JP3368856B2 - 山形鋼の冷却設備 - Google Patents
山形鋼の冷却設備Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、仕上げ圧延後に、
凸側を上面にして搬送される山形鋼を冷却する山形鋼の
冷却方法及びその設備に関する。 【０００２】 【従来の技術】近年、建築用の材料に対して、耐震性に
対する要求が高まっており、建築物の柱材、梁材として
用いられるＨ形鋼や、鉄塔、建築物、造船用部材に用い
られる山形鋼においては、強度や靭性の優れたものが求
められており、特に圧延と冷却とを組み合わせた制御圧
延・制御冷却による形鋼の製造が行われている。 【０００３】上記のような高強度、高靭性の鋼材を製造
する一般的な方法としては、１０００℃以上に加熱した
スラブやビームブランクの素材を一旦中程度の厚みまで
粗圧延し、その後、鋼板の温度が未再結晶温度域やある
いはその温度域に近い温度域で最終の仕上げ圧延を行う
所謂制御圧延と、圧延後は加速冷却によってＡｒ3温度
以上から５００℃程度まで急冷（焼入れ）することによ
って強度を出す、所謂制御冷却が行われている。 【０００４】圧延後の山形鋼に制御冷却を施す従来の冷
却装置の一例として、特開平５−３１７９４８号公報
に、形鋼の被冷却面におけるノズルからの噴射領域が均
一衝突圧力分布になるノズルを、この噴射領域の被冷却
面高さ方向の間隔が０〜５ｍｍとなる範囲で竪方向に複
数個配列し、形鋼の被冷却面サイズに応じて水を噴射す
るノズル個数を可変にしてなる形鋼の水冷装置が開示さ
れている。 【０００５】上記形鋼の水冷装置によれば、上記構成に
よって、流量コントロールが簡便になり、安定したスプ
レー状態で、均一冷却が可能になり、ひいては冷却むら
が皆無になる旨記載されている。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た特開平５−３１７９４８号公報に開示された技術で
は、以下の問題がある。 【０００７】Ｈ形鋼や山形鋼等の形鋼の製造ラインで
は、設備の稼動率向上や設備費の償却負担を少なくする
ために、１つの製造ラインでロールを組替える等によっ
て、兼用ラインとして、例えばＨ形鋼のユニバーサル圧
延と山形鋼のカリバー圧延とを行うことが多い。 【０００８】このようにロールを組替えてＨ形鋼や山形
鋼の製造を行う兼用製造ラインでは、圧延後に制御冷却
を行うために、形状の全く違う被冷却材に冷却を施さな
ければならない。 【０００９】このような形鋼の兼用製造ラインにおい
て、圧延後の加速冷却装置に、例えば、Ｈ形鋼と山形鋼
の兼用加速冷却装置として、特開平５−３１７９４８号
公報に開示された形鋼の水冷装置をそのまま適用して、
これらを用いて山形鋼を冷却した場合、山形鋼の凸側の
上面のみに冷却水が衝突して、山形鋼の凹側の下面は冷
却されないために、図５、図６に示すような熱歪が発生
する。 【００１０】図５は従来の冷却装置の冷却によって生じ
た山形鋼の熱歪の一例を示す斜視図であり、図６は従来
の冷却装置の冷却によって生じた山形鋼の熱歪の他の例
を示す斜視図である。 【００１１】図５から明らかなように、山形鋼１の二辺
のフランジ２ａ、２ｂは各々長手方向に中央部が窪んだ
曲部３ａを生じる。また、図６から明らかなように、山
形鋼１の二辺のフランジ２ａ、２ｂは各々長手方向に中
央部が膨らんだ曲部３ｂを生じる。 【００１２】このような熱歪みを生じた山形鋼１は成品
として、不適当なので、出荷するために、熱歪を取るた
めに矯正機を通して曲部を矯正したり、あるいは、プレ
スによって曲部を直したり、更には歪みを取るために熱
処理を施す等が行われていた。 【００１３】そのために、連続操業を円滑に行うことが
できず、生産性の低下等を生じていた。 【００１４】本発明は上記問題点の解決を図ったもので
あり、Ｈ形鋼等の加速冷却にも適用できる簡単な設備
で、山形鋼を冷却した際に生じる熱歪を極力小さくする
ことのできる山形鋼の冷却方法及びその設備を提供する
ことを目的とする。 【００１５】 【課題を解決するための手段】本発明の課題は以下の手
段により達成される。 １．水平方向に移動可能な左右のサイドガイドの各々の
上部に設けた上部冷却装置と搬送ローラーの搬送面の下
方に設けた下部冷却装置を有し、前記上部冷却装置は、
一対の冷却水供給管の各々に一定のピッチで設けた角吹
きスプレーノズルを有し、前記下部冷却装置は、水平方
向に独立して移動可能な一対の冷却水供給管の各々に一
定のピッチで設けた角吹きスプレーノズルを有すること
を特徴とする山形鋼の冷却装置。 【００１６】 【００１７】 【００１８】 【００１９】 【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図に
よって詳述する。 【００２０】図１は本発明の一実施の形態を示す側面図
である。図１において、冷却設備１１ａは山形鋼１の凸
側に設けられ、山形鋼１の上面を冷却させる一対の冷却
装置１２ａ、１２ｂと、山形鋼１の凹側に設けられ、山
形鋼１の下面を冷却させる冷却装置１３とから構成され
ている。 【００２１】冷却装置１２ａ、１２ｂは、凸側を上にし
て搬送ロール１４で搬送される山形鋼１の両側に位置し
て、長手方向に設置したサイドガイド１５ａ、１５ｂの
外側に設置されている。冷却装置１２ａ、１２ｂは、各
々上下方向に所定のピッチで３段に設置された角吹きス
プレーノズル１６ａ、１６ｂが山形鋼１の長手方向に所
定のピッチで複数組配列されている。符号１７ａ、１７
ｂは冷却水供給管である。 【００２２】上下方向に設置された角吹きスプレーノズ
ル１６ａ、１６ｂの段数は３段に限定されるものではな
く、必要に応じて適正な段数が決められる。 【００２３】角吹きスプレーノズル１６ａ、１６ｂから
噴射される冷却水はサイドガイド１５ａ、１５ｂの長手
方向に設けた開口部１８ａ、１８ｂを貫通して、太矢印
に示すように山形鋼１のフランジ２ａ、２ｂの上面に衝
突して冷却する。角吹きスプレーノズル１６ａ、１６ｂ
は、フランジ２ａ、２ｂの上面で所定の面積で冷却する
ように、その噴射角度を選定されている。また、角吹き
スプレーノズル１６ａ、１６ｂは、冷却水供給管１７
ａ、１７ｂに付設された図示しない各段毎のオンオフ
弁、冷却水調整弁等によって最適の冷却ができるように
調整される。 【００２４】本発明では冷却装置１２ａ、１２ｂに加え
て、山形鋼１の凹側に山形鋼１の下面を冷却させる冷却
装置１３を設けることが必要である。 【００２５】冷却装置１３は、一対の角吹きスプレーノ
ズル１９ａ、１９ｂと冷却水供給管２０ａ、２０ｂと、
油圧アクチュエータ２１ａ、２１ｂから構成されてい
る。角吹きスプレーノズル１９ａ、１９ｂは噴射口が搬
送ロール１４の頂部１４ａの下側に位置するように設置
される。一般には、冷却水供給管２０ａ、２０ｂがロー
ル１４の下方の位置で山形鋼１の長手方向に配置され、
一対の角吹きスプレーノズル１９ａ、１９ｂの複数組が
搬送ロール１４間に設置され、噴射口が搬送ロール１４
の頂部１４ａに近接するようにしている。これによって
山形鋼１の下面が効率良く冷却される。 【００２６】冷却水供給管２０ａ、２０ｂは油圧アクチ
ュエータ２１ａ、２１ｂによってその幅を遠隔で変更す
ることが可能で、違うサイズの山形鋼に対しても左右対
称に冷却水を噴射することが可能である。 【００２７】冷却設備１１ａにより仕上げ圧延後の山形
鋼１を冷却する場合は、凸側を上面にして搬送される山
形鋼１に凸側から冷却装置１２ａ、１２ｂにより冷却水
を噴射して山形鋼上面を冷却するとともに、凹側から冷
却装置１３により冷却水を噴射して山形鋼下面を冷却す
る。 【００２８】山形鋼１の冷却は、山形鋼１を搬送させな
がら、又は静止させて行うことができる。 【００２９】図１による実施の形態によれば、冷却装置
１２ａと冷却装置１２ｂを同時に独立的に調整しなが
ら、山形鋼１のフランジ２ａ、２ｂの上面と下面を同時
に均一に冷却できるので、フランジ２ａ、２ｂの上面と
下面がほぼ同時に均等に収縮して、フランジ２ａ、２ｂ
の上面は引張りの応力を受けるものの塑性変形には至ら
ず、その後、加速冷却終了後、全体の温度が自然放冷し
て常温まで下がった段階で熱歪が発生しない。 【００３０】図２は本発明の他の実施の形態を示す側面
図である。図１と共通する個所には同じ符号を付けて、
その個所の一部の説明を省略した。 【００３１】図２において、冷却設備１１ｂは山形鋼１
の凸側に設けられ、山形鋼の上面を冷却させる一対の冷
却装置２２ａ、２２ｂと、山形鋼１の凹側に設けられ、
山形鋼の下面を冷却させる冷却装置１３とから構成され
ている。 【００３２】冷却装置２２ａ、２２ｂは、一対の角吹き
スプレーノズル２５ａ、２５ｂと冷却水供給管２６ａ、
２６ｂとから構成されおり、冷却水供給管２６ａ、２６
ｂが、凸側を上にして搬送ロール１４で搬送される山形
鋼１の両側に位置して、長手方向に設置したサイドガイ
ド２３ａ、２３ｂの前後端上部に設けた支持体２４ａ、
２４ｂに支持されている。 【００３３】サイドガイド２３ａ、２３ｂは外側に取付
けた複数組の油圧アクチュエータ２７ａ、２７ｂを取付
けて、矢印の方向に移動てきるようにしており、それと
一緒に冷却装置２２ａ、２２ｂが移動する。符号２８
ａ、２８ｂは、油圧アクチュエータ２７ａ、２７ｂの固
定軸である。 【００３４】この機構によって、種々のサイズの山形鋼
に対して角吹きスプレーノズル２５ａ、２５ｂの冷却水
噴射位置を最適に調整できる。 【００３５】角吹きスプレーノズル２５ａ、２５ｂは冷
却水供給管２６ａ、２６ｂに所定のピッチ（例えば２０
０ｍｍピッチ）で設けられ、山形鋼１のフランジ２ａ、
２ｂの上面を冷却する。 【００３６】冷却装置１３は、図１と同じものであり、
一対の角吹きスプレーノズル１９ａ、１９ｂと冷却水供
給管２０ａ、２０ｂと、油圧アクチュエータ２１ａ、２
１ｂから構成されて、同様に山形鋼１の下面が効率良く
冷却される。 【００３７】図２による実施の形態によれば、冷却装置
２２ａと冷却装置２２ｂを同時に独立的に調整しなが
ら、山形鋼１のフランジ２ａ、２ｂの上面と下面を同時
に均一に冷却できるので、フランジ２ａ、２ｂの上面と
下面がほぼ同時に均等に収縮して、フランジ２ａ、２ｂ
の上面は引張りの応力を受けるものの塑性変形には至ら
ず、その後、加速冷却終了後、全体の温度が自然放冷し
て常温まで下がった段階で熱歪が発生しない。 【００３８】図３は本発明の他の実施の形態を示す縦断
面図である。図３において、冷却設備１１ｃは山形鋼１
の凸側に設けられ、山形鋼の上面を冷却させる一対の冷
却装置２９ａ、２９ｂと、山形鋼１の凹側に設けられ、
山形鋼の下面を冷却させる冷却装置１３とから構成され
ている。 【００３９】凸側に設けた冷却装置２９ａ、２９ｂは山
形鋼１の被冷却面であるフランジ２ａ、２ｂの上面に対
向して設けた一対のサイドガイド３０ａ、３０ｂと、サ
イドガイド３０ａ、３０ｂに設けた冷却水噴射孔（以下
冷却水ノズルという）３１ａ、３１ｂと、サイドガイド
３０ａを傾斜させる機構である油圧アクチュエータ３２
ａ、油圧アクチュエータ３２ｃと、サイドガイド３０ｂ
を傾斜させる機構である油圧アクチュエータ３２ｂ、油
圧アクチュエータ３２ｄと、冷却水供給装置３３ａ、３
３ｂから構成されている。 【００４０】冷却水ノズル３１ａ、３１ｂは、鋼板に例
えば直径３ｍｍの孔を２０ｍｍピッチで千鳥状に開け
て、所定の長さの直管状のノズルを形成して入側のヘッ
ダ３４ａ、３４ｂから、均一に冷却水ノズル３１ａ、３
１ｂに圧縮された冷却水が送入されるようにしている。 【００４１】冷却水ノズル３１ａ、３１ｂを所定の長さ
の直管状のノズルに形成し、冷却水が冷却水ノズル３１
ａ、３１ｂの噴射口近傍でアトマイズして冷却水が上方
へ飛び散り、液滴がフランジ２ａ、２ｂを乗り越えるこ
とを避け、且つ被冷却面に冷却水がまんべんなく衝突す
るようにしている。冷却水ノズル３１ａ、３１ｂによる
噴射による冷却水の流れは、あたかも水道の蛇口から流
下するような円柱状の冷却水の流れであり、本発明では
スプレーノズルの噴射口で得られるような冷却水が乱れ
てアトマイズしてしまうような流れは望まない。 【００４２】サイドガイド３０ａ、３０ｂに設けた直管
状の孔の長さは、最低でも５ｍｍ、望ましくは１０ｍｍ
程度必要である。ただし、長過ぎると噴射の際の圧力損
失が大きいので１０ｍｍ程度が好ましい。 【００４３】サイドガイド３０ａに設けた傾斜機構であ
る油圧アクチュエータ３２ａ、３２ｃ、及びサイドガイ
ド３０ｂに設けた傾斜機構である油圧アクチュエータ３
２ｂ、３２ｄは先端を各々軸受３５ａ、３５ｃ、３５
ｂ、３５ｄに軸支し、サイドガイド３０ａ、３０ｂを傾
斜させる場合に、油圧アクチュエータ３２ａと油圧アク
チュエータ３２ｃ、並びに油圧アクチュエータ３２ｂと
油圧アクチュエータ３２ｄを駆動させて、固定軸３６
ａ、３６ｂを支点としてサイドガイド３０ａ、３０ｂを
所定の角度に傾斜させる。 【００４４】冷却水供給系統３７ａ、３７ｂは冷却水調
整弁３８ａ、３８ｂと冷却水供給管３９ａ、３９ｂから
なり、冷却水を定量的に冷却水ノズル３１ａ、３１ｂか
ら噴射できるようにしている。 【００４５】また、冷却水供給管３９ａ、３９ｂには可
撓管を用いて、サイドガイド３０ａ、３０ｂの水平移
動、傾動に対応できるようにしている。 【００４６】一方、冷却装置１３は、図１と同じもので
あり、一対の角吹きスプレーノズル１９ａ、１９ｂと冷
却水供給管２０ａ、２０ｂと、油圧アクチュエータ２１
ａ、２１ｂから構成されて、同様に山形鋼１の下面が効
率良く冷却される。 【００４７】図３による実施の形態によれば、冷却装置
２９ａと冷却装置２９ｂを同時に独立的に調整しなが
ら、山形鋼１のフランジ２ａ、２ｂの上面と下面を同時
に均一に冷却できるので、フランジ２ａ、２ｂの上面と
下面がほぼ同時に均等に収縮して、フランジ２ａ、２ｂ
の上面は引張りの応力を受けるものの塑性変形には至ら
ず、その後、加速冷却終了後、全体の温度が自然放冷し
て常温まで下がった段階で熱歪が発生しない。 【００４８】図１〜図３の実施の形態から明らかなよう
に、本発明の冷却設備１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、冷却
装置１２ａと冷却装置１２ｂ、冷却装置２２ａと冷却装
置２２ｂ、または冷却装置２９ａと冷却装置２９ｂのよ
うに、冷却装置の形態にかかわらず、それらを同時に独
立的に調整できる冷却設備であればよく、二組の冷却装
置の組合わせによって、山形鋼１のフランジ２ａ、２ｂ
の上面と下面を同時に均一に冷却させて、加速冷却終了
後、熱歪の発生を防止できる。その結果、一連の山形鋼
１の製造を連続的に円滑に行うことができ、生産性の向
上が図れる。 【００４９】次に、本発明の図１〜図３に示す冷却設備
を図４に示す形鋼の製造ラインに用いて山形鋼を加速冷
却する場合の実施例を詳述する。図４は本発明の冷却装
置を用いた形鋼の製造ラインを示す説明図である。 【００５０】［実施例１］図１に示す冷却設備を用いた
場合の実施例である。 【００５１】形鋼の製造ライン４０で、山形鋼を製造す
る場合に、板厚２２０ｍｍのスラブを加熱炉４１で１２
５０℃まで加熱し、その後、ブレークダウンミル４２、
二つの粗圧延機４３、４４、仕上げ圧延機４５のカリバ
ーロールによってリバース圧延しながら、各部形状、寸
法を整えて、上に凸の山形鋼を連続圧延し、最終仕上げ
圧延終了時に強度をあげるために加速冷却する際に、前
述した図１による本発明の冷却設備１１ａで冷却する。
この冷却設備１１ａは長さが４０ｍの通過型の冷却設備
１１ａであるが、４０ｍ未満の長さの山形鋼１は冷却設
備内でオッシレーションさせることによって長時間の冷
却が可能である。加速冷却の条件として、７７０℃から
５５０℃までを５〜１０℃で加速冷却を施す。 【００５２】搬送ロール１４上を搬送される上に凸の姿
勢の山形鋼１は蛇行しないように、サイドガイド１５
ａ、１５ｂに挟まれながら送られている。山形鋼１のフ
ランジ２ｂの上面の冷却は、このサイドガイド１５ａ、
１５ｂに設けられた幅３５ｍｍ、高さ２４０ｍｍ、長手
方向に２００ｍｍビッチで設けられた開口部１８ａ、１
８ｂを通して長手方向に３段に配置された複数組の市販
の角吹きスプレーノズル１２ａ、１２ｂから噴射される
冷却水によって冷却される。この角吹きスプレーノズル
１２ａ、１２ｂは各段毎に設けたオンオフ弁及び冷却水
調整弁によって調整ができる。 【００５３】一方、山形鋼１のフランジ２ｂの下面の冷
却は、冷却装置１３によって冷却される。冷却装置１３
は、一対の角吹きスプレーノズル１９ａ、１９ｂと冷却
水供給管２０ａ、２０ｂと、油圧アクチュエータ２１
ａ、２１ｂから構成されている。角吹きスプレーノズル
１９ａ、１９ｂは噴射口が搬送ロール１４の頂部１４ａ
の下側に位置するように設置される。一般には、冷却水
供給管２０ａ、２０ｂがロール１４の下方の位置で山形
鋼１の長手方向に配置され、一対の角吹きスプレーノズ
ル１９ａ、１９ｂの複数組が搬送ロール１４間に設置さ
れ、噴射口が搬送ロール１４の頂部１４ａに近接するよ
うにしている。これによって山形鋼１の下面が効率良く
冷却される。 【００５４】角吹きスプレーノズル１９ａ、１９ｂは冷
却水供給管２０ａ、２０ｂに２００ｍｍピッチで設けら
れており、山形鋼１のフランジ２ａ、２ｂの下面に噴射
して冷却する。この時、被冷却面の受ける冷却水の水量
密度は山形鋼のフランジ２ａ、２ｂの上下面とも約１５
００Ｌ／ｍ2・分であった。冷却装置１３の冷却水供給
管２０ａ、２０ｂは、アクチュエータ１９ａ、１９ｂに
よってその幅を遠隔で変更することが可能で、違うサイ
ズの山形鋼に対しても左右対称に冷却水を噴射可能とな
っている。 【００５５】この冷却設備１１ａに圧延直後の上に凸の
山形鋼１を通過させて加速冷却を行った。山形鋼１のサ
イズはフランジの幅が３５０ｍｍ、厚みが３２ｍｍ、長
さが２５ｍで、仕上がり時の温度は９２０℃であった。
この山形鋼１を冷却設備１１ａに挿入し、後端が冷却設
備１１ａ内に入ったと同時に全冷却ノズル１６ａ、１６
ｂから冷却水を噴射し、オッシレーションさせながら４
５秒冷却した。冷却後、複熱した後のフランジの温度を
計測したところ、フランジ上下面とも５００℃であり、
フランジ幅方向、長手方向ともに均一な温度であった。
冷却後、材質を調べたところ、当初予定の加速冷却効果
が確認された。 【００５６】この時、フランジ面には、反りや曲がりは
なく、熱歪の発生がなく、後の精整工程で矯正する必要
がなかった。 【００５７】［実施例２］図２に示す冷却設備を用いた
場合の実施例である。 【００５８】冷却設備１１ｂは山形鋼１の凸側に設けら
れ、山形鋼の上面を冷却させる一対の冷却装置２２ａ、
２２ｂと、山形鋼１の凹側に設けられ、山形鋼の下面を
冷却させる冷却装置１３とから構成されている。 【００５９】冷却装置２２ａ、２２ｂは、一対の角吹き
スプレーノズル２５ａ、２５ｂと冷却水供給管２６ａ、
２６ｂとから構成されおり、冷却水供給管２６ａ、２６
ｂが、凸側を上にして搬送ロール１４で搬送される山形
鋼１の両側に位置して、長手方向に設置したサイドガイ
ド２３ａ、２３ｂの前後端上部に設けた支持体２４ａ、
２４ｂに支持されている。 【００６０】サイドガイド２３ａ、２３ｂは外側に取付
けた複数組の油圧アクチュエータ２７ａ、２７ｂを取付
けて、矢印の方向に移動てきるようにしており、それと
一緒に冷却装置２２ａ、２２ｂが移動する。部号２８
ａ、２８ｂは、油圧アクチュエータ２７ａ、２７ｂの固
定具である。 【００６１】この機構によって、種々のサイズの山形鋼
に対して角吹きスプレーノズル２５ａ、２５ｂの冷却水
噴射位置を最適に調整できる。 【００６２】冷却装置１３は、図１と同じものであり、
一対の角吹きスプレーノズル１９ａ、１９ｂと冷却水供
給管２０ａ、２０ｂと、油圧アクチュエータ２１ａ、２
１ｂから構成されて、同様に山形鋼１の下面が効率良く
冷却される。 【００６３】角吹きスプレーノズル２５ａ、２５ｂは冷
却水供給管２６ａ、２６ｂに所定のピッチ（例えば２０
０ｍｍピッチ）で設けられ、山形鋼１のフランジ２ａ、
２ｂの上面を冷却する。 【００６４】この時、被冷却面の受ける冷却水の水量密
度は山形鋼のフランジ２ａ、２ｂの上下面とも約１５０
０Ｌ／ｍ2・分であった。冷却装置１３の冷却水供給管
２０ａ、２０ｂは、アクチュエータ１９ａ、１９ｂによ
ってその幅を遠隔で変更することが可能で、違うサイズ
の山形鋼に対しても左右対称に冷却水を噴射可能となっ
ている。 【００６５】この冷却設備１１ａに圧延直後の凸側を上
にした山形鋼１を通過させて加速冷却を行った。山形鋼
１のサイズはフランジの幅が３５０ｍｍ、厚みが２５ｍ
ｍ、長さが２５ｍで、仕上がり時の温度は８５０℃であ
った。この山形鋼１を冷却設備１１ａに挿入し、後端が
冷却設備１１ａ内に入ったと同時に全冷却ノズル２６
ａ、２６ｂ、１３から冷却水を噴射し、オッシレーショ
ンさせながら２５秒冷却した。冷却後、複熱した後のフ
ランジの温度を計測したところ、フランジ上下面とも５
２０℃であり、フランジ幅方向、長手方向ともに均一な
温度であった。冷却後、材質を調べたところ、当初予定
の加速冷却効果が確認された。 【００６６】この時、フランジ面には、反りや曲がり、
熱歪みの発生が僅かに生じたが、後の矯正工程で軽圧下
により製品の曲がり等簡単に矯正することができた。 【００６７】［実施例３］図３に示す冷却設備を用いた
場合の実施例である。 【００６８】冷却設備１１ｃは山形鋼１の凸側に設けら
れ、山形鋼の上面を冷却させる一対の冷却装置２９ａ、
２９ｂと、山形鋼１の凹側に設けられ、山形鋼の下面を
冷却させる冷却装置１３とから構成されている。 【００６９】凸側に設けた冷却装置２９ａ、２９ｂは山
形鋼１の被冷却面であるフランジ２ａ、２ｂの上面に対
向して設けた一対のサイドガイド３０ａ、３０ｂと、サ
イドガイド３０ａ、３０ｂに設けた冷却水ノズル３１
ａ、３１ｂと、サイドガイド３０ａを傾斜させる機構で
ある油圧アクチュエータ３２ａ、油圧アクチュエータ３
２ｃと、サイドガイド３０ｂを傾斜させる機構である油
圧アクチュエータ３２ｂ、油圧アクチュエータ３２ｄ
と、冷却水供給装置３３ａ、３３ｂから構成されてい
る。 【００７０】サイドガイド３０ａ、３０ｂに設けた冷却
水ノズル３１ａ、３１ｂは、サイドガイド３０ａ、３０
ｂが高さ５００ｍｍ、長さが３０ｍで、箱状になってお
り、この前面は肉厚が１５ｍｍの鋼板で、この鋼板に直
径３ｍｍの孔を２０ｍｍピッチで千鳥状に開けて、所定
の長さの直管状のノズルに形成したものである。冷却水
ノズル３１ａ、３１ｂは入側のヘッダ３４ａ、３４ｂか
ら、均一に圧縮された冷却水が送入されるようにしてい
る。この冷却水ノズル３１ａ、３１ｂから搬送中の山形
鋼１のフランジ２ａ、２ｂの上面に対して冷却水を噴射
して冷却する。 【００７１】この時のサイドガイド３０ａ、３０ｂは、
その面が山形鋼１のフランジ２ａ、２ｂの上面と平行に
なるように、４５°傾斜させている。サイドガイド３０
ａ、３０ｂの位置及びその傾斜角度は遠隔操作が可能な
アクチュエータ３０ａ、３０ｃ、３０ｂ、３０ｄによっ
て動かすことが可能である。 【００７２】この冷却水ノズル３１ａ、３１ｂによれ
ば、圧延材が曲がりや蛇行によって冷却装置であるサイ
ドガイド３０ａ、３０ｂに衝突しても冷却水ノズル３１
ａ、３１ｂが損傷しない。 【００７３】冷却装置１３は、図１と同じものであり、
一対の角吹きスプレーノズル１９ａ、１９ｂと冷却水供
給管２０ａ、２０ｂと、油圧アクチュエータ２１ａ、２
１ｂから構成されて、同様に山形鋼１の下面が効率良く
冷却される。 【００７４】この時、被冷却面の受ける冷却水の水量密
度は山形鋼のフランジ２ａ、２ｂの上面は２０００Ｌ／
ｍ2・分、下面は１５００Ｌ／ｍ2・分、であった。冷却
装置１３の冷却水供給管２０ａ、２０ｂは、アクチュエ
ータ１９ａ、１９ｂによってその幅を遠隔で変更するこ
とが可能で、違うサイズの山形鋼に対しても左右対称に
冷却水を噴射可能となっている。 【００７５】この冷却設備１１ａに圧延直後の上に凸の
山形鋼１を通過させて加速冷却を行った。山形鋼１のサ
イズはフランジの幅が３００ｍｍ、厚みが２０ｍｍ、長
さが４６ｍで、仕上がり時の温度は９２０℃であった。
この山形鋼１を搬送速度１．６ｍ／ｓで冷却設備１１ａ
を通過させて加速冷却を行った。先端が冷却設備１１ａ
内に入る前に、同時に全冷却ノズル２９ａ、２９ｂ、１
３から冷却水を噴射し、通過冷却した。冷却後、複熱し
た後のフランジの温度を計測したところ、フランジ上下
面とも４８０℃であり、フランジ幅方向、長手方向とも
に均一な温度であった。冷却後、材質を調べたところ、
当初予定の加速冷却効果が確認された。 【００７６】この時、フランジ面には、反りや曲がりは
なく、熱歪の発生がなく、後の精整工程で矯正する必要
がなかった。 【００７７】上記実施例１〜３から明らかなように、本
発明の冷却設備は加速冷却を円滑にすることが困難とさ
れる山形鋼を簡単な設備で円滑に加速冷却することがで
きるようにしたものであり、山形鋼のみの加速冷却は勿
論のこと、Ｈ形鋼等の加速冷却との兼用もさせることが
でき、その効果が大である。 【００７８】 【発明の効果】以上のように、本発明は、Ｈ形鋼等の加
速冷却にも適用できる簡単な設備で、山形鋼を冷却した
際に生じる熱歪を極力小さくすることのできるので、そ
の結果、強度や靭性の優れた山形鋼を効率よく、安定し
て製造できる。
凸側を上面にして搬送される山形鋼を冷却する山形鋼の
冷却方法及びその設備に関する。 【０００２】 【従来の技術】近年、建築用の材料に対して、耐震性に
対する要求が高まっており、建築物の柱材、梁材として
用いられるＨ形鋼や、鉄塔、建築物、造船用部材に用い
られる山形鋼においては、強度や靭性の優れたものが求
められており、特に圧延と冷却とを組み合わせた制御圧
延・制御冷却による形鋼の製造が行われている。 【０００３】上記のような高強度、高靭性の鋼材を製造
する一般的な方法としては、１０００℃以上に加熱した
スラブやビームブランクの素材を一旦中程度の厚みまで
粗圧延し、その後、鋼板の温度が未再結晶温度域やある
いはその温度域に近い温度域で最終の仕上げ圧延を行う
所謂制御圧延と、圧延後は加速冷却によってＡｒ3温度
以上から５００℃程度まで急冷（焼入れ）することによ
って強度を出す、所謂制御冷却が行われている。 【０００４】圧延後の山形鋼に制御冷却を施す従来の冷
却装置の一例として、特開平５−３１７９４８号公報
に、形鋼の被冷却面におけるノズルからの噴射領域が均
一衝突圧力分布になるノズルを、この噴射領域の被冷却
面高さ方向の間隔が０〜５ｍｍとなる範囲で竪方向に複
数個配列し、形鋼の被冷却面サイズに応じて水を噴射す
るノズル個数を可変にしてなる形鋼の水冷装置が開示さ
れている。 【０００５】上記形鋼の水冷装置によれば、上記構成に
よって、流量コントロールが簡便になり、安定したスプ
レー状態で、均一冷却が可能になり、ひいては冷却むら
が皆無になる旨記載されている。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た特開平５−３１７９４８号公報に開示された技術で
は、以下の問題がある。 【０００７】Ｈ形鋼や山形鋼等の形鋼の製造ラインで
は、設備の稼動率向上や設備費の償却負担を少なくする
ために、１つの製造ラインでロールを組替える等によっ
て、兼用ラインとして、例えばＨ形鋼のユニバーサル圧
延と山形鋼のカリバー圧延とを行うことが多い。 【０００８】このようにロールを組替えてＨ形鋼や山形
鋼の製造を行う兼用製造ラインでは、圧延後に制御冷却
を行うために、形状の全く違う被冷却材に冷却を施さな
ければならない。 【０００９】このような形鋼の兼用製造ラインにおい
て、圧延後の加速冷却装置に、例えば、Ｈ形鋼と山形鋼
の兼用加速冷却装置として、特開平５−３１７９４８号
公報に開示された形鋼の水冷装置をそのまま適用して、
これらを用いて山形鋼を冷却した場合、山形鋼の凸側の
上面のみに冷却水が衝突して、山形鋼の凹側の下面は冷
却されないために、図５、図６に示すような熱歪が発生
する。 【００１０】図５は従来の冷却装置の冷却によって生じ
た山形鋼の熱歪の一例を示す斜視図であり、図６は従来
の冷却装置の冷却によって生じた山形鋼の熱歪の他の例
を示す斜視図である。 【００１１】図５から明らかなように、山形鋼１の二辺
のフランジ２ａ、２ｂは各々長手方向に中央部が窪んだ
曲部３ａを生じる。また、図６から明らかなように、山
形鋼１の二辺のフランジ２ａ、２ｂは各々長手方向に中
央部が膨らんだ曲部３ｂを生じる。 【００１２】このような熱歪みを生じた山形鋼１は成品
として、不適当なので、出荷するために、熱歪を取るた
めに矯正機を通して曲部を矯正したり、あるいは、プレ
スによって曲部を直したり、更には歪みを取るために熱
処理を施す等が行われていた。 【００１３】そのために、連続操業を円滑に行うことが
できず、生産性の低下等を生じていた。 【００１４】本発明は上記問題点の解決を図ったもので
あり、Ｈ形鋼等の加速冷却にも適用できる簡単な設備
で、山形鋼を冷却した際に生じる熱歪を極力小さくする
ことのできる山形鋼の冷却方法及びその設備を提供する
ことを目的とする。 【００１５】 【課題を解決するための手段】本発明の課題は以下の手
段により達成される。 １．水平方向に移動可能な左右のサイドガイドの各々の
上部に設けた上部冷却装置と搬送ローラーの搬送面の下
方に設けた下部冷却装置を有し、前記上部冷却装置は、
一対の冷却水供給管の各々に一定のピッチで設けた角吹
きスプレーノズルを有し、前記下部冷却装置は、水平方
向に独立して移動可能な一対の冷却水供給管の各々に一
定のピッチで設けた角吹きスプレーノズルを有すること
を特徴とする山形鋼の冷却装置。 【００１６】 【００１７】 【００１８】 【００１９】 【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図に
よって詳述する。 【００２０】図１は本発明の一実施の形態を示す側面図
である。図１において、冷却設備１１ａは山形鋼１の凸
側に設けられ、山形鋼１の上面を冷却させる一対の冷却
装置１２ａ、１２ｂと、山形鋼１の凹側に設けられ、山
形鋼１の下面を冷却させる冷却装置１３とから構成され
ている。 【００２１】冷却装置１２ａ、１２ｂは、凸側を上にし
て搬送ロール１４で搬送される山形鋼１の両側に位置し
て、長手方向に設置したサイドガイド１５ａ、１５ｂの
外側に設置されている。冷却装置１２ａ、１２ｂは、各
々上下方向に所定のピッチで３段に設置された角吹きス
プレーノズル１６ａ、１６ｂが山形鋼１の長手方向に所
定のピッチで複数組配列されている。符号１７ａ、１７
ｂは冷却水供給管である。 【００２２】上下方向に設置された角吹きスプレーノズ
ル１６ａ、１６ｂの段数は３段に限定されるものではな
く、必要に応じて適正な段数が決められる。 【００２３】角吹きスプレーノズル１６ａ、１６ｂから
噴射される冷却水はサイドガイド１５ａ、１５ｂの長手
方向に設けた開口部１８ａ、１８ｂを貫通して、太矢印
に示すように山形鋼１のフランジ２ａ、２ｂの上面に衝
突して冷却する。角吹きスプレーノズル１６ａ、１６ｂ
は、フランジ２ａ、２ｂの上面で所定の面積で冷却する
ように、その噴射角度を選定されている。また、角吹き
スプレーノズル１６ａ、１６ｂは、冷却水供給管１７
ａ、１７ｂに付設された図示しない各段毎のオンオフ
弁、冷却水調整弁等によって最適の冷却ができるように
調整される。 【００２４】本発明では冷却装置１２ａ、１２ｂに加え
て、山形鋼１の凹側に山形鋼１の下面を冷却させる冷却
装置１３を設けることが必要である。 【００２５】冷却装置１３は、一対の角吹きスプレーノ
ズル１９ａ、１９ｂと冷却水供給管２０ａ、２０ｂと、
油圧アクチュエータ２１ａ、２１ｂから構成されてい
る。角吹きスプレーノズル１９ａ、１９ｂは噴射口が搬
送ロール１４の頂部１４ａの下側に位置するように設置
される。一般には、冷却水供給管２０ａ、２０ｂがロー
ル１４の下方の位置で山形鋼１の長手方向に配置され、
一対の角吹きスプレーノズル１９ａ、１９ｂの複数組が
搬送ロール１４間に設置され、噴射口が搬送ロール１４
の頂部１４ａに近接するようにしている。これによって
山形鋼１の下面が効率良く冷却される。 【００２６】冷却水供給管２０ａ、２０ｂは油圧アクチ
ュエータ２１ａ、２１ｂによってその幅を遠隔で変更す
ることが可能で、違うサイズの山形鋼に対しても左右対
称に冷却水を噴射することが可能である。 【００２７】冷却設備１１ａにより仕上げ圧延後の山形
鋼１を冷却する場合は、凸側を上面にして搬送される山
形鋼１に凸側から冷却装置１２ａ、１２ｂにより冷却水
を噴射して山形鋼上面を冷却するとともに、凹側から冷
却装置１３により冷却水を噴射して山形鋼下面を冷却す
る。 【００２８】山形鋼１の冷却は、山形鋼１を搬送させな
がら、又は静止させて行うことができる。 【００２９】図１による実施の形態によれば、冷却装置
１２ａと冷却装置１２ｂを同時に独立的に調整しなが
ら、山形鋼１のフランジ２ａ、２ｂの上面と下面を同時
に均一に冷却できるので、フランジ２ａ、２ｂの上面と
下面がほぼ同時に均等に収縮して、フランジ２ａ、２ｂ
の上面は引張りの応力を受けるものの塑性変形には至ら
ず、その後、加速冷却終了後、全体の温度が自然放冷し
て常温まで下がった段階で熱歪が発生しない。 【００３０】図２は本発明の他の実施の形態を示す側面
図である。図１と共通する個所には同じ符号を付けて、
その個所の一部の説明を省略した。 【００３１】図２において、冷却設備１１ｂは山形鋼１
の凸側に設けられ、山形鋼の上面を冷却させる一対の冷
却装置２２ａ、２２ｂと、山形鋼１の凹側に設けられ、
山形鋼の下面を冷却させる冷却装置１３とから構成され
ている。 【００３２】冷却装置２２ａ、２２ｂは、一対の角吹き
スプレーノズル２５ａ、２５ｂと冷却水供給管２６ａ、
２６ｂとから構成されおり、冷却水供給管２６ａ、２６
ｂが、凸側を上にして搬送ロール１４で搬送される山形
鋼１の両側に位置して、長手方向に設置したサイドガイ
ド２３ａ、２３ｂの前後端上部に設けた支持体２４ａ、
２４ｂに支持されている。 【００３３】サイドガイド２３ａ、２３ｂは外側に取付
けた複数組の油圧アクチュエータ２７ａ、２７ｂを取付
けて、矢印の方向に移動てきるようにしており、それと
一緒に冷却装置２２ａ、２２ｂが移動する。符号２８
ａ、２８ｂは、油圧アクチュエータ２７ａ、２７ｂの固
定軸である。 【００３４】この機構によって、種々のサイズの山形鋼
に対して角吹きスプレーノズル２５ａ、２５ｂの冷却水
噴射位置を最適に調整できる。 【００３５】角吹きスプレーノズル２５ａ、２５ｂは冷
却水供給管２６ａ、２６ｂに所定のピッチ（例えば２０
０ｍｍピッチ）で設けられ、山形鋼１のフランジ２ａ、
２ｂの上面を冷却する。 【００３６】冷却装置１３は、図１と同じものであり、
一対の角吹きスプレーノズル１９ａ、１９ｂと冷却水供
給管２０ａ、２０ｂと、油圧アクチュエータ２１ａ、２
１ｂから構成されて、同様に山形鋼１の下面が効率良く
冷却される。 【００３７】図２による実施の形態によれば、冷却装置
２２ａと冷却装置２２ｂを同時に独立的に調整しなが
ら、山形鋼１のフランジ２ａ、２ｂの上面と下面を同時
に均一に冷却できるので、フランジ２ａ、２ｂの上面と
下面がほぼ同時に均等に収縮して、フランジ２ａ、２ｂ
の上面は引張りの応力を受けるものの塑性変形には至ら
ず、その後、加速冷却終了後、全体の温度が自然放冷し
て常温まで下がった段階で熱歪が発生しない。 【００３８】図３は本発明の他の実施の形態を示す縦断
面図である。図３において、冷却設備１１ｃは山形鋼１
の凸側に設けられ、山形鋼の上面を冷却させる一対の冷
却装置２９ａ、２９ｂと、山形鋼１の凹側に設けられ、
山形鋼の下面を冷却させる冷却装置１３とから構成され
ている。 【００３９】凸側に設けた冷却装置２９ａ、２９ｂは山
形鋼１の被冷却面であるフランジ２ａ、２ｂの上面に対
向して設けた一対のサイドガイド３０ａ、３０ｂと、サ
イドガイド３０ａ、３０ｂに設けた冷却水噴射孔（以下
冷却水ノズルという）３１ａ、３１ｂと、サイドガイド
３０ａを傾斜させる機構である油圧アクチュエータ３２
ａ、油圧アクチュエータ３２ｃと、サイドガイド３０ｂ
を傾斜させる機構である油圧アクチュエータ３２ｂ、油
圧アクチュエータ３２ｄと、冷却水供給装置３３ａ、３
３ｂから構成されている。 【００４０】冷却水ノズル３１ａ、３１ｂは、鋼板に例
えば直径３ｍｍの孔を２０ｍｍピッチで千鳥状に開け
て、所定の長さの直管状のノズルを形成して入側のヘッ
ダ３４ａ、３４ｂから、均一に冷却水ノズル３１ａ、３
１ｂに圧縮された冷却水が送入されるようにしている。 【００４１】冷却水ノズル３１ａ、３１ｂを所定の長さ
の直管状のノズルに形成し、冷却水が冷却水ノズル３１
ａ、３１ｂの噴射口近傍でアトマイズして冷却水が上方
へ飛び散り、液滴がフランジ２ａ、２ｂを乗り越えるこ
とを避け、且つ被冷却面に冷却水がまんべんなく衝突す
るようにしている。冷却水ノズル３１ａ、３１ｂによる
噴射による冷却水の流れは、あたかも水道の蛇口から流
下するような円柱状の冷却水の流れであり、本発明では
スプレーノズルの噴射口で得られるような冷却水が乱れ
てアトマイズしてしまうような流れは望まない。 【００４２】サイドガイド３０ａ、３０ｂに設けた直管
状の孔の長さは、最低でも５ｍｍ、望ましくは１０ｍｍ
程度必要である。ただし、長過ぎると噴射の際の圧力損
失が大きいので１０ｍｍ程度が好ましい。 【００４３】サイドガイド３０ａに設けた傾斜機構であ
る油圧アクチュエータ３２ａ、３２ｃ、及びサイドガイ
ド３０ｂに設けた傾斜機構である油圧アクチュエータ３
２ｂ、３２ｄは先端を各々軸受３５ａ、３５ｃ、３５
ｂ、３５ｄに軸支し、サイドガイド３０ａ、３０ｂを傾
斜させる場合に、油圧アクチュエータ３２ａと油圧アク
チュエータ３２ｃ、並びに油圧アクチュエータ３２ｂと
油圧アクチュエータ３２ｄを駆動させて、固定軸３６
ａ、３６ｂを支点としてサイドガイド３０ａ、３０ｂを
所定の角度に傾斜させる。 【００４４】冷却水供給系統３７ａ、３７ｂは冷却水調
整弁３８ａ、３８ｂと冷却水供給管３９ａ、３９ｂから
なり、冷却水を定量的に冷却水ノズル３１ａ、３１ｂか
ら噴射できるようにしている。 【００４５】また、冷却水供給管３９ａ、３９ｂには可
撓管を用いて、サイドガイド３０ａ、３０ｂの水平移
動、傾動に対応できるようにしている。 【００４６】一方、冷却装置１３は、図１と同じもので
あり、一対の角吹きスプレーノズル１９ａ、１９ｂと冷
却水供給管２０ａ、２０ｂと、油圧アクチュエータ２１
ａ、２１ｂから構成されて、同様に山形鋼１の下面が効
率良く冷却される。 【００４７】図３による実施の形態によれば、冷却装置
２９ａと冷却装置２９ｂを同時に独立的に調整しなが
ら、山形鋼１のフランジ２ａ、２ｂの上面と下面を同時
に均一に冷却できるので、フランジ２ａ、２ｂの上面と
下面がほぼ同時に均等に収縮して、フランジ２ａ、２ｂ
の上面は引張りの応力を受けるものの塑性変形には至ら
ず、その後、加速冷却終了後、全体の温度が自然放冷し
て常温まで下がった段階で熱歪が発生しない。 【００４８】図１〜図３の実施の形態から明らかなよう
に、本発明の冷却設備１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、冷却
装置１２ａと冷却装置１２ｂ、冷却装置２２ａと冷却装
置２２ｂ、または冷却装置２９ａと冷却装置２９ｂのよ
うに、冷却装置の形態にかかわらず、それらを同時に独
立的に調整できる冷却設備であればよく、二組の冷却装
置の組合わせによって、山形鋼１のフランジ２ａ、２ｂ
の上面と下面を同時に均一に冷却させて、加速冷却終了
後、熱歪の発生を防止できる。その結果、一連の山形鋼
１の製造を連続的に円滑に行うことができ、生産性の向
上が図れる。 【００４９】次に、本発明の図１〜図３に示す冷却設備
を図４に示す形鋼の製造ラインに用いて山形鋼を加速冷
却する場合の実施例を詳述する。図４は本発明の冷却装
置を用いた形鋼の製造ラインを示す説明図である。 【００５０】［実施例１］図１に示す冷却設備を用いた
場合の実施例である。 【００５１】形鋼の製造ライン４０で、山形鋼を製造す
る場合に、板厚２２０ｍｍのスラブを加熱炉４１で１２
５０℃まで加熱し、その後、ブレークダウンミル４２、
二つの粗圧延機４３、４４、仕上げ圧延機４５のカリバ
ーロールによってリバース圧延しながら、各部形状、寸
法を整えて、上に凸の山形鋼を連続圧延し、最終仕上げ
圧延終了時に強度をあげるために加速冷却する際に、前
述した図１による本発明の冷却設備１１ａで冷却する。
この冷却設備１１ａは長さが４０ｍの通過型の冷却設備
１１ａであるが、４０ｍ未満の長さの山形鋼１は冷却設
備内でオッシレーションさせることによって長時間の冷
却が可能である。加速冷却の条件として、７７０℃から
５５０℃までを５〜１０℃で加速冷却を施す。 【００５２】搬送ロール１４上を搬送される上に凸の姿
勢の山形鋼１は蛇行しないように、サイドガイド１５
ａ、１５ｂに挟まれながら送られている。山形鋼１のフ
ランジ２ｂの上面の冷却は、このサイドガイド１５ａ、
１５ｂに設けられた幅３５ｍｍ、高さ２４０ｍｍ、長手
方向に２００ｍｍビッチで設けられた開口部１８ａ、１
８ｂを通して長手方向に３段に配置された複数組の市販
の角吹きスプレーノズル１２ａ、１２ｂから噴射される
冷却水によって冷却される。この角吹きスプレーノズル
１２ａ、１２ｂは各段毎に設けたオンオフ弁及び冷却水
調整弁によって調整ができる。 【００５３】一方、山形鋼１のフランジ２ｂの下面の冷
却は、冷却装置１３によって冷却される。冷却装置１３
は、一対の角吹きスプレーノズル１９ａ、１９ｂと冷却
水供給管２０ａ、２０ｂと、油圧アクチュエータ２１
ａ、２１ｂから構成されている。角吹きスプレーノズル
１９ａ、１９ｂは噴射口が搬送ロール１４の頂部１４ａ
の下側に位置するように設置される。一般には、冷却水
供給管２０ａ、２０ｂがロール１４の下方の位置で山形
鋼１の長手方向に配置され、一対の角吹きスプレーノズ
ル１９ａ、１９ｂの複数組が搬送ロール１４間に設置さ
れ、噴射口が搬送ロール１４の頂部１４ａに近接するよ
うにしている。これによって山形鋼１の下面が効率良く
冷却される。 【００５４】角吹きスプレーノズル１９ａ、１９ｂは冷
却水供給管２０ａ、２０ｂに２００ｍｍピッチで設けら
れており、山形鋼１のフランジ２ａ、２ｂの下面に噴射
して冷却する。この時、被冷却面の受ける冷却水の水量
密度は山形鋼のフランジ２ａ、２ｂの上下面とも約１５
００Ｌ／ｍ2・分であった。冷却装置１３の冷却水供給
管２０ａ、２０ｂは、アクチュエータ１９ａ、１９ｂに
よってその幅を遠隔で変更することが可能で、違うサイ
ズの山形鋼に対しても左右対称に冷却水を噴射可能とな
っている。 【００５５】この冷却設備１１ａに圧延直後の上に凸の
山形鋼１を通過させて加速冷却を行った。山形鋼１のサ
イズはフランジの幅が３５０ｍｍ、厚みが３２ｍｍ、長
さが２５ｍで、仕上がり時の温度は９２０℃であった。
この山形鋼１を冷却設備１１ａに挿入し、後端が冷却設
備１１ａ内に入ったと同時に全冷却ノズル１６ａ、１６
ｂから冷却水を噴射し、オッシレーションさせながら４
５秒冷却した。冷却後、複熱した後のフランジの温度を
計測したところ、フランジ上下面とも５００℃であり、
フランジ幅方向、長手方向ともに均一な温度であった。
冷却後、材質を調べたところ、当初予定の加速冷却効果
が確認された。 【００５６】この時、フランジ面には、反りや曲がりは
なく、熱歪の発生がなく、後の精整工程で矯正する必要
がなかった。 【００５７】［実施例２］図２に示す冷却設備を用いた
場合の実施例である。 【００５８】冷却設備１１ｂは山形鋼１の凸側に設けら
れ、山形鋼の上面を冷却させる一対の冷却装置２２ａ、
２２ｂと、山形鋼１の凹側に設けられ、山形鋼の下面を
冷却させる冷却装置１３とから構成されている。 【００５９】冷却装置２２ａ、２２ｂは、一対の角吹き
スプレーノズル２５ａ、２５ｂと冷却水供給管２６ａ、
２６ｂとから構成されおり、冷却水供給管２６ａ、２６
ｂが、凸側を上にして搬送ロール１４で搬送される山形
鋼１の両側に位置して、長手方向に設置したサイドガイ
ド２３ａ、２３ｂの前後端上部に設けた支持体２４ａ、
２４ｂに支持されている。 【００６０】サイドガイド２３ａ、２３ｂは外側に取付
けた複数組の油圧アクチュエータ２７ａ、２７ｂを取付
けて、矢印の方向に移動てきるようにしており、それと
一緒に冷却装置２２ａ、２２ｂが移動する。部号２８
ａ、２８ｂは、油圧アクチュエータ２７ａ、２７ｂの固
定具である。 【００６１】この機構によって、種々のサイズの山形鋼
に対して角吹きスプレーノズル２５ａ、２５ｂの冷却水
噴射位置を最適に調整できる。 【００６２】冷却装置１３は、図１と同じものであり、
一対の角吹きスプレーノズル１９ａ、１９ｂと冷却水供
給管２０ａ、２０ｂと、油圧アクチュエータ２１ａ、２
１ｂから構成されて、同様に山形鋼１の下面が効率良く
冷却される。 【００６３】角吹きスプレーノズル２５ａ、２５ｂは冷
却水供給管２６ａ、２６ｂに所定のピッチ（例えば２０
０ｍｍピッチ）で設けられ、山形鋼１のフランジ２ａ、
２ｂの上面を冷却する。 【００６４】この時、被冷却面の受ける冷却水の水量密
度は山形鋼のフランジ２ａ、２ｂの上下面とも約１５０
０Ｌ／ｍ2・分であった。冷却装置１３の冷却水供給管
２０ａ、２０ｂは、アクチュエータ１９ａ、１９ｂによ
ってその幅を遠隔で変更することが可能で、違うサイズ
の山形鋼に対しても左右対称に冷却水を噴射可能となっ
ている。 【００６５】この冷却設備１１ａに圧延直後の凸側を上
にした山形鋼１を通過させて加速冷却を行った。山形鋼
１のサイズはフランジの幅が３５０ｍｍ、厚みが２５ｍ
ｍ、長さが２５ｍで、仕上がり時の温度は８５０℃であ
った。この山形鋼１を冷却設備１１ａに挿入し、後端が
冷却設備１１ａ内に入ったと同時に全冷却ノズル２６
ａ、２６ｂ、１３から冷却水を噴射し、オッシレーショ
ンさせながら２５秒冷却した。冷却後、複熱した後のフ
ランジの温度を計測したところ、フランジ上下面とも５
２０℃であり、フランジ幅方向、長手方向ともに均一な
温度であった。冷却後、材質を調べたところ、当初予定
の加速冷却効果が確認された。 【００６６】この時、フランジ面には、反りや曲がり、
熱歪みの発生が僅かに生じたが、後の矯正工程で軽圧下
により製品の曲がり等簡単に矯正することができた。 【００６７】［実施例３］図３に示す冷却設備を用いた
場合の実施例である。 【００６８】冷却設備１１ｃは山形鋼１の凸側に設けら
れ、山形鋼の上面を冷却させる一対の冷却装置２９ａ、
２９ｂと、山形鋼１の凹側に設けられ、山形鋼の下面を
冷却させる冷却装置１３とから構成されている。 【００６９】凸側に設けた冷却装置２９ａ、２９ｂは山
形鋼１の被冷却面であるフランジ２ａ、２ｂの上面に対
向して設けた一対のサイドガイド３０ａ、３０ｂと、サ
イドガイド３０ａ、３０ｂに設けた冷却水ノズル３１
ａ、３１ｂと、サイドガイド３０ａを傾斜させる機構で
ある油圧アクチュエータ３２ａ、油圧アクチュエータ３
２ｃと、サイドガイド３０ｂを傾斜させる機構である油
圧アクチュエータ３２ｂ、油圧アクチュエータ３２ｄ
と、冷却水供給装置３３ａ、３３ｂから構成されてい
る。 【００７０】サイドガイド３０ａ、３０ｂに設けた冷却
水ノズル３１ａ、３１ｂは、サイドガイド３０ａ、３０
ｂが高さ５００ｍｍ、長さが３０ｍで、箱状になってお
り、この前面は肉厚が１５ｍｍの鋼板で、この鋼板に直
径３ｍｍの孔を２０ｍｍピッチで千鳥状に開けて、所定
の長さの直管状のノズルに形成したものである。冷却水
ノズル３１ａ、３１ｂは入側のヘッダ３４ａ、３４ｂか
ら、均一に圧縮された冷却水が送入されるようにしてい
る。この冷却水ノズル３１ａ、３１ｂから搬送中の山形
鋼１のフランジ２ａ、２ｂの上面に対して冷却水を噴射
して冷却する。 【００７１】この時のサイドガイド３０ａ、３０ｂは、
その面が山形鋼１のフランジ２ａ、２ｂの上面と平行に
なるように、４５°傾斜させている。サイドガイド３０
ａ、３０ｂの位置及びその傾斜角度は遠隔操作が可能な
アクチュエータ３０ａ、３０ｃ、３０ｂ、３０ｄによっ
て動かすことが可能である。 【００７２】この冷却水ノズル３１ａ、３１ｂによれ
ば、圧延材が曲がりや蛇行によって冷却装置であるサイ
ドガイド３０ａ、３０ｂに衝突しても冷却水ノズル３１
ａ、３１ｂが損傷しない。 【００７３】冷却装置１３は、図１と同じものであり、
一対の角吹きスプレーノズル１９ａ、１９ｂと冷却水供
給管２０ａ、２０ｂと、油圧アクチュエータ２１ａ、２
１ｂから構成されて、同様に山形鋼１の下面が効率良く
冷却される。 【００７４】この時、被冷却面の受ける冷却水の水量密
度は山形鋼のフランジ２ａ、２ｂの上面は２０００Ｌ／
ｍ2・分、下面は１５００Ｌ／ｍ2・分、であった。冷却
装置１３の冷却水供給管２０ａ、２０ｂは、アクチュエ
ータ１９ａ、１９ｂによってその幅を遠隔で変更するこ
とが可能で、違うサイズの山形鋼に対しても左右対称に
冷却水を噴射可能となっている。 【００７５】この冷却設備１１ａに圧延直後の上に凸の
山形鋼１を通過させて加速冷却を行った。山形鋼１のサ
イズはフランジの幅が３００ｍｍ、厚みが２０ｍｍ、長
さが４６ｍで、仕上がり時の温度は９２０℃であった。
この山形鋼１を搬送速度１．６ｍ／ｓで冷却設備１１ａ
を通過させて加速冷却を行った。先端が冷却設備１１ａ
内に入る前に、同時に全冷却ノズル２９ａ、２９ｂ、１
３から冷却水を噴射し、通過冷却した。冷却後、複熱し
た後のフランジの温度を計測したところ、フランジ上下
面とも４８０℃であり、フランジ幅方向、長手方向とも
に均一な温度であった。冷却後、材質を調べたところ、
当初予定の加速冷却効果が確認された。 【００７６】この時、フランジ面には、反りや曲がりは
なく、熱歪の発生がなく、後の精整工程で矯正する必要
がなかった。 【００７７】上記実施例１〜３から明らかなように、本
発明の冷却設備は加速冷却を円滑にすることが困難とさ
れる山形鋼を簡単な設備で円滑に加速冷却することがで
きるようにしたものであり、山形鋼のみの加速冷却は勿
論のこと、Ｈ形鋼等の加速冷却との兼用もさせることが
でき、その効果が大である。 【００７８】 【発明の効果】以上のように、本発明は、Ｈ形鋼等の加
速冷却にも適用できる簡単な設備で、山形鋼を冷却した
際に生じる熱歪を極力小さくすることのできるので、そ
の結果、強度や靭性の優れた山形鋼を効率よく、安定し
て製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す側面図である。
【図２】本発明の他の実施の形態を示す側面図である。
【図３】本発明の他の実施の形態を示す一部断面を有す
る側面図である。 【図４】本発明の冷却装置を用いた形鋼の製造ラインを
示す説明図である。 【図５】従来の冷却装置の冷却によって生じた山形鋼の
熱歪みの一例を示す斜視図である。 【図６】従来の冷却装置の冷却によって生じた山形鋼の
熱歪みの他の例を示す斜視図である。 【符号の説明】 １１ａ、１１ｂ、１１ｃ 冷却設備 １２ａ、１２ｂ、２２ａ、２２ｂ、２９ａ、２９ｂ冷却
装置（フランジ上面用） １３ 冷却装置（フランジ下面用） １４ 搬送ロール １４ａ 頂部 １５ａ、１５ｂ、２３ａ、２３ｂ、３０ａ、３０ｂ サ
イドガイド １６ａ、１６ｂ、１９ａ、１９ｂ、２５ａ、２５ｂ 角
吹きスプレーノズル １７ａ、１７ｂ、２０ａ、２０ｂ、２６ａ、２６ｂ、３
９ａ、３９ｂ 冷却水供給管 １８ａ、１８ｂ 開口部 ２７ａ、２７ｂ、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ ア
クチュエータ（ガイド用） ２１ａ、２１ｂ アクチュエータ（冷却水供給管用） ２４ａ、２４ｂ 支持体 ２８ａ、２８ｂ、３６ａ、３６ｂ 固定軸 ３３ａ、３３ｂ 冷却水供給装置 ３４ａ、３４ｂ ヘッダ ３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ 軸受 ３７ａ、３７ｂ 冷却水供給系統 ３８ａ、３８ｂ 冷却水調整弁 ３４ａ、３４ｂ ヘッダ ４０ 形鋼の製造ライン ４１ 加熱炉 ４２ ブレークダウンロール ４３、４４ 粗圧延機群 ４５ 仕上げ圧延機
る側面図である。 【図４】本発明の冷却装置を用いた形鋼の製造ラインを
示す説明図である。 【図５】従来の冷却装置の冷却によって生じた山形鋼の
熱歪みの一例を示す斜視図である。 【図６】従来の冷却装置の冷却によって生じた山形鋼の
熱歪みの他の例を示す斜視図である。 【符号の説明】 １１ａ、１１ｂ、１１ｃ 冷却設備 １２ａ、１２ｂ、２２ａ、２２ｂ、２９ａ、２９ｂ冷却
装置（フランジ上面用） １３ 冷却装置（フランジ下面用） １４ 搬送ロール １４ａ 頂部 １５ａ、１５ｂ、２３ａ、２３ｂ、３０ａ、３０ｂ サ
イドガイド １６ａ、１６ｂ、１９ａ、１９ｂ、２５ａ、２５ｂ 角
吹きスプレーノズル １７ａ、１７ｂ、２０ａ、２０ｂ、２６ａ、２６ｂ、３
９ａ、３９ｂ 冷却水供給管 １８ａ、１８ｂ 開口部 ２７ａ、２７ｂ、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ ア
クチュエータ（ガイド用） ２１ａ、２１ｂ アクチュエータ（冷却水供給管用） ２４ａ、２４ｂ 支持体 ２８ａ、２８ｂ、３６ａ、３６ｂ 固定軸 ３３ａ、３３ｂ 冷却水供給装置 ３４ａ、３４ｂ ヘッダ ３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ 軸受 ３７ａ、３７ｂ 冷却水供給系統 ３８ａ、３８ｂ 冷却水調整弁 ３４ａ、３４ｂ ヘッダ ４０ 形鋼の製造ライン ４１ 加熱炉 ４２ ブレークダウンロール ４３、４４ 粗圧延機群 ４５ 仕上げ圧延機
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭54−33253（ＪＰ，Ａ)
特開 昭53−55404（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−188726（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B21B 45/02 320
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 水平方向に移動可能な左右のサイドガイ
ドの各々の上部に設けた上部冷却装置と搬送ローラーの
搬送面の下方に設けた下部冷却装置を有し、前記上部冷
却装置は、一対の冷却水供給管の各々に一定のピッチで
設けた角吹きスプレーノズルを有し、前記下部冷却装置
は、水平方向に独立して移動可能な一対の冷却水供給管
の各々に一定のピッチで設けた角吹きスプレーノズルを
有することを特徴とする山形鋼の冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00253499A JP3368856B2 (ja) | 1999-01-08 | 1999-01-08 | 山形鋼の冷却設備 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00253499A JP3368856B2 (ja) | 1999-01-08 | 1999-01-08 | 山形鋼の冷却設備 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000202516A JP2000202516A (ja) | 2000-07-25 |
| JP3368856B2 true JP3368856B2 (ja) | 2003-01-20 |
Family
ID=11532057
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00253499A Expired - Fee Related JP3368856B2 (ja) | 1999-01-08 | 1999-01-08 | 山形鋼の冷却設備 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3368856B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104841702A (zh) * | 2014-02-14 | 2015-08-19 | 宝山钢铁股份有限公司 | 在线检测侧喷角度调整装置及调整方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107214202B (zh) * | 2017-07-31 | 2023-05-26 | 石横特钢集团有限公司 | 一种角钢轧后控制冷却装置及工艺 |
-
1999
- 1999-01-08 JP JP00253499A patent/JP3368856B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104841702A (zh) * | 2014-02-14 | 2015-08-19 | 宝山钢铁股份有限公司 | 在线检测侧喷角度调整装置及调整方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000202516A (ja) | 2000-07-25 |
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