JP2001219213A - Ｈ形鋼の冷却方法 - Google Patents
Ｈ形鋼の冷却方法Info
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- JP2001219213A JP2001219213A JP2000030307A JP2000030307A JP2001219213A JP 2001219213 A JP2001219213 A JP 2001219213A JP 2000030307 A JP2000030307 A JP 2000030307A JP 2000030307 A JP2000030307 A JP 2000030307A JP 2001219213 A JP2001219213 A JP 2001219213A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ウェブ波を発生させることなく、高強度・高
靱性のＨ形鋼を得る。 【解決手段】 熱間仕上圧延直後のＨ形鋼１０のフラン
ジ１０ａを加速冷却するに際して、該フランジ１０ａ外
面を強冷却するとともに、ウェブ１０ｂ上下面を緩冷却
するＨ形鋼の冷却方法。
靱性のＨ形鋼を得る。 【解決手段】 熱間仕上圧延直後のＨ形鋼１０のフラン
ジ１０ａを加速冷却するに際して、該フランジ１０ａ外
面を強冷却するとともに、ウェブ１０ｂ上下面を緩冷却
するＨ形鋼の冷却方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、熱間仕上圧延直
後のＨ形鋼、特に薄肉ウェブＨ形鋼に加速冷却を施し
て、高強度・高靭性の薄肉ウェブＨ形鋼を製造する際の
冷却方法に関する。
後のＨ形鋼、特に薄肉ウェブＨ形鋼に加速冷却を施し
て、高強度・高靭性の薄肉ウェブＨ形鋼を製造する際の
冷却方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、建築用として使用される鋼材に対
して、耐震性を高めるようにとの要求が強くなってきて
いる。特に、建築物の柱材や梁材として用いられるＨ形
鋼においては、強度や靭性の優れたＨ形鋼が求められて
おり、そのようなＨ形鋼の製造方法として、圧延と冷却
とを組み合わせた制御圧延・制御冷却が盛んに行なわれ
ている。
して、耐震性を高めるようにとの要求が強くなってきて
いる。特に、建築物の柱材や梁材として用いられるＨ形
鋼においては、強度や靭性の優れたＨ形鋼が求められて
おり、そのようなＨ形鋼の製造方法として、圧延と冷却
とを組み合わせた制御圧延・制御冷却が盛んに行なわれ
ている。
【０００３】高強度・高靭性のＨ形鋼を製造する一般的
な方法としては、１０００℃以上に加熱した圧延素材で
あるスラブや連続鋳造されたビ−ムブランクを、一旦中
程度の厚みまで粗圧延し、その後、被圧延材の組織が再
結晶しない温度域やその温度域に近い温度域で、最終の
仕上げ圧延を行う、いわゆる制御圧延と、圧延後に加速
冷却によって、Ａｒ3温度以上から５００℃程度まで急
冷（焼き入れ）することによって強度を出す、いわゆる
制御冷却が行われている。
な方法としては、１０００℃以上に加熱した圧延素材で
あるスラブや連続鋳造されたビ−ムブランクを、一旦中
程度の厚みまで粗圧延し、その後、被圧延材の組織が再
結晶しない温度域やその温度域に近い温度域で、最終の
仕上げ圧延を行う、いわゆる制御圧延と、圧延後に加速
冷却によって、Ａｒ3温度以上から５００℃程度まで急
冷（焼き入れ）することによって強度を出す、いわゆる
制御冷却が行われている。
【０００４】Ｈ形鋼のフランジを、仕上げ圧延機の後方
に設けた加速冷却装置により、制御冷却する従来の方法
としては、特公平５−７３８０６号公報に開示された、
フランジ内外面から同時に冷却する方法（従来技術
１）、特開平５−３１７９４８号公報に開示された、多
段にスプレーノズルを配置し、これをサイドガイドの後
方からサイドガイドに設けたスリットを通して、Ｈ形鋼
のフランジ外面を冷却する方法（従来技術２）がある。
に設けた加速冷却装置により、制御冷却する従来の方法
としては、特公平５−７３８０６号公報に開示された、
フランジ内外面から同時に冷却する方法（従来技術
１）、特開平５−３１７９４８号公報に開示された、多
段にスプレーノズルを配置し、これをサイドガイドの後
方からサイドガイドに設けたスリットを通して、Ｈ形鋼
のフランジ外面を冷却する方法（従来技術２）がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の技術には、次のような問題点がある。従来技術
１の冷却方法は、ウェブ厚みがフランジ厚みに対して薄
いため、ウェブの温度降下量がフランジの温度降下量よ
りも大きくなるので、冷却後のウェブとフランジの温度
差は、冷却する前よりも開いている。
た従来の技術には、次のような問題点がある。従来技術
１の冷却方法は、ウェブ厚みがフランジ厚みに対して薄
いため、ウェブの温度降下量がフランジの温度降下量よ
りも大きくなるので、冷却後のウェブとフランジの温度
差は、冷却する前よりも開いている。
【０００６】したがって、そのままの状態で冷却床で放
冷させると、常温まで冷却される過程において、温度の
低いウェブが先に収縮し、温度の高いフランジは後で収
縮するので、フランジ収縮時にウェブが引っ張られて、
ウェブにウェブ波が生じる。
冷させると、常温まで冷却される過程において、温度の
低いウェブが先に収縮し、温度の高いフランジは後で収
縮するので、フランジ収縮時にウェブが引っ張られて、
ウェブにウェブ波が生じる。
【０００７】従来技術２の冷却方法は、例えばフランジ
外面を、1000Ｌ/ｍｉｎ・ｍ2以上の水量密度で加速冷却
すると、冷却によってフランジが急速に縮むため、加速
冷却中にウェブが座屈して、同じようにウェブ波が生じ
る。
外面を、1000Ｌ/ｍｉｎ・ｍ2以上の水量密度で加速冷却
すると、冷却によってフランジが急速に縮むため、加速
冷却中にウェブが座屈して、同じようにウェブ波が生じ
る。
【０００８】本発明は、従来技術の上述のような問題点
を解消するためになされたものであり、高強度・高靭性
の薄肉ウェブＨ形鋼をウェブ波を発生させることなく、
能率よく冷却することのできるＨ形鋼の冷却方法を提供
することを目的としている。
を解消するためになされたものであり、高強度・高靭性
の薄肉ウェブＨ形鋼をウェブ波を発生させることなく、
能率よく冷却することのできるＨ形鋼の冷却方法を提供
することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決する手段】この発明に係るＨ形鋼の冷却方
法は、熱間仕上圧延直後のＨ形鋼のフランジを加速冷却
するに際して、該フランジ外面を強冷却するとともに、
ウェブ上下面を緩冷却するものである。
法は、熱間仕上圧延直後のＨ形鋼のフランジを加速冷却
するに際して、該フランジ外面を強冷却するとともに、
ウェブ上下面を緩冷却するものである。
【００１０】また、前記フランジ外面の強冷却は、水量
密度が1000Ｌ/ｍｉｎ・ｍ2以上であるものである。
密度が1000Ｌ/ｍｉｎ・ｍ2以上であるものである。
【００１１】また、前記ウェブの緩冷却は、上面は複数
のスプレ−冷却ノズルと複数の空気噴射ノズルにより、
下面は複数のスプレ−冷却ノズルにより、冷却するもの
である。
のスプレ−冷却ノズルと複数の空気噴射ノズルにより、
下面は複数のスプレ−冷却ノズルにより、冷却するもの
である。
【００１２】また、前記ウェブの緩冷却は、上下面とも
複数のミストノズルで冷却するものである。
複数のミストノズルで冷却するものである。
【００１３】また、前記ウェブの緩冷却は、水温が50℃
以上の冷却水を用いて行われるものである。
以上の冷却水を用いて行われるものである。
【００１４】この発明のＨ形鋼の冷却方法において、フ
ランジ外面を強冷却するのは、フランジ内外面から冷却
するのでは、ウェブが過冷却となり、ウェブにウェブ波
が発生するので、フランジ外面からの冷却とするのであ
るが、フランジ外面からのみの緩冷却では、フランジに
十分な高強度および高靭性が得られないので、強冷却と
した。
ランジ外面を強冷却するのは、フランジ内外面から冷却
するのでは、ウェブが過冷却となり、ウェブにウェブ波
が発生するので、フランジ外面からの冷却とするのであ
るが、フランジ外面からのみの緩冷却では、フランジに
十分な高強度および高靭性が得られないので、強冷却と
した。
【００１５】そして、強冷却における水量密度は、フラ
ンジ内面側まで十分な高強度および高靭性が得られる10
00Ｌ/ｍｉｎ・ｍ2以上とした。
ンジ内面側まで十分な高強度および高靭性が得られる10
00Ｌ/ｍｉｎ・ｍ2以上とした。
【００１６】また、ウェブを緩冷却するのは、ウェブに
十分な高強度および高靭性を付与するに際して、強冷却
では特に薄肉ウェブＨ形鋼において、ウェブにウェブ波
が発生するので、緩冷却とした。
十分な高強度および高靭性を付与するに際して、強冷却
では特に薄肉ウェブＨ形鋼において、ウェブにウェブ波
が発生するので、緩冷却とした。
【００１７】また、Ｈ形鋼のウェブを緩冷却する際に問
題となるのは、ウェブ上面に噴射した冷却水が、ウェブ
上を樋の中を流れるように流れ、ウェブのまだ冷却がな
されていない部分や、冷却が終了した部分を冷却し、ウ
ェブが過冷却されてしまうことである。
題となるのは、ウェブ上面に噴射した冷却水が、ウェブ
上を樋の中を流れるように流れ、ウェブのまだ冷却がな
されていない部分や、冷却が終了した部分を冷却し、ウ
ェブが過冷却されてしまうことである。
【００１８】したがって、ウェブの冷却は緩冷却で行う
とともに、冷却後の冷却水をウェブ上から可能なかぎり
早く排出するか、ウェブ上に冷却水が存在しても、ウェ
ブが過冷却されないような条件で冷却することが肝要で
ある。
とともに、冷却後の冷却水をウェブ上から可能なかぎり
早く排出するか、ウェブ上に冷却水が存在しても、ウェ
ブが過冷却されないような条件で冷却することが肝要で
ある。
【００１９】本発明のＨ形鋼の冷却方法は、上述したよ
うな観点に基づいてなされたものである。
うな観点に基づいてなされたものである。
【００２０】ウェブを緩冷却するに際して、上面は複数
のスプレ−冷却ノズルと複数の空気噴射ノズルにより、
下面は複数のスプレ−冷却ノズルにより冷却するのは、
次の理由による。
のスプレ−冷却ノズルと複数の空気噴射ノズルにより、
下面は複数のスプレ−冷却ノズルにより冷却するのは、
次の理由による。
【００２１】ウェブの上下面とも複数のスプレ−冷却ノ
ズルにより冷却するのは、上下面とも同じ温度になるよ
うに、緩冷却を行うためである。
ズルにより冷却するのは、上下面とも同じ温度になるよ
うに、緩冷却を行うためである。
【００２２】また、ウェブ上面にスプレ−冷却ノズルに
加えて、空気噴射ノズルを配置したのは、スプレ−冷却
ノズルから噴射された冷却水がウェブに衝突して、ウェ
ブのある一定区間を冷却したら、空気噴射ノズルにより
空気を噴射して、ただちにウェブ上面の冷却水を吹き飛
ばし、冷却水がウェブ上面に長時間滞留しないようにす
るためである。
加えて、空気噴射ノズルを配置したのは、スプレ−冷却
ノズルから噴射された冷却水がウェブに衝突して、ウェ
ブのある一定区間を冷却したら、空気噴射ノズルにより
空気を噴射して、ただちにウェブ上面の冷却水を吹き飛
ばし、冷却水がウェブ上面に長時間滞留しないようにす
るためである。
【００２３】また、さらに冷却を緩くするためには、ウ
ェブの冷却を間欠的な冷却とし、各スプレ−冷却ノズル
間の非冷却部で、ウェブ上に滞留した冷却水を、ウェブ
上から速やかに排除するために、空気噴射ノズルにより
空気を噴射して、ただちにウェブ上面の冷却水を吹き飛
ばし、冷却水がウェブ上面に長時間滞留しないようにす
る。
ェブの冷却を間欠的な冷却とし、各スプレ−冷却ノズル
間の非冷却部で、ウェブ上に滞留した冷却水を、ウェブ
上から速やかに排除するために、空気噴射ノズルにより
空気を噴射して、ただちにウェブ上面の冷却水を吹き飛
ばし、冷却水がウェブ上面に長時間滞留しないようにす
る。
【００２４】ウェブ下面は、スプレ−冷却ノズから噴射
された冷却水がウェブに衝突して、ウェブのある一定区
間を冷却した後、冷却水は自然落下するので、ウェブ下
面には空気噴射ノズルは配置しなくてよい。
された冷却水がウェブに衝突して、ウェブのある一定区
間を冷却した後、冷却水は自然落下するので、ウェブ下
面には空気噴射ノズルは配置しなくてよい。
【００２５】また、ウェブの上下面とも複数のミストノ
ズルで冷却するのは、次の理由によるものである。
ズルで冷却するのは、次の理由によるものである。
【００２６】この冷却方法は、空気によってアトマイズ
された微細な液滴群を、高速でウェブに衝突させるもの
であるが、液滴群は空気によて随伴されるものであるの
で、液滴群はウェブに衝突後速やかに空気流に乗って排
除されるので、ウェブ上に冷却水は残存せず、ウェブの
過冷却は起こりにくいからである。なお、この場合も間
欠的な冷却を行う場合には、空気噴射ノズルを設けてお
くことが望ましい。
された微細な液滴群を、高速でウェブに衝突させるもの
であるが、液滴群は空気によて随伴されるものであるの
で、液滴群はウェブに衝突後速やかに空気流に乗って排
除されるので、ウェブ上に冷却水は残存せず、ウェブの
過冷却は起こりにくいからである。なお、この場合も間
欠的な冷却を行う場合には、空気噴射ノズルを設けてお
くことが望ましい。
【００２７】また、水温が50℃以上の冷却水を用いて、
ウェブの冷却を行うのは、次の理由によるものである。
ウェブの冷却を行うのは、次の理由によるものである。
【００２８】水温が50℃以上の冷却水は、ウェブとの衝
突によって、その温度が100℃近くまで上昇するので、
冷却水がウェブ上を流れても、熱交換は膜沸騰による伝
熱形態をとるので、冷却能力は弱く、積極的に冷却水を
排除しなくても、過冷却が起こりにくいからである。
突によって、その温度が100℃近くまで上昇するので、
冷却水がウェブ上を流れても、熱交換は膜沸騰による伝
熱形態をとるので、冷却能力は弱く、積極的に冷却水を
排除しなくても、過冷却が起こりにくいからである。
【００２９】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して説明する。図1は本発明のＨ形鋼の冷却方法を適用
するＨ形鋼製造ラインの設備構成を示す図である。
して説明する。図1は本発明のＨ形鋼の冷却方法を適用
するＨ形鋼製造ラインの設備構成を示す図である。
【００３０】圧延素材であるスラブまたは連続鋳造した
ビ−ムブランク2は、加熱炉１により１２５０℃程度ま
で加熱され、搬送テ−ブルによりブレ−クダウンミル3
に送られる。ブレ−クダウンミル3においては、前記圧
延素材２が概略Ｈ形形状をした第一の中間圧延材に造形
圧延される。
ビ−ムブランク2は、加熱炉１により１２５０℃程度ま
で加熱され、搬送テ−ブルによりブレ−クダウンミル3
に送られる。ブレ−クダウンミル3においては、前記圧
延素材２が概略Ｈ形形状をした第一の中間圧延材に造形
圧延される。
【００３１】さらに、ユニバ−サル方式の第一の粗圧延
機4および第二の粗圧延機5により、リバ−ス圧延され
て、前記第一中間圧延材はよりＨ形形状に近い第二の中
間圧延材となる。この第一の粗圧延機4および第二の粗
圧延機5による圧延においては、圧延し終わったＨ形鋼
製品の強度および靭性を高めるために、特定の圧延温度
域において、特定の圧下率で圧延を行う制御圧延が行わ
れる。
機4および第二の粗圧延機5により、リバ−ス圧延され
て、前記第一中間圧延材はよりＨ形形状に近い第二の中
間圧延材となる。この第一の粗圧延機4および第二の粗
圧延機5による圧延においては、圧延し終わったＨ形鋼
製品の強度および靭性を高めるために、特定の圧延温度
域において、特定の圧下率で圧延を行う制御圧延が行わ
れる。
【００３２】第一の粗圧延機4および第二の粗圧延機5に
よる圧延を終えた第二の中間圧延材は、仕上圧延機6に
送られて、フランジを垂直にたてる圧延が行われて、フ
ランジおよびウェブの各部寸法が最終製品に対応する寸
法を有する仕上圧延材（Ｈ形鋼）となる。
よる圧延を終えた第二の中間圧延材は、仕上圧延機6に
送られて、フランジを垂直にたてる圧延が行われて、フ
ランジおよびウェブの各部寸法が最終製品に対応する寸
法を有する仕上圧延材（Ｈ形鋼）となる。
【００３３】仕上圧延材は圧延後直ちに、長さが４０ｍ
程度の通過型の冷却装置7に送られ、冷却装置7により、
フランジ外面が加速冷却される。
程度の通過型の冷却装置7に送られ、冷却装置7により、
フランジ外面が加速冷却される。
【００３４】そして、冷却後の仕上圧延材は、熱間鋸断
機８で所定の長さに切断された後、冷却床9において常
温まで放冷される。
機８で所定の長さに切断された後、冷却床9において常
温まで放冷される。
【００３５】Ｈ形鋼のフランジを冷却する冷却装置７
は、Ｈ形鋼搬送時の搬送をガイドするサイドガイドを兼
ねており、板材に多数の冷却水噴射用の噴射孔を設けた
ものである。
は、Ｈ形鋼搬送時の搬送をガイドするサイドガイドを兼
ねており、板材に多数の冷却水噴射用の噴射孔を設けた
ものである。
【００３６】もちろん、強冷却を実現できるものであれ
ば他の形式の冷却装置でもよく、例えば、スプレ−ノズ
ルを複数配置した冷却装置でもよい。
ば他の形式の冷却装置でもよく、例えば、スプレ−ノズ
ルを複数配置した冷却装置でもよい。
【００３７】フランジの加速冷却効果を高めるために
は、冷却速度を大きくしたほう方がよいので、フランジ
の内面側からも冷却することが考えられるが、フランジ
内面の冷却に使用した冷却水により、ウェブが過冷却さ
れてウェブ波が発生するので、冷却水排除手段を備えな
ければならず、冷却装置が複雑になるので、フランジ内
面の冷却は、緩冷却か冷却をしない方が好ましい。
は、冷却速度を大きくしたほう方がよいので、フランジ
の内面側からも冷却することが考えられるが、フランジ
内面の冷却に使用した冷却水により、ウェブが過冷却さ
れてウェブ波が発生するので、冷却水排除手段を備えな
ければならず、冷却装置が複雑になるので、フランジ内
面の冷却は、緩冷却か冷却をしない方が好ましい。
【００３８】そこで、本発明のＨ形鋼の冷却において
は、1000Ｌ/ｍｉｎ・ｍ2以上の高水量密度で、フランジ
の外側からのみ冷却することにした。
は、1000Ｌ/ｍｉｎ・ｍ2以上の高水量密度で、フランジ
の外側からのみ冷却することにした。
【００３９】これは、1000Ｌ/ｍｉｎ・ｍ2以上の高水量
密度で冷却すれば、フランジの内面から冷却することな
しに、フランジの内面側まで冶金学的に見て、十分な加
速冷却効果が得られるからである。
密度で冷却すれば、フランジの内面から冷却することな
しに、フランジの内面側まで冶金学的に見て、十分な加
速冷却効果が得られるからである。
【００４０】さらに、本発明のＨ形鋼の冷却方法におい
ては、フランジの冷却とともに、ウェブの冷却を行うこ
とを特徴としている。
ては、フランジの冷却とともに、ウェブの冷却を行うこ
とを特徴としている。
【００４１】以下に、本発明のＨ形鋼の冷却方法におい
て、ウェブの冷却方法を中心とした実施の形態を説明す
る。なお、フランジの冷却方法は、いずれの実施の形態
においても、上述したような冷却方法で行われるので、
その詳細説明は省略する。
て、ウェブの冷却方法を中心とした実施の形態を説明す
る。なお、フランジの冷却方法は、いずれの実施の形態
においても、上述したような冷却方法で行われるので、
その詳細説明は省略する。
【００４２】図2は、本発明のＨ形鋼の冷却方法の第一
の実施の形態において、使用される冷却装置の斜視図で
ある。
の実施の形態において、使用される冷却装置の斜視図で
ある。
【００４３】この冷却方法においては、Ｈ形鋼10のフラ
ンジ１０ａを冷却するためのサイドガイド1１に加え
て、ウェブ１０ｂの上面側に複数のスプレ−冷却ノズル
1２および複数の空気噴射ノズル1３を、ウェブ１０ｂの
下面側に複数のスプレ−冷却ノズル14を配置して、Ｈ形
鋼10のウェブ１０ｂの上下面を間欠的に緩冷却するよう
にしている。なお、複数のスプレー冷却ノズルを連続的
に並べて１つのノズル群とし、そのノズル群を間隔を置
いて複数群配置して、ウェブの冷却を行う場合には、各
ノズル群からウェブに噴射された冷却水が、非冷却部に
流出滞留し、ウェブ上面を過冷却するので、この場合に
は各スプレー冷却ノズル群の前後に空気噴射ノズルを配
置し、複数のスプレー冷却ノズルを連続的に配置した場
合には、その最初のスプレー冷却ノズルの前および最後
のスプレー冷却ノズルの後に空気噴射ノズルを設けて滞
留水を排除すればよい。
ンジ１０ａを冷却するためのサイドガイド1１に加え
て、ウェブ１０ｂの上面側に複数のスプレ−冷却ノズル
1２および複数の空気噴射ノズル1３を、ウェブ１０ｂの
下面側に複数のスプレ−冷却ノズル14を配置して、Ｈ形
鋼10のウェブ１０ｂの上下面を間欠的に緩冷却するよう
にしている。なお、複数のスプレー冷却ノズルを連続的
に並べて１つのノズル群とし、そのノズル群を間隔を置
いて複数群配置して、ウェブの冷却を行う場合には、各
ノズル群からウェブに噴射された冷却水が、非冷却部に
流出滞留し、ウェブ上面を過冷却するので、この場合に
は各スプレー冷却ノズル群の前後に空気噴射ノズルを配
置し、複数のスプレー冷却ノズルを連続的に配置した場
合には、その最初のスプレー冷却ノズルの前および最後
のスプレー冷却ノズルの後に空気噴射ノズルを設けて滞
留水を排除すればよい。
【００４４】ウェブ１０ｂ上面側に配置されたスプレ−
冷却ノズル12から噴射された冷却水が、ウェブ１０ｂに
衝突して、ウェブ１０ｂのある一定区間を冷却したら、
空気噴射ノズル13から空気が噴射され、ただちにウェブ
１０ｂ上面の冷却水が吹き飛ばされる。これにより、冷
却水がウェブ１０ｂ上面に長時間滞留することがないの
で、ウェブ１０ｂが過冷却されることはない。
冷却ノズル12から噴射された冷却水が、ウェブ１０ｂに
衝突して、ウェブ１０ｂのある一定区間を冷却したら、
空気噴射ノズル13から空気が噴射され、ただちにウェブ
１０ｂ上面の冷却水が吹き飛ばされる。これにより、冷
却水がウェブ１０ｂ上面に長時間滞留することがないの
で、ウェブ１０ｂが過冷却されることはない。
【００４５】ウェブ１０ｂ下面も、スプレ−冷却ノズル
14から噴射された冷却水により、上下面が均等な温度と
なるように冷却されるが、ウェブ１０ｂ下面側において
は、冷却水はウェブ１０ｂに衝突して、ウェブ１０ｂの
ある一定区間を冷却した後、自然に落下するので、ウェ
ブ１０ｂ下面には空気噴射ノズル13は配置していない。
14から噴射された冷却水により、上下面が均等な温度と
なるように冷却されるが、ウェブ１０ｂ下面側において
は、冷却水はウェブ１０ｂに衝突して、ウェブ１０ｂの
ある一定区間を冷却した後、自然に落下するので、ウェ
ブ１０ｂ下面には空気噴射ノズル13は配置していない。
【００４６】なお、この冷却方法において、間欠的に冷
却するのは、ウェブの冷却を緩やかに行うためである
が、連続的に冷却した場合でも、最初のスプレ−冷却ノ
ズルの前方、および最後のスプレ−冷却ノズルの後方
に、スプレ−冷却ノズルから噴射されてウェブ上に滞留
する冷却水を、排除するための空気噴射ノズルを設けれ
ばよい。
却するのは、ウェブの冷却を緩やかに行うためである
が、連続的に冷却した場合でも、最初のスプレ−冷却ノ
ズルの前方、および最後のスプレ−冷却ノズルの後方
に、スプレ−冷却ノズルから噴射されてウェブ上に滞留
する冷却水を、排除するための空気噴射ノズルを設けれ
ばよい。
【００４７】スプレ−冷却ノズル12および14は、４０ｍ
の長さのサイドガイド1１に沿って２ｍ間隔に２０本程
度設けられ、空気噴射ノズル13は隣り合う上面側スプレ
−冷却ノズル12の中間に位置するように、同じく２ｍ間
隔に配置される。
の長さのサイドガイド1１に沿って２ｍ間隔に２０本程
度設けられ、空気噴射ノズル13は隣り合う上面側スプレ
−冷却ノズル12の中間に位置するように、同じく２ｍ間
隔に配置される。
【００４８】スプレ−冷却ノズル12および14には、水量
密度200〜500Ｌ/ｍｉｎ・ｍ2のものが使用され、空気噴
射ノズル13には、最大200ＮＬ/ｍｉｎの空気噴射が可能
なものが使用される。
密度200〜500Ｌ/ｍｉｎ・ｍ2のものが使用され、空気噴
射ノズル13には、最大200ＮＬ/ｍｉｎの空気噴射が可能
なものが使用される。
【００４９】次に、本発明のＨ形鋼の冷却方法の第二の
実施の形態を説明する。図3は、本発明のＨ形鋼の冷却
方法の第二の実施の形態において、使用される冷却装置
の斜視図である。
実施の形態を説明する。図3は、本発明のＨ形鋼の冷却
方法の第二の実施の形態において、使用される冷却装置
の斜視図である。
【００５０】この冷却方法においては、Ｈ形鋼10のフラ
ンジ１０ａを冷却するためのサイドガイド1１に加え
て、ウェブ１０ｂの上面側および下面側に、複数のミス
トノズル15および1６を上下対向するように配置して、
Ｈ形鋼10のウェブ１０ｂの上下面を緩冷却するようにし
ている。
ンジ１０ａを冷却するためのサイドガイド1１に加え
て、ウェブ１０ｂの上面側および下面側に、複数のミス
トノズル15および1６を上下対向するように配置して、
Ｈ形鋼10のウェブ１０ｂの上下面を緩冷却するようにし
ている。
【００５１】この冷却方法においては、空気によってア
トマイズされた微細な液滴群を、高速でウェブ１０ｂに
衝突させるものであるが、液滴群は空気によて随伴され
るものであるので、液滴群はウェブ１０ｂに衝突後速や
かに空気流に乗って排除されるので、ウェブ１０ｂ上に
冷却水は残存しない。したがって、ウェブ１０ｂの過冷
却を防止するための冷却水排除手段は基本的には必要で
はない。しかしながら、冷却水量が多い場合は、ミスト
ノズルであっても、ノズルの前後の非冷却部に冷却水が
滞留するおそれがあるので、望ましくは空気噴射ノズル
を設けたほうがよい。
トマイズされた微細な液滴群を、高速でウェブ１０ｂに
衝突させるものであるが、液滴群は空気によて随伴され
るものであるので、液滴群はウェブ１０ｂに衝突後速や
かに空気流に乗って排除されるので、ウェブ１０ｂ上に
冷却水は残存しない。したがって、ウェブ１０ｂの過冷
却を防止するための冷却水排除手段は基本的には必要で
はない。しかしながら、冷却水量が多い場合は、ミスト
ノズルであっても、ノズルの前後の非冷却部に冷却水が
滞留するおそれがあるので、望ましくは空気噴射ノズル
を設けたほうがよい。
【００５２】ミストノズル15および1６には、水量密度5
0〜200Ｌ/ｍｉｎ・ｍ2のものが使用され、４０ｍの長さ
のサイドガイド1１に沿って２ｍ間隔に２０本程度対向
して設けられる。
0〜200Ｌ/ｍｉｎ・ｍ2のものが使用され、４０ｍの長さ
のサイドガイド1１に沿って２ｍ間隔に２０本程度対向
して設けられる。
【００５３】次に、本発明のＨ形鋼の冷却方法の第三の
実施の形態を説明する。図4は、本発明のＨ形鋼の冷却
方法の第三の実施の形態において、使用される冷却装置
の斜視図である。
実施の形態を説明する。図4は、本発明のＨ形鋼の冷却
方法の第三の実施の形態において、使用される冷却装置
の斜視図である。
【００５４】この冷却方法においては、Ｈ形鋼10のフラ
ンジ１０ａを冷却するためのサイドガイド1１に加え
て、ウェブ１０ｂの上面側および下面側に、複数の温水
ノズル17および18を上下対向するように配置して、Ｈ形
鋼10のウェブ１０ｂの上下面を緩冷却するようにしてい
る。
ンジ１０ａを冷却するためのサイドガイド1１に加え
て、ウェブ１０ｂの上面側および下面側に、複数の温水
ノズル17および18を上下対向するように配置して、Ｈ形
鋼10のウェブ１０ｂの上下面を緩冷却するようにしてい
る。
【００５５】温水ノズル17および18には、水量密度200
〜500Ｌ/ｍｉｎ・ｍ2のものが使用され、４０ｍの長さ
のサイドガイド1１に沿って２ｍ間隔に２０本程度対向
して設けられる。
〜500Ｌ/ｍｉｎ・ｍ2のものが使用され、４０ｍの長さ
のサイドガイド1１に沿って２ｍ間隔に２０本程度対向
して設けられる。
【００５６】温水ノズル17からウェブ１０ｂの上面に噴
射された温度60℃程度の温水は、ウェブ１０ｂの上面に
衝突して、ウェブ１０ｂの上面を冷却するとともに、自
分自身はウェブ１０ｂから熱を受けて、その温度は100
℃近くまで上昇する。したがって、冷却水としての温水
がウェブ１０ｂ上面を流れても、ウェブ１０ｂと温水と
の間の熱交換は、いわゆる膜沸騰による伝熱形態をとる
ので、温水による冷却能力は弱く、積極的に排除しなく
ても、ウェブ１０ｂが過冷却されることはない。しかし
ながらこの場合も、空気噴射ノズルを設置してもよい。
射された温度60℃程度の温水は、ウェブ１０ｂの上面に
衝突して、ウェブ１０ｂの上面を冷却するとともに、自
分自身はウェブ１０ｂから熱を受けて、その温度は100
℃近くまで上昇する。したがって、冷却水としての温水
がウェブ１０ｂ上面を流れても、ウェブ１０ｂと温水と
の間の熱交換は、いわゆる膜沸騰による伝熱形態をとる
ので、温水による冷却能力は弱く、積極的に排除しなく
ても、ウェブ１０ｂが過冷却されることはない。しかし
ながらこの場合も、空気噴射ノズルを設置してもよい。
【００５７】この実施例の説明では、60℃の温水の場合
で説明したが、60℃以上の温水や100℃以上の熱水（過
熱水）を使用してもよい。
で説明したが、60℃以上の温水や100℃以上の熱水（過
熱水）を使用してもよい。
【００５８】
【実施例】仕上圧延終了時点におけるウェブ高さが６０
０ｍｍ、フランジ幅が３００ｍｍ、ウェブ厚みが９ｍ
ｍ、フランジ厚みが１９ｍｍ、長さが７０ｍで、フラン
ジ温度が850℃、ウェブ温度が800℃のＨ形鋼を、長さ４
０ｍの通過型の冷却装置に搬送速度１．８２ｍ/ｓｅｃ
の一定速度で装入（冷却装置を通過する所要時間は２３
秒）し、連続的にフランジを強冷却するとともに、ウェ
ブを緩冷却する冷却試験を行った。
０ｍｍ、フランジ幅が３００ｍｍ、ウェブ厚みが９ｍ
ｍ、フランジ厚みが１９ｍｍ、長さが７０ｍで、フラン
ジ温度が850℃、ウェブ温度が800℃のＨ形鋼を、長さ４
０ｍの通過型の冷却装置に搬送速度１．８２ｍ/ｓｅｃ
の一定速度で装入（冷却装置を通過する所要時間は２３
秒）し、連続的にフランジを強冷却するとともに、ウェ
ブを緩冷却する冷却試験を行った。
【００５９】この冷却試験においては、フランジを強冷
却する方法は、フランジ外面側のみから強冷却する方法
の一通りだけであるが、ウェブを緩冷却する方法は、前
述した本発明の第一の実施の形態に示した冷却方法（本
発明例１）、本発明の第二の実施の形態に示した冷却方
法（本発明例2）、本発明の第三の実施の形態に示した
冷却方法（本発明例３）の三通りを実施した。
却する方法は、フランジ外面側のみから強冷却する方法
の一通りだけであるが、ウェブを緩冷却する方法は、前
述した本発明の第一の実施の形態に示した冷却方法（本
発明例１）、本発明の第二の実施の形態に示した冷却方
法（本発明例2）、本発明の第三の実施の形態に示した
冷却方法（本発明例３）の三通りを実施した。
【００６０】また、本発明の効果を確認するため、比較
例として、本発明例1〜３と同じ寸法、同じ温度条件の
Ｈ形鋼を使用し、フランジを外面から強冷却するだけ
で、ウェブは冷却しない冷却方法（比較例１）、フラン
ジを外面から強冷却するとともに、フランジを内面から
スプレ−冷却ノズルで冷却し、かつウェブの上下面を冷
却するとともに、ウェブ上の冷却水を強制排除しない冷
却方法（比較例2）、本発明例１におけるウェブ上面で
の空気噴射を行わない冷却方法（比較例3）の三通りの
冷却試験を合わせて行った。なお、比較例２において
は、フランジの温度降下量が大きくなりすぎるので、冷
却停止時のフランジ温度が５００℃程度のなるように、
冷却装置通過速度を2.8ｍ/ｓｅｃとした。
例として、本発明例1〜３と同じ寸法、同じ温度条件の
Ｈ形鋼を使用し、フランジを外面から強冷却するだけ
で、ウェブは冷却しない冷却方法（比較例１）、フラン
ジを外面から強冷却するとともに、フランジを内面から
スプレ−冷却ノズルで冷却し、かつウェブの上下面を冷
却するとともに、ウェブ上の冷却水を強制排除しない冷
却方法（比較例2）、本発明例１におけるウェブ上面で
の空気噴射を行わない冷却方法（比較例3）の三通りの
冷却試験を合わせて行った。なお、比較例２において
は、フランジの温度降下量が大きくなりすぎるので、冷
却停止時のフランジ温度が５００℃程度のなるように、
冷却装置通過速度を2.8ｍ/ｓｅｃとした。
【００６１】上記いずれの冷却試験においても、Ｈ形鋼
が冷却装置をでて一定時間経過して、フランジの温度が
500℃に復熱した時点でのウェブの温度を測定するとと
もに、冷却床で常温まで自然放冷された後に、ウェブに
ウェブ波が発生発生しているか否かを調べた。その結果
を表１に示す。
が冷却装置をでて一定時間経過して、フランジの温度が
500℃に復熱した時点でのウェブの温度を測定するとと
もに、冷却床で常温まで自然放冷された後に、ウェブに
ウェブ波が発生発生しているか否かを調べた。その結果
を表１に示す。
【００６２】
【表１】
【００６３】表１から明らかなように、本発明例1〜3に
おいては、フランジの温度が５００℃に復熱した時点で
のウェブの温度は、460〜５１０℃とフランジとの温度
差が小さく、常温まで冷却される過程において、フラン
ジとウェブが均等に収縮されることが予測される。ま
た、その結果ウェブ波は発生していない。
おいては、フランジの温度が５００℃に復熱した時点で
のウェブの温度は、460〜５１０℃とフランジとの温度
差が小さく、常温まで冷却される過程において、フラン
ジとウェブが均等に収縮されることが予測される。ま
た、その結果ウェブ波は発生していない。
【００６４】これに反して、比較例例1〜3においては、
フランジの温度が５００℃に復熱した時点でのウェブの
温度は、100〜700とフランジとの温度差が大きく、常温
まで冷却される過程において、フランジとウェブとは均
等に収縮されないことが予測される。また、その結果ウ
ェブ波が全てに発生している。このように、本発明のＨ
形鋼の冷却方法においては、薄肉ウェブＨ形鋼を冷却す
る場合においても、ウェブ波は発生せず、製造能率を高
く維持しながら、高強度・高靭性のＨ形鋼の製造が可能
である。なお、比較例２においては、ウェブ上の冷却水
を強制排除することにより、ウェブ波の発生はなくなっ
た。
フランジの温度が５００℃に復熱した時点でのウェブの
温度は、100〜700とフランジとの温度差が大きく、常温
まで冷却される過程において、フランジとウェブとは均
等に収縮されないことが予測される。また、その結果ウ
ェブ波が全てに発生している。このように、本発明のＨ
形鋼の冷却方法においては、薄肉ウェブＨ形鋼を冷却す
る場合においても、ウェブ波は発生せず、製造能率を高
く維持しながら、高強度・高靭性のＨ形鋼の製造が可能
である。なお、比較例２においては、ウェブ上の冷却水
を強制排除することにより、ウェブ波の発生はなくなっ
た。
【００６５】
【発明の効果】本発明により、高強度・高靭性のＨ形鋼
の製造が、ウェブ波を発生させることなく可能である。
の製造が、ウェブ波を発生させることなく可能である。
【図１】本発明のＨ形鋼の冷却方法を適用するＨ形鋼製
造ラインの設備構成を示す図である。
造ラインの設備構成を示す図である。
【図２】本発明のＨ形鋼の冷却方法の第一の実施の形態
において使用される冷却装置の斜視図である。
において使用される冷却装置の斜視図である。
【図3】本発明のＨ形鋼の冷却方法の第二の実施の形態
において使用される冷却装置の斜視図である。
において使用される冷却装置の斜視図である。
【図4】本発明のＨ形鋼の冷却方法の第三の実施の形態
において使用される冷却装置の斜視図である。
において使用される冷却装置の斜視図である。
1 加熱炉 2 スラブまたは連続鋳造したビ−ムブランク 3 ブレ−クダウンミル 4 第一の粗圧延機 5 第二の粗圧延機 6 仕上圧延機 7 冷却装置 8 熱間鋸断機 9 冷却床 11 サイドガイド 12 スプレ−冷却ノズル 13 空気噴射ノズル 14 スプレ−冷却ノズル 15 ミストノズル 16 ミストノズル 17 温水ノズル 18 温水ノズル
Claims (5)
- 【請求項1】 熱間仕上圧延直後のＨ形鋼のフランジを
加速冷却するに際して、該フランジ外面を強冷却すると
ともに、ウェブ上下面を緩冷却することを特徴とするＨ
形鋼の冷却方法。 - 【請求項2】 前記フランジ外面の強冷却は、水量密度
が1000Ｌ/ｍｉｎ・ｍ 2以上であることを特徴とする請求
項1に記載のＨ形鋼の冷却方法。 - 【請求項3】 前記ウェブの緩冷却は、上面は複数のス
プレ−冷却ノズルと複数の空気噴射ノズルにより、下面
は複数のスプレ−冷却ノズルにより、冷却するものであ
ることを特徴とする請求項1または請求項２に記載のＨ
形鋼の冷却方法。 - 【請求項4】 前記ウェブの緩冷却は、上下面とも複数
のミストノズルで冷却するものであることを特徴とする
請求項1または請求項２に記載のＨ形鋼の冷却方法。 - 【請求項5】 前記ウェブの緩冷却は、水温が50℃以上
の冷却水を用いて行われるものであることを特徴とする
請求項1または請求項２に記載のＨ形鋼の冷却方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000030307A JP3546300B2 (ja) | 2000-02-08 | 2000-02-08 | Ｈ形鋼の冷却方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000030307A JP3546300B2 (ja) | 2000-02-08 | 2000-02-08 | Ｈ形鋼の冷却方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001219213A true JP2001219213A (ja) | 2001-08-14 |
| JP3546300B2 JP3546300B2 (ja) | 2004-07-21 |
Family
ID=18555339
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000030307A Expired - Fee Related JP3546300B2 (ja) | 2000-02-08 | 2000-02-08 | Ｈ形鋼の冷却方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3546300B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018103248A (ja) * | 2016-12-28 | 2018-07-05 | 新日鐵住金株式会社 | Ｈ形鋼の冷却装置および冷却方法 |
| JP2020105620A (ja) * | 2018-12-28 | 2020-07-09 | 日本製鉄株式会社 | 圧延ｈ形鋼及びその製造方法 |
| JP2021154365A (ja) * | 2020-03-27 | 2021-10-07 | Ｊｆｅスチール株式会社 | Ｈ形鋼の製造方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07188763A (ja) * | 1993-12-28 | 1995-07-25 | Nkk Corp | Ｈ形鋼の冷却装置 |
| JPH07290136A (ja) * | 1994-04-25 | 1995-11-07 | Nippon Steel Corp | Ｈ形鋼の冷却方法および装置 |
| JPH0910820A (ja) * | 1995-06-30 | 1997-01-14 | Nkk Corp | 形鋼の冷却方法およびその装置 |
-
2000
- 2000-02-08 JP JP2000030307A patent/JP3546300B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07188763A (ja) * | 1993-12-28 | 1995-07-25 | Nkk Corp | Ｈ形鋼の冷却装置 |
| JPH07290136A (ja) * | 1994-04-25 | 1995-11-07 | Nippon Steel Corp | Ｈ形鋼の冷却方法および装置 |
| JPH0910820A (ja) * | 1995-06-30 | 1997-01-14 | Nkk Corp | 形鋼の冷却方法およびその装置 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018103248A (ja) * | 2016-12-28 | 2018-07-05 | 新日鐵住金株式会社 | Ｈ形鋼の冷却装置および冷却方法 |
| JP2020105620A (ja) * | 2018-12-28 | 2020-07-09 | 日本製鉄株式会社 | 圧延ｈ形鋼及びその製造方法 |
| JP7206907B2 (ja) | 2018-12-28 | 2023-01-18 | 日本製鉄株式会社 | 圧延ｈ形鋼及びその製造方法 |
| JP2021154365A (ja) * | 2020-03-27 | 2021-10-07 | Ｊｆｅスチール株式会社 | Ｈ形鋼の製造方法 |
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|---|---|
| JP3546300B2 (ja) | 2004-07-21 |
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