JP5217750B2 - 鋼板の冷却装置 - Google Patents

Description

本発明は、鋼板の冷却装置に関し、特に冷却終了時における冷却ノズルからの冷却水の流出を効果的に防止しようとするものである。

例えば、熱間圧延工程において制御圧延を行う場合、圧延途中の段階で熱延板に対し冷却水を噴射して、熱延板を所定の温度まで冷却する。冷却終了時には冷却水の供給を停止するが、冷却水停止後も冷却装置の遮断弁以降の配管およびヘッダー内に残存している冷却水が流出するため、次材が水冷を必要としない熱延板の場合には、冷却水が完全に排出されるまでは圧延を続行できないという問題があった。
また、冷却水停止後も熱延板上に冷却水の流出が続き、部分的に冷却されると、鋼板に反りが生じ、搬送上問題となる場合があった。さらに、冷却水停止後に、部分的に冷却水がかかると、材質のバラツキを生じ、品質上問題となる場合があった。

そこで、かような弊害を解消するために、従来から種々の提案がなされている。
例えば、特許文献１には、ヘッダー内に残存している水の流出を防止するために、スリットノズルの開口部を封止するノズルシャッターを設置する技術が提案されている。
また、特許文献２や特許文献３には、冷却水の排出時間を短縮するためにヘッダーに吸気管を設ける技術が提案されている。
特開平10−296320号公報 特開平10−277624号公報 特開平10−235425号公報

しかしながら、上掲特許文献１の技術では、狭隘な場所にスリットノズルの開口部全域を開閉するためのノズルシャッターを取り付ける必要があることから、装置構造が複雑になると共にコストの上昇を招くという問題があった。
また、上掲特許文献２，３の技術では、冷却水の排出時間の短縮化は図れるものの、冷却水の供給停止後にヘッダーやノズル内に残留していた冷却水を、鋼板上に排出することに変わりはないため、完全な対策とはならない点に問題を残していた。

本発明は、上記の現状に鑑み開発されたもので、冷却装置のさほどの複雑化を招くことなしに、給水停止時に冷却水の流出を完全に防止して、圧延作業の遅延や鋼板の反り発生、材質のバラツキなどを招くことのない鋼板の冷却装置を提案することを目的とする。

さて、発明者らは、上記の問題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、以下に述べる知見を得た。
冷却水の供給時には、噴射ノズルの射出方向を下向きとして冷却水を噴射しているが、冷却水の停止時に噴射ノズルへの給水を遮断すると同時に、噴射ノズルの向きを上向きにしてやれば、ヘッダーやノズル内に残留していた冷却水の流出が防止され、所望の目的が有利に達成されることの知見を得た。
本発明は、上記の知見に立脚するものである。

すなわち、本発明の要旨構成は次のとおりである。
１．テーブルロール上を移送される高温の鋼板に対し、その板幅方向にわたって設けられたヘッダー管と、該ヘッダー管に接続された一対の冷却水噴射ノズルと、該ヘッダー管への冷却水の供給・停止を司る吸水弁とをそなえる圧延設備における鋼板の冷却装置において、
該ヘッダー管をその軸芯周りの旋回が可能な旋回式にすると共に、該ヘッダー管を旋回させるためのヘッダー旋回用シリンダーまたは旋回用モータからなる旋回手段を設けることにより、該ヘッダー管への冷却水の供給時には、該冷却水噴射ノズルの射出方向を下向きにし、一対の冷却水噴射ノズルから冷却水が鋼板上で互いに衝突するように噴射する一方、冷却水の供給停止時には、該冷却水噴射ノズルへの給水を遮断すると同時に、該ヘッダー管を旋回させ、該冷却水噴射ノズルの向きを冷却水の噴射姿勢から水平方向より上向きに旋回させて、該ヘッダー管および該冷却水噴射ノズル内に残留する冷却水の流出を防止する仕組みとし、
さらに該ヘッダー管に、冷却水の噴射停止時にヘッダー管内の冷却水を外部に排出するための排水弁を設けたことを特徴とする圧延設備における鋼板の冷却装置。

本発明によれば、冷却終了時に冷却水の流出を迅速かつ完全に防止することができ、その結果、圧延作業の遅延は勿論のこと、鋼板における反りの発生や材質のバラツキを回避することができる。

以下、本発明を図面を用いて具体的に説明する。
図１に、本発明に従う冷却装置の好適例を斜視面で示す。図１（ａ）は、冷却水供給時の状態、図１（ｂ）は、冷却水停止時の状態を示している。図中、符号１はヘッダー管、２は冷却水噴射ノズル、３はヘッダー管１への冷却水の供給・停止を司る吸水弁、そして４がヘッダー旋回シリンダー、５が排水弁である。

さて、図１（ａ）に示したとおり、冷却水の供給時は、噴射ノズルの射出方向を下向きの所定の角度に設定した上で、吸水弁３を開、排水弁５を閉として、冷却水をヘッダー管１に供給することにより、冷却水噴射ノズル２から鋼板に向けて冷却水を噴射している。
その後、鋼板の冷却が終了した時点では、吸水弁３を閉じてヘッダー管１への冷却水の供給を停止すると同時に、図１（ｂ）に示したように、ヘッダー旋回シリンダー４により噴射ノズル２の向きを上向きに旋回させる。
この動作により、ヘッダー管１および噴射ノズル２内に残留する冷却水の鋼板上への流出を迅速に停止できるため、ノズルの水切り性能が格段に向上する。

ついで、ヘッダー管１の両端部に設けた排水弁５を開とすることにより、ヘッダー管１および噴射ノズル２内に残留する冷却水を排水弁５を介して外部に排出することができるので、鋼板上への余分な冷却水の流出は完全に防止される。

次に、図２に、本発明に従う冷却装置を実機に装着した熱延設備を示す。図中、符号６が熱延板、７が熱延板６の移送用のテーブルロール、８が圧延スタンドであり、９で本発明に従う冷却装置全体を示す。
熱間圧延に際し、熱延板６は、この例で図面左側から右側にテーブルロール７上を移送されるが、制御冷却を行う場合には、圧延スタンド８の出側において冷却装置９により水冷される。

上記の制御冷却に際しては、冷却水噴射ノズル２は一対で使用され、冷却水の噴射角度は図３に示すように、熱延板６に対し50°程度が好適とされる。
制御冷却に際し、一対の冷却水噴射ノズルを用い、冷却水が熱延板上で互いに衝突するように噴射する理由は、かような噴射方式とすることにより、熱延板上における冷却水の流れを、板幅方向に逃がすように制御することができるからである。

また、冷却終了時における噴射ノズル２の旋回角度は、噴射ノズル面に対する垂直軸が水平方向に対し上向き45°以上、好ましくは60°以上とするのが好適である。なお、最も好ましいのは垂直軸が水平方向に対し上向き90°すなわち真上に向ける場合である。これにより、ヘッダー管１および噴射ノズル２内に残留する冷却水の流出を完全に防止することができる。

なお、ヘッダー管の旋回手段としては、ヘッダー旋回用シリンダーの他、旋回用モータを使用することができる。
また、上記の例では、本発明を熱間圧延工程に適用した場合について説明したが、本発明はそれだけに限るものではなく、厚板工場や熱延工場での冷却装置として適用できるのはいうまでもない。

本発明に従う冷却装置を示す斜視図である。 本発明に従う冷却装置を設置した熱延設備を示す斜視図である。 一般的な冷却水の噴射要領を示す正面図である。

符号の説明

１ ヘッダー管
２ 冷却水噴射ノズル
３ 吸水弁
４ ヘッダー旋回シリンダー
５ 排水弁
６ 熱延板
７ テーブルロール
８ 圧延スタンド
９ 冷却装置全体

Claims (1)

1. テーブルロール上を移送される高温の鋼板に対し、その板幅方向にわたって設けられたヘッダー管と、該ヘッダー管に接続された一対の冷却水噴射ノズルと、該ヘッダー管への冷却水の供給・停止を司る吸水弁とをそなえる圧延設備における鋼板の冷却装置において、
   該ヘッダー管をその軸芯周りの旋回が可能な旋回式にすると共に、該ヘッダー管を旋回させるためのヘッダー旋回用シリンダーまたは旋回用モータからなる旋回手段を設けることにより、該ヘッダー管への冷却水の供給時には、該冷却水噴射ノズルの射出方向を下向きにし、一対の冷却水噴射ノズルから冷却水が鋼板上で互いに衝突するように噴射する一方、冷却水の供給停止時には、該冷却水噴射ノズルへの給水を遮断すると同時に、該ヘッダー管を旋回させ、該冷却水噴射ノズルの向きを冷却水の噴射姿勢から水平方向より上向きに旋回させて、該ヘッダー管および該冷却水噴射ノズル内に残留する冷却水の流出を防止する仕組みとし、
   さらに該ヘッダー管に、冷却水の噴射停止時にヘッダー管内の冷却水を外部に排出するための排水弁を設けたことを特徴とする圧延設備における鋼板の冷却装置。

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