JPS6255923B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6255923B2 JPS6255923B2 JP14400180A JP14400180A JPS6255923B2 JP S6255923 B2 JPS6255923 B2 JP S6255923B2 JP 14400180 A JP14400180 A JP 14400180A JP 14400180 A JP14400180 A JP 14400180A JP S6255923 B2 JPS6255923 B2 JP S6255923B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cooling
- ultrasonic
- nozzle
- water
- steel plate
- Prior art date
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- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 31
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 31
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 15
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 30
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
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- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/04—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering with simultaneous application of supersonic waves, magnetic or electric fields
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
- B21B45/02—Devices 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
- B21B45/0203—Cooling
- B21B45/0209—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants
- B21B45/0215—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes
- B21B45/0233—Spray nozzles, Nozzle headers; Spray systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
Description
本発明は、圧延機出口の冷却機、鋼板の熱処理
用冷却機等に使用される、鋼材の冷却水供給装置
に関するものである。 ホツトストリツプミルの出口における鋼板の冷
却には、従来からラミナーフロー冷却法が行なわ
れていた。この方法は、第１図に示すようにポン
プａからの給水は、ラミナーノズルｂよりラミナ
ーフローｃとなつて熱鋼板等の被処理材ｄの上に
流れ、被処理材ｄを冷却している。 この場合、ラミナーノズルｂ直下の点ｅの冷却
率は安定していて冷却状態は良好であるが、ラミ
ナーノズルｂの直下から離れるに従つて被処理材
ｄの冷却率は再現性がなくなつて不安定になり、
冷却率は低下していた。たとえばラミナーノズル
ｂ直下の点ｅでは8000±1000kcal／m2・℃・hrの
熱伝達率は、点ｅより200mm離れた点ｆでは4000
±1500kcal／m2・℃・hrとなり、また点ｅより
500mm離れた点ｇでは2000±2000kcal／m2・℃・
hrとなつて、ラミナーノズルｂ直下の点ｅより離
れるに従つて冷却能率が低下してばらつきが大き
くなつていた。この結果、冷却の不均一によつて
被処理材ｄの温度むらと、これに起因する変形を
発生する。この冷却の不均一を出来るだけ少なく
するためには、冷却水の水量を増加したり、ラミ
ナーノズルｂの間隔を小さくする等により、冷却
水を多量に流す必要があつた。 本発明は、少ない量の冷却水で均一な冷却がで
きるようにしたもので、熱鋼材の幅方向に延びる
スリツト状の流水口を有するノズルに、上記流水
口から流出する水に超音波振動を与えることがで
きるよう複数の超音波振動子を、上記流水口に対
向させて取り付け、且つ熱鋼材の形状に応じて上
記複数の超音波振動子の出力制御を行う制御器を
備えてなることを特徴とするものである。 次に本発明の一実施例を第２図について説明す
ると、鋼板１は矢印方向に一定速度で搬送されて
おり、その上方にはノズル２が設けられている。
水槽３内の冷却水はポンプ４でくみ上げられ、配
管５、制御弁６を通つてノズル２に供給されるよ
うになつている。ノズル２に供給される冷却水の
水量は、制御弁６の開度によつて調整される。７
は、図示しない他のノズルに対して冷却水を供給
する配管である。ノズル２には、第３図に示すよ
うに下方に向けたスリツト状の流水口８があつ
て、このスリツト状の流水口８は、鋼板１の幅方
向に延びている。そしてポンプ４によつて供給さ
れた前述の冷却水は、流水口８から鋼板１の表面
に向けて冷却水流９として流出する。 ノズル２における流水口８の直上の部分、すな
わち、スリツト状流水口８とは相対するところに
は、複数の超音波振動子１０が取り付けてあつ
て、各超音波振動子１０は、それぞれ超音波発振
器１１に接続されている。超音波は、制御器１２
でどの超音波発振器１１を作動させるかが決定さ
れ、その信号で発振される。超音波発振器１１で
発振した超音波は超音波振動子１０に伝えられて
超音波振動子１０を振動させ、流水口８から流出
する冷却水流に超音波振動を与えることになる。 超音波振動子１０より発生した超音波は、第４
図に示すように拡がり角αで拡散しながらスリツ
ト状の流水口８に直進する。従つて振動力を均一
に冷却水流９に伝えるためには、超音波振動子１
０を複数個、一定間隔をおいてノズル２に設ける
必要がある。 超音波振動の与えられていない冷却水流が300
〜1100℃の熱鋼板に接すると、冷却水流の一部は
瞬時に蒸発し、第５図に示す如く鋼板１の表面に
蒸気膜１３を形成する。この蒸気膜１３は熱伝達
率が低いため、鋼板１に対して冷却水流９が直接
当る所と、蒸気膜１３がある所では、鋼板１の表
面の冷却率は10倍以上も異なることになり、冷却
むらが生じたり、著しい場合には全面冷却不良を
引き起す。 ところが、冷却水流９に超音波振動が与えられ
ると、超音波振動が蒸気膜１３を鋼板１の表面か
ら引きはがす作用をするため、鋼１は冷却水流９
と均一に接触するようになり、鋼板１の冷却の均
一化と冷却率の向上とが大幅に良くなる。 超音波振動は、鋼板１の幅にあたる部分に与え
ればよいので、鋼板１の幅により、作動させる超
音波発振器１１の数を制御器１２で選択し、さら
に鋼板１の厚さによつて熱量が異なるので、制御
器１２で振動出力を変え、冷却の均一化と共に電
力消費量も最少にすることができる。制御器１２
はさらに制御回線１４を介して、複数個の他のノ
ズルの振動出力の制御も行なうことができる。 流水口８としては、スリツト状ではなく孔にす
ることも考えられるが、孔の場合には流水口８に
おいて超音波の減衰が発生すること、孔と孔との
間に不均一な部分が生ずることから、流水口８は
スリツト状にする必要がある。 超音波の振動としては、15KHzから500KHzま
でが望ましく、これ以下の振動では騒音が発生
し、500KHz以上では減衰が大きくなつて、鋼板
１の表面に達する有効面積が低下する。また出力
としては、各超音波振動子１０へ20W〜500Wの
範囲で与えることが適当であり、鋼板１の板厚、
速度、水量によつて出力を調整する。 本発明により実施した冷却例を次に表で示す。
用冷却機等に使用される、鋼材の冷却水供給装置
に関するものである。 ホツトストリツプミルの出口における鋼板の冷
却には、従来からラミナーフロー冷却法が行なわ
れていた。この方法は、第１図に示すようにポン
プａからの給水は、ラミナーノズルｂよりラミナ
ーフローｃとなつて熱鋼板等の被処理材ｄの上に
流れ、被処理材ｄを冷却している。 この場合、ラミナーノズルｂ直下の点ｅの冷却
率は安定していて冷却状態は良好であるが、ラミ
ナーノズルｂの直下から離れるに従つて被処理材
ｄの冷却率は再現性がなくなつて不安定になり、
冷却率は低下していた。たとえばラミナーノズル
ｂ直下の点ｅでは8000±1000kcal／m2・℃・hrの
熱伝達率は、点ｅより200mm離れた点ｆでは4000
±1500kcal／m2・℃・hrとなり、また点ｅより
500mm離れた点ｇでは2000±2000kcal／m2・℃・
hrとなつて、ラミナーノズルｂ直下の点ｅより離
れるに従つて冷却能率が低下してばらつきが大き
くなつていた。この結果、冷却の不均一によつて
被処理材ｄの温度むらと、これに起因する変形を
発生する。この冷却の不均一を出来るだけ少なく
するためには、冷却水の水量を増加したり、ラミ
ナーノズルｂの間隔を小さくする等により、冷却
水を多量に流す必要があつた。 本発明は、少ない量の冷却水で均一な冷却がで
きるようにしたもので、熱鋼材の幅方向に延びる
スリツト状の流水口を有するノズルに、上記流水
口から流出する水に超音波振動を与えることがで
きるよう複数の超音波振動子を、上記流水口に対
向させて取り付け、且つ熱鋼材の形状に応じて上
記複数の超音波振動子の出力制御を行う制御器を
備えてなることを特徴とするものである。 次に本発明の一実施例を第２図について説明す
ると、鋼板１は矢印方向に一定速度で搬送されて
おり、その上方にはノズル２が設けられている。
水槽３内の冷却水はポンプ４でくみ上げられ、配
管５、制御弁６を通つてノズル２に供給されるよ
うになつている。ノズル２に供給される冷却水の
水量は、制御弁６の開度によつて調整される。７
は、図示しない他のノズルに対して冷却水を供給
する配管である。ノズル２には、第３図に示すよ
うに下方に向けたスリツト状の流水口８があつ
て、このスリツト状の流水口８は、鋼板１の幅方
向に延びている。そしてポンプ４によつて供給さ
れた前述の冷却水は、流水口８から鋼板１の表面
に向けて冷却水流９として流出する。 ノズル２における流水口８の直上の部分、すな
わち、スリツト状流水口８とは相対するところに
は、複数の超音波振動子１０が取り付けてあつ
て、各超音波振動子１０は、それぞれ超音波発振
器１１に接続されている。超音波は、制御器１２
でどの超音波発振器１１を作動させるかが決定さ
れ、その信号で発振される。超音波発振器１１で
発振した超音波は超音波振動子１０に伝えられて
超音波振動子１０を振動させ、流水口８から流出
する冷却水流に超音波振動を与えることになる。 超音波振動子１０より発生した超音波は、第４
図に示すように拡がり角αで拡散しながらスリツ
ト状の流水口８に直進する。従つて振動力を均一
に冷却水流９に伝えるためには、超音波振動子１
０を複数個、一定間隔をおいてノズル２に設ける
必要がある。 超音波振動の与えられていない冷却水流が300
〜1100℃の熱鋼板に接すると、冷却水流の一部は
瞬時に蒸発し、第５図に示す如く鋼板１の表面に
蒸気膜１３を形成する。この蒸気膜１３は熱伝達
率が低いため、鋼板１に対して冷却水流９が直接
当る所と、蒸気膜１３がある所では、鋼板１の表
面の冷却率は10倍以上も異なることになり、冷却
むらが生じたり、著しい場合には全面冷却不良を
引き起す。 ところが、冷却水流９に超音波振動が与えられ
ると、超音波振動が蒸気膜１３を鋼板１の表面か
ら引きはがす作用をするため、鋼１は冷却水流９
と均一に接触するようになり、鋼板１の冷却の均
一化と冷却率の向上とが大幅に良くなる。 超音波振動は、鋼板１の幅にあたる部分に与え
ればよいので、鋼板１の幅により、作動させる超
音波発振器１１の数を制御器１２で選択し、さら
に鋼板１の厚さによつて熱量が異なるので、制御
器１２で振動出力を変え、冷却の均一化と共に電
力消費量も最少にすることができる。制御器１２
はさらに制御回線１４を介して、複数個の他のノ
ズルの振動出力の制御も行なうことができる。 流水口８としては、スリツト状ではなく孔にす
ることも考えられるが、孔の場合には流水口８に
おいて超音波の減衰が発生すること、孔と孔との
間に不均一な部分が生ずることから、流水口８は
スリツト状にする必要がある。 超音波の振動としては、15KHzから500KHzま
でが望ましく、これ以下の振動では騒音が発生
し、500KHz以上では減衰が大きくなつて、鋼板
１の表面に達する有効面積が低下する。また出力
としては、各超音波振動子１０へ20W〜500Wの
範囲で与えることが適当であり、鋼板１の板厚、
速度、水量によつて出力を調整する。 本発明により実施した冷却例を次に表で示す。
【表】
この表でわかる通り、超音波を与えない場合に
対して、超音波を与えた場合、のように水量を
同一とすると冷却率が向上する。のように水量
を減少しても冷却率はほとんど変らず、ポンプ動
力を小さくすることが出来る。のように冷却率
を同一にすれば水圧を低くすることが出来、また
ノズル２の数を少なくして水量も少量でよいこと
になり、従つて設備費と動力費を低減することが
可能になる。 以上説明した実施例は、熱鋼板として鋼板１が
使用されている場合を説明したが、、熱鋼材とし
て円柱形、円筒形の鋼材を冷却する場合には、リ
ング状のスリツトノズルにすればよい。また鋼板
１の上面を冷却する場合でも、ノズルとしてオー
バーフロー形、サイフオン形のノズルを使用し、
出口に対応する所に超音波振動子を取り付けても
よい。 本発明は、熱鋼材と冷却水との間に発生する蒸
気膜を超音波ではく離することにより、熱鋼材の
冷却率の向上と均一冷却とを図ることができ、冷
却率が向上することによつて冷却水量、水圧を低
下し、冷却水ポンプの動力を大幅に低下して省エ
ネルギーと動力費の低減とを行うことができる。 また冷却の均一化によつて被冷却材の変形が小
さくなり、製品の品質を向上させることができ、
焼入の場合には、冷却率の向上と振動を与えるこ
とによつて、焼入性を向上させることもできる。
対して、超音波を与えた場合、のように水量を
同一とすると冷却率が向上する。のように水量
を減少しても冷却率はほとんど変らず、ポンプ動
力を小さくすることが出来る。のように冷却率
を同一にすれば水圧を低くすることが出来、また
ノズル２の数を少なくして水量も少量でよいこと
になり、従つて設備費と動力費を低減することが
可能になる。 以上説明した実施例は、熱鋼板として鋼板１が
使用されている場合を説明したが、、熱鋼材とし
て円柱形、円筒形の鋼材を冷却する場合には、リ
ング状のスリツトノズルにすればよい。また鋼板
１の上面を冷却する場合でも、ノズルとしてオー
バーフロー形、サイフオン形のノズルを使用し、
出口に対応する所に超音波振動子を取り付けても
よい。 本発明は、熱鋼材と冷却水との間に発生する蒸
気膜を超音波ではく離することにより、熱鋼材の
冷却率の向上と均一冷却とを図ることができ、冷
却率が向上することによつて冷却水量、水圧を低
下し、冷却水ポンプの動力を大幅に低下して省エ
ネルギーと動力費の低減とを行うことができる。 また冷却の均一化によつて被冷却材の変形が小
さくなり、製品の品質を向上させることができ、
焼入の場合には、冷却率の向上と振動を与えるこ
とによつて、焼入性を向上させることもできる。
第１図は従来の冷却装置の縦断側面図、第２図
は本発明の一実施例の系統図、第３図はノズルの
一実施例の拡大縦断側面図、第４図はノズルの正
面図、第５図は従来の冷却状態を示す縦断側面図
である。 １……鋼板、２……ノズル、８……流水口、１
０……超音波振動子、１１……超音波発振器、１
２……制御器。
は本発明の一実施例の系統図、第３図はノズルの
一実施例の拡大縦断側面図、第４図はノズルの正
面図、第５図は従来の冷却状態を示す縦断側面図
である。 １……鋼板、２……ノズル、８……流水口、１
０……超音波振動子、１１……超音波発振器、１
２……制御器。
Claims (1)
- １ 熱鋼材の幅方向に延びるスリツト状の流水口
を有するノズルに、上記流水口から流出する水に
超音波振動を与えることができるよう複数の超音
波振動子を、上記流水口に対向させて取り付け、
且つ熱鋼材の形状に応じて上記複数の超音波振動
子の出力制御を行う制御器を備えてなることを特
徴とする鋼材の冷却水供給装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14400180A JPS5768214A (en) | 1980-10-15 | 1980-10-15 | Cooling water supply system for steel material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14400180A JPS5768214A (en) | 1980-10-15 | 1980-10-15 | Cooling water supply system for steel material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5768214A JPS5768214A (en) | 1982-04-26 |
| JPS6255923B2 true JPS6255923B2 (ja) | 1987-11-24 |
Family
ID=15352001
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14400180A Granted JPS5768214A (en) | 1980-10-15 | 1980-10-15 | Cooling water supply system for steel material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5768214A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3234414B2 (ja) * | 1994-09-26 | 2001-12-04 | 株式会社日立製作所 | 圧延機用冷却装置 |
| RU2429313C2 (ru) * | 2007-05-01 | 2011-09-20 | Ниппон Стил Корпорейшн | Способ очистки стального листа и система непрерывной очистки стального листа |
| MX2010012180A (es) * | 2008-05-13 | 2011-01-25 | Nippon Steel Corp | Metodo para producir chapa de acero laminada en caliente. |
| US8893519B2 (en) * | 2008-12-08 | 2014-11-25 | The Hong Kong University Of Science And Technology | Providing cooling in a machining process using a plurality of activated coolant streams |
| GB2472196A (en) * | 2009-07-27 | 2011-02-02 | Siemens Vai Metals Tech Ltd | Integral Ultrasound Flatness Gauge for Cooling Machine |
-
1980
- 1980-10-15 JP JP14400180A patent/JPS5768214A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5768214A (en) | 1982-04-26 |
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