(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の圧延スタンドからなる熱間仕上圧延機の圧延スタンド間に設置されるルーパー装置であって、
当該ルーパー装置のフレームに形成された水槽部と、
前記フレームの上面に当該ルーパー装置の鋼板進行方向および鋼板幅方向に並べて配置され、それぞれ前記水槽部に接続されて冷却水を当該ルーパー装置の上方へ噴射する複数のスプレーノズルとを有し、
前記複数のスプレーノズルの傾斜角度が、前記フレームの上面を水平状態としたときに、鉛直方向から鋼板進行方向に０〜２０°であり、
かつ、鋼板進行方向の下流側に配置されるスプレーノズルの傾斜角度が、鋼板進行方向の上流側に配置されるスプレーノズルの傾斜角度よりも順次大きくなる
ことを特徴とするルーパー装置。
【請求項２】
前記水槽部へ冷却水を供給する給水配管と前記水槽部との間にフレキシブルホースを備え、
前記給水配管および前記水槽部と前記フレキシブルホースとは、当該ルーパー装置の回転軸と平行な回転軸を有するスイベルジョイントによりそれぞれ接続されたものである請求項１記載のルーパー装置。
【請求項３】
前記複数のスプレーノズルは、前記鋼板が流れていない状態においても前記冷却水を少量出し続けるものである請求項１または２に記載のルーパー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の圧延スタンドからなる熱間仕上圧延機の圧延スタンド間に設置されるルーパー装置に係り、より詳しくは、熱間仕上圧延機によって圧延される熱延鋼板裏面に冷却水を噴射する機能を有するルーパー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱間圧延により熱延鋼鈑を製造する際に、１０００℃程度の高温で圧延する過程において熱延鋼板の表面に酸化鉄（主にＦｅ０、Ｆｅ2Ｏ3）が生成される。この生成された酸化鉄が、複数の圧延スタンドで構成される熱間仕上圧延機の前段圧延スタンドにおいて剥離すると、次段圧延スタンドで熱延鋼板の表面に圧入されることになり、スケール疵が発生する。  
【０００３】
この熱延鋼板のスケール疵抑制方法として、熱間仕上圧延機の圧延スタンド間（特に、鋼板の温度が高い前段圧延スタンド）にて鋼板に冷却水を噴射して鋼板表面を覆い、表面酸化を抑制する方法がある。鋼板表面（上面）に関しては、噴射された冷却水が板上水として鋼板表面を覆うため、既存の圧延スタンド間の冷却スプレーにてスケール抑制が可能であるが、鋼板裏面（下面）に関しては、噴射された冷却水はすぐに跳ね返り、板上水もないため、鋼板裏面のスケール疵抑制には冷却装置の増設が必要となる。しかしながら、圧延スタンド間にはルーパー装置や板蛇行を抑制するサイドガイド装置などがあり、これ以上の冷却装置の増設は困難である。
【０００４】
例えば特許文献１には、熱間仕上圧延機スタンド間において、回動可能に軸支されているルーパーローラーフレームの鋼板幅方向に、鋼板の裏面へ冷却水を噴射する冷却水噴射手段を設けた熱間仕上圧延機スタンド間の鋼板クーラーが開示されている。冷却水噴射手段は、ルーパーローラーフレームの上下対向面に、このフレームの幅方向に長い平面長方形状の開口を穿設し、フレームの幅方向に複数のヘッダーを一体的に固定したものである。
【０００５】
各ヘッダー内には、冷却水の流通方向と直交する穿孔板と、冷却水を案内する案内板とが設けられている。各ヘッダーの下端には、それぞれ可撓管が連結されており、各可撓管は、冷却水供給管にそれぞれ連結されている。また、フレームの上部開口には、その上流側において枢支されたスイングプレートが設けられている。スイングプレートは、ヘッダーに冷却水が供給され、穿孔板、案内板を通る噴出冷却水の圧力によって、斜め上方に回動し、上部開口を開放して、上部開口から噴出する冷却水を、鋼板の裏面に対し、下流斜め方向に噴射する。そして、ヘッダーに冷却水の供給がない場合には、上部開口を閉塞する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開昭６１−５８９１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の鋼板クーラーでは、冷却水がフレームの上部開口から直接鋼板の裏面へ向かって吐出されるため、鋼板裏面を覆うには大量の冷却水が必要となる。そのため、冷却水配管が大型となり、冷却水供給配管から各ヘッダーに冷却水を供給する可撓管も数多くなる。その結果、ルーパー装置に取り付けられる鋼板クーラーが大型化し、重量が増加するため、ルーパー装置の本来の動作に支障が出る。
【０００８】
また、冷却水はフレームの上部開口に設けられたスイングプレートを持ち上げる構造であるため、スイングプレートの耐久性が問題となる。さらに、冷却水はフレームの上部開口に設けられたスイングプレートを持ち上げた状態で吐出されるため、鋼板裏面に噴射される冷却水量を均一に維持することが困難であり、所望の冷却状態とすることが難しく、鋼板裏面の品質異常の懸念がある。
【０００９】
また、この鋼板クーラーでは、ルーパーローラーフレームの鋼板幅方向に長い平面長方形状の開口が穿設されて、複数のヘッダーがこのフレームの鋼板幅方向に一列に設けられているだけであるため、鋼板裏面に対して広範囲で噴射することが難しく、鋼板裏面の酸化抑制は困難であるという問題がある。
【００１０】
そこで、本発明においては、ルーパー装置の本来の動作に影響を及ぼすことなく、鋼板裏面を広範囲で均一に冷却することが可能な鋼板裏面への冷却水の噴射機能を有するルーパー装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のルーパー装置は、複数の圧延スタンドからなる熱間仕上圧延機の圧延スタンド間に設置されるルーパー装置であって、ルーパー装置のフレームに形成された水槽部と、ルーパー装置の鋼板進行方向および鋼板幅方向に並べて配置され、それぞれ水槽部に接続されて冷却水を当該ルーパー装置の上方へ噴射する複数のスプレーノズルとを有するものである。
【００１２】
また、本発明のルーパー装置は、水槽部へ冷却水を供給する給水配管と水槽部との間にフレキシブルホースを備え、給水配管および水槽部とフレキシブルホースとは、ルーパー装置の回転軸と平行な回転軸を有するスイベルジョイントによりそれぞれ接続されたものであることが望ましい。
【００１３】
また、複数のスプレーノズルの傾斜角度が、フレームの上面を水平状態としたときに、鉛直方向から鋼板進行方向に０〜２０°であり、かつ、鋼板進行方向の下流側に配置されるスプレーノズルの傾斜角度が、鋼板進行方向の上流側に配置されるスプレーノズルの傾斜角度よりも順次大きくなることを特徴とする。
【００１４】
また、複数のスプレーノズルは、鋼板が流れていない状態においても冷却水を少量出し続けるものであることが望ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のルーパー装置によれば、ルーパー装置のフレーム自体を水槽部として、この水槽部内の冷却水を、鋼板進行方向および鋼板幅方向に並べて配置された複数のスプレーノズルからルーパー装置の上方へ噴射するため、鋼板裏面を広範囲で均一に冷却することができ、鋼板裏面の酸化を抑制して高品質な製品を得ることが可能となる。また、スプレーノズルを用いているので水槽部へ供給する冷却水は少量で良く、冷却水配管も小さくて済み、ルーパー装置の重量増加を防止することができるため、ルーパー装置の本来の動作に影響を及ぼすことがない。
【００１６】
水槽部へ冷却水を供給する給水配管と水槽部との間にフレキシブルホースを備え、給水配管および水槽部とフレキシブルホースとは、ルーパー装置の回転軸と平行な回転軸を有するスイベルジョイントによりそれぞれ接続されたものであることにより、ルーパー装置の回転動作時のルーパー装置への負荷を軽減することができる。
【００１７】
複数のスプレーノズルが、鉛直方向から鋼板進行方向に０〜２０°傾斜させることが可能であることにより、ルーパー装置の待機位置でのスプレーノズルから噴射される冷却水の噴射面積が広くなるように調整して、品質異常発生が顕著である鋼板先端部の冷却を効率良く行い、高品質な製品を得ることが可能となる。
【００１８】
複数のスプレーノズルが、鋼板が流れていない状態においても冷却水を少量出し続けるものであることにより、鋼板が流れていない状態においてスプレーノズルの先端から異物が侵入するのを防止することが可能となり、スプレーノズルの先端に従来のスイングプレートのような開閉機構は不要となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態における熱間仕上圧延機のルーパー装置近傍を示す断面図である。
【図２】図１のルーパー装置の側面図である。
【図３】図１のルーパー装置の平面図である。
【図４】図１のルーパー装置の正面図である。
【図５】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図６】本実施形態におけるルーパー装置の各スプレーノズルから噴射される冷却水の噴射面積を示す図であって、（ａ）はルーパー待機位置における鋼板裏面を示す平面図、（ｂ）は（ａ）の側面図である。
【図７】本実施形態におけるルーパー装置の各スプレーノズルから噴射される冷却水の噴射面積を示す図であって、（ａ）はルーパー制御位置における鋼板裏面を示す平面図、（ｂ）は（ａ）の側面図である。
【図８】比較例としてのルーパー装置の各スプレーノズルから噴射される冷却水の噴射面積を示す図であって、（ａ）はルーパー待機位置における鋼板裏面を示す平面図、（ｂ）は（ａ）の側面図である。
【図９】比較例としてのルーパー装置の各スプレーノズルから噴射される冷却水の噴射面積を示す図であって、（ａ）はルーパー制御位置における鋼板裏面を示す平面図、（ｂ）は（ａ）の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は本発明の実施の形態における熱間仕上圧延機のルーパー装置近傍を示す断面図である。図１において、本発明の実施の形態におけるルーパー装置１は、熱間仕上圧延機の圧延スタンド間（図示例では圧延スタンドＦ１，Ｆ２間）に設置されたものである。ルーパー装置１は、回転軸２を中心として上下方向に回動するフレーム３に、ルーパーローラー４を回転可能に支持したものであり、ルーパーローラー４を鋼板Ｓに押圧することで、圧延スタンド間で鋼板Ｓの張力を調整する。
【００２１】
図２は図１のルーパー装置の側面図、図３は平面図、図４は正面図である。本実施形態におけるルーパー装置１のフレーム３の内部は、冷却水が満たされる水槽部５として構成されている。水槽部５には、水槽部５内の冷却水をルーパー装置１の上方へ向けて噴射する複数のスプレーノズル６が設けられている。なお、フレーム３の上面には鋼板Ｓの幅方向（図３の左右方向）に複数のスキッドレール７が並設されており、スプレーノズル６は、この複数のスキッドレール７間に、スキッドレール７の上面から突出しないように、鋼板Ｓの進行方向および幅方向に並べて配置されている。
【００２２】
また、図５のＡ−Ａ断面図に示すように、スプレーノズル６は、フレーム３の上面を水平状態としたときに、鉛直方向から鋼板Ｓの進行方向に０〜２０°傾斜させて設けられている。なお、本実施形態においては、各スプレーノズル６は、鋼板Ｓの進行方向後方側から前方側へ行くにつれて傾斜角度が０°、１０°、１５°、２０°と順次大きくなるように設定されている。
【００２３】
また、水槽部５と、この水槽部５へ冷却水を供給する給水配管１０とは、フレキシブルホース８により接続されている。また、給水配管１０とフレキシブルホース８とは、ルーパー装置１の回転軸２と平行な回転軸を有するスイベルジョイント９により接続されている。水槽部５とフレキシブルホース８についても、同様にルーパー装置１の回転軸２と平行な回転軸を有するスイベルジョイント９により接続されている
【００２４】
上記構成のルーパー装置１では、ルーパー装置１のフレーム３自体を冷却水ヘッダーとして機能する水槽部５とし、この水槽部５内の冷却水を、鋼板Ｓの進行方向および幅方向に並べて配置された複数のスプレーノズル６からルーパー装置１の上方へ噴射することで、鋼板Ｓの裏面を広範囲で均一に冷却することができるので、鋼板Ｓ裏面の酸化を抑制して高品質な製品を得ることが可能である。
【００２５】
スプレーノズル６は少量の水量で広範囲に均一に噴射できるものであるため、水槽部５へ供給する冷却水は少量で良く、ルーパー装置１の重量増加を防止することができる。したがって、このルーパー装置１では、ルーパー装置１の本来の動作に影響を及ぼすことがない。特に、このルーパー装置１では、ルーパー装置１の回転動作時に、スイベルジョイント９がこのルーパー装置１の回転軸２と平行な回転軸により回転するとともに、フレキシブルホース８が撓むため、ルーパー装置１の回転動作時のルーパー装置１への負荷が軽減されている。
【００２６】
次に、本実施形態におけるルーパー装置１では、複数のスプレーノズル６が鉛直方向から鋼板Ｓの進行方向に０〜２０°傾斜させて設けられている点について説明する。図６は本実施形態におけるルーパー装置１の各スプレーノズル６から噴射される冷却水の噴射面積を示す図であって、（ａ）はルーパー待機位置（フレーム３の上面の水平状態から上方へ４．８°傾斜した位置）における鋼板裏面を示す平面図、（ｂ）は（ａ）の側面図である。図７の（ａ）はルーパー制御位置（同様に上方へ２０°傾斜した位置）における鋼板裏面を示す平面図、（ｂ）は（ａ）の側面図である。図８および図９は、図６および図７に対応する比較例としてルーパー装置１の各スプレーノズル６の傾斜角度をすべて０°とした場合を示している。
【００２７】
図６（ａ）と図８（ａ）とを比較すると、本実施形態におけるルーパー装置１の方が、ルーパー待機位置において各スプレーノズル６から噴射される冷却水の鋼板Ｓの裏面への噴射面積が広くなっている。また、図７（ａ）と図９（ａ）とを比較しても、本実施形態におけるルーパー装置１の方が、ルーパー制御位置において各スプレーノズル６から噴射される冷却水の鋼板Ｓの裏面への噴射面積が広くなっている。
【００２８】
このように、本実施形態におけるルーパー装置１では、各スプレーノズル６の傾斜角度を０〜２０°の範囲で変化させ、ルーパー装置１の待機位置でのスプレーノズル６から噴射される冷却水の噴射面積が広くなるように調整することにより、品質異常発生が顕著である鋼板先端部でも高品質な製品を得ることが可能となっている。ここで、待機位置での噴射面積が広くなるように調整するのは、鋼板先端部が圧延スタンド間を通過して次スタンドに噛み込むまではルーパー装置１は待機位置にあり、そこから鋼板先端部に冷却水を噴射するためである。
【００２９】
なお、本実施形態におけるルーパー装置１では、鋼板Ｓが流れていない状態においても各スプレーノズル６から冷却水を少量出し続ける。これにより、鋼板Ｓが流れていない状態において各スプレーノズル６の先端から異物が侵入するのを防止することができ、スプレーノズル６の先端に従来のスイングプレートのような開閉機構は不要である。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明のルーパー装置は、複数の圧延スタンドからなる熱間仕上圧延機の圧延スタンド間に設置されるルーパー装置として有用であり、特に、熱間仕上圧延機によって圧延される熱延鋼板裏面の冷却機能を有するルーパー装置として好適である。
【符号の説明】
【００３１】
Ｓ  鋼板
Ｆ１，Ｆ２  圧延スタンド
１  ルーパー装置
２  回転軸
３  フレーム
４  ルーパーローラー
５  水槽部
６  スプレーノズル
７  スキッドレール
８  フレキシブルホース
９  スイベルジョイント
１０  給水配管
【図１】
0005807616.tif 000002
【図２】
0005807616.tif 000003
【図３】
0005807616.tif 000004
【図４】
0005807616.tif 000005
【図５】
0005807616.tif 000006
【図６】
0005807616.tif 000007
【図７】
0005807616.tif 000008
【図８】
0005807616.tif 000009
【図９】
0005807616.tif 000010