JPH078374B2 - 金属板の冷却装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、たとえば圧延直後の鋼板等の高温金属板を
冷却するための冷却装置に関するものである。

「従来の技術」 この種の冷却装置としては、従来より第３図に示すもの
が広く用いられている。第３図において符号１は冷却対
象の金属板であり、2,3はその金属板１を上下から挟む
対の上ロールと下ロールである。上ロール２および下ロ
ール３は、金属板１の移送方向（図において左から右）
に沿って所定の間隔で複数組（第３図では２組のみ図示
してある）設けられていて、それら各ロール2,3を回転
させることによって金属板１を移送するようになってい
る。

互いに隣合う上ロール2,2相互間および下ロール3,3相互
間には、金属板１を挟んで対向する位置にそれぞれスプ
レイパイプ4,5が配されており、これらのスプレイパイ
プ4,5には図示しない給水源から冷却水が圧送されるよ
うになっている。そして、スプレイパイプ4,5に圧送さ
れた冷却水は、上側のスプレイパイプ４の下面、下側の
スプレイパイプ５の上面にそれぞれ形成されている多数
のノズル孔から、第３図（イ）に示すように棒状の水流
となって吐出して金属板１の上面および下面に吹き付け
られ、これにより金属板１を冷却するするようになって
いる。

「発明が解決しようとする問題点」 ところで、上記従来の冷却装置においては次のような問
題があった。

スプレイパイフ4,5のノズル孔から吐出される冷却
水は棒状の水流であるので、この水流が直接当たった部
分が他の部分に比して過度に冷却され、金属板１にいわ
ゆるコールドスポットが生じてしまう。

スプレイパイプ4,5から金属板１に吹き付けられた
冷却水は、第３図（イ）に示すように金属板１の表面を
上ロール2,2、下ロール3,3に向かって流れる。そして、
金属板１の下面においてはそのまま落下するが、金属板
１の上面においては第３図（ロ）に示すように上ロール
2,2にせき止められて金属板１の幅方向に流れた後、板
端から流下する。このため、金属板１の中央部分に比し
て板端部分に多量の冷却水が接触することになり、板端
部分が過度に冷却されて冷却むらが生じ、金属板１が変
形してしまうことがある。

ノズル孔からの冷却水の吐出流量の制御はスプレイ
パイプ4,5に圧送する冷却水の水圧を変えることで行う
が、水圧をあまり低くすると吐出水が棒状の水流になら
ないので、流量を最大吐出流量の1/2〜1/3程度までしか
絞ることができず、流量制御範囲が狭い。

上側のスプレイパイプ４には下面にノズル孔がある
ため、冷却完了後に上スプレイパイプ４への冷却水の圧
送を停止しても内部の冷却水が全て流出してしまうまで
吐出が停止せず、水切れが悪い。

「問題点を解決するための手段」 この発明は、上記の問題点を解決するために、金属板を
上下から挟みつつ移送する複数組の対の上ロールおよび
下ロールと、互いに隣合う上ロール相互間の中央部に位
置して設けられ冷却水を前記金属板の上面に向けて吐出
する上部冷却水ノズルと、前記上ロール相互間に配設さ
れ前記上部冷却水ノズルから吐出された冷却を前記金属
板の上面から吸引する吸水装置と、互いに隣合う下ロー
ル相互間の中央部に位置して設けられ冷却水を金属板の
下面に向けて吐出する下部冷却水ノズルとを具備してな
り、前記上部冷却水ノズルを、前記金属板の幅全体にわ
たる長さのヘッダー部と、上端部がそのヘッダー部の内
部に位置してそのヘッダー部に供給された冷却水のオー
バーフロー水を層流状態で吐出するスリットノズル部と
を有してなるオーバーフロー型ラミナノズルとし、前記
吸水装置は、互いに隣合う前記上ロールのそれぞれの近
傍においてそれら上ロールに沿って延びる２本の吸水管
と、それらの吸水管にそれぞれ取り付けられて上ロール
と前記金属板の接触部の近傍から冷却水を吸引する吸水
ノズルとを有してなり、かつ、前記上ロール、前記上部
冷却水ノズル、前記吸水装置は、前記下ロールに対して
それぞれ昇降自在とされていることを特徴としている。

「作用」 この発明の冷却装置では、対の上ロール、下ロールによ
って金属板を挟んで移送しつつ、移送される金属板の上
面および下面に上部冷却水ノズル、下部冷却水ノズルか
らそれぞれ冷却水を吹き付けて冷却する。上部冷却水ノ
ズルはオーバーフロー型のラミナノズルとされていて、
冷却水を層流状態の水流として吐出する。また、上部冷
却水ノズルから吐出された冷却水を金属板の上面から吸
水装置によって吸引して排水する。

「実施例」 以下、この発明の一実施例を第１図および第２図を参照
して説明する。

第１図はこの実施例の冷却装置の概略構成を示す正面
図、第２図は第１図のII-II線視図である。図中符号11
は冷却対象の金属板、12,13はその金属板11を上下から
挟む対の上ロールと下ロールである。これらの上ロール
12、下ロール13は金属板11の移送方向に沿って複数組
（第２図では２組のみを図示している）設けられてお
り、各ロール12,12,13,13を同期させて回転させること
によって、金属板11を移送するようになっている。下ロ
ール13,13は両端部を固定架台14,14に支持されて床面上
に固定的に備えられているが、上ロール12,12は取付架
台15,15、昇降フレーム16、油圧または空気圧シリンダ
等の昇降駆動源17,17を介して門型のフレーム18に支持
されており、昇降駆動源17,17を駆動することによって
上ロール12,12は下ロール13,13に対して昇降できるよう
になっている。

互いに隣合う下ロール13,13相互間の中央部、および上
ロール12,12相互間の中央部には、第２図に示すように
それぞれ下部冷却水ノズル20、上部冷却水ノズル21が配
置されている。下部冷却水ノズル20は下ロール13の全長
よりやや長さ管状のヘッダー部20aの上部に、金属板11
の幅よりやや長い幅を有するスリットノズル部20bを上
方に突出させて取り付けたものである。ヘッダー部20a
の下部には下部冷却水供給管22が接続されていて、この
供給管22を通して図示しない供給源から圧送された冷却
水をスリットノズル部20bから金属板11の下面にその幅
全体にわたって吹き付けるようになっている。

一方、上部冷却水ノズル21は、上記の下部冷却水ノズル
20と同様にヘッダー部21aとスリットノズル部21bとから
構成されており、ヘッダー部21aには接続管23を介して
上部冷却水供給管24が接続されていて、図示しない供給
源から冷却水がヘッダー部21a供給されるようになって
いるが、この上部冷却水ノズル21においてはスリットノ
ズル部21bの上部はヘッダー部21aの下部を貫通してその
内部まで延びており、ヘッダー部21a内に供給された冷
却水のオーバーフロー水がスリットノズル部21bから金
属板11の上面に対して吐出するようにされている。

この上部冷却水ノズル21は、オーバーフロー水を吐出す
るようにしていることから吐出水流の水圧および流速は
比較的小さなものであり、このため吐出水流はラミナフ
ロー（層流噴流）となる。すなわち、この上部冷却水ノ
ズル21はいわゆるオーバーフロー型ラミナノズルであ
り、しかもスリットノズル部21bが金属板11の幅よりや
や長くされていて、金属板11の幅全体にわたってカーテ
ン状の水流が吐出されているのが、いわゆるカーテンラ
ミナノズルといわれる形式のものである。

また、上ロール12,12相互間にはそれぞれの上ロール12,
12に近接して２本の吸水管25,25がそれらの上ロール12,
12に沿って延びるように配されており、これらの吸水管
25,25には、金属板11の幅よりやや長い吸水ノズル26,26
がその先端を上ロール12と金属板11の接触部の近傍に位
置させた状態でそれぞれ取り付けられている。また、吸
水管25,25の両端は第１図に示すように吸水ヘッダー27,
27にそれぞれ接続されており、これらの吸水ヘッダー2
7,27の上部には吸気管28,28が接続され、これらの吸気
管28,28は上ロール12,12を支持している上記の昇降フレ
ーム16上に固定されている排風機29,29に接続されてい
る。さらに、吸水ヘッダー27,27の下部には排水管30,30
が下方に延びて取り付けられ、それら排水管30,30の先
端部（下端部）には所定の封水深を有するシールトラッ
プ31,31が取り付けられている。

上記の吸水管25,25、吸水ノズル26,26、吸水ヘッダー2
7,27、吸気管28,28、排風機29,29、排水管30,30、シー
ルトラップ31,31は、上部冷却水ノズル21から吐出され
て両端の上ロール12,12に向かって流れた冷却水を、金
属板11の上面から吸引して排水するための吸水装置32を
構成するものであり、排風機29,29を運転することによ
って吸水ヘッダー27,27および吸水管25,25の内部を所定
の真空度（たとえば−50mmAq〜−150mmAq程度）とし、
吸水ノズル26,26から冷却水を吸引するとともに吸引し
た冷却水を排水管30,30から排水するようになってい
る。なお、排水管30,30の先端部に取り付けられている
シールトラップ31,31によって排水管30,30からの空気の
流入は阻止されるようになっていて、そのシールトラッ
プ31,31の封水深は排風機29,29によって得る真空度に対
応して設定すれば良い（たとえば真空度が−150mmAqの
場合には封水深は200mm程度とすれば良い）。

上記の下部冷却水ノズル20は床面上に固定的に備えられ
ているが、上部冷却水ノズル21および吸水装置32は上ロ
ール12,12と同様に昇降フレーム16に取り付けられてい
て、昇降駆動源17,17を駆動することによって上ロール1
2,12とともに昇降できるようにされている。

上記構成の冷却装置では、各ロール12,12,13,13を回転
駆動して金属板11を移送しつつ、図示しない供給源から
冷却水を下部冷却水ノズル20に所定の水圧で圧送すると
ともに、上部冷却水ノズル21に対しては水圧を加えるこ
となく所定流量の冷却水を供給する。また、同時に排風
機29,29を運転して吸水管25,25内を所定の真空度に保持
する。

これにより、下部冷却水ノズル20に圧送された冷却水
は、図中の矢印で示すようにスリットノズル部20bから
金属板11の幅全体にわたる水流となって金属板11の下面
に吹き付けられ、吹き付けられた冷却水は金属板11の下
面に沿って両側の下ロール13,13に向かって流れながら
落下する。

一方、上部冷却水ノズル21のヘッダー部21aに供給され
た冷却水はスリットノズル部21bの上端からオーバーフ
ローすることにより、図中の矢印で示すように金属板11
の幅全体にわたるカーテン状のラミナフローとなって吐
出する。吐出された冷却水は金属板11の上面を両側の上
ロール12,12に向かって流れ、それぞれの上ロール12,12
と金属板11の接触部に達するとそこでせき止められ、直
ちに吸水ノズル26,26によって吸水管25,25に吸引され、
吸水ヘッダー27,27を通って排水管30,30から排水され
る。

この冷却装置によれば、上部冷却水ノズル21、下部冷却
水ノズル20はそれぞれ冷却水を金属板11の幅全体にわた
る水流として吐出するので、従来の棒状の水流を吹き付
ける場合のように金属板11にコールドスポットが生じる
ことがない。特に、上部冷却水ノズル21として吐出水圧
が比較的低いラミナノズルを用いたから、冷却水は金属
板11の上面において広い範囲に拡散して流れ、したがっ
て金属板11全体を均一に冷却することができる。

また、上部冷却水ノズル21から吐出された冷却水を、上
ロール12,12と金属板11の接触部の近傍から吸水装置32
によって吸引するようにしたので、上ロール12,12にせ
き止められた冷却水が上ロール12,12に沿って流れて板
端から落下することがなく、したがって板端が過度に冷
却されて金属板11が変形してしまうことも防止される。

また、上部冷却水ノズル21としてオーバーフロー型ラミ
ナーノズルを用いたので、吐出水量の制御は上部冷却水
ノズル21のヘッダー部21aに供給する水量を変化させる
ことで容易に行うことができ、しかも、流量を最大吐出
流量の1/5程度まで絞ることが可能である。このため、
最適な水量設定を広範囲にわたって容易に行うことがで
きる。さらに、冷却が終了して上部冷却水ノズル21への
冷却水の供給を停止すれば、スリットノズル部21bから
の吐水は直ちに停止するので、水切れが極めて良い。

さらにこの冷却装置では、上部冷却水ノズル21、吸水装
置32を上ロール12,12とともに昇降させるように構成し
たので、金属板11の板厚に応じて、あるいは保守点検時
にそれらを昇降させることにより、種々の板厚の金属板
に対応できるし、保守作業も容易に行える。また、金属
板11を冷却する必要がなく単に移送するのみで良い場合
においては、上ロール12,12を引き上げて下ロール11,11
のみで移送するようにすれば、移送のための所要動力を
節約することができる。

なお、上記実施例においては、上部および下部冷却水ノ
ズルのそれぞれのスリットノズル部は金属板の幅全体に
わたる長さを有するものとしたが、必ずしもそれに限る
ものではなく、スリットノズル部を金属板の幅方向に分
割しても良い。

また、上記では対の上ロールと下ロールを２組設け、そ
れらの相互間に冷却水ノズル、吸水装置を設けた場合に
ついて述べたが、上ロールと下ロールを多数組設けて、
各組相互間に同様に冷却水ノズルと吸水装置とをそれぞ
れ設け、金属板を多段にわたって冷却することも勿論可
能である。その場合、要求される冷却条件に応じて冷却
水の吐出水量や吸水量を各段ごとに適宜設定すれば良
い。

「発明の効果」 以上詳細に説明したように、この発明によれば、次のよ
うな効果が得られる。

上部冷却水ノズルとして吐出水圧の低いラミナノズ
ルを用いたから、冷却水は金属板の上面において広い範
囲に拡散し、したがって、従来のノズル孔から棒状の水
流を吹き付ける場合のように金属板にコールドスポット
が生じることがなく、金属板を均一に冷却することがで
きる。

吸水装置を備えて両側の上ロールと金属板の接触部
の近傍から冷却水を吸引するようにしたので、上ロール
にせき止められた冷却水が上ロールに沿って流れて板端
から落下することがなく、したがって板端が過度に冷却
されて金属板が変形してしまうことが防止される。

上部冷却水ノズルとしてオーバーフロー型ラミナノ
ズルを用いたので、吐出水量の制御は上部冷却水ノズル
のヘッダー部に供給する水量を変化させれば良く、最適
な水量設定を広範囲にわたって容易に行うことができ
る。また、冷却水の供給を停止すれば、スリットノズル
部からの吐水は直ちに停止するので、水切れが極めて良
い。

上ロール、上部冷却水ノズル、吸水装置を昇降自在
に構成したので、金属板の板厚に応じて、あるいは保守
点検時にそれらを昇降させることにより、種々の板厚の
金属板に対応でき、また保守点検作業を容易に行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はこの発明の一実施例を示すもの
で、第１図はこの実施例の冷却装置の概略構成を示す正
面図、第２図は第１図におけるII-II線視図である。 第３図は従来の冷却装置の概略構成を示す図であって、
このうち（イ）は側面図、（ロ）は平面図である。 11……金属板、12……上ロール、13……下ロール、17…
…昇降駆動源、20……下部冷却水ノズル、21……上部冷
却水ノズル、21a……ヘッダー部、21b……スリットノズ
ル部、25……吸水管、26……吸水ノズル、32……吸引装
置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属板を上下から挟みつつ移送する複数組
   の対の上ロールおよび下ロールと、互いに隣合う上ロー
   ル相互間の中央部に位置して設けられ冷却水を前記金属
   板の上面に向けて吐出する上部冷却水ノズルと、前記上
   ロール相互間に配設され前記上部冷却水ノズルから吐出
   された冷却水を前記金属板の上面から吸引する吸水装置
   と、互いに隣合う下ロール相互間の中央部に位置して設
   けられ冷却水を金属板の下面に向けて吐出する下部冷却
   水ノズルとを具備してなり、前記上部冷却水ノズルを、
   前記金属板の幅全体にわたる長さのヘッダー部と、上端
   部がそのヘッダー部の内部に位置してそのヘッダー部に
   供給された冷却水のオーバーフロー水を層流状態で吐出
   するスリットノズル部とを有してなるオーバーフロー型
   ラミナノズルとし、前記吸水装置は、互いに隣合う前記
   上ロールのそれぞれの近傍においてそれら上ロールに沿
   って延びる２本の吸水管と、それらの吸水管にそれぞれ
   取り付けられて上ロールと前記金属板の接触部の近傍か
   ら冷却水を吸引する吸水ノズルとを有してなり、かつ、
   前記上ロール、前記上部冷却水ノズル、前記吸水装置
   は、前記下ロールに対してそれぞれ昇降自在とされてい
   ることを特徴とする金属板の冷却装置。