JP5974750B2

JP5974750B2 - デスケーリング設備

Info

Publication number: JP5974750B2
Application number: JP2012200043A
Authority: JP
Inventors: 慎也山口; 舘野　純一; 純一舘野; 裕史津山
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2012-09-12
Filing date: 2012-09-12
Publication date: 2016-08-23
Anticipated expiration: 2032-09-12
Also published as: JP2014054649A

Description

本発明は、熱間圧延ラインにおいて、被圧延材表面に発生するスケールを高圧水の噴射によって除去するデスケーリング設備に関する。

鋼板などの熱間圧延ラインにおいては、高温の被圧延材表面に酸化スケールが生成する。酸化スケールが生成した鋼板をそのまま圧延すると、ロール表面や被圧延材表面に疵が入り、品質を低下させる。そこで、圧延機に噛み込む前に、被圧延材の熱間圧延ラインの下流から上流に向けて被圧延材表面に高圧水を噴射し、スケールを除去している。

図６に、一般的なデスケーリング設備を示す。図６（ａ）は、デスケーリング設備の平面図であり、図６（ｂ）は、噴射ノズルを被圧延材の長さ方向の側面から見た図である。このデスケーリング設備では、噴射ノズル１が、被圧延材５の幅方向に複数設けられている。噴射ノズル１からは、高圧水からなる噴射スプレー２が噴射される。隣接する噴射ノズル１から噴射される噴射スプレー２は、被圧延材５の幅方向において高圧水が途切れないよう、図６（ａ）に示すように、被圧延材５の幅方向においてオーバーラップするように噴射される。

このような噴射スプレーがオーバーラップする部分では、隣接する噴射ノズル１からの噴射スプレー２が相互に干渉するため、オーバーラップしない部分に比べて、デスケーリング能力が低下する。

特許文献１には、このような噴射スプレーのオーバーラップ部分の相互干渉によるデスケーリング能力の低下を防ぐ技術が開示されている。図７は、特許文献１に開示されたデスケーリング設備を示す図であり、図７（ａ）は、デスケーリング設備の平面図であり、図７（ｂ）は、噴射ノズルを被圧延材の長さ方向の側面から見た図である。

図７（ａ）に示すように、被圧延材５の幅方向には、複数の噴射ノズル１１、１２が配列されている。特許文献１では、被圧延材５の搬送ラインの上流に高圧水を噴射する噴射ノズルと、搬送ラインの下流に向かって高圧水を噴射する噴射ノズルが交互に配されている。ここで、上流側に高圧水を噴射する噴射ノズルを入側噴射ノズル１１、下流側に高圧水を噴射する噴射ノズルを出側噴射ノズル１２とする。入側噴射ノズル１１からは、入側噴射スプレー２１が噴射され、出側噴射ノズル１２からは出側噴射スプレー２２が噴射される。

このように、特許文献１では、入側噴射ノズル１１と出側噴射ノズル１２を被圧延材５の幅方向に交互に配することで、噴射スプレーがオーバーラップするのを防いでいる。

しかしながら、特許文献１に開示されたデスケーリング設備では、図７（ｂ）に示すように、入側噴射スプレー２１と出側噴射スプレー２２が被圧延材５に当って、その一部が噴射方向と反対側に飛散する。ここで、噴射方向とは反対側に飛散する水を後方飛散水と呼ぶこととする。この入側噴射スプレー２１と出側噴射スプレー２２の後方飛散水６は、相互に作用し、被圧延材５上に滞留水３として滞留する。そのため、特許文献１のデスケーリング設備では、この滞留水３が、入側噴射スプレー２１及び出側噴射スプレー２２に作用することで、入側噴射スプレー２１及び出側噴射スプレー２２の衝撃力が弱められ、スケール残りが生じるという問題がある。

このような問題に対し、特許文献２では、被圧延材上に生成される滞留水を低減する技術が開示されている。具体的には、特許文献２では、特許文献１に開示されたデスケーリング装置において、さらに、入側噴射スプレーと出側噴射スプレーの被圧延材に対する捩り角を平面視において異ならせている。これにより、特許文献１の図７（ｂ）に示すような、入側噴射スプレー２１と出側噴射スプレー２２の後方飛散水６の相互作用を低減し、滞留水３の発生を防いでいる。

特開平０８−１４１６３２号公報特開平１１−１５６４２５号公報

特許文献２に示したデスケーリング設備では、噴射スプレー２１、２２が被圧延材５の幅方向に対して、所定の角度で噴射される。そのため、噴射スプレー２１、２２の被圧延材５の幅方向における長さが、噴射スプレー２１、２２に所定の角度を持たせていない図７（ａ）に示す設備に比べて短くなる。そのため、被圧延材の幅方向において、噴射スプレーが噴射される領域が小さくなり、十分なデスケーリング効率を得られないという問題がある。

本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、以下のような特徴を有している。
［１］被圧延材の幅方向に、上流側に高圧水を噴射する入側噴射ノズルと下流側に高圧水を噴射する出側噴射ノズルが交互に配され、
前記入側噴射ノズルの高圧水の噴出口と、隣接する前記出側噴射ノズルの高圧水の噴出口との間に、前記被圧延材の幅方向に延在する水切り板を設けたことを特徴とするデスケーリング設備。
［２］前記水切り板は、前記被圧延材の幅方向に配された複数の前記入側噴射ノズルと複数の前記出側噴射ノズルで共有され、前記被圧延材の幅方向に対し、所定の角度αを有している［１］に記載のデスケーリング設備。
［３］前記角度αは、３°〜１０°であることを特徴とする［２］に記載のデスケーリング設備。
［４］前記水切り板は、前記被圧延材の幅方向と平行に配される［１］に記載のデスケーリング設備。

本発明に係るデスケーリング設備によれば、被圧延材の幅方向における噴射スプレーの長さを変化させずに、被圧延材上に発生する滞留水を低減することができる。

本発明の実施の形態１に係るデスケーリング設備を示す図であり、（ａ）は、デスケーリング設備の平面図であり、（ｂ）は、噴射ノズルを被圧延材の長さ方向の側面から見た図である。本発明の実施の形態２に係るデスケーリング設備を示す図であり、（ａ）は、デスケーリング設備の平面図であり、（ｂ）は、噴射ノズルを被圧延材の長さ方向の側面から見た図である。実施例１における本発明例１と従来例１のデスケーリング設備のスケール欠陥発生率を示す図である。実施例２における本発明例２と従来例２のデスケーリング設備のスケール欠陥発生率を示す図である。実施例２における本発明例２の水切り板の捩り角とスケール欠陥発生率との関係を示す図である。従来の一般的なデスケーリング設備を示す図であり、（ａ）は、デスケーリング設備の平面図であり、（ｂ）は、噴射ノズルを被圧延材の長さ方向の側面から見た図である。特許文献１に開示されたデスケーリング設備を示す図であり、（ａ）は、デスケーリング設備の平面図であり、（ｂ）は、噴射ノズルを被圧延材の長さ方向の側面から見た図である。

以下、添付した図面を参照し、本発明の実施の形態を説明する。
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に係るデスケーリング設備を示す図である。図１（ａ）は、デスケーリング設備の平面図であり、図１（ｂ）は、噴射ノズルを被圧延材の長さ方向の側面から見た図である。

図１（ａ）に示すように、平面視において、被圧延材５の幅方向には、複数の噴射ノズル１１、１２が配列されている。なお、図１（ａ）では、１列分の噴射ノズルが示されているが、被圧延材５の搬送方向にわたって、図１（ａ）に示すような噴射ノズルを複数列設けてもよい。

入側噴射ノズル１１は、搬送ラインの上流に向かって、被圧延材５に高圧水を噴射する噴射ノズルである。この入側噴射ノズル１１から噴射される噴射スプレーを入側噴射スプレー２１として示す。他方の出側噴射ノズル１２は、搬送ラインの下流に向かって、被圧延材５に高圧水を噴射する噴射ノズルである。この出側噴射ノズル１２から噴射される噴射スプレーを出側噴射スプレー２２として示す。

入側噴射ノズル１１と出側噴射ノズル１２は、図１（ａ）に示すように、被圧延材５の幅方向に交互に配されている。また、入側噴射ノズル１１と出側噴射ノズル１２は、被圧延材４の幅方向に対してほぼ直角に高圧水を噴射する。

また、図１（ｂ）に示すように、噴射ノズル１１、１２は、一般に、鉛直下方から１０〜１５°傾けて高圧水を被圧延材５に噴射する。噴射ノズル１１、１２から噴射された噴射スプレー２１、２２は、被圧延材５の表面に衝突した後、２０〜３０％程度が噴射方向と反対側へ流れる。なお、以下では、この噴射方向と反対側に流れる水を後方飛散水と呼ぶ。

実施の形態１では、噴射スプレー２１、２２の相互の後方飛散水の干渉を低減させるために、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、入側噴射ノズル１１と出側噴射ノズル１２の間に、水切り板４を設けている。水切り板４は、図１（ａ）に示すように、被圧延材５の幅方向に延在している。この水切り板４は、複数の入側噴射スプレー２１及び複数の出側噴射スプレー２２によって共有されている。また、実施の形態１では、水切り板４が、被圧延材５の幅方向と平行に配されている。

図１（ｂ）に示すように、水切り板４は、入側噴射ノズル１１の高圧水の噴出口１１ａと、出側噴射ノズル１２の高圧水の噴出口１２ａとの間に配されている。これにより、噴射スプレー２１、２２の相互の後方飛散水の干渉を防止している。水切り板４は、被圧延材５と所定の隙間ｈを有している。この隙間ｈの高さは、水切り板４が被圧延材５に接触しないよう、数ｍｍ程度であることが好ましい。隙間ｈは、２〜４ｍｍとすることが好ましい。間隔ｈが２ｍｍ以上であれば、被圧延材５との接触を防止する恐れがない。また、間隔ｈが４ｍｍ以下であれば、後方飛散水の干渉防止効果を高めることができる。

このように構成されたデスケーリング設備では、入側噴射ノズル１１と出側噴射ノズル１２の間に設けられた水切り板４により、入側噴射スプレー２１と出側噴射スプレー２２の後方飛散水を、水切り板４に沿って被圧延材５の幅方向に逃がす。これにより、従来例において入側噴射スプレー２１と出側噴射スプレー２２が相互に作用することにより発生していた被圧延材５上の滞留水を低減させることができる。

また、従来では、入側噴射スプレー２１の後方飛散水が、出側噴射スプレー２２に干渉すると共に、出側噴射スプレー２２の後方飛散水が、入側噴射スプレー２１に干渉してデスケーリング効率を低下させていたが、本実施の形態１では、水切り板４により、入側噴射スプレー２１の後方飛散水が、出側噴射スプレー２２に到達することを防止すると共に、出側噴射スプレー２２の後方飛散水が、入側噴射スプレー２１に到達するのを防ぐことができる。これにより、デスケーリング効率を向上させることができる。

また、実施の形態１では、被圧延材５の幅方向と平行な水切り板４を設けているため、入側噴射ノズル１１の高圧水の噴出口１１ａと、出側噴射ノズル１２の高圧水の噴出口１２ａとの間の距離が短い場合であっても、水切り板４を設置することができる。

なお、実施の形態１では、１つの水切り板４がすべて噴射スプレー１１、１２により共有されていたが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、任意の長さ及び任意の数の水切り板４を用意し、被圧延材５の幅方向における任意の区間に配置するようにしてもよい。

［実施の形態２］
次に、本発明の実施の形態２に係るデスケーリング設備について説明する。図２は、本発明の実施の形態２に係るデスケーリング設備を示す図である。図２（ａ）は、デスケーリング設備の平面図であり、図２（ｂ）は、噴射ノズルを被圧延材の長さ方向の側面から見た図である。

実施の形態２の特徴は、水切り板４が、被圧延材５に対し、所定の角度αを有している点にある。なお、図２の例では、被圧延材５の幅方向の中心を基準として、水切り板４の紙面下方の端部が下流側に位置し、紙面上方の端部が上流側に位置しているが、水切り板４は逆向きに傾いていても良い。

ここで、水切り板４の角度αは、絶対値において３〜１０°の範囲とすることが好ましい。３°以上では、後方飛散水を被圧延材幅方向へ流出させる効果が大きく、後方飛散水が被圧延材１の表面に滞留しない。また、１０°以下では、被圧延材端部にて水切り板４と噴射水が干渉せず、デスケーリング不良が生じないためである。なお、他の構成については、実施の形態１と略同一であるため、同一符号を付すことによりその説明を省略する。

上述のように、本実施の形態２では、被圧延材５に対し、水切り板４を、所定の角度αだけ傾けているため、角度αのついた水切り板４で、後方飛散水６を、実施の形態１よりも幅方向に向かって多く反射させることができる。これにより、実施の形態２は、実施の形態１よりも水切り板４に沿って後方飛散水を被圧延材５の幅方向に逃がしやすくすることができる。

なお、図２では、１枚の水切り板４を角度αだけ傾けて配しているが、本発明はこれに限定されるものではない。図２よりも短い水切り板４を、図２の角度αより大きな角度で設け、被圧延材５の幅方向に並べて配置してもよい。

仕上げ圧延機の搬送方向上流側に２列の噴射ヘッダーが配置され熱間圧延ラインを用いて、本実施の形態２の検証を行った。実施例１で用いたデスケーリング設備の仕様を、表１に示す。

そして、実施の形態２を適用したデスケーリング設備を本発明例１とし、その際、水切り板の角度αを５°とした。一方、図７（ａ）及び（ｂ）に示すような、水切り板が設けられていないデスケーリング設備を従来例１とした。実施例１では、板厚１．８〜４．０ｍｍ、板幅８００〜１６００ｍｍの軟鋼の熱延板を熱間圧延し、得られた熱延コイルの表面スケール疵の発生率を調査した。調査したコイル数は、本発明例１及び従来例１において、それぞれ３０２３コイルである。

この結果、図３に示す通り、スケール疵の発生率は従来例１の１．０％に対し、実施の形態２を適用した本発明例１では、ほぼ皆無とすることができた。なお、スケール欠陥の発生率は、全コイルの本数に対する、スケール疵が発生したコイルの本数の比率である。なお、本検証では、１つのコイルの全長に、１箇所でも欠陥があった場合に、スケール欠陥があると判断した。

次に、仕上げ圧延機の搬送方向上流側に３列の噴射ノズルが配置されている熱間圧延ラインにて本発明の実施の形態２の検証を行った。実施例２で用いたデスケーリング設備を表２に示す。

そして、実施の形態２を適用したデスケーリング設備を本発明例２とし、その際、水切り板の角度αを８°とした。一方、図７（ａ）及び（ｂ）に示すような、水切り板が設けられていないデスケーリング設備を従来例２とした。また、実施例２では、板厚１．２〜４．０ｍｍ、板幅１２００〜１５００ｍｍの軟鋼の熱延板を熱間圧延し、得られた熱延コイルの表面スケール疵の発生率を調査した。調査したコイル数は、本発明例２及び従来例２において、それぞれ８０２４コイルである。

この結果、図４に示す通り、スケール疵の発生率は従来例２の１．３％に対し、本実施の形態２を適用した本発明例２では、ほぼ皆無とすることができた。

さらに、本発明例２において、水切り板の角度αを変更しながら、スケール疵の発生率を調査した。この結果を図５に示す。図５より、水切り板の角度αが３〜１０°において、スケール欠陥発生率が低減していることが分った。

これにより、本発明によって、スケール欠陥の発生率を低減させることができることが分った。

１噴射ノズル
１１入側噴射ノズル
１２出側噴射ノズル
２噴射スプレー
２１入側噴射スプレー
２２出側噴射スプレー
３滞留水
４水切り板
５被圧延材
６後方飛散水

Claims

被圧延材の幅方向に、上流側に高圧水を噴射する入側噴射ノズルと下流側に高圧水を噴射する出側噴射ノズルが交互に配され、
前記入側噴射ノズルの高圧水の噴出口と、隣接する前記出側噴射ノズルの高圧水の噴出口との間に、前記被圧延材の幅方向に延在する水切り板を設け、
前記水切り板は、前記被圧延材の幅方向に配された複数の前記入側噴射ノズルと複数の前記出側噴射ノズルで共有され、前記被圧延材の幅方向に対し、所定の角度αを有し、
前記角度αは、３°〜１０°であることを特徴とするデスケーリング設備。