JPH05317948A - 形鋼の水冷装置 - Google Patents
形鋼の水冷装置Info
- Publication number
- JPH05317948A JPH05317948A JP12621492A JP12621492A JPH05317948A JP H05317948 A JPH05317948 A JP H05317948A JP 12621492 A JP12621492 A JP 12621492A JP 12621492 A JP12621492 A JP 12621492A JP H05317948 A JPH05317948 A JP H05317948A
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- Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 被冷却面を立てて用意する形鋼に対向させた
ノズルからこの被冷却面に水を噴射して冷却する装置に
おいて、形鋼の被冷却面上におけるノズルからの噴射領
域が均一衝突圧力分布になるノズルを、この噴射領域の
被冷却面高さ方向の間隙が０〜５mmとなる範囲で竪方向
に複数個配列し、形鋼の被冷却面サイズに応じて水を噴
射するノズル個数を可変にしてなる。 【効果】 流量コントロールが簡便になり、安定したス
プレー状態で、均一冷却が可能になり、ひいては冷却む
らが皆無になった。
ノズルからこの被冷却面に水を噴射して冷却する装置に
おいて、形鋼の被冷却面上におけるノズルからの噴射領
域が均一衝突圧力分布になるノズルを、この噴射領域の
被冷却面高さ方向の間隙が０〜５mmとなる範囲で竪方向
に複数個配列し、形鋼の被冷却面サイズに応じて水を噴
射するノズル個数を可変にしてなる。 【効果】 流量コントロールが簡便になり、安定したス
プレー状態で、均一冷却が可能になり、ひいては冷却む
らが皆無になった。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、溝形鋼、山形鋼、Ｈ
形鋼等のように冷却しようとする面を立てて用意する形
鋼を水冷する装置に関する。かかる水冷装置は、圧延後
の冷却や加工熱処理の際に好適に用いることができる。
形鋼等のように冷却しようとする面を立てて用意する形
鋼を水冷する装置に関する。かかる水冷装置は、圧延後
の冷却や加工熱処理の際に好適に用いることができる。
【０００２】
【従来の技術】例えばＨ形鋼のフランジを冷却するよう
な形鋼の冷却装置に関して、特開平２-92143号公報に
は、形鋼の被冷却面に対向させたノズルを竪方向に多段
配置する例が記載され、特にこのノズルについては、噴
出される冷却水の被冷却面における噴射領域が竪方向
（上下方向）において所定の間隔を有するように配置さ
れている。このような装置を用いた冷却にあたっては、
より下段の噴射領域では上段から流下してくる水量を勘
案して、均一冷却ができるような水量に調整することを
行うものである。
な形鋼の冷却装置に関して、特開平２-92143号公報に
は、形鋼の被冷却面に対向させたノズルを竪方向に多段
配置する例が記載され、特にこのノズルについては、噴
出される冷却水の被冷却面における噴射領域が竪方向
（上下方向）において所定の間隔を有するように配置さ
れている。このような装置を用いた冷却にあたっては、
より下段の噴射領域では上段から流下してくる水量を勘
案して、均一冷却ができるような水量に調整することを
行うものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術には、フ
ランジ全面にわたって均一な冷却を行うことが難しいと
いう問題があった。というのは、 上下のノズルからの噴射領域に間隔があるため、図５
にノズルからの噴射領域と熱伝達率との関係についてグ
ラフで示すようにスプレー冷却の際には、噴射流が直接
衝突する部分と、流下水により冷却される部分ではその
冷却能は大きく異なる。具体的に流下水による冷却能
は、直接衝突する部分における被冷却面の1/2 〜1/3 程
度である。したがってノズル間隔部分では噴射流が直接
衝突する部分よりも冷却されずに、冷却むらが避けられ
なかった。 下段側のノズルでは、上段からの流下水の影響を考慮
して水量を調節しているわけであるが、ここに、発明者
らは、ノズルからの冷却水に起因する衝突力が熱伝達率
に及ぼす影響を図６に示すように、熱伝達率が衝突力の
増加に伴って大きくなることを見いだしている。
ランジ全面にわたって均一な冷却を行うことが難しいと
いう問題があった。というのは、 上下のノズルからの噴射領域に間隔があるため、図５
にノズルからの噴射領域と熱伝達率との関係についてグ
ラフで示すようにスプレー冷却の際には、噴射流が直接
衝突する部分と、流下水により冷却される部分ではその
冷却能は大きく異なる。具体的に流下水による冷却能
は、直接衝突する部分における被冷却面の1/2 〜1/3 程
度である。したがってノズル間隔部分では噴射流が直接
衝突する部分よりも冷却されずに、冷却むらが避けられ
なかった。 下段側のノズルでは、上段からの流下水の影響を考慮
して水量を調節しているわけであるが、ここに、発明者
らは、ノズルからの冷却水に起因する衝突力が熱伝達率
に及ぼす影響を図６に示すように、熱伝達率が衝突力の
増加に伴って大きくなることを見いだしている。
【０００４】この点、通常のノズルではノズルからの噴
射領域における上下方向の衝突力の変化を図７に示すよ
うに、噴射された水膜全領域にわたって均一な衝突力が
得られるわけではなく、部分的に噴射圧力が大きくなる
ので、上記した冷却不均一の度合いはより大きくなる。
したがって上述した従来の技術のように、下段側ノズル
の水量を調整することは、この衝突力を変えることにな
り、各段での直接噴射面でも冷却能に差ができてけっき
ょくのところ冷却むらができてしまうという問題があっ
た。
射領域における上下方向の衝突力の変化を図７に示すよ
うに、噴射された水膜全領域にわたって均一な衝突力が
得られるわけではなく、部分的に噴射圧力が大きくなる
ので、上記した冷却不均一の度合いはより大きくなる。
したがって上述した従来の技術のように、下段側ノズル
の水量を調整することは、この衝突力を変えることにな
り、各段での直接噴射面でも冷却能に差ができてけっき
ょくのところ冷却むらができてしまうという問題があっ
た。
【０００５】これを防止するためには、水量と衝突圧力
の特性が異なるノズルを上・下段に使い分けて均一な衝
突力が得られるように、適正にノズルを選定し、かつ水
量を制御する必要がある。しかし、実機上でこのような
使い方をすることは困難であり、実質的には均一な冷却
は成り立たなかった。
の特性が異なるノズルを上・下段に使い分けて均一な衝
突力が得られるように、適正にノズルを選定し、かつ水
量を制御する必要がある。しかし、実機上でこのような
使い方をすることは困難であり、実質的には均一な冷却
は成り立たなかった。
【０００６】この発明は、上記の問題を有利に解決する
もので、被冷却面における均一冷却を可能にする形鋼の
冷却装置を提案することをその目的とする。
もので、被冷却面における均一冷却を可能にする形鋼の
冷却装置を提案することをその目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】さて、発明者らは、上述
した問題を解決すべく研究を重ね、その結果フランジ全
幅にわたって均一な衝突力を得てかつ高い熱伝導率を得
ることが均一冷却を達成するために重要であることを見
出し、そこから以下の方法を開発した。 できるだけ水膜幅が広いノズルを竪列に多段に配置す
る。 上下ノズル間での間隔は、噴射水間で干渉を起こさず
かつ冷却能が低下することのない寸法とする。
した問題を解決すべく研究を重ね、その結果フランジ全
幅にわたって均一な衝突力を得てかつ高い熱伝導率を得
ることが均一冷却を達成するために重要であることを見
出し、そこから以下の方法を開発した。 できるだけ水膜幅が広いノズルを竪列に多段に配置す
る。 上下ノズル間での間隔は、噴射水間で干渉を起こさず
かつ冷却能が低下することのない寸法とする。
【０００８】本発明は、上記の知見に立脚するものであ
る。すなわちこの発明は、被冷却面を立てて用意する形
鋼に対向させたノズルからこの被冷却面に水を噴射して
冷却する装置において、形鋼の被冷却面上におけるノズ
ルからの噴射領域が均一衝突圧力分布になるノズルを、
この噴射領域の被冷却面高さ方向の間隙が０〜５mmとな
る範囲で竪方向に複数個配列し、形鋼の被冷却面サイズ
に応じて水を噴射するノズル個数を可変にしてなること
を特徴とする形鋼の水冷装置である。
る。すなわちこの発明は、被冷却面を立てて用意する形
鋼に対向させたノズルからこの被冷却面に水を噴射して
冷却する装置において、形鋼の被冷却面上におけるノズ
ルからの噴射領域が均一衝突圧力分布になるノズルを、
この噴射領域の被冷却面高さ方向の間隙が０〜５mmとな
る範囲で竪方向に複数個配列し、形鋼の被冷却面サイズ
に応じて水を噴射するノズル個数を可変にしてなること
を特徴とする形鋼の水冷装置である。
【０００９】
【作用】図１にこの発明の装置から噴射される水膜の噴
射領域の一例を示す。同図の噴射領域は、一辺が約50mm
の正方形であり、衝突圧力がほぼ均一なノズルから噴射
するものであって、このようなノズルを竪列に多段に並
べることがこの発明の水冷装置の特徴の一つであって、
しかも冷却水を噴射するノズルは、次の表１に示すよう
に冷却しようとするフランジ幅に応じて、噴射するノズ
ル数を変えて、図１に示した噴射領域１〜５の使用状況
を決定する。
射領域の一例を示す。同図の噴射領域は、一辺が約50mm
の正方形であり、衝突圧力がほぼ均一なノズルから噴射
するものであって、このようなノズルを竪列に多段に並
べることがこの発明の水冷装置の特徴の一つであって、
しかも冷却水を噴射するノズルは、次の表１に示すよう
に冷却しようとするフランジ幅に応じて、噴射するノズ
ル数を変えて、図１に示した噴射領域１〜５の使用状況
を決定する。
【００１０】
【表１】
【００１１】このようにこの発明は、ノズルとして、噴
射領域が均一衝突圧力分布になるノズルを用い、しかも
その噴射領域の間隔を開けずに竪列配置することから、
流下水の影響は殆どなくなり、したがって水量制御が簡
便になるから、被冷却材が冷却むらを来すことがなくな
るのである。
射領域が均一衝突圧力分布になるノズルを用い、しかも
その噴射領域の間隔を開けずに竪列配置することから、
流下水の影響は殆どなくなり、したがって水量制御が簡
便になるから、被冷却材が冷却むらを来すことがなくな
るのである。
【００１２】上述したような噴射領域が均一衝突圧力分
布になるノズルとしては、水膜幅20mm以下の長円吹ノズ
ルまたは１辺が50mm以下の正方形吹ノズルなどがある。
布になるノズルとしては、水膜幅20mm以下の長円吹ノズ
ルまたは１辺が50mm以下の正方形吹ノズルなどがある。
【００１３】
【実施例】上述したような噴射水膜幅が100mm のノズル
を竪に２〜３段の配置にして、サイズ 100×200mm の厚
板の冷却を行った例につき、上下の噴射領域間距離を変
えて、熱伝達率に及ぼす影響を調べた結果を以下説明す
る。
を竪に２〜３段の配置にして、サイズ 100×200mm の厚
板の冷却を行った例につき、上下の噴射領域間距離を変
えて、熱伝達率に及ぼす影響を調べた結果を以下説明す
る。
【００１４】 (1) 上下のノズルからの噴射領域を重ね合わせた場合 上ノズルからの噴射領域の下端部と下ノズルからの噴射
領域の上端部とを重ね合わせた場合の高さ方向の熱伝達
係数の分布を図２に示す。なおかかる噴射領域の重なり
は10〜15mmに設定した。図２から明らかなように、噴射
領域の重なりのために、被冷却面における中央部は上・
下部に比べて熱伝達率αが増加しているが、その増加量
は各ノズルの冷却能の算術和より小さく、70〜80％に相
当する。
領域の上端部とを重ね合わせた場合の高さ方向の熱伝達
係数の分布を図２に示す。なおかかる噴射領域の重なり
は10〜15mmに設定した。図２から明らかなように、噴射
領域の重なりのために、被冷却面における中央部は上・
下部に比べて熱伝達率αが増加しているが、その増加量
は各ノズルの冷却能の算術和より小さく、70〜80％に相
当する。
【００１５】 (2) 上下ノズルからの噴射領域を開いた場合 上ノズルからの噴射領域の下端部と下ノズルからの噴射
領域の上端部とを10〜15mm開いた場合の高さ方向の熱伝
達係数の分布を図３に示す。図３から明らかなように、
上下ノズルからの噴射領域間の熱伝達率は、各ノズルの
冷却能より低くなり、高さ方向の熱伝達係数分布はいび
つになる。この流下水の熱伝達率より大きく、中間にな
る。
領域の上端部とを10〜15mm開いた場合の高さ方向の熱伝
達係数の分布を図３に示す。図３から明らかなように、
上下ノズルからの噴射領域間の熱伝達率は、各ノズルの
冷却能より低くなり、高さ方向の熱伝達係数分布はいび
つになる。この流下水の熱伝達率より大きく、中間にな
る。
【００１６】(3) 多段化ノズルでノズル間隔０mmの場合 ３段の配列で、各ノズルからの噴射領域の下端部と上端
部との間隔を０ミリにした場合の高さ方向の熱伝達係数
の分布を、図４に低水量時（同図(a) ）及び高水量時
（同図(b) ）にそれぞれ示す。従来から多段ノズルにお
いては流下水と噴射水の重なり部で互いに干渉し、熱伝
達率の低下を来すと考えられていたが、図４から明らか
なように、各ノズルからの噴射領域の下端部と上端部と
の間隔を０ミリにした場合には、噴射水だけの熱伝達率
に等しくなることが判明したのである。
部との間隔を０ミリにした場合の高さ方向の熱伝達係数
の分布を、図４に低水量時（同図(a) ）及び高水量時
（同図(b) ）にそれぞれ示す。従来から多段ノズルにお
いては流下水と噴射水の重なり部で互いに干渉し、熱伝
達率の低下を来すと考えられていたが、図４から明らか
なように、各ノズルからの噴射領域の下端部と上端部と
の間隔を０ミリにした場合には、噴射水だけの熱伝達率
に等しくなることが判明したのである。
【００１７】かかる新規知見に従うこの発明によれば、
噴射水と流下水の干渉を避けるため、ノズルに位相ずれ
を付与するような配置にする必要がなく、全段とも同一
形式ノズルを使用し、噴射水量一定で冷却することで所
定の目標が得られるのである。したがって、流下水を加
味した各段の流量コントロールが不要であるばかりか、
安定したスプレー状態で、均一冷却が可能になった。
噴射水と流下水の干渉を避けるため、ノズルに位相ずれ
を付与するような配置にする必要がなく、全段とも同一
形式ノズルを使用し、噴射水量一定で冷却することで所
定の目標が得られるのである。したがって、流下水を加
味した各段の流量コントロールが不要であるばかりか、
安定したスプレー状態で、均一冷却が可能になった。
【００１８】この他、このノズル間隔を５mmまで拡大し
て水冷を行った場合もほぼ同様の結果が得られた。
て水冷を行った場合もほぼ同様の結果が得られた。
【００１９】つぎにＨ形鋼を、この発明の装置を用いて
冷却した際の実施例を具体的数値に基づき説明する。フ
ランジ幅： 250mm、ウェブ高さ： 300mmのＨ形鋼を熱間
圧延後に、この発明に従う水冷装置を用いてフランジの
冷却を行った。この時のＨ形鋼の温度は900〜700 ℃で
あり、ノズルは、Ｈ形鋼フランジ表面における噴射領域
が一辺50mmのほぼ正方形になるノズルを竪方向に３段に
用い、水流密度870 liter/m2・ｍinで冷却した。熱伝達
率αは、600kcal/m2・r ℃であった。かくして得られた
Ｈ形鋼は、冷却むらに由来する形状不良の発生もなく材
質のバラツキによる不具合品の発生もなかった。
冷却した際の実施例を具体的数値に基づき説明する。フ
ランジ幅： 250mm、ウェブ高さ： 300mmのＨ形鋼を熱間
圧延後に、この発明に従う水冷装置を用いてフランジの
冷却を行った。この時のＨ形鋼の温度は900〜700 ℃で
あり、ノズルは、Ｈ形鋼フランジ表面における噴射領域
が一辺50mmのほぼ正方形になるノズルを竪方向に３段に
用い、水流密度870 liter/m2・ｍinで冷却した。熱伝達
率αは、600kcal/m2・r ℃であった。かくして得られた
Ｈ形鋼は、冷却むらに由来する形状不良の発生もなく材
質のバラツキによる不具合品の発生もなかった。
【００２０】
【発明の効果】この発明の形鋼の水冷装置は、形鋼の被
冷却面上におけるノズルからの噴射領域が均一衝突圧力
分布になるノズルを、この噴射領域の被冷却面高さ方向
の間隙が０〜５mmとなる範囲で竪方向に複数個配列し、
形鋼の被冷却面サイズに応じて水を噴射するノズル個数
を可変にしてなることから、また流量コントロールが簡
便になり、安定したスプレー状態で、均一冷却が可能に
なり、ひいては冷却むらが皆無になった。
冷却面上におけるノズルからの噴射領域が均一衝突圧力
分布になるノズルを、この噴射領域の被冷却面高さ方向
の間隙が０〜５mmとなる範囲で竪方向に複数個配列し、
形鋼の被冷却面サイズに応じて水を噴射するノズル個数
を可変にしてなることから、また流量コントロールが簡
便になり、安定したスプレー状態で、均一冷却が可能に
なり、ひいては冷却むらが皆無になった。
【図１】図１は、この発明の装置から噴射される水膜の
噴射領域の一例を示す模式図である。
噴射領域の一例を示す模式図である。
【図２】図２は、上ノズルからの噴射領域の下端部と下
ノズルからの噴射領域の上端部とを重ね合わせた場合の
高さ方向の熱伝達係数の分布を示すグラフである。
ノズルからの噴射領域の上端部とを重ね合わせた場合の
高さ方向の熱伝達係数の分布を示すグラフである。
【図３】図３は、上ノズルからの噴射領域の下端部と下
ノズルからの噴射領域の上端部とを10〜15mm開いた場合
の高さ方向の熱伝達係数の分布を示すグラフである。
ノズルからの噴射領域の上端部とを10〜15mm開いた場合
の高さ方向の熱伝達係数の分布を示すグラフである。
【図４】図４は、各ノズルからの噴射領域の下端部と上
端部との間隔を０ミリにした場合の高さ方向の熱伝達係
数の分布を示すグラフである。
端部との間隔を０ミリにした場合の高さ方向の熱伝達係
数の分布を示すグラフである。
【図５】図５は、ノズルからの噴射領域と熱伝達率との
関係について示すグラフである。
関係について示すグラフである。
【図６】図６は、ノズルからの冷却水に起因する衝突力
が熱伝達力に及ぼす影響を示すグラフである。
が熱伝達力に及ぼす影響を示すグラフである。
【図７】図７は、ノズルからの噴射領域における上下方
向の衝突力の変化を示すグラフである。
向の衝突力の変化を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 瀬戸 恒雄 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 畠中 淳 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 今村 巨城 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内
Claims (1)
- 【請求項１】 被冷却面を立てて用意する形鋼に対向さ
せたノズルからこの被冷却面に水を噴射して冷却する装
置において、 形鋼の被冷却面上におけるノズルからの噴射領域が均一
衝突圧力分布になるノズルを、この噴射領域の被冷却面
高さ方向の間隙が０〜５mmとなる範囲で竪方向に複数個
配列し、形鋼の被冷却面サイズに応じて水を噴射するノ
ズル個数を可変にしてなることを特徴とする形鋼の水冷
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12621492A JP2659887B2 (ja) | 1992-05-19 | 1992-05-19 | 形鋼の水冷装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12621492A JP2659887B2 (ja) | 1992-05-19 | 1992-05-19 | 形鋼の水冷装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05317948A true JPH05317948A (ja) | 1993-12-03 |
| JP2659887B2 JP2659887B2 (ja) | 1997-09-30 |
Family
ID=14929558
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12621492A Expired - Fee Related JP2659887B2 (ja) | 1992-05-19 | 1992-05-19 | 形鋼の水冷装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2659887B2 (ja) |
-
1992
- 1992-05-19 JP JP12621492A patent/JP2659887B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2659887B2 (ja) | 1997-09-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |