JPH0243322A - ステンレス形鋼の冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、ステンレス形鋼の溶体化処理に用いる冷却
装置に関し、特に急冷帯の冷却パターンが自在に調整で
き、長尺のステンレス形鋼であっても曲がりを生しさせ
ることなく冷却することができる装置に関する。

（従来の技術） ステンレス鋼製の形鋼、例えば山形鋼、溝形鋼、Ｉ　Ｃ
またはＨ）形鋼は、化学プラント等の耐食性を要求され
る構造物などに広く使用されている。

これらの形鋼は、通常、熱間圧延によって製造された後
、所定の耐食性を持たせるため溶体化処理が施される。

一般に、溶体化処理というのは、鋼材を１１００°Ｃ前
後の温度（溶体化温度）に所定の時間加熱した後、象、
冷する処理であるが、形鋼の場合には、加熱炉に連設し
た冷却装置に送り込んで走行させながら冷却水をかけて
急冷するのが普通である。

上記のようなステンレス形鋼の溶体化処理における問題
点は、冷却時に発生する形鋼の曲がりである。冷却装置
内の形鋼は搬送ローラーの上を走行しつつ上下から噴射
される冷却水で急冷されるのであるが、その冷却速度は
必ずしも均一ではない。特に、形鋼は断面がし、■、Ｈ
など多様であり、肉厚も一様でないため、上下から同じ
ように水を噴射しても冷却は均一にならず、熱歪が生じ
て曲がってしまう。多少の曲がりは、後にロール矯正な
どで取り除くことができるが、その工程は製造コストの
増大を招く好ましくないものである。

また、曲がりが甚だしいとハンドリングに支障を来して
操業能率を低下させ、矯正不可能で商品にならないもの
が出て製品歩留りを低下させる。

冷却の際の曲がり発生の防止策として従来採られていた
のは、被冷却材の上下に配置された水ノズルから噴射す
る冷却水の流量を調整する方法である。しかし、冷却水
の流量を加減すると、ノズルから噴射する噴霧の形態（
噴霧の広がり角度等）が変化し、後述するように多数の
形鋼を並列させて冷却する場合、冷却水の均一散布がで
きなくなりかえって曲がりを助長することがある。

（発明が解決しようとする課題） 本発明の課題は、ステンレス形鋼の溶体化処理、特にそ
の冷却工程における曲がりの発生を防止することにあり
、曲がりを発生させないような冷却条件が自在に得られ
る冷却装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） ステンレス形鋼（以下、単に形鋼と記す）の冷却過程に
おける曲がりの発生は、主に形鋼の上下面での冷却の不
均一に起因する。しかし、前記のとおり形鋼はその断面
形状が様々であるため、熱歪の発生状態も一様ではなく
、上下を同じように冷却すれば曲がりが発生しないとい
う訳でもない。

即ち、曲がりを発生させない冷却条件は形鋼の種類毎に
異なるのである。しかし、従来のように、実操業の経験
をもとにして冷却水の流量を調節するというような方法
では、多様なサイズ、形状の形鋼のそれぞれに最適の条
件で冷却することは困難である。特に、多数の形鋼を同
時に冷却する場合は、これらの全てが均等な冷却パター
ンで冷却されなければならず、従来の冷却水ノズルだけ
を用いる方法では最適の冷却条件を均等に実現すること
は不可能であった。

本発明者は、冷却装置の少なくとも急冷帯において、気
水混合冷却ノズルを使用し、更に被冷却材の上側と下側
の気水混合冷却ノズル群をそれぞれ独立に制御すること
によって冷却条件を広範囲に、しかも精密に調整できる
ことを確認した。

ここに、本発明は［溶体化温度に加熱されたステンレス
形鋼を冷却する装置であって、その装置の少なくとも急
冷帯に被冷却材の上下に配置された気水混合冷却ノズル
群を有し、かつその上下の冷却ノズル群がそれぞれ独立
に水と圧空の供給ラインに連結されているステンレス形
鋼の冷却装置」をその要旨とする。

気水混合ノズルを用いれば、例えば冷却速度を下げるた
めに水の量を絞っても、空気の量を一定に保てば噴霧の
形態は変わらない。即ち、多数の形鋼に均等に噴霧する
ための噴霧角度を確保したまま、冷却速度を変えること
ができる。

第１図は、本発明の基本概念を説明するための図で、（
ａ）が冷却装置の縦断面概略図、（ｂ）はこの装置内で
の形鋼の冷却パターンを示す図である。

第１図（ｂ）のように、加熱炉でおよそ１１００°Ｃに
加熱された形鋼は、冷却装置に入っておよそ５００°Ｃ
まで急冷される。この栄、冷は溶体化処理という目的か
ら必須であるが、５００°Ｃ以下になれば特に冷却速度
に制約はない。しかし、冷却を促進して装置をコンパク
トにするために、水冷するのが普通である。本明細書で
は、およそ５００　’Ｃまで冷却するゾーンを栄、冷帯
という。

被冷却材の形鋼に曲がりが発生するのは上記の急冷帯の
冷却条件が不適切な場合である。しかし、適切な冷却条
件は、形鋼のサイズ、形状によって様々に異なる。そこ
で、本発明の装置では、この急冷帯で気水混合冷却ノズ
ルを使用するのである。

第１図（ａ）の１，１゛がそのノズルである。このノズ
ルは被冷却材である形鋼２の上側と下側にそれぞれ複数
本配置され、各々独立の水供給ライン３．３゛および圧
空供給ライン４．４″に連結されている。

ここで気水混合ノズルを使用するのは、これによって冷
却媒体（水と空気の混合体）の冷却能の調整が容易にか
つ正確に行えるからである。即ち、空気と水の混合比（
気水混合比）を変えることによって、従来の水だけでの
噴射ではなしえない広範囲の冷却条件の変更が可能にな
る。しかも、前記のように、例えば空気の量を一定に保
つことにより、噴霧の形態を好ましい状態に維持できる
から、冷却装置内の多数の形鋼を同し条件で冷却するこ
とができる。かかる冷却条件の調整を上下でそれぞれ独
立して行わせるため、上下のノズル群はそれぞれ別個の
気水供給ラインに連結されている。

象、冷帯に設置する気水混合ノズルの数および配置は、
冷却装置の容量、処理対象の形鋼のサイズ、形状等に応
じて選定すればよい。−船釣には、形鋼の走行方向に直
角の方向に複数本並べて一列とし、これを数列しかも千
鳥状に配置するのがよい。

曲がりを発生させない冷却条件は、形鋼の種類ごとに経
験的に求められる。本発明の装置によれば、その最適の
冷却条件が、気水混合比の変更と噴射量の変更によって
容易にえられる。しかも、冷却条件は上と下で各独立に
設定できるから、いかなる断面形状の形鋼に対しても、
曲がりを発生させない最適の冷却条件を選ぶことができ
る。

栄、冷帯の後の冷却ゾーンには、必ずしも気水混合ノズ
ルを置く必要はない。通常の水だけの噴射ノズルで充分
である。

（実施例） 第２図は、本発明の一実施例である冷却装置の縦断面図
、第３図は同じ装置のＡ−Ａ線断面図である。

加熱炉（図示せず）で所定の溶体化温度に加熱された形
鋼２は、搬送ローラー７によって冷却装置に送り込まれ
る。冷却装置の入口に近い急冷帯には、形鋼の上下にそ
れぞれ気水混合ノズル１，１が配置されている。第３図
に示すように、加熱および冷却は多数の形鋼を並列にな
らべて処理することが多いから、冷却用ノズルは横方向
に複数本並べ、かつ縦方向（形鋼の進行方向）に数段設
けるのがよし１０ 前記の気水混合ノズル】、１′　はそれぞれ気水配管８
，８゛に連結され、冷却装置外の制御系で適当な混合比
に調整された気水混合体が供給される。

前記のとおり、この混合比の調整は上下のノズルごとに
独立に行うのであるが、更に縦方向の複数列のノズルご
とに混合比をかえるような調整を行ってもよい。

象、冷帯を過ぎた後は、冷却条件に特別の制約はないか
ら、冷却装置の後半部での冷却には通常の水噴霧ノズル
が使用できる。第２図の９，９゛がその冷却水供給用配
管である。

以上のように構成された本発明の装置を用いてステンレ
ス形鋼を冷却する場合、形鋼の材質、形状およびサイズ
に応じて最適の冷却パターンになるように、予め上下の
気水混合ノズルに供給する気水の混合比をそれぞれ設定
しておけばよい。勿論、冷却開始後に形鋼に曲がりの発
生がみられた場合、運転しなから気水混合比を調整する
こともできる。図示していないが、冷却装置の出側に形
鋼の形状測定装置を設置し、その情報によって気水混合
比を自動的に調整することも可能である。

（発明の効果） 本発明は、ステンレス形鋼という特殊な製品の製造工程
、しかも溶体化処理という製品の品質に大きく影響する
工程、で使用される冷却装置について、著しい改良を加
えたものである。この装置によれば、ステンレス形鋼の
溶体化処理の際の曲がり、変形という問題は殆どなくな
り、その生産性は大きく向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の基本概念を説明する図で、（ａ）は
冷却装置の縦断面概略図、（ｂ）は冷却装置内の冷却パ
ターンを示す図である。 第２図は、本発明の実施例の一つである冷却装置の縦断
面図、第３図は第２図のＡ−Ａ線断面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 溶体化温度に加熱されたステンレス形鋼を冷却する装置
   であって、その装置の少なくとも急冷帯に被冷却材の上
   下に配置された気水混合冷却ノズル群を有し、かつその
   上下の冷却ノズル群がそれぞれ独立に水と圧空の供給ラ
   インに連結されているステンレス形鋼の冷却装置。