JP5191683B2

JP5191683B2 - Cooling system

Info

Publication number: JP5191683B2
Application number: JP2007106768A
Authority: JP
Inventors: 良洋芹澤; 英孝上尾; 雅樹山本
Original assignee: Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp; Spraying Systems Japan Co
Current assignee: Nippon Steel Corp; Spraying Systems Japan Co
Priority date: 2007-04-16
Filing date: 2007-04-16
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2027-04-16
Also published as: JP2008264597A

Description

本発明は、熱処理後の高温の鋼材を冷却する冷却装置に関する。 The present invention relates to a cooling device for cooling high-temperature steel after heat treatment.

例えば熱間圧延後に高温で搬出される鋼材を冷却する場合、従来より、水平方向に複数配置されたパイプから鋼材上に冷却水を吐出する、いわゆるパイプラミナーノズルが使用されている。このパイプラミナーノズルを使用した場合、鋼材に対して点状に冷却水が噴射されるために、また各パイプからの水量自体も変化しやすいために、鋼材を均一に冷却することができなかった。 For example, when cooling a steel material carried out at a high temperature after hot rolling, a so-called pipe laminar nozzle that discharges cooling water onto a steel material from a plurality of pipes arranged in a horizontal direction has been conventionally used. When this pipe laminar nozzle is used, since the cooling water is sprayed in a point-like manner on the steel material, and the amount of water itself from each pipe is likely to change, the steel material could not be cooled uniformly. .

そこで、鋼材の幅方向にスリット状の吐出口を有して、鋼材を均一に冷却するスリットノズルが提案されている。図１１に示すように、このスリットノズル１００は、内管１０１と外管１０２の二重構造を有する本体部と、本体部の下部に設けられた液溜部１０３と、液溜部１０３の下部に設けられ、スリット状の吐出口を有するノズル先端部１０４とを有している。液溜部１０３は、細長い箱形状で上面が開口し、外管１０２の下部に形成された液流出部１０２ａを開口上面が取り囲むように外管１０２に取り付けられる。開口上面に対向する液溜部１０３の底面は、液溜部１０３の長手方向に沿って２列に配した整流孔１０３ｂを有する整流板１０３ａを形成している。そして、外管１０２の液流出部１０２ａから流出した冷却水は一旦液溜部１０３内に滞留し、その間に実質的に均一に圧縮された後、整流孔１０３ｂから整流されて排出される。この排出された冷却水は、ノズル先端部１０４の吐出口から鋼材に吐出される（特許文献１）。 Therefore, a slit nozzle that has a slit-like discharge port in the width direction of the steel material and uniformly cools the steel material has been proposed. As shown in FIG. 11, the slit nozzle 100 includes a main body having a double structure of an inner tube 101 and an outer tube 102, a liquid reservoir 103 provided at a lower portion of the main body, and a lower portion of the liquid reservoir 103. And a nozzle tip 104 having a slit-like discharge port. The liquid reservoir 103 is attached to the outer tube 102 so that the upper surface is open in an elongated box shape and the upper surface of the liquid outlet portion 102a formed at the lower portion of the outer tube 102 surrounds. The bottom surface of the liquid reservoir 103 facing the upper surface of the opening forms a rectifying plate 103 a having rectifying holes 103 b arranged in two rows along the longitudinal direction of the liquid reservoir 103. And the cooling water which flowed out from the liquid outflow part 102a of the outer tube | pipe 102 once retains in the liquid storage part 103, after compressing substantially uniformly in the meantime, it rectifies | straightens from the rectifying hole 103b, and is discharged | emitted. The discharged cooling water is discharged from the discharge port of the nozzle tip 104 to the steel material (Patent Document 1).

特開２００２−２８５３７号公報JP 2002-28537 A

しかしながら、鋼材の製造工程において、鋼材の厚み、品種によっては、従来のスリットノズル１００下を鋼材が移動中でも、鋼材に冷却水を吐出しない場合がある。すなわち、スリットノズル１００に冷却水を通水させないことがある。この場合、高温の鋼材からの輻射熱により、スリットノズル１００のノズル先端部１０４が歪み、ノズル先端部１０４から吐出される冷却水の水量分布がスリットノズル１００の長手方向で不均一になるおそれがあった。そしてこの場合、鋼材を均一に冷却することができなかった。 However, in the manufacturing process of the steel material, depending on the thickness and type of the steel material, even when the steel material is moving under the conventional slit nozzle 100, the cooling water may not be discharged to the steel material. That is, the cooling water may not be allowed to flow through the slit nozzle 100. In this case, there is a possibility that the nozzle tip 104 of the slit nozzle 100 is distorted by the radiant heat from the high-temperature steel material, and the amount of cooling water discharged from the nozzle tip 104 is not uniform in the longitudinal direction of the slit nozzle 100. It was. In this case, the steel material could not be cooled uniformly.

またスリットノズル１００のスリット幅が狭ければ、鋼材の冷却の際に吐出する冷却水の水量を減少させることができ、鋼材に応じて冷却水の吐出流量を制御しやすくなる。しかしながら、スリット幅が狭い場合、鋼材からの輻射熱によるノズル先端部１０４の歪みは、スリット幅が広い場合と比べてさらに大きくなるので、スリット幅の狭いスリットノズル１００は実現されていなかった。 Moreover, if the slit width | variety of the slit nozzle 100 is narrow, the water quantity of the cooling water discharged in the case of cooling of steel materials can be decreased, and it becomes easy to control the discharge flow rate of cooling water according to steel materials. However, when the slit width is narrow, the distortion of the nozzle tip 104 due to the radiant heat from the steel material is further increased as compared with the case where the slit width is wide, so the slit nozzle 100 with a narrow slit width has not been realized.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、スリットノズルのスリット幅を狭くしても、当該スリットノズルから吐出される冷却水の水量分布をスリットノズルの長手方向で均一にすることを目的とする。 The present invention has been made in view of such a point, and even if the slit width of the slit nozzle is narrowed, the water amount distribution of the cooling water discharged from the slit nozzle is made uniform in the longitudinal direction of the slit nozzle. Objective.

前記の目的を達成するため、本発明の冷却装置は、鋼材に冷却水を吐出して、当該鋼材を冷却する冷却装置であって、冷却水の供給孔を有する冷却水供給管と、前記冷却水供給管を取り囲み、冷却水の流出口が上部に形成されたヘッダーと、前記流出口から流出した冷却水の流入口が上部に形成され、流入した冷却水を鋼材に吐出するスリット状の吐出口が下部に形成されたスリットノズルと、前記ヘッダーの流出口と前記スリットノズルの流入口とを接続する冷却水流路と、を有し、前記スリットノズルの側面の少なくとも一部が、前記ヘッダーの側面と接しており、前記スリットノズルが接する前記ヘッダーの接触面と前記冷却水供給管の中心との間の水平方向距離は、前記接触面と対向する前記ヘッダーの側面と前記冷却水供給管の中心との間の水平方向距離よりも長く、前記スリットノズルの内部に鉛直方向に延びる複数の格子状またはハニカム状の構造の通孔によって冷却水の流れを整流する整流器が設けられ、当該整流器の上端が前記スリットノズルの流入口より低い位置にあることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the cooling device of the present invention is a cooling device that discharges cooling water to a steel material to cool the steel material, the cooling water supply pipe having a cooling water supply hole, and the cooling device A header that surrounds the water supply pipe and has a cooling water outlet formed at the top, and a cooling water inlet that flows out of the outlet is formed at the top, and a slit-like discharge that discharges the flowing cooling water to the steel. A slit nozzle having an outlet formed in a lower portion, and a cooling water flow path connecting the outlet of the header and the inlet of the slit nozzle, and at least a part of a side surface of the slit nozzle is formed on the header. The horizontal distance between the contact surface of the header that is in contact with the side surface and the center of the cooling water supply pipe is in contact with the slit nozzle, and the side surface of the header that faces the contact surface and the cooling water supply pipe Longer than the horizontal distance between the center, the rectifier is provided for rectifying the flow of the cooling water by a plurality of grid-like or honeycomb-like through holes of the structure extending vertically inside the slit nozzle, of the rectifier The upper end is in a position lower than the inlet of the slit nozzle .

本発明の冷却装置によれば、ヘッダーの上部に冷却水の流出口が形成されているので、冷却水供給管への冷却水の供給を停止している間でも、ヘッダーの内部には冷却水が滞留する。そしてスリットノズルの側面の少なくとも一部がヘッダーの側面と接しているので、ヘッダー内部に滞留している冷却水によって、ヘッダーと接するスリットノズルの側面が冷却される。この冷却の効果は、スリットノズル全体に伝播し、スリットノズルの先端部も冷却される。それ故、従来のように高温の鋼材からの輻射熱によってスリットノズルの先端部が歪むことがないので、スリット幅がスリットノズルの長手方向で均一にすることができる。したがって、スリットノズルから吐出される冷却水の水量分布をスリットノズルの長手方向で均一にすることができる。 According to the cooling device of the present invention, since the cooling water outlet is formed in the upper part of the header, the cooling water is provided inside the header even while the supply of the cooling water to the cooling water supply pipe is stopped. Stays. Since at least a part of the side surface of the slit nozzle is in contact with the side surface of the header, the side surface of the slit nozzle in contact with the header is cooled by the cooling water staying inside the header. This cooling effect propagates to the entire slit nozzle, and the tip of the slit nozzle is also cooled. Therefore, the tip portion of the slit nozzle is not distorted by radiant heat from a high-temperature steel material as in the prior art, so that the slit width can be made uniform in the longitudinal direction of the slit nozzle. Therefore, the water amount distribution of the cooling water discharged from the slit nozzle can be made uniform in the longitudinal direction of the slit nozzle.

またスリット幅を狭くした場合でも、上述のようにスリットノズルの先端部が冷却される。したがって、スリット幅の狭いスリットノズルを使用して鋼材を冷却することもできるので、鋼材の冷却の際に吐出する冷却水の水量を減少させることができ、鋼材に応じて冷却水の吐出流量を制御しやすくなる。 Even when the slit width is narrowed, the tip of the slit nozzle is cooled as described above. Therefore, since the steel material can be cooled using a slit nozzle having a narrow slit width, the amount of cooling water discharged when cooling the steel material can be reduced, and the cooling water discharge flow rate can be reduced depending on the steel material. It becomes easier to control.

また鋼材を冷却する際に、鋼材の温度制御が必要な場合には、冷却水をできるだけ早く吐出する、あるいは冷却水の吐出をできるだけ早く停止する必要がある。本発明の冷却装置によれば、冷却水供給管からの冷却水の供給を停止しても、ヘッダーの内部の冷却水はスリットノズルから吐出されない。したがって、冷却水供給管からの冷却水の供給を停止すると、直ちにスリットノズルからの冷却水の吐出を停止することができる。また、冷却水供給管からの冷却水の供給を停止している間でも、ヘッダーの内部には冷却水が滞留しているので、再度冷却水の供給を開始する場合、ヘッダーの内部に滞留している冷却水が押し流されてスリットノズルから吐出される。したがって、冷却水供給管から冷却水を供給すると、直ちにスリットノズルから冷却水を吐出することができる。 Further, when cooling the steel material, if it is necessary to control the temperature of the steel material, it is necessary to discharge the cooling water as soon as possible, or stop the cooling water discharge as soon as possible. According to the cooling device of the present invention, even if the supply of the cooling water from the cooling water supply pipe is stopped, the cooling water inside the header is not discharged from the slit nozzle. Accordingly, when the supply of the cooling water from the cooling water supply pipe is stopped, the discharge of the cooling water from the slit nozzle can be stopped immediately. Even when the cooling water supply from the cooling water supply pipe is stopped, the cooling water stays inside the header. Therefore, when the cooling water supply is started again, it stays inside the header. The cooling water which is flowing is pushed away and discharged from the slit nozzle. Therefore, when the cooling water is supplied from the cooling water supply pipe, the cooling water can be immediately discharged from the slit nozzle.

前記スリットノズルと前記ヘッダーが接する側面は、それぞれ銅または銅合金からなっていてもよい。このように熱伝導率の良い銅または銅合金を使用することにより、スリットノズルの側面をより効率よく冷却することができる。 The side surfaces where the slit nozzle and the header are in contact may each be made of copper or a copper alloy. As described above, by using copper or copper alloy having good thermal conductivity, the side surface of the slit nozzle can be cooled more efficiently.

前記ヘッダーの鉛直断面形状は、四角形であってもよい。このように断面形状が四角形であればヘッダーとスリットノズルが接する面積が大きくなるので、スリットノズルの冷却効果を向上させることができる。 The header may have a rectangular cross-sectional shape. Thus, if the cross-sectional shape is a quadrangle, the area where the header and the slit nozzle are in contact with each other is increased, so that the cooling effect of the slit nozzle can be improved.

前記供給孔は、前記冷却水供給管の鉛直断面から見て、当該冷却水供給管の鉛直中心軸から中心角が４５度以内の下端側の外周面に形成されていてもよい。発明者らが調べたところ、この範囲の外周面に供給孔が形成されていれば、供給孔から供給される冷却水をヘッダーの内部に滞留させることなく、ヘッダーの流出口へ流すことができる。 The supply hole may be formed on the outer peripheral surface on the lower end side with a central angle within 45 degrees from the vertical central axis of the cooling water supply pipe as seen from the vertical cross section of the cooling water supply pipe. As a result of investigations by the inventors, if a supply hole is formed on the outer peripheral surface in this range, the cooling water supplied from the supply hole can flow to the outlet of the header without staying inside the header. .

本発明によれば、スリットノズルをヘッダー内の冷却水によって冷却できるので、スリットノズルのスリット幅を狭くしてもスリットノズルの先端部が歪まず、当該スリットノズルから吐出される冷却水の水量分布をスリットノズルの長手方向で均一にすることができる。 According to the present invention, since the slit nozzle can be cooled by the cooling water in the header, even if the slit width of the slit nozzle is narrowed, the tip portion of the slit nozzle is not distorted, and the amount of cooling water discharged from the slit nozzle is distributed. Can be made uniform in the longitudinal direction of the slit nozzle.

以下、本発明の好ましい実施の形態について説明する。図１及び図２は本実施の参考形態にかかる冷却装置１の側面図であり、図３は冷却装置１の縦断面図である。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. 1 and 2 are side views of the cooling device 1 according to this embodiment , and FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the cooling device 1.

冷却装置１は、図１〜図３に示すように円管の冷却水供給管２を有している。冷却水供給管２の長手方向の一端には、冷却水が供給される開口部３が形成され、開口部３には、図示しない冷却水供給源が接続されている。冷却水供給管２の他端は、サイドプレート４によって塞がれている。冷却水供給管２の外周面には、図４に示すように複数の同一径を有する供給孔５が長手方向に一列に形成されている。図４は、斜め下方から見た冷却水供給管２の側面図である。供給孔５は、図３に示すように、例えば冷却水供給管２の鉛直中心軸Ｘから中心角αが４５度の下端側の外周面であって、後述するヘッダー６の流出口８とヘッダー６の対角線方向に対向する位置に形成されている。 The cooling device 1 has a circular cooling water supply pipe 2 as shown in FIGS. An opening 3 for supplying cooling water is formed at one end in the longitudinal direction of the cooling water supply pipe 2, and a cooling water supply source (not shown) is connected to the opening 3. The other end of the cooling water supply pipe 2 is closed by a side plate 4. As shown in FIG. 4, a plurality of supply holes 5 having the same diameter are formed in a row in the longitudinal direction on the outer peripheral surface of the cooling water supply pipe 2. FIG. 4 is a side view of the cooling water supply pipe 2 as viewed obliquely from below. As shown in FIG. 3, the supply hole 5 is an outer peripheral surface on the lower end side whose central angle α is 45 degrees from the vertical center axis X of the cooling water supply pipe 2, for example. 6 are formed at positions opposite to each other in the diagonal direction.

冷却水供給管２の外側には、図１〜図３に示すように冷却水供給管２を取り囲むヘッダー６が設けられている。ヘッダー６の内部の冷却水供給管２は、図３に示すように、ヘッダー６の中央に配置されている。ヘッダー６は中空の筒であり、その鉛直断面形状は正方形となっている。ヘッダー６の長手方向の両端は、サイドプレート４、７によって塞がれており、サイドプレート７には冷却水供給管２が挿通している。ヘッダー６の上面には、図３及び図５に示すように、ヘッダー６内の冷却水を流出させる流出口８がヘッダー６の長手方向に複数形成されている。図５は、上方から見たヘッダー６の側面図である。また流出口８は、図３に示すように、冷却水供給管２の供給孔５とヘッダー６の対角線方向に対向する位置に形成されている。 As shown in FIGS. 1 to 3, a header 6 surrounding the cooling water supply pipe 2 is provided outside the cooling water supply pipe 2. The cooling water supply pipe 2 inside the header 6 is arranged at the center of the header 6 as shown in FIG. The header 6 is a hollow cylinder, and its vertical cross-sectional shape is a square. Both ends in the longitudinal direction of the header 6 are closed by side plates 4 and 7, and the cooling water supply pipe 2 is inserted through the side plate 7. As shown in FIGS. 3 and 5, a plurality of outlets 8 through which the cooling water in the header 6 flows out are formed on the upper surface of the header 6 in the longitudinal direction of the header 6. FIG. 5 is a side view of the header 6 as viewed from above. Moreover, the outflow port 8 is formed in the position which opposes the supply hole 5 of the cooling water supply pipe 2 and the header 6 diagonally as shown in FIG.

ヘッダー６の流出口８側には、図３に示すように鋼材に冷却水を吐出するスリットノズル９が設けられている。スリットノズル９のヘッダー６側の側面９ａは、ヘッダー６の流出口８側の側面６ａと接している。スリットノズル９は、その先端部１０でヘッダー６側に細くなっている。すなわち、スリットノズル９の側面９ａは平板状であるのに対し、側面９ａに対向する側面９ｂは中心付近から下方がヘッダー６側に折れ曲がっている。スリットノズル９の先端部１０の下端は開口して冷却水を吐出するスリット状の吐出口１１を形成し、吐出口１１の長手方向の長さは、鋼材の幅よりも大きくなっている。吐出口１１は、スリットノズル９と接するヘッダー６の側面６ａに近接し、ヘッダー６の下面付近に形成されている。スリットノズル９の内部には、冷却水の流れを整流する整流器１２が設けられている。整流器１２には、例えば鉛直方向に延びる複数の格子状またはハニカム状の構造の通孔が用いられ、冷却水は通孔を通過することでその流れが整流される。スリットノズル９の上端は開口して、ヘッダー６の流出口８から流出した冷却水が流入する流入口１３を形成している。流入口１３は、流出口８と同じ高さに形成されている。 As shown in FIG. 3, a slit nozzle 9 that discharges cooling water to the steel material is provided on the outlet 8 side of the header 6. A side surface 9 a on the header 6 side of the slit nozzle 9 is in contact with a side surface 6 a on the outlet 8 side of the header 6. The slit nozzle 9 is narrowed toward the header 6 at the tip portion 10. That is, the side surface 9a of the slit nozzle 9 has a flat plate shape, while the side surface 9b facing the side surface 9a is bent downward from the center toward the header 6 side. The lower end of the front end portion 10 of the slit nozzle 9 is opened to form a slit-like discharge port 11 for discharging cooling water, and the length of the discharge port 11 in the longitudinal direction is larger than the width of the steel material. The discharge port 11 is formed in the vicinity of the side surface 6 a of the header 6 in contact with the slit nozzle 9 and in the vicinity of the lower surface of the header 6. A rectifier 12 that rectifies the flow of the cooling water is provided inside the slit nozzle 9. For example, a plurality of lattice-shaped or honeycomb-shaped through holes extending in the vertical direction are used for the rectifier 12, and the flow of the cooling water is rectified by passing through the through holes. The upper end of the slit nozzle 9 is opened to form an inlet 13 into which cooling water flowing out from the outlet 8 of the header 6 flows. The inflow port 13 is formed at the same height as the outflow port 8.

ヘッダー６とスリットノズル９の上方には、図３に示すように、直方体形状のブロック体１４が設けられている。ブロック体１４の下部には断面形状が略長方形の溝が形成されており、この溝がヘッダー６の流出口８とスロットノズル９の流入口１３を覆って、流出口８と流入口１３を接続する冷却水流路１５を形成している。 As shown in FIG. 3, a rectangular parallelepiped block body 14 is provided above the header 6 and the slit nozzle 9. A groove having a substantially rectangular cross section is formed in the lower part of the block body 14, and this groove covers the outlet 8 of the header 6 and the inlet 13 of the slot nozzle 9, and connects the outlet 8 and the inlet 13. The cooling water flow path 15 is formed.

なお、上述した冷却水供給管２、ヘッダー６、スリットノズル９、ブロック体１４の材質には、例えばステンレス鋼あるいは普通鋼が用いられる。 For example, stainless steel or plain steel is used as the material of the cooling water supply pipe 2, the header 6, the slit nozzle 9, and the block body 14 described above.

本実施の参考形態にかかる冷却装置１は以上のように構成されており、次にこの冷却装置１で行われる鋼材の冷却について説明する。なお、図３中の矢印は冷却水の流れの向きを示している。
The cooling device 1 according to the present embodiment is configured as described above. Next, the cooling of the steel material performed by the cooling device 1 will be described. In addition, the arrow in FIG. 3 has shown the direction of the flow of cooling water.

先ず、開口部３から冷却水供給管２の内部に冷却水が供給される。冷却水供給管２の内部の冷却水は、供給孔５からヘッダー６の内部に流入する。供給孔５から流入した冷却水は、上下２方向に分かれ、冷却水供給管２の外周面とヘッダー６の側面の間を通って流出口８へ流れる。流出口８から流出した冷却水は、冷却水流路１５を通って、流入口１３からスリットノズル９の内部に流入する。スリットノズル９内の冷却水は、整流器１２でその流れが整流され、吐出口１１から鋼材に向けて吐出される。 First, cooling water is supplied from the opening 3 into the cooling water supply pipe 2. The cooling water inside the cooling water supply pipe 2 flows into the header 6 from the supply hole 5. The cooling water flowing in from the supply hole 5 is divided into two directions, and flows between the outer peripheral surface of the cooling water supply pipe 2 and the side surface of the header 6 to the outlet 8. The cooling water flowing out from the outlet 8 flows into the slit nozzle 9 from the inlet 13 through the cooling water passage 15. The flow of the cooling water in the slit nozzle 9 is rectified by the rectifier 12 and discharged from the discharge port 11 toward the steel material.

次に鋼材への冷却水の吐出を停止する場合、開口部３から冷却水供給管２の内部への冷却水の供給を停止する。そうするとヘッダー６内の冷却水の流れが停止し、冷却水流路１５の内部とスリットノズル９の内部にある冷却水のみが吐出口１１から吐出される。したがって、スリットノズル９からの冷却水の吐出を停止している間は、冷却水供給管２とヘッダー６の内部に冷却水が滞留している。なお、このように冷却水供給管２への冷却水の供給を停止している間でも、スリットノズル９の下方を鋼材が搬送されている場合があり、かかる場合スリットノズル９は鋼材からの輻射熱を受ける。そしてヘッダー６の内部に滞留している冷却水によって、ヘッダー６の側面６ａと接するスリットノズル９の側面９ａが冷却される。 Next, when stopping the discharge of the cooling water to the steel material, the supply of the cooling water from the opening 3 to the inside of the cooling water supply pipe 2 is stopped. Then, the flow of the cooling water in the header 6 is stopped, and only the cooling water in the cooling water flow path 15 and the slit nozzle 9 is discharged from the discharge port 11. Therefore, while the discharge of the cooling water from the slit nozzle 9 is stopped, the cooling water stays in the cooling water supply pipe 2 and the header 6. Even when the supply of the cooling water to the cooling water supply pipe 2 is stopped in this way, the steel material may be conveyed below the slit nozzle 9, and in such a case, the slit nozzle 9 is radiant heat from the steel material. Receive. Then, the side surface 9 a of the slit nozzle 9 in contact with the side surface 6 a of the header 6 is cooled by the cooling water staying inside the header 6.

そして再び鋼材への冷却水の吐出を開始する場合、開口部３から冷却水供給管２の内部に冷却水が供給される。そして供給された冷却水がヘッダー６内に滞留している冷却水を押し流し、冷却水は冷却水流路１５、スリットノズル９の内部を通って、吐出口１１から鋼材に吐出される。 When the discharge of the cooling water to the steel material is started again, the cooling water is supplied from the opening 3 into the cooling water supply pipe 2. Then, the supplied cooling water pushes the cooling water staying in the header 6, and the cooling water passes through the inside of the cooling water flow path 15 and the slit nozzle 9 and is discharged from the discharge port 11 to the steel material.

以上のように、スリットノズル９の吐出口１１からの冷却水の吐出あるいは吐出の停止を行い、一連の鋼材の冷却が行われる。 As described above, the cooling water is discharged or stopped from the discharge port 11 of the slit nozzle 9 to cool a series of steel materials.

以上の実施の参考形態によれば、ヘッダー６の上面に流出口８が形成されているので、冷却水供給管２への冷却水の供給を停止している間でも、ヘッダー６の内部には冷却水が滞留する。そしてスリットノズル９の側面９ａがヘッダー６の側面６ａと接しているので、ヘッダー６の内部に滞留している冷却水によって、スリットノズル９の側面９ａが冷却される。このときヘッダー６の鉛直断面が正方形であるので、ヘッダー６の側面６ａとスリットノズル９の側面９ａが接する面積が大きく、側面９ａの冷却効果は大きい。そしてこの冷却の効果は、スリットノズル９の全体に伝播し、スリットノズル９の吐出口１１は、ヘッダー６内の冷却水が先端部１０を冷却するようにヘッダー６の側面６ａに近接しているので、スリットノズル９の先端部１０も冷却される。それ故、従来のように高温の鋼材からの輻射熱によってスリットノズル９の先端部１０が歪むことがなく、吐出口１１のスリット幅がスリットノズル９の長手方向で均一にすることができる。したがって、スリットノズル９から吐出される冷却水の水量分布をスリットノズル９の長手方向で均一にすることができる。
According to the reference embodiment described above, since the outlet 8 is formed on the upper surface of the header 6, the header 6 is not provided inside the header 6 even while the cooling water supply to the cooling water supply pipe 2 is stopped. Cooling water stays. Since the side surface 9 a of the slit nozzle 9 is in contact with the side surface 6 a of the header 6, the side surface 9 a of the slit nozzle 9 is cooled by the cooling water staying inside the header 6. At this time, since the vertical cross section of the header 6 is square, the area where the side surface 6a of the header 6 contacts the side surface 9a of the slit nozzle 9 is large, and the cooling effect of the side surface 9a is large. The cooling effect is propagated to the entire slit nozzle 9, and the discharge port 11 of the slit nozzle 9 is close to the side surface 6 a of the header 6 so that the cooling water in the header 6 cools the front end portion 10. Therefore, the tip portion 10 of the slit nozzle 9 is also cooled. Therefore, the tip portion 10 of the slit nozzle 9 is not distorted by radiant heat from a high-temperature steel material as in the prior art, and the slit width of the discharge port 11 can be made uniform in the longitudinal direction of the slit nozzle 9. Therefore, the water amount distribution of the cooling water discharged from the slit nozzle 9 can be made uniform in the longitudinal direction of the slit nozzle 9.

また吐出口１１のスリット幅を狭くした場合でも、上述のようにスリットノズル９の先端部１０が冷却される。したがって、スリット幅の狭いスリットノズル９を使用して鋼材を冷却することもできるので、鋼材の冷却の際に吐出する冷却水の水量を減少させることができ、鋼材に応じて冷却水の吐出流量を制御しやすくなる。 Even when the slit width of the discharge port 11 is narrowed, the tip portion 10 of the slit nozzle 9 is cooled as described above. Therefore, since the steel material can be cooled using the slit nozzle 9 having a narrow slit width, the amount of cooling water discharged when cooling the steel material can be reduced, and the cooling water discharge flow rate according to the steel material It becomes easy to control.

また吐出口１１から鋼材への冷却水の吐出を停止する場合に、冷却水供給管２からの冷却水の供給を停止すると、冷却水流路１５の内部とスリットノズル９の内部にある冷却水のみが吐出口１１から吐出され、ヘッダー６の内部の冷却水は吐出されない。したがって、冷却水供給管２からの冷却水の供給を停止すると、直ちに吐出口１１からの冷却水の吐出を停止することができる。また、冷却水供給管２からの冷却水の供給を停止中にヘッダー６の内部に冷却水が滞留しているので、再度冷却水の供給を開始する場合に、ヘッダー６の内部に滞留している冷却水が押し流されて吐出口１１から吐出される。したがって、冷却水供給管２から冷却水を供給すると、直ちに吐出口１１から冷却水を吐出することができる。このように鋼材への冷却水の吐出、あるいは吐出の停止に対して冷却装置１の応答性が高いので、鋼材の正確な温度制御が可能になる。 Further, when stopping the discharge of the cooling water from the discharge port 11 to the steel material, if the cooling water supply from the cooling water supply pipe 2 is stopped, only the cooling water in the cooling water flow path 15 and the slit nozzle 9 is provided. Is discharged from the discharge port 11 and the cooling water inside the header 6 is not discharged. Therefore, when the supply of the cooling water from the cooling water supply pipe 2 is stopped, the discharge of the cooling water from the discharge port 11 can be stopped immediately. In addition, since the cooling water stays inside the header 6 while the cooling water supply from the cooling water supply pipe 2 is stopped, the cooling water stays inside the header 6 when the cooling water supply is started again. The cooling water that is being swept away is discharged from the discharge port 11. Therefore, when the cooling water is supplied from the cooling water supply pipe 2, the cooling water can be immediately discharged from the discharge port 11. Thus, since the responsiveness of the cooling device 1 is high with respect to discharge of the cooling water to a steel material, or a stop of discharge, exact temperature control of steel materials is attained.

またスリットノズル９の内部に整流器１２を設けているので、吐出口１１から吐出される冷却水の流れに乱流や縮流が生じない。したがって、冷却水を鋼材に対して均一に吐出することができる。 Further, since the rectifier 12 is provided inside the slit nozzle 9, turbulent flow or contraction does not occur in the flow of the cooling water discharged from the discharge port 11. Therefore, the cooling water can be discharged uniformly to the steel material.

以上の実施の参考形態では、ヘッダー６とスリットノズル９にステンレス鋼が用いられていたが、ヘッダー６とスリットノズル９が接する側面６ａ、９ａの材質に例えば銅または銅合金を用いてもよい。このように熱伝導率の良い銅または銅合金を側面に使用することにより、スリットノズル９の側面９ａをより効率よく冷却することができる。
In the reference embodiment described above, stainless steel is used for the header 6 and the slit nozzle 9. However, for example, copper or a copper alloy may be used as the material of the side surfaces 6a and 9a where the header 6 and the slit nozzle 9 are in contact. Thus, the side surface 9a of the slit nozzle 9 can be cooled more efficiently by using copper or a copper alloy having good thermal conductivity on the side surface.

以上の実施の参考形態では、冷却水供給管２の供給孔５は、冷却水供給管２の鉛直中心軸Ｘから中心角αが４５度の下端側の外周面であって、ヘッダー６の流出口８とヘッダー６の対角線方向に対向する位置に形成されていたが、図６に示すように、供給孔５は、冷却水供給管２の鉛直中心軸Ｘから中心角αが４５度以内の下端側の外周面であれば、どの位置に形成されていてもよい。発明者らが調べたところ、前記範囲の外周面に供給孔５が形成されていれば、供給孔５から供給される冷却水を、ヘッダー６の内部に滞留させることなく、流出口８へ流すことができる。また、供給孔５がヘッダー６の側面６ａ側に形成された場合、側面６ａ側に多量の冷却水を流すことができるので、スリットノズル９の冷却効果を向上させることができる。
In the reference embodiment described above, the supply hole 5 of the cooling water supply pipe 2 is the outer peripheral surface on the lower end side whose central angle α is 45 degrees from the vertical central axis X of the cooling water supply pipe 2, The outlet 8 and the header 6 are formed at positions facing each other in the diagonal direction. However, as shown in FIG. 6, the supply hole 5 has a central angle α within 45 degrees from the vertical central axis X of the cooling water supply pipe 2. As long as it is the outer peripheral surface on the lower end side, it may be formed at any position. As a result of investigations by the inventors, if the supply hole 5 is formed on the outer peripheral surface in the above range, the cooling water supplied from the supply hole 5 is allowed to flow to the outlet 8 without staying in the header 6. be able to. Further, when the supply hole 5 is formed on the side surface 6a side of the header 6, a large amount of cooling water can be flowed to the side surface 6a side, so that the cooling effect of the slit nozzle 9 can be improved.

以上の実施の参考形態では、冷却水供給管２はヘッダー６の中央に配置されていたが、本実施の形態では図７に示すように、ヘッダー６の側面６ａと冷却水供給管２の鉛直中心軸Ｘとの間の水平距離Ｓを、側面６ａに対向するヘッダー６の側面６ｂと冷却水供給管２の鉛直中心軸Ｘとの間の水平距離Ｔよりも長くする。これによって、冷却水の供給中には側面６ａ側に多量の冷却水が流れ、また冷却水の供給の停止中には側面６ａ側に多量の冷却水が滞留するので、スリットノズル９の冷却効果を向上させることができる。
In the reference embodiment described above, the cooling water supply pipe 2 is arranged at the center of the header 6, but in this embodiment, as shown in FIG. 7, the side surface 6 a of the header 6 and the vertical direction of the cooling water supply pipe 2 are arranged. the horizontal distance S between the center axis X, is longer than the horizontal distance T between the side surface 6b of the header 6 to be opposed to the side surface 6a and the vertical central axis X of the cooling water supply pipe 2. As a result, a large amount of cooling water flows on the side surface 6a while the cooling water is supplied, and a large amount of cooling water stays on the side surface 6a while the cooling water supply is stopped. Can be improved.

以上の実施の形態及び実施の参考形態では、複数の供給孔５は同一の径を有していたが、図８に示すように、開口部３からサイドプレート４の方向に供給孔５の径を小さくしていってもよい。開口部３から供給されて冷却水供給管２の内部を流れる冷却水は、冷却水供給管２内での水流側分布により、サイドプレート４側の供給孔５からの吐出水量が多くなる。このような水量分布を補正するために開口部３側の供給孔５の径を大きくすることにより、供給孔５から流出する冷却水の水量分布を冷却水供給管２の長手方向により均一にすることができる。
In the above embodiment and the reference embodiment , the plurality of supply holes 5 have the same diameter. However, as shown in FIG. 8, the diameter of the supply holes 5 in the direction from the opening 3 to the side plate 4. May be made smaller. The cooling water that is supplied from the opening 3 and flows inside the cooling water supply pipe 2 increases in the amount of water discharged from the supply holes 5 on the side plate 4 side due to the water flow side distribution in the cooling water supply pipe 2. In order to correct such a water amount distribution, the diameter of the supply hole 5 on the opening 3 side is increased to make the water amount distribution of the cooling water flowing out from the supply hole 5 more uniform in the longitudinal direction of the cooling water supply pipe 2. be able to.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に相到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 The preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It will be apparent to those skilled in the art that various changes or modifications can be made within the scope of the ideas described in the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. It is understood that it belongs.

本発明は、例えば熱処理後の高温の鋼材を冷却する冷却装置に有用である。 The present invention is useful for a cooling device that cools a high-temperature steel material after heat treatment, for example.

本実施の参考形態にかかる冷却装置の側面図である。It is a side view of the cooling device concerning this embodiment . 図１の冷却装置をＡ−Ａ方向から見た側面図である。It is the side view which looked at the cooling device of FIG. 1 from the AA direction. 図１の冷却装置のＢ−Ｂ方向の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the BB direction of the cooling device of FIG. 冷却水供給管の側面図である。It is a side view of a cooling water supply pipe. ヘッダーの側面図である。It is a side view of a header. 冷却水供給管の供給孔の位置を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the position of the supply hole of a cooling water supply pipe. 本実施の形態におけるヘッダーに対する冷却水供給管の位置を説明する冷却装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the cooling device explaining the position of the cooling water supply pipe with respect to the header in this Embodiment . 冷却水供給管の供給孔の大きさを変化させた冷却水供給管の側面図である。 Side view der of the cooling water supply pipe of varying the size of the supply hole of the cooling water supply pipe Ru. 従来のスリットノズルの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the conventional slit nozzle.

Explanation of symbols

１冷却装置
２冷却水供給管
３開口部
５供給孔
６ヘッダー
６ａスリットノズルと接するヘッダーの側面
８流出口
９ａヘッダーと接するスリットノズルの側面
９スリットノズル
１０先端部
１１吐出口
１２整流器
１３流入口
１４ブロック体
１５冷却水流路
２０スリットノズル
２０ａスリットノズル側面（冷却水供給管側）
２０ｂスリットノズル側面（冷却水供給管と反対側）
２１先端部
２２吐出口
２３整流器
２４流入口
２５カバー
２６冷却水流路
２７流出口
２８冷却水流路
２９スリットノズルを挟んで冷却水供給管と対向するヘッダー内の空間
３０冷却水流路
α 中心角
Ｓヘッダーの側面６ａと冷却水供給管の鉛直中心軸との間の水平距離
Ｔヘッダーの側面６ｂと冷却水供給管の鉛直中心軸との間の水平距離
Ｘ冷却水供給管の鉛直中心軸 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cooling device 2 Cooling water supply pipe 3 Opening part 5 Supply hole 6 Header 6a Side surface of the header in contact with the slit nozzle 8 Outflow port 9a Side surface of the slit nozzle in contact with the header 9 Slit nozzle 10 Tip portion 11 Discharge port 12 Rectifier 13 Inlet port 14 Block body 15 Cooling water flow path 20 Slit nozzle 20a Slit nozzle side surface (cooling water supply pipe side)
20b Side surface of slit nozzle (opposite side of cooling water supply pipe)
21 End portion 22 Discharge port 23 Rectifier 24 Inlet 25 Cover 26 Cooling water flow path 27 Outlet 28 Cooling water flow path 29 Space in header facing cooling water supply pipe across slit nozzle 30 Cooling water flow path α Center angle S Header Horizontal distance between the side surface 6a of the cooling water and the vertical central axis of the cooling water supply pipe T Horizontal distance between the side surface 6b of the header and the vertical central axis of the cooling water supply pipe X Vertical vertical axis of the cooling water supply pipe

Claims

A cooling device that discharges cooling water to a steel material and cools the steel material, the cooling water supply pipe having a cooling water supply hole, and surrounding the cooling water supply pipe, and a cooling water outlet is formed at the top And a slit nozzle having a slit-like discharge port formed in the lower part for forming the inlet of the cooling water flowing out from the outlet and in the lower part, and discharging the cooling water that has flowed into the steel material. A cooling water flow path connecting the outlet and the inlet of the slit nozzle, at least a part of the side surface of the slit nozzle is in contact with the side surface of the header, and the contact of the header with which the slit nozzle is in contact The horizontal distance between the surface and the center of the cooling water supply pipe is longer than the horizontal distance between the side surface of the header facing the contact surface and the center of the cooling water supply pipe,
A rectifier for rectifying the flow of the cooling water is provided inside the slit nozzle by a plurality of lattice-like or honeycomb-like through holes extending in the vertical direction, and the upper end of the rectifier is at a position lower than the inlet of the slit nozzle. A cooling device characterized by being.

2. The cooling device according to claim 1, wherein side surfaces of the slit nozzle and the header that are in contact with each other are made of copper or a copper alloy.

The cooling device according to claim 1 or 2, wherein a vertical cross-sectional shape of the header is a quadrangle.

The supply hole is formed on the outer peripheral surface on the lower end side with a central angle within 45 degrees from the vertical central axis of the cooling water supply pipe as seen from the vertical cross section of the cooling water supply pipe. The cooling device according to any one of claims 1 to 3 .