JPS583916A - 被冷却材のオンライン冷却装置 - Google Patents
被冷却材のオンライン冷却装置Info
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- JPS583916A JPS583916A JP10060781A JP10060781A JPS583916A JP S583916 A JPS583916 A JP S583916A JP 10060781 A JP10060781 A JP 10060781A JP 10060781 A JP10060781 A JP 10060781A JP S583916 A JPS583916 A JP S583916A
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- cooling
- cooled
- spray
- water
- laminar
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-
- 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
- C21D1/62—Quenching devices
- C21D1/667—Quenching devices for spray quenching
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
る冷却装置の構成に関する。
最近の厚板製造プロセスにおいては、合金元素の低減、
省熱処理、新鋼種の開発等を目的として、コントロール
ド圧延に圧延直後の強制冷却を組み合わせた、いわゆる
調質冷却プロセスの研究が盛んであり、すでに実用化さ
れつつある。
省熱処理、新鋼種の開発等を目的として、コントロール
ド圧延に圧延直後の強制冷却を組み合わせた、いわゆる
調質冷却プロセスの研究が盛んであり、すでに実用化さ
れつつある。
このプロセスに適用される冷却設備は、厚板製造プロセ
スの特徴である多品種製造に適応する特性を持つと同時
に、圧延機直後又は熱間矯正機直後に設置するオンライ
ン冷却設備としての特性を備えたものでなければならな
い。従って冷却設備は、下記の条件を具備したものでな
ければならない。
スの特徴である多品種製造に適応する特性を持つと同時
に、圧延機直後又は熱間矯正機直後に設置するオンライ
ン冷却設備としての特性を備えたものでなければならな
い。従って冷却設備は、下記の条件を具備したものでな
ければならない。
１、 適用プロセスに適応した冷却性能と制御性を持つ
こと ２ 被冷却材の上下及び板方向の冷却の均一性に優れ、
冷却による板間材質のバラツキ及び鋼板形状の悪化が最
小限に押えられること３、 ラインには冷却を適用しな
い熱鋼板の通板がひん繁に行なわれるので、その場合は
退避、バイパス又は他の方法によって冷却装置が保護で
きること ４、工場の最重要ラインに設置されるので故障が少なく
、かつ、保守性の優れた設備であること 上記条件を具備した設備としては、例えばローラークエ
ンチタイプの冷却設備の適用が考えられ、一部実施され
ているところもあるが、このタイプの冷却設備は、上記
条件の３及び４項に難点があり、これを改善するために
は大巾な投資コストの増加が伴なう。
こと ２ 被冷却材の上下及び板方向の冷却の均一性に優れ、
冷却による板間材質のバラツキ及び鋼板形状の悪化が最
小限に押えられること３、 ラインには冷却を適用しな
い熱鋼板の通板がひん繁に行なわれるので、その場合は
退避、バイパス又は他の方法によって冷却装置が保護で
きること ４、工場の最重要ラインに設置されるので故障が少なく
、かつ、保守性の優れた設備であること 上記条件を具備した設備としては、例えばローラークエ
ンチタイプの冷却設備の適用が考えられ、一部実施され
ているところもあるが、このタイプの冷却設備は、上記
条件の３及び４項に難点があり、これを改善するために
は大巾な投資コストの増加が伴なう。
従って、最近は例えば第１図に示すような上面はラミナ
ーノズル、下面にはスプレーノズルを用いた開放型冷却
装置の実用化の研究が盛んになって来ている。
ーノズル、下面にはスプレーノズルを用いた開放型冷却
装置の実用化の研究が盛んになって来ている。
この冷却装置を第１図に示す。図において、１：被冷却
鋼板、２：テーブルローラー、３：入口側水切りロール
、４二出口側水切りロール、５ スリットラミナーノズ
ル、６：スプレー用へラダー、７：スプレーノズルを示
す。
鋼板、２：テーブルローラー、３：入口側水切りロール
、４二出口側水切りロール、５ スリットラミナーノズ
ル、６：スプレー用へラダー、７：スプレーノズルを示
す。
図から判るように、冷却装置入口部及び出口部の水切り
装置を除いては、被冷却材と接触部分のない開放型の冷
却装置であるため、構造が非常にシンプルであり、熱鋼
板通板時の防熱は、例えばノズル下に防熱板を差し込む
等の方法によつ−Ｃ容易に行なうことができる。又、冷
却の均一性に関しても、表裏面及び鋼板長さ方向の硬度
分布ははＹ均一であり、良好な冷却特性を持っている。
装置を除いては、被冷却材と接触部分のない開放型の冷
却装置であるため、構造が非常にシンプルであり、熱鋼
板通板時の防熱は、例えばノズル下に防熱板を差し込む
等の方法によつ−Ｃ容易に行なうことができる。又、冷
却の均一性に関しても、表裏面及び鋼板長さ方向の硬度
分布ははＹ均一であり、良好な冷却特性を持っている。
しかし、材質特性以上に均一冷却を要求される冷却形状
の確保に関しては、特に冷却中の鋼板の拘束かないだけ
に、従来の冷却装置にはない高度の均一冷却特性が要求
される。
の確保に関しては、特に冷却中の鋼板の拘束かないだけ
に、従来の冷却装置にはない高度の均一冷却特性が要求
される。
本発明は以上の状況に鑑み成されたものであり、その目
的とするところは、簡易な構造でかつ均一冷却特性を持
つ厚鋼板等のオンライン冷却設備を提供するものである
。
的とするところは、簡易な構造でかつ均一冷却特性を持
つ厚鋼板等のオンライン冷却設備を提供するものである
。
通常少なくとも上面冷却に、スリットラミナー冷却を使
用する冷却装置における被冷却材の冷却曲線は、第２図
に示すような冷却曲線になる。
用する冷却装置における被冷却材の冷却曲線は、第２図
に示すような冷却曲線になる。
図は、次の諸元に基くａ：表面から８ ｍｍ、ｂ：表面
から４．５ ｍｍｚ Ｃ’表面から１．５ ｍｍの個所
の温度グラフを示している。
から４．５ ｍｍｚ Ｃ’表面から１．５ ｍｍの個所
の温度グラフを示している。
ｔ：２８へ（全厚）
冷却〔上部〕スリット
スリット巾：４へ
ヒラｆＳｈ ：６００−”
Ｗ：０．５６％
上
ノズル間隔：６００％
通板速度： ８−ｍｉｎ
θＣ：中央
θ８ ：表面
すなわち被冷却材の弄層部では、スリットラミナー直下
（Ａ、〜Ａ８ ）で急冷されて、次のラミナー直下に到
達するまでに復熱され、又急冷されるというサイクルを
くり返す。その場合に同じ水量密度にもかかわらず温度
域によって、Ａｎでの温度降下式が異るのは、周知の様
に冷却能力（一般に熱伝達係数で評価する）が、被冷却
材表面温度の函数であり、水量密度が同じでも、被冷却
材の表面温度域によって異なった値となるためである。
（Ａ、〜Ａ８ ）で急冷されて、次のラミナー直下に到
達するまでに復熱され、又急冷されるというサイクルを
くり返す。その場合に同じ水量密度にもかかわらず温度
域によって、Ａｎでの温度降下式が異るのは、周知の様
に冷却能力（一般に熱伝達係数で評価する）が、被冷却
材表面温度の函数であり、水量密度が同じでも、被冷却
材の表面温度域によって異なった値となるためである。
被冷却材上面におけるスリットラミナー冷却による冷却
特性を模擬的に表わしたのが第３図である。
特性を模擬的に表わしたのが第３図である。
すなわち高温域Ａ（約〉６００℃）では、ラミナー落下
直下Ｐのブラックゾーンが冷却の支配的要因であり、周
辺の乗り水都の冷却態は事実上無視できる程度である。
直下Ｐのブラックゾーンが冷却の支配的要因であり、周
辺の乗り水都の冷却態は事実上無視できる程度である。
しかし、被冷却材の表面温度が下がるにつれて、ブラッ
クゾーン部の冷却態は若干向上する程度であるのに対し
周辺乗り水都の冷却能は飛躍的に向上し、低温域Ｃ（約
く４００℃）ではブラックゾーン部と大差ない程度にな
り、無視できない状態になり、乗り水の状態が変化すれ
ば冷却態に重大な影響を与えることになる。Ｂは中温域
（約４００−６００℃）を示す。
クゾーン部の冷却態は若干向上する程度であるのに対し
周辺乗り水都の冷却能は飛躍的に向上し、低温域Ｃ（約
く４００℃）ではブラックゾーン部と大差ない程度にな
り、無視できない状態になり、乗り水の状態が変化すれ
ば冷却態に重大な影響を与えることになる。Ｂは中温域
（約４００−６００℃）を示す。
スリットラミナー冷却の場合にこの乗り水の状態の変化
としてあられれるのは、例えば第４図に示すように、ス
リットラミナー間の流れの衝突部のふらつきであり、こ
のふらつき原因は、スリットラミナー巾方向の流速差、
被冷却材上面の表面性状等であり、制御が困難な領域で
ある。
としてあられれるのは、例えば第４図に示すように、ス
リットラミナー間の流れの衝突部のふらつきであり、こ
のふらつき原因は、スリットラミナー巾方向の流速差、
被冷却材上面の表面性状等であり、制御が困難な領域で
ある。
図において、６：スリットラミナーヘッダ、８ニスリツ
トラミナー、Ｗ；板上水、Ｄ゛衝突部である。第４図Ｂ
はＡ図のＡ−Ａ矢視図であり、Ｆ゛流れ方向、Ｐ ラミ
ナー落下直下である。
トラミナー、Ｗ；板上水、Ｄ゛衝突部である。第４図Ｂ
はＡ図のＡ−Ａ矢視図であり、Ｆ゛流れ方向、Ｐ ラミ
ナー落下直下である。
一方、被冷却材の変形抵抗は、周知のように温度の函数
であり、その点から考えれば高温域での均一冷却が冷却
形状確保の重要な要因である。
であり、その点から考えれば高温域での均一冷却が冷却
形状確保の重要な要因である。
本発明はこれらのスリットラミナーの冷却特性に注目し
その長所を生かすとともに、その高温部及び／又は低温
部における前記弱点を補足することを主眼としている。
その長所を生かすとともに、その高温部及び／又は低温
部における前記弱点を補足することを主眼としている。
この点について種々研究の結果、均一冷却性の面では近
接スプレーノズルが特に優れていることに着目し、スリ
ットラミナー冷却工程における前記高温部及び／又は低
温部に該近接スプレーノズルを併用し、高温部での均一
冷却の確保が低温部におけるラミナー乗り水のコントロ
ールの難しさを克服するものである。
接スプレーノズルが特に優れていることに着目し、スリ
ットラミナー冷却工程における前記高温部及び／又は低
温部に該近接スプレーノズルを併用し、高温部での均一
冷却の確保が低温部におけるラミナー乗り水のコントロ
ールの難しさを克服するものである。
又近接スプレーノズルは、その均一特性ヲフルに発揮さ
せるにはスプレーノズルを被冷却材に対し近接させるこ
とが肝要であるが、非常に調節された被冷却材とノズル
との間隙を維持し、且つノズルを被冷却材の衝突などか
ら保護するためには、被冷却材のバタッキなどを拘束す
るための押えロールを設置するという設備上の投資を必
要とする。
せるにはスプレーノズルを被冷却材に対し近接させるこ
とが肝要であるが、非常に調節された被冷却材とノズル
との間隙を維持し、且つノズルを被冷却材の衝突などか
ら保護するためには、被冷却材のバタッキなどを拘束す
るための押えロールを設置するという設備上の投資を必
要とする。
本発明はこのような点についてさらに検討の結果、スリ
ットラミナーの場合、被冷却材上の乗り水が、被冷却材
の入口側、出口側へ流れ、被冷却材の冷却開始点、冷却
終了点をばらつかせ、品質上問題となるが、これをさけ
るため被冷却材に水切りロールを接触させている。
ットラミナーの場合、被冷却材上の乗り水が、被冷却材
の入口側、出口側へ流れ、被冷却材の冷却開始点、冷却
終了点をばらつかせ、品質上問題となるが、これをさけ
るため被冷却材に水切りロールを接触させている。
本発明は別の押えロールを設けないで、該水切りロール
を活用し、水切りロールの間に近接スプレーノズルを配
置することにより、設備投資をさけるのが第二のポイン
トである。
を活用し、水切りロールの間に近接スプレーノズルを配
置することにより、設備投資をさけるのが第二のポイン
トである。
以下、本発明の実施例を図面に従って詳細に説明する。
第５図に本発明の実施例を示す。
１は被冷却材であり、２は被冷却材搬送用のテーブルロ
ーラーである。３は被冷却材の侵入側に設けられた冷却
装置の水切り装置であり、図示しない駆動装置により上
下方向に昇降自在である。４は被冷却材の排出側に設け
られた水切り装置であり、図示しない駆動装置により上
下方向に昇降自在である。５はスリットラミナー用ヘッ
ダーであり、被冷却材上面の略、テーブルローラーピッ
チをもって固定的に配置され、主に被冷却材上面の中温
部の冷却に用いられる。
ーラーである。３は被冷却材の侵入側に設けられた冷却
装置の水切り装置であり、図示しない駆動装置により上
下方向に昇降自在である。４は被冷却材の排出側に設け
られた水切り装置であり、図示しない駆動装置により上
下方向に昇降自在である。５はスリットラミナー用ヘッ
ダーであり、被冷却材上面の略、テーブルローラーピッ
チをもって固定的に配置され、主に被冷却材上面の中温
部の冷却に用いられる。
６はテーブルローラー間のパスレベル下に固定的に配置
されたスプレー冷却用ヘッダーであり、スプレーノズル
７への水の供給を行なう。８は冷却装置入口側水切りロ
ール３の昇降フレーム（図示せず）に固定され、水切り
ロール３と共に昇降する被冷却材上面の高温部冷却用の
スプレーヘッダーであり、９はスプレーヘッダー８に懸
下されたスプレーノズルである。１０，１１は８．９と
同じように後面水切りロール４の昇降フレーム（図示せ
ず）に固定され、水切りロール４と共に昇降するスプレ
ーヘッダー及びスプレーノズルであり、被冷却材上面の
低温部の冷却に用いられる。
されたスプレー冷却用ヘッダーであり、スプレーノズル
７への水の供給を行なう。８は冷却装置入口側水切りロ
ール３の昇降フレーム（図示せず）に固定され、水切り
ロール３と共に昇降する被冷却材上面の高温部冷却用の
スプレーヘッダーであり、９はスプレーヘッダー８に懸
下されたスプレーノズルである。１０，１１は８．９と
同じように後面水切りロール４の昇降フレーム（図示せ
ず）に固定され、水切りロール４と共に昇降するスプレ
ーヘッダー及びスプレーノズルであり、被冷却材上面の
低温部の冷却に用いられる。
なお、上記説明で高温部、低温部の定義は被冷却材の組
成、プロセス条件等により異なるが、一般的には高温部
は略６００℃以上、低温部は略３００℃以下である。
成、プロセス条件等により異なるが、一般的には高温部
は略６００℃以上、低温部は略３００℃以下である。
以上述べたように本発明による装置によれば、特に鋼板
の形状に関し大巾な改善が得られる。
の形状に関し大巾な改善が得られる。
即ち従来は第６図の如き波打ち現象があったものが（板
厚：２５ｍｍ、ａ：中央、ｂ：ＤＳ、Ｉｃ：ｗｓを示す
）、本発明によれば全てが４％以内におさめることがで
きた。
厚：２５ｍｍ、ａ：中央、ｂ：ＤＳ、Ｉｃ：ｗｓを示す
）、本発明によれば全てが４％以内におさめることがで
きた。
第１図は従来法の説明図、第２図は時間一温度の冷却曲
線、第３図は冷却特性の模式図、第４図Ａは冷却作用の
説明図、第４図Ｂは第４図ＡのＡ−Ａ矢視図、第５図は
本発明の説明図、第６図は鋼板形状−圧延長のグラフで
ある。 ３：入口側水切りロール ５ニスリツトラミナーノズル ６；下部スプレーヘッダ ９：スプレーノズル 手続補正書（自発） 昭和５７年６月７日 特許庁長官 島 １）春樹 殿 １事件の表示 昭和５６年特許願第１．００６０７号２
発明の名称 被冷却材のオンライン冷却装置３補正をす
る者 事件との関係 特許出願人任 所 東京都千代
田区大手町２丁目６番３号名 称 （６６５） 新
日本製鐵株式會計代表者 武 １） 豊 ４代 理 人 住 所 東京都中央区日本橋３丁目３番３号加藤ビル
４Ｆ 氏 名 （６１９３）弁理士 茶野木 立 夫５補正
命令の日付 昭和 年 月 日（発送日）８悄止
りｈ谷 ＼−゛ 明 細 書（全文訂正） ■１発明の名称 高温金属材のオンライン冷却装置 ２、特許請求の範囲 １、上部（−ラミナーノズルケ、下部にスプレーノズル
ケ配置した高温金属板の冷却装置において、冷却装置の
入口側又は出口側の少くとも一方側にラミナーノズルか
らの上乗り水？止める水切り口ｉルを配置し、該水切り
ロールの少くとも一方Ｃニスプレーノズルを介在併置さ
せたこと葡特徴とする高温金属材のオンライン冷却装置
。 ２ 水切りロールとスプレーノズルが連動シテ昇降する
特許請求の範囲第１項記載の高温金属材のオンライン冷
却装置。 ３、発明の詳細な説明 本発明は高温金属材、特に熱間圧延された厚鋼板等のオ
ンライン冷却に使用する冷却装置に関する。 １− 最近の厚板製造プロセス（二おいては、合金元素の低減
、省熱処理、新鋼種の開発等を目的として、コンドロー
ルド圧延（二圧延直後の強制冷却社組み合わせた、いわ
ゆる調質冷却プロセスの研究が盛んであり、すでに実用
化されつつある。 このプロセスに適用される冷却設備は、厚板製造プロセ
スの特徴である多品種製造に適応する特性？持つと同時
に、圧延機直後又は熱間矯正機直後に設置するオンライ
ン冷却設備としての特性？備えたものでなければならな
い。従って冷却設備は、下記の条件を具備したものでな
ければならない。 １、適用プロセスに適応した冷却性能と制御性を持つこ
と ２、被冷却祠の上下及び板方向の冷却の均一性に優れ、
冷却（二よる板間材質のバラツキ及び鋼板形状の悪化が
最小限に押えられること３、 ラインには冷却金適用し
ない熱鋼板の通板がひん繁に行なわれるので、その場合
は退避、２− バイパス又は他の方法によって冷却装置が保護できるこ
と ４ 工場の最重要ラインに設置されるので故障が少なく
、かつ、保守性の優れた設備であること 熱間の厚鋼板を冷却する設備としては、例えば特公昭４
７−４６６４１号公報が知られている。ここに開示され
ている技術は、ローラプレッシャクエンチンステムに関
するもので、熱間の厚鋼板全上下に配したローラー間で
拘束しながら搬送すると共に、該厚鋼板の上下両面ｆ二
液体冷媒を供給し、焼入れするものである。しかし、こ
の設備は上述したような調質冷却プロセスに関するもの
でなく、特に前述したオンライン冷却設備にこれを適用
するとすれば、冷却条件？調整する設備等の改良の必要
性があることおよび上記条件の３及び４項に難点があり
、これ全改善するためには大巾な投資コストの増加が伴
なう。 一方、最近は上面はラミナーノズル、下面に ３− はスプレーノズルを用いた開放型冷却装置の実用化の研
究が盛んになって米ている。 この冷却装置の一例を第１図（二示す。図において、■
＝被冷却鋼板、２：テーブルローラー、３：入口側水切
りロール、４：出口側水切りロール、５ニスリツトラミ
ナーノズル、６：スプレー用へラダー、７：スプレーノ
ズル金示ス。 図から判るように、冷却装置入口部及び出口部の水切り
装置を除いては、高温金属材（以下被冷却材という）と
接触部分のない開放型の冷却装置であるため、構造が非
常にシンプルであり、熱鋼板通板時の防熱は、例えばノ
ズル下に防熱板を差し込む等の方法によって容易に行な
うことができる。又、冷却の均一性に関しても容易に実
行することかり能となるため表裏面及び鋼板長さ方向の
硬度分布をほぼ均一にでき、従って良好な冷却特性を得
ることができるという利点がある。 しかし、材質特性以−Ｆに均一冷却を要求される冷却形
状の確保Ｃ：関しては、特に冷却中の鋼板の拘束がない
だけに、従来の冷却装置にはない高度の均一冷却特性が
要求される。 本発明は以上の状況に鑑み成されたものであり、その目
的とするところは、簡易な構造でかつ均一冷却特性を持
つ上記開放型の冷却設備の利点を生かしつつ更に良形状
の金属板特に厚鋼板葡得るオンライン冷却設備全提供す
るものである。 本発明者等の実験によると少なくとも上面冷却に、スリ
ットラミナー冷却全使用する冷却装置においては、その
被冷却材の冷却曲線の一例は、第２図に示すような冷却
曲線Ｃ二なる。すなわち、第２図は２８龍の板厚の熱延
鋼板の各部位における冷却曲線を示すもので、符号θＣ
は鋼板中央部、θＳは鋼板表面部１、ａは表面から８龍
、ｂは表面から４．５ＵＨｌ、ｃは表面から１．５龍の
個所の温度グラフを示している。 第２図は第１図の冷却装置ケ次の諸元により操業した一
例である。 スリット巾（ｔ） ：４％ ノズル高さくＨ） ：ｔｏｏｏ％ ノズルピッチ（Ｓｌｙ） ： ６００￥ｎ水量密度（
Ｗ上） ： ０．５６ ｍ”／ ｍｊｎノズル間隔
：６００％ 通板速度 二８ｍ／馴 第２図かられかるように被冷却材の表層部θＳでは、ス
リットラミナー直下（Ａｌ〜Ａ５点で示している）で急
冷されて、次のラミナー直下に到達するまで（二復熱さ
れ、又急冷されるというサイクルをくり返す。その場合
に同じ水量密度（ノズル１本当りの水噴射量ｍ３／ ”
’ｌｆｌ ）にもかかわらず温度域によって、すなわち
Ａ１〜Ａ８の各点での温度降下式が異るのは、周知の様
に冷却能力（一般に熱伝達係数で計画する）が、被冷却
材表面温度の函数であり、水量密度が同じでも、被冷却
材の表面温度域によって異なった値となるためである。 被冷却材上面におけるスリットラミナー冷却による冷却
特性を模擬的に表わしたのが第３図である。すなわち高
温域Ａ（約≧６０Ｏｒ）で ６− は、ラミナー落下直下Ｐのブラックゾーンが冷却の支配
的要因であり、周辺の乗り水都の冷却能は事実上無視で
きる程度である。しかし、被冷却材の表面温度が下がる
につれて、ブラックゾーン部の冷却能は若干向上する程
度であるのに対し、周辺乗り水都の冷却能は飛躍的に向
上し、低温域Ｃ（約≦４００ｔｒ）ではブラックゾーン
部と大差ない程度になり、無視できない状態になり、乗
り水の状態が変化すれば冷却能に重大な影響を与えるこ
とになる。Ｂは中温域（約ｊｏＯ−６００ｃ）Ｔｈ示す
。 ここでブラックゾーンとはスリットラミナーノズルから
の噴射水はカーテン状の水膜となって落下し１．被冷却
材に衝突するが、水膜が衝指し、被冷却材に衝突後の水
膜は、板面Ｃそって左、右に流れるのでこれを乗り水と
称する。 乗り水都の冷却能は被冷却材が高温の場合はブラックゾ
ーンに比べてほとんど無視できる程 ７− 度であるが、温度が丁がるにつれて冷却能が増し、低温
域に入るとブラックグーンとほとんど同等の冷却能とな
る。 スリットラミナー冷却の場合にこの乗り水の状態の変化
としてあられれるのは、例えば第４図に示すように、ス
リットラミナー間の流れの衝突部のふらつきであり、こ
のふらつき原因は、スリットラミナー巾方向の流速差、
被冷却材上面の表面性状等であり、制御が困難な領域で
ある。図において、６：スリットラミナーヘッダ、８ニ
スリツトラミナー、Ｗ：板−Ｆ水、Ｄ＝衝突部である。 第４図ＢはＡ図のＡ−Ａ矢視図であり、Ｆ：流れ方向、
Ｐ：ラミナー落下直下である。 一方、被冷却材の変形抵抗は、周知のように温度の函数
であり、その点から考えれば高温域での均一冷却が冷却
形状確保の重要な要因である。 本発明はこれらのスリットラミナーの冷却特性に注目し
その長所を生かすととも（二、その高温部及び／又は低
温部における前記弱点全補足すること全主眼としている
。 この点（二ついて種々研究の結果、均一冷却性の面では
近接スプレーノズルが特に優れていることに着目し、ス
リットラミナー冷却工程における前記高温部及び／又は
低温部に該近接スプレーノズルを併用し、高温部での均
一冷却の確保及び低温部におけるラミナー乗り水のコン
トロールの難しさを克服するものである。 又近接スプレーノズルは、その均一特性をフルに発揮さ
せるには、スプレーノズルケ被冷却材に対し近接させる
ことが肝要であるが、非常に調節された被冷却材とノズ
ルとの間＠を維持し、且つノズルヶ被冷却材の衝突など
から保護するためには、被冷却材のバタッキなどを拘束
するための押えロールを設置するという設備上の投資金
必要とする。 本発明はこのような点についてさらに検討の結果、スリ
ットラミナーの場合、被冷却材上の乗り水が、被冷却材
の入口側、出口側へ流れ、被冷却材の冷却開始点、冷却
終了点ケばらつかせ品質−Ｌ問題となるが、これをさけ
るため被冷却材に水切りロールを接触させている。 本発明は別の押えロールを設けないで、該水切りロール
を活用し、水切りロールの間に近接スプレーノズルを配
置することにより、設備投資をさけるのが第二のポイン
トである。 近接スプレーノズルは、被冷却材から１００〜３００粗
の位置に設置される。一般的にスプレーノズルは、被冷
却材に接近させる程、水の衝突圧が上り冷却能が上がる
が、接近させ過ぎると被冷却材がぶつかり、ノズルを破
損する危険があり、又離し過ぎると冷却能が落ちる。従
って１００〜３００市が用いられる。 以下、本発明の実施例を図面に従って詳細に説明する。 第５図に本発明の実施例を示す。 ］は被冷却材であり、２は被冷却材搬送用のテーブルロ
ーラーである。３は被冷却材の侵入側に設けられた冷却
装置の水切り装置であり、図示しない駆動装置により上
下方向に昇降自在１０− である。４は被冷却材の排出側に設けられた水切り装置
であり、図示しない駆動装置Ｃ二より上下方向に昇降自
在である。５はスリットラミナー用ヘッダーであり、被
冷却材上面であって、テーブルローラー２の略同−ピッ
チをもって固定的に配置され、主に被冷却材上面の中温
部の冷却に用いられる。６はテーブルローラー間のパス
レベル下に固定的に配置されたスプレー冷却用へラダー
であり、スプレーノズル７への水の供給を行なう。８は
冷却装置入口側水切りロール３の昇降フレーム（図示せ
ず）に固定され水切りロール３と共に昇降する被冷却材
上面の高温部冷却用のスプレーヘッダーであり、９はス
プレーヘッダー８に懸下されたスプレーノズルである。 １０．１１は８．９と同じように後面水切りロール４の
昇降フレーム（図示せず）に固定され、水切りロール４
と共に昇降するスプレーへラダー及びスプレーノズルで
あり、被冷却材上面の低温部の冷却に用いられる。 スプレーノズル用へラダーは水切りロール上１１− に配置する。（例えばチョック上にスベサー金介して乗
せて、固定する。又水切りロールは２〜３個金チョック
（両サイド）で連結し、ワイヤで昇降させるがシリンダ
ー、ボールスクリュー等でもよい。 なお、上記説明で高温部、低温部の定義は被冷却材の組
成、プロセス条件等（二より異なるが、一般的には高温
部は略６００Ｃ以−Ｅ１低温部は略３００Ｃ以下である
。 冷却の均一性を確保するという意味では高温部も低温部
も重要である。但し、高配部は被冷却材の変形抵抗が小
さく、少しの不均一が生じても変形しやすいから、より
均一性の良いスプレーが好ましい。又低温部で板上水の
不均一挙動を防止するのに有効である。 近接スプレーノズルは被冷却材に接近させて巾、長方向
に密にノズル全配置するので巾、長方向の水噴射パター
ンがより均一になる。 又スプレーノズルはタイプ（フラットスプレー、フルコ
ーンスプレー）によりそれぞれ噴射角、水量等が自由に
選べるので、被冷却材の形状、冷却装置の形状等Ｃ二合
ゎせて自由に選べる利点がある。 以上述べたように本発明による装置によれば、特に鋼材
の形状に関し大巾な改善が得られる。 即ち従来は第６図の如き波打ち現象があったものが（板
厚：２５ｍｍの例ケミ：中央、ｂ ： ＤＳ。 ｃ：ｗｓ、ｄは本発明例ヶ示す）、本発明によれば全て
が４￥ｎ以内におさめることができた。 ４、図面の簡単な説明 第１図は従来法の説明図、第２図は時間一温度の冷却曲
線、第３図は冷却特性の模式図、第４図Ａは冷却作用の
説明図、第４図Ｂは第４図ＡのＡ−Ａ矢視図、第５図は
本発明の説明図、第６図は鋼板形状−圧延長のグラフで
ある。 ３：入口側水切りロール ５ニスリツトラミナーノズル ６：下部スプレーヘッダ
線、第３図は冷却特性の模式図、第４図Ａは冷却作用の
説明図、第４図Ｂは第４図ＡのＡ−Ａ矢視図、第５図は
本発明の説明図、第６図は鋼板形状−圧延長のグラフで
ある。 ３：入口側水切りロール ５ニスリツトラミナーノズル ６；下部スプレーヘッダ ９：スプレーノズル 手続補正書（自発） 昭和５７年６月７日 特許庁長官 島 １）春樹 殿 １事件の表示 昭和５６年特許願第１．００６０７号２
発明の名称 被冷却材のオンライン冷却装置３補正をす
る者 事件との関係 特許出願人任 所 東京都千代
田区大手町２丁目６番３号名 称 （６６５） 新
日本製鐵株式會計代表者 武 １） 豊 ４代 理 人 住 所 東京都中央区日本橋３丁目３番３号加藤ビル
４Ｆ 氏 名 （６１９３）弁理士 茶野木 立 夫５補正
命令の日付 昭和 年 月 日（発送日）８悄止
りｈ谷 ＼−゛ 明 細 書（全文訂正） ■１発明の名称 高温金属材のオンライン冷却装置 ２、特許請求の範囲 １、上部（−ラミナーノズルケ、下部にスプレーノズル
ケ配置した高温金属板の冷却装置において、冷却装置の
入口側又は出口側の少くとも一方側にラミナーノズルか
らの上乗り水？止める水切り口ｉルを配置し、該水切り
ロールの少くとも一方Ｃニスプレーノズルを介在併置さ
せたこと葡特徴とする高温金属材のオンライン冷却装置
。 ２ 水切りロールとスプレーノズルが連動シテ昇降する
特許請求の範囲第１項記載の高温金属材のオンライン冷
却装置。 ３、発明の詳細な説明 本発明は高温金属材、特に熱間圧延された厚鋼板等のオ
ンライン冷却に使用する冷却装置に関する。 １− 最近の厚板製造プロセス（二おいては、合金元素の低減
、省熱処理、新鋼種の開発等を目的として、コンドロー
ルド圧延（二圧延直後の強制冷却社組み合わせた、いわ
ゆる調質冷却プロセスの研究が盛んであり、すでに実用
化されつつある。 このプロセスに適用される冷却設備は、厚板製造プロセ
スの特徴である多品種製造に適応する特性？持つと同時
に、圧延機直後又は熱間矯正機直後に設置するオンライ
ン冷却設備としての特性？備えたものでなければならな
い。従って冷却設備は、下記の条件を具備したものでな
ければならない。 １、適用プロセスに適応した冷却性能と制御性を持つこ
と ２、被冷却祠の上下及び板方向の冷却の均一性に優れ、
冷却（二よる板間材質のバラツキ及び鋼板形状の悪化が
最小限に押えられること３、 ラインには冷却金適用し
ない熱鋼板の通板がひん繁に行なわれるので、その場合
は退避、２− バイパス又は他の方法によって冷却装置が保護できるこ
と ４ 工場の最重要ラインに設置されるので故障が少なく
、かつ、保守性の優れた設備であること 熱間の厚鋼板を冷却する設備としては、例えば特公昭４
７−４６６４１号公報が知られている。ここに開示され
ている技術は、ローラプレッシャクエンチンステムに関
するもので、熱間の厚鋼板全上下に配したローラー間で
拘束しながら搬送すると共に、該厚鋼板の上下両面ｆ二
液体冷媒を供給し、焼入れするものである。しかし、こ
の設備は上述したような調質冷却プロセスに関するもの
でなく、特に前述したオンライン冷却設備にこれを適用
するとすれば、冷却条件？調整する設備等の改良の必要
性があることおよび上記条件の３及び４項に難点があり
、これ全改善するためには大巾な投資コストの増加が伴
なう。 一方、最近は上面はラミナーノズル、下面に ３− はスプレーノズルを用いた開放型冷却装置の実用化の研
究が盛んになって米ている。 この冷却装置の一例を第１図（二示す。図において、■
＝被冷却鋼板、２：テーブルローラー、３：入口側水切
りロール、４：出口側水切りロール、５ニスリツトラミ
ナーノズル、６：スプレー用へラダー、７：スプレーノ
ズル金示ス。 図から判るように、冷却装置入口部及び出口部の水切り
装置を除いては、高温金属材（以下被冷却材という）と
接触部分のない開放型の冷却装置であるため、構造が非
常にシンプルであり、熱鋼板通板時の防熱は、例えばノ
ズル下に防熱板を差し込む等の方法によって容易に行な
うことができる。又、冷却の均一性に関しても容易に実
行することかり能となるため表裏面及び鋼板長さ方向の
硬度分布をほぼ均一にでき、従って良好な冷却特性を得
ることができるという利点がある。 しかし、材質特性以−Ｆに均一冷却を要求される冷却形
状の確保Ｃ：関しては、特に冷却中の鋼板の拘束がない
だけに、従来の冷却装置にはない高度の均一冷却特性が
要求される。 本発明は以上の状況に鑑み成されたものであり、その目
的とするところは、簡易な構造でかつ均一冷却特性を持
つ上記開放型の冷却設備の利点を生かしつつ更に良形状
の金属板特に厚鋼板葡得るオンライン冷却設備全提供す
るものである。 本発明者等の実験によると少なくとも上面冷却に、スリ
ットラミナー冷却全使用する冷却装置においては、その
被冷却材の冷却曲線の一例は、第２図に示すような冷却
曲線Ｃ二なる。すなわち、第２図は２８龍の板厚の熱延
鋼板の各部位における冷却曲線を示すもので、符号θＣ
は鋼板中央部、θＳは鋼板表面部１、ａは表面から８龍
、ｂは表面から４．５ＵＨｌ、ｃは表面から１．５龍の
個所の温度グラフを示している。 第２図は第１図の冷却装置ケ次の諸元により操業した一
例である。 スリット巾（ｔ） ：４％ ノズル高さくＨ） ：ｔｏｏｏ％ ノズルピッチ（Ｓｌｙ） ： ６００￥ｎ水量密度（
Ｗ上） ： ０．５６ ｍ”／ ｍｊｎノズル間隔
：６００％ 通板速度 二８ｍ／馴 第２図かられかるように被冷却材の表層部θＳでは、ス
リットラミナー直下（Ａｌ〜Ａ５点で示している）で急
冷されて、次のラミナー直下に到達するまで（二復熱さ
れ、又急冷されるというサイクルをくり返す。その場合
に同じ水量密度（ノズル１本当りの水噴射量ｍ３／ ”
’ｌｆｌ ）にもかかわらず温度域によって、すなわち
Ａ１〜Ａ８の各点での温度降下式が異るのは、周知の様
に冷却能力（一般に熱伝達係数で計画する）が、被冷却
材表面温度の函数であり、水量密度が同じでも、被冷却
材の表面温度域によって異なった値となるためである。 被冷却材上面におけるスリットラミナー冷却による冷却
特性を模擬的に表わしたのが第３図である。すなわち高
温域Ａ（約≧６０Ｏｒ）で ６− は、ラミナー落下直下Ｐのブラックゾーンが冷却の支配
的要因であり、周辺の乗り水都の冷却能は事実上無視で
きる程度である。しかし、被冷却材の表面温度が下がる
につれて、ブラックゾーン部の冷却能は若干向上する程
度であるのに対し、周辺乗り水都の冷却能は飛躍的に向
上し、低温域Ｃ（約≦４００ｔｒ）ではブラックゾーン
部と大差ない程度になり、無視できない状態になり、乗
り水の状態が変化すれば冷却能に重大な影響を与えるこ
とになる。Ｂは中温域（約ｊｏＯ−６００ｃ）Ｔｈ示す
。 ここでブラックゾーンとはスリットラミナーノズルから
の噴射水はカーテン状の水膜となって落下し１．被冷却
材に衝突するが、水膜が衝指し、被冷却材に衝突後の水
膜は、板面Ｃそって左、右に流れるのでこれを乗り水と
称する。 乗り水都の冷却能は被冷却材が高温の場合はブラックゾ
ーンに比べてほとんど無視できる程 ７− 度であるが、温度が丁がるにつれて冷却能が増し、低温
域に入るとブラックグーンとほとんど同等の冷却能とな
る。 スリットラミナー冷却の場合にこの乗り水の状態の変化
としてあられれるのは、例えば第４図に示すように、ス
リットラミナー間の流れの衝突部のふらつきであり、こ
のふらつき原因は、スリットラミナー巾方向の流速差、
被冷却材上面の表面性状等であり、制御が困難な領域で
ある。図において、６：スリットラミナーヘッダ、８ニ
スリツトラミナー、Ｗ：板−Ｆ水、Ｄ＝衝突部である。 第４図ＢはＡ図のＡ−Ａ矢視図であり、Ｆ：流れ方向、
Ｐ：ラミナー落下直下である。 一方、被冷却材の変形抵抗は、周知のように温度の函数
であり、その点から考えれば高温域での均一冷却が冷却
形状確保の重要な要因である。 本発明はこれらのスリットラミナーの冷却特性に注目し
その長所を生かすととも（二、その高温部及び／又は低
温部における前記弱点全補足すること全主眼としている
。 この点（二ついて種々研究の結果、均一冷却性の面では
近接スプレーノズルが特に優れていることに着目し、ス
リットラミナー冷却工程における前記高温部及び／又は
低温部に該近接スプレーノズルを併用し、高温部での均
一冷却の確保及び低温部におけるラミナー乗り水のコン
トロールの難しさを克服するものである。 又近接スプレーノズルは、その均一特性をフルに発揮さ
せるには、スプレーノズルケ被冷却材に対し近接させる
ことが肝要であるが、非常に調節された被冷却材とノズ
ルとの間＠を維持し、且つノズルヶ被冷却材の衝突など
から保護するためには、被冷却材のバタッキなどを拘束
するための押えロールを設置するという設備上の投資金
必要とする。 本発明はこのような点についてさらに検討の結果、スリ
ットラミナーの場合、被冷却材上の乗り水が、被冷却材
の入口側、出口側へ流れ、被冷却材の冷却開始点、冷却
終了点ケばらつかせ品質−Ｌ問題となるが、これをさけ
るため被冷却材に水切りロールを接触させている。 本発明は別の押えロールを設けないで、該水切りロール
を活用し、水切りロールの間に近接スプレーノズルを配
置することにより、設備投資をさけるのが第二のポイン
トである。 近接スプレーノズルは、被冷却材から１００〜３００粗
の位置に設置される。一般的にスプレーノズルは、被冷
却材に接近させる程、水の衝突圧が上り冷却能が上がる
が、接近させ過ぎると被冷却材がぶつかり、ノズルを破
損する危険があり、又離し過ぎると冷却能が落ちる。従
って１００〜３００市が用いられる。 以下、本発明の実施例を図面に従って詳細に説明する。 第５図に本発明の実施例を示す。 ］は被冷却材であり、２は被冷却材搬送用のテーブルロ
ーラーである。３は被冷却材の侵入側に設けられた冷却
装置の水切り装置であり、図示しない駆動装置により上
下方向に昇降自在１０− である。４は被冷却材の排出側に設けられた水切り装置
であり、図示しない駆動装置Ｃ二より上下方向に昇降自
在である。５はスリットラミナー用ヘッダーであり、被
冷却材上面であって、テーブルローラー２の略同−ピッ
チをもって固定的に配置され、主に被冷却材上面の中温
部の冷却に用いられる。６はテーブルローラー間のパス
レベル下に固定的に配置されたスプレー冷却用へラダー
であり、スプレーノズル７への水の供給を行なう。８は
冷却装置入口側水切りロール３の昇降フレーム（図示せ
ず）に固定され水切りロール３と共に昇降する被冷却材
上面の高温部冷却用のスプレーヘッダーであり、９はス
プレーヘッダー８に懸下されたスプレーノズルである。 １０．１１は８．９と同じように後面水切りロール４の
昇降フレーム（図示せず）に固定され、水切りロール４
と共に昇降するスプレーへラダー及びスプレーノズルで
あり、被冷却材上面の低温部の冷却に用いられる。 スプレーノズル用へラダーは水切りロール上１１− に配置する。（例えばチョック上にスベサー金介して乗
せて、固定する。又水切りロールは２〜３個金チョック
（両サイド）で連結し、ワイヤで昇降させるがシリンダ
ー、ボールスクリュー等でもよい。 なお、上記説明で高温部、低温部の定義は被冷却材の組
成、プロセス条件等（二より異なるが、一般的には高温
部は略６００Ｃ以−Ｅ１低温部は略３００Ｃ以下である
。 冷却の均一性を確保するという意味では高温部も低温部
も重要である。但し、高配部は被冷却材の変形抵抗が小
さく、少しの不均一が生じても変形しやすいから、より
均一性の良いスプレーが好ましい。又低温部で板上水の
不均一挙動を防止するのに有効である。 近接スプレーノズルは被冷却材に接近させて巾、長方向
に密にノズル全配置するので巾、長方向の水噴射パター
ンがより均一になる。 又スプレーノズルはタイプ（フラットスプレー、フルコ
ーンスプレー）によりそれぞれ噴射角、水量等が自由に
選べるので、被冷却材の形状、冷却装置の形状等Ｃ二合
ゎせて自由に選べる利点がある。 以上述べたように本発明による装置によれば、特に鋼材
の形状に関し大巾な改善が得られる。 即ち従来は第６図の如き波打ち現象があったものが（板
厚：２５ｍｍの例ケミ：中央、ｂ ： ＤＳ。 ｃ：ｗｓ、ｄは本発明例ヶ示す）、本発明によれば全て
が４￥ｎ以内におさめることができた。 ４、図面の簡単な説明 第１図は従来法の説明図、第２図は時間一温度の冷却曲
線、第３図は冷却特性の模式図、第４図Ａは冷却作用の
説明図、第４図Ｂは第４図ＡのＡ−Ａ矢視図、第５図は
本発明の説明図、第６図は鋼板形状−圧延長のグラフで
ある。 ３：入口側水切りロール ５ニスリツトラミナーノズル ６：下部スプレーヘッダ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 被冷却材の上部にラミナーノズルを、下部にスプレ
ーノズルを配置した冷却装置において、冷却装置の入口
側及び／又は出口側にラミナーノズルからの上乗り水を
止める水切りロールを配置し、該水切りロールの少くと
も一方にスプレーノズルを介在併置させたことを特徴と
する被冷却材のオンライン冷却装置。 ２ 水切りロールとスプレーノズルが連動して昇降する
特許請求の範囲第１項記載の被冷却材のオンライン冷却
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10060781A JPS583916A (ja) | 1981-06-30 | 1981-06-30 | 被冷却材のオンライン冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10060781A JPS583916A (ja) | 1981-06-30 | 1981-06-30 | 被冷却材のオンライン冷却装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS583916A true JPS583916A (ja) | 1983-01-10 |
Family
ID=14278537
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10060781A Pending JPS583916A (ja) | 1981-06-30 | 1981-06-30 | 被冷却材のオンライン冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS583916A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999030849A1 (fr) * | 1997-12-15 | 1999-06-24 | Centre De Recherches Metallurgiques - Centrum Voor De Research In De Metallurgie | Dispositif de refroidissement a tres haute puissance specifique d'une bande metallique en mouvement |
| CN101844157A (zh) * | 2010-04-28 | 2010-09-29 | 刘森 | 基于轧线控制一体化的热轧冷却水控制方法及系统 |
-
1981
- 1981-06-30 JP JP10060781A patent/JPS583916A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999030849A1 (fr) * | 1997-12-15 | 1999-06-24 | Centre De Recherches Metallurgiques - Centrum Voor De Research In De Metallurgie | Dispositif de refroidissement a tres haute puissance specifique d'une bande metallique en mouvement |
| CN101844157A (zh) * | 2010-04-28 | 2010-09-29 | 刘森 | 基于轧线控制一体化的热轧冷却水控制方法及系统 |
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