JPH08319515A - 軌条の冷却方法 - Google Patents
軌条の冷却方法Info
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- JPH08319515A JPH08319515A JP12178795A JP12178795A JPH08319515A JP H08319515 A JPH08319515 A JP H08319515A JP 12178795 A JP12178795 A JP 12178795A JP 12178795 A JP12178795 A JP 12178795A JP H08319515 A JPH08319515 A JP H08319515A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は軌条の熱処理方法に於いて、安定的
に高冷却速度を得られ、低騒音且つ設備投資の少ない冷
却手段を提供する。 【構成】 熱間圧延終了後の軌条の頭部を、気水比を２
００〜１００００で且つ、前軌条頭部表面への衝突速度
を２０ｍ／ｓ以上のミストで冷却することを特徴とする
軌条の冷却方法である。
に高冷却速度を得られ、低騒音且つ設備投資の少ない冷
却手段を提供する。 【構成】 熱間圧延終了後の軌条の頭部を、気水比を２
００〜１００００で且つ、前軌条頭部表面への衝突速度
を２０ｍ／ｓ以上のミストで冷却することを特徴とする
軌条の冷却方法である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、軌条の製造に際しての
冷却方法に関する。
冷却方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に軌条の製造に際しての熱処理方法
としては、主として冷却温度を制御して変態温度に保持
する恒温変態熱処理と、冷却速度を制御して冷却を行う
連続冷却変態熱処理とがある。冷却媒体として、空気、
噴霧水、気水混合物、沸騰水、蒸気等を使用した熱処理
方法がすでに提示されている。
としては、主として冷却温度を制御して変態温度に保持
する恒温変態熱処理と、冷却速度を制御して冷却を行う
連続冷却変態熱処理とがある。冷却媒体として、空気、
噴霧水、気水混合物、沸騰水、蒸気等を使用した熱処理
方法がすでに提示されている。
【０００３】しかし、これらの熱処理方法は、次のよう
な問題を有している。 （１）空気噴霧による熱処理 空気冷却によれば均一冷却が行えるが、噴霧水冷却に比
較し冷却速度が遅い。また、高冷却速度を得ようとする
場合空気の吐出速度を音速近くにすることが必要とな
り、作業環境上の騒音問題が発生するという欠点がある
（特公平４−３３８５４号公報参照）。
な問題を有している。 （１）空気噴霧による熱処理 空気冷却によれば均一冷却が行えるが、噴霧水冷却に比
較し冷却速度が遅い。また、高冷却速度を得ようとする
場合空気の吐出速度を音速近くにすることが必要とな
り、作業環境上の騒音問題が発生するという欠点がある
（特公平４−３３８５４号公報参照）。
【０００４】（２）水または気水混合物の噴霧による熱
処理 これらの冷媒の冷却能力は、空気の場合に比べて大幅に
優れている。しかしながら軌条表面の冷却に際し発生し
た蒸気泡が軌条表面を不規則に移動する。その影響で軌
条表面に水の当たる部分と当たらない部分が生じるため
冷却速度にバラツキが発生し軌条品質のバラツキ、例え
ば硬度等のバラツキが発生するという欠点がある（特開
昭６０−７７９２４号公報参照）。
処理 これらの冷媒の冷却能力は、空気の場合に比べて大幅に
優れている。しかしながら軌条表面の冷却に際し発生し
た蒸気泡が軌条表面を不規則に移動する。その影響で軌
条表面に水の当たる部分と当たらない部分が生じるため
冷却速度にバラツキが発生し軌条品質のバラツキ、例え
ば硬度等のバラツキが発生するという欠点がある（特開
昭６０−７７９２４号公報参照）。
【０００５】（３）沸騰水または蒸気の噴霧による熱処
理 空気冷却に比べ冷却能力は大きいが、大量の蒸気を必要
とするため設備投資が大きいという欠点がある（特公平
４−２６４７号公報参照）。
理 空気冷却に比べ冷却能力は大きいが、大量の蒸気を必要
とするため設備投資が大きいという欠点がある（特公平
４−２６４７号公報参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述のように軌条の熱
処理方法においては、軌条の品質バラツキをなくし安定
した高品質な商品を製造することが必要である。且つ、
作業環境上低騒音であること、また、低製造コストのた
め設備投資・用役費を極力低くすることが必要である。
本発明は以上述べたような軌条の熱処理に於いて、安定
的に高冷却速度を得られ、低騒音且つ設備投資の少ない
冷却手段を提供することを目的とする。
処理方法においては、軌条の品質バラツキをなくし安定
した高品質な商品を製造することが必要である。且つ、
作業環境上低騒音であること、また、低製造コストのた
め設備投資・用役費を極力低くすることが必要である。
本発明は以上述べたような軌条の熱処理に於いて、安定
的に高冷却速度を得られ、低騒音且つ設備投資の少ない
冷却手段を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、冷却能力が優
れているが冷却速度にバラツキが発生する気水混合物の
噴霧による熱処理の冷却に於いて、蒸気膜の生成を均一
化すれば冷却速度のバラツキが大幅に改善されるという
知見を得て完成したもので、圧延終了後の軌条の頭部の
冷却に於いて気水混合物の噴霧を高気水比とすることに
より高速空気で蒸気膜の生成を均一化し、水で高冷却速
度を安定的に得ることができることを特徴とする軌条の
冷却方法である。すなわち、熱間圧延終了後の軌条の頭
部を、気水比２００〜１００００で且つ、前記軌条頭部
表面への気水の衝突速度を２０ｍ／ｓ（秒）以上とする
ミストで冷却することを特徴とする軌条の冷却方法であ
る。
れているが冷却速度にバラツキが発生する気水混合物の
噴霧による熱処理の冷却に於いて、蒸気膜の生成を均一
化すれば冷却速度のバラツキが大幅に改善されるという
知見を得て完成したもので、圧延終了後の軌条の頭部の
冷却に於いて気水混合物の噴霧を高気水比とすることに
より高速空気で蒸気膜の生成を均一化し、水で高冷却速
度を安定的に得ることができることを特徴とする軌条の
冷却方法である。すなわち、熱間圧延終了後の軌条の頭
部を、気水比２００〜１００００で且つ、前記軌条頭部
表面への気水の衝突速度を２０ｍ／ｓ（秒）以上とする
ミストで冷却することを特徴とする軌条の冷却方法であ
る。
【０００８】
【作用】図１（ａ）は、気水混合物の噴霧に於ける気水
比と冷却速度（水量密度２２０ｌ（リットル）／ｍ2 ・
min で温度７５０から６５０℃での平均冷却速度）の関
係を示したものである。ここで、気水比とは空気Ｎｌ／
Ｈと水ｌ／Ｈの比である。一般に使用されている気水ノ
ズルの気水比は数十程度であり、被冷却面への気水の衝
突度が遅く蒸気膜の生成が不均一となる。水噴霧による
冷却において、蒸気膜が存在する場合はその蒸気膜を介
して、水と被冷却面の冷却となり蒸気膜が抵抗となり冷
却速度が遅くなる。一方蒸気膜が存在しない場合は水に
よる被冷却面の直接冷却となり、冷却速度は速くなる。
よって蒸気膜の生成が不均一となり冷却速度に大きなバ
ラツキが発生する。すなわち気水比２００未満では冷却
速度にバラツキを生じ、また１００００を超えると冷却
効果が飽和する。本発明は気水比２００〜１００００の
範囲とすることにより被冷却面への空気衝突速度が速く
均一な蒸気膜の生成が可能となり、安定した冷却速度の
確保が可能となる。
比と冷却速度（水量密度２２０ｌ（リットル）／ｍ2 ・
min で温度７５０から６５０℃での平均冷却速度）の関
係を示したものである。ここで、気水比とは空気Ｎｌ／
Ｈと水ｌ／Ｈの比である。一般に使用されている気水ノ
ズルの気水比は数十程度であり、被冷却面への気水の衝
突度が遅く蒸気膜の生成が不均一となる。水噴霧による
冷却において、蒸気膜が存在する場合はその蒸気膜を介
して、水と被冷却面の冷却となり蒸気膜が抵抗となり冷
却速度が遅くなる。一方蒸気膜が存在しない場合は水に
よる被冷却面の直接冷却となり、冷却速度は速くなる。
よって蒸気膜の生成が不均一となり冷却速度に大きなバ
ラツキが発生する。すなわち気水比２００未満では冷却
速度にバラツキを生じ、また１００００を超えると冷却
効果が飽和する。本発明は気水比２００〜１００００の
範囲とすることにより被冷却面への空気衝突速度が速く
均一な蒸気膜の生成が可能となり、安定した冷却速度の
確保が可能となる。
【０００９】しかし、気水比が大きくても気水ノズル先
端から被冷却面間距離（以降面間距離と言う）が長く、
被冷却面への空気衝突速度が２０ｍ／ｓ未満と遅ければ
蒸気膜の生成が不均一となり冷却速度に大きなバラツキ
が発生する。よって、より適正な面間距離としては均一
な蒸気膜の生成が可能な空気衝突速度２０ｍ／ｓ以上と
することが必要である。また、気水比を更に大きくして
も高冷却速度を安定的に確保することは可能である。し
かし、冷却速度向上効果がなくなる。また、空気供給の
ための設備投資が大きくなることから望ましくは１００
ｍ／ｓが空気衝突速度の上限である。
端から被冷却面間距離（以降面間距離と言う）が長く、
被冷却面への空気衝突速度が２０ｍ／ｓ未満と遅ければ
蒸気膜の生成が不均一となり冷却速度に大きなバラツキ
が発生する。よって、より適正な面間距離としては均一
な蒸気膜の生成が可能な空気衝突速度２０ｍ／ｓ以上と
することが必要である。また、気水比を更に大きくして
も高冷却速度を安定的に確保することは可能である。し
かし、冷却速度向上効果がなくなる。また、空気供給の
ための設備投資が大きくなることから望ましくは１００
ｍ／ｓが空気衝突速度の上限である。
【００１０】次に上記で述べたことを詳細に説明するこ
ととする。図１（ｂ）は気水比数十程度での気水噴霧冷
却過程である。気水噴霧広がり２を有する気水噴霧ノズ
ル１により被冷却物４に噴霧された水は被冷却物４の表
面で蒸気膜３を形成する。しかし、その蒸気膜３は被冷
却物４表面の粗度等の影響で蒸気膜３が形成する部分と
蒸気膜３を形成しない部分が発生することは文献等で良
く知られている。次に蒸気膜３の上部および蒸気膜３が
形成しない部分、要するに被冷却物４表面上にノズル１
からの噴霧水の乗り水５が形成される。よって、蒸気膜
３の形成部直下の被冷却物４の冷却速度は蒸気膜３が抵
抗となり遅くなる。それに対し蒸気膜３の形成されてい
ない部分の被冷却物４の冷却速度は噴霧水の乗り水５に
よる直接冷却となり早くなる。
ととする。図１（ｂ）は気水比数十程度での気水噴霧冷
却過程である。気水噴霧広がり２を有する気水噴霧ノズ
ル１により被冷却物４に噴霧された水は被冷却物４の表
面で蒸気膜３を形成する。しかし、その蒸気膜３は被冷
却物４表面の粗度等の影響で蒸気膜３が形成する部分と
蒸気膜３を形成しない部分が発生することは文献等で良
く知られている。次に蒸気膜３の上部および蒸気膜３が
形成しない部分、要するに被冷却物４表面上にノズル１
からの噴霧水の乗り水５が形成される。よって、蒸気膜
３の形成部直下の被冷却物４の冷却速度は蒸気膜３が抵
抗となり遅くなる。それに対し蒸気膜３の形成されてい
ない部分の被冷却物４の冷却速度は噴霧水の乗り水５に
よる直接冷却となり早くなる。
【００１１】以上の現象は被冷却物４の場所により異な
る。また、同一場所であっても蒸気膜３の発生状態が時
々刻々と変化するため冷却速度にバラツキが発生する。
このことは被冷却物４である軌条の品質、例えば硬度の
バラツキをもたらすことになる。
る。また、同一場所であっても蒸気膜３の発生状態が時
々刻々と変化するため冷却速度にバラツキが発生する。
このことは被冷却物４である軌条の品質、例えば硬度の
バラツキをもたらすことになる。
【００１２】図１（ｃ）は気水比２００〜１００００で
の気水噴霧冷却過程であって、被冷却物４への空気衝突
速度が２０ｍ／ｓ以上の場合を示す。気水噴霧広がり２
を有する気水噴霧ノズル１により被冷却物４に噴霧され
た水は被冷却物４の表面で蒸気膜３を形成する。その蒸
気膜３は被冷却物４の表面に高速で衝突する空気６によ
り被冷却物４の粗度等の影響を受けず安定したものとな
る。よって被冷却物４の場所によらず安定した冷却速度
を得ることができる。
の気水噴霧冷却過程であって、被冷却物４への空気衝突
速度が２０ｍ／ｓ以上の場合を示す。気水噴霧広がり２
を有する気水噴霧ノズル１により被冷却物４に噴霧され
た水は被冷却物４の表面で蒸気膜３を形成する。その蒸
気膜３は被冷却物４の表面に高速で衝突する空気６によ
り被冷却物４の粗度等の影響を受けず安定したものとな
る。よって被冷却物４の場所によらず安定した冷却速度
を得ることができる。
【００１３】図１（ｄ）は気水比２００〜１００００で
の気水噴霧冷却過程であって、被冷却物４への空気衝突
速度が２０ｍ／ｓ以下の場合を示す。気水噴霧広がり２
を有する気水噴霧ノズル１により被冷却物４に噴霧され
た水は被冷却物４の表面で蒸気膜３を形成する。その蒸
気膜３は被冷却物４の表面に衝突する空気６の速度が遅
い為被冷却物４の粗度等の影響を受け図１（ｂ）と同
様、冷却速度にバラツキが発生する。
の気水噴霧冷却過程であって、被冷却物４への空気衝突
速度が２０ｍ／ｓ以下の場合を示す。気水噴霧広がり２
を有する気水噴霧ノズル１により被冷却物４に噴霧され
た水は被冷却物４の表面で蒸気膜３を形成する。その蒸
気膜３は被冷却物４の表面に衝突する空気６の速度が遅
い為被冷却物４の粗度等の影響を受け図１（ｂ）と同
様、冷却速度にバラツキが発生する。
【００１４】図２は被冷却物４への空気６衝突速度と被
冷却物４の冷却速度を示す。衝突速度が２０ｍ／ｓを境
にしてそれ以上の衝突速度であれば安定した冷却速度が
得られることが判る。水量密度１５０ｌ／ｍ2 ・min 、
気水比１２００、温度７５０から６５０℃での平均冷却
速度である。
冷却物４の冷却速度を示す。衝突速度が２０ｍ／ｓを境
にしてそれ以上の衝突速度であれば安定した冷却速度が
得られることが判る。水量密度１５０ｌ／ｍ2 ・min 、
気水比１２００、温度７５０から６５０℃での平均冷却
速度である。
【００１５】図３は空気噴射冷却と気水冷却の騒音レベ
ルを比較したものである。気水吐出速度１３０ｍ／ｓで
十分な冷却速度が得られるため、気水冷却の騒音は低い
レベルである。また、金属音もなく良好である。
ルを比較したものである。気水吐出速度１３０ｍ／ｓで
十分な冷却速度が得られるため、気水冷却の騒音は低い
レベルである。また、金属音もなく良好である。
【００１６】
【実施例】図４は本発明の軌条９熱処理時における気水
噴霧ノズル１の断面配置図を示す。気水噴霧ノズル１は
一定の噴霧広がりを有しているため、軌条サイズによっ
て適正な冷却を行うため軌条表面と気水ノズル間距離８
を調整可能な構造としている。また、軌条の頭頂と頭側
の冷却速度を自在に制御するため、頭頂と頭側は単独で
軌条表面と気水ノズル間距離８及び水量密度・気水比を
調整可能な構造としている。
噴霧ノズル１の断面配置図を示す。気水噴霧ノズル１は
一定の噴霧広がりを有しているため、軌条サイズによっ
て適正な冷却を行うため軌条表面と気水ノズル間距離８
を調整可能な構造としている。また、軌条の頭頂と頭側
の冷却速度を自在に制御するため、頭頂と頭側は単独で
軌条表面と気水ノズル間距離８及び水量密度・気水比を
調整可能な構造としている。
【００１７】図５は本発明の気水比１６００〜８００
０、軌条表面と気水ノズル間距離１５０mm、ＡＩＲ流量
１４．５ｍ3 ／Ｈで軌条を冷却した場合の水量密度と軌
条頭頂下２mm点の温度７５０℃から６５０℃冷却の平均
冷却速度の関係の一例を示す。これにより安定した高冷
却速度が得られることが判る。
０、軌条表面と気水ノズル間距離１５０mm、ＡＩＲ流量
１４．５ｍ3 ／Ｈで軌条を冷却した場合の水量密度と軌
条頭頂下２mm点の温度７５０℃から６５０℃冷却の平均
冷却速度の関係の一例を示す。これにより安定した高冷
却速度が得られることが判る。
【００１８】
【発明の効果】本発明により、以下の効果を奏する。 （１）軌条の品質バラツキがなく安定した高品質な商品
を経済的に製造することができる。 （２）軌条製造時の騒音を低騒音化できる。
を経済的に製造することができる。 （２）軌条製造時の騒音を低騒音化できる。
【図１】（ａ）は気水比と冷却速度の関係を示す図であ
り、（ｂ）は気水比数十程度での気水噴霧冷却過程を示
す図、（ｃ）は気水比２００〜１００００で且つ空気衝
突速度の速い場合の気水噴霧冷却過程を示す図、（ｄ）
は気水比２００〜１００００で且つ空気衝突速度の遅い
場合の気水噴霧冷却過程を示す図である。
り、（ｂ）は気水比数十程度での気水噴霧冷却過程を示
す図、（ｃ）は気水比２００〜１００００で且つ空気衝
突速度の速い場合の気水噴霧冷却過程を示す図、（ｄ）
は気水比２００〜１００００で且つ空気衝突速度の遅い
場合の気水噴霧冷却過程を示す図である。
【図２】空気噴霧冷却と気水冷却の騒音レベルの比較を
示す図である。
示す図である。
【図３】軌条熱処理時の気水ノズルの断面配置を示す図
である。
である。
【図４】軌条を気水冷却した場合の水量密度と冷却速度
の関係の一例を示す図である。
の関係の一例を示す図である。
【図５】本発明気水冷却の水量密度と冷却速度との関係
を示す図である。
を示す図である。
１：気水噴霧ノズル ２：気水噴霧広がり ３：蒸気膜 ４：被冷却物 ５：噴霧水の乗り水 ６：空気 ７：軌条 ８：軌条表面と気水ノズル間距離 ９：軌条
Claims (1)
- 【請求項１】 熱間圧延終了後の軌条の頭部を、気水比
が２００〜１００００で且つ、前記軌条頭部表面への衝
突速度が２０ｍ／ｓ以上のミストで冷却することを特徴
とする軌条の冷却方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12178795A JPH08319515A (ja) | 1995-05-19 | 1995-05-19 | 軌条の冷却方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12178795A JPH08319515A (ja) | 1995-05-19 | 1995-05-19 | 軌条の冷却方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08319515A true JPH08319515A (ja) | 1996-12-03 |
Family
ID=14819889
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12178795A Pending JPH08319515A (ja) | 1995-05-19 | 1995-05-19 | 軌条の冷却方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08319515A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009107639A1 (ja) | 2008-02-27 | 2009-09-03 | 新日本製鐵株式会社 | 圧延鋼材の冷却装置および冷却方法 |
| CN106498143A (zh) * | 2016-10-20 | 2017-03-15 | 武汉钢铁股份有限公司 | 一种用于钢轨的在线热处理方法和在线热处理系统 |
-
1995
- 1995-05-19 JP JP12178795A patent/JPH08319515A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009107639A1 (ja) | 2008-02-27 | 2009-09-03 | 新日本製鐵株式会社 | 圧延鋼材の冷却装置および冷却方法 |
| KR101227213B1 (ko) * | 2008-02-27 | 2013-01-28 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | 압연 강재의 냉각 장치 및 냉각 방법 |
| US8715565B2 (en) | 2008-02-27 | 2014-05-06 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Cooling system and cooling method of rolling steel |
| US9255304B2 (en) | 2008-02-27 | 2016-02-09 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Cooling system and cooling method of rolling steel |
| CN106498143A (zh) * | 2016-10-20 | 2017-03-15 | 武汉钢铁股份有限公司 | 一种用于钢轨的在线热处理方法和在线热处理系统 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20040519 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040608 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20041019 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |