JPH03230809A - 熱間鋼板の冷却装置 - 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〉 １ この発明は、ホットランテーブル上を走行する熱間鋼板
の冷却に際し、鋼板上に浮遊する水や干渉流を除去して
均一な冷却効果を確保するための冷却装置に関するもの
である。

〈従来技術とその課題〉 ホットランテーブル上を走行する熱間綱板をスリットラ
ミナーやパイプラミナー等の冷却装置によって冷却する
場合、“鋼板上を浮遊する水”や“冷却水ノズルから流
下した冷却水がぶつかって生じる干渉流”は均一冷却上
問題があり、時には冷却能を阻害するとの指摘もなされ
ている。従って、冷却効率等からすると、冷却水が熱間
鋼板上に落下して接触した後は浮遊水や干渉流となる前
に素早（除去することが肝要である。

このため、高圧水ノズルから高圧水を噴射して水切りす
ることで熱間鋼板上の浮遊水や干渉流を除去する方策も
試みられていた。

しかし、上記方策を講じた場合には次のような新たな問
題が起きることとなった。即ち、前記水切り手段の実施
に単一の高圧水ノズルを使用する　− 場合、例えば特開昭６０−１４９７３１号公報や特開昭
６１−２３１１２５号公報にも示されている如く、該高
圧水ノズルは、板幅方向全域に亘って十分に水切りがな
されるように噴射される高圧水の衝突領域が“適用され
る最大幅鋼板のエツジ部近傍にも及ぶような板幅方向に
長い範囲”となるように設計され配置される。このため
、板幅変更で狭幅の熱間鋼板を冷却しなければならなく
なった際には高圧水流が鋼板エツジに直接衝突すること
となり、鋼板エツジ部の局部的な過冷却を助長する結果
となる。つまり、単一高圧水ノズルを使用しての水切り
においては、鋼板エツジ部の冷却制御が極めて困難であ
ると言う問題が存在したのである。

そこで、上記問題の解決を自衛して、第２図に示すよう
にホットランテーブル１の両側に高圧水ノズル２，２を
対向配置し、この対向配置した高圧水ノズルから“冷却
水３で冷却される熱間綱板４″の幅方向中央部より外端
へ横切るように高圧水を噴出して水切りを行う手段が提
案された（実開昭３− ５７−１０６７５２号）。

しかしながら、この［ホットランテーブルの両側に対向
配置した高圧水ノズルより熱間綱板の中央部から外端に
向は対向的に高圧水を噴出させる水切り法」は確かに“
干渉流”や“浮遊水”の水切りには比較的良好な効果を
挙げ得るものではあったが、それでも冷却条件（鋼板の
走行速度、冷却水の水量等）が変ったような場合には、
第３図（ａ）に示すように、水ノズル２．２からの圧力
水が熱間鋼板４の表面に衝突する近傍に流れの“よどみ
”を生じたり、一部に依然として干渉流が発生したりす
るため、これらによってやはり冷却能が阻害されると言
う問題が残るものであった。その上、噴射された圧力水
が冷却水を同伴して両エツジ部へ多量に偏って流れ出る
ため、鋼板のエツジ部が過冷却にな、り易いと言った問
題もあった。そして、高圧゛水ノズル２，２の噴出角度
を例えば第３図（ｂｌの如くに設定しておいた場合でも
、実際作業では冷却条件が何時も同じと言う訳には行か
ないことから、前記問題が避けられないことも確認され
た。

一 なお、図面における符号５は冷却水ノズル（スリットラ
ミナー、パイプラミナー等）を示し、また矢印は冷却水
流の方向並びに高圧水の方向を、そして網目で示した部
分は高圧水の衝突部位を表わしている。

このようなことから、本発明の目的は、熱間鋼板の冷却
に寄与した後に該鋼板上を浮遊する冷却水や冷却水の干
渉流を迅速かつ効果的に除去して冷却能の向上が図れ、
しかも鋼板幅方向の均一冷却が叶うことは勿論、冷却条
件の変化に対しても的確に対応し得る熱間鋼板の冷却手
段を提供することに置かれた。

く課題を解決するための手段〉 本発明者等は、上記目的を達成すべく、数多くの実験を
繰り返しながら様々な観点から研究を行った結果、「単
一の高圧水ノズルによる走行鋼板上の浮遊水や干渉流の
除去効率並びにこれらにも影響される鋼板の均一冷却性
は、鋼板進行方向に対する高圧水の噴射角度及び鋼板面
への高圧水衝突部位によって優劣が決まり、鋼板の均一
冷却のためには高圧水の衝突部位が鋼板エツジに掛から
ないように調整することが重要である。しかも、鋼板進
行方向に対する高圧水の好適噴射角度は冷却条件によっ
て変化するため、高圧水ノズルによる水切り効果の改善
には高圧水ノズルの角度を冷却条件の変化に応じて調節
可能とすることが必要である。」との知見を得るに至っ
たのである。

本発明は、上記知見事項等に基づいてなされたものであ
り、 ［第１図で示すように、ホットランテーブル上を走行す
る熱間鋼板４面に冷却水を落下させる冷却水ノズル５を
備えると共に、鋼板面に浮遊する冷却水や該冷却水の干
渉流を排出除去する高圧水ノズル２．２を上記ホットラ
ンテーブルの両側に配置して成る熱間鋼板の冷却装置に
おいて、前記浮遊冷却水や冷却水干渉流を除去するため
の高圧水ノズル２，２を鋼板進行方向に対して直角方向
から±４５６方向までの範囲で角度調節可能に、かつ噴
出高圧水流が熱間鋼板のエツジを直撃しない角度に設置
した点」 ６− に特徴を有している。

以下、図面に基づいて本発明をその作用と共により詳細
に説明する。

く作用〉 第４図は本発明に係る冷却装置の１例を模式的に示した
概略図であって、第４図（ａｌはその正面図を、そして
第４図（ｂｌ及び第４図（Ｃ１は、それぞれ鋼板進行方
向に対する高圧水ノズル２，２の角度が異なる状態に調
節されている場合の平面図を表わしている。

この第４図で示される冷却装置において、例えば圧延機
（図示せず）により所定の寸法に圧延された熱間鋼板４
がホットランテーブル（ロール）１上に搬送されてくる
と、従来の如く、進行方向に多数配置された冷却ノズル
（スリットラミナー又はパイプラミナー）５．５により
所定の冷却パターンに従った冷却が開始される。

しかしながら、冷却ノズル５，５より落下した冷却水は
、ノズル直下においては熱間鋼板４の冷却に寄与するが
、その後に鋼板上を浮遊する冷却水は各冷却ノズル５．
５間で干渉流を生じたり蒸気膜を形成したりして均一冷
却を阻害するように作用する。

ところが、第４図で示す冷却装置では、ホットランテー
ブル１の両側に“噴出高圧水流が熱間鋼板のエツジを直
撃しない角度に設定された高圧水ノズル２，２”が設置
されており、該高圧水ノズルからの噴射水流によって前
記干渉流や蒸気膜が素早く除去（水切り）されるため、
これらによる冷却の不均一が防止される。そして、前記
高圧水ノズル２，２から噴射される高圧水流は、第４図
（ｂ）及び第４図（０）に示す如く直接的に鋼板のエツ
ジを直撃することがないため、鋼板エツジ部の過冷却を
招くことがない。その上、前記高圧水流の直撃部位が鋼
板エツジに掛からないことから、衝突した圧力水は鋼板
上で成る程度の広さに拡散し比較的広い部分の冷却水を
同伴して流れ出ることとなるので、冷却水を同伴した圧
力水が偏って短絡的にエツジ部から流れ出すこともない
。従って、多量に偏って流れ出る冷却水と圧力水との混
合流によるエツジ部の過冷却も防止される。

しかも、高圧水ノズル２，２は“鋼板進行方向に対して
直角方向からその±４５″方向までの範囲”で角度調節
が可能な首振り方式とされているため、冷却条件が例え
ば“低ラインスピード・少冷却水量”の時は、第４図山
）で示すように高圧水ノズル２．２の噴射方向を鋼板進
行方向に対して直角又はそれに近い角度方向とすれば冷
却の役目を終えた冷却水の円滑な除去がなされる。一方
、冷却条件が“高ラインスピード・多冷却水量”に変っ
た時には高圧水ノズル２．２の噴射方向を第４図（Ｃ１
で示す如く　“鋼板進行方向に直角な方向から±３０゜
更には±４５°程度振れた角度”に変更・調整すること
で、冷却の役目を終えた冷却水のより素早い除去がなさ
れることとなる。このように、冷却条件に応じて高圧水
ノズルの角度調節を行うと、冷却条件が如何様に変わろ
うとも「浮遊水や干渉流で鋼板中央部に生じがちな“よ
どみ”の解消」や「冷却水を同伴した圧力水の流れが偏
って鋼板両エツジ部から多く流れ出る現象の制御・抑制
」９− が効果的に行われ、ラインスピードについては低速から
高速まで、また冷却水量については低水量から高水量ま
でと冷却条件に対応した水切りが叶うため、板幅方向の
どの位置でも通過水量を等しくすることが可能となり、
熱間鋼板を効率良く板幅方向の不均一冷却を抑えながら
冷却するこ・とができる。

ここで、高圧水ノズルの角度調節範囲を“鋼板進行方向
に対して直角方向からその±４５″方向まで”と限定し
たのは、次の理由による。

即ち、高圧水ノズルの鋼板進行方向に対する好適噴出角
度は冷却水ノズル（スリットラミナー又はパイプラミナ
ー等）同士の間隔にも左右される。

つまり、冷却水ノズルの配列間隔が長くなると鋼板進行
方向に直角な方向を０°とした場合の好適噴出角度（絶
対値）は大きくなるが、この角度がθ〜±４５″の範囲
を出ると対向噴射された高圧水流間に生じるデッドゾー
ン（冷却水によって冷却されない領域）が広くなって均
一冷却を阻害するようになる。このようなことから、高
圧水ノズ１　〇− ルの角度調節範囲は“鋼板進行方向に対して直角方向よ
り±４５″方向まで”と定めたが、好ましくは鋼板進行
方向に対してＯ〜±３０’とするのが良い。

なお、高圧水ノズルからの水噴出圧力は５〜１２ｋｇ／
ｃ１ｉ程度が適当である。

そして、冷却後の鋼板は、通常はそのままダウンコイラ
ーにて巻き取られる。

ところで、第５図は、本発明に係る冷却装置によって高
圧水ノズルの角度調整を行いながら熱間鋼板を冷却した
場合と、角度調整ができない固定の高圧水ノズルを備え
た従来の冷却装置（第２図に示した装置）によって熱間
鋼板を冷却した場合との、板幅方向の温度分布を比較し
たグラフである。

なお、この調査結果は、普通鋼を熱間圧延して８５０℃
で仕上げ、その後直ちに上記冷却装置によって連続冷却
してから４８０℃で巻取ると言う条件下で得たものであ
り、第５図（ａ）は従来装置による結果を、そして第５
図（ｂ）は本発明装置による１ 結果をそれぞれ示している。

上記第５図に示される結果からも、本発明装置によると
板幅方向の冷却均一性が著しく向上することが確認でき
る。

く効果の総括〉 以上に説明した如く、この発明によれば、熱間鋼板の冷
却条件に応じた良好な鋼板面の水切りを実施することが
でき、この水切り効率の上昇によって冷却能と板幅方向
での冷却均一性が著しく改善されるなど、産業上有用な
効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る“熱間鋼板の冷却装置”の概略
説明図である。 第２図は、従来の“熱間鋼板の冷却装置”の説明図であ
る。 第３図は、従来の“熱間鋼板の冷却装置”における水切
り状況の説明図であり、第３図（ａ）と第３図中）はそ
れぞれ高圧水ノズルの角度が異なる場合の例を示してい
る。 ＝１２ 第４図は、本発明に係る冷却装置の１例を模式的に示し
た概略図であって、第４図Ｔａ）はその正面図を、そし
て第４図（ｂ）及び第４図（Ｃ）はそれぞれ鋼板進行方
向に対する高圧水ノズル２，２の角度が異なる状態に調
節されている場合の平面図を表わしている。 第５図は、従来の冷却装置によって熱間鋼板を冷却した
場合〔第５図（ａ）〕と本発明に係る冷却装置によって
高圧水ノズルの角度調整を行いながら熱間鋼板を冷却し
た場合〔第５図（ｂ）〕との、板板方向の温度分布を比
較したグラフである。 図面において、 １・・・ホットランテーブル。 ２・・・高圧水ノズル、　　　３・・・冷却水。 ４・・・熱間鋼板、　　　　　５・・・冷却水ノズル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ホットランテーブル上を走行する熱間鋼板面に冷却水を
   落下させる冷却水ノズルを備えると共に、鋼板面に浮遊
   する冷却水や該冷却水の干渉流を排出除去する高圧水ノ
   ズルを上記ホットランテーブルの両側に配置して成る熱
   間鋼板の冷却装置において、前記浮遊冷却水や冷却水干
   渉流を除去するための高圧水ノズルを鋼板進行方向に対
   して直角方向からその±４５°方向までの範囲で角度調
   節可能に、かつ噴出高圧水流が熱間鋼板のエッジを直撃
   しない角度に設置したことを特徴とする、熱間鋼板の冷
   却装置。