JPH11138207A - 鋼板の水切り方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鋼板冷却に際して鋼板上の滞留水を水切りし
て、冷却ムラをなくす。 【解決手段】 鋼板２２の幅方向の噴射幅が異なる２種
類の流体噴射ノズル２および３を、噴射方向が鋼板２２
のいずれか一方のエッジ側に向くように、かつ噴射幅の
広いほうの流体噴射ノズル３が噴射方向上流側に位置す
るように複数本配置し、これら複数本の流体噴射ノズル
２および３から流体を鋼板２２上面に噴射することによ
り、鋼板２２上面の滞留水を噴射した流体に随伴させて
鋼板２２上面の一方のエッジから他方のエッジへ排出す
る鋼板の水切り方法。

Description

【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
高温の鋼板を水冷却するに際して、冷却される鋼板上に
滞留した冷却水を、流体の噴射で排除する水切り装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】熱間圧延された高温の鋼板は、仕上圧延
機の下流側に設けられている冷却装置により冷却され
る。このような冷却装置は、鋼板の上面を冷却する冷却
装置と鋼板の下面を冷却する冷却装置とから構成されて
おり、それぞれの冷却装置は複数のバンクにより構成さ
れている。

【０００３】上述した鋼板の上面を冷却する冷却装置に
は、一般にスリットラミナ−方式やスプレ−方式が採用
されている。そして、これらの冷却装置により鋼板の上
面を冷却するときには、鋼板の板面が水平状態にあるた
め、鋼板上面の冷却水は鋼板の通板方向または逆方向に
滞留水として流れ出る場合がある。

【０００４】このような滞留水は鋼板上面を過冷却する
ため、鋼板の上下面で温度差が発生し、いわゆるＣ反り
の発生原因となる。このようなＣ反りが発生すると、プ
レスや矯正機によりＣ反りを矯正する作業が必要とな
り、製造コストが高くなる。

【０００５】また、滞留水が他のバンクに流入すること
により、鋼板の冷却停止温度がばらついたり、板幅方向
の温度分布がばらつくので、鋼板の材質がばらつき品質
の低下を招く。

【０００６】このような理由から、鋼板上面の滞留水が
他のバンクに流入しないように水切りを行うこと、また
滞留水をできるだけ早く鋼板上面から排除することが重
要な課題となる。

【０００７】高温の鋼板上面の滞留水の従来の水切り技
術としては、特公昭５９−１３５７３号公報に開示され
たものがある。この技術に基づく水切り方法は、上面冷
却バンクから鋼板上面に注水された冷却水が下流側に運
ばれようとするのを、鋼板の搬送ラインと直交する方向
から高圧流体を鋼板上面に噴射して、ライン外に吹き飛
ばすというものである。

【０００８】また、鋼板搬送ラインの上方に配置したノ
ズルから、搬送方向上流側に向けて高圧流体を噴射し
て、滞留水をせき止める方法がある。

【０００９】さらには、水切りロ−ルを鋼板を挟んで搬
送ロ−ルと対応する位置に配置し、水切りロ−ルと搬送
ロ−ルとで鋼板を挟むことにより滞留水をせき止め、水
切りを行う方法もある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の水切り方法には、次のような問題点がある。 （１）特公昭５９−１３５７３号公報に開示された技術 厚鋼板の冷却の際のように大量の滞留水が流れてくる場
合には、滞留水の流れに打ち勝つだけの衝突圧力と運動
量が噴射する流体に要求されるが、水切り装置と鋼板と
の間の距離がある程度あるため（噴射ノズルがどのよう
なもので、どのように配置してあるからというような説
明がないと衝突圧力の低下の理由が理解できない）、流
体の衝突圧力の低下は避けられない。

【００１１】したがって、十分な水切りを行うためには
噴射圧力を高くしなければならず、設備費が高くなる。

【００１２】（２）搬送方向上流側に向けて高圧流体を
噴射する方法 噴射する流体が鋼板の板幅方向に広がる噴射ノズルを使
用しないと、鋼板全幅にわたって滞留水の流れをせき止
めることができないが、流体の噴射角度が広がる噴射ノ
ズルでは、流体の衝突圧力が低下する。

【００１３】したがって、流体の衝突圧力を高めるため
には、噴射圧力を高くするか、噴射角度の狭い噴射ノズ
ルを多数使用する必要があり、設備費が高くなったり、
使用する流体の流量が増えて運転費が上昇する。

【００１４】（３）水切りロ−ルを使用する方法 冷却中に両板端部を上にして、または板中央部を上にし
て鋼板にＣ反りが発生した場合、鋼板に水切りロ−ルを
押しつけても、水切りロ−ルを鋼板上面に完全に押しつ
けることができず、鋼板と水切りロ−ルの間に隙間がで
きるので、滞留水がこの隙間から漏出する。

【００１５】この発明は、従来技術の上述したような問
題点を解消するためになされたものであり、鋼板上面に
滞留する滞留水を、他の冷却ゾ−ンに流出させることな
く水切りして、鋼板上面から排除することのできる鋼板
の水切り装置を提供することを目的としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決する第
一の手段は、鋼板幅方向の噴射幅が異なる２種類の流体
噴射ノズルを、噴射方向が鋼板のいずれか一方のエッジ
側に向くように、かつ噴射幅の狭いほうの流体噴射ノズ
ルが噴射方向上流側に位置するように複数本配置し、こ
れら複数本の流体噴射ノズルから流体を鋼板上面に噴射
することにより、鋼板上面の滞留水を噴射した流体に随
伴させて鋼板上面の一方のエッジから他方のエッジへ排
出することを特徴とする鋼板の水切り方法である。

【００１７】前述の課題を解決する第二の手段は、隣り
合うバンク間で、前記２種類の流体噴射ノズルの噴射方
向が異なるようにしたことを特徴とする鋼板の水切り方
法である。

【００１８】前述の課題を解決する第三の手段は、鋼板
幅方向の噴射幅が異なる２種類の流体噴射ノズルを噴射
方向が鋼板のいずれか一方のエッジ側に向くように、か
つ噴射幅の広いほうの流体噴射ノズルが噴射方向上流側
に位置するように複数本配置したことを特徴する鋼板の
水切り装置である。

【００１９】前述の課題を解決する第四の手段は、前記
流体噴射ノズルを配置した位置よりも上流側に水切りロ
−ルを設けたことを特徴とする前記第二の発明の鋼板の
水切り装置である。

【００２０】前述の手段において、２種類の流体噴射ノ
ズルを用いたのは次の理由からである。

【００２１】噴射流体の鋼板への衝突断面積を小さくす
ると、単位面積当たりの流体の衝突圧力が高まり、滞留
水を水切りする能力が高まるので、鋼板の水切りに使用
する流体噴射ノズルは、できるだけ鋼板幅方向の噴射幅
の狭い流体噴射ノズルを用いるのがよい。

【００２２】しかしながら、全ての流体噴射ノズルを噴
射幅の狭い流体噴射ノズルとすると、衝突面積が小さい
上に、噴射流体の噴射方向が鋼板のいずれか一方のエッ
ジ側に傾いているので、鋼板の滞留水が排出される側と
は反対側のエッジ近傍（噴射方向上流側）には、噴射流
体が当たりにくくなり、この付近に滞留する滞留水の水
切りが困難となる。

【００２３】したがって、鋼板の滞留水が排出される側
とは反対側のエッジに配置した流体噴射ノズルのうち、
鋼板のエッジに対応する位置に配置した流体噴射ノズル
は、前述の噴射幅の狭い流体噴射ノズルではなくて、噴
射幅が広い流体噴射ノズルにする必要がある。したがっ
て、前述の手段においては、噴射幅が異なる２種類の流
体噴射ノズルを使用するようにしたのである。

【００２４】なお、噴射幅の狭い流体噴射ノズルは、流
体が上面に当たったときの衝突面積が、ノズル出口面積
と同じであるようなストレ−トタイプの噴射ノズルが望
ましいが、噴射ノズルの鋼板幅方向の取り付け間隔の点
から、ある程度噴射幅が広がるもの、例えば噴射角度が
１５度程度以下のものでもよい。

【００２５】また、上記鋼板のエッジに対応する位置
は、鋼板の板幅によって変化するので、全ての板幅の鋼
板のエッジが完全に水切りされるように、上記噴射幅が
広い流体噴射ノズルは、鋼板の板幅の変動量に応じて少
なくとも１本以上配置する。

【００２６】また、噴射幅が広い流体噴射ノズルの噴射
角の選定は、流体噴射ノズルの取り付け高さ筒を考慮し
て行えばよい。

【００２７】また、隣り合うバンク間で噴射方向が異な
るようにしたのは、全てのバンクで噴射方向を同じにす
ると、滞留水が排出される側の鋼板のエッジが過冷却さ
れるからである。

【００２８】また、複数の流体噴射ノズルの上流側に水
切りロ−ルを配置すると、鋼板にＣ反りが発生していた
としても、かなりの量の滞留水を水切りロ−ルで水切り
することができ、流体噴射ノズルが配置してある方に流
れてくる滞留水の量が少なくなるので、相対的に噴射す
る流体の衝突圧力と運動量が滞留水の流れに十分に打ち
勝つだけ大きいものとなり、滞留水を効率よく水切りす
ることができる。

【００２９】なお、流体噴射ノズルから噴射される水切
り用の流体としては、通常の水の他に圧縮空気や水と圧
縮空気の混合流体でもよい。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態について説明する。

【００３１】図１はこの発明の第一の実施の形態の鋼板
の水切り装置の正面図である。この鋼板の水切り装置１
は、搬送ロ−ル２１によって搬送される鋼板２２の上方
かつ鋼板２２の幅方向に沿って直線的に配置され、噴射
方向が鋼板２２の一方のエッジ２２ａ側に傾いた複数本
（図１では３本）の噴射幅の狭い流体噴射ノズル（以下
狭幅噴射ノズルという）２と、これら複数本の狭幅噴射
ノズル２の噴射方向最上流側、すなわち鋼板２２の他方
のエッジ２２ｂ側に配置され、狭幅噴射ノズル２と同じ
ように噴射方向が鋼板２２の一方のエッジ２２ａ側に傾
いた複数本（図１では２本）の噴射幅の広い流体噴射ノ
ズル（以下広幅噴射ノズルという）３とから構成されて
いる。

【００３２】この水切り装置１で、鋼板２２の上面に滞
留する滞留水を水切りするときには、複数本の狭幅噴射
ノズル２からは、流体を鋼板２２の上面に向けて、流体
の噴射時の断面積と鋼板２２に衝突した時の流体の断面
積ができるだけ変わらないようにして噴射する。

【００３３】また、広幅噴射ノズル３からは、流体を鋼
板２２の上面に向けて、流体の噴射時の断面積よりも、
鋼板２２に衝突した時の流体の断面積が大きくなるよう
にして噴射する。

【００３４】このようにして、流体を噴射することによ
り、滞留水の流れに対して大きい衝突圧力と大きい運動
量を有する流体が衝突することになり、滞留水は鋼板２
２の上面に衝突した後の流体の流れに随伴され、鋼板２
２の一方のエッジ２２ａ側に水切りされる。

【００３５】また、狭幅噴射ノズル２のみであると、鋼
板２２の他方のエッジ２２ｂ近傍は、流体の噴射角度が
鋼板２２の一方のエッジ２２ａ側に傾いているため、流
体が当たらなくて水切りされない可能性があるが、この
鋼板の水切り装置１は鋼板２２の他方のエッジ２２ｂ側
に、広幅噴射ノズル３を配置しているので、水切りが完
全な形で行われる。

【００３６】なお、鋼板２２の幅は図１に示すように、
最小幅Ｗ_min から最大幅Ｗ _maxまで変化するので、広幅
噴射ノズル３が一番外側の１本のみではカバ−できな
い、すなわち流体が鋼板２２の他方のエッジ２２ｂに当
たらない場合もあるので、その時は図１に示すように、
２本あるいはそれ以上配置する。

【００３７】図２はこの発明の第二の実施の形態の鋼板
の水切り装置の正面図である。この水切り装置４は、第
一の実施の形態の鋼板の水切り装置１の上流側に、鋼板
２２の搬送ロ−ル２３と対応させて水切りロ−ル５を配
置したものであり、鋼板２２を搬送ロ−ル２３と水切り
ロ−ル５で挟み込んで、水切りができるようになってい
る。

【００３８】この水切り装置４の場合には、鋼板２２に
Ｃ反りが発生していたとしても、かなりの量の滞留水を
水切りロ−ル５で水切りするこができ、流体噴射ノズル
２および３が配置してある下流側のバンクに流れてくる
滞留水の量が少なくなるので、噴射する流体の衝突圧力
と運動量が滞留水の流れに十分に打ち勝つだけ大きいも
のとなり、滞留水を効率よく水切りすることができる。

【００３９】なお、水切り流体として水を使用する場合
には、図３の平面図に示すように、鋼板２２の滞留水が
排出される側のエッジ２２ａに近づくにしたがって、滞
留水と水切り水とが混合された流れ６はその流量が増加
し、鋼板２２の一方のエッジ２２ａが過冷却されがちに
なる。したがって、水切り装置を鋼板２２の搬送方向に
沿って複数配置したときには、滞留水と水切り水とが混
合された流れ６の方向が交互に変わるようにするとよ
い。

【００４０】図３は水切りロ−ル５を配置した第二の実
施の形態の鋼板の水切り装置の例であるが、第一の実施
の形態の鋼板の水切り装置においても、滞留水と水切り
水とが混合された流れ６の方向が交互に変わるようにす
るとよい。

【００４１】

【実施例】１０バンクから構成され、各バンク間には搬
送ロ−ルと対応して水切りロ−ルが配置してあるスリッ
トラミナ−（各バンクにおける冷却水量２０００ｌ／ｍ
²・ｍｉｎ）による冷却装置に、水切りロ−ルを下ろし
た状態で温度８００℃、板幅４．５ｍおよび２ｍの鋼板
を通過させて冷却を行った。

【００４２】そして、第１バンクの入口（水切りロ−ル
の上流側）と第１０バンクの出口（水切りロ−ルの下流
側）に配置した本発明の水切り装置（狭幅噴射ノズル３
本、広幅噴射ノズル２本で構成）から、圧力６ｋｇ／ｃ
ｍ² の水をノズル１本当たり８０ｌ／ｍｉｎの割合で噴
射した。

【００４３】このようにして冷却した鋼板の幅方向の温
度分布を調べたところ、板幅４．５ｍおよび２ｍの鋼板
とも、板幅方向の温度差は±１０℃であり、同時に調べ
た幅方向の硬度分布についても大きな硬度差はなく、冷
却による冷却ムラは発生しなかった。

【００４４】なお、同じような条件で冷却し、本発明の
水切り装置を使用しなかった比較例の場合には、板幅
４．５ｍおよび２ｍの鋼板とも、板幅方向の温度差は±
１００℃であり、同時に調べた幅方向の硬度分布につい
ても、両エッジ部に硬度の高い部分が発生していた。

【００４５】このことから、本発明の水切り装置を使用
することにより、冷却ムラを低減することができ、鋼板
の変形や材質のバラツキを無くすことができることが分
かる。

【００４６】

【発明の効果】この発明により、鋼板を冷却するに際し
て、鋼板の幅方向に沿って均一に冷却することができる
ので、材質のばらつきや鋼板の変形が少なくなり、鋼板
の製品歩留が向上する。

【００４７】また、鋼板の変形を矯正するための作業が
低減するので、製造コストを削減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第一の実施の形態の鋼板の水切り装
置の正面図である。

【図２】この発明の第二の実施の形態の鋼板の水切り装
置の正面図である。

【図３】この発明の第二の実施の形態の鋼板の水切り装
置の水切りの方向を交互に変更した場合の平面図であ
る。

【符号の説明】

１ 水切り装置 ２ 狭幅噴射ノズル ３ 広幅噴射ノズル ４ 水切り装置 ５ 水切りロ−ル ６ 滞留水と水切り水とが混合された流れ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平田 直人 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 井上 義隆 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 藤田 米章 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼板幅方向の噴射幅が異なる２種類の流
   体噴射ノズルを、噴射方向が鋼板のいずれか一方のエッ
   ジ側に向くように、かつ噴射幅の広いほうの流体噴射ノ
   ズルが噴射方向上流側に位置するように複数本配置し、
   これら複数本の流体噴射ノズルから流体を鋼板上面に噴
   射することにより、鋼板上面の滞留水を噴射した流体に
   随伴させて鋼板上面の一方のエッジから他方のエッジへ
   排出することを特徴とする鋼板の水切り方法。
2. 【請求項２】 隣り合うバンク間で、前記２種類の流体
   噴射ノズルの噴射方向が異なるようにしたことを特徴と
   する請求項１に記載の鋼板の水切り方法。
3. 【請求項３】 鋼板幅方向の噴射幅が異なる２種類の流
   体噴射ノズルを噴射方向が鋼板のいずれか一方のエッジ
   側に向くように、かつ噴射幅の狭いほうの流体噴射ノズ
   ルが噴射方向上流側に位置するように複数本配置したこ
   とを特徴する鋼板の水切り装置。
4. 【請求項４】 前記流体噴射ノズルを配置した位置より
   も上流側に水切りロ−ルを設けたことを特徴とする請求
   項３に記載の鋼板の水切り装置。