JPS6358209B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6358209B2 JPS6358209B2 JP10003383A JP10003383A JPS6358209B2 JP S6358209 B2 JPS6358209 B2 JP S6358209B2 JP 10003383 A JP10003383 A JP 10003383A JP 10003383 A JP10003383 A JP 10003383A JP S6358209 B2 JPS6358209 B2 JP S6358209B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cooling
- cylinder
- cooling water
- pipe
- cooling pipe
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Links
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Classifications
-
- 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
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
- C21D9/54—Furnaces for treating strips or wire
- C21D9/56—Continuous furnaces for strip or wire
- C21D9/573—Continuous furnaces for strip or wire with cooling
- C21D9/5732—Continuous furnaces for strip or wire with cooling of wires; of rods
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
- B21B45/02—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for lubricating, cooling, or cleaning
- B21B45/0203—Cooling
- B21B45/0209—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants
- B21B45/0215—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes
- B21B45/0224—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes for wire, rods, rounds, bars
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
Description
本発明は、線材、棒鋼用の浸漬冷却管に関す
る。 周知の如く、熱間圧延により製造される線材、
棒鋼等の線条材は、仕上圧延機列後に設置された
冷却帯において、機械的性質のコントロール及び
スケール生成の抑制などのために、熱間圧延直後
の高温から所定温度にまで冷却される。このよう
な冷却帯においては、冷却媒体として通常水が用
いられている。この水冷に際しては、線条材の周
囲、長手方向及び断面方向に均一に冷却するこ
と、並びに高い冷却能を実現することなどが大切
である。冷却能を向上させることは、所定の温度
降下量を得るための冷却水流量を節減できるた
め、ポンプ動力を小さくできるなどの利点があ
る。 また熱間連続圧延においては、中間圧延機列と
仕上圧延機列との間などのスタンド間冷却帯で、
圧延材に冷却水を供給した後、再度仕上圧延機列
により圧延する制御圧延が行なわれている。この
制御圧延は、加熱温度、圧延温度、圧下率等を制
御して行なう熱間圧延法であつて、線条材におけ
る結晶粒の微細均一化、機械的性質の改善を目的
としており、圧延仕上りの状態で焼ならし処理材
と同等の組織及び機械的性質を有する線条材を製
造することができるものである。この制御圧延の
温度パターンを実現させるためにも、スタンド間
冷却帯は出来るだけ高い冷却能(熱伝達係数)を
有し、かつ制御範囲が大きなものでなければなら
ない。 上記各種の圧延工程における冷却帯において
は、従来種々の形式の冷却管が用いられている。 例えば、冷却管内管の両端部付近に内管の周方
向に一定間隔に配置したノズル(スリツト)か
ら、該内管の軸心部を走行する圧延材に対し、圧
延材の進向方向に冷却水をスプレー状に噴射する
スプレー方式のものがある。 このスプレー方式のものでは、圧延材に高圧水
が直接あたつている所では冷却能は高いが、他の
部分では低いという欠点があり、冷却帯の長さや
冷却水流量及びポンプ動力に比して冷却効率が小
さいものである。 そこで本願出願人は、実公昭57−14965号にお
いて冷却能の優れた浸漬型式の冷却管を提供し
た。これによると、冷却管両端部に設けた環状ノ
ズルから冷却水を対向して噴出させて冷却管の開
口を施蓋する水膜を形成すると共に、冷却管の長
手方向中央部から冷却水を管内に供給し、管内部
に冷却水を充満させるものであつた。この浸漬型
式の冷却管によれば、冷却管の軸心部を走行する
高温の線条材は、管内に充満した冷却水に浸漬さ
れた状態となり、冷却水との接触時間が長くな
り、かつ均一に冷却されることになり、極めて高
い冷却能を得ることができる。 しかし、この従来の浸漬型式の冷却管において
は、冷却管の長さが短かい場合、中央部から供給
された冷却水はその両端部より速やかに排水され
るため問題ないが、冷却管の長さが直径に比べて
長くなると、冷却水の一部は部分的に冷却管内に
滞溜するおそれがあつた。冷却管内に冷却水の一
部が長時間留まると、該冷却水の溜まりにより冷
却管内の平均水温が上昇し、圧延材定常部に対す
る冷却能は、圧延材先端部に対する冷却能に比べ
低くなる。即ち、圧延材の先端部と定常部とでは
冷却水温度に差が生じ、長手方向に不均一な冷却
となる。 そこで、本発明は、冷却水を冷却管の両端部よ
り供給すると共に、冷却管の長手方向中途部より
排水し、かつ排水口の断面積を適切なものにする
ことにより、冷却水の有効な置換率(冷却水供給
量に対する排水口からの排出量の比)を高め、も
つて冷却能を高めることができる線材、棒鋼用の
浸漬冷却管を提供することを目的とする。 従つて、その特徴とする処は、水平軸心を有す
る筒体両端部に該軸心と同心状に設けられた環状
ノズルから筒体内方に向けて冷却水を噴出せしめ
て筒体内部に冷却水を充満させ、該筒体軸心部を
貫通して走行する線材又は棒鋼を浸漬冷却する冷
却管において、筒体の上側面及び下側面に長手方
向に沿つて1又は2以上の排水口を設けた点にあ
り、他の特徴とする処は前記上側及び下側の各排
水口の総断面積A1及びA2の関係が、A2>A1とな
る点にある。 以下、本発明の実施例を図面に基き詳述する。 第1図に示す本発明に係る浸漬型式の冷却管1
は、水平状に配置される両端開口の筒体2と、筒
体2の両端部外周面に外嵌されたジヤケツト3
と、該ジヤケツト3に接続された冷却水供給管4
と、前記筒体2の両端面に同心状に延設された入
口ガイド部5と出口ガイド部6とからなる。入口
ガイド部5の内面はテーパー面に形成されてい
る。 前記筒体2の軸方向中央部の下面には、排水口
7が1個開設されている。同じく上面には中央部
から左右振り分け状に、5個の排水口8が長手方
向に沿つて開設されている。上側の各排水口8の
合計総断面積をA1とし、下側の排水口7の断面
積をA2とすると、A2>A1の関係になるよう設定
されている。 筒体2の両端部で前記ジヤケツト3の内方に位
置している部分と、入側ガイド部5及び出側ガイ
ド部6とは、各々ジヤケツト3内部と筒体2内部
とを連通する環状のノズル9を構成している。こ
のノズル9は筒体2の内向きに開口し、かつ筒体
軸心と同心である。 前記本発明に係る冷却管1によれば、所定圧力
の冷却水が供給管4を介してジヤケツト3内に供
給され、該冷却水は環状ノズル9から筒体2内部
内方に向つて噴出される。このノズル9からの噴
出流は筒体2の中心部に向つて流れ、中央部で衝
突して筒体2内に充満しようとする。このとき、
冷却水の一部は排水口7より排出されるが、供給
された冷却水の残りの部分は筒体2の両端部開口
から排出され、この開口部を水流によつて満た
す。これらの結果として、給水開始後迅速に筒体
2内部は冷却水で充満されて浸漬状態に達する。
この浸漬状態に達する間、筒体2内部の空気は上
側の排水口8から排出されるので、浸漬状態にお
いて筒体2内部に気泡が存在しない。 しかして、上記浸漬状態において、入口ガイド
部5より線材又は棒鋼の線条材10が筒体2の軸
心部を貫通して走行することにより、線条材10
は冷却水に浸漬された状態で冷却される。 前記冷却1において、その筒体2の中途部の
上・下側面に排水口8,7を設け、上側排水口8
の総断面積A1と、下側排水口7の総断面積A2と
を、A2>A1の関係にしたので、冷却管1内にお
ける冷却水の有効な置換率(冷却水供給量Qsに
対する排水口7,8からの冷却水の排出量Qeの
比;Qe/Qs)を高めることができた。この置換
率(Qe/Qs)の向上により、冷却水は浸漬状態
を維持しつつも速やかに排出されることになり、
冷却水温が冷却管1内において部分的に上昇する
ことがなくなる。その結果として管内の平均冷却
水温の上昇が防止され、冷却能の向上が図られる
と共に、圧延材の長手方向の均一な冷却が約束さ
れることになる。 ここで、A2>A1の関係にすればなぜ有効な置
換率(Qe/Qs)の向上が図られるのかにつき説
明する。このA2>A1の関係は実験により客めら
れたものである。この実験結果を第2図に示す。 第2図に示すものは、内径が90mm、全体が1000
mmの冷却管筒体2の上側面の長手方向に設けた排
水口8の総面積A1=2375mm2、下側面の排水口7
の総面積A2=100mm2の場合の各冷却水供給量
(Qs)に対する冷却水の有効置換率(Qe/Qs)、
並びに、上側排水口8の総面積A1=100mm2、下側
排水口7の総断面積A2=2375mm2とした場合の冷
却水の有効置換率(Qe/Qs)の一例である。 この第2図から明らかな如く、A1>A2の場合
は、冷却水の有効置換率(Qe/Qs)は、冷却水
供給量(Qs)に依存し、該置換率は冷却水量の
増加とともに増大するが、A2>A1の場合には、
有効置換率は冷却水量にほとんど依存しなく、し
かも、いずれの冷却水供給量(Qs)においても
A1/A2の場合より有効置換率は大きい。 次に示す表1は、前記実験結果を表にしたもの
であり、A1>A2の場合に対するA2>A1の場合の
有効置換率の増加率を表わしたものである。
る。 周知の如く、熱間圧延により製造される線材、
棒鋼等の線条材は、仕上圧延機列後に設置された
冷却帯において、機械的性質のコントロール及び
スケール生成の抑制などのために、熱間圧延直後
の高温から所定温度にまで冷却される。このよう
な冷却帯においては、冷却媒体として通常水が用
いられている。この水冷に際しては、線条材の周
囲、長手方向及び断面方向に均一に冷却するこ
と、並びに高い冷却能を実現することなどが大切
である。冷却能を向上させることは、所定の温度
降下量を得るための冷却水流量を節減できるた
め、ポンプ動力を小さくできるなどの利点があ
る。 また熱間連続圧延においては、中間圧延機列と
仕上圧延機列との間などのスタンド間冷却帯で、
圧延材に冷却水を供給した後、再度仕上圧延機列
により圧延する制御圧延が行なわれている。この
制御圧延は、加熱温度、圧延温度、圧下率等を制
御して行なう熱間圧延法であつて、線条材におけ
る結晶粒の微細均一化、機械的性質の改善を目的
としており、圧延仕上りの状態で焼ならし処理材
と同等の組織及び機械的性質を有する線条材を製
造することができるものである。この制御圧延の
温度パターンを実現させるためにも、スタンド間
冷却帯は出来るだけ高い冷却能(熱伝達係数)を
有し、かつ制御範囲が大きなものでなければなら
ない。 上記各種の圧延工程における冷却帯において
は、従来種々の形式の冷却管が用いられている。 例えば、冷却管内管の両端部付近に内管の周方
向に一定間隔に配置したノズル(スリツト)か
ら、該内管の軸心部を走行する圧延材に対し、圧
延材の進向方向に冷却水をスプレー状に噴射する
スプレー方式のものがある。 このスプレー方式のものでは、圧延材に高圧水
が直接あたつている所では冷却能は高いが、他の
部分では低いという欠点があり、冷却帯の長さや
冷却水流量及びポンプ動力に比して冷却効率が小
さいものである。 そこで本願出願人は、実公昭57−14965号にお
いて冷却能の優れた浸漬型式の冷却管を提供し
た。これによると、冷却管両端部に設けた環状ノ
ズルから冷却水を対向して噴出させて冷却管の開
口を施蓋する水膜を形成すると共に、冷却管の長
手方向中央部から冷却水を管内に供給し、管内部
に冷却水を充満させるものであつた。この浸漬型
式の冷却管によれば、冷却管の軸心部を走行する
高温の線条材は、管内に充満した冷却水に浸漬さ
れた状態となり、冷却水との接触時間が長くな
り、かつ均一に冷却されることになり、極めて高
い冷却能を得ることができる。 しかし、この従来の浸漬型式の冷却管において
は、冷却管の長さが短かい場合、中央部から供給
された冷却水はその両端部より速やかに排水され
るため問題ないが、冷却管の長さが直径に比べて
長くなると、冷却水の一部は部分的に冷却管内に
滞溜するおそれがあつた。冷却管内に冷却水の一
部が長時間留まると、該冷却水の溜まりにより冷
却管内の平均水温が上昇し、圧延材定常部に対す
る冷却能は、圧延材先端部に対する冷却能に比べ
低くなる。即ち、圧延材の先端部と定常部とでは
冷却水温度に差が生じ、長手方向に不均一な冷却
となる。 そこで、本発明は、冷却水を冷却管の両端部よ
り供給すると共に、冷却管の長手方向中途部より
排水し、かつ排水口の断面積を適切なものにする
ことにより、冷却水の有効な置換率(冷却水供給
量に対する排水口からの排出量の比)を高め、も
つて冷却能を高めることができる線材、棒鋼用の
浸漬冷却管を提供することを目的とする。 従つて、その特徴とする処は、水平軸心を有す
る筒体両端部に該軸心と同心状に設けられた環状
ノズルから筒体内方に向けて冷却水を噴出せしめ
て筒体内部に冷却水を充満させ、該筒体軸心部を
貫通して走行する線材又は棒鋼を浸漬冷却する冷
却管において、筒体の上側面及び下側面に長手方
向に沿つて1又は2以上の排水口を設けた点にあ
り、他の特徴とする処は前記上側及び下側の各排
水口の総断面積A1及びA2の関係が、A2>A1とな
る点にある。 以下、本発明の実施例を図面に基き詳述する。 第1図に示す本発明に係る浸漬型式の冷却管1
は、水平状に配置される両端開口の筒体2と、筒
体2の両端部外周面に外嵌されたジヤケツト3
と、該ジヤケツト3に接続された冷却水供給管4
と、前記筒体2の両端面に同心状に延設された入
口ガイド部5と出口ガイド部6とからなる。入口
ガイド部5の内面はテーパー面に形成されてい
る。 前記筒体2の軸方向中央部の下面には、排水口
7が1個開設されている。同じく上面には中央部
から左右振り分け状に、5個の排水口8が長手方
向に沿つて開設されている。上側の各排水口8の
合計総断面積をA1とし、下側の排水口7の断面
積をA2とすると、A2>A1の関係になるよう設定
されている。 筒体2の両端部で前記ジヤケツト3の内方に位
置している部分と、入側ガイド部5及び出側ガイ
ド部6とは、各々ジヤケツト3内部と筒体2内部
とを連通する環状のノズル9を構成している。こ
のノズル9は筒体2の内向きに開口し、かつ筒体
軸心と同心である。 前記本発明に係る冷却管1によれば、所定圧力
の冷却水が供給管4を介してジヤケツト3内に供
給され、該冷却水は環状ノズル9から筒体2内部
内方に向つて噴出される。このノズル9からの噴
出流は筒体2の中心部に向つて流れ、中央部で衝
突して筒体2内に充満しようとする。このとき、
冷却水の一部は排水口7より排出されるが、供給
された冷却水の残りの部分は筒体2の両端部開口
から排出され、この開口部を水流によつて満た
す。これらの結果として、給水開始後迅速に筒体
2内部は冷却水で充満されて浸漬状態に達する。
この浸漬状態に達する間、筒体2内部の空気は上
側の排水口8から排出されるので、浸漬状態にお
いて筒体2内部に気泡が存在しない。 しかして、上記浸漬状態において、入口ガイド
部5より線材又は棒鋼の線条材10が筒体2の軸
心部を貫通して走行することにより、線条材10
は冷却水に浸漬された状態で冷却される。 前記冷却1において、その筒体2の中途部の
上・下側面に排水口8,7を設け、上側排水口8
の総断面積A1と、下側排水口7の総断面積A2と
を、A2>A1の関係にしたので、冷却管1内にお
ける冷却水の有効な置換率(冷却水供給量Qsに
対する排水口7,8からの冷却水の排出量Qeの
比;Qe/Qs)を高めることができた。この置換
率(Qe/Qs)の向上により、冷却水は浸漬状態
を維持しつつも速やかに排出されることになり、
冷却水温が冷却管1内において部分的に上昇する
ことがなくなる。その結果として管内の平均冷却
水温の上昇が防止され、冷却能の向上が図られる
と共に、圧延材の長手方向の均一な冷却が約束さ
れることになる。 ここで、A2>A1の関係にすればなぜ有効な置
換率(Qe/Qs)の向上が図られるのかにつき説
明する。このA2>A1の関係は実験により客めら
れたものである。この実験結果を第2図に示す。 第2図に示すものは、内径が90mm、全体が1000
mmの冷却管筒体2の上側面の長手方向に設けた排
水口8の総面積A1=2375mm2、下側面の排水口7
の総面積A2=100mm2の場合の各冷却水供給量
(Qs)に対する冷却水の有効置換率(Qe/Qs)、
並びに、上側排水口8の総面積A1=100mm2、下側
排水口7の総断面積A2=2375mm2とした場合の冷
却水の有効置換率(Qe/Qs)の一例である。 この第2図から明らかな如く、A1>A2の場合
は、冷却水の有効置換率(Qe/Qs)は、冷却水
供給量(Qs)に依存し、該置換率は冷却水量の
増加とともに増大するが、A2>A1の場合には、
有効置換率は冷却水量にほとんど依存しなく、し
かも、いずれの冷却水供給量(Qs)においても
A1/A2の場合より有効置換率は大きい。 次に示す表1は、前記実験結果を表にしたもの
であり、A1>A2の場合に対するA2>A1の場合の
有効置換率の増加率を表わしたものである。
【表】
前記第2図及び表1より、筒体2に、A2>A1
となる排水口7,8を設けることにより、浸漬冷
却時の冷却水の有効な置換がより促進されるとと
もに、低冷却水流量域においても高い有効置換率
が得られる。このため、浸漬状態に達した後の
(すなわちQmin以上の)より広い冷却水流量範
囲において、特に、圧延材10長手方向の冷却の
均一性が向上する。 但し、A2の値は、浸漬冷却状態が実現できる
ように(A2が大きすぎると冷却管1内に水がた
まらない)、またA1+A2の値は、冷却水の有効置
換を大きくとれるように(A1+A2が小さすぎる
と冷却水の有効置換率が下がる)決定する必要が
ある。 尚、本発明は、前記実施例に限定されるもので
はなく、各排水口7,8の個数は適宜でよい。 本発明によれば、冷却管の長さが長くなつても
冷却水の有効置換率の向上が図られ、冷却能が向
上し、かつ線条材の長手方向に均一な冷却を行な
うことができる。
となる排水口7,8を設けることにより、浸漬冷
却時の冷却水の有効な置換がより促進されるとと
もに、低冷却水流量域においても高い有効置換率
が得られる。このため、浸漬状態に達した後の
(すなわちQmin以上の)より広い冷却水流量範
囲において、特に、圧延材10長手方向の冷却の
均一性が向上する。 但し、A2の値は、浸漬冷却状態が実現できる
ように(A2が大きすぎると冷却管1内に水がた
まらない)、またA1+A2の値は、冷却水の有効置
換を大きくとれるように(A1+A2が小さすぎる
と冷却水の有効置換率が下がる)決定する必要が
ある。 尚、本発明は、前記実施例に限定されるもので
はなく、各排水口7,8の個数は適宜でよい。 本発明によれば、冷却管の長さが長くなつても
冷却水の有効置換率の向上が図られ、冷却能が向
上し、かつ線条材の長手方向に均一な冷却を行な
うことができる。
第1図は本発明の実施例を示す冷却管の断面
図、第2図は供給流量(Qs)とA1、A2との関係
とが有効置換率に及ぼす関係を示すグラフであ
る。 1……冷却管、2……筒体、7……下側排水
口、8……上側排水口、9……環状ノズル。
図、第2図は供給流量(Qs)とA1、A2との関係
とが有効置換率に及ぼす関係を示すグラフであ
る。 1……冷却管、2……筒体、7……下側排水
口、8……上側排水口、9……環状ノズル。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 水平軸心を有する筒体両端部に該軸心と同心
状に設けられた環状ノズルから筒体内方に向けて
冷却水を噴出せしめて筒体内部に冷却水を充満さ
せ、該筒体軸心部を貫通して走行する線材又は棒
鋼を浸漬冷却する冷却管において、筒体の上側面
及び下側面に長手方向に沿つて1又は2以上の排
水口を設けたことを特徴とする線材、棒鋼用の浸
漬冷却管。 2 水平軸心を有する筒体両端部に該軸心と同心
状に設けられた環状ノズルから筒体内方に向けて
冷却水を噴出せしめて筒体内部に冷却水を充満さ
せ、該筒体軸心部を貫通して走行する線材又は棒
鋼を浸漬冷却する冷却管において、筒体の上側面
及び下側面に長手方向に沿つて1又は2以上の排
水口を設け、上側及び下側の各排水口の総断面積
A1及びA2の関係が、A2>A1となることを特徴と
する線材、棒鋼用の浸漬冷却管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10003383A JPS59226123A (ja) | 1983-06-02 | 1983-06-02 | 線材、棒鋼用の浸漬冷却管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10003383A JPS59226123A (ja) | 1983-06-02 | 1983-06-02 | 線材、棒鋼用の浸漬冷却管 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59226123A JPS59226123A (ja) | 1984-12-19 |
| JPS6358209B2 true JPS6358209B2 (ja) | 1988-11-15 |
Family
ID=14263211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10003383A Granted JPS59226123A (ja) | 1983-06-02 | 1983-06-02 | 線材、棒鋼用の浸漬冷却管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59226123A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0327688Y2 (ja) * | 1986-05-01 | 1991-06-14 | ||
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| JPH0719609Y2 (ja) * | 1992-12-24 | 1995-05-10 | 株式会社神戸製鋼所 | 線棒材圧延機の冷却装置 |
| KR101003202B1 (ko) | 2008-05-28 | 2010-12-21 | 현대제철 주식회사 | 강판 냉각장치 |
| CN104084435A (zh) * | 2014-07-03 | 2014-10-08 | 江苏永钢集团有限公司 | 一种棒材切分轧制轧后穿水管用的引导装置 |
-
1983
- 1983-06-02 JP JP10003383A patent/JPS59226123A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59226123A (ja) | 1984-12-19 |
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