(57)【要約】  熱延帯鋼の圧延後冷却のサイド噴射方法であり、ａ）各圧延後冷却帯の後にサイド噴射装置を設置し、サイド噴射装置はランアウトテーブルの両側に沿って千鳥状に配置され、サイド噴射装置は少なくとも２つの噴射部材を含み、各噴射部材は噴射パイプ及び噴射パイプに設けられるノズルを含み、噴射パイプは帯鋼の走行方向に沿って並列に立設され、隣接するノズルのカバー範囲は部分的に重複し、各ノズルによる全体の噴水カバー範囲がランアウトテーブルの幅全体をカバーし、サイド噴射装置に対応するランアウトテーブルの他方側にサイド噴水収集装置を設け、サイド噴水を収集装置内に落下させることと、ｂ）サイド噴射装置の制御モードはペアでオンにさせるものであり、即ち、ランアウトテーブルの両側には、それぞれ一個のサイド噴射装置が同時にオンになる必要があることと、を含む。本発明のサイド噴射装置は、異なる幅規格の帯鋼表面の残水に対して効果的なパージを行うことができ、冷却均一性を向上させるとともに、飛散をできるだけ減らして、環境や電気設備への悪影響を回避することができる。【選択図】  図１
2021514843.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱延帯鋼の圧延後冷却のサイド噴射方法であって、
ａ）帯鋼ランアウトテーブルの両側に沿って、いくつかの圧延後冷却帯の後にそれぞれサイド噴射装置を設置し、且つ、前記サイド噴射装置は帯鋼ランアウトテーブルの両側に沿って千鳥状に配置され、前記サイド噴射装置は少なくとも２つの噴射部材を含み、各噴射部材は噴射パイプ及び噴射パイプに設けられるノズルを含み、前記噴射パイプは帯鋼の走行方向に沿って並列に立設され、帯鋼の走行方向に沿って移動可能であり、前記サイド噴射装置のノズルのカバー範囲は部分的に重複し、各ノズルによる全体の噴水カバー範囲が帯鋼ローラーテーブルの幅全体をカバーし、サイド噴射装置に対応する帯鋼ランアウトテーブルの他方側には、サイド噴水収集装置を設けて、サイド噴水を収集装置内に落下させることと、
ｂ）前記サイド噴射装置の制御モードはペアでオンにするものであり、即ち、いくつかの圧延後冷却帯とサイド噴射装置に帯鋼の走行方向に従って順次番号を付け、奇数番号の圧延後冷却帯のバルブがオンになると、該圧延後冷却帯の後に千鳥状に配置される連続的な２つのサイド噴射装置をオンにさせ、偶数番号の圧延後冷却帯のバルブがオンになると、その後側のサイド噴射装置がすでにオン状態であり、サイド噴射を追加してオンにさせる必要がないことと、を含む、ことを特徴とする熱延帯鋼の圧延後冷却のサイド噴射方法。
【請求項２】
各サイド噴射装置にＮ個（Ｎ≧２）の噴射部材があるとすると、Ｎ個の噴射部材にはＮ個の噴射パイプがあり、各噴射パイプには１つのノズルが設けられ、帯鋼ローラーテーブルの幅をＷｇとし、各ノズルのウォーターマークのローラーテーブル幅方向に沿った投影をノズルカバー範囲Ｗｓと称すると、Ｗｓ≧Ｗｇ／Ｎであり、ノズルの噴射方向と帯鋼の走行方向との夾角を方向角αとし、サイド噴射装置のＮ個のノズルを帯鋼の走行方向に従って１〜Ｎでソートすると、１番目からＮ番目までのノズルの方向角αは、大から小に設計し、１番目〜Ｎ−１番目のノズルの方向角αの範囲は１１０°〜１６５°であり、Ｎ番目のノズルの方向角の範囲は７５°〜１０５°である、ことを特徴とする請求項１に記載の熱延帯鋼の圧延後冷却のサイド噴射方法。
【請求項３】
前記サイド噴射装置のノズルは帯鋼の走行方向に従って１〜Ｎでソートされ、順序番号をｎとし、即ちｎ＝１〜Ｎであり、ｎ番目のノズルの方向角をαｎとすると、ｎ番目のノズルの帯鋼表面でのウォーターマークの長さＬｎ＝Ｗｓ／ｓｉｎ（１８０°−αｎ）であり、ｎ＋１番目のノズルとｎ番目のノズルとの取付間隔はＳｎ＝Ｗｓ／ｔａｎ（１８０°−αｎ）−Ｗｓ／ｔａｎ（１８０°−αｎ＋１）であり、Ｎ番目のノズルの方向角がαＮ＜９０°の場合、取付間隔はＳＮ−１＝Ｗｓ／ｔａｎ（１８０°−αＮ−１）＋Ｗｓ／ｔａｎ（αＮ）である、ことを特徴とする請求項１に記載の熱延帯鋼の圧延後冷却のサイド噴射方法。
【請求項４】
前記サイド噴射装置のノズルから帯鋼表面までの高さｈは３００〜７００ｍｍに設計され、且つ、サイド噴射装置のノズルは帯鋼の走行方向に従って１〜Ｎでソートされ、１番目からＮ番目までのノズルの高さは低から高に設計される、ことを特徴とする請求項１に記載の熱延帯鋼の圧延後冷却のサイド噴射方法。
【請求項５】
前記サイド噴射装置のノズルは帯鋼の走行方向に従って１〜Ｎでソートされ、順序番号をｎとし、即ちｎ＝１〜Ｎであり、入射角βは、以下のように設計され、
１番目のノズルの入射角β１＝９０°であり、
ｎ番目のノズルの高さｈｎ及びウォーターマークの長さＬｎに基づき、ｎ番目のノズル入射角βｎは、
βｎ＝ａｒｃｔａｎ（ｈｎ／（（ｎ−１）×Ｌｎ））、ｎ＞１であり、
ノズルの散乱角θは以下のように決定され、
ｎ番目のノズルの高さｈｎ、ウォーターマークの長さＬｎ及び入射角βｎに基づき、ｎ番目のノズルの散乱角θｎは、
θｎ＝ａｒｃｔａｎ（（ｎ×Ｌｎ）／ｈｎ）−（９０°−βｎ）、ｎ＞０である、
ことを特徴とする請求項１に記載の熱延帯鋼の圧延後冷却のサイド噴射方法。
【請求項６】
前記サイト噴射装置の噴射部材は２〜５個設けられる、ことを特徴とする請求項１に記載の熱延帯鋼の圧延後冷却のサイド噴射方法。
【請求項７】
各サイト噴射装置のノズルのカバー範囲はある程度重複する、ことを特徴とする請求項１に記載の熱延帯鋼の圧延後冷却のサイド噴射方法。
【請求項８】
前記噴射部材の噴射パイプは昇降式設計であり、噴射パイプのノズルを上下に昇降可能にさせる、ことを特徴とする請求項１に記載の熱延帯鋼の圧延後冷却のサイド噴射方法。
【請求項９】
前記サイド噴水収集装置は、一方側が開口した箱体であり、その開口側がサイド噴射装置に対応し、箱体の開口側には長手方向に沿って少なくとも２つの衝突防止弧状板が間隔をおいて立設され、箱体の底板は傾斜設計であり、排水孔が設けられる、ことを特徴とする請求項１に記載の熱延帯鋼の圧延後冷却のサイド噴射方法。
【請求項１０】
前記サイド噴水収集装置の箱体開口側の両辺にそれぞれ衝突防止弧状板が立設される、ことを特徴とする請求項９に記載の熱延帯鋼の圧延後冷却のサイド噴射方法。
【請求項１１】
前記噴射部材のノズルは回転可能な設計であり、上下左右方向に回転可能である、ことを特徴とする請求項１に記載の熱延帯鋼の圧延後冷却のサイド噴射方法。
【請求項１２】
前記サイド噴射装置は、
管路を介して水源に接続される集水管と、
少なくとも２つのノズル付き噴射部材と、を含み、
噴射部材に設けられた噴射パイプが集水管の長手方向に沿って立設され、それぞれ接続具を介して固定ブラケットに可動的に接続され、ホースを介して集水管に接続され、間隔、高さ及び角度が調節可能である、ことを特徴とする請求項１に記載の熱延帯鋼の圧延後冷却のサイド噴射方法。
【請求項１３】
前記サイド噴射装置の噴射パイプは、集水管を介して給水され、又は個別に給水され、圧力及び流量が個別に制御される、ことを特徴とする請求項１２に記載の熱延帯鋼の圧延後冷却のサイド噴射方法。
【請求項１４】
前記サイド噴射装置の集水管は、給水圧力が１．０ＭＰａ〜２．０ＭＰａ、流量が１０ｍ３／ｈ〜２０ｍ３／ｈである、ことを特徴とする請求項１２に記載の熱延帯鋼の圧延後冷却のサイド噴射方法。
【請求項１５】
前記噴射部材には、ノズルの入射角であるノズル前傾角度の調整を可能にする調整可能なボールジョイントが設けられ、前記ノズルには、該ボールジョイントが接続される、ことを特徴とする請求項１２に記載の熱延帯鋼の圧延後冷却のサイド噴射方法。
【請求項１６】
前記ノズルは、扇形ノズル又は舌形ノズルである、ことを特徴とする請求項１〜８、１１、１２、１５のいずれか一項に記載の熱延帯鋼の圧延後冷却のサイド噴射方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は冶金技術分野に属し、熱延帯鋼の圧延後冷却のサイド噴射方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、熱間タンデム圧延の圧延後冷却領域には、一般的にチルトフレーム式の層流冷却や加圧直噴冷却装置が用いられ、各チルトフレームの冷却水が帯鋼の上面に落下した後に無秩序な流動状態になり、効果的に排除することができず、表面の残水が形成され、冷却不均一の原因となり、また、帯鋼の移動速度が速いため、帯鋼の前進に伴って冷却水の一部が隣接するチルトフレーム領域に突入し、その冷却水状態が破壊され、冷却効果の不良や冷却不均一を引き起こす。冷却水が高温の鋼板に当たると蒸気膜が形成され、後続の冷却水と鋼板との直接接触が阻害され、冷却効率に影響を与える。
そのため、熱間タンデム圧延の圧延後冷却には、一般的にチルトフレームの間にサイド噴射除水装置が設けられ、１〜２個の円柱形や扇形ノズルで、帯鋼の縦方向の走行方向に垂直な横方向の噴射を行うと、一定の除水及び蒸気膜破壊の効果があるが、実際の使用過程には以下の問題が存在する。
【０００３】
１）サイド噴水の飛散による悪影響
【０００４】
帯鋼の移動速度が比較的速いため、その表面の残水の衝撃力が比較的大きく、横方向噴射による除水は、必然的にサイド噴水と残水との激しい衝突を引き起こし、大量の飛散水を発生させ、特にノズルに近い領域では、衝突がより激しくなり、飛散水が高くて遠く飛散して、周囲環境に影響を与える。また、大量の飛散水は、モーター等の電気設備の故障を引き起こして、一部の生産ラインを強制的に停止させ、又はモーターが設けられた箇所でのサイド噴射の使用が非常に少なくなり、その結果、帯鋼両側の冷却が不均一になる。また、横方向サイド噴射時には、一定の衝撃力を持つ残水が水壁を乗り越えて帯鋼の前部に入り込みやすくなり、冷却表面が不均一になる。冷却ローラーテーブルの両側ともにバッフルが設けられているため、横方向にサイド噴射する水はバッフルと衝突すると逆飛散や逆流を発生し、特に幅広の帯鋼の場合、帯鋼とバッフルとの間の隙間が小いため、サイド噴射による水が速やかに排除されにくく、逆飛散や逆流により帯鋼表面に至り、それにより、サイド噴射効果に影響を与えるだけでなく、冷却不均一を引き起こす。
【０００５】
２）幅の異なる帯鋼の除水効果の両立は困難であること
【０００６】
横方向サイド噴射、特に円筒形ノズルによる横方向サイド噴射は、噴水と帯鋼表面との最適な接触点（噴射点）を設定することが困難である。熱延帯鋼の規格が多く、さまざまな幅の帯鋼により、噴射点の選択に大きな困難をもたらし、サイド噴射点がエッジに寄りすぎると、幅の狭い帯鋼に対しては表面までパージすることができず、サイド噴射点が中間に寄りすぎると、幅の広い帯鋼に対してはエッジ部を効果的にパージすることができない。そして、円筒形ノズルは、噴射点領域が冷えすぎることも引き起こし、その結果、幅方向の冷却が不均一になる。
【０００７】
さまざまな幅の帯鋼に適用できるように、一部の生産ラインではゼロ度に近い角度で噴射するが、実際の効果は理想的ではない、幅の広い帯鋼の場合、噴水の後続動力が不足するため、残水を帯鋼表面からパージすることは困難であり、反りなどの板形状の不良がある帯鋼の場合、噴水が帯鋼表面までパージできないだけではなく、帯鋼のずれも引き起こす。
【０００８】
そのため、多くの技術者や科学研究機構はサイド噴射に対して最適化を行った。
【０００９】
中国特許ＣＮ１０３６１１７３Ａは熱延用層流サイド噴射の最適化計算方法を開示し、帯鋼の移動方向に垂直な平面上で上下側のノズルの好ましい高さと噴射角度を算出し、それにより、帯鋼の幅全体を均一にカバーし、サイド噴射のパージ効果を高める。サイド噴射は幅方向全体をカバーすることができるが、残水量が多く且つ衝撃が強い場合には、横方向サイド噴射の除水効果が理想的ではなく、また、サイド噴水と層流水とが激しく衝突することで、大量の飛散を発生させ、周囲の電気設備の故障の原因になりやすいだけでなく、周囲環境にも影響を及ぼす。
【００１０】
中国特許ＣＮ２０３１０８９５４Ｕは鋼板冷却装置のサイド噴射装置を開示し、該実用新案は、高圧水ノズル及び高圧ガスノズルにより鋼板残水を負圧の残水吸引システムにパージするものであり、高圧水と高圧ガスを組み合わせることでパージ範囲内の残水を効果的に除去することができ、負圧吸水システムによってパージ水の逆飛散や逆流をある程度低減できる。該実用新案は、高圧水サイド噴射装置の構造を明確にしていないので、幅の異なる鋼板のパージに適用できるかどうかは不明瞭であり、該実用新案では、高圧の噴水及び噴射ガスを使用しているため、必然的にサイド噴水、ガスと残水が激しく衝突し、大量の飛散水が発生し、負圧吸水システムに全て入ることが難しくなり、周囲の電気設備や環境にダメージを与え、サイド噴射装置は、給気、給水及び水ポンプを同時に備える必要があり、複雑すぎてコストも高い。
【００１１】
中国特許ＣＮ２０２５９１２５６Ｕは帯鋼除水ノズル装置を開示し、該実用新案は、温度測定への残水の影響を排除するために、精密冷却装置と温度検出器との間に少なくとも一対のサイド噴射除水ノズルが増設される。この特許は、温度検出器の前に一対のサイド噴射ノズルを追加するだけであり、冷却領域の全長に亘った残水による冷却への悪影響は解決しておらず、サイド噴射ノズルの増設は、除水効果を効果的に高めることができるが、過剰なサイド噴射ノズルにより温度降下も大きくなり、帯鋼冷却の制御に悪影響を及ぼすとともに、サイド噴水が多量に飛散することは電気設備や周囲環境にも影響する。
【００１２】
中国特許ＣＮ１０４５２５５８９Ａは熱延帯鋼用の層流冷却サイド噴射の制御方法を開示し、層流二段プロセス制御システムは、ユーザが選択したサイド噴射オンモードを層流一段基礎自動化制御システムに送り、層流一段基礎自動化制御システムには、当該サイド噴射オンモードに対応する層流ヘッダー群に１個又は複数個の層流ヘッダーがオンになっているか否かを判定し、そうである場合、該群のサイド噴射をオンにし、そうでない場合、オフを維持するという判定フローが設定されている。これは、現在、熱延用の層流冷却において一般的に採用されるオン方式である。
【００１３】
中国特許ＣＮ１００２５３７４４Ｕは熱延用の層流サイド噴水収集装置を開示し、サイド噴水を効果的に収集し導水溝及び導管を介して排水溝に流入させることができ、ローラーテーブルに逆流したり鋼板表面に跳ね返ったりすることはなく、帯鋼表面の水状態を最適化するとともに周囲の電気設備を保護する。この装置の矩形収集口が大きすぎて、衝突回避設計がなされていないため、帯鋼頭部がずれると、収集口に係入されてスクラップになりやすい。
【００１４】
上記したこれらの特許は、従来のサイド噴射効果をある程度改善するものの、横方向サイド噴射に起因して、サイド噴水と残水が激しく衝突し、飛散が発生して、周囲環境や電気設備に影響するという問題を効果的に解決することができず、一部の装置には潜在的な安全上の問題があり、一部の装置は複雑すぎる。
【発明の概要】
【００１５】
本発明の目的は、高圧サイド噴水と帯鋼表面の残水との激しい衝突による飛散をできるだけ低減し、冷却均一性を高めつつ環境や電気機器への悪影響を回避する熱延帯鋼の圧延後冷却のサイド噴射方法を提供することにある。
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明の技術的手段は以下のとおりである。
【００１７】
帯鋼ランアウトテーブルの両側に沿って、いくつかの圧延後冷却帯の後にそれぞれサイド噴射装置を設置し、且つ、前記サイド噴射装置は帯鋼ランアウトテーブルの両側に沿って千鳥状に配置され、前記サイド噴射装置は少なくとも２つの噴射部材を含み、各噴射部材は噴射パイプ及び噴射パイプに設けられるノズルを含み、前記噴射パイプは帯鋼の走行方向に沿って並列に立設され、帯鋼の走行方向に沿って移動可能であり、前記サイド噴射装置のノズルのカバー範囲は部分的に重複し、各ノズルによる全体の噴水カバー範囲が帯鋼ローラーテーブルの幅全体をカバーし、サイド噴射装置に対応する帯鋼ランアウトテーブルの他方側には、サイド噴水収集装置を設けて、サイド噴水を飛散させて収集装置内に落下させる、ステップａ）と、
前記サイド噴射装置の制御モードはペアでオンにするものであり、即ち、いくつかの圧延後冷却帯とサイド噴射装置に帯鋼の走行方向に従って順次番号を付け、奇数番号の圧延後冷却帯のバルブがオンになると、該圧延後冷却帯の後に千鳥状に配置される連続的な２つのサイド噴射装置をオンにさせ、偶数番号の圧延後冷却帯バルブがオンになると、その後側のサイド噴射装置がすでにオン状態であり、サイド噴射を追加してオンにさせる必要がない、ステップｂ）と、を含む、ことを特徴とする熱延帯鋼の圧延後冷却のサイド噴射方法。
【００１８】
好ましくは、各サイド噴射装置にＮ個（Ｎ≧２）の噴射部材があるとすると、Ｎ個の噴射部材にはＮ個の噴射パイプがあり、各噴射パイプには１つのノズルが設けられており、帯鋼ローラーテーブルの幅をＷｇとし、各ノズルのウォーターマークのローラーテーブル幅方向に沿った投影をノズルカバー範囲Ｗｓと称すると、Ｗｓ≧Ｗｇ／Ｎであり、ノズルの噴射方向と帯鋼の走行方向との夾角を方向角αとし、サイド噴射装置のＮ個のノズルを帯鋼の走行方向に従って１〜Ｎでソートすると、１番目からＮ番目までのノズルの方向角αは、大から小に設計し、１番目〜Ｎ−１番目のノズルの方向角αの範囲は１１０°〜１６５°であり、Ｎ番目のノズルの方向角の範囲は７５°〜１０５°である。
【００１９】
好ましくは、前記サイド噴射装置のノズルは帯鋼の走行方向に従って１〜Ｎでソートされ、順序番号をｎとし、即ちｎ＝１〜Ｎであり、ｎ番目のノズルの方向角をαｎとすると、ｎ番目のノズルの帯鋼表面でのウォーターマークの長さＬｎ＝Ｗｓ／ｓｉｎ（１８０°−αｎ）であり、ｎ＋１番目のノズルとｎ番目のノズルとの取付間隔はＳｎ＝Ｗｓ／ｔａｎ（１８０°−αｎ）−Ｗｓ／ｔａｎ（１８０°−αｎ＋１）であり、Ｎ番目のノズルの方向角がαＮ＜９０°の場合、取付間隔はＳＮ−１＝Ｗｓ／ｔａｎ（１８０°−αＮ−１）＋Ｗｓ／ｔａｎ（αＮ）である。
【００２０】
好ましくは、前記サイド噴射装置のノズルから帯鋼表面までの高さｈは３００〜７００ｍｍに設計され、且つ、サイド噴射装置のノズルは帯鋼の走行方向に従って１〜Ｎでソートされ、１番目からＮ番目までのノズルの高さは低から高まで設計される。
【００２１】
好ましくは、前記サイド噴射装置のノズルは帯鋼の走行方向に従って１〜Ｎでソートされ、順序番号をｎとし、即ちｎ＝１〜Ｎであり、入射角βは以下のように設計され、
１番目のノズルの入射角β１＝９０°であり、
ｎ番目のノズルの高さｈｎ及びウォーターマークの長さＬｎに基づき、ｎ番目のノズル入射角βｎは、
βｎ＝ａｒｃｔａｎ（ｈｎ／（（ｎ−１）×Ｌｎ））、ｎ＞１であり、
ノズルの散乱角θが以下のように決定され
ｎ番目のノズルの高さｈｎ、ウォーターマークの長さＬｎ及び入射角βｎに基づき、ｎ番目のノズルの散乱角θｎは、
θｎ＝ａｒｃｔａｎ（（ｎ×Ｌｎ）／ｈｎ）−（９０°−βｎ）、ｎ＞０である。
【００２２】
好ましくは、前記サイト噴射装置の噴射部材は２〜５個設けられる。
【００２３】
好ましくは、各サイト噴射装置のノズルのカバー範囲はある程度重複する。
【００２４】
好ましくは、前記噴射部材の噴射パイプは昇降式設計であり、噴射パイプのノズルを上下に昇降可能にさせる。
【００２５】
好ましくは、前記サイド噴水収集装置は、一方側が開口した箱体であり、その開口側がサイド噴射装置に対応し、箱体の開口側には長手方向に沿って少なくとも２つの衝突防止弧状板が間隔をおいて立設され、箱体の底板は傾斜設計であり、排水孔が設けられる。
【００２６】
好ましくは、前記サイド噴水収集装置の箱体開口側の両辺にそれぞれ衝突防止弧状板が立設される。
【００２７】
好ましくは、前記噴射部材のノズルは回転可能な設計であり、上下左右方向に回転可能である。
【００２８】
好ましくは、前記サイド噴射装置は、管路を介して水源に接続される集水管と、少なくとも２つのノズル付き噴射部材とを含み、噴射部材に設けられた噴射パイプが集水管の長手方向に沿って立設され、それぞれ接続具を介して固定ブラケットに可動的に接続され、ホースを介して集水管に接続され、間隔、高さ及び角度が調節可能である。
【００２９】
好ましくは、前記サイド噴射装置の噴射パイプは、集水管を介して給水され、又は個別に給水され、圧力及び流量は個別に制御される。
【００３０】
好ましくは、前記サイド噴射装置の集水管は、給水圧力が１．０ＭＰａ〜２．０ＭＰａ、流量が１０ｍ３／ｈ〜２０ｍ３／ｈである。
【００３１】
好ましくは、前記噴射部材には、ノズルの入射角であるノズル前傾角度の調整を可能にする調整可能なボールジョイントが設けられ、前記ノズルには、該ボールジョイントが接続される。
【００３２】
好ましくは、前記ノズルは、扇形ノズル又は舌形ノズルである。
【００３３】
本発明は、誘導型のウォータージェット式サイド噴射装置を設計することにより、高圧のサイド噴水と帯鋼表面の残水との激しい衝突による飛散をできるだけ低減し、帯鋼表面の蒸気膜を破ると同時に、さまざまな帯鋼幅に適用可能な立体曲面水壁により帯鋼表面の残水を収集装置に掃き入れて、排水溝に導入し、それによりローラーテーブルや帯鋼表面への逆飛散や逆流を防止して、冷却均一性を向上させ、サイド噴水収集装置の衝突防止設計は装置を保護するだけでなく、帯鋼頭部の係入によるスクラップの発生を防止することができ、サイド噴射装置をペアでオンにさせることにより、均一な冷却の目的を達成できる。
【００３４】
サイド噴射装置は、冷却ローラーテーブルの両側に交互に取り付けられ、間隔、高さ、噴射角度及び噴射方向が調整可能な２〜５個の噴射部材からなり、各噴射部材は、噴射パイプ、調整可能なボールジョイント、及びノズルからなり、打撃力及び被覆面を兼ね備えたウォータージェットを噴射し、ローラーテーブルの幅全体をカバーする立体的な誘導型曲面水壁を形成し、それにより、表面の残水を除去するとともに飛散水を減らし、さまざまな幅規格の帯鋼に適用できる。
【００３５】
ノズルは、扇形ノズル又は舌形ノズルでもよいが、舌形ノズルを用いることが好ましい。舌形ノズルはレフレクタの構造を採用しており、ノズルの噴射ウォーターマークの幅がより狭くなり、水流がより集中し、衝撃力がより大きくなり、蒸気膜を破って残水を除去できるだけでなく、大きな被覆面で残水の飛散を遮断することができる。
【００３６】
ノズルと帯鋼表面との距離が適正な高さｈに設計され、高さが高すぎると打撃力が不足し、低すぎると水壁の高さが足りず効果的な遮断を形成することができないため、３００〜７００ｍｍに設計される。幅方向全体にわたって一定の高さの水壁を保持するために、帯鋼の搬入方向のｎ（ｎ＝１〜Ｎ）個のノズルの高さは低から高まで設計される。
【００３７】
サイド噴水収集装置は主に２つの役割があり、１つはサイド噴水の逆飛散や逆流を防止することであり、もう１つはサイド噴水を収集して排水溝に排水することであり、図３に示すように、傾斜導流板、集水底板、排水孔、サイドシール板、トップカバー板、リアシール板により半密閉空間が形成され、サイド噴水がサイド噴水収集装置に入った後に速やかに排水口を通って排水溝に流入する。
【００３８】
帯鋼頭部はずれて冷却ローラーテーブルの両側に衝突しすいため、サイド噴水収集装置に係入されると、スクラップが発生し、このため、衝突防止弧状板がサイド噴水収集装置の入口側に間隔をおいて設けられており、弧状板は鋼板が衝突した後に跳ね返ったり滑ったりすることに役立ち、スクラップの発生を防止する。高速で走行する帯鋼による衝撃力が大きいため、サイド噴水収集装置を保護するために、衝突防止弧状板は、補強リブ板を介してサイド噴水収集装置に固定される。
【００３９】
サイド噴水が帯鋼表面から吹き飛ばされた後、慣性によりある程度斜めに飛散することを考慮して、サイド噴水収集装置は、サイド噴射装置の対向側のやや下流側に取り付けられる。
【００４０】
サイド噴射装置のウォーターマークは、基本的にはローラーテーブルの幅を均一にカバーしているが、帯鋼表面の残水が無秩序に流れ、そして帯鋼の移動速度が速いため、サイド噴射後の帯鋼表面の水状態の不確実性がより大きくなることを考慮すると、幅方向の冷却の均一性を確保するために、サイド噴射装置は、ランアウトテーブルの両側に千鳥状に配置されるように設計され、且つペアでオンにさせる。
【発明の効果】
【００４１】
本発明の有益な効果は、以下のとおりである。
【００４２】
本発明は、誘導型のウォータージェット式サイド噴射装置及びサイド噴水収集装置を適用することにより、高圧のサイド噴水と帯鋼表面の残水との激しい衝突による飛散を大きく低減し、帯鋼表面の蒸気膜を破ると同時に、さまざまな帯鋼幅に適用可能な立体曲面水壁により帯鋼表面の残水を収集装置に掃き入れて、排水溝に導入し、それによりローラーテーブルや帯鋼表面への逆飛散や逆流を防止して、冷却均一性を向上させ、サイド噴水収集装置の衝突防止設計は該収集装置を保護するだけでなく、帯鋼頭部の係入によるスクラップの発生を防止することもでき、サイド噴射装置を千鳥状に配置し、且つペアでオンにさせることにより、均一な冷却の目的を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の熱延帯鋼の圧延後冷却の配置の概略図である。
【図２】本発明のサイド噴射装置の構造概略図である。
【図３】本発明のサイド噴水収集装置の概略図である。
【図４】本発明の単一ノズルによるサイド噴射の概略図であり、図における符号については、α−方向角、β−入射角、θ−散乱角、ｈ−ノズルからローラーテーブルまでの高さ、Ｌ−ウォーターマークの長さ、Ｗｓ−サイド噴水のカバー範囲、Ｗｇ−ローラーテーブルの幅である。
【図５】本発明の誘導型サイド噴射効果の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
図１〜図５を参照すると、本発明の熱延帯鋼の圧延後冷却のサイド噴射方法は、以下のステップを含む。
【００４５】
ａ）帯鋼ランアウトテーブル１０の両側に沿って、いくつかの圧延後冷却帯２０、２０’、２０”の後にそれぞれサイド噴射装置３０、３０’、３０”を設置し、且つ、前記サイド噴射装置３０、３０’、３０”は帯鋼ランアウトテーブル１０の両側に沿って千鳥状に配置され、前記サイド噴射装置は、帯鋼の走行方向に沿って並列に立設される少なくとも２つの噴射部材を含み、各噴射部材は、噴射パイプ及び噴射パイプに設けられるノズルを含み、そのうちの一本の噴射パイプは固定して設置され、残りの噴射パイプは、帯鋼の走行方向に沿って移動可能であり、前記サイド噴射装置のノズルのカバー範囲は部分的に重複し、各ノズルによる全体の噴水カバー範囲が帯鋼ローラーテーブルの幅全体をカバーし、サイド噴射装置３０、３０’、３０”に対応する帯鋼ランアウトテーブル１０の他方側には、サイド噴水収集装置４０、４０’、４０”が設けられることで、サイド噴水が飛散してサイド噴水収集装置４０、４０’、４０”内に落下する。
【００４６】
ｂ）前記サイド噴射装置３０、３０’、３０”の制御モードはペアでオンにさせるものであり、即ち、いくつかの圧延後冷却帯とサイド噴射装置に順次番号を付け、奇数番号の圧延後冷却帯のバルブがオンになると、該圧延後冷却帯の後に千鳥状に配置される連続的な２つのサイド噴射装置のバルブを同時にオンにさせ、偶数番号の圧延後冷却帯のバルブがオンになると、その後側のサイド噴射装置がすでにオン状態であり、サイド噴射を追加してオンにさせる必要はない。
【００４７】
図３を参照すると、本発明のサイド噴水収集装置４０は、一方側が開口した箱体であり、その開口側がサイド噴射装置に対応し、箱体の開口側には長手方向に沿って２つの衝突防止弧状板４０１が間隔をおいて立設され、箱体の底板は傾斜設計であり、排水孔４０２が設けられる。
【００４８】
好ましくは、前記箱本体の開口側の両辺にそれぞれ衝突防止弧状板４０１’が立設される。
【００４９】
好ましくは、前記噴射部材のノズルは回転可能な設計であり、上下左右方向に回転可能である。
【００５０】
図２を参照すると、本発明の前記サイド噴射装置３０（サイド噴射装置３０を例とし、以下同様）は、
管路を介して水源に接続される集水管１と、
３本のノズル付き噴射パイプ２、２’、２”と、を備え、
これらの３本のノズル付き噴射パイプ２、２’、２”は、集水管１の長手方向に沿って立設され、そのうちの一本の噴射パイプ２は固定して設置され、前記集水管１に連通し、噴射パイプ２’、２”はそれぞれ接続具３、３’を介して固定ブラケット４に可動的に接続され、間隔、高さ及び角度が調整可能であり、ホース５、５’を介して集水管１に接続される。
【００５１】
好ましくは、前記サイド噴射装置の噴射パイプは、集水管を介して給水され、又は個別に給水され、圧力及び流量は個別に制御される。
【００５２】
好ましくは、前記サイド噴射装置の集水管は、給水圧力が１．０ＭＰａ〜２．０ＭＰａ、流量が１０ｍ３／ｈ〜２０ｍ３／ｈである。
【００５３】
好ましくは、前記噴射部材には、ノズルの入射角であるノズル前傾角度の調整を可能にする調整可能なボールジョイントが設けられ、前記ノズルには、該ボールジョイントが接続される。
【００５４】
好ましくは、前記ノズルは、扇形ノズル又は舌形ノズルである。
【００５５】
図４を参照すると、ノズルの噴射方向と帯鋼の走行方向との夾角は、方向角αであり、ボールジョイントを左右に回動することによって調節することができ、サイド噴射装置に近い側のノズルの噴水と鋼板との夾角は、入射角βであり、ボールジョイントの上下回動及び噴射パイプの昇降によって調節することができ、散乱角θはノズルの固有特性であり、設計角度に応じて成形される。方向角と入射角を変えることにより、サイド噴水がローラーテーブルの幅Ｗｇの範囲全体をカバーするように、ウォーターマークの長さＬ及びサイド噴水カバー範囲Ｗｓを調整することができる。
【００５６】
図５を参照すると、ノズル１及びノズル２によって形成された立体的な水壁による遮断及び誘導によって、帯鋼表面の残水はローラーテーブルの他方側に流れ、最終的にノズル３による誘導及び衝撃によって帯鋼表面から離れて、サイド噴水収集装置に入る。
【００５７】
実施例１
ローラーテーブルの幅は、１０５０ｍｍ、１２５０ｍｍ、１３５０ｍｍ、１４５０ｍｍ、１５８０ｍｍ、１７００ｍｍ、１８００ｍｍ、１８８０ｍｍ、２０５０ｍｍ、２２５０ｍｍ、２３００ｍｍなどの様々な幅にすることができるが、これらに限定されない。
【００５８】
ローラーテーブルの幅が１８００ｍｍのある熱延生産ラインの冷却領域を例とする。
【００５９】
（１）サイド噴射装置には、３つのサイド噴射用の噴射パイプ即ち３つのノズルが設計され、各ノズルが少なくともカバーすべき幅方向のローラーテーブルの範囲はＷｓ＝１８００ｍｍ／３＝６００ｍｍである。
【００６０】
（２）誘導型サイド噴射の原則に従い、１番目のノズルの方向角は１５０°とし、帯鋼表面でのウォーターマークの長さＬ１は、
Ｌ１＝６００／ｓｉｎ（１８０°−１５０°）＝１２００ｍｍであり、
２番目のノズルの方向角は１３５°とし、１番目のノズルとの距離Ｓ１は、
Ｓ１＝６００／ｔａｎ（１８０°−１５０°）−６００／ｔａｎ（１８０°−１３５°）＝４３９ｍｍであり、
２番目のノズルの帯鋼表面でのウォーターマークの長さは、
Ｌ２＝６００／ｓｉｎ（１８０°−１３５°）＝８４８．５ｍｍであり、
３番目のノズルは、主に強力な掃除機能を果たし、方向角が９０°とし、２番目のノズルとの距離Ｓ２は、
Ｓ２＝６００／ｔａｎ（１８０°−１３５°）−０＝６００ｍｍであり、
３番目のノズルの帯鋼表面でのウォーターマークの長さＬ３は、
Ｌ３＝６００／ｓｉｎ（１８０°−９０°）＝６００ｍｍであり、
３つのノズルの総間隔Ｓは、
Ｓ＝Ｓ１＋Ｓ２＝４３９＋６００＝１０３９ｍｍであり、
この冷却ローラーテーブルの２つの圧延後冷却帯の間には３つのローラ間隔があり、１つのローラ間隔は３６０ｍｍであり、長さの合計は３６０ｍｍ×３＝１０８０ｍｍであり、ちょうどこのサイド噴射装置を取り付けることができる。圧延後冷却帯間の間隔が不足するため取り付けられない場合には、適宜、方位角を調整して、ノズル間隔を短縮することができる。
【００６１】
（３）ノズルと帯鋼表面との距離はｈ１＝４００ｍｍ、ｈ２＝５００ｍｍ、ｈ３＝６００ｍｍとする。
【００６２】
（４）サイドノズルの高さｈ及びウォーターマークの長さＬに基づき、各サイドノズルの入射角が決定される。
【００６３】
１番目のノズルの入射角  β１＝９０°
【００６４】
２番目のノズルの入射角  β２＝ａｒｃｔａｎ（ｈ２／（（２−１）×Ｌ２））＝ａｒｃｔａｎ（５００／８４８．５）＝３０．５°
【００６５】
３番目のノズルの入射角  β３＝ａｒｃｔａｎ（ｈ３／（（３−１）×Ｌ３））＝ａｒｃｔａｎ（６００／１２００）＝２６．６°。
【００６６】
（５）サイドノズルの高さｈ、ウォーターマークの長さＬ、及び入射角βに基づき、各サイドノズルの散乱角θが決定される。
【００６７】
１番目のノズルの散乱角  θ１＝ａｒｃｔａｎ（Ｌ１／ｈ１）−（９０°−β１）＝ａｒｃｔａｎ（１２００／４００）＝７１．６°
【００６８】
２番目のノズルの散乱角  θ２＝ａｒｃｔａｎ（２×Ｌ２／ｈ２）−（９０°−β２）＝ａｒｃｔａｎ（２×８４８．５／５００）−（９０°−３０．５°）＝１４．１°
【００６９】
３番目のノズルの散乱角  θ３＝ａｒｃｔａｎ（３×Ｌ３／ｈ３）−（９０°−β３）＝ａｒｃｔａｎ（３×６００／６００）−（９０°−２６．６°）＝８．２°。
【００７０】
遮水・除水効果を高めるためには、各ノズルのウォーターマークはある程度重複すべきであり、このため、計算結果を最適化し、入射角及び散乱角を適宜大きくする必要がある。
【００７１】
２番目のノズルの入射角  β２＝３５°
【００７２】
３番目のノズルの入射角  β３＝３０°。
【００７３】
２番目のノズルの散乱角  θ２＝ａｒｃｔａｎ（８４８．５×２／５００）−（９０°−３５°）＝１８．６°
【００７４】
３番目のノズルの散乱角  θ３＝ａｒｃｔａｎ（６００×３／６００）−（９０°−３０°）＝１１．６°。
【００７５】
実施例２
ローラーテーブルの幅が１０５０ｍｍのある熱延生産ラインの冷却領域を例とする。
【００７６】
（１）サイド噴射装置には、３つのサイド噴射用の噴射パイプ即ち３つのノズルが設計され、各ノズルが少なくともカバーすべき幅方向のローラーテーブルの範囲はＷｓ＝１０５０ｍｍ／３＝３５０ｍｍである。
【００７７】
（２）誘導型サイド噴射の原則に従い、１番目のノズルの方向角は１６５°とし、帯鋼表面でのウォーターマークの長さＬ１は、
Ｌ１＝３５０／ｓｉｎ（１８０°−１６５°）＝１３５２ｍｍであり、
２番目のノズルの方向角は１５０°とし、１番目のノズルとの距離Ｓ１は、
Ｓ１＝３５０／ｔａｎ（１８０°−１６５°）−３５０／ｔａｎ（１８０°−１５０°）＝７００ｍｍであり、
２番目のノズルの帯鋼表面でのウォーターマークの長さは、
Ｌ２＝３５０／ｓｉｎ（１８０°−１５０°）＝７００ｍｍであり、
３番目のノズルは、主に強力な掃除機能を果たし、方向角が１０５°とし、２番目のノズルとの距離Ｓ２は、
Ｓ２＝３５０／ｔａｎ（１８０°−１５０°）−３５０／ｔａｎ（１８０°−１０５°）＝５１２ｍｍであり、
３番目のノズルの帯鋼表面でのウォーターマークの長さＬ３は、
Ｌ３＝３５０／ｓｉｎ（１８０°−１０５°）＝３６２ｍｍであり、
３つのノズルの総間隔Ｓは、
Ｓ＝Ｓ１＋Ｓ２＝７００＋５１２＝１２１２ｍｍであり、
この冷却ローラーテーブルの２つの圧延後冷却帯の間には３つのローラ間隔があり、１つのローラ間隔は４２０ｍｍであり、長さの合計は４２０ｍｍ×３＝１２６０ｍｍであり、ちょうどこのサイド噴射装置を取り付けることができる。圧延後冷却帯間の間隔が不足するため取り付けられない場合には、適宜、方位角を調整して、ノズル間隔を短縮することができる。
【００７８】
（３）ノズルと帯鋼表面との距離はｈ１＝４００ｍｍ、ｈ２＝５００ｍｍ、ｈ３＝６００ｍｍとする。
【００７９】
（４）サイドノズルの高さｈ及びウォーターマークの長さＬに基づき、各サイドノズルの入射角が決定される。
【００８０】
１番目のノズルの入射角  β１＝９０°
【００８１】
２番目のノズルの入射角  β２＝ａｒｃｔａｎ（ｈ２／（（２−１）×Ｌ２））＝ａｒｃｔａｎ（５００／７００）＝３５．５°
【００８２】
３番目のノズルの入射角  β３＝ａｒｃｔａｎ（ｈ３／（（３−１）×Ｌ３））＝ａｒｃｔａｎ（６００／７２４）＝３９．６°。
【００８３】
（５）サイドノズルの高さｈ、ウォーターマークの長さＬ、及び入射角βに基づき、各サイドノズルの散乱角θが決定される。
【００８４】
１番目のノズルの散乱角  θ１＝ａｒｃｔａｎ（Ｌ１／ｈ１）−（９０°−β１）＝ａｒｃｔａｎ（１３５２／４００）＝７３．５°
【００８５】
２番目のノズルの散乱角  θ２＝ａｒｃｔａｎ（２×Ｌ２／ｈ２）−（９０°−β２）＝ａｒｃｔａｎ（２×７００／５００）−（９０°−３５．５°）＝１５．８°
【００８６】
３番目のノズルの散乱角  θ３＝ａｒｃｔａｎ（３×Ｌ３／ｈ３）−（９０°−β３）＝ａｒｃｔａｎ（３×３６２／６００）−（９０°−３３．７°）＝１０．７°。
【００８７】
遮水・除水効果を高めるためには、各ノズルのウォーターマークはある程度重複すべきであり、このため、計算結果を最適化し、入射角及び散乱角を適宜大きくする必要がある。
【００８８】
２番目のノズルの入射角  β２＝４０°
【００８９】
３番目のノズルの入射角  β３＝４５°
【００９０】
２番目のノズルの散乱角  θ２＝ａｒｃｔａｎ（７００×２／５００）−（９０°−４０°）＝２０．３°
【００９１】
３番目のノズルの散乱角  θ３＝ａｒｃｔａｎ（３６２×３／６００）−（９０°−４５°）＝１６．１°。
【００９２】
実施例３
ローラーテーブルの幅が２２５０ｍｍのある熱延生産ラインの冷却領域を例とする。
【００９３】
（１）サイド噴射装置には、３つのサイド噴射用の噴射パイプ即ち３つのノズルが設計され、各ノズルが少なくともカバーすべき幅方向のローラーテーブルの範囲はＷｓ＝２２５０ｍｍ／３＝７５０ｍｍである。
【００９４】
（２）誘導型サイド噴射の原則に従い、１番目のノズルの方向角は１３５°とし、帯鋼表面でのウォーターマークの長さＬ１は、
Ｌ１＝７５０／ｓｉｎ（１８０°−１３５°）＝１０６１ｍｍであり、
２番目のノズルの方向角は１１０°とし、１番目のノズルとの距離Ｓ１は、
Ｓ１＝７５０／ｔａｎ（１８０°−１３５°）−７５０／ｔａｎ（１８０°−１１０°）＝４７７ｍｍであり、
２番目のノズルの帯鋼表面でのウォーターマークの長さは、
Ｌ２＝７５０／ｓｉｎ（１８０°−１１０°）＝７９８ｍｍであり、
３番目のノズルは、主に強力な掃除機能を果たし、方向角が７５°とし、２番目のノズルとの距離Ｓ２は、
Ｓ２＝７５０／ｔａｎ（１８０°−１１０°）＋７５０／ｔａｎ（７５°）＝４７４ｍｍであり、
３番目のノズルの帯鋼表面でのウォーターマークの長さＬ３は、
Ｌ３＝７５０／ｓｉｎ（１８０°−１０５°）＝７７６ｍｍであり、
３つのノズルの総間隔Ｓは、
Ｓ＝Ｓ１＋Ｓ２＝４７７＋４７４＝９５１ｍｍであり、
この冷却ローラーテーブルの２つの圧延後冷却帯の間には３つのローラ間隔があり、１つのローラ間隔は３６０ｍｍであり、長さの合計は３６０ｍｍ×３＝１０８０ｍｍであり、ちょうどこのサイド噴射装置を取り付けることができる。圧延後冷却帯間の間隔が不足するため取り付けられない場合には、適宜、方位角を調整して、ノズル間隔を短縮することができる。
【００９５】
（３）ノズルと帯鋼表面との距離はｈ１＝４００ｍｍ、ｈ２＝５００ｍｍ、ｈ３＝６００ｍｍとする。
【００９６】
（４）サイドノズルの高さｈ及びウォーターマークの長さＬに基づき、各サイドノズルの入射角が決定される。
【００９７】
１番目のノズルの入射角  β１＝９０°
【００９８】
２番目のノズルの入射角  β２＝ａｒｃｔａｎ（ｈ２／（（２−１）×Ｌ２））＝ａｒｃｔａｎ（５００／７９８）＝３２．１°
【００９９】
３番目のノズルの入射角  β３＝ａｒｃｔａｎ（ｈ３／（（３−１）×Ｌ３））＝ａｒｃｔａｎ（６００／７７６）＝３７．７°。
【０１００】
（５）サイドノズルの高さｈ、ウォーターマークの長さＬ、及び入射角βに基づき、各サイドノズルの散乱角θが決定される。
【０１０１】
１番目のノズルの散乱角  θ１＝ａｒｃｔａｎ（Ｌ１／ｈ１）−（９０°−β１）＝ａｒｃｔａｎ（１０６１／４００）＝６９．３°
【０１０２】
２番目のノズルの散乱角  θ２＝ａｒｃｔａｎ（２×Ｌ２／ｈ２）−（９０°−β２）＝ａｒｃｔａｎ（２×７９８／５００）−（９０°−３２．１°）＝１４．７°
【０１０３】
３番目のノズルの散乱角  θ３＝ａｒｃｔａｎ（３×Ｌ３／ｈ３）−（９０°−β３）＝ａｒｃｔａｎ（３×７７６／６００）−（９０°−３７．７°）＝２３．２°。
【０１０４】
遮水・除水効果を高めるためには、各ノズルのウォーターマークはある程度重複すべきであり、このため、計算結果を最適化し、入射角及び散乱角を適宜大きくする必要がある。
【０１０５】
２番目のノズルの入射角  β２＝３５°
【０１０６】
３番目のノズルの入射角  β３＝４０°
【０１０７】
２番目のノズルの散乱角  θ２＝ａｒｃｔａｎ（７９８×２／５００）−（９０°−３５°）＝１７．６°
【０１０８】
３番目のノズルの散乱角  θ３＝ａｒｃｔａｎ（７７６×３／６００）−（９０°−４０°）＝２５．５°。
【０１０９】
ノズル１及びノズル２は、サイド噴射装置側からローラーテーブルの他方側に向かうに従って低くなる立体的な水壁を形成し、帯鋼表面の残水に対して効果的な遮断作用を生じさせ、また、サイド噴水は側方衝撃力を有し、ローラーテーブルの他方側に流れるように、遮断された帯鋼表面の残水を誘導することができ、これらの誘導された水流は、より遠端の残水がローラーテーブルの他方側に流れるように誘導するだけでなく、その飛散も抑制することができ、帯鋼表面の残水が立体的な水壁によって遮断されローラーテーブルの他方側に接近するまでに誘導されると、ノズル３の強力な衝撃や誘導下で急速に帯鋼表面から離れ、サイド噴水収集装置に入り、ノズル３と残水との衝突点が既にローラーテーブルの他方側に接近しているため、大きな飛散が起こらない。従って、サイド噴射装置は、全体として帯鋼表面の残水を効果的にパージするだけでなく、飛散を減らすこともできる。
【０１１０】
以上は、静的な計算及び最適化の結果であるが、実際に使用されるときに、冷却装置の水量の違いや帯鋼速度の変化により、実際の作業状況に適応するように上記設計を基に実際のサイド噴射効果に応じてオンラインで調整する必要がある。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2021514843.tif 000007
【国際調査報告】
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2021514843.tif 000009
2021514843.tif 000010
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