JP2783146B2 - 鋼板の下面冷却装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、熱間圧延された高温
鋼板の冷却装置に関するものであり、詳細には、温度分
布の均一化を達成させる鋼板の下面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
および機械的性質の向上を目的として、熱間圧延された
高温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が実用化され、生産が行なわれてい
る。

【０００３】この様な冷却方法として、例えば、特開昭
５１−６１４１５号公報に開示の如く、鋼板全体を装置
内に装入し、同時一斉冷却する方法、および、特開昭５
８−３９１６号公報に開示の如く、鋼板を通板させなが
ら前端より後端に向かって順次冷却する方法がある。前
記それぞれの方法において、鋼板の上面はスプレー（特
開昭６０−４３４３５号公報）、ラミナーフロー（特開
昭５２−８５９０９号公報）等のノズルから供給された
冷却水により冷却される。同時に鋼板の下面は、スプレ
ーまたはミスト（特開昭５２−８５９０９号公報）等か
ら供給された冷却水および水面下のノズルより冷却水流
を噴出される方法（特開昭６１−１５９２７号公報）等
により冷却されている。

【０００４】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り、既に実用化されている。

【０００５】しかしながら、これら従来技術では、冷却
速度の相違に起因する鋼板温度の不均一および形状不良
が起こり、材質のバラツキおよび条切り歪が発生するこ
とが知られている。そして、この矯正対策に多くの費用
および工数を必要とする。特に、スプレーノズル、円管
ラミナーノズルから供給された冷却水または水面下のノ
ズルより噴出した冷却水により冷却される場合には、鋼
板の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り、ノズル配置等に工夫が
なされている。

【０００６】鋼板上面での板幅方向の冷却均一性を向上
させる冷却方法として、特開昭５６−１６３２１６号公
報あるいは特開昭５８−３９１６号公報等に開示される
スリットラミナーノズルによる方法、および、特開昭５
８−３２５１１号公報等に開示されているような、鋼板
端部に遮蔽板を設ける措置等が採られている。

【０００７】また、下面においても、実開昭５８−１７
５８０５号公報、特開昭５８−８６９０４号公報、特開
昭６１−２６４１３７号公報等に記載されているような
スリットノズルを用いた冷却により幅方向の冷却均一化
の達成が図られている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、鋼板下
面の冷却にスリットノズルを用いた場合には、ノズルよ
り吐出された冷却水は鋼板に衝突後、板下面に沿って流
れる流水域を形成する。そして、複数のスリットノズル
を用いて冷却する場合には、流水域の冷却水は鋼板下面
において互いに衝突する。この冷却水の衝突境界部は、
スリットノズルに対して平行に形成されることが望まし
いが、実際には図２の６に示すように流水方向（スリッ
トノズルと直交方向）に凸凹した蛇行状態であり、更に
時間と共に変動し、鋼板下面での冷却能の偏りおよび変
動のために、鋼板の温度を不均一にする。図２は従来の
冷却水衝突境界部を示す斜視図であり、図２において、
２はスリットノズル、３は鋼板、４は鋼板の下面に流れ
る冷却水、５は冷却水直射部、６は流水衝突により形成
される境界部である。このようなことから、鋼板の温度
を均一化するためには安定した境界部を形成することが
望まれる。

【０００９】この発明の目的は、上述の問題を解決し、
鋼板の温度を均一化し、形状不良および条切り歪のな
い、形状の良好な冷却材を効率良く製造することができ
る鋼板の下面冷却装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は、鋼板の下方
に、前記鋼板の長手方向に所定間隔をあけて、前記鋼板
の幅方向に互いに平行に配置された複数のスリットノズ
ルを備え、前記スリットノズルから前記鋼板の下面に向
けて冷却水を噴射して前記鋼板の下面を冷却する機構
と、隣接するスリットノズルの各々から噴射されて前記
鋼板の下面に衝突後前記鋼板の下面に沿って流れる冷却
水が互いに衝突する冷却水衝突境界部が直線状になるよ
うに、隣接するスリットノズル間に、前記スリットノズ
ルと平行にほぼ垂直に設けられた、前記鋼板と接触しな
いように上下方向に移動可能な板状体とからなることに
特徴を有するものである。

【００１１】鋼板の下方に、前記鋼板の長手方向に所定
間隔をあけて、前記鋼板の幅方向に互いに平行に配置さ
れた複数のスリットノズルを用い、このスリットノズル
から板状に冷却水を噴射して高温鋼板の下面を冷却する
装置において、鋼板衝突後鋼板下面に沿って流れる冷却
水が互いに衝突する位置（境界部）が直線状になるよう
に、隣接するスリットノズル間に、スリットノズルと平
行に且つ鋼板と接触しないように昇降可能な流水制御板
をほぼ垂直に設置する。また、この流水制御板と鋼板と
の距離を冷却水の板衝突流速に応じて制御できる機構を
有する。

【００１２】

【作用】鋼板衝突後、鋼板下面に沿って流れる冷却水が
互いに衝突する位置（衝突境界部）に流水制御板を設置
することにより、流水衝突境界部での流水進行方向の冷
却水の流れが妨げられるため、流水方向に凸凹した蛇行
状態および時間と共に変動する流れを抑制することがで
きる。

【００１３】鋼板と接触しないように流水制御板を昇降
可能に設置することにより、鋼板との接触による通板障
害が無くおよび鋼板表面を傷つけることがない。また、
流水制御板と鋼板との距離を冷却水の板衝突流速に応じ
て制御できる機構を有しているので、鋼板との接触によ
る通板障害および鋼板表面に傷つけない範囲でこの流水
制御板による効果を向上させることができる。即ち、冷
却水の板衝突流速が速い場合には、流水制御板の効果を
発揮できるように鋼板と流水制御板との間隔をできるだ
け小さくすることが可能である。一方、流水衝突部がス
リットノズルと平行で安定して形成されるような冷却水
の板衝突流速が遅い場合には、鋼板と流水制御板との間
隔を大きくすることにより、鋼板の通板に支障を来さな
いように、且つ、通板時にこの流水制御板が破損しない
ようにすることができる。

【００１４】

【実施例】次に、この発明を図面に示す実施例に基づい
て説明する。図１は、この発明の鋼板の下面冷却装置の
１実施態様を示す概念図である。スリットノズル２は鋼
板の幅方向に設けられている。図１において、鋼板の長
手方向（移動方向）は図１の左右方向である。この発明
の鋼板の下面冷却装置は、スリットノズル２ａおよび２
ｂより吐出された冷却水が、鋼板３の下面と衝突後鋼板
下面に沿って流れ、この２つの流水が衝突する位置（境
界部）６にスリットノズル２と平行に、ほぼ垂直に配設
された板状体（流水制御板）１を備えており、この流水
制御板１は図１中の矢印に示す上下方向に移動可能であ
る。この発明において、板状体は特に流水制御板に限定
されるものではなく、板厚が１０ｍｍ前後の鋼板等でも
よい。また、板状体の断面は図１に示すような矩形に限
られず、三角形状等でもよい。更に、この発明におい
て、板状体を上下方向に移動させる機構についても特に
限定されるものではない。なお、実際のライン設備にお
いては、板状体は、鋼板の長手方向（移動方向）にわた
って、各スリットノズル間に各々配設されることは言う
までもない。

【００１５】この発明の効果を確認するために、冷却水
の板衝突流速および鋼板と流水制御板との間隔を種々変
えて、流水衝突境界部（以下、「境界部」という）６の
安定性について調べた。ここでは、スリットノズルのス
リットは５ｍｍ（図１中ａ）、流水制御板１の板厚は５
ｍｍ（図１中ｂ）とし、スリットノズル２の上方０．１
ｍ（図１中ｃ）の位置に鋼板３の替わりのアクリル板を
設置して上方より境界部６の流れ状態を観察した。その
結果を図３に示す。ここで、図３において、○印：境界
部が安定しておりスリットノズルと平行な境界部を形成
する条件、△印：若干凸凹した境界部を形成する条件、
そして、×印：大きく蛇行した境界部を形成する条件、
を示している。

【００１６】図３に示すように、流水制御板がない場合
には凸凹した境界部および大きく蛇行した境界部を形成
する条件であっても、流水制御板を設置することにより
安定した境界部を形成できる。また、境界部が安定化す
るようなこの流水制御板と鋼板との間の距離は、冷却水
の板衝突流速に依存することが認められる。

【００１７】図４はこの発明の流水制御板を設置した場
合と、流水制御板を設置しない場合（本発明範囲外の比
較例）との、境界部における冷却直後の鋼板の板中心部
から板端部までの幅方向温度分布を示すグラフである。
図４において、●印：流水制御板あり（本発明例）、そ
して、○印：流水制御板なし（比較例）、を示してい
る。なお、鋼板の板厚は４０ｍｍ、冷却水の板衝突流速
は３．７５ｍ／ｓとした。冷却水による強制冷却は鋼板
の下面のみに行ない、上面は放冷状態とした。図４か
ら、流水制御板が設置された場合の方が温度は均一化さ
れていることがわかる。これは流水制御板の設置により
境界部が安定化されたことによるものである。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、鋼板温度が均一化されるため、形状不良および条切
り歪が少なくなり、板矯正率が低減でき、鋼板形状の良
好な冷却材を効率良く工業的に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の鋼板の下面冷却装置の１実施態様を
示す概念図である。

【図２】この発明の流水制御板を設けない場合の流水衝
突境界部を示す斜視図である。

【図３】この発明の実施例による流水制御板の効果を説
明するグラフである。

【図４】この発明の流水制御板設置の有無による鋼板幅
方向温度分布を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 流水制御板 ２、２ａ、２ｂ スリットノズル ３ 鋼板 ４ 下面に流れる冷却水 ５ 冷却水直射部 ６ 流水衝突により形成される境界部

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼板の下方に、前記鋼板の長手方向に所
   定間隔をあけて、前記鋼板の幅方向に互いに平行に配置
   された複数のスリットノズルを備え、前記スリットノズ
   ルから前記鋼板の下面に向けて冷却水を噴射して前記鋼
   板の下面を冷却する機構と、 隣接するスリットノズルの各々から噴射されて前記鋼板
   の下面に衝突後前記鋼板の下面に沿って流れる冷却水が
   互いに衝突する冷却水衝突境界部が直線状になるよう
   に、隣接するスリットノズル間に、前記スリットノズル
   と平行にほぼ垂直に設けられた、前記鋼板と接触しない
   ように上下方向に移動可能な板状体とからなることを特
   徴とする鋼板の下面冷却装置。
2. 【請求項２】 互いに隣接する２つのスリットノズルか
   ら噴射される冷却水の流量の大小および前記２つのスリ
   ットノズルの各々と前記鋼板との間の距離によって、前
   記２つのスリットノズルの各々と前記板状体との間の距
   離を制御する請求項１記載の装置。
3. 【請求項３】 前記流水制御板と前記鋼板との間の距離
   を、前記スリットノズルから噴射された冷却水が前記鋼
   板に衝突する時の流速に応じて制御できる機構を有する
   請求項１記載の装置。