JP4674646B2 - 鋼板の冷却装置、熱延鋼板の製造装置、及び鋼板の製造方法 - Google Patents
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Description
また、「冷却水」とは、冷却媒体としての冷却水であり、いわゆる純水であることを要せず、工業用水等、不可避に混入する不純物を含んでいても良い水を意味する。
各スタンドの圧延機は、実際に鋼板を挟んで圧下する一対のワークロール(11aw、11aw、…、11fw、11fw、11gw、11gw)と、該ワークロールに外周同士を接するように配置された一対のバックアップロール(11ab、11ab、…、11fb、11fb、11gb、11gb)とを有している。また、圧延機はワークロール及びバックアップロールを内側に含み、圧延機の外殻を形成し、圧延ロールを支持するハウジング(11ah、…、11fh、11gh)を備えている。該ハウジングは対向して立設された立設部(最終スタンド11gにおいては図3の立設部11gr、11gr)を有している。すなわち、ハウジングの立設部は、図3からわかるように、鋼板、下面ガイド40を鋼板板幅方向に挟むように立設されている。
また、図3に示すように、冷却装置20がハウジング立設部11gr、11grの間に挿入された部位において、冷却装置20の下面ガイド40の鋼板板幅方向の延長線上にはハウジング立設部11gr、11grが側壁として存在する。そして当該下面ガイド40の板幅方向端部とハウジング立設部11gr、11grとの間には所定の間隙が形成されている。
本実施形態では、図2、図3からわかるように冷却ヘッダ21aは鋼板板幅方向に延在する配管であり、このような冷却ヘッダ21a、21a、…が通板方向に並列されている。
導管21bは各冷却ヘッダ21aから分岐する複数の細い配管であり、その開口端部が鋼板上面側に向けられている。導管21b、21b、…は、冷却ヘッダ21aの管長方向に沿って、すなわち鋼板板幅方向に複数、櫛歯状に設けられている。
図4、図5からわかるように本実施形態では、隣り合うノズル列では、板幅方向の位置をずらすように配置し、さらにその隣のノズル列と板幅方向位置が同じとなるように、いわゆる千鳥状配列としている。
L=2PW/cosβ
の関係が成り立つように、冷却ノズルを配置した。ここでは2回通過としたが、これに限定されることはなく、3回以上通過するように構成してもよい。なお、鋼板板幅方向における冷却能の均一化を図るという観点から、通板方向で隣り合うノズル帯では、互いに逆の方向に冷却ノズルを捻った。
また、本実施形態では、上記利点の観点から通板方向に隣り合うノズル列を千鳥状配列とする形態としたが、これに限定されるものではなく、冷却ノズルが通板方向に直線上に並列される形態であってもよい。
流入孔32、32、…は上記した冷却ノズル21c、21c、…に対応する位置に設けられ、その形状も噴流の形状に対応するものとしている。従って、流入孔32、32、…は、鋼板板幅方向に並列されて流入孔列32Aを形成するとともに、該流入孔列32A、32A、…が通板方向にさらに並列されている。ここで、流入孔の形状は特に限定されるものではなく、冷却ノズルからの噴流がガイド板にできるだけ当たらないように形成されていればよい。具体的には使用される冷却ノズルの噴流の特性にもよるが、1つの冷却ノズル21cからの単位時間当りの冷却水噴出量の10%以上は上面ガイド30のガイド板31に衝突しないように通過する形状であることが好ましい。さらに限られたスペースに効率よく当該流入孔32、32、…を設ける観点から、流入孔の開口形状は、冷却水噴流の横断面形状(噴出方向軸に直交する断面)に略相似形であることが好ましい。
すなわち、ガイド板31では通板方向に沿って流入孔列32Aと流出孔列33Aとが交互に配置されている。
本実施形態では逆流防止片33p、33pは略平行に立設されているが、逆流防止片を、その下端より上端側が狭くなるように立設させてもよい。これにより、逆流防止片と後述する排水通路形成部の立設される片(35a、35c)との間の流路断面積を広く確保することができる。
また、流出孔列33Aと対向する片35bの流出孔列33A側には該流出孔列33Aの真上となる位置に整流片36が設けられている。整流片36の形状は、片35bに衝突する排水を後述するように逆流防止片33p、33pが設けられた排水通路の底面方向へ分離するように整流化できる形状が好ましい。例えば、逆三角形、台形、楔型やその他突起型形状が考えられる。
さらに、上面ガイド30によれば、鋼板上面側に供給された大量の冷却水を適切に排出することが可能となる。第一に、上面給水手段21、21、…により供給された冷却水は鋼板を冷却した後その一部は鋼板板幅方向に流れ、下方に落下して排水される。しかしながら供給された冷却水量、密度が大きいと当該排水では追い付かずに滞留水が厚く形成されてしまう。これに対して上面ガイド30ではさらなる排水通路を設けることにより滞留水を薄く維持することが可能となる。詳しくは次の通りである。
これによりガイド板31の上面側に達した冷却水は図8の紙面奥/手前方向に移動して排水される。このとき流出孔33の縁には逆流防止片33p、33pが設けられているので、再び流出孔33から冷却水が戻ることを抑制している。
このように円滑な排水と滞留水の抑制により鋼板板幅方向における冷却ムラを小さく抑えることも可能となる。これにより均一な品質を有する鋼板を得ることができる。冷却ムラは、冷却水の板幅方向温度ムラが±30℃以内であることが好ましい。
ガイド板31の上面側のうち板幅方向中央を高く形成し、幅方向両端に向けて低くなるように傾斜を設けても良い。これによれば高低差により、排水がガイド板31の両端に移動しやすくなり、さらに円滑な排水を促進することができる。
また、ポンプ等を設置して強制的に排水させることや、排水通路形成部内を負圧にすることにより冷却水を排水通路形成部内に導入しやすくし、さらに排水性を向上させてもよい。
また、上面ガイド自体を上下方向に移動可能に形成し、上面ガイド30を通板に影響を与えない範囲で下方に移動することで滞留水に押しつけ、強制的に排水通路形成部内に冷却水を導く構成としてもよい。
上面ガイド130では、排水通路形成部135、135、…がガイド板31から分離して形成されている。従って、排水通路形成部135、135、…では、片35a、35a、…と逆流防止片33p、33p、…とが底板135d、135d、…により連結され、片35c、35c、…と逆流防止片33p、33p、…とが底板135e、135e、…により連結され、排水通路の底部を形成している。このような上面ガイド130としてもよい。
上面ガイド130’では、さらに逆流防止片133p’、133p’、…がガイド板31の上面側に延在している形態である。
上面ガイド230でも、排水通路形成部235、235、…がガイド板31から分離して形成されている。従って、排水通路形成部235、235、…では、片35a、35a、…と逆流防止片233p、233p、…とが底板235d、235d、…により連結され、片35c、35c、…と逆流防止片233p、233p、…とが底板235e、235e、…により連結され、排水通路の底部を形成している。また、逆流防止片233p、233p、…がガイド板31の上面側に延在している。上面ガイド230では、ガイド板31と排水通路形成部235、235、…との間に冷却ノズル21c、21c、…の他、ヘッダ21a、21a、…及び導管21b、21b、…もここに含んでいる。このような上面ガイド230としてもよい。
また、整流手段50、50が配置される位置は概ね次のような位置である。すなわち、鋼板板幅方向にはハウジング立設部11gr、11grと上面ガイド30端部との間に形成された間隙に相当する位置に、鉛直方向には上面ガイド30と下面ガイド40との間に相当する位置に配置される。従って、鋼板上面に供給された冷却水が、図3に矢印D、Dに示したように、鋼板板幅方向に分かれて排水される際にその水を整流することができる位置である。
このように上面ガイド30の上面に存する水としては、上記した上面ガイド30の排水経路形成部35を流れる水や、上面ガイド30の流入孔から逆流してきた水を挙げることができる。
当該次の鋼板の先端がピンチロール13に到達したときに冷却水の噴射による冷却を開始する。また、鋼板1の先端がピンチロール13を通過した直後に上側ロール13aを下降させ、鋼板1のピンチを開始する。
従って、このように操業される冷却装置20を熱間仕上げ圧延機列11の下流側に備える熱延鋼板の製造装置により、熱延鋼板を製造すれば、高密度、大量の冷却水を用いて冷却することが可能になる。すなわち、かかる製造方法により熱延鋼板を製造することで、組織が微細化された熱延鋼板を製造することが可能になる。
熱延鋼板の製造装置210、210’では、冷却装置220、220’の整流手段250、250’が、冷却装置20の整流手段50と異なる。他の構成は製造装置10と共通なのでここでは説明を省略し、符号も共通とする。
分流手段360、360は楔形断面を有した長尺部材で、図13に示したような楔形断面を有して通板方向に延在する。分流手段360、360は、鋼板上面に供給された冷却水が鋼板板幅方向に移動したときに衝突するハウジング立設部11gr、11gr面に設けられることが好ましい。
排水手段370、370は、管状の部材がその長手方向を通板方向として配置された部材である。また、管壁の一部には図13からわかるように開口部H、Hが設けられている。このような排水手段370、370は、上面ガイド30端部とハウジング立設部11gr、11grとの間に配置されている。
10、110、210、310 製造装置
11 圧延機列
11g 最終スタンド
11gh ハウジング
11gr (ハウジング)立設部(側壁)
12 搬送ロール
13 ピンチロール
20 冷却装置
21 上面給水手段
21a 冷却ヘッダ
21b 導管
21c 冷却ノズル
22 下面給水手段
22a 冷却ヘッダ
22b 導管
22c 冷却ノズル
30 上面ガイド
40 下面ガイド
50、150、250、350 整流手段
Claims (11)
- 熱間仕上げ圧延機列の最終スタンドの下工程側に配置され、搬送ロール上を搬送される鋼板を冷却可能に設けられた複数の冷却ノズルを備える鋼板の冷却装置であって、
前記冷却ノズルは、前記鋼板が通過する部位の上面側及び下面側となる位置に設けられて前記鋼板が通過する部位に向けて冷却水を噴射可能とされ、
前記冷却ノズルによる均一冷却幅より前記鋼板の板幅方向外側となる位置に前記冷却ノズルから噴射された冷却水の排水を整流可能に設けられた整流手段を有し、
前記鋼板が通過する部位の前記上面側には上面ガイドが設けられ、
前記整流手段は前記冷却ノズルによる均一冷却幅より前記鋼板の板幅方向外側となる位置の一方及び他方に設けられた対向する一対の部材であり、該対向する部材の間隔は、上端で最も狭く、下端で前記上端より広くなるように配置され、上端は前記上面ガイドに接触、又は近接して設けられ、下端は前記上面ガイドより下方に位置することを特徴とする冷却装置。 - 前記整流手段は、前記ノズルから噴射された冷却水が前記上面ガイドの幅方向両端の外側から該上面ガイドの上面に達することを防止する手段であることを特徴とする請求項1に記載の冷却装置。
- 前記整流手段は、下方に気体を噴射する気体噴射装置を備えることを特徴とする請求項1に記載の冷却装置。
- 熱間仕上げ圧延機列の最終スタンドの下工程側に配置され、搬送ロール上を搬送される鋼板を冷却可能に設けられた複数の冷却ノズルを備える鋼板の冷却装置であって、
前記冷却ノズルは、前記鋼板が通過する部位の上面側及び下面側となる位置に設けられて前記鋼板が通過する部位に向けて冷却水を噴射可能とされ、
前記冷却ノズルによる均一冷却幅より前記鋼板の板幅方向外側となる位置に前記冷却ノズルから噴射された冷却水の排水を整流可能に設けられた整流手段を有し、
前記整流手段は、前記排水を上方と下方とに分岐して導水する分岐手段と、前記上方に分岐されて導水された水が流入可能な開口を具備する排水手段と、を有する冷却装置。 - 熱間仕上げ圧延機列、及び請求項1〜4のいずれか一項に記載の冷却装置を具備する熱延鋼板の製造装置であって、
前記冷却装置より前記鋼板の板幅方向外側となる位置には側壁が立設している熱延鋼板の製造装置。 - 前記熱間仕上げ圧延機列の最終スタンドは、ワークロールを保持するハウジングを備え、前記ハウジングは、間に前記上面ガイドの一部を含む一対の立設部を有しており、該立設部が前記側壁である請求項5に記載の熱延鋼板の製造装置。
- 熱間仕上げ圧延機列、及び請求項1又は2に記載の冷却装置を具備する熱延鋼板の製造装置であって、
前記冷却装置より前記鋼板の板幅方向外側となる位置には側壁が立設しており、前記冷却装置の前記整流手段の少なくとも一部が前記側壁に接触して設けられていることを特徴とする熱延鋼板の製造装置。 - 熱間仕上げ圧延機列、及び請求項1又は2に記載の冷却装置を具備する熱延鋼板の製造装置であって、
前記冷却装置より前記鋼板の板幅方向外側となる位置には側壁が立設しており、前記冷却装置の前記整流手段が前記側壁と間隙を有して設けられていることを特徴とする熱延鋼板の製造装置。 - 請求項5〜8のいずれか一項に記載の熱延鋼板の製造装置に通板することにより鋼板を製造する鋼板の製造方法。
- 請求項5〜8のいずれか一項に記載の熱延鋼板の製造装置に通板することにより鋼板を製造する方法であって、
前記熱間仕上げ圧延機列のうち前記最終スタンドの圧下率を最も大きくして仕上げ圧延する工程と、
前記冷却装置により冷却する工程と、を含む、鋼板の製造方法。 - 請求項5〜8のいずれか一項に記載の熱延鋼板の製造装置に通板することにより鋼板を製造する方法であって、
前記製造装置は前記冷却装置の下工程側にピンチロールを備え、
通板される板の先端部が前記ピンチロールに達した後に前記冷却装置による冷却を開始する鋼板の製造方法。
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