JP4905180B2 - Steel cooling device and cooling method - Google Patents
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Description
本発明は、鋼材の冷却装置およびそれを用いた鋼材の冷却方法に関するものである。 The present invention relates to a steel material cooling apparatus and a steel material cooling method using the same.
熱間圧延により鋼材を製造するプロセスでは、圧延温度を制御するのに冷却水を供給したり、空冷を行ったりするのが一般的であるが、近年、冷却水を噴射し、高い冷却速度を得て組織を微細化し、鋼材の強度を上げる技術の開発が盛んである。 In the process of manufacturing steel materials by hot rolling, it is common to supply cooling water or air cooling to control the rolling temperature, but in recent years, cooling water has been injected to increase the cooling rate. Development of technology to increase the strength of steel materials by obtaining a finer structure has been active.
例えば、鋼材の上面冷却として、ローラーテーブル直上において鋼材幅方向に所定の間隔で複数設けられた円管状のラミナー冷却ノズルによって、ラミナー冷却水群(棒状冷却水群)を注水している。一方、鋼材の下面冷却として、ローラーテーブル間に設けられたスプレーノズルによって、冷却水を噴射している。 For example, a laminar cooling water group (rod-shaped cooling water group) is injected by a circular laminar cooling nozzle that is provided in plural in the steel material width direction at a predetermined interval just above the roller table as the upper surface cooling of the steel material. On the other hand, cooling water is sprayed by the spray nozzle provided between roller tables as cooling of the lower surface of steel materials.
その際に、棒状冷却水群による冷却の場合、噴射された棒状冷却水が鋼材に直接衝突する部分(直噴部)の冷却能は、鋼材に衝突した後の冷却水が鋼材上を流れる部分(流水部)や鋼材上を流れる冷却水が干渉しあう部分(干渉部)の冷却能に比べて高いので、この直噴部と流水部および干渉部の位置に対応して冷却むらが生じる。この冷却むらを低減させる方法の一つとして、鋼材に衝突した後の冷却水(流動水)同士が衝突してできる干渉流が形成する領域(干渉部)の形状を制御する(例えば、六角形とする)ものがある。 At that time, in the case of cooling by the rod-shaped cooling water group, the cooling capacity of the portion where the injected rod-shaped cooling water directly collides with the steel material (direct injection portion) is the portion where the cooling water after flowing into the steel material flows on the steel material Since the cooling capacity of the (flowing water part) and the cooling water flowing on the steel material interferes with each other (interference part), the cooling unevenness occurs corresponding to the positions of the direct injection part, the flowing water part and the interference part. As one of the methods for reducing this cooling unevenness, the shape of the region (interference part) where the interference flow formed by the collision of the cooling water (fluid water) after colliding with the steel material is controlled (for example, hexagonal) And there is something.
例えば、特許文献1には、幅方向に等間隔にノズルを配置したヘッダを、テーブルローラ間の搬送方向に複数個(碁盤目状や千鳥状に)設置し、鋼材を幅方向に均一冷却する方法が提案されている。 For example, in Patent Document 1, a plurality of headers in which nozzles are arranged at equal intervals in the width direction are installed in a conveying direction between table rollers (in a grid pattern or a staggered pattern), and the steel material is uniformly cooled in the width direction. A method has been proposed.
また、特許文献2には、搬送中の鋼材を柱状噴流群(棒状冷却水群)によってローラーテーブル上で冷却する方法において、鋼材に対して直角に設けた複数のノズルを、鋼材幅方向のノズルピッチがノズル口径の3〜10倍の長さで、鋼材搬送方向のノズルピッチが鋼材幅方向のノズルピッチ以下となるように、一定間隔の千鳥状に配置する方法が提案されている。
一般的に、干渉部(干渉流)の形状を六角形とすることが好ましいことは、以下に示すように幾何学的事実から証明されており、公知である。 In general, the fact that the shape of the interference part (interference flow) is preferably a hexagon is proved from geometric facts as described below, and is known.
すなわち、同一形状を隙間無く敷き詰められる形は、三角形、四角形、六角形であり、また、形をつくる辺の総長が同じ場合、囲まれる面積は多角形の角が多くなるほど大きくなり、円が最大であるという幾何学的事実から、構造を六角形にすることが好適であることは周知の事実である。例えば、このような構造は自然界では、ハチの巣、昆虫の目などにあり、人工物では、建築物、自動車・航空機の翼の内部や床や側壁、荷物棚、パーテーション、ヨット、スキー、天体望遠鏡の基盤、各種フィルター、CCDカメラのセンサ部分などにも応用されている。 In other words, the shapes that can be laid out without gaps are triangles, squares, and hexagons, and if the total length of the sides forming the shape is the same, the enclosed area increases as the corners of the polygon increase, and the circle is the largest. It is a well-known fact that it is preferable to make the structure hexagonal from the geometric fact that For example, in the natural world, such structures are found in beehives, insect eyes, etc., and in the case of artifacts, in buildings, automobiles and aircraft wings, floors and sidewalls, luggage racks, partitions, yachts, skis, astronomical telescopes It is also applied to the base of the camera, various filters, and the sensor part of the CCD camera.
しかしながら、前記特許文献1、2に記載の技術では、単にノズル配列を碁盤目状や千鳥状に配列して、干渉部の形状を所定の形状(例えば、六角形)にしただけであり、冷却むらを充分に解消することができず、冷却の均一性の確保については大きな問題がある。 However, in the techniques described in Patent Documents 1 and 2, the nozzle arrangement is simply arranged in a grid pattern or a zigzag pattern, and the shape of the interference portion is set to a predetermined shape (for example, a hexagon). Unevenness cannot be solved sufficiently, and there is a big problem in ensuring the uniformity of cooling.
すなわち、前記特許文献1の技術では、ノズルの半ピッチ間隔で幅方向に温度むらが発生し、特許文献2の技術では、ノズルの1/4ピッチ間隔で幅方向に温度むらが発生する。 That is, in the technology of Patent Document 1, temperature unevenness occurs in the width direction at half-pitch intervals of the nozzles, and in the technology of Patent Document 2, temperature unevenness occurs in the width direction at 1/4 pitch intervals of the nozzles.
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、鋼材に冷却水を供給する場合において、鋼材を高冷却速度で均一にかつ安定して冷却することができる鋼材の冷却装置および冷却方法を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and in the case of supplying cooling water to a steel material, a steel material cooling device capable of cooling the steel material uniformly and stably at a high cooling rate, and The object is to provide a cooling method.
上記課題を解決するために、本発明は以下のような特徴を有する。 In order to solve the above problems, the present invention has the following features.
[1]棒状冷却水を噴射するノズル群を有する鋼材の冷却装置において、水量密度が4m 3 /m 2 mim以上であり、それぞれのノズルから10m/s以上の速度で噴射された棒状冷却水が鋼板に衝突する直噴部での棒状冷却水の径がノズル先端の内径の2倍よりも小さくなっていて、前記直噴部の位置が規則的に配置されているとともに、その規則的な配置のもとで鋼板搬送方向において対応する位置にある直噴部同士を結ぶ直線が鋼板搬送方向に対して所定角度だけ傾いていることを特徴とする鋼材の冷却装置。 [1] In a steel material cooling apparatus having a nozzle group for injecting rod-shaped cooling water, the density of water is 4 m 3 / m 2 mim or more, and the rod-shaped cooling water injected from each nozzle at a speed of 10 m / s or more. The diameter of the rod-shaped cooling water in the direct injection part that collides with the steel plate is smaller than twice the inner diameter of the nozzle tip, the positions of the direct injection parts are regularly arranged, and the regular arrangement thereof A steel material cooling device characterized in that a straight line connecting direct injection portions located at corresponding positions in the steel plate conveyance direction is inclined at a predetermined angle with respect to the steel plate conveyance direction.
[2]前記直噴部の規則的な配置は、碁盤目状または千鳥状であることを特徴とする前記[1]に記載の鋼材の冷却装置。 [2] The steel material cooling device according to [1], wherein the regular arrangement of the direct injection portions is a grid pattern or a staggered pattern.
[3]棒状冷却水を噴射するノズル群を用いた鋼材の冷却方法において、水量密度が4m 3 /m 2 mim以上であり、それぞれのノズルから10m/s以上の速度で噴射された棒状冷却水が鋼板に衝突する直噴部での棒状冷却水の径がノズル先端の内径の2倍よりも小さくなっていて、前記直噴部の位置が規則的に配置されるとともに、その規則的な配置のもとで鋼板搬送方向において対応する位置にある直噴部同士を結ぶ直線が鋼板搬送方向に対して所定角度だけ傾くようにすることを特徴とする鋼材の冷却方法。 [3] In the method for cooling a steel material using a nozzle group for injecting rod-shaped cooling water, the water density is 4 m 3 / m 2 mim or more, and rod-shaped cooling water ejected from each nozzle at a speed of 10 m / s or more. The diameter of the rod-shaped cooling water at the direct injection part that collides with the steel plate is smaller than twice the inner diameter of the nozzle tip, and the position of the direct injection part is regularly arranged, and the regular arrangement thereof And a straight line connecting the direct injection portions at corresponding positions in the steel plate conveyance direction is inclined by a predetermined angle with respect to the steel plate conveyance direction.
[4]前記直噴部の規則的な配置は、碁盤目状または千鳥状であることを特徴とする前記[3]に記載の鋼材の冷却方法。 [4] The method for cooling a steel material according to [3], wherein the regular arrangement of the direct injection portions is a grid pattern or a staggered pattern.
本発明を用いることにより、鋼材を目標温度まで高冷却速度で均一にかつ安定して冷却することができる。その結果、品質の高い鋼材を製造することができる。 By using the present invention, the steel material can be uniformly and stably cooled to the target temperature at a high cooling rate. As a result, a high quality steel material can be manufactured.
本発明の一実施形態に係る鋼板の冷却装置について説明する。なお、本発明は厚板や形鋼や鋼管など鋼材全般に適用できるが、以下鋼板を例にとって説明する。 A steel sheet cooling apparatus according to an embodiment of the present invention will be described. The present invention can be applied to all steel materials such as thick plates, shaped steels, and steel pipes, but will be described below by taking steel plates as an example.
図1、図2は、本発明の一実施形態における鋼板の冷却装置の説明図である。 1 and 2 are explanatory views of a steel sheet cooling apparatus according to an embodiment of the present invention.
この実施形態に係る冷却装置は、鋼板の熱間圧延ライン上に設置される通過式の冷却装置であり、図1に示す冷却ユニット20または図2に示す冷却ユニット30を1個または複数個備えている。 The cooling device according to this embodiment is a passage-type cooling device installed on a hot rolling line for steel plates, and includes one or a plurality of cooling units 20 shown in FIG. 1 or cooling units 30 shown in FIG. ing.
そして、図1に示す冷却ユニット20は、鋼板10上面の向けて棒状冷却水23を噴射するために、鋼板10の上面側に設置された上ヘッダ21と、上ヘッダ21に取り付けられた上ノズル22と、鋼板10上面の滞留水24の水切りを行うための水切りロール25とを備えているとともに、鋼板10を搬送するテーブルローラ(図示せず)の間から鋼板10下面の向けて棒状冷却水28を噴射するために、鋼板10の下面側に設置された下ヘッダ26と、下ヘッダ26に取り付けられた下ノズル28を備えている。
And the cooling unit 20 shown in FIG. 1 has the
ここで、上ノズル22は円管ノズルであり、鋼板の全幅に棒状冷却水を供給できるように取り付けられており、そのノズル列が鋼板搬送方向に複数列(ここでは、6列)配置されている。なお、鋼板搬送方向の噴射角度θは90°である。
Here, the
また、下ノズル27も、上ノズル22と同様に、円管ノズルであり、鋼板の全幅に棒状冷却水を供給できるように取り付けられており、そのノズル列が鋼板搬送方向に複数列(ここでは、6列)配置されている。なお、鋼板搬送方向の噴射角度θは90°である。
Similarly to the
そして、この実施形態においては、図3、図4に示すように、円管ノズルから噴射された棒状冷却水が鋼板10に衝突する直噴部40の位置が規則的に配置されているとともに、その規則的な配置のもとで鋼板搬送方向において対応する位置にある直噴部同士を結ぶ直線が鋼板搬送方向に対して所定角度φだけ傾いている。
And in this embodiment, as shown in Drawing 3 and Drawing 4, while the position of
すなわち、図3においては、直噴部40が碁盤目状に配置されている(すなわち、碁盤目状の仮想交点に直噴部40が配置されている)とともに、鋼板搬送方向において対応する位置にある直噴部同士を結ぶ直線(図3中のA線)が鋼板搬送方向(図3中のX線)に対して所定角度φ(例えば、2.4°)だけ傾いている。言い換えれば、直噴部40が碁盤目状に配置されたものを、鋼板面内で所定角度φだけ回転させたものである。
That is, in FIG. 3, the
また、図4においては、直噴部40が千鳥状に配置されている(すなわち、直噴部40を碁盤目状に配置したものから、一列置きに直噴部40を鋼板幅方向にその間隔の1/2ずらして配置している)とともに、鋼板搬送方向において対応する位置にある直噴部同士を結ぶ直線(図4中のA線)が鋼板搬送方向(図4中のX線)に対して所定角度φ(例えば、1.2°)だけ傾いている。言い換えれば、直噴部40が千鳥状に配置されたものを、鋼板面内で所定角度φだけ回転させたものである。
Moreover, in FIG. 4, the
直噴部40を上記のように配置することによって、流水部や干渉部に比べて冷却能が高い直噴部40の鋼板幅方向位置が鋼板搬送方向で列ごとに少しずつずれるようになるので、単に碁盤目状や千鳥状に配列することによって、直噴部40の鋼板幅方向位置が鋼板搬送方向で固定されている場合よりも、鋼板の冷却むらを大幅に低減させることができる。
By arranging the
なお、冷却域において、鋼板幅方向、鋼板長手方向で同じ回数の直噴部が生じるようにするために、傾斜角φは以下のようにすることが好ましい。 In the cooling region, in order to generate the same number of direct injection portions in the steel plate width direction and the steel plate longitudinal direction, the inclination angle φ is preferably set as follows.
φ=n×sin−1(tanη/(M・N))
ここで、nは整数、Mは配置パターンによって定まる値(碁盤目状配置ならM=1、千鳥状配置ならM=2)、Nは鋼板搬送方向で対応する位置にある直噴部同士を結ぶ直線上(図3、図4中のA線上)にある直噴部の個数、ηは斜め隣同士の直噴部同士を結んだ直線(図3、図4中のB線)が鋼板搬送方向となす角度である。
φ = n × sin −1 (tan η / (M · N))
Here, n is an integer, M is a value determined by the arrangement pattern (M = 1 for grid-like arrangement, M = 2 for zigzag arrangement), and N connects the direct injection portions at corresponding positions in the steel plate conveyance direction. The number of direct injection parts on the straight line (on line A in FIGS. 3 and 4), and η is the straight line (line B in FIGS. 3 and 4) connecting the diagonally adjacent direct injection parts to each other in the steel plate conveyance direction The angle between
そして、その際に、干渉部(干渉流)の形状が三角形、四角形、六角形となるようにノズル群を設置することが好ましく、六角形となるように設置することはさらに好ましい。 In this case, the nozzle group is preferably installed so that the shape of the interference part (interference flow) is a triangle, a quadrangle, or a hexagon, and more preferably a hexagon.
なお、傾斜角φ回転させることよって生じる鋼板幅方向の冷却開始位置または冷却終了位置のずれは、鋼板搬送方向の上流側および下流側のノズル位置を規則配置に従って、適宜調整してできるだけ揃えることが好ましい。 In addition, the deviation of the cooling start position or the cooling end position in the steel sheet width direction caused by rotating the tilt angle φ can be adjusted as appropriate by appropriately adjusting the upstream and downstream nozzle positions in the steel sheet conveying direction according to the regular arrangement. preferable.
ちなみに、この実施形態においては、直噴部の間隔が広くなると、直噴部と流水部や干渉部との冷却能力の差が大きくなるが、鋼板を通過させながら冷却しているので、冷却域全体を通してみれば、鋼板各部は冷却能力の弱い部分と強い部分を同じように通過するため、均一冷却にはなんら問題はない。 By the way, in this embodiment, if the interval between the direct injection parts becomes wide, the difference in cooling capacity between the direct injection part and the flowing water part or the interference part becomes large, but since the cooling is performed while passing the steel plate, As a whole, there is no problem in uniform cooling because each part of the steel sheet passes through a weak part and a strong part in the same way.
ただし、鋼板を停止させて冷却する場合には、直噴部の間隔が広くなると冷却むらが生じるため、直噴部の間隔を調整することが好ましい。具体的には、直噴部における冷却水の径Dkに対し、直噴部の間隔Pを10Dk以下とすれば均一に冷却可能である。 However, when cooling by stopping the steel sheet, it is preferable to adjust the interval between the direct injection portions because the cooling unevenness occurs when the interval between the direct injection portions becomes wide. Specifically, the cooling can be uniformly performed if the interval P between the direct injection portions is 10 Dk or less with respect to the diameter Dk of the cooling water in the direct injection portion.
ちなみに、冷却媒体(例えば冷却水)によって鋼板の冷却を行うに際して、冷却を確実に行うためには鋼板まで冷却水を確実に到達させ、衝突させる必要がある。そのためには、鋼板表面の滞流水の水膜を破って鋼板まで新鮮な冷却水を到達させなければならず、スプレーノズルから噴射された液滴群のような貫通力の弱い冷却水流ではなく、板状のラミナー水でもなく、水道の蛇口から連続的に流れ出るものと同様の柱状のラミナー流(棒状冷却水)である必要がある。なお、従来使われている円管ラミナーノズルによるラミナー流は、自由落下流であるので、滞留水膜があると鋼板まで冷却水が到着しにくい上に、滞流水がある場合とない場合で冷却能力に違いが生じる。 Incidentally, when cooling a steel plate with a cooling medium (for example, cooling water), it is necessary to make the cooling water reach the steel plate and collide with it in order to surely perform the cooling. For that purpose, it is necessary to break the water film on the surface of the steel plate to allow the fresh cooling water to reach the steel plate, not a cooling water flow with weak penetrating force like droplets ejected from the spray nozzle, It is not a plate-shaped laminar water, but a columnar laminar flow (bar-shaped cooling water) similar to that flowing continuously from a tap. Note that the laminar flow using a circular tube laminar nozzle that has been used in the past is a free-falling flow. Therefore, if there is a stagnant water film, it is difficult for cooling water to reach the steel plate, and cooling is performed with or without stagnant water. There is a difference in ability.
したがって、円管ノズルから噴射された棒状冷却水が鋼板に衝突する位置(直噴部)での冷却水の径Dkは、ノズル先端の内径Dの2倍よりも小さいことが好ましい(すなわち、Dk<2D)。直噴部(衝突点)での冷却水の径Dkがそれより大きくなると、鋼板到達時の冷却水はあたかもスプレーノズルから噴射された液滴群のような貫通力の弱い冷却水流にしかならないためである。 Therefore, the diameter Dk of the cooling water at the position where the rod-shaped cooling water injected from the circular tube nozzle collides with the steel plate (direct injection portion) is preferably smaller than twice the inner diameter D of the nozzle tip (that is, Dk). <2D). When the diameter Dk of the cooling water at the direct injection part (collision point) is larger than that, the cooling water when reaching the steel plate becomes only a cooling water flow having a weak penetration force like a droplet group ejected from the spray nozzle. It is.
さらに、10m/s以上の速度で冷却水を噴射すると、(特に鋼板上面において)鋼板面上の滞留水の水膜を破って鋼板まで新鮮な冷却水を到達させ得る。すなわち、熱間圧延した鋼板を冷却する冷却装置において、水量密度が4m3/m2mim以上になると、噴射する冷却水が鋼板上に滞留する滞留水の水膜を突き破って均一冷却するためには、噴射する冷却水の速度Vが10m/s以上であることが好ましい。 Further, when the cooling water is jetted at a speed of 10 m / s or more, the cooling water film on the steel plate surface is broken (especially on the upper surface of the steel plate), and fresh cooling water can reach the steel plate. That is, in a cooling device that cools a hot-rolled steel sheet, when the water density is 4 m 3 / m 2 mim or more, the cooling water to be sprayed breaks through the water film staying on the steel sheet and uniformly cools it. The velocity V of the cooling water to be injected is preferably 10 m / s or more.
なお、上ノズル22および下ノズル27の内径Dは特に規定しないが、ノズルが詰まりにくく、かつ冷却水の噴射速度を確保するためには、上ノズル22および下ノズル27の内径Dは3〜8mmの範囲内であることが好ましい。
The inner diameter D of the
ちなみに、鋼板の上面側と下面側を同じように冷却しないと鋼板の曲がりや反りが発生し、製品直行率が低下する可能性があるので、鋼板の上面側と下面側に対する冷却能力を同一にする必要があるが、冷却能力が同一であれば、上ヘッダ21と下ヘッダ26は同じものでもよいし異なっていてもよい。また、上ノズル22と下ノズル27についてもノズルの内径が異なっていてもよい。
By the way, if the upper and lower sides of the steel sheet are not cooled in the same way, the steel sheet may bend and warp and the product directivity may decrease, so the cooling capacity for the upper and lower sides of the steel sheet is the same. However, if the cooling capacity is the same, the
一方、図2に示す冷却ユニット30は、鋼板10上面の向けて棒状冷却水33を噴射するために、鋼板10の上面側で鋼板搬送方向に互いに対向するように設置された一対の上ヘッダ31と、それぞれの上ヘッダ31に取り付けられた上ノズル32とを備えているとともに、鋼板10下面の向けて棒状冷却水38を噴射するために、鋼板10の下面側に設置された下ヘッダ36と、下ヘッダ36に取り付けられた下ノズル38を備えている。
On the other hand, the cooling unit 30 shown in FIG. 2 has a pair of
ここで、上ノズル32の噴射角度θは、特に規定しないが、30°〜90°とするのが好ましい。噴射角度が30°より小さいと、棒状冷却水33の鉛直方向速度成分が小さくなって、鋼板10への衝突が弱くなり、冷却むらが生じるからである。
Here, the injection angle θ of the
また、対向する上ヘッダの間に中間ヘッダを設け、対向するヘッダ間の冷却能力を大きくすることも可能であり、その数はいくつであってもよい。 Further, an intermediate header may be provided between the opposing upper headers to increase the cooling capacity between the opposing headers, and the number thereof may be any number.
なお、その他の点については、前述の冷却ユニット20と同様である。 Other points are the same as those of the cooling unit 20 described above.
そして、上記のような冷却ユニット20あるいは冷却ユニット30を備えた冷却装置を厚鋼板や薄鋼飯の熱間圧延ラインに設置することによって、鋼板を目標温度まで高一冷却速度で均一にかつ安定に冷やすことができ、その結果、品質の高い鋼板を製造することができるようになる。 And by installing the cooling device provided with the cooling unit 20 or the cooling unit 30 as described above in the hot rolling line for thick steel plate or thin steel rice, the steel plate is uniformly and stably at a high cooling rate to the target temperature. As a result, a high-quality steel sheet can be manufactured.
また、本発明の冷却装置を形鋼や鋼管などの鋼材の冷却に使用できることはいうまでもない。 It goes without saying that the cooling device of the present invention can be used for cooling steel materials such as shaped steel and steel pipes.
本発明の実施例を以下に述べる。 Examples of the present invention are described below.
図5は、本発明の実施例に用いた厚鋼板の熱間圧延ラインと、そこでの搬送パターンを示す図である。 FIG. 5 is a diagram showing a hot rolling line for thick steel plates used in the examples of the present invention and a conveyance pattern there.
この厚鋼板の熱間圧延ラインは、加熱炉11、可逆式圧延機12、ホットレベラ13、冷却装置14を備えており、仕上圧延後に加速冷却を行うようになっている。ここでは、加熱炉11から抽出されたスラブを可逆式圧延機12によって、粗圧延、仕上圧延を行って板厚を12mmとした後に、ホットレベラ13を通し、冷却装置14において1m/sの搬送速度で温度降下量150℃の加速冷却を行った。 This thick steel plate hot rolling line includes a heating furnace 11, a reversible rolling mill 12, a hot leveler 13, and a cooling device 14, and performs accelerated cooling after finish rolling. Here, the slab extracted from the heating furnace 11 is subjected to rough rolling and finish rolling by a reversible rolling mill 12 to a plate thickness of 12 mm, and then passed through a hot leveler 13 and is conveyed at a cooling device 14 at a conveying speed of 1 m / s. Then, accelerated cooling with a temperature drop of 150 ° C. was performed.
そして、本発明例1として、図1に示した冷却ユニット20を冷却装置14に4ユニット設置して冷却を行った。その際、直噴部40は図3に示した配置とし、ノズル径D=3mm、直噴部間隔P=30mm、傾斜角φ=2.4°、直噴部個数N=24個、棒状冷却水の噴射速度V=10m/sとした。
Then, as Example 1 of the present invention, the cooling unit 20 shown in FIG. At that time, the
また、本発明例2として、図1に示す冷却ユニット20を冷却装置14に4ユニット設置して冷却を行った。その際、直噴部40は図4に示した配置とし、ノズル径D=3mm、直噴部間隔P=30mm、傾斜角φ=1.2°、直噴部個数N=24個、棒状冷却水の噴射速度V=10m/sとした。
In addition, as Example 2 of the present invention, four units of the cooling unit 20 shown in FIG. At that time, the
また、本発明例3として、図2に示す冷却ユニット30を冷却装置14に4ユニット設置して冷却を行った。その際、直噴部40は図3に示した配置とし、ノズル径D=3mm、直噴部間隔P=30mm、傾斜角φ=2.4°、直噴部個数N=24個、棒状冷却水の噴射角度θ=90°、噴射速度V=10m/sとした。
Further, as Invention Example 3, four cooling units 30 shown in FIG. At that time, the
また、本発明例4として、図2に示す冷却ユニット30を冷却装置14に4ユニット設置して冷却を行った。その際、直噴部40は図3に示した配置とし、ノズル径D=3mm、直噴部間隔P=30mm、傾斜角φ=1.2°、直噴部個数N=24個とし、棒状冷却水の噴射角度θ=90°、噴射速度V=10m/sとした。
Further, as Invention Example 4, four units of the cooling unit 30 shown in FIG. At that time, the
これに対して、比較例1、2、3、4として、それぞれ本発明例1、2、3、4と他の条件は同じだが、傾斜角φがない条件(すなわち、φ=0)で鋼板の冷却を行った。 On the other hand, as Comparative Examples 1, 2, 3, and 4, the other conditions were the same as those of Examples 1, 2, 3, and 4 of the present invention, respectively, but the steel sheet was subjected to the condition that there was no inclination angle φ (ie, φ = 0). Was cooled.
そして、それぞれの場合において、冷却後に、放射温度計を用いて鋼板幅方向温度を連続的に測定して、鋼板上面の温度分布を調べた。鋼板の最先端、最尾端、幅方向板端部を除く定常部での温度のばらつき(最高温度と最低温度の差)を比較した。温度ばらつきの大小は引張強度など製品の機械的性質のばらつきとほぼ対応した。 And in each case, after cooling, the steel plate width direction temperature was continuously measured using the radiation thermometer, and the temperature distribution of the steel plate upper surface was investigated. We compared the temperature variation (difference between the highest temperature and the lowest temperature) in the stationary part except the cutting edge, the rearmost edge, and the widthwise edge of the steel sheet. The magnitude of the temperature variation almost corresponded to the variation in mechanical properties of the product such as tensile strength.
その結果、本発明例1〜4では温度ばらつき(標準偏差3σ)は20℃と空冷での温度ばらつき20℃と同程度であり、冷却による温度むら(冷却むら)はなかった。その結果、製品の強度ばらつきの小さい品質の高い鋼板を製造することができた。 As a result, in the inventive examples 1 to 4, the temperature variation (standard deviation 3σ) was 20 ° C., which was almost the same as the temperature variation 20 ° C. in air cooling, and there was no temperature variation due to cooling (cooling variation). As a result, it was possible to produce a high-quality steel sheet with small variations in product strength.
一方、比較例1、3では、直噴部と直噴部の間に15mm間隔の筋状の温度むらが生じ、標準偏差3σで48℃の温度ばらつきとなった。また、比較例2、4では13mm間隔で筋状の温度むらが生じ、標準偏差3σで37℃の温度ばらつきとなった。そして、比較例1〜4では鋼板幅方向の筋状の温度むらに対応して、製品の強度ばらつきが大きかった。 On the other hand, in Comparative Examples 1 and 3, streak-like temperature unevenness at intervals of 15 mm occurred between the direct injection part and a temperature variation of 48 ° C. with a standard deviation of 3σ. Further, in Comparative Examples 2 and 4, streaky temperature irregularities occurred at intervals of 13 mm, and a temperature variation of 37 ° C. with a standard deviation of 3σ was obtained. And in Comparative Examples 1-4, the intensity | strength dispersion | variation in a product was large corresponding to the striped temperature nonuniformity of the steel plate width direction.
上記の結果により、本発明の有効性が確認された。 From the above results, the effectiveness of the present invention was confirmed.
11 加熱炉
12 圧延機
13 ホットレベラ
14 冷却装置
20 冷却ユニット
21 上ヘッダ
22 円管ノズル
23 棒状冷却水
24 滞留水
25 水切りロール
26 下ヘッダ
27 円管ノズル
28 棒状冷却水
30 冷却ユニット
31 上ヘッダ
32 円管ノズル
33 棒状冷却水
34 滞留水
36 下ヘッダ
37 円管ノズル
38 棒状冷却水
40 直噴部(衝突点)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Heating furnace 12 Rolling machine 13 Hot leveler 14 Cooling device 20
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