JP5834853B2 - 鋼板のスケール除去用ノズルおよび鋼板のスケール除去装置並びに鋼板のスケール除去方法 - Google Patents
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Description
しかしながら、特許文献4に記載の技術は、従来のスケール除去用ノズルの内部構造を最適化した技術なので、デスケーリング能力を大幅に向上させる上では限界があった。
また、本発明の一態様に係る鋼板のスケール除去用ノズルにおいて、前記径大部内部の水流の一部を前記分岐流オリフィスに導入する全体水量に対する割合を、0%を超え50%以下とすることは好ましい。
本発明の一態様に係る鋼板のスケール除去装置によれば、各スケール除去用ノズルが、上記本発明の一態様に係る鋼板のスケール除去用ノズルのうちいずれか一の態様のスケール除去用ノズルによる作用効果を奏するので、上述の作用機序により、スケールを効率よく除去することができる。
本発明の一態様に係る鋼板のスケール除去方法によれば、使用するスケール除去用ノズルが、上記本発明の一態様に係る鋼板のスケール除去用ノズルのうちいずれか一の態様のスケール除去用ノズルによる作用効果を奏するので、上述の作用機序により、スケールを効率よく除去することができる。
図3に示すように、鋼板の圧延工程は、被圧延材(鋼板)Kを加熱する加熱炉50と、加熱炉50から取り出された被圧延材Kからスケールを除去するために加熱炉50出側(HSB)に設置された加熱炉出側デスケラ60と、それに続いて粗圧延を行なう粗圧延機70と、それに続いて仕上げ圧延を行なう仕上げ圧延機80とから構成されている。
図4〜図6に示すように、ノズル1は、ケーシング2と、ノズルケース11と、ノズルチップ12とから主に構成されている。そして、これらの部材によってノズル1の軸線方向に流路(又はノズル孔)が形成されている。
第2のケーシング2bの上流側端部での周面及び端面(平坦面)には、軸方向に延びる複数のスリット(又は流入口)3が周方向に所定の間隔ごとに形成されている。複数のスリット3は、不純物の流入を規制しつつ水を流入させるためのフィルタとしてはたらくものである。また、第2のケーシング2b内の流路には、整流ユニット(又は整流器若しくはスタビライザ)4が配設されている。
スケール除去装置の、スケール除去用ノズルの装着用アダプター61、62、64には、ノズル1が装着されている。ノズル1は、上述のように、ノズル先端の吐出部が、円筒状流路を形成する径大部18に連続して設けられたテーパ部16と、テーパ部16出側に連続して設けられた吐出孔15とが形成され、さらに、ノズルチップ12とノズルケース11との間には、円筒状流路を形成する径大部18に連通して設けられた分岐孔19を有する。分岐孔19は、ノズル内部の水流の一部を、ノズルチップ12の吐出孔15から吐出した水流との境界部にキャビテーションを発生させるように吐出する。これにより、ノズルのオリフィスから吐出した水流(主流)ジェットの水流との境界部にキャビテーションを発生させることができる。この結果、従来ノズルに比べてデスケーリング能力が大幅に向上する。よって、このスケール除去装置およびこれに装着されたスケール除去用ノズル1、並びにノズル1を用いた鋼板のスケール除去方法によれば、デスケーリングの性能、効率ともに大幅に改善することができる。
以下、上記実施形態で説明したノズル1を実際の被圧延材Kの圧延工程に採用した例について説明する。鋼材としては、標準板幅1.2m、標準板厚は、加熱炉50の出側220mm、粗圧延入側(RSB)62が、220〜70mm、仕上げ圧延入側(FSB)63が、60〜40mmを使用した。従来型(図7参照)との比較実験の結果を次の表1に示す。なお、この例では、噴射圧力P0[Pa]、デスケーリング流量[l/min]、およびスプレー距離H[m]に応じてノズル内部の水流の一部を前記分岐孔に導入する全体水量の割合を、0%を超え50%以下の範囲で調整している。
つまり、デスケーリング能力は噴射水が鋼材表面に衝突する際に発生する総衝撃力(F)および単位衝撃力(S)で評価することができる。図8は、噴射水によるスケール除去における水滴の鋼板への衝突モデルを示す図である。同図において、総衝撃力(F)および単位衝撃力(S)は、以下の式で示すことができる。
F=P0×a×C×(3/d)×α×t
S=F/A
但し、F:鋼板表面での噴射された水の総衝撃力[N],S:鋼板表面での噴射された水の単位衝撃力[Pa],P0:噴射圧力[Pa],a:オリフィス面積[m2],C:音速[m/s],d:水滴の粒子径[m],α:係数,t:衝撃波が液滴中を伝わる時間[s]である。
なお、本発明に係る鋼板のスケール除去用ノズルおよび鋼板のスケール除去装置並びに鋼板のスケール除去方法は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能であることは勿論である。
2 ケーシング
4 整流ユニット
11 ノズルケース
12 ノズルチップ
14 湾曲溝
15 吐出孔(主流オリフィス)
16 テーパ部(又は円錐状傾斜壁)
17 ブシュ(又は環状側壁)
18 径大部
19 分岐孔(分岐流オリフィス)
20 吐出部
30 ポンプ
40 アキュムレータ
50 加熱炉
60 加熱路出側デスケラ
61、62、63 スケール除去用ノズルの装着用アダプター
70 粗圧延機
80 仕上げ圧延機
K 被圧延材(鋼板)
P1 円筒状流路
P2 傾斜流路
P3 円筒状流路
P4 円筒状流路
P5 円錐状流路
P6 分岐流路
Claims (5)
- 鋼板の表面に水を噴射し、その噴射された水の衝撃によって鋼板のスケールを除去するスケール除去用ノズルであって、
ノズル先端の吐出部は、円筒状流路を形成する径大部に連通して設けられた一つの主流オリフィスおよび二つの分岐流オリフィスを有し、
前記主流オリフィスは、吐出孔の開口形状が楕円状をなして形成されており、
前記二つの分岐流オリフィスは、前記主流オリフィスの吐出孔をその楕円長軸の両側から挟むように対向配置されるとともに各分岐流オリフィスが楕円円周方向に沿った円弧状をなして形成され、前記径大部内部の水流の一部を、前記主流オリフィスから吐出した水流との境界部にキャビテーションを発生させるように吐出することを特徴とする鋼板のスケール除去用ノズル。 - 前記二つの分岐流オリフィスから吐出する水流を、前記一つの主流オリフィスから吐出した水流の外周を囲む流れとすることを特徴とする請求項1に記載の鋼板のスケール除去用ノズル。
- 前記径大部内部の水流の一部を前記二つの分岐流オリフィスに導入する全体水量に対する割合を、0%を超え50%以下とすることを特徴とする請求項1または2に記載の鋼板のスケール除去用ノズル。
- 圧延工程における圧延材である鋼板の上下に配置される複数のスケール除去用ノズルを備え、各スケール除去用ノズルから高圧の水を圧延材表面に噴射して圧延材表面のスケールを除去するスケール除去装置であって、
前記スケール除去用ノズルとして、請求項1〜3のいずれか一項に記載のスケール除去用ノズルが装着されていることを特徴とする鋼板のスケール除去装置。 - 圧延工程における圧延材である鋼板の表面のスケールを、スケール除去用ノズルから高圧の水を圧延材表面に噴射して除去する方法であって、
前記スケール除去用ノズルとして、請求項1〜3のいずれか一項に記載のスケール除去用ノズルを用い、当該スケール除去用ノズルを圧延工程での圧延材の上下に複数配置し、各スケール除去用ノズルから高圧の水を圧延材表面に噴射して圧延材表面のスケールを除去することを特徴とする鋼板のスケール除去方法。
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