JPH078375B2 - 熱間圧延鋼材の冷却装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ヘッダから熱間圧延鋼材に冷却水を供給し
て冷却する熱間圧延鋼材の冷却装置に関する。

［従来の技術］ 熱間圧延ラインには、例えば、仕上げ圧延後の鋼材（ホ
ットストリップ）をコイラに巻き取る際に、ホットスト
リップ（熱間圧延鋼材）を所定の温度に冷却する冷却装
置が設けられている。この種の従来の冷却装置には、ホ
ットストリップの通板方向に沿って、通常10乃至15個の
バンクが配設され、各バンクには冷却水を噴出するスプ
レイヘッダ又はパイプラミナフロー用のヘッダが設けら
れている。各バンクあるいはヘッダには、冷却水の供給
を制御（供給または停止）するバルブが設けられ、これ
らのバルブの開閉により冷却水の供給を制御（供給ある
いは停止）している。熱間圧延鋼材はこの冷却装置を通
過しながら冷却されるとともに、その先端部がコイラに
係合して巻き取られている。各バンクのヘッダには、低
圧水（0.2Kg/cm²）のパイプラミナフローが使用され、
下部には動圧のスプレイヘッダが使用されている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、ホットストリップの冷却時には、冷却装
置内を通板しながら冷却しているために、ストリップの
先端部がコイラに巻き付くまでの間は、各ヘッダとも流
量を増やすことができない。これは、下方のヘッダ２の
流量を増せば、第７図に示すように、下からの冷却水の
噴射圧力によって、ストリップ４の先端部が跳ねあげら
れてしまうためであり、特に、薄物材（厚み2.0mm以
下）で問題となる。一方、第８図に示すように、上方の
ヘッダ６の流量を増せば冷却水の圧力によってストリッ
プ４が押付けられ、ストリップが変形したり、あるいは
通板が停止してしまうことがある。

しかし、ストリップの先端がコイラに巻き付き始めた場
合には、能率向上あるいは温度確保のためにストリップ
の通板速度が加速される。この場合には、ストリップに
供給される冷却水の量を増加することが必要であるため
に、小流量用のヘッダに加えて大流量用のヘッダを更に
具備することが必要である。このように、流量に応じた
ヘッダと流路とを必要とするために装置が大型になると
いう問題点がある。

更に、巻き取り温度のコントロールは、ストリップの冷
却状況に応じて、バルブを開閉し、冷却水量を制御する
のであるが、プロセスコンピュータから冷却指令が出た
後、冷却水が噴出するまでの時間に約1.0乃至2.0秒のば
らつきが有り、巻取り温度の精度を低下させている。こ
のようなバラツキは、小流量から大流量に供給流量を切
換える際に、ヘッダ内に水を充填するの時間がかかる為
に生じる。また、プロセスコンピュータからの応答速度
を上げる為にといを設け、大流量を供給する場合には、
このといを除去する方法が知られているが、この場合に
はといのメンテナンスに手間が掛かるという欠点が有
る。

この発明は斯る事情に鑑みてなされたもので、大きなス
ペースを必要とせず、通板性が良くかつ最少の設備で冷
却効率を高めることができる熱間圧延鋼材の冷却装置を
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］ この発明に係る熱間圧延鋼材の冷却装置は、ヘッダから
熱間圧延鋼材に冷却水を供給して冷却する熱間圧延鋼材
の冷却装置において、冷却水をヘッダに導入する導入流
路は、低流量の冷却水をヘッダに導入する主流路と、こ
の主流路を迂回して大流量の冷却水をヘッダに導入する
補助流路とを備え、前記主流路には流量を制限するため
の第１のオリフィスが設けられ、前記補助流路には流量
を制限するための第２のオリフィス及び開閉バルブが設
けられていることを特徴とする。この場合に、前記導入
流路は互いに流量が異なる低流路および大流路が設けら
れ、これら低流路と大流路とを切換える切換手段を有
し、低流量の前記低流路にはパイプラミナ用ヘッダが接
続され、大流量の前記大流路は前記主流路および補助流
路を備えており、前記大流路にはスリットラミナ用ヘッ
ダが接続されていることが好ましい。

［作用］ 第１のオリフィスにより主流路の流量は制限され、ヘッ
ダは常に小流量の冷却水が流れる。開閉バルブを開ける
と、補助流路へ冷却水の大部分が迂回して流れるように
なり、これと主流路からの冷却水が合流してヘッダへ供
給される。開閉バルブをオンオフさせるだけでヘッダへ
の供給流量を変られるので、冷却水の供給を止めること
なく、迅速に流量切換えがなされ、指令から作動までが
短時間ですみ高応答性である。

［実施例］ 以下に、添附図面の第１図乃至第６図を参照してこの発
明の実施例を詳細に説明する。

熱間圧延ライン10には、第２図に示すように、ホットス
トリップを高精度で圧延する仕上げ圧延機12と、圧延後
のホットストリップ（鋼材）16を巻き取るコイラ18とが
設けられている。仕上げ圧延機12とコイラ18との間に
は、圧延後のホットストリップ16を水冷冷却する冷却装
置20が配設されている。この冷却装置20では、仕上げ圧
延機を出たホットストリップ（約800乃至900℃）をコイ
ラ18で巻き取る際に約800℃乃至500℃にまで冷却し、温
度による品質制御をしている。この冷却装置20は、搬送
ラインの上方に設けられ、ホットストリップの上面に冷
却水を供給する上方の冷却部22と、搬送ラインの下方に
設けられ、ホットストリップ16の下面に冷却水を供給す
る下方の冷却部24とを備えている。この実施例では、仕
上げ圧延機12からコイラまで約125mあり、仕上げ圧延機
から冷却装置の入口までが15m、冷却装置の出口からコ
イラまでが約20mあり、冷却装置は約90mである。

冷却装置20は、第１バンクから第13バンクまでの合計13
のバンクに分割されているが、第３図には、第４バンク
26乃至第12バンク42のみを示す。尚、第５バンクを符号
28、第６バンクを30、第７バンクを32、第８バンクを3
4、第９バンクを36、第10バンクを38、第11バンクを40
とする。

第１乃至第６バンク（第３図には第４バンク26乃至第６
バンク30のみを示す）について、第１図及び第３図を参
照して説明するが、これらの６個のバンクは夫々略同一
の構成に形成されているから、第４のバンク26を説明
し、これと同一の部分には同一の符号を付すことにより
その詳細な説明を省略する。第４のバンク26には、夫々
上方の冷却部22において、６個のヘッダ44を備え、下方
の冷却部24は18個のヘッダ46を備えている。上方のヘッ
ダ44にはラミナフロー用のヘッダが用いられ、下方のヘ
ッダ46にはスプレイノズルが取付けられている。

第４のバンク26において、水源（第６図参照）、とヘッ
ダ44との間には主配管（少流量路）48が配設されてい
る。この主配管48には、水源からここに冷却水を導入す
る第１のバルブ（２方弁）50と、主配管48からヘッダ44
に冷却水を導入する第２のバルブ（２方弁）52とが設け
られている。主配管48において、第１のバルブ50と第２
のバルブ52との間には、主配管48内の流量を制御するた
めの第１のオリフィス54が介在されている。第１のバル
ブ50と第２のバルブ52との間には、ヘッダ44に供給され
る冷却水の流量を増すための補助配管（大流量路）56が
配設されている。この補助配管56には、主配管48を流れ
る冷却水の一部を導入するための第３のバルブ（２方
弁）58が配置されている。この第３のバルブ58はスイッ
チON及びOFFに応答して開閉される。補助配管56におい
て、第３のバルブ58の下流には、ここに流れる冷却水の
流量を制御する第２のオリフィス60が配設されている。
上方のヘッダ44と第２のバルブ52との間には第４のバル
ブ（３方弁）62が設けられている。この第４のバルブ62
には必要に応じてトレンチ64に冷却水を導びくトレンチ
用配管66が接続され、冷却水の非使用時には冷却水をト
レンチへ流し管内の水の流れが停止するのを防止してい
る。

一方、第４のバンク26において、その下方の冷却部24に
は下方のヘッダ46に連結された主配管（小流量路）66が
配設されている。この主配管66には、前述の上方の主配
管48と同様に第１のバルブ68及び第２のバルブ70が配設
されている。第１のバルブと第２のバルブ70との間には
第１のオリフス72、及び補助配管74（大流量路）が設け
られている。この補助配管74には、第３のバルブ76及び
第２のオリフィス78が配置されている。

次に、第７、８、12、番目のバンク32、34、42及び第13
のバンク（図示せず）に付いて説明する。これらのバン
クは相互に略々同一の構成を有しているから、ここでは
第７のバンク32についてのみ説明する。この第７のバン
ク32にはホットストリップの温度調節を精度良くする為
に６個の各パイプラミナフロー用ヘッダ80へ冷却水の導
入を開閉するバルブ82が主配管（大流量路）84に配設さ
れている。並列に配置された６個のヘッダ80の内の両側
のヘッダ86とバルブ82との間には流量を調節可能な流路
88が形成されている。流路88にはヘッダ86への冷却水の
供給を制御する第４のバルブ90（３方弁）が設けられて
いる。この第４のバルブ90にはトレンチ92に冷却水を導
く配管94が接続されている。このトレンチ用配管94に
は、オリフィス93が介在されトレンチへ導かれる冷却水
の流量が制御されている。

この流路88には、主配管（小流量路）96が設けられ、こ
の主配管96には第１のオリフィス95が介在されている。
第１のオリフィス95の上流と下流には補助配管（大流量
路）98が接続され、主配管96と補助配管98とは並列に形
成されている。補助配管98には、第２のバルブ102及び
このバルブの下流に第２のオリフィス104が配置されて
いる。

一方、第７のバンク32において、その下方の冷却部に
は、下方のヘッダ106に流路108が形成されている。流路
108と各ヘッダとの間には前述の流路88と同様に主配管1
10と補助配管98とが介在されており、バルブ102の開閉
により小流量および大流量が容易に調節される。

次に、第９乃至第11番目のバンク36、38、40について説
明する。これらのバンクは相互に略々同一の構成を有し
ているから、第９のバンク36のみについて説明する。

第９のバンク36には、大流量を供給するための１個のス
リットラミナ用のヘッダ112と、４個のパイプラミナー
用ヘッダ114とが設けられている。このスリットラミナ
ヘッダ112は、一般にカーテンウォールクーリング（cw
c）といわれ、小流量でパイプラミナの1.5ないし2.0倍
の冷却効率を有している。スリットラミナ112には、補
助配管116を備えた主配管118が接続されている。主配管
118には水源側からオリフィス120、第１のバルブ122、
第２のオリフィス124、第３のバルブ126がこの順序で配
置されている。第１のバルブ122及び第２のバルブ126の
間には第２のオリフィス128と第３のバルブ130とが介在
された補助配管132が接続されている。一方、パイプラ
ミナー用ヘッダ114にはここに冷却水を供給する流路134
が形成されている。この流路134は主配管118において、
オリフィス120とバルブ122との間から分岐されて設けら
れ、バルブ136、オリフィス138、バルブ140、そしてト
レンチ142に冷却水を導入する第４のバルブ（３方弁）1
44がこの順序で配設されている。

尚、この第９のバンクにおいて、下方の冷却部には、第
１乃至第６のバンクと同様に、ヘッダ46に主配管66が連
結され、この主配管には補助配管74が第３のバルブ76を
介して配設され、第３のバルブの操作により流量の調節
が制御されている。

また、第６図に示すように、各主配管へ冷却水を供給す
る水源としてその水位を調節可能なヘッドタンク144が
接続されており、このヘッドタンク144内の水位を設定
することにより冷却水の流量を更に細かい範囲で調節す
ることができる。

次に、この実施例による動作について説明する。第２図
に示すように、仕上げ圧延機12により圧延後のホットス
トリップ16は、冷却装置20に通板される。冷却装置20で
は、ホトストリップ16が第１乃至第13のバンクを通板さ
れ、各バンクではホットストリップの上方及び下方から
冷却水が供給される。１バンクあたりの流量は、上方の
冷却部が流量400ml/時間、水圧0.2Kg/cm²、下方の冷却
部が流量300ml/時間、水圧0.2Kg/cm²に設定されてい
る。第１乃至第６のバンクでは、第３のバルブ58を閉じ
ると主流路48にのみ冷却水が流れ、ヘッダに供給され
る。この場合には、小流量の冷却水がホットストリップ
16の上面に向けて供給される、同様に、第７乃至第12の
バンクにおいて、第３のバルブ102が閉じられバルブ8
2、90が開かれ、小流量の冷却水を供給する。第９乃至
第11バンクにおいても各バルブが開かれるが、第３のバ
ルブ130は閉じられる。この場合、各バンクにおいて小
流量の冷却水が供給されることになる。同様に、冷却装
置の下方部では第３のバルブ76、102のみを閉じ、他の
バルブを開にする。従って、ホットストリップが冷却装
置20を通過する場合には小流量の冷却水が供給されるか
ら、ホットストリップが変形したり、その先端部が跳ね
上ることが防止される。更に、第８乃至第９のヘッダに
はスリットラミナを用いているから、冷却効率が高い。

次にホットストリップの先端部がコイラに係合し巻き取
られると、ホットストリップは、高速で冷却装置を通過
する。従って、この場合には、各バンクの第３のバルブ
58、76、102が図示しないコンピュタからの信号によっ
て開かれる。

第３のバルブが開かれると、流路を流れる冷却水は主配
管と補助配管とに流れるためにその流量が増加するから
ヘッダには大流量を供給することができる。この場合、
第３のバルブはスイッチON及びOFFによる開閉動作で制
御されるから、制御動作が容易にできる。更に、ヘッダ
に導入する流量を小流量から大流量に切換える場合に流
れを停止させることなく流量制御しているから応答性が
良い（従来に比較して約0.5秒速い）。

このように、この発明の実施例によれば、バルブの開閉
によって容易に供給する冷却水の流量を制御することが
できる。しかも簡単な補助流路を備えるだけで流量が簡
単に調節することができる。

更に、この実施例によれば、パイプラミナーとスリット
ラミナーとを組合せて用いているから、ホットストリッ
プの冷却温度を高精度で制御することができる。

尚、冷却水の供給をヘッド80からトレンチへ切換える場
合には、第４のバルブ62の使用直前に第２のバルブを開
にし、冷却水の非使用時にトレンチ64への放流を減らす
ことができる。

この発明は上述した一実施例に限定されることなく、こ
の発明の要旨を逸脱しない範囲出種々変形可能である。

例えば、第９乃至第11のバンクにおいて、スリットラミ
ナ112の主回路にのみ補助回路を設け、流量の調節をし
たがこれに限らず、例えば、第４図に示すようにラミナ
114にも流量調節ように、バルブ及びオリフィスを備え
た補助流路116を形成しても良い。

更に、第５図に示すように、主流路48には、バルブ52及
びオリフィス54の上流に流量制御バルブ146を直列に配
置して、このバルブの絞り量によって流量を調節しても
良い。

［発明の効果］ この発明に係る熱間圧延鋼材の冷却装置は、主流路に開
閉バルブとオリフィスとが配設された補助流路を備え、
このバルブの開閉によりヘッダに供給する流量を調節し
ているから、大きなスペースを必要とせず、通板性が良
くかつ最少の設備で冷却効率が高い熱間圧延鋼材の冷却
装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例による冷却水の供給流路を示
す概略図、第２図は熱間圧延工程における冷却装置の配
置を示す概略側面図、第３図は冷却装置内のバンクの構
成を示した概略図、第４図及び第５図はこの実施例の変
形例を示す概略図、第６図は各バンクに冷却水を供給す
る水源としてのヘッドタンクを示す図、第７図及び第８
図は従来技術を示す図である。 20……冷却装置、48、66、96、108、118……主配管、50
……第１のバルブ、52……第２のバルブ、54……オリフ
ィス、56、74、98、116、134……補助配管、58、76、10
2、130……第３のバルブ、60……第２のオリフィス。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ヘッダから熱間圧延鋼材に冷却水を供給し
   て冷却する熱間圧延鋼材の冷却装置において、冷却水を
   ヘッダに導入する導入流路は、低流量の冷却水をヘッダ
   に導入する主流路と、この主流路を迂回して大流量の冷
   却水をヘッダに導入する補助流路とを備え、前記主流路
   には流量を制限するための第１のオリフィスが設けら
   れ、前記補助流路には流量を制限するための第２のオリ
   フィス及び開閉バルブが設けられていることを特徴とす
   る熱間圧延鋼材の冷却装置。
2. 【請求項２】前記導入流路は互いに流量が異なる低流路
   および大流路が設けられ、これら低流路と大流路とを切
   換える切換手段を有し、低流量の前記低流路にはパイプ
   ラミナ用ヘッダが接続され、大流量の前記大流路は前記
   主流路および補助流路を備えており、前記大流路にはス
   リットラミナ用ヘッダが接続されていることを特徴とす
   る請求項１記載の熱間圧延鋼材の冷却装置。
3. 【請求項３】前記導入流路は、ここに供給する冷却水供
   給圧力を調節可能な冷却水供給源に連結されており、供
   給圧力の変化により供給量を変えることを特徴とする請
   求項１記載の熱間圧延鋼材の冷却装置。