JP3284915B2 - 高温鋼板の冷却装置 - Google Patents
高温鋼板の冷却装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、熱間圧延された
高温鋼板を板幅方向に均一に冷却するための高温鋼板の
冷却装置に関するものである。
高温鋼板を板幅方向に均一に冷却するための高温鋼板の
冷却装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】熱間圧延された高温の鋼板には、一般に
圧延直後の水冷中に、温度分布や鋼板の形状または表面
状態の相違に起因して冷却むらが生じ、生成した冷却む
らのために、冷却後の鋼板に、変形、残留応力、材質の
バラツキなどの発生や、鋼板の変形による操業上のトラ
ブルが生じやすい。更に、鋼板が変形した場合には、圧
延後の精整工程においてプレスや矯正機等による成形作
業が必要になるために、コスト高になることが避けられ
なかった。
圧延直後の水冷中に、温度分布や鋼板の形状または表面
状態の相違に起因して冷却むらが生じ、生成した冷却む
らのために、冷却後の鋼板に、変形、残留応力、材質の
バラツキなどの発生や、鋼板の変形による操業上のトラ
ブルが生じやすい。更に、鋼板が変形した場合には、圧
延後の精整工程においてプレスや矯正機等による成形作
業が必要になるために、コスト高になることが避けられ
なかった。
【０００３】上述した問題を解決し、高温の鋼板を均一
に冷却するための装置や方法が従来から種々提案されて
いる。圧延後の高温の鋼板をオンラインで移送しながら
冷却する手段としては、水平に移送される鋼板の上下面
に対し、その板幅方向に冷却水を噴射して冷却すること
が一般的である。
に冷却するための装置や方法が従来から種々提案されて
いる。圧延後の高温の鋼板をオンラインで移送しながら
冷却する手段としては、水平に移送される鋼板の上下面
に対し、その板幅方向に冷却水を噴射して冷却すること
が一般的である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】通常、熱間圧延直後の
高温鋼板に対する冷却は、スリット状ノズルやラミナー
ノズルから、鋼板の板幅方向に板状に噴射される冷却水
を、鋼板の搬送方向に流すことによって行われている。
厚鋼板を冷却する場合には、冷却される厚鋼板の板幅が
各種あるので、最大幅の鋼板を冷却し得るように、板幅
の広いスリット状ノズルが使用されている。
高温鋼板に対する冷却は、スリット状ノズルやラミナー
ノズルから、鋼板の板幅方向に板状に噴射される冷却水
を、鋼板の搬送方向に流すことによって行われている。
厚鋼板を冷却する場合には、冷却される厚鋼板の板幅が
各種あるので、最大幅の鋼板を冷却し得るように、板幅
の広いスリット状ノズルが使用されている。
【０００５】しかしながら、スリット状ノズル等に対す
る冷却水の供給は、限られた数の冷却水供給管によって
行われるので、ノズルから吐出される冷却水の流速分布
を、鋼板の板幅方向に均一にすることは困難であった。
そのために、通常、スリット状ノズル等に対する冷却水
の供給が板幅方向に不均一になって、流速の遅くなる部
分が生じ、特に、この部分の下流側においては、鋼板に
冷却むらが生じやすく、更に、冷却不足による筋状の材
質欠陥、冷却後に生ずる鋼板の曲がりやキャンバーの発
生原因ともなった。
る冷却水の供給は、限られた数の冷却水供給管によって
行われるので、ノズルから吐出される冷却水の流速分布
を、鋼板の板幅方向に均一にすることは困難であった。
そのために、通常、スリット状ノズル等に対する冷却水
の供給が板幅方向に不均一になって、流速の遅くなる部
分が生じ、特に、この部分の下流側においては、鋼板に
冷却むらが生じやすく、更に、冷却不足による筋状の材
質欠陥、冷却後に生ずる鋼板の曲がりやキャンバーの発
生原因ともなった。
【０００６】従って、この発明の目的は、上述した問題
を解決し、熱間圧延された高温鋼板を、その板幅方向に
設けられたスリット状ノズルやラミナーノズル等から吐
出される冷却水によって冷却するに際し、吐出された冷
却水の流速を鋼板の板幅方向に均一となし、板幅方向に
冷却むらの生ずることがなく均一に鋼板を冷却すること
ができる、高温鋼板の冷却装置を提供することにある。
を解決し、熱間圧延された高温鋼板を、その板幅方向に
設けられたスリット状ノズルやラミナーノズル等から吐
出される冷却水によって冷却するに際し、吐出された冷
却水の流速を鋼板の板幅方向に均一となし、板幅方向に
冷却むらの生ずることがなく均一に鋼板を冷却すること
ができる、高温鋼板の冷却装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
テーブルロール上を移送される高温の鋼板に向け、その
板幅方向に冷却水を噴射しこれを冷却するためのノズル
が、冷却水供給管の取付けられたヘッダー管に接続さ
れ、前記鋼板の板幅方向に設けられている高温鋼板の冷
却装置において、前記ヘッダー管内における冷却水の板
幅方向の流速が下記（１）式によって決定される関係式
を満足するように、前記ヘッダー管に取付けられる前記
冷却水供給管の本数を決定することに特徴を有するもの
である。
テーブルロール上を移送される高温の鋼板に向け、その
板幅方向に冷却水を噴射しこれを冷却するためのノズル
が、冷却水供給管の取付けられたヘッダー管に接続さ
れ、前記鋼板の板幅方向に設けられている高温鋼板の冷
却装置において、前記ヘッダー管内における冷却水の板
幅方向の流速が下記（１）式によって決定される関係式
を満足するように、前記ヘッダー管に取付けられる前記
冷却水供給管の本数を決定することに特徴を有するもの
である。
【０００８】 Ｐ＝（Ｌ／Ｄ）・（ｖ2／２ｇ） ＝（２／（π2ｇ））・（ＬＱ2／Ｄ5）＜１．０・・・・・・（１） 但し、Ｐ：ヘッダー管内の圧力損失を表すパラメータ（ｍ） ｇ：重力加速度（＝９．８）（ｍ／ｓ） π：円周率 Ｌ：冷却水供給管１本当たりが冷却水を供給するヘッダー管長さ（ｍ） Ｄ：ヘッダー管内径（ｍ） Ｑ：冷却水供給管１本当たりが供給する冷却水の流量（ｍ3／ｓ） ｖ：ヘッダー管内の板幅方向の冷却水の次式により規定される流速 ｖ＝Ｑ／（２・（π／４）・Ｄ2）（ｍ／ｓ）
【０００９】
【発明の実施の形態】次に、この発明を図面を参照しな
がら説明する。図１は、この発明の装置の一実施態様を
示すスリット状ノズル部分の拡大概略斜視図である。図
面に示すように、鋼板４の上面には、鋼板移送方向の上
流側から下流側に向けたスリット状ノズル３が設けられ
ている。スリット状ノズル３は、これに冷却水を供給す
る水平な円管状のヘッダー管２に接続されており、ヘッ
ダー管２には所定間隔をあけて複数本の垂直な冷却水供
給管１が取付けられている。一方、鋼板４の下面に対し
ては、水中に没した円管から水を噴射し、その随伴流で
生じた液流によって冷却を施している。
がら説明する。図１は、この発明の装置の一実施態様を
示すスリット状ノズル部分の拡大概略斜視図である。図
面に示すように、鋼板４の上面には、鋼板移送方向の上
流側から下流側に向けたスリット状ノズル３が設けられ
ている。スリット状ノズル３は、これに冷却水を供給す
る水平な円管状のヘッダー管２に接続されており、ヘッ
ダー管２には所定間隔をあけて複数本の垂直な冷却水供
給管１が取付けられている。一方、鋼板４の下面に対し
ては、水中に没した円管から水を噴射し、その随伴流で
生じた液流によって冷却を施している。
【００１０】冷却水供給管１から円管状のヘッダー管２
に供給された冷却水は、ヘッダー管２内を矢印イで示す
ように鋼板の板幅方向に流れた後、ヘッダー管２に接続
されたスリット状ノズル３から鋼板４上に吐出される。
に供給された冷却水は、ヘッダー管２内を矢印イで示す
ように鋼板の板幅方向に流れた後、ヘッダー管２に接続
されたスリット状ノズル３から鋼板４上に吐出される。
【００１１】図１に示した装置においては、ヘッダー管
２に冷却水供給管１が３本接続されているが、冷却水供
給管１の本数が少ないと、ヘッダー管２内における冷却
水の板幅方向の流速が速くなり、ヘッダー管２内にその
板幅方向に圧力の勾配が生ずる。その結果、冷却水は、
板幅方向に流れるよりも、矢印アに示すようにスリット
状ノズル３の方向に流れるので、板幅方向に冷却水が十
分に行き渡らなくなる問題が生ずる。
２に冷却水供給管１が３本接続されているが、冷却水供
給管１の本数が少ないと、ヘッダー管２内における冷却
水の板幅方向の流速が速くなり、ヘッダー管２内にその
板幅方向に圧力の勾配が生ずる。その結果、冷却水は、
板幅方向に流れるよりも、矢印アに示すようにスリット
状ノズル３の方向に流れるので、板幅方向に冷却水が十
分に行き渡らなくなる問題が生ずる。
【００１２】その結果、スリット状ノズル３から鋼板４
上に吐出した冷却水の流速は、図１および図２の鋼板板
幅方向分布図で示すように、鋼板４の板幅方向両端部ａ
および冷却水供給管１の接続部中間部ｂが冷却水供給管
１の直下部分ｃよりも少なくなる問題が生ずる。
上に吐出した冷却水の流速は、図１および図２の鋼板板
幅方向分布図で示すように、鋼板４の板幅方向両端部ａ
および冷却水供給管１の接続部中間部ｂが冷却水供給管
１の直下部分ｃよりも少なくなる問題が生ずる。
【００１３】本発明者等は、冷却水の板幅方向の速度成
分即ち下記式で決定されるヘッダー管内の板幅方向にお
ける冷却水流速ｖ、ヘッダー管内径Ｄ、冷却水供給管１
本当たりが供給する冷却水の水量Ｑおよびヘッダー管長
さＬと、スリット状ノズル下流の流速分布の幅方向均一
性には、強い相関関係のあることを見出した。
分即ち下記式で決定されるヘッダー管内の板幅方向にお
ける冷却水流速ｖ、ヘッダー管内径Ｄ、冷却水供給管１
本当たりが供給する冷却水の水量Ｑおよびヘッダー管長
さＬと、スリット状ノズル下流の流速分布の幅方向均一
性には、強い相関関係のあることを見出した。
【００１４】ｖ＝Ｑ／（２・ (π／４) ・Ｄ2 ）
【００１５】即ち、ヘッダー管２内における板幅方向の
流速がある値以上になると、ヘッダー管２の板幅方向の
圧力損失が大になり、冷却水供給管１から離れるに従っ
て圧力が低下し、スリット状ノズル下流に設けられたラ
ミナーノズルの流速が小になる。
流速がある値以上になると、ヘッダー管２の板幅方向の
圧力損失が大になり、冷却水供給管１から離れるに従っ
て圧力が低下し、スリット状ノズル下流に設けられたラ
ミナーノズルの流速が小になる。
【００１６】図３には、ヘッダー管内の板幅方向におけ
る冷却水流速（ｖ）、ヘッダー管の内径（Ｄ）およびヘ
ッダー管の長さ（Ｌ）によって表されるヘッダー管内の
圧力損失を示すパラメーター（Ｐ）と、ノズル吐出口に
おける吐出流速の最小値（Ｕｍｉｎ）と最大値（Ｕｍａ
ｘ）との比（Ｕｍｉｎ／Ｕｍａｘ）との関係が示されて
いる。
る冷却水流速（ｖ）、ヘッダー管の内径（Ｄ）およびヘ
ッダー管の長さ（Ｌ）によって表されるヘッダー管内の
圧力損失を示すパラメーター（Ｐ）と、ノズル吐出口に
おける吐出流速の最小値（Ｕｍｉｎ）と最大値（Ｕｍａ
ｘ）との比（Ｕｍｉｎ／Ｕｍａｘ）との関係が示されて
いる。
【００１７】図３から、下記(1) 式に示すように、Ｐを
１．０以下にすることによって、板幅方向の冷却水量の
幅方向均一性を保証する即ち流速のばらつきを５％以内
にすることが可能になる。
１．０以下にすることによって、板幅方向の冷却水量の
幅方向均一性を保証する即ち流速のばらつきを５％以内
にすることが可能になる。
【００１８】 Ｐ＝（Ｌ／Ｄ）・（ｖ2 ／２ｇ） ＝（２／ (π2 ｇ) ）・（ＬＱ2 ／Ｄ5 ）＜１．０・・・・・・(1)
【００１９】冷却に必要な冷却水量は予め決まってお
り、また、設備的には、ヘッダー管の内径には上限があ
るので、一般には、上記関係式を使用して冷却水供給管
の本数を決定し、局所的な流速ｖが大きくならないよう
な設備設計を施す。なお、図３は、種々なヘッダー管の
内径（Ｄ）およびヘッダー管の長さ（Ｌ）の場合でも普
遍的に成り立っている。
り、また、設備的には、ヘッダー管の内径には上限があ
るので、一般には、上記関係式を使用して冷却水供給管
の本数を決定し、局所的な流速ｖが大きくならないよう
な設備設計を施す。なお、図３は、種々なヘッダー管の
内径（Ｄ）およびヘッダー管の長さ（Ｌ）の場合でも普
遍的に成り立っている。
【００２０】
【実施例】次に、この発明を実施例により、比較例と共
に説明する。 〔実施例１〕図４に示すような、鋼板４を間に挟む上下
１対の１０組の拘束ロール５，５と、ロール５，５間に
板幅方向に設けられた、高温の鋼板４の上面および下面
に向けて冷却水を噴射し冷却するスリット状ノズル３，
３とからなる冷却装置を使用した。
に説明する。 〔実施例１〕図４に示すような、鋼板４を間に挟む上下
１対の１０組の拘束ロール５，５と、ロール５，５間に
板幅方向に設けられた、高温の鋼板４の上面および下面
に向けて冷却水を噴射し冷却するスリット状ノズル３，
３とからなる冷却装置を使用した。
【００２１】スリット状ノズル３，３は、幅５ｍ、スリ
ットギャップ１０ｍｍであって、スリット状ノズル３，
３からの冷却水噴射量は０．０５ｍ3 ／ｍｓである。ヘ
ッダー管２は、内径１５０ｍｍで板幅方向に均等に配置
されており、ヘッダー管２に４本の冷却水供給管１が取
り付けられている。
ットギャップ１０ｍｍであって、スリット状ノズル３，
３からの冷却水噴射量は０．０５ｍ3 ／ｍｓである。ヘ
ッダー管２は、内径１５０ｍｍで板幅方向に均等に配置
されており、ヘッダー管２に４本の冷却水供給管１が取
り付けられている。
【００２２】ヘッダー管２内の圧力損失を表すパラメー
タＰを１．０以下にするための冷却水供給管１の本数
は、以下のようにして決定した。幅５ｍのスリット状ノ
ズル３から噴射される冷却水の総流量Ｑt は、下記(2)
式によって算出される。
タＰを１．０以下にするための冷却水供給管１の本数
は、以下のようにして決定した。幅５ｍのスリット状ノ
ズル３から噴射される冷却水の総流量Ｑt は、下記(2)
式によって算出される。
【００２３】 Ｑt ＝０．０５×５＝０．２５（ｍ3 ／ｓ）・・・・(2)
【００２４】冷却水供給管１本当たりのヘッダー管長さ
Ｌは、冷却水供給管の本数をｎとすると、 Ｌ＝５／ｎ
（ｍ）・・・・・・・・・・・・・(3) となり、冷却水供給管１本当たりの冷却水流量Ｑは、 Ｑ＝Ｑt ／ｎ（ｍ3 ／ｓ）・・・・・・・・・(4) となる。そこで、上記数字を用いて(1) 式に代入しｎに
関する式に書き換えると Ｐ＝８５．０９／ｎ3 ＜１．０・・・・・・・(5) となる。
Ｌは、冷却水供給管の本数をｎとすると、 Ｌ＝５／ｎ
（ｍ）・・・・・・・・・・・・・(3) となり、冷却水供給管１本当たりの冷却水流量Ｑは、 Ｑ＝Ｑt ／ｎ（ｍ3 ／ｓ）・・・・・・・・・(4) となる。そこで、上記数字を用いて(1) 式に代入しｎに
関する式に書き換えると Ｐ＝８５．０９／ｎ3 ＜１．０・・・・・・・(5) となる。
【００２５】従って、必要な冷却水供給管の本数ｎは、
(5) 式を解いて、 ｎ＞４．４・・・・・・・・・・・・・・・・(6) となる。従って、冷却水供給管は５本設けた。
(5) 式を解いて、 ｎ＞４．４・・・・・・・・・・・・・・・・(6) となる。従って、冷却水供給管は５本設けた。
【００２６】なお、ヘッダー管の内径を２２０ｍｍとし
た場合には、上記(1) 〜(5) 式より ｎ＞２．３・・・・・・・・・・・・・・・・(7) となり、従って、冷却水供給管の最少必要本数は３本に
なる。
た場合には、上記(1) 〜(5) 式より ｎ＞２．３・・・・・・・・・・・・・・・・(7) となり、従って、冷却水供給管の最少必要本数は３本に
なる。
【００２７】このとき、スリット状ノズル３の吐出口下
流側における冷却水の幅方向流速分布を測定したとこ
ろ、流速を欠いた部分が存在するものの、比較的unifor
m な速度プロフィールになっており、吐出流速の最小値
（Ｕｍｉｎ）と最大値（Ｕｍａｘ）との比（Ｕｍｉｎ／
Ｕｍａｘ）は０．９５以上であった。
流側における冷却水の幅方向流速分布を測定したとこ
ろ、流速を欠いた部分が存在するものの、比較的unifor
m な速度プロフィールになっており、吐出流速の最小値
（Ｕｍｉｎ）と最大値（Ｕｍａｘ）との比（Ｕｍｉｎ／
Ｕｍａｘ）は０．９５以上であった。
【００２８】この冷却装置に、板幅４３００ｍｍ、長さ
１８ｍ、厚さ３２mm、初期温度９２０℃の熱間圧延後の
高温の厚鋼板を、２０mpm の速度で通過させて冷却した
後、冷却床で常温まで冷却したが、反り等の歪みは全く
発生しなかった。また、冷却後、板幅方向に４００ｍｍ
の条材に切断したが、キャンバーは発生しなかった。ま
た、板幅方向の硬度を測定したが特に焼むらはなく均一
な硬度分布であった。
１８ｍ、厚さ３２mm、初期温度９２０℃の熱間圧延後の
高温の厚鋼板を、２０mpm の速度で通過させて冷却した
後、冷却床で常温まで冷却したが、反り等の歪みは全く
発生しなかった。また、冷却後、板幅方向に４００ｍｍ
の条材に切断したが、キャンバーは発生しなかった。ま
た、板幅方向の硬度を測定したが特に焼むらはなく均一
な硬度分布であった。
【００２９】〔実施例２〕冷却装置として、鋼板４を間
に挟む上下１対の１０組のロール５，５と、ロール５，
５間に板幅方向に設けられた、高温の鋼板４の上面およ
び下面に設けられた、上流側ロールから下流側ロールに
向けて鋼板の進行方向に冷却水を噴射する図５に示す円
管ラミナーノズル６からなる冷却装置を使用した。
に挟む上下１対の１０組のロール５，５と、ロール５，
５間に板幅方向に設けられた、高温の鋼板４の上面およ
び下面に設けられた、上流側ロールから下流側ロールに
向けて鋼板の進行方向に冷却水を噴射する図５に示す円
管ラミナーノズル６からなる冷却装置を使用した。
【００３０】円管ラミナーノズル６は、幅１ｍ当たり、
内径１０ｍｍの円管が１４本ずつ設置されており、この
円管ラミナーノズル６から、０．０１６７ｍ3 ／ｍｓの
量の冷却水を鋼板４上に流した。ヘッダー管２は、内径
１００ｍｍで、ヘッダー管２内の圧力損失を表すパラメ
ータＰを１．０以下とするための供給管１の本数は、以
下のようにして決定した。
内径１０ｍｍの円管が１４本ずつ設置されており、この
円管ラミナーノズル６から、０．０１６７ｍ3 ／ｍｓの
量の冷却水を鋼板４上に流した。ヘッダー管２は、内径
１００ｍｍで、ヘッダー管２内の圧力損失を表すパラメ
ータＰを１．０以下とするための供給管１の本数は、以
下のようにして決定した。
【００３１】幅５ｍの円管ラミナーノズル３から噴射さ
れる冷却水の総流量Ｑt は、下記(8) 式によって算出さ
れる。 Ｑt ＝０．０１６７×５（ｍ3 ／ｓ）・・・・・(8)
れる冷却水の総流量Ｑt は、下記(8) 式によって算出さ
れる。 Ｑt ＝０．０１６７×５（ｍ3 ／ｓ）・・・・・(8)
【００３２】冷却水供給管１本当たりのヘッダー管長さ
Ｌは、冷却水供給管の本数をｎとすると、 Ｌ＝５／ｎ
（ｍ）・・・・・・・・・・・(9) となり、冷却水供給管１本当たりの冷却水流量Ｑは、 Ｑ＝Ｑt ／ｎ（ｍ3 ／ｓ）・・・・・・・(10) となる。そこで、上記数字を用いて(1) 式に代入しｎに
関する式に書き換えると Ｐ＝７２．０９／ｎ3 ＜１．０・・・・・(11)
Ｌは、冷却水供給管の本数をｎとすると、 Ｌ＝５／ｎ
（ｍ）・・・・・・・・・・・(9) となり、冷却水供給管１本当たりの冷却水流量Ｑは、 Ｑ＝Ｑt ／ｎ（ｍ3 ／ｓ）・・・・・・・(10) となる。そこで、上記数字を用いて(1) 式に代入しｎに
関する式に書き換えると Ｐ＝７２．０９／ｎ3 ＜１．０・・・・・(11)
【００３３】従って、必要な冷却水供給管の本数ｎは、
(11)式を解いて、 ｎ＞４．１６・・・・・・・・・・・・・(12) となり、これより、冷却水供給管の必要本数は５本とし
た。
(11)式を解いて、 ｎ＞４．１６・・・・・・・・・・・・・(12) となり、これより、冷却水供給管の必要本数は５本とし
た。
【００３４】ヘッダー管の内径を１５０ｍｍとした場合
には、上記(8) 〜(12)式により計算して、ｎ＞２．１２
になり、従って、冷却水供給管の必要本数は３本にな
る。どちらの場合も、吐出流速の最小値（Ｕｍｉｎ）と
最大値（Ｕｍａｘ）との比（Ｕｍｉｎ／Ｕｍａｘ）は
０．９５以上であった。
には、上記(8) 〜(12)式により計算して、ｎ＞２．１２
になり、従って、冷却水供給管の必要本数は３本にな
る。どちらの場合も、吐出流速の最小値（Ｕｍｉｎ）と
最大値（Ｕｍａｘ）との比（Ｕｍｉｎ／Ｕｍａｘ）は
０．９５以上であった。
【００３５】この冷却装置に、板幅４３００ｍｍ、長さ
２２ｍ、厚さ１２mm、初期温度８９０℃の熱間圧延後の
高温の厚鋼板を、３０mpm の速度で通過させて冷却した
後、冷却床で常温まで冷却したが、反り等の歪みは全く
発生しなかった。また、冷却後、板幅方向に４００ｍｍ
の条材に切断したがキャンバーは発生しなかった。ま
た、板幅方向の硬度を測定したが、特に焼むらはなく均
一な硬度分布であった。
２２ｍ、厚さ１２mm、初期温度８９０℃の熱間圧延後の
高温の厚鋼板を、３０mpm の速度で通過させて冷却した
後、冷却床で常温まで冷却したが、反り等の歪みは全く
発生しなかった。また、冷却後、板幅方向に４００ｍｍ
の条材に切断したがキャンバーは発生しなかった。ま
た、板幅方向の硬度を測定したが、特に焼むらはなく均
一な硬度分布であった。
【００３６】〔実施例３〕実施例１と同じく、鋼板４を
間に挟む上下１対の１０組の拘束ロール５，５と、ロー
ル５，５間に板幅方向に設けられた、高温の鋼板４の上
面および下面に向けて冷却水を噴射し冷却するスリット
状ノズル３，３とからなる冷却装置を使用した。
間に挟む上下１対の１０組の拘束ロール５，５と、ロー
ル５，５間に板幅方向に設けられた、高温の鋼板４の上
面および下面に向けて冷却水を噴射し冷却するスリット
状ノズル３，３とからなる冷却装置を使用した。
【００３７】スリット状ノズル３，３は、幅５ｍ、スリ
ットギャップ１０ｍｍであって、スリット状ノズル３，
３からの冷却水噴射量は０．０４ｍ3 ／ｍｓである。ヘ
ッダー管２は、２重管構造になっていて、内管の内径は
１５０ｍｍ、外管の内径は２５０ｍｍである。
ットギャップ１０ｍｍであって、スリット状ノズル３，
３からの冷却水噴射量は０．０４ｍ3 ／ｍｓである。ヘ
ッダー管２は、２重管構造になっていて、内管の内径は
１５０ｍｍ、外管の内径は２５０ｍｍである。
【００３８】冷却水供給管１は、ヘッダー管１本当たり
４本取り付けられており、ヘッダー管の内管に供給され
た冷却水は、前記内管に単位長さ当たり３６０個設けら
れた直径１０ｍｍの排出孔を通って外管内に流出し、ス
リット状ノズル３，３に送水される。
４本取り付けられており、ヘッダー管の内管に供給され
た冷却水は、前記内管に単位長さ当たり３６０個設けら
れた直径１０ｍｍの排出孔を通って外管内に流出し、ス
リット状ノズル３，３に送水される。
【００３９】ヘッダー管２内の圧力損失を表すパラメー
タＰを１．０以下とするための冷却水供給管の本数を、
実施例１で述べたと同じ方法により（１）式から算出し
たところ、必要な冷却水供給管の本数ｎは、 ｎ＞３．７９・・・・・・・・・・・・・（１３） となり、これより、冷却水供給管の本数を４本とした。
このとき、（１）式中のＤには、内管径０．１５ｍを代
入した。なお、吐出流速の最小値（Ｕｍｉｎ）と最大値
（Ｕｍａｘ）との比（Ｕｍｉｎ／Ｕｍａｘ）は０．９５
以上であった。
タＰを１．０以下とするための冷却水供給管の本数を、
実施例１で述べたと同じ方法により（１）式から算出し
たところ、必要な冷却水供給管の本数ｎは、 ｎ＞３．７９・・・・・・・・・・・・・（１３） となり、これより、冷却水供給管の本数を４本とした。
このとき、（１）式中のＤには、内管径０．１５ｍを代
入した。なお、吐出流速の最小値（Ｕｍｉｎ）と最大値
（Ｕｍａｘ）との比（Ｕｍｉｎ／Ｕｍａｘ）は０．９５
以上であった。
【００４０】この冷却装置に、板幅４３００ｍｍ、長さ
１８ｍ、厚さ３２ｍｍ、初期温度９２０℃の熱間圧延後
の高温の厚鋼板を、２０mpm の速度で通過させて冷却し
た後、冷却床で常温まで冷却したが、反り等の歪みは全
く発生しなかった。冷却後、板幅方向に４００ｍｍの条
材に切断したが、キャンバーは発生しなかった。また、
板幅方向の硬度を測定したが、特に焼むらはなく均一な
硬度分布であった。
１８ｍ、厚さ３２ｍｍ、初期温度９２０℃の熱間圧延後
の高温の厚鋼板を、２０mpm の速度で通過させて冷却し
た後、冷却床で常温まで冷却したが、反り等の歪みは全
く発生しなかった。冷却後、板幅方向に４００ｍｍの条
材に切断したが、キャンバーは発生しなかった。また、
板幅方向の硬度を測定したが、特に焼むらはなく均一な
硬度分布であった。
【００４１】〔比較例〕実施例１と同じく図４に示す、
幅５ｍ、スリットギャップ１０ｍｍのスリット状ノズル
３を使用し、０．０５ｍ3 ／ｍｓの量の冷却水を噴射し
て鋼板４を冷却した。ヘッダー管２の内径は１５０ｍｍ
であった。冷却水供給管１は、ヘッダー管２の中央部に
ヘッダー管当たり１本配置した。この条件から、(1) 式
を用いてヘッダー管内の圧力損失を示すパラメータＰを
算出すると、 Ｐ＝８５．１＞１．０ であった。
幅５ｍ、スリットギャップ１０ｍｍのスリット状ノズル
３を使用し、０．０５ｍ3 ／ｍｓの量の冷却水を噴射し
て鋼板４を冷却した。ヘッダー管２の内径は１５０ｍｍ
であった。冷却水供給管１は、ヘッダー管２の中央部に
ヘッダー管当たり１本配置した。この条件から、(1) 式
を用いてヘッダー管内の圧力損失を示すパラメータＰを
算出すると、 Ｐ＝８５．１＞１．０ であった。
【００４２】スリット状ノズル３の吐出口下流側におい
て、冷却水の板幅方向の流速分布を測定したところ、吐
出流速の最小値（Ｕｍｉｎ）と最大値（Ｕｍａｘ）との
比（Ｕｍｉｎ／Ｕｍａｘ）は０．４であり、板幅端部の
流速を欠いた速度プロフィルとなった。
て、冷却水の板幅方向の流速分布を測定したところ、吐
出流速の最小値（Ｕｍｉｎ）と最大値（Ｕｍａｘ）との
比（Ｕｍｉｎ／Ｕｍａｘ）は０．４であり、板幅端部の
流速を欠いた速度プロフィルとなった。
【００４３】この冷却装置に、実施例１と同じく、板幅
４３００ｍｍ、長さ１８ｍ、厚さ３２mm、初期温度９２
０℃の熱間圧延後の高温の厚鋼板を、２０mpm の速度で
通過させて冷却した。冷却装置を通過し３０秒経過した
段階で、板幅方向の温度プロフイルを温度計で測定した
ところ、筋状の高温帯が存在していた。この鋼板を、冷
却床で常温まで冷却したところＣ反りが発生した。ま
た、冷却後、板幅方向に４００ｍｍの条材に切断した
が、分割したスリット状ノズルの下流部分を含む条材に
は、キャンバーが発生した。また、板幅方向の硬度を測
定したところ、焼むらによる硬度の低い部分が存在して
いた。
４３００ｍｍ、長さ１８ｍ、厚さ３２mm、初期温度９２
０℃の熱間圧延後の高温の厚鋼板を、２０mpm の速度で
通過させて冷却した。冷却装置を通過し３０秒経過した
段階で、板幅方向の温度プロフイルを温度計で測定した
ところ、筋状の高温帯が存在していた。この鋼板を、冷
却床で常温まで冷却したところＣ反りが発生した。ま
た、冷却後、板幅方向に４００ｍｍの条材に切断した
が、分割したスリット状ノズルの下流部分を含む条材に
は、キャンバーが発生した。また、板幅方向の硬度を測
定したところ、焼むらによる硬度の低い部分が存在して
いた。
【００４４】
【発明の効果】以上述べたように、この発明の装置によ
れば、熱間圧延された高温鋼板をスリット状ノズルから
吐出される冷却水によって冷却するに際し、吐出された
冷却水の流速を、鋼板の板幅方向に均一となして、板幅
方向に冷却むらの生ずることなく均一に鋼板を冷却する
ことができ、材質欠陥や曲がりの生ずることがない鋼板
を歩留り高く製造することができる、工業上有用な効果
がもたらされる。
れば、熱間圧延された高温鋼板をスリット状ノズルから
吐出される冷却水によって冷却するに際し、吐出された
冷却水の流速を、鋼板の板幅方向に均一となして、板幅
方向に冷却むらの生ずることなく均一に鋼板を冷却する
ことができ、材質欠陥や曲がりの生ずることがない鋼板
を歩留り高く製造することができる、工業上有用な効果
がもたらされる。
【図１】スリット状ノズルの構造を示す概略斜視図であ
る。
る。
【図２】スリット状ノズルの吐出口付近における冷却水
の板幅方向における流速分布を示した図である。
の板幅方向における流速分布を示した図である。
【図３】ヘッダー管内の圧力損失を表すパラメータＰと
スリットノズル吐出口における冷却水吐出流速の均一性
(Ｕmin ／Ｕmax)との関係を示した図である。
スリットノズル吐出口における冷却水吐出流速の均一性
(Ｕmin ／Ｕmax)との関係を示した図である。
【図４】この発明の実施例１において使用した装置の概
略正面図である。
略正面図である。
【図５】この発明の実施例２において使用した装置の円
管ラミナーノズルの概略斜視図である。
管ラミナーノズルの概略斜視図である。
１ 冷却水供給管 ２ ヘッダー管 ３ スリット状ノズル ４ 厚鋼板 ５ 拘束ロール ６ 円管ラミナーノズル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉山 峻一 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 平田 直人 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 高橋 功 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62−134109（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−102657（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B21B 45/02 320
Claims (1)
- 【請求項１】テーブルロール上を移送される高温の鋼板
に向け、その板幅方向に冷却水を噴射しこれを冷却する
ためのノズルが、冷却水供給管の取付けられたヘッダー
管に接続され、前記鋼板の板幅方向に設けられている高
温鋼板の冷却装置において、 前記ヘッダー管内における冷却水の板幅方向の流速が下
記（１）式によって決定される関係式を満足するよう
に、前記ヘッダー管に取付けられる前記冷却水供給管の
本数を決定することを特徴とする、高温鋼板の冷却装
置。 Ｐ＝（Ｌ／Ｄ）・（ｖ2／２ｇ） ＝（２／（π2ｇ））・（ＬＱ2／Ｄ5）＜１．０・・・・・・（１） 但し、Ｐ：ヘッダー管内の圧力損失を表すパラメータ（ｍ） ｇ：重力加速度（＝９．８）（ｍ／ｓ） π：円周率 Ｌ：冷却水供給管１本当たりが冷却水を供給するヘッダー管長さ（ｍ） Ｄ：ヘッダー管内径（ｍ） Ｑ：冷却水供給管１本当たりが供給する冷却水の流量（ｍ3／ｓ） ｖ：ヘッダー管内の板幅方向の冷却水の次式により規定される流速 ｖ＝Ｑ／（２・（π／４）・Ｄ2）（ｍ／ｓ）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04449397A JP3284915B2 (ja) | 1997-02-27 | 1997-02-27 | 高温鋼板の冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04449397A JP3284915B2 (ja) | 1997-02-27 | 1997-02-27 | 高温鋼板の冷却装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10235426A JPH10235426A (ja) | 1998-09-08 |
| JP3284915B2 true JP3284915B2 (ja) | 2002-05-27 |
Family
ID=12693090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04449397A Expired - Fee Related JP3284915B2 (ja) | 1997-02-27 | 1997-02-27 | 高温鋼板の冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3284915B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103586295A (zh) * | 2013-11-21 | 2014-02-19 | 济钢集团有限公司 | 一种用于热轧带钢层流冷却管路的优化方法 |
| CN106311760B (zh) * | 2015-06-29 | 2018-10-26 | 上海梅山钢铁股份有限公司 | 通过减小热轧带钢轧后横向温差的残余应力减量化的方法 |
| CN107263809A (zh) * | 2017-08-02 | 2017-10-20 | 象山宁越模具有限公司 | 一种车门内把手模具及其模具的加工工艺 |
-
1997
- 1997-02-27 JP JP04449397A patent/JP3284915B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10235426A (ja) | 1998-09-08 |
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