JPS60130413A - 板材の冷却装置 - Google Patents

板材の冷却装置

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Publication number
JPS60130413A
JPS60130413A JP23949783A JP23949783A JPS60130413A JP S60130413 A JPS60130413 A JP S60130413A JP 23949783 A JP23949783 A JP 23949783A JP 23949783 A JP23949783 A JP 23949783A JP S60130413 A JPS60130413 A JP S60130413A
Authority
JP
Japan
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cooling
headers
header
supply port
width direction
Prior art date
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Pending
Application number
JP23949783A
Other languages
English (en)
Inventor
Motomu Kimura
木村 求
Yasuhiro Tanaka
康浩 田中
Ryo Tarui
垂井 稜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
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Publication of JPS60130413A publication Critical patent/JPS60130413A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • B21B45/0233Spray nozzles, Nozzle headers; Spray systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、板材の冷却装置に係り、特に、圧延鋼板のオ
ンライン制御冷却プロセスに適用するのに好適な、走行
する板材の上側及び下側、又はそのいずれか片側に、板
材の幅方向に亘る冷却ヘッダを、板材の走行方1へに複
数並設して成るような板材の冷却装置の改良に関する。
近年、厚鋼板を製造するに当り、合金成分の削減と、熱
処理工程の簡略化等を意図したオンライン制御による冷
却プロセスが採用されてきている。
このオンライン制御による冷却プロセスとは、圧延後の
鋼板を直ちにあるいは10数秒後に所定の冷却速度で水
冷し、所定の冷却f?正編度で水冷を停止することによ
り、高価な合金成分の含有量を少なくしながら、所望の
靭性、あるいは剛性を得るというものである。一般に、
このプロセスでは、水量制御、水冷時間制御により、そ
れぞれ冷却速度、冷却停止温度が制御される。
ところで、制御冷却における最大の問踊は、板材上下面
の幅方向あるいは長手方向の冷却が不均一になってしま
うということである。冷却が不均一になると、冷却後の
板材の平坦度を維持することが困難になり、後工程でか
なりの矯正が必要となって生産能率が低下でること、又
矯正が不可能な場合には屑化せざるを得ないことから歩
留りが低下(ること、更には矯正でき)ことしても残留
応力が大きい場合には、切断時に再度変形を生じること
など多くのトラブルを生ずる。
そのため、従来冷却の均一性を維持させるために、例え
ば特開昭55−153616、同55−156612.
55−8366.55−86622.53−51113
などハード、ソフトに関づる多くの提案が開示されてい
るが、未だ満足のいくものは得られていない。特に、ハ
ード面での1Iilj豹の大きい板材下側における均一
冷却に関しては、僅かに特開昭56−156612に、
一本のノズルの受持つ冷却領域内の冷却速度の均一化を
図ったものがある4v度であり、板材全体の冷k]特性
の均一化については、有効な提案は皆無に等しいという
のが実情である。
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
のであって、特に板材の下側において、低」ストで板材
幅方向の冷却特性を均一化することを可能にした冷却装
置を提供することをその目的としている。
本発明は、走行する板材の上側及び下側、又はそのいず
れか片側に、前記板材の幅方向に亘る冷却ヘッダを、板
材の走行方向に複数並設して成る板材の冷fill装置
において、前記冷却ヘッダを、相隣る一対の冷却ヘッダ
を一単位として並設づると共に、該一対の冷却ヘッダの
それぞれの冷却液供給口を、各冷却ヘッダでの噴出冷却
液量の板幅方向分布の偏りがUいに相殺される位置に配
置するようにして卜記目的を達成したものである。
又、本発明の実施態様は、前記一対の冷却へツ ・3− ダの一方の冷却液供給口が、該冷却ヘッダの片側端部に
設けられ、目つ、他方の冷却ヘッダの冷却液供給口が、
前記一方の冷却ヘッダの冷却液供給口が設けられた側と
反対側の端部に設けられるようにして、同じく卜記目的
を達成したものである。
更に、本発明の他の実施態様は、前記一対の冷却ヘッダ
の一方の冷却液供給口が、該冷却ヘッダの両端部に設け
られ、且つ、他方の冷却ヘッダの冷却液供給口が、該他
方の冷却ヘッダの中央部に設けるようにして、同じく上
記目的を達成したものである。
即ち、本発明は、従来冷却の不均一の原因となっていた
冷却ヘッダでの「給水口から遠い位置にあるノズルはど
冷却水の噴出高さが高くなる現象」に着目し、こうした
現象を各冷却ヘッダ単体で解消するのではなく、相隣る
冷却ヘッダ相互の相殺効果によって解消することとした
ものである。
以下本発明の詳細な説明する。
まず、説明の便宜上、上記[給水口から遠い位置にある
ノズルはど冷却水の噴出高さが高くなる4− 現象」から説明Jる。
従来、冷却ヘッダは、据え付は工事及び保全の単純化の
ために形状が同一で、給水口も各冷却ヘッダ毎に同一位
置、例えば両端部、中央部、あるいは片端部などに配置
されていた。
ところが、冷却ヘッダのノズルからの噴出水量を一定に
するためには冷却ヘッダ内の静圧を一定に保つことが必
要であるが、冷却ヘッダ内の静圧を位置によらず一定に
保つことは原理的に不可能である。何故ならば、冷却ヘ
ッダ内の流速は、給水口からの距離が大きいほど冷却へ
ラダ止端部、あるいは中央部での対向流との干渉によっ
て減少曾るため、管内摩擦等によるエネルギ減少分を差
し引いたとしても、なおベルヌーイの法則に従って変換
される静圧が大きくなるからである。従って、ノズルか
らの冷却水の噴出流速は、給水口から運いものほど静圧
が大きくなった分だけ大きくなるため、一本の冷却ヘッ
ダの長さ方向の噴出水量は、ノズルの孔径が一定である
限り給水口から遠いほど多くなり、その結果、板材幅方
面の均一冷却が遅し難いということになるものである。
第1図は、こうした冷u1へツタの給水口の位置とノズ
ルでの噴水の様子との関係を示したものである。同図(
A)〜(C)は、それぞれ片側、両側、及び中央部−に
給水口1が配置された場合の各ノズル2の位置による噴
出水量の差を模式的に表わしたちのrある。
こうした原因に基づく幅方向の冷却特性の不均一を回避
するためには、例えば(1)給水口を多く設ける、(2
)冷却ヘッダ上のノズル孔径、あるいはピッチを幅方1
〜位置に応じて変更づる、(3)冷却ヘッダ内を二重管
構造とするか、あるいは冷却ヘッダ内に利水板を設けて
ノズル背圧を均一化する、(4)各ノズル部に噴出水量
を制御可能な弁機構を設ける、等の対策が考えられるが
、いずれも414造が複雑化し、加工精度が皓しくなる
と共に、保全面での管理工数がそれだけ増えることにな
るため、実用上欠点が多い。
そこで、本発明は、一本の冷却ヘッダでの噴出水量の不
均一を相隣る冷却ヘッダで相殺補償してやるような構成
とすることにより、構造を複雑化づることなく幅方向の
冷却特性の均一化を可能にしたものである。
このように、相隣る2本の冷却ヘッダを一対として配置
することにより、この一対の冷却ヘッダが受持つ冷却I
i域内C巨視的な冷却特性の均一性を保つことができる
。即ち、微視的には隣接した冷に1ヘツダのそれぞれの
直上部の鋼板下面の熱伝達率は異なるものの、通常工程
においては、鋼板は高速で走行しているため、一本の冷
却ヘッダによって生じる板材長手方向特定位置の幅方向
の冷却不均一は、極く短時間後に次の冷却ヘッダにより
解消され、板材全体としての冷却特性の均一性が保たれ
るものである。又その結末、板材の平坦度も良好に維持
されることになる。
第2図及び第3図にそれぞれ本発明の実施例を示ず。
第2図の第一実施例は、走行する鋼板10の下側に、前
記鋼板10の幅方向Xに亘る冷却へツタ12A、121
1、・・・を、鋼板10の走行方向Yに7− 複数並設して成る鋼板の冷却@置において、前記冷却へ
ツタ12A、12B1・・・を、相隣る一対の冷却へツ
タ12A及び128112C及び12D、・・・を1単
位として並設すると共に、該一対の冷却ヘッダのうち鋼
板走行方向Yの上流側に当る冷却ヘッダ12A、12C
,12E、・・・の給水口12a112c M 12e
 、 ・=を、各冷却へツタ12A1120.12Eの
鋼板進行方向も端側に配置し、且つ、下流側に当る冷却
ヘッダ12B112D。
12F1・・・の給水口12b、12d、12fを、該
冷却ヘッダ12R,120,12F、・・・の同進行方
向左端側に配置したものである。
これにより、鋼板走行時には、第1図(A)に示すよう
な幅方向Xでの噴水パターンが、左右対称で交互に現わ
れることになり、鋼板10は全体として均一に冷却され
、鋼板1Oの平坦度も良好に維持される。
一方、第3図に示した第2実施例は、同様な冷却装随に
おいて、冷却へツタ14△、14B1・・・を、相隣る
一対の冷却へツタ14A及び14B、8− 14C及び14[)、・・・を1単位として並Inると
共に、該一対の冷却へツタのうち鋼板走行方向Yの上流
側に当る冷却へツタ14A1140.14E、−・・の
給水口14o 、14c 114e 1−・・を各冷却
へツタ14A114G114F、・・・の鋼板幅方向両
側に配置し、且つ、下流側に当る冷却ヘッダ14B、1
4D、14F1・・・の給水口14b114d、11を
、各冷却ヘッダ14B、14D、14F、・・・の中央
部に配置したものである。
これにより、鋼板走行時には、第1図(B)及び(’C
)に示Jような噴水パターンが、交互に現われることに
なり、鋼板1Oは全体として均一に冷却され、鋼板1O
の平坦度も良好に維持される。
なお、本発明においでは、上記第1実施例に係る配置と
、第2実施例に係る配置とを混在させるようにしても同
様に均一な冷却特性を轡ることができる。
更に、本発明においては、一対の冷却ヘッダのうちの一
方の冷却液供給口を、板材幅方向の任意の位置に配置し
、且つ、他の冷却ヘッダの冷却液供給口を、前記一方の
冷却ヘッダの冷却液供給口の位置に対し、その板材幅方
向対称位置に配するようにしても同様に均一な冷却特性
を得ることができる。
又、本発明は、板材の下側に冷却ヘッダが並設された@
置に適用できるのみならず、F側に並設された装置、あ
るいは+側及び下側の双方に並設された装置にも適用可
能なのは明らかである。
次に本発明のh幼性を確認するために打つlC試験例に
ついて説明する。
この試験は、同一径、同一ピッチで形成されたノズルを
備えた長さ1.51の冷却ヘッダを、鋼板走行方向Yに
等間隔に6本配置して下側水冷帯を構成し、冷却ヘッダ
への給水口を、第4図(A)、(B)、(C)の如〈従
来と同様に片側、両側1、中央に配置した場合と、前記
第2図の第1実施例、及び第3図の第2実施例の場合と
の5ケースについて行った。
鋼板の大きさは、40X1000X1500mmであり
、900℃に加熱後1500n+の方向に振動させなが
ら、各ケース同じホーで下側から冷却を行い、一定時間
経過後、水冷帯の外に送り出し、上面の長手方向中央部
付近の板幅方向温度分布を放射温度計で測定した。水冷
帯を鋼板が出てから測温開始までの時間は約5秒であり
、又、放割記度計のスキャンニング速さは0.7i/秒
である。
第5図(A)及び(f(>に、各ケースにおける冷却停
止後の放射濃度計による鋼板幅方向温度分布を比較して
示す。同図(A)は従来法によるもので、図中aが片側
、bが両側、Cが中央位置に給水口を整列配置したもの
を示し、同k(R)は、本発明方法によるもので、図中
dが第1実施例、eが第2実施例の配置を行ったものを
それぞれ示している。
同図より、従来法の片側、両側、中央位置に配置した場
合においては、幅方向の不可避的水量分布に基づく冷却
速度の幅方向差に起因して、水冷後の幅方+Ali度差
が明確に生じているのに対し、本発明に係る第1、第2
実施例のケースにおいては、鋼板幅方向の各位置の温度
がほぼ等しく、均11− −な冷却が為されていることが確認できた。
以LFA明してきた如く、本発明によれば、構造を複雑
化することなく、低」ストで、板材幅方向の冷却特性の
均一化ができるという効果が得られる。その結果、水冷
後の板lの平坦度を良好に維持することが可能になり、
後工程での矯正が容易となり、矯正不可能な部分の減少
による歩留りの向上、更には残留応力の減少による切断
時の再変形の低下が期待できるなどの多くの有益な効果
が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図(A)、(B)、(C)は、冷却ヘッダの給水口
の位置と冷却ヘッダ長さ方向の水量分布との関係を示1
断面図、 第2図番よ、本発明に係る板材の冷却装Wのw41実施
例を示(斜視図、 第3図は、同じく第2実施例を示す斜視図、第4図(A
)、(B)、(C)は、本発明の効果を確認(るために
行った試験に採用した従来の板材の冷却@置を示す斜視
図、 12− 第5図(A)、(B)は、上記試験結果を示す鋼板幅方
向における湿度分布図であって、(A)は従来法、(R
)は本発明方法によったものである 10・・・鋼板、 12A、12B・・・冷却ヘッダ、 12a、12b−・・給水口、 14A、14B・・・冷却ヘッダ、 14a、14b・・・給水口。 代理人 高 矢 論 (ほか1名) す、リ 磨仁 !I!l財β

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)走行する板lの上側及び下側、又はそのいずれか
    片側に、前記板材の幅方向にHる冷却ヘッダを、板材の
    走行り向に複数並設して成る板材の冷却装置において、 前記冷却ヘッダを、相隣る一対の冷IIへラダを一単位
    として並設すると共に、該一対の冷[1へラダのそれぞ
    れの冷却液供給口を、各冷却ヘッダでの噴出冷却液量の
    板幅方向分布の偏りが互いに相殺される位置に配画した
    ことを特徴とJる板材の冷却装置。
  2. (2)前記一対の冷却ヘッダの一方の冷却液供給口が、
    該冷却ヘッダの片側端部に設けられ、且つ、他方の冷却
    ヘッダの冷却液供給口が、前記一方の冷却ヘッダの冷却
    液供給口が設けられた側と反対側の端部に設けられた特
    許請求の範囲第1項記載の板材の冷却装置。
  3. (3)前記一対の冷却ヘッダの一方の冷却液供給口が、
    該冷却ヘッダの両端部に設けられ、且つ、他方の冷却ヘ
    ッダの冷却液供給口が、該他方の冷却ヘッダの中央部に
    設けられた特許請求の範囲第1項記載の板Hの冷却@置
JP23949783A 1983-12-19 1983-12-19 板材の冷却装置 Pending JPS60130413A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2925919A1 (fr) * 2007-12-28 2009-07-03 Cmi Thermline Services Soc Par Dispositif de soufflage de gaz sur une face d'un materiau en bande en defilement
JP2011167737A (ja) * 2010-02-19 2011-09-01 Jfe Steel Corp 熱鋼板の冷却装置および冷却方法

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