JPH0586298B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、熱間圧延された直後の高温鋼板を、
その移動用ランアウトテーブル上において効率良
くかつ満足すべき冷却内容が得られるための改善
された冷却手段の提供に関する。

（従来技術） 熱間圧延工程によつて製出される高温状態の鋼
板を、移動用のランアウトテーブル上において冷
却することは例示するまでもなく既知であり、従
来は次のような冷却手段が一般的に用いられてい
る。即ち第１１図に冷却装置の全体を示すよう
に、仕上圧延工程を出た高温鋼板（以下単にスト
リツプと指称する）６は、移動のローラ５ａを定
ピツチに列設したランアウトテーブル（以下単に
ローラテーブルと指称する）５上を走行通過中
に、ローラテーブル５の上方にストリツプ６の幅
員方向と平行して定ピツチに列設したノズルヘツ
ダ１に列設される上部ノズル２群、更にはローラ
テーブル５の下方において相隣るローラ５ａ，５
ａ間に同様に配設したノズルヘツダ３に列設され
る下部ノズル３群から、各ストリツプ６の上面お
よび下面に向かつて噴射される冷却水流によつて
冷却されるようにしている。この場合、一見して
明らかなようにストリツプ６の上面に供給された
冷却水はストリツプ６の上面に溜つて、上面に沿
つて流れ、ストリツプ６の端縁から落下するのに
対し、ストリツプ６の下面に供給された冷却水
が、ストリツプ下面に沿つて流れる面積は、上面
側に比べて小さいのである。この傾向を助長して
いるのは、ストリツプ６の上下に設けられる冷却
装置における設置スペースの制約の相違である。
既知のようにかかるローラテーブル５において
は、そのストリツプ６は同テーブル上を５〜
20m／ｓ程度の高速度下で走行通過するのであ
り、またローラテーブル５における列設ローラ５
ａのピツチは400mm程度、またローラ径は約300mm
程度のものを採用するのがスタンダードのものと
されている。

上部の冷却装置１，２は図示のようにストリツ
プ６の上方におけるオープンスペース内におい
て、きわめて自由な設計が許されているに反し、
下部の冷却装置３，４は各ローラ５ａ，５ａ間の
スペースに限定されるため、スペースによる制約
条件は上部の冷却装置１，２に比べ、はるかに厳
しいのである。第１２図および第１３図は前記下
部の冷却装置３，４における冷却ノズル４の各タ
イプを示しており、第１２図に示したものは噴射
水流が上方に向つて拡散するスプレーノズル４ａ
を示し、また第１３図に示したものは噴射水流が
水柱状に直進し、ストリツプ６の下面に衝突して
拡散する柱状噴射ノズル４ｂを示しているが、何
れの型式のノズルを用いる場合においても、ロー
ラ５ａ，５ａ間のスペースに制約されて１本のノ
ズルヘツダ３を下部吸水管８とともに設置し、前
記ヘツダ３にノズル４ａまたは４ｂを定ピツチ、
かつ単列に列設するのであり、またノズル４ａま
たは４ｂとノズルヘツダ３は、ストリツプ６との
衝突を避けるために、衝突のおそれがない程度、
スペースの下方側に配設されるのである。従つて
かかる単列配置の各ノズル４ａまたは４ｂ群から
の噴射水流によつて、ローラ５ａ，５ａ間に露呈
するストリツプ６の下面全面をカバーしようとし
ても、水流がロールの干渉を受けるため、冷却面
積の拡大には自から限界がある。このためストリ
ツプ６の下面に供給される冷却水の単位水量当り
の冷却能力は、ストリツプ６の上面に供給される
冷却水の単位水量当りの冷却能力よりも格段に劣
るものとなる。いうまでもなくかかるストリツプ
の冷却においては、その上下両面を均一に冷却す
ることが必要であり、かかる必要を満たすために
は、ストリツプ下面に供給する冷却水量を、スト
リツプ上面に供給する冷却水量よりも相当に多く
することが必要とされ、このためローラ５ａレベ
ルより下方に、水面下に下部ノズル４を備える水
槽を配設し、下部ノズルから冷却水流を噴出させ
ることで、同冷却水流に水槽内の冷却水を随伴水
流として同行させ、水槽水面上に前記両水流を噴
出させてストリツプ下面に衝突拡散させることに
より、下部ノズル４のみによる水量よりも大量の
冷却水を供給し、ストリツプ下面に対する冷却能
力を増大させる手段（特開昭55−156612号公報参
照）もあるが、これは省エネルギー、設備規模、
更には水槽内の温度上昇等の面で尚問題がある。
更に製品材質側からの要求により、オンライン制
御冷却を実現するためには、強冷却化（高冷却速
度化）が必要とされ、冷却装置における高水量密
度化を得ることが重要である。例えば水密密度が
1.0m³／min・cm²以上の高水量密度域では、その
冷却水を可及的広範囲に分散させ、冷却面積を拡
大することが、冷却効率の面から必須の条件とな
る。仮に膨大な冷却水を供給したとしても、ロー
ラ５ａの干渉がある限り、その冷却面積が限定さ
れ、冷却効率は良化せず、その上下面均一冷却の
実現は困難である。

このため近来は第１２，１３図に示した単列ノ
ズル方式に代るものとして、第１４図乃至第１７
図に示すような複列ノズル方式が提案されてい
る。

即ち第１４，１５両図に示すように、相隣るロ
ーラ５ａ，５ａ間の設置スペースにおいて、下部
給水管８とともに配置したノズルヘツダ３に列設
する柱状噴出ノズル４ｂの吐出口をローラ５ａの
干渉を受けない位置まで上方へ延ばし、かつこの
柱状噴出ノズル４ｂをストリツプ６の通過方向に
亘り複数列（図例では３列）設け、ローラ５ａ，
５ａ間に露呈するストリツプ下面の全面に冷却水
を分散させることにより、その冷却面積を拡大
し、冷却効率の向上を図るようにするのである。
第１５図において９ｂは前記複数列の柱状噴出ノ
ズル４ｂによる冷却水流の有効冷却範囲を模式的
に示したものである。また第１６，１７図に示し
たものはスプレーノズル４ａを用い、同様に同ノ
ズル４ａの吐出口をローラ５ａの干渉を受けない
位置に設け、噴出水流が拡散する特性を利用し
て、ストリツプ６の下面全面に亘り冷却水を分散
させ、冷却面積を拡大するようにしたものであ
り、これによればスプレーノズル４ａは単列で済
むことになる。

（発明が解決しようとする問題点） 前記した第１４図乃至第１７図に示した改善方
式は、冷却面積の拡大、冷却効率の向上について
第１２，１３図に示した方式に比し有利であると
しても、次の点において新たな問題点が生じる。

即ち第１４，１５図に示した柱状噴出ノズル４
ｂの複数列をノズルヘツダ３に設ける方式は、ノ
ズルの製作、施工精度上の問題を解決し、従来ノ
ズルに比しコストアツプを忍ぶとしても、このよ
うに柱状噴出ノズル４ｂを長大化すること、更に
吐出口位置をストリツプ下面に近づけることは、
ストリツプ６との衝突を避けるために、両図に示
すような鋼板ガイド１０を設置することが必要で
あり、同ガイド１０は複数列の柱状噴出ノズル４
ｂの多数を障害なく突出させるため、その構造は
略簀の子状のガイド体とされる。ノズル保護のた
めにかかるガイドは不可欠であるが、このため各
ノズル４ｂからの冷却水流９ｂは今度は同ガイド
１０の干渉を受けることになり、ローラピツチ
400mm、ローラ径300mm程度の場合、その複数列は
３列が最大限とされ、このため相隣るローラ５
ａ，５ａ間に露呈するストリツプ６の下面に対す
る冷却可能な面積に使うことが出来なくなる。図
示した冷却水流９ｂは同時に各ノズル４ｂからの
冷却水流による有効範囲を示している。またかか
るガイド１０の存在は当然構造の複雑化を生じる
し、ノズルのメンテナンス上においても不利であ
る。即ち第１５図に示すように、鋼板ガイド１０
を取外し、ノズルヘツダ３の下部給水管８を中途
で分割しフランジ１４による着脱自在の取外し部
とし、このフランジ１４部分からノズルヘツダ
３、ノズル４を取外し、オフラインにおいてその
メンテナンスを行なう必要が生じるし、この際は
ローラ５ａを取外す場合も必要となる等である。
また第１６，１７図に示したスプレーノズル４ａ
の場合も、先に述べた鋼板ガイド１０の設置は不
可欠であり、更にスプレーノズル４ａの場合はそ
のノズル吐出圧力が最低1.0Kg／cm²以上を確保し
なければ、安定した噴出パターンを得ることが出
来ないのであり、現行のノズルヘツダ３への供給
圧力が0.6Kg／cm²以下の給水施設では、給水施設
そのものの変更も必要とされ、冷却ムラの発生し
易い難がある。

（問題点を解決するための手段） 前記問題点を解決するため、本発明は次の手段
を講じた。即ち、本発明の特徴とするとことは、
定間隔に列設するローラ群によるランアウトテー
ブル上を走行通過する高温鋼板の上下両面を、鋼
板上方のオープンスペースおよび下方の列設ロー
ラ間のスペースに設置した冷却水噴出ノズルによ
り冷却する冷却装置の内の鋼板下面の冷却装置に
おいて、前記列設ローラ間のスペースにおいて鋼
板下面と平行な上面を有するノズルヘツダに、鋼
板幅員方向および長手方向に亘つて柱状冷却水噴
射ノズル列を複数列穿設し、前記長手方向に沿う
各ノズル列は、鋼板下面に向かう角度を相違して
いる点にある。

（作用） 本発明の技術的手段によれば、第１，２図に示
すように、相隣るローラ５ａ，５ａ間のスペース
において、通過するストリツプ６の通過性を良く
するために、ストリツプ６の下面と平行な上面を
有するノズルヘツダ兼用の鋼板ガイド１２に、柱
状冷却水噴射ノズル１３を、中心に位置しかつス
トリツプ下面に鉛直に指向するノズル１３ａ、同
ノズル１３ａを挟んでストリツプ６の通過前後方
向に分れて、ストリツプ下面に向つて各異なる傾
斜角度のもとに斜めに指向するノズル１３ｂ，１
３ｂおよびノズル１３ｃ，……１３ｃのように設
置するとともに、このガイド１２の下面に各ノズ
ル１３ａ〜１３ｃと共通に連通する下部ヘツダ部
３を一体に付設することによつて、ローラ５ａ，
５ａ間に露呈するストリツプ下面の全域を冷却面
積として確保することが可能であり、これによつ
て0.6Kg／cm²以下の低い冷却水供給圧力、かつ1.0
m³／min・cm²以上の高水量密度域においても、従
来の冷却方法に比べて大幅な冷却効率の向上を図
ることが出来、ストリツプ６の上面冷却用水量と
ほぼ同程度の冷却水量で、ストリツプ上下両面の
均一な冷却が得られるのである。即ち本発明にお
いては、鋼板ガイド１２、柱状冷却水噴射ノズル
１３および下部ヘツダ部３の３者を設置スペース
内において一体的に設けることにより、ガイド１
２の上面をノズル吐出口開口面とし、下面を下部
ヘツダ部３への連通口面としたノズル１３を下部
ヘツダ部３の幅員と厚さを利用し、図例のように
中心に位置してストリツプ下面に鉛直に指向する
ノズル１３ａ、これを挟んでストリツプ通過方向
前後にノズル１３ｂ，……１３ｂおよび１３ｃ，
……１３ｃを容易に設けることができ、しかもこ
れらのノズル１３ｂおよび１３ｃにおいては、そ
の傾斜指向角度を緩急に変化させることによつ
て、ストリツプ下面を略全面的にカバー出来る冷
却水噴射流が確実に得られるのであり、上記のノ
ズル列における噴射水流をストリツプ下面におい
て、相互に干渉はしないが互いに隙間なく連帯す
る水幕状態として維持するのである。しかも下部
ヘツダ部はガイド１０の下面に一体化することに
よつて、水流は圧力損やエネルギロスを生じるこ
となく、効果的な冷却機能を発揮することができ
るのである。

（実施例） 本発明の適切な実施例を第１図乃至第４図に亘
つて説示する。本実施例のローラピツチは400mm、
ローラ径は300mmである。

ストリツプ６の通過性を良好としかつ衝突をさ
けるための鋼板ガイド１２は、相隣るローラ５
ａ，５ａ間の設置スペースにおいて、ストリツプ
６の下面と平行しかつ近接した位置において、ロ
ーラ５ａ，５ａと干渉しないよう略逆台形断面を
持ち、ストリツプ幅員方向の全長に亘る長さを持
つブロツク体であり、このガイド１２に図例では
穿孔手段等によつて柱状冷却水噴射ノズル１３ａ
〜１３ｃを加工成形する。中心に位置するノズル
１３ａはストリツプ下面に向かつて鉛直とされ、
ストリツプ通過方向前後に各２列づつ配設される
ノズル１３ｂ，１３ｃにおいては、何れもその最
外側に位置するノズル１３ｂおよびノズル１３ｃ
は、図示のように可及的その傾斜角度を大とし
て、同ノズルよりの冷却水流がそれぞれローラ５
ａ，５ａのストリツプ支承点近くにまで到達する
ように設けられ、内側のノズル１３ｂおよび１３
ｃは、中心のノズル１３ａおよび最外側のノズル
１３ｂおよびノズル１３ｃの冷却水流がカバーす
る範囲の中間位置を指向するような穏やかな傾斜
角度のものとされる。また各ノズル列におけるノ
ズル個々の鋼板ガイド１２の長さ方向に亘る配列
は、第１図に示すように各ノズルからの冷却水流
のストリツプ下面への衝突位置が、ストリツプ通
過方向に対して重ならないように配列すること
が、均一性を維持する上において適当である。ま
た本実施例においてノズル列を５列としたこと
は、次の理由に基くものである。即ち第５図およ
び第６図に示したものは、ストリツプ下面への指
向角度を相違した柱状冷却水噴射ノズル１３を、
本発明と同様に鋼板ガイド１２に３列設けたもの
を示し、また第７図および第８図に示したもの
は、同じく４列設けたものを示しているが、各図
において（第６図および第８図）それぞれのノズ
ル列からの冷却水流９ｂによるストリツプ下面に
おける有効冷却範囲を模式的に示す通り、３列あ
るいは４列では、ローラ５ａ，５ａ間の冷却面積
を有効に利用することは出来ない。またノズル列
からの冷却水流９ｂの衝突位置間距離ｌを大きく
したとしても、ノズル列からの冷却水流９ｂが鋼
板下面に衝突して後、鋼板に沿つて流れる領域が
限定されるので、有効冷却範囲を大きくすること
は困難である。これは本発明実施例と、第５図乃
至第８図に示した各実施例とを実試して比較した
結果に基づくもので第９図に３者の比較値を示し
ている。同図において横軸は水量密度を示し、縦
軸は冷却能力を示しており、Ａはストリツプ６の
上面の冷却能力曲線であり、これに対しＢは第
１，２図に示した本実施例の５列構成によるスト
リツプ下面の冷却能力曲線であつて、上下両面は
略均等な冷却効果が得られることが確認され、こ
れに対し第５図乃至第８図に示した３列、４列構
成のものによる冷却能力曲線Ｃは図示のように、
本発明に対し著しく劣ることは明白であり、尚Ｄ
は従来方法による冷却能力曲線を示している。

このさい、ノズル列を６列、７列配置しても、
本実施例では、５列配置の場合の冷却能力と同等
の冷却能力しか得られなかつた。このため、本実
施例では、メンテナンス性設備コストの面から、
ノズル列を少なくとも５個としたものである。ま
た、ノズル列をさらに８列……10列配置してもノ
ズル１３からの冷却水流９ｂ相互の干渉が生じ、
冷却効率が低下するばかりか、メンテナンス性、
設備コストの面で大きな問題となる。

次に本発明における鋼板ガイド１２、柱状冷却
水噴射ノズル１３および下部ヘツダ部３の一体化
構造について説示する。第３図および第４図にそ
の実施例を示すように、断面角樋形の下部ヘツダ
部３の底部にフランジ１４による着脱自在の継手
部１８をパツキン１６とともに有する下部給水管
８を連通状に連結し、図示省略してあるが５列の
ノズル列１３を設けたガイド１２の下面に下部ヘ
ツダ部３の開口上面を接支させ、耐熱パツキン１
６をフランジ１７を介し接合外周全長に亘つて介
入し、固定用部材１５等によつて両者を一体化す
ることにより、下部ヘツダ部３からの冷却水は全
ノズル列１３の各ノズルに供給されることにな
る。この取付構造によれば継手部１６より分離し
てガイド１２、下部ヘツダ部３のローラ５ａ，５
ａ間よりの上方取出し、またガイド１２のみを固
定用部材１５を外して同じく上方取出しの何れも
がきわめて容易化され、従つてまたガイド１２の
予備品を準備して置けば、ガイド１２を交換し、
取外したガイドをオフラインにおいて、時間の制
約を受けることなくノズルのメンテナンスを行な
えるように、組立、分解、各部のメンテナンス上
きわめて有利であり、ローラ５ａを取外す必要は
全く生じないのである。またガイド１２と下部ヘ
ツダ部３との固定はワンタツチ型式のクランプ式
固定部材によることも可能であるが、何れにもせ
よガイド１２はブロツク体として剛性大であり、
また本発明によればヘツダ内圧力が低くて足りる
ので、固定構造は簡単なもので足りる。

また本発明による冷却作用を更に優れたものと
するに当つては、ノズルよりストリツプ下面への
冷却水流衝突速度を2.5m／ｓ以上とすることに
よつて可能である。即ち第１０図に示したもの
は、冷却能力に及ぼすストリツプ面への冷却水流
衝突速度の影響の調査グラフ図であり、同図にお
いて横軸は鋼板への冷却水流衝突速度を示し、縦
軸は冷却能力を示しており、グラフ曲線で明らか
なように、その衝突速度が2.5m／ｓ以下になる
と冷却能力が大きく低下する。従つて本発明を実
施するに当り、その衝突速度が2.5m／ｓ以上を
満足するように、吐出流量に対して全ノズル断面
積を決定し、かつ鋼板幅方向における均一性およ
びノズルのメンテナンス性からノズル径、ノズル
数を決定することによつて、５列のノズル列によ
る本実施例における冷却効率を更に向上させ、安
定した高冷却能力の発揮が可能である。

第１８図は本発明の別の実施例を示す。即ち、
第２図の場合、ローラ５ａの取替作業時に鋼板ガ
イド１２を取外す必要があり、また鋼板ガイド１
２とローラ５ａとの隙間の管理が難しいという問
題がある。そこで、第１８図に示す如くノズルヘ
ツダ１２ａをローラ５ａの上下中間部に配置し、
このノズルヘツダ１２ａにノズル１３を形成すれ
ば、ローラ５ａの取替作業が容易になり、また隙
間管理も容易に行なえる。

（発明の効果） 本発明によれば、従来の各冷却手段に比し、特
定の角度配列による柱状冷却水噴射ノズルがノズ
ルヘツダ構造体に組込まれた方式の冷却手段を採
用することにより、ストリツプ６の走行通過性を
円滑化するとともに、露呈するローラ間ストリツ
プ下面の全面を完全にカバーする広い冷却面積が
確保でき、これによつて0.6Kg／cm²以下の低い供
給圧力、また1.0m³／min・cm²以上の高水量密度
域という好適な冷却水条件下において、大幅な冷
却効率の向上が容易に可能となるのであり、第９
図に示したように上面冷却水量とほぼ同程度の冷
却水量を用いて、ストリツプ上下両面の均一冷却
を可能とした点において大きな利点を持つもので
ある。しかもこれによればガイドにおけるノズル
の製作、施工精度にも問題を生じるおそれなく、
ストリツプ幅方向の均一冷却が実現するととも
に、従来方式に比べ下面冷却装置の構造も著しく
簡略化されるのみならず、ノズルメンテナンス性
も著しく改善されるのである。

【図面の簡単な説明】

第１，２図は本発明装置実施例の平面および側
面図、第３，４図は同装置要部の正面および側断
面図、第５，６図は３ノズル列実施例の平面およ
び側面図、第７，８図は４ノズル列実施例の平面
および側面図、第９図は水量密度と冷却能力の関
係グラフ図、第１０図は水流衝突速度と冷却能力
の関係グラフ図、第１１図は従来の冷却装置全体
の斜視図、第１２，１３図は同単列ノズル方式の
各側面図、第１４，１５図は同複列柱状ノズル方
式の平面および側面図、第１６，１７図は同単列
スプレーノズル方式の平面および側面図、第１８
図は本発明の別の実施例を示す断面図である。 ３……下部ヘツダ部、４ａ……スプレーノズ
ル、４ｂ……柱状噴射ノズル、５……ランアウト
テーブル、５ａ……ローラ、６……ストリツプ、
１０，１２……鋼板ガイド、１３……柱状冷却水
噴射ノズル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 定間隔に列設するローラ群によるランアウト
   テーブル上を走行通過する高温鋼板の上下両面
   を、鋼板上方のオープンスペースおよび下方の列
   設ローラ間のスペースに設置した冷却水噴出ノズ
   ルにより冷却する冷却装置の内の鋼板下面の冷却
   装置において、 前記列設ローラ間のスペースにおいて鋼板下面
   と平行な上面を有するノズルヘツダに、鋼板幅員
   方向および長手方向に亘つて柱状冷却水噴射ノズ
   ル列を複数列穿設し、 前記長手方向に沿う各ノズル列は、鋼板下面に
   向かう角度を相違していることを特徴とする鋼板
   下面の冷却装置。