JP2755905B2 - Ｈ形鋼のオンライン冷却方法および装置 - Google Patents
Ｈ形鋼のオンライン冷却方法および装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、Ｈ形鋼の熱間圧延の過
程におけるオンライン冷却方法および装置に関する。
程におけるオンライン冷却方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、熱間圧延で成形されるＨ形鋼
は、主に連続鋳造にて製造されたブルームやビームブラ
ンクが圧延素材として用いられ、図14に示すような工程
を経て製造される。すなわち、加熱炉２で加熱された圧
延素材１は、上下一対の水平ロールからなるブレークダ
ウンミル３、上下一対の水平ロールと左右一対の垂直ロ
ールを同一スタンドに組み込んだ粗ユニバーサルミル
４，４′と上下一対の水平ロールからなるエッジャミル
５からなる粗ユニバーサルミル群６、および上下一対の
水平ロールと左右一対の垂直ロールを同一スタンドに組
み込んだ仕上ユニバーサルミル７で順次圧延成形され
て、所定の寸法、形状を有するＨ形鋼１Ａに仕上げられ
る。
は、主に連続鋳造にて製造されたブルームやビームブラ
ンクが圧延素材として用いられ、図14に示すような工程
を経て製造される。すなわち、加熱炉２で加熱された圧
延素材１は、上下一対の水平ロールからなるブレークダ
ウンミル３、上下一対の水平ロールと左右一対の垂直ロ
ールを同一スタンドに組み込んだ粗ユニバーサルミル
４，４′と上下一対の水平ロールからなるエッジャミル
５からなる粗ユニバーサルミル群６、および上下一対の
水平ロールと左右一対の垂直ロールを同一スタンドに組
み込んだ仕上ユニバーサルミル７で順次圧延成形され
て、所定の寸法、形状を有するＨ形鋼１Ａに仕上げられ
る。
【０００３】この熱間圧延過程において、Ｈ形鋼１Ａは
図15に示すような厚みｔf なるフランジ１ｆと厚みｔw
なるウエブ１ｗとからなり、それらの温度差により、冷
却過程においてフランジ１ｆに引張応力Ｓ、ウエブ１ｗ
に圧縮応力Ｃが働き、ウエブ１ｗ部に座屈を生じること
がある。この温度パターンの一例を図16に示す。これは
フランジ１ｆとウエブ１ｗの厚み差に起因するもので、
この厚みの違いにより冷却速度が異なることによる。そ
れによって、仕上圧延後あるいは冷却後にウエブバック
リングやフランジ反り、曲がりの変形が生じる。
図15に示すような厚みｔf なるフランジ１ｆと厚みｔw
なるウエブ１ｗとからなり、それらの温度差により、冷
却過程においてフランジ１ｆに引張応力Ｓ、ウエブ１ｗ
に圧縮応力Ｃが働き、ウエブ１ｗ部に座屈を生じること
がある。この温度パターンの一例を図16に示す。これは
フランジ１ｆとウエブ１ｗの厚み差に起因するもので、
この厚みの違いにより冷却速度が異なることによる。そ
れによって、仕上圧延後あるいは冷却後にウエブバック
リングやフランジ反り、曲がりの変形が生じる。
【０００４】近年、建築構造物の高層化に伴い高断面性
能でかつ軽量化が要求され、フランジ１ｆとウエブ１ｗ
の厚み比（ｔf ／ｔw ）は増加傾向にある。この増加傾
向は厚み比の増加によりその現象がますます生じやすく
なる。そこで、フランジ１ｆとウエブ１ｗの温度差を小
さくするためにＨ形鋼の断面内温度制御が必要である。
そのための手段として、フランジを水冷する、ウエ
ブを加熱する、前記とを併用する、の３つのケー
スが考えられるが、設備費やランニングコスト、あるい
は温度制御技術の容易さや製造コストなどの点より、一
般にはＨ形状で圧延中にフランジ外面のみを水冷する方
式が採用されている。
能でかつ軽量化が要求され、フランジ１ｆとウエブ１ｗ
の厚み比（ｔf ／ｔw ）は増加傾向にある。この増加傾
向は厚み比の増加によりその現象がますます生じやすく
なる。そこで、フランジ１ｆとウエブ１ｗの温度差を小
さくするためにＨ形鋼の断面内温度制御が必要である。
そのための手段として、フランジを水冷する、ウエ
ブを加熱する、前記とを併用する、の３つのケー
スが考えられるが、設備費やランニングコスト、あるい
は温度制御技術の容易さや製造コストなどの点より、一
般にはＨ形状で圧延中にフランジ外面のみを水冷する方
式が採用されている。
【０００５】このＨ形鋼の冷却手段としては、たとえ
ば、特開昭64− 75628号公報に開示されているフレーム
に回動自在に軸支したノズル支持部に冷却ノズルを縦設
してフランジ外面を冷却するフランジ冷却装置とか、あ
るいは特開昭52−104451号公報に開示されているＨ形鋼
の移送方向の中心軸の両側対称位置に斜上方向に冷却水
を噴射する冷却ノズルを備えた冷却装置、さらには特開
平４− 52021号公報のような複数の冷却制御ゾーンに分
割された矯正冷却装置を用いて冷却制御ゾーンを順次作
動させてフランジ外面を強制的に冷却する方法などが多
く提案されている。
ば、特開昭64− 75628号公報に開示されているフレーム
に回動自在に軸支したノズル支持部に冷却ノズルを縦設
してフランジ外面を冷却するフランジ冷却装置とか、あ
るいは特開昭52−104451号公報に開示されているＨ形鋼
の移送方向の中心軸の両側対称位置に斜上方向に冷却水
を噴射する冷却ノズルを備えた冷却装置、さらには特開
平４− 52021号公報のような複数の冷却制御ゾーンに分
割された矯正冷却装置を用いて冷却制御ゾーンを順次作
動させてフランジ外面を強制的に冷却する方法などが多
く提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような従来例では、特開昭64− 75628号、特開平４−
52021号の場合はいずれもフランジ外面からのみの冷却
であり、また特開昭52−104451号ではフランジ内面やフ
ランジとウエブの付け根部をも冷却しているが、フラン
ジ下半分のみであることなどから、以下のような問題が
ある。
たような従来例では、特開昭64− 75628号、特開平４−
52021号の場合はいずれもフランジ外面からのみの冷却
であり、また特開昭52−104451号ではフランジ内面やフ
ランジとウエブの付け根部をも冷却しているが、フラン
ジ下半分のみであることなどから、以下のような問題が
ある。
【０００７】すなわち、フランジ厚み方向での温度差
が大きく、冷却後にフランジとウエブとの直角度不良や
フランジの平坦度不良が発生すること、フランジとウ
エブの厚み比が大きい場合、温度差を所定の温度域（た
とえば仕上ユニバーサル圧延機部で650 ℃) で最小とす
るため高冷却能を必要とするが、冷却面の硬度上昇を防
ぐための冷却能上限が存在し、十分な高冷却制御ができ
ないこと、フランジ幅方向の均一冷却が難しく反りが
発生すること、などである。
が大きく、冷却後にフランジとウエブとの直角度不良や
フランジの平坦度不良が発生すること、フランジとウ
エブの厚み比が大きい場合、温度差を所定の温度域（た
とえば仕上ユニバーサル圧延機部で650 ℃) で最小とす
るため高冷却能を必要とするが、冷却面の硬度上昇を防
ぐための冷却能上限が存在し、十分な高冷却制御ができ
ないこと、フランジ幅方向の均一冷却が難しく反りが
発生すること、などである。
【０００８】本発明は、上記のような課題を解消するた
めになされたＨ形鋼のオンライン冷却方法および装置を
提供することを目的とする。
めになされたＨ形鋼のオンライン冷却方法および装置を
提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、Ｈ形鋼を熱間
圧延にて成形する製造プロセスにおける冷却方法であっ
て、Ｈ形鋼のフランジ外面と上部内面と下部内面をそれ
ぞれ個別の浸漬冷却手段により浸漬冷却することを特徴
とするＨ形鋼のオンライン冷却方法である。また、本発
明は、Ｈ形鋼を熱間圧延にて成形する製造プロセスにお
ける冷却方法であって、フランジ外面冷却ノズルと整流
板とを用いてＨ形鋼のフランジ外面を浸漬冷却する工程
と、ウエブ上面冷却ノズルと上部フランジ内面冷却ノズ
ルと水切り板を用いて上部フランジ内面を浸漬冷却する
工程と、ウエブ下面冷却ノズルと下部フランジ内面冷却
ノズルと底蓋を用いて下部フランジ内面を浸漬冷却する
工程と、からなることを特徴とするＨ形鋼のオンライン
冷却方法である。
圧延にて成形する製造プロセスにおける冷却方法であっ
て、Ｈ形鋼のフランジ外面と上部内面と下部内面をそれ
ぞれ個別の浸漬冷却手段により浸漬冷却することを特徴
とするＨ形鋼のオンライン冷却方法である。また、本発
明は、Ｈ形鋼を熱間圧延にて成形する製造プロセスにお
ける冷却方法であって、フランジ外面冷却ノズルと整流
板とを用いてＨ形鋼のフランジ外面を浸漬冷却する工程
と、ウエブ上面冷却ノズルと上部フランジ内面冷却ノズ
ルと水切り板を用いて上部フランジ内面を浸漬冷却する
工程と、ウエブ下面冷却ノズルと下部フランジ内面冷却
ノズルと底蓋を用いて下部フランジ内面を浸漬冷却する
工程と、からなることを特徴とするＨ形鋼のオンライン
冷却方法である。
【００１０】さらに、本発明は、Ｈ形鋼を熱間圧延にて
成形する製造プロセスにおける冷却装置であって、Ｈ形
鋼のフランジ側面をガイドする垂直ガイドローラと、該
垂直ガイドローラを支持するとともにフランジ外面冷却
ノズルと整流板を多段に配設してなるフランジ外面浸漬
冷却手段と、Ｈ形鋼の上面側に配設されてウエブ上面冷
却ノズルと上部フランジ内面冷却ノズルと水切り板から
なる上部フランジ内面浸漬冷却手段と、Ｈ形鋼の下面側
に配設されてウエブ下面冷却ノズルと下部フランジ内面
冷却ノズルと底蓋からなる下部フランジ内面浸漬冷却手
段と、からなることを特徴とするＨ形鋼のオンライン冷
却装置である。
成形する製造プロセスにおける冷却装置であって、Ｈ形
鋼のフランジ側面をガイドする垂直ガイドローラと、該
垂直ガイドローラを支持するとともにフランジ外面冷却
ノズルと整流板を多段に配設してなるフランジ外面浸漬
冷却手段と、Ｈ形鋼の上面側に配設されてウエブ上面冷
却ノズルと上部フランジ内面冷却ノズルと水切り板から
なる上部フランジ内面浸漬冷却手段と、Ｈ形鋼の下面側
に配設されてウエブ下面冷却ノズルと下部フランジ内面
冷却ノズルと底蓋からなる下部フランジ内面浸漬冷却手
段と、からなることを特徴とするＨ形鋼のオンライン冷
却装置である。
【００１１】なお、前記オンライン冷却装置にＨ形鋼の
上面側にフランジ上端部を押さえる押さえローラを適宜
配設するのがよい。
上面側にフランジ上端部を押さえる押さえローラを適宜
配設するのがよい。
【００１２】
【作 用】本発明によれば、フランジ外面冷却ノズルと
整流板をフランジ外面に多段に配設することによりフラ
ンジ外面を浸漬冷却することができる。また、ウエブ上
面冷却ノズルと上部フランジ内面冷却ノズルと水切り板
を設けることによりＨ形鋼の上部内面を浸漬冷却するこ
とができる。さらに、ウエブ下面冷却ノズルと下部フラ
ンジ内面冷却ノズルと底蓋を設けることによりＨ形鋼の
下部内面を浸漬冷却することができる。これによって、
Ｈ形鋼の断面内の温度を均一に制御することが可能であ
る。
整流板をフランジ外面に多段に配設することによりフラ
ンジ外面を浸漬冷却することができる。また、ウエブ上
面冷却ノズルと上部フランジ内面冷却ノズルと水切り板
を設けることによりＨ形鋼の上部内面を浸漬冷却するこ
とができる。さらに、ウエブ下面冷却ノズルと下部フラ
ンジ内面冷却ノズルと底蓋を設けることによりＨ形鋼の
下部内面を浸漬冷却することができる。これによって、
Ｈ形鋼の断面内の温度を均一に制御することが可能であ
る。
【００１３】なお、押さえロールを適宜配置することに
より、Ｈ形鋼の反りを拘束することができる。
より、Ｈ形鋼の反りを拘束することができる。
【００１４】
【実施例】以下に、本発明の実施例について図面を参照
して詳しく説明する。図１は本発明の冷却装置の配列を
示す平面図である。図１に示すように、粗ユニバーサル
ミル群６と仕上ユニバーサルミル７の間および仕上ユニ
バーサルミル７の後面にＨ形鋼の全断面を均一に冷却す
る冷却装置10ａ, 10ｂ, 10ｃ, 10ｄが設けられ、これら
冷却装置10ａ〜10ｄ間には復熱によって冷却面の急冷や
過冷を防止するための空冷ゾーン11ａ，11ｂ，11ｃが設
けられる。また、各冷却装置10ａ〜10ｄの前後面にはそ
れぞれウエブ面, フランジ面の温度を少なくとも１点検
出する温度検出器12ａ〜12ｈがそれぞれ取付けられる。
これらは、冷却速度を決定する情報源として使用され
る。
して詳しく説明する。図１は本発明の冷却装置の配列を
示す平面図である。図１に示すように、粗ユニバーサル
ミル群６と仕上ユニバーサルミル７の間および仕上ユニ
バーサルミル７の後面にＨ形鋼の全断面を均一に冷却す
る冷却装置10ａ, 10ｂ, 10ｃ, 10ｄが設けられ、これら
冷却装置10ａ〜10ｄ間には復熱によって冷却面の急冷や
過冷を防止するための空冷ゾーン11ａ，11ｂ，11ｃが設
けられる。また、各冷却装置10ａ〜10ｄの前後面にはそ
れぞれウエブ面, フランジ面の温度を少なくとも１点検
出する温度検出器12ａ〜12ｈがそれぞれ取付けられる。
これらは、冷却速度を決定する情報源として使用され
る。
【００１５】ここで、上記した冷却装置10ａ〜10ｄにつ
いて、さらに詳しく説明する。図２は本発明の冷却装置
の構成を拡大して示す平面図であり、図３はそのＩ−Ｉ
矢視側面図である。これらの図において、13はＨ形鋼１
Ａを矢示Ｆ方向に搬送する搬送ローラ、14はＨ形鋼１Ａ
の幅方向の位置決めする垂直ガイドローラである。15は
この垂直ガイドローラ14を支持するとともに、ノズルボ
ックス16を固定するサイドフレームで、Ｈ形鋼１Ａの長
手方向にたとえば４〜５m 毎にゾーン分割され、それぞ
れゾーン単位で冷却水のオン・オフ制御が行われる。ノ
ズルボックス16には、図４に示すように、フランジ１ｆ
の外面に直接冷却水を噴射するフランジ外面冷却ノズル
17と、噴射後の冷却水を有効に活用するための整流板18
が多段に設けられる。これによって、Ｈ形鋼１Ａのフラ
ンジ外面を浸漬してフランジ幅方向の冷却を制御するフ
ランジ外面浸漬冷却手段Ａを構成する。
いて、さらに詳しく説明する。図２は本発明の冷却装置
の構成を拡大して示す平面図であり、図３はそのＩ−Ｉ
矢視側面図である。これらの図において、13はＨ形鋼１
Ａを矢示Ｆ方向に搬送する搬送ローラ、14はＨ形鋼１Ａ
の幅方向の位置決めする垂直ガイドローラである。15は
この垂直ガイドローラ14を支持するとともに、ノズルボ
ックス16を固定するサイドフレームで、Ｈ形鋼１Ａの長
手方向にたとえば４〜５m 毎にゾーン分割され、それぞ
れゾーン単位で冷却水のオン・オフ制御が行われる。ノ
ズルボックス16には、図４に示すように、フランジ１ｆ
の外面に直接冷却水を噴射するフランジ外面冷却ノズル
17と、噴射後の冷却水を有効に活用するための整流板18
が多段に設けられる。これによって、Ｈ形鋼１Ａのフラ
ンジ外面を浸漬してフランジ幅方向の冷却を制御するフ
ランジ外面浸漬冷却手段Ａを構成する。
【００１６】19はＨ形鋼１Ａの上下方向の反りを拘束す
る押さえローラで、図５に示すように昇降シリンダ20に
よって昇降自在とされる。この押さえローラ19を適当な
ピッチで配設することにより、搬送ローラ13との間でＨ
形鋼１Ａを拘束することができる。21はウエブ１ｗの上
面を冷却するウエブ上面冷却ノズルで、図６に示すよう
に１本のヘッダ22に複数のノズル23が設けられて構成さ
れる。
る押さえローラで、図５に示すように昇降シリンダ20に
よって昇降自在とされる。この押さえローラ19を適当な
ピッチで配設することにより、搬送ローラ13との間でＨ
形鋼１Ａを拘束することができる。21はウエブ１ｗの上
面を冷却するウエブ上面冷却ノズルで、図６に示すよう
に１本のヘッダ22に複数のノズル23が設けられて構成さ
れる。
【００１７】24は上部のフランジ１ｆ内面およびそのつ
け根部を冷却する上部フランジ内面冷却ノズルで、図７
に示すように１本のヘッダ25に複数のノズル26が左右に
設けられて構成される。27は水切りガイドで、図８に示
すように左右の軸受28, 28に軸支されたスクリュー軸29
にガイドプレート30, 30を取付けたナット31, 31が勝手
反対に移動可能なように螺合しており、このスクリュー
軸29は駆動モータ32によって回転される。これにより、
ガイドプレート30, 30はＨ形鋼１Ａの材料寸法に応じて
その幅方向寸法を調整することができる。
け根部を冷却する上部フランジ内面冷却ノズルで、図７
に示すように１本のヘッダ25に複数のノズル26が左右に
設けられて構成される。27は水切りガイドで、図８に示
すように左右の軸受28, 28に軸支されたスクリュー軸29
にガイドプレート30, 30を取付けたナット31, 31が勝手
反対に移動可能なように螺合しており、このスクリュー
軸29は駆動モータ32によって回転される。これにより、
ガイドプレート30, 30はＨ形鋼１Ａの材料寸法に応じて
その幅方向寸法を調整することができる。
【００１８】この水切りガイド27をセットすることによ
り、ウエブ上面冷却ノズル21、上部フランジ内面冷却ノ
ズル24から噴射される冷却水をウエブ１ｗ上面にせき止
めて滞留させ、Ｈ形鋼１Ａの上部フランジ内面を浸漬し
て冷却する上部フランジ内面浸漬冷却手段Ｂを構成す
る。33はウエブ１ｗの下面を冷却するウエブ下面冷却ノ
ズルで、ウエブ上面冷却ノズル21と同様に、図６に示す
ようにヘッダ34とノズル35で構成される。36は下部のフ
ランジ１ｆ内面およびそのつけ根部を冷却する下部フラ
ンジ内面冷却ノズルで、上部フランジ内面冷却ノズル24
と同様に、図７に示すようにヘッダ37とノズル38で構成
される。
り、ウエブ上面冷却ノズル21、上部フランジ内面冷却ノ
ズル24から噴射される冷却水をウエブ１ｗ上面にせき止
めて滞留させ、Ｈ形鋼１Ａの上部フランジ内面を浸漬し
て冷却する上部フランジ内面浸漬冷却手段Ｂを構成す
る。33はウエブ１ｗの下面を冷却するウエブ下面冷却ノ
ズルで、ウエブ上面冷却ノズル21と同様に、図６に示す
ようにヘッダ34とノズル35で構成される。36は下部のフ
ランジ１ｆ内面およびそのつけ根部を冷却する下部フラ
ンジ内面冷却ノズルで、上部フランジ内面冷却ノズル24
と同様に、図７に示すようにヘッダ37とノズル38で構成
される。
【００１９】39は搬送ローラ13間に設けられて開閉可能
とされる底蓋である。図９に示すように、この底蓋39と
Ｈ形鋼１Ａの下部のフランジ１ｆの内面とウエブ１ｗの
下面とで囲まれた部分に、ウエブ下面冷却ノズル33、下
部フランジ内面冷却ノズル36から噴射される冷却水を滞
留させることにより、Ｈ形鋼１Ａの下部フランジ内面を
浸漬して冷却する下部フランジ内面浸漬冷却手段Ｃを構
成する。
とされる底蓋である。図９に示すように、この底蓋39と
Ｈ形鋼１Ａの下部のフランジ１ｆの内面とウエブ１ｗの
下面とで囲まれた部分に、ウエブ下面冷却ノズル33、下
部フランジ内面冷却ノズル36から噴射される冷却水を滞
留させることにより、Ｈ形鋼１Ａの下部フランジ内面を
浸漬して冷却する下部フランジ内面浸漬冷却手段Ｃを構
成する。
【００２０】つぎに、このように構成された冷却装置に
よるＨ形鋼１Ａの冷却操作について以下に説明する。粗
ユニバーサルミル群６で粗圧延されたＨ形鋼１Ａは、冷
却装置10ａ，10ｂで順次冷却され、その後仕上ユニバー
サルミル７で仕上圧延されてから、冷却装置10ｃ，10ｄ
で順次冷却される。
よるＨ形鋼１Ａの冷却操作について以下に説明する。粗
ユニバーサルミル群６で粗圧延されたＨ形鋼１Ａは、冷
却装置10ａ，10ｂで順次冷却され、その後仕上ユニバー
サルミル７で仕上圧延されてから、冷却装置10ｃ，10ｄ
で順次冷却される。
【００２１】まず、冷却装置10ａ，10ｂにおいては、垂
直ガイドローラ14でガイドされてサイドフレーム15内に
進入するのであるが、サイドフレーム15に入る前に温度
検出器12ａ〜12ｄでＨ形鋼１Ａの全断面内の温度分布が
測定され、仕上ユニバーサルミル７到達時の目的とする
温度とするために、Ｈ形鋼１Ａの寸法、フランジとウエ
ブの厚み比に応じてあらかじめ設定された冷却特性に合
うように、フランジの内外面、ウエブ上下面さらにフラ
ンジとウエブのつけ根部を冷却する冷却水の噴射流量、
噴射パターンが設定される。
直ガイドローラ14でガイドされてサイドフレーム15内に
進入するのであるが、サイドフレーム15に入る前に温度
検出器12ａ〜12ｄでＨ形鋼１Ａの全断面内の温度分布が
測定され、仕上ユニバーサルミル７到達時の目的とする
温度とするために、Ｈ形鋼１Ａの寸法、フランジとウエ
ブの厚み比に応じてあらかじめ設定された冷却特性に合
うように、フランジの内外面、ウエブ上下面さらにフラ
ンジとウエブのつけ根部を冷却する冷却水の噴射流量、
噴射パターンが設定される。
【００２２】そして、Ｈ形鋼１Ａが冷却ゾーンに進入し
て通過するのを検出して、冷却水の噴射をオン・オフ制
御する。このとき、フランジ外面冷却ノズル17からフラ
ンジ外面に噴射された冷却水は、ノズルボックス16内の
整流板18に沿って流れることにより、さらに冷却を促進
する。
て通過するのを検出して、冷却水の噴射をオン・オフ制
御する。このとき、フランジ外面冷却ノズル17からフラ
ンジ外面に噴射された冷却水は、ノズルボックス16内の
整流板18に沿って流れることにより、さらに冷却を促進
する。
【００２３】また、ウエブ上面、上部フランジ内面、つ
け根部を直接冷却するウエブ上面冷却ノズル21、上部フ
ランジ内面冷却ノズル24から噴射された冷却水を、水切
りガイド27によってせき止めて、Ｈ形鋼１Ａの上部フラ
ンジ内面を浸漬状態にする。このように浸漬状態にする
と、被冷却物体の表面に蒸気膜が生じて冷却速度は抑制
されることになる。
け根部を直接冷却するウエブ上面冷却ノズル21、上部フ
ランジ内面冷却ノズル24から噴射された冷却水を、水切
りガイド27によってせき止めて、Ｈ形鋼１Ａの上部フラ
ンジ内面を浸漬状態にする。このように浸漬状態にする
と、被冷却物体の表面に蒸気膜が生じて冷却速度は抑制
されることになる。
【００２４】一方、ウエブ下面、下部フランジ内面、つ
け根部を直接冷却するウエブ下面冷却ノズル33、下部フ
ランジ内面冷却ノズル36から噴射された冷却水を、底蓋
39を閉状態にして断面内に滞留させて、Ｈ形鋼１Ａの下
部フランジ内面を浸漬状態にする。このような浸漬状態
にすることにより、被冷却物体の冷却速度は抑制され
る。
け根部を直接冷却するウエブ下面冷却ノズル33、下部フ
ランジ内面冷却ノズル36から噴射された冷却水を、底蓋
39を閉状態にして断面内に滞留させて、Ｈ形鋼１Ａの下
部フランジ内面を浸漬状態にする。このような浸漬状態
にすることにより、被冷却物体の冷却速度は抑制され
る。
【００２５】ついで、仕上ユニバーサルミル７で仕上圧
延されたＨ形鋼１Ａは、冷却装置10ｃ，10ｄにおいて、
温度検出器12ｅ，12ｈで測定されたＨ形鋼１Ａの全断面
内の温度分布に基づいて、上記したのと同様にＨ形鋼１
Ａのフランジ外面を冷却するとともに、フランジ内面の
上半分および下半分を浸漬冷却して所定の温度に冷却す
る。
延されたＨ形鋼１Ａは、冷却装置10ｃ，10ｄにおいて、
温度検出器12ｅ，12ｈで測定されたＨ形鋼１Ａの全断面
内の温度分布に基づいて、上記したのと同様にＨ形鋼１
Ａのフランジ外面を冷却するとともに、フランジ内面の
上半分および下半分を浸漬冷却して所定の温度に冷却す
る。
【００２６】このようにして、温度検出器12ａ〜12ｆに
よって検出された温度に応じて、あらかじめ設定された
冷却特性との差異を判定し、冷却水の噴射流量を制御
し、たとえば図10（出典は、日本鉄鋼協会発行の「鋼材
の強制冷却（P.15）」参照）に示す表面温度、水量密度
および熱伝達係数の関係特性を用いて冷却能を制御する
とともに、冷却ゾーンのオン・オフを自在に制御し、か
つ底蓋39の開閉を行い浸漬状態を制御することにより、
目的とする温度を達成することができる。
よって検出された温度に応じて、あらかじめ設定された
冷却特性との差異を判定し、冷却水の噴射流量を制御
し、たとえば図10（出典は、日本鉄鋼協会発行の「鋼材
の強制冷却（P.15）」参照）に示す表面温度、水量密度
および熱伝達係数の関係特性を用いて冷却能を制御する
とともに、冷却ゾーンのオン・オフを自在に制御し、か
つ底蓋39の開閉を行い浸漬状態を制御することにより、
目的とする温度を達成することができる。
【００２７】また、このような冷却装置を用いることに
より、Ｈ形鋼１Ａの全断面を浸漬冷却することができる
から、従来の片面からのみの冷却による高冷却能を必要
とせずに、過冷却による材質劣化や変形の発生を防止す
ることができ、高品質のＨ形鋼を冷却制御により製造す
ることができる。本発明の冷却装置を用いて、サイズが
ウエブ高さ；700mm ×フランジ幅；300mm×ウエブ厚；
９mm×フランジ厚；19mmのＨ形鋼の冷却制御を行った。
Ｈ形鋼を冷却するために、前出図１に示したように粗ユ
ニバーサルミル群６と仕上ユニバーサルミル７との間に
冷却装置10ａ，10ｂの２基を、また仕上ユニバーサルミ
ル７の後面に冷却装置10ｃ，10ｄの２基の計４基を設置
し、それぞれの前後面に温度検出器12ａ〜12ｈを取付け
てフランジおよびウエブの表面温度を１点ずつ測定し
た。
より、Ｈ形鋼１Ａの全断面を浸漬冷却することができる
から、従来の片面からのみの冷却による高冷却能を必要
とせずに、過冷却による材質劣化や変形の発生を防止す
ることができ、高品質のＨ形鋼を冷却制御により製造す
ることができる。本発明の冷却装置を用いて、サイズが
ウエブ高さ；700mm ×フランジ幅；300mm×ウエブ厚；
９mm×フランジ厚；19mmのＨ形鋼の冷却制御を行った。
Ｈ形鋼を冷却するために、前出図１に示したように粗ユ
ニバーサルミル群６と仕上ユニバーサルミル７との間に
冷却装置10ａ，10ｂの２基を、また仕上ユニバーサルミ
ル７の後面に冷却装置10ｃ，10ｄの２基の計４基を設置
し、それぞれの前後面に温度検出器12ａ〜12ｈを取付け
てフランジおよびウエブの表面温度を１点ずつ測定し
た。
【００２８】そのとき用いた冷却曲線を、図11にフラン
ジ平均温度とウエブ平均温度として示した。そして、上
記したように、フランジとウエブの温度差、厚み比、サ
イズに応じて、フランジ幅方向、フランジ内外面、ウエ
ブ面のそれぞれの冷却水の噴射量制御、ゾーン毎のオン
・オフ制御、底蓋の開閉パターンを制御するようにし
て、Ｈ形鋼の断面内の冷却制御を行ったところ、仕上ユ
ニバーサルミルの入側で700 ±20℃になるように、また
仕上ユニバーサルミル後面の冷却装置10ｄの出側で550
±20℃に全断面の温度を制御することができた。
ジ平均温度とウエブ平均温度として示した。そして、上
記したように、フランジとウエブの温度差、厚み比、サ
イズに応じて、フランジ幅方向、フランジ内外面、ウエ
ブ面のそれぞれの冷却水の噴射量制御、ゾーン毎のオン
・オフ制御、底蓋の開閉パターンを制御するようにし
て、Ｈ形鋼の断面内の冷却制御を行ったところ、仕上ユ
ニバーサルミルの入側で700 ±20℃になるように、また
仕上ユニバーサルミル後面の冷却装置10ｄの出側で550
±20℃に全断面の温度を制御することができた。
【００２９】なお、図11における位置は粗ユニバーサ
ルミル群６の出側に相当し、位置は仕上ユニバーサル
ミル７の入側、位置は仕上ユニバーサルミル７の出
側、位置は冷却装置10ｄの出側にそれぞれ相当する。
図12はフランジ厚19mmのＨ形鋼のフランジ板厚方向の温
度分布を調査した結果を示したもので、フランジ内外面
浸漬冷却した本発明例の結果を○印で、従来のフランジ
外面のみ冷却した従来例の結果を×印でそれぞれ示し
た。図からわかるように、フランジ外面のみを冷却した
従来例に比べ、内外面浸漬冷却した本発明例は厚み方向
の温度差が小さくなっている。
ルミル群６の出側に相当し、位置は仕上ユニバーサル
ミル７の入側、位置は仕上ユニバーサルミル７の出
側、位置は冷却装置10ｄの出側にそれぞれ相当する。
図12はフランジ厚19mmのＨ形鋼のフランジ板厚方向の温
度分布を調査した結果を示したもので、フランジ内外面
浸漬冷却した本発明例の結果を○印で、従来のフランジ
外面のみ冷却した従来例の結果を×印でそれぞれ示し
た。図からわかるように、フランジ外面のみを冷却した
従来例に比べ、内外面浸漬冷却した本発明例は厚み方向
の温度差が小さくなっている。
【００３０】また、図13はフランジ反りへの効果を調べ
たものであるが、従来例の平均値が0.775 mmであるのに
対し、本発明例では0.142 mmと約１／５と大幅に反り量
が低減しており、本発明のすぐれていることがわかる。
たものであるが、従来例の平均値が0.775 mmであるのに
対し、本発明例では0.142 mmと約１／５と大幅に反り量
が低減しており、本発明のすぐれていることがわかる。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
Ｈ形鋼をオンラインで浸漬冷却するようにしたので、フ
ランジとウエブの温度差、フランジ厚み方向や幅方向の
温度差を小さくすることができ、これによりウエブ波や
フランジ反りさらには冷却面の硬度上昇の少ない高品質
のＨ形鋼製品の製造が可能である。
Ｈ形鋼をオンラインで浸漬冷却するようにしたので、フ
ランジとウエブの温度差、フランジ厚み方向や幅方向の
温度差を小さくすることができ、これによりウエブ波や
フランジ反りさらには冷却面の硬度上昇の少ない高品質
のＨ形鋼製品の製造が可能である。
【図１】本発明の冷却装置の配列を示す平面図である。
【図２】本発明の冷却装置の構成を示す平面図である。
【図３】図２のＩ−Ｉ矢視側面図である。
【図４】図２のII−II矢視断面図である。
【図５】図２のIII −III 矢視断面図である。
【図６】図２のIV−IV矢視断面図である。
【図７】図２のＶ−Ｖ矢視断面図である。
【図８】図２のVI−VI矢視断面図である。
【図９】図２のVII −VII 矢視断面図である。
【図10】材料の表面温度と水量密度、熱伝達係数の関係
の一例を示す特性図である。
の一例を示す特性図である。
【図11】Ｈ形鋼を浸漬冷却するときの冷却曲線の特性図
である。
である。
【図１２】フランジ冷却過程での板厚方向の温度分布を
示す特性図である。
示す特性図である。
【図13】フランジ反り量を示す特性図である。
【図14】従来のＨ形鋼の熱間圧延工程を示す概要図であ
る。
る。
【図15】Ｈ形鋼の冷却後の残留応力分布例の説明図であ
る。
る。
【図16】粗ユニバーサルミル群出側でのＨ形鋼の断面内
温度分布例の説明図である。
温度分布例の説明図である。
１ 圧延素材 １Ａ Ｈ形鋼 １ｆ フランジ １ｗ ウエブ ４ 粗ユニバーサルミル ５ エッジャミル ６ 粗ユニバーサルミル群 ７ 仕上ユニバーサルミル 10 冷却装置 11 空冷ゾーン 12 温度検出器 13 搬送ローラ 14 垂直ガイドローラ 15 サイドフレーム 16 ノズルボックス 17 フランジ外面冷却ノズル 18 整流板 19 押さえローラ 20 昇降シリンダ 21 ウエブ上面冷却ノズル 24 上部フランジ内面冷却ノズル 27 水切りガイド 30 ガイドプレート 33 ウエブ下面冷却ノズル 36 下部フランジ内面冷却ノズル 39 底蓋 Ａ フランジ外面浸漬冷却手段 Ｂ 上部フランジ内面浸漬冷却手段 Ｃ 下部フランジ内面浸漬冷却手段
Claims (4)
- 【請求項１】 Ｈ形鋼を熱間圧延にて成形する製造プロ
セスにおける冷却方法であって、Ｈ形鋼のフランジ外面
と上部内面と下部内面をそれぞれ個別の浸漬冷却手段に
より浸漬冷却することを特徴とするＨ形鋼のオンライン
冷却方法。 - 【請求項２】 Ｈ形鋼を熱間圧延にて成形する製造プ
ロセスにおける冷却方法であって、フランジ外面冷却ノ
ズルと整流板とを用いてＨ形鋼のフランジ外面を浸漬冷
却する工程と、ウエブ上面冷却ノズルと上部フランジ内
面冷却ノズルと水切り板を用いて上部フランジ内面を浸
漬冷却する工程と、ウエブ下面冷却ノズルと下部フラン
ジ内面冷却ノズルと底蓋を用いて下部フランジ内面を浸
漬冷却する工程と、からなることを特徴とするＨ形鋼の
オンライン冷却方法。 - 【請求項３】 Ｈ形鋼を熱間圧延にて成形する製造プ
ロセスにおける冷却装置であって、Ｈ形鋼のフランジ側
面をガイドする垂直ガイドローラと、該垂直ガイドロー
ラを支持するとともにフランジ外面冷却ノズルと整流板
を多段に配設してなるフランジ外面浸漬冷却手段と、Ｈ
形鋼の上面側に配設されてウエブ上面冷却ノズルと上部
フランジ内面冷却ノズルと水切り板からなる上部フラン
ジ内面浸漬冷却手段と、Ｈ形鋼の下面側に配設されてウ
エブ下面冷却ノズルと下部フランジ内面冷却ノズルと底
蓋からなる下部フランジ内面浸漬冷却手段と、からなる
ことを特徴とするＨ形鋼のオンライン冷却装置。 - 【請求項４】 Ｈ形鋼の上面側にフランジ上端部を押
さえる押さえローラを適宜配設したことを特徴とする請
求項３記載のＨ形鋼のオンライン冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6153315A JP2755905B2 (ja) | 1994-07-05 | 1994-07-05 | Ｈ形鋼のオンライン冷却方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6153315A JP2755905B2 (ja) | 1994-07-05 | 1994-07-05 | Ｈ形鋼のオンライン冷却方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0819812A JPH0819812A (ja) | 1996-01-23 |
| JP2755905B2 true JP2755905B2 (ja) | 1998-05-25 |
Family
ID=15559812
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6153315A Expired - Fee Related JP2755905B2 (ja) | 1994-07-05 | 1994-07-05 | Ｈ形鋼のオンライン冷却方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2755905B2 (ja) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54109058A (en) * | 1978-02-15 | 1979-08-27 | Hitachi Metals Ltd | Cold roll forming machine |
| JPH0679333A (ja) * | 1992-08-31 | 1994-03-22 | Kawasaki Steel Corp | Ｈ形鋼の冷却方法およびその装置ならびにその圧延機列 |
| JP2968136B2 (ja) * | 1992-10-09 | 1999-10-25 | 新日本製鐵株式会社 | Ｈ形鋼冷却水の水位制御装置 |
| JPH06297028A (ja) * | 1993-04-14 | 1994-10-25 | Nippon Steel Corp | Ｈ形鋼の冷却方法 |
-
1994
- 1994-07-05 JP JP6153315A patent/JP2755905B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0819812A (ja) | 1996-01-23 |
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