JP4254044B2 - Method and apparatus for draining high temperature cooled plate - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、熱間圧延ライン等のラインにおいて、熱間圧延された高温鋼板等の被冷却板を冷却装置によって水冷冷却するに際して、冷却される被冷却板上に滞留した冷却水を、水及び空気の流体噴射によって排出する水切り方法及びその装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
熱間圧延された鋼板は、材質の均一化、機械的特性向上のため、圧延機よりもライン進行方向の下流側に設置されている冷却装置により、上面及び下面を同時に水冷却されることが多い。この場合の冷却温度は、材料の使用目的により調整され、上面及び下面とも指定する温度に、幅方向及び長手方向とも均一に冷却することが必要である。このためには、鋼板上下面の指定する範囲に、指定する時間だけ、指定する水流量を鋼板面に流すことが重要となる。しかしながら、鋼板の上面は、冷却水がそのまま滞留するため、特に上面のみが過冷却となり、板内で温度差が発生しやすい。この温度差に起因して、冷却後の形状不良が発生すると、冷間でのプレス矯正や、再加熱しての矯正が必要となり、製造コストの上昇を招く。更には、鋼板の冷却温度がばらつくと、機械的特性等のばらつきにもつながるため、品質低下、歩留り低下を招く。
【0003】
従って、全面均一冷却を行うためには、指定する範囲外では滞留水による過冷却が生じないよう、鋼板面から速やかに排除することが重要となる。
【0004】
このような目的のため、従来、下記▲1▼、▲2▼に示すような方法が行なわれている。
【0005】
▲1▼ 鋼板(被冷却板)の下面に配列された搬送ロールと、その上方に配列した水切きりロールとによって被冷却板を押え込み、冷却水をせき止めて冷却範囲外への水漏れを防ぐ方法(以下、「先行技術1」という)。
【0006】
▲2▼ 被冷却板の搬送ライン側方、又は、板を横切って上方鉛直方向に、1本又は複数本の噴射ノズルを設置し、水又は空気を噴射させて、被冷却板上面の滞留水を除去する方法(以下、「先行技術2」という)。
【0007】
しかし、熱延鋼板ラインにおいて圧延後大量の冷却水で急冷を行う場合や、圧延後の厚鋼板のように広幅材を急冷するような場合には、除去すべき滞留水が大量に残留して発生するため、先行技術1、2では、充分な水切りができない。
【0008】
このような大量の表面滞留水の除去技術として、特公昭62−030244号公報には、下記▲3▼に示す、水噴射と空気噴射とを組合わせる方法が開示されている。
【0009】
▲3▼ 冷却装置の下流側(上流側)の冷却装置に近い位置に複数の水噴射ノズルを有する流体噴射装置を、そして、流体噴射装置よりも遠い位置に複数の空気噴射ノズルを有する流体噴射装置を配設し、前記2つの流体噴射装置から、冷却水の流れる方向に対して、対向する方向から水切り流体を噴射して鋼板上面に滞留した冷却水(滞留水)をせき止める(以下、「先行技術3」という)。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、先行技術には次のような問題がある。
【0011】
先行技術1の上下のロール20によって、被冷却板2を押え込み、冷却水をせき止める方法は、冷却後の鋼板の板厚が均一で板に反りや曲りが無く、且つ、上下ロールの平行度が良好で、ロール自身の摩耗も無く、被冷却板との間に隙間が生じない場合には、良好な水切り性を発揮するが、これらのどれかでも満足されない場合には、冷却板との間に隙間が生じるため、そこから水漏れが発生し、充分な水切りが行なわれない(図16参照)。
【0012】
先行技術2の冷却板の搬送ライン上方又は側方から、噴射ノズル21を使用して、水又は空気を単独で噴射させる方法は、比較的板幅が小さい場合、あるいは、上面滞留水が少ない場合には、ある程度の水切りが可能である。滞留水が多い場合には、水又は空気噴射ノズル数を増加させたり、噴射圧力や流量を増大させる方法が行なわれてるいるが、噴射水量を増加させる方法は送水機等の設備費や運転費が過大となり、更には、噴射した水が表面に残留するため、被冷却板上面から完全に水を除去することは困難である。また、空気噴射を増加させる方法は、大量の滞留水を除去可能な空気の運動量を確保しようとすると、相当大きな噴射空気の圧力や流量が必要となるため、圧縮機等の設備費及び運転費が過大になるという問題があった。(図17、図18参照)。
【0013】
先行技術3は、流体の運動量の大きい水噴射と、水分の完全除去能力の高い空気噴射とを組合わせる点で、それ以前の技術よりも大量滞留水の水切り性に優れていた。しかし、流体噴射方向を、板の進行方向に対して後方、且つ、平行としているため、水切り性の確保と板の過冷却防止との両立のため、冷却水の流量に応じて、必要な噴射量を制御する必要があった。
【0014】
更に、各噴射ノズルの配置方法に関しては特別の工夫はなく、必要最低限の水や空気を有効利用しているとは限らないという問題がある。また、省設置スペースに寄与するようなものはなく、設置場所の関係で利用できないという問題もあった。(図12、13参照)。
【0015】
従って、この発明の目的は、従来技術の上述したような問題点を解決し、熱間圧延鋼板等の高温被冷却板の上面に滞留する滞留水を、他のバンクに進入しないように水切りして、板の上面から排出することができる高温被冷却板の水切り方法及び装置を提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の水切り方法の発明は、ラインに設けられている冷却装置よりもライン進行方向の下流側、あるいは、下流側及び上流側の両方であってラインを移動する被冷却板の上方の位置に、1本又は複数本のノズルを有する流体噴射装置を、ライン進行方向にわたり2以上配設し、少なくとも前記冷却装置に最も近い位置に配設された前記流体噴射装置から水を、少なくとも前記冷却装置から最も遠い位置に配設された前記流体噴射装置からは空気を、前記被冷却板の上面に向けて噴射可能に構成し、前記ノズルの流体噴射方向が、前記冷却装置に向けた方向であって前記被冷却板の一方側の縁部の方向に、前記被冷却板の水平面内において被冷却板進行方向と直交の向きに対して0度〜45度、あるいは、135〜180度の範囲内、および、鉛直下向き方向に対して斜め下向き30〜90度の範囲内となるように、前記ノズルを配し、更に、少なくとも隣り合う前記流体噴射装置間においては各ノズルから噴射される流体同士が前記被冷却板の上面において重なり合わないようにノズルを配し、このように配された前記ノズルから流体を噴射して、前記被冷却板の上面の滞留水を前記ノズルから噴射された流体と随伴させて前記被冷却板上から排出することに特徴を有するものである。
【0017】
請求項2記載の水切り装置の発明は、ラインに設けられている冷却装置よりもライン進行方向の下流側、あるいは、下流側及び上流側の両方であってラインを移動する被冷却板の上方の位置に、1本又は複数本のノズルを有する流体噴射装置を備え、前記流体噴射装置は、ライン進行方向にわたり2以上配設され、少なくとも前記冷却装置に最も近い位置に配設された前記流体噴射装置から水を、少なくとも前記冷却装置から最も遠い位置に配設された前記流体噴射装置からは空気を、前記被冷却板の上面に向けて噴射可能に構成されており、前記ノズルは、流体噴射方向が前記冷却装置に向けた方向であって前記被冷却板の一方側の縁部の方向に、前記被冷却板の水平面内において被冷却板進行方向と直交の向きに対して0〜45度、あるいは、135〜180度の範囲内、および、鉛直下向き方向に対して斜め下向き30〜90度の範囲内となるように配されており、少なくとも隣り合う前記流体噴射装置間においては各ノズルから噴射される流体同士が、前記被冷却板の上面において重なり合わないようにノズルが配されていることに特徴を有するものである。
【0018】
請求項3記載の水切り装置の発明は、前記流体噴射装置は、流体を供給するための本管と、前記本管に接続された前記ノズルとを備え、前記本管は内側管と外側管とからなる二重管構造となっており、前記ノズルは前記内側管及び前記外側管の各々に接続され、前記外側管及び前記内側管のうちの一方から水を他方から空気を供給可能に構成されていることに特徴を有するものである。
【0019】
請求項4記載の水切り装置の発明は、前記ノズルは取付け角度を調整可能に構成され、噴射する流体の向き及び角度を調整及び変更可能であることに特徴を有するものである。
【0020】
請求項5記載の水切り装置の発明は、前記流体噴射装置は、流体を供給するための本管と、前記ノズルと、前記本管と前記ノズルとを接続するための弾性材料からなる接続管とを備え、前記接続管の作用により前記ノズルの取付角度を調整又は変更可能であることに特徴を有するものである。
【0021】
ノズルからの水噴射は、流体の運動量が大きく、滞留水の除去能力が高いが、若干でも噴射水が鋼板等の被冷却板表面に残留するため、水噴射のみで板面から水を完全に除去することは困難である。このため、本発明では、1又は2以上のノズルを有する流体噴射装置を複数用意し、少なくとも冷却装置に最も近い位置に配設された流体噴射装置からは水を、少なくとも冷却装置に最も遠い位置に配設された流体噴射装置からは空気を、噴射可能に配設し、空気噴射を水噴射よりも冷却装置から遠い位置から行うことにより、水噴射では除去しきれなかった比較的少量の滞留水を噴射空気によって除去することができ、板上面に残留する滞留水をほぼ完全に排出することができる。
【0022】
更に、本発明では、ノズルの噴射方向を、冷却装置に向けた方向とし、且つ、被冷却板の一方側の縁部の方向に向けた方向に規定する。即ち、水及び空気のノズルの噴射方向が、板の進行方向に対して片側直角方向、ないし、片側斜め方向となるように規定する。好ましくは、ノズル噴射方向を、冷却装置に向けた方向であって、被冷却板進行方向と直交の向きに対して0度から45度、又は、135度から180度までの角度{0〜45度(135〜180度)の範囲内の角度、即ち、45度の噴射角}に規定する。その結果、流体に随伴して鋼板の一方側(片側)の縁部から滞留水を排出することができる。
【0023】
更に、少なくとも隣り合う流体噴射装置の各ノズルの噴射位置を、噴射流体同士が板上面で重ならないように規定する。これにより、各噴射ノズルからの流体の運動量を、幅方向で均一に、且つ、有効に作用させることができる。
【0024】
以上の方法により、除去すべき滞留水量の大小にかかわらず、一定の噴射量で、板の一方側の縁部に、瞬時にすべての滞留水を吹き飛ばすこと可能となる。このように、本発明は滞留水を瞬時に板面の冷却範囲の外側に吹く飛ばすものであるので、被冷却板の過冷却が発生する心配がない。
【0025】
また、大量の滞留水を完全に除去できる噴射水及び噴射空気の流量も、従来例と比較して小さく省スペース上有利であり、特別な噴射流量制御も不要であるという特徴があり、設備費及び運転費に関しても有利である。
【0026】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【0027】
図1、2は、この発明の第1の実施の形態に係る図面である。図1、2において、矢印Aはライン進行方向を示し、ローラーテーブル18上を搬送される鋼板(被冷却板)2は、上流側から下流側に矢印Aの方向に進行する。
【0028】
冷却装置1よりもライン進行方向の下流側には、移動する鋼板2の上方の位置に、水噴射装置3及び空気噴射装置4がライン幅方向に配設されている。そして、水噴射装置3は上流側に、空気噴射装置4は、水噴射装置3の下流側に、それぞれ位置している。水噴射装置3は、水を供給する水供給用本管5と、本管5に取付けられた複数の水供給用ノズル7とを備えている。空気噴射装置4は、空気を供給する空気供給用本管6と、本管6に取付けられた空気供給ノズル8とを備えている。水噴射装置3と空気噴射装置4とを上・下流に分け、冷却装置1に近い位置に水噴射装置3を、それより遠い位置に空気噴射装置4を配設することにより、水噴射装置3から噴射される水の運動量を空気噴射装置4から噴射される空気によって効率的に増加させることができる。もし、水噴射装置3のみで水切りを行うと、噴射された水切り流体(水)によって鋼板が過冷却されるため鋼板全体の温度が低下する。更に、水、空気噴射装置3、4を同じ位置に設けると、水と空気とを混合させた水切り流体(水+空気)となり、水が液滴となり、連続的に滞留水に運動量を与えることができなくなる。この場合、水切り流体が空気によって広がって噴射されるため、水切り流体(水+空気)が鋼板上の滞留水に衝突する面積が大きくなり、単位面積当たりの衝突圧力が低下し、効率的に水及び空気が持っている運動量を鋼板上の滞留水に与えることができない。
【0029】
水ノズル7及び空気ノズル8は、流体(水又は空気)の噴射方向が、冷却装置1に向けた方向であって鋼板2の一方側(片側)の縁部2aの方向となるように取付けられている。これにより、鋼板2の一方側(片側)の縁部2aから滞留水19を鋼板外に吹き飛ばす。
【0030】
ノズル7及び8は、鋼板2の中央から両側に振り分けて噴射する方法もあるが、この方法では鋼板中央部分に残留する滞留水が除去できないので好ましくない。
【0031】
ノズルの噴射方向については、噴射水及び噴射空気の運動量を有効に作用させ、且つ、短時間で板面側方外へ滞留水を吹き飛ばすように設定することが好ましい。このため、板の進行方向水平面内の角度α{図2(a)参照}については、本実施の形態のように片側側方から冷却装置側(上流側)へ向けて被冷却板進行方向と直交の向きに対して0〜45度、あるいは、135〜180度の範囲内とすることが好ましい。なお、流体噴射装置は、冷却装置の下流側のみならず上流側にも設けることができる。この場合には噴射方向は冷却装置の下流側へ向けて0〜45度、あるいは、135〜180度の角度とする。
【0032】
更に、板の進行方向水平面に対する上下方向の角度β{図2(b)参照}については、噴射水及び噴射空気の運動量を有効に活用し、且つ、噴射水の跳ね返りを防止するため、冷却装置側(上流側)へ向けて、鉛直下向き方向に対して斜め下向き30〜90度の範囲内、好ましくは45〜60度の範囲内とする。冷却装置の上流側に流体噴射装置を設けた場合には反対に下流側へ向けて上記の角度とする。
【0033】
流体噴射装置3、4の本管5、6及び各噴射ノズル7、8は、図2に示すように、ノズル7、8から噴射される流体(水9、空気10)が鋼板2のほぼ全幅に当たるように取付ける。特に、最上流側、即ち、最も冷却装置1に近い位置の水噴射装置3においては、噴射水9が鋼板2の縁部(側端)2aにも漏れなくあたるようにノズル7を取付けて吹き残しを防止する。
【0034】
噴射ノズル7、8の型式は特に指定しないが、水又は空気が扇形、半扇形、直線形等に噴射される汎用の噴射ノズルを、単独あるいは組合わせて使用すればよい。従来(図12、13)のように、板の進行方向と平行後方に噴射する方式では、噴射範囲の狭い直線形噴射ノズルを使用すると、ノズルの間隔に相当する筋状の吹き残しが生じる問題があったが、本発明の場合には、板の一方側の縁部に向けて噴射するので、流体の運動量の大きい直線形噴射ノズルを使用することも可能となり、滞留水除去能力が向上する。
【0035】
各噴射ノズルの配置に関しては、図1、2に示すように、少なくとも隣り合う流体噴射装置3と4との噴射ノズル7、8の各ノズル噴射位置が、鋼板2の上面において重ならないように配置する。ノズルを図3、4に示す比較例のように配置すると、噴射水と噴射空気の運動量の有効活用の程度が小さくなり、ノズル間隔をより小さくする必要が生じる。従って、図1、2に示すような配置とすべきである。
【0036】
図5〜7は、この発明の第2の実施の形態に係る図面である。設置スペース等の問題で、第1の実施の形態(図1、2)に示すように、水と空気の流体噴射装置を別々に配設することが困難な場合がある。このような場合には、流体噴射装置の本管を二重管11とし、図6、図7(a)又は(b)に示すように、内側管11aに水ノズル12、外側管11bに空気ノズル13を取付け、内側管11aを水供給用、外側管11bを空気供給用として、1つの流体噴射装置によって水及び空気噴射を実施することができる。内側管と外側管は、どちらを水又は空気の供給用としてもよい
なお、図5〜7に示すような二重管は、省スペースで水噴射及び空気噴射を行うための一例であり、これ以外の配管形状であっても、水噴射と空気噴射を組合わせて、進行方向の一方側の縁部に瞬時に吹き飛ばすという方法は、本発明に含まれる。
【0037】
図8、9は、この発明の第3の実施の形態に係る図面、図10は従来例である。従来は、図10に示すように、鋼管からなる接続管15を使用して本管16とノズル17とをフランジ/ボルトによる締結や溶接等により結合していた。本実施の形態では、図8、9に示すように、本管16とノズル17とを、設備に応じた耐水性、耐熱性、耐圧性を有する変形自在な弾性材料からなる接続管、例えば、ホース14やゴム管等を用いて接続する。これにより、冷却装置内への取付け工事に際し、本管16の取付け後にノズル17の取付調整が可能となるので、工事負荷が軽減でき、また、操業状況に応じて、噴射角度の最適調整も可能であり、設備補修も容易となる。
【0038】
【実施例】
次に、この発明を実施例により説明する。
【0039】
試験は、最も効果の違いが表れる広幅材(幅5000mm、厚さ30mmの熱間圧延厚鋼板)を用い、制御冷却装置1の冷却水流量は、500〜1000l(リットル)/min・m2の中程度とした。冷却装置1の出側(下流側)に流体噴射装置3、4を取付け、水切りを行った。板2は冷却装置1を50mpmの速度で通過させた。水噴射ノズル7と空気噴射ノズル8の配置は、図12、13に示す冷却装置1に向けて板2の進行方向と平行に水及び空気を噴射する方式(以下、「従来例」という)と、図3、4に示す噴射水、噴射空気の板面上の衝突位置が重なるノズル配置の場合(以下、「比較例」という)と、図1、2に示す噴射水、噴射空気の板面上衝突位置が重ならないようにノズル配置を行った場合(以下、「本発明例1」という)とした。噴射ノズルは、いずれも噴射角40度の扇形スプレーノズルを使用した。そして、滞留水除去効果について、水ノズル流量、空気ノズル流量、滞留水除去、幅方向温度偏差、機械的特性、板形状について比較した結果を図11に示す。
【0040】
図11から分かるように、従来例及び比較例は、水噴射、空気噴射の流量、ノズル数は同一としているが、従来例では筋状の滞留水が発生し、幅方向の温度分布、機械的特性にばらつきが生じた。
【0041】
本発明例1は、噴射水、噴射空気の板面上衝突位置が重ならないようにノズル配置を行ったので、従来例、比較例と比較して、ノズル数及び流量を60%に減少させているが、機械的特性のばらつきが更に小さくなり、過冷却もないので、空冷後の板形状は更に改善され平坦となった。
【0042】
次に、冷却装置1の冷却水流量を、1000〜2000l(リットル)/min・m2に増大した。水切りは、図15に示すように、水噴射装置3を2つ配設して水噴射ノズルを複数列としたノズル配置によって行った(以下、「本発明例2」という)。滞留水除去効果についての結果を図14に示す。
【0043】
図14から分かるように、本発明例2によれば、本発明例1では水ノズル流量がやや不足するような場合でも、優れた効果が得られた。
【0044】
本発明例1、2に示すように、各噴射ノズルからの噴射位置が重ならないように配することにより、ノズル間隔を充分確保することができるので、扇形スプレー水同士の緩衝がなく、噴射水の運動量を最大限に利用することができる。また、すべての水、空気の噴射方向が、冷却装置に向けた方向であって且つ板の一方側(片側)の縁部の方向となるようにノズルを配しているので、流体に随伴して鋼板の一方側の縁部から滞留水を排出することができ、板面上に噴射水が残留することはなく、過冷却が発生することはない。
【0045】
また、各噴射ノズルからの噴射位置が重ならないように配することにより、本発明例2に示すようにノズル列を複数としてノズル総数を増やしてもノズル間隔を充分確保でき、扇形スプレー水同士の緩衝がなく、噴射水の運動量を最大限に利用することができ、効果的な水切りを行うことができる。
【0046】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、高温鋼板等の被冷却板の制御冷却精度が向上し、特に板の幅方向の均一冷却が可能となり、冷却後の形状を平坦に修正するための矯正作業が軽減化され、製造コスト削減が可能となり、また、材質特性のばらつきや、不合格となる反りや変形も減少し、製品歩留りが向上し、かくして有用な効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施の形態に係る水切り装置を示す(a)は平面図、(b)は側面図である。
【図2】図1に示す水切り装置のノズル配置を詳細に示す(a)は平面図、(b)は側面図である。
【図3】比較例に係る水切り装置を示す(a)は平面図、(b)は側面図である。
【図4】図3に示す水切り装置のノズル配置を詳細に示す(a)は平面図、(b)は側面図である。
【図5】この発明の第2の実施の形態に係る水切り装置を示す(a)は平面図、(b)は側面図である。
【図6】この発明の第2の実施の形態に係る水きり装置の本管及びノズル配置を詳細に示す(a)は側面図、(b)は正面図である。
【図7】この発明の第2の実施の形態に係る本管及びノズル配置を詳細に示す(a)は第1例、(b)は第2例の側面図である。
【図8】この発明の第3の実施の形態に係る水切り装置を示す側面図である。
【図9】この発明の第3の実施の形態に係る弾性材料からなる接続管の作用を示す側面図である。
【図10】従来の水切り装置の一例を示す側面図である。
【図11】この発明の実施例に係る従来例、比較例及び本発明例1を比較して示す図表である。
【図12】水噴射と空気噴射とを組合わせた先行技術3を示す(a)は平面図、(b)は側面図である。
【図13】先行技術3のノズル配置を示す(a)は平面図、(b)は側面図である。
【図14】この発明の実施例に係る本発明例2を本発明例1と比較して示す図表である。
【図15】この発明の実施例に係る本発明例2の水切り装置を示す(a)は平面図、(b)は側面図である。
【図16】水切りロールを使用した先行技術1を示す(a)は平面図、(b)は側面図である。
【図17】流体を単独で側方から噴射する先行技術2を示す(a)は平面図、(b)は側面図である。
【図18】冷却装置の方に向けて流体を単独でライン進行方向と平行に噴射する先行技術2を示す(a)は平面図、(b)は側面図である。
【符号の説明】
1 冷却装置
2 鋼板(被冷却板)
2a 鋼板の一方側(片側)の縁部
3 水噴射装置
4 空気噴射装置
5 水を供給する本管
6 空気を供給する本管
7 水ノズル
8 空気ノズル
9 水
10 空気
11 二重管
11a 内側管
11b 外側管
12 水ノズル
13 空気ノズル
14 ホース
15 鋼管
16 本管
17 ノズル
18 ローラーテーブル
19 滞留水
20 ロール
21 ノズル
A ライン進行方向(鋼板進行方向)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
In this invention, when a cooled plate such as a hot-rolled hot rolled steel plate is cooled with a cooling device in a line such as a hot rolling line, the cooling water staying on the cooled plate to be cooled is The present invention relates to a draining method and apparatus for discharging air by fluid ejection.
[0002]
[Prior art]
The hot-rolled steel sheet may be water-cooled at the same time on the upper and lower surfaces by a cooling device installed downstream of the rolling mill in the line traveling direction in order to make the material uniform and improve mechanical properties. Many. The cooling temperature in this case is adjusted according to the purpose of use of the material, and it is necessary to uniformly cool the width direction and the longitudinal direction to the temperature specified for the upper surface and the lower surface. For this purpose, it is important to flow the designated water flow rate on the steel plate surface for the designated time within the designated range of the upper and lower surfaces of the steel plate. However, since the cooling water stays as it is on the upper surface of the steel plate, only the upper surface is particularly supercooled, and a temperature difference tends to occur within the plate. If a shape defect after cooling occurs due to this temperature difference, it is necessary to perform cold press correction or reheating correction, resulting in an increase in manufacturing cost. Furthermore, if the cooling temperature of the steel sheet varies, it also leads to variations in mechanical characteristics and the like, leading to a decrease in quality and a decrease in yield.
[0003]
Therefore, in order to perform uniform cooling over the entire surface, it is important to quickly remove the steel sheet from the steel plate surface so as not to cause overcooling due to stagnant water outside the specified range.
[0004]
For this purpose, the following methods (1) and (2) have been conventionally performed.
[0005]
(1) A method of preventing the leakage of water outside the cooling range by holding down the cooled plate by the conveying roll arranged on the lower surface of the steel plate (cooled plate) and the water draining roll arranged above it to stop the cooling water. (Hereinafter referred to as “
[0006]
(2) One or more injection nozzles are installed on the side of the line to be cooled or across the plate in the vertical direction, and water or air is injected to stay on the upper surface of the plate to be cooled. (Hereinafter referred to as “
[0007]
However, when quenching with a large amount of cooling water after rolling in a hot-rolled steel sheet line, or when quenching a wide material like a thick steel plate after rolling, a large amount of stagnant water remains to be removed. Therefore, the
[0008]
As a technique for removing such a large amount of surface stagnant water, Japanese Examined Patent Publication No. 62-030244 discloses a method of combining water injection and air injection as shown in (3) below.
[0009]
(3) A fluid ejection device having a plurality of water ejection nozzles at a position close to the cooling device on the downstream side (upstream side) of the cooling device, and a fluid ejection having a plurality of air ejection nozzles at a position farther than the fluid ejection device An apparatus is disposed, and the draining fluid is ejected from the two fluid ejecting apparatuses in the opposite direction to the cooling water flowing direction to block the cooling water (residual water) retained on the upper surface of the steel sheet (hereinafter, “
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, the prior art has the following problems.
[0011]
The method of pressing down the
[0012]
The method of injecting water or air independently from the upper side or the side of the cooling plate conveyance line of the
[0013]
[0014]
Furthermore, there is no special idea regarding the arrangement method of each injection nozzle, and there is a problem that the minimum required water and air are not always effectively used. There is also a problem that there is nothing that contributes to a space-saving installation space and it cannot be used due to the installation location. (See FIGS. 12 and 13).
[0015]
Accordingly, the object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and drain the stagnant water staying on the upper surface of a high temperature cooled plate such as a hot rolled steel plate so as not to enter another bank. Then, it is providing the draining method and apparatus of the high temperature to-be-cooled board which can be discharged | emitted from the upper surface of a board.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, the water draining method is provided on the downstream side of the line traveling direction with respect to the cooling device provided on the line, or on both the downstream side and the upstream side and above the plate to be cooled that moves along the line. Two or more fluid ejection devices having one or a plurality of nozzles are disposed at a position in the line traveling direction, and at least water from the fluid ejection device disposed at a position closest to the cooling device. The fluid ejecting device disposed at a position farthest from the cooling device is configured such that air can be ejected toward the upper surface of the cooled plate, and the fluid ejecting direction of the nozzle is the direction toward the cooling device. In the direction of the edge of one side of the plate to be cooled, the angle of 0 to 45 degrees or 135 to 180 degrees with respect to the direction perpendicular to the direction of the plate to be cooled in the horizontal plane of the plate to be cooled. In range, And, so as to be in the range of obliquely downward 30 to 90 degrees with respect to the vertical downward direction, arranged said nozzle, further, the fluids are between the fluid injection device mutually at least next ejected from each nozzle the Nozzles are arranged so that they do not overlap on the upper surface of the plate to be cooled, fluid is ejected from the nozzles arranged in this way, and the accumulated water on the upper surface of the plate to be cooled is associated with the fluid ejected from the nozzles. And discharging from the cooled plate.
[0017]
The invention of the draining device according to
[0018]
According to a third aspect of the present invention, the fluid ejecting apparatus includes a main pipe for supplying a fluid and the nozzle connected to the main pipe, and the main pipe includes an inner pipe and an outer pipe. The nozzle is connected to each of the inner tube and the outer tube, and is configured to be able to supply water from one of the outer tube and the inner tube and air from the other. It has the characteristic in being.
[0019]
According to a fourth aspect of the present invention, the nozzle is configured such that the mounting angle can be adjusted, and the direction and angle of the fluid to be ejected can be adjusted and changed.
[0020]
According to a fifth aspect of the present invention, the fluid ejecting apparatus includes a main pipe for supplying a fluid, the nozzle, and a connecting pipe made of an elastic material for connecting the main pipe and the nozzle. And the attachment angle of the nozzle can be adjusted or changed by the action of the connection pipe.
[0021]
The water jet from the nozzle has a large momentum of fluid and a high ability to remove stagnant water, but even a little jet water remains on the surface of the cooled plate such as a steel plate. It is difficult to remove. For this reason, in the present invention, a plurality of fluid ejecting apparatuses having one or more nozzles are prepared, and water is at least the position farthest from the cooling apparatus disposed at the position closest to the cooling apparatus. A relatively small amount of stagnation that could not be removed by water jetting by disposing air from the fluid jetting device arranged in the position so that air can be jetted and performing air jet from a position farther from the cooling device than water jetting. Water can be removed by the blast air, and the remaining water remaining on the upper surface of the plate can be discharged almost completely.
[0022]
Further, in the present invention, the nozzle injection direction is defined as the direction toward the cooling device and the direction toward the edge of one side of the plate to be cooled. In other words, the spraying direction of the water and air nozzles is defined so as to be a direction perpendicular to one side with respect to the traveling direction of the plate or an oblique direction on one side. Preferably, the nozzle injection direction is a direction toward the cooling device, and an angle from 0 to 45 degrees, or from 135 to 180 degrees {0 to 45 degrees with respect to a direction orthogonal to the cooling plate traveling direction. angle in a range of degrees (135 to 180 degrees), i.e., prescribed in the injection angle of 45 degrees}. As a result, the accumulated water can be discharged from the edge portion on one side (one side) of the steel sheet accompanying the fluid.
[0023]
Further, at least the ejection positions of the nozzles of the adjacent fluid ejection devices are defined so that the ejection fluids do not overlap on the upper surface of the plate. Thereby, the momentum of the fluid from each spray nozzle can be made to act uniformly and effectively in the width direction.
[0024]
By the above method, regardless of the amount of staying water to be removed, all staying water can be instantaneously blown to the edge portion on one side of the plate with a constant injection amount. In this way, the present invention instantaneously blows away the stagnant water to the outside of the cooling range of the plate surface, so there is no concern that the plate to be cooled will be overcooled.
[0025]
In addition, the flow rate of jet water and jet air that can completely remove a large amount of stagnant water is small compared to the conventional example, which is advantageous in terms of space saving, and does not require special jet flow control. It is also advantageous in terms of operating costs.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0027]
1 and 2 are drawings according to a first embodiment of the present invention. 1 and 2, the arrow A indicates the line traveling direction, and the steel plate (cooled plate) 2 conveyed on the roller table 18 travels in the direction of arrow A from the upstream side to the downstream side.
[0028]
A
[0029]
The
[0030]
There is also a method in which the
[0031]
About the injection direction of a nozzle, it is preferable to set so that the momentum of injection water and injection air may act effectively, and a stagnant water may be blown off to the side of a plate surface in a short time. Therefore, the angle alpha {FIGS. 2 (a) see} in the traveling direction horizontal plane of the plate, and the cooling plate traveling direction from one side as in the present embodiment the cooling device side (upstream side) It is preferable to be within a range of 0 to 45 degrees or 135 to 180 degrees with respect to the orthogonal direction . The fluid ejecting apparatus can be provided not only on the downstream side of the cooling apparatus but also on the upstream side. In this case, the injection direction is an angle of 0 to 45 degrees or 135 to 180 degrees toward the downstream side of the cooling device.
[0032]
Further, with respect to the angle β {see FIG. 2 (b)} with respect to the horizontal plane of the plate in order to effectively utilize the momentum of the jet water and the jet air and to prevent the jet water from rebounding, the cooling device To the side (upstream side), it is in the range of 30 to 90 degrees obliquely downward with respect to the vertically downward direction , preferably in the range of 45 to 60 degrees. When the fluid ejection device is provided on the upstream side of the cooling device, the above angle is set toward the downstream side.
[0033]
As shown in FIG. 2, the
[0034]
The types of the
[0035]
With respect to the arrangement of the ejection nozzles, as shown in FIGS. 1 and 2, the nozzle ejection positions of the
[0036]
5 to 7 are drawings according to a second embodiment of the present invention. Due to problems such as installation space, as shown in the first embodiment (FIGS. 1 and 2), it may be difficult to dispose water and air fluid ejection devices separately. In such a case, the main pipe of the fluid ejecting apparatus is a
[0037]
8 and 9 are drawings according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a conventional example. Conventionally, as shown in FIG. 10, a
[0038]
【Example】
Next, the present invention will be described with reference to examples.
[0039]
The test uses a wide-width material (hot rolled steel plate having a width of 5000 mm and a thickness of 30 mm) that exhibits the most difference in effect, and the cooling water flow rate of the
[0040]
As can be seen from FIG. 11, in the conventional example and the comparative example, the flow rate of water injection and air injection and the number of nozzles are the same, but in the conventional example, streaky stagnant water is generated, the temperature distribution in the width direction, mechanical Variations occurred in the characteristics.
[0041]
In Example 1 of the present invention, the nozzles were arranged so that the collision positions on the plate surface of the jet water and jet air did not overlap, so the number of nozzles and the flow rate were reduced to 60% compared to the conventional example and the comparative example. However, the variation in mechanical properties was further reduced and there was no overcooling, so the plate shape after air cooling was further improved and flattened.
[0042]
Next, the cooling water flow rate of the
[0043]
As can be seen from FIG. 14, according to the present invention example 2, even in the case where the water nozzle flow rate is slightly insufficient in the present invention example 1, an excellent effect was obtained.
[0044]
As shown in Invention Examples 1 and 2, since the nozzle spacing can be sufficiently secured by arranging the spray positions from the spray nozzles so as not to overlap, there is no buffer between the fan-shaped spray water, and the spray water You can make the most of your momentum. In addition, since the nozzles are arranged so that all water and air injection directions are directed toward the cooling device and toward the edge of one side (one side) of the plate, it follows the fluid. Thus, the accumulated water can be discharged from the edge portion on one side of the steel plate, the spray water does not remain on the plate surface, and supercooling does not occur.
[0045]
In addition, by arranging so that the spray positions from the spray nozzles do not overlap, even when the total number of nozzles is increased with a plurality of nozzle rows as shown in Example 2 of the present invention, a sufficient nozzle interval can be secured, There is no buffer, the momentum of the water jet can be utilized to the maximum, and effective draining can be performed.
[0046]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the control cooling accuracy of a plate to be cooled such as a high-temperature steel plate is improved, and in particular, uniform cooling in the width direction of the plate is possible, and the shape after cooling is corrected to be flat. The correction work is reduced, the manufacturing cost can be reduced, the variation in material characteristics, and the warping and deformation that are rejected are reduced, so that the product yield is improved and thus a useful effect is brought about.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a plan view and FIG. 1B is a side view showing a water draining device according to a first embodiment of the present invention.
2A is a plan view and FIG. 2B is a side view showing in detail the nozzle arrangement of the draining device shown in FIG. 1;
FIG. 3A is a plan view and FIG. 3B is a side view showing a draining device according to a comparative example.
4A is a plan view and FIG. 4B is a side view showing in detail the nozzle arrangement of the draining device shown in FIG. 3;
FIG. 5A is a plan view and FIG. 5B is a side view showing a water draining device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6A is a side view and FIG. 6B is a front view showing in detail a main pipe and nozzle arrangement of a draining device according to a second embodiment of the present invention.
7A is a side view of the first example, and FIG. 7B is a side view of the second example showing details of the main pipe and nozzle arrangement according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a side view showing a drainer according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a side view showing the operation of a connecting pipe made of an elastic material according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a side view showing an example of a conventional draining device.
FIG. 11 is a chart showing a comparison between a conventional example, a comparative example, and an example 1 of the present invention according to an embodiment of the present invention.
12A is a plan view and FIG. 12B is a side view showing
13A is a plan view and FIG. 13B is a side view showing a nozzle arrangement of
FIG. 14 is a chart showing Example 2 of the invention according to an example of the invention in comparison with Example 1 of the invention.
15A is a plan view and FIG. 15B is a side view showing a water draining device according to an
16A is a plan view and FIG. 16B is a side view showing
FIG. 17A is a plan view and FIG. 17B is a side view showing
18A is a plan view and FIG. 18B is a side view showing
[Explanation of symbols]
1
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