JPS61103616A - フラツトラミナ−ノズルヘツダ - Google Patents

フラツトラミナ−ノズルヘツダ

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JPS61103616A
JPS61103616A JP22227784A JP22227784A JPS61103616A JP S61103616 A JPS61103616 A JP S61103616A JP 22227784 A JP22227784 A JP 22227784A JP 22227784 A JP22227784 A JP 22227784A JP S61103616 A JPS61103616 A JP S61103616A
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JP
Japan
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nozzle
flow
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cooling water
flat
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JP22227784A
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English (en)
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JPS6330085B2 (ja
Inventor
Motoji Tagashira
田頭 基司
Hiroshi Kamio
神尾 寛
Shuzo Fukuda
福田 脩三
Toyokazu Teramoto
寺本 豊和
Akio Kodoi
小土井 章夫
Takamasa Terauchi
琢雅 寺内
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 Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
Application filed by NKK Corp, Nippon Kokan Ltd filed Critical NKK Corp
Priority to JP22227784A priority Critical patent/JPS61103616A/ja
Priority to GB08524678A priority patent/GB2165784B/en
Priority to DE19853537508 priority patent/DE3537508A1/de
Priority to FR8515657A priority patent/FR2571984B1/fr
Publication of JPS61103616A publication Critical patent/JPS61103616A/ja
Publication of JPS6330085B2 publication Critical patent/JPS6330085B2/ja
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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/62Quenching devices
    • C21D1/667Quenching devices for spray quenching
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05CAPPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C5/00Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
    • B05C5/005Curtain coaters
    • 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

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高温鋼材の冷却に使用されるフラットラミナ
ーノズルヘッダの改良に関するものである。
〔従来の技術〕
熱間圧延設備におけるオンライン熱鋼板又は再加熱した
熱鋼板の強制冷却又は焼入れには、冷却能力が大きく板
幅方向の冷却が均一なフラットラミナーフロー(平板状
層流)の使用が適しておシ、従来このためには第4図(
a)に示す開放型ノズルヘッダ(II又は同(&)に示
すヘッダ内の空気をすべて抜き出した密閉型ノズルヘッ
ダ翰が使用されている。
開放型ノズルヘッダCLOにおいては、給水管<LIJ
の下側に多数穿設された流出口(2)より注水された冷
却水(至)をスリットノズルa4より流出せしめて層流
の吐出流(至)を形成し、この吐出流(2)により熱鋼
板を冷却させるのである。又密閉型ノズルヘッダ(ホ)
においては、給水管(2)より給水された冷却水をタン
ク?η内に充満させた上でスリットノズル(財)より流
出させ、層流の吐出流(ハ)を得るものである。
ところでこのスリットノズルの構造では、第4図のノズ
ル間1m(t)によって層流を維持できる最低流量があ
り、それ以下まで流量を絞ってゆくと、スリットノズル
α4,03の出口から空気を巻き込んでスリットノズル
α尋、に)からの吐出流は不連続、不均一粒径の滴下水
となり層流状態が維持されない。また流量を増加させて
ゆくとノズルからの吐出流速が早くなりスリットノズル
からの吐出流(至)。
(ハ)が乱流状態となってフラットラミナフローが得ら
れなくなる。
第5図はこの関係を示すグラフで、縦軸はスリットノズ
ルを通る流量(rn’ / mm、m ) 、横軸はス
リットノズルの間隙(1)−である。曲線A、Hの間が
層流領域で、Bはフラットラミナフローを維持するため
の下限水量を示す曲線、又曲線入より上は乱流領域であ
る。この関係か゛ら従来の単一のスリットノズルでは、
流量を制御できる範囲は最大/最小の流量比でせいぜい
5倍程度である。
なお、ことで云う層流とは理論的な層流の定義、例えば
レイノズル数Re=2,000によって規定されるそれ
ではなく、スリットノズル中を水が充満してかつ平板状
に連続して流れることのできる最低流速を下限とし、吐
出流が被冷却体に衝突した際平板状流の殆んどが飛散し
てし1い、被冷却体面上を平行流となって流れなくなる
ような速い流速を上限とする流れとして規定するもので
ある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来のフラットラミナフローヘッダは上述の如きもので
あり、制御しつる流量の範囲が比較的小さいため、各種
板厚の高温鋼板を所定の温度まで冷却するのに不充分で
あったり、冷却速度を調整しようとじても調整しきれな
いことがあった。この改善策として例えば実り昭58−
66897号に示すようなノズル先端部にスリット状開
口部を調整する抑圧装置を設けたギャップ可変のスリッ
トノズルが考案されているが、この方法によると構造が
複雑とな)設備費も大きくなる欠点がある。
またフラットラミナフローによる高温鋼板の冷却におい
ては、板幅方向の流量分布が均等であること、すなわち
スリットノズルの間隙(1)を板幅方向全幅に亘って均
一にすることが&幅方向の冷却を均一ならしめるための
条件であるが、被冷却高温鋼板の板幅が広くなればなる
程スリットノズルの長辺(w)も犬きくな)、スリット
ノズル加工中に生じる熱歪などのため加工精度は低下し
、スリットノズルの間隙(1)を全幅に亘って均等に裏
作することは困難である。この結果板幅方向の流量分布
のバラツキは15%にも及んでいた。
又第4図(b)に示す密閉型ノズルヘッダ構造において
は、ヘッダ内に外部から空気が侵入してくるとノズルか
らの吐出流中に空気泡を巻き込み吐出流が乱れて冷却能
力が低下するだけでなく安定な層流状態が維持できなく
なる。従ってこのような密閉型ノズルヘッダ構造におい
ては、ノズルヘッダの外部とのシールを強化するととも
に、供給水からの空気の侵入を防止する配慮が必要にな
ってくる。
本発明の目的は、以上述べたような種々な問題点を解消
した構造簡単で流量制御範囲の広い安定したフラットラ
ミナフローヘッダを提供しようとするものである。
〔問題点を解決するだめの手段〕
以上の目的を達成するだめ、本発明はヘッダにおいて一
個の側壁の上辺に水平流路を形成する平板状ノズルを設
け、ヘッダ内の冷却水が該側壁をオーバフローし、上記
平板状ノズルを経てその先端より層状の吐出流となって
落下するように構成した。
〔作 用〕
ヘッダを上述のように構成した結果、平板状ノズルの先
端より落下する吐出流は層流となるだけでなく、特に重
要なことは冷却水水面が乱れないことである。一般に従
来のヘッダでは供給水の動圧の影響をうけ、ヘッダ内の
冷却水は少ながらず乱流状態とな)第4図(a)の冷却
水水面0eも乱れるものである。このような乱れがある
とノズルの板幅方向の流量分布も不均一となる。この乱
れを防止する一方法としてヘッダの容積を供給水の動圧
が減衰して水面に影響を与えない程度にまで大きくする
ことが考えられるが、ヘッダの構造が大規模のものとな
り、ライン上その他に設置することは困難である。しか
し本発明のようにヘッダよジオ−バフ0−した冷却水を
はソ水平方向に流すような水平流路を持つ平板状ノズル
より落下させる方法では、このような問題は容易に解決
される。
たといヘッダ内の冷却水水面が乱れていてもオーバ70
−した冷却水が平板状ノズルを水平方向に流れることK
より整流化され平板状ノスルの先端より落下するN流状
吐出流の水膜の厚さは板幅方向に均等となる。
まfc−v板状ノズルは、上面大気開放型であるかう従
来のスリットノズルのようにノズルの間隙tによって最
低流量が決ってしまうようなこともなく、一個のノズル
ヘッダで流量を0〜5d/mix0mの広い範囲で自由
に調整できるので、冷却能力の制御範囲も大幅に拡大で
きる。
〔発明の実施例〕
第1図(aL(b)は本発明の実施例を示す側面図およ
び正面図である。(1)はノズルヘッダ、(2)は側壁
、(3)は平板状ノズル、(4)は給水管、(5)は流
出口、(6)は冷却水、(7)は冷却水水面、(8)は
吐出流である。
図のようにヘッダ(1)の側壁(2)の上辺にはソ水平
な流路をもつ平板状ノズル(3)を設け、下面に多数の
流出口(5)を穿設した給水管(4)より供給された冷
却水(6)を側壁(2)をオーバフローし平板状ノズル
(3)を経てその先端より落下させると層流状の吐出流
(8)を得る。
ここで水平流路の必要長さLについては、種々実験の結
果、次の(1)式で表わされる板幅方向の流量分布のバ
ラツキ を5Llj以内に収めるだめの最低必要長さくL)は、
次の(2)式で表わせることが判った。
1.7 L=25 XQ   ・・・・・・・・・・・・・・・
(2)ここで L:水平流路の長さ、頷 Q:流量 イ/騙0m また上記最大流量、最少流量等は例えばノズル長さ2,
500〜5.QQQwの場合、ノズル長さ方向100〜
2001111単位毎にノズルからの水量を適当な樋で
受けて測ったものである。
第2図は上記(2)式をグラフで表わしたものである。
水平流路の長さ巳)はこの曲線(2))よ)も上の領域
であれば、板幅方向の流量分布のバラツキが5慢以内の
均一なフラットラミナーフローが得られ従来のものと比
べはるかく優れたものとなるから上記の関係を満す範囲
のCL)とすることが好ましい。
なお第6図は本発明の他の実施例を示すもので、ヘッダ
の側壁の上辺に設ける平板状ノズルの位置は、第3図の
ようにヘッダの内側に位置してもよい。また水平流路の
取付は角度は水平方向に対してプラス、マイナス15度
以内の範囲にあれば同じ結果が得られる。
〔発明の効果〕
本発明はヘッダにおいてヘッダの側壁の上辺に水平流路
をもつ平板状ノズルを設けて、ヘッダの冷却水を側壁を
オーバフローさせ平板状ノズルを経てその先端より落下
させて層流状の吐出流を得るように構成したので、 ■構造が簡単で製作が容易である ■製作上に起因する流量分布の不均一といった問題がな
い。
■平板状ノズルが上部開放型構造のため空気の侵入に起
因する吐出流の乱れがない。
■供給水の動圧に起因する乱れがない。
などの優れた効果を上げることができた
【図面の簡単な説明】
第1図(a) 、 (b)は本発明の一実施例を示す側
面図と正面図、第2図は水平流路の長さく匂を求めるグ
ラフ、第3図(a)(b)は本発明の他の実施例を示す
側面図および正面図である。又第4図(a) 、 (b
)は従来の装置を示す断面図および斜視図、第5図は従
来装置のスリットキャップと流量に対する層流領域を示
すグラフである。 図中(1)はペッグ、(2)は側壁、(3)は平板状ノ
ズル、(4)は給水管、(5)はその流出口、(6)は
冷却水、(7)は冷却水水面、(8)は吐出流である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. フラツトラミナーノズルヘツダにおいて、その一個の側
    壁の上辺に水平流路を形成する平板状ノズルを設け、ヘ
    ッダ内の冷却水を上記側壁をオーバフローし平板状ノズ
    ルを経て、その先端より落下せしめることにより平板状
    層流を得るように構成したことを特徴とするフラツトラ
    ミナーノズルヘツダ。
JP22227784A 1984-10-24 1984-10-24 フラツトラミナ−ノズルヘツダ Granted JPS61103616A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22227784A JPS61103616A (ja) 1984-10-24 1984-10-24 フラツトラミナ−ノズルヘツダ
GB08524678A GB2165784B (en) 1984-10-24 1985-10-07 Nozzle header for producing a flat laminar flow
DE19853537508 DE3537508A1 (de) 1984-10-24 1985-10-22 Duesenverteilerkopf zur erzeugung einer flachen laminaren stroemung
FR8515657A FR2571984B1 (fr) 1984-10-24 1985-10-22 Distributeur a ajutage pour produire un ecoulement laminaire plat

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22227784A JPS61103616A (ja) 1984-10-24 1984-10-24 フラツトラミナ−ノズルヘツダ

Publications (2)

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JPS61103616A true JPS61103616A (ja) 1986-05-22
JPS6330085B2 JPS6330085B2 (ja) 1988-06-16

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ID=16779850

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4663813B2 (ja) * 2008-02-20 2011-04-06 裕 道脇 両ねじ体及び雌ねじ体

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50137809A (ja) * 1974-04-24 1975-11-01

Patent Citations (1)

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JPS50137809A (ja) * 1974-04-24 1975-11-01

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JP4663813B2 (ja) * 2008-02-20 2011-04-06 裕 道脇 両ねじ体及び雌ねじ体

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JPS6330085B2 (ja) 1988-06-16

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