JP6094492B2 - Method and apparatus for cooling hot rolled coil - Google Patents

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Description

本発明は、熱間圧延ラインに設置された巻取り機で巻き取られたロール状の熱間圧延鋼帯である熱延コイルの冷却方法および冷却装置に関する。   The present invention relates to a cooling method and a cooling device for a hot-rolled coil that is a roll-shaped hot-rolled steel strip wound by a winder installed in a hot-rolling line.

熱間圧延鋼板は、図6に示すような熱間圧延ラインにて製造される。まず、加熱炉61においてスラブを所定温度に加熱し、加熱されたスラブを粗圧延機62で圧延して粗バーとする。次に、この粗バーを複数基の圧延スタンドからなる連続熱間仕上げ圧延機63において所定の厚みの熱延鋼帯Pとする。そして、ランアウトテーブルに設置された冷却装置64から、熱延鋼帯Pの上部および下部に冷却水を供給することによって熱延鋼帯Pを冷却した後、巻取り機65でロール状に巻き取る。このように、巻取り機で巻き取られたロール状の熱間圧延鋼帯を、本明細書では「熱延コイル」と称する。   A hot-rolled steel sheet is manufactured on a hot-rolling line as shown in FIG. First, the slab is heated to a predetermined temperature in the heating furnace 61, and the heated slab is rolled by a roughing mill 62 to form a rough bar. Next, this rough bar is formed into a hot rolled steel strip P having a predetermined thickness in a continuous hot finish rolling mill 63 composed of a plurality of rolling stands. And after cooling the hot-rolled steel strip P by supplying a cooling water to the upper part and the lower part of the hot-rolled steel strip P from the cooling device 64 installed in the runout table, it winds up in roll shape with the winder 65 . Thus, the roll-shaped hot-rolled steel strip wound up by the winder is referred to as “hot rolled coil” in this specification.

巻取り直後の熱延コイルの温度は500〜650℃程度であり、熱延工場のコイル置き場(以下、「コイルヤード」という。)で常温まで冷却され、出荷される。コイル置き場では大量の熱延コイルを冷却しており、熱延コイルの周囲は気温が高く、周囲に別の高温の熱延コイルが設置されている。このため、単に放冷をしただけでは冷却完了までに3〜5日という長い時間がかかる。そのため、熱延コイルを置く場所が不足し、熱延コイルの出荷までの期間が長くなり、在庫が増加するといった問題が発生する。   The temperature of the hot-rolled coil immediately after winding is about 500 to 650 ° C., and it is cooled to room temperature at a coil place (hereinafter referred to as “coil yard”) in a hot-rolled factory and shipped. A large amount of hot-rolled coils are cooled in the coil storage area, and the temperature around the hot-rolled coils is high, and another hot-rolled coil at a high temperature is installed around the hot-rolled coils. For this reason, it takes a long time of 3 to 5 days for the cooling to be completed by simply allowing it to cool. For this reason, there is a shortage of places for placing the hot-rolled coils, and the time until the hot-rolled coils are shipped becomes longer, resulting in an increase in inventory.

そこで、熱延コイルの冷却方法が種々開発されている。特許文献1には、コイルヤードの天井部一体に屋内雰囲気の温度上昇を抑制するための冷却水の噴霧ノズルを設け、屋内の温度および湿度を検出し、検出結果に基づいて噴霧ノズルからの冷却水の噴霧量を制御する技術が記載されている。この技術は、冷却水が熱延コイルに直接降りかからない空冷方式に属し、コイルヤードの天井という遠方から冷却水を散布しており、冷却能力が低いため、効率的な冷却ができない。   Accordingly, various methods for cooling hot-rolled coils have been developed. In Patent Document 1, a cooling water spray nozzle for suppressing temperature rise in the indoor atmosphere is provided integrally with the ceiling portion of the coil yard, indoor temperature and humidity are detected, and cooling from the spray nozzle is performed based on the detection result. A technique for controlling the amount of water spray is described. This technology belongs to an air cooling system in which the cooling water does not fall directly on the hot-rolled coil, and the cooling water is sprayed from a distance from the ceiling of the coil yard, and the cooling capacity is low, so that efficient cooling cannot be performed.

また、熱延コイルに散水して冷却するなどの水冷方式も存在する。しかし、この方式では、熱延コイルの表面温度が100℃以下の状態で冷却水が蒸発しにくく、熱延コイル表面が水で濡れ、そのまま放置すると鋼帯表面に錆びが発生する。錆びが発生すると外観が損なわれ、出荷できなくなる。   There is also a water cooling method such as sprinkling and cooling the hot rolled coil. However, in this system, the cooling water hardly evaporates when the surface temperature of the hot-rolled coil is 100 ° C. or less, the hot-rolled coil surface gets wet with water, and if left as it is, rust is generated on the surface of the steel strip. If rusting occurs, the appearance will be damaged and shipping will not be possible.

そこで、特許文献2では、熱延コイルを横穴状態に位置せしめ、該コイルの両側面に対し、水平方向より液滴径が5〜100μmの水ミストを噴霧し、冷却する熱延コイルの冷却方法が記載されている。この方法では、水ミストが熱延コイル側面付近の雰囲気を冷却するとともに、ミスト径が十分小さいため水ミストが側面に付着しても瞬時に気化するため、錆びの発生を抑制できる。   Therefore, in Patent Document 2, the hot-rolled coil is cooled by spraying water mist having a droplet diameter of 5 to 100 μm from the horizontal direction on both side surfaces of the coil, and cooling the hot-rolled coil in a horizontal hole state. Is described. In this method, the water mist cools the atmosphere in the vicinity of the hot rolled coil side surface, and since the mist diameter is sufficiently small, even if the water mist adheres to the side surface, the water mist is instantly vaporized.

特開昭57−134207号公報JP-A-57-134207 特開平5−177240号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-177240

しかし、ミストは周囲の風の影響を受けやすく、また、空気抵抗を大きく受けるため、特許文献2のような従来のノズルでは、ミストの噴射距離は短く、到達高さは1m程度である。   However, since the mist is easily influenced by the surrounding wind and is also greatly affected by the air resistance, the conventional nozzle as in Patent Document 2 has a short mist injection distance and an arrival height of about 1 m.

ここで、特許文献2では、ミストを噴霧するノズルが熱延コイルの高さの半分の位置にあり、このノズルからノズル側面に向けてミストを噴霧している。しかし、クレーンを用いて熱延コイルをコイルヤードに設置する際、搬送中の熱延コイルがノズルに接触し、ノズルを破損させるおそれがある。このため、ミストを噴霧するノズルは、熱延コイルの載置面(地面)と同じ位置か、それよりも下方に配置することが望ましい。   Here, in patent document 2, the nozzle which sprays mist exists in the position of the half of the height of a hot rolling coil, and sprays mist toward the nozzle side surface from this nozzle. However, when the hot-rolled coil is installed in the coil yard using a crane, the hot-rolled coil being transported may come into contact with the nozzle and damage the nozzle. For this reason, it is desirable to arrange the nozzle for spraying mist at the same position as or below the mounting surface (ground) of the hot-rolled coil.

一方で、熱延コイルは大きいもので高さが2m程度ある。また、省スペースを目的として熱延コイルを二段に配置した場合には、上段の熱延コイルは地面から3m程度もの高さとなる。そのため、ノズルを熱延コイルの載置面(地面)と同じ位置か、それよりも下方に配置した場合、1m程度の到達高さではミストが熱延コイルの側面上部、あるいは、熱延コイルを二段に配置した場合の上段の熱延コイルに到達しないため、冷却効率が不十分となる。   On the other hand, the hot rolled coil is large and has a height of about 2 m. In addition, when hot rolling coils are arranged in two stages for the purpose of saving space, the upper hot rolling coil is about 3 m above the ground. Therefore, when the nozzle is arranged at the same position as or lower than the mounting surface (ground) of the hot rolled coil, the mist reaches the upper part of the side surface of the hot rolled coil or the hot rolled coil at a height of about 1 m. Since it does not reach the upper hot-rolled coil when arranged in two stages, the cooling efficiency becomes insufficient.

このように従来技術では、熱延コイルの載置面(地面)と同じ位置か、それよりも下方にノズルを配置した場合に、熱延コイルの冷却を十分に行うことができず、冷却に長時間を要するという課題を、本発明者は見出した。   As described above, in the conventional technology, when the nozzle is disposed at the same position as or below the mounting surface (ground) of the hot-rolled coil, the hot-rolled coil cannot be sufficiently cooled, and cooling is performed. The present inventor has found a problem that it takes a long time.

そこで本発明は、上記課題に鑑み、熱延コイルの載置面(地面)と同じ位置か、それよりも下方にノズルを配置した場合にも、ミストによる冷却時間を短くすることが可能な熱延コイル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。   Therefore, in view of the above problems, the present invention provides heat that can shorten the cooling time by mist even when a nozzle is disposed at the same position as or below the mounting surface (ground) of the hot rolled coil. An object of the present invention is to provide a cooling method and a cooling device for a rolled coil.

この目的を達成すべく本発明者が鋭意検討したところ、高圧水による棒状噴流をその進行方向に対して傾斜させた衝突面に衝突させることにより、当該衝突面より上方に勢い良くミストを噴霧させるミスト噴霧装置を、熱延コイルの冷却に用いることを着想した。その結果、熱延コイルの側面上部、あるいは、熱延コイルを二段に配置した場合の上段の熱延コイルにミストを到達させることができ、短時間で冷却を完了できることを見出し、本発明を完成させるに至った。   As a result of intensive studies by the present inventor to achieve this object, the mist is sprayed vigorously above the collision surface by colliding the rod-shaped jet of high-pressure water with the collision surface inclined with respect to the traveling direction. The idea was to use a mist spraying device for cooling the hot rolled coil. As a result, it has been found that mist can reach the upper side of the hot rolled coil or the upper hot rolled coil when the hot rolled coils are arranged in two stages, and cooling can be completed in a short time. It came to complete.

本発明は、このような知見に基づきなされたものであり、その要旨構成は以下のとおりである。
(1)熱間圧延ラインに設置された巻取り機で巻き取られたロール状の熱間圧延鋼帯である熱延コイルの冷却方法であって、
前記熱延コイルを、前記熱間圧延鋼帯の幅方向が水平方向となるように配置する工程と、
高圧水を噴射するノズル本体と、
前記ノズル本体から噴射された高圧水である棒状噴流を衝突させる衝突面を有し、該衝突面が前記棒状噴流の進行方向に対して傾斜した、前記ノズル本体より上方に位置する衝突板と、
を含み、前記衝突面より上方に向けてミストを噴霧させることが可能なミスト噴霧ノズルを、前記熱延コイルの両側面の外側のうち少なくとも片側、かつ、前記熱延コイルの下端と同じ位置またはそれよりも下方に、前記衝突板が位置するように配置する工程と、
前記ミスト噴霧ノズルから噴霧させたミストにより、前記熱延コイルの両側面の少なくとも片側を冷却する工程と、
を有することを特徴とする熱延コイルの冷却方法。
This invention is made | formed based on such knowledge, The summary structure is as follows.
(1) A method for cooling a hot-rolled coil, which is a rolled hot-rolled steel strip wound by a winder installed in a hot rolling line,
Arranging the hot-rolled coil such that the width direction of the hot-rolled steel strip is a horizontal direction;
A nozzle body for injecting high-pressure water;
A collision plate that collides with a rod-shaped jet that is high-pressure water jetted from the nozzle body, the collision surface being inclined with respect to the traveling direction of the rod-shaped jet, and located above the nozzle body;
A mist spray nozzle capable of spraying mist upward from the collision surface, at least one of the outer sides of the both sides of the hot rolled coil and the same position as the lower end of the hot rolled coil, or A step of disposing the collision plate so that the collision plate is positioned below it;
Cooling at least one side of both sides of the hot-rolled coil with mist sprayed from the mist spray nozzle;
A method for cooling a hot-rolled coil, comprising:

(2)複数個の熱延コイルが、それぞれの熱延コイルの両側面が揃うように、二段に配置された状態で、少なくとも上段の熱延コイルを冷却するための冷却ノズルを、前記ミスト噴霧ノズルとする上記(1)に記載の熱延コイルの冷却方法。   (2) A cooling nozzle for cooling at least the upper hot-rolled coil in a state where a plurality of hot-rolled coils are arranged in two stages so that both side surfaces of each hot-rolled coil are aligned, the mist The method for cooling a hot-rolled coil according to (1), wherein the spray nozzle is used.

(3)下段の熱延コイルを冷却するための冷却ノズルも、前記ミスト噴霧ノズルとする上記(2)に記載の熱延コイルの冷却方法。   (3) The method for cooling a hot-rolled coil according to (2), wherein a cooling nozzle for cooling the lower hot-rolled coil is also the mist spray nozzle.

(4)上段の熱延コイルを冷却する前記ミスト噴霧ノズルおよび下段の熱延コイルを冷却する前記ミスト噴霧ノズルの両方が、前記複数の熱延コイルの載置面と同じ位置またはそれよりも下方に、前記衝突板が位置するように配置される上記(3)に記載の熱延コイルの冷却方法。   (4) Both the mist spray nozzle that cools the upper hot-rolled coil and the mist spray nozzle that cools the lower hot-rolled coil are at the same position as or lower than the mounting surface of the plurality of hot-rolled coils. The method for cooling a hot-rolled coil according to the above (3), in which the collision plate is disposed at the same position.

(5)熱間圧延ラインに設置された巻取り機で巻き取られたロール状の熱間圧延鋼帯である熱延コイルを、前記熱間圧延鋼帯の幅方向が水平方向となるように配置した状態で冷却する熱延コイルの冷却装置であって、
高圧水を噴射するノズル本体と、
前記ノズル本体から噴射された高圧水である棒状噴流を衝突させる衝突面を有し、該衝突面が前記棒状噴流の進行方向に対して傾斜した、前記ノズル本体より上方に位置する衝突板と、
を含み、前記衝突面より上方に向けてミストを噴霧させることが可能なミスト噴霧ノズルを、前記熱延コイルの両側面の外側のうち少なくとも片側、かつ、前記熱延コイルの下端と同じ位置またはそれよりも下方に、前記衝突板が位置するように配置してなる熱延コイルの冷却装置。
(5) A hot rolled coil, which is a roll-shaped hot rolled steel strip wound by a winder installed in a hot rolling line, so that the width direction of the hot rolled steel strip is a horizontal direction. A cooling device for hot-rolled coils that cools in a state of being disposed
A nozzle body for injecting high-pressure water;
A collision plate that collides with a rod-shaped jet that is high-pressure water jetted from the nozzle body, the collision surface being inclined with respect to the traveling direction of the rod-shaped jet, and located above the nozzle body;
A mist spray nozzle capable of spraying mist upward from the collision surface, at least one of the outer sides of the both sides of the hot rolled coil and the same position as the lower end of the hot rolled coil, or A cooling apparatus for hot-rolled coils, which is arranged so that the collision plate is positioned below that.

本発明の熱延コイルの冷却方法および冷却装置によれば、熱延コイルの載置面(地面)と同じ位置か、それよりも下方にノズルを配置した場合にも、ミストによる冷却時間を短くすることができる。   According to the method and apparatus for cooling a hot-rolled coil of the present invention, the cooling time by mist is shortened even when a nozzle is arranged at the same position as or below the mounting surface (ground) of the hot-rolled coil. can do.

本発明の熱延コイルの冷却方法に用いるミスト噴霧ノズルの一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the mist spray nozzle used for the cooling method of the hot rolling coil of this invention. 図1の拡大図であり、ミスト噴射角度θの定義を説明するための図である。FIG. 2 is an enlarged view of FIG. 1 for explaining the definition of a mist injection angle θ. 本発明の熱延コイル20の冷却方法の一実施形態を説明するための模式斜視図である。It is a model perspective view for demonstrating one Embodiment of the cooling method of the hot rolled coil 20 of this invention. 図1の熱延コイル20と衝突板14との位置関係を説明するための模式図であり、(A)は、熱延コイル20を上から見た図、(B)は、熱延コイル40を正面から見た図である。It is a schematic diagram for demonstrating the positional relationship of the hot-rolling coil 20 and the collision board 14 of FIG. 1, (A) is the figure which looked at the hot-rolling coil 20, and (B) is the hot-rolling coil 40. It is the figure which looked at from the front. 本発明の他の実施形態による熱延コイル30,32,34の冷却方法を説明するための模式斜視図である。It is a model perspective view for demonstrating the cooling method of the hot rolling coils 30, 32, and 34 by other embodiment of this invention. 熱間圧延ラインの模式図である。It is a schematic diagram of a hot rolling line.

以下、本発明の熱延コイルの冷却方法および冷却装置の実施形態を説明する。   Hereinafter, embodiments of the method for cooling a hot-rolled coil and the cooling device of the present invention will be described.

(実施形態1)
本実施形態の熱延コイルの冷却方法および冷却装置を、図1〜図4を参照して説明する。まず図3を参照して、本実施形態の熱延コイル20の冷却方法では、熱延コイル20を、熱間圧延鋼帯の幅方向Wが水平方向となるように配置し、所定のミスト噴霧ノズルから噴霧させたミストにより、熱延コイル20の両側面の少なくとも片側20Aを冷却する。熱延コイル20の一般的な寸法は、外周部20Cの幅が0.8〜1.8m、外周部の直径(側面の直径)が1.3〜2.5mである。
(Embodiment 1)
The method and apparatus for cooling a hot-rolled coil according to this embodiment will be described with reference to FIGS. First, referring to FIG. 3, in the method for cooling hot-rolled coil 20 of the present embodiment, hot-rolled coil 20 is arranged so that the width direction W of the hot-rolled steel strip is in the horizontal direction, and predetermined mist spraying is performed. The mist sprayed from the nozzle cools at least one side 20 </ b> A of both side surfaces of the hot rolled coil 20. The general dimensions of the hot-rolled coil 20 are such that the outer peripheral portion 20C has a width of 0.8 to 1.8 m, and the outer peripheral portion has a diameter (side diameter) of 1.3 to 2.5 m.

本実施形態は、コイルヤードの地面の上に、複数の熱延コイルが、それぞれの熱延コイルの両側面が揃うように隣接して配置された一段配列状態の場合に関する。図3および図4には、そのうち1つの熱延コイル20と、これに対応する2つのミスト噴霧ノズルのみを抜き出して示している。他の熱延コイルも同様の手法で冷却する。   The present embodiment relates to a case where a plurality of hot rolled coils are arranged adjacent to each other on the ground of a coil yard so that both side surfaces of the hot rolled coils are aligned. 3 and 4 show only one hot-rolled coil 20 and two corresponding mist spray nozzles. Other hot rolled coils are cooled in the same manner.

鉄鋼分野において従来用いられてきたミストを噴霧するノズルは、冷却水をノズル内またはノズル出口近傍で微細化して、ノズル出口からミストを噴霧するタイプや、空気と冷却水をノズル内またはノズル出口近傍で混合し、ノズル出口において冷却水を微細化(ミスト化)して、冷却対象に向けてミストを噴霧するものであった。しかし、これらのノズルではミストの到達高さは1m程度であり、既述のとおりの課題が生じる。ミストは、棒状噴流といった連続流と比較して、空気中で大きく減速するからである。   Nozzles for spraying mist, which have been used in the steel industry, are a type in which cooling water is refined in the nozzle or near the nozzle outlet, and mist is sprayed from the nozzle outlet, or air and cooling water are sprayed in the nozzle or near the nozzle outlet. , The cooling water is refined (misted) at the nozzle outlet, and the mist is sprayed toward the object to be cooled. However, in these nozzles, the reaching height of the mist is about 1 m, and the problem as described above arises. This is because the mist is greatly decelerated in the air as compared with a continuous flow such as a rod-like jet.

そこで本実施形態ではミストの生成方式を以下のように変更した。図1および図2を参照して、本実施形態で用いるミスト噴霧ノズル10は、ノズル本体12および衝突板14を含む。ノズル本体12は、高圧水(冷却水)を噴射する。衝突板14は、ノズル本体12から噴射された高圧水である棒状噴流を衝突させる衝突面16を有し、ノズル本体12より上方に位置する。衝突面16は棒状噴流の進行方向に対して角度θ2だけ傾斜している。   Therefore, in the present embodiment, the mist generation method is changed as follows. With reference to FIGS. 1 and 2, a mist spray nozzle 10 used in the present embodiment includes a nozzle body 12 and a collision plate 14. The nozzle body 12 injects high-pressure water (cooling water). The collision plate 14 has a collision surface 16 that collides with a rod-shaped jet, which is high-pressure water ejected from the nozzle body 12, and is positioned above the nozzle body 12. The collision surface 16 is inclined by an angle θ2 with respect to the traveling direction of the rod-like jet.

棒状噴流は、傾斜した衝突面16に衝突すると、進行方向が斜め上方の液膜となる。液膜は、衝突板14から離れるに従い液糸へと分裂し、その後、液糸はミストへと分裂する。このようなメカニズムのミスト噴霧ノズルの詳細は、例えば特開平9−94487号公報や、日本機械学会論文集(B編)71巻703号(2005-3)p. 987-985「壁面衝突による高速液体噴流の微粒化(Atomization of a High Speed Liquid Jet by Wall Impingement)」に記載されている。   When the rod-shaped jet collides with the inclined collision surface 16, the traveling direction becomes a liquid film obliquely upward. The liquid film splits into liquid yarns as it moves away from the collision plate 14, and then the liquid yarns split into mists. The details of the mist spray nozzle with such a mechanism are described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 9-94487 and Japanese Society of Mechanical Engineers (B), Vol. 71, No. 703 (2005-3) p. Atomization of a High Speed Liquid Jet by Wall Impingement.

このミスト噴霧ノズル10によれば、冷却水は、衝突板14から斜め上方に放出される段階ではミストではなく液膜であることから、空気中で大きく減速することはない。そのため、冷却水の最終形態であるミストを衝突面16より上方に向けて噴霧させることができ、従来のノズルの場合よりもミストの到達高さを高くすることができる。本実施形態では、ミスト噴霧ノズル10から噴霧させたミストにより、熱延コイルの両側面の少なくとも片側を冷却する。   According to the mist spray nozzle 10, the cooling water is not a mist but a liquid film at a stage where it is discharged obliquely upward from the collision plate 14, so that it is not greatly decelerated in the air. Therefore, the mist which is the last form of cooling water can be sprayed upward from the collision surface 16, and the arrival height of mist can be made higher than the case of the conventional nozzle. In the present embodiment, at least one side of both side surfaces of the hot-rolled coil is cooled by the mist sprayed from the mist spray nozzle 10.

本明細書において「ミスト」とは、ザウター平均で直径が100μm以下の液滴群を意味するものとする。直径が100μm超えの液滴群をスプレー噴射する場合、液滴が熱延コイルの側面に付着すると、熱延コイル表面温度が100℃以下の場合に蒸発しにくく、付着した液滴が錆びの原因となるからである。ミストの直径は、液滴にレーザー光を照射して測定することができる。また、ミストを構成する液体は、水を主成分とするものであればよいが、純水であることが好ましい。   In the present specification, “mist” means a droplet group having a Sauter average diameter of 100 μm or less. When spraying a droplet group with a diameter exceeding 100 μm, if the droplet adheres to the side surface of the hot-rolled coil, it is difficult to evaporate when the surface temperature of the hot-rolled coil is 100 ° C. or less, and the adhered droplet causes rusting. Because it becomes. The diameter of the mist can be measured by irradiating the droplet with laser light. Moreover, the liquid which comprises mist should just have water as a main component, However, It is preferable that it is a pure water.

次に、図3および図4を参照して、ミスト噴霧ノズル10と熱延コイル20との位置関係を説明する。これらの図では、熱延コイルの一方の側面20Aを冷却するミスト噴霧ノズル10の衝突板を符号14Aで示し、他方の側面20Bを冷却するミスト噴霧ノズル10の衝突板を符号14Bで示した。以下、衝突板14Aを参照して説明するが、衝突板14Bについても同様である。   Next, with reference to FIG. 3 and FIG. 4, the positional relationship between the mist spray nozzle 10 and the hot rolled coil 20 will be described. In these drawings, the collision plate of the mist spray nozzle 10 that cools one side surface 20A of the hot-rolled coil is denoted by reference numeral 14A, and the collision plate of the mist spray nozzle 10 that cools the other side surface 20B is denoted by reference numeral 14B. The following description will be made with reference to the collision plate 14A, but the same applies to the collision plate 14B.

本実施形態では、熱延コイル20の側面20Aの外側、かつ、熱延コイル20の下端(すなわち熱延コイルの載置面)と同じ位置またはそれよりも下方に、衝突板14Aが位置するように、ミスト噴霧ノズル10を配置する。具体的には、図4(A)を参照して、熱延コイル20の両側面20A,20Bの中央部にそれぞれ衝突板14A,14Bが配置され、図4(B)を参照して、熱延コイルの載置面Gより距離L1だけ下方に衝突板14Aが配置される。   In the present embodiment, the collision plate 14A is positioned outside the side surface 20A of the hot-rolled coil 20 and at the same position as or below the lower end of the hot-rolled coil 20 (that is, the mounting surface of the hot-rolled coil). In addition, the mist spray nozzle 10 is disposed. Specifically, referring to FIG. 4 (A), collision plates 14A and 14B are respectively arranged at the central portions of both side surfaces 20A and 20B of hot-rolled coil 20, and referring to FIG. The collision plate 14A is disposed below the mounting surface G of the extended coil by a distance L1.

本実施形態では、熱延コイルの載置面Gと衝突板14Aとの距離L1、熱延コイルの側面20Aと衝突板14Aとの距離L2、冷却水の噴射圧力、および、後述するミスト傾斜角θ1を適宜設定することにより、冷却水がミストの状態で熱延コイルの側面20Aに全体的に到達させることができる。以下、これらの好適条件について説明する。   In this embodiment, the distance L1 between the mounting surface G of the hot-rolled coil and the collision plate 14A, the distance L2 between the side surface 20A of the hot-rolled coil and the collision plate 14A, the injection pressure of the cooling water, and a mist inclination angle described later. By appropriately setting θ1, the cooling water can reach the side surface 20A of the hot-rolled coil as a whole in a mist state. Hereinafter, these preferable conditions will be described.

まず、図2および図4(B)を参照して、ミストの傾斜角θ1を説明する。ミストの傾斜角θ1は、図2の線分MNと棒状噴流の進行方向とのなす角として定義される。点Nは、液糸が途切れてミストへと分裂する位置である。点Mは、線分PQの中点である。線分PQは、衝突板14Aから距離L2の位置、すなわち熱延コイルの側面20Aの位置におけるミストの拡がりを示している。線分PNがミスト群の最上部であり、線分QNがミスト群の最下部である。θ1は、画像が図2のようになるように、ミスト群およびその周辺を撮影し、画像解析することにより求めることができる。   First, the mist inclination angle θ1 will be described with reference to FIGS. 2 and 4B. The mist inclination angle θ1 is defined as an angle formed by the line segment MN in FIG. 2 and the traveling direction of the rod-shaped jet. Point N is a position where the liquid yarn breaks and splits into mist. Point M is the midpoint of line segment PQ. A line segment PQ indicates the spread of mist at a position at a distance L2 from the collision plate 14A, that is, a position of the side surface 20A of the hot-rolled coil. The line segment PN is the uppermost part of the mist group, and the line segment QN is the lowermost part of the mist group. θ1 can be obtained by photographing the mist group and its periphery so that the image is as shown in FIG. 2, and analyzing the image.

冷却水の噴射圧力は、1MPa以上10MPa以下とすることが好ましい。1MPa以上とすれば、安定してミストを発生させることができ、10MPa以下とすれば、衝突面16の損耗を抑制することができる。安定したミスト発生の観点からは、5MPa程度とすることがより好ましい。   The injection pressure of the cooling water is preferably 1 MPa or more and 10 MPa or less. If it is 1 MPa or more, mist can be generated stably, and if it is 10 MPa or less, wear of the collision surface 16 can be suppressed. From the viewpoint of stable mist generation, the pressure is more preferably about 5 MPa.

ミストの傾斜角θ1は、0度以上45度以下とすることが好ましい。0度未満の場合、熱延コイルと離れる方向への噴射となり、冷却に寄与しないミストが増加し、45度を超えると、やはり冷却コイルにあたるミストが十分でないからである。θ1は、棒状噴流の進行方向に対する衝突面16の傾斜角θ2と、冷却水の噴射圧力とに依存するが、噴射圧力は、安定したミストが発生できる範囲であれば、あまり大きくθ1には影響を与えない。そこで主にθ2を適宜設定することにより、好適なθ1を得ることができる。   The inclination angle θ1 of the mist is preferably 0 degrees or more and 45 degrees or less. When the angle is less than 0 degrees, the mist is injected in a direction away from the hot-rolled coil, and the mist that does not contribute to cooling increases. When the angle exceeds 45 degrees, the mist that corresponds to the cooling coil is not sufficient. Although θ1 depends on the inclination angle θ2 of the collision surface 16 with respect to the traveling direction of the rod-shaped jet and the injection pressure of the cooling water, the injection pressure is so large as long as stable mist can be generated and does not affect θ1. Not give. Therefore, a suitable θ1 can be obtained mainly by appropriately setting θ2.

熱延コイルの載置面Gと衝突板14Aとの距離L1は、0mm以上100mm以下であることが好ましい。衝突板14Aの位置は、熱延コイルの載置面と同じ位置またはそれよりも下方であれば、搬送中の熱延コイルが衝突板14Aに接触するおそれがない。この観点から、L1は100mm超えとする必要はなく、床を必要以上に掘ることは工事費の無用な増加を招き、また、冷却水の到達が困難になる。   The distance L1 between the mounting surface G of the hot rolled coil and the collision plate 14A is preferably 0 mm or more and 100 mm or less. If the position of the collision plate 14A is the same position as or lower than the placement surface of the hot-rolled coil, there is no possibility that the hot-rolled coil being conveyed contacts the collision plate 14A. From this point of view, L1 does not need to exceed 100 mm, and digging the floor more than necessary causes an unnecessary increase in construction costs and makes it difficult to reach the cooling water.

熱延コイルの側面20Aと衝突板14Aとの距離L2は、50mm以上500mm以下とすることが好ましい。50mm未満の場合、ミストになる前の液膜や液糸が熱延コイルにあたる可能性があり、錆の原因となったり、冷却能力が低下する懸念がある一方、500mm超えの場合、熱延コイルの熱による上昇気流を活用できなくなり、ミストの噴射高さが減少するため、好ましくない。冷却水の噴射圧力および上記L1は、ミストの供給位置に与える影響が大きくない。よって、このL2と、ミストの傾斜角θ1とを特に考慮して、冷却水がミストの状態で熱延コイルの側面20Aに全体的に到達するようにする。   The distance L2 between the side surface 20A of the hot rolled coil and the collision plate 14A is preferably 50 mm or more and 500 mm or less. If it is less than 50 mm, there is a possibility that the liquid film or liquid yarn before becoming mist may hit the hot rolled coil, which may cause rust or reduce the cooling capacity. On the other hand, if it exceeds 500 mm, the hot rolled coil Ascending airflow due to the heat of the air cannot be used and the mist injection height is reduced, which is not preferable. The injection pressure of the cooling water and the above L1 do not greatly affect the mist supply position. Therefore, the L2 and the mist inclination angle θ1 are particularly taken into consideration so that the cooling water reaches the side surface 20A of the hot-rolled coil as a whole in the mist state.

ノズル本体12から噴射する冷却水の温度は、熱延コイルの冷却効果を十分に得る観点から30℃以下とすることが好ましい。   The temperature of the cooling water sprayed from the nozzle body 12 is preferably 30 ° C. or less from the viewpoint of sufficiently obtaining the cooling effect of the hot rolled coil.

本実施形態では、このようにして、熱延コイルの載置面(地面)と同じ位置か、それよりも下方にノズルを配置した場合にも、熱延コイルの側面上部にミストを到達させることができる。そのため、ミストによる熱延コイルの冷却時間を短くすることができる。   In the present embodiment, in this way, even when the nozzle is disposed at the same position as or below the mounting surface (ground) of the hot rolled coil, the mist reaches the upper part of the side surface of the hot rolled coil. Can do. Therefore, the cooling time of the hot-rolled coil by mist can be shortened.

なお、本実施形態では、より高い冷却能力を得る観点から、熱延コイルの両側面20A,20Bの外側にそれぞれミスト噴射ノズル10を配置する例を示した。しかし、ミスト噴射ノズル10を片側のみに配置する場合においても、従来のノズルを使用する場合より、高い冷却能力を得ることができる。   In addition, in this embodiment, the example which arrange | positions the mist injection nozzle 10 to the outer side of the both sides | surfaces 20A and 20B of a hot-rolling coil was shown from a viewpoint of obtaining higher cooling capacity, respectively. However, even when the mist injection nozzle 10 is disposed only on one side, a higher cooling capacity can be obtained than when a conventional nozzle is used.

(実施形態2)
図5を参照して、第2の実施形態による熱延コイルの冷却方法および冷却装置を説明する。本実施形態は、複数個の熱延コイルが、それぞれの熱延コイルの両側面が揃うように、二段に配置された状態に関する。つまり、実施形態1の一段配列状態において、隣接する熱延コイル間の窪みに他の熱延コイルを載置した状態であり、コイルヤード内に多数の熱延コイルを効率よく配置できる。図5において、下段の熱延コイル32,34と、これらの熱延コイルの間の窪みに載置した上段の熱延コイル30を示した。また、熱延コイル32,30,34にそれぞれ対応するミスト噴霧ノズルの衝突板14C,14D,14Eも図示した。
(Embodiment 2)
With reference to FIG. 5, the cooling method and cooling apparatus of the hot-rolled coil according to the second embodiment will be described. The present embodiment relates to a state in which a plurality of hot rolled coils are arranged in two stages so that both side surfaces of each hot rolled coil are aligned. That is, in the one-stage arrangement state of the first embodiment, another hot rolling coil is placed in a recess between adjacent hot rolling coils, and a large number of hot rolling coils can be efficiently arranged in the coil yard. In FIG. 5, the lower hot-rolling coils 32 and 34 and the upper hot-rolling coil 30 placed in the recess between these hot-rolling coils are shown. Also shown are collision plates 14C, 14D, 14E of mist spray nozzles corresponding to the hot rolling coils 32, 30, 34, respectively.

図5の左右方向において、衝突板14C,14Eは、熱延コイル32,34の側面の中央部にそれぞれ配置され、衝突板14Dは、衝突板14Cおよび衝突板14Eの中間に配置される。また、衝突板14C,14D,14Eはいずれも、熱延コイルの載置面Gと同じ位置またはそれよりも下方に位置する。   In the left-right direction of FIG. 5, the collision plates 14C and 14E are respectively disposed at the center portions of the side surfaces of the hot rolling coils 32 and 34, and the collision plate 14D is disposed between the collision plate 14C and the collision plate 14E. Moreover, all the collision plates 14C, 14D, and 14E are located at the same position as or below the placement surface G of the hot-rolled coil.

本実施形態のように、上段の熱延コイルを冷却するための冷却ノズルを、実施形態1で説明したミスト噴霧ノズル10とすると、上段の熱延コイルの側面にもミストを到達させることができ、上段の熱延コイルの冷却時間を短縮することができる。   If the cooling nozzle for cooling the upper hot-rolled coil is the mist spray nozzle 10 described in the first embodiment as in the present embodiment, the mist can also reach the side surface of the upper hot-rolled coil. The cooling time of the upper hot-rolled coil can be shortened.

また、本実施形態では、下段の熱延コイルを冷却するための冷却ノズルも、実施形態1で説明したミスト噴霧ノズル10である。これにより、下段の熱延コイルの側面上部にミストを到達させることができ、下段の熱延コイルの冷却時間を短縮することができる。   In the present embodiment, the cooling nozzle for cooling the lower hot rolling coil is also the mist spray nozzle 10 described in the first embodiment. Thereby, mist can be made to reach the upper part of the side surface of the lower hot rolling coil, and the cooling time of the lower hot rolling coil can be shortened.

衝突板14C,14Eから放出された冷却液(液膜)が、ミストの状態で下段の熱延コイル32,34の側面に全体的に到達するための条件は、実施形態1で述べたとおりである。   The conditions for the cooling liquid (liquid film) discharged from the collision plates 14C and 14E to reach the side surfaces of the lower hot rolling coils 32 and 34 in the mist state are as described in the first embodiment. is there.

衝突板14Dから放出された冷却液(液膜)を、ミストの状態で上段の熱延コイル30の側面に到達させるには、熱延コイルの載置面Gと衝突板14Dとの距離L1、熱延コイルの側面と衝突板14Dとの距離L2、冷却水の噴射圧力、および、ミスト傾斜角θ1を適宜変更すればよい。特に、距離L2およびミスト傾斜角θ1を変更することにより、ミストの到達高さを高くすることができる。   In order to allow the cooling liquid (liquid film) discharged from the collision plate 14D to reach the side surface of the upper hot rolling coil 30 in a mist state, a distance L1 between the mounting surface G of the hot rolling coil and the collision plate 14D, The distance L2 between the side surface of the hot-rolled coil and the collision plate 14D, the cooling water injection pressure, and the mist inclination angle θ1 may be appropriately changed. In particular, the reaching height of the mist can be increased by changing the distance L2 and the mist inclination angle θ1.

上段の熱延コイルの側面にミストを到達させる好適な条件としては、ミストの傾斜角θ1は0度以上15度以下とし、距離L2は50mm以上500mm以下とすればよい。   As suitable conditions for the mist to reach the side surface of the upper hot-rolled coil, the mist inclination angle θ1 may be set to 0 ° to 15 °, and the distance L2 may be set to 50 mm or more and 500 mm or less.

熱延工場のコイルヤードにおいて、図5のように配置した3つの熱延コイルに対して、種々の方法で冷却を行った。熱延コイルの寸法は、外周部の幅1.7m、外周部の直径1.7m、重量25トンとした。熱延コイルの冷却開始時の表面温度は600℃であり、45℃になった時点で冷却を停止した。冷却開始から完了までの時間を測定した。   In the coil yard of the hot rolling factory, the three hot rolling coils arranged as shown in FIG. 5 were cooled by various methods. The dimensions of the hot rolled coil were a width of the outer peripheral portion of 1.7 m, a diameter of the outer peripheral portion of 1.7 m, and a weight of 25 tons. The surface temperature at the start of cooling of the hot-rolled coil was 600 ° C., and the cooling was stopped when it reached 45 ° C. The time from the start of cooling to completion was measured.

(試験No.1)
上段、下段とも熱延コイルを大気中で放冷した。
(Test No. 1)
The hot rolled coil was allowed to cool in the atmosphere in both the upper and lower stages.

(試験No.2)
空気と冷却水をノズル出口近傍で混合し、ノズル出口において冷却水を微細化(ミスト化)して、ミストを噴霧する形式のノズル(表1中では「従来ノズル」と表記する。)を、図5の衝突板14C,14D,14Eの位置にそれぞれ配置した。冷却水は水温20℃の純水とした。熱延コイルの載置面とノズルとの距離L1は、50mmとし、熱延コイルの側面とノズルとの距離L2は、300mmとした。
(Test No. 2)
A nozzle in which air and cooling water are mixed in the vicinity of the nozzle outlet, the cooling water is refined (misted) at the nozzle outlet, and mist is sprayed (referred to as “conventional nozzle” in Table 1). They are arranged at the positions of the collision plates 14C, 14D, and 14E in FIG. The cooling water was pure water having a water temperature of 20 ° C. The distance L1 between the mounting surface of the hot-rolled coil and the nozzle was 50 mm, and the distance L2 between the side surface of the hot-rolled coil and the nozzle was 300 mm.

(試験No.3〜16)
図1および図2に示すミスト噴射ノズル(表1中では「本発明ノズル」と表記する。)を、図5に示すように配置した。冷却水は水温20℃の純水とし、ノズル本体からの噴射圧力は5MPaで固定した。熱延コイルの載置面と衝突板との距離L1は、50mmで固定した。ミストの傾斜角θ1、および、熱延コイルの側面と衝突板との距離L2は、表1に示すように設定した。
(Test Nos. 3 to 16)
The mist injection nozzle shown in FIG. 1 and FIG. 2 (referred to as “the nozzle of the present invention” in Table 1) was arranged as shown in FIG. The cooling water was pure water with a water temperature of 20 ° C., and the injection pressure from the nozzle body was fixed at 5 MPa. The distance L1 between the mounting surface of the hot rolled coil and the collision plate was fixed at 50 mm. The inclination angle θ1 of the mist and the distance L2 between the side surface of the hot rolled coil and the collision plate were set as shown in Table 1.

Figure 0006094492
Figure 0006094492

試験No.2では、ミストはノズルから噴霧された直後大きく減速しており、本明細書におけるミストの傾斜角θ1は測定できなかった。目視観察によると、ミストの到達高さは1m程度であり、下段熱延コイルの側面上部や上段熱延コイルの側面にはミストが到達しなかった。そのため、冷却時間は下段熱延コイルで68時間、上段熱延コイルで76時間と長時間を要し、特に上段では、大気放冷をした比較例1と大差なかった。   Test No. In No. 2, the mist was greatly decelerated immediately after being sprayed from the nozzle, and the tilt angle θ1 of the mist in this specification could not be measured. According to visual observation, the arrival height of the mist was about 1 m, and the mist did not reach the upper part of the side surface of the lower hot rolling coil or the side surface of the upper hot rolling coil. Therefore, the cooling time required 68 hours for the lower hot-rolled coil and 76 hours for the upper hot-rolled coil, and the upper stage was not much different from the comparative example 1 which was allowed to cool to the atmosphere.

一方、本発明ノズルを用いた試験No.3〜16では、目視観察によると、下段熱延コイルの側面上部および上段熱延コイルの側面にもミストを到達させることができた。そのため、冷却時間は下段熱延コイルで56〜67時間、上段熱延コイルで58〜68時間と、試験No.2よりも大幅に短くすることができた。   On the other hand, test No. using the nozzle of the present invention. In 3-16, according to visual observation, the mist could also be made to reach the upper part of the side surface of the lower hot-rolled coil and the side surface of the upper hot-rolled coil. Therefore, the cooling time is 56 to 67 hours for the lower hot-rolled coil and 58 to 68 hours for the upper hot-rolled coil. It could be significantly shorter than 2.

本発明の熱延コイルの冷却方法および冷却装置によれば、熱延コイルの載置面(地面)と同じ位置か、それよりも下方にノズルを配置した場合にも、ミストによる冷却時間を短くすることができるため、短時間で熱延コイルを出荷できる。   According to the method and apparatus for cooling a hot-rolled coil of the present invention, the cooling time by mist is shortened even when a nozzle is arranged at the same position as or below the mounting surface (ground) of the hot-rolled coil. Therefore, the hot rolled coil can be shipped in a short time.

10 ミスト噴霧ノズル
12 ノズル本体
14 衝突板
16 衝突面
20 熱延コイル
20A,20B 熱延コイルの側面
20C 熱延コイルの外周面
30 熱延コイル(上段)
32,34 熱延コイル(下段)
61 加熱炉
62 粗圧延機
63 連続熱間仕上げ圧延機
64 冷却装置
65 巻取り機
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Mist spray nozzle 12 Nozzle body 14 Colliding plate 16 Colliding surface 20 Hot rolled coil 20A, 20B Side surface of hot rolled coil 20C Outer surface of hot rolled coil 30 Hot rolled coil (upper stage)
32, 34 Hot rolled coil (lower)
61 Heating furnace 62 Rough rolling mill 63 Continuous hot finish rolling mill 64 Cooling device 65 Winding machine

Claims (5)

熱間圧延ラインに設置された巻取り機で巻き取られたロール状の熱間圧延鋼帯である熱延コイルの冷却方法であって、
前記熱延コイルを、前記熱間圧延鋼帯の幅方向が水平方向となるように配置する工程と、
高圧水を噴射するノズル本体と、
前記ノズル本体から噴射された高圧水である棒状噴流を衝突させる衝突面を有し、該衝突面が前記棒状噴流の進行方向に対して傾斜した、前記ノズル本体より上方に位置する衝突板と、
を含み、前記衝突面より上方に向けてミストを噴霧させることが可能なミスト噴霧ノズルを、前記熱延コイルの両側面の外側のうち少なくとも片側、かつ、前記熱延コイルの下端と同じ位置またはそれよりも下方に、前記衝突板が位置するように配置する工程と、
前記ミスト噴霧ノズルから噴霧させたミストにより、前記熱延コイルの両側面の少なくとも片側を冷却する工程と、
を有することを特徴とする熱延コイルの冷却方法。
A method for cooling a hot-rolled coil, which is a roll-shaped hot-rolled steel strip wound by a winder installed in a hot-rolling line,
Arranging the hot-rolled coil such that the width direction of the hot-rolled steel strip is a horizontal direction;
A nozzle body for injecting high-pressure water;
A collision plate that collides with a rod-shaped jet that is high-pressure water jetted from the nozzle body, the collision surface being inclined with respect to the traveling direction of the rod-shaped jet, and located above the nozzle body;
A mist spray nozzle capable of spraying mist upward from the collision surface, at least one of the outer sides of the both sides of the hot rolled coil and the same position as the lower end of the hot rolled coil, or A step of disposing the collision plate so that the collision plate is positioned below it;
Cooling at least one side of both sides of the hot-rolled coil with mist sprayed from the mist spray nozzle;
A method for cooling a hot-rolled coil, comprising:
複数個の熱延コイルが、それぞれの熱延コイルの両側面が揃うように、二段に配置された状態で、少なくとも上段の熱延コイルを冷却するための冷却ノズルを、前記ミスト噴霧ノズルとする請求項1に記載の熱延コイルの冷却方法。   A cooling nozzle for cooling at least the upper hot rolling coil in a state where a plurality of hot rolling coils are arranged in two stages so that both side surfaces of each hot rolling coil are aligned, and the mist spray nozzle The method for cooling a hot-rolled coil according to claim 1. 下段の熱延コイルを冷却するための冷却ノズルも、前記ミスト噴霧ノズルとする請求項2に記載の熱延コイルの冷却方法。   The method for cooling a hot-rolled coil according to claim 2, wherein a cooling nozzle for cooling the lower-stage hot-rolled coil is also the mist spray nozzle. 上段の熱延コイルを冷却する前記ミスト噴霧ノズルおよび下段の熱延コイルを冷却する前記ミスト噴霧ノズルの両方が、前記複数の熱延コイルの載置面と同じ位置またはそれよりも下方に、前記衝突板が位置するように配置される請求項3に記載の熱延コイルの冷却方法。   Both the mist spray nozzle that cools the upper hot-rolled coil and the mist spray nozzle that cools the lower hot-rolled coil are at the same position as or lower than the mounting surface of the plurality of hot-rolled coils. The method for cooling a hot-rolled coil according to claim 3, wherein the collision plate is disposed so as to be positioned. 熱間圧延ラインに設置された巻取り機で巻き取られたロール状の熱間圧延鋼帯である熱延コイルを、前記熱間圧延鋼帯の幅方向が水平方向となるように配置した状態で冷却する熱延コイルの冷却装置であって、
高圧水を噴射するノズル本体と、
前記ノズル本体から噴射された高圧水である棒状噴流を衝突させる衝突面を有し、該衝突面が前記棒状噴流の進行方向に対して傾斜した、前記ノズル本体より上方に位置する衝突板と、
を含み、前記衝突面より上方に向けてミストを噴霧させることが可能なミスト噴霧ノズルを、前記熱延コイルの両側面の外側のうち少なくとも片側、かつ、前記熱延コイルの下端と同じ位置またはそれよりも下方に、前記衝突板が位置するように配置してなる熱延コイルの冷却装置。
A state in which hot rolled coils, which are roll-shaped hot rolled steel strips wound by a winder installed in a hot rolling line, are arranged so that the width direction of the hot rolled steel strip is a horizontal direction. A hot rolled coil cooling device for cooling at
A nozzle body for injecting high-pressure water;
A collision plate that collides with a rod-shaped jet that is high-pressure water jetted from the nozzle body, the collision surface being inclined with respect to the traveling direction of the rod-shaped jet, and located above the nozzle body;
A mist spray nozzle capable of spraying mist upward from the collision surface, at least one of the outer sides of the both sides of the hot rolled coil and the same position as the lower end of the hot rolled coil, or A cooling apparatus for hot-rolled coils, which is arranged so that the collision plate is positioned below that.
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