JPH04313417A - 線材・棒鋼類の浸漬冷却装置 - Google Patents
線材・棒鋼類の浸漬冷却装置Info
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- JPH04313417A JPH04313417A JP7748591A JP7748591A JPH04313417A JP H04313417 A JPH04313417 A JP H04313417A JP 7748591 A JP7748591 A JP 7748591A JP 7748591 A JP7748591 A JP 7748591A JP H04313417 A JPH04313417 A JP H04313417A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
- B21B45/02—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for lubricating, cooling, or cleaning
- B21B45/0239—Lubricating
- B21B45/0245—Lubricating devices
- B21B45/0248—Lubricating devices using liquid lubricants, e.g. for sections, for tubes
- B21B45/0257—Lubricating devices using liquid lubricants, e.g. for sections, for tubes for wire, rods, rounds, bars
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、線材・棒鋼類に冷却に
係り、特に浸漬型の冷却装置に関する。
係り、特に浸漬型の冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】周知のとおり、従来より熱間圧延により
製造される線材・棒鋼類は、機械的品質の改善、スケー
ル生成の抑制などのために、圧延直後の高温から所定温
度にまで冷却される。この種の冷却装置においては、通
常冷水を冷却媒体として使用しており、冷却に際しては
、外周方向、長手方向および断面方向に均一に冷却する
ことと、高い冷却能力を有することが要求されている。
製造される線材・棒鋼類は、機械的品質の改善、スケー
ル生成の抑制などのために、圧延直後の高温から所定温
度にまで冷却される。この種の冷却装置においては、通
常冷水を冷却媒体として使用しており、冷却に際しては
、外周方向、長手方向および断面方向に均一に冷却する
ことと、高い冷却能力を有することが要求されている。
【０００３】前記冷却装置としては、近年種々の形式の
冷却管が用いられている。たとえば、冷却管内部の両端
部付近に内管の外周方向に一定間隔で配置したノズルか
らこの内管軸心部を走行する圧延材に対し、圧延材の進
行方向に冷却水をスプレー状に噴射するスプレー式が挙
げられる。しかし、このスプレー式の冷却管の場合には
、高圧水が直接投射される圧延材部分は冷却能力が高い
が、他の部分では冷却能力が不十分であり、冷却帯の長
さや冷却水量およびポンプ動力に比して冷却効率が低い
という欠点があった。
冷却管が用いられている。たとえば、冷却管内部の両端
部付近に内管の外周方向に一定間隔で配置したノズルか
らこの内管軸心部を走行する圧延材に対し、圧延材の進
行方向に冷却水をスプレー状に噴射するスプレー式が挙
げられる。しかし、このスプレー式の冷却管の場合には
、高圧水が直接投射される圧延材部分は冷却能力が高い
が、他の部分では冷却能力が不十分であり、冷却帯の長
さや冷却水量およびポンプ動力に比して冷却効率が低い
という欠点があった。
【０００４】そのため、近年冷却管両端部に設けた環状
ノズルから冷却水を管体内方に向けて噴射させ、冷却管
の開口部を封じ込める水膜を形成するとともに、冷却管
の長手方向中央部から冷却水を一部排出させることによ
り、管内部に冷却水を充満させて圧延材を冷却水に浸漬
状態として冷却を行う浸漬型冷却管が使用されている。 この浸漬型冷却管によれば、冷却管の軸心部を走行する
高温の線材・棒鋼類は直接冷却水と浸漬状態で接触し、
かつ十分な接触時間も確保でき、前記スプレー式に比し
て高い冷却能力を得ることができる。
ノズルから冷却水を管体内方に向けて噴射させ、冷却管
の開口部を封じ込める水膜を形成するとともに、冷却管
の長手方向中央部から冷却水を一部排出させることによ
り、管内部に冷却水を充満させて圧延材を冷却水に浸漬
状態として冷却を行う浸漬型冷却管が使用されている。 この浸漬型冷却管によれば、冷却管の軸心部を走行する
高温の線材・棒鋼類は直接冷却水と浸漬状態で接触し、
かつ十分な接触時間も確保でき、前記スプレー式に比し
て高い冷却能力を得ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記浸漬型
冷却管における冷却能および冷却分布は、管内における
冷却水の流れにより大きく影響されることが判明されて
いる。そのため、たとえば特公昭６３−５８２０７号公
報および特公昭６３−５８２０８号公報においては、環
状ノズルの諸元を特定することによって管内流れを改善
した冷却管が開示されており、また特公昭６３−５８２
０９号公報においては、冷却管の長手方向中央部の排出
口の諸元を特定することによって、高い冷却能を確保し
た冷却管が開示されている。しかしながら、前記冷却管
においては、ある程度までは高い冷却能を確保し得るも
のの、冷却管の両端開口部から冷却水の流出が多く、そ
の冷却能力にも限界がある。また、前記両端開口部から
の流出によって被冷却帯の外周方向、断面方向および長
手方向の冷却が不均一となる問題があった。
冷却管における冷却能および冷却分布は、管内における
冷却水の流れにより大きく影響されることが判明されて
いる。そのため、たとえば特公昭６３−５８２０７号公
報および特公昭６３−５８２０８号公報においては、環
状ノズルの諸元を特定することによって管内流れを改善
した冷却管が開示されており、また特公昭６３−５８２
０９号公報においては、冷却管の長手方向中央部の排出
口の諸元を特定することによって、高い冷却能を確保し
た冷却管が開示されている。しかしながら、前記冷却管
においては、ある程度までは高い冷却能を確保し得るも
のの、冷却管の両端開口部から冷却水の流出が多く、そ
の冷却能力にも限界がある。また、前記両端開口部から
の流出によって被冷却帯の外周方向、断面方向および長
手方向の冷却が不均一となる問題があった。
【０００６】そこで、本発明の主たる課題は、線材およ
び棒鋼類の浸漬型冷却管に係り、高い冷却能を有すると
ともに、被冷却帯である圧延材の外周方向、断面方向お
よび長手方向の冷却を均一に行い得る冷却装置を提供す
るものである。
び棒鋼類の浸漬型冷却管に係り、高い冷却能を有すると
ともに、被冷却帯である圧延材の外周方向、断面方向お
よび長手方向の冷却を均一に行い得る冷却装置を提供す
るものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記課題は、筒体の両端
部近傍に設けられた冷却水用環状ノズルより内方に向け
て冷却水を噴射させ水膜を形成しつつ冷却水を筒体内に
供給するとともに、過剰の冷却水を筒体中間に設けられ
た冷却水排出口および筒体端の開口より外部に排出する
ことによって筒体内を冷却水で充満させ、筒体内を走行
する線材・棒鋼類を冷却水浸漬状態で冷却する浸漬冷却
装置において、前記冷却水用環状ノズルよりさらに端部
側に、筒体内方に向けて圧力エアーを噴射し筒体端部開
口からの冷却水排出量を規制する封入ガス用環状ノズル
を設けたことで解決できる。
部近傍に設けられた冷却水用環状ノズルより内方に向け
て冷却水を噴射させ水膜を形成しつつ冷却水を筒体内に
供給するとともに、過剰の冷却水を筒体中間に設けられ
た冷却水排出口および筒体端の開口より外部に排出する
ことによって筒体内を冷却水で充満させ、筒体内を走行
する線材・棒鋼類を冷却水浸漬状態で冷却する浸漬冷却
装置において、前記冷却水用環状ノズルよりさらに端部
側に、筒体内方に向けて圧力エアーを噴射し筒体端部開
口からの冷却水排出量を規制する封入ガス用環状ノズル
を設けたことで解決できる。
【０００８】
【作用】従来の浸漬型冷却管の場合には、噴射冷却水に
より筒体の端部位置で水膜を形成することにより冷却水
を封入し、筒体内部を冷却水で充満している。しかし、
連続的に供給される冷却水は、筒体中間に設けられた排
出口から排出される他、前記水膜を乗り越え、筒体両端
部開口からも相当量の冷却水が排出される。そのため、
冷却水の有効置換率（冷却水供給量に対する筒体中間部
に設けられた排出口からの排出量の比）をある程度以上
に高めることができなかった。
より筒体の端部位置で水膜を形成することにより冷却水
を封入し、筒体内部を冷却水で充満している。しかし、
連続的に供給される冷却水は、筒体中間に設けられた排
出口から排出される他、前記水膜を乗り越え、筒体両端
部開口からも相当量の冷却水が排出される。そのため、
冷却水の有効置換率（冷却水供給量に対する筒体中間部
に設けられた排出口からの排出量の比）をある程度以上
に高めることができなかった。
【０００９】そのため本発明においては、冷却管端部の
冷却水用環状ノズルよりさらに端部側に封入ガス用環状
ノズルを設け、この環状ノズルより筒体内方に向けて圧
力エアーを噴射することによって、前記筒体両端開口部
における冷却水の封入効果を高め、前記筒体中間の冷却
水排出口からの排出量を増大させ有効置換率を高めるこ
とができる。その結果、冷却能を向上させることができ
るとともに、被冷却材たる圧延材の外周、断面および長
手方向の均一な冷却が確保される。
冷却水用環状ノズルよりさらに端部側に封入ガス用環状
ノズルを設け、この環状ノズルより筒体内方に向けて圧
力エアーを噴射することによって、前記筒体両端開口部
における冷却水の封入効果を高め、前記筒体中間の冷却
水排出口からの排出量を増大させ有効置換率を高めるこ
とができる。その結果、冷却能を向上させることができ
るとともに、被冷却材たる圧延材の外周、断面および長
手方向の均一な冷却が確保される。
【００１０】
【実施例】以下、本発明を図面に示す具体例に基づき詳
説する。図１は本発明に係る浸漬冷却管を示す図である
。図１において、浸漬型冷却管１は、水平状に配置され
る筒体２と、この筒体２の中間に筒体２の内部と連通す
る冷却水排出口７、７と、前記筒体２の両端部外周面側
に配設された冷却水用ジャケット３、３と、この冷却水
用ジャケット３、３に接続する冷却管４、４と、さらに
前記冷却水用ジャケット３、３よりさらに端部側に設け
られたエアー用ジャケット５、５と、このエアー用ジャ
ケット５、５に接続するエアー供給管６、６からなる。
説する。図１は本発明に係る浸漬冷却管を示す図である
。図１において、浸漬型冷却管１は、水平状に配置され
る筒体２と、この筒体２の中間に筒体２の内部と連通す
る冷却水排出口７、７と、前記筒体２の両端部外周面側
に配設された冷却水用ジャケット３、３と、この冷却水
用ジャケット３、３に接続する冷却管４、４と、さらに
前記冷却水用ジャケット３、３よりさらに端部側に設け
られたエアー用ジャケット５、５と、このエアー用ジャ
ケット５、５に接続するエアー供給管６、６からなる。
【００１１】前記冷却水用ジャケット３、３に囲われた
部分の筒体２の壁体には、好ましくは筒体２の軸芯方向
に複数列で、かつ外周方向に所定の間隔で冷却水噴射口
８、８…が形成されており、筒体２の軸芯に向けて冷却
水を噴射し水膜を形成しつつ、筒体２内部に冷却水を供
給するようになっている。前記噴射口８、８…は冷却水
流れの関係で好ましくは筒体２の中央方向に傾斜させて
形成される。前記噴射口８、８…からの冷却水圧力は、
筒体２の内径および長さ寸法、噴射口８、８…の配置、
ノズル寸法等の諸条件により適宜決定されるが、通常
１．０〜２．０ ｋｇ／ｃｍ２程度の圧力でもって噴射
される。
部分の筒体２の壁体には、好ましくは筒体２の軸芯方向
に複数列で、かつ外周方向に所定の間隔で冷却水噴射口
８、８…が形成されており、筒体２の軸芯に向けて冷却
水を噴射し水膜を形成しつつ、筒体２内部に冷却水を供
給するようになっている。前記噴射口８、８…は冷却水
流れの関係で好ましくは筒体２の中央方向に傾斜させて
形成される。前記噴射口８、８…からの冷却水圧力は、
筒体２の内径および長さ寸法、噴射口８、８…の配置、
ノズル寸法等の諸条件により適宜決定されるが、通常
１．０〜２．０ ｋｇ／ｃｍ２程度の圧力でもって噴射
される。
【００１２】筒体２内部に供給された冷却水は、前記水
膜による封入効果により、筒体２内に貯留されるととも
に、過剰に供給された冷却水に相当する量の冷却水が、
前記筒体２の外に排出されることによって充満状態が保
持されている。従来の冷却管においては、筒体２内に供
給された冷却水は、噴射方向に沿って筒体２の中心部に
流れ、中央部で衝突して筒体２の中間に設けられた排出
口７、７より排出される他、前記冷却水噴射口８、８…
によって形成される水膜による封入効果は弱いものであ
るため、筒体２両端部開口からも相当量の冷却水が排出
されていた。その結果、冷却水の有効置換率（冷却水供
給量に対する排出口からの排出量の比）をある程度以上
に高めることができず、効果的な浸漬状態が得られない
ばかりか、圧延材の外周方向、断面方向および長手方向
に不均一に冷却されていた。
膜による封入効果により、筒体２内に貯留されるととも
に、過剰に供給された冷却水に相当する量の冷却水が、
前記筒体２の外に排出されることによって充満状態が保
持されている。従来の冷却管においては、筒体２内に供
給された冷却水は、噴射方向に沿って筒体２の中心部に
流れ、中央部で衝突して筒体２の中間に設けられた排出
口７、７より排出される他、前記冷却水噴射口８、８…
によって形成される水膜による封入効果は弱いものであ
るため、筒体２両端部開口からも相当量の冷却水が排出
されていた。その結果、冷却水の有効置換率（冷却水供
給量に対する排出口からの排出量の比）をある程度以上
に高めることができず、効果的な浸漬状態が得られない
ばかりか、圧延材の外周方向、断面方向および長手方向
に不均一に冷却されていた。
【００１３】そのため、本具体例においては、前記冷却
水用ジャケット３、３より端部側にエアー用ジャケット
５、５を設けている。前記エアー用ジャケット５、５に
囲われた部分の筒体２の壁体には、好ましくは筒体２の
軸芯方向に複数列で、かつ外周方向に所定の間隔でエア
ー噴射口９、９…が形成されており、筒体２の軸芯に向
けて圧力エアーを噴射し冷却水の封入効果を高めている
。なお、前記圧力エアーとしては、少なくとも筒体両端
の開口部における水圧に負けない程度の圧力、具体的に
は少なくとも３ｋｇ／ｃｍ２以上の圧力をもって、好ま
しくは４ｋｇ／ｃｍ２以上の圧力をもって噴射すること
が望ましい。また、この際のエアー噴射圧力は前記冷却
水噴射圧力に対して、少なくとも１．５倍以上、好まし
くは２倍以上であることが望ましい。
水用ジャケット３、３より端部側にエアー用ジャケット
５、５を設けている。前記エアー用ジャケット５、５に
囲われた部分の筒体２の壁体には、好ましくは筒体２の
軸芯方向に複数列で、かつ外周方向に所定の間隔でエア
ー噴射口９、９…が形成されており、筒体２の軸芯に向
けて圧力エアーを噴射し冷却水の封入効果を高めている
。なお、前記圧力エアーとしては、少なくとも筒体両端
の開口部における水圧に負けない程度の圧力、具体的に
は少なくとも３ｋｇ／ｃｍ２以上の圧力をもって、好ま
しくは４ｋｇ／ｃｍ２以上の圧力をもって噴射すること
が望ましい。また、この際のエアー噴射圧力は前記冷却
水噴射圧力に対して、少なくとも１．５倍以上、好まし
くは２倍以上であることが望ましい。
【００１４】また、図示の如く、圧力エアーによる封入
効果を高めるため、筒体２の両端部位置の開口面積をテ
ーパー状に絞り込むようにすると、噴射される圧力エア
ーによって効果的にエアーカーテンが形成されるように
なるとともに、開口面積の減少により封鎖効果が上がり
、より効果的となる。前記開口面積縮小区間は、好まし
くはテーパー状であることが望ましいのは勿論であるが
、筒体２の一般部内空断面積と比が、２／３以下、好ま
しくは１／２以下となるまで縮小するのが望ましい。
効果を高めるため、筒体２の両端部位置の開口面積をテ
ーパー状に絞り込むようにすると、噴射される圧力エア
ーによって効果的にエアーカーテンが形成されるように
なるとともに、開口面積の減少により封鎖効果が上がり
、より効果的となる。前記開口面積縮小区間は、好まし
くはテーパー状であることが望ましいのは勿論であるが
、筒体２の一般部内空断面積と比が、２／３以下、好ま
しくは１／２以下となるまで縮小するのが望ましい。
【００１５】（実施例）以下、本発明の効果を実施例に
基づき明らかにする。図２に示されるように、２００ｍ
／ｍｉｎ で連続走行する線材１０を加熱炉１１で加熱
した後、本発明に係る冷却管１で冷却する過程において
、前記冷却管１の入側と出側において、非接触型温度計
１２、１２より前記線材１０の最上点（測定点Ａ）と最
下点（測定点Ｂ）の温度を測定し、線材１０温度のバラ
ツキの範囲について調査した。前記冷却管１としては、
内径３２ｍｍφ、長さ１０００ｍｍのものを使用し、冷
却水噴射ノズル８、８…からの冷却水の噴射圧を１．５
ｋｇ／ｃｍ２とし、封入ガス噴射ノズル９、９…からの
圧力エアーの噴射圧は３ｋｇ／ｃｍ２とした。なお、比
較のために前記冷却管１において圧力エアーを送給しな
い場合（従来例）についても試験を行った。前記試験結
果を表１に示す。
基づき明らかにする。図２に示されるように、２００ｍ
／ｍｉｎ で連続走行する線材１０を加熱炉１１で加熱
した後、本発明に係る冷却管１で冷却する過程において
、前記冷却管１の入側と出側において、非接触型温度計
１２、１２より前記線材１０の最上点（測定点Ａ）と最
下点（測定点Ｂ）の温度を測定し、線材１０温度のバラ
ツキの範囲について調査した。前記冷却管１としては、
内径３２ｍｍφ、長さ１０００ｍｍのものを使用し、冷
却水噴射ノズル８、８…からの冷却水の噴射圧を１．５
ｋｇ／ｃｍ２とし、封入ガス噴射ノズル９、９…からの
圧力エアーの噴射圧は３ｋｇ／ｃｍ２とした。なお、比
較のために前記冷却管１において圧力エアーを送給しな
い場合（従来例）についても試験を行った。前記試験結
果を表１に示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】表１から明らかとなるように、本発明例の
場合には、測定点Ａおよび測定点Ｂともに、出側温度の
分布範囲が狭まり、外周および長手方向に均一に冷却さ
れていることが判明される。
場合には、測定点Ａおよび測定点Ｂともに、出側温度の
分布範囲が狭まり、外周および長手方向に均一に冷却さ
れていることが判明される。
【００１８】
【発明の効果】以上詳説のとおり、本発明によれば、冷
却水の有効置換率が向上するため、筒体内冷却水の置換
が促進され、冷却能力が向上するとともに、線材・棒鋼
類の外周、断面および長手方向に均一に冷却することが
できる。
却水の有効置換率が向上するため、筒体内冷却水の置換
が促進され、冷却能力が向上するとともに、線材・棒鋼
類の外周、断面および長手方向に均一に冷却することが
できる。
【図１】本発明に係る浸漬型冷却管の縦断面図である。
【図２】実施例における試験要領図である。
１…冷却管、２…筒体、３…冷却水用ジャケット、５…
エアー用ジャケット、７…排出口、８…冷却水噴射口、
９…圧力エアー噴射口
エアー用ジャケット、７…排出口、８…冷却水噴射口、
９…圧力エアー噴射口
Claims (1)
- 【請求項１】筒体の両端部近傍に設けられた冷却水用環
状ノズルより内方に向けて冷却水を噴射させ水膜を形成
しつつ冷却水を筒体内に供給するとともに、過剰の冷却
水を筒体中間に設けられた冷却水排出口および筒体端の
開口より外部に排出することによって筒体内を冷却水で
充満させ、筒体内を走行する線材・棒鋼類を冷却水浸漬
状態で冷却する浸漬冷却装置において、前記冷却水用環
状ノズルよりさらに端部側に、筒体内方に向けて圧力エ
アーを噴射し筒体端部開口からの冷却水排出量を規制す
る封入ガス用環状ノズルを設けたことを特徴とする線材
・棒鋼類の浸漬冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7748591A JPH04313417A (ja) | 1991-04-10 | 1991-04-10 | 線材・棒鋼類の浸漬冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7748591A JPH04313417A (ja) | 1991-04-10 | 1991-04-10 | 線材・棒鋼類の浸漬冷却装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04313417A true JPH04313417A (ja) | 1992-11-05 |
Family
ID=13635289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7748591A Pending JPH04313417A (ja) | 1991-04-10 | 1991-04-10 | 線材・棒鋼類の浸漬冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04313417A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997000739A1 (en) * | 1995-06-23 | 1997-01-09 | George Koch Sons, Inc. | Housing for industrial finishing equipment |
| EP0786292A2 (en) * | 1996-01-26 | 1997-07-30 | Metalrame S.r.L. | Double-chamber heat exchanger for rapid and high temperature jump, particularly indicated for cooling copper wire rods produced by continuous casting plants |
| US6612318B1 (en) * | 1998-10-22 | 2003-09-02 | Vai Clecim | Installation for pickling a metal band |
| KR101105106B1 (ko) * | 2004-10-28 | 2012-01-17 | 주식회사 포스코 | 압연선재 냉각장치 |
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