JP3795019B2 - 熱延鋼帯の冷却装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は熱延設備中で使用される熱延鋼帯の冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱延鋼帯の冷却装置は下記の特許文献１「ストリップの表面温度測定装置」及び特許文献２「熱延鋼帯の冷却装置と冷却方法および熱延鋼帯の製造方法」などに概要が示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−３１７９４６号
【特許文献２】
特開２００２−３１６２０５号
【０００４】
図４には特許文献１に開示されているストリップの表面温度測定装置のブロック図を示し、図５には特許文献２に開示されている熱延鋼帯の冷却装置の構成図を示す。例えば、特許文献１では、図４のようにストリップ１の上面冷却機２、下面冷却機３Ａ〜３Ｃとして冷却装置が開示され、特許文献２では、図５のように熱延鋼帯１１の下面側に下面冷却ボックス１２、熱延鋼帯１１の上面側に昇降可能な上面冷却ボックス１３を設けた冷却装置が開示されている。
【０００５】
図６はこれら従来の熱延鋼帯の冷却装置で採用されている装置の基本構成を、下面冷却装置側だけで例示する側面図、図７（ａ）は図６のＶＩＩ〜ＶＩＩ線矢視図、図７（ｂ）は熱延鋼帯の板幅方向における噴射冷却水の圧力分布を示す図である。
【０００６】
図６に示すように、熱延ラインには熱延鋼帯２１を搬送する複数のテーブルローラ２が、熱延鋼帯２１の搬送方向（矢印Ａ方向）に沿い、相互に間隔をあけて配置されている。そして、図６及び図７（ａ）に示すように従来の熱延鋼帯の冷却装置は、テーブルローラ２２の相互の間隔部（隣り合うテーブルローラ２２の間）にテーブルローラ２２と平行にボックス管２３を設けて、このボックス菅２３に冷却水供給管２１から冷却水を受入れ、ボックス管２３にボックス菅２３の長さ方向に列状に設けたノズル２５から熱延鋼帯２１の面２１ａに層状に冷却水２６を噴射することにより、熱延鋼帯２１を冷却するように構成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この従来の冷却装置の構成による場合、例えば図７（ａ）のようにボックス管２３と冷却水供給管２４とを接続した場合でも、熱延鋼帯２１の面２１ａに噴射された冷却水２５の圧力分布は、図７（ｂ）に示すように熱延鋼帯２１の板幅方向で圧力差を生じ、この板幅方向に冷却温度差を発生させる。そして、この温度差が熱延鋼帯２１に微小な歪や曲がりを生じさせて熱延鋼帯２１の品質低下を生じるという問題がある。
【０００８】
また、図示はしないが、ボックス管２３の一端に冷却水供給管２４を接続すると、ボックス管２３の先端側の噴射水圧力が高く、冷却水供給管２４との接続側の噴射水圧力が低い傾斜した圧力差が生じ、同様な問題を発生する。
【０００９】
また、近年、熱延鋼帯（ストリップ）の高速安定走行のためロール間ピッチ（（テーブルローラの相互の間隔）を短くする傾向にあり、冷却装置の配置取付けに困難が増し、工期やコストが増加ようになってきている。
【００１０】
本発明は、この問題を解消し、熱延鋼帯の板幅方向に均等な圧力分布で冷却水を噴射可能で冷却効率が良く、また、配置取付けが容易な熱延鋼板の冷却装置を提供することを課題とした。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の熱延鋼帯の冷却装置は、熱延鋼帯を熱延ライン上で水冷する冷却装置であって、前記熱延鋼帯の板幅方向に前記熱延鋼帯の面と対峙させて設けた冷却水流入管と、この冷却水流入管と同冷却水流入管の壁を共有して一体に隣接して設けられ、前記共有する壁に分散して設けられた複数の開口を経て前記冷却水流入管から冷却水を受入れてノズルから前記熱延鋼帯の面に前記冷却水を噴射するヘッド管とを備えてユニットを構成してなる熱延鋼帯の冷却装置において、前記ユニットを、前記熱延鋼帯を搬送するテーブルローラの下側で、このテーブルローラのローラ軸受と、このローラ軸受を支持する架台との間に設けることにより、前記ユニットの前記冷却水流入管が、前記架台とともに前記ローラ軸受を支持する構成とし、前記ノズルは前記テーブルローラの相互の間隔部を通り前記熱延鋼帯の面に対向する長さを有するノズル管であることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００１５】
［第１の実施の形態］
＜構成＞
図１は本発明の第１の実施の形態に係る熱延鋼帯の冷却装置の側面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線矢視図である。
【００１６】
図１及び図２において、２１はテーブルローラ２２上を搬送される熱延鋼帯、３１は本実施の形態の構成による熱延鋼帯２１の冷却装置(ユニット)である。図１に示すように、熱延ラインには熱延鋼帯２１を搬送する複数のテーブルローラ２２が、熱延鋼帯２１の搬送方向（矢印Ａ方向）に沿い、相互に間隔をあけて配置されている。
【００１７】
図１及び図２に示すように、冷却装置のユニット３１は、それぞれ冷却水流入管３３とヘッド管３４とを備えて構成されており、熱延鋼帯２１の板幅方向（図２の左右方向）に熱延鋼帯２１の下面２１ａと対峙させてテーブルローラ２２の相互の間隔部内の位置に固定配置されている。
【００１８】
冷却水流入管３３は、ボックス型で矩形の断面形状を有し、冷却水供給管３２に一端が接続され、熱延鋼帯２１の板幅方向に熱延鋼帯２１の下面２１ａと対峙させて設けられている。
【００１９】
ヘッド管３４は、冷却水流入管３３の片側の壁３３ａを冷却水流入管３３と共有して、冷却水流入管３３と一体に隣接して設けられ、前記共有する壁３３ａに図２（ａ）のように分散して設けられた複数の開口３６を経て冷却水流入管３２から冷却水を受け入れて、ヘッド管３４にヘッド管３４の長さ方向（熱延鋼帯２１の板幅方向）に列状に設けられたノズル３５から、熱延鋼帯２１の下面２１ａに冷却水３７を噴射する。このとき、冷却水流入管３３とヘッド管３４の共有の側壁３３ａに複数の開口３６を分散して設けることにより、ヘッド管３４内での冷却水の圧力分布を平均化させている。冷却装置のユニット３１は図１に示すように熱延鋼帯２１の搬送方向に沿って複数配設されており、これらの冷却装置ユニット３１のヘッド管３５のノズル３５から層状に冷却水３７が噴射される。
【００２０】
なお、冷却水流入管３３は矩形の断面形状以外の適宜の断面形状に形成されて良く、ヘッド管３４は冷却水流入管３３の上側など適宜の側に冷却水流入管３３と一体に形成されて良い。また、冷却装置ユニット３１は、図１のように熱延鋼帯２１の下側だけに設ければ、熱延鋼帯２１の下面冷却装置が得られ、同様の形式で熱延鋼帯２１の上下両側に設ければ、熱延鋼帯２１の上下両面冷却装置が得られる。
【００２１】
＜作用・効果＞
本実施の形態によれば、冷却水供給管３２から冷却水流入管３３内へ送り込まれた冷却水は、冷却水流入管３３の先端側で堰き止められるため、冷却水流入管３３内では冷却水流入管３３の先端側が高い圧力分布になるが、この冷却水流入管３３内に流入した冷却水は、ヘッド管３４と共有する壁３３ａに分散して設けられた複数の小さい開口３６を通って冷却水流入管３３の長さ方向（熱延鋼帯２１の板幅方向）の複数箇所からヘッド管３４内に流入して混合されるため、ヘッド管３４内では長さ方向（熱延鋼帯１の板幅方向）に平均した冷却水の圧力分布が保持できるようになる。
【００２２】
この結果、例えば図２（ａ）のように冷却水流入管３３の一端部に冷却水供給管３２を接続して冷却水の供給を行う場合でも、ヘッド管３４からノズル３５を経て熱延鋼帯２１の下面２１ａに噴射される冷却水３７の熱延鋼帯２１の板幅方向の圧力分布は、図２（ｂ）に示すように均一化される。この作用によって、熱延鋼帯２１の熱延ライン上での冷却に際し、熱延鋼帯２１の板幅方向の冷却温度が均一化し、冷却帯で熱延鋼帯２１に生じる温度差に起因する熱延鋼帯２１の歪や曲がり等の発生、品質低下が解消され、冷却効率の良い熱延鋼板の冷却装置を提供できるという効果が得られる。
【００２３】
なお、本実施の形態は、テーブルロールの相互の間隔が比較的大きく、テーブルローラの相互の間隔部内に冷却装置（ユニット）が困難なく配置可能なケースに特に有効に適用できる。
【００２４】
［第２の実施の形態］
この第２の実施の形態は、上記第１の実施の形態による構成の冷却装置を、ロール間隔が狭い熱延ラインに適用できるように構成した場合である。
【００２５】
＜構成＞
図３は本発明の第２の実施の形態に係る熱延鋼帯の冷却装置の側面図である。図３において、２１はテーブルローラ２２上を搬送される熱延鋼帯、４１は本実施の形態の構成による熱延鋼帯２１の冷却装置（ユニット）である。図３に示すように、熱延ラインには熱延鋼帯２１を搬送する複数のテーブルローラ２２が、熱延鋼帯２１の搬送方向（矢印Ａ方向）に沿い、相互に間隔をあけて配置されている。各テーブルローラ２２の軸受４２は基礎４３上の架台４５に支持されている
【００２６】
そして、冷却装置のユニット４１は、それぞれ冷却水流入管４６とヘッド管４７とを備えて構成され、各テーブルローラ２２の下部で架台４５上にテーブルローラ２２の支持構造に組込み又は支持構造を兼ねて設けられている。
【００２７】
冷却水流入管４６は、上記第１の実施の形態の冷却水流入管３２と同様にボックス型で矩形の断面形状を有し、冷却水供給管４４に一端が接続され、熱延鋼帯２１の板幅方向（図３の紙面と直交する方向）に熱延鋼帯２１の下面２１ａと対峙させて設けられている。
【００２８】
ヘッド管４７は、冷却水流入管４６の片側の壁４６ａを冷却水流入管４６と共有して、冷却水流入管４６と一体に隣接して設けられ、前記共有する壁４６ａに上記第１の実施の形態と同様に分散して設けられた複数の開口（図示省略、図２（ａ）の開口３６参照）経て冷却水流入管４６から冷却水を受け入れて、ヘッド管４７にヘッド管４７の長さ方向（熱延鋼帯２１の板幅方向）に列状（図示省略、図２（ａ）のノズル３５参照）に設けられたノズル管４８から、熱延鋼帯２１の下面２１ａに冷却水５０を噴射する。このとき、冷却水流入管４６とヘッド管４７の共有の側壁４６ａに複数の開口を分散して設けることにより、ヘッド管４７内での冷却水の圧力分布を平均化させている。冷却装置のユニット４１は図３に示すように熱延鋼帯２１の搬送方向に沿って複数配設されており、これらの冷却装置ユニット４１のヘッド管４７のノズル管４８から層状に冷却水３７を噴射する。
【００２９】
また、ノズル管４８はテーブルローラ２２の相互の間隔部を通り熱延鋼帯２１の下面２１ａに対向する長さを有している。即ち、冷却装置のユニット３１（ヘッド管３４）はテーブルローラ２２の下側に位置しているが、ノズル管４８はヘッド管３４から上方に長く延びて、その先端部が、テーブルローラ２２の相互の間隔部内に位置し、熱延鋼帯２１の下面２１ａの近傍に位置している。なお、図３ではノズル管４８はテーブルローラ２２を避けるために傾斜しているが、冷却装置ユニット４１（ヘッド管４７）の配置によっては、ノズル管４８を真直ぐ上方に延ばしてもよい。
【００３０】
なお、冷却水流入管４６はテーブルローラ２２を支持するためにはボックス型で矩形の断面形状とすることが望ましく、ヘッド管１６は適宜の断面に形成されて良い。また、冷却装置ユニット４１は、図３のように熱延鋼帯２１の下側だけに設ければ熱延鋼帯２１の下面冷却装置が得られ、熱延鋼帯２１の上側に上記第１の実施の形態(図１)のような構成の冷却装置ユニットを併せて設ければ熱延鋼帯２１の上下両面冷却装置が得られる。
【００３１】
＜作用・効果＞
本実施の形態によれば、上記第１の実施の形態と同様の作用効果が得られる。即ち、冷却水供給管４４から冷却水流入管４６内へ送り込まれた冷却水は、冷却水流入管４６の先端側で堰き止められるため、冷却水流入管３３内では冷却水流入管３３の先端側が高い圧力分布になるが、この冷却水流入管３３内に流入した冷却水は、ヘッド管４７と共有する壁４６ａに分散して設けられた複数の小さい開口を通って冷却水流入管４６の長さ方向（熱延鋼帯２１の板幅方向）の複数箇所からヘッド管４７内に流入して混合されるため、ヘッド管４７内では長さ方向（熱延鋼帯１の板幅方向）に平均した冷却水の圧力分布が保持できるようになる。
【００３２】
この結果、例えば図３のように冷却水流入管４６の一端部に冷却水供給管４４を接続して冷却水の供給を行う場合でも、ヘッド管４７からノズル管４８を経て熱延鋼帯２１の下面２１ａに噴射される冷却水５０の熱延鋼帯２１の板幅方向の圧力分布は均一化される（図２（ｂ）参照）。この作用によって、熱延鋼帯２１の熱延ライン上での冷却に際し、熱延鋼帯２１の板幅方向の冷却温度が均一化し、冷却帯で熱延鋼帯２１に生じる温度差に起因する熱延鋼帯２１の歪や曲がり等の発生、品質低下が解消され、冷却効率の良い熱延鋼板の冷却装置を提供できるという効果が得られる。
【００３３】
しかも、本実施の形態では、冷却装置ユニット４１を各テーブルローラ２２の下側でテーブルローラ２２の支持構造に組込み又は支持構造を兼用して設けることにより、テーブルローラ２２の相互の間隔が狭小な場合でも、冷却装置ユニット４１の取り付けとメンテナンスが容易になる。また、冷却装置ユニット４１をテーブルローラ２２の支持構造に組込み又は支持構造を兼用することで、冷却装置ユニット４１を含む熱延ラインの構成が簡素化し、取付け及びメンテナンス工期が大幅に減少するという効果が得られる。
【００３７】
【発明の効果】
以上、発明の実施の形態と共に具体的に説明したように、本発明の熱延鋼帯の冷却装置によれば、熱延鋼帯を熱延ライン上で水冷する冷却装置であって、前記熱延鋼帯の板幅方向に前記熱延鋼帯の面と対峙させて設けた冷却水流入管と、この冷却水流入管と同冷却水流入管の壁を共有して一体に隣接して設けられ、前記共有する壁に分散して設けられた複数の開口を経て前記冷却水流入管から冷却水を受入れてノズルから前記熱延鋼帯の面に前記冷却水を噴射するヘッド管とを備えてユニットを構成してなる熱延鋼帯の冷却装置において、前記ユニットを、前記熱延鋼帯を搬送するテーブルローラの下側で、このテーブルローラのローラ軸受と、このローラ軸受を支持する架台との間に設けることにより、前記ユニットの前記冷却水流入管が、前記架台とともに前記ローラ軸受を支持する構成とし、前記ノズルは前記テーブルローラの相互の間隔部を通り前記熱延鋼帯の面に対向する長さを有するノズル管であることを特徴とする次のような作用効果が得られる。
即ち、冷却水流入管内に流入した冷却水は、ヘッド管と共有する壁に分散して設けられた複数の開口を通って冷却水流入管の長さ方向（熱延鋼帯の板幅方向）の複数箇所からヘッド管内に流入して混合されるため、ヘッド管内では長さ方向（熱延鋼帯の板幅方向）に平均した冷却水の圧力分布が保持できるようになる。この結果、ヘッド管からノズルを経て熱延鋼帯の面に噴射される冷却水の熱延鋼帯の板幅方向の圧力分布は、均一化される。この作用によって、熱延鋼帯の熱延ライン上での冷却に際し、熱延鋼帯の板幅方向の冷却温度が均一化し、冷却帯で熱延鋼帯に生じる温度差に起因する熱延鋼帯の歪や曲がり等の発生、品質低下が解消され、冷却効率の良い熱延鋼板の冷却装置を提供できるという効果が得られる。しかも、テーブルローラの相互の間隔が狭小な場合でも、冷却装置ユニットの取り付けとメンテナンスが容易になる。また、冷却装置ユニットを含む熱延ラインの構成が簡素化し、取付け及びメンテナンス工期が大幅に減少するという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る熱延鋼帯の冷却装置の側面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線矢視図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る熱延鋼帯の冷却装置の側面図である。
【図４】特許文献１に開示されているストリップの表面温度測定装置のブロック図である。
【図５】特許文献２に開示されている熱延鋼帯の冷却装置の構成図である。
【図６】特許文献１，２に示されている従来の熱延鋼帯の冷却装置で採用されている装置の基本構成を下面冷却装置側だけで例示する側面図である。
【図７】（ａ）は図６のＶＩＩ〜ＶＩＩ線矢視図、（ｂ）は熱延鋼帯の板幅方向における噴射冷却水の圧力分布を示す図である。
【符号の説明】
２１ 熱延鋼帯
２１ａ 下面
２２ テーブルローラ
３１ 冷却装置ユニット
３２ 冷却水供給管
３３ 冷却水流入管
３３ａ 共有する壁
３４ ヘッド管
３５ ノズル
３６ 開口
３７ 冷却水
４１ 冷却装置ユニット
４２ ローラ軸受
４３ 基礎
４４ 冷却水供給管
４５ 架台
４６ 冷却水流入管
４６ａ 共有する壁
４７ ヘッド管
４８ ノズル管
５０ 冷却水

Claims (1)

1. 熱延鋼帯を熱延ライン上で水冷する冷却装置であって、前記熱延鋼帯の板幅方向に前記熱延鋼帯の面と対峙させて設けた冷却水流入管と、この冷却水流入管と同冷却水流入管の壁を共有して一体に隣接して設けられ、前記共有する壁に分散して設けられた複数の開口を経て前記冷却水流入管から冷却水を受入れてノズルから前記熱延鋼帯の面に前記冷却水を噴射するヘッド管とを備えてユニットを構成してなる熱延鋼帯の冷却装置において、
   前記ユニットを、前記熱延鋼帯を搬送するテーブルローラの下側で、このテーブルローラのローラ軸受と、このローラ軸受を支持する架台との間に設けることにより、前記ユニットの前記冷却水流入管が、前記架台とともに前記ローラ軸受を支持する構成とし、
   前記ノズルは前記テーブルローラの相互の間隔部を通り前記熱延鋼帯の面に対向する長さを有するノズル管であることを特徴とする熱延鋼帯の冷却装置。

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