JP5181752B2 - Steel cooling method and cooling device - Google Patents

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Description

本発明は、厚鋼板、薄鋼板、形鋼等の鋼材の冷却方法および冷却装置に関し、特に、冷却水の注水/停止を迅速に行い、冷却温度の的確な制御や冷却後の温度ムラの低減を図るものである。   The present invention relates to a cooling method and a cooling device for steel materials such as thick steel plates, thin steel plates, and shaped steels, and in particular, quickly injects / stops cooling water, accurately controls cooling temperature, and reduces temperature unevenness after cooling. Is intended.

熱間圧延により鋼材(厚鋼板、薄鋼板、形鋼等)を製造するプロセスでは、近年、鋼材を冷却して圧延温度を調整したり、圧延直後の鋼材を急速冷却したりして、組織を微細化したり、パーライト、ベーナイトやマルテンサイトなどの変態組織を制御して、鋼材の強度や加工性を上げる技術の開発が盛んである。   In the process of manufacturing steel materials (thick steel plates, thin steel plates, shaped steels, etc.) by hot rolling, in recent years, the steel materials are cooled to adjust the rolling temperature, or the steel materials immediately after rolling are rapidly cooled to Development of techniques for increasing the strength and workability of steel materials by increasing the size and controlling transformation structures such as pearlite, bainite and martensite has been extensive.

それに関して、たとえば、圧延直後の鋼板を冷却装置に通板して冷却を行う際、鋼板の先端と尾端が冷却装置に進入する時間が異なるため、冷却装置の入側では空冷時間差に起因して鋼板の長手方向に温度分布が発生する。すなわち、鋼板の最高温度は、その先端部付近にあり(例えば約860°C)、鋼板の最低温度は、その後端部付近にある(例えば約820°C)。鋼板において均一な材質を得るためには、冷却停止温度を鋼板内で均一にすることが重要であるが、そのためには、冷却中に、冷却装置入側での温度の差を打ち消すように、冷却を鋼板の長手方向に制御する必要がある。また、冷却後の温度が狙いの温度よりも高いあるいは低い場合には、これを修正する処置が必要である。   In this regard, for example, when the steel plate immediately after rolling is passed through the cooling device and cooled, the time at which the leading end and the tail end of the steel plate enter the cooling device is different. Thus, a temperature distribution is generated in the longitudinal direction of the steel plate. That is, the maximum temperature of the steel sheet is in the vicinity of its front end (for example, about 860 ° C.), and the minimum temperature of the steel sheet is in the vicinity of its rear end (for example, about 820 ° C.). In order to obtain a uniform material in the steel sheet, it is important to make the cooling stop temperature uniform in the steel sheet, but for that purpose, during cooling, so as to cancel the temperature difference on the inlet side of the cooling device, It is necessary to control the cooling in the longitudinal direction of the steel sheet. Further, when the temperature after cooling is higher or lower than the target temperature, it is necessary to take a measure for correcting this.

この問題に関しては、通常、冷却装置からの冷却水の流量を変化させることによって、冷却能力を変更する方法が採用されている。一方、冷却水の流量の変化では大きな温度変化を伴う場合には対応できないので、例えば熱延のランアウトテーブルなどでは、冷却水噴射ゾーン長さを調整する方法が採用されている。冷却水噴射ゾーン長さの調整は、冷却ノズルからの冷却水の供給を噴射/停止することによって行っている。   With respect to this problem, a method of changing the cooling capacity by changing the flow rate of the cooling water from the cooling device is usually employed. On the other hand, since a change in the flow rate of the cooling water cannot cope with a large temperature change, a method of adjusting the length of the cooling water injection zone is adopted in, for example, a hot-roll runout table. The cooling water injection zone length is adjusted by injecting / stopping the supply of cooling water from the cooling nozzle.

このような冷却の制御に関しては、冷却装置の優れた応答性が重要であり、冷却水供給指令を出してから、冷却水が鋼板に実際に供給されるまでの時間(冷却水開始遅れ時間)、および、冷却水供給停止指令を出してから、鋼板上への冷却水の供給が実際に停止するまでの時間(冷却水停止遅れ時間)が短くなければならない。特に、冷却水停止遅れ時間が短いことが最も重要である。   For such cooling control, the excellent responsiveness of the cooling device is important, and the time from when the cooling water supply command is issued until the cooling water is actually supplied to the steel sheet (cooling water start delay time) In addition, the time (cooling water stop delay time) from when the cooling water supply stop command is issued until the cooling water supply to the steel plate is actually stopped must be short. In particular, it is most important that the cooling water stop delay time is short.

ところが、通常のノズルヘッダでは、特に上面側を冷却するノズルヘッダでは、特に冷却水を停止するときに問題が生じる。   However, with a normal nozzle header, particularly with a nozzle header that cools the upper surface side, a problem arises particularly when the cooling water is stopped.

鋼板上面側のノズルは鉛直下向きにノズル孔が開口し、鋼板下面側のノズルは鉛直上向きにノズル孔が開口しているが、冷却水の元弁を閉止した場合、重力の影響から鋼帯上面側では元弁からノズル間の冷却給水配管に溜まった水も含めてノズルから出るため、元弁を急速に閉止しても水が急には止まらない。   The nozzle on the upper surface of the steel plate has a vertically downward nozzle hole and the nozzle on the lower surface of the steel plate has a vertically upward nozzle hole. On the side, the water including the water accumulated in the cooling water supply pipe between the main valve and the nozzle comes out of the nozzle, so even if the main valve is closed rapidly, the water does not stop suddenly.

これに対して、様々な検討がなされており、たとえば以下に示すような技術が提案されている(特許文献1〜8)。   In contrast, various studies have been made, and for example, the following techniques have been proposed (Patent Documents 1 to 8).

特許文献1は、スリットノズルに冷却水を供給する水槽の内部において、ノズル出口からシール可能な機構を設けて、冷却水がノズルから噴射するのを停止する方法を開示している(図10)。   Patent Document 1 discloses a method of stopping a jet of cooling water from a nozzle by providing a mechanism capable of sealing from a nozzle outlet inside a water tank that supplies cooling water to a slit nozzle (FIG. 10). .

特許文献2は、スリットノズルについて、ノズル噴射孔のギャップが可変となっており、冷却水の噴射/停止に応じてこのギャップを開いたり閉じたりする方法を開示している(図11)。   Patent Document 2 discloses a method of opening or closing the gap of the nozzle injection hole with respect to the slit nozzle and opening or closing the gap according to the injection / stop of the cooling water (FIG. 11).

特許文献3は、スリットノズルの下流側部分に可動枠を設けると共に、ノズル出口にこれを遮蔽可能なシャッターを設けることによって、ノズル出口からの不必要な冷却水の注出を回避し、もって、オンオフ特性を改善する方法を開示している(図12)。   Patent Document 3 avoids unnecessary cooling water from the nozzle outlet by providing a movable frame at the downstream portion of the slit nozzle and providing a shutter capable of shielding the nozzle outlet. A method for improving on-off characteristics is disclosed (FIG. 12).

特許文献4は、スリットノズルに関して、ノズルヘッダに高圧空気配管を接続して、冷却水元弁を閉止すると同時に高圧空気を封入することにより、ノズル孔から高速で水を排水させる方法を開示している(図13)。   Patent Document 4 discloses a method of draining water from a nozzle hole at high speed by connecting a high-pressure air pipe to a nozzle header and closing a cooling water source valve at the same time with respect to a slit nozzle. (FIG. 13).

特許文献5は、スプレーノズルに関して、ノズルヘッダからU字方の屈曲部を設けた配管にスプレーノズルを取り付け、屈曲部の頂点に高圧空気導入配管を接続して、冷却水元弁を閉止すると同時に、空気を吹き込み高速で水を排水する方法について開示している(図14)。   Patent Document 5 relates to a spray nozzle and attaches a spray nozzle to a pipe provided with a U-shaped bent portion from the nozzle header, connects a high-pressure air introduction pipe to the apex of the bent portion, and closes the cooling water source valve. , A method of discharging air at high speed by blowing air is disclosed (FIG. 14).

特許文献6は、ヘアピンラミナーについて、ヘアピンノズルのU字部に小さな穴をあけ、冷却水元が閉止したときに、この小孔から空気が進入して、速やかに冷却水がノズル内から排水される方法について開示されている(図15)。   Patent Document 6 describes a hairpin laminator in which a small hole is made in the U-shaped portion of the hairpin nozzle, and when the cooling water source is closed, air enters from the small hole and the cooling water is quickly drained from the nozzle. Is disclosed (FIG. 15).

特許文献7は、ヘアピンラミナーについて、ヘアピンノズルのU字部が冷却水を供給する配管よりも高い位置に設置して、冷却水元弁を閉止しても、U字部よりも給水配管側の水がノズル孔から出ないようにする方法について開示している(図16)。   In Patent Document 7, the hairpin laminator is installed at a position where the U-shaped portion of the hairpin nozzle is higher than the piping that supplies the cooling water, and even if the cooling water source valve is closed, it is closer to the water supply piping than the U-shaped portion. A method for preventing water from leaving the nozzle holes is disclosed (FIG. 16).

特許文献8は、ヘッダを内管と外管の2重構造にし、ヘッダ内管の上方に4mm以下の隙間を空けて、ここで冷却水を保持し、ヘッダ外管と内管の隙間に残存する水のみをノズルを通って外部に排出される方法を開示している(図17)。
特開昭53−30912号公報 特開平9−19711号公報 特開昭55−54210号公報 特開平10−192945号公報 特開2001−79608号公報 特開昭49−129609号公報 特開昭49−129608号公報 特開2001−321821号公報
In Patent Document 8, the header has a double structure of an inner tube and an outer tube, and a gap of 4 mm or less is formed above the header inner tube, where cooling water is held and remains in the gap between the header outer tube and the inner tube. Disclosed is a method in which only water to be discharged is discharged to the outside through a nozzle (FIG. 17).
JP-A-53-30912 JP-A-9-19711 JP-A-55-54210 JP-A-10-192945 JP 2001-79608 A JP 49-129609 A JP 49-129608 A JP 2001-321821 A

特許文献1〜8では、それぞれのノズル形式に合わせて工夫されており、大きな効果がある。しかし、近年、材質制御の観点から冷却速度を極めて高くする傾向にあり、これを達成するために大水量噴射可能な冷却ノズルが開発されており、この大水量噴射可能な冷却ノズルに対しては、特許文献1〜8の技術で対応できないケースが多い。   In patent documents 1-8, it is devised according to each nozzle type, and there exists a big effect. However, in recent years, the cooling rate tends to be extremely high from the viewpoint of material control, and a cooling nozzle capable of injecting a large amount of water has been developed to achieve this, and for this cooling nozzle capable of injecting a large amount of water, In many cases, the techniques of Patent Documents 1 to 8 cannot be used.

たとえば、特許文献1や特許文献2におけるように、スリットノズルの出口や水槽内部で冷却水を遮断する方法においては、スリットノズル自体は大水量噴射可能な冷却方式ではあるが、長期間にわたるノズルの使用によって、冷却水の遮蔽をもたらすシール部分が損傷し、シールが不完全になって、適切な遮蔽効果が得られなくなる。また、特に、厚鋼板のように、板幅が5mにもおよぶ幅広のスリットノズルでは、遮蔽機構が構造的に難しく、実用的ではない。   For example, as in Patent Document 1 and Patent Document 2, in the method of shutting down the cooling water at the outlet of the slit nozzle or inside the water tank, the slit nozzle itself is a cooling system that can inject a large amount of water, The use damages the seal part that provides cooling water shielding, resulting in an incomplete sealing and inadequate shielding effectiveness. In particular, in a wide slit nozzle having a plate width as long as 5 m, such as a thick steel plate, the shielding mechanism is structurally difficult and not practical.

また、特許文献3におけるように、スリットノズルの出口に開閉可能なシャッターを設ける方法においては、その効果は確実であるが、シャッターを設置するため広いスペースが必要となる。そのため、スリットノズルを長手方向に複数列設置して、冷却速度を高くする必要がある場合では、シャッターの退避スペースを確保する観点から、密に配置することが出来ず、冷却速度を高めるのには限界がある。   In addition, in the method of providing a shutter that can be opened and closed at the exit of the slit nozzle as in Patent Document 3, the effect is certain, but a large space is required to install the shutter. For this reason, when it is necessary to install a plurality of rows of slit nozzles in the longitudinal direction and increase the cooling rate, it is impossible to arrange the nozzles densely from the viewpoint of securing the retracting space of the shutter. There are limits.

さらに、特許文献4や特許文献5に記載されている方法では、冷却水を停止すると同時にエアーを封入すると、エアー圧によりヘッダ内の水がノズルから噴射されるが、大水量を噴射可能なノズルヘッダはそもそもヘッダ容量が大きく、大量の空気でヘッダ内を置換する必要がある。また、水の逃げ口はノズル孔であるため、空気で置換している間にノズルから水が噴射してしまい、冷却水の停止指令からある時定数を持って水が停止する。   Further, in the methods described in Patent Document 4 and Patent Document 5, when the cooling water is stopped and air is enclosed at the same time, the water in the header is ejected from the nozzle by the air pressure, but the nozzle capable of ejecting a large amount of water The header has a large header capacity in the first place, and it is necessary to replace the inside of the header with a large amount of air. Further, since the water escape port is a nozzle hole, water is ejected from the nozzle while being replaced with air, and the water is stopped with a certain time constant from the cooling water stop command.

また、特許文献6や特許文献7に記載されている方法では、ヘアピンラミナーのようなU字型の配管にノズルが取り付けられている構造しか採用が出来ない。一方、ヘアピンラミナーはU字管を取り付ける関係上あまりコンパクトなヘッダにはならず、大流量噴射にはあまり向いない。特許文献1や特許文献2のスリットラミナーと同じく長手方向に密な配置ができず冷却速度を高めることが出来ない。   In the methods described in Patent Document 6 and Patent Document 7, only a structure in which a nozzle is attached to a U-shaped pipe such as a hairpin laminator can be employed. On the other hand, the hairpin laminar is not a very compact header because of the attachment of the U-shaped tube, and is not very suitable for large flow rate injection. Like the slit laminator of Patent Document 1 and Patent Document 2, it cannot be densely arranged in the longitudinal direction, and the cooling rate cannot be increased.

また、特許文献8に記載されている方法は、特に大水量噴射可能なヘッダに特化させて検討されており、実用性も高い。ただし、ヘッダ外管の容量分は冷却水元弁を閉止しても水が出てしまうが、特に冷却水停止後はノズルへの冷却流入口とヘッダ内液面のヘッド差で冷却水がでる。特にこのヘッド差が小さくなった領域では、水がノズル孔からちょろちょろと漏れ出す状況が長時間続くため問題がある。   In addition, the method described in Patent Document 8 has been studied especially for a header capable of ejecting a large amount of water, and has high practicality. However, even if the cooling water source valve is closed, water is discharged for the capacity of the header outer pipe, but especially after the cooling water stops, cooling water comes out due to the head difference between the cooling inlet to the nozzle and the liquid level in the header. . In particular, in the region where the head difference is small, there is a problem because the state in which water leaks from the nozzle hole continues for a long time.

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、大水量冷却、特に厚鋼板、薄鋼板、形鋼等の鋼材を冷却する比較的設備幅の広い冷却装置で大水量噴射する場合(特に冷却水量密度を1500L/min・m以上で噴射する場合)において、優れた応答性を有し、特に、冷却水停止遅れ時間(冷却水供給停止指令を出してから、鋼材上への冷却水の供給が実際に停止するまでの時間)を短くし、ノズル出口からの不必要な冷却水の注出を回避し、かつ、長期間使用しても、ノズル出口からの冷却水の漏れがなく、冷却ムラを防止することが可能な鋼材の冷却方法および冷却装置、すなわち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方法および冷却装置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 circumstances as described above, and has a large amount of water cooled, in particular, a large amount of water is injected by a cooling device having a relatively wide equipment width for cooling steel materials such as thick steel plates, thin steel plates, and shaped steels. In the case (especially when the cooling water density is injected at 1500 L / min · m 2 or more), it has excellent responsiveness, and in particular, the cooling water stop delay time (after issuing the cooling water supply stop command, onto the steel material) The cooling water supply from the nozzle outlet is reduced even if it is used for a long period of time. To provide a cooling method and a cooling device for steel that can prevent cooling unevenness without leakage, that is, a cooling method and a cooling device for steel that can cool steel uniformly and stably at a high cooling rate. It is intended.

上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。   In order to solve the above problems, the present invention has the following features.

[1]冷却水供給源に冷却水供給管を介して接続されたノズルヘッダと、冷却水供給管に設けられた冷却水供給制御手段と、前記ノズルヘッダに取り付けられたノズル群とを備えた鋼材の冷却装置を用いて鋼材上面に冷却水を水量密度1500L/min・m 以上で供給するに際して、前記ノズル群の各ノズルをノズルヘッダ内に貫通させ、各ノズルの冷却水流入口の水平面位置を一致させるとともに、前記ノズルヘッダ内を負圧にする負圧発生機構を設けておき、鋼材上面への冷却水の供給を停止する場合には、前記冷却水供給制御手段によってノズルヘッダへの冷却水の供給を停止すると同時に前記負圧発生機構によってノズルヘッダ内を、ノズルの冷却水流入口に作用する冷却水のヘッド圧を打ち消して、ノズルからの冷却水の落下を停止させるだけの負圧にすることを特徴とする鋼材の冷却方法。 [1] A nozzle header connected to a cooling water supply source via a cooling water supply pipe, a cooling water supply control means provided in the cooling water supply pipe, and a nozzle group attached to the nozzle header. When supplying the cooling water to the upper surface of the steel with a water density of 1500 L / min · m 2 or more using the steel cooling device, each nozzle of the nozzle group is penetrated into the nozzle header, and the horizontal plane position of the cooling water inlet of each nozzle When the supply of cooling water to the top surface of the steel material is stopped, the cooling to the nozzle header is cooled by the cooling water supply control means. At the same time as the supply of water is stopped, the negative pressure generating mechanism cancels the head pressure of the cooling water acting on the nozzle cooling water inlet, and the cooling water drops from the nozzle. The steel material is cooled by a negative pressure sufficient to stop the operation .

[2]前記負圧発生機構としてエゼクターを使用することを特徴とする前記[1]に記載の鋼材の冷却方法。   [2] The steel material cooling method according to [1], wherein an ejector is used as the negative pressure generating mechanism.

[3]冷却水供給源に冷却水供給管を介して接続されたノズルヘッダと、冷却水供給管に設けられた冷却水供給制御手段と、前記ノズルヘッダに取り付けられたノズル群とを備えて、鋼材上面に冷却水を水量密度1500L/min・m 以上で供給する鋼材の冷却装置において、前記ノズル群の各ノズルは前記ノズルヘッダ内に貫通し、各ノズルの冷却水流入口の水平面位置が一致しているとともに、前記ノズルヘッダ内を負圧とする負圧発生機構を備えており、鋼材上面への冷却水の供給を停止する場合には、前記冷却水供給制御手段によってノズルヘッダへの冷却水供給を停止すると同時に前記負圧発生機構によってノズルヘッダ内を、ノズルの冷却水流入口に作用する冷却水のヘッド圧を打ち消して、ノズルからの冷却水の落下を停止させるだけの負圧にすること特徴とする鋼材の冷却装置。 [3] A nozzle header connected to a cooling water supply source via a cooling water supply pipe, cooling water supply control means provided in the cooling water supply pipe, and a nozzle group attached to the nozzle header. In the steel material cooling apparatus for supplying cooling water to the steel upper surface at a water density of 1500 L / min · m 2 or more, each nozzle of the nozzle group penetrates into the nozzle header, and the horizontal plane position of the cooling water inlet of each nozzle is When the supply of cooling water to the steel material upper surface is stopped, the cooling water supply control means supplies the nozzle header to the nozzle header. At the same time as the cooling water supply is stopped, the negative pressure generation mechanism cancels the cooling water head pressure acting on the cooling water inlet of the nozzle in the nozzle header to stop the cooling water from dropping from the nozzle. A steel cooling device characterized by a negative pressure that can be stopped.

[4]前記負圧発生機構としてエゼクターを使用することを特徴とする前記[3]に記載の鋼材の冷却装置。   [4] The steel material cooling device according to [3], wherein an ejector is used as the negative pressure generating mechanism.

本発明を用いることにより、冷却水停止遅れ時間(冷却水供給停止指令を出してから、鋼材上への冷却水の供給が実際に停止するまでの時間)を極めて短くし、ノズル出口からの不必要な冷却水の注出を回避し、鋼材の冷却の制御性を大幅に改善できる。その結果、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可能となり、鋼材の長手方向における温度むらに起因する材質欠陥の発生を防止し、材質はずれを少なくして、品質の高い鋼材を製造することができる。   By using the present invention, the cooling water stop delay time (the time from when the cooling water supply stop command is issued until the cooling water supply actually stops on the steel material) is extremely shortened, and the delay from the nozzle outlet is reduced. The required cooling water can be avoided and the controllability of steel cooling can be greatly improved. As a result, it is possible to cool the steel material uniformly and stably at a high cooling rate, prevent the occurrence of material defects due to temperature unevenness in the longitudinal direction of the steel material, reduce the deviation of the material, and high quality Steel can be manufactured.

本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、ここでは、鋼板を対象にして述べるが、形鋼等の他の鋼材についても同様に適用することができる。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, although it describes here about a steel plate, it can apply similarly to other steel materials, such as a shape steel.

図1、図2は、本発明に一実施形態に係る鋼板の冷却装置を示す概略説明図であり、図1は鋼板(図示せず)の長手方向(搬送方向)から見た図(正面図)、図2は鋼板(図示せず)の幅方向から見た図(側面図)である。   1 and 2 are schematic explanatory views showing a steel sheet cooling device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a view (front view) seen from the longitudinal direction (conveying direction) of the steel sheet (not shown). 2 is a view (side view) seen from the width direction of a steel plate (not shown).

図1、図2に示すように、本発明の一実施形態に係る鋼板の冷却装置は、鋼板上面に冷却水を噴射するようになっており、冷却水供給源に冷却水供給管1を介して接続されたノズルヘッダ2と、冷却水供給管1に設けられた冷却水供給制御手段6と、ノズルヘッダ2に取り付けられたノズル(ノズル群)4とからなる基本構造を有している。   As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the steel sheet cooling device according to one embodiment of the present invention is configured to inject cooling water onto the upper surface of the steel sheet, and a cooling water supply source 1 through a cooling water supply pipe 1. And the nozzle header 2 connected to each other, the cooling water supply control means 6 provided in the cooling water supply pipe 1, and the nozzle (nozzle group) 4 attached to the nozzle header 2.

ここで、この実施形態においては、大水量噴射を指向することから、矩形型のノズルヘッダにスプレーノズル若しくは円管ノズルを幅方向および長手方向に複数取り付けることにより、ヘアピンラミナーよりも多くのノズルから冷却水が噴射できる構造としている。   Here, in this embodiment, since a large amount of water is injected, a plurality of spray nozzles or circular tube nozzles are attached to the rectangular nozzle header in the width direction and the longitudinal direction, so that more nozzles than the hairpin laminator can be used. The cooling water can be injected.

また、ノズルヘッダ2は、内管2aと外管2bからなる2重管構造になっており、ノズルヘッダ2のノズル設置面は水平であり、またノズル4はノズルヘッダ外管2bの内部まで貫通しており、各ノズル4の冷却水流入口(ノズル4の上端)4aは高さ位置が水平方向に揃っている。   Further, the nozzle header 2 has a double pipe structure including an inner pipe 2a and an outer pipe 2b, the nozzle installation surface of the nozzle header 2 is horizontal, and the nozzle 4 penetrates to the inside of the nozzle header outer pipe 2b. The height of the cooling water inlet (upper end of the nozzle 4) 4a of each nozzle 4 is aligned in the horizontal direction.

また、冷却水供制御手段6は、電気信号によって開閉動作を行う開閉弁(例えば、電磁弁)からなっており、信号を送って、冷却水供給制御手段(冷却水供給用開閉弁)6を開放すれば、冷却水供給源からの冷却水が冷却水供給管1を通ってノズルヘッダの内管2aに供給される。このようにして内管2a内に供給された冷却水は、その上方部分に形成された貫通孔2cを通って、ノズルヘッダ外管2b内に供給され、均一な圧力でノズル4の冷却水流出口(ノズルの下端)4bから噴出し、鋼板上面に冷却水が供給される。そして、冷却水供給制御手段(冷却水供給用開閉弁)6を閉鎖すれば、ノズルヘッダ1内への冷却水の供給は遮断され、外部にある排水溝9に冷却水が流入する。   The cooling water supply control means 6 is composed of an open / close valve (for example, an electromagnetic valve) that opens and closes in response to an electrical signal. The cooling water supply control means 6 (cooling water supply open / close valve) 6 is sent by sending a signal. If opened, the cooling water from the cooling water supply source is supplied to the inner pipe 2 a of the nozzle header through the cooling water supply pipe 1. The cooling water supplied into the inner pipe 2a in this way is supplied into the nozzle header outer pipe 2b through the through hole 2c formed in the upper portion thereof, and the cooling water outlet of the nozzle 4 with a uniform pressure. (Lower end of nozzle) 4b is ejected and cooling water is supplied to the upper surface of the steel plate. If the cooling water supply control means (cooling water supply opening / closing valve) 6 is closed, the supply of cooling water into the nozzle header 1 is shut off, and the cooling water flows into the drainage groove 9 outside.

しかし、その際に、冷却水供給管1の内径や長さに起因して、冷却水供給用開閉弁6とノズルヘッダ内管2aとの間の冷却水供給管1内やノズルヘッダ2内に溜まっている冷却水の量は多い。そのため、上述の基本構造だけの場合には、鋼板上面への冷却水の供給を停止する際に、冷却水供給用開閉弁6を閉じて、冷却水供給源からノズルヘッダ2への冷却水の供給を停止しても、冷却水供給管1内やノズルヘッダ2に残留している冷却水(図1の網掛けされている領域)が重力によって下方に移動し、ノズル4を通って鋼板上面に排出されてしまう。   However, at that time, due to the inner diameter and length of the cooling water supply pipe 1, the cooling water supply pipe 1 between the cooling water supply opening / closing valve 6 and the nozzle header inner pipe 2 a and the nozzle header 2 The amount of accumulated cooling water is large. Therefore, in the case of only the basic structure described above, when the supply of the cooling water to the upper surface of the steel plate is stopped, the cooling water supply opening / closing valve 6 is closed and the cooling water from the cooling water supply source to the nozzle header 2 is closed. Even if the supply is stopped, the cooling water remaining in the cooling water supply pipe 1 and the nozzle header 2 (the shaded area in FIG. 1) moves downward due to gravity, passes through the nozzle 4 and the upper surface of the steel plate. Will be discharged.

そこで、この実施形態においては、図1に示すように、ノズルヘッダ2内を負圧にする負圧発生機構を設け、その負圧発生機構によってノズルヘッダ2内を負圧にすることにより、上記のような冷却水供給管1内やノズルヘッダ2内に残存する冷却水をノズル4から外部に流出しないようにしている。   Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 1, a negative pressure generating mechanism that makes the inside of the nozzle header 2 a negative pressure is provided, and the inside of the nozzle header 2 is made a negative pressure by the negative pressure generating mechanism. The cooling water remaining in the cooling water supply pipe 1 and the nozzle header 2 is prevented from flowing out from the nozzle 4 to the outside.

その負圧発生機構10は、図1に示すように、吸引機13と、冷却水供給管1から分岐して吸引機13に接続する吸引配管11と、吸引配管11の途中に設けられた吸引制御手段(例えば、電磁弁)12とを備えている。   As shown in FIG. 1, the negative pressure generating mechanism 10 includes a suction machine 13, a suction pipe 11 branched from the cooling water supply pipe 1 and connected to the suction machine 13, and a suction provided in the middle of the suction pipe 11. Control means (for example, electromagnetic valve) 12 is provided.

そして、吸引制御手段(吸引制御用電磁弁)12は、冷却水供給制御手段(冷却水供給用開閉弁)6が開放されているときに閉鎖され、冷却水供給制御手段(冷却水供給用開閉弁)6が閉鎖されているときに開放されるようになっている。すなわち、冷却水供給用開閉弁6と吸引制御用電磁弁12の開閉動作は相互に逆に行われる。   The suction control means (suction control electromagnetic valve) 12 is closed when the cooling water supply control means (cooling water supply opening / closing valve) 6 is opened, and the cooling water supply control means (cooling water supply opening / closing). The valve 6 is opened when it is closed. That is, the opening / closing operations of the cooling water supply opening / closing valve 6 and the suction control solenoid valve 12 are performed in reverse to each other.

これによって、冷却水供給用開閉弁6を閉鎖して、冷却水供給源からノズルヘッダ2への冷却水の供給を停止した場合に、冷却水供給管6内やノズルヘッダ2内に残存する冷却水を、負圧発生機構10による負圧発生によりノズル4から排水されないようにすることができる。   Thus, when the cooling water supply opening / closing valve 6 is closed and the supply of the cooling water from the cooling water supply source to the nozzle header 2 is stopped, the cooling water remaining in the cooling water supply pipe 6 or the nozzle header 2 is stopped. The water can be prevented from being drained from the nozzle 4 by the generation of the negative pressure by the negative pressure generating mechanism 10.

なお、この実施形態においては、吸引配管11を冷却水供給管1に接続しているが、吸引配管11を冷却水供給管1またはノズルヘッダ外管2bのいずれか一方若しくは両方に接続することでよい。また、必要な吸引力が得られない場合は、たとえばノズルヘッダ外管2bの複数箇所に吸引配管11を取り付けてもかまわない。   In this embodiment, the suction pipe 11 is connected to the cooling water supply pipe 1, but the suction pipe 11 is connected to either one or both of the cooling water supply pipe 1 and the nozzle header outer pipe 2b. Good. Further, when a necessary suction force cannot be obtained, the suction pipes 11 may be attached to a plurality of locations of the nozzle header outer pipe 2b, for example.

ちなみに、各ノズル4の冷却水流入口4aの高さ位置は水平にそろえる必要がある。ノズル4では、外気からの大気圧とノズル4の冷却水流入口4aにかかる水圧のバランスで冷却水が停止する。そして、そのノズル4の冷却水流入口4aにおける水圧としては、冷却水供給管1、ノズルヘッダ2内に充満する残存冷却水のヘッド圧がかかるため、ノズル4の冷却水流入口4aの高さ位置が違う場合は、それぞれのノズル4の冷却水流入口4aにかかる圧力がノズル4ごとにばらついてしまい、冷却水流入口4aの圧力が高いところからは水が出て、冷却水流入口4aの圧力が低いところからは空気が入ってしまう。空気が入るとヘッダ内を安定的に負圧にすることが出来ないため、冷却水がノズルからもれ出るのを止めることが出来ない。   By the way, the height position of the cooling water inlet 4a of each nozzle 4 needs to be aligned horizontally. In the nozzle 4, the cooling water stops at a balance between the atmospheric pressure from the outside air and the water pressure applied to the cooling water inlet 4 a of the nozzle 4. And as the water pressure in the cooling water inlet 4a of the nozzle 4, since the head pressure of the remaining cooling water which fills the cooling water supply pipe 1 and the nozzle header 2 is applied, the height position of the cooling water inlet 4a of the nozzle 4 is In the case where the pressure is different, the pressure applied to the cooling water inlet 4a of each nozzle 4 varies for each nozzle 4, the water is discharged from the place where the pressure of the cooling water inlet 4a is high, and the pressure of the cooling water inlet 4a is low. Will get air. If air enters, the header cannot be stably made to have a negative pressure, so it is impossible to stop the cooling water from leaking out of the nozzle.

つぎに、負圧発生機構10について説明する。負圧を発生させるためには、ターボポンプやエゼクター原理を利用した吸引機を用いることが考えられる。本発明では、冷却水の落下を停止させるだけの負圧を発生させればよい。ノズル4の冷却水流入口4aにかかる圧力は、冷却水供給管1とノズルヘッダ2に充満する冷却水のヘッド圧(液面高さ)で決定される。そのため、まず配管設計はこのヘッド圧力が小さくなるようにする必要がある。そして、吸引機8による吸引力はこのヘッド圧力を打ち消す程度でよい。たとえば、ノズル4の先端4bからの液面高さが400mm程度であれば、−400mmAq(−0.04気圧)程度の負圧が必要となるため、一般的な吸引機があればよいが、特にエゼクター方式が好ましい。図3にエゼクター14の一般的な構造を示すが、作動流体をノズル14aによって吸引室14bに噴射すると、ベルヌーイの定理から吸引室14bの圧力が負圧になり、吸引口14cから流体が吸引されて、排出口14dから排出される。作動流体は空気、水、蒸気などあるが、動作コストの観点から空気や水が好ましい。また、エゼクターは機械的な動作部が全くないため、メンテナンスしやすいことがあげられる。また、ターボポンプは、水と空気の混合流体を安定的に吸い込むのが困難であるため、この観点からもエゼクターがよい。   Next, the negative pressure generating mechanism 10 will be described. In order to generate the negative pressure, it is conceivable to use a turbo pump or a suction machine using the ejector principle. In the present invention, it is sufficient to generate a negative pressure that stops the cooling water from dropping. The pressure applied to the cooling water inlet 4 a of the nozzle 4 is determined by the head pressure (liquid level height) of the cooling water that fills the cooling water supply pipe 1 and the nozzle header 2. For this reason, the piping design must first reduce the head pressure. The suction force by the suction device 8 may be such that the head pressure is canceled. For example, if the liquid surface height from the tip 4b of the nozzle 4 is about 400 mm, a negative pressure of about −400 mmAq (−0.04 atm) is required. The ejector method is particularly preferable. FIG. 3 shows a general structure of the ejector 14. When the working fluid is injected into the suction chamber 14 b by the nozzle 14 a, the pressure of the suction chamber 14 b becomes a negative pressure from Bernoulli's theorem, and the fluid is sucked from the suction port 14 c. And is discharged from the discharge port 14d. The working fluid includes air, water, steam, etc., but air and water are preferable from the viewpoint of operating cost. In addition, since the ejector has no mechanical operation part, it can be easily maintained. Moreover, since it is difficult for the turbo pump to stably suck in the mixed fluid of water and air, an ejector is also preferable from this viewpoint.

そして、上記のようなこの実施形態に係る冷却装置を鋼板の熱間圧延ラインに設置する際には、その冷却装置を鋼板搬送方向に所望数だけ並べて配置すればよい。   And when installing the cooling device which concerns on this embodiment as mentioned above in the hot rolling line of a steel plate, what is necessary is just to arrange | position the cooling device side by side by the desired number in the steel plate conveyance direction.

なお、この実施形態に係る冷却装置では吸引配管11を冷却水供給管1やノズルヘッダ2の鋼板進行方向側面に設置できるため、鋼板進行方向にはノズル4を密に配置可能である。そのため、特許文献3のようなシャッター機構と比較して設備がコンパクトになり、本発明の優位性を示すものである。   In the cooling device according to this embodiment, since the suction pipe 11 can be installed on the side of the cooling water supply pipe 1 or the nozzle header 2 in the steel plate traveling direction, the nozzles 4 can be densely arranged in the steel plate traveling direction. Therefore, compared with a shutter mechanism like patent document 3, an installation becomes compact and shows the predominance of this invention.

なお、本発明は、特にノズルヘッダ内の残留冷却水の容量が大きくなる単位面積あたりの冷却水量が1500L/min・m以上において有用であり、本発明を適用することにより、冷却水停止遅れ時間を3sec以下とすることが可能である。 The present invention is particularly useful when the amount of cooling water per unit area in which the capacity of the residual cooling water in the nozzle header is large is 1500 L / min · m 2 or more. By applying the present invention, the cooling water is stopped. The delay time can be 3 sec or less.

次に、この実施形態に係る鋼板の冷却装置の動作を以下に説明する。   Next, the operation of the steel sheet cooling device according to this embodiment will be described below.

先ず、鋼板の冷却を行うために、鋼板の上面に冷却水を供給する場合には、電気信号(冷却水開始指令)を送って、冷却水供給用開閉弁6を開放する。それと同時に、電気信号が送られて、吸引制御用電磁弁7は閉鎖される。これによって、冷却水供給源からの冷却水は、冷却水供給管1を通り、ノズルヘッダ内管2aに供給され、内管2a内に供給された冷却水は、貫通孔2cを通って、ノズルヘッダ外管3b内に供給された後、均一な圧力でノズル4の冷却水流出口4bから噴出し、鋼板の上面全体を冷却する。   First, when cooling water is supplied to the upper surface of the steel plate in order to cool the steel plate, an electric signal (cooling water start command) is sent to open the cooling water supply opening / closing valve 6. At the same time, an electrical signal is sent to close the suction control solenoid valve 7. Thereby, the cooling water from the cooling water supply source passes through the cooling water supply pipe 1 and is supplied to the nozzle header inner pipe 2a, and the cooling water supplied into the inner pipe 2a passes through the through hole 2c and passes through the nozzle. After being supplied into the header outer pipe 3b, it is ejected from the cooling water outlet 4b of the nozzle 4 with a uniform pressure to cool the entire upper surface of the steel plate.

次いで、鋼板の上面への冷却水の供給を停止する場合には、電気信号(冷却水停止指令)を送って、冷却水供給用開閉弁6を閉鎖する。それと同時に、吸引制御用電磁弁7が開放される。これによって、冷却水供給管1及びノズルヘッダ2に残存していた冷却水は、吸引機13により引っ張られ、ノズル4の先端4bから冷却水が出なくなる。   Next, when the supply of the cooling water to the upper surface of the steel plate is stopped, an electric signal (cooling water stop command) is sent to close the cooling water supply opening / closing valve 6. At the same time, the suction control electromagnetic valve 7 is opened. As a result, the cooling water remaining in the cooling water supply pipe 1 and the nozzle header 2 is pulled by the suction device 13, and the cooling water does not come out from the tip 4 b of the nozzle 4.

このようにして、この実施形態においては、冷却水供給停止指令を出してから、鋼板上への冷却水の供給が実際に停止するまでの時間(冷却水停止遅れ時間)が極めて短くなり、ノズル先端からの不必要な冷却水の注出が回避されて、優れた冷却水停止特性(オフ特性)が得られ、鋼板の冷却の制御性を大幅に改善できる。その結果、鋼板を高冷却速度で均一にかつ安定して冷却することが可能となり、鋼板の長手方向における温度むらに起因する材質欠陥の発生を防止し、材質はずれを少なくして、品質の高い鋼板を製造することができる。   Thus, in this embodiment, the time (cooling water stop delay time) from when the cooling water supply stop command is issued until the cooling water supply to the steel plate is actually stopped is extremely short. Unnecessary cooling water pouring from the tip is avoided, an excellent cooling water stop characteristic (off characteristic) is obtained, and the controllability of cooling of the steel sheet can be greatly improved. As a result, it is possible to cool the steel plate uniformly and stably at a high cooling rate, prevent the occurrence of material defects due to temperature unevenness in the longitudinal direction of the steel plate, reduce the material deviation, and high quality Steel sheets can be manufactured.

本発明の実施例1として、上記の本発明の一実施形態に基づいて、以下のスペックのノズルヘッダおよびノズルを用いて、冷却水停止指令により冷却水供給用開閉弁6を停止してからノズル4より冷却水が出なくなるまでの時間(冷却水停止遅れ時間)を調査した。   As Example 1 of the present invention, based on the above-described embodiment of the present invention, the nozzle header and nozzle having the following specifications are used to stop the cooling water supply on / off valve 6 by the cooling water stop command, and then the nozzle The time (cooling water stop delay time) until no cooling water comes out from 4 was investigated.

ここで、ノズルヘッダ2の構造は、図1、図2に示したように、冷却水は冷却水供給管1からノズルヘッダ内管2aに流入し、そこで均圧すると共に、ノズルヘッダ内管2aの上部にある貫通孔2cからノズルヘッダ外管2bに流入して、ノズル4の先端4bから冷却水が噴射されるようになったものである。そして、その幾何学的な寸法は、図4に正面図、図5に側面図を示すように、冷却水供給管1の内容量のうち、冷却水供給用開閉弁6を閉じてから、ノズル4より外部に放出される内容量をV1とし、ノズルヘッダ外管2bを矩形にして、その幅をw、長さをL、ノズル上端4aから上方の高さをh、容量をV2bとし、ノズルヘッダ内管2aを円筒形にして、その容量をV2aとし、ノズル4はφdの円形ノズルとした場合のノズルヘッダ2のスペックを以下に示す。   Here, as shown in FIGS. 1 and 2, the structure of the nozzle header 2 is such that the cooling water flows from the cooling water supply pipe 1 into the nozzle header inner pipe 2a, where the pressure is equalized, and the nozzle header inner pipe 2a The coolant flows into the nozzle header outer pipe 2b from the upper through-hole 2c, and the cooling water is jetted from the tip 4b of the nozzle 4. The geometric dimensions are as shown in the front view of FIG. 4 and the side view of FIG. The inner volume discharged from the nozzle 4 is V1, the nozzle header outer tube 2b is rectangular, the width is w, the length is L, the height above the nozzle upper end 4a is h, and the volume is V2b. The specifications of the nozzle header 2 when the header inner pipe 2a is cylindrical, its capacity is V2a, and the nozzle 4 is a φd circular nozzle are shown below.

(ア)冷却水供給管:長さ10m、配管径φ280mm、容量V1=0.24m
(イ)ノズルヘッダ外管:幅w=2400mm、高さh=600mm、
長さL=900mm、容積V2b=1.38m
(ウ)ノズルヘッダ内管:容積V2a=0.6m
(エ)ノズル(ノズル群):径d=φ6mm、本数120本、
ノズル流路の総断面積A1=0.0034m
(オ)冷却水:冷却水水量 2500L/mm、水量密度1600L/min・m
そして、本発明の一実施形態に基づいて吸引機13を作動させて冷却水停止を行った場合を本発明例1とするとともに、吸引機13を作動させないで冷却水停止を行った場合(特許文献8の模擬)を比較例1、吸引機13を逆用してノズルヘッダ2に高圧空気を導入して冷却水停止を行った場合(特許文献4の模擬)を比較例2とした。なお、目標冷却水停止遅れ時間は1secとした。
(A) Cooling water supply pipe: length 10 m, pipe diameter φ280 mm, capacity V1 = 0.24 m 3
(A) Nozzle header outer tube: width w = 2400 mm, height h = 600 mm,
Length L = 900mm, volume V2b = 1.38m 3
(C) Nozzle header inner tube: Volume V2a = 0.6 m 3
(D) Nozzles (nozzle group): diameter d = φ6 mm, number 120
Total cross-sectional area of the nozzle channel A1 = 0.0034 m 3
(E) Cooling water: amount of cooling water 2500 L / mm, water density 1600 L / min · m 2
And when the suction device 13 is operated based on one embodiment of the present invention and the cooling water is stopped, it is referred to as Invention Example 1, and when the cooling water is stopped without operating the suction device 13 (patent) Comparative example 1 was used as a comparative example 1 and the suction machine 13 was reversed to introduce high-pressure air into the nozzle header 2 to stop the cooling water (simulated in Patent Document 4). The target cooling water stop delay time was 1 sec.

表1に、上記による冷却水停止遅れ時間の調査結果を示す。   Table 1 shows the results of the investigation of the cooling water stop delay time described above.

Figure 0005181752
Figure 0005181752

表1に示すように、本発明例1では冷却水停止遅れ時間が0.6secで目標以内となったが、比較例1では冷却水停止遅れ時間が45sec、比較例2ではでは4.5secかかってしまった。   As shown in Table 1, the cooling water stop delay time was 0.6 sec in the invention example 1 and was within the target, but the cooling water stop delay time was 45 sec in the comparative example 1 and 4.5 sec in the comparative example 2. I have.

本発明の実施例2として、実施例1で示した本発明例1と比較例1を厚鋼板製造ラインに適用した場合について述べる。   As Example 2 of the present invention, a case where Example 1 of the present invention and Comparative Example 1 shown in Example 1 are applied to a thick steel plate production line will be described.

近年、高強度鋼を製造するために、圧延中に圧延材(厚鋼板)をオンラインで所定の温度に冷却して、それ以降の圧延を低温で行うコントロールドローリング(CR)がなされている。ここでは、図6に示すような厚鋼板製造ラインにおいて、厚鋼板をオンラインで冷却するために、前述した本発明の冷却装置を鋼板上面の冷却装置として採用した場合について述べる。   In recent years, in order to produce high-strength steel, controlled rolling (CR) is performed in which a rolled material (thick steel plate) is cooled online to a predetermined temperature during rolling, and the subsequent rolling is performed at a low temperature. Here, in the thick steel plate production line as shown in FIG. 6, the case where the above-described cooling device of the present invention is employed as a cooling device for the upper surface of the steel plate in order to cool the thick steel plate online will be described.

図6に示すように、加熱炉60で素材21を1200℃程度まで加熱した後、厚板圧延機61によりリバースしながら圧延し、ある板厚になった段階で本発明の冷却装置50まで搬送して、ここでオシレーションしながら冷却を行ったのち、厚板圧延機61まで搬送して再び圧延を行う。圧延完了後は表面温度計65により鋼板21の温度分布を測定してローラーレベラー62で形状矯正を行う。   As shown in FIG. 6, after the raw material 21 is heated to about 1200 ° C. in a heating furnace 60, it is rolled while being reversed by a thick plate rolling machine 61, and is conveyed to the cooling device 50 of the present invention when a certain plate thickness is reached. Then, after cooling while oscillating, it is conveyed to the thick plate mill 61 and rolled again. After the completion of rolling, the temperature distribution of the steel plate 21 is measured by the surface thermometer 65 and the shape is corrected by the roller leveler 62.

ここで本発明の冷却装置50の使い方であるが、搬送された鋼板21が本発明の冷却装置50の直下にきた段階で冷却水を噴射し、所定時間冷却した後に冷却水を停止してから厚板圧延機61まで搬送する。   Here, the cooling device 50 according to the present invention is used. When the transported steel plate 21 comes directly under the cooling device 50 according to the present invention, the cooling water is injected, and after cooling for a predetermined time, the cooling water is stopped. Transport to thick plate mill 61.

具体的には、厚鋼板の寸法が板幅2400mm、板長15m、板厚50mmのものを冷却水直下まで搬送し、そこで20sec間の水冷で1000℃から900℃まで冷却を実施した。冷却後の温度は表面温度計65により測定した。なお、冷却装置50の長さについては、実施例1では900mmのものを採用したが、ここでは、板長15mのものを同時一斉に冷却する必要があるため、長手方向に本発明の冷却装置50を20機取り付けて冷却装置群51とした。   Specifically, a thick steel plate having a plate width of 2400 mm, a plate length of 15 m, and a plate thickness of 50 mm was conveyed to just below the cooling water, where it was cooled from 1000 ° C. to 900 ° C. by water cooling for 20 seconds. The temperature after cooling was measured with a surface thermometer 65. In addition, about the length of the cooling device 50, although the thing of 900 mm was employ | adopted in Example 1, since it is necessary to cool simultaneously the board length 15m thing, the cooling device of this invention is longitudinally arranged. 20 units 50 were attached to form a cooling device group 51.

そして、前述の本発明例1に基づいて吸引機13を作動させて冷却水の停止を行った場合(本発明例2)と、前述の比較例1に基づいて吸引機13を作動させないで冷却水の停止を行った場合(比較例3)とについて、冷却装置50で冷却した後の鋼板の板幅方向の表面温度測定結果を図7に示す。   And when the suction machine 13 is operated based on the above-described first invention example and the cooling water is stopped (invention example 2), the cooling is performed without operating the suction machine 13 based on the above-described comparative example 1. FIG. 7 shows the surface temperature measurement results in the plate width direction of the steel sheet after cooling with the cooling device 50 for the case where water was stopped (Comparative Example 3).

図7に示すように、本発明例2では、冷却水停止指令後に速やかに冷却水が停止したため、冷却後の温度分布が良好であったが、比較例3では、冷却水停止指令後に45sec間冷却水が出つづけたため、ノズル直下で局所的に過冷却となった。また、出つづけた冷却水のために、鋼板上に滞留水が発生し、本発明例2に比べて冷却終了後の鋼板温度が低くなった。   As shown in FIG. 7, in Invention Example 2, the cooling water stopped immediately after the cooling water stop command, and thus the temperature distribution after cooling was good. In Comparative Example 3, 45 seconds after the cooling water stop command. Since cooling water continued to come out, it was supercooled locally just below the nozzle. Further, due to the continued cooling water, stagnant water was generated on the steel plate, and the steel plate temperature after cooling was lower than that of Invention Example 2.

本発明の実施例3として、実施例1で示した本発明例1と比較例1を熱延鋼板(熱延鋼帯)製造ラインに適用した場合について述べる。   As Example 3 of the present invention, a case will be described in which Invention Example 1 and Comparative Example 1 shown in Example 1 are applied to a hot-rolled steel sheet (hot-rolled steel strip) production line.

ここでは、図8に示すような熱延鋼帯製造ラインにおいて、仕上げ圧延後の熱延鋼帯をランアウトテーブルで冷却するために、前述した本発明の冷却装置を鋼帯上面の冷却装置として採用した場合について述べる。   Here, in the hot-rolled steel strip production line as shown in FIG. 8, in order to cool the hot-rolled steel strip after finish rolling with a runout table, the above-described cooling device of the present invention is adopted as a cooling device for the upper surface of the steel strip. The case will be described.

図8に示すように、厚さ250mm、幅1200mmの素材22が加熱炉70で1200℃に加熱された後、粗圧延機群71でのリバース圧延によって30mm程度まで圧延され、そこから6〜7機の圧延機から構成されている仕上げ圧延機72で3.2mm程度まで圧延される。その後、ランアウトテーブル73で冷却装置によって冷却され、表面温度計76、77で測定された後、コイラー74で巻き取られる。   As shown in FIG. 8, after the raw material 22 having a thickness of 250 mm and a width of 1200 mm is heated to 1200 ° C. in the heating furnace 70, it is rolled to about 30 mm by reverse rolling in the rough rolling mill group 71, and from there 6 to 7 It is rolled to about 3.2 mm by a finish rolling mill 72 constituted by a rolling mill. Thereafter, the sample is cooled by the cooling device at the runout table 73, measured by the surface thermometers 76 and 77, and taken up by the coiler 74.

近年、高強度鋼を製造するために、巻き取り温度を目標値から外れないように、様々な制御がなされる。特に、大水量冷却により高強度鋼板を製造するニーズが高い。そこで、本発明の冷却装置50をランアウトテーブル73での鋼帯上面の冷却装置として採用した。なお、この実施例3では鋼帯を通板しながら冷却するため、冷却装置の長さは鋼帯長よりも短くてもよく、ここでは、長手方向に本発明の冷却装置50を15機設置して上面冷却装置群52とした。一方、ランアウトテーブル73での鋼帯下面の冷却装置としては、既設のスプレー冷却装置からなる下面冷却装置群75を用いた。   In recent years, in order to manufacture high-strength steel, various controls are performed so that the winding temperature does not deviate from the target value. In particular, there is a high need for producing high-strength steel sheets by cooling with a large amount of water. Therefore, the cooling device 50 of the present invention is employed as a cooling device for the upper surface of the steel strip in the runout table 73. In Example 3, since the steel strip is cooled while passing through the plate, the length of the cooling device may be shorter than the length of the steel strip. Here, 15 cooling devices 50 of the present invention are installed in the longitudinal direction. Thus, the upper surface cooling device group 52 was obtained. On the other hand, as a cooling device for the steel strip lower surface in the run-out table 73, a lower surface cooling device group 75 including an existing spray cooling device was used.

ここで本発明の冷却装置群52の使い方であるが、冷却装置群52の内の所定の冷却装置50から冷却水を噴射して鋼帯22を冷却し、冷却された後の鋼帯22の温度を表面温度計76、77で測定した後、目標温度に対して実績の鋼帯温度が低くなっていれば、冷却水を噴射している内のいくつかの冷却装置50からの冷却水の噴射を停止し、目標温度に対して実績の鋼帯温度が高くなっていれば、冷却水の噴射を行っていない冷却装置50からの冷却水の噴射を行う。   Here, although it is the usage of the cooling device group 52 of this invention, a cooling water is injected from the predetermined cooling device 50 in the cooling device group 52, the steel strip 22 is cooled, and the steel strip 22 after being cooled is used. After the temperature is measured by the surface thermometers 76 and 77, if the actual steel strip temperature is lower than the target temperature, the cooling water from some cooling devices 50 injecting the cooling water is used. If the injection is stopped and the actual steel strip temperature is higher than the target temperature, the cooling water is injected from the cooling device 50 that is not injecting the cooling water.

具体的な目標温度としては、この実施例3では、仕上げ圧延機出側での目標温度を850℃、目標巻き取り温度を500℃で制御した。   As specific target temperatures, in Example 3, the target temperature on the delivery side of the finish rolling mill was controlled at 850 ° C., and the target winding temperature was controlled at 500 ° C.

そして、前述の本発明例1に基づいて吸引機13を作動させて冷却水の停止を行った場合(本発明例3)と、前述の比較例1に基づいて吸引機13を作動させないで冷却水の停止を行った場合(比較例4)とについて、コイラー74前に設置されている表面温度計77で測定した鋼帯22の幅中央部の長手方向の表面温度測定結果を図9に示す。   Then, when the suction device 13 is operated based on the above-described first invention example and the cooling water is stopped (invention example 3), cooling is performed without operating the suction device 13 based on the above-described comparative example 1. FIG. 9 shows the results of measuring the surface temperature in the longitudinal direction of the central portion of the width of the steel strip 22 measured with the surface thermometer 77 installed in front of the coiler 74 when water was stopped (Comparative Example 4). .

図9に示すように、本発明例3では、冷却水停止指令後に速やかに冷却水が停止したため、冷却後の温度分布が良好であったが、比較例4では、冷却水停止指令後に45sec間冷却水が出つづけたため、鋼帯温度が目標温度になっていないのを検知してから冷却水停止指令を出しても、冷却水が出つづけて、局所的に過冷却となり、温度のばらつきも大きかった。   As shown in FIG. 9, in Invention Example 3, the cooling water stopped immediately after the cooling water stop command, so the temperature distribution after cooling was good. In Comparative Example 4, 45 seconds after the cooling water stop command. Because the cooling water continued to come out, even if the cooling water stop command was issued after detecting that the steel strip temperature was not at the target temperature, the cooling water continued to come out, resulting in local overcooling and temperature variations. It was big.

本発明の一実施形態の概略説明図(正面図)である。It is a schematic explanatory drawing (front view) of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の概略説明図(側面図)である。It is a schematic explanatory drawing (side view) of one Embodiment of this invention. 吸引機構であるエゼクターの構造を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the ejector which is a suction mechanism. 本発明の一実施形態の寸法や記号の説明図(正面図)である。It is explanatory drawing (front view) of the dimension and symbol of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の寸法や記号の説明図(側面図)である。It is explanatory drawing (side view) of the dimension and symbol of one Embodiment of this invention. 本発明の実施例2における厚鋼板製造ラインを示す図である。It is a figure which shows the thick steel plate manufacturing line in Example 2 of this invention. 本発明の実施例2における冷却後の厚鋼板の幅方向温度分布である。It is the width direction temperature distribution of the thick steel plate after cooling in Example 2 of this invention. 本発明の実施例3における熱延鋼帯製造ラインを示す図である。It is a figure which shows the hot rolled steel strip manufacturing line in Example 3 of this invention. 本発明の実施例3における冷却後の熱延鋼帯の長手方向温度分布である。It is a longitudinal direction temperature distribution of the hot-rolled steel strip after cooling in Example 3 of the present invention. 先行文献1を説明する図である。It is a figure explaining prior art literature 1. 先行文献2を説明する図である。It is a figure explaining prior art document 2. 先行文献3を説明する図である。It is a figure explaining prior literature 3. 先行文献4を説明する図である。It is a figure explaining prior literature 4. 先行文献5を説明する図である。It is a figure explaining prior literature 5. 先行文献6を説明する図である。It is a figure explaining prior literature 6. 先行文献7を説明する図である。It is a figure explaining prior literature 7. 先行文献8を説明する図である。It is a figure explaining prior literature 8.

符号の説明Explanation of symbols

1 冷却水供給管
2 ノズルヘッダ
2a ノズルヘッダ内管
2b ノズルヘッダ外管
2c 貫通孔
4 ノズル
4a ノズルの上端(冷却水流入口)
4b ノズルの先端(冷却水流出口)
6 冷却水給水制御手段(冷却水供給用開閉弁)
9 排水溝
10 負圧発生機構
11 吸引用配管
12 吸引制御手段(吸引制御用電磁弁)
13 吸引機(エゼクター)
14 エゼクター
14a ノズル
14b 吸引室
14c 吸引口
14d 排出口
21 厚鋼板
22 熱延鋼帯
50 本発明の冷却装置
51 厚鋼板の製造に適用した本発明の冷却装置群
52 熱延鋼帯の製造に適用した本発明の冷却装置群
60 加熱炉
61 厚鋼板圧延機
62 矯正機
65 表面温度計
70 加熱炉
71 熱延鋼帯粗圧延機群
72 熱延鋼帯仕上げ圧延機群
73 ランアウトテーブル
74 コイラー
75 熱延鋼帯の既設下面冷却装置群
76 表面温度計
77 表面温度計
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cooling water supply pipe 2 Nozzle header 2a Nozzle header inner pipe 2b Nozzle header outer pipe 2c Through-hole 4 Nozzle 4a Nozzle upper end (cooling water inlet)
4b Nozzle tip (cooling water outlet)
6 Cooling water supply control means (cooling water supply on / off valve)
9 Drain Groove 10 Negative Pressure Generation Mechanism 11 Suction Pipe 12 Suction Control Means (Suction Control Solenoid Valve)
13 Suction machine (ejector)
14 Ejector 14a Nozzle 14b Suction chamber 14c Suction port 14d Discharge port 21 Thick steel plate 22 Hot-rolled steel strip 50 Cooling device of the present invention 51 Cooling device group of the present invention applied to manufacture of thick steel plate 52 60 Heating furnace 61 Thick steel plate rolling machine 62 Straightening machine 65 Surface thermometer 70 Heating furnace 71 Coarse rolling mill group 72 Hot rolling strip finishing mill group 73 Runout table 74 Coiler 75 Heat Existing steel surface cooling device group for steel strip 76 Surface thermometer 77 Surface thermometer

Claims (4)

冷却水供給源に冷却水供給管を介して接続されたノズルヘッダと、冷却水供給管に設けられた冷却水供給制御手段と、前記ノズルヘッダに取り付けられたノズル群とを備えた鋼材の冷却装置を用いて鋼材上面に冷却水を水量密度1500L/min・m 以上で供給するに際して、前記ノズル群の各ノズルをノズルヘッダ内に貫通させ、各ノズルの冷却水流入口の水平面位置を一致させるとともに、前記ノズルヘッダ内を負圧にする負圧発生機構を設けておき、鋼材上面への冷却水の供給を停止する場合には、前記冷却水供給制御手段によってノズルヘッダへの冷却水の供給を停止すると同時に前記負圧発生機構によってノズルヘッダ内を、ノズルの冷却水流入口に作用する冷却水のヘッド圧を打ち消して、ノズルからの冷却水の落下を停止させるだけの負圧にすることを特徴とする鋼材の冷却方法。 Cooling of a steel material comprising a nozzle header connected to a cooling water supply source via a cooling water supply pipe, cooling water supply control means provided in the cooling water supply pipe, and a nozzle group attached to the nozzle header. When supplying cooling water to the upper surface of the steel material at a water density of 1500 L / min · m 2 or more using the apparatus, each nozzle of the nozzle group is passed through the nozzle header, and the horizontal plane position of the cooling water inlet of each nozzle is matched. In addition, in the case where a negative pressure generating mechanism for making the inside of the nozzle header negative is provided and the supply of cooling water to the upper surface of the steel material is stopped, the cooling water supply control means supplies cooling water to the nozzle header. At the same time, the negative pressure generating mechanism cancels the cooling water head pressure acting on the nozzle cooling water inlet, and stops the cooling water from dropping from the nozzle. A cooling method for steel, characterized by a negative pressure sufficient to allow 前記負圧発生機構としてエゼクターを使用することを特徴とする請求項1に記載の鋼材の冷却方法。   The steel material cooling method according to claim 1, wherein an ejector is used as the negative pressure generating mechanism. 冷却水供給源に冷却水供給管を介して接続されたノズルヘッダと、冷却水供給管に設けられた冷却水供給制御手段と、前記ノズルヘッダに取り付けられたノズル群とを備えて、鋼材上面に冷却水を水量密度1500L/min・m 以上で供給する鋼材の冷却装置において、前記ノズル群の各ノズルは前記ノズルヘッダ内に貫通し、各ノズルの冷却水流入口の水平面位置が一致しているとともに、前記ノズルヘッダ内を負圧とする負圧発生機構を備えており、鋼材上面への冷却水の供給を停止する場合には、前記冷却水供給制御手段によってノズルヘッダへの冷却水供給を停止すると同時に前記負圧発生機構によってノズルヘッダ内を、ノズルの冷却水流入口に作用する冷却水のヘッド圧を打ち消して、ノズルからの冷却水の落下を停止させるだけの負圧にすること特徴とする鋼材の冷却装置。 An upper surface of a steel material, comprising a nozzle header connected to a cooling water supply source via a cooling water supply pipe, cooling water supply control means provided in the cooling water supply pipe, and a nozzle group attached to the nozzle header. In the steel cooling device for supplying cooling water to the water density of 1500 L / min · m 2 or more, each nozzle of the nozzle group penetrates into the nozzle header, and the horizontal plane position of the cooling water inlet of each nozzle matches. And a negative pressure generating mechanism for generating a negative pressure in the nozzle header, and when stopping the supply of cooling water to the upper surface of the steel material, the cooling water supply control means supplies the cooling water to the nozzle header. At the same time, the negative pressure generating mechanism cancels the cooling water head pressure acting on the cooling water inlet of the nozzle in the nozzle header to stop the cooling water from dropping from the nozzle. A steel material cooling device characterized by a negative pressure as much as possible . 前記負圧発生機構としてエゼクターを使用することを特徴とする請求項3に記載の鋼材の冷却装置。   The steel material cooling device according to claim 3, wherein an ejector is used as the negative pressure generating mechanism.
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