JPH06182425A - Cooling device for high temperature steel material - Google Patents

Cooling device for high temperature steel material

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Publication number
JPH06182425A
JPH06182425A JP35561492A JP35561492A JPH06182425A JP H06182425 A JPH06182425 A JP H06182425A JP 35561492 A JP35561492 A JP 35561492A JP 35561492 A JP35561492 A JP 35561492A JP H06182425 A JPH06182425 A JP H06182425A
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JP
Japan
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nozzle
header
water supply
slit
supply pipe
Prior art date
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Pending
Application number
JP35561492A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoichi Haraguchi
洋一 原口
Michiharu Hannoki
道春 播木
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority to JP35561492A priority Critical patent/JPH06182425A/en
Publication of JPH06182425A publication Critical patent/JPH06182425A/en
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  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
  • Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スリットノズルの出口間隔を高精度かつ均一
に維持でき、かつ、ノズル長手方向の流量分布を正確に
均一化する。 【構成】 給水管に接続される給水ヘッダー11の、長
手方向に所定の間隔を存して送水管12を接続する。内
部に整流板15を設けた整流室Bを備えてなるノズルヘ
ッダー13を、送水管12に着脱可能に取り付ける。ノ
ズルヘッダー13の反整流室側にノズルスペーサ16を
介してノズル支持板18を着脱可能に取り付ける。ノズ
ルヘッダー13とノズル支持板18に取り付けた対をな
すノズルプレート19a・19bにより所定のスリット
ノズルを形成する。ノズルヘッダー13の頂部に所定の
間隔を存して通気管20を接続する。通気管20の途中
に開閉弁21を介設する。
(57) [Abstract] [Purpose] To maintain the slit nozzle outlet spacing with high accuracy and uniformity, and to make the flow distribution in the nozzle longitudinal direction uniform. [Structure] A water supply header 11 connected to a water supply pipe is connected to a water supply pipe 12 at a predetermined interval in the longitudinal direction. A nozzle header 13 including a rectifying chamber B having a rectifying plate 15 inside is detachably attached to the water supply pipe 12. A nozzle support plate 18 is detachably attached to the nozzle header 13 on the side opposite to the straightening chamber via a nozzle spacer 16. A pair of nozzle plates 19a and 19b attached to the nozzle header 13 and the nozzle support plate 18 form a predetermined slit nozzle. The ventilation pipe 20 is connected to the top of the nozzle header 13 with a predetermined space. An on-off valve 21 is provided in the middle of the ventilation pipe 20.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、鋼板等の高温鋼材を所
定の温度まで均一かつ高精度に制御冷却する装置に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for uniformly and highly accurately controlling and cooling a high temperature steel material such as a steel sheet to a predetermined temperature.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、幅広の高温鋼材を冷媒で冷却す
るに際し、冷媒吐出用ノズルとして、スリットノズルを
用いてラミナーフローを生じさせた方が、パイプノズル
を用いた場合よりも冷却能力が高くなり、しかも被冷却
材幅方向の冷却均一性にも優れていることは周知である
ので、近年、例えば熱延ホットランテーブルにおいても
スリットラミナーによる冷却法が多用されるようになっ
てきた。
2. Description of the Related Art Generally, when a wide high temperature steel material is cooled with a refrigerant, a slit nozzle is used as a refrigerant discharge nozzle to generate a laminar flow, which has a higher cooling capacity than a pipe nozzle. In addition, since it is well known that the cooling uniformity in the width direction of the material to be cooled is also excellent, in recent years, for example, in the hot rolling hot run table as well, the cooling method using the slit laminar has been widely used.

【0003】しかしながら、最近では、高温鋼材の冷却
にも一段と微妙な制御が要求されるようになってきたこ
ともあり、スリットノズルを用いた場合であっても、冷
却能力の均一性確保に関して様々な問題が指摘されてい
る。
However, recently, even more delicate control is required for cooling high temperature steel materials, and even when a slit nozzle is used, there are various ways to ensure uniform cooling capacity. Problems have been pointed out.

【0004】例えばオンラインにて鋼板を熱処理する場
合には、長年にわたって使用し続けるうちにノズル内の
水圧負荷、熱鋼板から受ける放射熱による熱歪、鋼板搬
送時に発生する振動や自重による撓み変形等、種々の使
用環境条件による影響を受けて、スリットノズルが徐々
に変形してゆき、スリットギャップが初期の設定値から
大きくずれてしまうことがしばしば発生する。このた
め、板幅方向の流量分布ムラや水膜切れが生じてスリッ
トノズルを使用した場合の最大の特徴である均一冷却性
が大きく損なわれるばかりでなく、ラミナー流が乱され
て冷却能力が低下してしまうという問題が生じていた。
For example, when heat-treating a steel sheet online, the water pressure load in the nozzle, thermal strain due to radiant heat received from the hot steel sheet, vibration generated when the steel sheet is conveyed, and bending deformation due to its own weight, etc. Often, the slit nozzle is gradually deformed under the influence of various operating environment conditions, and the slit gap often largely deviates from the initial set value. For this reason, not only the uniform cooling performance, which is the greatest feature of using a slit nozzle due to uneven flow distribution in the plate width direction and water film breakage, but also the laminar flow is disturbed and the cooling capacity deteriorates. There was a problem of doing.

【0005】そこで、スリットノズルのスリット出口部
において間隔調整ボルトを取り付け、メンテナンス時に
間隔を調整する等の手段が採られることもあった。しか
しながら、ノズルを構成する部材は変形をできるだけ防
ぐために、高剛性のものを使用することが多いので、一
旦変形が生じてしまうと間隔調整ボルトでは均一なスリ
ット出口部の間隔を復元することは非常に困難であっ
た。
[0005] Therefore, there has been a case where a means such as attaching a space adjusting bolt at the slit outlet of the slit nozzle and adjusting the space during maintenance has been adopted. However, in order to prevent deformation as much as possible, the members that make up the nozzles are often highly rigid, so once deformation occurs, it is extremely difficult to restore a uniform slit outlet spacing with the spacing adjustment bolt. It was very difficult.

【0006】また、図8・9に示すようなヘッダー密閉
タイプのスリットラミナーノズルでは、ノズルヘッダー
1部分の内圧を負圧とすることができるので、整流度の
高いラミナーフローが得られるが、ノズルヘッダー1内
への給水は、ノズルヘッダー1の片端または両端から行
われているので、ノズルヘッダー1内で給水側の方の圧
力が低下して圧力勾配が生じ、板幅方向の流量分布を均
一にできないという問題が生じていた。なお、図8・9
において、2はノズルヘッダー1内に挿入された整流
管、3は同じく整流板、4は整流管2からノズルヘッダ
ー1内に供給され、整流板3を通って流出してきた冷却
水を被冷却材に案内するノズル側板、5はこのノズル側
板4の出口部のスリット間隔を調整するシリンダであ
る。
Further, in the header closed type slit laminar nozzle as shown in FIGS. 8 and 9, since the internal pressure of the nozzle header 1 portion can be made a negative pressure, a laminar flow having a high rectification degree can be obtained. Since water is supplied to the header 1 from one end or both ends of the nozzle header 1, the pressure on the water supply side in the nozzle header 1 decreases and a pressure gradient is generated, resulting in a uniform flow rate distribution in the plate width direction. There was a problem that I could not do it. 8 and 9
In FIG. 2, 2 is a straightening pipe inserted in the nozzle header 1, 3 is also a straightening plate, 4 is a straightening pipe supplied from the straightening pipe 2 into the nozzle header 1, and the cooling water flowing out through the straightening plate 3 is a cooled material. The nozzle side plates 5 that guide the nozzle side plates 5 are cylinders that adjust the slit spacing at the outlet of the nozzle side plate 4.

【0007】そこで、上記した問題を解決するために、
スリットノズル側板の一方を移動可能な構造としてメン
テナンス性やスリット間隔のばらつきを防止したり、あ
るいは、ノズル側を水冷することにより熱変形を防止す
る等の提案がなされるようになってきた。
Therefore, in order to solve the above problems,
It has been proposed that one of the slit nozzle side plates be configured to be movable to prevent maintainability and variations in slit intervals, or to prevent thermal deformation by cooling the nozzle side with water.

【0008】たとえば、実公昭62−39846号で
は、上端がヘッダーに固定される固定側ノズルプレート
と、これに対抗し上端が可動自在に支持される可動側ノ
ズルプレートとの連結部に、ノズル間隔に対応した厚さ
のパッキンを介設した構造のスリットノズルによって、
メンテナンス性の向上を図ろうとする冷却装置が提案さ
れている。
[0008] For example, in Japanese Utility Model Publication No. 62-39846, the nozzle spacing is provided at a connecting portion between a stationary nozzle plate whose upper end is fixed to a header and a movable nozzle plate which opposes this and whose upper end is movably supported. With a slit nozzle with a structure in which a packing with a thickness corresponding to
A cooling device has been proposed which attempts to improve maintainability.

【0009】また、実開昭58−4210号では、ヘッ
ダー管とは独立に構成した板状ノズル部をフランジ等に
よって支持して装着し、板状ノズル部を水冷可能なボッ
クス構造として、製作精度を向上すると共に、外力・熱
歪等による経時変化に対する剛性をボックス部に受け持
たせることにより、メンテナンス性の向上を図ろうとす
る冷却装置が提案されている。
Further, in Japanese Utility Model Laid-Open No. 58-4210, a plate-shaped nozzle portion, which is constructed independently of the header tube, is mounted by being supported by a flange or the like, and the plate-shaped nozzle portion has a box structure capable of being water cooled. In addition to the above, a cooling device has been proposed which attempts to improve the maintainability by allowing the box portion to have rigidity against changes with time due to external force, thermal strain, and the like.

【0010】また、実公昭59−35293号では、ノ
ズル部を有するヘッダー外管内に略等間隔で開口する多
数の水流出孔を有し、かつ、給水端と反対側の端部を閉
塞した給水管を備え、さらに、給水管内に給水端側の冷
却水の一部を閉塞端側に導く導管を装備することによ
り、片側に給水した場合でもノズル長手方向に均一な流
量分布を得ようとする冷却装置が提案されている。
Further, in Japanese Utility Model Publication No. 59-35293, there is provided a water supply hole having a large number of water outlet holes opened at substantially equal intervals in a header outer pipe having a nozzle portion, and an end portion opposite to a water supply end is closed. By providing a pipe and a conduit for guiding a part of the cooling water on the water supply end side to the closed end side in the water supply pipe, even when water is supplied to one side, it is possible to obtain a uniform flow rate distribution in the nozzle longitudinal direction. A cooling device has been proposed.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、ノズ
ル側壁の片側を移動自在に支持することにより(実公昭
62−39846号)、或いは、ノズル側板を水冷ボッ
クス構造とすることにより(実開昭58−4210
号)、或いは、ヘッダー外管内に挿入する給水管を二重
管構造とすることにより(実公昭59−35293
号)、メンテナンス性や均一冷却性は一段と改善される
ようになったが、それでも実際には、まだ以下のような
問題がある。
As described above, one side of the nozzle side wall is movably supported (No. 62-39846), or the nozzle side plate has a water-cooled box structure (no actual opening). Sho 58-4210
No.) or by making the water supply pipe to be inserted into the outer pipe of the header a double pipe structure.
No.), the maintainability and the uniform cooling property have been further improved, but in reality, there are still the following problems.

【0012】すなわち、実公昭62−39846号のよ
うに、ノズル側板を可動側と固定側とで構成した場合、
固定側ノズルプレートで変形が生じた場合、ノズル全体
を補修する必要が生じ、メンテナンスの費用が増大する
という問題がある。
That is, when the nozzle side plate is composed of a movable side and a fixed side as in Japanese Utility Model Publication No. 62-39846,
When the stationary side nozzle plate is deformed, it is necessary to repair the entire nozzle, which increases the maintenance cost.

【0013】また、実開昭58−4210号のように、
ノズル側板を水冷可能なボックス構造とした場合、ノズ
ル側板自体の熱歪等による変形はほぼ解消できるが、ノ
ズルギャップを維持する機構がないので、特に厚鋼板の
広幅材の制御冷却に適用した場合、5m幅のスリットノ
ズルの出口間隔を全体にわたって高精度に維持管理する
ことは依然として困難である。
Also, as in Japanese Utility Model Laid-Open No. 58-4210,
When the nozzle side plate has a box structure that can be water-cooled, deformation due to thermal strain of the nozzle side plate itself can be almost eliminated, but there is no mechanism to maintain the nozzle gap, especially when applied to the controlled cooling of wide material of thick steel plate. It is still difficult to maintain the outlet interval of the slit nozzle having a width of 5 m with high accuracy throughout.

【0014】また、実公昭59−35293号のよう
に、給水管を二重管として流量分布の均一化を図った場
合には、中央部に比べて両端部のヘッダー圧が低くなる
ので、流量分布を十分に均一化することはできない。
When the water supply pipe is a double pipe and the flow distribution is made uniform as in Japanese Utility Model Publication No. 59-35293, the header pressure at both ends is lower than that in the central part, so The distribution cannot be made sufficiently uniform.

【0015】本発明は従来の冷却装置にあった上記した
問題を払拭し、熱歪や外力等の影響を受けてもスリット
ノズルの出口間隔を高精度かつ均一に維持できてメンテ
ナンス性に優れると共に、ノズル長手方向の流量分布を
正確に均一化できて被冷却材の幅方向に均一な冷却が実
現できる高温鋼材の冷却装置を提供することを目的とし
ている。
The present invention eliminates the above-mentioned problems in the conventional cooling device, and can maintain the slit nozzle outlet spacing with high accuracy and uniformity even when affected by thermal strain, external force, etc., and is excellent in maintainability. An object of the present invention is to provide a cooling device for high-temperature steel material, which can accurately uniformize the flow rate distribution in the nozzle longitudinal direction and realize uniform cooling in the width direction of the material to be cooled.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明の高温鋼材の冷却装置は、給水管に接続
されかつ長手方向に所定の間隔を存して送水管を接続し
た給水ヘッダーと、前記送水管に着脱可能に取り付けら
れ、かつ、内部に整流板を設けた整流室を備えてなるノ
ズルヘッダーと、このノズルヘッダーの反整流室側にノ
ズルスペーサを介して着脱可能に取り付けられ、かつ、
取り付けた際、それぞれに取り付けた対をなすノズルプ
レートにより所定のスリットノズルを形成するノズル支
持板と、前記ノズルヘッダーの頂部に所定の間隔を存し
て接続され、その途中に開閉弁を介設した通気管を具備
させているのである。
In order to achieve the above-mentioned object, a cooling device for high temperature steel according to the present invention comprises a water supply pipe which is connected to a water supply pipe and which is connected to a water supply pipe at a predetermined interval in the longitudinal direction. A header, a nozzle header removably attached to the water pipe, and a rectifying chamber having a rectifying plate inside, and a nozzle spacer on the side opposite to the rectifying chamber of the nozzle header detachably attached via a nozzle spacer. And
When attached, a nozzle support plate that forms a predetermined slit nozzle by a pair of nozzle plates attached to each is connected to the top of the nozzle header at a predetermined interval, and an opening / closing valve is provided in the middle thereof. It is equipped with a vent pipe.

【0017】[0017]

【作用】本発明の高温鋼材の冷却装置は、ノズルヘッダ
ーの側部に整流室を設けてスリットノズル入口部の冷媒
量を可及的に少なくするとともに、その途中に開閉弁を
介設した通気管をノズルヘッダーの頂部に所定の間隔を
存して接続しているので、特にOFF時の応答性が良く
なる。また、本発明は、ノズルスペーサによってスリッ
トノズル出口部の間隔を調整する構造であるので、ノズ
ル長手方向にわたってスリットノズル出口部の間隔を均
一にかつ高精度に保持できる。
In the cooling device for high temperature steel of the present invention, the flow straightening chamber is provided on the side of the nozzle header to reduce the amount of refrigerant at the inlet of the slit nozzle as much as possible, and an opening / closing valve is provided in the middle thereof. Since the trachea is connected to the top of the nozzle header with a predetermined interval, the responsiveness becomes particularly good when OFF. Further, according to the present invention, since the gap between the slit nozzle outlets is adjusted by the nozzle spacer, the gap between the slit nozzle outlets can be kept uniform and highly accurate in the nozzle longitudinal direction.

【0018】[0018]

【実施例】以下、本発明を、図1〜図4に示す実施例に
基づいて説明する。図1は本発明の高温鋼材の冷却装置
の1実施例を縦断面して示す図、図2は図1の矢視A−
A図で、一部断面して示す図面、図3はノズルスペーサ
の形状の実施例を示す図、図4は本発明装置による均一
冷却方法の説明図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below based on the embodiments shown in FIGS. FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing one embodiment of a cooling device for high-temperature steel according to the present invention, and FIG.
FIG. 3A is a partial cross-sectional view, FIG. 3 is a view showing an embodiment of the shape of a nozzle spacer, and FIG. 4 is an explanatory view of a uniform cooling method by the device of the present invention.

【0019】図1及び図2において、11はその片端ま
たは両端が図示しない給水管に接続された給水ヘッダー
であり、この給水ヘッダー11の長手方向には所定の間
隔を存して送水管12が接続されている。そして、この
送水管12はノズルヘッダー13の一方側部に例えばボ
ルト14aとナット14bで着脱可能に取り付けられ、
送水管12の先端部はノズルヘッダー13内に設けられ
た均圧室A内に位置せしめられている。
In FIGS. 1 and 2, reference numeral 11 denotes a water supply header whose one end or both ends is connected to a water supply pipe (not shown), and the water supply pipe 12 has a predetermined interval in the longitudinal direction of the water supply header 11. It is connected. The water pipe 12 is detachably attached to one side of the nozzle header 13 with, for example, bolts 14a and nuts 14b.
The tip of the water supply pipe 12 is located in a pressure equalizing chamber A provided in the nozzle header 13.

【0020】従って、給水管より送られた冷媒は給水ヘ
ッダー11・送水管12内を通って、送水管12の先端
部に開設された整流孔12aから、ノズルヘッダー13
内の均圧室Aに流れ込む。この際、給水ヘッダー11内
では、給水口側の圧力が低くなって長手方向に圧力勾配
が生じるが、冷媒はさらに送水管12を通って均圧室A
内に圧力勾配の方向とは直角に流れ込み、均圧室A内で
冷媒の流れが混じりあって長手方向に十分均圧化される
ので、片端或いは両端から給水した場合でもノズルの長
手方向に均一な流量分布を得ることができる。
Therefore, the refrigerant sent from the water supply pipe passes through the water supply header 11 and the water supply pipe 12, and from the straightening hole 12a formed at the tip of the water supply pipe 12 to the nozzle header 13
It flows into the pressure equalizing chamber A inside. At this time, in the water supply header 11, the pressure on the water supply port side becomes low and a pressure gradient occurs in the longitudinal direction, but the refrigerant further passes through the water supply pipe 12 and the pressure equalizing chamber A
It flows in at right angles to the direction of the pressure gradient, and the refrigerant flows are mixed in the pressure equalizing chamber A to sufficiently equalize the pressure in the longitudinal direction, so even if water is supplied from one end or both ends, it is uniform in the longitudinal direction of the nozzle. It is possible to obtain a wide flow rate distribution.

【0021】均圧室A内で均圧化された冷媒の流れは、
均圧室Aとその上部に設けられた整流室B間に介設され
た整流板15の多数の細孔15aから一様に整流化され
た流れとして整流室B内に流れ込む。そして、多数の細
孔15aを通って整流室B内で整流化された冷媒流れ
は、整流室Bに続くノズルヘッダー13内の頂部Cを通
ってノズルヘッダー13の反整流室B側に形成されたス
リットノズル内に流れ込む。
The flow of the pressure-equalized refrigerant in the pressure equalizing chamber A is
It flows into the rectification chamber B as a uniformly rectified flow from many pores 15a of the rectification plate 15 provided between the pressure equalization chamber A and the rectification chamber B provided above it. The flow of the refrigerant rectified in the rectification chamber B through the large number of pores 15a is formed on the side opposite to the rectification chamber B of the nozzle header 13 through the top C in the nozzle header 13 following the rectification chamber B. It flows into the slit nozzle.

【0022】ところで、前記スリットノズルは、ノズル
ヘッダー13にノズルスペーサ16を介して、例えばボ
ルト17aとナット17bで着脱可能に取り付けられる
ノズル支持板18と、ノズルヘッダー13の相対抗する
面にそれぞれ取り付けた対をなすノズルプレート19a
・19bによって形成し、スリットノズルの出口間隔T
oをスリットノズルの長手方向にわたって均一に一定値
を高精度に保持できるようにしている。すなわち、ノズ
ルスペーサ16を挟んでノズル支持板18及びノズルヘ
ッダー13を両側から固定用ボルト17cとナット17
dで締めつけることで、ノズル支持板18やノズルプレ
ート19a・19bの変形を防止すると共に、スリット
ノズルの出口間隔Toを常に一定に保つことができる。
By the way, the slit nozzles are attached to the nozzle header 13 through the nozzle spacers 16, for example, a nozzle support plate 18 which is detachably attached by, for example, bolts 17a and nuts 17b, and the opposing surfaces of the nozzle header 13. A pair of nozzle plates 19a
-Formed by 19b, the exit distance T of the slit nozzle
The value of o can be maintained uniformly with high precision in the longitudinal direction of the slit nozzle. That is, the nozzle support plate 18 and the nozzle header 13 are sandwiched from both sides of the nozzle spacer 16, and the fixing bolt 17c and the nut 17 are fixed from both sides.
By tightening at d, the nozzle support plate 18 and the nozzle plates 19a and 19b can be prevented from being deformed, and the outlet distance To of the slit nozzle can be always kept constant.

【0023】ここで、スリットノズル内での冷媒流れが
十分整流化されるためには、下記数式1で表される関係
にあるノズルヘッダー13の頂部Cにおける圧力Psが
負圧(大気圧以下)となる必要があるが、一方、スリッ
トノズルの長さL(図1参照)は短いほうがON・OF
F応答性が良好となることから、ラミナーフローを十分
整流化して膜切れやばたつき等の発生を防いで最大限の
冷却能力を得るためには、スリットノズルの長さLはP
s<0となるように決定する必要がある。
Here, in order to sufficiently rectify the flow of the refrigerant in the slit nozzle, the pressure Ps at the top C of the nozzle header 13 having the relationship represented by the following formula 1 is a negative pressure (below atmospheric pressure). On the other hand, the shorter the slit nozzle length L (see Fig. 1) is ON / OF.
Since the F response is good, the slit nozzle length L is set to P in order to sufficiently rectify the laminar flow to prevent film breakage and flapping and to obtain the maximum cooling capacity.
It is necessary to determine so that s <0.

【0024】[0024]

【数1】 Ps=(0.5ρVo2 −ρgL)×10〔mmAq〕 但し、Vo;スリットノズルの出口流速〔m/秒〕 ρ ;冷媒密度〔kg/m3 〕 g ;重力加速度(9.8m/秒2 [Number 1] Ps = (0.5ρVo 2 -ρgL) × 10 [mmAq] However, Vo; outlet flow rate of the slit nozzle [m / sec] [rho; refrigerant density [kg / m 3] g; gravitational acceleration (9. 8m / s 2 )

【0025】しかし、スリットノズルの出口流速Vo
は、通常の挿入条件では1〜1.5m程度であるので、
上記数式1よりL>Vo2 /2g=120〔mm〕とす
れば良いことがわかる。
However, the outlet flow velocity Vo of the slit nozzle
Is about 1 to 1.5 m under normal insertion conditions,
From the above formula 1, it can be seen that L> Vo 2 / 2g = 120 [mm] is sufficient.

【0026】また、被冷却材の冷却終了目標温度を高精
度に制御するためには、給水ヘッダー11内への冷媒供
給を開始又は停止した瞬間からラミナーフローのスリッ
トノズル出口からの吐出が完全に開始又は停止するまで
にかかる時間(ON・0FF応答時間)をできるだけ短
縮する必要があるが、そのためにはスリットノズルの入
口より上部に溜まる冷媒の量を可及的に少なくする必要
がある。そこで、本発明では、ノズルヘッダー13の頂
部Cの側部に整流室Bを別個に設けて頂部Cの容積を十
分小さくしているのである。
In order to control the cooling end target temperature of the material to be cooled with high precision, the discharge from the slit nozzle outlet of the laminar flow is completely completed from the moment when the supply of the refrigerant into the water supply header 11 is started or stopped. It is necessary to shorten the time required for starting or stopping (ON · 0FF response time) as much as possible, but for that purpose, it is necessary to reduce the amount of the refrigerant accumulated above the entrance of the slit nozzle as much as possible. Therefore, in the present invention, the rectifying chamber B is separately provided on the side of the top portion C of the nozzle header 13 to sufficiently reduce the volume of the top portion C.

【0027】加えて、本発明では、ノズルヘッダー13
の頂部Cに、その長手方向に所定の間隔を存して接続さ
れた通気管20の途中に開閉弁21を介設し、ON時に
閉、OFF時に開操作して大気に連通させることによ
り、OFF時の応答時間を一段と短くなるようにしてい
る。
In addition, in the present invention, the nozzle header 13
By providing an opening / closing valve 21 in the middle of a ventilation pipe 20 connected to the top portion C of the ventilator at a predetermined interval in the longitudinal direction, and closing the valve when it is ON and opening it when it is OFF to communicate with the atmosphere, The response time when turned off is further shortened.

【0028】ところで、本発明においては、ノズルスペ
ーサ16の形状は特に限定されないが、スリットノズル
内の冷媒流れから受ける抵抗を小さくし、ノズルスペー
サ16を挿入したことにより発生する乱れを極力小さく
するために、例えば図3(a)〜(c)に示す実施例の
ように流線型に近い形状とすることが望ましい。また、
ノズルスペーサ16を挿入することによって生じる乱れ
を再度整流化するためには、図1に示すように、スリッ
トノズルの中間にテーパ部Dを形成し、入口間隔Tiか
ら出口間隔Toへと狭めて冷媒流れを絞る必要がある。
この絞り率r(=Ti/To)は使用条件によって異な
るが、通常2〜5倍程度とすることが望ましい。なお、
本実施例では、テーパ部Dの下流に再び出口間隔Toの
10〜50倍程度の平行部を設け、吐出直後のラミナー
流に乱れが生じないようにしたものを示している。
In the present invention, the shape of the nozzle spacer 16 is not particularly limited, but in order to reduce the resistance received from the refrigerant flow in the slit nozzle and to minimize the turbulence caused by the insertion of the nozzle spacer 16. In addition, it is desirable to have a shape close to a streamline shape as in the embodiment shown in FIGS. 3 (a) to 3 (c). Also,
In order to re-rectify the turbulence generated by inserting the nozzle spacer 16, as shown in FIG. 1, a tapered portion D is formed in the middle of the slit nozzle, and the refrigerant is narrowed from the inlet interval Ti to the outlet interval To. It is necessary to narrow down the flow.
Although this draw ratio r (= Ti / To) varies depending on the use conditions, it is usually desirable to set it to about 2 to 5 times. In addition,
In the present embodiment, a parallel portion, which is about 10 to 50 times the outlet interval To, is provided downstream of the tapered portion D so that the laminar flow immediately after the discharge is not disturbed.

【0029】また、実操業ではノズルヘッダー13を数
基〜数十基並設して使用することがあり、このような場
合、図4(a)に示すように、ノズル流Fが被冷却材P
上で衝突して生じる干渉流れFoが生じるが、この干渉
流れFoは非常に不安定でノズル間を絶えず振動させる
ので、場合によってはその一部がノズル流Fの被冷却材
Pへの衝突点にもぐり込む場合がある。このような場
合、前記衝突点の近傍における冷却能が非常に高くなる
ので、大きな冷却ムラが生じてしまう。
In actual operation, several to several tens of nozzle headers 13 may be installed in parallel. In such a case, as shown in FIG. 4 (a), the nozzle flow F is the material to be cooled. P
An interference flow Fo generated by the collision above is generated, but this interference flow Fo is extremely unstable and constantly vibrates between nozzles. Therefore, a part of the interference flow Fo may collide with the cooled material P of the nozzle flow F in some cases. You may get caught in it. In such a case, since the cooling capacity in the vicinity of the collision point becomes extremely high, large cooling unevenness occurs.

【0030】そこで、図4(b)に示すように、ノズル
ヘッダー13同士の間隔を十分小さくしてノズルヘッダ
ー13間を干渉流れFoで充満させることにより、冷却
ムラを防止できる。この場合、従来のノズルヘッダーで
はノズル出口間隔の調整機構を要したり、或いはノズル
側壁を熱歪の発生等から防止するために剛性をもたせる
構造としているので、どうしても大型化し、ノズルヘッ
ダーの間隔を十分小さくできず、干渉流れFoによる冷
却ムラを防止できなかった。しかし、本発明では、上記
したように、ノズル出口間隔の均一化はノズルスペーサ
16によって行っているので、ノズルヘッダー13全体
の構造を従来に比べて大幅に小さくでき、従って、干渉
流れFoによる不均一がなくなるまでノズルヘッダー1
3同士の間隔を小さくできる。
Therefore, as shown in FIG. 4 (b), the gap between the nozzle headers 13 is made sufficiently small so that the nozzle headers 13 are filled with the interference flow Fo, whereby the cooling unevenness can be prevented. In this case, the conventional nozzle header requires a mechanism for adjusting the nozzle outlet spacing, or has a structure that provides rigidity to the nozzle side wall to prevent the occurrence of thermal strain, etc. It could not be made sufficiently small and the uneven cooling due to the interference flow Fo could not be prevented. However, in the present invention, as described above, since the nozzle outlet intervals are made uniform by the nozzle spacers 16, the overall structure of the nozzle header 13 can be made significantly smaller than in the conventional case, and therefore the interference flow Fo causes Nozzle header 1 until there is no uniformity
The distance between the three can be reduced.

【0031】なお、本発明においては、送水管12同士
の間隔は短い程、均圧効果が増大するが、製造コスト面
を考慮すると間隔は長い方がよい。本発明者が行った実
験結果によれば、300mm以下とすれば実用上必要な
均一性が十分得られることが判明した。
In the present invention, the shorter the distance between the water supply pipes 12 is, the more the pressure equalizing effect is increased. However, considering the manufacturing cost, the longer the distance is, the better. According to the results of experiments conducted by the present inventor, it was found that if the thickness is 300 mm or less, practically necessary uniformity can be obtained.

【0032】次に本発明の効果を確認するために行った
実験結果について説明する。図5は、図1・2に示す構
成の本発明冷却装置と従来の冷却装置(スリットノズル
の出口間隔To=7mm)について、ノズルヘッダーへ
の給水停止時からスリットノズル出口からの冷却水吐出
が完全に停止するまでに要した時間を調査した結果を示
す図面である。この図5から明らかなように、本発明装
置ではOFF時の応答性についても従来装置に比べて大
幅に向上するので、鋼板温度を高精度に制御できる。
Next, the results of experiments conducted to confirm the effects of the present invention will be described. FIG. 5 shows the cooling device of the present invention having the configuration shown in FIGS. 1 and 2 and the conventional cooling device (slit nozzle outlet interval To = 7 mm), in which cooling water is discharged from the slit nozzle outlet after the water supply to the nozzle header is stopped. It is drawing which shows the result of having investigated the time required until it stopped completely. As is clear from FIG. 5, in the device of the present invention, the responsiveness at the time of OFF is also greatly improved as compared with the conventional device, so that the steel plate temperature can be controlled with high accuracy.

【0033】図6は図5と同じ装置を使用して板幅方向
の流量分布を測定した結果を示す図である。この図6か
ら明らかなように、従来装置の場合、もともと冷却水が
両端から給水されているために生じる中央部が高めにな
るという流量分布ムラの他に、使用中に熱歪等によって
生じた変形による局所的なムラが発生しているが、本発
明装置では、板幅方向全域にわたってほぼ完全に均一な
分布が得られ、均一冷却能及びメンテナンス性において
優れていることがわかる。
FIG. 6 is a diagram showing the results of measuring the flow rate distribution in the plate width direction using the same device as in FIG. As is apparent from FIG. 6, in the case of the conventional device, in addition to the flow distribution unevenness that the central part becomes high because cooling water is originally supplied from both ends, it is caused by thermal strain during use. Although local unevenness occurs due to deformation, it can be seen that the apparatus of the present invention provides a substantially completely uniform distribution over the entire width direction of the plate, and is excellent in uniform cooling ability and maintainability.

【0034】図7は図5と同じ装置を図3(b)に示す
ように高密度に配置して干渉流れの影響を排除したもの
を、厚鋼板の制御冷却ラインに使用した場合の、冷却終
了時の板幅方向の測定結果の1例である。この図7から
明らかなように、従来装置を使用した場合に比べ、本発
明装置を使用した場合は、流量分布が均一で、しかも、
干渉流れの振動現象による冷却不均一が生じないので、
板幅方向の温度分布の均一性が格段に向上することがわ
かった。
FIG. 7 shows a cooling system in which the same device as that shown in FIG. 5 is arranged at a high density as shown in FIG. 3 (b) to eliminate the influence of interference flow and is used in a control cooling line for thick steel plates. It is an example of the measurement result in the plate width direction at the end. As is apparent from FIG. 7, compared with the case where the conventional apparatus is used, the flow rate distribution is uniform when the apparatus of the present invention is used, and
Since non-uniform cooling does not occur due to the vibration phenomenon of the interference flow,
It was found that the uniformity of temperature distribution in the strip width direction was significantly improved.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高温鋼板等の被冷却材を幅方向に均一に冷却でき、しか
も、ON・OFF応答性にも優れて被冷却材の高精度な
温度制御が可能となる。また、ノズルヘッダーが従来と
比べてコンパクトであるので、被冷却材上の干渉流れに
よる不均一冷却が排除できるように間隔を短くしてノズ
ルヘッダーを配設できる。さらに、長期間実操業で使用
した場合でも、スリットノズルの出口間隔が変化せず、
メンテナンス性にも優れている。
As described above, according to the present invention,
A material to be cooled such as a high-temperature steel plate can be uniformly cooled in the width direction, and further, ON / OFF response is excellent, and highly accurate temperature control of the material to be cooled becomes possible. Further, since the nozzle header is more compact than the conventional one, it is possible to arrange the nozzle header with a short interval so as to eliminate uneven cooling due to the interference flow on the material to be cooled. Furthermore, even when used in actual operation for a long period of time, the outlet interval of the slit nozzle does not change,
Excellent maintainability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の高温鋼材の冷却装置の1実施例を縦断
面して示す図である。
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing one embodiment of a cooling device for high temperature steel according to the present invention.

【図2】図1の矢視A−A図で、一部断面して示す図面
である。
FIG. 2 is a partial cross-sectional view taken along the line AA of FIG.

【図3】ノズルスペーサの形状の実施例を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing an example of the shape of a nozzle spacer.

【図4】本発明装置による均一冷却方法の説明図であ
る。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a uniform cooling method by the device of the present invention.

【図5】本発明の冷却装置と従来の冷却装置のOFF時
の応答時間を比較した図である。
FIG. 5 is a diagram comparing response times when the cooling device of the present invention and a conventional cooling device are OFF.

【図6】本発明の冷却装置と従来の冷却装置の流量分布
の測定結果を比較した図である。
FIG. 6 is a diagram comparing measurement results of flow rate distributions of the cooling device of the present invention and the conventional cooling device.

【図7】本発明の冷却装置と従来の冷却装置の冷却終了
時の温度分布を比較した図である。
FIG. 7 is a diagram comparing the temperature distributions of the cooling device of the present invention and the conventional cooling device at the end of cooling.

【図8】従来の冷却装置の1例を示す正面図である。FIG. 8 is a front view showing an example of a conventional cooling device.

【図9】図8のA−A断面図である。9 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 給水ヘッダー 12 送水管 13 ノズルヘッダー 15 整流板 16 ノズルスペーサ 18 ノズル支持板 19a ノズルプレート 19b ノズルプレート 20 通気管 21 開閉弁 B 整流室 11 water supply header 12 water supply pipe 13 nozzle header 15 straightening plate 16 nozzle spacer 18 nozzle support plate 19a nozzle plate 19b nozzle plate 20 ventilation pipe 21 opening / closing valve B straightening chamber

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 給水管に接続されかつ長手方向に所定の
間隔を存して送水管を接続した給水ヘッダーと、前記送
水管に着脱可能に取り付けられ、かつ、内部に整流板を
設けた整流室を備えてなるノズルヘッダーと、このノズ
ルヘッダーの反整流室側にノズルスペーサを介して着脱
可能に取り付けられ、かつ、取り付けた際、それぞれに
取り付けた対をなすノズルプレートにより所定のスリッ
トノズルを形成するノズル支持板と、前記ノズルヘッダ
ーの頂部に所定の間隔を存して接続され、その途中に開
閉弁を介設した通気管を具備してなることを特徴とする
高温鋼材の冷却装置。
1. A water supply header connected to a water supply pipe and connected to the water supply pipe at a predetermined interval in the longitudinal direction, and a rectifier detachably attached to the water supply pipe and having a rectifying plate inside. A nozzle header having a chamber and a nozzle spacer that is detachably attached to the side of the nozzle header opposite to the straightening chamber via a nozzle spacer, and when attached, a predetermined slit nozzle is formed by a pair of nozzle plates attached to each. A cooling device for high-temperature steel material, comprising: a nozzle support plate to be formed; and a vent pipe connected to the top of the nozzle header at a predetermined interval and having an opening / closing valve in the middle thereof.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0769049A (en) * 1994-08-17 1995-03-14 Tokiwa Chem Kogyo Kk Vehicle windshield glass having molding
JPH07172167A (en) * 1994-08-03 1995-07-11 Tokiwa Chem Kogyo Kk Molding for windshield of vehicle
JP2011167740A (en) * 2010-02-19 2011-09-01 Jfe Steel Corp Apparatus for cooling hot steel plate

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