JP2011212724A - Steel plate cooling equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱間圧延された鋼板を冷却する鋼板冷却設備に関するものである。 The present invention relates to a steel sheet cooling facility for cooling a hot-rolled steel sheet.
熱間圧延によって鋼板を製造するプロセスでは、例えば図7に示すような設備において、熱間粗圧延、仕上圧延を行った後、水冷または空冷を行って組織を制御している。水冷によって比較的低い温度、例えば450〜650℃程度に冷却すると、微細なフェライトやベイナイト組織が得られ、鋼板の強度を確保できるので、スプレー冷却水やラミナー冷却水などによって鋼板を冷却する技術が一般的である。また近年では、高い冷却速度を得て組織をより微細化し、鋼板の強度を上げる技術の開発が盛んである。 In the process of manufacturing a steel plate by hot rolling, for example, in an equipment as shown in FIG. 7, after hot rough rolling and finish rolling, the structure is controlled by water cooling or air cooling. When cooling to a relatively low temperature, for example, about 450 to 650 ° C. by water cooling, fine ferrite and bainite structure can be obtained and the strength of the steel sheet can be secured. Therefore, there is a technology for cooling the steel sheet with spray cooling water, laminar cooling water, etc. It is common. In recent years, the development of techniques for increasing the strength of steel sheets by obtaining a high cooling rate and making the structure finer is increasing.
例えば、大量の冷却水を供給して鋼板を急速冷却する技術として特許文献1の技術がある。これは、熱延鋼帯の上下面に多数の冷却バンクを設置し、各冷却バンクを水切りロールで区切るとともに、鋼帯の搬送速度や仕上温度に応じて冷却水吐出バンク数を増減するものであり、非常に高い冷却速度であっても、鋼帯長手方向に均質な材料特性に優れた製品を製造出来るとされている。
For example, there is a technique of
しかしながら、鋼板を急速冷却するためには、従来の技術は、冷却能力や冷却均一性の確保に問題があった。 However, in order to rapidly cool the steel sheet, the conventional technique has a problem in ensuring the cooling capacity and the cooling uniformity.
特許文献1の技術は、高い冷却速度を得るために、冷却水を大量に供給するものであり、冷却水量を増やすほど鋼板上面に滞留する冷却水膜が厚くなる。大流量の冷却水を供給すると、滞留水が水切りロールを乗り越えて、隣りの冷却ゾーンに溢れてしまう場合が発生する。滞留水が非水冷ゾーンに溢れれば、鋼板の過冷却を起こすとともに、鋼板の上面と下面で温度むらを発生させてしまい、品質が均一な鋼板を製造することができなくなる。特に、厚鋼板の場合は板幅が広く、板幅中央付近に供給された冷却水は板幅端部から排水され難いため、水膜の水位は高くなりやすい。したがって、冷却水量は、滞留水が水切りロールから溢れない程度に抑えておく必要があった。
The technique of
本発明は、上記に鑑み、鋼板の上面に冷却水を供給する場合において、大流量の冷却水を鋼板上面に供給する場合においても、水切りロールを越えて隣接する冷却ゾーンへオーバーフローする冷却水を遮断することのできる遮水装置を設けた鋼板冷却設備を提供することを目的とする。 In view of the above, the present invention provides cooling water that overflows to the adjacent cooling zone beyond the draining roll even when supplying a large amount of cooling water to the upper surface of the steel sheet when supplying cooling water to the upper surface of the steel sheet. It aims at providing the steel plate cooling equipment which provided the water-blocking apparatus which can be interrupted | blocked.
遮水装置としては、例えば水切りロールの上部に遮水板を接触させたものが考えられるが、回転する水切ロールにそのような遮水板を接触させると、
(1)遮水板が水切りロールと接触する部分が摩耗するため、遮水性能が低下し、磨耗が進行すると新品と交換する必要がある
(2)遮水板が脱落して鋼板の表面疵の原因となる
といった問題がある。
As a water-impervious device, for example, it is conceivable that the water-impervious plate is brought into contact with the upper part of the draining roll, but when such a water-impervious plate is brought into contact with the rotating drainer roll,
(1) Since the portion where the water shielding plate comes into contact with the draining roll wears out, the water shielding performance deteriorates and it is necessary to replace it with a new one as the wear progresses. There is a problem that causes
そこで、本発明者はこの問題を解決すべく検討し、遮水板として垂直板と水切りロールを覆うカバーを用いることによって、遮水板が水切りロールと接触しない構造であっても遮水が可能であることを知見し、本発明をなした。その要旨は、以下の通りである。 Therefore, the present inventor studied to solve this problem, and by using a cover that covers the vertical plate and the draining roll as the water shielding plate, water shielding is possible even in a structure where the water shielding plate does not contact the draining roll. It was discovered that the present invention was made. The summary is as follows.
第一の発明は、鋼板の熱間圧延ラインに設置される、鋼板の上面に冷却水を供給するヘッダと、該ヘッダに取り付けられる冷却水噴射ノズルと、前記ヘッダの前後に配置される水切りロールとを備えた鋼板冷却設備であって、前記水切りロールの上部をその外周面に沿って非接触に覆うカバーと、該カバーから上方に伸びる垂直板とを備えた遮水装置を設けたことを特徴とする鋼板冷却設備である。 1st invention is installed in the hot rolling line of a steel plate, the header which supplies cooling water to the upper surface of a steel plate, the cooling water injection nozzle attached to this header, and the draining roll arrange | positioned before and behind the said header A water-cooling device provided with a cover that covers the upper part of the draining roll in a non-contact manner along its outer peripheral surface, and a vertical plate extending upward from the cover. This is a steel sheet cooling facility.
第二の発明は、前記遮水装置に更に、前記カバーと前記水切りロールとの隙間に圧縮空気を供給するエアパージヘッダを設けたことを特徴とする第一の発明に記載の鋼板冷却設備である。 The second invention is the steel sheet cooling facility according to the first invention, wherein the water shielding device is further provided with an air purge header for supplying compressed air to a gap between the cover and the draining roll. .
本発明の遮水装置は、回転する水切りロールと接触しないのでカバーの摩耗による遮水性能の低下がなく、隣接する冷却ゾーンへの冷却水のオーバーフローを抑制することができる。特に、エアパージヘッダを設置した場合は、熱延鋼帯の熱間圧延のように、搬送速度が速い場合でも、極めて高い遮水性能を発揮することができる。 Since the water-impervious device of the present invention does not come into contact with the rotating draining roll, there is no deterioration in the water-impervious performance due to wear of the cover, and the cooling water overflow to the adjacent cooling zone can be suppressed. In particular, when an air purge header is installed, extremely high water shielding performance can be exhibited even when the conveying speed is high, such as hot rolling of a hot-rolled steel strip.
また、本発明により、鋼板冷却設備の各ゾーンにおいて冷却水のオーバーフローによる外乱の影響が排除され、各ゾーンでノズルから噴射される冷却水がほぼ完全に鋼板の冷却に寄与するため、ゾーン間の冷却特性のばらつきが小さくなり、鋼板の長手方向に均一な温度分布が得られるようになる。 Further, according to the present invention, the influence of disturbance due to the overflow of the cooling water is eliminated in each zone of the steel sheet cooling facility, and the cooling water sprayed from the nozzle in each zone contributes almost completely to the cooling of the steel sheets. The variation in cooling characteristics is reduced, and a uniform temperature distribution can be obtained in the longitudinal direction of the steel sheet.
以下、本発明の実施の形態の一例を図面を参照して説明する。 Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図7は、本発明の実施に供する鋼板圧延ラインの一例を示す概略図である。
加熱炉から抽出されたスラブは圧延機によって粗圧延と仕上圧延が施され、所定の仕上温度、仕上板厚とされた後、オンラインにて加速冷却設備に搬送される。加速冷却設備では、上面冷却設備と下面冷却設備とから噴射される冷却水によって鋼板は所定温度まで冷却される。なお、冷却前にプリレベラを通して鋼板の形状を整えてから加速冷却を行うのが均一な材質を得るには好適である。
FIG. 7 is a schematic view showing an example of a steel sheet rolling line used for carrying out the present invention.
The slab extracted from the heating furnace is subjected to rough rolling and finish rolling by a rolling mill to a predetermined finishing temperature and finishing plate thickness, and then conveyed to an accelerated cooling facility online. In the accelerated cooling facility, the steel sheet is cooled to a predetermined temperature by the cooling water sprayed from the upper surface cooling facility and the lower surface cooling facility. In order to obtain a uniform material, it is preferable to perform accelerated cooling after adjusting the shape of the steel sheet through a pre-leveler before cooling.
(第1の実施の形態)
図1は本発明の第1の実施の形態に係る鋼板冷却設備の配置を示す側面図である。なお、ここでは、本発明を厚板圧延プロセスでの鋼板の冷却に用いた場合を例にして述べる。
上面冷却設備には、鋼板3の上面に冷却水を供給する上部ヘッダ6と、該上部ヘッダ6から懸垂した上部冷却水噴射ノズル8と、上部ヘッダ6の前後に水切りロール4とが設置されている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a side view showing the arrangement of steel plate cooling equipment according to the first embodiment of the present invention. Here, the case where the present invention is used for cooling a steel plate in a thick plate rolling process will be described as an example.
In the upper surface cooling equipment, an
水切りロール4は、鋼板3の上面に供給された冷却水が鋼板3の長手方向に拡がらないように、上部ヘッダ6の前後に鋼板3を挟んで搬送ロール5と対向する位置に設置されており、これにより上部ヘッダ6による冷却ゾーン長さが一定となり、冷却温度制御が容易になる。また水切りロール4により鋼板の搬送方向への冷却水の流れは堰き止められ、上部ヘッダ6から供給された冷却水の滞留水13は鋼板の幅方向外側に流れるようになる。
The draining roll 4 is installed at a position facing the
各水切りロール4の上方には、前記水切りロール4のロール軸方向に亘ってその上部を非接触に覆うカバー2と、該カバー2から上方に伸びる垂直板1とから成る遮水装置が、水切りロール4の外周面と所定の間隔を有して冷却装置本体(図示せず)に取付けられている。回転する水切りロール4と非接触とすることで、カバー2が磨耗して遮水性能が低下することはない。
Above each draining roll 4, a water shielding device comprising a
図2は遮水装置の外観を示す図であり、カバー2の形状は水切りロール4の外周に沿って円弧状を呈しており、円弧の頂点に垂直板1が取付けられている。カバー2と垂直板1とは共に水切りロール4の軸方向の全長に亘って設置されている。なお、カバー2の円弧形状は水切りロール4の上半分を覆える半円状が望ましいが、円周の1/4程度以上あれば十分に機能を発揮することができる。
FIG. 2 is a view showing the external appearance of the water shielding device. The
このような第1の実施形態に係る冷却設備の遮水装置によれば、鋼板3の上面の滞留水13の水位が水切りロール4の高さを超えたり、上部冷却水噴射ノズル8から噴射された冷却水が滞留水13の表面に衝突し飛沫となって水切りロール4を超えて飛散しても、遮水装置の垂直板1によって隣接する冷却ゾーンへの冷却水の漏れ出しを遮断することができる。
According to such a water shielding apparatus for cooling equipment according to the first embodiment, the water level of the retained water 13 on the upper surface of the
なお、水切りロール4とカバー2は非接触であるため、この隙間から鋼板上面の滞留水13が隣接する冷却ゾーンへ漏れ出すことが懸念される。特に、冷却ゾーンの鋼板搬送方向下流側が空冷ゾーンとなっている場合に、滞留水がその空冷ゾーンへ漏れ出すと、漏れ出た冷却水が鋼板3上の下流側へ拡がるため、影響が大きい。しかし、この隙間には、水切りロール4の回転に伴って水切りロール4の鋼板搬送方向下流側から上流側へ向かう随伴流(後述する図3における随伴流14)が存在するため、滞留水がこの隙間を通って下流側へ漏れ出すことはない。
In addition, since the draining roll 4 and the
また、厚鋼板の熱間圧延は、熱延鋼帯の圧延に比較して一般的に、搬送速度が遅いので、鋼板上面の滞留水13が水切りロール4の回転に伴い随伴流となって鋼板搬送方向上流側の冷却ゾーンに溢れ出す量は限定的であり、問題にはならない。また、カバー2は、水切リロール4と非接触となっているのでカバー2が磨耗して滞留水13が流出することもない。
Further, since the hot rolling of thick steel plates generally has a lower conveying speed than the rolling of hot-rolled steel strips, the stagnant water 13 on the upper surface of the steel plate becomes an accompanying flow along with the rotation of the draining roll 4. The amount of overflow to the cooling zone upstream in the transport direction is limited and does not cause a problem. Further, since the
(第2の実施の形態)
図3は本発明の第2の実施の形態に係る鋼板冷却設備の側面図である。なお、ここでは、本発明を熱延鋼帯の熱間圧延プロセスでの鋼帯の冷却に用いた場合を例にして述べる。
(Second Embodiment)
FIG. 3 is a side view of a steel plate cooling facility according to the second embodiment of the present invention. Here, a case where the present invention is used for cooling a steel strip in a hot rolling process of a hot-rolled steel strip will be described as an example.
以下で説明する冷却設備のうちエアパージヘッダ9以外の設備は第1の実施の形態と同じであるので、同一部分については同一符号を付して詳細説明は省略する。
上面冷却設備には、鋼板3の上面に冷却水を供給する上部ヘッダ6と、該上部ヘッダ6から懸垂した上部冷却水噴射ノズル8と、上部ヘッダ6の前後に水切りロール4とが設置されている。
Of the cooling facilities described below, the facilities other than the
In the upper surface cooling equipment, an
各水切りロール4の上方には、前記水切りロール4のロール軸方向に亘ってその上部を非接触に覆うカバー2と、該カバー2から上方に伸びる垂直板1と、前記カバー2と前記水切りロール4との隙間に圧縮空気を供給するエアパージヘッダ9とから成る遮水装置が、水切りロール4の外周面と所定の間隔を有して冷却装置本体(図示せず)に取付けられている。
Above each draining roll 4, there is a
図4(a)は遮水装置の外観図であり、カバー2の形状は水切りロール4の外周に沿って円弧状を呈しており、円弧の頂点にエアパージヘッダ9が、エアパージヘッダ9の頂点に垂直板1が取付けられている。カバー2とエアパージヘッダ9と垂直板1とは共に水切りロール4の軸方向の全長に亘って設置されている。なお、カバー2の円弧形状は水切りロール4の上半分を覆える半円状が望ましいが、円周の1/4程度以上あれば十分に機能を発揮することができる。
4A is an external view of the water shielding device, and the shape of the
図4(b)はカバー2の内面側を水切リロール4の軸方向に展開した図であり、エアパージヘッダ9には水切りロール4の軸方向に圧縮空気を噴射する噴射口10が多数設けられている。図4は圧縮空気噴射口10を水切りロール4の軸方向に向けた例である。
FIG. 4B is a diagram in which the inner surface side of the
図5(a)はエアパージヘッダ9の側面図で、そのa−a断面を、図5(b)、図5(c)に示す。図5(b)は圧縮空気噴射口10が1穴の場合であるが、圧縮空気が随伴流14に、より対向するように、圧縮空気噴射口10を随伴流14の方向に傾斜させた場合を示している。また、図5(c)は圧縮空気が水切りロール4のロール外表面の両側に沿うように、圧縮空気噴射口10を2穴としてそれぞれ傾斜させた場合を示している。
FIG. 5A is a side view of the
このような第2の実施形態に係る冷却設備の遮水装置によれば、鋼板3の上面の滞留水13の水位が水切りロール4の高さを超たり、上部冷却水噴射ノズル8から噴射された冷却水が滞留水13の表面に衝突し飛沫となって水切りロール4を超えて飛散しても、遮水装置の垂直板1によって隣接する冷却ゾーンへの冷却水の漏れ出しを遮断することができる。
According to the water shielding apparatus for cooling equipment according to the second embodiment, the water level of the accumulated water 13 on the upper surface of the
なお、図3に示す熱延鋼帯の熱間圧延は、厚鋼板の圧延に比較して格段に鋼板の搬送速度が速いので、熱延鋼帯の上面に滞留した冷却水の水深が、水切りロール4の高さよりも浅い場合であっても、水切りロール4の回転に伴い、水切りロール4とカバー2との間を随伴流14となって熱延鋼帯の搬送方向上流側の冷却ゾーンに溢れ出す場合がある。これに対し、第2の実施形態に係る冷却装置の遮水装置では、エアパージヘッダ9の圧縮空気噴射口10から圧縮空気11を水切りロール4とカバー2との隙間に噴射することにより、この隙間に空気の層を形成し、滞留水13がこの隙間を通って隣接する冷却ゾーンに流出するのを防止することができる。
In addition, since the hot rolling of the hot-rolled steel strip shown in FIG. 3 has a significantly higher steel plate conveyance speed than the rolling of thick steel plates, the depth of the cooling water staying on the upper surface of the hot-rolled steel strip is reduced by draining. Even if it is shallower than the height of the roll 4, as the draining roll 4 rotates, it becomes an accompanying
特に、図5(b)で説明したように、圧縮空気噴射口10を鋼帯搬送方向へ向け、圧縮空気11を水切りロール4の回転方向に対向する方向(鋼帯搬送方向)に噴射することにより、水切りロール4の回転に伴う随伴流14に対向してその流れを止め、隣接する冷却ゾーンに流出するのをより一層防止することができる。なお、圧縮空気11の噴射方向は、随伴流に対向する側(搬送方向下流側)とするのが好ましいが、さらに図5(c)で示したように両側とするのがよい。
In particular, as described with reference to FIG. 5B, the compressed
図6は、大流量の冷却水を供給する場合に滞留水13が水切りロール4の高さより高くなった場合を示す。この場合は圧縮空気11を水切りロール4の両側に大量に噴射するとともに、垂直板1、カバー2によって滞留水13のオーバーフローを阻止することができる。
FIG. 6 shows a case where the stagnant water 13 is higher than the height of the draining roll 4 when supplying a large amount of cooling water. In this case, a large amount of
なお、水切りロール4を覆うカバー2と水切りロール4との間隔は10〜15mm程度とすることが好ましい。間隔が10mm未満では、カバー2が回転する水切りロール4と接触する危険性があり、間隔が15mm超えでは、第1の実施形態においては水切りロール4とカバー2との間で滞留水13の遮水を保つことが難しくなり、第2の実施形態においては圧縮空気11の圧力と流量を高圧、高流量とする必要があり、効率的でないからである。
In addition, it is preferable that the space | interval of the
圧縮空気11の流量および噴射速度は、水切りロール4とカバー2の間隔、滞留水13の水量、鋼板の搬送速度などを考慮して、適宜設定すればよい。例えば、エアパージヘッダ9の長さ5m、圧縮空気噴射口10が2列(図5(c))でその長さ方向ピッチ30mm、圧縮空気噴射口10の内径8mmの場合に、圧縮空気11の噴射速度10m/sを得るためには、噴射口1個当たり流量は約0.5L/sであるので、エアパージヘッダ1本当たりの流量は、約166L/sとなる。なお、以上の圧縮空気11の流量および噴射速度を用い、水切りロール4とカバー2との間隔を10mmとした本発明の第2の実施形態に係る鋼板冷却設備を用いて熱延鋼帯の冷却を行ったところ、隣接する冷却ゾーンへの冷却水の漏れ出しをほぼ完全に遮断できることが確認できた。
The flow rate and injection speed of the
なお、第2の実施の形態では熱延鋼帯を例としたが、厚鋼板の冷却においてエアパージヘッダ9を設置することを否定するものではない。厚鋼板の冷却においても冷却水量が多く冷却水の滞留が多い場合には水切りロール4に沿った随伴流が発生する場合もあり得るし、滞留冷却水が水切りロール4の高さをオーバーする場合もあり得るからである。
In the second embodiment, the hot-rolled steel strip is taken as an example, but it is not denied that the
1 垂直板
2 カバー
3 鋼板/鋼帯
4 水切リロール
5 搬送ロール
6 上部ヘッダ
7 下部ヘッダ
8 上部噴射ノズル
9 エアパージヘッダ
10 圧縮空気噴射口
11 圧縮空気
12 下部噴射ノズル
13 滞留水
14 随伴流
15 減圧弁
16 空気源
DESCRIPTION OF
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010084204A JP2011212724A (en) | 2010-03-31 | 2010-03-31 | Steel plate cooling equipment |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP2010084204A JP2011212724A (en) | 2010-03-31 | 2010-03-31 | Steel plate cooling equipment |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011212724A true JP2011212724A (en) | 2011-10-27 |
Family
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2010084204A Withdrawn JP2011212724A (en) | 2010-03-31 | 2010-03-31 | Steel plate cooling equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011212724A (en) |
-
2010
- 2010-03-31 JP JP2010084204A patent/JP2011212724A/en not_active Withdrawn
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