JP2009241114A - System for cooling steel plate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱間圧延のタンデム仕上圧延機における仕上圧延スタンドの出側に配置する鋼板冷却装置に関するものである。 The present invention relates to a steel sheet cooling device disposed on the exit side of a finishing rolling stand in a tandem finishing rolling mill for hot rolling.
熱延鋼板の製造方法においては、連続鋳造機などで製造された鋳片(スラブ)を加熱炉で加熱し、粗圧延機で粗圧延鋼材とし、次いで仕上圧延機で仕上圧延を行い、所定の板厚とし、さらに所定の冷却パターンで鋼板を冷却して熱延鋼板とする。仕上圧延機では、複数の仕上圧延スタンドが直列に並んでおり、粗圧延鋼材はこれら複数のスタンドを順次通過することによって仕上圧延される。 In the method for producing a hot-rolled steel sheet, a slab produced by a continuous casting machine or the like is heated in a heating furnace to be a rough-rolled steel material by a roughing mill, and then finish-rolled by a finishing mill, The steel sheet is cooled by a predetermined cooling pattern to obtain a hot-rolled steel sheet. In the finish rolling mill, a plurality of finish rolling stands are arranged in series, and the rough rolled steel material is finish-rolled by sequentially passing through the plurality of stands.
仕上圧延終了直後において鋼板を急冷することにより、鋼板結晶粒の粒径を細粒化することができ、機械特性に優れた熱延鋼板を製造できることが知られている。例えば特許文献1においては、TiやNbを極低炭素鋼に添加し、鋼中のCやNを析出物の形で固定し、固溶の侵入型元素の存在しないIF鋼(Interstitial atom free steel)を用いて深絞り用冷延鋼板を製造する方法として、Ar3変態点以上で仕上圧延を終了し、圧延直後からAr3変態点−50℃までの平均冷速50℃/秒以上で急冷却する方法が記載されている。これにより、熱延鋼板の結晶微細化が十分達成でき、最終製品の深絞り性を達成することができる。圧延直後からの急冷却は、仕上圧延を終了した鋼板の両面に水を噴射する水冷却によって行うことができる。
It is known that by rapidly cooling the steel sheet immediately after finishing rolling, the grain size of the steel sheet crystal grains can be reduced and a hot rolled steel sheet having excellent mechanical properties can be produced. For example, in
特許文献2においては、仕上圧延機の最下流スタンドとその1つ上流側のスタンドの間に、急冷装置を設置して鋼板を急冷する方法が記載されている。
熱間圧延の仕上圧延中あるいは仕上圧延直後に鋼板を冷却する手段として、仕上圧延のスタンド間あるいは最終スタンドを出た後、仕上圧延スタンドの出側に配置する鋼板冷却装置が用いられる。 As a means for cooling the steel plate during finish rolling in hot rolling or immediately after finish rolling, a steel plate cooling device disposed on the exit side of the finish rolling stand is used between the finish rolling stands or after leaving the final stand.
鋼板冷却装置として、冷却水貯槽である冷却ボックスを用意し、冷却ボックスの表面にキリ穴を設け、キリ穴を通して冷却ボックス内部から冷却水を鋼板表面に噴射する方法を採用することができる。 A cooling box that is a cooling water storage tank is prepared as a steel plate cooling device, a drill hole is provided on the surface of the cooling box, and a method of injecting cooling water from the inside of the cooling box through the drill hole to the steel plate surface can be adopted.
特許文献3は熱間仕上ミルの出側ガイドに関するものであり、出側ガイドの出側には、材料の温度を制御するために上下一対のストリップクーラントヘッダが設けられている。上下部ヘッダにはそれぞれ複数のノズルが斜め方向に噴射し得るように取り付けられている。同文献の第1図によると、ノズルがヘッダ表面から突出して設けられている。このストリップクーラントは、スタンド間で用いられる。
特許文献4は、熱間圧延終了後、熱延鋼帯を水冷するに際し、噴射された水がエッジ部に直接当たらないようマスキング装置でマスキングを行い、鋼板エッジ部の硬化を防止して幅方向の材質のバラツキを抑制する方法が記載されている。
In
熱間圧延のタンデム仕上圧延機において、スタンド間あるいは最終スタンドを出てから、仕上圧延スタンドの出側に配置する鋼板冷却装置を設けるに際し、特許文献3に記載されているようなヘッダを用い、ヘッダ表面に、図7(a)に示すようなノズル3、あるいは図7(b)に示すようなキリ穴14を設置して鋼板の冷却を行っていた。
In the tandem finish rolling mill for hot rolling, after providing the steel sheet cooling device to be arranged on the exit side of the finish rolling stand after leaving the last stand between the stands, using a header as described in
熱間圧延の仕上圧延において、鋼板のトップやボトムが仕上圧延スタンドを通過する際、当該トップやボトムが上下に振れて鋼板冷却装置に衝突することがある。鋼板が衝突する場所によっては鋼板冷却装置表面に設置したノズルやキリ穴が損傷することとなり、鋼板冷却装置の寿命を長く保つことが困難であった。 In the hot rolling finish rolling, when the top and bottom of the steel sheet pass through the finishing rolling stand, the top and bottom may swing up and down and collide with the steel sheet cooling device. Depending on where the steel plates collide, the nozzles and drill holes installed on the surface of the steel plate cooling device are damaged, and it is difficult to keep the life of the steel plate cooling device long.
仕上圧延のスタンド間あるいは最終スタンドを出た直後に水冷却を行う品種は限定されており、水冷却を行わない品種を熱間圧延している際には、鋼板冷却装置には水が供給されない。このように水冷を行わない圧延期間中、鋼板冷却装置が鋼板の高温にさらされ、高温によってノズルが損傷し、あるいはキリ穴を設けた冷却ボックスが損傷することがあった。 There are limited types of water cooling between finish rolling stands or immediately after leaving the final stand, and water is not supplied to the steel sheet cooling device when the types that do not perform water cooling are hot rolled. . Thus, during the rolling period in which water cooling is not performed, the steel plate cooling device is exposed to the high temperature of the steel plate, and the high temperature may damage the nozzle or the cooling box provided with the drill holes.
仕上圧延スタンドの出側に配置する鋼板冷却装置で鋼板を冷却するに際し、鋼板の幅両端部が幅中央部に比較して過冷却となる場合がある。仕上圧延スタンド間の狭い領域で鋼板を冷却するため、特許文献4に記載のようなマスキング装置を設置することは困難を伴い、設置した場合には設備のメンテナンスに費用と時間を浪費することになるので好ましくない。
When the steel plate is cooled by the steel plate cooling device arranged on the exit side of the finishing rolling stand, the both ends of the width of the steel plate may be supercooled compared to the width center portion. In order to cool the steel sheet in a narrow area between the finish rolling stands, it is difficult to install a masking device as described in
本発明は、熱間圧延のタンデム仕上圧延機における仕上圧延スタンドの出側に配置する鋼板冷却装置において、ノズルの損傷を防止するとともに、設備負担を伴わずに鋼板両端部の過冷却を防止することのできる鋼板冷却装置を提供することを目的とする。 The present invention prevents a nozzle from being damaged and prevents overcooling at both ends of a steel plate without burdening equipment in a steel plate cooling device disposed on the exit side of a finishing rolling stand in a tandem finish rolling mill for hot rolling. It aims at providing the steel plate cooling device which can be used.
即ち、本発明の要旨とするところは以下のとおりである。
(1)熱間圧延のタンデム仕上圧延機における仕上圧延スタンドの出側に配置する鋼板冷却装置であって、鋼板の上面と下面の一方又は両方に冷却ボックスを配置し、冷却ボックスの内部は冷却水の貯槽であり、冷却ボックスの鋼板に面する側が表面構造体であり、表面構造体に2以上のスプレーノズルが配置され、スプレーノズルの鋼板側先端位置は表面構造体の鋼板側表面位置よりも奥側(冷却ボックスの中心側)に位置し、スプレーノズルの後端位置は表面構造体の冷却ボックス内側の内面位置よりも冷却ボックス内に突出しており、冷却ボックス内から前記スプレーノズルを通して鋼板に冷却水を噴射することを特徴とする鋼板冷却装置。
(2)鋼板の上面側冷却ボックスは、複数のスプレーノズルのうち、最も高い位置にあるスプレーノズル位置における表面構造体の冷却ボックス内側の内面位置が、最も低い位置にあるスプレーノズルの後端位置よりも低くなるように配置し、
鋼板の下面側冷却ボックスは、複数のスプレーノズルのうち、最も低い位置にあるスプレーノズルの先端位置が、最も高い位置にあるスプレーノズルの後端位置よりも高くなるように配置することを特徴とする上記(1)に記載の鋼板冷却装置。
(3)前記冷却ボックスの表面構造体に配置するスプレーノズルは、鋼板長手方向に複数個数を配列する列をなし、さらに当該スプレーノズルの列は、鋼板幅方向に複数列が配置され、各列のスプレーノズル個数は、鋼板の幅中央部が最も多く、幅方向両側部は幅中央部に比較して個数が少ないことを特徴とする上記(1)又は(2)に記載の鋼板冷却装置。
(4)前記冷却ボックスの表面構造体に配置するスプレーノズルの口径は、鋼板の幅中央部において最も口径が大きく、幅方向両側部は幅中央部に比較して口径が小さいことを特徴とする上記(1)又は(2)に記載の鋼板冷却装置。
That is, the gist of the present invention is as follows.
(1) A steel sheet cooling device disposed on the exit side of a finishing rolling stand in a tandem finish rolling mill for hot rolling, wherein a cooling box is disposed on one or both of the upper surface and the lower surface of the steel plate, and the inside of the cooling box is cooled. It is a water storage tank, the side facing the steel plate of the cooling box is a surface structure, two or more spray nozzles are arranged in the surface structure, and the steel plate side tip position of the spray nozzle is from the steel plate side surface position of the surface structure Is located on the back side (center side of the cooling box), and the rear end position of the spray nozzle protrudes into the cooling box from the inner surface position inside the cooling box of the surface structure, and the steel plate passes through the spray nozzle from the inside of the cooling box. A steel sheet cooling device characterized by injecting cooling water onto the steel plate.
(2) The upper surface side cooling box of the steel sheet is the rear end position of the spray nozzle in which the inner surface position inside the cooling box of the surface structure at the spray nozzle position at the highest position among the plurality of spray nozzles is at the lowest position. Placed so that it is lower than
The cooling box on the lower surface side of the steel plate is characterized in that the tip position of the spray nozzle at the lowest position among the plurality of spray nozzles is arranged to be higher than the rear end position of the spray nozzle at the highest position. The steel plate cooling device according to (1) above.
(3) The spray nozzles arranged on the surface structure of the cooling box have a plurality of rows arranged in the longitudinal direction of the steel plate, and the rows of the spray nozzles are arranged in a plurality of rows in the steel plate width direction. The number of spray nozzles of the steel plate cooling device according to (1) or (2) is characterized in that the number of spray nozzles is the largest in the width center portion of the steel plate and the number of both side portions in the width direction is smaller than that in the width center portion.
(4) The diameter of the spray nozzle arranged in the surface structure of the cooling box is characterized in that the diameter is the largest in the width center portion of the steel sheet and the diameter is smaller in the width direction both side portions than in the width center portion. The steel sheet cooling device according to (1) or (2).
本発明は、熱間圧延のタンデム仕上圧延機における仕上圧延スタンドの出側に配置する鋼板冷却装置であって、鋼板の上面と下面の一方又は両方に冷却ボックス2を配置し、冷却ボックス2の鋼板に面する側が表面構造体4であり、表面構造体4に2以上のスプレーノズル3が配置されており、冷却ボックス内からスプレーノズル3を通して鋼板11に冷却水を噴射する鋼板冷却装置を対象とし、スプレーノズルの鋼板側先端位置31は表面構造体の鋼板側表面位置41よりも奥側に位置するので、仕上圧延スタンド12を通過する鋼板11のトップ・ボトムが冷却ボックスに衝突しても、スプレーノズル3が破損することがない。また、スプレーノズルの後端位置32は表面構造体の冷却ボックス内側の内面位置42よりも冷却ボックス内に突出しているので、スプレーノズルから冷却水を噴射していないタイミングでもスプレーノズル3が冷却ボックス内に残存する冷却水6によって冷却され、ノズルの損傷を防ぐことができる。
The present invention is a steel plate cooling device disposed on the exit side of a finishing rolling stand in a tandem finish rolling mill for hot rolling, wherein the
加熱炉で加熱されたスラブは、粗圧延機で圧延されて粗圧延鋼材となり、次いで仕上圧延機で圧延される。仕上圧延機は通常、4重式圧延機による仕上圧延スタンドが5〜7スタンド直列に並んでおり、粗圧延鋼材はこれらのスタンドを順次通過することによって仕上圧延される。仕上圧延を完了した鋼板は、ホットランテーブルを経て、コイラによって巻き取られる。 The slab heated in the heating furnace is rolled with a rough rolling mill to become a rough rolled steel material, and then rolled with a finish rolling mill. In the finishing mill, finishing rolling stands by a quadruple rolling mill are usually arranged in series in 5 to 7 stands, and the coarsely rolled steel material is finish-rolled by sequentially passing through these stands. The steel plate that has been finish-rolled is wound by a coiler through a hot run table.
本発明の鋼板冷却装置は、仕上圧延機における仕上圧延スタンドの出側に配置する。仕上圧延スタンドの出側とは、複数配列された仕上圧延スタンドのスタンド間、あるいは仕上圧延機の最終スタンドを出た位置であり、対象とする仕上圧延スタンド12を鋼板11が通過した直後においてその鋼板を冷却するものである。図6に示す例は、仕上圧延機がF1〜F7の7基の仕上圧延スタンド12を有する場合であり、(a)は最終スタンドF7を出た位置に鋼板冷却装置1が配置されており、(b)はF5仕上げスタンドとF6仕上げスタンドの間、およびF6仕上げスタンドとF7仕上げスタンドの間に鋼板冷却装置1が配置されている例である。
The steel plate cooling device of the present invention is disposed on the exit side of the finishing rolling stand in the finishing mill. The exit side of the finish rolling stand is the position between the stands of the plurality of finish rolling stands arranged or the final stand of the finish rolling mill, and immediately after the
図1に示すように、鋼板冷却装置1は、鋼板11の上面と下面の一方又は両方に冷却ボックス2を配置する。鋼板上面側の冷却ボックス21は鋼板11の上面に冷却水を噴射し、鋼板下面側の冷却ボックス22は鋼板11の下面に冷却水を噴射する。冷却ボックス2は密閉容器で、内部が冷却水貯槽になっている。冷却ボックス2の鋼板に面する側を表面構造体4と呼ぶ。表面構造体4として、通常は平板状の鋼板を用いることができる。表面構造体4に2以上のスプレーノズル3が配置されており、冷却ボックス内に冷却水供給系13から冷却水6を供給することにより、冷却ボックス2からスプレーノズル3を通して鋼板11に冷却水を噴射することができる。
As shown in FIG. 1, the steel
本発明の第1の特徴は、スプレーノズルの鋼板側先端位置31が表面構造体の鋼板側表面位置41よりも奥側(冷却ボックスの中心側)に位置する点にある。表面構造体4が平板状の表面板である場合、図1(b)(c)に示すように、表面構造体の鋼板側表面位置41は、表面板の鋼板側表面位置に該当する。表面構造体4にスプレーノズル3を配置するための貫通孔を設け、その貫通孔にスプレーノズル3を配置する。その際、表面構造体の鋼板側表面位置41からスプレーノズルの鋼板側先端位置31が突出せず、逆に表面構造体の鋼板側表面位置41よりも奥側に位置する。即ち、表面構造体の鋼板側表面41よりスプレーノズルの鋼板側先端位置31が凹んで配置されている。これにより、熱間圧延の仕上圧延において、鋼板11のトップやボトムが仕上圧延スタンドを通過する際、当該トップやボトムが上下に振れて鋼板冷却装置1に衝突したとしても、鋼板は鋼板冷却装置1の表面構造体4に激突するのみであり、スプレーノズル3には衝突しないので、スプレーノズル3の損傷を防止することが可能となる。表面構造体の鋼板側表面41からスプレーノズルの鋼板側先端位置31までの凹み量は2.0mm以上であると好ましい。
The first feature of the present invention is that the steel plate
鋼板冷却装置の表面構造体4としては、平面状の表面板とする以外に、平板の表面に井桁状にフィン16を突出させた形状(図2(a))、あるいは平板の表面に圧延方向に平行に多数のフィン16を突出させた形状(図2(b))とすることも可能である。この場合には、表面構造体の鋼板側表面位置41は、フィン16の鋼板側先端位置が該当する。
As the
本発明の第2の特徴は、スプレーノズルの後端位置32が表面構造体の冷却ボックス内側の内面位置42よりも冷却ボックス内に突出している点にある。表面構造体4が平板状の表面板である場合、図1(b)(c)に示すように、表面構造体の冷却ボックス内側の内面位置42とは、表面板の冷却ボックス内側の表面を意味する。
The second feature of the present invention is that the
仕上圧延のスタンド間あるいは最終スタンドを出た直後に水冷却を行う品種は限定されており、水冷却を行わない品種を熱間圧延している際には、鋼板冷却装置1には水が供給されない。鋼板冷却装置1への水供給が停止している間、冷却ボックス内に充満していた冷却水はスプレーノズルの冷却水噴出孔を通して外部に流出する。そのため、冷却ボックス内の冷却水6が徐々に失われる。なお、図1(a)に示すように、冷却水供給系13から冷却ボックス2に至る経路中の遮断弁17の位置を各冷却ボックス2よりも高い位置とすることにより、遮断弁17からの冷却水漏洩で冷却ボックス2内の冷却水が失われることはなくなる。
There are limited types of water cooling between the finish rolling stands or immediately after leaving the final stand, and water is supplied to the steel
鋼板の上面側を冷却する上面側冷却ボックス21において、スプレーノズル3が配置された表面構造体4は冷却ボックス2の下面側に位置する。従って、冷却ボックス2への冷却水供給が停止すると、冷却ボックス内の冷却水はスプレーノズル3を通じて外部へ流出する。スプレーノズルの後端位置32が表面構造体の冷却ボックス内側の内面位置42から突出していない従来のスプレーノズル配置では、図8(a)に示すように、冷却ボックス内の冷却水がすべて流出することとなる。スプレーノズルを用いず、冷却ボックスの表面にキリ穴を設けた従来の冷却装置においても同様である(図8(c))。
In the upper surface
それに対し本発明の上面側冷却ボックス21では、上述のとおりスプレーノズルの後端位置32が表面構造体の冷却ボックス内側の内面位置42よりも冷却ボックス内に突出している(図1(b))。冷却水はスプレーノズルの後端位置32からノズルを通過して流出し、図3(a)に示すように、冷却ボックス内の冷却水水位61がスプレーノズルの後端位置32に到達したところで冷却水の流出が止まる。そのため、スプレーノズル3の冷却ボックス内突出部位は常に冷却水中に浸漬していることになり、スプレーノズル3は冷却水中に浸漬して水冷されるので、鋼板の水冷却を行わない圧延期間中、鋼板冷却装置が鋼板の高温にさらされても、高温によってノズルが損傷することがなくなった。そもそも冷却ボックス内に冷却水が充満している時点についても、スプレーノズルが冷却ボックス内に突出することにより、突出しない従来と対比してスプレーノズルの冷却能力が増大し、ノズル損傷を防止することとなっている。スプレーノズルの後端位置32が表面構造体の冷却ボックス内側の内面位置42よりも冷却ボックス内に突出する突出量は、10mm以上であると好ましい。
On the other hand, in the upper surface
鋼板の下面側を冷却する下面側冷却ボックス22において、スプレーノズル3が配置された表面構造体4は冷却ボックス2の上面側に位置する。スプレーノズル3が冷却ボックス内に突出していない従来のスプレーノズルにおいては、冷却ボックスへの冷却水供給が停止してわずかでも水位が下がると、図8(b)に示すように、スプレーノズルは冷却ボックス内の冷却水による冷却が途切れ、直ちに高温にさらされて損傷する。スプレーノズルを用いず、冷却ボックスの表面にキリ穴を設けた従来の冷却装置においても同様である(図8(d))。冷却ボックスにわずかでも傾きが存在すると、スプレーノズルあるいはキリ穴のうちで最も低い位置にあるものを通して冷却水が外部に流出し、冷却ボックス中の水位がその最も低い位置のスプレーノズルあるいはキリ穴の位置まで下がるので、それ以外のスプレーノズルあるいはキリ穴は冷却水に接触しなくなる(図9(b)参照)。
In the lower surface
それに対し本発明の下面側冷却ボックス22では、上述のとおりスプレーノズルの後端位置32が表面構造体の冷却ボックス内側の内面位置42よりも冷却ボックス内に突出している(図1(c))。スプレーノズルのうちで最も低い位置にあるものを通して冷却水が外部に流出しても、冷却ボックス中の冷却水水位61はその最も低い位置のスプレーノズルの先端位置31までしか下がらない。それ以外のスプレーノズルを含めてすべてのスプレーノズルは、後端位置32が冷却ボックス内に突出しているため、冷却水中に浸漬しており、鋼板の水冷却を行わない圧延期間中、鋼板冷却装置が鋼板の高温にさらされても、高温によってノズルが損傷することがなくなった(図3(b)参照)。そもそも冷却ボックス内に冷却水が充満している時点についても、スプレーノズルが冷却ボックス内に突出することにより、突出しない従来と対比してスプレーノズルの冷却能力が増大し、ノズル損傷を防止することとなっている。スプレーノズルの後端位置32の突出量は、10mm以上であると好ましい。
On the other hand, in the lower surface
本発明において、冷却ボックスの表面構造体4には、鋼板の幅方向及び圧延方向に、多数のスプレーノズル3を配列することができる。これにより、鋼板の幅方向に均一に冷却水を噴射すると同時に、鋼板の圧延方向にも一定の水冷領域を設けて均一な冷却を行うことができる。鋼板の上面側、下面側それぞれの冷却ボックス2は、表面構造体4に配列した多数のスプレーノズル3を相互に同一の高さに配置する、即ち、図3に示すように、スプレーノズル配置が圧延方向15に傾斜を持たずに配置することができる。これにより、鋼板冷却装置1を用いた水噴射を行わない品種の圧延中において、上面側冷却ボックス21については、冷却水の水位がスプレーノズルの後端位置32まで低下した場合においても、すべてのスプレーノズルについてその全体が冷却水の中に浸漬しており、スプレーノズルを十分に冷却することができる。また、下面側冷却ボックス22については、スプレーノズル先端位置31がすべて同じ高さにあるので、スプレーノズルからの冷却水の漏洩が発生せず、冷却ボックス内に冷却水が充満した状態が保持され、すべてのスプレーノズルにつてその全体が冷却水の中に浸漬しており、スプレーノズルを十分に冷却することができる。
In the present invention, a large number of
冷却ボックスの表面構造体に、鋼板の幅方向及び圧延方向に多数のスプレーノズルを配列した本発明において、冷却ボックスを傾けることにより、スプレーノズル配置がいずれかの方向、例えば圧延方向15に傾斜をもたせることができる。その場合、図4に示すように、鋼板の上面側冷却ボックス21は、複数のスプレーノズルのうち、最も高い位置にあるスプレーノズル位置における表面構造体の冷却ボックス内側の内面位置42Uが、最も低い位置にあるスプレーノズルの後端位置32Lよりも低くなるように配置し(図4(a))、鋼板の下面側冷却ボックス22は、複数のスプレーノズルのうち、最も低い位置にあるスプレーノズルの先端位置31Lが、最も高い位置にあるスプレーノズルの後端位置32Uよりも高くなるように配置する(図4(b))と好ましい。
In the present invention in which a large number of spray nozzles are arranged on the surface structure of the cooling box in the width direction of the steel sheet and in the rolling direction, by inclining the cooling box, the spray nozzle arrangement is inclined in any direction, for example, the rolling
まず上面側冷却ボックス21について説明する。
First, the upper surface
冷却ボックスへの冷却水供給が停止した後、冷却ボックス内の冷却水はスプレーノズル3を通じて外部へ漏洩する。図4(a)に示すようにスプレーノズル配置が傾斜している場合、冷却水の水位は、最終的に最も低い位置にあるスプレーノズルの後端位置32Lまで低下し、そこで冷却水の漏洩は止まり、冷却水水位61はそれ以上低下しない。上記本発明の好ましい形態において、最も高い位置にあるスプレーノズル位置における表面構造体の冷却ボックス内側の内面位置42Uが、最も低い位置にあるスプレーノズルの後端位置32Lよりも低くなるように配置されており、最も低い位置にあるスプレーノズルの後端位置32Lが冷却水水位61の最も低い位置であるから、最も高い位置にあるスプレーノズルについても、冷却ボックス内へのスプレーノズルの突出部の一部が冷却水中に浸漬した状態を保持することができる。従って、すべてのスプレーノズルが冷却水中に浸漬して水冷される状況を保持することができるので、スプレーノズルは圧延中鋼板の高温によって損傷されることなく、保持することができる。
After the cooling water supply to the cooling box is stopped, the cooling water in the cooling box leaks to the outside through the
次に下面側冷却ボックス22について説明する。
Next, the lower surface
図4(b)に示すようにスプレーノズル配置が傾斜している場合、冷却ボックスへの冷却水供給が停止した後、冷却ボックス内の冷却水6はスプレーノズル3を通じて外部へ漏洩する。冷却水水位61は、最終的に最も低い位置にあるスプレーノズルの先端位置32Lまで低下し、そこで冷却水の漏洩は止まり、冷却水水位61はそれ以上低下しない。上記本発明の好ましい形態において、最も低い位置にあるスプレーノズルの先端位置31Lが、最も高い位置にあるスプレーノズルの後端位置32Uよりも高くなるように配置されており、最も低い位置にあるスプレーノズルの先端位置31Lが冷却水水位61の最も低い位置であるから、最も高い位置にあるスプレーノズルについても、冷却ボックス内へのスプレーノズルの突出部の一部が冷却水中に浸漬した状態を保持することができる。従って、すべてのスプレーノズルが冷却水中に浸漬して水冷される状況を保持することができるので、スプレーノズルは圧延中鋼板の高温によって損傷されることなく、保持することができる。
When the spray nozzle arrangement is inclined as shown in FIG. 4B, the cooling
仕上圧延スタンドの出側に配置する鋼板冷却装置において、冷却ボックスには多数のスプレーノズルを設ける。スプレーノズルは、圧延方向、即ち鋼板長手方向に複数個数を配列する列をなし、さらに当該スプレーノズルの列は、鋼板幅方向に複数列が配置され、マトリックスを形成する。通常は、鋼板長手方向に配列した列中のスプレーノズル個数は、鋼板幅方向に変化させず、一定数のノズルを有する列が鋼板幅方向に並んでいる。このようなノズル配列を有する鋼板冷却装置を用いると、鋼板幅方向で冷却時の冷却速度が不均一となり、冷却後において幅中央に比較して両側部側の鋼板温度が低くなる場合があった。特許文献4には、熱延鋼帯を水冷するに際し、噴射された水がエッジ部に直接当たらないようマスキング装置でマスキングを行う方法が開示されているが、仕上圧延スタンド間の狭い領域で鋼板を冷却する本発明においては、特許文献4に記載のようなマスキング装置を設置することは困難を伴い、設置した場合には設備のメンテナンスに費用と時間を浪費することになるので好ましくない。
In the steel plate cooling apparatus disposed on the exit side of the finish rolling stand, the cooling box is provided with a number of spray nozzles. The spray nozzle has a plurality of rows arranged in the rolling direction, that is, the longitudinal direction of the steel plate, and the spray nozzle rows are arranged in the steel plate width direction to form a matrix. Normally, the number of spray nozzles in a row arranged in the longitudinal direction of the steel plate is not changed in the steel plate width direction, and rows having a fixed number of nozzles are arranged in the steel plate width direction. When using a steel plate cooling device having such a nozzle arrangement, the cooling rate during cooling in the steel plate width direction becomes non-uniform, and the steel plate temperature on both sides may be lower than the center of the width after cooling. .
本発明は上記のような場合、図5(a)に示すように、冷却ボックス2の各列のスプレーノズル3の個数は、鋼板の幅中央部18が最も多く、幅方向両側部19は幅中央部18に比較して個数が少ないこととすると好ましい。これにより、幅方向両側部は幅中央部に比較して冷却水量が少なくなり、結果として鋼板の冷却能力を実質的に幅方向均一にすることができ、冷却後の鋼板温度を幅方向均一に保持することができるようになる。
In the above case, as shown in FIG. 5A, in the present invention, the number of
本発明はまた、図5(b)に示すように、冷却ボックス2の各列のスプレーノズル個数は幅方向に変化させあるいは一定に保った上で、スプレーノズル3の口径は、鋼板の幅中央部18において最も口径が大きく、幅方向両側部19は幅中央部に比較して口径が小さいこととすると好ましい。スプレーノズルの口径が小さいほど1個のスプレーノズルから噴出する冷却水量が少なくなり、鋼板の冷却能力が低くなる。そのため、スプレーノズルの口径が小さい幅方向両側部は幅中央部に比較して冷却水量が少なくなり、結果として鋼板の冷却能力を実質的に幅方向均一にすることができ、冷却後の鋼板温度を幅方向均一に保持することができるようになる。
In the present invention, as shown in FIG. 5 (b), the number of spray nozzles in each row of the
(実施例1)
図6に示すようにF1〜F7の7段の仕上圧延スタンドを有する熱間圧延の仕上圧延機において、本発明を適用した。鋼板冷却装置1として図1に示す上面側冷却ボックス21及び下面側冷却ボックス22を有する装置を持ち、鋼板冷却装置1の設置位置として、図6(b)に示すようにF5スタンドとF6スタンドの間、及びF6スタンドとF7スタンドの間に設けた。
Example 1
As shown in FIG. 6, the present invention was applied to a hot rolling finishing mill having a seven-stage finishing rolling stand of F1 to F7. The steel
冷却ボックス2におけるスプレーノズル3の配置は、圧延方向15に10個、圧延方向と直角方向(鋼板の幅方向)に19列が配置されている。表面構造体4としては板厚が20mmの平板を用いた。スプレーノズルの鋼板側先端位置31は、表面構造体の鋼板側表面位置41よりも2mm凹んだ位置としている。また、スプレーノズルの後端位置32は、表面構造体の冷却ボックス内側の内面位置42よりも30mm突出した形状となっている。上面側冷却ボックス21は圧延方向15に3°傾斜し、下面側冷却ボックス22は圧延方向15に0°傾斜している。
The arrangement of the
本発明の鋼板冷却装置1を設置した状態で、合計15枚のスラブについて熱間圧延を行った。このうち、鋼板冷却装置1から冷却水を噴射して冷却を行ったスラブは14枚であり、残りのスラブに関する熱間圧延では、冷却水供給系13の遮断弁17を閉じて冷却水の供給を遮断した。
With the steel
上記熱間圧延を終了した後、鋼板冷却装置1の表面構造体4に設置したスプレーノズル3の検査を行ったところ、通板時の鋼板の衝突に伴うスプレーノズルの損傷は見られなかった。また、スプレーノズル3は冷却水によって十分に冷却され、スプレーノズルの熱による損傷も発生していなかった。
After the hot rolling was completed, the
(実施例2)
実施例1と同様の鋼板冷却装置1を用いて熱間圧延を実施した。冷却ボックス2におけるスプレーノズル3の配置については、実施例1と異なり、圧延方向に最大で10個、圧延方向と直角方向(鋼板の幅方向)に19列が配列されたものを基本とし、幅方向中央部18のノズル配列が幅方向両端部19のノズル配列に対し6個多く、図5(a)に示すように、各列の最終ノズルと幅方向端部の最終ノズルを結ぶ三角形の部分にノズルを配列する。これによりエッジ部がセンター部に対し過冷却となることを防ぐことが可能となった。実施例1においては、鋼板の幅方向中央部の温度と幅端部の温度差が25℃であったが、実施例2においては温度差が10℃まで低減した。
(Example 2)
Hot rolling was performed using the same steel
(実施例3)
実施例1と同様の鋼板冷却装置1を用いて熱間圧延を実施した。冷却ボックス2におけるスプレーノズル3の配置については、実施例1と異なり、圧延方向に10個、圧延方向と直角方向(鋼板の幅方向)に19列が配列されており、スプレーノズルの口径は、図5(b)に示すように、鋼板の幅中央部18において最も口径が大きく、幅方向両側部19は幅中央部に比較して口径が小さい。幅方向端部のノズル1個当りの水量をW(L/min)とすると幅方向センターのノズル水量は2W(L/min)であり、その間のノズル水量はノズル端部からセンターへの距離に比例し増加するようにノズル口径を変化させ、Wから2Wまで増加させるようにした。これによりエッジ部がセンター部に対し過冷却となることを防ぐことが可能となった。実施例1においては、鋼板の幅方向中央部の温度と幅端部の温度差が25℃であったが、実施例3においては温度差が10℃まで低減した。
(Example 3)
Hot rolling was performed using the same steel
1 鋼板冷却装置
2 冷却ボックス
21 上面側冷却ボックス
22 下面側冷却ボックス
3 スプレーノズル
31 スプレーノズルの鋼板側先端位置
32 スプレーノズルの後端位置
4 表面構造体
41 表面構造体の鋼板側表面位置
42 表面構造体の冷却ボックス内側の内面位置
6 冷却水
61 冷却水水位
11 鋼板
12 仕上圧延スタンド
13 冷却水供給系
14 キリ穴
15 圧延方向
16 フィン
17 遮断弁
18 幅中央部
19 幅方向両側部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
鋼板の下面側冷却ボックスは、複数のスプレーノズルのうち、最も低い位置にあるスプレーノズルの先端位置が、最も高い位置にあるスプレーノズルの後端位置よりも高くなるように配置することを特徴とする請求項1に記載の鋼板冷却装置。 In the upper surface side cooling box of the steel plate, the inner surface position inside the cooling box of the surface structure at the spray nozzle position at the highest position among the plurality of spray nozzles is lower than the rear end position of the spray nozzle at the lowest position. Arranged to be
The cooling box on the lower surface side of the steel plate is characterized in that the tip position of the spray nozzle at the lowest position among the plurality of spray nozzles is arranged to be higher than the rear end position of the spray nozzle at the highest position. The steel plate cooling device according to claim 1.
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