、このケーシングに対して装着可能な第２のケーシング２ｂとで構成され、かつ第１及び第２のケーシング２ａ，２ｂは螺合などにより互いに一体化している。

前記第２のケーシング２ｂの上流側端部の周面及び端面（平坦面）には、夾雑物の流入を規制しつつ水を流入させるため、軸方向に延びる複数のスリット（又は流入口）３が周方向に所定間隔毎に形成され、フィルタを構成している。また、第２のケーシング２ｂ内の流路には、フィルタから流入した水をノズル孔に案内するため、整流ユニット（又は整流器若しくはスタビライザ）４が配設されており、この整流ユニット４は、芯体から放射方向に延びる複数の整流板（整流羽根）５と、芯体の上流側及び下流側に同軸に形成され、かつそれぞれ先端部を上下流方向に向けて形成された鋭角な円錐部（上流側又は下流側が先細り状態の円錐部）６ａ，６ｂとを備えている。フィルタを構成し、かつ整流ユニットを備えた第２のケーシング２ｂは、フィルタユニット又は整流ケーシングと称することもできる。なお、整流ユニット４の整流板５はケーシングの内壁に当接しているとともに、整流ユニット４は固定手段（係止、装着、溶着、固着など）により下流側への移動が規制されている。

前記円筒状ケーシング２の流路は、第２のケーシング２ｂの上流側端部（流入口）から整流ユニット４の下流端に至り、かつ実質的に同じ内径の円筒状流路Ｐ１と、前記整流ユニット４の下流端から下流方向に向かって第１のケーシング２ａの途中部に至り、かつ緩やかな傾斜でテーパ状に狭まる傾斜流路（環状傾斜流路）Ｐ２と、この傾斜流路の下流端から下流方向に向かって延び、かつ実質的に同じ内径の円筒状流路Ｐ３とを備えている。この例では、傾斜流路（環状傾斜流路）Ｐ２を形成する傾斜壁（テーパ部）のテーパ角は、例えば、５〜１２°（例えば、５〜１０°、好ましくは６〜９°）程度に形成されている。

前記ノズルケース１１内には、先端部から上流方向に向かって、超硬合金製ノズルチップ１２と、前記第１のケーシング２ａの下流端と実質的に同じ内径の流路が形成されたブシュ（又は環状側壁）１７とが順次装着されており、前記ノズルチップ１２は掛止段部１３により先端部方向への抜けが規制されている。前記ノズルチップ１２の先端面には、断面Ｕ字状の湾曲溝１４が半径方向に形成されているとともに、この湾曲溝１４の湾曲凹面には、楕円形状の吐出孔１５が開口している。なお、断面Ｕ字状の湾曲溝１４の底面は、吐出孔１５を最下部として突出方向（又は延出方向、半径方向）に向かって両端部が隆起した湾曲状底面であってもよい。

そして、ノズル１の軸線方向に延びるノズル孔は、前記湾曲凹面１４で楕円形状に開口した吐出孔（又は噴出口）１５と、ノズルチップ１２に形成され、かつ前記吐出孔１５から軸線の上流方向に向かって直線的に拡径して延びるテーパ部（又は円錐状傾斜壁）１６により形成された円錐状流路Ｐ５と、前記ブシュ１７により形成され、かつ前記テーパ部１６の上流端から軸線方向に沿って実質的に同じ内径で上流方向へ連なる円筒状流路Ｐ４とで構成されている。すなわち、ノズル１の流路（ノズル孔）は、先端部の湾曲凹面１４で楕円形状に開口した吐出孔１５と、この吐出孔からテーパ部（テーパ側壁、円錐状側壁又は円錐状傾斜壁）１６により所定のテーパ角θで上流側に拡がって延びるテーパ状流路（又は円錐状流路）Ｐ５と、このテーパ状流路の上流端からブシュ１７の環状側壁によりほぼ同じ内径で延びる円筒状流路（テーパ状流路Ｐ５の上流端から整流ユニット４の上流端に至るまでの流路）Ｐ４〜Ｐ１とで構成されている。なお、前記テーパ部１６の上流端から実質的に同じ内径で延びる流路（この例では、径大部の上流端から緩やかな傾斜流路Ｐ２の下流端までの円筒状流路Ｐ３及びＰ４）を径大部１８とすることができる。

さらに、楕円形状の吐出孔１５の長径Ｄａと短径Ｄｂとの比（Ｄａ／Ｄｂ）は、１．２〜１．５程度に形成され、楕円形状の吐出孔１５と径大部１８との関係について、吐出孔１５の長径Ｄａに対する径大部１８（円筒状流路Ｐ３及びＰ４、又は整流ユニットから下流方向に延びる傾斜流路Ｐ２の下流端）の内径Ｄｃの割合（Ｄｃ／Ｄａ）は、ノズルを小型化するとともに、液滴（又は噴霧液滴）の平均径を大きくするため、３．６〜７程度に設定されている。また、径大部１８の内径Ｄｃは、１３〜２０ｍｍ程度に、長さＬは、６０〜８０ｍｍ程度に設定され、径大部の長さＬと径大部の内径Ｄｃとの割合（Ｌ／Ｄｃ）は、４．２〜６．０程度である。さらには、低圧及び／又は低流量であっても衝突力を高めるため、前記テーパ部１６の角度（テーパ角）θは、４５〜５５°程度に設定されている。

なお、前記ノズルケース１１や円筒状ケーシング２の適所（この例では、ノズルケース）には、アダプター（図示せず）を利用して導管（図示せず）にノズル１を取り付けるための鍔部（又はフランジ）１９などの取付部を形成できる。また、ノズルケース１１には、位置決め精度を高め、所定方向にフラット又は帯状吐出流を噴出させるため、導管に対する位置決め用凸部２０を形成してもよい。

このようなノズル１を利用すると、ノズル孔の径大部１８を経てテーパ部１６が直線的に傾斜して吐出孔１５に至っているため、シャープな衝突力分布を実現できるとともに、前記吐出孔を特定の楕円形状に形成し、前記吐出孔から延びるノズル孔を特定の円錐状テーパ部として形成し、かつ前記径大部を特定の形状に形成するため、ザウター平均粒子径が２００〜４５０μｍ程度の噴霧液を吐出することができ、小型であっても壊食能が高く、低圧及び／又は低流量で効率よくスケールを除去できる。また、低圧及び／又は低流量でデスケーリングできるため、鋼板の冷却を抑制しつつデスケーリング性能を改善できる。さらに、鋼板に対してノズル１を近接させることにより、さらに衝突力を向上でき、デスケーリング性能を改善できる。そのため、前記ノズル１は、液滴（又は噴霧液）を吐出させ、熱間圧延などの鋼板表面のスケールを除去するためのデスケーリングノズル（又はフラットデスケーリングノズル）として有用である。

なお、本発明のノズルでは、径大部から所定のテーパ部を経て吐出孔に至るノズル孔を有し、かつフラットスプレーノズルを構成できる限り、吐出孔、テーパ部を含めてノズル孔の形状は特に制限されず、種々のノズル孔（例えば、特開２００４−２１６４５４号公報に記載のノズル孔など）が利用できる。例えば、ノズル先端部の凹面は、前記断面Ｕ字状溝（断面湾曲面）に限らず、湾曲凹面（開口部側が広がり、上流部側が狭まった湾曲面、例えば、球面状の凹部面、楕円面状の凹部面、茶碗状凹部面、ラッパ状凹部などの湾曲凹面など）であってもよい。さらに、ノズル先端部の凹面は、湾曲状又は直線状に傾斜した側壁を有する凹部で形成してもよい。

図４は本発明のノズル先端部の他の例を示す部分概略斜視図であり、図５は図４のノズルの先端部を示す概略断面図である。この例のノズルは、超硬合金製ノズルチップ２２の先端部に楕円形状の凹部２４（又は環状凹部）が形成されている点を除いて図１のノズルと同様の形態である。より詳細には、ノズルケース２１に装着された超硬合金製ノズルチップ２２の先端部には、楕円形状の凹部２４（又は環状凹部）が形成され、この凹部２４は、ノズルの先端部から上流側にいくにつれて半径方向の内方へ直線状又は湾曲して傾斜した（又は狭まる）傾斜側壁２４ａと、この傾斜側壁の上流端から軸線方向に延びる周壁２４ｂとを備えている。そして、このような凹部２４の中央部には、前記楕円形状凹部２４の長軸と軸線を同じくして楕円形状の吐出孔２５が開口している。この吐出孔（又は前記周壁の上流端）２５から上流方向には、前記と同様に、テーパ状環状側壁（又はテーパ側壁）２６により所定のテーパ角θで拡がるテーパ状流路（又は円錐状流路）Ｐ５と、ブシュ又は環状側壁２７によりほぼ同じ内径で延びる流路（径大流路又は径大部）Ｐ４（又はＰ４〜Ｐ１）とが形成されている。

このようなノズルでも、前記径大部及びテーパ部を経て吐出孔から液滴（又は噴霧液）を噴出できるので、低圧及び／又は低流量であってもデスケーリング効率を向上できる。さらに、吐出孔の全周に亘って、周壁により所定の厚みを確保できるとともに、テーパ部（又はテーパ側壁）と傾斜側壁との角度を大きく形成でき厚肉化できるので、吐出孔を含めてノズル孔の耐摩耗性を改善できる。また、吐出孔の全周に亘って傾斜側壁が形成され、吐出孔が深部に位置するので、ノズルからの吐出流が鋼板などから跳ね返っても、吐出孔やその周辺に衝突するおそれが少なくなる。そのため、ノズルの耐久性を改善できる。

なお、前記凹部又は凹面の周壁がなくても、吐出孔の全周に亘って厚肉化でき、ノズルの耐摩耗性を向上できるので、前記凹部又は凹面の周壁は特に必要はなく、前記傾斜側壁で吐出孔が開口していてもよい。また、周壁の壁面は軸線方向に延びる平坦面である必要はなく、アール状の湾曲面であってもよい。前記傾斜壁は、噴霧液と接触可能であってもよいが、吐出部での耐摩耗性を改善するとともに、吐出孔からの噴射パターンを維持するためには、傾斜側壁に対して噴霧液が非接触であるのが好ましい。そのため、前記傾斜側壁は、噴霧液と非接触な角度、例えば、４５〜８０°、特に５０〜７０°程度に傾斜角を調整してもよい。

また、テーパ部も、前記のように、所定の角度で直線状に傾斜しているテーパ部に限らず、異なる複数の角度で傾斜しているテーパ部であってもよく、湾曲して傾斜しているテーパ部であってもよい。

図６は他の形態のテーパ部を有する本発明のノズルを示す概略断面図である。この例では、異なる複数の角度で傾斜しているテーパ部（又は多段テーパ部）を備えている点を除いては、図２に示されるノズルと同様の形態を有している。

より詳細には、この例では、ノズルケース３１に装着されたノズルチップ３２には、吐出孔から上流方向に延びるテーパ部（テーパ側壁）３６が形成されており、このテーパ部は、２つのテーパ部、例えば、テーパ角θ１の大きな第１のテーパ部（円錐状側壁）３６ａと、この第１のテーパ部の上流端に連なって第１のテーパ部３６ａよりも小さい角度θ２で傾斜している第２のテーパ部（円錐台状側壁）３６ｂとで構成されている。なお、第１のテーパ部３６ａのテーパ角θ１は、３０〜９０°（例えば、５０〜９０°、好ましくは５０〜８０°）程度、第２のテーパ部３６ｂの角度θ２は、５．５〜６０°（例えば、５．５〜５０°）程度に形成してもよく、第２のテーパ部３６ｂの角度θ２は、２０〜５５°（例えば、３０〜５０°）程度に形成してもよい。また、第２のテーパ部３６ｂの上流端からは、ブシュ又は環状側壁３７で形成されたほぼ同じ内径で延びる円筒状流路（径大流路又は径大部）Ｐ４（又はＰ４〜Ｐ１）が連なっている。

前記テーパ部は、角度の異なる複数のテーパ部（例えば、３以上のテーパ部）で構成された多段テーパ部であってもよい。複数のテーパ部の角度は、上流方向に向かって、順次、大きく形成してもよく、小さく形成してもよい。複数のテーパ部の角度は、通常、上流方向に向かって、順次、小さく形成する場合が多い。例えば、前記図６のノズルのように、吐出孔１５から、上流方向に向かって、第１のテーパ部３６ａ（テーパ角θ１）と、第２のテーパ部３６ｂ（角度θ２）とが形成されている場合、テーパ角θ１と角度θ２との差（θ１−θ２）は、５〜６５°、好ましくは１５〜６０°、さらに好ましくは２０〜５５°程度であってもよい。なお、複数のテーパ部は、先端部のテーパ部から上流方向に離れて形成されていてもよいが、通常、先端部のテーパ部に対して隣接又は連続して形成されている。さらに、吐出孔から軸線方向の上流側に向かって内径が連続的に大きくなるテーパ部が形成されている限り、楕円形状（又は紡錘状）の湾曲面（湾曲テーパ面）によりテーパ面を形成してもよい。

ノズル孔は、通常、先端部の凹面又は凹部で開口した吐出孔と、吐出孔から延びるテーパ部と、このテーパ部に連なる径大部とで構成すればよく、前記吐出孔とチップ端面との間には、通常、傾斜壁が形成されている。

吐出孔は、前記特定の楕円形状に限らず、扁平状などの種々の形状の吐出孔が採用できるが、通常、楕円形状である。楕円形状の吐出孔において、長径Ｄａと短径Ｄｂとの割合は、例えば、Ｄａ／Ｄｂ＝１．１〜３．０程度の範囲から選択でき、好ましくは１．１５〜２．８、さらに好ましくは１．２〜２．５程度であってもよい。なお、液滴（又は噴霧液滴）の粒子径を大きくするとともに、スプレー角度を小さくして（又は狭角にして）壊食能を高めるため、長径Ｄａと短径Ｄｂとの割合は、比較的小さい範囲、例えば、Ｄａ／Ｄｂ＝１．１〜２．０、好ましくは１．１２〜１．７（例えば、１．１２〜１．５）、さらに好ましくは１．１５〜１．５（例えば、１．１５〜１．４５）、特に１．２〜１．４５程度であってもよい。前記吐出孔の長径Ｄａは、１．５〜７ｍｍ（好ましくは１．８〜６ｍｍ、さらに好ましくは２〜５ｍｍ）程度であってもよい。また、前記吐出孔の短径Ｄｂは、１〜５ｍｍ（好ましくは１．２〜４．５ｍｍ、さらに好ましくは１．５〜４ｍｍ）程度であってもよい。

前記テーパ部の角度（テーパ角）θは、特に制限されず、２０〜８０°程度の範囲から選択してもよく、通常、例えば、３０〜８０°、好ましくは３５〜７５°（例えば、３５〜６０°）、さらに好ましくは４０〜７０°、特に４０〜６０°程度の範囲から選択できる。なお、テーパ部が湾曲部で構成されている場合、前記テーパ角θは、吐出側（下流側）に位置する最小の孔部（吐出孔）と、上流側に位置する径大部の始端部とを結ぶ線で形成される角度を意味する。また、テーパ部が複数のテーパ部で構成されている場合、前記テーパ角θは、噴霧特性に影響を与える最も吐出側（下流側）に位置するテーパ部の角度を意味する。例えば、図６に示される例では、テーパ角はθ１である。

径大部は、通常、実質的に同じ内径に形成する場合が多いものの、デスケーリング効率を損なわない限り、前記傾斜部のように、角度０〜５°（例えば、０〜３°）で上流方向に向かって内径が若干拡大して傾斜していてもよい。前記図２の筒状ケーシングの傾斜流路（環状傾斜流路）Ｐ２のテーパ角は、例えば、５°を越え２５°以下［好ましくは７〜１５°（例えば、１０〜１５°）］程度に形成してもよい。径大部（円筒状径大部又は径大流路部）の全体の長さは、特に制限されず、例えば、３０〜３００ｍｍ（例えば、５０〜２００ｍｍ）、好ましくは５０〜１５０ｍｍ（例えば、７５〜１５０ｍｍ）程度である。なお、テーパ部の上流端から実質的に同じ内径で延びる径大部の長さ（例えば、前記図２に示す例では、第１のケーシング２ａの途中まで延びる流路の長さ）は、例えば、２５〜２００ｍｍ（例えば、３０〜１５０ｍｍ）、好ましくは３５〜１５０ｍｍ（例えば、４０〜１２５ｍｍ）程度であってもよい。

また、径大部の内径Ｄｃは、１２〜２５ｍｍ、好ましくは１２〜２３ｍｍ、さらに好ましくは１２〜２０ｍｍ、特に１２．５〜１９ｍｍ程度であってもよい。前記径大部の内径Ｄｃが小さすぎると、噴霧液の液滴径（又は平均液滴径）を大きくするのが困難であり、一方、前記径大部の内径Ｄｃが大きすぎると、ノズルが大型化する。前記径大部の長さＬと内径Ｄｃとの割合（Ｌ／Ｄｃ）は、例えば、４．２以上であってもよく、４．２〜１２（例えば、４．２〜８）、好ましくは４．３〜１０（例えば、４．３〜７．５）、さらに好ましくは４．４〜８（例えば、４．４〜７）、特に４．５〜７．５（例えば、４．５〜６．５）程度である。前記径大部の長さＬと内径Ｄｃとの割合（Ｌ／Ｄｃ）が大きすぎると、ノズルが大型化し、一方、前記径大部の長さＬと径大部の内径Ｄｃとの割合（Ｌ／Ｄｃ）が小さすぎると、噴霧液に乱れが生じて液滴径（又は平均液滴径）が小さくなり、壊食能が低下する場合がある。

さらに、吐出孔の長径Ｄａに対する径大部の内径Ｄｃの割合（Ｄｃ／Ｄａ）は、噴霧液の平均液滴径を大きくするため、３．６〜１０程度の範囲から選択でき、ノズルを小型化するためには、割合（Ｄｃ／Ｄａ）は、３．６５〜９．５、好ましくは３．７〜９、さらに好ましくは３．７５〜８．５、特に３．８〜８（例えば、３．８〜７．５）程度であってもよい。また、吐出孔の短径Ｄｂに対する径大部の内径Ｄｃの割合（Ｄｃ／Ｄｂ）は、３．５〜１５（例えば、５〜１５）程度であり、ノズルを小型化するためには、割合（Ｄｃ／Ｄｂ）は、５〜１２、好ましくは５．２〜１０、さらに好ましくは５．５〜９．５、特に５．７〜９．２程度であってもよい。前記径大部の長さＬと内径Ｄｃとの割合（Ｌ／Ｄｃ）、前記吐出孔の長径Ｄａに対する径大部の内径Ｄｃの割合（Ｄｃ／Ｄａ）及び／又は前記吐出孔の短径Ｄｂに対する径大部の内径Ｄｃの割合（Ｄｃ／Ｄｂ）を充足するノズル孔を用いると、後述の通り、噴霧液の液滴径（又は平均液滴径、粒子径）が大きくなり、ノズルの壊食能を高めるのに有効である。

なお、前記ノズルチップは、例えば、特開２００４―２１６４５４号公報に例示のノズルチップを使用できる。すなわち、前記ノズルチップは、前記例のように、吐出孔から上流方向に所定のテーパ角θ（例えば、３０〜８０°）で延び、かつ上流端に至るテーパ部で形成された円錐状流路を有するノズルチップの他、例えば、（ａ）吐出孔から上流方向に実質的に同じ内径で延び、かつ内径Ｄｃに対する長さＬの比（Ｌ／Ｄｃ）が１未満（Ｌ／Ｄｃ＜１）である流路と、この流路から上流方向に所定のテーパ角θ（例えば、３０〜８０°）で延びるテーパ部で形成された円錐状流路とを有するノズルチップ、（ｂ）吐出孔から上流方向に所定のテーパ角θ（例えば、３０〜８０°）で延びるテーパ部で形成された円錐状流路と、この円錐状流路から上流方向に実質的に同じ内径で延びる流路とを有するノズルチップなどであってもよい。このノズルチップ（ｂ）において、円錐状流路から上流方向に延びる流路は、内径Ｄｃに対する流路長さＬの比（Ｌ／Ｄｃ）が１未満（Ｌ／Ｄｃ＜１）であってもよく、１以上であってもよい。

本発明のノズルは、前記吐出孔から上流方向に延びるテーパ部と、このテーパ部からほぼ同じ内径で延びる径大部とを備えていればよく、前記筒状ケーシングは必ずしも必要ではない。また、筒状ケーシングは第１のケーシングと第２のケーシングとで構成する必要はなく、単一のケーシングで構成してもよい。

さらに、ノズルの上流側において整流ユニットは必ずしも必要ではないが、通常、整流手段、例えば、前記スタビライザ（又は整流ユニット）が配設されている。なお、前記スタビライザは、径大部（又は径大流路）の上流側に配設すればよく、前記のように、実質的にほぼ同じ内径の径大部又は円筒部の上流側に、内径が漸次緩やかに増大する傾斜部（又は傾斜流路）を形成し、この傾斜部（又は傾斜流路）の上流側のケーシング内にスタビライザを配設してもよく、実質的にほぼ同径の径大部の上流側の所定位置に固定して配設してもよい。前記スタビライザの構造は特に制限されず、放射状に延びる複数の羽根（整流板又は翼）や格子状又はハニカム状流路で構成してもよく、前記のように、ノズルと同軸に延びる軸部又は芯体から周方向の所定間隔毎に放射状に延びる複数の羽根で構成してもよい。さらには、スタビライザの上流側及び／又は下流側には、円錐部は必ずしも必要ではないが、水を案内するための整流案内部材（例えば、前記円錐部や円錐状又はノーズ状案内部材）を取付又は配設する場合が多い。なお、整流板の数は特に制限されず、例えば、４〜１６枚程度であってもよい。

筒状ケーシングの上流側端部には、前記平坦な端面に限らず、湾曲端面又は膨出状端面を形成してもよい。図７はケーシングの上流側端部の他の例を示す概略図である。

この例では、筒状ケーシング４２の上流側の端部はノーズ状又は頭部状の湾曲端部として形成されており、筒状ケーシング４２の端部の周面及び湾曲面には、軸方向に延びる複数のスリット４３が所定間隔をおいて周方向に形成されている。このようなケーシングのスリットでも、円滑に水を流入させ、吐出孔から均一で高い衝突力分布で吐出流を噴出できる。

前記フィルタを構成する流入口は、軸方向に延びるスリットに限らず、周方向に延びるスリット、ランダム方向に延びるスリットで形成してもよく、複数の孔で形成してもよい。また、流入口は、周面及び端面の双方に限らず、筒状ケーシングの周面に形成してもよく、上流側端面に形成してもよい。さらに、前記フィルタを構成する流入口を筒状ケーシングに形成することなく、筒状ケーシングの上流側端部内に、ケーシング上流側端部が開口した状態で、整流ユニットを配設してもよい。

本発明者らは、液滴の粒子径が大きくなるにつれ、液滴自身の運動エネルギーは大きくなるため、粒子径（又は液滴径）が大きい液滴を多く含む噴霧液を吐出可能なノズルでは壊食能が向上し、さらに、粒子径（又は液滴径）が小さく、特定のレベル以下の運動エネルギーの液滴は、壊食に寄与しないという知見に基づき、本発明を完成した。すなわち、従来のノズルであっても、通常、噴霧液を低圧にすると、噴霧液滴の粒子径（又は液滴径）を大きくすることはできる。しかし、噴霧液を低圧にすると、流速が低下し、噴霧液の運動エネルギーが小さくなるため、壊食能が低下する。一方、本発明では、前記径大部の長さと前記径大部の内径との割合が特定の範囲にあるため、噴霧液の圧力を小さくすることなく噴霧液の粒子径（又は液滴径）を大きくでき、優れた壊食能を発揮することができる。なお、前記吐出孔を特定の楕円形状に形成するとともに、前記吐出孔の長径と径大部の内径との割合を特定の範囲にすると、さらに容易に噴霧液の粒子径（又は液滴径）を大きくでき、壊食能をさらに向上させるのに有効である。

前記噴霧液の粒子径（又は液滴径）は、慣用の方法、例えば、レーザー光線を利用する方法、ストロボを利用する方法、顕微鏡写真を利用する方法などにより測定することができる。なお、液体の粒子径は多分散性であるため、通常、平均粒子径で表す場合が多い。平均粒子径には、算術平均粒子径、ザウター平均粒子径などが知られている。本発明では、スプレー中心において、噴霧液のザウター平均粒子径（Ｄ３２）は、２００μｍ以上（例えば、２００〜５５０μｍ）、好ましくは２１０μｍ以上（例えば、２１０〜５２０μｍ）、さらに好ましくは２２０μｍ以上（例えば、２２０〜５００μｍ）、特に、２２５〜４８０μｍ程度である。なお、前記ザウター平均粒子径（Ｄ３２）は、試料中の液滴の体積の総和と表面積の総和との比であり、下記式で算出される。

ザウター平均粒子径（Ｄ３２）＝Σｄｉ^３ｎｉ／Σｄｉ^２ｎｉ
（式中、ｄｉは成分ｉの粒子径、ｎｉは粒子径ｄｉの成分ｉの粒子数を示す。）。

本発明では、少なくとも噴霧液のザウター平均粒子径が、前記範囲を充足していればよいが、前記噴霧液には、所望の粒子径の液滴（又は噴霧液滴）が特定の割合で含有していることが好ましい。壊食能の観点から、例えば、噴霧圧力１５ＭＰａ及び噴霧距離１２０ｍｍの条件で噴霧したとき、前記噴霧液のスプレー中心において、粒子径が２００μｍ以上の液滴（又は噴霧液滴）を１〜３０％、好ましくは３．５〜２０％、さらに好ましくは３．７〜１８％、特に３．８〜１５％（例えば、３．８〜１２％）程度の割合（個数比）で含んでいてもよい。このように、比較的大きい粒子径の液滴（又は噴霧液滴）を特定の割合で含有する噴霧液を吐出すると、効率よく壊食することができる。

前記ノズルは、高圧及び／又は高流量で鋼板（例えば、ケイ素含有量が０．５重量％以上、特に１重量％以上）のスケールを除去するためにも有用である。このような方法では、３０ＭＰａを越える圧力（例えば、３５〜８０ＭＰａ、好ましくは３７〜６０ＭＰａ、さらに好ましくは４０〜５０ＭＰａ程度）の高圧で液滴（又は噴霧液）を吐出又は噴出させてもよい。また、吐出孔からは、大きな吐出流量（又は噴霧流量）、例えば、８０リットル／分以上の流量（例えば、８０〜３００リットル／分、好ましくは８０〜２５０リットル／分、さらに好ましくは８０〜１５０リットル／分程度）で液滴（又は噴霧液）を噴出させてもよい。

しかし、本発明のノズルは、低圧及び／又は低流量であってもデスケーリング効率を大きく改善できる。そのため、好ましいデスケーリング方法では、低圧、例えば、吐出圧又は噴射圧５〜３０ＭＰａ（好ましくは８〜２５ＭＰａ、さらに好ましくは１０〜２０ＭＰａ、特に１２〜１８ＭＰａ）程度でノズルから液滴（又は噴霧液）を吐出させることにより、鋼板のスケールを除去できる。噴霧圧力を低圧にすると、噴霧液の液滴径を大きくするのに有用である。また、本発明のノズルは、液滴（又は噴霧液）の流量が低流量であっても、ノズルから液滴（又は噴霧液）を吐出させて鋼板のスケールを除去できる。そのため、デスケーリング過程での鋼板の冷却を抑制でき、熱間圧延を円滑に行うことができる。液滴（又は噴霧液）の吐出流量（又は噴霧流量）は、例えば、１５〜２００リットル／分程度の範囲から選択でき、通常、２０〜１５０リットル／分、好ましくは２５〜１３０リットル／分、さらに好ましくは３０〜１２０リットル／分程度であってもよい。本発明のノズル及び方法では、小さな吐出流量であっても高い壊食性（又はデスケーリング性）を実現できる。なお、ノズルから吐出される液滴（又は噴霧液）の平均流速は、スプレー中心において、１３０ｍ／秒以上（例えば、１３０〜２５０ｍ／秒程度）、好ましくは１４０ｍ／秒以上（例えば１４０〜２００ｍ／秒程度）、さらに好ましくは１５０ｍ／秒以上（例えば、１５０〜１８０ｍ／秒程度）である。

本発明の方法において、被処理基材（鋼板）に対する噴霧距離（スプレー距離）はデスケーリング効率を損なわない限り、例えば、６００ｍｍ以下（例えば、５０〜５００ｍｍ程度）の範囲から適当に選択できる。効率的にデスケーリングするためには、鋼板に対してノズルは近接させて使用される。なお、噴霧距離が大きくなるにつれ、噴霧液の液滴径を大きくするのが困難となり、前記のように、ザウター平均粒子径が２００μｍ以上の噴霧液を噴霧させるには、通常、噴霧距離を１００ｍｍ以下にすることが必要とされる場合が多い。しかし、本発明では、特定の構造のノズルを用いるため、噴霧距離を大きくしても大きい液滴径を維持でき、ノズルの使用範囲を広げることができる。前記噴霧距離は、３００ｍｍ以下であってもよく、例えば、５０〜３００ｍｍ、好ましくは７５〜２５０ｍｍ、さらに好ましくは１００〜２００ｍｍ、特に、１１０〜１８０ｍｍ程度であってもよい。噴霧圧力１５ＭＰａ及び噴霧距離１２０ｍｍの条件で噴霧したとき、噴霧される噴霧液の運動エネルギー（単位面積及び単位時間あたりの運動エネルギー）は、１０〜３００ｋＪ／（ｍ^２・秒）程度であり、好ましくは１３〜２５０ｋＪ／（ｍ^２・秒）、さらに好ましくは１５〜２００ｋＪ／（ｍ^２・秒）程度である。また、前記噴霧液のうち、比較的大きな粒子径（例えば、２００μｍ以上）の液滴（又は噴霧液滴）が主として壊食能を有しており、スプレー中心において、粒子径が２００μｍ以上である液滴の運動エネルギー（単位面積及び単位時間あたりの運動エネルギー）の合計は、１０〜２００ｋＪ／（ｍ^２・秒）程度であり、好ましくは１１〜１８０ｋＪ／（ｍ^２・秒）、さらに好ましくは１２〜１５０ｋＪ／（ｍ^２・秒）程度である。

本発明のノズル及び方法では、前記の通り、ノズルから吐出される噴霧液のザウター平均粒子径が大きく、かつ比較的大きい粒子径の液滴を特定の割合で含有しており、前記噴霧液が大きい運動エネルギーを有しているため、低圧及び／又は低流量であっても、アルミニウム壊食量を大きくできる。アルミニウムの壊食量（単位時間あたりの壊食量）は、例えば、アルミニウム板Ａ１０５０について圧力１５ＭＰａ及びノズルからの噴射又はスプレー距離（吐出孔と板との距離）１２０ｍｍの条件で液滴（又は噴霧液）を噴射したとき、吐出流量１１１リットル／分では５〜８ｍｇ／秒程度、吐出流量５５リットル／分では１．５〜４ｍｇ／秒程度、吐出流量３７リットル／分では０．１〜１ｍｇ／秒程度である。また、アルミニウムの壊食量（単位面積・単位時間あたりの壊食量）は、例えば、アルミニウム板Ａ１０５０について圧力１５ＭＰａ及びノズルからの噴射又はスプレー距離（吐出孔と板との距離）１２０ｍｍの条件で液滴（又は噴霧液）を噴射したとき、吐出流量１１１リットル／分では２０〜５０ｇ／（ｍ^２・秒）程度、吐出流量５５リットル／分では１０〜２０ｇ／（ｍ^２・秒）程度、吐出流量３７リットル／分では２〜７ｇ／（ｍ^２・秒）程度である。

なお、本発明から、噴霧液の平均粒子径、特定の大きい粒子径の液滴の含有割合又は運動エネルギーと壊食能とには相関関係がある。従って、どのような構造のノズルであっても、前記３つのパラメータ（噴霧液の平均粒子径、特定の粒子径の液滴の含有割合及び運動エネルギー）のうち、少なくとも１種のパラメータ値により、前記ノズルの壊食能を評価することができる。

本発明は種々の鋼板表面のデスケーリング（熱間圧延工程での鋼板表面のデスケーリング）に利用でき、鋼板の種類は特に制限されない。例えば、鋼板はＳｉ含有量の多い高Ｓｉ鋼板であってもよいが、Ｓｉ含有量の少ない低Ｓｉ鋼（例えば、Ｓｉ含有量が０．５重量％以下（０．２〜０．５重量％程度）の普通鋼など）のデスケーリングに有効に利用できる。

以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。なお、実施例、比較例及び参考例における各評価項目の評価方法は以下の通りである。

（粒子径及び流速）
液滴（又は噴霧液）の粒子径及び流速は、ＰＤＰＡ粒子径測定装置（ＴＳＩ社製、ＰＤＰＡ装置「ＦＳＡ４０００／４Ｗ水冷Ａｒレーザー」）を利用し、噴霧液に２本のレーザーを照射して測定した。なお、前記２本のレーザーの交差点を測定点とした。

スプレー中心において吐出孔から１２０ｍｍの位置で液滴の粒子径及び流速を測定した（測定粒子数：１００００個）。また、得られた粒子径データ（粒度分布）からザウター平均法により、ザウター平均粒子径を算出した。

（運動エネルギー）
１００００個の粒子について測定して得られた粒子径及び流速を利用し、下記式を用いて、個々の液滴の運動エネルギーを算出した。次いで、算出された個々の液滴の運動エネルギーのうち、粒子径２００μｍ以上の液滴の運動エネルギーを積算し、粒子径２００μｍ以上の液滴の運動エネルギーの合計を、測定時間（粒子１００００個に対する粒子径及び流速の測定時間）及び前記交差点の噴霧方向における断面積で割ることにより、単位面積及び単位時間あたりの運動エネルギーに換算した。

運動エネルギー＝ｍｖ^２／２
（式中、ｍは液滴の重量、ｖは流速を示す。なお、液滴の重量ｍは、粒子径から求めた値を用いた）。

（壊食量）
アルミニウム板Ａ１０５０について圧力１５ＭＰａ及びノズルからの噴射又はスプレー距離（吐出孔と板との距離）１２０ｍｍの条件で液滴（又は噴霧液）を噴射し、アルミニウムの壊食量を求めた。

実施例１〜３及び比較例１〜２
図２に示すデスケーリングノズルを用いた。実施例１〜３のノズルは、所定の楕円形状の吐出孔、テーパ部のテーパ角θ＝５０°、ノズルケース及び第１のケーシングの途中部まで延びる所定の長さＬ及び所定の内径Ｄｃの円筒状流路（径大部）、この円筒状流路（径大部）の上流端からテーパ角１５°で延びる傾斜部傾斜流路（長さ２６ｍｍ）、この傾斜流路の上流端から内径２４ｍｍφで延び、且つスタビライザ（羽根の軸方向の長さ２０ｍｍ、軸部から放射状に延出た羽根の数８枚）が装着された円筒状流路、第２のケーシングの上流側端部に形成された複数のスリットを有している。前記スタビライザは、上流側及び下流側にそれぞれ先端部が上流側及び下流側に向いた円錐状部材を備えている。なお、比較例１〜２で用いたノズルは、前記円筒状流路（径大部）の上流端からテーパ角７．５°で延びる傾斜部傾斜流路（長さ３６．１ｍｍ）、この傾斜流路の上流端から内径１６ｍｍφで延び、且つスタビライザ（羽根の軸方向の長さ１６ｍｍ、軸部から放射状に延出た羽根の数８枚）が装着された円筒状流路以外は、実施例１〜３のノズルと同様の構造を有している。

そして、スプレーの噴出圧（吐出圧）１５ＭＰａ及び噴射距離１２０ｍｍに設定し、表１に示す流量の条件で、スプレー中心において、ノズルから吐出される噴霧液（又は液滴）の平均流速、ザウター平均粒子径、粒子径が２００μｍ以上の液滴の割合及び運動エネルギーの合計を求めた。さらに、実施例１〜３及び比較例１〜２のノズルについて、単位時間あたりのアルミニウム（Ａｌ）壊食量、単位面積・単位時間あたりのアルミニウム（Ａｌ）壊食量を調べた。

結果を表１に示す。なお、表中の「運動エネルギー」は、粒子径が２００μｍ以上の液滴の運動エネルギーの合計を示す。

表１から明らかなように、実施例のノズルでは、特定のＬ／Ｄｃを有し、スプレー中心におけるザウター平均粒子径が２００μｍ以上の噴霧液（又は液滴）を吐出可能であり、優れた壊食能を示すことがわかった。

実施例４〜５及び比較例３
Ｌ／Ｄｃと壊食能との関係を調べるため、図６に示す構造のデスケーリングノズル（表２に示す所定の径大部の長さＬ、内径Ｄｃ及びＤｃ／Ｄｂを有するノズル）を用いて、スプレーの噴出圧（吐出圧）１５ＭＰａ及び噴射距離１２０ｍｍに設定し、吐出流量１１１Ｌ／分で吐出し、アルミニウム（Ａｌ）壊食量を調べた。

なお、実施例４〜５及び比較例３で用いるノズルはいずれも、異なる複数の角度で傾斜しているテーパ部（又は多段テーパ部）を有し、θ１が５０°、θ２が６．４°（第１のテーパ部３６ａと第２のテーパ部３６ｂとの境界（又は繋ぎ目）の内径１１ｍｍφ）であり、第２のテーパ部３６ｂの上流端から内径１３ｍｍφの円筒状流路（径大部）（Ｐ３及びＰ４）、さらに、前記円筒状流路（径大部）の上流端からテーパ角７．５°で延びる傾斜部傾斜流路Ｐ２（長さ２１ｍｍ）、この傾斜流路Ｐ２の上流端から内径１６ｍｍφで延び、且つスタビライザが装着された円筒状流路Ｐ１、第２のケーシングの上流側端部に形成された複数のスリットを有している。

結果を表２に示す。なお、表中の壊食量は、比較例３で得られた壊食量の値を１．０とし、他の例の壊食量は、比較例３の壊食量の相対値として評価した。

表２から明らかなように、実施例のノズルでは、特定のＬ／Ｄｃを有しており、壊食能に優れていた。

参考例１〜３
図８に示すノズルを用いた。このノズルは、ノズルチップの断面Ｕ字状溝の凹面で開口した楕円形状の吐出孔５５、この吐出孔から上流方向に向かって所定の内径及び所定の長さで延びる流路Ｐ１５、この流路の上流端から上流方向に向かって所定のテーパ角で緩やかに拡がって延び、かつ上流端の内径が７．６ｍｍφの傾斜流路（長さ２２ｍｍ）Ｐ１４、この傾斜流路の上流端から上流方向に向かってテーパ角θ＝７．５°で緩やかに傾斜して拡がり、かつ上流端の内径が１３ｍｍφである絞り流路（長さ５４ｍｍ）Ｐ１３、この絞り流路の上流端と同じ内径を有し、かつ実施例と同様のスタビライザ５４が装着されているとともに、上流側端部の流入口５３と連なる円筒状流路Ｐ１２を有している。

そして、上記ノズルを用いて、実施例と同様にして、スプレー中心において、ノズルから吐出される液滴（又は噴霧液）の平均流速、ザウター平均粒子径、粒子径が２００μｍ以上の液滴の割合及び運動エネルギーの合計を求めた。さらに、参考例１〜３のノズルについて、単位時間あたりのアルミニウム（Ａｌ）壊食量、単位面積・単位時間あたりのアルミニウム（Ａｌ）壊食量を調べた。

結果を表３に示す。なお、表中の径大部の「内径Ｄｃ」及び径大部の「長さＬ」は、それぞれ図８に示すノズルの符号Ｐ１５の内径及び長さを示し、表中の「運動エネルギー」は、粒子径が２００μｍ以上の液滴の運動エネルギーの合計を示す。

参考例のノズルでは、Ｌ／Ｄｃが小さく、噴霧液のスプレー中心におけるザウター平均粒子径を大きくできないため、壊食能も不十分であった。

本発明のデスケーリングノズルの一例を示す概略斜視図である。 図１のII-II線概略断面図である。 図１のノズル先端部の概略正面図である。 本発明のノズル先端部の他の例を示す部分概略斜視図である。 図４のノズルの先端部を示す概略断面図である。 他の形態のテーパ部を有する本発明のノズルを示す概略断面図である。 ケーシングの上流側端部の他の例を示す概略図である。 参考例１〜３で用いたノズルを示す概略縦断面図である。

符号の説明

１…デスケーリングノズル
２…円筒状ケーシング
４…整流ユニット
１１，２１，３１…ノズルケース
１２，２２，３２…ノズルチップ
１４…湾曲溝
１５，２５…吐出孔
１６，２６…テーパ部（又は円錐状傾斜壁）
３６ａ，３６ｂ…テーパ部
１７，２７，３７…ブシュ（又は環状側壁）
１８…径大部
２４…凹部
Ｐ１…円筒状流路
Ｐ２…傾斜流路
Ｐ３…円筒状流路
Ｐ４…円筒状流路
Ｐ５…円錐状流路

Claims (9)

1. 先端部の凹面又は凹部で開口した楕円形状の吐出孔と、この吐出孔からテーパ角θ３０〜８０°で延びるテーパ部と、このテーパ部に連なる径大部とで構成されたノズル孔を備えているデスケーリングノズルであって、径大部の長さＬと径大部の内径Ｄｃとの割合（Ｌ／Ｄｃ）が４．２以上であるデスケーリングノズル。
2. 吐出孔の長径Ｄａに対する径大部の内径Ｄｃの割合（Ｄｃ／Ｄａ）が３．６〜１０である請求項１記載のデスケーリングノズル。
3. 吐出孔の長径Ｄａと吐出孔の短径Ｄｂとの割合（Ｄａ／Ｄｂ）が１．１〜２．０である請求項１又は２記載のデスケーリングノズル。
4. 径大部の内径Ｄｃが、１２〜２５ｍｍである請求項１〜３のいずれかに記載のデスケーリングノズル。
5. 噴霧圧力１５ＭＰａ及び噴霧距離１２０ｍｍの条件で噴霧したとき、スプレー中心において、ザウター平均粒子径２００μｍ以上の噴霧液を吐出可能な請求項１〜４のいずれかに記載のデスケーリングノズル。
6. 噴霧圧力１５ＭＰａ及び噴霧距離１２０ｍｍの条件で噴霧したとき、スプレー中心において、粒子径が２００μｍ以上の液滴を３．５〜２０％の割合（個数比）で含む噴霧液を吐出可能な請求項１〜４のいずれかに記載のデスケーリングノズル。
7. 噴霧圧力１５ＭＰａ及び噴霧距離１２０ｍｍの条件で噴霧したとき、スプレー中心において、粒子径が２００μｍ以上の液滴の運動エネルギーの合計が１０〜２００ｋＪ／（ｍ^２・秒）である噴霧液を吐出可能な請求項１〜４のいずれかに記載のデスケーリングノズル。
8. 径大部の長さＬと径大部の内径Ｄｃとの割合（Ｌ／Ｄｃ）が４．２〜１２であり、吐出孔の長径Ｄａに対する前記径大部の内径Ｄｃの割合（Ｄｃ／Ｄａ）が３．８〜８であり、前記吐出孔の長径Ｄａと前記吐出孔の短径Ｄｂとの割合（Ｄａ／Ｄｂ）が１．２〜１．４５であり、前記径大部の内径Ｄｃが１２〜２０ｍｍであるデスケーリングノズルであって、噴霧圧力１５ＭＰａ及び噴霧距離１２０ｍｍの条件で噴霧したとき、スプレー中心において、ザウター平均粒子径が２２０〜５００μｍであるとともに、粒子径が２００μｍ以上の液滴を３．８〜１５％の割合（個数比）で含み、かつ粒子径２００μｍ以上の液滴の運動エネルギーの合計が１１〜１８０ｋＪ／（ｍ^２・秒）である噴霧液を吐出可能な請求項１〜７のいずれかに記載のデスケーリングノズル。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載のデスケーリングノズルを用いて、鋼板表面のスケールを除去する方法。

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