JP3368853B2

JP3368853B2 - 形鋼の冷却装置

Info

Publication number: JP3368853B2
Application number: JP36673898A
Authority: JP
Inventors: 晃夫藤林; 誠中世古; 鶴和有村
Original assignee: JFE Engineering Corp
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1998-12-24
Filing date: 1998-12-24
Publication date: 2003-01-20
Anticipated expiration: 2018-12-24
Also published as: JP2000190015A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ｈ形鋼、山形鋼等
の形鋼の仕上げ圧延後に加速冷却を行う冷却装置に係わ
り、特にＨ形鋼と山形鋼のような形状の異なった複数の
形鋼の兼用製造ラインでも、兼用して加速冷却できる冷
却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、建築用の材料に対して、耐震性に
対する要求が高まっており、建築物の柱材、梁材として
用いられるＨ形鋼や、鉄塔、建築物、造船用部材に用い
られる山形鋼においては、強度や靭性の優れたものが求
められており、特に圧延と冷却とを組み合わせた制御圧
延・制御冷却による形鋼の製造が行われている。

【０００３】上記のような高強度、高靭性の鋼材を製造
する一般的な方法としては、１０００℃以上に加熱した
スラブやビームブランクの素材を一旦中程度の厚みまで
粗圧延し、その後、鋼板の温度が未再結晶温度域やある
いはその温度域に近い温度域で最終の仕上げ圧延を行う
所謂制御圧延と、圧延後は加速冷却によってＡｒ₃温度
以上から５００℃程度まで急冷（焼入れ）することによ
って強度を出す、所謂制御冷却が行われている。

【０００４】また、Ｈ形鋼の制御圧延はＨ形鋼形状に造
形圧延されたあるいは鋳造された素形片を２つの縦ロー
ルと２つの水平ロールの間をリバース圧延することで連
続的にフランジ厚みとウェブ厚みを薄くしながら、圧延
する所謂ユニバーサル圧延法によって圧延し、圧延後
は、Ｈ形鋼のフランジに対して、仕上げ圧延機の後方に
おいて加速冷却装置を設けて制御冷却を行う。

【０００５】また、山形鋼は複数のカリバーが刻まれた
圧延ロール間を通過、圧延しながら、徐々に造形を施す
ガリバー圧延法によって圧延し、圧延後は、Ｈ形鋼のフ
ランジに対して、仕上げ圧延機の後方において加速冷却
装置を設けて制御冷却を行う。

【０００６】上記形鋼の圧延後に用いる加速冷却装置の
一例として、特開平５−３１７９４８号公報に、形鋼の
被冷却面におけるノズルからの噴射領域が均一衝突圧力
分布になるノズルを、この噴射領域の被冷却面高さ方向
の間隔が０〜５ｍｍとなる範囲で竪方向に複数個配列
し、形鋼の被冷却面サイズに応じて水を噴射するノズル
個数を可変にしてなる形鋼の水冷装置が開示されてい
る。

【０００７】上記形鋼の水冷装置によれば、上記構成に
よって、流量コントロールが簡便になり、安定したスプ
レー状態で、均一冷却が可能になり、ひいては冷却むら
が皆無になる旨記載されている。

【０００８】また、実開平５−９３６１１号公報には、
フランジ外側面を垂直に立てたＨ形鋼に対向させて、こ
のＨ形鋼の長手方向に揃う冷却液の吹付けノズル列をそ
なえ、ガイドレールをＨ形鋼のフランジ外側面に対して
斜めに配設して上記吹付けノズル列をガイドレールに沿
って移動可能にしたＨ形鋼のフランジ冷却装置が開示さ
れている。

【０００９】上記Ｈ形鋼のフランジ冷却装置によれば、
上記構成によって、冷却しようとするフランジサイズや
フランジ面の温度分布に応じて均一冷却が可能となる旨
が記載されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た特開平５−３１７９４８号公報、実開平５−９３６１
１号公報に開示された技術では、以下の問題がある。

【００１１】Ｈ形鋼や山形鋼等の形鋼の製造ラインで
は、設備の稼動率向上や設備費の償却負担を少なくする
ために、１つの製造ラインでロールを組替える等によっ
て、兼用ラインとして、例えばＨ形鋼のユニバーサル圧
延と山形鋼のカリバー圧延とを行うことが多い。

【００１２】このようにロールを組替えてＨ形鋼や山形
鋼の製造を行う兼用製造ラインでは、圧延後に制御冷却
を行うために、形状の全く違う被冷却材に冷却を施さな
ければならない。

【００１３】このような形鋼の兼用製造ラインにおい
て、圧延後の加速冷却装置に、例えば、Ｈ形鋼と山形鋼
の兼用加速冷却装置として、特開平５−３１７９４８号
公報に開示された形鋼の水冷装置冷却装置、実開平５−
９３６１１号公報に開示されたＨ形鋼のフランジ冷却装
置をそのまま適用して、これらをＨ形鋼と山形鋼を冷却
する場合、仮にＨ形鋼の冷却を満足させても、山形鋼の
頂点の位置がガイドから離れるために、スプレーノズル
から噴射した冷却水で山形鋼を冷却するとフランジ面内
の均一冷却が難しい。特に頂点部分は冷却ノズルとの距
離が離れるために冷却水が分散して見かけ上水量密度
（被冷却材の単位面積・単位時間当たりに受ける水量）
が山形鋼のフランジ下部に比べて少なくなるので、山形
鋼のフランジ内の不均一な冷却となる。即ち、特開平５
−３１７９４８号公報による冷却装置のノズルを、Ｈ形
鋼と山形鋼の冷却を兼用させて、等辺、不等辺山形鋼に
対して、噴射領域が均一衝突圧力分布になるように配置
することが困難である。また、実開平５−３１７９４８
号公報による冷却装置をＨ形鋼と山形鋼の冷却を兼用さ
せて、等辺、不等辺山形鋼に対して、吹付けノズル列を
ガイドレールに沿って移動させても、山形鋼のフランジ
面の均一冷却が困難である。

【００１４】また、上記冷却装置に、上段のノズルの水
量を増やすかあるいはノズルピッチを上段が蜜になるよ
うに配置する等の対策をとったとしても、形鋼の兼用冷
却装置として、設備的に複雑で、且つ均一な冷却を満足
させることが困難である。

【００１５】本発明は上記問題点の解決を図ったもので
あり、簡単な設備で、Ｈ形鋼と山形鋼のような形状の全
く違う被冷却材に対しても、兼用して均一に冷却を施す
ことのできる形鋼の加速冷却装置を提供することを目的
とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】第一の発明は形鋼の仕上
げ圧延後に加速冷却を行う冷却装置であって、ガイド
と、形鋼の被冷却面に対向してガイドに設けた冷却水噴
射孔と、ガイドを傾斜させる機構と、冷却水供給装置を
具備したことを特徴とする形鋼の冷却装置である。

【００１７】第一の発明によれば、ガイドの形鋼の被冷
却面に対向した側に冷却水ノズルを設けて、ガイドを傾
斜させる機構を駆動させて、ガイドの形鋼の被冷却面に
対して、冷却水ノズルを常に適正な位置に保持させて加
速冷却を行うことができる。

【００１８】第二の発明は第一の発明において、ガイド
を傾斜させる角度を鉛直方向から被冷却材側に５°以上
４５°以下としたことを特徴とする形鋼の冷却装置であ
る。

【００１９】対象とする形鋼では、４５°を超える傾斜
角度を必要とするものが少なく、また、ノズルの支持が
困難になる。５°未満の傾斜角度では、目的とする効果
を達成できない。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図に
よって詳述する。

【００２１】図１は本発明の一実施の形態でＨ形鋼の加
速冷却に用いた状態を示す縦断面図である。

【００２２】図１において、冷却装置１は一対のサイド
ガイド２ａ、２ｂからなるガイド２と、被冷却面である
フランジ４ａ、４ｂの外側面に対向して設けた一対のサ
イドガイド２ａ、２ｂの冷却水噴射孔（以下冷却水ノズ
ルという）５ａ、５ｂと、一対のサイドガイド２ａ、２
ｂを傾斜させる機構である油圧シリンダ６ａ、６ｂと、
冷却水供給装置７ａ、７ｂから構成されている。符号８
はウェブである。

【００２３】ノズル５ａ、５ｂは、鋼板に例えば直径３
ｍｍの孔を２０ｍｍピッチで千鳥状に開けて、所定の長
さの直管状のノズルを形成して入側のヘッダ１７ａ、１
７ｂから、均一にノズル５ａ、５ｂに圧縮された冷却水
が送入されるようにしている。

【００２４】これは、後述するように、冷却水が噴射出
口近傍でアトマイズして冷却水が上方へ飛び散り、液滴
がフランジ４ａ、４ｂを乗り越えることを避け、且つ被
冷却面に冷却水がまんべんなく衝突するようにしてい
る。

【００２５】油圧シリンダ６ａ、６ｂはロッド１０ａ、
１０ｂの先端を軸受け１１ａ、１１ｂに軸支して、後述
するサイドガイド２ａ、２ｂの傾斜の際に、ロッド１０
ａ、１０ｂを伸長させて、固定軸１２ａ、１２ｂを支点
としてサイドガイド２ａ、２ｂを傾斜させる。

【００２６】冷却水供給系統１３ａ、１３ｂは流量調節
弁１４ａ、１４ｂ、オンオフ弁１５ａ、１５ｂを設け
て、冷却水を定量的に冷却水ノズル５ａ、５ｂから噴射
できるようにしている。

【００２７】また、冷却水供給管１８ａ、１８ｂには可
撓管を用いて、サイドガイド２ａ、２ｂの水平移動、傾
動に対応できるようにしている。

【００２８】冷却装置１によれば、Ｈ形鋼３は垂直に立
てられて搬送ロール９上をＨ姿勢で冷却装置１に搬送ら
れ、冷却装置１内でその状態でＨ形鋼３のフランジ４
ａ、４ｂが冷却水ノズル５ａ、５ｂにより加速冷却され
る。即ち、冷却水ノズル５ａ、５ｂから被冷却面である
フランジ４ａ、４ｂの外側面に冷却水が噴射されてフラ
ンジ４ａ、４ｂが冷却される。

【００２９】図２は本発明の一実施の形態で山形鋼の加
速冷却に用いた状態を示す縦断面図である。

【００３０】図１と共通する個所には同じ符号を付け
て、その個所の一部の説明を省略した。

【００３１】山形鋼１９は頂点２０ｃを上にして搬送ロ
ール９上を搬送されて、冷却装置１内でその状態で山形
鋼１９のフランジ２０ａ、２０ｂが冷却水ノズル５ａ、
５ｂにより加速冷却される。即ち、冷却水ノズル５ａ、
５ｂから被冷却面であるフランジ２０ａ、２０ｂの外側
面に冷却水が適正に噴射できるように、油圧シリンダ６
ａ、６ｂを駆動させて、固定軸１２ａ、１２ｂを支点と
して山形鋼１９のフランジ２０ａ、２０ｂの冷却に適し
た傾斜角度に傾動して、その状態を維持しながらフラン
ジ２０ａ、２０ｂが加速冷却される。

【００３２】図３は本発明の冷却水の流れの様相の説明
図であり、図４は比較による冷却水の流れの様相の説明
図である。ここでは冷却装置１の片側のサイドガイド２
ａを用いて冷却水の流れの様相の説明する。

【００３３】冷却装置１のサイドガイド２ａは一例とし
て高さ５５０ｍｍ、肉厚１５ｍｍの鋼板で形成されてい
る。この鋼板に直径３ｍｍの孔を上下、左右方向に２０
ｍｍピッチで千鳥状に開けて、冷却水ノズル５ａを形成
している。この時、噴射した冷却水が噴射口１６ａでア
トマイズしないようにサイドガイド２ａに開けた孔は直
管状にする。これは、冷却水が噴射口１６ａ近傍でアト
マイズすると冷却水が上方へ飛び散り、液滴がＨ形鋼３
のフランジ４ａを乗り越えることを避けるためである。
水道の蛇口から流下するような円柱状の冷却水の流れを
得るためには、サイドガイド２ａに設けた直管状の孔の
長さは、最低でも５ｍｍ、望ましくは１０ｍｍ程度必要
である。ただし、長過ぎると噴射の際の圧力損失が大き
いので本実施例では１０ｍｍとしている。

【００３４】この様に冷却水の流れを円柱状のラミナー
フローとするためには、冷却水ノズル５ａの冷却水の出
口流速を１〜２０ｍ／ｓ、望ましくは２〜５ｍ／ｓとす
る。これは、１ｍ／ｓ未満では、冷却水の勢いが弱くフ
ランジ４ａの外面に到達しにくく、２０ｍ／ｓを超えた
場合は流れが乱れて飛び散る怖れがあるためである。

【００３５】比較として図４に示すサイドガイド２ｃの
スプレーノズル５ｃのように、スプレーノズル５ｃの噴
射口１６ｂで冷却水が乱れてアトマイズしてしまうよう
な流れは望ましくない。

【００３６】図１〜図４の実施の形態から明らかなよう
に、本発明の冷却装置１は、Ｈ形鋼３、山形鋼１９の被
冷却面であるフランジの外側面に対向して一対のサイド
ガイド２ａ、２ｂを設け、サイドガイド２ａ、２ｂを各
々油圧シリンダ６ａ、６ｂで傾斜させて、上記被冷却面
であるフランジの外側面に対して冷却水ノズル５ａ、５
ｂを適正に位置決めして維持し、被冷却面を加速冷却す
ることができるので、搬送されるＨ形鋼３、山形鋼１９
等の形状の異なる複数の形鋼に対して、一つの冷却装置
で均一な加速冷却ができる。勿論、兼用することなく、
山形鋼１９等の形状の複雑な形鋼のみを加速冷却するこ
とができる。

【００３７】

【実施例】次に、本発明の図１、図２に示す冷却装置を
図５に示す形鋼の製造ラインに用いた場合の実施例を詳
述する。図５は本発明の冷却装置を用いた形鋼の製造ラ
インを示す説明図である。

【００３８】［実施例］形鋼の製造ライン２６で、Ｈ形
鋼を製造する場合に、板厚２５０ｍｍのスラブを加熱炉
２１で１２５０℃まで加熱し、その後、ブレークダウン
ミル２２によって、該スラブ形状の素材をさらにユニー
バサル方式の２つの粗圧延機２３、２４でリバース圧延
することによってフランジの各部形状、寸法を整えて、
最終の仕上げ圧延機２５でＨ形状に仕上げられる。ま
た、形鋼の製造ライン２６で、山形鋼を製造する場合
に、上記ブレークダウンミル２２、粗圧延機２３、２
４、仕上げ圧延機２５の各ロールを組替えて、カリバー
圧延を行うことで上に凸の山形鋼を連続圧延する。ここ
では、圧延後のＨ形鋼と山形鋼のフランジの強度を向上
させるために本発明の冷却装置１を設けて、加速冷却す
る。加速冷却の条件として、７７０℃から５５０℃まで
を１〜１０℃で加速冷却を施す。

【００３９】加熱炉２１から抽出された厚み２５０ｍｍ
の第１のスラブは搬送テーブルを送られ、次いでブレー
クダウンミル２２に送られてＨ形鋼形状の素材に圧延さ
れた後、第１の粗圧延機群２３及び第２の粗圧延機群２
４においてリバース圧延によってＨ形鋼の各部寸法を圧
延形成すると共に圧延温度を特定の温度領域で特定の圧
下率で圧延を施す制御圧延が行われる。粗圧延後のＨ形
鋼は直ちに仕上げ圧延機２５に送られてフランジを垂直
にたてる圧延が施され、約９００℃で仕上げ圧延が完了
した。その後直ちに、本発明の冷却装置１に送られ、Ｈ
形鋼のフランジ外面を冷却して加速冷却が施された。こ
の冷却装置１は長さが４０ｍの通過型の冷却装置１であ
るが、４０ｍ未満の長さのＨ形鋼は冷却装置内でオッシ
レーションさせることによって長時間の冷却が可能であ
る。

【００４０】冷却装置１のサイドガイド２ａ、２ｂは高
さ５５０ｍｍでガイドの肉厚は１５ｍｍの鋼板である。
サイドガイド２ａ、２ｂに設けた孔の長さは、最低でも
５ｍｍ、望ましくは１０ｍｍ程度必要である。ただし、
長過ぎると噴射の際の圧力損失が大きいので本実施例で
は１０ｍｍとした。

【００４１】この鋼板に直径３ｍｍの孔が２０ｍｍピッ
チで千鳥状に開けられ、冷却水ノズルが形成されてい
る。冷却水の流れは前述した図３に示すような円柱状の
冷却水の流れになっている。

【００４２】この様に冷却水の流れを円柱状のラミナー
フローとするために、冷却水ノズルの噴射口における冷
却水の出口流速を１〜２０ｍ／ｓ、望ましくは２〜５ｍ
／ｓとする。これは、１ｍ／ｓ未満では、冷却水が勢い
が弱くフランジ外面に到達しにくく、２０ｍ／ｓを超え
た場合は流れが乱れて飛び散る怖れがあるためである。

【００４３】この冷却装置１に圧延直後のＨ形鋼及び上
に凸の山形鋼を通過させて加速冷却を行った。Ｈ形鋼の
サイズはウェブの高さが５７２ｍｍ、ウェブの厚みが６
０ｍｍ、フランジの厚みは８０ｍｍ、長さが１３ｍで、
仕上がり時のフランジは８３０℃であった。このＨ形鋼
を本発明の冷却装置１に挿入し、後端が冷却装置内に入
ったと同時に全冷却水ノズルから冷却水を噴射開始し、
図示しないオッシーレイション装置によりオッシーレイ
ションさせながら１２０秒冷却した。この時、フランジ
上端を冷却水が乗越えることはなかった。なお、この時
の冷却水の水量密度は１５００Ｌ／ｍ²・分とした。冷
却後複熱した後のフランジの温度を計測したところ５０
０℃であって、フランジの幅方向、長手方向ともに均一
な温度であった。冷却後、材質を調べたところ、当初予
定の加速冷却効果が確認された。

【００４４】一方、山形鋼はフランジの二辺の長さが３
５０ｍｍ、フランジ厚み３２ｍｍ、長さが４６ｍで仕上
がり時のフランジ温度が９２０℃であった。この山形鋼
を、Ｈ形鋼の冷却の終わった本発明の冷却装置１に搬送
速度１．６ｍ／ｓで通過させた。なお、この時のサイド
ガイド２ａ、２ｂを鉛直に対して４５°傾斜させた。こ
の時、冷却水の水量密度はＨ形鋼の冷却と同じく１５０
０Ｌ／ｍ²・分とした。通過した後、複熱した状態の山
形鋼のフランジの温度を計測したところ、５４５℃であ
り、フランジ幅方向、長手方向ともに均一な温度であっ
た。冷却後、材質を調べたところ、当初予定の加速冷却
効果が確認された。

【００４５】なお、この山形鋼を冷却する際に、サイド
ガイド２ａ、２ｂを傾ける角度は５°未満では傾ける効
果が少なく、４５°を超えた場合には、ノズルの支持が
難しくなること、山形鋼の頂点と傾けたガイドとの接触
の虞れが生じることから好ましくは１５〜４５°程度で
ある。サイドガイド２ａ、２ｂを傾ける機構としては、
前述した図２に示すように、冷却装置１のサイドガイド
２ａ、２ｂの下端に設けた支点１２ａ、１２ｂを軸にサ
イドガイド２ａ、２ｂの上部に接続した油圧シリンダ６
ａ、６ｂが用いられる。油圧シリンダ６ａ、６ｂのロッ
ド１０ａ、１０ｂを駆動させることによって容易にサイ
ドガイド２ａ、２ｂを適正な傾斜角度に傾けることがで
きる。

【００４６】以上の操業を続けることで圧延機の稼動率
を高く維持しながら、様々な形状の形鋼を連続的に加速
冷却処理が可能で、その際、サイドガイド２ａ、２ｂを
傾斜させるだけでＨ形鋼と山形鋼の形状の異なる形鋼の
加速冷却処理が可能となつた。この冷却装置１を用いた
方法であれば、ロール組替えにより圧延された形状の異
なる形鋼を、冷却装置１を兼用して連続的に加速冷却処
理が可能である。

【００４７】次に、本発明の効果を明瞭にするために、
図６、図７に示す従来の冷却装置を用いて、比較を行っ
た。図６は比較のためにＨ形鋼の冷却に用いた従来型の
冷却装置の一例を示す概略図であり、図６は比較のため
に山形鋼の冷却に用いた従来型の冷却装置の一例を示す
概略図である。これを比較例１により詳述する。

【００４８】［比較例１］本発明の比較例１として、サ
イドガイド２７ａ、２７ｂの後方に設置した多段ノズル
２８から冷却水を噴射する従来型の冷却装置においてＨ
形鋼および山形鋼を冷却した場合を以下に説明する。

【００４９】図６では、搬送中のＨ形鋼３の両フランジ
４ａ、４ｂの外側にサイドガイド２７ａ、２７ｂを設け
て、そのサイドガイド２７ａ、２７ｂには幅２０ｍｍ、
高さ５００ｍｍの冷却水を噴射するスリット状の孔２８
ａ、２８ｂが２００ｍｍピッチで開けられている。それ
ぞれのスリット状の孔２８ａ、２８ｂの外側には５段の
市販の角吹きスプレーノズル２９が設置されている。各
々の角吹きスプレーノズル２９はＨ形鋼３のフランジ４
ａ、４ｂ面で幅３０ｍｍ×高さ１００ｍｍの面積を冷却
するようにその噴射角度が選定されている。なお、この
時の各角吹きスプレーノズル２９からの噴射水量は３０
Ｌ／分とした。フランジ面での水量密度は冷却水が当た
っている部分は約１００００Ｌ／ｍ²・分である。この
様に局部的に水量密度を大きくしなければならないの
は、長手方向にはノズル配置施工上ノズルピッチを２０
０ｍｍよりも短くすることは不可能であったので、局部
的に冷却を強くして全体としての冷却能力を大きくする
必要があった。

【００５０】この冷却装置に実施例と同じサイズの山形
鋼１９を通過させながら連続的に冷却した。その様相を
図７に示す。山形鋼１９の頂点部分３１はフランジ２０
ａ、２０ｂの下部部分３０よりも角吹きスプレーノズル
２９との距離が約２５０ｍｍ離れるので実質的に頂点部
分３１の水量密度が小さくなり山形鋼のフランジ１１
ａ、１１ｂに不均一な冷却が生じた。その結果、冷却後
の材質を調べたところ、頂点部分３１の冷却速度がフラ
ンジ下部部分３０に比べて遅く、頂点部分３１の冷却終
了温度はフランジ下部３０の冷却終了温度より約５℃高
かったために強度不足が生じ、十分な加速冷却効果が得
られなかつた。

【００５１】次に他の比較例を詳述する。図８は比較の
ための冷却装置の他の例を示す概略図である。図１と共
通する個所には同じ符号を付けて、その説明の一部を省
略した。これを比較例２により詳述する。

【００５２】［比較例２］本発明の比較例２として、鉛
直においた実施例と同じサイドガイド２ａ、２ｂに設け
た冷却装置１で、サイドガイド２ａ、２ｂを傾けずに山
形鋼１９を加速冷却した場合を以下に説明する。

【００５３】図８に示すように、サイドガイド２ａ、２
ｂは実施例と同じ高さ５５０ｍｍ、肉厚１５ｍｍの鋼板
である。この鋼板に直径３ｍｍの孔が２０ｍｍピッチで
千鳥状に開けられて冷却水ノズル５ａ、５ｂが形成され
ている。冷却水ノズル５ａ、５ｂから搬送中の山形鋼１
９（フランジ二辺２０ａ、２０ｂの長さが３５０ｍｍ、
フランジ厚み３２ｍｍ、長さが４６ｍ、仕上がり時のフ
ランジ温度が９２０℃、搬送速度１．６ｍ／ｓで通過）
に対して、冷却水ノズル５ａ、５ｂにより冷却水を噴射
させ冷却した。なお、冷却水ノズル５ａ、５ｂはサイド
ガイド２ａ、２ｂを鉛直にしているので、冷却水を水平
方向に噴射する。冷却水の水量密度はＨ形鋼３の冷却と
同じく１５００Ｌ／分ｍ²・分とした。通過した後、複
熱した状態のフランジ２０ａ、２０ｂの温度を計測した
ところ、山形鋼１９の頂点部分３１では６２０℃でフラ
ンジ下部部分３０は５４０℃であり、フランジ２０ａ、
２０ｂの幅方向に、約８０℃の温度ムラが生じた。冷却
後、材質を調べたところ、山形鋼の頂点部分３１は当初
予定の加速冷却効果が得られず、強度不足となってい
た。

【００５４】これは冷却水ノズル５ａ、５ｂの噴射出口
と被冷却材である山形鋼１９の距離が頂点では約２５０
ｍｍ以上あるのに対して、フランジ下部では非常に近接
しているために頂点部分の冷却が弱くなり冷却速度が小
さく、冷却終了後の温度が高く冷却不足となったためで
ある。特にサイドガイド２ａ、２ｂの上部の冷却水ノズ
ル５ａ、５ｂの噴射口から噴射された冷却水は重力によ
って「おじぎ」してしまうために頂点部分３１に十分な
速度で衝突しない。

【００５５】そのために冷却水の噴射速度を速くすれば
よいが、本例では約２〜３倍の冷却水量、１〜３ｋｇ／
ｃｍ²Ｇの噴射圧力が必要で余分な水量、動力が必要と
なるので経済的ではない。

【００５６】

【発明の効果】以上のように、本発明は、簡単な設備
で、Ｈ形鋼と山形鋼のような形状の全く違う被冷却材に
対しても、兼用して均一に冷却を施すことができ、その
結果、強度や靭性の優れた形鋼を効率よく、安定して製
造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態でＨ形鋼の加速冷却に用
いた状態を示す縦断面図である。

【図２】本発明の一実施の形態で山形鋼の加速冷却に用
いた状態を示す縦断面図である。

【図３】本発明の冷却水流れの様相を示す説明図であ
る。

【図４】比較のための冷却水流れの様相を示す説明図で
ある。

【図５】本発明の冷却装置を用いた形鋼の製造ラインを
示す図である。

【図６】従来型の冷却装置を用いたＨ形鋼の冷却状態を
示す概略図である。

【図７】従来型の冷却装置を用いた山形鋼の冷却状態を
示す概略図である。

【図８】冷却装置を傾動させない比較例の場合の山形鋼
の冷却状態を示す概略図である。

【符号の説明】１冷却装置２ガイド２ａ、２ｂサイドガイド３Ｈ形鋼４ａ、４ｂフランジ５ａ、５ｂ冷却水ノズル６ａ、６ｂ油圧シリンダ７ａ、７ｂ冷却水供給装置８ウェブ９搬送ロール１０ａ、１０ｂロッド１１ａ、１１ｂ軸受１２ａ、１２ｂ固定軸１３ａ、１３ｂ冷却水供給系統１４ａ、１４ｂ流量調整弁１５ａ、１５ｂオンオフ弁１６ａ、１６ｂ噴射口１７ａ、１７ｂヘッダ１８ａ、１８ｂ供給管１９山形鋼２０ａ、２５ｂフランジ２０頂点２１加熱炉２２ブレークダウンロール２３、２４粗圧延機群２５仕上げ圧延機２６形鋼の製造ライン２７ａ、２７ｂサイドガイド（従来型）２８ａ、２８スリット孔２９角吹きスプレーノズル３０フランジ下部部分３１フランジ頂点部分

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平４−52020（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21B 45/02 320 B21B 1/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】形鋼の仕上げ圧延後に加速冷却を行う冷
却装置であって、ガイドと、形鋼の被冷却面に対向して
ガイドに設けた冷却水噴射孔と、ガイドを傾斜させる機
構と、冷却水供給装置を具備したことを特徴とする形鋼
の冷却装置。
【請求項２】ガイドを傾斜させる角度を鉛直方向から被
冷却材側に５°以上４５°以下としたことを特徴とする
請求項１記載の形鋼の冷却装置。