JPH10216824A - 高温鋼板の冷却装置 - Google Patents

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、その上ロール下流側には鋼板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、スリットノ
ズル４の噴出口付近に、スリットノズルから一定間隔を
あけ、鋼板の板幅方向に位置する水流制御体が、スリッ
トノズルの長さ方向に移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】通常、熱間圧延直後の高温鋼板は、その板
幅方向両端部の温度が中央部の温度よりも低い温度分布
を有している。このような温度分布を是正するために
は、板幅方向両端部に対する冷却効果が、その中央部に
対する冷却効果よりも低くなるように冷却能を制御する
ことが必要である。

【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
却水を板幅方向両端部に当たらないように制御すれば、
鋼板下面両端部の温度低下を防止することができる。

【０００６】しかしながら、鋼板上面に対する冷却に関
しては、上面に噴射された冷却水が、鋼板上面上を板幅
方向に流れ最終的には鋼板両端部から流出するので、鋼
板上面の板幅方向両端部が過冷却になることは避けられ
なかった。

【０００７】そこで、このように、鋼板上面の板幅方向
両端部に過冷却が生じないように制御する手段につい
て、従来から種々研究されており、例えば、次のような
技術が開示されている。

【０００８】(1) 特公昭５９−１３５７３号：高圧のス
プレー水を使用して、鋼板上の滞留水を誘導し排除する
（以下、先行技術１という）。

【０００９】(2) 特開昭６２−２１４１４号、２１４１
５号：底板の吸水孔から冷却水を吸い上げ且つ空気を噴
射して、滲み出る冷却水を吹き飛ばし除去する（以下、
先行技術２という）。

【００１０】(3) 特開昭６２−２８９３１５号、特開昭
５５−１５３６１６号：スリット状のラミナーノズルか
ら噴射される冷却水の、板幅中央部の流量密度が、板幅
両端部の流量密度よりも大になるように冷却水の流量を
制御し、鋼板端部の過冷却を防止する（以下、先行技術
３という）。

【００１１】(4) 特開昭５８−３２５１１号：鋼板端部
のラミナーノズル直下に遮蔽物を設け、鋼板端部に流下
する冷却水をカットして、鋼板端部の過冷却を防止する
（以下、先行技術４という）。

【００１２】(5) 特開平６−２８５５３１号、特開平６
−１８４６２３号：冷却水を注水するスリットノズル先
端のスリット部分に、スリットを遮蔽し得る板幅方向に
移動可能な遮蔽体を設けることにより、鋼板端部の過冷
却を防止する（以下、先行技術５という）。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、先行技
術１によっては、大量の冷却水を制御することが困難で
あり、先行技術２によっては、鋼板端部のように面積が
広い部分では、吸水が追いつかず、また、底板を鋼板に
近づけることが困難である。また、先行技術３および先
行技術４においては、スリット状ラミナーノズルから流
下した冷却水が鋼板の上面を流れ、鋼板の板幅方向端部
から流出するので、鋼板両端部の過冷却を防止すること
は不可能である。

【００１４】そして、先行技術５によっては、スリット
ノズルの構造が複雑になり、メンテナンスが困難になる
上、遮蔽体によって水流が乱されるために、スリットノ
ズルから噴射された後の冷却水の流れに乱れが生じ、必
ずしも遮蔽体を設けた効果が得られず、鋼板を板幅方向
に均一に冷却することができない。更に、スリットノズ
ルの出口に遮蔽体が設けられていることによって、ノズ
ル内部の圧力分布が板幅方向に不均一になり、噴出され
た冷却水に偏流が生じやすい。

【００１５】このように、従来の技術では、鋼板板幅方
向両端部の過冷却を、適確には防止することができず、
従って、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
等の発生を防止することができなかった。

【００１６】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。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
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、前記スリットノズルの噴出口付近に、前記
鋼板の板幅方向両端部に位置する水流制御体が、前記ス
リットノズルから一定間隔をあけ、その長さ方向に移動
可能に設けられていることに特徴を有するものである。

【００１８】前記水流制御体は、請求項２に記載のよう
に、鋼板上に噴射された冷却水の流れ方向に沿った滑ら
かな流線形状であって、その下面には、鋼板に接触する
回転可能なローラが設けられている。

【００１９】

【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、スリットノズル部分の拡大概
略斜視図、図３は、スリットノズル部分の拡大概略平面
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、上拘束ロール２の下流
側の鋼板上面には、鋼板移送方向の上流側ロールから下
流側ロール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。

【００２０】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から所定量の冷却水を噴射することにより鋼
板上面は冷却され、そして、鋼管下面側に設けられた円
管ノズル５から所定量の冷却水を噴射することにより、
その随伴流で生じた液流によって、鋼板下面は冷却され
る。

【００２１】この発明の装置においては、スリットノズ
ル４の噴出口付近に、噴出口から一定間隔をあけ、鋼板
１の板幅方向両端部に位置する水流制御体６が、スリッ
トノズル４の長さ方向即ち鋼板の板幅方向に移動可能に
設けられている。７は、水流制御体６を移動可能に支持
する水平支持棒であり、スリットノズル４の支持フレー
ム９に取り付けられている。

【００２２】水流制御体６は、図３に示すように、鋼板
上に噴射された冷却水の流れ方向に沿った滑らかな流線
形状であって、その下面に設けられたローラー８を介し
て鋼板１に接触し、移動する鋼板１に接触疵が生ずるの
を防止している。

【００２３】上述した水流制御体６を、水平支持棒７に
よって鋼板１の板幅方向両端部上に位置させる。その結
果、上部スリットノズル４から鋼板の長手方向に噴射さ
れた冷却水は、図３および図４に示すように、流線形状
の水流制御体６によって、その部分の流れ方向が変わ
り、鋼板１上を、その板幅方向両端部を避けて流れる。
水流制御体６の部分が排除された冷却水の水流は、縮流
することなく、鋼板１の両端部とほぼ平行に下流側に流
れ、下流側の上部拘束ロール２に当接して板幅方向に流
れ、その両端部から流出する。

【００２４】水流制御体６は、スリットノズル４から一
定間隔をあけて配置されているので、スリットノズルの
交換やスリットギャップの調整作業などのメンテナンス
の邪魔にはならない。また、上部スリットノズル４内部
の圧力分布が水流制御体６によって乱れることはなく、
鋼板両端部の水切りが可能になるので、縮流や偏流等の
乱れは発生しにくい。

【００２５】また、水流制御体６は、これを支持する水
平支持棒７によって水平移動可能であり、且つ、水平支
持棒７は、スリットノズル４の支持フレーム９に取り付
けられ、スリットノズル４と一体的に上下動可能になっ
ているので、各種の板幅および板厚の鋼板に対し適用す
ることができる。

【００２６】この発明の装置は、上述のように構成され
ているので、冷却される鋼板１の板幅に応じ、水流制御
体６を、鋼板１の板幅方向両端部上に位置させることに
より、鋼板板幅方向両端部の過冷却は防止され、鋼板を
冷却むらの生ずることなく均一に冷却することができ
る。

【００２７】

【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４．５ｍ、長さ３０ｍ、厚さ２５mmの
熱間圧延後の高温鋼板を、図１〜３に示した冷却装置に
４０mpm の速度で通過させ、下記条件で冷却した。

【００２８】 拘束ロール ：２０００mmピッチで１０組 鋼板上面冷却用スリットノズルの冷却水流量：２０００
ｌ／ｍ²min 鋼板下面冷却用円管ノズル：１００mmピッチ 水流制御体の幅 ：２００ｍｍ 上述した条件で冷却したときの鋼板の板幅方向における
温度分布を図４に示す。図４において、(a) は冷却装置
入側における鋼板の板幅方向における温度分布であり、
(b) は鋼板を上述した条件で冷却装置に通して冷却し、
２０秒経過した後の板幅方向温度分布である。

【００２９】図４から明らかなように、鋼板の冷却開始
前における板幅方向両端部の温度は中央部の温度よりも
低かったが、冷却を開始して２０秒経過後においては、
板幅方向両端部の温度は中央部の温度とほぼ同じになっ
た。

【００３０】〔比較例〕スリットノズル４の噴出口付近
に水流制御体６が設けられていないほかは、実施例と同
じ装置を使用し、板幅４．５ｍ、長さ３０ｍ、厚さ２５
mmの鋼板を４０mpm の速度で通過させ、下記条件で冷却
した。

【００３１】 拘束ロール ：２０００mmピッチ 鋼板上面冷却用スリットノズルの冷却水流量：２０００
ｌ／ｍ²min 鋼板下面冷却用円管ノズル：１００mmピッチ 鋼板を上述した条件で冷却装置に通し、２０秒経過した
後の板幅方向温度分布を、図４に(c) で示す。図４から
明らかなように、鋼板の冷却開始前における板幅方向両
端部の、中央部よりも低い温度分布は、冷却を開始して
２０秒経過後において更に拡大した。

【００３２】

【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、歪み
の発生が防止され、板幅方向両端部の過冷却による規格
外れがなくなり製品歩留りが向上すると共に、鋼板の変
形がなくなったことから、レベラーやプレスによる精製
を行う必要がなく、従って、製造コストは引き下げら
れ、経済性が向上する等、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】この発明の装置の一実施態様を示す概略正面図
である。

【図２】スリットノズル部分の拡大概略斜視図である。

【図３】スリットノズル部分の拡大概略平面図である。

【図４】鋼板の板幅方向における温度分布を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ 鋼板 ２ 上拘束ロール ３ 下拘束ロール ４ スリットノズル ５ 円管ノズル ６ 水流制御体 ７ 支持棒 ８ ローラー ９ フレーム

───────────────────────────────────────────────────── 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 杉山 峻一 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

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【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、 前記スリットノズルの噴出口付近に、前記鋼板の板幅方
   向両端部に位置する水流制御体が、前記スリットノズル
   から一定間隔をあけ、その長さ方向に移動可能に設けら
   れていることを特徴とする、高温鋼板の冷却装置。
2. 【請求項２】 前記水流制御体は、鋼板上に噴射された
   冷却水の流れ方向に沿った滑らかな流線形状であって、
   その下面には、前記鋼板に接触する回転可能なローラが
   設けられている、請求項１記載の装置。