JPS5950420B2 - 熱間鋼板の冷却装置 - Google Patents

熱間鋼板の冷却装置

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JPS5950420B2
JPS5950420B2 JP11979980A JP11979980A JPS5950420B2 JP S5950420 B2 JPS5950420 B2 JP S5950420B2 JP 11979980 A JP11979980 A JP 11979980A JP 11979980 A JP11979980 A JP 11979980A JP S5950420 B2 JPS5950420 B2 JP S5950420B2
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JP
Japan
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cooling water
steel plate
cooling
hot
guide
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JP11979980A
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智明 木村
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B45/00Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B45/02Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for lubricating, cooling, or cleaning
    • B21B45/0203Cooling
    • B21B45/0209Cooling devices, e.g. using gaseous coolants
    • B21B45/0215Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes
    • B21B45/0218Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes for strips, sheets, or plates

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱間圧延された鋼板を送りながら冷却水にて冷
却する熱間鋼板の冷却装置に関する。
熱間圧延後の板状鋼板には帯板のように長いものや、厚
手のものでは通常10〜50mと短いものもある。これ
らの鋼板の温度は圧延直後において850度〜900度
と高いため、従来よりスプレ式かあるいはラミナフロー
式等の水冷手段により、鋼の変態点以下の温度である6
00度〜400度に冷却され、一様な結晶組織にする必
要がある。また、熱間圧延後調質を行う必要のあるもの
は定寸に切断された後、所定の温度に再加熱され、次い
でスプレ方式等により冷却する事により熱入れ熱戻し等
の処理が施される。
このように鉄鋼業に於いては高温の鋼板を水冷する場合
が極めて多い。
、、:2:::=一ー嘴′7、′、′i一;”゛には冷
却水を流下させるフzナフロー式が冷却手段として用い
られてきた。
しかしながら、このようにノズルから自由空間を介して
冷却水を熱間鋼板に噴出あるいは流下す・る方式では、
鋼板の冷却水が衝突する部分は極めて良く冷却されるが
、衝突後冷却水ははね返るかあるいは鋼板表面に冷却水
が付着しても、鋼板が高温のため水滴はすぐ蒸気となり
、鋼板表面には蒸気膜が生じるので、衝突部以外の部分
の冷却効果はほとんど期待できない。
従つて鋼板全体としての冷却効果は極めて悪い。これに
対し、特公昭53−11247に見られるように、ノズ
ルより噴出された冷却水を熱間鋼板に対し平面状に設け
られた冷却水ガイド間に流し、十分長い区間にわたつて
有効に冷却水を活用しようとする方式も発表されている
しかし、この方式に用いられる冷却水ガイドは鋼板案内
用のローラをも蓋う大形のものであり、製作精度の面か
ら鋼板と冷却水用ガイドとの間隔を均一に設定すること
が困難であり、たとえガイドの精度を高くしたとしても
鋼板自体の平旦度や曲がり精度は良くないので鋼板とガ
イドとの間隔は大きくせざるを得ない。
さらにまた、冷却ガイドの一部が変形しても、変形の影
響が全体に及ぶという不具合もある。従つて、従来の熱
間鋼板の冷却装置では鋼板とガイドとの間隔を30mm
〜50mmと大きくとつている。
しかし、このように冷却水が流れる隙間を大きく取ると
冷却水を多量に必要とする。
さらに隙間が大きいとこの間を流れる冷却水の流速分布
は層流となり鋼板の表面では流速が零に近い境界層がで
きる。一方鋼板表面は非常な高温のため境界層流れのよ
うに流速の遅い部分では蒸気膜が生じ、冷却水はこの蒸
気膜の上を流れることとなり、せつかくガイドを長い区
間にわたつて設け冷却水を流しても良好な冷却効果は得
られない。本発明の目的は冷却効率の良い熱間鋼板の冷
却装置を提供するにある。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、鋼板と冷却水用ガイドとの間隙を流れ
る冷却水の流れを乱流として蒸気膜の発.生を防止した
冷却効率の良い熱間鋼板の冷却装置を提供することにあ
る。
〔発明の概要〕
本発明の特徴の1つは、熱間鋼片の片面あるいは両面の
冷却面に対向し、所定の間隔を設けて平板状の冷却水用
ガイドを設けるとともに、この鋼板とガイドとの間に冷
却水を流して前記熱間鋼板を冷却する熱間鋼板の冷却装
置において、前記熱間鋼板の送り方向に沿つて配置され
たフレームにテーブルローラを複数個設置し、これらテ
ーブルローラ間に前記冷却水用ガイドを夫々配置し、前
記冷却水用ガイドが鋼板表面との間に所定の間隔を保つ
ように前記冷却水用ガイドを該フレームに取付け、更に
前記冷却水用ガイドの鋼板に対向する面に冷却水噴出用
の冷却水孔を配設した熱間圧延鋼板の冷却装置にある。
また、本発明の特徴の1つは、熱間鋼板の片面あるいは
両面の冷却面に対向し、所定の間隔を設けて平板状の冷
却水用ガlイドを設けるとともに、この鋼板のガイドと
の間に冷却水を流して前記熱間鋼板を冷却する熱間鋼板
の冷却装置におC)て、前記熱間鋼板の送り方向に沿つ
てフレームを配置すると共に該鋼板の送り方向にテーブ
ルローラを複数個配設し、これら配設されたテーブルロ
ーラ間に前記冷却水用ガイドを夫々配置し、そして前記
冷却水用ガイドに鋼板表面との間隔を確保するガイドロ
ーラを設けると共に鋼板に対して該冷却水用ガイドを可
撓的に押圧する押圧装置を取付け、更に前記冷却水用ガ
イドの鋼板に対向する面に冷却水噴出用の冷却水孔を配
設した熱間鋼板の冷却装置にある。以下、本発明の実施
例を図面に基づいて説明する。
熱間鋼板の冷却装置は架台1上に複数個配列されるテー
ブルローラ2を有しており、このテーブルローラ上には
圧延機3により圧延された鋼板4が載置され図中右方向
に送られる。
各テーブルローラ2の間には冷却水ガイド5が鋼板4を
上下から挟みつけるように設けられており、この冷却水
ガイド5の両端にはガイドローラ6が取り付けられてい
る。さらに鋼板4の上部に設けられる冷却水ガイド5は
押圧装置7を介してフレーム10に固定されている。フ
レーム10は接手11を介して2本のシリンダ12に固
定されている。この2本のシリンダ12は架台1に立設
される架構13に固定されている。前記冷却水ガイド5
と押圧装置7の詳細を第2図に示す。
冷却水ガイド5はジヨイント14、ピン15とアーム1
6からなるリンク機構を介してフレーム10又は架台1
に連結されており、それぞれスプリング17により鋼板
4の側へ付勢されている。冷却水ガイド5はガイドロー
ラ6により、常に鋼板4の表面と所定の隙間を確保され
る。
さらに冷却水ガイド5の鋼板4へ面する部分には冷却水
口18が配設されており、さらに側面には給水口19が
設けられている。第3図は第2図を鋼板送り方向から見
た図である。
前記スプリング17は架台1又はフレーム10に固定さ
れる接手20に立設されるボルト21にガイドされ、先
端部をナツト22により締め付けて不必要に冷却水ガイ
ド5が動かない様にして取り付けられている。また冷却
水ガイド5に設けられるガイドローラ6は軸23により
取り付けら.れている。本図ではこのガイドローラ6の
幅寸法は短いものが用いられているが、冷却水の排出を
考慮し溝を設けた長いローラを用いても支障ない。次に
作用を説明する。
第1図における熱間圧延鋼板4は圧延機3により材料2
4を圧延して得られる。圧延直後における鋼板4の温度
は通常850度以上である。この鋼板4の温度を鋼の変
態点以下の温度である600度〜400度以下に水冷し
、一様な結晶組織とするのに冷却装置が用いられる。な
お、圧延後の熱間鋼板は水冷却する前に、多数のローラ
の組合せにより構成されるレベラにより繰り返し曲げに
より矯正され平坦度を高めて冷却装置に通板する方が有
利であるが、第1図ではこれを省略してある。圧延機3
にて圧延されて来た鋼板4は架台1に設けられたテーブ
ルローラ2により冷却装置へ搬送される。
鋼板4を冷却水ガイド5の間へ通す時には、複数個の冷
却水ガイド5が一体に保持されているフレーム10をシ
リンダ12により上下に昇降させることにより鋼板4の
通板を容易に行う。鋼板4の冷却時には冷却水ガイド5
は鋼板4の表面近くまで降ろされる。
鋼板4の上下に設けられた冷却水ガイド5は、ガイドロ
ーラ6が鋼板4に当接することにより鋼板4との間に所
定の隙間を確保できる。発明者の実験によればこの隙間
は冷却水の流速にも関係するが5 〜10mm以下に設
定すれば極めて良好な冷却効果が得られることがわかつ
ている。さらに、複数個の冷却水ガイド5はそれぞれが
独立して鋼板4へ可撓的に付勢されているので、たとえ
鋼板4に大きな曲りやうねりがあつたとしても常にガイ
ドローラ6により機械的に鋼板4との隙間が確保できる
冷却水ガイド5に給水口19より供給される冷却水は冷
却水口18より鋼板4へ向けて噴出される。
この冷却水は鋼板4と冷却水ガイド5との狭い間を流れ
て有効に鋼板4を冷却する。この時の冷却水の流れ状態
を第4図及び第5図にて説明する。第4図は従来の隙間
が大きい時の冷却水の速度分布25を示している。層流
となつた冷却水は鋼板表面に接する部分26ではほとん
ど速度が零に近<なり前述したごとく蒸気膜が発生する
。一方、第5図は本発明に係る実施例における冷却水の
流れを示しており、隙間が小さい所に高速度の水が流れ
る為乱流状態となり、前述のごとく蒸気膜はできない。
なお、本実施例において鋼板4の通板時に冷却水ガイド
5をフレーム10と共に上方へ引き上げるのにシリンダ
12を使用したが、これは電動機等の駆動を利用しても
良い。
第1図〜第3図の実施例において冷却水ガイド5と鋼板
4との隙間を1.5mmに設定し、この間に流速5m/
SeC(7)冷却水を流すと、平均熱伝達率は7000
Kca1/M2hr℃のものが得られる。
この場合の鋼板1m2当りの必要流量は0.72ma/
Min、水圧は1kg/Cm2である。これに相当する
従来のスプレ冷却法では水圧10〜20kg/Cm・、
冷却水量は5m3/Minであり、本実施例による冷却
装置が非常に高効率であることが確認できる。
さらにまた、本実施例では冷却水ガイド5を鋼’板長手
方向に分割して複数個配列した形となつている。
これは連続した一枚の長い冷却水ガイドで冷却するより
も冷却効率は第6図に示すごとく良好である。すなわち
連続した一枚のガイドでは一点鎖線Bで示すごとく表面
温度は下がるが鋼板中・心温度は実線Cのごとくあまり
下がらず表面と中心とに大きな温度差が生じる。これに
くらべ長手方向に分割したガイドであれば途中で表面温
度が復熱し実線Aのようになり中心Cとの温度差は少な
い。第1図〜第3図における本実施例では、冷却水ガイ
ド5にはガイドローラ6が設けられ鋼板4との間隔設定
を機械的に行なつているが、鋼板4と冷却水ガイド5と
の隙間を1mm以下にすれば、この間を流れる冷却水の
流体抵抗により静水圧が生じ、この静水圧を使用すれば
ガイドローラ無しでも自動的に冷却水ガイド5と鋼板4
との間隔が得られる。
この静水圧を利用した実施例を第7図に示す。
テーブルローラ2により搬送されてきた鋼板4に対し静
圧パツト27がスプリング28により付勢される。静圧
パツト27と鋼板4間の隙間は冷却水口18から噴出し
てこの隙間を流れる流体抵抗圧で泊動的に設定される。
また、第3図では冷却水ガイド5が板幅方向に対し一枚
もので構成されているが、これを第8図に示されるごと
く板幅方向に分割して設けても良い。
さらに分割された各冷却水ガイドえの冷却水供給量を調
整し、幅方向の冷却速度の調整を行う等の応用も有効で
ある。第1図〜第3図の第1実施例では冷却水ガイドに
ガイドローラを設け、スプリングにて鋼板に押圧するこ
とにより所定の隙間を冷却水ガイドと鋼板との間に確保
したが、第9図に示す他の実施例は前述第1実施例より
もやや簡単なものである。
,冷却水ガイド29はテーブルローラ2の間に複数個設
けられており、それぞれ、第1実施例と同じく冷却水口
18や給水口19を有している。しかし各冷却水ガイド
29はフレーム10かまたは架台1に取付足30にて固
定されている。ただし、二この取付足30は組立時に冷
却水ガイド29の位置を架台1やフレーム10に対し各
々独立して調整ができる様になつており、鋼板4とガイ
ド29との隙間は十分小さく設定できる。本実施例によ
れば、冷却水ガイド29と鋼板4.との隙間を5mm、
冷却水流速を2m/SECとすれば、熱伝達率が800
0Kca1/M2hr℃のものが得られる。
また、冷却水の流れが第5図のごとく乱流となれば熱伝
達率はほぼ流速に比例して増減するので、鋼板の冷却速
度制御が極めて容易にできる。以上説明したごとく、第
1実施例、第2実施例とも鋼板と冷却水ガイドとの隙間
を狭くすることができ、狭くすることにより冷却水の流
れは乱流となり、境界層が生じない。すなわち、鋼板表
面に生じた蒸気は直ちに冷却水の中に運び込まれ、再び
水に戻される。この様にして非常に効率の良い冷却が行
える。〔発明の効果〕 本発明によれば、鋼板の曲りやそりに影響されることな
く冷却水用ガイドと鋼板との隙間を小さくし得ることか
ら、この隙間に流れる冷却水を乱流状態とし、鋼板表面
に発生する蒸気は膜とはならず、すぐ近くの冷却水によ
り瞬時点に運び去られると共に冷却水で冷やされ、再び
水に戻されるので、冷却効果が向上した熱間鋼板の冷却
装置が実現出来るという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の熱間鋼板の冷却装置を示す正面図、第
2図は第1図の冷却水ガイド部分の詳細を示す拡大部分
図、第3図は第2図の側面部分断面図、第4図は従来の
冷却水の流れ状態を示す流速分布図、第5図は本発明に
よる冷却装置に流れる冷却水の流れ状態図、第6図は第
1図の冷却装置にて冷却された鋼板の温度変化を示す線
図、第7図は第1図の変形応用例である静水圧利用の冷
却装置を示す構造説明図、第8図は第7図の側面図、第
9図は本発明の第2実施例を示す正面部分断面図である
。 2・・・・・・テーブルローラ、4・・・・・・鋼板、
5,29・・・・・・冷却水ガイド、6・・・・・・ガ
イドローラ、7・・・・・・押圧装置、10・・・・・
・フレーム、17・・・・・・スプリング、,18・・
・・・・冷却水口、19・・・・・・給水口、30・・
・・・・取付足。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 熱間鋼片の片面あるいは両面の冷却面に対向し、所
    定の間隔を設けて平板状の冷却水用ガイドを設けるとと
    もに、この鋼板とガイドとの間に冷却水を流して前記熱
    間鋼板を冷却する熱間鋼板の冷却装置において、前記熱
    間鋼板の送り方向に沿つて配置されたフレームにテーブ
    ルローラを複数個設置し、これらテーブルローラ間に前
    記冷却水用ガイドを夫々配置し、前記冷却水用ガイドが
    鋼板表面との間に所定の間隔を保つように前記冷却水用
    ガイドを該フレームに取付け、更に前記冷却水用ガイド
    の鋼板に対向する面に冷却水噴出用の冷却水孔を配設し
    たことを特徴とする熱間鋼板の冷却装置。 2 熱間鋼板の片面あるいは両面の冷却面に対向し、所
    定の間隔を設けて平板状の冷却水用ガイドを設けるとと
    もに、この鋼板とガイドとの間に冷却水を流して前記熱
    間鋼板を冷却する熱間鋼板の冷却装置において、前記熱
    間鋼板の送り方向に沿つてフレームを配置すると共に該
    鋼板の送り方向にテーブルローラを複数個配設し、これ
    ら配設されたテーブルローラ間に前記冷却水用ガイドを
    夫々配置し、そして前記冷却水用ガイドに鋼板表面との
    間隔を確保するガイドローラを設けると共に鋼板に対し
    て該冷却水用ガイドを可撓的に押圧する押圧装置を取付
    け、更に前記冷却水用ガイドの鋼板に対向する面に冷却
    水噴出用の冷却水孔を配設したことを特徴とする熱間鋼
    板の冷却装置。 3 特許請求の範囲第2項において、鋼板の片面あるい
    は両面に対向して設置される冷却水用ガイドの少くとも
    片面側は該冷却水用ガイドを昇降させる昇降装置と連結
    した前記フレームと係合しており、鋼板挿入時に鋼板に
    対し該冷却水用ガイドが後退可能に構成されている事を
    特徴とする熱間鋼板の冷却装置。
JP11979980A 1980-09-01 1980-09-01 熱間鋼板の冷却装置 Expired JPS5950420B2 (ja)

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