JPH07188764A - H形鋼ウェブ上面の水切り装置及び冷却制御装置 - Google Patents

H形鋼ウェブ上面の水切り装置及び冷却制御装置

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JPH07188764A
JPH07188764A JP33507993A JP33507993A JPH07188764A JP H07188764 A JPH07188764 A JP H07188764A JP 33507993 A JP33507993 A JP 33507993A JP 33507993 A JP33507993 A JP 33507993A JP H07188764 A JPH07188764 A JP H07188764A
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JP
Japan
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web
cooling
section steel
water
fluid
Prior art date
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Pending
Application number
JP33507993A
Other languages
English (en)
Inventor
Teruo Fujibayashi
晃夫 藤林
Toyokazu Teramoto
豊和 寺本
Yoshiki Takahashi
由樹 高橋
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】H形鋼ウェブ上面の水切りを完全に行なうこと
ができ、製品品質が一定するH形鋼の焼き入れを実現す
ることができるH形鋼ウェブ上面の水切り装置及び冷却
制御装置を提供すること。 【構成】H形鋼の内面を冷却装置から噴射された冷却水
により冷却するに際し、H形鋼1のウェブ3上に存在す
る冷却水をせき止める水切り装置5であって、H形鋼1
の上部に挿入された際にその外周がウェブ上面及び対向
する一対のフランジの内面に近接するような矩形状の断
面を有する本体5aと、本体5aのウェブ上面に面した
部分及び一対のフランジの内面に面した部分の全体に亘
って設けられた流体噴射口8とを有し、流体噴射口8か
ら流体を噴射することによりウェブ3上の冷却水6をせ
き止める。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はH形鋼を冷却する際の水
切り装置、すなわち圧延されたH形鋼に所定の冷却をH
形鋼全体に施すための冷却の際に、H形鋼ウェブ上面の
水をせき止めるH形鋼ウェブ上面の水切り装置及び冷却
制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】通常、H形鋼は圧延後、ホットソーで定
尺切断された後、冷却床で大気放冷され製造されている
が、これに対して近年、H形鋼の高性能化すなわち、高
強度化、高靭性化が求められるにつれ、圧延後のH形鋼
を水焼き入れし、後にテンパー処理される熱処理H形鋼
が製造されるようになってきている。
【0003】この焼き入れ冷却は、通常800℃以上の
圧延直後のH形鋼のフランジおよびウェブに水を噴射
し、500℃下まで急冷することで施される。この焼き
入れは、生産性の点から通常、通過型の冷却装置で行な
われているが、ユーザーから求められている品質、特
に、H形鋼各部の材質が一定しており強度が均一である
H形鋼を製造するためには、各部の冷却終了温度を一定
に制御することが不可欠である。すなわち、もし冷却終
了温度がH形鋼各部(フランジ部とウェブ部、トップ部
とテール部)で不均一となると各部の熱履歴が異なり、
結果として、材質強度、すなわち引張り特性がバラつき
製品品質が一定しない。
【0004】これは、H形鋼の先端(トップ部)が冷却
装置に入ると、H形鋼上の上のり冷却水が、樋の上を水
が流れるごとく、上流側へ進出し、その結果未だ冷却装
置に到達していないウェブ部が不必要に冷却されてしま
うために生ずる。同様のことがH形鋼の後端(テール
部)が冷却装置を抜ける場合にも起こる。すなわち、上
のり冷却水が、既に冷却装置を通過したウェブを過冷却
してしまう。
【0005】この上のり冷却水を除去する水切り方法お
よび水切り装置として、吸水装置を用いて水を吸収し除
去する方法(特開昭62−21414号公報、特開昭6
2−21415号公報、特開昭62−54519号公
報)あるいは高圧気体噴射用ノズルをH形鋼フランジ上
端より上に配置しそこから気体を噴射することで気体カ
ーテンを形成し、冷却水の拡散を防止する方法(特開昭
49−61049号公報)がある。
【0006】また多数の孔付き函体、あるいは多数の噴
射ノズルを設けた函体をH形鋼上部に設置し、気体を噴
射する装置も提案されている(特公平5−73806号
公報)。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】吸水装置を利用した水
切り装置では冷却装置から発生する大量の冷却水をすべ
て吸引することは不可能で、ある程度の水の洩出は不可
避である。また、吸引装置の設備費が膨大となり実用的
ではない。
【0008】また、高圧気体を噴射し、エアカーテンを
用いる方法では、完全に水をせき止めることは不可能で
フランジ側面あるいはフランジ、ウェブのコーナー部か
ら大量の水が流出するため、十分な水切り効果は得られ
ない。
【0009】多数の孔を設けた函体では、冷却装置から
発生した水がウェブ上に滞留し、その水位が上がるにつ
れて、孔のすき間から水が洩出し、特にウェブ、フラン
ジのコーナ部からの水の流出が避けられない。
【0010】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、H形鋼ウェブ上面の水切りを完全に行なうこ
とができ、製品品質が一定するH形鋼の焼き入れを実現
することができるH形鋼ウェブ上面の水切り装置及び冷
却制御装置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】上記課題を解決するため
に、本発明は、H形鋼の内面を冷却装置から噴射された
冷却水により冷却するに際し、H形鋼のウェブ上に存在
する冷却水をせき止める水切り装置であって、H形鋼の
上部に挿入された際にその外周がウェブ上面及び対向す
る一対のフランジの内面に近接するような矩形状の断面
を有する本体と、前記本体のウェブ上面に面した部分及
び一対のフランジの内面に面した部分の全体に亘って設
けられた流体噴射口とを有し、該流体噴射口から流体を
噴射することによりウェブ上の冷却水をせき止めること
を特徴とするH形鋼ウェブ上面の水切り装置を提供す
る。
【0012】この際水切り用の流体は、冷却水をせき止
めるよう、冷却水の水流に対抗して噴射し、その際の噴
射方向とフランジおよびウェブとのなす角度は90°未
満15°以上が好ましく、これにより所要の水切りを実
現することができる。また、本発明は、このような水切
り装置を冷却装置の前後に2つ設けた冷却制御装置を提
供する。
【0013】
【作用】本発明においては、H形鋼の上部に挿入された
際にその外周がウェブ上面及び対向する一対のフランジ
の内面に近接するような矩形状の断面を有する本体を有
する水切り装置を用いるので、この本体を一対のフラン
ジ内面及びウェブ上面の近傍に位置するように挿入する
ことができる。この場合に冷却装置から流れ込んだ冷却
水は、水切り装置の本体によりせき止められるが、その
ままではその一部がフランジ及びウェブと同本体とのす
き間から洩出する。しかし、本発明では、本体の流体噴
射口からウェブ上面及びフランジ内面に流体を噴射する
ことにより、前記すき間に流れ込んだ冷却水を押し戻す
ことができ、結果として、洩れ出す冷却水を実質的にな
くすることができる。従って、冷却水はフランジ上部を
乗り越え、あふれ出ることで排出されるので、ウェブ上
面を冷却水が流れることによる不均一な冷却が防止され
る。
【0014】また、このような水切り装置を冷却装置の
前後に2つ設けて冷却制御装置を構成する場合には、2
つの水切り装置間に冷却水が保持されるため、冷却水が
ウェブ上面を流れることによるH形鋼の不必要な冷却が
確実に阻止することができる。
【0015】
【実施例】以下、添付図面を参照して、本発明の実施例
について具体的に説明する。図1は本発明の一実施例に
係る水切り装置を冷却中のH形鋼に適用した状態を示す
斜視図である。H形鋼1は、フランジ2とウェブ3とを
備えており、その内側は、冷却装置4の多数のノズル4
aから噴射される冷却水によって冷却されている。ま
た、その外側も冷却装置7の多数のノズル7aで冷却さ
れている。
【0016】一対の水切り装置5は、冷却装置4を挟む
ように設けられており、その本体5aはH形鋼1の上部
内側に沿った外形を有しており、一対のフランジ内面及
びウェブ上面の近傍に位置するように挿入されている。
【0017】水切り装置は図2及び図3に示すように、
本体5aのウェブ上面に面した部分及び一対のフランジ
の内面に面した部分の全体に亘って設けられた流体噴射
口8を有しており、流体噴射口8から流体を噴射するこ
とによりウェブ上の冷却水がせき止められる。
【0018】一対の水切り装置5によって冷却制御装置
10が構成されており、水切り装置5の間の部分に保持
された冷却装置4からの冷却水6はフランジから溢れ出
る。水切り用の流体を噴射する方向は、少なくとも冷却
水の進入を防止する点から冷却水の流れて来る方向に対
抗する必要があり、図2及び図3に示すように、フラン
ジ2あるいはウェブ3側面と噴射する方向とのなす角度
αは90°未満15°以上である必要がある。ただし、
ノズルの噴射口を製造加工することを考えると75°〜
30°が望ましい。さらに、少ない水切り用液体の流量
で最大の水切り効果を得るためにはαは35°〜50°
が望ましい。
【0019】次に、本発明をフランジ厚み15.5m
m、ウェブ厚み16.0mm、フランジ高さ350m
m、ウェブ幅352mmの圧延直後のH形鋼冷却時に適
用した場合について詳細に説明する。
【0020】先ず、圧延直後のH形鋼をホットソーで長
さ15000mmに切断後、図4に示すように、本発明
の水切り装置を用いずに冷却装置を通過させ焼き入れ処
理を施した後、テンパー炉で焼き戻しを行ない、H形鋼
各部の機械強度、引張り特性を調べた。なお、冷却条件
は以下に示す通りである。
【0021】 冷却開始温度 850 ℃ 冷却装置長さ 8 m 搬送速度 120 m/min 冷却水量(密度) 1000 l/min・m 冷却水噴射圧力 0.2 kg/cm2 G 焼戻し処理 500℃×5〜10分 この際の各部の引張り特性を図5に示す。図5(a)に
示すように、同じ断面内においてフィレット部、フラン
ジ部およびウェブ部の引張強度の値は50〜36kgf
/mm2 の範囲であり、最大値と最小値との差は14k
g/mm2 であった。また、H形鋼のウェブ中心点の長
手方向の引張り特性は、図5(b)に示すように、トッ
プ部からテール部まで10000mm間で47.5〜4
0kg/mm2 の範囲で最大値と最小値とは約7.5k
g/mm2 の差があった。
【0022】これに対して図1に示すように、本発明の
水切り装置5を冷却装置の前後に設けて焼き入れ処理を
施した場合(実施例)のH形鋼各部の引張強度を図6に
示す。なお、この例ではフランジおよびウェブと同水切
り装置噴射口との距離hは20mm、水切り用の流体は
空気で流量は10m3 /min、水切り用流体の噴射す
る方向とフランジ又はウェブとのなす角度αを45°に
設定した。
【0023】図6から明らかなように、本実施例では断
面内での引張強度のばらつきが3.5kg/mm2 (図
6(a))、また、ウェブ中心点の長手方向の引張強度
のばらつきが1.8kg/mm2 (図6(b))とな
り、引張強度のばらつきを本発明の水切り装置を用いな
い場合に比較して1/3〜1/4に減少させることがで
きた。
【0024】このように、本発明の水切り装置を用いる
ことによって、冷却装置から流出する冷却水をせき止め
たので、ウェブ上での冷却水の流れが防止され、ウェブ
の不必要な冷却を防止することができ、その結果、製品
品質の均一化をはかることができた。
【0025】なお、挿入した水切り装置の断面に、穴、
すきま等があるとせき止めた水がこの部分から流出する
虞れがあるので、こうした穴、すき間等がないことは本
水切り装置の必須条件である。水切り用の流体は、本実
施例で用いた空気に限定されるものではなく、他の安価
な流体でも同様の効果が得られる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
冷却装置で発生した冷却水がウェブ上部を流れることに
よる過冷却、冷却不均一を防止することができるのでH
形鋼各部の熱履歴を一定化にすることが可能となり、製
品品質が一定になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る水切り装置を冷却装置
によって冷却中のH形鋼に適用した状態を示す斜視図。
【図2】本発明の一実施例に係る水切り装置を示す横断
面図。
【図3】本発明の一実施例に係る水切り装置を示す側断
面図。
【図4】本発明の水切り装置を用いずに冷却装置によっ
てH形鋼を冷却している状態を示す斜視図。
【図5】本発明の水切り装置を用いずに冷却した場合の
H形鋼の強度分布を示す図であり、(a)は断面内の強
度分布を示し、(b)はウェブ中心の長手方向トップ部
からティル部方向の強度分布を示す。
【図6】本発明の水切り装置を用いてに冷却した場合の
H形鋼の強度分布を示す図であり、(a)は断面内の強
度分布を示し、(b)はウェブ中心の長手方向トップ部
からティル部方向の強度分布を示す。
【符号の説明】
1…H形鋼、2…フランジ、3…ウェブ、4,7…冷却
装置、5…水切り装置、5a…本体、6…水流、8…流
体噴射口、10…冷却制御装置。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 H形鋼の内面を冷却装置から噴射された
    冷却水により冷却するに際し、H形鋼のウェブ上に存在
    する冷却水をせき止める水切り装置であって、H形鋼の
    上部に挿入された際にその外周がウェブ上面及び対向す
    る一対のフランジの内面に近接するような矩形状の断面
    を有する本体と、前記本体のウェブ上面に面した部分及
    び一対のフランジの内面に面した部分の全体に亘って設
    けられた流体噴射口とを有し、該流体噴射口から流体を
    噴射することによりウェブ上の冷却水をせき止めること
    を特徴とするH形鋼ウェブ上面の水切り装置。
  2. 【請求項2】 前記流体噴射口からの流体は、せき止め
    る水流に対抗する様に噴射され、その噴射方向とフラン
    ジおよびウェブとのなす角度が90°未満15°以上で
    あることを特徴とする請求項1に記載のH形鋼ウェブ上
    面の水切り装置。
  3. 【請求項3】 前記第1項第2項の水切り装置を前記冷
    却装置の前後に2つ設けてなることを特徴とするH形鋼
    ウェブ上面の冷却制御装置。
JP33507993A 1993-12-28 1993-12-28 H形鋼ウェブ上面の水切り装置及び冷却制御装置 Pending JPH07188764A (ja)

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JP (1) JPH07188764A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101443529B1 (ko) * 2013-05-31 2014-09-24 현대제철 주식회사 소재 냉각 장치
JP2021154359A (ja) * 2020-03-27 2021-10-07 日本製鉄株式会社 ハット形鋼矢板の冷却設備

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