JPH09253730A - 熱延鋼帯の冷却装置 - Google Patents

熱延鋼帯の冷却装置

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JPH09253730A
JPH09253730A JP6256696A JP6256696A JPH09253730A JP H09253730 A JPH09253730 A JP H09253730A JP 6256696 A JP6256696 A JP 6256696A JP 6256696 A JP6256696 A JP 6256696A JP H09253730 A JPH09253730 A JP H09253730A
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JP
Japan
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steel strip
cooling
pipe
water
hot
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Application number
JP6256696A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Kuwako
浩 桑子
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
Application filed by Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
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  • Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、冷却制御単位のミニマム化及び安定
したノズルヘッダ放水量の確保を達成し、且つ液だれ等
による冷却誤差をなくした熱延鋼帯の冷却装置を提供す
ることを目的としている。 【解決手段】熱間仕上圧延機から巻取機までの間に、多
数の注水ノズルを有するノズルヘッダを鋼帯面に対向
し、且つ鋼帯搬送方向に沿って配列する複数本の枝管
と、該枝管へ冷却水を供給する分配管及び給水主管とを
鋼帯パスラインの上下に配管してなる熱延鋼帯の冷却装
置において、上記複数本の枝管ごとに瞬間開閉バルブを
設けると共に、該バルブの開数による各ノズルヘッダの
放水量変動率を3%以内となるような冷却水配管を備え
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱間仕上圧延機か
ら巻取機までの間に配設され、熱延鋼帯を所定の巻取温
度に冷却する熱延鋼帯の冷却装置に関し、特に、該冷却
装置での冷却水供給配管の組合わせに係わる。
【0002】
【従来の技術】熱延鋼板を連続的に製造する所謂ホット
ストリップミルにおいては、仕上圧延機を出た熱延鋼帯
(以下、鋼帯という)は、巻取機でコイル状に巻き取ら
れる。その際、巻取温度は、該鋼帯の引張強度、延び等
の機械的性質(以下、材質という)を決定する重要な要
件となる。そのため、従来から上記仕上圧延機と巻取機
との間には、鋼帯のパスラインに沿って冷却装置が多数
配置され、水冷によって所定の巻取温度になるよう冷却
が行われている。
【0003】ところで、かかる鋼帯の冷却装置は、通
常、図3に示すような全体構成を有している。そして、
該冷却装置に組み込む冷却水供給配管は、鋼帯片面側だ
けでみると、冷却制御用バルブ6を有する各1本の給水
主管1及び分配管2と、該分配管2から分かれた枝管3
と、該枝管3の先端に接続され多数の冷却水噴射口(ノ
ズル5)を有するノズルヘッダ4とからなっているのが
一般的であった。従って、鋼帯9の冷却は、該鋼帯の温
度データを予めトラッキングしてどの部分を如何に冷却
するかを判定したコンピュータからの指令で、上記冷却
制御バルブ6を開閉して複数本ある全ノズルヘッダ4か
ら同時に鋼帯9面に注水10する方式であった。
【0004】しかしながら、近年、熱延鋼帯の材質に対
する需要家の要求は年々厳しくなっており、それに答え
るためには従来より一層精度の高い冷却が要求されるよ
うになった。そのため、上記した方式の冷却装置では、
複数本のノズルヘッダから同時に注水するため、単位冷
却量が大きく、きめ細かな冷却制御は困難であった。そ
こで、1つの冷却制御バルブ6で注水10できるノズル
ヘッダ4の数を減らし、制御可能な単位冷却量を小さく
することにより、きめ細かい冷却制御を達成することが
必要となり、ノズルヘッダ4毎に冷却制御バルブ6を設
置したり、該ノズルヘッダ当たりの放水量を小さくする
ことで、単位冷却量を小さくすることが考えられた。
【0005】例えば、実開昭63−202414号公報
は、図4に示すように、3本のノズルヘッダ4に1個の
オンオフバルブ(冷却制御バルブ)6を接続して冷却制
御の単位とし、相異なる冷却制御単位に接続されたノズ
ルヘッダ4を、鋼帯9の搬送方向に沿って交互に配置し
た冷却装置を開示した。また、同公報には、1本のノズ
ルヘッダ4に1個のオンオフバルブ6という冷却制御単
位(図4では、記号Aで示す)も開示してある。そし
て、それらの冷却装置を用いれば、鋼帯9の冷却制御を
きめ細かに且つ安定して行えるように思われた。
【0006】ところが、安定したノズルヘッダ4からの
放水量を得るために、仮に前記した図3の給水方式を改
良し、従来と同様の配管径のまま、枝管に開閉を瞬時に
切替えられる冷却制御バルブ6を設置すると、各々のノ
ズルヘッダ4への注水タイミングは諸条件により異なる
ので(コンピュータの指令)、ノズルヘッダ1本のみ注
水時と全ノズルヘッダ注水時とで各ヘッダ1本あたりの
流量に差が生じることになる。つまり、給水主管1や分
配管2の径が適切でないと考えられる。このため、鋼帯
9は、目標通りに冷却されず、材質が逆に従来より落ち
ることになりかねない。ちなみに、最近の冷却目標とし
ては、鋼帯9の全長、全幅において目標巻取りコイル温
度に対する温度偏差を±10℃以下としている。
【0007】また、給水主管1や分配管2を用いずにノ
ズルヘッダ4に直接給水を行えば、いつでも所望のノズ
ルヘッダ放水量を確保できるようになるが、製作コスト
が高く、工業的に具現化するのは難しい。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる事情
を鑑み、冷却制御単位のミニマム化及び安定したノズル
ヘッダ放水量の確保を達成し、且つ液だれ等による冷却
誤差をなくした熱延鋼帯の冷却装置を提供することを目
的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】発明者は、鋼帯の全長、
全幅において目標コイル温度に対する温度偏差を±10
℃以下になるよう冷却することを鋭意研究し、各枝管に
冷却制御バルブとして開閉瞬間切替方式のバルブを採用
し、ノズルヘッダ数をできるだけ減らすこと、及び各ノ
ズルヘッダの放水量変動率を3%以内にすれば、実現可
能な冷却設備になるとの知見を得て、本発明を完成させ
た。
【0010】すなわち、本発明は、熱間仕上圧延機から
巻取機までの間に、多数の注水ノズルを有するノズルヘ
ッダを鋼帯面に対向し、且つ鋼帯搬送方向に沿って配列
する複数本の枝管と、該枝管へ冷却水を供給する分配管
及び給水主管とを鋼帯パスラインの上下に配管してなる
熱延鋼帯の冷却装置において、上記複数本の枝管ごとに
瞬間開閉バルブを設けると共に、該バルブの開数による
各ノズルヘッダの放水量変動率を3%以内となるような
冷却水配管を備えたことを特徴とする熱延鋼帯の冷却装
置である。また、本発明は、前記枝管に設けるノズルヘ
ッダ数を2個以内としたことを特徴とする熱延鋼帯の冷
却装置でもある。
【0011】本発明では、熱延鋼帯の冷却設備を上記の
ような冷却水配管としたので、冷却制御単位のミニマム
化及び安定したノズルヘッダ放水量の確保が達成され、
液だれ等による冷却誤差も解消されるようになる、その
結果、熱延鋼帯の全長、全幅における温度のばらつきが
少なくなり、材質面で好適な巻取温度が得られるように
なった。
【0012】
【発明の実施の形態】図1に例示する本発明に係る冷却
装置は、冷却水配管を、水源(ポンプ、あるいはタン
ク)に近い方から順次、各1本の給水主管1及び分配管
2と、6本の枝管3及びノズルヘッダ4とで構成されて
いる。そして、冷却制御単位のミニマム化の要求から、
1本の枝管3に取付けるノズルヘッダ数を多くとも3本
を超えないようにする。それ以上増やすと、一時の放水
量が増えきめ細かい冷却制御がやり難いからである。ま
た、各枝管3には、冷却水を瞬間的に通過あるいは停止
させる所謂瞬間開閉バルブ(例えば、シリンダ・バル
ブ)6を設けるようにしてある。
【0013】次に、本発明では、各ノズルヘッダ4から
の安定放水を確保するため、各ノズルヘッダの放水量変
動率を抑えるよう配慮してある。この放水量変動率と
は、1本の給水主管1に接続されている全ノズルヘッダ
4から放水している時の各ヘッダ当たりの放水量に対す
る1本のノズルヘッダ4から放水時の放水量の比であ
る。この放水変動率を、本発明では、3%以内となるよ
うにしたのである。それにより、鋼帯9の全長、全幅の
温度ばらつき(偏差が±10℃以下)を低減する精度の
高い冷却制御が可能となるからである。
【0014】以下に、図2に基づき、この3%以下を達
成するための手段を説明する。図2は、瞬間開閉バルブ
6を、全ノズルヘッダ放水状態(a)から1本だけの放
水に切り替えた状態(b)を示す。この時にノズルヘッ
ダ4の放水量変動率は最大となるので、本発明では、該
変動率が3%以内となるように給水主管1、分配管2、
枝管3の径をそれぞれ選択するようにした。なお、図2
では、瞬間開閉バルブ6の開状態を白抜き、閉状態を黒
塗りで示してある。
【0015】ところで、全配管の圧力損hは、各管のそ
れをhi とすると(1)式で表わされる。
【0016】
【数1】
【0017】ここで、iは,管の種類を示す番号である
(給水主管、分配管、枝管、ノズルヘッダ、ノズルを順
に1、2、3、4、5)。また、(1)式中の各記号は
下記の通りである。 Li:相当管長さ Di:配管直径 Vi:管内流速 Ai:配管断面積 Qjk:ヘッダからの放水量 j:制御バルブで制御するノズルヘッダ数(j=1;図
6、j=2;図5) k:開いている制御バルブ数(同一給水主管で注水して
いるバルブ数、図5及び6でNのmaxを決めている) (1)式より、ノズルヘッダ数をNとすると全ノズルヘ
ッダ注水時には、 h=Q1N 2 (N2 ×a1 +N2 ×a2 +a3 +a4 +a5 ) …(2) となる。
【0018】次に、ノズルヘッダ1本のみの注水に切り
替えると、 h=Q11 2 (a1 +a2 +a3 +a4 +a5 ) …(3) となる。したがって、前記の放水量変動率は、(5)式
で表される。
【0019】
【数2】
【0020】その(5)式によれば、該放水量変動率
は、ノズルヘッダ数と径の異なる各種配管の組合わせの
みに依存することがわかる。上記の計算を実機の冷却に
適用した結果を、図5及び6に示す。図5は、瞬間開閉
バルブ(以下、バルブ)6が1バルブに対し2ヘッダ、
図6は1バルブに1ヘッダだけ連接した方式のそれぞれ
の計算結果である。
【0021】図5によれば、例えばノズルヘッダの流量
792リットル/min、ノズルヘッダ8本の時、放水
量変動率を3%以内にする配管径の組合わせは、給水主
管(D1)が450A以下であれば良い。この時の条件
は、分配管(D2)が300A、枝管(D3)が200
Aである。一方、図6によれば、分配管250A、枝管
150Aという条件下では、給水主管が350A以下で
あれば放水量変動率を3%以下とすることができる。
【0022】従って、給水主管、分配管、枝管のうち、
いずれかの径を選択すれば、ノズルヘッダからの放水量
変動率を3%以内にする配管の組み合わせが容易に見い
だせることになる。なお、実際の熱延鋼帯製造ラインで
は、かかる冷却装置が鋼帯のパスラインに沿い多数配設
され、それぞれが相互に関連するようコンピュータ制御
されているのである。
【0023】
【発明の効果】以上述べたように、本発明により、ノズ
ルヘッダ間に放水量変動率という概念を導入し、その範
囲を3%以内とすることにより、従来ではなし得なかっ
たミニマムな冷却制御単位でのきめ細かい冷却が行なえ
るようになった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る冷却装置の構成を示す概略図であ
る。
【図2】本発明に係る冷却装置での放水状況を示す概略
図である。
【図3】冷却制御バルブを給水主管に1本備えた冷却装
置を示す図である。
【図4】冷却制御単位を小型化した従来の冷却装置を示
す図である。
【図5】ノズルヘッダの放水量変動率、各種配管の径及
びノズルヘッダ数間の関係を示す図である。
【図6】図5と同じ関係を別の条件で示す図である。
【符号の説明】
1 給水主管 2 分配管 3 枝管 4 ノズルヘッダ(鋼帯の上面と下面用がある) 5 ノズル 6 冷却制御バルブ(瞬間開閉バルブ) 7 鋼帯 10 冷却水(注水)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱間仕上圧延機から巻取機までの間に、
    多数の注水ノズルを有するノズルヘッダを鋼帯面に対向
    し、且つ鋼帯搬送方向に沿って配列する複数本の枝管
    と、該枝管へ冷却水を供給する分配管及び給水主管とを
    鋼帯パスラインの上下に配管してなる熱延鋼帯の冷却装
    置において、 上記複数本の枝管ごとに瞬間開閉バルブを設けると共
    に、該バルブの開数による各ノズルヘッダの放水量変動
    率を3%以内となるような冷却水配管を備えたことを特
    徴とする熱延鋼帯の冷却装置。
  2. 【請求項2】 前記枝管に設けるノズルヘッダ数を2個
    以内としたことを特徴とする請求項1記載の熱延鋼帯の
    冷却装置。
JP6256696A 1996-03-19 1996-03-19 熱延鋼帯の冷却装置 Pending JPH09253730A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103861879A (zh) * 2014-03-28 2014-06-18 东北大学 一种中厚板在线冷却装置及控制方法
EP2939751B1 (en) 2012-12-25 2017-06-07 JFE Steel Corporation Cooling method and cooling device for hot-rolled steel strip
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