JPH10216822A

JPH10216822A - 高温鋼板の冷却装置

Info

Publication number: JPH10216822A
Application number: JP2285097A
Authority: JP
Inventors: Teruo Fujibayashi; 晃夫藤林; Hiroshi Kibe; 洋木部; Akira Takane; 章多賀根; Isao Takahashi; 高橋　　功; Satoshi Kamioka; 悟史上岡; Yoneaki Fujita; 米章藤田
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1997-02-05
Filing date: 1997-02-05
Publication date: 1998-08-18

Abstract

(57)【要約】【課題】熱間圧延された高温鋼板を冷却するに際し、
その板幅方向両端部の過冷却を防止し、冷却むらが生ず
ることなく均一に鋼板を冷却する。【解決手段】熱間圧延された高温の鋼板１を挟んで、
その上下に１対の拘束ロール２，３が一定ピッチで複数
組設けられ、その上ロール２の相互間には鋼板１の上面
に向け冷却水を噴射するためのスリットノズル４が鋼板
の板幅方向に設けられている冷却装置において、上ロー
ル２の上流側に、スリットノズル４から噴射され下流側
上ロールに衝突して跳ね返る冷却水を受入れそして両端
部から排出するための樋８が、鋼板１の板幅方向に、上
流側上ロールに向けた側壁の上端を支点として回動可能
に設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、熱間圧延された
高温鋼板を板幅方向に均一に冷却するための高温鋼板の
冷却装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】熱間圧延された高温の鋼板は、一般に圧
延直後の水冷中に、温度分布や鋼板の形状または表面状
態の相違に起因して冷却むらが生じ、生成した冷却むら
のために、冷却後の鋼板に、変形、残留応力、材質のバ
ラツキなどの発生や、鋼板の変形による操業上のトラブ
ルが生じやすい。更に、鋼板が変形した場合には、圧延
後の精整工程においてプレスや矯正機等による成形作業
が必要になるために、コスト高になることが避けられな
かった。

【０００３】上述した問題を解決し、高温の鋼板を均一
に冷却するための装置や方法が従来から種々提案されて
いる。圧延後の高温の鋼板をオンラインで移送しながら
冷却する手段としては、水平に移送される鋼板の上下面
に対し、その板幅方向に冷却水を噴射して冷却すること
が一般的である。

【０００４】このとき、鋼板の上面および下面に対する
熱負荷が平均的に同一になるように冷却水量を調整する
ためには、鋼板上下面に対する冷却能を制御することが
重要である。

【０００５】鋼板下面に対する冷却に関しては、下面に
衝突後の冷却水は重力によって直ちに流下するので、冷
却水の新陳代謝がよく、冷却むらは発生しにくい。これ
に対して、鋼板上面に対する冷却に関しては、上面を冷
却した冷却水が、鋼板上面上に滞留するために、滞留水
による局部的な冷却むらが発生しやすい。また、冷却水
が鋼板上面を板幅方向に流れると、鋼板の板幅方向両端
部が過冷却になりやすく、その結果、冷却後の鋼板に変
形が生じやすい。

【０００６】そこで、従来から、上述した問題を防止す
るための手段について種々研究がなされており、鋼板の
移送方向と同じ向きに冷却水を注水して鋼板を冷却し、
滞留水による冷却むらを防止する複数組の水切りロール
を配置した冷却装置として、例えば、次のような技術が
開示されている。

【０００７】(1) 特開昭58-86904号、特開昭62-289315
号、特開昭63-101017 号他：図６に示すように、鋼板１
を挟んでその上下に設けられた複数組の拘束ロール２、
３の各組相互間に、鋼板１の上面および下面に向け冷却
水を噴射するためのスリットノズル４，４が、鋼板１の
板幅方向に設けられた冷却装置において、スリットノズ
ル４，４とロール２，３との間に誘導板12が設けられ、
スリットノズル４，４から噴射された冷却水を、鋼板１
と誘導板12との間を通して鋼板１を冷却する。鋼板１を
冷却した冷却水は、ロール２，３に衝突し、誘導板12上
を板幅方向に流れて、その両端部から排出される（以
下、先行技術１という）。

【０００８】(2) 特開昭63-40611号：図７に示すよう
に、鋼板１を挟んでその上下に設けられた複数組の拘束
ロール２，３の上ロール上流側に、冷却水を供給するノ
ズル13が、そして、これに対向する上ロール下流側に、
冷却水を排出する排水管14が設けられており、ノズル13
から供給された冷却水は、鋼板１を冷却した後、排水管
14から排出される（以下、先行技術２という）。

【０００９】(3) 特開昭63-168215 号：図８に示すよう
に、鋼板１を挟んでその上下に設けられた複数組の拘束
ロール２、３の上ロール上流側に、冷却水を供給するノ
ズル13が、そして、これに対向する上ロール下流側に、
冷却水を吸引する吸引装置15が設けられており、ノズル
13から供給された冷却水は、鋼板１を冷却した後、吸引
装置15によって吸引、排出される（以下、先行技術３と
いう）。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】先行技術１において
は、冷却水は、鋼板１と誘導板12との間を充満して流れ
鋼板１を冷却するが、その冷却能を大にするためには、
冷却水の流速を速くする必要がある。冷却水の流速を速
くするためには、鋼板１と誘導板12との間の間隔を狭く
するか、または、冷却水量を増やさなければならない
が、前者の場合には、移動する鋼板１が誘導板12に接触
して鋼板に疵が発生し、連続通板が不可能になる問題が
生じ、後者の場合には、多量の冷却水を必要とするため
に、経済上問題がある。

【００１１】また、先行技術２および３においては、冷
却後の冷却水を排除しまたは吸引するために、排水管14
や吸引装置15を鋼板１の直近に位置させて設けなければ
ならないが、鋼板１の先端部には、通常の冷却条件で局
部的な上下の曲がりが生ずるので、鋼板１が上記排水管
14や吸引装置15に接触し、頻繁に通板トラブルが発生す
る上、冷却水を排水または吸引するためのポンプ設備が
必要になるために、経済上からも問題がある。

【００１２】従って、この発明の目的は、上述した問題
を解決し、熱間圧延された高温鋼板を冷却するに際し、
その板幅方向両端部の過冷却を防止し、冷却むらの生ず
ることなく均一に鋼板を冷却することができる、高温鋼
板の冷却装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明は、熱間圧延さ
れた高温の鋼板を挟んで、その上下に１対の拘束ロール
が一定ピッチで複数組設けられ、前記複数組の拘束ロー
ルの各上ロール下流側には、前記鋼板の上面に向け冷却
水を噴射するためのスリットノズルが、前記鋼板の板幅
方向に設けられている高温鋼板の冷却装置において、前
記複数組の拘束ロールの各上ロール上流側に、前記スリ
ットノズルから噴射され下流側上ロールに衝突して跳ね
返る冷却水を受入れそして両端部から排出するための樋
が、前記鋼板の板幅方向に、その上流側上ロールに向け
た側壁の上端部を支点として回動可能に設けられている
ことに特徴を有するものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、この発明を図面を参照しな
がら説明する。図１はこの発明の装置の一実施態様を示
す概略正面図、図２はその部分拡大正面図である。図面
に示すように、鋼板１を挟んでその上下に１対の拘束ロ
ール２，３が、鋼板１の移送方向に一定ピッチで複数組
設けられており、１対の拘束ロール２，３の各組相互間
の鋼板上面側には、鋼板移送方向の上流側上ロール２ａ
に近接して、下流側上ロール２ｂに向けたスリットノズ
ル４が設けられ、そして、鋼板下面側には、水中に没し
た円管ノズル５が板幅方向に一定ピッチで複数個設けら
れている。

【００１５】このような冷却装置内を連続的に移送され
る高温の鋼板１に対し、鋼板上面側に設けられたスリッ
トノズル４から噴出する冷却水６によって鋼板１の上面
は冷却され、そして、鋼管下面側に設けられた円管ノズ
ル５から噴射された冷却水の随伴流で生じた液流７によ
って、鋼板１の下面は冷却される。

【００１６】この発明の装置においては、下流側上ロー
ル２ｂの、鋼板移送方向上流側に、鋼板１の板幅方向に
わたって、断面「く」の字型の樋８が、その開放側を下
流側上ロール２ｂに向け、且つ、上ロール２ｂ側の側壁
８ａが鋼板１とほぼ平行になるように、鋼板１から所定
間隔をあけ上向きに設けられている。

【００１７】樋８は、その上流側上ロール２ａ側の側壁
８ｂの上端が水平軸９によって支持されており、水平軸
９を支点として反時計回りに回動可能になっている。樋
８は、少なくとも鋼板１の板幅と同じ長さを有してお
り、その中に受入れられた冷却水を両側端部から排出し
やすいように、中央部を最高点とし両側端部に向けて下
方に傾斜状に形成されている。

【００１８】スリットノズル４から噴射された冷却水６
は、鋼板１の表面上を下流側上ロール２ｂに向けて流
れ、樋８の側壁８ａと鋼板１との間の隙間を通って上ロ
ール２ｂに衝突し、上流側に跳ね返る。このとき、冷却
水は流速を失って動圧が静圧に回復するため、その液面
は大きく盛り上がって上流側に逆流し、上流側から次々
と押し寄せてくる冷却水の流れを妨げないように樋８内
に入り、その両端部に向けて流れ排出される。

【００１９】従って、スリットノズル４から噴射された
冷却水６は、上ロール２ｂに衝突した後も鋼板１の表面
上に滞留することなく樋８を通って排出されるので、鋼
板１は均一に冷却され、冷却むらの発生することはな
い。

【００２０】これに対して、樋８が配置されていない場
合には、図５に示すように、スリットノズル４から噴射
された冷却水６は、上ロール２ｂに衝突して盛り上がり
上流側に向けて逆流して、スリットノズル４からの冷却
水と衝突し、その流速が急速に失われる。その結果、冷
却能は著しく低下する上、逆流の流量は均一でなく鋼板
中央部で多いために、局部的な冷却むらが生ずる。

【００２１】前述したように、樋８は、水平軸９を支点
として反時計回りに回動可能になっているので、鋼板１
の先端部および後端部に曲がり等が生じ、それが樋８に
接触したとしても、樋８は図２に矢印で示すように上方
に跳ね上がるために、樋８に損傷や通板トラブルが生ず
るようなことはない。図２において、１０は跳ね上がっ
た樋８を常に同じ位置に復帰させるためのストッパであ
る。

【００２２】図３は、この発明の他の実施態様を示す部
分拡大正面図である。この実施態様においては、樋８の
上部が空気圧シリンダ１１によって支持されており、空
気圧シリンダ１１の作動によって水平軸９を支点とし樋
８が回動し得るようになっている。

【００２３】鋼板１の通板による上流側ロール２ａ，３
ａの荷重負荷を常時検知し、鋼板１の先端部および後端
部に生成した曲がり等によって、荷重負荷の変動が検出
されたときには、空気圧シリンダ１１を作動させ、予め
樋８を上方に回動させる。従って、鋼板１の先端部およ
び後端部に曲がり等が生じていた場合でも、それが樋８
に接触することはなく、樋８の損傷や通板トラブルは、
より確実に回避される。

【００２４】図４は、樋８の形状を示す概略斜視図であ
って、樋８は、図４(a) に示すように「く」字状でも、
図４(b) に示すように「Ｃ」型状でも、図４(c) にしめ
すように円弧状でもよい。

【００２５】この発明の装置は、上述のように構成され
ているので、スリットノズル４から噴射された冷却水６
が、上ロール２ｂに衝突した後も鋼板１の表面上に滞留
することなく樋８を通って排出される。従って、鋼板１
は均一に冷却され、冷却むらの発生することはなく、ま
た、鋼板１の先端部および後端部に曲がり等が生じてい
た場合でも、樋８との接触によって樋８に損傷や通板ト
ラブル等が生ずることはなく、安定して連続操業を行う
ことができる。

【００２６】

【実施例】次に、この発明を実施例により、比較例と共
に説明する。板幅４．３ｍ、長さ３０ｍ、厚さ２５mmの
熱間圧延後の高温鋼板を、図１、２に示した本発明の冷
却装置に４０mpm の速度で通過させ、下記条件で冷却し
た。

【００２７】拘束ロール：１０００mmピッチで２０組下ロール：固定上ロール：０．５mmピッチで制御し得るように昇降可能ロール間ギャップ：板厚−１．５mm即ち２３．５mm 拘束力：８ｔスリットノズルからの冷却水流量：２０００ｌ／ｍ²min スリットノズルからの冷却水の鋼板との相対速度：約３
ｍ／ｓ鋼板下面冷却用円管ノズル：１００mmピッチ上述した条件で冷却したときの鋼板の入側表面温度分布
を走査型放射温度計で計測したところ、８５０℃±１５
℃であった。そして、冷却装置の下流側２０ｍの位置の
鋼板温度分布を、同じく走査型放射温度計で計測したと
ころ、５００℃±１０℃であって、冷却むらは生じなか
った。また、鋼板板幅方向に大きなＣ反り変形はなく、
冷却床で冷却後も特に大きな変形は生ぜず、精整作業を
要せずに製品が得られた。また、冷却後における板幅方
向の硬度分布を調べたところ、特に大きな硬度分布差は
なかった。

【００２８】〔比較例〕複数組の拘束ロールの各上ロー
ル上流側に、本発明装置による樋が設けられていない図
５に示した従来の冷却装置を使用し、板幅４．３ｍ、長
さ３０ｍ、厚さ２５mmの熱間圧延後の高温鋼板を、上記
実施例と同じ条件で冷却した。

【００２９】冷却後の鋼板の入側表面温度分布を走査型
放射温度計で計測したところ、８５０℃±１５℃であっ
た。そして、冷却装置の下流側２０ｍの位置の鋼板温度
分布を、同じく走査型放射温度計で計測したところ、４
８０〜５８０℃であって、著しい冷却むらが発生した。
また、冷却後の鋼板に板幅方向に大きなＣ反り変形が生
じたため、プレス機による平面矯正を行った。また、冷
却後における板幅方向の硬度分布を調べたところ、板幅
中央部を中心として大きな硬度分布差が生じており、こ
のことからも冷却むらの発生が判断された。

【００３０】

【発明の効果】以上述べたように、この発明の装置によ
れば、熱間圧延された高温鋼板を冷却するに際し、その
板幅方向両端部の過冷却が防止され、板幅方向にむらの
生ずることがなく均一な冷却を行うことができ、また、
鋼板と冷却装置との接触や衝突などによる製品疵や通板
トラブルの生ずることもなく、吸引ポンプなどのような
膨大な設備投資も不要で、材質のバラツキの少ない製品
を安定して経済的に製造することができる等、多くの工
業上有用な効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の一実施態様を示す概略正面図であ
る。

【図２】本発明装置の部分拡大正面図である。

【図３】本発明装置の他の実施態様を示す概略正面図で
ある。

【図４】本発明装置における樋の形状を示す概略斜視図
である。

【図５】従来装置の部分拡大正面図である。

【図６】先行技術１の概略正面図である。

【図７】先行技術２の概略正面図である。

【図８】先行技術３の概略正面図である。

【符号の説明】

１鋼板２上ロール３下ロール４スリットノズル５円管ノズル６冷却水７液流８樋９水平軸 10 ストッパ 11 空気圧シリンダ 12 誘導板 13 ノズル 14 排水管 15 吸引装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高橋功東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者上岡悟史東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者藤田米章東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱間圧延された高温の鋼板を挟んで、そ
の上下に１対の拘束ロールが一定ピッチで複数組設けら
れ、前記複数組の拘束ロールの各上ロール下流側には、
前記鋼板の上面に向け冷却水を噴射するためのスリット
ノズルが、前記鋼板の板幅方向に設けられている高温鋼
板の冷却装置において、前記複数組の拘束ロールの各上ロール上流側に、前記ス
リットノズルから噴射され下流側上ロールに衝突して跳
ね返る冷却水を受入れそして両端部から排出するための
樋が、前記鋼板の板幅方向に、その上流側上ロールに向
けた側壁の上端部を支点として回動可能に設けられてい
ることを特徴とする、高温鋼板の冷却装置。