(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱間圧延された高温の鋼板を挟んで、その上下に１対の拘束ロールが一定ピッチで複数組設けられ、前記複数組の拘束ロールの各上ロール下流側には、前記鋼板の上面に向け冷却水を噴射するための鋼板移送方向の上流側ロールから下流側ロールに向けたスリットノズルが、前記鋼板の板幅方向に設けられている高温鋼板の冷却装置において、前記スリットノズルの噴出口付近の前記スリットノズルの下流側に、前記鋼板の板幅方向両端部に位置する水流制御体が、前記スリットノズルから一定間隔をあけ、その長さ方向に移動可能に設けられていることを特徴とする、高温鋼板の冷却装置。
【請求項２】
前記水流制御体は、鋼板上に噴射された冷却水の流れ方向に沿った滑らかな流線形状であって、その下面には、前記鋼板に接触する回転可能なローラが設けられている、請求項１記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、熱間圧延された高温鋼板を板幅方向に均一に冷却するための高温鋼板の冷却装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
熱間圧延された高温の鋼板は、一般に圧延直後の水冷中に、温度分布や鋼板の形状または表面状態の相違に起因して冷却むらが生じ、生成した冷却むらのために、冷却後の鋼板に、変形、残留応力、材質のバラツキなどの発生や、鋼板の変形による操業上のトラブルが生じやすい。更に、鋼板が変形した場合には、圧延後の精整工程においてプレスや矯正機等による成形作業が必要になるために、コスト高になることが避けられなかった。
【０００３】
上述した問題を解決し、高温の鋼板を均一に冷却するための装置や方法が従来から種々提案されている。圧延後の高温の鋼板をオンラインで移送しながら冷却する手段としては、水平に移送される鋼板の上下面に対し、その板幅方向に冷却水を噴射して冷却することが一般的である。
【０００４】
通常、熱間圧延直後の高温鋼板は、その板幅方向両端部の温度が中央部の温度よりも低い温度分布を有している。このような温度分布を是正するためには、板幅方向両端部に対する冷却効果が、その中央部に対する冷却効果よりも低くなるように冷却能を制御することが必要である。
【０００５】
鋼板下面に対する冷却に関しては、下面に衝突後の冷却水は重力によって直ちに流下するので、冷却水を板幅方向両端部に当たらないように制御すれば、鋼板下面両端部の温度低下を防止することができる。
【０００６】
しかしながら、鋼板上面に対する冷却に関しては、上面に噴射された冷却水が、鋼板上面上を板幅方向に流れ最終的には鋼板両端部から流出するので、鋼板上面の板幅方向両端部が過冷却になることは避けられなかった。
【０００７】
そこで、このように、鋼板上面の板幅方向両端部に過冷却が生じないように制御する手段について、従来から種々研究されており、例えば、次のような技術が開示されている。
【０００８】
(1) 特公昭５９−１３５７３号：
高圧のスプレー水を使用して、鋼板上の滞留水を誘導し排除する（以下、先行技術１という）。
【０００９】
(2) 特開昭６２−２１４１４号、２１４１５号：
底板の吸水孔から冷却水を吸い上げ且つ空気を噴射して、滲み出る冷却水を吹き飛ばし除去する（以下、先行技術２という）。
【００１０】
(3) 特開昭６２−２８９３１５号、特開昭５５−１５３６１６号：
スリット状のラミナーノズルから噴射される冷却水の、板幅中央部の流量密度が、板幅両端部の流量密度よりも大になるように冷却水の流量を制御し、鋼板端部の過冷却を防止する（以下、先行技術３という）。
【００１１】
(4) 特開昭５８−３２５１１号：
鋼板端部のラミナーノズル直下に遮蔽物を設け、鋼板端部に流下する冷却水をカットして、鋼板端部の過冷却を防止する（以下、先行技術４という）。
【００１２】
(5) 特開平６−２８５５３１号、特開平６−１８４６２３号：
冷却水を注水するスリットノズル先端のスリット部分に、スリットを遮蔽し得る板幅方向に移動可能な遮蔽体を設けることにより、鋼板端部の過冷却を防止する（以下、先行技術５という）。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、先行技術１によっては、大量の冷却水を制御することが困難であり、先行技術２によっては、鋼板端部のように面積が広い部分では、吸水が追いつかず、また、底板を鋼板に近づけることが困難である。また、先行技術３および先行技術４においては、スリット状ラミナーノズルから流下した冷却水が鋼板の上面を流れ、鋼板の板幅方向端部から流出するので、鋼板両端部の過冷却を防止することは不可能である。
【００１４】
そして、先行技術５によっては、スリットノズルの構造が複雑になり、メンテナンスが困難になる上、遮蔽体によって水流が乱されるために、スリットノズルから噴射された後の冷却水の流れに乱れが生じ、必ずしも遮蔽体を設けた効果が得られず、鋼板を板幅方向に均一に冷却することができない。更に、スリットノズルの出口に遮蔽体が設けられていることによって、ノズル内部の圧力分布が板幅方向に不均一になり、噴出された冷却水に偏流が生じやすい。
【００１５】
このように、従来の技術では、鋼板板幅方向両端部の過冷却を、適確には防止することができず、従って、冷却後の鋼板に、変形、残留応力、材質のバラツキなどの発生や、鋼板の変形による操業上のトラブル等の発生を防止することができなかった。
【００１６】
従って、この発明の目的は、上述した問題を解決し、熱間圧延された高温鋼板を冷却するに際し、その板幅方向両端部の過冷却を防止し、冷却むらの生ずることなく均一に鋼板を冷却することができる、高温鋼板の冷却装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、熱間圧延された高温の鋼板を挟んで、その上下に１対の拘束ロールが一定ピッチで複数組設けられ、前記複数組の拘束ロールの各上ロール下流側には、前記鋼板の上面に向け冷却水を噴射するための鋼板移送方向の上流側ロールから下流側ロールに向けたスリットノズルが、前記鋼板の板幅方向に設けられている高温鋼板の冷却装置において、前記スリットノズルの噴出口付近の前記スリットノズルの下流側に、前記鋼板の板幅方向両端部に位置する水流制御体が、前記スリットノズルから一定間隔をあけ、その長さ方向に移動可能に設けられていることに特徴を有するものである。
【００１８】
前記水流制御体は、請求項２に記載のように、鋼板上に噴射された冷却水の流れ方向に沿った滑らかな流線形状であって、その下面には、鋼板に接触する回転可能なローラが設けられている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に、この発明を図面を参照しながら説明する。
図１は、この発明の装置の一実施態様を示す概略正面図、図２は、スリットノズル部分の拡大概略斜視図、図３は、スリットノズル部分の拡大概略平面図である。図面に示すように、鋼板１を挟んでその上下に１対の拘束ロール２，３が、鋼板１の移送方向に一定ピッチで複数組設けられており、上拘束ロール２の下流側の鋼板上面には、鋼板移送方向の上流側ロールから下流側ロールに向けたスリットノズル４が設けられ、そして、鋼板下面側には、水中に没した円管ノズル５が板幅方向に一定ピッチで複数個設けられている。
【００２０】
このような冷却装置内を連続的に移送される高温の鋼板１に対し、鋼板上面側に設けられたスリットノズル４から所定量の冷却水を噴射することにより鋼板上面は冷却され、そして、鋼管下面側に設けられた円管ノズル５から所定量の冷却水を噴射することにより、その随伴流で生じた液流によって、鋼板下面は冷却される。
【００２１】
この発明の装置においては、スリットノズル４の噴出口付近に、噴出口から一定間隔をあけ、鋼板１の板幅方向両端部に位置する水流制御体６が、スリットノズル４の長さ方向即ち鋼板の板幅方向に移動可能に設けられている。７は、水流制御体６を移動可能に支持する水平支持棒であり、スリットノズル４の支持フレーム９に取り付けられている。
【００２２】
水流制御体６は、図３に示すように、鋼板上に噴射された冷却水の流れ方向に沿った滑らかな流線形状であって、その下面に設けられたローラー８を介して鋼板１に接触し、移動する鋼板１に接触疵が生ずるのを防止している。
【００２３】
上述した水流制御体６を、水平支持棒７によって鋼板１の板幅方向両端部上に位置させる。その結果、上部スリットノズル４から鋼板の長手方向に噴射された冷却水は、図３および図４に示すように、流線形状の水流制御体６によって、その部分の流れ方向が変わり、鋼板１上を、その板幅方向両端部を避けて流れる。水流制御体６の部分が排除された冷却水の水流は、縮流することなく、鋼板１の両端部とほぼ平行に下流側に流れ、下流側の上部拘束ロール２に当接して板幅方向に流れ、その両端部から流出する。
【００２４】
水流制御体６は、スリットノズル４から一定間隔をあけて配置されているので、スリットノズルの交換やスリットギャップの調整作業などのメンテナンスの邪魔にはならない。また、上部スリットノズル４内部の圧力分布が水流制御体６によって乱れることはなく、鋼板両端部の水切りが可能になるので、縮流や偏流等の乱れは発生しにくい。
【００２５】
また、水流制御体６は、これを支持する水平支持棒７によって水平移動可能であり、且つ、水平支持棒７は、スリットノズル４の支持フレーム９に取り付けられ、スリットノズル４と一体的に上下動可能になっているので、各種の板幅および板厚の鋼板に対し適用することができる。
【００２６】
この発明の装置は、上述のように構成されているので、冷却される鋼板１の板幅に応じ、水流制御体６を、鋼板１の板幅方向両端部上に位置させることにより、鋼板板幅方向両端部の過冷却は防止され、鋼板を冷却むらの生ずることなく均一に冷却することができる。
【００２７】
【実施例】
次に、この発明を実施例により、比較例と共に説明する。
板幅４．５ｍ、長さ３０ｍ、厚さ２５mmの熱間圧延後の高温鋼板を、図１〜３に示した冷却装置に４０mpm の速度で通過させ、下記条件で冷却した。
【００２８】
拘束ロール        ：２０００mmピッチで１０組
鋼板上面冷却用スリットノズルの冷却水流量：２０００ｌ／ｍ2min
鋼板下面冷却用円管ノズル：１００mmピッチ
水流制御体の幅    ：２００ｍｍ
上述した条件で冷却したときの鋼板の板幅方向における温度分布を図４に示す。図４において、(a) は冷却装置入側における鋼板の板幅方向における温度分布であり、(b) は鋼板を上述した条件で冷却装置に通して冷却し、２０秒経過した後の板幅方向温度分布である。
【００２９】
図４から明らかなように、鋼板の冷却開始前における板幅方向両端部の温度は中央部の温度よりも低かったが、冷却を開始して２０秒経過後においては、板幅方向両端部の温度は中央部の温度とほぼ同じになった。
【００３０】
〔比較例〕
スリットノズル４の噴出口付近に水流制御体６が設けられていないほかは、実施例と同じ装置を使用し、板幅４．５ｍ、長さ３０ｍ、厚さ２５mmの鋼板を４０mpm の速度で通過させ、下記条件で冷却した。
【００３１】
拘束ロール        ：２０００mmピッチ
鋼板上面冷却用スリットノズルの冷却水流量：２０００ｌ／ｍ2min
鋼板下面冷却用円管ノズル：１００mmピッチ
鋼板を上述した条件で冷却装置に通し、２０秒経過した後の板幅方向温度分布を、図４に(c) で示す。図４から明らかなように、鋼板の冷却開始前における板幅方向両端部の、中央部よりも低い温度分布は、冷却を開始して２０秒経過後において更に拡大した。
【００３２】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明の装置によれば、熱間圧延された高温鋼板を冷却するに際し、その板幅方向両端部の過冷却が防止され、板幅方向にむらの生ずることがなく、均一な冷却を行うことができ、歪みの発生が防止され、板幅方向両端部の過冷却による規格外れがなくなり製品歩留りが向上すると共に、鋼板の変形がなくなったことから、レベラーやプレスによる精製を行う必要がなく、従って、製造コストは引き下げられ、経済性が向上する等、多くの工業上有用な効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の装置の一実施態様を示す概略正面図である。
【図２】スリットノズル部分の拡大概略斜視図である。
【図３】スリットノズル部分の拡大概略平面図である。
【図４】鋼板の板幅方向における温度分布を示す図である。
【符号の説明】
１  鋼板
２  上拘束ロール
３  下拘束ロール
４  スリットノズル
５  円管ノズル
６  水流制御体
７  支持棒
８  ローラー
９  フレーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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