JP3418920B2 - H形鋼のフランジ冷却装置 - Google Patents
H形鋼のフランジ冷却装置Info
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Description
て製造されたH形鋼の強度および靱性を高めるために、
仕上げ圧延後のH形鋼のフランジを加速冷却するために
使用するH形鋼のフランジ冷却装置に関する。 【0002】 【従来の技術】近年、建築用として使用される鋼材に対
して、耐震性を高めるようにとの要求が強くなってきて
いる。特に、建築物の柱材や梁材として用いられるH形
鋼においては、強度や靭性の優れたH形鋼が求められて
おり、そのようなH形鋼の製造方法として、圧延と冷却
とを組み合わせた制御圧延・制御冷却が盛んに行なわれ
ている。 【0003】高強度・高靭性のH形鋼を製造する一般的
な方法としては、1000℃以上に加熱した圧延素材で
あるスラブや連続鋳造されたビ−ムブランクを、一旦中
程度の厚みまで粗圧延し、その後、被圧延材の組織が再
結晶しない温度域やその温度域に近い温度域で、最終の
仕上げ圧延を行う、いわゆる制御圧延と、圧延後に加速
冷却によって、Ar3温度以上から500℃程度まで急
冷(焼き入れ)することによって強度を出す、いわゆる
制御冷却が行われている。 【0004】H形鋼のフランジを、仕上げ圧延機の後方
に設けた加速冷却装置により、制御冷却する従来の方法
としては、特公平5−73806号公報に開示された、
フランジ内外面から同時に冷却する方法(従来技術
1)、特開平5−317948号公報に開示された、多
段にスプレーノズルを配置し、これをサイドガイドの後
方からサイドガイドに設けたスリットを通して、H形鋼
のフランジ外面を冷却する方法(従来技術2)、実開平
5−93611号公報に開示された、冷却ノズルの高さ
が変更できるガイドレールに冷却ノズルを取り付け、冷
却ノズルの高さを変更する方法(従来技術3)がある。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の技術には、次のような問題点がある。図6にH
形鋼の断面図を示すが、H形鋼31は、フランジ31a
とウェブ31bとから構成され、使用する目的によっ
て、フランジ31aの幅(B)や厚み(t2)、ウエブ
31bの高さ(H)や厚み(t1)が変わり、寸法が多
種にわたるため、このような多品種のH形鋼を能率よく
製造する必要がある。 【0006】従来技術1は、フランジ内面の冷却装置の
幅、位置、高さ等を容易に変更可能とするか、位置調整
自在とする必要があり、冷却装置の構造が複雑になる。 【0007】また、内面に冷却装置を設けると、H形鋼
の通過に際して、H形鋼が冷却装置に衝突する危険性が
あり、安定操業が困難である。従来技術2は、フランジ
幅(H)の変更に対しては、冷却ノズルの段を選択する
ことによって変更可能であるが、加速冷却に必要な強冷
却を行うためには、冷却ノズルを長手方向に密に配置す
る必要がある。通常H形鋼を搬送するときには、サイド
ガイドによってH形鋼が搬送方向に搬送されるようにし
ているが、冷却ノズルを密に配置するためには、サイド
ガイドに多くの開口部を設ける必要がある。そのため、
サイドガイドがガイドの役割を果たせなくなり、サイド
ガイドの開口部に材料が突っ込み、搬送不能となった
り、材料の衝突よるガイドの破損が生じたりする。 【0008】従って、冷却ノズルを長手方向に密に配置
するには限度があり、例えばH形鋼のフランジ全面を、
500L/min・m2という高水量密度で均一に冷却
することは難しい。 【0009】近年の制御冷却においては、徹底した合金
成分の合理化によって、低コスト化、溶接性の向上が求
められ、この様な鋼については冷却速度が5℃/sec
以上の強冷却が求められている。 【0010】しかしながら、内面冷却を行わないでフラ
ンジ外面のみを冷却する方法では、20mm以上のフラ
ンジ厚みのH形鋼において、冷却速度が5℃/sec以
上の強冷却を実現することは難しい。 【0011】従来技術3は、冷却ノズルと冷却するH形
鋼のフランジとの距離が、フランジ幅に応じて変わるた
め、同じ噴射条件にした場合には、フランジ幅の大きい
H形鋼の冷却では水量密度が小さくなるため冷却が弱
く、従来技術2と同様に圧延後の加速冷却には不向きで
ある。 【0012】また、冷却ノズルがフランジ面から離れる
と、冷却水のフランジ面への衝突力が弱くなり、冷却水
がフランジ面に沿って流下するときに、フランジ下部が
過冷却される恐れがあり、フランジ面の均一冷却が難し
い。 【0013】また、従来技術の共通の問題として、フラ
ンジ外面を冷却した冷却水が、フランジ上端部を乗り越
えて、ウエブに流れ込みウエブの上面の過冷却を引き起
こすことである。このフランジ上端部を乗り越えた冷却
水は、ウエブ上面を必要以上に冷却するため、図7
(a)の断面図に示すように、H形鋼31のフランジ3
1aの上部が内側に倒れる傘折れ、図7(b)の斜視図
に示すように、フランジ31aの長手方向に沿った上下
曲がり、図7(c)の斜視図に示すように、ウエブ31
bの肉厚が薄い場合にはフランジ31a冷却中に、ウエ
ブ31bが座屈してウエブ31bに変形が生じるウエブ
波32が発生する。 【0014】従来技術1では、フランジを内外面から一
斉に冷却するので、ウエブ上面の過冷却は比較的問題と
なりにくいが、薄肉ウエブのH形鋼は、内外面同時冷却
ではウエブ波を生じるので製造が難しい。 【0015】また、従来技術2および従来技術3の、冷
却スフ゜レーノズルから噴射した冷却水流で、フランジ外面
を冷却する方法では、冷却水がフランジ上端を乗り越え
てウエブに流れ込むのを防止する対策として、冷却ノズ
ルとフランジとの間にマスキングプレートを設けて、フ
ランジ上端部にかかる冷却水を遮蔽する方法があるが、
この方法では、通常冷却ノズルとフランジとの距離が1
00〜200mm離れているので、サイドガイド内を通
過するH形鋼の位置が左右にずれると、冷却水の衝突位
置(高さ)が変わってしまうために、ウエブへの冷却水
の乗り越えが発生する。特に加速冷却では、強冷却を実
現するために、噴射量を増やし、高水量密度での冷却が
行われるが、この場合特に、冷却水の乗り越えが発生し
て問題である。 【0016】また、通常H形鋼は、圧延時にキャンバと
呼ばれる長手方向に左または右に湾曲した曲がりが発生
することが多い。このようなキャンバが発生すると、サ
イドガイドとフランジとの距離が変わるために、フラン
ジがサイドガイドに近接したり接触したりする。この
時、サイドガイドが近接しすぎると、行き場を失った冷
却水はフランジを乗り越えて、フランジ内面やウエブ面
の過冷却を引き起こす恐れがある。 【0017】本発明は、従来技術の上述したような問題
点を解消するためになされたものであり、高強度・高靭
性のH形鋼を、能率よく製造することが可能な、H形鋼
のフランジ冷却装置を提供することを目的としている。 【0018】 【課題を解決するための手段】本発明に係るH形鋼のフ
ランジ冷却装置は、仕上げ圧延した後のH形鋼のフラン
ジの外面に、サイドガイドに垂直方向に沿って設けた複
数の噴射孔から冷却水を噴射して、該フランジ外面を冷
却するH形鋼のフランジ冷却装置であって、前記サイド
ガイドとH形鋼のフランジ上端部間の距離が、サイドガ
イド下端部とフランジ下端部間の距離よりも長くなるよ
うに、サイドガイドのフランジ外面と対向する面が傾斜
面、湾曲面または段差面で構成されているものである。 【0019】本発明に係るH形鋼のフランジ冷却装置に
おいては、サイドガイドと冷却するH形鋼のフランジ上
端部間の距離が、サイドガイド下端部とフランジ下端部
間の距離よりも長くなるように、サイドガイドのフラン
ジ外面と対向する面が傾斜面、湾曲面または段差面とな
っている。 【0020】したがって、サイドガイドをH形鋼のフラ
ンジ下端部に接触するまで接近させても、サイドガイド
とフランジ上端部との間には隙間ができるので、冷却水
は下方へ流下し、冷却水がウエブに流れ込むことはな
い。 【0021】また、思い切ってサイドガイドをフランジ
に接近させることができるので、冷却水の衝突力が高く
なり、強冷却が可能となる。 【0022】また、サイドガイド自身に冷却水の噴射孔
が設けてあるので、被冷却材がサイドガイドに接触して
も、噴射孔(冷却ノズル)が破損されることはない。 【0023】また、冷却水の噴射孔のピッチは任意に選
べるので、高水量密度、例えば1000L/min・m
2以上の冷却を容易に実現できる。 【0024】また、冷却ノズルは、H形鋼の搬送ライン
に対して、直角に進退自在に取り付けられるので、常に
H形鋼のフランジと近接したある距離をおいて、ノズル
を配置することが可能で、H形鋼のウェブ高さ(H)が
変更されても、冷却ノズルとフランジ外面との距離を一
定に保つ位置調整が可能で、冷却が安定して行なえる。
従って、スプレーノズルに見られるような、流下水によ
るフランジ幅方向の冷却ムラもない。 【0025】また、フランジ幅(B)が変る場合には、
噴射孔毎または数個の噴射孔毎に冷却水の供給停止が制
御できるようにして、冷却するH形鋼のフランジ幅
(B)よりも高い位置にある噴射孔からは、冷却水が噴
射できないようにすることができる。このため、冷却水
がフランジ上端部を越えてウェブに流入することはな
い。 【0026】 【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図面を参
照して説明する。図1は本発明のH形鋼のフランジ冷却
装置の第一の実施例の正面図である。圧延後のH形鋼1
0を、H状の姿勢で搬送させるときに使用するサイドガ
イド1自体が、H形鋼10のフランジ10aの外面を冷
却する冷却装置となっている。このサイドガイド1のフ
ランジ10aと対向する面は、フランジ10aの上端部
とサイドガイド1間の距離L1が、フランジ10aの下
端部とサイドガイド1間の距離L2よりも長くなるよう
な傾斜面1aとなっている。 【0027】そして、この傾斜面1aの垂直方向に沿っ
て、複数の冷却水の噴射孔2が開口しており、図示して
いないが、サイドガイド1に設けた冷却水通路を通って
供給された冷却水3が、この噴射孔2からH形鋼10の
フランジ10aの外面に噴射される。 【0028】このサイドガイド1を使用した冷却装置に
おいては、サイドガイド1のフランジ10aと対向する
面が、前述したような傾斜面1aとなっているので、フ
ランジ10aの下端部とサイドガイド1間の距離L2が
0となるまで、サイドガイド1をフランジ10aに接近
させても、サイドガイド1とフランジ10aの間には隙
間ができる。 【0029】したがって、隙間がないときに起きる、サ
イドガイド1とフランジ10a間の冷却水充満によるウ
ェブ10bへの冷却水流入がなくなり、ウェブが過冷却
されることはない。 【0030】また、ウェブ10bへの冷却水流入の心配
がないので、サイドガイド1をフランジ10aに思い切
って接近させることができる。したがって、冷却水3の
衝突力が高くなり、強冷却が可能となる。また、サイド
ガイド1自身に冷却水3の噴射孔2が設けてあるので、
被冷却材10がサイドガイド1に接触しても、噴射孔
(冷却ノズル)1が破損されることはない。 【0031】また、冷却水3の噴射孔2のピッチは任意
に選べるので、高水量密度、例えば1000L/min
・m2以上の冷却を容易に実現できる。 【0032】また、噴射孔2はH形鋼10の搬送ライン
に対して、直角に進退自在に取り付けられるので、常に
H形鋼10のフランジ10aに近接したある距離をおい
て、ノズルを配置することが可能で、H形鋼10のウェ
ブ10b高さ(H)が変更されても、噴射孔2とフラン
ジ10a外面との距離を一定に保つことが可能で、冷却
が安定して行なえる。したがって、従来のスプレーノズ
ルに見られるような、流下水によるフランジ10a幅方
向の冷却ムラもない。 【0033】また、フランジ10a幅(B)が変る場合
には、噴射孔2毎または数個の噴射孔2毎に冷却水3の
供給停止が制御できるようにして、冷却するH形鋼10
のフランジ10a幅(B)よりも高い位置にある噴射孔
2からは、冷却水3が噴射できないようにすることがで
きる。このため、冷却水3がフランジ10a上端部を越
えて、ウェブ10bに流入することはない。 【0034】このサイドガイド1を使用した冷却装置
を、図2(a)に示すような、長手方向に沿って左右方
向にキャンバを持ったH形鋼10{図2(a)では左に
凸状のキャンバ−}が通過する際の、キャンバ−の最凸
部分{図2(a)におけるA−A断面}でのH形鋼10
とサイドガイド1との相対位置関係を図2(b)に示
す。本発明の冷却装置であるサイドガイド1のフランジ
10aと対向する面は、傾斜面1aとなっているので、
図2(b)に示すように、H形鋼10が両側のサイドガ
イド1間の左側に片寄った状態となっている。この場合
も、フランジ10a外面の下端部のみがサイドガイド1
の下端に接触するので、これ以上はフランジ10aがサ
イドガイド1に近寄らない。 【0035】したがって、フランジ10a上部とサイド
ガイド1の間には隙間が生じ、冷却水3の通路が確保さ
れ、サイドガイド1から噴射された冷却水3がフランジ
10aに衝突後、サイドガイド1とフランジ10aとの
隙間を流下する。このとき、フランジ10aが接触する
のは、サイドガイド1の傾斜面1aの下端部のみである
ので、疵の発生が少ない。 【0036】図3は本発明のH形鋼のフランジ冷却装置
の第二の実施例および第三の実施例の断面図であり、
(a)は第二の実施例のサイドガイド1に湾曲面1bを
設けた場合、(b)は第三の実施例のサイドガイド1に
段差面1cおよび1dを設けた場合である。いずれの場
合も、サイドガイド1に傾斜面1aを設けたものと同等
の効果がある。 【0037】なお、サイドガイド1とフランジ10a間
の冷却水充満によるウェブ10bへの冷却水流入を防止
するためだけであれば、サイドガイド1とフランジ10
aの上端外面間との距離が、サイドガイド1とフランジ
10aの下端外面間との距離よりも小さくなるように、
逆テ−パを付けてもよいが、フランジ10aの上端外面
隅角部がサイドガイド1に接触するので、サイドガイド
1に傷が発生しやすく、本発明のようにした方が総合的
に見て得策である。 【0038】 【実施例】本発明のH形鋼のフランジ冷却装置を使用し
て、H形鋼のフランジを冷却して、高強度・高靱性のH
形鋼を製造した。本実施例は板厚250mmのスラブ
を、加熱炉で1250℃まで加熱し、その後、ブレーク
ダウンミルによってフランジ形状の素材を、さらにユニ
バーサル方式の粗圧延機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、仕上げる製造
工程によりH形鋼を製造するH形鋼の製造ラインにおい
て、圧延後のフランジを加速冷却することによって、強
度および靱性を上げる制御冷却を行った例である。加速
冷却の条件は、約800℃から500℃まで加速冷却を
施す、いわゆる制御冷却である。 【0039】加熱炉から抽出された厚み250mmの第
1のスラブは、搬送テーブルを通ってブレークダウンミ
ルに送られ、H形鋼形状の素材に圧延された後、第一の
粗圧延機群及び第二の粗圧延機群におけるリバース圧延
によって、H形鋼の各部寸法を圧延成形すると共に、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、
制御圧延が行われている。粗圧延後のH形鋼は、直ちに
仕上圧延機に送られて、フランジを垂直に立てる、すな
わち被圧延材をH状にした圧延が施され、約900℃で
仕上圧延が完了する。 【0040】その後直ちに、図1に示した本発明の冷却
装置に送られ、フランジ外面を冷却して、加速冷却が施
される。この冷却装置は、長さが40mの通過型の冷却
装置であるが、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
却が可能な冷却装置である。 【0041】冷却装置であるサイドガイドは、高さ55
0mmでガイドの肉厚は15mmの鋼板で製作されてい
る。このサイドガイドに、直径3mmの冷却水の噴射孔
が、上下方向に30mmピッチで千鳥状に開けられてい
る。そして、噴射孔から噴射した冷却水が、噴射孔孔出
口でアトマイズしないように、サイドガイドに開けた噴
射孔は、ストレートの直管で孔入り口と出口は面取りが
なされている。これは、冷却水が噴射孔出口近傍でアト
マイズすると、冷却水が上方へ飛び散り、液滴がフラン
ジを乗り越えることを避けるためである。また、水道の
蛇口から流下するような柱状の冷却水の流れを得るため
には、サイドガイドに設けた噴射孔の長さは、最低でも
5mm、望ましくは10mm程度が必要である。ただし
長すぎると噴射の際の圧力損失が大きいので、本実施例
では15mmとした。 【0042】このように、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、噴射孔における冷却水の出
口流速を、1〜20m/sec、望ましくは2〜5m/
secとする。これは、1m/sec以下では、冷却水
の勢いが弱くフランジ外面に到達しにくく、20m/s
ec以上では流れが乱れて、飛び散る恐れがあるためで
ある。 【0043】本実施例では、このサイドガイドの傾斜面
の傾斜角度が、垂直に対して3.5°外側に傾いた平面
であり、冷却水の噴射孔は水平に開けられている。この
角度は次のように設定している。フランジ外面に噴射さ
れた冷却水が、冷却装置であるサイドガイドとフランジ
との間の隙間を流下するためには、フランジ上端部と冷
却装置であるサイドガイド面との距離が5mm以上、望
ましくは10〜20mm程度離れるように、サイドガイ
ドの傾斜面の傾斜角度を設定すればよく、本実施例では
傾斜角度を3.5°としたが、フランジ幅(B)が20
0mmのH形鋼については、傾斜角度を1.6°以上望
ましくは3〜6°にしたほうがよい。さらにこれよりサ
イズが大きいH形鋼(Bが200mm以上)について
は、この傾斜角度を基本にサイドガイド面を平面とすれ
ば、さらにフランジとの隙間が広がる。またサイドガイ
ド面が滑らかに湾曲している場合は、湾曲の程度が、冷
却するフランジの幅(B)寸法に応じて、フランジ上端
とサイドガイド面との距離が、上記条件に合致するよう
に決定すればよい。 【0044】この冷却装置の冷却水の噴射孔は、複数の
ブロックに分割されており、それぞれのブロックにおい
ては、独立して冷却水の流量調整やオンオフ制御ができ
るように、流量調整弁やオンオフ弁が設けられている。
このような冷却装置のブロックは上下方向に10段あ
り、それぞれの段の幅は50mmになっているので、通
常製造するフランジ幅Bが150、200、250、3
00、350、400、500mmのそれぞれに応じ
て、冷却に使用するブロックの段数を選択することによ
り、冷却幅(高さ)を制御することが可能である。 【0045】また、各段の噴射冷却水量を変更すること
により、フランジ幅方向の冷却能を変更することも可能
で、幅内の温度偏差を解消し、上下の曲がり防止や材質
のバラツキを、低減することが可能である。 【0046】この冷却装置に、2つのサイズの圧延直後
のH形鋼を通過させて、加速冷却を行った。第一の実施
例として、ウエブ高さHが572mm、フランジ幅Bが
510mm、ウエブ厚みが60mm、フランジ厚み80
mm、長さが13mで、仕上がり時のフランジの温度は
830℃のH形鋼を、本発明の冷却装置に挿入し、後端
が冷却装置内に入ったと同時に、全段の噴射孔から冷却
水を噴射開始し、オッシレーションさせながら120秒
冷却した。この時、フランジ上端を冷却水が乗り越える
ことはなかった。また、両方のサイドガイド面間の幅
は、サイドガイド面の下端とH形鋼のフランジとの距離
が片側20mmとなるよう、572+20×2=612
mmとした。すなわち、フランジ上端とサイドガイドと
の距離は片側48mmとした。 【0047】冷却水の水量密度は、1500L/min
・m2とした。冷却後、復熱した後のフランジ温度を計
測したところ、フランジ幅方向および長手方向ともに5
00℃の均一な温度分布であり、平均冷却速度は約2.
75℃/secと、この鋼の加速冷却に必要な冷却速度
(約1.5℃/sec)が十分得られていた。また冷却
後、材質を調べたところ、十分な強度と靭性のバランス
が得られており、当初予定の加速冷却効果が確認でき
た。 【0048】さらに、第二の実施例として、ウエブ高さ
Hが600mm、フランジ幅Bが200mm、ウエブ厚
みが9mm、フランジ厚み22mm、長さが70mのH
形鋼(仕上がり時のフランジ温度は830℃)を、あら
かじめ冷却水が噴射開始されている本発明の冷却装置を
通過させて冷却した。このH形鋼はフランジ幅が200
mmであるので、冷却水を噴射する噴射孔は下から20
0mm高さまで、すなわち下から4段目までのブロック
のものを使用した。 【0049】冷却水の水量密度は1500L/min・
m2とした。サイドガイドである冷却装置の下端とH形
鋼のフランジ外面との間の距離は、片側40mmとし
た。すなわち、両側のサイドガイド下端面間の距離は、
600+40×2=680mmであり、フランジ上端と
サイドガイドとの隙間は片側51mmであった。このH
形鋼は圧延方向に左右のキャンバが存在しており、部分
的にはフランジの下端とサイドガイドである冷却装置と
の距離が近接し、ほとんど隙間がないところもあった
が、フランジ上端と冷却装置との間には隙間があったの
で、フランジの上端を冷却水が乗り越えることはなく、
ウエブ波は発生しなかった。冷却装置通過後、復熱した
後のフランジ温度を計測したところ、フランジ幅方向お
よび長手方向ともに500℃の均一な温度分布であり、
平均冷却速度は約20℃/secと、この鋼の加速冷却
に必要な冷却速度(約10℃/sec)が十分得られて
いた。また冷却後、材質を調べたところ、十分な強度と
靭性のバランスが得られており、当初予定の加速冷却効
果が確認された。 【0050】以上の操業を続けることで、圧延機の稼働
率を高く維持しながら、様々なサイズのH形鋼を連続的
に処理可能で、その際、フランジ上端から冷却水がウエ
ブ上へ流れ込むことがなく、ウエブの過冷却がないの
で、それにともなうフランジの傘折れはなかった。ま
た、ウェブ厚みt1が12mm以下、あるいはフランジ
厚みt2とウェブ厚みt1との比t2/t1が2.0を越え
るような薄肉ウエブのH形鋼のフランジを加速冷却して
も、ウエブ波等の問題はなかった。 【0051】本発明の効果をさらに確認するために、比
較例として従来から行われている冷却方法による試験を
行った。 【0052】第1の比較例 図4の斜視図に示すように、搬送中のH形鋼10の両フ
ランジ10aの外側に設けられ、200mmピッチに幅
(長さ方向)20mm、高さ500mmの大きさの冷却
水11を噴射するスリット状の開口部12が開けられて
いるサイドガイド13の外側から、市販の角吹きスプレ
ーノズル14により、前記開口12を通して、冷却水1
1を両フランジ10a外面に噴射した。 【0053】それぞれのスプレ−ノズル14は、H形鋼
10のフランジ10a面で、幅30mm、高さ500m
m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、この時の各スプレ−ノズル14からの噴射
水量は、150L/分であり、フランジ10a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。しかしながら、長手方向にはスプレ
−ノズル14のピッチが200mmであるので、冷却能
力としてはフランジ厚みが80mmで冷却速度が1.0
℃/secであった。加速冷却としては1.75℃/s
ec必要であるが、この冷却装置では冷却が不足してい
た。ノズル配管施工上、スプレ−ノズル14のピッチ
は、200mmよりも短くすることは不可能であるの
で、この装置では加速冷却装置としては能力が不十分で
ある。 【0054】また、スプレ−ノズル14のピッチを20
0mmよりも短くすると、サイドガイド13の強度が冷
却水11の噴射孔12によって不足し、H形鋼10が衝
突したときにサイドガイド13が容易に変形したり、H
形鋼10のスムースな搬送が難しいという問題がある。 【0055】加速冷却として必要な冷却能力を得るため
にはフランジ10a外面のみならず、内面からの冷却が
必要である。フランジ10a内面に冷却装置を設けるこ
とを想定すると、H形鋼10のサイズ変更に対し、その
内法を変更したり高さを変更したりする等の駆動機構が
必要で、かつH形鋼10との衝突を防止するためのガイ
ド設置等、設備費が膨大となる。 【0056】サイドガイド13の外側には、高さを変更
することが可能な遮蔽板を設けて、H形鋼10のフラン
ジ10a上端部へ衝突する冷却水11を遮蔽した。さら
に遮蔽板の下には、遮蔽板に衝突した冷却水が再度飛ば
ないように樋を設けている。しかしながら、この加速冷
却装置では、フランジ10aの幅が200mmから50
0mmまでのH形鋼を製造しているために、遮蔽板の位
置調整幅は、高さ約170mmから470mmまでと3
00mmの調整幅が必要であり、そのための機構が複雑
になる。また、その遮蔽効果は、遮蔽板に一旦衝突した
冷却水が、遮蔽板の下端から再度吹き飛ばされてフラン
ジ上端部を乗り越え、一部がウエブ10bに到達するの
で、完全な水切りは難しい。 【0057】第2の比較例 図5の正面図に示すように、H形鋼10のフランジ10
a外面に対向する面が垂直面23aであるサイドガイド
23に、垂直方向に沿って複数の噴射孔22を設けた冷
却装置により、キャンバを持ったH形鋼10を冷却し
た。 【0058】実施例と同様に板厚250mmのスラブを
加熱炉で1250℃まで加熱し、その後、ブレークダウ
ンミルによって、フランジ形状の素材を圧延し、さらに
ユニバーサル方式の粗圧延機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、粗圧延後のH
形鋼を直ちに仕上圧延機に送って、フランジを垂直にた
てる圧延を施し、約900℃で仕上圧延が完了した。そ
の後直ちに、図5に示す冷却装置に送り、フランジ10
a外面をサイドガイド23に設けた噴射孔22から冷却
水21を噴射して、加速冷却を行った。 【0059】この冷却装置として使用したサイドガイド
23は、長さが40mの通過型の冷却装置であり、高さ
は550mmでガイドの肉厚は15mmの鋼板でできて
いる。このサイドガイドに直径3mmの冷却水21の噴
射孔22が、上下方向に30mmヒ゜ッチで千鳥状に開けら
れている。 【0060】あらかじめ冷却水が噴射開始されているこ
の冷却装置に、ウエブ10bの高さHが600mm、フ
ランジ10aの幅Bが200mm、ウエブ10bの厚み
が9mm、フランジ10aの厚みが22mm、長さが7
0mのH形鋼(仕上がり時のフランジ10aの温度は8
30℃)を通過させて冷却した。この時、フランジ幅が
200mmであるので、冷却水21を噴射する噴射孔2
2は、下から200mmの高さまでのものを使用した。 【0061】冷却水の水量密度は1500L/min・
m2とし、サイドガイド23とH形鋼10のフランジ1
0a外面との間の距離は40mmとした。H形鋼10に
は、圧延方向に左右のキャンバが存在しており、部分的
にはフランジ10aとサイドガイド23との距離が近接
し、ほとんど隙間がないところが存在し、この部分では
冷却水21の多くが、フランジ10a上端を乗り越えて
ウエブ10b上に流入した。この冷却水21は、ウエブ
10b上を樋の中を水が流れるように流れ、冷却装置に
未だ装入していないウエブ10bおよび既に冷却装置か
ら搬出されたウエブ10bを冷却したため、全体にウエ
ブ10bが過冷却された。その結果、冷却床でフランジ
10a、ウエブ10bが常温に至った時点で、ウエブ波
が全長にわたって発生した。 【0062】 【発明の効果】本発明により、サイドガイドをH形鋼の
フランジ下端部に接触するまで接近させても、サイドガ
イドとフランジ上端部との間に隙間ができるので、冷却
水は下方へ流下し、冷却水がウエブに流れ込むことはな
く、ウェブの過冷却が発生しない。 【0063】また、思い切ってサイドガイドをフランジ
に接近させることができるので、冷却水の衝突力が高く
なり、強冷却が可能となる。 【0064】また、サイドガイド自身に冷却水の噴射孔
が設けてあるので、被冷却材がサイドガイドに接触して
も、噴射孔(冷却ノズル)が破損されることはない。 【0065】また、冷却水の噴射孔のピッチは任意に選
べるので、高水量密度の冷却を容易に実現できる。 【0066】また、冷却ノズルは、H形鋼の搬送ライン
に対して、直角に進退自在に取り付けられるので、常に
H形鋼のフランジと近接したある距離をおいて、ノズル
を配置することが可能で、H形鋼のウェブ高さが変更さ
れても、冷却ノズルとフランジ外面との距離を一定に保
つ位置調整が可能で、冷却が安定して行なえる。従っ
て、スプレーノズルに見られるような、流下水によるフ
ランジ幅方向の冷却ムラもない。 【0067】また、フランジ幅に対応して、使用する噴
射孔を選定することができるので、冷却水がフランジ上
端部を越えてウェブに流入することはない。
施例の正面図である。 【図2】本発明のH形鋼のフランジ冷却装置の第一の実
施例において、キャンバ−を持ったH形鋼が冷却装置を
通過するときの状況を示す説明図であり、(a)はキャ
ンバ−を持ったH形鋼が冷却装置を通過する際の斜視
図、(b)は(a)のA−A矢視図である。 【図3】本発明のH形鋼のフランジ冷却装置の第二の実
施例および第三の実施例の断面図であり、(a)は第二
の実施例のサイドガイドに湾曲面を設けた場合、(b)
は第三の実施例のサイドガイドに段差面を設けた場合で
ある。 【図4】第一の比較例の冷却装置の斜視図である。 【図5】第二の比較例の冷却装置の正面図である。 【図6】H形鋼の断面図である。 【図7】冷却不良により発生するH形鋼の欠陥の説明図
であり、(a)は傘折れが発生したH形鋼の断面図、
(b)は上下曲がりが発生したH形鋼の斜視図、(c)
はウエブ波が発生したH形鋼の斜視図である。 【符号の説明】 1 サイドガイド 1a 傾斜面 1b 湾曲面 1c 段差面 1d 段差面 2 冷却水の噴射孔 3 冷却水 10 H形鋼 10a フランジ 10b ウェブ
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 仕上げ圧延した後のH形鋼のフランジの
外面に、サイドガイドに垂直方向に沿って設けた複数の
噴射孔から冷却水を噴射して、該フランジ外面を冷却す
るH形鋼のフランジ冷却装置であって、前記サイドガイ
ドとH形鋼のフランジ上端部間の距離が、サイドガイド
下端部とフランジ下端部間の距離よりも長くなるよう
に、サイドガイドのフランジ外面と対向する面が傾斜
面、湾曲面または段差面で構成されていることを特徴と
するH形鋼のフランジ冷却装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP37227199A JP3418920B2 (ja) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | H形鋼のフランジ冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP37227199A JP3418920B2 (ja) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | H形鋼のフランジ冷却装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001191107A JP2001191107A (ja) | 2001-07-17 |
JP3418920B2 true JP3418920B2 (ja) | 2003-06-23 |
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ID=18500161
Family Applications (1)
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JP (1) | JP3418920B2 (ja) |
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---|---|---|---|---|
WO2019122986A1 (en) * | 2017-12-22 | 2019-06-27 | Arcelormittal | Steel section rolling mill |
-
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- 1999-12-28 JP JP37227199A patent/JP3418920B2/ja not_active Expired - Fee Related
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