JPH06254617A - 鋼板上面冷却装置 - Google Patents

鋼板上面冷却装置

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JPH06254617A
JPH06254617A JP6943593A JP6943593A JPH06254617A JP H06254617 A JPH06254617 A JP H06254617A JP 6943593 A JP6943593 A JP 6943593A JP 6943593 A JP6943593 A JP 6943593A JP H06254617 A JPH06254617 A JP H06254617A
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JP
Japan
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cooling water
steel plate
cooling
water supply
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Pending
Application number
JP6943593A
Other languages
English (en)
Inventor
Michiharu Hannoki
道春 播木
Yoichi Haraguchi
洋一 原口
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication of JPH06254617A publication Critical patent/JPH06254617A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B45/00Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B45/02Devices 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
    • B21B45/0203Cooling
    • B21B45/0209Cooling devices, e.g. using gaseous coolants
    • B21B45/0215Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes
    • B21B45/0233Spray nozzles, Nozzle headers; Spray systems

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 冷却水の噴出開始あるいは噴出停止の応答性
およびノズル間の均一性を高める。装置構成を簡単に
し、経済性および耐久性を高める。 【構成】 給水管34からヘッダー31内へ給水を開始
するときに、バイパス管35を通じて一部の冷却水を反
給水側からヘッダー31内へ供給して、ヘッダー31内
を高圧にする。給水を停止するときには、排水管36に
よりヘッダー31内の冷却水を反給水側へ排出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば熱間圧延鋼板等
の制御冷却に使用される鋼板上面冷却装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、熱間圧延鋼板などの鋼板製造プロ
セスでは、制御圧延をした鋼板をオンラインで加速冷却
して高強度、高靱性の鋼板を得る制御冷却が広く行われ
るようになってきている。すなわち、いままでは添加元
素成分を増加させることなどにより行っていた高強度
化、高靱性化を制御圧延と制御冷却との組み合わせによ
って実現するものであり、省エネルギーや省コストだけ
でなく鋼板の機械的性質の向上等にも多大な成果をあげ
ている。
【0003】図1に熱間圧延鋼板の制御冷却プロセスを
示す。熱間圧延装置の仕上げ圧延機20から進出した鋼
板10は、上面冷却装置30および下面冷却装置40に
より、オンラインで上面側および下面側から制御冷却さ
れてコイラー50に巻き取られる。
【0004】鋼板10の上面を冷却する上面冷却装置3
0には、一般にパイプラミナー方式が採用されている。
この方式の上面冷却装置30を図2に示す。
【0005】パイプラミナー方式の上面冷却装置30
は、鋼板10の搬送路上方に搬送方向に間隔をあけて並
列された複数本のヘッダー31と、各ヘッダー31に長
手方向に間隔をあけて取り付けられた複数本のノズル3
2とを有する。各ヘッダー31に装備された複数本のノ
ズル32は、例えばヘッダー31の最上部から下方へ湾
曲して延出した逆U字状の柱状ノズルとされ、ヘッダー
31の一端側からヘッダー31内に供給された冷却水を
ラミナー流にして鋼板70の上面に噴射することによ
り、その上面を全幅にわたって均一に冷却する。
【0006】このようなパイプラミナー方式の上面冷却
装置では、各ヘッダーでのノズルからの冷却水の噴出
を、給水開始時には各ノズル同一タイミングで即時に開
始し、給水停止時には各ノズル同一タイミングで即時停
止することが、重要課題の1つとされている。それは、
各ノズルからの冷却水噴出の開始タイミングおよび停止
タイミングが各ノズル間でばらつくことが、上面冷却装
置では不可避とされているからである。その詳しい理由
を図3により説明する。
【0007】給水開始時には、図3(A)に示すよう
に、ヘッダー31の一端側からヘッダー31内に冷却水
が供給される。その場合、一般に給水側は反給水側に比
べて流速が速いため、静圧が小さくなる。そのため、給
水側ではヘッダー31内の空気が排出され難く、ヘッダ
ー32からの冷却水の噴出開始に時間がかかる。一方、
給水停止時には、図3(B)に示すように、反給水側の
方が早くサイフォン効果が消失するのが一般的であり、
その結果、反給水側のノズル32からヘッダー31に侵
入した空気が給水側に広がるにつれて順番にノズル32
からの冷却水の噴出が止まる。つまり、いずれの場合も
給水側でタイミングの遅れが生じるのである。
【0008】その結果、鋼板10の板幅方向の冷却温度
分布が不均一になるなどの弊害が生じる。従って、1本
のヘッダーにおける各ノズルの液噴出および停止の均一
性および応答性を高めることが重要課題とされているの
である。
【0009】この課題を解決するために、例えばヘッダ
ー内部に開閉シャッターを設けることが行われている。
また、特開昭59−50911号公報には、ノズルから
噴射された冷却水を遮蔽する遮蔽板を外部に設け、その
遮蔽板によって冷却開始および冷却停止のタイミングを
決定することが開示されている。更に、実開昭57−2
04816号公報に示されるように、ヘッダー端部に異
形ノズルを設けた外面冷却装置や、実開昭60−160
914号公報に示すように、ヘッダー内の上部空間を狭
くした外面冷却装置なども提案されている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ヘッダ
ー内部に開閉シャッターを設ける方式では、水あかの付
着や内部腐食等により、長期間にわたって気密性を維持
することができないので、実用性が低い。特開昭59−
50911号公報に示されているように、外部に遮蔽板
を設ける方式では、設備コストが膨大になると共に、鋼
板と遮蔽板の衝突の危険性が高く、安全面での問題があ
る。
【0011】また、ヘッダー端部に異形ノズルを設ける
対策では、冷却水の噴出開始および噴出停止の板幅方向
は均一性は向上するものの、応答性改善の効果は小さ
い。一方、ヘッダー内の上部空間を狭くする対策では、
応答時間は短縮されるが、板幅方向にラミナー流の乱れ
が生じ、不均一冷却の問題は解決されず、場合によって
は冷却能の低下がおこる。
【0012】本発明は上記従来技術の問題点に鑑みてな
されたもので、複雑な機構を用いずに冷却水の噴出開始
あるいは噴出停止の応答性および均一性を向上させ、し
かも、その効果を長期間安定に維持することができる鋼
板上面冷却装置を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明の鋼板上面冷却装
置は、鋼板の搬送路上方に設置されたヘッダーの一端側
からヘッダー内に冷却水を供給し、その冷却水を、各ヘ
ッダーの長手方向複数位置に接続されたノズルから下方
へラミナー流として噴射して鋼板の上面を冷却する鋼板
上面冷却装置を基礎とする。
【0014】そして、請求項1に記載の鋼板上面冷却装
置は、前記ヘッダーにその他端側からヘッダー内に冷却
水を供給する補助給水機構を設けたことにより、冷却水
の噴出を開始するときの応答性および均一性を改善し、
請求項2に記載の鋼板上面冷却装置は、前記ヘッダーに
その内部の冷却水を他端側へ排出する排水機構を設けた
ことことにより、冷却水の噴出を停止するときの応答性
および均一性を改善する。
【0015】
【作用】本発明の鋼板上面冷却装置において冷却水の噴
出開始あるいは噴出停止の応答性および均一性が改善さ
れる理由を、図5(A)(B)を用いて説明する。
【0016】この種の冷却装置において冷却水の噴出開
始あるいは噴出停止の応答性および均一性が低下するの
は、前述したように、ヘッダーの内圧に問題があるから
である。本発明の冷却装置は、冷却水の噴出開始あるい
は噴出停止の際に、ヘッダーの内圧を一時的にコントロ
ールすることにより、応答性および均一性の問題を抜本
的に解決する。
【0017】即ち、請求項1に記載の鋼板上面冷却装置
においては、ヘッダーの反給水側からヘッダー内に冷却
水を供給する補助給水機構が設けられており、冷却液の
供給開始時にこれを用いて反給水側から少量の給水を短
時間行えば、図5(A)に示すように、ヘッダー内の静
圧分布が長手方向で均一化される。その結果、内部の空
気が瞬時にして排出され、各ノズルからの冷却水の噴出
が短時間で一斉に開始される。
【0018】また、請求項2に記載の鋼板上面冷却装置
においては、ヘッダー内の冷却水を反給水側へ排出する
排水機構が設けられており、冷却液の供給停止時にこれ
を作動させれば、図5(B)に示すように、ヘッダー内
の冷却水が反給水側へ向かって勢い良く流れる。その結
果、サイフォン効果が瞬時にしてなくなり、各ノズルか
らヘッダー内へ空気が一様に侵入するため、各ノズルか
らの冷却水の噴出が短時間で一斉に停止する。
【0019】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。図4は本
発明の鋼板上面冷却装置の一例を示すライン横断面図、
図5はその鋼板上面冷却装置の機能を説明するための模
式図である。
【0020】図4に示された鋼板上面冷却装置30は、
請求項1に記載の装置と請求項2に記載の装置を合体さ
せたものである。
【0021】鋼板外面冷却装置30のヘッダー31は、
鋼板の搬送方向と直角な方向に延び、その搬送方向に所
定の間隔をあけて並列されている。各ヘッダー31の最
上部には、その長手方向に所定の間隔をあけて前述した
パイプラミナー用の逆U字形ノズル32が接続されてい
る。
【0022】冷却水は、鋼板の搬送方向に延びる給水本
管33から給水管34を通ってヘッダー31内に一端側
から供給される。給水管34には、流量調節弁34aお
よびオンオフ弁34bが上流側から下流側へ順に介装さ
れている。
【0023】給水管34のオンオフ弁下流側には、バイ
パス管35の一端が接続されている。バイパス管35の
他端は、ヘッダー31の他端から延出した排水管36に
接続されており、その接続部には三方弁37が設けられ
ている。三方弁37は、その操作により次の3状態を切
り換える。
【0024】 バイパス管35および排水管36を閉
じる。 バイパス管35をヘッダー31の他端に連通させ、
ヘッダー31に供給する冷却水の一部をヘッダー31内
に他端側から供給する。 バイパス管35を閉じ、排水管36を開いてヘッダ
ー31内を他端側へ大気開放する。
【0025】次に、上記鋼板上面冷却装置30の操作法
および動作を説明する。
【0026】冷却水の噴出を開始するときは、三方弁3
7をの状態にしてオンオフ弁34bを開く。そうする
と、給水本管33から給水管34を通ってヘッダー31
の一端側からヘッダー31内に冷却水が供給されると共
に、給水管34を流れる冷却水の一部がバイパス管35
に分流し、少量の冷却水がヘッダー31の他端側からヘ
ッダー31内に供給される。即ち、冷却水の供給開始時
に反給水側からも少量の給水が行われる。
【0027】これにより、ヘッダー31内の静圧分布が
長手方向で均一化され、ヘッダー31内の空気が瞬時に
してノズル32から排出される。その結果、給水開始と
ほぼ同時に全てのノズル32から冷却水が一斉に噴出さ
れ始める。従って、冷却水噴出の応答性および均一性が
改善される。
【0028】冷却水の噴出が始まると、三方弁37を
の状態にして、通常の噴出を行う。
【0029】給水開始時に反給水側から供給する冷却水
の量は、給水側へ供給する冷却水の量に対する比率で表
わして15〜25%が望ましい。15%未満では給水側
に若干の空気が残る状態になり、25%超では幅方向の
静圧均一化の効果が飽和しているために配管が大きくな
る等のデメリットが生じる。
【0030】冷却水の噴出を停止するときは、オンオフ
弁34bを閉じると共に、三方弁37をの状態にす
る。これにより、ヘッダー32内が反給水側へ大気開放
され、ヘッダー32内の冷却水が反給水側へ勢いよく流
れて排水管36から排出される結果、サイフォン効果が
瞬時にして消失し、全てのノズル32において冷却水の
噴出が一斉に停止する。従って、噴出停止の応答性およ
び均一性が改善される。
【0031】ヘッダー31内を反給水側へ大気開放する
タイミングは、オンオフ弁34bを閉じると同時かそれ
よりも多少(0.5秒以下)早い方がよい。
【0032】図6は熱間圧延鋼板の仕上げ出口温度の経
時変化を示す。このような熱間圧延鋼板に対して、上記
鋼板上面冷却装置30を用いて制御圧延を実施したとこ
ろ、バイパス管35、排出管36および三方弁37を有
しない従来の上面冷却装置を用いた場合と比して、巻取
り温度の経時変化およびその板幅方向分布はそれぞれ図
7(A)および図7(B)のように均一化された。ま
た、最終応答ノズルの応答時間および応答時間のノズル
間のばらつきは、表1のように減少した。
【0033】
【表1】
【0034】なお、上記実施例は請求項1に記載の装置
と請求項2に記載の装置を合体させた構成となっている
が、各装置を独立に構成することもできる。図8は請求
項2に記載の装置の一例を示す。この装置は、ヘッダー
31の反給水側に延出する排水管36と、排水管36に
介装されたオンオフ弁38とを有する。給水停止時にオ
ンオフ弁38を開くことにより、噴出停止時の応答性お
よび均一性が改善される。
【0035】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の鋼板上面冷却装置は、冷却水の噴出開始あるいは噴出
停止の応答性を簡単な付帯機構により均一性を低下させ
ることなく大幅に向上させることができる。従って、コ
ストをかけることなく制御冷却の精度を高め、鋼板品質
および歩留りの向上に大きな効果を発揮する。また、付
帯機構が簡単で且つ外付けのため、水あかや内部腐食の
影響を受け難く、耐久性に優れ、長期間にわたって安定
な効果を期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】制御冷却プロセスを示す模式図である。
【図2】従来装置の構成を示す側面図およびライン横断
面図である。
【図3】従来装置におけるヘッダー内流体の挙動を示す
模式図である。
【図4】本発明装置の一例を示すライン横断面図であ
る。
【図5】本発明装置におけるヘッダー内流体の挙動を示
す模式図である。
【図6】熱間圧延鋼板の仕上げ出口温度の経時変化を示
すグラフである。
【図7】本発明装置で制御冷却をしたときの巻取温度の
経時変化および板幅方向分布を示すグラフである。
【図8】本発明装置の他の例を示すライン横断面図であ
る。
【符号の説明】
10 鋼板 30 鋼板上面冷却装置 31 ヘッダー 32 ノズル 33 給水本管 34 給水管 35 バイパス管 36 排水管 37 三方弁 38 オンオフ弁

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋼板の搬送路上方に設置されたヘッダー
    の一端側からヘッダー内に冷却水を供給し、その冷却水
    を、各ヘッダーの長手方向複数位置に接続されたノズル
    から下方へラミナー流として噴出して鋼板の上面を冷却
    する鋼板上面冷却装置において、 前記ヘッダーにその他端側からヘッダー内に冷却水を供
    給する補助給水機構を設けたことを特徴とする鋼板上面
    冷却装置。
  2. 【請求項2】 鋼板の搬送路上方に設置されたヘッダー
    の一端側からヘッダー内に冷却水を供給し、その冷却水
    を、各ヘッダーの長手方向複数位置に接続されたノズル
    から下方へラミナー流として噴出して鋼板の上面を冷却
    する鋼板上面冷却装置において、 前記ヘッダーにその内部の冷却水を他端側へ排出する排
    水機構を設けたことを特徴とする鋼板上面冷却装置。
JP6943593A 1993-03-03 1993-03-03 鋼板上面冷却装置 Pending JPH06254617A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010214434A (ja) * 2009-03-18 2010-09-30 Jfe Steel Corp 鋼材の冷却装置および冷却方法
JP2015123377A (ja) * 2013-12-25 2015-07-06 株式会社滋賀山下 洗浄機構、洗浄ブロー装置及び洗浄装置
CN113557095A (zh) * 2019-03-06 2021-10-26 Sms集团有限公司 用于冷却带形产品的设备和用于运行这种设备的方法
CN115896441A (zh) * 2022-12-27 2023-04-04 芜湖巨科电气设备有限公司 一种铜绞线编丝退火机
CN115896441B (zh) * 2022-12-27 2024-05-24 芜湖巨科电气设备有限公司 一种铜绞线编丝退火机

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