JPH0327688Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本考案は、圧延機で圧延された直後の保熱鋼板
を、加速冷却、焼入れ等の処理を行なうために、
所定の冷却速度で所定の温度まで冷却する鋼板の
冷却装置に関する。

「従来の技術」 従来におけるこの種の冷却装置の構成例を第６
図に示す。

図においてＷは冷却対象の鋼板であり、圧延機
１を出た鋼板Ｗはロール２上を図中の左方向に移
動する。冷却装置は、このような鋼板Ｗの上方位
置に、その鋼板Ｗの上面に向かつて冷却水を吹き
掛けるラミナーノズル３を備え、また鋼板Ｗの下
方位置に、その鋼板Ｗの下面に向かつて冷却水を
吹き掛けるスプレイノズル４を備えている。そし
て、ロール２で送られてきた鋼板Ｗが、ラミナー
ノズル３の下方に到達すると、ラミナーノズル３
とスプレイノズル４から冷却水を同時に吹き掛け
て、該冷却水により、停止中の、あるいは低速で
移動中の鋼板Ｗが冷却されるようになつている。

「考案が解決しようとする問題点」 しかしながら、上記のような従来の冷却装置に
は、次のような問題があつた。

ラミナーノズル３は、鋼板Ｗの表面から１ｍ
〜1.8ｍと高い場所に設置してあり、また下部
のスプレイノズル４同様ノズルピツチ（50〜
200mm）を有するため、冷却速度（率）が小さ
く、厚さ25mmの鋼板Ｗに対し15℃／Ｓ〜７℃／
ｓ以上の冷却速度は得られなかつた。

また、冷却水は鋼板Ｗの表面に広がり、鋼板
Ｗの両端から流出するため、その両端部におい
ては冷却コントロールが全くできず、冷却の不
均一を生じさせる。このため、従来は鋼板Ｗの
幅方向にもゾーン区分を行ない冷却制御を行な
つている。

上記のために戻水を生ずるから、連続的に
鋼板Ｗを冷却できず、バツチ冷却であり、冷却
水を多量に必要としている。

鋼板Ｗの水冷速度、冷却停止点については、
冷却水量と弁の開閉操作によつており、また単
一径ノズルを使用しているため、水量制御（水
量0.4〜0.8m³／min・m²）は１／２と狭かつた。

本考案は、上記事情に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、例えば、厚さ25mmの鋼
板に対し７℃／ｓ〜35℃／ｓ程度の広い冷却速度
範囲を確保でき、しかも、連続、連続＋バツチ、
バツチの３種の操業を行なうことができる上に、
鋼板の変形を抑制でき、良効な冷却条件を得るこ
とができて、平坦な鋼板を生産することができる
鋼板の冷却装置を提供することにある。

「問題点を解決するための手段」 上記目的を達成するために、本考案は、鋼板の
長手方向に対して前後に互いに対向して設けられ
かつ該鋼板の表面に向かつて所定の角度で冷却水
を噴射するノズルユニツトを、上記鋼板の上下に
少なくとも各１組配置すると共に、上記鋼板の上
方に配置されたノズルユニツトを昇降させる昇降
機構を該ノズルユニツトに設ける一方、上記ノズ
ルユニツトの後段に、所定数のラミナーノズルと
スプレイノズルとからなる冷却部を備えた鋼板の
冷却装置であつて、上記ノズルユニツトの前段
に、上記鋼板を矯正する矯正装置を配備したこと
を特徴としている。

「作用」 本考案の鋼板の冷却装置にあつては、鋼板の上
下にそれぞれ互いに対向配置され、該鋼板の表面
に向かつて所定の角度で冷却水を噴射するノズル
ユニツト及び該ノズルユニツトを昇降させる昇降
機構を有する連続急冷部と、該連続急冷部の後段
に配置され、ラミナーノズル及びスプレイノズル
を有する冷却部とを適宜組合わせて鋼板の冷却を
行なうことによつて、広範囲の冷却速度を確保し
て、加速冷却、焼入れ等の処理を円滑に行なうと
共に、上記ノズルユニツトの前段に続けた矯正装
置によつて、鋼板の変形を抑制し、後段の冷却時
における均一な冷却を実現して、平坦な鋼板を得
るようにする。

「実施例」 以下、第１図ないし第５図に基づいて本考案の
一実施例を説明する。

第１図は本考案の一実施例を示す概略図であ
る。この図において、圧延機１の後段（下流）側
には、ロール２で搬送されてくる鋼板Ｗを平坦に
矯正するホツトレベラー（矯正装置）Ｘと該鋼板
Ｗを冷却する冷却機構Ｙとが順に配置されてい
る。そして、この冷却機構Ｙは、連続急冷部１０
とラミナー冷却部１１とからなるものである。

上記連続急冷部１０には、上記鋼板Ｗの上下の
表面から所定距離離れた位置において、上下一対
のスリツトノズルユニツト１２が設備されてい
る。これらのスリツトノズルユニツト１２は、鋼
板Ｗの長手方向に対して前後に互いに対向して設
けられた一対のスプレイパイプ１３と、各スプレ
イパイプ１３の、上記鋼板Ｗ側の部位に、互いに
対向する方向に向かつて、鋼板Ｗの表面と所定の
角度αをなすスリツトノズル１４とを備えたもの
である。このスリツトノズル１４は、スプレイパ
イプ１３の長手方向に連続的に延在するようなス
リツト状に形成されており、各スリツトノズル１
４から冷却水が噴射角α＝5゜〜45゜でカーテン状
に噴水されるように設定されている。

上記鋼板Ｗの上方に位置する上部ノズルユニツ
ト１２の一対のスプレイパイプ１３の上部には、
両スプレイパイプ１３間の領域の上方を閉じてそ
のの領域内に水溜め１５を形成する隔壁板１６が
設けられている。そして、この隔壁板１６の中央
部には排水口１７が形成されており、水溜め１５
内の冷却水を隔壁板１６の上部に排出するように
なつている。

一方、鋼板Ｗの下方に位置する下部ノズルユニ
ツト１２は、上記上部ノズルユニツト１２と同様
の構成のものが上下対称的に備えられている。す
なわち、鋼板Ｗの上下同一場所に、同様の冷却機
構、スプレイパイプ１３、スリツトノズル１４、
水溜め１５、隔壁板１６、排水口１７が備えられ
ている。さらに、下部ノズルユニツト１２の排水
口１７には、必要に応じて水位調整用の弁１８が
設置されている。また、上記各ノズルユニツト１
２の両側部には、各々仕切壁１９が設けられてお
り、これら上下の仕切壁１９は、凹凸式、スリ合
せ式、インフレートシール等、互いに密接して、
上記冷却水が各ノズルユニツト１２の両側部から
ほとんど、あるいは全く漏れないように設定され
ている。

ところで、本実施例においては、鋼板Ｗを連続
的に搬送するために上記各ノズルユニツト１２の
前後に上下対のロール２０，２１が装備されてい
る。また、上記各スリツトノズル１４間長さが長
い場合（例えば１ｍ以上）には、該各スリツトノ
ズル１４間に必要本数の溝付ロール２２を設け
て、鋼板Ｗの変形を防止し、他方水流を円滑に流
すようにするのが望ましい。さらに、長い冷却機
構を必要とする場合には、上記各ノズルユニツト
１２を直列に複数個配列して対応することができ
る。

また、上記上部ノズルユニツト１２には、この
上部ノズルユニツト１２を上下に移動するための
昇降機構２３が設置されている。この宵降機構２
３は、上記上部ノズルユニツト１２及び各上部ロ
ール２０を支持する昇降ビーム２４と、この昇降
ビーム２４に設けられ、かつ、各上部ロール２０
を鋼板Ｗに適正圧力で押し付け、また、鋼板Ｗの
変形に応じて上部ノズルユニツト１２を上下さ
せ、さらに、鋼板Ｗが連続急冷部１０に入つて来
る際のシヨツクを吸収するクツシヨン２５と、該
クツシヨン２５を介して昇降ビーム２４を上下さ
せる昇降機２６とから構成されている。上記クツ
シヨン２５としては、スプリング、ダンパー、空
気圧バネ（またはシリンダー）、及び油圧バネ
（またはシリンダー）が使用される。そして、上
記昇降機２６としては、電動式ネジ棒、ボールネ
ジ棒、及び油圧シリンダーが使用される。さら
に、上記上部ロール２０には、その軸受部にバネ
を入れることにより、一層円滑に鋼板Ｗ上に密接
させることが可能である。

上記ラミナー冷却部１１は、従来と同様の構成
のものである。すなわち、鋼板Ｗの上方には（高
さ１ｍ〜２ｍの位置には）、オーバーフロー式の
口径６〜20mm程度のラミナーノズル２７が多数配
置されており、かつ鋼板Ｗの下方には、口径３〜
10mmのスプレイノズル２８が多数設置されてい
る。そして、上記各ノズル２７，２８の水量は、
鋼板Ｗ表面当り、0.3〜1.0m³／min・m²程度に設
定されているが、鋼板Ｗの上面の方が、滞留水が
あるため、冷却率が大きくなるから、下部ノズル
２８／上部ノズル２７の水量比は、一般に1.2〜
1.7程度が望ましい。

次に、上記のように構成された鋼板の冷却装置
を用いて、圧延機１からロール２で送られてきた
鋼板Ｗを冷却する場合について説明する。

まず、圧延機１より出た750℃〜1000℃の鋼板
Ｗは、ロール２によつて１〜100ｍ／minの速度
でホツトレベラーＸに送られる。そして、このホ
ツトレベラーＸによつて、圧延後の平坦でない鋼
板Ｗが矯正されて、平坦化される。これにより、
ホツトレベラーＸの後段に設置された冷却機構Ｙ
による冷却時において、従来、平坦でない鋼板に
あつては、該鋼板の上下面における冷却水の掛り
方が異なるために、冷却むら、冷却中の変形、材
質のバラツキが増加し、特に鋼板の変形が悪化の
方向に進んでいたのに対して、本実施例において
は、上記ホツトレベラーＸにより平坦化された鋼
板Ｗが冷却機構Ｙで冷却されることによつて、鋼
板Ｗの上下面における冷却水の掛り方が均一とな
り、冷却むら、冷却中の変形が大幅に抑制され
る。

そして、上記ホツトレベラーＸで平坦化された
鋼板Ｗは、まず冷却機構Ｙの連続急冷部１０に導
入される。この場合、連続急冷部１０で鋼板Ｗの
急速冷却を行なう際には、上記昇降機構２３の昇
降機２６を作動させて、クツシヨン２５及び昇降
ビーム２４を介して各ロール２０を下げ、該ロー
ル２０が鋼板Ｗの板厚に応じて上下するようにす
ると共に、各ロール２０とともに昇降ビーム２４
に取付けられた上部ノズルユニツト１２のスリツ
トノズル１４を鋼板Ｗに接近させておく（表面か
ら10〜50mmの位置）。これにより、各ノズルユニ
ツト１２のスプレイパイプ１３内に供給された冷
却水は、該スプレイパイプ１３に設けられたスリ
ツト状のスリツトノズル１４から、対向するスプ
レイパイプ１３間の領域内に向かつて所定の噴射
角αで噴出し、鋼板Ｗの表面に吹き掛けられてそ
の面を急速冷却する（25mm板厚に対し25〜35℃／
ｓ）。この際、上部ノズルユニツト１２は、上記
昇降機構２３によつて鋼板Ｗの板厚に応じて上下
するから、各ノズルユニツト１２のスリツトノズ
ル１４は、上下ともに鋼板Ｗの上下面に対して対
称の位置に保持され、従つて、鋼板Ｗの上下面は
同一冷却速度で均一に冷却される。また、鋼板Ｗ
上部においては、スリツトノズル１４からの噴水
によつて支えることにより、鋼板Ｗに吹き掛けら
れた冷却水は、水溜り１５に溜まり、排水口１７
の位置まで充満して、排水口１７からオーバーフ
ローすると共に、対向するスリツトノズル１４の
外側には洩れず、極めて水切りが良い。さらに、
鋼板Ｗ下部においても、上部同様隔壁板１６があ
るため、水溜り１５に冷却水が充満し、かつ弁１
８を介して流出する。従つて、連続急冷部１０に
おいては、鋼板Ｗの上下面とも大きな冷却速度を
得ることができる。

ところで、冷却水の噴射角αを5゜〜45゜の範囲
に設定したことには次の意味がある。

すなわち、噴射角αが5゜以下では、水溜め１５
内の水の圧力のために噴水膜が破れて、水がスリ
ツトノズル１４の外に流れ出してしまう。また、
45゜以上では、鋼板Ｗに当たつた冷却水が反射し
て、冷却能力が低下してしまう。従つて、噴射角
αを5゜〜45゜に設定したことにより、鋼板Ｗに吹
き掛けられた冷却水は、対向するスプレイパイプ
１３間の領域内における鋼板Ｗの表面に沿つて高
速で流れ、外側に流出することなく、該領域内の
全面をカバーして鋼板Ｗを効率良く冷却する。

次いで、上記連続急冷部１０において急速冷却
が完了して、表面温度が200〜400℃に冷却された
鋼板Ｗは、ラミナー冷却部１１に導かれて、鋼板
Ｗの上下部に配置されたラミナーノズル２７及び
スプレイノズル２８により冷却される。この場
合、冷却水量は、0.3〜1.5m³／min・m²と少なく
なるが、鋼板Ｗの表面温度が低いため、熱伝達率
が大きく、従つて、少ない水量で大きな冷却速度
（10〜35℃／ｓ）が得られる。そして、冷却する
鋼板Ｗの板厚が小さい（50〜100mm以下）の場合
には、そのまま連続的に鋼板Ｗを通し、また、板
厚がこれ以上大きい場合には、ラミナー冷却部１
１内で前後進を繰り返しながら所要の冷却温度ま
で冷却する。なお、場合によつては、連続急冷部
１０で急速冷却を行なつただけで鋼板Ｗの冷却を
完了してもよい。

また、鋼板Ｗの冷却速度を小さくする場合に
は、上記連続急冷部１０を使用しないで、ラミナ
ー冷却部１１のみで冷却する。この場合の冷却方
法には次の２通りがある。

第１の冷却方法は連続式である。この方法にお
いては、連続急冷部１０の上部ノズルユニツト１
２を鋼板Ｗの板厚に応じて下げておくと共に、各
ノズルユニツト１２のスプレイパイプ１３への冷
却水の供給は停止しておく。これにより、連続急
冷部１０の出口側の上下ロール２０，２１は、ラ
ミナー冷却部１１から流出した水流が圧延機１側
（第１図において右側）に流れるのを防止する水
切ロールの役目をはたす。そして、鋼板Ｗはラミ
ナー冷却部１１の上下の各ノズル２７，２８の間
を通過することにより、７〜20℃／ｓの遅い冷却
速度で冷却される。

また、第２の冷却方法は、連続急冷部１０の上
部スリツトノズル１４を鋼板Ｗの表面から１〜
1.5ｍ上方位置に上昇させ、かつ各ノズルユニツ
ト１２のスプレイパイプ１３への冷却水の供給を
停止した状態で、鋼板Ｗをラミナー冷却部１１に
高速（50〜200ｍ／min）で送り込み、停止させ
た後、0.5〜３ｍ／minの速度で連続的に、また
は前後進させて所要の冷却温度まで冷却させるも
のである。

上述したように、対向するスリツトノズル１４
から鋼板Ｗの表面に向かつて所定の角度αで冷却
水を噴射する連続急冷部１０と、鋼板Ｗの上下に
配置されたラミナーノズル２７及びスプレイノズ
ル２８を備えたラミナー冷却部１１とを適宜組合
せることにより、７〜35℃／ｓの広範囲な冷却速
度が得られる。

「考案の効果」 以上説明したように、本考案によれば、次の効
果を奏するものである。

鋼板は冷却される前に矯正装置で矯正され、
平坦化されるため、冷却時に鋼板の表面に均一
に冷却水が供給され、冷却むら、冷却時の変形
がほとんど発生せず、冷却後に変形の小さな鋼
板を得ることができる。

鋼板の長手方向に対して前後に互いに対向し
て設けられた連続急冷部のノズルユニツトと、
ラミナーノズル及びスプレイノズルを備えた冷
却部とを切換えまたは組合せ使用することによ
り、７〜35℃／ｓの広範囲な冷却速度を容易に
得ることができる。

連続通板冷却ができると共に、鋼板の急冷部
は対向スリツトノズルの部分のみに正確に限定
できるため、冷却停止温度も確実に規定でき
る。

連続急冷部は、従来のラミナーノズルによる
冷却に比べてスリツトノズルから噴出される高
速水が蒸気膜を作らないように鋼板全面を流れ
るため大きな冷却速度25〜35℃／ｓが得られる
上に、スリツトノズルユニツトは直列に複数段
並設することにより、鋼板の搬送速度、板厚に
対応させることができる。

ラミナー冷却部も連続急冷部に続いて配置さ
れため、鋼板の表面冷却速度は従来より改善さ
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本考案の一実施例を示す
もので、第１図は概略構成図、第２図は連続急冷
部の断面図、第３図は同平面図、第４図はラミナ
ーノズルの説明図、第５図はスプレイノズルの説
明図、第６図は従来の冷却装置を示す説明図であ
る。 α……噴射角、Ｘ……ホツトレベラー（矯正装
置）、Ｙ……冷却機構、１０……連続急冷部、１
１……ラミナー冷却部、１２……スリツトノズル
ユニツト、２３……昇降機構、２７……ラミナー
ノズル、２８……スプレイノズル、Ｗ……鋼板。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 鋼板の表面に冷却水を吹き掛けることによつ
   て、該鋼板を冷却する鋼板の冷却装置において、
   鋼板の長手方向に対して前後に互いに対向して設
   けられ、かつ該鋼板の表面に向かつて所定の角度
   で冷却水を噴射するノズルユニツトを、上記鋼板
   の上下に少なくとも各１組配置すると共に、上記
   鋼板の上方に配置されたノズルユニツトを昇降さ
   せる昇降機構を該ノズルユニツトに設ける一方、
   上記ノズルユニツトの後段に、所定数のラミナー
   ノズルとスプレイノズルとからなる冷却部を備え
   た鋼板の冷却装置であつて、上記ノズルユニツト
   の前段に、上記鋼板を矯正する矯正装置を配備し
   たことを特徴とする鋼板の冷却装置。