JPH0760333A - 熱間圧延鋼板のデスケーリング手段 - Google Patents
熱間圧延鋼板のデスケーリング手段Info
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Abstract
デスケーリング手段の提供。 【構成】材料の幅を横切って伸びるヘッダーに取り付け
た複数のノズルヘッド20にはそれぞれ4個のジェット
ノズル21があり、回転駆動されるリングに取り付けら
れている。ノズルヘッドの回転数r及び被加工物の相対
移動速度Vを所望の平均スケール層除去深度が得られる
ように調整し、1000barの範囲内の圧力でノズル
からスプレーする。ノズルのスプレー軸は、被加工物に
垂直になるように取りつけたヘッドの回転軸に対し、0
°〜30°の範囲で調節可能であり、ノズルヘッド上で
少なくとも2つのノズルはそれぞれ異なった半径方向区
域を覆うスプレパターンを持つように、互にずらして配
置される。
Description
ーリング手段に関し、より詳しくは、そのデスケーリン
グ手段に対して移動する熱間圧延された材料の幅を横切
って伸び、それぞれが複数のノズルヘッドを含むノズル
の列から、熱間圧延された材料の両側に高圧流体、特に
加圧水を吹き付けることにより、熱間圧延された材料の
デスケーリングを行う手段に関する。
に加圧水を吹き付けることにより、材料のスケールを除
去する方法は公知である(例えば、DE2901896
C2参照)。図1は、幅広鋼板を製造する圧延装置の粗
圧延機部分における、類似のデスケーリング手段の配置
を示す。番号1は圧延すべき材料を焼鈍するための焼鈍
炉を示し、2は垂直粗圧延機を示す。番号3は水平粗圧
延機を示し、4は別の垂直粗圧延機を示す。個々の圧延
機2、3、4の間にはスケール除去装置5が配置されて
おり、被駆動ローラー6を含むローラー列上を矢印Fの
方向に移動する圧延材料7の両側に加圧水を吹き付け、
圧延材料7の下側および上側表面からスケール層を除去
する。
詳細に示したものである。図2から分かる様に、圧延材
料7の両側表面に向けられたノズル9の列を含む加圧水
パイプ8が、縦方向、すなわち圧延材料7の移動方向F
に対して横切る様に伸びている。ノズル9は平断面ジェ
ットノズルとして設計されており、そのジェットパター
ン10は平らな長円形に相当する。すべてのノズルは、
このジェットパターン10の平らな長円の長軸が縦方
向、つまり圧延材料7の移動方向を横切る様に伸びてい
るので、ノズル9の列の間を搬送される圧延材料の全表
面が平断面ジェットノズルによりスケール除去される。
遠心ポンプ13により供給される。遠心ポンプ13は加
圧水を逆止め弁15を通して貯蔵タンク16に供給し、
加圧水貯蔵タンク16は、閉鎖可能な弁17を通してマ
ニホルド11に加圧水を供給する。この様にして、加圧
水パイプ8は、必要に応じて加圧水を受け取る。代表的
な運転条件は、圧延材料の幅が900mm、圧延材料の矢
印Fの方向における移動速度が1 m/ 秒、ノズル9を通
る水の流量が12000l/分である。
デスケーリングには幾つかの欠点がある。第一に、すべ
てのスケール(目に見えないスケールを含む)を確実に
除去するには、除去の深さが不十分である。その上、加
圧水の吹き付けにより削り取られたスケールが圧延材料
の表面上に落下し、次の通過の際に再度表面中に圧延さ
れることがある。最後に、膨大な量の加圧水またはその
高い流量のために圧延材料の好ましくない冷却が起こ
り、その後に続く圧延工程がより困難になることがあ
る。
一様性および除去深度を増し、熱間圧延材料のデスケー
リングにおいて圧延材料の処理表面の表面品質を向上さ
せることができる、デスケーリング手段を提供すること
である。
に、本発明によれば、各ノズルヘッドは、圧延材料の表
面に対して実質的に垂直な軸を中心にして回転し、その
回転軸に対して偏心して配置された少なくとも1個のノ
ズルを含む。各ノズルヘッドの周囲に複数のノズルが等
間隔で配置されているのが有利である。好ましい実施態
様では、表面処理における一様性を改善するために、合
計4個のノズルをノズルヘッドの周囲に互いに90°の
間隔で配置する。表面処理の強度および一様性は、表面
が加圧水に何度露出されるかによって異なる。これは、
基本的に設定したノズルヘッドと圧延材料表面の距離は
別にして、ノズルヘッド1個あたりのノズルの数だけで
はなく、ノズルヘッドの回転速度と加工物(圧延材料)
の相対的な移動速度の調和によっても達成される。
な移動速度は0.1〜1.5 m/ 秒に選択するのが有利
である。実験では、回転速度約1000 rpmおよび相対
的な移動速度約0.8 m/ 秒が特に有利であることが分
かった。実際には、ノズルヘッドの直径は1〜500m
m、好ましくは100〜200mmである。先行技術にお
ける様に、ノズルは平断面ジェットノズルでもよいし、
円形の吹き付けパターンを形成する円形断面ジェットノ
ズルでもよい。
面粒子を排出する、または保持しておく手段を備える。
例えば、表面から分離したスケールの粒子が確実に洗い
流される様に、本発明の別の有利な実施態様では、ノズ
ルヘッドの少なくとも1個のノズルのスプレー軸を、表
面と直角なノズルヘッドの軸に対して30°までの角度
で調節できる様にする。分離したスケール粒子を集める
ために、トラフも同様に備えることができる。
は、ノズルは加工物の表面に対してできるだけ垂直に向
けるべきである。本発明のもう一つの有利な実施態様
は、圧延材料の上表面に作用するノズル列が、下側に作
用するノズル列に対して、圧延材料の移動方向でずれて
いるのが特徴である。この配置により、圧延材料の両側
に配置されたノズル列の間に圧延材料が偶然存在しなか
った場合でも、スプレーによりそれぞれの対向するノズ
ル列が受ける損傷を確実に防止することができる。ノズ
ル列を、圧延材料を横切る様に配置することが絶対に必
要であるという訳ではなく、当業者は自分にとって好適
であると思われる他の配置、例えば斜め配置(DE29
01896C2参照)を選択することができる。さら
に、加圧流体処理により削り取られた表面粒子を、表面
に再び落下する前に、トラフ機構により確実に捕捉する
ことができる。
ーンの内側部分でスケールを一様に、且つ強力に除去す
ることをねらいとしている。このために、少なくとも2
個のノズルを異なった様式で配置し、それぞれのスプレ
ーパターンが圧延材料の異なった放射状区域を覆う様
に、ノズルが周方向および半径方向の両方で片寄る様に
配置する。本発明のこの実施態様は、スプレーされる表
面積全体にわたって一様にデスケーリングされるので、
連続鋳造で製造される様な薄いシートまたは板のデスケ
ーリングに使用するのに特に好適である。その上、この
実施態様は、水の消費が特に少ないのも特徴である。
流体圧が非常に高く(1000 barのオーダー)、した
がってスプレー強度が高く、体積ポンプ効率が高い(9
6%)ために、はるかに低い流量(従来の流量の約1/4
)で作業を行うことができる。これによって同時に、
好ましくない冷却作用も低減される。
によりさらに説明する。図1および2における部品と同
等の部品は、図3から11でも同じ番号で示す。
ヘッド20からなる2つの列8を含み、ノズルの一つを
図4および図6に詳細に示す。各ノズルヘッド20は、
その周辺部に一様に配分されたノズルを含むが、これは
図に示す実施態様では90°ずつずらして配置された4
個の平断面ジェットノズル21である。平断面ジェット
ノズル21は、回転駆動されるリング22上に取り付け
られており、共通のダクト23を通して加圧水が供給さ
れる。共通のマニホルド11を通してノズルに加圧水を
供給する機構は、図2と同様である。しかし、水圧がよ
り高い(約1000 bar)ので、加圧水貯蔵タンク16
および磁気弁17は省くことができる。
照しながら詳細に説明する。図9に、ノズルヘッド20
の、表面と直角な回転軸25に対して角度αで傾斜した
スプレー軸24を有する、ただ1個の平断面ジェットノ
ズル21だけを示す。この角度は、スプレーヘッド20
1個あたり少なくとも1個のノズル21に対して有利
であり、回転軸25に対して0〜30°の間で調節でき
る。
ド20に対して共通な固定保持装置部材(図には示して
いない)のフランジ27により保持された固定ハウジン
グ部材26を含む。ノズルヘッド20の、加工物から遠
く離れた方の末端はモーター28にフランジで接続され
ており、そのモーターの駆動シャフト29は、通常の形
式の、周方向で柔軟なクラッチ30により、ノズル21
を備えた回転リング22の駆動シャフト31に接続され
ている。
ローラー軸受け32、33により支持されている。この
シャフトにはノズル21に加圧水を供給するための中央
孔34が形成されており、この加圧水はハウジング26
中の輪状ダクト35および横方向孔36を通して供給さ
れる。輪状ダクト35は、パッキング37、38、およ
び加圧水接続部分(図には示していない)により耐圧密
封されており、その接続部分は横方向孔36に捩じ込ま
れ、同様に極めて高い圧力に対して耐圧密封されてい
る。
ついて説明する。ノズルヘッド20は、ノズル21と表
面の間に距離aが存在する様に、処理すべき表面に対し
て配置する。この距離は、長円形スプレーパターンの長
軸tおよび短軸sが所望の値に対応する様に選択する。
平断面ジェットノズル21の長軸tの方向における開口
角度は、好ましくは0°〜15°である。この角度は、
ノズルの数をあまり多くせずに圧延材料の全幅を覆うた
めに広い角度が必要となる先行技術における角度の半分
である。
20による処理の効果を示す。ノズル21の回転によ
り、スプレーパターンの平らな長円形10がノズルヘッ
ド20の垂直軸を中心にして回転し、一方、加工物はノ
ズルヘッド20の下で矢印Fの方向に移動していく。ノ
ズルヘッド20の回転速度rを1000 rpmに選択し、
固定ノズルヘッド20に対する圧延材料7の移動速度v
を0.8 m/ 秒に選択する場合、ノズルヘッド20が1
回転する間に、圧延材料7は距離dだけ前進する。この
距離dは、ノズルヘッド半径の1/4 〜1/5 に相当する。
料7が距離dだけ前進する間の、ノズルヘッドの360
°の1回転に相当する暗色のらせん形状により示される
様な、らせん形のスプレーパターンが形成される。図6
により明白に立証される様に、本発明の設計により、圧
延材料の全幅にわたって圧延材料表面が中断されること
なく、確実にスケール除去される。選択したノズルヘッ
ドの回転速度、取り付けたノズルの数、および圧延材料
の前進速度に対応して、すべての表面が数回にわたって
覆われ、したがって処理される。この効果は、与えられ
た特定条件および所望の除去深さに応じてローラー6の
駆動回転を段階的に調節し、ノズルヘッド20の回転速
度ならびに圧延材料7の移動速度を選択することによ
り、変えることができる。
はるかに高い。圧力は1000 barのオーダーで調節す
ることができる。インパクトパルス=圧力x流量、の関
係が存在するので、これによって単位時間内の加圧水の
流量を著しく下げることができ、それに応じて冷却作用
(圧延には好ましくない)を大幅に低下させることがで
きる。
ノズルヘッド20を備えた上側ノズル列は固定ハウジン
グ40の中に保持されているのに対し、下側のノズル列
は固定ハウジング50の中に保持されている。ハウジン
グ40、50の両方共、加工物7用のローラー経路を横
切って伸びている。
25に対して約15°に傾斜している。断面がフック形
状であり、分離したまたは削り取られたスケール粒子の
ための窪み43が形成されているトラフ機構42が、上
側ハウジング40の入り口側に取り付けられている。ト
ラフ機構42は、水平ピボット軸41を中心にして反時
計方向に回転でき、この装置の全幅を横切って伸びてい
る。上記の回転機構は、接近するスラブ7の上方に湾曲
していることが多い先端7' が、固いトラフ機構に突き
当たるのを防止するために必要であり、そのトラフは、
図7に示す様に旋回することができる。トラフは、中央
から始まる屋根形になっているので、蓄積したスプレー
水が両側に向かって(図の平面に対して直角な平面で)
排出され、同時に捕捉されたスケール粒子を取り込むこ
とができる。このすすぎ作用は、窪み43の底部に形成
された加圧空気ノズル44によりさらに改善することが
できる。
を含むトラフ機構46がデスケーリング手段の出口側に
あり、同様に軸45を中心にして反時計方向に回転でき
る。図7はさらに、出口側において、削り取られた粒子
がトラフの上側表面積に衝突し、そこでトラフの底部に
向かって跳ね返され、そこに蓄積し、トラフ機構42と
同様に横方向に洗い流される(破線で示す粒子の経路5
1および跳ね返された粒子の方向を示す矢印52参照)
ことを示している。
した粒子経路53により示される様に上方向にそらされ
る。この様にそらされた粒子は、デスケーリング手段の
全幅を横切って伸び、ハウジングに固定され、同様に屋
根の様式で両側に向かって傾斜した横方向トラフ54、
55中に捕らえられる。この場合も、すすぎの目的で、
ノズル56、57をトラフ中に備えることができる。
方立面図中に例示されていない。図8はさらに、縦方
向、すなわち移動方向F(図7に示す)で伸びるウェブ
60を示す。それらの下端は、スプレーノズル21を越
えて下方に突き出している。これらのウェブは、圧延材
料7が跳ね上がった時にノズルに当たり、ノズルが損傷
を受けるのを防止する。ハウジング50内で加工物の通
路の下に位置するノズル列には、加工物の下側から跳ね
返るスケールは落下する、つまり加工物の表面積から遠
ざかるので、その様なウェブもスケールを集めるトラフ
も必要がない。
実施態様では、類似の部品は説明なしに類似の番号で示
す。図10および図11による実施態様のノズルヘッド
20は、周辺部に沿って互いに180°ずらして配置さ
れたノズル21aおよび21bを備えている。図10は
1個のノズル21aだけを示し、もう一方のノズル21
bはそのスプレー軸24bだけを示し、スプレーコーン
ならびに対応するスプレーパターン(図10でrbで示
す)はスプレーヘッドの外に破線で示す。同じ平面内で
ノズル21aにより形成される、対応するスプレーパタ
ーンはraで示す。図10から分かる様に、ノズル21
aのスプレー軸24aは、ノズルヘッド20の軸25に
対して15°の角度αで傾斜しているのに対し、スプレ
ー軸24bはノズルヘッド20の軸25と平行に伸びて
いる。
向外側の末端から軸25まで測定した距離rdが、スプ
レーパターンraの半径方向内側の末端から軸25まで
測定した距離rcよりも小さい配置を示しているが、好
ましくはrcがrdとほぼ等しくなる様に配置する。そ
の場合、スプレーパターンraおよびrbは、半径方向
で直接接触する。
rbが半径方向内側に、ほとんどノズルヘッド20の回
転軸25まで伸びる様に配置する。運転の際、これによ
って、2つの半径方向で連続した(あるいは、所望によ
り、半径方向で重なり合った)らせん形のスプレーパタ
ーン(図6参照)が得られ、図10の実施態様では2つ
のらせんが互いに混合し合う。これによって、図6に見
られる様な内側の開放空間は、図10および11に示す
好ましい配置では最早存在しないので、非常に均一なス
プレーおよびデスケーリングが得られる。
は、図9に示す実施態様の様にノズルヘッド20から外
に突き出しておらず、カバー70の中に一体化されてい
る。4個のねじ71がこのカバー70をノズルヘッド2
0に固定している。カバー70は、ノズルヘッド20の
中に形成された中央孔73と噛み合う中央の心出しピン
72を有する。輪状フランジ74を有し、そのフランジ
表面75は心出しピン72に向かって内側に傾斜してい
る。傾斜したフランジ表面75から、カバー中に形成さ
れた孔の中に挿入されたノズル21aは、フランジ表面
75を越えて少し外側に突き出しているので、ノズル2
1a、21bの側に位置するそれぞれ2個のねじ71
(図11参照)を締め上げることにより、ノズル21
a、21bはシリンダー76の末端面に押し付けられ、
堅く密閉される。これらのシリンダー76(図10は、
ノズル21aに属するシリンダー76だけを示す)は、
ノズルにポンプ輸送される加圧水を予備加速するため
の、ノズル21aに向かってテーパーが付いている入口
長さ77を含む。それ自体公知の方法により、加圧水を
分配するリングダクト23とシリンダー76の間に流れ
を直線化する手段78があり、スプレー軸24a、24
bと平行に走る通路により加圧水の流れを直線化し、シ
リンダー76を通してノズル21a、21bに導く。
a、210bならびに心出し孔73だけが見える。図1
1から、これらの孔は180°ずらして配置され、さら
に、ノズルヘッド20の回転軸から異なった半径方向距
離rf、reを置いて配置されている。
回転軸25に対して傾斜させることもでき、またノズル
21aのスプレー軸24aは回転軸25と平行に伸びる
こともできる。重要なことは、単に、スプレーパターン
ra、rbが半径方向で互いにずらして配置されること
である。同様に、周辺部に沿って3個以上のノズルを配
置することもできよう。この場合、それらのノズルは、
3個以上の、半径方向でずらして配置されたスプレーパ
ターンが形成される様に配置する。
り、加圧水が圧延材料上に特に均一にスプレーされ、し
たがって水の消費量が非常に少なくなる。図10および
11に示す実施態様は、壁厚が比較的薄い、連続鋳造さ
れた板またはシートのスケール除去に特に有利である。
おけるスケール除去装置の一般的配置の説明図。
図。
ターン全体ならびにスプレーヘッドの各ノズルの個別ス
プレーパターンの「瞬間的な図形」を含む、図3に示す
スケール除去装置のノズルヘッドの全体図。
れるスプレーパターンおよび対応するスプレー角度を示
す図。
せん経路をより暗い陰影部で示す、本発明のノズルヘッ
ドにより形成されるスプレーパターンの上面図。
ーリング手段の実際の構造を示す側方立面図。
構造の一部分。
面図。
よる、図11の線X-X に沿って見た、図9と類似の部分
立面図。
ドのカバーを取り外した図。
Claims (18)
- 【請求項1】スケール除去装置を通過して移動する熱間
圧延された材料の幅を横切って伸び、それぞれが複数の
ノズルヘッド(20)を含むノズルの列(8)から、熱
間圧延された材料の両側に高圧流体、特に加圧水を吹き
付けることにより、加工物のデスケーリングを行う手段
であって、各ノズルヘッド(20)が、モーターにより
駆動され、加工物の表面に対して実質的に垂直な回転軸
(25)を中心にして回転し、前記回転軸に対して偏心
して配置された少なくとも1個のノズル(21)を含む
ことを特徴とする熱間圧延鋼板のデスケーリング手段。 - 【請求項2】各ノズルヘッド(20)が、周辺部に均等
に配分された4個のノズル(21)を含むことを特徴と
する、請求項1に記載のデスケーリング手段。 - 【請求項3】ノズルヘッド(20)1個あたりのノズル
(21)の数、ノズルヘッド(20)の回転速度(r)
およびデスケーリング手段(5)に対する加工物(7)
の相対的な移動速度(v)が、所望の平均スケール層除
去深度が得られる様に調整されることを特徴とする、請
求項1または2に記載のデスケーリング手段。 - 【請求項4】回転速度(r)が200〜1000 rpmの
範囲内で選択され、相対的な移動速度(v)が0.1〜
1.5 m/ 秒の範囲内で選択されることを特徴とする、
請求項2または3に記載のデスケーリング手段。 - 【請求項5】回転速度(r)が約1000 rpmになる様
に選択され、相対的な移動速度(v)が約0.8 m/ 秒
になる様に選択されることを特徴とする、請求項4に記
載のデスケーリング手段。 - 【請求項6】ノズルヘッド(20)の直径(D)が50
0mmまでであることを特徴とする、請求項1〜5のいず
れか1項に記載のデスケーリング手段。 - 【請求項7】ノズルヘッド(20)の直径が100〜2
00mmの範囲内で選択されることを特徴とする、請求項
6に記載のデスケーリング手段。 - 【請求項8】1000 barの範囲内の圧力で水がノズル
(21)を通してスプレーされることを特徴とする、請
求項1〜7のいずれか1項に記載のデスケーリング手
段。 - 【請求項9】各ノズルヘッド(20)の少なくとも1個
のノズル(21)のスプレー軸(24)が、ノズルヘッ
ドの回転軸(25)に対して0°〜30°の角度で調節
可能であることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか
1項に記載のデスケーリング手段。 - 【請求項10】加工物(7)の処理表面から分離した表
面粒子を除去および/または捕獲するための手段を備え
ていることを特徴とする、請求項1〜9のいずれか1項
に記載のデスケーリング手段。 - 【請求項11】トラフ機構(42、46、54、55)
が、上側ノズル列のノズルヘッド(20)と、前記トラ
フ機構が分離された表面粒子を実質的に捕獲し、それに
よって前記粒子が加工物表面に落下するのを防止する様
に連繋することを特徴とする、請求項10に記載のデス
ケーリング手段。 - 【請求項12】加工物(7)の上側に作用するノズル列
(8)が、加工物の移動方向(F)で、下側に作用する
ノズル列に対してずらして配置されていることを特徴と
する、請求項1〜11のいずれか1項に記載のデスケー
リング手段。 - 【請求項13】各ノズルヘッド(20)上で、少なくと
も2個のノズル(21a、21b)が、運転中にそれぞ
れのスプレーパターンが異なった半径方向区域(ra、
rb)を覆う様に、互いにずらして配置されていること
を特徴とする、請求項1〜12のいずれか1項に記載の
デスケーリング手段。 - 【請求項14】一方のノズル(21a)のスプレーパタ
ーンの半径方向区域(ra)が、他方のノズル(21
b)のスプレーパターンの半径方向区域(rb)に境界
を接することを特徴とする、請求項13に記載のデスケ
ーリング手段。 - 【請求項15】2個のノズル(21a、21b)のスプ
レーパターンの半径方向区域が重なり合うことを特徴と
する、請求項13に記載のデスケーリング手段。 - 【請求項16】2個のノズル(21a、21b)が、各
ノズルヘッド(20)で、半径方向および周方向で互い
に180°ずらして配置されていることを特徴とする、
請求項13〜15のいずれか1項に記載のデスケーリン
グ手段。 - 【請求項17】一方のノズル(21a)のスプレー軸
(24a)が、ノズルヘッド(20)の回転軸(25
a)に対して急角度(α)で固定されていること、およ
び他方のノズル(21b)のスプレー軸(24b)がノ
ズルヘッド(20)の回転軸(25a)と平行に伸びて
いることを特徴とする、請求項13〜16のいずれか1
項に記載のデスケーリング手段。 - 【請求項18】各ノズルヘッド(20)がカバー(7
0)により閉鎖され、前記カバーが、ノズル(21a、
21b)を含み、ノズルヘッド(20)と中心を合わ
せ、ノズルヘッドにねじ(71)によりねじ止めされ、
ノズル(21a)をシリンダー(76)に対して耐圧密
閉する様に圧迫し、前記シリンダーがノズルヘッド(2
0)中で整列し、予備加速長(77)を含むことを特徴
とする、請求項1〜17のいずれか1項に記載のデスケ
ーリング手段。
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