JPS6112829A - 熱間圧延鋼板の鋼板上面冷却方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、熱間圧延鋼板の鋼板上面冷却方法の改良に関
する。

（従来技術） 従来例の一つとして、第６図に示す如く、仕上ミル１に
より圧延された鋼板２がコイル３として巻取られる途中
の上方及び下方に、上部スリットノズル４．・・・、４
及び下部スプレーノズル５．・・・、５がそれぞれ通板
方向に多列に配置されていて、各７ズル４，５からの冷
却水の吐出により鋼板２が冷却されながらコイル３とし
て巻取られるようになった熱間圧延設備（ホットストリ
ップミル）は実用化されている。また、下部スプレーノ
ズル５゜・・・、５の代替として、下部スリットラミナ
ノズルを使用した例もある。なお、６は仕上温度計、７
は巻取温度計である。

そして、特開昭５７−１３０７１６号公報には、第７図
（、）に示す如く、鋼板２の鉛直方向に向けられたスリ
ットノズル４（Ａ）、４（Ｂ）か呟冷却水を鋼板２の上
面に吐出して、鋼板２の上面を冷却する方法が開示され
ているが、上流側スリットノズル４（Ａ）の流量ＱＡと
下流側スリットノズル４（Ｂ）の流量Ｑｅとが等しく（
ＱＡ＝ＱＢ）、かつ鋼板２カ吐流側から下流側へ速度＼
７で移動しているため、下流側スリットノズル４（Ｂ）
の直下に干渉流８か発生し、この干渉流８により、第７
図（ｂ）に示す如く、下流側スリット７ズル４（Ｂ）の
冷却能力か低下するという問題があった。

このため、同公報では、その改善策として第８図（、）
に示す如く、上流側スリット７ズル４（Ａ）の流量ＱＡ
を下流側スリットノズル４（Ｂ）の流量ＱＢよりも少な
くＬ（ＱＡ＜ＱＢ）、干渉流８を上。

下流側スリット７ズル４（Ａ）、４（Ｂ）の中間位置で
発生させるようにして、下流側スリットノズル４（Ｂ）
の直下の冷却能力が低下しないように考慮した方法が提
案されている。

しかしなか呟この改善策であっても、第８図（１〕）に
示す如く、流量ＱＡが最も冷却効率が良い流量であると
した場合、増加された流量ＱＢとの差（ＱＢ−ＱＡ＝Δ
Ｑ）の効果、つまり、流量増加による冷却能力の向上は
殆んど期待できないので、省エネルギーの面から問題と
なる。これは、流量をＱＡよりも増加しても、ノズル特
性として、冷却能力に及ぼす流量依存性が小さい領域で
あるためである。

また、第８図（ｃ）に示す如く、冷却能力に及ぼす流量
依存性が大きい流量範囲で使用する場合、第８図（１〕
）と比較すると、下流側スリットノズル４（Ｂ）の冷却
能ｉｈｓは上流側スリ帰７ズル４（Ａ）の冷却能力ｈＡ
よりも大きくなる。この場合には、冷却水は有効に使用
されるのであるが、各スリットノズル４（Ａ）、４（Ｂ
）毎に冷却能力が異なるために、熱延ランアウトテーブ
ル冷却のような、各バンクおよびスリットノズル毎にオ
ン・オフ制御する冷却設備では、巻取温度制御の制御性
が悪くなり、精度に問題が生しる。

とくに、実機設備の場合は、多数のスリットノズルが配
置されているので、上記現象はさらに強調される。例え
ば、ノズル数が４個とした場合でも、上流側からのノズ
ルを４Ａ、４Ｂ、４Ｃ，４Ｄとすると、ノズルＡとノズ
ル８間の干渉原位置を制御するための流量増加分を、ノ
ズルＡの流量ＱＡＸ０．２−ΔＱとし、飢のノズル間に
ついても、上流側ノズル流量の２割を流量増加分△Ｑと
すると、ノズル４Ａの流量ＱＡに対しても、ノズル４Ｄ
の流量Ｑｌ）は、約１，７３ＸＱＡにもなるのである。

（発明の目的） 本発明は、上記従来の諸問題点に鑑みてなされたもので
、上流側スリットノズルと下流側スリットノズルの流量
を異ならせることなく、上、下流側スリットノズルの中
間位置で干渉流を発生させ得る゛ようにして、下流側ス
リットノズルの直下の冷却能力が１氏下しないようにす
ることを目的とするものである。

（発明の構Ｉ＆＞ このため、本発明は、各スリットノズルからの冷却水吐
出方向が、鉛直方向から鋼板の通板方向に対して上流側
に角度をもつように、スリットノズルに角度を設けて配
置して、吐出された冷却水が、鋼板に衝突後、下流側に
比べて上流側へ流れ　　　。

る量が多くなるように構成したものである。

（発明の効果） 本発明によれば、各スリットノズルからの冷却水吐出方
向を鋼板の通板方向と相対する方向に、所定の角度傾け
て配置したものであるから、下流側スリットノズルの直
下の冷却能力に悪影響を及ぼす干渉流か上、下流側スリ
ットノズル間で発生するように制御でき、下流側スリッ
トノズルの直下の冷却能力が向上するようになる。

また、本発明によれば、スリットノズルの直下から干渉
流による悪影響を解消できるとともに、上、下流側スリ
ットノズルとも同一冷却能力、がっ、効率の良い流量範
囲で使用できるため、省エネルギー及び巻取温度制御性
の両面から効果が大きい。

（実施例） 第６図以下に示した従来技術と同一構成１作用の箇所は
、同一番号を付して説明を省略する。

第１図において、鋼板２の上方に配置された上部スリッ
トノズル１４．・・・、１４は、鉛直方向から鋼板２の
通板方向に対して上流側に角度θ１をもたせて配置され
る。

そして、第２図（ａ）に示すように、各スリ・ント７ズ
ル１４（Ａ）、１４（Ｂ）からは等しい流量Ｑ　Ａ　Ｉ
ＱＢ（ＱＡ＝ＱＢ）で冷却水が鋼板２の」二面に吐出さ
れる。

この結果、吐出された冷却水が鋼板２に衝突後、下流側
に比べて上流側へ流れる量が多くなるので、干渉流８か
上、下流側の中間位置で発生するようになり、第２図（
ｂ）゛に示すように、等し０流量ＱＡ、ＱＢで゛あって
も、各スリント７ス′ル１４（Ａ）、　　１４（Ｂ）の
冷却能力１＋Ａ＋ｈＢか等しくなるのである。

以下、より兵庫的に説明する。

第３図（ａ）に示すように、スリット７ズル１４を鉛直
方向に対して角度θ１をもたせて配置すると、鋼板２に
対する冷却水衝突角度θ２は、゛ス１ルノト厚さＢ、ノ
ズルからの吐出流量（単位時間、単位幅当り）Ｑ及びノ
ズル高さＨで決定される。

即ち、スリットノズル１４からの吐出速度Ｖ。

は、 Ｖｏ＝　Ｑ／Ｂ　　　　　　　　　・・・・・・（１）
である。

このと外の垂直速度成分Ｖｖ、及び水平速度成分Ｖｌ＋
、は、 Ｖｖｌ　＝　Ｖ、　ｃｏｓθ１　　　　・・・・・・（
２）＼’ｌ＋１＝　ＶＯｓｉｎθＩ　　　　・・・・・
・（３）である。

一方、鋼板２に衝突時の各速度成分＼’Ｖ２＋　Ｖｌ＋
２は、 ｖＶ２　”　Ｆ−’　＋　２８丁　・、−、−（４）Ｖ
ｂ２＝　Ｖｈ、　　　　　　　　　・・・・・・（５）
である。（ｇ二重力加速度） このとぎの冷却水衝突角度θ２は、 θ２　＝　ｊａｎ−’（ＶＶ２／Ｖ１１２）　　−・＝
（６）となる。

第３図は、スリットノズル１４からの吐出水量Ｑ　＝　
８０　ｍ”／　Ｉ＋、＋ｎ幅、ノズル高さＨ＝１．５＋
ｎのときのスリット７ズル１４の傾き角度θＩと冷却水
衝突角度θ２との関係を、各スリット厚さＢ（１ｈ＋ｍ
、　８ｍｍ＋　４ｎｕｎ）について測定したデータであ
る。

同図から明らかなように、傾き角度θ１が９０度のとき
、衝突角度θ２が最も小さい値となる。

このときのθ＋ｉｉｎは、 θ、。ｉｎ　＝　ｔａｎ　’（Ｂ　０ｍ／Ｑ）　−（７
）で表わされる。

第４図（ａ）及び第４図（ｂ）は、鋼板２への冷却水衝
突角度θ２と、衝突後、上流側へ流れる流量Ｗｌ、下流
側へ流れる流量Ｗ２の比Ｗ　、　／’ｖＶ　２との関係
を測定したデータである。

同図から明らかなように、衝突角度θ２か９０度の場合
は、Ｗ、−Ｗ２といっ当然の結果がでているが、衝突角
度θ２が９０度よりも小さくなるに従って、上流側と下
流側の流量バランスが変化し、Ｗ、／Ｗ　２が１．０よ
りも大きくなる。

とくに、衝突角度θ２が８０度以下になるとその傾向は
強くなり、測定範囲ではＷ、／Ｗ２が１．３まで達した
。

この測定データから、衝突角度θ、が、ｊａｎ　’（Ｂ
　”ｉ／Ｑ）≦θ２≦８０°　・（８）の範囲となるよ
うに、スリットノズル１４の冷却水吐出方向を鉛直方向
から上流側へ角度θ１傾けて配置すれば、第２図（ａ）
、第２図（ｂ）に示したように、下流側スリット７ズル
１４（Ｂ）の直下から干渉流を除去することができる。

また、衝突角度θ２の絶対値は、ノズルピッチおよび通
板速度に応して選択すればよい。

第５図（、）及び第５図（ｂ）は、冷却水衝突角度θ２
と干渉流８の発生位置との関係を測定したデータである
。

（条件） スリット厚さＢ：８ｍｍ 吐出水量Ｑ　　　：　８０ｍ３／ｌ＋、　ｍ幅ノズル高
さＨ：１５００ｍ＋＋＋ ノズルピッチＰ　：　１５０　（１１１１１１１通板速
度＼’　　　：　　１　（’、１ｍ／ｓ同図から明らか
なように、衝突角度θ２か９０度の場合、干渉流８はス
リットノズル１４（Ｂ）の直下に発生し、冷却能力に悪
影響を及ぼす。

そして、スリットノズル３４（Ａ）、１４（Ｂ）を上流
側に傾けていくと、衝突角度θ２か小さくなり、干渉流
８の発生位置が上流側に移動し、スリットノズル］４（
Ｂ）の直下の干渉流の悪影響を除去でおることを確認し
た。

また、本条件下では、衝突角度θ２か８０度以下になる
と急激に効果か現われ、衝突角度θ、か７５度のとき（
こは、スリットノズル］　４（Ｂ）の直下からの干渉流
８を完全に除去することかでｂだ。

以上のように、本冷却方法によれば、各スリットノズル
１４．・・・、１４の流量を変えることなく、下流側ス
リットノズル１．４（Ｂ）の直下から干渉流８を除去で
とるため、冷却能力の向上、均一冷却性の両面から効果
が大ぎい。さらに、ノズル数が非常に多い場合について
も、同様の方法で対応できることも大きな利点である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る冷却装置の側面図、第２図（、）
は第１図の冷却装置による干渉流発生位置を示す側面図
、第２図（ｂ）は＠２図（ａ）の冷却装置による流量と
冷却能力との関係を示すグラフ、第３図（ａ）はスリッ
トノズルの傾各角度と冷却水衝突角度を示す冷却装置の
側面図、第３図（１〕）は第３図（ａ）の装置による傾
き角度と衝突角度との関係を示すグラフ、第４図（、）
はスリットノズルによる冷却水衝突角度と上流側と下流
側の流量を示す冷却装置の側面図、第４図（ｂ）は第４
図（、）の装置による衝突角度と流量比との関係を示す
グラフ、第５図（ａ）はスリットノズルによる冷却水衝
突角度と干渉流発生位置を示す冷却装置の側面図、第５
図（１））は第５図（ａ）の装置による衝突角度と干渉
流発生位置との関係を示すグラフ、第６図は従来の冷却
装置の側面図、第７図（ａ）は第１従来技術の冷却装置
による干渉流発生位置を示す側面図、第７図（ｂ）は第
７図（ａ）の冷却装置による流量と冷却能力との関係を
示すグラフ、第８図（ａ）は第２従来技術の冷却装置に
よる干渉流発生位置を示す側面図、第８図（！〕）は第
８図（ａ）の冷却装置による流量と冷却能力との関係を
示すグラフ、第８図（ｃ）は第８図（ａ）の冷却装置に
よる、冷却能力に及ぼす流量依存性が大きい流量範囲で
の使用における流量と冷却能力との関係を示すグラフで
ある。 ８・・・・・・干渉流、 Ｊ　４（Ａ）、１４（Ｂ）・・・・・・スリットノズル
、θ１・・・・・・スリットノズルの傾と角度、θ２・
・・・・冷却水衝突角度、 ＱＡＩ　ＱＢ・・・・・・流量、 Ｗｌ・・・・・・上流側へ流れる流量、Ｗ、・・・・・
・下流側へ流れる流量。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱間圧延鋼板の通板方向に多列に配置した冷却水
   供給用ヘッダに、長矩形の形状をしたノズル、いわゆる
   スリットノズルを設け、該スリットノズルからの薄膜状
   の冷却水を鋼板の上面に吐出して、鋼板の上面を冷却す
   る方法であって、上記各スリットノズルからの冷却水吐
   出方向が、鉛直方向から鋼板の通板方向に対して上流側
   に角度をもつように、スリットノズルに角度θ＿１を設
   けて配置して、吐出された冷却水が、鋼板に衝突後、下
   流側に比べて上流側へ流れる量が多くなるようにしたこ
   とを特徴とする熱間圧延鋼板の鋼板上面冷却方法。
2. （２）上記スリットノズルの角度θ＿１を、鋼板に対す
   る冷却水衝突角度θ＿２がθ＿２≦８０度となるような
   傾きで配置することを特徴とする特許請求の範囲第（１
   ）項記載の熱間圧延鋼板の鋼板上面冷却方法。