[go: up one dir, main page]

JP5198126B2 - Cooling apparatus and cooling method for rod-like or tubular metal material - Google Patents

Cooling apparatus and cooling method for rod-like or tubular metal material Download PDF

Info

Publication number
JP5198126B2
JP5198126B2 JP2008105364A JP2008105364A JP5198126B2 JP 5198126 B2 JP5198126 B2 JP 5198126B2 JP 2008105364 A JP2008105364 A JP 2008105364A JP 2008105364 A JP2008105364 A JP 2008105364A JP 5198126 B2 JP5198126 B2 JP 5198126B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cooling
metal material
rod
tubular metal
water spray
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2008105364A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2009256707A (en
Inventor
総一郎 内田
吉雄 天野
孝樹 藤井
龍司 山本
真樹 井田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Stainless Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel and Sumikin Stainless Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel and Sumikin Stainless Steel Corp filed Critical Nippon Steel and Sumikin Stainless Steel Corp
Priority to JP2008105364A priority Critical patent/JP5198126B2/en
Publication of JP2009256707A publication Critical patent/JP2009256707A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5198126B2 publication Critical patent/JP5198126B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Description

本発明は、棒状または管状の金属材の冷却装置および冷却方法に関する。   The present invention relates to a cooling device and a cooling method for a rod-like or tubular metal material.

具体的には、支持台上に載置された棒状または管状の金属材に水スプレーを吹付けて冷却する冷却装置および冷却方法に関する。   Specifically, the present invention relates to a cooling device and a cooling method for cooling by spraying water spray onto a rod-like or tubular metal material placed on a support base.

棒状または管状の金属材は、一般に冷却水槽に浸漬して冷却されるが、浸漬冷却は、上下部で冷却水の流動状態および沸騰状態に差が生じるため、均一冷却できずに反りが発生するという問題点があった。   A rod-like or tubular metal material is generally cooled by being immersed in a cooling water tank. However, since immersion cooling causes a difference in the flow state and boiling state of the cooling water at the upper and lower parts, warpage occurs without uniform cooling. There was a problem.

棒状または管状の金属材の冷却方法に関しては、従来から種々の提案がなされている。   Various proposals have been made regarding methods for cooling rod-shaped or tubular metal materials.

例えば、特開平8−20821号公報(下記特許文献1)には、高周波誘導加熱機の入口と出口とを一直線上に形成し、冷却液槽の側壁に棒鋼の送込み開口と送出し開口とを対向形成し、冷却液槽には冷却液を常時供給して送込み開口及び送出し開口より高い槽内冷却液面に保持する。棒鋼は高周波誘導加熱機の入口から出口に連続的に送って誘導加熱し、そのまま冷却液槽の送込み開口から送出し開口に送って冷却することにより、長尺の棒鋼を切断することなく連続的に加熱冷却処理する方法が記載されている。   For example, in Japanese Patent Laid-Open No. Hei 8-20821 (the following Patent Document 1), an inlet and an outlet of a high-frequency induction heater are formed in a straight line, and a steel bar feed opening and a feed opening are formed on the side wall of the cooling liquid tank. The coolant is constantly supplied to the coolant tank, and is held on the coolant level in the tank higher than the feed opening and the feed opening. The steel bar is continuously sent from the inlet to the outlet of the high-frequency induction heater and induction heated, and then sent out from the inlet of the cooling liquid tank and sent to the opening to cool down. A method of heat-cooling treatment is described.

しかし、この特許文献1に記載された方法は、棒鋼を搬送させながら冷却水槽に浸漬する場合、十分な冷却時間を必要とするため、搬送速度を低くするか、水槽を大型化する必要があることから設備費が高額となり、低搬送速度では圧延と冷却とを連続的に同期させると生産効率が著しく損なわれるうえ、水槽内を搬送するだけでは棒鋼上下部の冷却水の流動状態差および沸騰形態差を十分に緩和することができないので、均一冷却できず反りが発生するという問題点があった。   However, the method described in Patent Document 1 requires a sufficient cooling time when immersed in the cooling water tank while conveying the steel bar, so it is necessary to reduce the conveying speed or enlarge the water tank. Therefore, the equipment cost is high, and if the rolling and cooling are continuously synchronized at a low conveyance speed, the production efficiency is remarkably impaired. Since the morphological difference cannot be sufficiently relaxed, there is a problem that uniform cooling cannot be performed and warpage occurs.

また、特開2004−332089号公報(下記特許文献2)には、被焼入棒鋼を、焼入温度からMs点直上の温度までプレスにより拘束しながら急冷(高温域急冷)し、Ms点直上の温度から被焼入棒鋼を長手方向に往復動させてプレス矯正荷重の圧下と開放を繰り返しながら緩やかに冷却(中温域冷却)する。この中温域冷却は少なくとも(Ms−50)℃の温度まで行う。そして、少なくとも(Ms−50)℃の温度から被焼入棒鋼をプレスにより拘束しながら急冷(低温域急冷)する。平角棒鋼の焼入の場合は、高温域急冷において平角棒鋼が表裏面で少量の弧状に曲がるように急冷することにより、棒鋼の焼入れにおいて焼入れ後の反り量を低減した焼入方法が記載されている。   JP 2004-332089 A (the following Patent Document 2) discloses that a steel bar to be hardened is rapidly cooled (high temperature region rapid cooling) while being restrained by a press from a quenching temperature to a temperature just above the Ms point, and immediately above the Ms point. The steel bar to be hardened is reciprocated in the longitudinal direction from this temperature, and gradually cooled (medium temperature range cooling) while repeatedly pressing and releasing the press straightening load. This middle temperature region cooling is performed to a temperature of at least (Ms-50) ° C. Then, the hardened steel bar is rapidly cooled (low temperature region rapid cooling) while being restrained by a press from a temperature of at least (Ms-50) ° C. In the case of flat bar steel quenching, a quenching method is described in which the amount of warpage after quenching is reduced in quenching of the bar steel by quenching so that the square bar steel bends in a small amount of arc shape on the front and back surfaces in the high temperature region quenching Yes.

しかし、この特許文献2に記載された方法は、棒鋼を長手方向に往復動させてプレス矯正荷重の圧下と開放を繰り返しながら冷却する方法であって、往復動機能とプレス矯正機が必要であるため設備費が高額となるうえ、プレス矯正と不均一冷却により、複雑な残留応力が発生するため、切断などの二次加工時に反り等の形状問題が発生する懸念があった。   However, the method described in Patent Document 2 is a method in which the steel bar is reciprocated in the longitudinal direction and cooled while repeatedly pressing and releasing the press straightening load, and requires a reciprocating function and a press straightening machine. Therefore, the equipment cost is high, and complex residual stress is generated due to press correction and non-uniform cooling, so there is a concern that shape problems such as warping may occur during secondary processing such as cutting.

また、特開平10−263687号公報(下記特許文献3)には、溶接管の走行ライン上方に、第1スプレーノズルを設け、この第1スプレーノズルは、溶接管の溶接部に冷媒液を長径方向が溶接部の方向と一致するように楕円状に噴射し、その溶接部を直線状に冷却する。溶接管の母材部を冷却するために、その母材部に円形状に冷媒液を噴射する第2スプレーノズルを、溶接管の走行ライン周囲に設けることにより、溶接後の鋼管を冷却する冷却装置の装置長を短くして冷媒液量を節約する方法が記載されている。   Japanese Patent Laid-Open No. 10-263687 (the following Patent Document 3) provides a first spray nozzle above the traveling line of the welded pipe, and the first spray nozzle has a long diameter refrigerant liquid at the welded portion of the welded pipe. It sprays in the shape of an ellipse so that the direction may coincide with the direction of the weld, and the weld is cooled linearly. Cooling to cool the welded steel pipe by providing a second spray nozzle around the travel line of the weld pipe to cool the base metal part of the weld pipe around the travel line of the weld pipe. A method for shortening the device length of the device to save the amount of refrigerant liquid is described.

しかし、この特許文献3に記載された方法は、鋼管に対して周方向にスプレーノズルを配置し、各スプレーノズルの水量を調整することで均一冷却を行うため、鋼管サイズごとに専用の冷却設備が必要となるため、設備費が高額となるという問題点があった。
特開平8−20821号公報 特開2004−332089号公報 特開平10−263687号公報
However, in the method described in Patent Document 3, spray nozzles are arranged in the circumferential direction with respect to the steel pipe, and uniform cooling is performed by adjusting the amount of water in each spray nozzle. Therefore, there is a problem that the equipment cost becomes high.
Japanese Patent Laid-Open No. 8-20821 JP 2004-332089 A Japanese Patent Laid-Open No. 10-263687

そこで、本発明は、前述のような従来技術の問題点を解決し、支持台上に載置された棒状または管状の金属材に水スプレーを吹付けて均一に冷却するとともに、熱処理後の曲りを低減することができる冷却装置および冷却方法を提供することを課題とする。   Therefore, the present invention solves the problems of the prior art as described above, and sprays water spray onto a rod-like or tubular metal material placed on a support base to cool it uniformly and bends after heat treatment. It is an object of the present invention to provide a cooling device and a cooling method capable of reducing the above.

本発明は、前述のような従来技術の問題点を解決し、支持台上に載置された棒状または管状の金属材に水スプレーを吹付けて均一に冷却するとともに、熱処理後の反りを低減することができる冷却装置および冷却方法を提供するものであり、その要旨とするところは特許請求の範囲に記載した通りの下記内容である。
(1)支持台上に載置された棒状または管状の金属材に水スプレーを吹付けて冷却する冷却床における冷却装置であって、
前記水スプレーを吹付けるノズルは、前記棒状または管状の金属材の上下に非対称に配置されており、また、材料の長手方向である軸方向に平行な鉛直面および/または前記軸方向に垂直な水平方向である搬送方向に平行な鉛直面において千鳥状に配置されていることを特徴とする棒状または管状の金属材の冷却装置。
(2)前記水スプレーを吹付ける下側ノズルは、前記支持台の真下に配置されていることを特徴とする(1)に記載の棒状または管状の金属材の冷却装置。
(3)(1)または(2)に記載の棒状または管状の金属材の冷却床における冷却装置を用いて、支持台に載置された棒状または管状の金属材に水スプレーを吹付けて冷却する冷却方法であって、
冷却中および冷却後の反り量に基づいて前記水スプレーを吹付ける上下のノズルの水量比を調整することにより、上下部を均一に冷却することを特徴とする棒状または管状の金属材の冷却方法。
<作用>
(1)の発明によれば、水スプレーを吹付けるノズルは、棒状または管状の金属材の上下に非対称に配置されているので、棒状または管状の金属材の上下部をそれぞれ軸方向に均一に冷却することができ、金属材の曲がり量を最小限にすることができるので熱処理後の製造プロセスに支障が発生しない。
また、(1)の発明によれば、スプレーを吹付けるノズルは、軸方向に平行な鉛直面および/または搬送方向に平行な鉛直面において千鳥状に配置されているので、棒状または管状の金属材の上下部をそれぞれ軸方向にさらに均一に冷却することができる。
さらに、(2)の発明によれば、水スプレーを吹付ける下側ノズルは、支持台の真下に配置されているので、支持台による水スプレー遮断範囲が最小になるため,少ないスプレーノズル数で支持台上の棒状または管状の金属材の上下部をそれぞれ広範囲に均一冷却することができる。
一方、(3)の発明によれば、冷却中と冷却後の反り量に基づいて水スプレーを吹付ける上下のノズルの水量比を調整することにより、上下部を均一に冷却することができる。
The present invention solves the problems of the prior art as described above, and sprays water spray onto a rod-like or tubular metal material placed on a support base to cool uniformly, and reduces warpage after heat treatment. The present invention provides a cooling device and a cooling method that can be performed, and the gist thereof is as follows.
(1) A cooling device in a cooling bed for cooling by spraying water spray on a rod-like or tubular metal material placed on a support table,
The nozzle for spraying the water spray is disposed asymmetrically above and below the rod-like or tubular metal material, and is a vertical plane parallel to the axial direction that is the longitudinal direction of the material and / or perpendicular to the axial direction. A rod-shaped or tubular metal material cooling device, which is arranged in a zigzag pattern on a vertical plane parallel to a conveying direction which is a horizontal direction .
(2) The rod-shaped or tubular metal material cooling device according to (1) , wherein the lower nozzle that sprays the water spray is disposed directly below the support base.
(3) Cooling by spraying water spray on the rod-like or tubular metal material placed on the support using the cooling device in the rod-like or tubular metal material cooling bed described in (1) or (2) Cooling method
A method for cooling a rod-like or tubular metal material, wherein the upper and lower nozzles are uniformly cooled by adjusting the water amount ratio of the upper and lower nozzles spraying the water spray based on the amount of warping during and after cooling. .
<Action>
According to the invention of (1), since the nozzle for spraying water spray is disposed asymmetrically above and below the rod-shaped or tubular metal material, the upper and lower portions of the rod-shaped or tubular metal material are each uniformly in the axial direction. Since it can be cooled and the amount of bending of the metal material can be minimized, there is no problem in the manufacturing process after the heat treatment.
Further , according to the invention of (1), since the nozzles for spraying are arranged in a staggered manner on a vertical plane parallel to the axial direction and / or a vertical plane parallel to the conveying direction, a rod-shaped or tubular metal The upper and lower parts of the material can be cooled more uniformly in the axial direction.
Further, according to the invention of (2), since the lower nozzle for spraying water spray is arranged directly under the support base, the water spray blocking range by the support base is minimized, so the number of spray nozzles is small. The upper and lower portions of the rod-like or tubular metal material on the support table can be uniformly cooled over a wide range.
On the other hand, according to the invention of (3) , the upper and lower portions can be uniformly cooled by adjusting the water amount ratio of the upper and lower nozzles that spray water spray based on the warpage amount during and after cooling.

本発明により、支持台上に載置された棒状または管状の金属材に水スプレーを吹付けて均一に冷却するとともに、熱処理後の曲りを低減することができる冷却装置および冷却方法を提供することができるなど、具体的には下記のような産業上有用な著しい効果を奏する。
(1)の発明によれば、1)加熱、圧延、切断後の冷却床において、水スプレー冷却することにより、圧延速度に関係なく十分な冷却時間を確保することができる。
2)冷却床全面に水スプレーが均等に噴射されるように上下部にスプレーノズルを配置し、さらに上側ノズルに対して下側ノズルを非対称に千鳥状に配置することによって、上下の水スプレーの干渉水による軸方向の冷却能力偏差を改善することで、軸方向の均一冷却を実現することができ、その上で、上部と下部の水量比を調整することにより上下部および軸方向の双方の均一冷却が可能となり、熱処理後の曲り量を最小限にすることができる。
(2)の発明によれば、静止した金属材を支えるために冷却床に設置されている支持台(レイク)の真下に下側ノズルを配置することにより、支持台(レイク)によって発生するスプレーの非衝突範囲を最小化することができるため、ノズルの数を減少させることができる。
(3)の発明によれば、上下部を均一に冷却することができる。
According to the present invention, a cooling device and a cooling method capable of cooling uniformly by spraying water spray onto a rod-like or tubular metal material placed on a support base and reducing the bending after the heat treatment are provided. Specifically, the following industrially useful remarkable effects can be obtained.
According to the invention of (1), 1) A sufficient cooling time can be ensured regardless of the rolling speed by performing water spray cooling in the cooling bed after heating, rolling and cutting.
2) The spray nozzles are arranged at the upper and lower parts so that the water spray is evenly sprayed on the entire cooling floor, and the lower nozzles are asymmetrically arranged in a staggered manner with respect to the upper nozzles. By improving the cooling capacity deviation in the axial direction due to interference water, uniform cooling in the axial direction can be realized, and then the upper and lower water volume ratios are adjusted to adjust both the upper and lower parts and the axial direction. Uniform cooling is possible, and the amount of bending after heat treatment can be minimized.
According to invention of (2), the spray which generate | occur | produces with a support stand (Lake) by arrange | positioning a lower nozzle directly under the support stand (Lake) installed in the cooling floor in order to support a stationary metal material. Since the non-collision range can be minimized, the number of nozzles can be reduced.
According to the invention of (3) , the upper and lower portions can be uniformly cooled.

以下、本発明を実施するための最良の形態について図1乃至図9を参照して詳細に説明する。
図1乃至図9において、1は粗圧延機、2は中間圧延機、3は仕上げ圧延機、4は冷却床、5は支持台(レイク)、6は水スプレーノズル(上側)、7は 水スプレーノズル(下側)、8は棒状または管状の金属材、WB炉はウォーキングビーム炉(加熱炉)、IHは誘導加熱装置、R/Sは切断機を示し、同じ要素について同じ符号を用いることにより、重複した説明を省略する。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
1 to 9, 1 is a rough rolling mill, 2 is an intermediate rolling mill, 3 is a finish rolling mill, 4 is a cooling bed, 5 is a support base (lake), 6 is a water spray nozzle (upper side), and 7 is water. Spray nozzle (lower side), 8 is a rod-shaped or tubular metal material, WB furnace is a walking beam furnace (heating furnace), IH is an induction heating device, R / S is a cutting machine, and the same symbols are used for the same elements Thus, a duplicate description is omitted.

図1は、本発明を適用する棒鋼の製造設備を例示する図である。   FIG. 1 is a diagram illustrating a steel bar manufacturing facility to which the present invention is applied.

まず、棒鋼の圧延素材をWB炉にて例えば1125℃まで加熱し、必要な加熱温度まで誘導加熱装置IHにて例えば1200℃まで加熱して保熱炉にて保熱した後、粗圧延機1、中間圧延機2および仕上げ圧延機3により例えば合計リダクション88〜98%の圧延を行い、冷却床4にて冷却することにより種々の外径サイズの棒鋼を製造することができる。   First, a steel bar is heated to 1125 ° C. in a WB furnace, heated to a required heating temperature, for example, to 1200 ° C. using an induction heating apparatus IH, and kept in a heat retaining furnace. Further, by performing rolling with a total reduction of 88 to 98% by the intermediate rolling mill 2 and the finishing rolling mill 3 and cooling in the cooling bed 4, steel bars having various outer diameter sizes can be manufactured.

本発明の金属材の冷却装置および冷却方法は、例えば、図1における冷却床4にける支持台(レイク)上に載置された、棒状または管状の金属材を冷却する冷却装置および冷却方法を提供するものである。 Cooling device and cooling method of the metal material of the present invention, for example, is placed on the contact Keru support table to cooling bed 4 in FIG. 1 (Lake), a cooling device and a cooling method for cooling a rod-like or tubular metal member Is to provide.

冷却床において、適当な長さに切断された棒状または管状の金属材は、長手方向(軸方向)を揃えて平行に、水平に並べられ、支持台(レイク)上に載置され、軸方向に垂直な水平方向(搬送方向)に搬送される。   In the cooling floor, rod-shaped or tubular metal materials cut to an appropriate length are aligned horizontally in parallel in the longitudinal direction (axial direction), placed on a support base (lake), and axially oriented. It is conveyed in a horizontal direction (conveying direction) perpendicular to.

図2乃至図4は、本発明の冷却装置の第1の実施形態を例示する図であり、図2は正面図、図3は側面図、図4は平面図である。   2 to 4 are diagrams illustrating a first embodiment of the cooling device of the present invention, in which FIG. 2 is a front view, FIG. 3 is a side view, and FIG. 4 is a plan view.

本発明の冷却装置は、支持台(レイク)5上に載置された棒状または管状の金属材8に水スプレーを吹付けて冷却する冷却装置であって、前記水スプレーを吹付けるノズル6,7は、前記棒状または管状の金属材8の上下に非対称に配置されていることを特徴とする。   The cooling device of the present invention is a cooling device that cools a bar-like or tubular metal material 8 placed on a support base (lake) 5 by spraying a water spray, the nozzle 6 spraying the water spray. 7 is characterized by being disposed asymmetrically above and below the rod-like or tubular metal material 8.

図2に示すように軸方向に平行な鉛直面において、上下のノズルは非対称かつ千鳥配置に配置されている。また、図3に示すように、搬送方向に平行な鉛直面においても、上下のノズルは非対称かつ千鳥配置に配置されている。したがって、図4に示すように、冷却床を上から見るとノズルがちょうど市松模様のような配置になって見える。ただし、搬送方向の方が軸方向よりも密に配置されている。   As shown in FIG. 2, on the vertical plane parallel to the axial direction, the upper and lower nozzles are asymmetrically arranged in a staggered arrangement. Further, as shown in FIG. 3, the upper and lower nozzles are also asymmetrically arranged in a staggered manner on a vertical plane parallel to the transport direction. Therefore, as shown in FIG. 4, when the cooling floor is viewed from above, the nozzles appear to be arranged in a checkerboard pattern. However, the transport direction is more densely arranged than the axial direction.

水スプレーを吹付けるノズル6、7は、棒状または管状の金属材8の上下に非対称に配置されているので、棒状または管状の金属材8の上下部それぞれを軸方向に均一に冷却することができ、金属材の曲がり量を最小にすることができるので熱処理後の製造プロセスに支障が発生しない。   Since the nozzles 6 and 7 for spraying water spray are disposed asymmetrically above and below the rod-like or tubular metal material 8, the upper and lower portions of the rod-like or tubular metal material 8 can be uniformly cooled in the axial direction. In addition, since the amount of bending of the metal material can be minimized, there is no problem in the manufacturing process after the heat treatment.

本実施形態においては、図2〜図4に示すように、金属材8の上下に配置された水スプレーノズル6、7が上下非対称の位置でかつ、材料の長手方向である軸方向に平行な鉛直面および/または前記軸方向に垂直な水平方向である搬送方向に平行な鉛直面において千鳥状の位置に配置されているので、金属材8の上下から軸方向に均一に冷却することができる。
In this embodiment, as shown in FIGS. 2 to 4, the water spray nozzles 6, 7 arranged above and below the metal material 8 are vertically asymmetrical and parallel to the axial direction that is the longitudinal direction of the material. Since it is arranged in a staggered position on the vertical plane and / or the vertical plane parallel to the conveying direction which is the horizontal direction perpendicular to the axial direction , the metal material 8 can be uniformly cooled in the axial direction from above and below. .

図5および図6は、本発明の冷却装置の第1の実施形態とノズルの位置を上下対称に対向配置にした比較例において、熱伝達率分布を例示する図であり、図5はその効果を示す図、図6は正面図と熱伝達率分布とを重ね合わせた図である。   FIGS. 5 and 6 are diagrams illustrating heat transfer coefficient distributions in the comparative example in which the first embodiment of the cooling device of the present invention and the nozzle positions are arranged oppositely in a vertically symmetrical manner, and FIG. FIG. 6 is a diagram in which a front view and a heat transfer coefficient distribution are superimposed.

図6(a)は、金属材8の上下に配置した水スプレーノズル6、7を水平面上の前後および左右にずらして千鳥状に配置した場合、図6(b)は、金属材8の上下に配置した水スプレーノズル6,7を上下対向した位置に配置した場合を示す。   6A shows a case where the water spray nozzles 6 and 7 arranged above and below the metal material 8 are arranged in a zigzag pattern so as to be shifted forward and backward on the horizontal plane and left and right, and FIG. The case where the water spray nozzles 6 and 7 arranged in the above are arranged at positions facing each other vertically is shown.

図5(a)は、金属材8の上下に配置した水スプレーノズル6、7を水平面上の前後および左右にずらして千鳥状に配置した場合、図5(b)は、金属材8の上下に配置した水スプレーノズル6、7を上下対向した位置に配置した場合のそれぞれについて、スプレーノズルの真下から距離に応じた熱伝達率の変化を示す。   FIG. 5A shows a case where the water spray nozzles 6 and 7 arranged above and below the metal material 8 are arranged in a zigzag pattern so as to be shifted forward and backward on the horizontal plane and left and right, and FIG. The change of the heat transfer coefficient according to distance from right under a spray nozzle is shown about each when the water spray nozzles 6 and 7 arrange | positioned to are arrange | positioned in the position facing up and down.

図5(b)に示すように対向配置の場合、金属材8の上下部の熱伝達率がノズル直下から離れるに従い,低下しており,特に下部においてその傾向が顕著であるが、図5(a)に示すように千鳥配置の場合、金属材8の上下部の熱伝達率が軸方向に均一となっており、千鳥配置の方が均一冷却に効果的であることが確認された。   In the case of facing arrangement as shown in FIG. 5 (b), the heat transfer coefficient of the upper and lower parts of the metal material 8 decreases as it moves away from directly below the nozzle, and this tendency is particularly remarkable in the lower part. As shown in a), in the zigzag arrangement, the heat transfer coefficients of the upper and lower parts of the metal material 8 are uniform in the axial direction, and it was confirmed that the zigzag arrangement is more effective for uniform cooling.

図6(a)では上下部でノズル位置が互い違いになっており、上部ノズルの直下は下部ノズル位置から最も離れており,下部ノズル直上は上部ノズル位置から最も離れている.このようにすると、上部下部それぞれのスプレーの干渉水の影響が緩和され、軸方向に冷却能が一様になっていることがわかる。   In Fig. 6 (a), the nozzle positions are staggered in the upper and lower parts, the part directly below the upper nozzle is farthest from the lower nozzle position, and the part just above the lower nozzle is farthest from the upper nozzle position. In this way, it can be seen that the influence of the interference water of the sprays in the upper and lower portions is alleviated and the cooling ability is uniform in the axial direction.

図(b)では逆に、上部ノズル直下に下部ノズルが配置されていることから,上部下部それぞれのスプレーの干渉水が大きく影響し,軸方向に冷却能が一様に大きく変化していることがわかる。   On the contrary, in Fig. (B), since the lower nozzle is placed directly below the upper nozzle, the interference water of the spray on the upper and lower parts has a large effect, and the cooling capacity has changed uniformly and greatly in the axial direction. I understand.

図7および図8は、本発明の冷却装置の奥行き方向に2列目も示した正面図であり、図7は第1の実施形態を例示する発明例、図8は比較例を示す。   7 and 8 are front views showing the second row in the depth direction of the cooling device of the present invention. FIG. 7 shows an invention example illustrating the first embodiment, and FIG. 8 shows a comparative example.

図7および図8に示すように、上下の水スプレーノズル6、7は、いずれも水平面上の前後および左右にずらして千鳥状に配置しているが、図7においては下側の水スプレーノズル7を支持台(レイク)5の真下、図8においては下側の水スプレーノズル7を支持台(レイク)5の中間に配置している。   As shown in FIGS. 7 and 8, the upper and lower water spray nozzles 6, 7 are all arranged in a staggered pattern shifted in the front-rear and left-right directions on the horizontal plane. In FIG. 8, the lower water spray nozzle 7 is disposed in the middle of the support base (lake) 5.

図8の比較例に示すように、下側の水スプレーノズル7を支持台(レイク)5の中間に配置すると、下側の水スプレーが支持台(レイク)5と干渉して金属材8の下部を十分に冷却することができない一方、発明例の図7では、下側の水スプレーが支持台(レイク)5によって水スプレーが遮られにくいので金属材8の下部を少ないスプレーノズル数で均一に冷却することができる。   As shown in the comparative example of FIG. 8, when the lower water spray nozzle 7 is arranged in the middle of the support base (Lake) 5, the lower water spray interferes with the support base (Lake) 5 and the metal material 8 While the lower part cannot be cooled sufficiently, in FIG. 7 of the invention example, the lower water spray is less likely to be blocked by the support pedestal (Lake) 5, so the lower part of the metal material 8 is uniform with a small number of spray nozzles. Can be cooled to.

図9は、本発明の冷却方法の実施形態を示す図である。   FIG. 9 is a diagram showing an embodiment of the cooling method of the present invention.

図9は、前述の棒状または管状の金属材8の冷却装置を用いて、支持台(レイク)5に載置された棒状または管状の金属材8に水スプレーを吹付けて冷却する冷却方法であって、前記水スプレーを吹付ける上下のノズルの水量比を調整することにより、金属材8の反り量を調整可能であることを特徴とする。   FIG. 9 shows a cooling method in which a water spray is sprayed on the rod-like or tubular metal material 8 placed on the support base (lake) 5 to cool the rod-like or tubular metal material 8 as described above. And the curvature amount of the metal material 8 can be adjusted by adjusting the water quantity ratio of the upper and lower nozzle which sprays the said water spray.

図9に示すように、水スプレーを吹付ける上下のノズルの水量比を冷却中および冷却後の反り量に基づいて調整することにより、金属材8の反り量を適正範囲にコントロールすることができる。   As shown in FIG. 9, the amount of warpage of the metal material 8 can be controlled within an appropriate range by adjusting the water amount ratio between the upper and lower nozzles that spray water spray based on the amount of warpage during and after cooling. .

上下のノズルの水量比によって、金属材8の反り量がコントロールできるメカニズムは、上下から吹きつけた水が対向するスプレー水に跳ね返って金属材8の冷却効果を高める干渉水(戻り水)およびに金属材8の表面流れ,沸騰状態が上下部で異なることが影響しているものと考えられ、この最適な上下水量比は、季節による外気温や水温変動、対象とする金属材8の表面粗度等により変化し、上下で同水量であれば上下対称に冷却されるとは限らない。ただし、操業条件または冷却中と冷却後の反り量の実績値により、適正範囲を決定することができる。   The mechanism by which the amount of warpage of the metal material 8 can be controlled by the water amount ratio between the upper and lower nozzles is such that the water sprayed from above and below rebounds on the opposing spray water and improves the cooling effect of the metal material 8 (return water) and It is considered that the surface flow and boiling state of the metal material 8 are different from each other in the upper and lower parts, and this optimum water / water ratio is determined by the seasonal outside air temperature and water temperature fluctuation, the surface roughness of the target metal material 8 If the amount of water changes depending on the degree, etc., the water is not necessarily cooled vertically. However, the appropriate range can be determined based on the operating condition or the actual value of the warpage amount during and after cooling.

図7に示す、千鳥配置の上下水スプレーノズルを用いて下記条件で実験を行い、試験片の中心から35mmの位置における変形量をリニアゲージを用いて測定したところ、棒鋼の曲り量は3mm/M以下にすることができ、本発明の効果が確認された。
<実験条件>
・試験片 :Φ60×540mm,SUS304材
・加熱温度:1060℃
・温度保定時間:10min.
・水温:22〜29℃
・上側ノズル水量: 10〜12L/min.
・下側ノズル水量: 12L/min.
・スプレーノズル: フルコーンノズル
Experiments were performed under the following conditions using a staggered water-and-water spray nozzle shown in FIG. 7, and the amount of deformation at a position 35 mm from the center of the test piece was measured using a linear gauge. The effect of the present invention was confirmed.
<Experimental conditions>
・ Test piece: Φ60 × 540 mm, SUS304 material ・ Heating temperature: 1060 ° C.
・ Temperature retention time: 10 min.
-Water temperature: 22-29 ° C
-Upper nozzle water volume: 10-12L / min.
・ Lower nozzle water volume: 12L / min.
・ Spray nozzle: Full cone nozzle

本発明を適用する棒鋼の製造設備を例示する図である。It is a figure which illustrates the manufacturing equipment of the bar steel to which the present invention is applied. 本発明の冷却装置の第1の実施形態を例示する正面図である。It is a front view which illustrates 1st Embodiment of the cooling device of this invention. 本発明の冷却装置の第1の実施形態を例示する側面図である。It is a side view which illustrates 1st Embodiment of the cooling device of this invention. 本発明の冷却装置の第1の実施形態を例示する平面図である。It is a top view which illustrates 1st Embodiment of the cooling device of this invention. 本発明の冷却装置の第2の実施形態の効果を示す図である。It is a figure which shows the effect of 2nd Embodiment of the cooling device of this invention. 本発明の冷却装置の第2の実施形態を例示する正面図である。It is a front view which illustrates 2nd Embodiment of the cooling device of this invention. 本発明の冷却装置の第3の実施形態を例示する正面図である。It is a front view which illustrates 3rd Embodiment of the cooling device of this invention. 本発明の冷却装置の第3の実施形態の比較例を示す正面図である。It is a front view which shows the comparative example of 3rd Embodiment of the cooling device of this invention. 本発明の冷却方法の実施形態を例示する図である。It is a figure which illustrates embodiment of the cooling method of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 粗圧延機
2 中間圧延機
3 仕上げ圧延機
4 冷却床
5 支持台(レイク)
6 水スプレーノズル(上側)
7 水スプレーノズル(下側)
8 棒状または管状の金属材
WB炉 ウォーキングビーム炉(加熱炉)
IH 誘導加熱装置
R/S 切断機
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rough rolling mill 2 Intermediate rolling mill 3 Finish rolling mill 4 Cooling floor 5 Support stand (Lake)
6 Water spray nozzle (upper side)
7 Water spray nozzle (lower side)
8 Bar-shaped or tubular metal material WB furnace Walking beam furnace (heating furnace)
IH induction heating device R / S cutting machine

Claims (3)

支持台上に載置された棒状または管状の金属材に水スプレーを吹付けて冷却する冷却床における冷却装置であって、
前記水スプレーを吹付けるノズルは、前記棒状または管状の金属材の上下に非対称に配置されており、また、材料の長手方向である軸方向に平行な鉛直面および/または前記軸方向に垂直な水平方向である搬送方向に平行な鉛直面において千鳥状に配置されていることを特徴とする棒状または管状の金属材の冷却装置。
A cooling device in a cooling bed for cooling by spraying water spray onto a rod-like or tubular metal material placed on a support table,
The nozzle for spraying the water spray is disposed asymmetrically above and below the rod-like or tubular metal material, and is a vertical plane parallel to the axial direction that is the longitudinal direction of the material and / or perpendicular to the axial direction. A rod-shaped or tubular metal material cooling device, which is arranged in a zigzag pattern on a vertical plane parallel to a conveying direction which is a horizontal direction .
前記水スプレーを吹付ける下側ノズルは、前記支持台の真下に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の棒状または管状の金属材の冷却装置。 The rod-like or tubular metal cooling device according to claim 1 , wherein the lower nozzle for spraying the water spray is disposed directly below the support base. 請求項1または請求項2に記載の棒状または管状の金属材の冷却床における冷却装置を用いて、支持台に載置された棒状または管状の金属材に水スプレーを吹付けて冷却する冷却方法であって、
冷却中および冷却後の反り量に基づいて前記水スプレーを吹付ける上下のノズルの水量比を調整することにより、上下部を均一に冷却することを特徴とする棒状または管状の金属材の冷却方法。
A cooling method in which a water spray is sprayed on a rod-like or tubular metal material placed on a support table to cool the rod-like or tubular metal material cooling bed according to claim 1 or 2. Because
A method for cooling a rod-like or tubular metal material, wherein the upper and lower nozzles are uniformly cooled by adjusting the water amount ratio of the upper and lower nozzles spraying the water spray based on the amount of warping during and after cooling. .
JP2008105364A 2008-04-15 2008-04-15 Cooling apparatus and cooling method for rod-like or tubular metal material Active JP5198126B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008105364A JP5198126B2 (en) 2008-04-15 2008-04-15 Cooling apparatus and cooling method for rod-like or tubular metal material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008105364A JP5198126B2 (en) 2008-04-15 2008-04-15 Cooling apparatus and cooling method for rod-like or tubular metal material

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009256707A JP2009256707A (en) 2009-11-05
JP5198126B2 true JP5198126B2 (en) 2013-05-15

Family

ID=41384490

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008105364A Active JP5198126B2 (en) 2008-04-15 2008-04-15 Cooling apparatus and cooling method for rod-like or tubular metal material

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5198126B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2359594T3 (en) * 2008-03-14 2011-05-25 Arcelormittal France GAS BLOWING PROCEDURE AND DEVICE ON A CIRCULATING BAND.
CN103667609B (en) * 2013-12-31 2015-05-27 鞍钢重型机械有限责任公司 Through type induction heating quenching method for 921A flat-bulb steel
JP2020069490A (en) * 2018-10-30 2020-05-07 日本製鉄株式会社 Steel slab cooling equipment and steel slab cooling method
JP7622598B2 (en) 2021-09-16 2025-01-28 Jfeスチール株式会社 Cooling device, cooling method and manufacturing method for round billets

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08238518A (en) * 1995-03-03 1996-09-17 Sumitomo Metal Ind Ltd Method and apparatus for uniformly cooling steel material
JP2004156110A (en) * 2002-11-07 2004-06-03 Jfe Steel Kk Method and apparatus for cooling square column
JP5020863B2 (en) * 2008-03-04 2012-09-05 新日鐵住金ステンレス株式会社 Steel bar manufacturing equipment

Also Published As

Publication number Publication date
JP2009256707A (en) 2009-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5218435B2 (en) Controlled cooling method for thick steel plate
CN102791395B (en) Flexure member manufacturing method and flexture member manufacturing device
JP5825250B2 (en) Method and apparatus for cooling hot-rolled steel strip
JP2008073695A (en) Steel plate cooling method
JP5020863B2 (en) Steel bar manufacturing equipment
JP5198126B2 (en) Cooling apparatus and cooling method for rod-like or tubular metal material
KR101364310B1 (en) Oriented electrical steel sheet and method of producing same
KR100481571B1 (en) Water cooling method of steel strip and water cooling tank
EP1359230A1 (en) Production method for steel plate and equipment therefor
JP6569843B1 (en) Thick steel plate cooling device and cooling method, and thick steel plate manufacturing equipment and manufacturing method
CN106573285B (en) The manufacturing method of bending part and the thermal flexure processing unit (plant) of steel
EP2764932B1 (en) Method for cooling hot-rolled steel sheet
JP5073534B2 (en) Steel bar manufacturing method
JP2008261018A (en) Steel pipe cooling method and cooling device
JP6137109B2 (en) Rough rolling method for hot-rolled steel sheet
JP2008238241A (en) Manufacturing method of aluminum metal sheet
JP2005279703A (en) Method and equipment for manufacturing steel sheet
JP3801145B2 (en) High temperature steel plate cooling device
JP2010519046A (en) Equipment for casting metal strands
WO2020203261A1 (en) Quenching device and metal sheet manufacturing method
JP5673370B2 (en) Method for cooling hot-rolled steel sheet
JP4228654B2 (en) Steel plate heat treatment method and apparatus
JP3800722B2 (en) Cooling method for high temperature steel sheet
JP2003048003A (en) Method for manufacturing hot-rolled steel sheet
JP4945853B2 (en) Heat treatment method and apparatus for steel sheet

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20101215

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A132

Effective date: 20121113

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130110

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130205

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130206

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160215

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5198126

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R371 Transfer withdrawn

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250