JPS62174326A - 形材のフランジ冷却装置 - Google Patents

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】

Ｃｆｉ業上の利用分野】 本発明は、形材のフランジ冷却装置に係り、特に、Ｈ形
鋼の￥Ｊ造ワラインＨ形鋼を冷却する際に用いるのに好
適な、形材のフランジに、ノズルから冷却剤を吹付けて
冷却する形材のフランジ冷ＩＡ装置の改良に関する。

【従来の技術１ 一般に、Ｈ形鋼は、その断面性能向上のために、第８図
に示されるＨ形巧１２のように、ウェブ１１マの淳みが
フランジ１ｆの厚みに比べて非常に薄い断面形状とされ
ている。又その上、圧延のｊ５（？においてフランジを
冷却する冷却水がＨ形銅のつ、　　ニブ上に溜るので、
圧延中のウェブ温度θ〜Ｖはフランジ温度θｔに比べて
低いものとなる。そのため、前記Ｈ形指の製品に残留応
力が発生し、製品によっては座屈現象によりそのウェブ
にウェブ波が発４ヒしてしまうという問題点があった。 このような問題点を解決するために、従来から、ト１形
泪のフランジ冷？Ｊ］に関する技術が５敢（足案されて
Ｊシリ、その中に、例えば特公昭４１−２０３３６で提
茅されたＨ形鋼のフランジ冷ムロ装置を１・；ｈえたサ
イドガイドがある。 即ち、このサイドガイドは、各圧延機に１−１形ｆ門被
圧延材を案内する各陣形状のサイドガイドをｆす用し、
該サイドガイドの１−１形鋼被圧延材案内面に冷却剤吹
付はノズルを多数個開口せしめてＨ形、甲被圧延材のフ
ランジ外面に冷却剤を吹付けることによりフランジを冷
却し、ウェブとフランジの温度差を僅少に保持するよう
にしたものである。 ［発明が解決しようとする問題点］ ところで、前述のような従来のフランジ冷ｍに関する技
術においては、１種類のノズルを用いてフランジのｔＪ
Ｊ分布に対応させて冷却を行っていた。その際、例えば
第９図の（Ａ）に示ｔ　Ｊ：うにノズル１０からＨ形鋼
１２のフランジ１「に向って吹付けられる冷却水が該フ
ランジ１ｆの幅に対応している場合は、図に示されるよ
うに良好な冷ムｐ能力を１ｑられるが、Ｈ形鋼の寸法（
サイズ）が異なるものとなり、同図の（Ｂ）に示される
ように冷却水の吹付は範囲がフランジ１ｆと対応しなく
なった場合は、図に示されるような冷Ｗ能力しか１１ら
れず、Ｉし〜要とする冷１．Ｉ］能力以上の過冷却が行
われたり、冷却不足となったりする。 又、フランジ１　ｆ　Ｓ７ｊ部とフィレット部１「付近
では保持する熱量が異なるため、それらの冷却速度に差
が生じ、フランジ端部における引張り強さの上昇などの
材質劣化を生ずるため、冷却が規制されるという問題点
を有していた。 これに対して、フランジに吹付ける冷ＬＩ］水の水子密
度に分布を与えられるノズルも従来提案されているが、
このノズルは各製品の寸法変化への対応や水母制御が容
易には行えないという問題点を有していた。 【発明の目的） 本発明は、前記従来の問題点に鑑みてなされたものであ
って、形材のフランジを冷却する際にフランジ内の湿度
分布の均一化を達成し、フランジに対する冷却能力を増
加させることができる形材のフランジ冷却装ｖを提供す
ることを目的とする。 【問題点を解決するための手段１ 本発明は、形材のフランジに、ノズルから冷り０剤を吹
付けて冷却する形材のフランジ冷却装置において、前記
フランジのフィレット部に冷却剤を吹付けるようにされ
た第１のノズルと、前記フランジの全幅に亘って冷却剤
を吹付けるようにされた第２のノズルと、を備えたこと
により、前記目的を達成したものである。 【作用］ 発明省等は、冷却剤として水を用いて、形材例えば１（
形鋼のフランジを冷却するフランジ水冷実験を第１図に
示される状態で行った。この場合、用いられるノズル１
０には、フランジ１「全幅に冷却水を吹き付けるための
フランジ全幅用ノズル１０Ａとフィレット部１ｒ付近に
冷却水を吹き付けるためのフィレット部用ノズル１０Ｂ
を組合わせてフランジ１「を冷部した。 このようにして冷却した際のフランジ１ｆの温度分布を
第２図に示す。図に示されるように、フィレット部１ｒ
付近では、フランジ全幅用ノズル１０Ａとフィレット部
用ノズルＩＯＢの双方ｆ’ｓ　＋らの冷五〇水が供給さ
れるため、冷却直後にＳ３りる表面温度の低下が大であ
るが、復熱効果によって敢秒後には他の部分と同等の温
度になる。この際、局部冷却による変形と材質劣化が懸
念されるが、フィレット部１ｒの熱化が他の個所より大
であり、前述のように復熱することもあって問題はない
。 以上のような実験結果から、本発明により、フランジを
冷却する際にフランジ全幅を冷却するノズルとフィレッ
ト部付近を冷却するノズルを組合わせることで、フラン
ジ温度の均一化を達成することができ、フランジに対す
る冷知能力を増加できるため、強冷却が可能となること
がＩ！Ｉ！解される。 よって、本発明によれば、例えばウェア厚みが極めて薄
いＨ形鋼を￥Ｊ造するに際し、フランジを冷却してウェ
アとフランジの温度差を極力僅少に保持することにより
、Ｈ形招のウェアの波打ち笠を有効に防止することがで
きる。 【実施例］ 以下、本発明に係る形材のフランジ冷却Ｈ口の実施例に
ついて詳細に説明する。 この実施例は、第３図に示されるように、Ｈ形削１２の
フランジ１ｆを全幅に亘って冷却水を吹付けるためのフ
ランジ全幅用ノズル１０△と、フィレット部１ｒに冷却
水を吹付けるためのフイｌノット部用ノズルＩＯＢをＭ
ｆｌえ、それらノズル１０Ａ、ＩＯＢからフランジ１ｒ
に冷却水を吹付けてフランジ１［を冷却するフランジ冷
却装置でｄうる。 前記フランジ全幅用ノズル１０Ａとフィレット部用ノズ
ル１０Ｂは、その必要数がサイドガイドを利用して配設
されている。なお、各々のノズル１０Ａ、１０Ｂは交互
に配設されており、必要によってはフィレット部用ノズ
ル１０Ｂをフランジ全幅用ノズル１０Ａより多めに配設
する場合がある。 前記フランジ全幅用ノズル１０Ａは、前記１−１形閘１
２の寸法（サイズ）変更に伴なうフランジ１ｆの幅変化
に対応可能とするため、フランジ幅方向く矢印方向）に
移動可能とされる第１の移動ヘッダ１６°に支持される
。又、前記フィレット部用ノズルＩＯＢは、Ｈ形鋼１２
のサイズ変更に伴うフィレット部１ｒの位置変化に対応
するためフランジ幅方向く矢印方向）に移動可能とされ
る第２の移動ヘッダ１８に支持される。なお、フィレッ
ト部用ノズル１０Ｂの冷却水供給方向は、第３図に示さ
れる方向のみならず、第４図に示されるようにウェブ１
Ｗ方向とすることもできる。 このフランジ冷却装置には、各ノズル１０Ａ１１０Ｂか
ら吹付けられた冷却水がフランジ１ｆの端部を乗越えて
ウェブ１Ｗに流れ落ちるウェブ水重りを防止するための
マスキング板２０が協えられる。このマスキング板２０
は各製品寸法に対応可能なようにフランジ幅方向（矢印
方向）に移動できるようにされている。 又、このフランジ冷却装置には、冷Ｉｐ水の必要水平を
決定するため、水冷前のフランジ）品度分布を測定する
、図示されていない走査型の温度計等が備えられている
。 以下、実施例の作用について説明する。 製造ラインでＨ形鋼１２を製造する際に、第３図に示さ
れるような冷却装置を備えた冷却ゾーン入側において、
図示されていない温度計で１」形鋼１２のフランジ１ｆ
のｉｆ４分布を測定し、Ｉ’ｌ定された温度分布に基づ
き必要冷却量を求め、後述する方法により必要水母を決
定する。この際フランジ全幅用ノズルＩＯＡからの水Ｍ
は、フランジ変形が発生しない範囲で決定される。これ
に対し、フィレット部用ノズル１０［３からの水量は、
特に制限はなくフランジ１ｆが均一温度となるような適
宜の必要水分を決定する。 次に、前記必要水分の決定方法について説明する。 まず、水冷ゾーン入側での温度分布を測定し、目標とな
るフランジの出側温度分布と第５図に示されるように比
較する。この分布から図中の８点（フィレット部１ｒ付
近）、ｂ点（フランジ端部）、０点（フランジ１／４付
近）の３点の各ゾーン内で必要とする冷ｔ１１速度を第
６図に示される。Ｊ：うに求める。これらａ、ｂ、ｃ点
での冷ムロ速度（Ｏａ、θＩ）、Ｏｃ）と必要水■の関
係（第７図に示ｔ）を利用して、ａ、０点での必要水ｍ
（＼■ａ、〜Ｖｃ　）を決定する。又それと同時に、１
）点を適切に冷却する必要性から、マスキング板２０の
フランジ幅方向における位置を決定する。 なお、寸法の異なるＨ形鋼への対応は、移動ヘッダ１６
．１８及びマスキング板２０の位置を調整することによ
り行う。その際には、確実にフィレット部用ノズル１０
Ｂがフィレット部１　ｒ　（’ｊ近の冷却位置を狙うよ
うセットし、同時にマスキング板２０を移動させてウェ
ブ１Ｗへの水乗りを防止する。 以上のようにしてノズル１０Ａ、１０Ｂやマスキング板
２０を設定した後連続的に１−１形悄１２の測温を続け
て冷却を行えば、フランジ１ｆの均一温度化を達成する
ことができる。この際、フィレット部１ｒへの冷却は、
第４図に示されるように、フィレット部用ノズル１０Ｂ
をフランジ１「のウェブ１１Ｖ側から狙わせて、冷却水
を吹付けさせて行ってもよい。 又、フランジ１ｆの幅方向の）品度均−化を図る際に、
ウェアを誘導加熱するとき生ずる沼洩磁束をショートリ
ングで調整する方法と組合せて６１１口すれば、なお一
層の温度均一化を図ることができる。 なお、前記実施例においては冷却される形材として１」
形鋼を例示したが、本発明により冷却することのできる
形材はこれに限定さ机るものではなく、池の形材を冷却
できることは明らかである。 又、前記実施例においては、冷却剤として水を用いる水
冷ム月について説明したが、冷却剤は水に限定されるも
のではなく、他の冷部剤を用いることもできる。 【発明の効ｒＡ】 以上説明した通り、本発明によれば、形材のフランジ内
のｍ１分布を均一化でき、形材例えばＨ形用内の残留応
力を低減させることができる。又、冷却能力を増加でさ
るため、強冷却を実現することができ、ライン上におけ
る冷却ゾーンの短縮を図ることが可能である。又、例え
ばウェア厚みが極めて薄いＨ形鋼を製造するに際し、フ
ランジを冷却してウェアとフランジの高度差を極力僅少
に保持して前記Ｈ形鋼のウェアの波打ち等を確実に防止
し、形状、機能共に（グれたＨ形鋼を！！ｌａすること
ができる等の優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の詳細な説明するための、形材に対す
るノズル配置の一例を示す斜視図、第２図は、同じく、
冷却時のフランジ温度の一例を示す断面図及び線図、第
３図は、本発明に係る形材のフランジ冷却装置の実施例
を示す斜視図、第４図は、前記実施例のフィレット部用
ノズルの吹付は方向の他の例を示す正面図、第５図は、
前記実施例の作用を説明するための、フランジの冷却前
の温度と目標温度との例を比較して示す、一部正面図を
○む線図、第６図は、同じく、冷却時の各部温度変化の
例を示す線図、第７図は、各部の冷却速度と必要水ｍと
の関係の例を比較して示７を線図、第８図は、Ｈ形鋼の
形状の例を示す正面図、第９図は、従来の冷却ノズルに
よるＨ形鋼の冷１．０状況を説明するための正面図及び
線図である。 １０・・・ノズル、 １０Ａ・・・フランジ全幅用ノズル、 １０Ｂ・・・フィレット部用ノズル、 １２・・・Ｈ形鋼１ １６．１８・・・移動ヘッダ、 ２０・・・マスキング板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）形材のフランジに、ノズルから冷却剤を吹付けて
   冷却する形材のフランジ冷却装置において、前記フラン
   ジのフイレツト部に冷却剤を吹付けるようにされた第１
   のノズルと、 前記フランジの全幅に亘つて冷却剤を吹付けるようにさ
   れた第２のノズルと、 を備えたことを特徴とする形材のフランジ冷却装置。