JPH0679333A - Ｈ形鋼の冷却方法およびその装置ならびにその圧延機列 - Google Patents
Ｈ形鋼の冷却方法およびその装置ならびにその圧延機列Info
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- JPH0679333A JPH0679333A JP23183592A JP23183592A JPH0679333A JP H0679333 A JPH0679333 A JP H0679333A JP 23183592 A JP23183592 A JP 23183592A JP 23183592 A JP23183592 A JP 23183592A JP H0679333 A JPH0679333 A JP H0679333A
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- 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
- B21B45/0203—Cooling
- B21B45/0209—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants
- B21B45/0215—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 内部応力が小さく、断面形状の不良や反りの
少ないＨ形鋼を製造することができる冷却方法や装置を
提供する。 【構成】 少なくとも粗ユニバーサルミル４とエッジャ
ミル５からなる粗ユニバーサルミル群６および仕上ユニ
バーサルミル７からなるＨ形鋼の圧延機列において、粗
ユニバーサルミル群６と仕上ユニバーサルミル７の間に
少なくとも２基のフランジ内外面を冷却するノズルを多
段に配置した冷却装置10ａ, 10ｂを、また仕上ユニバー
サルミル７の後面に少なくとも１基のフランジ内外面を
冷却するノズルを多段に配置した冷却装置10ｃをそれぞ
れ設けて構成することにより、Ｈ形鋼の目標とする冷却
特性や表面温度を得ることを可能とする。
少ないＨ形鋼を製造することができる冷却方法や装置を
提供する。 【構成】 少なくとも粗ユニバーサルミル４とエッジャ
ミル５からなる粗ユニバーサルミル群６および仕上ユニ
バーサルミル７からなるＨ形鋼の圧延機列において、粗
ユニバーサルミル群６と仕上ユニバーサルミル７の間に
少なくとも２基のフランジ内外面を冷却するノズルを多
段に配置した冷却装置10ａ, 10ｂを、また仕上ユニバー
サルミル７の後面に少なくとも１基のフランジ内外面を
冷却するノズルを多段に配置した冷却装置10ｃをそれぞ
れ設けて構成することにより、Ｈ形鋼の目標とする冷却
特性や表面温度を得ることを可能とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱間圧延の過程におけ
るＨ形鋼の冷却方法およびその装置ならびにその圧延機
列に関する。
るＨ形鋼の冷却方法およびその装置ならびにその圧延機
列に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、熱間圧延で成形されるＨ形鋼
は、図８に示すような工程を経て製造される。すなわ
ち、加熱炉２で加熱された圧延素材１は、上下一対の水
平ロールからなるブレークダウンミル３、上下一対の水
平ロールと左右一対の垂直ロールを同一スタンドに組み
込んだ粗ユニバーサルミル４と上下一対の水平ロールか
らなるエッジャミル５からなる粗ユニバーサルミル群
６、および上下一対の水平ロールと左右一対の垂直ロー
ルを同一スタンドに組み込んだ仕上ユニバーサルミル７
で順次圧延成形されて、所定の寸法，形状を有するＨ形
鋼１Ａに仕上げられる。
は、図８に示すような工程を経て製造される。すなわ
ち、加熱炉２で加熱された圧延素材１は、上下一対の水
平ロールからなるブレークダウンミル３、上下一対の水
平ロールと左右一対の垂直ロールを同一スタンドに組み
込んだ粗ユニバーサルミル４と上下一対の水平ロールか
らなるエッジャミル５からなる粗ユニバーサルミル群
６、および上下一対の水平ロールと左右一対の垂直ロー
ルを同一スタンドに組み込んだ仕上ユニバーサルミル７
で順次圧延成形されて、所定の寸法，形状を有するＨ形
鋼１Ａに仕上げられる。
【０００３】この熱間圧延過程において、Ｈ形鋼１Ａは
図９に示すように、フランジ１ｆとウエブ１ｗの温度差
により、冷却過程においてフランジ１ｆ部に引張応力
Ｓ、ウエブ１ｗにおいて圧縮応力Ｃの内部応力（熱応
力）が蓄積され、特にウエブ１ｗの圧縮応力Ｃが大き
く、この応力が座屈限界応力を超えることによりウエブ
波が発生することがよく知られている。
図９に示すように、フランジ１ｆとウエブ１ｗの温度差
により、冷却過程においてフランジ１ｆ部に引張応力
Ｓ、ウエブ１ｗにおいて圧縮応力Ｃの内部応力（熱応
力）が蓄積され、特にウエブ１ｗの圧縮応力Ｃが大き
く、この応力が座屈限界応力を超えることによりウエブ
波が発生することがよく知られている。
【０００４】近年、Ｈ形鋼の製品が、図10に示すような
建築構造物の柱部材７や梁部材８として多く用いられ、
特に、梁部材８は荷重Ｗに対するＨ形鋼の剛性を有効に
活用するため、Ｉ形状として用いられるので、フランジ
１ｆ部の板厚がウエブ１ｗに比して大きくなる。たとえ
ばＪＩＳ製品のＨ600 ×300 シリーズでの板厚比、すな
わちフランジ厚／ウエブ厚が1.4 〜1.7 となっている。
建築構造物の柱部材７や梁部材８として多く用いられ、
特に、梁部材８は荷重Ｗに対するＨ形鋼の剛性を有効に
活用するため、Ｉ形状として用いられるので、フランジ
１ｆ部の板厚がウエブ１ｗに比して大きくなる。たとえ
ばＪＩＳ製品のＨ600 ×300 シリーズでの板厚比、すな
わちフランジ厚／ウエブ厚が1.4 〜1.7 となっている。
【０００５】特に近年高断面性能Ｈ形鋼として軽量でか
つ断面性能を高くするため、ウエブ板厚を薄くし、フラ
ンジ板厚を厚くした薄肉ウエブＨ形鋼では、フランジと
ウエブの板厚比が3.0 程度のものがある。したがって、
通常の熱間圧延と自然冷却の状態では、この板厚の違い
によりフランジとウエブの冷却速度が異なって温度差が
生じて上記した内部応力が発生し、ウエブバックリング
現象が発生する。
つ断面性能を高くするため、ウエブ板厚を薄くし、フラ
ンジ板厚を厚くした薄肉ウエブＨ形鋼では、フランジと
ウエブの板厚比が3.0 程度のものがある。したがって、
通常の熱間圧延と自然冷却の状態では、この板厚の違い
によりフランジとウエブの冷却速度が異なって温度差が
生じて上記した内部応力が発生し、ウエブバックリング
現象が発生する。
【０００６】この内部応力の発生を防止するためには、
フランジとウエブの冷却時の温度差を小さくする必要が
ある。そこで、そのための手段として、フランジを水
冷する、ウエブを加熱する、前記とを併用す
る、の３つのケースが考えられるが、設備費やランニン
グコスト、あるいは温度制御技術の容易さや製造コスト
などの点より、一般にはＨ形状で圧延中にフランジ外面
のみを水冷する方式が採用されている。
フランジとウエブの冷却時の温度差を小さくする必要が
ある。そこで、そのための手段として、フランジを水
冷する、ウエブを加熱する、前記とを併用す
る、の３つのケースが考えられるが、設備費やランニン
グコスト、あるいは温度制御技術の容易さや製造コスト
などの点より、一般にはＨ形状で圧延中にフランジ外面
のみを水冷する方式が採用されている。
【０００７】このようなＨ形鋼の冷却手段としては、た
とえば、特開昭49− 43810号公報に開示されているよう
な、Ｈ形鋼のフランジ外面に斜めに冷却水を噴射する装
置とか、あるいは特開昭60−221524号公報に開示されて
いるような、移動可能な複数の冷却水ノズルをＨ形鋼の
形状，寸法変化に応じてガイド移動調整を可能としたフ
ランジ外面の冷却装置、さらには特開平２− 92413号公
報のようなフランジ外面を強制的に冷却する方法などが
多く提案されている。
とえば、特開昭49− 43810号公報に開示されているよう
な、Ｈ形鋼のフランジ外面に斜めに冷却水を噴射する装
置とか、あるいは特開昭60−221524号公報に開示されて
いるような、移動可能な複数の冷却水ノズルをＨ形鋼の
形状，寸法変化に応じてガイド移動調整を可能としたフ
ランジ外面の冷却装置、さらには特開平２− 92413号公
報のようなフランジ外面を強制的に冷却する方法などが
多く提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような従来例では、いずれもフランジ外面からのみの
冷却であり、不均一冷却によるフランジの反りや強冷に
よる材質劣化の観点より冷却能に限界があり、フランジ
とウエブの板厚比の大きいものではフランジ部全体が十
分冷却し切れなかったり、フランジとウエブの付け根部
の冷却が不十分であったりして、内部応力が残ったり、
あるいは断面形状不良特に直角度や反りが発生する。
たような従来例では、いずれもフランジ外面からのみの
冷却であり、不均一冷却によるフランジの反りや強冷に
よる材質劣化の観点より冷却能に限界があり、フランジ
とウエブの板厚比の大きいものではフランジ部全体が十
分冷却し切れなかったり、フランジとウエブの付け根部
の冷却が不十分であったりして、内部応力が残ったり、
あるいは断面形状不良特に直角度や反りが発生する。
【０００９】すなわち、粗ユニバーサルミル４とエッジ
ャミル５の粗ユニバーサルミル群で圧延成形されたＨ形
鋼１Ａの温度分布は、たとえば図11に示すように、フラ
ンジ１ｆの幅方向1/4 付近とウエブ１ｗの中央部では12
0 〜200 ℃程度の温度差があり、かつフランジ幅方向で
100 ℃以上の温度差を有している。これを従来例のフラ
ンジ外面からの水冷装置で、フランジの反りや断面形状
不良や材質劣化が発生しない程度の熱伝達係数α（たと
えばα≦600 〜1000kcal/m2h℃）で冷却しても、フラン
ジ厚／ウエブ厚の板厚比βの大きいもの（たとえばβ≧
2.0 ）では、限られた水冷装置の長さの範囲においては
十分温度差が解消されず、内部応力が残って冷却後に変
形したりウエブ部を切断したとき、曲がりや反りが発生
することになる。
ャミル５の粗ユニバーサルミル群で圧延成形されたＨ形
鋼１Ａの温度分布は、たとえば図11に示すように、フラ
ンジ１ｆの幅方向1/4 付近とウエブ１ｗの中央部では12
0 〜200 ℃程度の温度差があり、かつフランジ幅方向で
100 ℃以上の温度差を有している。これを従来例のフラ
ンジ外面からの水冷装置で、フランジの反りや断面形状
不良や材質劣化が発生しない程度の熱伝達係数α（たと
えばα≦600 〜1000kcal/m2h℃）で冷却しても、フラン
ジ厚／ウエブ厚の板厚比βの大きいもの（たとえばβ≧
2.0 ）では、限られた水冷装置の長さの範囲においては
十分温度差が解消されず、内部応力が残って冷却後に変
形したりウエブ部を切断したとき、曲がりや反りが発生
することになる。
【００１０】本発明は、上記のような課題を解消するべ
くなされたものであって、フランジ外面，内面およびウ
エブとフランジの付け根部のＲ部を多段ノズルで水冷お
よびミスト冷却し、かつ各ノズルの流量を段毎に分割さ
れ、各々独立して流量制御可能としたヘッダ単位でＨ形
鋼の温度に応じて冷却能をコントロールするため、流量
制御することにより、Ｈ形鋼の圧延材全長のフランジと
ウエブの温度差を無くするとともに、フランジ幅方向を
一定温度とする冷却方法およびその装置ならびにその圧
延機列を提供することを目的とする。
くなされたものであって、フランジ外面，内面およびウ
エブとフランジの付け根部のＲ部を多段ノズルで水冷お
よびミスト冷却し、かつ各ノズルの流量を段毎に分割さ
れ、各々独立して流量制御可能としたヘッダ単位でＨ形
鋼の温度に応じて冷却能をコントロールするため、流量
制御することにより、Ｈ形鋼の圧延材全長のフランジと
ウエブの温度差を無くするとともに、フランジ幅方向を
一定温度とする冷却方法およびその装置ならびにその圧
延機列を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の態様は、
Ｈ形鋼を熱間圧延にて成形する製造プロセスにおける冷
却方法であって、前記Ｈ形鋼のフランジ面およびウエブ
面の温度を測定する工程と、この測定された温度分布に
応じて水量密度と熱伝達係数の関係を用いて冷却水量を
決定する工程と、この決定された冷却水量を用いてフラ
ンジ外面を水スプレイで冷却するとともにフランジ内面
を水と空気を混合したミストスプレイで冷却する工程と
からなることを特徴とするＨ形鋼の冷却方法である。
Ｈ形鋼を熱間圧延にて成形する製造プロセスにおける冷
却方法であって、前記Ｈ形鋼のフランジ面およびウエブ
面の温度を測定する工程と、この測定された温度分布に
応じて水量密度と熱伝達係数の関係を用いて冷却水量を
決定する工程と、この決定された冷却水量を用いてフラ
ンジ外面を水スプレイで冷却するとともにフランジ内面
を水と空気を混合したミストスプレイで冷却する工程と
からなることを特徴とするＨ形鋼の冷却方法である。
【００１２】また、本発明の第２の態様は、Ｈ形鋼を熱
間圧延にて成形する製造プロセスに用いられる冷却装置
であって、前記Ｈ形鋼のフランジの外面を水スプレイで
冷却する冷却ヘッダがフランジ幅方向に多段に分割さ
れ、任意の冷却能に制御できる複数のフランジ外面冷却
ノズルと、前記フランジの内面を空気と水を混合したミ
ストスプレイで冷却する冷却ヘッダがフランジ幅方向に
多段に分割され、任意の冷却能に制御できる複数のフラ
ンジ内面冷却ノズルと、前記Ｈ形鋼のウエブ面を水切り
する水切ノズルと、から構成されたことを特徴とするＨ
形鋼の冷却装置である。
間圧延にて成形する製造プロセスに用いられる冷却装置
であって、前記Ｈ形鋼のフランジの外面を水スプレイで
冷却する冷却ヘッダがフランジ幅方向に多段に分割さ
れ、任意の冷却能に制御できる複数のフランジ外面冷却
ノズルと、前記フランジの内面を空気と水を混合したミ
ストスプレイで冷却する冷却ヘッダがフランジ幅方向に
多段に分割され、任意の冷却能に制御できる複数のフラ
ンジ内面冷却ノズルと、前記Ｈ形鋼のウエブ面を水切り
する水切ノズルと、から構成されたことを特徴とするＨ
形鋼の冷却装置である。
【００１３】さらに本発明の第３の態様は、少なくとも
上下一対の水平ロールと左右一対の垂直ロールを同一ス
タンドに組み込んだ粗ユニバーサルミルと上下一対の水
平ロールを備えたエッジャミルからなる粗ユニバーサル
ミル群および上下一対の水平ロールと左右一対の垂直ロ
ールを同一スタンドに組み込んだ仕上ユニバーサルミル
からなるＨ形鋼の圧延機列であって、前記請求項２記載
の冷却装置を前記粗ユニバーサルミル群と仕上ユニバー
サルミルの間に少なくとも２基が、また仕上ユニバーサ
ルミルの後面に少なくとも１基が設けられ、かつそれら
の前後面に温度検出器がそれぞれ取付けられてなること
を特徴とするＨ形鋼の圧延機列である。
上下一対の水平ロールと左右一対の垂直ロールを同一ス
タンドに組み込んだ粗ユニバーサルミルと上下一対の水
平ロールを備えたエッジャミルからなる粗ユニバーサル
ミル群および上下一対の水平ロールと左右一対の垂直ロ
ールを同一スタンドに組み込んだ仕上ユニバーサルミル
からなるＨ形鋼の圧延機列であって、前記請求項２記載
の冷却装置を前記粗ユニバーサルミル群と仕上ユニバー
サルミルの間に少なくとも２基が、また仕上ユニバーサ
ルミルの後面に少なくとも１基が設けられ、かつそれら
の前後面に温度検出器がそれぞれ取付けられてなること
を特徴とするＨ形鋼の圧延機列である。
【００１４】
【作 用】本発明の構成について説明すると、図１に示
すように、粗ユニバーサルミル群６と仕上ユニバーサル
ミル７の間および仕上ユニバーサルミル７の後面にフラ
ンジ内外面を水冷する冷却装置10ａ, 10ｂ, 10ｃが設け
られ、これら冷却装置10ａ〜10ｃ間には板厚断面内温度
を均一化するための空冷ゾーン11ａ，11ｂが適宜設けら
れる。また、各冷却装置の前後面にはそれぞれウエブ
面, フランジ面の温度を少なくとも１点検出する温度検
出器12ａ，12ｂ，12ｃ，12ｄ，12ｅ，12ｆが取付けられ
る。
すように、粗ユニバーサルミル群６と仕上ユニバーサル
ミル７の間および仕上ユニバーサルミル７の後面にフラ
ンジ内外面を水冷する冷却装置10ａ, 10ｂ, 10ｃが設け
られ、これら冷却装置10ａ〜10ｃ間には板厚断面内温度
を均一化するための空冷ゾーン11ａ，11ｂが適宜設けら
れる。また、各冷却装置の前後面にはそれぞれウエブ
面, フランジ面の温度を少なくとも１点検出する温度検
出器12ａ，12ｂ，12ｃ，12ｄ，12ｅ，12ｆが取付けられ
る。
【００１５】ここで、上記した冷却装置10ａ〜10ｃはそ
れぞれ、図２に示すように、フランジ１ｆを外面から水
スプレイで冷却する冷却ヘッダがフランジ幅方向に多段
に分割され、任意の冷却能に制御できる複数のフランジ
外面冷却ノズル13ａ，13ｂ，13ｃ，13ｄ，13ｅと、フラ
ンジ１ｆの内面を空気と水を混合したミストスプレイで
冷却する冷却ヘッダがフランジ幅方向に多段に分割さ
れ、任意の冷却能に制御できる複数のフランジ内面冷却
ノズル14ａ，14ｂ，14ｃ，14ｄと、水切ノズル15とから
構成される。
れぞれ、図２に示すように、フランジ１ｆを外面から水
スプレイで冷却する冷却ヘッダがフランジ幅方向に多段
に分割され、任意の冷却能に制御できる複数のフランジ
外面冷却ノズル13ａ，13ｂ，13ｃ，13ｄ，13ｅと、フラ
ンジ１ｆの内面を空気と水を混合したミストスプレイで
冷却する冷却ヘッダがフランジ幅方向に多段に分割さ
れ、任意の冷却能に制御できる複数のフランジ内面冷却
ノズル14ａ，14ｂ，14ｃ，14ｄと、水切ノズル15とから
構成される。
【００１６】このように構成することにより、水切ノズ
ル15を用いてウエブ１ｗ部へ流れ込む冷却水を抑制する
ことができるからウエブ１ｗ部を冷却することがなく、
またフランジ内面冷却ノズル14ａ〜14ｄによってフラン
ジ１ｆとウエブ１ｗの付け根１ｒのＲ部の冷却を強化す
ることができる。以下に冷却制御の手順について説明す
る。 各冷却装置10ａ〜10ｃの前後面におけるＨ形鋼１Ａ
のフランジ部およびウエブ部の温度を温度検出器12ａ〜
12ｆで測定する。 前段の冷却装置10ａ，10ｂにおいて、測定された温
度分布に応じて、水量密度（l/m2min)と熱伝達係数α
（kcal/m2h℃）の関係を用いて水量を決定する。ここ
で、水スプレイを用いるフランジ外面冷却ノズル13ａ〜
13ｅの場合は、たとえば図３（出典は、日本鉄鋼協会発
行の「鋼材の強制冷却（P.15）」参照）に示す特性図を
用いて水量を決定することができ、またミストスプレイ
を用いるフランジ内面冷却ノズル14ａ〜14ｄの場合は図
４（出典は、同上「鋼材の強制冷却（P.56）」参照）に
示す特性図を用いて決定することができる。 ついで、図５に示すように、フランジ外面冷却ノズ
ル13ａ〜13ｅの熱伝達係数αをたとえばαo1，αo2，α
o3に、またフランジ内面冷却ノズル14ａ〜14ｄのを
αi1，αi2とそれぞれ個別に変更して、少なくとも仕上
ユニバーサルミル６前面でフランジ１ｆ内およびフラン
ジ１ｆとウエブ１ｗの温度を均一にするか温度差を50℃
以内にするように、冷却装置10ａ, 10ｂを調整する。な
お、ウエブまたはフランジの温度の低い方を仕上ユニバ
ーサルミルの入側で700 〜720 ℃程度に収めるようにし
てもよい。 さらに、仕上ユニバーサルミルの後面の冷却装置10
ｃにおいて、その出側で550 〜600 ℃になるように緩冷
却を行い、以後空冷をする。これによって、内部応力が
小さく、変形の少ないＨ形鋼製品ができる。
ル15を用いてウエブ１ｗ部へ流れ込む冷却水を抑制する
ことができるからウエブ１ｗ部を冷却することがなく、
またフランジ内面冷却ノズル14ａ〜14ｄによってフラン
ジ１ｆとウエブ１ｗの付け根１ｒのＲ部の冷却を強化す
ることができる。以下に冷却制御の手順について説明す
る。 各冷却装置10ａ〜10ｃの前後面におけるＨ形鋼１Ａ
のフランジ部およびウエブ部の温度を温度検出器12ａ〜
12ｆで測定する。 前段の冷却装置10ａ，10ｂにおいて、測定された温
度分布に応じて、水量密度（l/m2min)と熱伝達係数α
（kcal/m2h℃）の関係を用いて水量を決定する。ここ
で、水スプレイを用いるフランジ外面冷却ノズル13ａ〜
13ｅの場合は、たとえば図３（出典は、日本鉄鋼協会発
行の「鋼材の強制冷却（P.15）」参照）に示す特性図を
用いて水量を決定することができ、またミストスプレイ
を用いるフランジ内面冷却ノズル14ａ〜14ｄの場合は図
４（出典は、同上「鋼材の強制冷却（P.56）」参照）に
示す特性図を用いて決定することができる。 ついで、図５に示すように、フランジ外面冷却ノズ
ル13ａ〜13ｅの熱伝達係数αをたとえばαo1，αo2，α
o3に、またフランジ内面冷却ノズル14ａ〜14ｄのを
αi1，αi2とそれぞれ個別に変更して、少なくとも仕上
ユニバーサルミル６前面でフランジ１ｆ内およびフラン
ジ１ｆとウエブ１ｗの温度を均一にするか温度差を50℃
以内にするように、冷却装置10ａ, 10ｂを調整する。な
お、ウエブまたはフランジの温度の低い方を仕上ユニバ
ーサルミルの入側で700 〜720 ℃程度に収めるようにし
てもよい。 さらに、仕上ユニバーサルミルの後面の冷却装置10
ｃにおいて、その出側で550 〜600 ℃になるように緩冷
却を行い、以後空冷をする。これによって、内部応力が
小さく、変形の少ないＨ形鋼製品ができる。
【００１７】なお、冷却式は下記数１の(1) , (2) 式に
よる。
よる。
【００１８】
【数１】
【００１９】
【実施例】本発明の冷却装置を用いて、サイズがＨ700
×300 ×９×19のＨ形鋼の冷却制御を行った際の実施例
について、以下に具体的に説明する。Ｈ形鋼を冷却する
ために、前出図１に示したように粗ユニバーサルミル群
６と仕上ユニバーサルミル７との間に冷却装置10ａ，10
ｂの２基を、また仕上ユニバーサルミル７の後面に冷却
装置10ｃの１基の計３基を設置し、それぞれの前後面に
温度検出器12ａ〜12ｆを取付けてフランジおよびウエブ
の表面温度を１点ずつ測定した。
×300 ×９×19のＨ形鋼の冷却制御を行った際の実施例
について、以下に具体的に説明する。Ｈ形鋼を冷却する
ために、前出図１に示したように粗ユニバーサルミル群
６と仕上ユニバーサルミル７との間に冷却装置10ａ，10
ｂの２基を、また仕上ユニバーサルミル７の後面に冷却
装置10ｃの１基の計３基を設置し、それぞれの前後面に
温度検出器12ａ〜12ｆを取付けてフランジおよびウエブ
の表面温度を１点ずつ測定した。
【００２０】ここで、冷却装置10ａ，10ｂの２基につい
ては、図６に示す冷却曲線を用いてＨ形鋼を冷却し、仕
上ユニバーサルミルの入側で700 〜720 ℃になるように
制御した。なお、図における位置Ａは粗ユニバーサルミ
ル群６の出側に相当し、位置Ｅは仕上ユニバーサルミル
７の入側に相当する。これら冷却装置10ａ，10ｂにおい
ては、フランジ外面冷却ノズル13ａ〜13ｅから水スプレ
イを噴射して熱伝達係数αを600 〜1200kcal/m2h℃に制
御し、またフランジ内面冷却ノズル14ａ〜14ｄからは水
と空気を混合したミストスプレイを噴射して熱伝達係数
αを400 〜700kcal/m2h ℃の範囲でサイズ, 板厚比毎に
与えられた冷却曲線に合うように制御し、さらにウエブ
１ｗ部の冷却がフランジ１ｆ内面を冷却したミストの流
下水やはね返り水で促進するのを防ぐために水切ノズル
15からエアスプレイすることにより水切りを行って、所
要の冷却速度に制御するようにした。このときの位置
Ａ，Ｃ，ＥにおけるＨ形鋼の断面内の温度変化の推移の
結果を図７に示した。その後、さらに、ユニバーサルミ
ルの後面の冷却装置10ｃで緩冷却して、その出側でのフ
ランジ外面温度を550 〜600 ℃に制御した。その結果、
内部応力の小さいかつ変形の少ないＨ形鋼製品を製造す
ることができた。
ては、図６に示す冷却曲線を用いてＨ形鋼を冷却し、仕
上ユニバーサルミルの入側で700 〜720 ℃になるように
制御した。なお、図における位置Ａは粗ユニバーサルミ
ル群６の出側に相当し、位置Ｅは仕上ユニバーサルミル
７の入側に相当する。これら冷却装置10ａ，10ｂにおい
ては、フランジ外面冷却ノズル13ａ〜13ｅから水スプレ
イを噴射して熱伝達係数αを600 〜1200kcal/m2h℃に制
御し、またフランジ内面冷却ノズル14ａ〜14ｄからは水
と空気を混合したミストスプレイを噴射して熱伝達係数
αを400 〜700kcal/m2h ℃の範囲でサイズ, 板厚比毎に
与えられた冷却曲線に合うように制御し、さらにウエブ
１ｗ部の冷却がフランジ１ｆ内面を冷却したミストの流
下水やはね返り水で促進するのを防ぐために水切ノズル
15からエアスプレイすることにより水切りを行って、所
要の冷却速度に制御するようにした。このときの位置
Ａ，Ｃ，ＥにおけるＨ形鋼の断面内の温度変化の推移の
結果を図７に示した。その後、さらに、ユニバーサルミ
ルの後面の冷却装置10ｃで緩冷却して、その出側でのフ
ランジ外面温度を550 〜600 ℃に制御した。その結果、
内部応力の小さいかつ変形の少ないＨ形鋼製品を製造す
ることができた。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
フランジ外面の温度分布やＨ形鋼のサイズ，板厚比に応
じてフランジ幅方向の冷却能すなわち熱伝達係数αを任
意に選定して設定することにより、目標とする冷却特性
や温度を得ることができ、これによって内部応力が小さ
く、断面形状の不良や反りの少ないＨ形鋼を製造するこ
とができる。
フランジ外面の温度分布やＨ形鋼のサイズ，板厚比に応
じてフランジ幅方向の冷却能すなわち熱伝達係数αを任
意に選定して設定することにより、目標とする冷却特性
や温度を得ることができ、これによって内部応力が小さ
く、断面形状の不良や反りの少ないＨ形鋼を製造するこ
とができる。
【図１】本発明の冷却装置の配列を示す平面図である。
【図２】本発明の冷却装置の構成の説明図である。
【図３】水スプレイを用いる場合の表面温度と熱伝達係
数の関係の一例を示す特性図である。
数の関係の一例を示す特性図である。
【図４】ミストスプレイを用いる場合の表面温度と熱伝
達係数の関係の一例を示す特性図である。
達係数の関係の一例を示す特性図である。
【図５】フランジ内外面の冷却能分布例の説明図であ
る。
る。
【図６】冷却曲線の一例を示す特性図である。
【図７】本発明の冷却装置を用いて冷却したときの温度
分布の一例を示す特性図である。
分布の一例を示す特性図である。
【図８】Ｈ形鋼圧延における従来の配列を示す平面図で
ある。
ある。
【図９】Ｈ形鋼の冷却後の残留応力分布例の説明図であ
る。
る。
【図10】Ｈ形鋼の使用例を示す斜視図である。
【図11】粗ユニバーサルミル群出側でのＨ形鋼の断面内
温度分布例の説明図である。
温度分布例の説明図である。
１ 圧延素材 １Ａ Ｈ形鋼 １ｆ フランジ １ｗ ウエブ １ｒ 付け根部 ２ 加熱炉 ３ ブレークダウンミル ４ 粗ユニバーサルミル ５ エッジャミル ６ 粗ユニバーサルミル群 ７ 仕上ユニバーサルミル 10 冷却装置 11 空冷ゾーン 12 温度検出器 13 フランジ外面冷却ノズル 14 フランジ内面冷却ノズル 15 水切ノズル
Claims (3)
- 【請求項１】 Ｈ形鋼を熱間圧延にて成形する製造プ
ロセスにおける冷却方法であって、前記Ｈ形鋼のフラン
ジ面およびウエブ面の温度を測定する工程と、この測定
された温度分布に応じて水量密度と熱伝達係数の関係を
用いて冷却水量を決定する工程と、この決定された冷却
水量を用いてフランジ外面を水スプレイで冷却するとと
もにフランジ内面を水と空気を混合したミストスプレイ
で冷却する工程とからなることを特徴とするＨ形鋼の冷
却方法。 - 【請求項２】 Ｈ形鋼を熱間圧延にて成形する製造プ
ロセスに用いられる冷却装置であって、前記Ｈ形鋼のフ
ランジの外面を水スプレイで冷却する冷却ヘッダがフラ
ンジ幅方向に多段に分割され、任意の冷却能に制御でき
る複数のフランジ外面冷却ノズルと、前記フランジの内
面を空気と水を混合したミストスプレイで冷却する冷却
ヘッダがフランジ幅方向に多段に分割され、任意の冷却
能に制御できる複数のフランジ内面冷却ノズルと、前記
Ｈ形鋼のウエブ面を水切りする水切ノズルと、から構成
されたことを特徴とするＨ形鋼の冷却装置。 - 【請求項３】 少なくとも上下一対の水平ロールと左
右一対の垂直ロールを同一スタンドに組み込んだ粗ユニ
バーサルミルと上下一対の水平ロールを備えたエッジャ
ミルからなる粗ユニバーサルミル群および上下一対の水
平ロールと左右一対の垂直ロールを同一スタンドに組み
込んだ仕上ユニバーサルミルからなるＨ形鋼の圧延機列
であって、前記請求項２記載の冷却装置を前記粗ユニバ
ーサルミル群と仕上ユニバーサルミルの間に少なくとも
２基が、また仕上ユニバーサルミルの後面に少なくとも
１基が設けられ、かつそれらの前後面に温度検出器がそ
れぞれ取付けられてなることを特徴とするＨ形鋼の圧延
機列。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23183592A JPH0679333A (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | Ｈ形鋼の冷却方法およびその装置ならびにその圧延機列 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23183592A JPH0679333A (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | Ｈ形鋼の冷却方法およびその装置ならびにその圧延機列 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0679333A true JPH0679333A (ja) | 1994-03-22 |
Family
ID=16929762
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23183592A Pending JPH0679333A (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | Ｈ形鋼の冷却方法およびその装置ならびにその圧延機列 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0679333A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0819812A (ja) * | 1994-07-05 | 1996-01-23 | Kawasaki Steel Corp | Ｈ形鋼のオンライン冷却方法および装置 |
| WO2009094848A1 (fr) * | 2007-12-29 | 2009-08-06 | Laiwu Steel Group Co., Ltd | Acier profilé utilisé pour un rail de train à suspension magnétique et procédés de laminage |
| KR101355769B1 (ko) * | 2012-01-31 | 2014-01-28 | 현대제철 주식회사 | 가속 냉각이 가능한 열간 압연설비 |
| JP2015066554A (ja) * | 2013-09-26 | 2015-04-13 | Ｊｆｅスチール株式会社 | レールの製造装置 |
| JP2016159353A (ja) * | 2015-03-05 | 2016-09-05 | 株式会社神戸製鋼所 | 厚鋼板冷却方法及び厚鋼板冷却装置 |
| JP2021154365A (ja) * | 2020-03-27 | 2021-10-07 | Ｊｆｅスチール株式会社 | Ｈ形鋼の製造方法 |
-
1992
- 1992-08-31 JP JP23183592A patent/JPH0679333A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0819812A (ja) * | 1994-07-05 | 1996-01-23 | Kawasaki Steel Corp | Ｈ形鋼のオンライン冷却方法および装置 |
| WO2009094848A1 (fr) * | 2007-12-29 | 2009-08-06 | Laiwu Steel Group Co., Ltd | Acier profilé utilisé pour un rail de train à suspension magnétique et procédés de laminage |
| KR101355769B1 (ko) * | 2012-01-31 | 2014-01-28 | 현대제철 주식회사 | 가속 냉각이 가능한 열간 압연설비 |
| JP2015066554A (ja) * | 2013-09-26 | 2015-04-13 | Ｊｆｅスチール株式会社 | レールの製造装置 |
| JP2016159353A (ja) * | 2015-03-05 | 2016-09-05 | 株式会社神戸製鋼所 | 厚鋼板冷却方法及び厚鋼板冷却装置 |
| JP2021154365A (ja) * | 2020-03-27 | 2021-10-07 | Ｊｆｅスチール株式会社 | Ｈ形鋼の製造方法 |
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