(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相互間には、前記鋼板の上面に向け冷却水を噴射するための上部スリットノズルおよび前記鋼板の下面に向け冷却水を噴射するための下部スリットノズルが設けられている高温鋼板の冷却装置において、前記上部スリットノズルおよび前記下部スリットノズルは、ヘッダー管と、前記ヘッダー管に取り付けられた、鋼板の移送方向に屈曲するスカート部とからなり、前記ヘッダー管から前記スカート部先端の噴射口から一定距離離れた内側までを、先端部が滑らかな流線形状に形成された隔壁によって鋼板の板幅方向に複数のノズル室に区画され、前記ノズル室の板幅方向中央部の幅は、板幅方向両端部の幅より広く形成されており、このように区画された複数のノズル室は、流量制御機構によって各々独立して冷却水の流量を制御し得るようになっており、前記上部スリットノズルおよび前記下部スリットノズルの各区画されたノズル室から噴射された冷却水は、前記噴射口から一定距離離れた内側の、隔壁が設けられていない部分において合流された上、前記鋼板に向けその幅方向に制御可能に噴射されるようになっていることを特徴とする、高温鋼板の冷却装置。
【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むらなく冷却するため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むらなく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。このとき、鋼板の板幅方法の冷却が均一になるように冷却水の流量を調整して、板幅方向両端部の冷却を制御することが重要である。
【０００４】
熱間圧延直後の鋼板の冷却手段としては、鋼板の板幅方向に設けられたスリットノズルから、冷却水を鋼板に向けて板状に噴射し、冷却することが一般的に行われている。このような、スリットノズルからの冷却水の噴射によって鋼板を冷却するに際し、特に厚鋼板の冷却の場合には、その板厚および板幅が種々異なるので、スリットノズルは、冷却される鋼板の最大幅に合わせた幅を有していなければならず、そのために、幅の狭い鋼板を冷却する場合には、冷却水のむだが多かった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した問題を解決するために、スリットノズルを隔壁によって鋼板の板幅方向に複数のノズル室に分割し、各ノズル室毎に独立して冷却水の流量を制御することが考えられている。しかしながら、このようにスリットノズルを隔壁によって分割すると、分割されたスリットノズル相互間に冷却水の噴射量が不連続になる部分が生じ、不連続部分の下流側において冷却にむらが生じやすく、更に、冷却不足による筋状の材質欠陥や、冷却後に生ずる鋼板の曲がりやキャンバー等が発生する問題が生じた。
【０００６】
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、その板幅方向に冷却むらの生ずることがなく、均一に冷却することができ、しかも、冷却水の噴射が不連続になるようなことがなく、冷却不足による筋状の材質欠陥や、冷却後に鋼板の曲がりやキャンバー等が生ずることのない、高温鋼板の冷却装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は、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相互間には、前記鋼板の上面に向け冷却水を噴射するための上部スリットノズルおよび前記鋼板の下面に向け冷却水を噴射するための下部スリットノズルが設けられている高温鋼板の冷却装置において、前記上部スリットノズルおよび前記下部スリットノズルは、ヘッダー管と、前記ヘッダー管に取り付けられた、鋼板の移送方向に屈曲するスカート部とからなり、前記ヘッダー管から前記スカート部先端の噴射口から一定距離離れた内側までを、先端部が滑らかな流線形状に形成された隔壁によって鋼板の板幅方向に複数のノズル室に区画され、前記ノズル室の板幅方向中央部の幅は、板幅方向両端部の幅より広く形成されており、このように区画された複数のノズル室は、流量制御機構によって各々独立して冷却水の流量を制御し得るようになっており、前記上部スリットノズルおよび前記下部スリットノズルの各区画されたノズル室から噴射された冷却水は、前記噴射口から一定距離離れた内側の、隔壁が設けられていない部分において合流された上、前記鋼板に向けその幅方向に制御可能に噴射されるようになっていることに特徴を有するものである。
【０００８】
【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斜視図、図２は、スリットノズル部分の拡大概略斜視図である。図１および図２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が一定ピッチ（例えば１０００mmピッチ）で複数組（例えば１０組）設けられており、拘束ロール２，３の各組相互間の鋼板上面側には、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上部スリットノズル４が設けられ、そして、鋼板下面側には、同じく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下部スリットノズル５が設けられている。
【０００９】
上部スリットノズル４および下部スリットノズル５は、ノズルに冷却水を供給するヘッダー管６と、ヘッダー管６に取り付けられた、鋼板の移送方向に屈曲するスカート部７と、その先端の冷却水噴射口８とからなっている。
【００１０】
上部スリットノズル４および下部スリットノズル５の各々のスカート部７は、その先端の冷却水噴射口８から一定距離離れた内側までを、隔壁９によって鋼板の板幅方向に５分割され、５つのノズル室１０が形成されている。噴射口８から一定距離の部分までは隔壁９による区画はなされていない。
【００１１】
スカート部７が接続されているヘッダー管６も、複数のノズル室１０毎に隔壁９によって５室に区画されている。スカート部７を区画する隔壁９の先端部は、乱流が生じないように図３に示す如く滑らかな流線形状に形成されている。このように、隔壁９の先端部を滑らかな流線形状に形成し、噴出口下流側における冷却水の鋼板幅方向流速分布を測定した結果を図４に(a) の線で示す。図４から明らかなように、鋼板幅方向にほとんど均一な流速分布を示した。
【００１２】
このように区画されたヘッダー管６の各室毎に、冷却水供給管１１が取り付けられており、冷却水供給管１１の途中には、独立して冷却水の流量を制御することができる流量調整弁１２、および、独立してＯＮ，ＯＦＦ制御を行うことができるバタフライ弁１３が設けられている。
【００１３】
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の板幅に応じ適切な量の冷却水を噴射させることができ、しかも、上部スリットノズル４および下部スリットノズル５の、各ノズル室１０を通って噴射される冷却水は、噴射口８の隔壁９が設けられていない内側部分において合流し１つの水流となって鋼板に向け噴射されるので、スリットノズルが隔壁によって分割されていても、噴射された冷却水に噴射量の不連続になる部分は生ぜず、冷却むらが生ずることはない。
【００１４】
【実施例】
次に、この発明を実施例により説明する。
〔実施例１〕
板幅２８００mm、長さ２８ｍ、厚さ３２mm、初期温度９２０℃の熱間圧延後の厚鋼板を、図１および図２に示した冷却装置に２０mpm の速度で通過させ、下記条件で冷却した。
【００１５】
拘束ロール        ：１０００mmピッチ
上部及び下部スリットノズル：
幅                ：５ｍ
スリットギャップ  ：１０mm
ノズル室          ：板幅方向に５分割
分割されたノズル室の幅：0.7m, 0.8m, 2.0m, 0.8m, 0.7m
冷却水噴射量      ：３０００l/m min
冷却水噴射口角度  ：鋼板に対し１５°
上述した条件で鋼板を冷却し、３０秒経過した段階で、鋼板板幅方向の温度プロファイルを測定した。測定結果を図５に示す。図５において、(a) は本発明の方法によって冷却したときの、板幅方向の温度プロファイルである。図から明らかなように、本発明方法によれば、鋼板を板幅方向にほぼ均一に冷却することができた。
【００１６】
また、上記によって急冷された鋼板を、冷却床において常温まで空冷したが、反り等の歪みは全く発生しなかった。そして、冷却後、幅方向に４００mmの条材に切断したが、キャンバーは発生せず、また、板幅方向の硬度を測定したが、特に焼きむらが生ずることはなく、均一な硬度分布にすることができた。
【００１７】
〔比較例〕
上部スリットノズル４および下部スリットノズル５を、その先端の冷却水噴出口８の位置まで隔壁９によって区画したほかは、実施例１と同じ装置で且つ同じ条件で鋼板を冷却した。
【００１８】
スカート部７を区画する隔壁９の先端部を、乱流が生じないように図３に示す如く滑らかな流線形状に形成し、噴射口下流側における冷却水の鋼板幅方向流速分布を測定した結果を図４に(b) の線で示す。図４から明らかなように、鋼板幅方向に流速を欠いた分布となった。
【００１９】
図５の(b) は、上述した方法によって冷却したときの、板幅方向の温度プロファイルである。図から明らかなように、比較例の場合には、板幅方向に筋状の高温帯が存在した。また、上記によって急冷された鋼板を、冷却床において常温まで空冷したところ、Ｃ反りが発生した。そして、冷却後、幅方向に４００mmの条材に切断したが、分割されたスリットノズルの下流部分を含む条材にはキャンバーが発生した。また、板幅方向の硬度を測定したところ、分割したスリットノズルの下流部分に焼きむらによる硬度の低い部分が存在していた。
【００２０】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明によれば、熱間圧延された高温鋼板を冷却するに際し、その板幅方向に応じた適切な量の冷却水を噴射することができ、従って、冷却水の使用量が節減され、しかも、水流の不連続による冷却の不均一が解消し、冷却むらの生ずることなく均一に冷却することができ、冷却水の吐出が不連続になるようなことがなく、冷却不足による筋状の材質欠陥や、冷却後における鋼板の曲がりやキャンバー等も生じない等、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斜視図である。
【図２】この発明の装置のスリットノズル部分の拡大斜視図である。
【図３】この発明の装置で使用されるスリットノズル内の隔壁を示す説明図である。
【図４】実施例および比較例の噴射口下流の流速分布を示す図である。
【図５】実施例および比較例の冷却後の鋼板幅方向の温度分布を示す図である。
【符号の説明】
１  鋼板
２  拘束ロール
３  拘束ロール
４  上部スリットノズル
５  下部スリットノズル
６  ヘッダー管
７  スカート部
８  噴射口
９  隔壁
10  ノズル室
11  冷却水供給管
12  流量調整弁
13  バタフライ弁
【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】
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