JP2892491B2 - 熱間圧延鋼板用上部冷却装置 - Google Patents

熱間圧延鋼板用上部冷却装置

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JP2892491B2 JP2329597A JP32959790A JP2892491B2 JP 2892491 B2 JP2892491 B2 JP 2892491B2 JP 2329597 A JP2329597 A JP 2329597A JP 32959790 A JP32959790 A JP 32959790A JP 2892491 B2 JP2892491 B2 JP 2892491B2
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    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B45/00Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B45/02Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for lubricating, cooling, or cleaning
    • B21B45/0203Cooling
    • B21B45/0209Cooling devices, e.g. using gaseous coolants
    • B21B45/0215Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes
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Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、熱間圧延鋼板を冷却するための冷却装置に
係わり、特に熱間連続仕上圧延機のスタンド間におい
て、圧延中の鋼板の上面を冷却するのに好適な上部冷却
装置に関するものである。
<従来の技術> 熱間連続仕上圧延機(以下仕上ミルと略称する)のス
タンド間には、熱間圧延鋼板を冷却するための冷却装置
(以下ストリップクーラントという)が設置されてい
る。
従来、このストリップクーラントとして用いられるも
のは、通常水圧2〜20kgf/cm2の加圧水を噴射するスプ
レーノズルが熱間圧延鋼板幅方向に多数取付けられた鋼
管製ノズルヘッダを、仕上ミルスタンド間で、熱間圧延
鋼板(以下単に鋼板という)の上下に配置し、前記加圧
水を鋼板上下面に吹付けることより冷却している。
この従来の例を第5図に示す。この図には、仕上ミル
内で隣接する2基の第iスタンドと第i+1スタンドを
示している。そしてこの例のスタンドは6段ミルで、上
下ワークロールUWR,LWR、上下インナロールUIR,LIR、上
下バックアップロールUBR,LBRにより構成され、鋼板S
は矢印方向に進行する。
さらに、上ワークロールUWRの出側にはデリベリガイ
ドDGが設けてあり、その先端にはデリベリガイドワイパ
DGWが取付けられ、上ロールクーラントヘッダURCから上
ワークロールUWRに噴射されるロール冷却水のワイピン
グを行う。一方、下ワークロールLWRの出側には下部出
側エプロンDEが設けられて鋼板SをルーパフレームLFま
で導く。LRは鋼板Sに所定の張力を付与するためのルー
パロールである。なお、LRCは下ロールクーラントヘッ
ダで、SCは第i+1スタンドの入側サイドガイドを示
す。
このような仕上ミルのスタンド間ストリップクーラン
トは、上面側はデリベリガイドDG内と、第i+1スタン
ド入側ハウジング部とに設けた上部クーラントヘッダUS
C1,USC2により、下面側は下部出側エプロンGEとルーパ
フレームLFとの間と、ルーパロールLRと第i+1スタン
ド入側サイドガイドSGとの間に設けた下部クーラントヘ
ッダLSC1,LSC2とによりそれぞれ構成されている。
なおこれらの構成は、仕上ミル最終スタンド出側を除
く他のスタンド出側でもほぼ同様なものである。
<発明が解決しようとする課題> 上述した従来の仕上ミルスタンド間のストリップクー
ラントは、使用する冷却水の水圧が2〜20kgf/cm2であ
り、スプレーノズルによって鋼板に噴射されているた
め、飛散する水滴がスタンド間の雰囲気を劣悪な条件と
し、諸機器に対する悪影響は避けられず、また、鋼板の
状況の観察もままならない状態で、特に上部ストリップ
クーラントではその影響が大きく、スタンド間における
各種センサ類の設置のためにも早期の解決が望まれてい
た。
なお、特開昭57−103728号公報等に開示されたスリッ
トラミナフローノズルの使用も考えられるが、水膜切れ
の監視が困難で、そのままでは適用することができな
い。
本発明は、ストリップクーラントによる冷却水の飛散
を防止して、スタンド間諸機器の保護を図るとともに、
スタンド間センサの設置を可能にし、さらにストリップ
クーラント自体の冷却効果も向上できる熱間圧延鋼板用
上部冷却装置を提供することを目的とする。
<課題を解決するための手段> 本発明による熱間圧延鋼板用上部冷却装置は、熱間連
続仕上圧延機のスタンド間で圧延中の鋼板を冷却するた
めの熱間圧延鋼板用上部冷却装置において、上ワークロ
ール出側のデリベリガイド上にヘッダタンクを設け、該
ヘッダタンク内に冷却水流を圧延方向とほぼ平行な方向
で、かつ、途中で一たん上向にする仕切板を取付けると
ともに、下流側に多数のキリ孔を熱間圧延鋼板の幅方向
に直列に配置したキリ孔ノズルを取付け、該キリ孔ノズ
ルから落下する冷却水を斜面上に受けることにより熱間
圧延鋼板上面にフラットラミナ状にして流下させる傾斜
板を設けるようにして、前述従来の技術の課題を解決し
たものである。
<作用> 上ワークロール出側のデリベリガイド上にヘッダタン
クを設けることにより、余分な設置スペースを必要とし
ない。そしてヘッダタンク内に、該タンク内を流れる冷
却水が、その下流側において鋼板幅方向全域にわたって
圧延方向とほぼ平行な流れとなり、かつ、流れの途中で
一たん上向になるように仕切板を取付けることにより流
れの終端部(すなわち、後述するキリ孔ノズルの流入
部)では、鋼板幅方向全域を均一な水流にすることがで
きるとともに、該部分の水面が波立つこともない。ま
た、流れの終端部には、多数のキリ孔を、鋼板幅方向に
直列に配設したキリ孔ノズルを取付ける。さらに、この
キリ孔ノズルから落下する冷却水を斜面上に受けること
により鋼板上面にフラットラミナ状にして流下させる傾
斜板を取付けてある。
一般に高温の鋼板等の冷却には、スプレー冷却よりも
ラミナフロー方式の方が冷却効果が大きいことが知られ
ている。そして、ラミナフロー方式の場合には、パイプ
ラミナ(棒状)とスリットラミナ(膜状)があり、水の
飛散を防止するとともに冷却効果を最も発揮できるのは
スリットラミナである。しかし、スリットラミナの場
合、使用中の水垢の付着等のために水膜切れを生じ易い
が、仕上ミルスタンド間の如き環境ではこれの発見が困
難であり、加えて保守も容易ではない。一方、パイプラ
イナはノズル詰りに対しては勝れているが、均一冷却の
面ではスリットラミナに劣る。
本発明では上述した如く、先ずキリ孔ノズルによりパ
イプラミナを得、続いてこのパイプラミナを斜面上に受
けてから鋼板上面にフラットラミナ状で流下させるよう
にしたため、両者の長所を有利に結合することができ、
しかも、キリ孔ノズルの流入部では鋼板幅方向に均一な
流れであることと、水面に波立ちのない平静な状態が維
持されることから、パイプラミナ、ひいては鋼板上面に
流下するフラットラミナを鋼板幅方向全域にわたって至
極均一なものにすることができる。従って、冷却水の飛
散を防止できるのみならず、冷却水の使用効果を一段と
向上することが可能となる。
<実施例> 第1図〜第4図により本発明の1実施例を説明する。
第1図は仕上ミルの第iスタンド出側に設置した本発明
による上部冷却装置の圧延方向に沿う断面図で、第2図
は圧延方向と直角な正面図で第2図(A)は第1図のX
−X矢視図、第2図(B)は第1図のY−Y矢視図であ
り、鋼板幅方向の半分のみを示している。第3図は第1
図の詳細説明図で、第4図は仕上ミル出側での温度降下
の比較を示す図面である。
第1図において、1はヘッダタンクで第iスタンド出
側のデリベリガイドDG内に設置する。デリベリガイドDG
はガイド板を3分割し、デリベリガイドワイパDGWの出
側のガイド板DG1と最出側のガイド板DG2との間にヘッダ
タンク1の底板を兼ねたガイド板1−1を、第2図に示
すようにデリベリガイドDGの両側板SP,SP間にわたって
設置し、その上にヘッダタンク1を構成する。2はキリ
孔ノズルで第2図Bに示すようにキリ孔2−1を、この
仕上ミルで圧延する最大幅の鋼板Sより若干広い範囲で
幅方向に直列に配設してある。
3は傾斜板であり、デリベリガイドワイパDGWのカウ
ンタウェイトWの支持用ベースWBに取付けてある。そし
て4は漏斗で、ヘッダタンク1の上にこの例では第2図
(A)に示すように5ケ所設けてあり、冷却水配管5か
らそれぞれ短管6を介して冷却水が供給されるようにな
っている。なお、1−7は隔壁で第2図に示すように各
漏斗4毎にヘッダタンク1内を仕切り、冷却水の落下幅
を鋼板の幅にある程度は対応させ得るようにしてある。
また7は空気抜で第2図(B)に示すように各区画毎に
設ける。
ここで、冷却水配管5からの冷却水供給のために漏斗
4を使用する理由は、第1図で2点鎖線で示すようにこ
のデリベリガイドDGは、第iスタンドのロール組替に際
しリトラクトして邪魔にならないようにする必要がある
ためで、これは、例えば配管5とヘッダタンク1をフレ
キシブルホース等で接続するようにしてもよい。
次に第3図により本発明を詳細に説明する。冷却水
は、冷却水配管5から短管6を介してヘッダタンク1内
に供給されるが、この場合、短管6内には図示省略した
オリフィスを取付け、冷却水の定量化と拡散を図ってい
る。さらに、冷却水は導入部1−2よりヘッダタンク1
内に流入し、その後仕切板1−3,1−4によりほぼ水平
な流れAから上向の流れBに偏向させられ、次いでCの
如く再度ほぼ水平な流れとなり、その最下流側に設けた
キリ孔ノズル2のキリ孔2−1によりパイプラミナとな
って落下する。このキリ孔ノズル2の流入部においては
冷却水の流れは仕切板1−3,1−4および隔壁1−7に
より圧延方向にほぼ平行な、しかもその水面WLに波立ち
のない平静な状態となっていることから、キリ孔ノズル
2の鋼板幅方向において均一なパイプラミナ10を得るこ
とができる。
そして、キリ孔ノズル2のキリ孔2−1から落下した
パイプラミナ10は、取付金具3−1によりカウンタウェ
イトWの支持用ベースWBに着脱自在に取付けた傾斜板3
上で幅方向に拡散されて、フラットラミナ11となり鋼板
S上面に流下する。この場合、傾斜板3の傾斜角度θは
0゜〜45゜であれば、鋼板Sまでの高さが約600mm〜700
mmであってもフラットラミナ状態を維持することができ
るので、他の構成部材との関係を勘案のうえ10゜〜35゜
程度の範囲内にする。また、デリベリガイドDGの第1の
ガイド板DG1とヘッドタンク1の底板を兼ねる第2のガ
イド板1−1との間は図示の如くラップさせてあるの
で、鋼板Sの先端が突入してトラブルを生じるようなこ
とはない。
なお、1−5,1−6はヘッダタンク1の掃除用の蓋で
各仕切の区画毎に設けてある。隔壁1−7は冷却水の幅
を変更する必要がないときには強いて必要とはしない
が、冷却水の流れを幅方向に均一にするためには設ける
方が望ましい。また空気抜7も同様に隔壁1−7を設け
ないときには1個でもよい。なお、空気抜7は冷却水の
供給を停止した場合、ヘッダタンク1内に外気を吸入す
ることにより、速やかな水切を行うためにも役立つもの
である。
さらに、冷却水の幅を変更する場合には冷却水配管5
は、幅変更するヘッダタンクの区画毎に設け、図示省略
した弁によりON−OFF制御を行う必要がある。
1500/min〜2400/minの流量制御範囲をもつ本発明
による上部冷却装置を7スタンド仕上ミルの第5スタン
ド(F5スタンド)出側のデリベリガイド内に設置した。
この場合のキリ孔ノズルのキリ孔径dは16mm、キリ孔
のピッチは45mmとし、傾斜板の角度θは20゜とした。そ
して傾斜板の下端から鋼板までの高さは600mm(ルーパ
ロール高さ0)であったが、冷却水は傾斜板上面に沿っ
て拡散しながら滑らかな膜状となって流れ、その後は鋼
板上面にフラットラミナ状で流下し、冷却水の飛散は全
く見られなかった。
なお、この場合の仕上ミル出側(F7スタンド出側)の
温度降下量と、同一水量による従来のスプレー方式のス
トリップクーラントでの温度降下量を第4図に比較して
示す。
図からわかるように、本発明の冷却能力が従来に比べ
て約3℃向上しており、約40〜50%の冷却能率向上が得
られた。
<発明の効果> 本発明による上部冷却装置は、仕上ミルスタンドの出
側、デリベリガイド内にヘッダタンクを設置し、該ヘッ
ダタンクからキリ孔ノズルを用いてパイプラミナを形成
し、このパイプラミナを一たん傾斜板上に落下させてフ
ラットラミナ状にした後、鋼板上面に流下させるように
したため、冷却水の飛散が全くなくなり、さらにフラッ
トラミナによる冷却を応用できることから冷却効果を飛
躍的に向上させることができ、従来スタンド間ストリッ
プクラーントとして上下各2組設置していたものを、後
段のストリップクラーントは廃止することが可能となっ
た。
従って、スタンド間各機器の保護が十分に行われると
ともに、スタンド間の各種センサの設置が容易に可能と
なり、さらに冷却水を半減させることができ、運転費用
の低減にも役立つものである。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第4図は本発明の実施例の説明図であり、第1
図は仕上ミルの第iスタンド出側に設置した本発明によ
る上部冷却装置の圧延方向に沿う断面図で、第2図は圧
延方向と直角な正面図で第2図(A)は第1図のX−X
矢視図、第2図(B)はY−Y矢視図であり、第3図は
第1図の詳細説明図で、第4図は仕上ミル出側での温度
降下の比較を示す図であり、第5図は従来のストリップ
クラーントの配置説明図である。 1……ヘッダタンク、 1−1……タンク底板を兼ねるガイド板、 1−3,1−4……仕切板、 2……キリ孔ノズル、3……傾斜板、 4……漏斗、7……空気抜、 DG……デリベリガイド、 SP……デリベリガイド側板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高木 清 岡山県倉敷市水島川崎通1丁目(番地な し) 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 上原 淳則 岡山県倉敷市水島川崎通1丁目(番地な し) 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (56)参考文献 特開 昭63−238918(JP,A) 特開 昭61−150712(JP,A) 特開 平4−200816(JP,A) 実開 昭61−183957(JP,U) 特公 平1−28808(JP,B2) 特公 昭61−3849(JP,B2) 実公 昭61−6966(JP,Y2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B21B 45/02 320 C21D 9/52 102

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】熱間連続仕上圧延機のスタンド間で圧延中
    の鋼板を冷却するための熱間圧延鋼板用上部冷却装置に
    おいて、上ワークロール出側のデリベリガイド上にヘッ
    ダタンクを設け、該ヘッダタンク内に冷却水流を圧延方
    向とほぼ平行な方向で、かつ、途中で一たん上向にする
    仕切板を取付けるとともに、下流側に多数のキリ孔を熱
    間圧延鋼板の幅方向に直列に配置したキリ孔ノズルを取
    付け、該キリ孔ノズルから落下する冷却水を斜面上に受
    けることにより熱間圧延鋼板上面にフラットラミナ状に
    して流下させる傾斜板を設けたことを特徴とする熱間圧
    延鋼板用上部冷却装置。
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