JP3253787B2 - Ｈ形鋼のフランジ冷却装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱間圧延時あるいは圧
延後の搬送用ローラテーブル上にてＨ形鋼のフランジを
水冷するＨ形鋼のフランジ冷却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｈ形鋼はフランジ部がウェブ部より厚
く、かつウェブ部とフランジ部の接続（フィレット）部
は大きなＲ部を有する形状を有している。従って、フラ
ンジとウェブの熱容量差、フィレットの熱容量、また、
圧延が通常Ｈ姿勢であることに起因するロール冷却水の
滞留などによって、Ｈ形鋼の圧延中あるいは圧延後の搬
送時にはフランジとウェブに温度差が生じ、このためウ
ェブ波等の形状不良が生じやすい。

【０００３】これらの形状不良を除去するために、Ｈ形
鋼のウェブ部とフランジ部との温度差を小さくすること
が必要で、その手段として板厚の大きいフランジ部を外
面から冷却することが従来から行われている。この従来
のＨ形鋼のフランジ水冷装置の例として図６に示すもの
が提案されている（日本鉄鋼協会講演論文集Ｖｏｌ．４
（１９９１）、Ｎｏ．５、Ｐ．１４２６〜１４２９）。
図６の装置は、Ｈ形鋼を搬送するローラテーブル１１上
の両側に配置される移動サイドガイド１２の後方でかつ
上方に設けられたヘッダ１８に所定のピッチで複数のフ
ラットスプレーノズル１４を設け、ノズルから噴射され
る冷却水をサイドガイド１２に設けられたローラーテー
ブル面に垂直方向のスリット状の貫通孔１３を通して、
ローラテーブル１１上を搬送されてくるＨ形鋼のフラン
ジ部１７ａに衝突させて冷却するように構成されてい
る。

【０００４】スプレーノズル１４はウェブ部１７ｂに冷
却水が直接かからないようにスプレー１４の設置角度を
下向きにしている。なお、図中の矢印は、Ｈ形鋼のサイ
ズに合せて所定の案内および冷却が行われるようサイド
ガイド１２及びノズル１４を固定したヘッダ１８の移動
方向を示している。

【０００５】しかしながら、従来の水冷装置には、所定
のピッチでスプレーノズルを設けているため、冷却水は
フランジ面には間欠的に当たり、その衝突速度が大きい
ので瞬間的に跳ね返る結果、フランジ面との接触時間が
短く、使用水量の割に冷却効果が十分でないという問題
がある。そのため、所望の冷却を行うために圧延速度あ
るいは搬送速度を落としているのが実状であり、これに
よって生産性が低下している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる事情に
鑑みてなされたものであって、効率的にフランジ部を冷
却することによって、ウェブ部とフランジ部の温度差を
小さくすることが可能なＨ形鋼のフランジ冷却装置を提
供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、第１に、Ｈ形鋼を搬送するローラテーブ
ル上の両側端部に配置されるサイドガイドの上方に所定
のピッチで複数のスプレーノズルを設け、該スプレーノ
ズルからの冷却水を前記サイドガイドに設けたスリット
状の貫通孔を通して、ローラテーブル上を搬送されてく
るＨ形鋼のフランジ部の外側部分に供給してフランジ部
を冷却するＨ形鋼のフランジ冷却装置であって、前記サ
イドガイドの貫通孔に設けられた水透過性を有する水分
散板を備えたことを特徴とするＨ形鋼のフランジ冷却装
置を提供する。

【０００８】第２に、Ｈ形鋼を搬送するローラテーブル
上の両側端部に配置されるサイドガイドの上方に所定の
ピッチで複数のスプレーノズルを設け、該スプレーノズ
ルからの冷却水を前記サイドガイドに設けたスリット状
の貫通孔を通して、ローラテーブル上を搬送されてくる
Ｈ形鋼のフランジ部の外側部分に供給してフランジ部を
冷却するＨ形鋼のフランジ冷却装置であって、前記サイ
ドガイドの貫通孔に着脱自在に設けられた水透過性を有
する水分散板を備えたことを特徴とするＨ形鋼のフラン
ジ冷却装置を提供する。

【０００９】

【作用】本発明の冷却装置においては、水透過性を有す
る水分散板をサイドガイド貫通孔に位置させて、フラッ
トスプレーノズルから高圧で冷却水を噴射すると、冷却
水は高速の微細液滴流となり、水分散板に至る。高速の
微細液滴は水分散板を構成する部材に衝突して一部の冷
却水は跳ね返るが、衝突および後続の液滴流との相互干
渉により、飛散方向を換えてほとんどは水分散板を通過
する。そして、高圧で噴射する場合には、多少、液滴速
度は低下するものの、液滴がフランジ外面に衝突する面
積が広がる効果が大きく、その結果、冷却効果が向上す
る。

【００１０】ノズルに供給される冷却水が絞られてノズ
ル背圧が低くなる場合には、冷却水が分散板に衝突する
ことでフランジ外面に衝突する面積が広がるものの、フ
ランジ外面に到達する水量が減少する影響のため、冷却
効果が損われる。従って、分散板をサイドガイドの貫通
孔に固定した上記第１の態様では、従来の冷却装置で冷
却水量を絞ってもよい冷却条件において、従来の冷却装
置を用いる場合よりもやや冷却水量を多くする必要があ
る。

【００１１】一方、水分散板を貫通孔に対して着脱自在
に配置した第２の態様では、サイドガイドの貫通孔位置
から水分散板を外した位置に移動させれば、冷却水量の
設定、制御の際に、水分散板による到達冷却水量の減少
を考慮する必要はない。

【００１２】

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例に
ついて具体的に説明する。

【００１３】図１は本発明の一実施例に係るＨ形鋼のフ
ランジ冷却装置を示したもので、（ａ）はその横断面
図、（ｂ）はその縦断面図である。ローラテーブル１上
の両端部近傍には移動可能なサイドガイト２が設けられ
ており、これらサイドガイド２の外側上方にローラテー
ブル１の搬送方向に沿って延在するようにヘッダ８が配
置されている。これらヘッダ８には所定のピッチで複数
のフラットスプレーノズル４が設けられている。

【００１４】サイドガイド２にはノズルと同ピッチで貫
通孔３が設けられており、貫通孔３にはその全面に水透
過性の水分散板６が固定されている。そして、ローラー
テーブル１上にＨ形鋼７が搬送されて来た際に、そのフ
ランジ部７ａの外面には、ノズル４から噴射されて貫通
孔３の水分散板６を通過した冷却水５が供給され、これ
によってフランジ部７ａが冷却される。

【００１５】フラットスプレーノズル４からの冷却水５
は最初板状の液滴流であるが、水分散板６によって分散
されることによりＨ形鋼長手方向にその厚みが増した状
態でフランジ外面に衝突することになり、被冷却部分の
面積が増大し、その結果冷却能力が向上する。

【００１６】水分散板６としては、金網、エキスパンド
メタル等、網目状のものが良く、ノズル４からの板状の
液滴流が接触、通過し、その際の抵抗があまり大きくな
いものであれば良い。また、その設置方法についても、
図１、２では水分散板６がサイドガイド面と平行に取付
けられているが、これに限られているわけではなく、水
分散板６の分散特性に応じて、フラットスプレーノズル
４からの板状の冷却水５をＨ形鋼の搬送方向分散するこ
とができるように配置すればよく、例えば図２に示すよ
うに一方に突出するような取付け方を採用することもで
きる。

【００１７】次に、図３及び図４を参照して本発明の他
の実施例について説明する。図３は本発明の他の実施例
に係るＨ形鋼のフランジ冷却装置の縦断面図であり、図
４はそのＡ−Ａ´線による断面図である。この実施例で
は、上記実施例と異なり、水分散板６を貫通孔３に対し
て着脱自在に取り付けている。

【００１８】すなわち、水分散板６は支持枠１００に貫
通孔３のピッチと同ピッチで固定され、支持枠１００は
ローラ１０１を介してサイドガイド２に設けられたレー
ル１０３に乗っており、水分散板６を使用する場合は、
水分散板６が貫通孔３に一致するように移動され、水分
散板６が不要の場合にはこれが隣接する貫通孔３の間に
位置するように移動される。従って、ノズル４からの冷
却水圧力及び水量に応じて、Ｈ形鋼のフランジ７ａの冷
却が最適になるように、水分散板６を貫通孔３に着脱す
ることができる。

【００１９】次に実験例について説明する。図１の噴霧
角６０度のフラットスプレーノズルをフランジ外面との
水平距離８７ｍｍ、ローラテーブル面からの高さ１７５
ｍｍ、搬送方向ピッチ２００ｍｍになるように設置した
６０ｍの冷却装置において、フランジ幅２００ｍｍ、フ
ランジ厚１６ｍｍ、ウェブ厚６ｍｍのＨ形鋼をサイドガ
イドとフランジ外面の距離２０ｍｍ保持しつつ、速度
３．２ｍ／ｓｅｃで搬送し、冷却水量を５５ ｌ／（ｍ
・ノズル）（圧力３ｋｇ／ｃｍ² Ｇ）に設定して冷却し
た。

【００２０】ここでは、サイドガイドのスリット部のノ
ズル側の面に水分散板として、線幅１ｍｍ、目開き３×
５ｍｍ、ピッチ４ｍｍで厚０．５ｍｍ、のエキスパンド
メタルを１枚固定した場合と、水分散板を使用しなかっ
た場合とについて実験を行った。水分散板を使用した場
合にはフランジ部の温度降下が２３３℃であったのに対
し、水分散板を使用しなかった場合の温度降下は１８８
℃であり、水分散板を設けることにより、フランジ部の
ウェブ部との温度差が４５℃低減された。

【００２１】また、フランジ幅２００ｍｍ、フランジ厚
１９ｍｍ、ウェブ厚９ｍｍのＨ形鋼をサイドガイドとフ
ランジ外面の距離２０ｍｍ保持しつつ、速度４．８ｍ／
ｓｅｃで搬送し、冷却水量を４７ ｌ／（ｍ・ノズル）
に設定して冷却した。この場合に、水分散板を用いた際
のフランジ部の温度降下は１１２℃であったのに対し、
水分散板を使用しなかった際の温度降下は１３１℃であ
り、フランジ部のウェブ部との温度差が１９℃低減され
た。

【００２２】上記の効果について、熱電対を挿入した加
熱鋼板をフランジ位置に設置し、移動させて求めた冷却
能（熱伝達計数）と表面温度の関係で示したものが図５
である。水分散板を設置した（ａ）の方が水分散板なし
の（ｂ）に比べて熱伝達係数の変動が小さくなってお
り、このことからも上記効果が裏付けられる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
Ｈ形鋼のフランジ部の冷却が効果的に行われる結果、フ
ランジ部のウェブ部との温度差が減少し、Ｈ形鋼の形状
不良を防止できるとともに、圧延能率が上がる。され
に、冷却水設備の増強をすることことが不要である。こ
のように本発明は工業的価値が極めて高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るＨ形鋼のフランジ冷却
装置を示す図。

【図２】本発明の水分散板設置の１例を示す図。

【図３】本発明の他の実施例に係るＨ形鋼のフランジ冷
却装置を示す断面図

【図４】図３のＨ形鋼のフランジ冷却装置のＡ−Ａ断面
図。

【図５】本発明の装置と従来の装置の冷却能を比較して
示す図。

【図６】従来技術に係るＨ形鋼のフランジ冷却装置を示
す断面図。

【符号の説明】

１…ローラテーブル、２…サイドガイド、３…貫通孔、
４…フラットスプレーノズル、５…冷却水、６…水分散
板、７…Ｈ形鋼、８…ヘッダ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 由樹 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 斉藤 義郎 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 有村 鶴和 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (56)参考文献 特開 昭50−21913（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−339721（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−125957（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭63−50086（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｈ形鋼を搬送するローラテーブル上の両
   端側部に配置されるサイドガイドの上方に所定のピッチ
   で複数のスプレーノズルを設け、該スプレーノズルから
   の冷却水を前記サイドガイドに設けたスリット状の貫通
   孔を通して、ローラテーブル上を搬送されてくるＨ形鋼
   のフランジ部の外側部分に供給してフランジ部を冷却す
   るＨ形鋼のフランジ冷却装置であって、前記サイドガイ
   ドの貫通孔の全面に設けられた水透過性を有する網目状
   の水分散板を備えたことを特徴とするＨ形鋼のフランジ
   冷却装置。
2. 【請求項２】 Ｈ形鋼を搬送するローラテーブル上の両
   端側部に配置されるサイドガイドの上方に所定のピッチ
   で複数のスプレーノズルを設け、該スプレーノズルから
   の冷却水を前記サイドガイドに設けたスリット状の貫通
   孔を通して、ローラテーブル上を搬送されてくるＨ形鋼
   のフランジ部の外側部分に供給してフランジ部を冷却す
   るＨ形鋼のフランジ冷却装置であって、前記サイドガイ
   ドの貫通孔の全面に着脱自在に設けられた水透過性を有
   する網目状の水分散板を備えたことを特徴とするＨ形鋼
   のフランジ冷却装置。