JP2780609B2 - 高温鋼板のオンライン冷却装置 - Google Patents
高温鋼板のオンライン冷却装置Info
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- JP2780609B2 JP2780609B2 JP23273593A JP23273593A JP2780609B2 JP 2780609 B2 JP2780609 B2 JP 2780609B2 JP 23273593 A JP23273593 A JP 23273593A JP 23273593 A JP23273593 A JP 23273593A JP 2780609 B2 JP2780609 B2 JP 2780609B2
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- Japan
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- slit nozzle
- cooling
- steel plate
- steel sheet
- nozzle
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- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は例えば熱間圧延された高
温の鋼板をオンラインで冷却する際の冷却装置に関する
ものである。
温の鋼板をオンラインで冷却する際の冷却装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】厚板製造工程において、合金元素の低減
や機械的性質の向上を図ることを目的として、熱間圧延
された高温の鋼板をオンラインで所定温度まで冷却する
制御冷却方法およびその装置は実用化され、目的に応じ
た冷却が施されて所望の特性を有する製品が生産されて
いる。この様な冷却方法には、例えば鋼板全体を装置内
に挿入し上下面を全長に亘って同時一斉冷却する方法
と、例えば鋼板の上下面を通板させながら前端より後端
に向かって順次冷却する方法がある。それぞれの方法に
おいて鋼板上面は、スプレー、ラミナーフローなどのノ
ズルから供給された冷却水により冷却される。同時に施
される鋼板下面の冷却はスプレーノズルまたはミストノ
ズル等から供給された冷却水や水面下のノズルに随伴し
て噴出する冷却水流等により行われる場合がある。この
様に熱間圧延された高温鋼板の制御冷却方法には多くの
技術がある。しかし冷却速度の相違に起因する鋼板温度
の不均一や形状不良が起こり、材質のバラツキや条切り
歪が発生することが知られている。この矯正対策に多く
の費用や工数を必要とする。特にスプレーノズル、円管
ノズルから供給された冷却水あるいは水面下のノズルよ
り噴出した冷却水により冷却される場合には、冷却水が
直接衝突する位置とそれ以外の位置における冷却速度の
相違は顕著である。これらの問題点を解決する方法とし
て、鋼板上面の冷却においては、特開昭５６−１６３２
１６号公報等にあるスリットノズルによる冷却方法によ
り、および特開昭５８−３２５１１号公報等に記載され
ているような鋼板幅方向端部に遮蔽板を設けること等に
より、鋼板幅方向の温度分布均一化が図られている。
や機械的性質の向上を図ることを目的として、熱間圧延
された高温の鋼板をオンラインで所定温度まで冷却する
制御冷却方法およびその装置は実用化され、目的に応じ
た冷却が施されて所望の特性を有する製品が生産されて
いる。この様な冷却方法には、例えば鋼板全体を装置内
に挿入し上下面を全長に亘って同時一斉冷却する方法
と、例えば鋼板の上下面を通板させながら前端より後端
に向かって順次冷却する方法がある。それぞれの方法に
おいて鋼板上面は、スプレー、ラミナーフローなどのノ
ズルから供給された冷却水により冷却される。同時に施
される鋼板下面の冷却はスプレーノズルまたはミストノ
ズル等から供給された冷却水や水面下のノズルに随伴し
て噴出する冷却水流等により行われる場合がある。この
様に熱間圧延された高温鋼板の制御冷却方法には多くの
技術がある。しかし冷却速度の相違に起因する鋼板温度
の不均一や形状不良が起こり、材質のバラツキや条切り
歪が発生することが知られている。この矯正対策に多く
の費用や工数を必要とする。特にスプレーノズル、円管
ノズルから供給された冷却水あるいは水面下のノズルよ
り噴出した冷却水により冷却される場合には、冷却水が
直接衝突する位置とそれ以外の位置における冷却速度の
相違は顕著である。これらの問題点を解決する方法とし
て、鋼板上面の冷却においては、特開昭５６−１６３２
１６号公報等にあるスリットノズルによる冷却方法によ
り、および特開昭５８−３２５１１号公報等に記載され
ているような鋼板幅方向端部に遮蔽板を設けること等に
より、鋼板幅方向の温度分布均一化が図られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の高温鋼板のオン
ライン冷却装置は上記のように構成されており、例えば
鋼板幅方向の温度を均一化するために、特開昭５６−１
６３２１６号公報に記載されているような上面にスリッ
トノズルを用いた冷却方式、または特開昭５８−３２５
１１号公報等に記載されているような鋼板幅方向端部に
遮蔽板を設ける冷却方式を採用したとしても、上面での
乗り水の影響などにより上下面での冷却能を同一にする
ことは困難であり、冷却能の差により冷却中に鋼板が変
形する。一旦この様な変形が発生すると、冷却能差は顕
著になり、鋼板の変形を更に助長することになる。した
がって鋼板全体を温度むらなく均一に所定の温度まで冷
却するためには、冷却中の鋼板形状は非常に重要であ
り、冷却中の鋼板形状の平面性を維持しながら鋼板全体
を温度むらなく均一に所定の温度まで冷却する技術に対
しては未だ充分な対応が成されているとは言い難いとい
う問題点があった。
ライン冷却装置は上記のように構成されており、例えば
鋼板幅方向の温度を均一化するために、特開昭５６−１
６３２１６号公報に記載されているような上面にスリッ
トノズルを用いた冷却方式、または特開昭５８−３２５
１１号公報等に記載されているような鋼板幅方向端部に
遮蔽板を設ける冷却方式を採用したとしても、上面での
乗り水の影響などにより上下面での冷却能を同一にする
ことは困難であり、冷却能の差により冷却中に鋼板が変
形する。一旦この様な変形が発生すると、冷却能差は顕
著になり、鋼板の変形を更に助長することになる。した
がって鋼板全体を温度むらなく均一に所定の温度まで冷
却するためには、冷却中の鋼板形状は非常に重要であ
り、冷却中の鋼板形状の平面性を維持しながら鋼板全体
を温度むらなく均一に所定の温度まで冷却する技術に対
しては未だ充分な対応が成されているとは言い難いとい
う問題点があった。
【０００４】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたものであり、鋼板の上下面での冷却能をバ
ランスさせて、冷却中の板変形を少なくする高温鋼板の
オンライン冷却装置を得ることを目的とする。
めになされたものであり、鋼板の上下面での冷却能をバ
ランスさせて、冷却中の板変形を少なくする高温鋼板の
オンライン冷却装置を得ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係る高温鋼板の
オンライン冷却装置は、熱間圧延された高温の鋼板の下
面に板状の冷却水を衝突させる下面スリットノズルの設
置ピッチと前記高温の鋼板の上面に板状の冷却水を流下
させる上面スリットノズルの設置ピッチの関係が、下面
スリットノズルの設置ピッチ／上面スリットノズルの設
置ピッチ＝０．１５〜０．５の範囲にあるものである。
オンライン冷却装置は、熱間圧延された高温の鋼板の下
面に板状の冷却水を衝突させる下面スリットノズルの設
置ピッチと前記高温の鋼板の上面に板状の冷却水を流下
させる上面スリットノズルの設置ピッチの関係が、下面
スリットノズルの設置ピッチ／上面スリットノズルの設
置ピッチ＝０．１５〜０．５の範囲にあるものである。
【０００６】
【作用】本発明においては、熱間圧延された高温の鋼板
の下面に板状の冷却水を衝突させる下面スリットノズル
の設置ピッチと前記高温の鋼板の上面に板状の冷却水を
流下させる上面スリットノズルの設置ピッチの関係が、
下面スリットノズルの設置ピッチ／上面スリットノズル
の設置ピッチ＝０．１５〜０．５の範囲にあるので、鋼
板の上面および下面とも鋼板の幅方向の温度降下を均等
にでき、且つ冷却能をバランスさせることが実現でき、
冷却中の板変形を抑制できる。下面スリットノズルの設
置ピッチ／上面スリットノズルの設置ピッチ＝０．１５
未満では、下面の冷却能が上面の冷却能に比べて強くな
りすぎるので、冷却能のバランスが不十分で冷却中の板
変形の抑制が不十分である。また下面スリットノズルの
設置ピッチ／上面スリットノズルの設置ピッチ＝０．５
を超えると、下面の冷却能が上面の冷却能に比べて弱
く、冷却能のバランスが不十分で冷却中の板変形の抑制
も不十分である。
の下面に板状の冷却水を衝突させる下面スリットノズル
の設置ピッチと前記高温の鋼板の上面に板状の冷却水を
流下させる上面スリットノズルの設置ピッチの関係が、
下面スリットノズルの設置ピッチ／上面スリットノズル
の設置ピッチ＝０．１５〜０．５の範囲にあるので、鋼
板の上面および下面とも鋼板の幅方向の温度降下を均等
にでき、且つ冷却能をバランスさせることが実現でき、
冷却中の板変形を抑制できる。下面スリットノズルの設
置ピッチ／上面スリットノズルの設置ピッチ＝０．１５
未満では、下面の冷却能が上面の冷却能に比べて強くな
りすぎるので、冷却能のバランスが不十分で冷却中の板
変形の抑制が不十分である。また下面スリットノズルの
設置ピッチ／上面スリットノズルの設置ピッチ＝０．５
を超えると、下面の冷却能が上面の冷却能に比べて弱
く、冷却能のバランスが不十分で冷却中の板変形の抑制
も不十分である。
【０００７】
実施例１．図１は本発明の一実施例に係る高温鋼板のオ
ンライン冷却装置の基本概念を示す説明図である。１は
高温の鋼板で熱間圧延が終了した高温状態のままでロー
ラテーブルにより搬送される。２は上面スリットノズル
で、冷却水を前記鋼板１の上面に向けて流下させるが、
前記鋼板１の上面からの距離（Ｈ）、設置ピッチ（Ｌ）
を下記の値に設定されている。３は下面スリットノズル
で、冷却水を前記鋼板１の下面に衝突させるべく吐出す
るものであるが、前記鋼板１の下面からの距離（ｈ）を
１００mmの一定とし、設置ピッチ（ｌ）を変化させてい
る。本実施例で使用した供試材の板厚、長さおよび上面
スリットノズル２、下面スリットノズル３の設置条件等
は下記の通りである。 供試材鋼板：厚さ２５mm×長さ５m 上面スリットノズル：高さＨ＝１５００mm 設置ピッチＬ＝２０００mm 水量密度＝０．２〜０．４ｍ3 /min/m2 下面スリットノズル：高さｈ＝−１００mm 設置ピッチｌ＝上面スリットノズルの１／ｎ（ｎは１以
上の正の整数，上面スリットノズルとｎ／１位置で対向
している） 下面スリットノズル３からの冷却水の吐出流量は、ノズ
ルピッチを変更しても下面での水量密度は一定となるよ
うに調整した。鋼板１に対して上面スリットノズル２か
らの冷却水が衝突する位置には、下面スリットノズルか
ら吐出する冷却水が衝突するように、下面スリットノズ
ル３を対向配置している。上記のように構成した高温鋼
板のオンライン冷却装置は、熱間圧延が終了して高温状
態にある鋼板１をローラテーブル（図示せず）で搬送
し、通過させる間に、上面スリットノズル２から流下す
る冷却水および下面スリットノズル３から吐出する冷却
水により冷却される通過型方式である。図２はスリット
ノズルの妥当性を検証したもので、５００℃における鋼
板幅方向の温度分布をプロットしたもので、スプレーノ
ズルと対比して示したものである。スリットノズル（記
号：●）では温度変動が小さく、隣接位置間での温度勾
配も小さく緩やかに変化し、鋼板幅方向の温度分布の均
一化が達成されている。しかしスプレーノズル（記号：
▲）では温度変動が大きく、隣接位置間での温度差も大
きくなっている。この結果から、スリットノズルとする
ことによって温度変動を抑制できることが明らかであ
る。
ンライン冷却装置の基本概念を示す説明図である。１は
高温の鋼板で熱間圧延が終了した高温状態のままでロー
ラテーブルにより搬送される。２は上面スリットノズル
で、冷却水を前記鋼板１の上面に向けて流下させるが、
前記鋼板１の上面からの距離（Ｈ）、設置ピッチ（Ｌ）
を下記の値に設定されている。３は下面スリットノズル
で、冷却水を前記鋼板１の下面に衝突させるべく吐出す
るものであるが、前記鋼板１の下面からの距離（ｈ）を
１００mmの一定とし、設置ピッチ（ｌ）を変化させてい
る。本実施例で使用した供試材の板厚、長さおよび上面
スリットノズル２、下面スリットノズル３の設置条件等
は下記の通りである。 供試材鋼板：厚さ２５mm×長さ５m 上面スリットノズル：高さＨ＝１５００mm 設置ピッチＬ＝２０００mm 水量密度＝０．２〜０．４ｍ3 /min/m2 下面スリットノズル：高さｈ＝−１００mm 設置ピッチｌ＝上面スリットノズルの１／ｎ（ｎは１以
上の正の整数，上面スリットノズルとｎ／１位置で対向
している） 下面スリットノズル３からの冷却水の吐出流量は、ノズ
ルピッチを変更しても下面での水量密度は一定となるよ
うに調整した。鋼板１に対して上面スリットノズル２か
らの冷却水が衝突する位置には、下面スリットノズルか
ら吐出する冷却水が衝突するように、下面スリットノズ
ル３を対向配置している。上記のように構成した高温鋼
板のオンライン冷却装置は、熱間圧延が終了して高温状
態にある鋼板１をローラテーブル（図示せず）で搬送
し、通過させる間に、上面スリットノズル２から流下す
る冷却水および下面スリットノズル３から吐出する冷却
水により冷却される通過型方式である。図２はスリット
ノズルの妥当性を検証したもので、５００℃における鋼
板幅方向の温度分布をプロットしたもので、スプレーノ
ズルと対比して示したものである。スリットノズル（記
号：●）では温度変動が小さく、隣接位置間での温度勾
配も小さく緩やかに変化し、鋼板幅方向の温度分布の均
一化が達成されている。しかしスプレーノズル（記号：
▲）では温度変動が大きく、隣接位置間での温度差も大
きくなっている。この結果から、スリットノズルとする
ことによって温度変動を抑制できることが明らかであ
る。
【０００８】図３は下面スリットノズルと上面スリット
ノズルの設置ピッチ比と、冷却中に発生した鋼板の最大
変形量（δ）との関係を示したものである。このときの
上面スリットノズルのスリット幅が１０mm、下面スリッ
トノズルのスリット幅を５mmで、下面水量密度を１．４
ｍ3 /min/m2 （記号：▲）および下面水量密度を１．８
ｍ3 /min/m2 （記号：●）にした場合と、上面スリット
ノズルおよび下面スリットノズルの何れもスリット幅を
１０mmで、下面水量密度を２．２ｍ3 /min/m2（記号：
○）とした場合について実施したものである。この結果
から明らかなように、冷却中の最大変形量は、冷却水量
を変えることにより少なくすることができる。しかし、
冷却中の最大変形量への影響は、上下面のスリットノズ
ルの設置ピッチ比の寄与が大きく、下面スリットノズル
／上面スリットノズル（ｌ／Ｌ）の値が０．１５〜０．
５の範囲、更に好ましくは０．２〜０．４の範囲になる
ようなノズル配置にすることにより、冷却中の鋼板の変
形を抑制できることがわかる。図４は冷却中の鋼板長手
方向中心位置（先端位置から２５００mm位置）で上面よ
り５mm深さ位置と下面より５mm深さ位置の温度履歴か
ら、冷却中に生じる最大温度差と上面スリットノズル／
下面スリットノズルの設置ピッチ比の関係を示したもの
である。この結果においても、上下面のスリットノズル
の設置ピッチ比の寄与が大きく、図３と同一の傾向で、
下面スリットノズル／上面スリットノズル（ｌ／Ｌ）の
値が０．１５〜０．５の範囲、更に好ましくは０．２〜
０．４の範囲で温度差が僅少となっている。なお、上面
スリットノズルの配置間隔を１０００mmとした場合にも
上記実施例と同様な傾向を示しており、本発明は上述の
実施例に限定されるものではなく、上記以外のノズル間
隔またはノズル高さとする等は、当業者が適宜なし得る
設計変更である。
ノズルの設置ピッチ比と、冷却中に発生した鋼板の最大
変形量（δ）との関係を示したものである。このときの
上面スリットノズルのスリット幅が１０mm、下面スリッ
トノズルのスリット幅を５mmで、下面水量密度を１．４
ｍ3 /min/m2 （記号：▲）および下面水量密度を１．８
ｍ3 /min/m2 （記号：●）にした場合と、上面スリット
ノズルおよび下面スリットノズルの何れもスリット幅を
１０mmで、下面水量密度を２．２ｍ3 /min/m2（記号：
○）とした場合について実施したものである。この結果
から明らかなように、冷却中の最大変形量は、冷却水量
を変えることにより少なくすることができる。しかし、
冷却中の最大変形量への影響は、上下面のスリットノズ
ルの設置ピッチ比の寄与が大きく、下面スリットノズル
／上面スリットノズル（ｌ／Ｌ）の値が０．１５〜０．
５の範囲、更に好ましくは０．２〜０．４の範囲になる
ようなノズル配置にすることにより、冷却中の鋼板の変
形を抑制できることがわかる。図４は冷却中の鋼板長手
方向中心位置（先端位置から２５００mm位置）で上面よ
り５mm深さ位置と下面より５mm深さ位置の温度履歴か
ら、冷却中に生じる最大温度差と上面スリットノズル／
下面スリットノズルの設置ピッチ比の関係を示したもの
である。この結果においても、上下面のスリットノズル
の設置ピッチ比の寄与が大きく、図３と同一の傾向で、
下面スリットノズル／上面スリットノズル（ｌ／Ｌ）の
値が０．１５〜０．５の範囲、更に好ましくは０．２〜
０．４の範囲で温度差が僅少となっている。なお、上面
スリットノズルの配置間隔を１０００mmとした場合にも
上記実施例と同様な傾向を示しており、本発明は上述の
実施例に限定されるものではなく、上記以外のノズル間
隔またはノズル高さとする等は、当業者が適宜なし得る
設計変更である。
【０００９】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、板幅方向
の温度を均一化し、冷却中の鋼板の平面性を維持するこ
とができるため、板矯正率が低減でき鋼板形状の良好な
制御冷却を実施でき、高品質の鋼板を効率良く工業的に
製造することができる。
の温度を均一化し、冷却中の鋼板の平面性を維持するこ
とができるため、板矯正率が低減でき鋼板形状の良好な
制御冷却を実施でき、高品質の鋼板を効率良く工業的に
製造することができる。
【図１】本発明の一実施例に係る高温鋼板のオンライン
冷却装置の基本概念を示す説明図である。
冷却装置の基本概念を示す説明図である。
【図２】冷却中の鋼板幅方向の温度分布を示すグラフで
ある。
ある。
【図３】上面スリットノズルと下面スリットノズルの設
置ピッチ比と鋼板の最大変形量の関係を示すグラフであ
る。
置ピッチ比と鋼板の最大変形量の関係を示すグラフであ
る。
【図４】上面スリットノズルと下面スリットノズルの設
置ピッチ比と鋼板の上下面間温度差の関係を示すグラフ
である。
置ピッチ比と鋼板の上下面間温度差の関係を示すグラフ
である。
１ 鋼板 ２ 上面スリットノズル ３ 下面スリットノズル Ｌ 上面スリットノズル設置ピッチ ｌ 下面スリットノズル設置ピッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B21B 45/02 C21D 9/52
Claims (1)
- 【請求項１】 熱間圧延された高温の鋼板の下面に板状
の冷却水を衝突させる下面スリットノズルの設置ピッチ
と前記高温の鋼板の上面に板状の冷却水を流下させる上
面スリットノズルの設置ピッチの関係が、下面スリット
ノズルの設置ピッチ／上面スリットノズルの設置ピッチ
＝０．１５〜０．５の範囲にあることを特徴とする高温
鋼板のオンライン冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23273593A JP2780609B2 (ja) | 1993-09-20 | 1993-09-20 | 高温鋼板のオンライン冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23273593A JP2780609B2 (ja) | 1993-09-20 | 1993-09-20 | 高温鋼板のオンライン冷却装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0788532A JPH0788532A (ja) | 1995-04-04 |
| JP2780609B2 true JP2780609B2 (ja) | 1998-07-30 |
Family
ID=16943956
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23273593A Expired - Fee Related JP2780609B2 (ja) | 1993-09-20 | 1993-09-20 | 高温鋼板のオンライン冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2780609B2 (ja) |
-
1993
- 1993-09-20 JP JP23273593A patent/JP2780609B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0788532A (ja) | 1995-04-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |