JPH0327689Y2

JPH0327689Y2 -

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Publication number: JPH0327689Y2
Application number: JP1986066552U
Authority: JP
Priority date: 1986-05-01
Filing date: 1986-05-01
Publication date: 1991-06-14
Also published as: JPS62179108U

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７
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、その流端部におい
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２〜35℃／ｓの極めて広い冷却速度範囲
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、効率
良く冷却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であつて、上記鋼板の上
方に、ラミナーノズルと該ラミナーノズルより噴
出量の小さいスプレイノズルとを設置すると共
に、上記鋼板の下方に、噴出量の異なる複数のス
プレイノズルを設置する一方、上記ノズル群の作
動を切換えて組合わせ操作を行なう切換・組合わ
せ制御装置を上記ノズル群に付設したことを特徴
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、ラミナーノズルとスプレイノズルと
からなる中速冷却部と、該中速冷却部の噴出量よ
り少ない弱スプレイノズル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、極めて広い範
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。

「実施例」以下、第１図ないし第６図に基づいて本考案の
一実施例を説明する。

第１図は本考案の鋼板の冷却装置の概要を説明
するものである。この冷却装置は、圧延機１の後
段（下流）側において、ロール２で搬送されてく
る冷却対象の鋼板Ｗの搬送通路に設置されてお
り、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
わせ式、インフレートシール式等、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の連続
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。この昇降機構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、鋼板Ｗの上方１〜
２ｍの位置に、口径６〜20mm程度のラミナーノズ
ル２７がラミナーパイプに備えられた状態で多数
配置され、かつこのラミナーノズル２７の下方に
口径３mm以下の弱冷スプレイノズル２８が設置さ
れると共に、鋼板Ｗの下方に、上下に対をなす弱
冷スプレイノズル２８と口径３〜10mmのスプレイ
ノズル２９とが多数設備されたものである。そし
て、これらの各ノズル２７，２８，２８，２９は
それぞれ独立した給水系統を備えている。また、
ラミナーノズル２７とスプレイノズル２９は、鋼
板Ｗの表面当り0.3〜1.0m³／min・m²の散水量を、
かつ各弱冷スプレイノズル２８は、鋼板Ｗの表面
当り0.1〜0.3m³／min・m²の散水量を有している。

さらに、上記各スリツトノズル１４、ラミナー
ノズル２７、弱冷スプレイノズル２８、スプレイ
ノズル２９への冷却水の供給を操作する急冷部弁
３０、ラミナー給水弁３１、弱スプレイ部弁３２
及び強スプレイ部弁３３がそれぞれ設置されてい
る。そして、各弁３０，３１，３２，３３を切換
または組合せて使用するためのスプレイパイプ切
換／組合せ制御装置３４が、圧延機１あるいはプ
ロセスコンピユータ３５からの指示またはデータ
に基づいて各弁３０〜３３を制御するように構成
されている。

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
連続急冷部１０に導入される。この場合、連続急
冷部１０で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２
５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１
２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１
２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の外側には漏れず、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１８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を効率良く劣却する。

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２９により冷却される。この場
合、冷却水量は、0.3〜1.0m³／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、必要に応じて、ラミナー
ノズル２７及びスプレイノズル２９に、弱冷スプ
レイノズル２８を組合わせて使用してもよい。

次に、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のラミナーノズル２７とスプレ
イノズル２９の組合わせによる中冷却速度、また
は弱冷スプレイノズル２８を切換使用することに
よつて、２〜35℃／ｓの広い冷却速度を得ること
ができる。

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、弱冷スプレイノ
ズル２８、及びスプレイノズル２９を備えたラミ
ナー冷却部１１とを適宜組合わせることにより、
２〜35℃／ｓの極めて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。

鋼板や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上下のノズルユニツ
トにより、鋼板の表面に向かつて所定の角度で
冷却水を噴射するものであるから、鋼板の表面
近くから高速水（５〜50ｍ／ｓ）が噴出し、蒸
気膜が生ぜず、従つて25〜35℃／ｓの大きな冷
却速度が得られる。

ラミナーノズル、スプレイノズル及び弱冷ス
プレイノズルからなるラミナー冷却部もノズル
が２段、２重となることにより、従来の７〜15
℃／ｓの冷却速度が２〜20℃／ｓと広くなり、
上記連続急冷部と合わせ、ほぼ２〜35℃／ｓ
（板厚25mmで表面温度800℃〜500℃平均）冷却
速度が得られる。

上部ノズルユニツトを昇降機構によつて昇降
することができ、かつクツシヨンを備えること
ができるから、鋼板の変形に追従でき、従つ
て、鋼板の変形が悪化の方向に進まず、変形を
小さく抑えることができる。

上記連続急冷部はノズルを対向配置したこと
により、良好の水切れが得られ、また直列に複
数個設けることにより、ロールの搬送速度、板
厚の大きい鋼板に対応でき、さらに、冷却停止
点を正確に決定できる。

ラミナー冷却部は構造が簡単で安価に製造で
き、かつ可動部がない。

スプレイ切換／組合わせ制御装置で制御する
ことにより、冷却速度の変化、冷却停止温度の
設定、また連続式、バツチ式の組合わせ／切換
えが自由に選択できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６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図は弱冷スプレイノズル
の説明図、第６図はスプレイノズルの説明図、第
７図は従来の冷却装置を示す説明図である。Ｗ……鋼板、α……噴射角、１０……連続急冷
部、１１……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……弱冷スプレイノズル、２
９……スプレイノズル、３４……スプレイパイプ
切換／組合わせ制御装置。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

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であつて、上記鋼板の
上方に、ラミナーノズルと該ラミナーノズルより
噴出量の小さいスプレイノズルとを設置すると共
に、上記鋼板の下方に、噴出量の異なる複数のス
プレイノズルを設置する一方、上記ノズル群の作
動を切換えて組合わせ操作を行なう切換／組合わ
せ制御装置を上記ノズル群に付設したことを特徴
とする鋼板の冷却装置。