JPH0211325B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は熱間圧延鋼材の冷却床における冷却を
目的に応じて使いわけできるように構成した冷却
床における徐冷装置に関するものである。

（従来の技術） 鋼材は、通常熱間圧延により各種の所要形状を
与えた後、冷却床で曲り発生を防止しつつ空冷を
行ない製造している。これらの鋼材は、次工程に
おける切削もしくは冷間加工工程において、切削
性、冷段性などの特性改善のため軟化熱処理を施
しているのが現状である。しかし、この軟化熱処
理は多大の労力と時間を要するばかりでなく、加
熱、冷却に多くのエネルギーを消費し、多大のコ
ストがかかつている。

一方、熱間圧延後の冷却速度を所定の速度以下
にし、徐冷することで、圧延材を軟化できること
が知られており、圧延直後の保有顕熱を利用した
徐冷は上記次工程の軟化処理を省略することが可
能となり、大幅なコストダウンを図ることができ
る。

この直接熱処理を目的として、例えば実公昭56
−42335号公報あるいは特開昭58−93510号公報が
提案されている。

しかしながら、実公昭56−42335号は、上下左
右を保温材による密閉構造としているが、移動圧
延材の通過方向である前後両面が開口されている
ため、輻射熱放散による徐冷効果はあるが対流に
よる熱放散を防止できず、徐冷冷速を遅くするこ
とに限界がある。また、密閉構造となつているこ
とから、徐冷専用の製造設備であれば良いが、徐
冷不可材、徐冷不用材の表面スケール抑制の観点
から多様な製品を生産するラインではその都度装
置を撤去する必要があり、移送装置の一部が密閉
構造内にあるため取外し、取付の組替に多大の時
間を要し、生産障害が大きい等の問題がある。ま
た特開昭58−93510号では、上記問題の解決策と
してカバーの四周を耐熱カーテンで密閉構造と
し、対流熱放散を減少させ、また上下カバー共退
避可能な構造を採用している。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、この機構を採用することで、特に冷却
床下部機構は次のような問題点が生じる。

ア） 退避可能な下部カバーを圧延鋼材を支持す
るレツヘンの下部に設置することで下部カバー
はほぼ密閉構造可能であるが、前記レツヘンが
徐冷装置内にあるため高温にさらされ、荷重が
かかることから熱変形を生じやすく、このため
レツヘン支持スパンを短かくするなどの設計上
の制限がともなう。また徐冷による軟化鋼材製
造のためには、徐冷に相当する冷却速度の他、
徐冷時間、徐冷終了温度を確保する必要があ
り、徐冷装置幅が短かいことで、生産量が限定
され生産性が阻害される。また、レツヘンがク
リープ変形を生じ、鋼材を支持するレツヘンの
取替頻度が多くランニングコストアツプにもな
る。またレツヘンの支持スパンを長くしようと
すればレツヘンの高さを高くする必要があり、
鋼材と下部カバー間の距離が大きくなりカバー
内対流を生じやすく、下部カバーの隙間からの
浸入空気により、冷却速度が速められる欠点も
ある。

イ） 退避可能な下カバーをレツヘン強度の確保
及び対流防止から、鋼材直下に設けようとすれ
ば、可動、固定両レツヘンの高さの範囲内に下
カバーを設置せねばならず、下カバーは各レツ
ヘンとの干渉をさけるため分割する必要が生じ
て数百条もの下カバー駆動構造となり、設備投
資が大きく、また設備信頼性が落ち、可動な下
カバーとレツヘンとの隙間が非常に大きくなつ
て目的とする徐冷効果を得るための冷却速度も
制限を受ける欠点があつた。

以上述べた様に、ある制限下もしくは生産性、
設備耐久性等を犠牲にした小量の簡易軟化処理鋼
を製造することは従来技術で可能だが多品種の大
規模生産ラインにおいて、生産性、設備耐久性を
確保しつつ所定の軟化処理鋼材の製造には多くの
問題があつた。

また、従来の保温カバーは圧延材内面側にセラ
ミツクフアイバー等を張り外皮を鉄板等で固定し
た密閉構造を採用し、カバーからの熱伝導による
熱放散を防止し、徐冷を行なつている。更に効率
を上げるために、最内面に光沢のあるよく反射可
能なステンレス板等を使用し積極的に輻射による
熱放散を減少させている例もある。しかし、この
両者共輻射熱を反射する効果があり、徐冷不可材
もしくは徐冷不要材の時、下保温カバーを残して
おくと圧延材の下部は上部に比し冷速がかなり遅
くなり、冷却床上での圧延の曲り発生の原因とな
る。この現象は下保温カバーを圧延材から離れた
位置に設置することでさけられるが、前述した様
に、徐冷実施時にレツヘンの熱変形、対流による
徐冷効果の現象等の問題が生じる。

（問題点を解決するための手段） 本発明の目的は、上記の如き従来法の欠点を解
消し、オンラインで効率的、効果的に徐冷ならび
にその他の冷却を行なうことのできる熱間圧延鋼
材の冷却床における徐冷を提供するものである。

本発明の要旨とするところは、冷却床において
鋼材に対面する内張が熱吸収性の良い物質である
黒体あるいはその近似物（以下、黒体板という）
であつて、その裏面に断熱性の良い断熱材を配設
して構成された保温カバーの構造にあり、かかる
保温カバーを冷却床の鋼材搬送ラインの直上と直
下に設置し、更にそれら上下保温カバー間の四周
からの熱放散防止のために耐熱カーテンにて覆う
構造とした点にある。かくして、鋼材の輻射熱放
散と対流熱放散を防止し圧延鋼材の徐冷を可能に
するとともに、徐冷不可材、徐冷不要材の冷却に
際しては、冷却床直上の保温カバーを退避可能の
構造とすることによりそれらの処理も可能とさせ
るものである。この時冷却床直下の保温カバー
は、その内面に設けた黒体板と断熱性を高め若干
の通気度を確保した構造から、設備的に簡易な、
また設備耐久性信頼性のすぐれた固定式の採用を
可能とし、生産障害なく操業できる構造とした点
に特徴がある。ここでいう若干の通気度を確保し
た下保温カバーの構造とは、黒体板と断熱材およ
び外鉄皮を貫通する適切な孔、隙間を設けた点に
ある。

（実施例） 以下に本発明の実施例を棒鋼圧延ラインの場合
について図面を参照して説明する。

第１図は本発明による冷却装置の一実施例を示
す側面図である。第２図は第１図のＡ―Ａ要部拡
大断面図である。

熱間圧延を終了した棒鋼１は規定の長さ寸法に
切断された後、冷却床の固定レツヘン２および可
動レツヘン３により連続的に図面の左から右へ横
方向に運ばれる。可動レツヘン３は冷却床の下方
に設けられた駆動装置４によつて連動梁５を介し
て円運動もしくはだ円運動することにより一定区
間運動し、固定レツヘン２上の溝に一時停止した
棒鋼１を隣接する右方の溝に順次移動させるよう
になつている。

かかる構成の従来のレツヘン形冷却床において
本発明による徐冷装置は次の如く構成される。す
なわち冷却床の直上に退避可能な上部保温カバー
６を設け、更に、上部保温カバーの四周には耐熱
性カーテン７もしくは可動な耐熱遮へい板を設
け、上部保温カバー６と固定レツヘン２および右
方へ移動する棒鋼１との間隙を閉塞し対流熱及び
輻射熱の放散を防止する構造とし、下保温カバー
８を固定レツヘン２の上部の溝の直下に固定設置
することによる対流効果を減少させかつ放散熱の
減少を図つた構造である。

上部保温カバー６および下部保温カバー８の構
成は、第２図に示すように鋼材すなわち棒鋼１に
対面する内面に黒体板９を有し、その外面に断熱
材１０、外皮１１と順次重ねた積層構造としてい
る。

黒体板９は完全黒体であることが理想的だが、
実現可能な範囲で近似特性を有する物質を用いる
ことができる。本発明者等の経験によれば、表面
を黒く酸化させた極薄鋼板も同様の特性を有し、
使用可能であることがわかつた。これは、表面の
黒色化と熱容量が極めて小さいことに基因し、速
やかに熱を吸収して対向する鋼材の温度に近づく
ためと思われる。

断熱材１０は通常用いられる耐火性の断熱材で
あればよく、セラミツクフアイバー等が使用でき
る。１１は外皮であるが機械構造的に強固な外枠
であり、鋼材構造物で形成される。黒体板９およ
び断熱材１０は適宜の方法で外皮１１に貼付する
とよい。

７は、耐熱性カーテンで上部保温カバー６から
垂れ下げて形成されるが、石綿布あるいは類似の
可撓性耐熱物質ないしはそのような特性をもたせ
た耐熱遮へい板であつてもよい。耐熱性カーテン
７は上部保温カバーの四周から垂れ下げた垂幕構
造であり、その下端は下部保温カバー８に達する
ようにすると効果的である。

下部保温カバーを上から見た様子を第３図に示
す。下部保温カバー８は固定レツヘン２の部分は
密閉構造となつており、可動レツヘン３の部分
で、可動レツヘン３が動作するため隙間１８をあ
ける必要がある。また下部保温カバー８には小孔
１９が設けられており、徐冷不要時の冷却維持、
棒鋼の曲り防止のため適切な開口面積、配置で設
置されている。上記隙間１８と小孔１９の開口面
積の合計は、下部保温カバーの有効面積の２〜10
％程度とされる。

次に、上部保温カバー６の退避構造について第
１図により説明する。

１２は上部保温カバー６の支持体、１３は支持
架台である。支持枠１２はピン１４により支持架
台１３に回転自在に取り付けられている。上部保
温カバーのほぼ中央部からワイヤー１５にて吊り
上げる構造としている。１６はシーブ、１７はワ
イヤーの巻取ドラムである。退避時には巻取ドラ
ム１７によりワイヤー１５を巻取ることにより上
部保温カバー６はピン１４を支点として俯仰し、
６′にて示す位置に退避する。

（作用） 本発明は以上のように構成されているので、上
下保温カバーが黒体板を内面に有するので、圧延
鋼材からの輻射熱を反射することなく吸収してし
まうが、その熱容量が小さいことと裏面に断熱材
を有することの組合せにより速やかに温度上昇を
きたし、保温効率を高めることになる。したがつ
て、冷却床で鋼材に対し徐冷を行なう場合には、
上部保温カバーを巻き下げて搬送される鋼材の上
面を覆うように形成する。この時、上下保温カバ
ー間の空隙は耐熱性カーテン７にて遮へいされて
いるので、下部保温カバーに設けた隙間や小孔か
らの侵入空気は極めて僅少であり、内部対流も生
じない。鋼材はカーテン構造であることにより自
由に出入り出来る。

また、徐冷対象材以外の時には、上部保温カバ
ー６を巻き上げることにより退避させておくこと
のみで通常の冷却床と同様の冷却速度にて冷却処
理を行なうことができる。この時には、上部保温
カバーがないことにより下部保温カバーの隙間お
よび小孔の存在が加担し、周囲の空気による対流
冷却は活発である。

第４図に、上部保温カバー退避時の冷却速度に
対する下部保温カバーの影響を示す。図中Ａはカ
バー類を一切設けていないオリジナルな冷却床で
の冷却速度を、Ｂは本発明における冷却速度を、
Ｃは従来用いられていた反射率の良い物質で孔、
隙間等を設けず対流を防止した時の様子を示す曲
線である。この図から分かるように、従来用いら
れていた下部保温カバーを設置したままにすると
冷却速度で0.1〜0.2℃／secの差があり、その分鋼
材の上下面の温度差が大きく、成品に曲りを生じ
る。一方本発明のように、黒体板により熱を吸収
し、かつ対流を生じさせる孔、隙間等を設けたも
のであればそれを設置しておいても、その冷却速
度差は高々0.05℃／sec程度であり、成品曲り及
び冷却能力（生産性）になんら影響を与えない範
囲のものである。

一方徐冷時の冷却速度について、本発明の上下
保温カバーにおける開口率の影響を第５図により
説明する。

徐冷効果は上，下保温カバーの設置により大幅
な徐冷の効果が得られる。下保温カバーの開口率
を減少するほど効果は上がるが、本発明に係る保
温カバーであれば十分SCM等の合金鋼の軟化も
可能な徐冷速度が得られ、下保温カバーの固定化
が実現できるものである。

（発明の効果） 以上、述べたように本発明によれば下保温カバ
ーが固定化が可能であり、設備的に簡単で、かつ
レツヘンのクリープ変形を防止でき、設備耐久
性、信頼性の向上が得られ、多品種の大規模生産
ラインにおいて生産性を阻害することなくオンラ
インでの軟化処理鋼の実現を図れる。

また本発明にかかる上，下保温カバーの内面に
設ける黒体板は熱吸収性がよく、かつ熱容量を小
さくすることで鋼材と周囲物体との温度差が速や
かに縮小され徐冷実施時の非定常特性が良く、従
来法による徐冷に比し徐冷対象材前のダミー圧延
材を減少できる等の効果も併せ得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す側面図、第２図は
第１図の要部拡大Ａ―Ａ断面図、第３図は第２図
のＢ―Ｂ断面図、第４図はカバーの有無および種
別による鋼材の冷却速度の違いを鋼材のサイズ毎
にあらわした図表、第５図は特に下部カバーの有
無とその種別による鋼材の冷却速度を鋼材のサイ
ズ毎にあらわした図表である。 ２：固定レツヘン、３：可動レツヘン、４：駆
動装置、５：連動梁、６，６′：上部保温カバー、
７：耐熱性カーテン、８：下部保温カバー、９：
黒体板、１０：断熱材、１１：外皮、１２：支持
枠、１３：支持架台、１４：ピン、１５：ワイヤ
ー、１６：シーブ、１７：巻取ドラム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 熱間圧延鋼材が、駆動装置によつて連動梁を
   介して円運動もしくはだ円運動する可動レツヘン
   で、固定レツヘン上を順次移動しながら冷却する
   レツヘン形冷却床において、 前記冷却床の直上に退避可能に構成された上部
   保温カバーを、また、直下には冷却床を覆う下部
   保温カバーを設け、該上部保温カバーと該下部保
   温カバーには熱吸収性の良い物質である黒体ある
   いはその近似物により内張りされ、その裏面に断
   熱材を配設して形成され、該下部保温カバーには
   貫通した小孔を設け、さらに上部保温カバーと下
   部保温カバーの間には耐熱カーテンが垂設されて
   形成した構成を特徴とする熱間圧延鋼材の冷却床
   における徐冷装置。