JP4821640B2 - Cooling device for material to be cooled and steel plate cooled thereby - Google Patents
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Description
本発明は、高温の被冷却材の冷却装置およびその冷却装置により冷却された材料に関し、さらに詳しくは、熱間圧延後の鋼板などのように移動ライン上を移動する高温の板状材料を上面から冷却する冷却装置、およびその冷却装置により冷却された鋼板に関する。 The present invention relates to a cooling apparatus for a high-temperature object and a material cooled by the cooling apparatus, and more specifically, a high-temperature plate-like material that moves on a moving line, such as a hot-rolled steel sheet, on the upper surface. The present invention relates to a cooling device that cools from below, and a steel plate cooled by the cooling device.
金属材料または金属製品（以下、総称して「金属材料」とも記す）の製造プロセスにおいては、例えば熱間圧延後の金属材料を冷却する場合のように、高温の材料を強制冷却することにより所望の金属組織や機械的特性を得る工程が多々存在する。金属材料製造プロセスにおける強制冷却は、一般に、被冷却材（冷却されるべき高温の材料）が移動するラインに設置された強制冷却装置内に被冷却材である金属材料を導入し、その表面に冷却水などの冷却媒体を吐出供給することにより行われる。 In a manufacturing process of a metal material or a metal product (hereinafter also collectively referred to as “metal material”), it is desired to forcibly cool a high-temperature material, for example, when cooling a metal material after hot rolling. There are many processes for obtaining the metallographic structure and mechanical properties. In forced cooling in the metal material manufacturing process, generally, a metallic material that is a cooling material is introduced into a forced cooling device installed in a line in which the cooling material (high-temperature material to be cooled) moves, and the surface thereof is introduced. This is performed by discharging and supplying a cooling medium such as cooling water.
被冷却材の強制冷却装置としては、具体的には、ライン上を移動する被冷却材の上方に、その底部に複数の冷却媒体吐出孔を有する冷却媒体収納容器（ヘッダ）を設置し、このヘッダに冷却媒体を供給して、冷却媒体吐出孔から被冷却材に冷却媒体を吐出供給することにより、被冷却材を冷却する方式のものが多く用いられている。 Specifically, as a forced cooling device for a material to be cooled, a cooling medium storage container (header) having a plurality of cooling medium discharge holes at the bottom is installed above the material to be cooled moving on the line. A cooling system is often used which supplies a cooling medium to the header and discharges and supplies the cooling medium from the cooling medium discharge hole to the cooling object.
金属材料に優れた材料特性を付与し、かつ被冷却材である金属材料の移動方向に対して直角方向の材料幅方向の品質変動を抑制するには、冷却媒体による金属材料の冷却能を材料幅方向で均一化することが重要であり、その試みが行われてきた。 In order to give excellent material properties to the metal material and to suppress the quality fluctuation in the material width direction perpendicular to the moving direction of the metal material to be cooled, the cooling ability of the metal material by the cooling medium is used as the material. It is important to make uniform in the width direction, and attempts have been made.
特許文献１には、移動中の金属製品に対してその上方から冷却剤（冷却媒体）を供給する孔を通して冷却剤を供給する冷却剤収納箱(冷却媒体収納容器)を有し、その収納箱は、内部に設けられた隔壁により、金属製品の幅方向中央部に対応する中央室と金属製品の二側域に対応する二側室との少なくとも三室に分割され、その隔壁は冷却剤収納箱内部に金属製品の移動方向に沿って縮小する流路を形成するように配置された冷却装置が開示されている。
同文献で開示された技術は、冷却剤収納箱の内部に設けられた隔壁を、冷却剤の流路が金属製品の移動方向に向かって縮小するように配置することにより側方部に供給する冷却剤の流量を減少させ、冷却される製品の温度分布の一様化を図るものである。しかしながら、後述するとおり、金属製品の幅方向中央部においては冷却剤が滞留する傾向があることから、幅方向中央部の冷却能が低下し、金属製品の幅方向の温度分布はそれほど均一化されない。 The technology disclosed in this document supplies a partition provided inside the coolant storage box to the side portion by arranging the coolant channel so that the coolant flow path is reduced in the moving direction of the metal product. The flow rate of the coolant is decreased to make the temperature distribution of the product to be cooled uniform. However, as will be described later, since the coolant tends to stay in the center part in the width direction of the metal product, the cooling ability in the center part in the width direction is lowered, and the temperature distribution in the width direction of the metal product is not so uniform. .
また、特許文献２および特許文献３には、鋼板の板幅方向端部の上下表面にマスキング板を配置し、鋼板に冷却水が接触しないように冷却する方法および冷却装置が開示されている。この技術は、鋼板上に噴射された冷却水が鋼板上面を幅方向に流れ落ちることにより板端部の水量密度が増加することに起因する板端部の過冷却の防止を図ったものである。
Patent Document 2 and
しかし、マスキング板を使用した場合には、供給された冷却水が金属製品の幅方向中央部に留まりやすく、中央部の冷却能が低下して所望の温度分布を安定して得ることが難しい。 However, when a masking plate is used, the supplied cooling water tends to stay in the center part in the width direction of the metal product, and the cooling ability at the center part is lowered, making it difficult to stably obtain a desired temperature distribution.
さらに、特許文献４には、冷却すべき高温鋼材の上面に対向する面に複数のノズル孔が設けられた上部ヘッダ(冷却媒体収納容器)を、高温鋼材（被冷却材）の上面に配置し、ヘッダ内の冷却水をノズル孔から吐出させて鋼材の上面冷却を行うに際し、鋼材上面における冷却水の衝突圧力がノズル孔の直下で４．９ｋＰａ以上となるようにヘッダ内の冷却水をノズル孔から吐出させる冷却方法が開示されている。同文献で開示された技術は、冷却水の流れを層流とすることにより吐出直後の冷却水流の拡散による水圧の低下を防止し、鋼材上面の厚い滞留水膜を貫通させて水流を鋼材表面に到達させ、幅方向の均一冷却を図るものである。 Further, in Patent Document 4, an upper header (cooling medium storage container) in which a plurality of nozzle holes are provided on the surface facing the upper surface of the high temperature steel material to be cooled is disposed on the upper surface of the high temperature steel material (material to be cooled). When the cooling water in the header is discharged from the nozzle hole to cool the upper surface of the steel material, the cooling water in the header is nozzled so that the collision pressure of the cooling water on the upper surface of the steel material is 4.9 kPa or more immediately below the nozzle hole. A cooling method for discharging from a hole is disclosed. The technology disclosed in this document prevents a decrease in water pressure due to the diffusion of the cooling water flow immediately after discharge by making the cooling water flow into a laminar flow, and penetrates a thick staying water film on the upper surface of the steel material to make the water flow the surface of the steel material. To achieve uniform cooling in the width direction.
この方法は、広幅の高温鋼材においてもその幅方向を確実に均一に冷却することができる優れた冷却方法であるが、冷却水の流れを層流とするために長いノズル長さを確保しなければならず、ヘッダを大型化せざるを得ないなどの問題がある。 This method is an excellent cooling method that can reliably cool the width direction of a wide range of high-temperature steel materials, but a long nozzle length must be ensured in order to make the flow of cooling water laminar. There is a problem that the header has to be enlarged.
上記のとおり、ライン上を移動する高温の被冷却材の幅方向均一冷却を達成するための効果的な冷却技術については、さらに改善の余地が残されている。 As described above, there is still room for improvement with respect to an effective cooling technique for achieving uniform cooling in the width direction of a high-temperature material to be cooled moving on the line.
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その課題は、ライン上を移動する高温の被冷却材の冷却に際して、被冷却材の幅方向中央部における冷却媒体の滞留を解消し、被冷却材を幅方向に均一に冷却することができる被冷却材の冷却装置、およびその冷却装置により冷却された幅方向に均一な温度分布および品質特性を有する鋼板を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and its problem is to eliminate the retention of the cooling medium in the center in the width direction of the material to be cooled when cooling the material to be cooled moving on the line. An object of the present invention is to provide a cooling device for a material to be cooled that can uniformly cool the material to be cooled in the width direction, and a steel sheet having a uniform temperature distribution and quality characteristics in the width direction cooled by the cooling device.
本発明者らは、上述の課題を解決するために、被冷却材を幅方向に均一に冷却することのできる冷却装置について研究を重ね、被冷却材の幅方向中央部における冷却媒体の滞留を解消し、被冷却材を幅方向に均一に冷却するための有効な知見を得て、本発明を完成させた。本発明の要旨は、下記の（１）〜（５）に示される被冷却材の冷却装置、およびそれらの冷却装置を用いて冷却された（６）に示す鋼板にある。 In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have conducted research on a cooling device that can cool the material to be cooled uniformly in the width direction, and the retention of the cooling medium in the central portion in the width direction of the material to be cooled. The present invention has been completed by obtaining effective knowledge for eliminating the material to be cooled uniformly in the width direction. The gist of the present invention resides in a cooling device for a material to be cooled shown in the following (1) to (5) and a steel plate shown in (6) cooled by using those cooling devices.
（１）被冷却材の移動するラインの上方に設置され、ライン上を移動する前記被冷却材に対して冷却媒体収納容器に設けられた複数の孔から冷却媒体を吐出して前記被冷却材を冷却する冷却装置であって、
前記冷却媒体収納容器内は区分壁により被冷却材の幅方向に５個以上の室に区分され、
前記各室に供給される冷却媒体の流量を独立に調整できる流量調整機構が備えられているとともに、
前記区分壁が被冷却材の移動方向に対して傾斜し、かつ隣り合う区分壁が被冷却材の移動方向に対して互いに反対方向に傾斜して配置されていることを特徴とする被冷却材の冷却装置（以下、「第１発明」とも記す）。
(1) The cooling medium is disposed by discharging a cooling medium from a plurality of holes provided in the cooling medium storage container with respect to the cooling medium that is installed above and moves on the line. A cooling device for cooling,
The cooling medium storage container is divided into five or more chambers in the width direction of the material to be cooled by a partition wall,
A flow rate adjustment mechanism capable of independently adjusting the flow rate of the cooling medium supplied to each chamber is provided,
The material to be cooled is characterized in that the partition walls are inclined with respect to the moving direction of the material to be cooled and the adjacent partition walls are inclined in directions opposite to each other with respect to the moving direction of the material to be cooled. Cooling device (hereinafter also referred to as "first invention").
（２）被冷却材の移動するラインの上方に設置され、ライン上を移動する前記被冷却材に対して冷却媒体収納容器に設けられた複数の孔から冷却媒体を吐出して前記被冷却材を冷却する冷却装置であって、
前記冷却媒体収納容器内は区分壁により被冷却材の幅方向に５個以上の奇数個の室に区分され、
前記各室に供給される冷却媒体の流量を独立に調整できる流量調整機構が備えられているとともに、
前記区分壁が被冷却材の移動方向に対して傾斜し、かつ隣り合う区分壁が被冷却材の移動方向に対して互いに反対方向に傾斜して配置されており、
前記冷却媒体収納容器内の中央に位置する室の被冷却材幅方向の長さが被冷却材の移動方向に沿って拡大していることを特徴とする被冷却材の冷却装置（以下、「第２発明」とも記す）。
(2) The material to be cooled is disposed above the line through which the material to be cooled moves and discharges the cooling medium from a plurality of holes provided in the cooling medium storage container with respect to the material to be cooled that moves on the line. A cooling device for cooling,
The inside of the cooling medium storage container is divided into an odd number of chambers of 5 or more in the width direction of the material to be cooled by a partition wall,
A flow rate adjustment mechanism capable of independently adjusting the flow rate of the cooling medium supplied to each chamber is provided,
The partition walls are inclined with respect to the moving direction of the material to be cooled, and the adjacent partition walls are disposed to be inclined in directions opposite to each other with respect to the moving direction of the material to be cooled,
A cooling device for a material to be cooled (hereinafter referred to as “a material to be cooled”) having a length in a width direction of the material to be cooled that extends in a moving direction of the material to be cooled. Also referred to as “second invention”).
（３）前記区分壁により区分された室の数が５個であることを特徴とする前記（１）または（２）に記載の被冷却材の冷却装置（以下、「第３発明」とも記す）。 (3) The cooling device for a material to be cooled according to (1) or (2) (hereinafter also referred to as “third invention”), wherein the number of chambers divided by the dividing wall is five. ).
（４）前記中央に位置する室を挟んで被冷却材幅方向に対称の位置にある室に供給される冷却媒体の合計流量を調整する流量調整機構が備えられていることを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載の被冷却材の冷却装置（以下、「第４発明」とも記す）。 (4) The flow rate adjusting mechanism for adjusting the total flow rate of the cooling medium supplied to the chamber located symmetrically in the width direction of the material to be cooled across the chamber located at the center is provided. The cooling device for a material to be cooled according to any one of (1) to (3) (hereinafter, also referred to as “fourth invention”).
（５）前記被冷却材が熱間圧延された鋼板であることを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかに記載の被冷却材の冷却装置（以下、「第５発明」とも記す）。 (5) The cooling device for a material to be cooled according to any one of (1) to (4) (hereinafter referred to as “fifth invention”), wherein the material to be cooled is a hot-rolled steel plate. Write down).
（６）前記（１）〜（５）のいずれかに記載の被冷却材の冷却装置を用いて冷却したことを特徴とする鋼板（以下、「第６発明」とも記す）。 (6) A steel sheet (hereinafter also referred to as “sixth invention”), which is cooled using the cooling device for a material to be cooled according to any one of (1) to (5).
本発明において、「被冷却材」とは、冷却されるべき高温の材料を意味し、例えば、厚板圧延後の厚鋼板、ホットストリップ（熱間圧延鋼板）などが該当する。 In the present invention, the “material to be cooled” means a high-temperature material to be cooled, for example, a thick steel plate after hot plate rolling, a hot strip (hot rolled steel plate), or the like.
「冷却媒体」とは、被冷却材を冷却するために被冷却材に対して吐出供給される抜熱用流体を意味し、主として水が該当する。冷却媒体中のゴミなどの混入不純物は、冷却媒体を冷却装置に導入するまでに、フィルタなどを用いて除去し、冷却装置の吐出孔の閉塞を防止することが好ましい。 The “cooling medium” means a heat removal fluid that is discharged and supplied to the material to be cooled in order to cool the material to be cooled, and mainly corresponds to water. It is preferable to remove impurities such as dust in the cooling medium by using a filter or the like before the cooling medium is introduced into the cooling device to prevent the discharge holes of the cooling device from being blocked.
本発明の冷却装置は、ライン上を移動する高温の被冷却材に冷却媒体を吐出し、被冷却材の幅方向中央部における冷却媒体の滞留を起こすことなく、被冷却材を幅方向に均一に冷却することができる冷却装置である。また、本発明の冷却装置を用いることにより、幅方向に均一な温度分布および品質特性を有する厚鋼板、熱間熱延鋼板などをはじめとして、材料組織および組織に由来する緒特性の幅方向変動の少ない高性能の金属材料を安定して製造することができる。 The cooling device of the present invention discharges a cooling medium to a high-temperature object to be cooled that moves on the line, and makes the object to be cooled uniform in the width direction without causing retention of the cooling medium in the center part in the width direction of the object to be cooled. It is a cooling device that can cool down. Moreover, by using the cooling device of the present invention, the width direction fluctuation of the material structure and the structure derived from the structure including the hot steel sheet having a uniform temperature distribution and quality characteristics in the width direction, hot hot rolled steel sheet, etc. It is possible to stably produce a high-performance metal material with a small amount.
本発明の範囲を前記のとおり規定した理由および好ましい実施形態につき、さらに詳細に説明する。 The reason why the scope of the present invention is defined as described above and preferred embodiments will be described in more detail.
図１は、本発明に係る被冷却材の冷却装置の一例を示す一部透視の斜視図である。 FIG. 1 is a partially transparent perspective view showing an example of a cooling device for a material to be cooled according to the present invention.
拘束ロール４により拘束されながら、搬送ロール５により図中の矢印Ｘにて示される方向にライン上を移動する被冷却材３の上方に、冷却装置の冷却媒体収納容器（ヘッダ）１が設置されている。冷却媒体収納容器１の下面１１には複数の冷却媒体吐出孔１２が設けられており、また、冷却媒体収納容器１内は、区分壁１３、１４、１５および１６により、被冷却材３の幅方向に複数の室Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４およびＲ５に区分されている。室Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４およびＲ５には、冷却媒体流量調整機構（流量調整弁）２２、２３、２４、２５および２６により流量を独立に調整された冷却媒体が、冷却媒体供給配管１７、１８、１９、２０および２１を通して供給される。供給された冷却媒体は、室Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４およびＲ５の下面に設けられた冷却媒体吐出孔１２から被冷却材３の表面に向かって吐出され、被冷却材３を冷却する。
A cooling medium storage container (header) 1 of the cooling device is installed above the material to be cooled 3 that moves on the line in the direction indicated by the arrow X in the figure while being restrained by the restraining roll 4. ing. The
（１）第１発明
第１発明は、前記のとおり、Ｒ１、Ｒ２などの各室に供給される冷却媒体の流量を独立に調整できる流量調整機構２２、２３などが備えられているとともに、区分壁１３、１４などが被冷却材３の移動方向に対して傾斜し、かつ、区分壁１３と１４のように隣り合う区分壁が被冷却材３の移動方向Ｘに対して互いに反対方向に傾斜して配置されている被冷却材３の冷却装置である。
(1) First invention As described above, the first invention is provided with the flow
本発明者らは、前記特許文献に開示された冷却装置の問題点を下記のとおり改善することにより、本発明を完成させた。 The present inventors have completed the present invention by improving the problems of the cooling device disclosed in the patent document as follows.
１）冷却媒体収納容器内は区分壁により被冷却材の幅方向に５個以上の室に区分
冷却媒体収納容器内内を被冷却材の幅方向に５個以上の室に区分すると、被冷却材の幅に依存しない適切な冷却を実現できる。すなわち、区分された室数が４個以下になると、被冷却材の幅方向の冷却媒体供給量を適切な分布とすることが難しくなる。以下、具体的に図を用いて説明する。
1) The inside of the cooling medium storage container is divided into five or more chambers in the width direction of the material to be cooled by the dividing wall. When the inside of the cooling medium storage container is divided into five or more chambers in the width direction of the cooling material, Appropriate cooling independent of the width of the material can be realized. That is, when the number of divided chambers is 4 or less, it is difficult to obtain an appropriate distribution of the cooling medium supply amount in the width direction of the material to be cooled. Hereinafter, it demonstrates concretely using figures.
図２は、室数が５個の第１発明または第２発明、もしくは第３発明の冷却装置の平面図および被冷却材幅方向の冷却媒体供給量の模式的分布図である。同図（ａ）は冷却装置の平面図を示している。同図（ａ）に示されるとおり、中央室Ｒ３の被冷却材幅方向長さは、被冷却材の移動方向Ｘに沿って拡大しており、側部の室Ｒ２およびＲ４の幅方向長さは、被冷却材の移動方向Ｘに沿って縮小している。また、Ｒ１〜Ｒ５の各室に供給される冷却媒体の供給流量は、流量調整機構２２〜２６によりそれぞれ独立に調整できる。
FIG. 2 is a plan view of the cooling device of the first invention, the second invention, or the third invention having five chambers, and a schematic distribution diagram of the cooling medium supply amount in the width direction of the material to be cooled. FIG. 2A shows a plan view of the cooling device. As shown in FIG. 5A, the width of the central chamber R3 in the width direction of the material to be cooled increases along the moving direction X of the material to be cooled, and the length in the width direction of the side chambers R2 and R4. Is reduced along the moving direction X of the material to be cooled. Moreover, the supply flow rate of the cooling medium supplied to each of the chambers R1 to R5 can be adjusted independently by the flow
同図（ｂ）は被冷却材幅方向における冷却媒体供給量が一定の場合の供給量分布を示している。 FIG. 5B shows a supply amount distribution when the cooling medium supply amount in the width direction of the material to be cooled is constant.
同図（ｃ）は広幅の被冷却材を対象とし、幅方向側部での冷却媒体供給量が低い場合の供給量分布を示す。この冷却媒体供給量分布は、流量調整機構を調整することにより、室Ｒ２、Ｒ３およびＲ４のいずれから供給される冷却媒体供給量をも等しくし、かつ、これらの供給量を室Ｒ１およびＲ５のいずれから供給される冷却媒体供給量よりも多くすることにより実現される。同図（ｄ）は広幅の被冷却材を対象とし、幅方向中央部での冷却媒体供給量が低い場合の供給量分布を示す。この冷却媒体供給量分布は、流量調整機構を調整することにより、室Ｒ２、Ｒ３およびＲ４のいずれから供給される冷却媒体供給量をも等しくし、かつ、これらの供給量を室Ｒ１およびＲ５のいずれから供給される冷却媒体供給量よりも少なくすることにより実現される。 FIG. 4C shows a supply amount distribution when the coolant to be cooled is wide and the cooling medium supply amount in the width direction side portion is low. This cooling medium supply amount distribution makes the cooling medium supply amount supplied from any of the chambers R2, R3, and R4 equal by adjusting the flow rate adjusting mechanism, and these supply amounts are made equal to those in the chambers R1 and R5. This is realized by increasing the amount of cooling medium supplied from either of them. FIG. 4D shows the supply amount distribution when the cooling medium supply amount is low at the center in the width direction, targeting a wide material to be cooled. This cooling medium supply amount distribution makes the cooling medium supply amount supplied from any of the chambers R2, R3, and R4 equal by adjusting the flow rate adjusting mechanism, and these supply amounts are made equal to those in the chambers R1 and R5. This is realized by reducing the cooling medium supply amount supplied from either of them.
同図（ｅ）は狭幅の被冷却材を対象とし、幅方向側部での冷却媒体供給量が低い場合の供給量分布を示す。この冷却媒体供給量分布は、流量調整機構を調整することにより、室Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４およびＲ５のいずれから供給される冷却媒体供給量をも等しくし、かつ、室Ｒ３から供給される冷却媒体供給量よりも少なくすることにより得られる。そして、同図（ｆ）は狭幅の被冷却材を対象とし、幅方向中央部での冷却媒体供給量が低い場合の供給量分布を示す。この冷却媒体供給量分布は、流量調整機構を調整することにより、室Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４およびＲ５のいずれから供給される冷却媒体供給量をも等しくし、かつ、室Ｒ３から供給される冷却媒体供給量よりも多くすることにより得られる。 FIG. 5E shows a supply amount distribution when the cooling medium supply amount at the side portion in the width direction is low, targeting a narrow material to be cooled. This cooling medium supply amount distribution makes the cooling medium supply amount supplied from any of the chambers R1, R2, R4, and R5 equal by adjusting the flow rate adjusting mechanism, and the cooling medium supplied from the chamber R3. It is obtained by making it less than the supply amount. FIG. 5F shows the supply amount distribution when the cooling medium supply amount is low at the center portion in the width direction, targeting a narrow material to be cooled. This cooling medium supply amount distribution makes the cooling medium supply amount supplied from any of the chambers R1, R2, R4, and R5 equal by adjusting the flow rate adjusting mechanism, and the cooling medium supplied from the chamber R3. It is obtained by making it larger than the supply amount.
ここで、同図（ｂ）〜（ｆ）の縦軸に記載された「冷却媒体供給量」とは、被冷却材３が冷却装置の入口側ＡＢから出口側ＣＤに向かって矢印Ｘで示される方向に移動する間に、幅方向の任意位置の被冷却材に対して冷却装置から供給される冷却媒体の全供給量を表す。
Here, the “cooling medium supply amount” described on the vertical axis in FIGS. 5B to 5F is indicated by the arrow X from the inlet side AB of the
２）各室に供給される冷却媒体の流量を独立に調整できる流量調整機構を設置
前記のとおり、被冷却材の幅方向中央部においては冷却媒体が滞留しやすいことから、幅方向中央部の冷却能が低下し、被冷却材の幅方向の温度分布はそれほど均一化されない。ところが、前記特許文献１に開示された技術のように、冷却媒体の流量調整機構（同特許文献の第１図および第２図中の番号２２）が１個の場合には、冷却媒体の合計流量しか調整できないので、冷却能の低下しやすい被冷却材の幅方向中央部の冷却媒体の供給量を幅方向側部よりも多くすることは困難である。
2) Installation of a flow rate adjustment mechanism that can independently adjust the flow rate of the cooling medium supplied to each chamber As described above, the cooling medium tends to stay in the central portion in the width direction of the material to be cooled. The cooling capacity is lowered, and the temperature distribution in the width direction of the material to be cooled is not so uniform. However, when the number of cooling medium flow rate adjustment mechanisms (
そこで、冷却媒体収納容器内の、被冷却材の幅方向に区分された各室に供給される冷却媒体の流量を独立に調整できる流量調整機構を設けることにより、冷却媒体の供給流量を幅方向の各室ごとに任意に調整できるようにし、被冷却材の幅方向の均一な冷却を可能とした。 Therefore, by providing a flow rate adjustment mechanism that can independently adjust the flow rate of the cooling medium supplied to each chamber divided in the width direction of the material to be cooled in the cooling medium storage container, the supply flow rate of the cooling medium is changed in the width direction. Each chamber can be arbitrarily adjusted to enable uniform cooling of the material to be cooled in the width direction.
例えば、図２において、被冷却材の幅方向に区分されたＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４およびＲ５の各室の下面に吐出孔が同じ密度で一様に設けられている場合には、流量調整機構による冷却媒体の流量調整と供給量の幅方向分布との関係は、下記のとおりとなる。 For example, in FIG. 2, when the discharge holes are uniformly provided at the same density in the lower surface of each of the chambers R1, R2, R3, R4 and R5 divided in the width direction of the material to be cooled, the flow rate adjustment The relationship between the flow rate adjustment of the cooling medium by the mechanism and the distribution in the width direction of the supply amount is as follows.
すなわち、被冷却材の幅方向各室の下面単位面積当たりの供給流量が同一となるように、流量調整機構２２、２３、２４、２５および２６により冷却媒体の供給流量を調整したときは、図２（ｂ）に示すように、幅方向の任意位置の被冷却材が冷却装置の入口側ＡＢから出口側ＣＤに向かって移動する間に冷却装置から供給される冷却媒体の全供給量は、被冷却材３の幅方向の全域にわたり一定となる。
That is, when the supply flow rate of the cooling medium is adjusted by the flow
また、被冷却材の幅方向側部に位置する室Ｒ１およびＲ５の下面単位面積当たりの供給流量が、幅方向中央部に位置する室Ｒ２、Ｒ３およびＲ４の下面単位面積当たりの供給流量に比して少なくなるように、流量調整機構２２、２３、２４、２５および２６により冷却媒体の流量を調整した場合には、同図（ｃ）に示すとおり、被冷却材３が冷却装置の入口側ＡＢから出口側ＣＤに向かって移動する間に冷却装置から供給される冷却媒体の全供給量は、幅方向中央部で幅広い領域にわたり多い分布となり、幅方向側部で少ない分布となる。
Further, the supply flow rate per lower surface unit area of the chambers R1 and R5 located on the width direction side portion of the material to be cooled is compared with the supply flow rate per lower surface unit area of the chambers R2, R3 and R4 located in the center portion in the width direction. When the flow rate of the cooling medium is adjusted by the flow
これに対して、被冷却材の幅方向側部に位置する室Ｒ１およびＲ５の下面単位面積当たりの供給流量が、幅方向中央部に位置する室Ｒ２、Ｒ３およびＲ４の下面単位面積当たりの供給流量に比して多くなるように、流量調整機構２２、２３および２４により冷却媒体の流量を調整した場合には、同図（ｄ）に示すとおり、被冷却材に供給される冷却媒体の全供給量は、幅方向中央部で幅広い領域にわたり少ない分布となり、幅方向側部で多い分布となる。
In contrast, the supply flow rate per unit area of the lower surface of the chambers R1 and R5 located on the side in the width direction of the material to be cooled is the supply per unit area of the lower surface of the chambers R2, R3, and R4 located in the center in the width direction. When the flow rate of the cooling medium is adjusted by the flow
さらに、被冷却材の幅方向側部近くに位置する室Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４およびＲ５の下面単位面積当たりの供給流量が、幅方向中央部に位置する室Ｒ３の下面単位面積当たりの供給流量に比して少なくなるように、流量調整機構２２、２３、２４、２５および２６により冷却媒体の流量を調整した場合には、同図（ｅ）に示すとおり、被冷却材３が冷却装置の入口側ＡＢから出口側ＣＤに向かって移動する間に冷却装置から供給される冷却媒体の全供給量は、幅方向中央部で多い分布となり、幅方向側部の幅広い領域にわたり少ない分布となる。
Furthermore, the supply flow rate per unit area of the lower surface of the chambers R1, R2, R4 and R5 located near the widthwise side portion of the material to be cooled becomes the supply flow rate per unit area of the lower surface of the chamber R3 located in the center portion in the width direction. When the flow rate of the cooling medium is adjusted by the flow
これに対して、被冷却材の幅方向側部近くに位置する室Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４およびＲ５の下面単位面積当たりの供給流量が、幅方向中央部に位置する室Ｒ３の下面単位面積当たりの供給流量に比して多くなるように、流量調整機構２２、２３、２４、２５および２６により冷却媒体の流量を調整した場合には、同図（ｆ）に示すとおり、被冷却材に供給される冷却媒体の全供給量は、幅方向中央部で少ない分布となり、幅方向側部の幅広い領域にわたり多い分布となる。
On the other hand, the supply flow rate per lower surface unit area of the chambers R1, R2, R4 and R5 located near the width direction side portion of the material to be cooled is smaller than the lower surface unit area of the chamber R3 located in the center portion in the width direction. When the flow rate of the cooling medium is adjusted by the flow
ここで、冷却水などの冷却媒体の流量調整は、鋼板などの被冷却材の幅方向の温度分布の測定結果をフィードバックして、流量調整機構２２、２３、２４、２５および２６の開度を制御するなどの方法により行えばよい。
Here, the flow rate adjustment of the cooling medium such as cooling water is performed by feeding back the measurement result of the temperature distribution in the width direction of the material to be cooled such as a steel plate, and the opening degree of the flow
３）区分壁を被冷却材の移動方向に対して傾斜させ、かつ隣り合う区分壁を被冷却材の移動方向に対して互いに反対方向に傾斜させて配置
区分壁を被冷却材の移動方向に対して傾斜させて配置する理由は、被冷却材幅方向の冷却媒体の供給量の分布を滑らかにするためである。具体的には、例えば前記図２（ｃ）および同図（ｄ）に示されたとおり、幅方向中央部における冷却媒体の供給量と幅方向側部における冷却媒体の供給量とはスロープ状に滑らかに連結された分布となる。
3) Arrange the partition walls so that they are inclined with respect to the moving direction of the material to be cooled, and the adjacent dividing walls are inclined in directions opposite to each other with respect to the moving direction of the material to be cooled. The reason for the inclined arrangement is to smooth the distribution of the supply amount of the cooling medium in the width direction of the material to be cooled. Specifically, for example, as shown in FIG. 2C and FIG. 2D, the supply amount of the cooling medium in the central portion in the width direction and the supply amount of the cooling medium in the side portions in the width direction are sloped. The distribution is smoothly connected.
これに対して、区分壁が被冷却材の移動方向Ｘに対して傾斜せずに、被冷却材の移動方向と同方向に配置された場合には、区分壁を挟んで冷却媒体の供給量は急激に変化する。例えば、前記図２（ａ）において、区分壁１３および１４を被冷却材の移動方向Ｘに対して傾斜させずに配置した場合は、同図（ｃ）および同図（ｄ）の冷却媒体供給量の幅方向分布は、区分壁を挟んで階段状に変化する分布となる。
On the other hand, when the partition wall is not inclined with respect to the moving direction X of the coolant, but is disposed in the same direction as the moving direction of the coolant, the supply amount of the cooling medium across the partition wall Changes rapidly. For example, in FIG. 2A, when the
被冷却材の冷却に際し、被冷却材幅方向の冷却能の急激な変化を避けるためには、被冷却材幅方向の冷却媒体供給量分布は、滑らかな分布が適していることから、上記のとおり区分壁は被冷却材の移動方向に対して傾斜させて配置することとした。 When cooling the material to be cooled, in order to avoid a sudden change in the cooling capacity in the width direction of the material to be cooled, the distribution of the cooling medium in the width direction of the material to be cooled is suitable as a smooth distribution. As described above, the partition wall is inclined with respect to the moving direction of the material to be cooled.
次に、隣り合う区分壁を被冷却材の移動方向に対して互いに反対方向に傾斜して配置させる理由は、区分壁下方の領域の被冷却材に供給される冷却媒体の流量の経時的変化の傾向を同一とするためである。 Next, the reason why the adjacent partition walls are inclined in the opposite directions with respect to the moving direction of the coolant is the change over time in the flow rate of the cooling medium supplied to the coolant in the region below the partition wall. This is to make the same tendency.
前記図２（ａ）中の番号１３、１４、１５および１６で示されたように区分壁が配置されている場合は、被冷却材が冷却装置の入口側ＡＢを通過した直後においては、いずれの区分壁下方の領域の被冷却材にも、主として室Ｒ２および室Ｒ４からの冷却媒体供給条件により定まる流量の冷却媒体が供給される。そして、その後、被冷却材の移動にともない、被冷却材には主として室Ｒ１、Ｒ３およびＲ５からの冷却媒体供給条件により定まる流量の冷却媒体が供給される。
When the partition walls are arranged as indicated by the
これに対して、同図（ａ）において、例えば、区分壁１５が被冷却材の移動方向Ｘに対して区分壁１４と同方向に傾斜して配置されている場合は、被冷却材が冷却装置の入口側ＡＢを通過した直後においては、区分壁１５下方の領域の被冷却材には、室Ｒ３からの冷却媒体供給条件で定まる流量の冷却媒体が供給される。その後、被冷却材の移動にともなって、室Ｒ４からの冷却媒体供給条件で定まる流量の冷却媒体が供給される。したがって、隣り合う区分壁の下方を通過する被冷却材に供給される冷却媒体流量の経時的変化の傾向は互いに逆の傾向となる。
On the other hand, in the same figure (a), for example, when the
被冷却材を幅方向に均一に冷却するためには、冷却能の増加減少の経時的変化は、被冷却材の幅方向の位置によらずに、同傾向のパターンとする必要があることから、隣り合う区分壁を被冷却材の移動方向に対して互いに反対方向に傾斜して配置することとした。 In order to cool the material to be cooled uniformly in the width direction, the change over time of the increase or decrease in cooling capacity must be a pattern with the same tendency regardless of the position in the width direction of the material to be cooled. The adjacent partition walls are arranged so as to be inclined in directions opposite to each other with respect to the moving direction of the material to be cooled.
４）区分壁の傾斜角度
図３は、冷却媒体収納容器内の区分壁の傾斜角度を説明するための平面図である。同図において、区分壁１３は、被冷却材の移動方向Ｘに対して傾斜させずに配置させた例を、区分壁１４は、被冷却材の移動方向Ｘに対して右回り（時計方向周り）に９０°を超え１８０°未満の傾斜角度θ１だけ傾斜して配置させた例を、そして、区分壁１５は、被冷却材の移動方向Ｘに対して右回り（時計方向周り）に０°を超え９０°未満の傾斜角度θ２だけ傾斜して配置させた例を、それぞれ示す。
4) Angle of inclination of partition wall FIG. 3 is a plan view for explaining the angle of inclination of the partition wall in the cooling medium storage container. In the figure, an example in which the
同図に示されたとおり、任意の区分壁を被冷却材の移動方向Ｘに対して９０°を超え１８０°未満の傾斜角度で配置した場合は、その区分壁と隣り合う区分壁は、被冷却材の移動方向Ｘに対して０°を超え９０°未満の傾斜角度で配置する。また、任意の区分壁を被冷却材の移動方向Ｘに対して０°を超え９０°未満の傾斜角度で配置した場合には、その区分壁と隣り合う区分壁は、被冷却材の移動方向Ｘに対して９０°を超え１８０°未満の傾斜角度で配置する。 As shown in the figure, when an arbitrary partition wall is arranged at an inclination angle of more than 90 ° and less than 180 ° with respect to the moving direction X of the coolant, the partition wall adjacent to the partition wall is It arrange | positions with the inclination angle which exceeds 0 degree and is less than 90 degrees with respect to the moving direction X of a coolant. In addition, when an arbitrary partition wall is disposed at an inclination angle greater than 0 ° and less than 90 ° with respect to the moving direction X of the coolant, the partition wall adjacent to the partition wall is in the direction of movement of the coolant. It arrange | positions with the inclination angle which exceeds 90 degrees and less than 180 degrees with respect to X.
現実には、傾斜角度を０°近傍、９０°近傍、または１８０°近傍の値とすることは好ましくなく、３０°〜６０°の範囲または１２０°〜１５０°の範囲とすることが好ましい。 Actually, it is not preferable to set the inclination angle to a value in the vicinity of 0 °, 90 °, or 180 °, and preferably in the range of 30 ° to 60 ° or in the range of 120 ° to 150 °.
（２）第２発明
第２発明は、前記第第１発明において、さらに、冷却媒体収納容器内が、前記図１および図２における室Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３などのように、区分壁により、被冷却材の幅方向に奇数個の室に区分され、室Ｒ２のように冷却媒体収納容器内の中央に位置する室の被冷却材幅方向の長さが、被冷却材の移動方向Ｘに沿って拡大している被冷却材の冷却装置である。
(2) Second invention In a second invention according to the first invention, the inside of the cooling medium storage container is further covered by a partition wall such as the chambers R1, R2, R3 in FIGS. The chamber is divided into an odd number of chambers in the width direction of the coolant, and the length in the width direction of the coolant in the chamber located in the center of the cooling medium storage container as in the chamber R2 is along the moving direction X of the coolant. This is a cooling device for a material to be cooled which is expanding.
１）冷却媒体収納容器内を区分壁により被冷却材の幅方向に奇数個の室に区分
冷却媒体収納容器内を被冷却材の幅方向に奇数個の室に区分する理由は、被冷却材への冷却媒体の全供給量を被冷却材の幅方向に対称に分布させ、また、冷却媒体供給流量の経時的変化のパターンを被冷却材の幅方向に対称とするためである。
1) The inside of the cooling medium storage container is divided into an odd number of chambers in the width direction of the material to be cooled by the partition wall. The reason for dividing the inside of the cooling medium storage container into an odd number of chambers in the width direction of the cooling material is This is because the total supply amount of the cooling medium to the cooling medium is distributed symmetrically in the width direction of the material to be cooled, and the pattern of change with time of the cooling medium supply flow rate is made symmetrical in the width direction of the material to be cooled.
冷却水などの冷却媒体を冷却装置から一様に被冷却材に供給して冷却する場合、被冷却材の上面に供給された冷却媒体は、被冷却材の幅方向側部から端部を排出経路（逃げ経路）として流れ去る。しかし、被冷却材の幅方向中央部では、冷却媒体の排出経路が確保されにくいので、冷却媒体が被冷却材の幅方向中央部に滞留することとなる。このようにして滞留した冷却媒体は伝熱抵抗となる境膜を形成し、この境膜が供給されたフレッシュな冷却媒体が被冷却材に接触することを妨げるため、幅方向中央部における伝熱抵抗が増大して冷却能は低下する。 When cooling medium such as cooling water is uniformly supplied from the cooling device to the material to be cooled, the cooling medium supplied to the upper surface of the material to be cooled is discharged from the width direction side of the material to be cooled. It flows away as a route (escape route). However, since the cooling medium discharge path is difficult to be secured at the center in the width direction of the material to be cooled, the cooling medium stays at the center in the width direction of the material to be cooled. The cooling medium staying in this way forms a boundary film that serves as a heat transfer resistance and prevents the fresh cooling medium supplied with this boundary film from coming into contact with the material to be cooled. Resistance increases and cooling capacity decreases.
このような被冷却材の幅方向中央部における冷却能の低下を回避する方法として、冷却媒体収納容器内に区分壁を設けて、収納容器内を奇数個の室に区分し、その中央の室と両側部に位置する室とで被冷却材への冷却媒体供給量を独立に調整する方法が有効である。具体的には、冷却能の低下しやすい中央室からの冷却媒体の吐出供給量を多くし、両側部の室からの冷却媒体吐出供給量を多くすることにより、被冷却材の中央部に吐出供給された冷却媒体が被冷却材の幅方向に排出されやすくなり、冷却媒体の滞留による境膜の形成も起こりにくくなるので好ましい。また、冷却媒体による冷却能は、被冷却材の幅方向に中心対称となるので、冷却が被冷却材の幅方向に非対称となることによる温度分布の不均一を防止できて好ましい。 As a method of avoiding such a decrease in cooling capacity in the center portion in the width direction of the material to be cooled, a partition wall is provided in the cooling medium storage container, and the storage container is partitioned into an odd number of chambers, and the central chamber It is effective to independently adjust the cooling medium supply amount to the material to be cooled between the chambers located on both sides. Specifically, increasing the amount of cooling medium discharged and supplied from the central chamber where cooling capacity is likely to decrease, and increasing the amount of cooling medium discharged and supplied from the chambers on both sides increases the amount of cooling medium discharged to the center of the material to be cooled. It is preferable because the supplied cooling medium is easily discharged in the width direction of the material to be cooled, and the formation of a boundary film due to the retention of the cooling medium is less likely to occur. Moreover, since the cooling ability by the cooling medium is centrosymmetric with respect to the width direction of the material to be cooled, it is preferable to prevent uneven temperature distribution due to asymmetric cooling in the width direction of the material to be cooled.
２）中央室の被冷却材幅方向の長さが被冷却材の移動方向に沿って拡大
中央の室の被冷却材幅方向の長さを被冷却材の移動方向に沿って拡大させる理由を下記に説明する。図４は、冷却媒体収納容器内の区分壁の配置形状の相違を説明するための平面図である。なお、同図では、説明を簡潔にするために中央に位置する室を含め３個の室のみ示した。同図（ａ）は中央室の被冷却材幅方向の長さが被冷却材の移動方向に沿って拡大する区分壁の配置を、同図（ｂ）は従来技術における区分壁の配置を、それぞれ示す。
2) The length of the central chamber in the width direction of the material to be cooled expands along the direction of movement of the material to be cooled The reason why the length of the central chamber in the width direction of the material to be cooled expands along the direction of movement of the material to be cooled This is explained below. FIG. 4 is a plan view for explaining the difference in the arrangement shape of the partition walls in the cooling medium storage container. In the figure, only three chambers including the chamber located in the center are shown for the sake of brevity. The figure (a) shows the arrangement of the partition walls in which the length of the central chamber in the width direction of the material to be cooled expands along the moving direction of the material to be cooled, and the figure (b) shows the arrangement of the partition walls in the prior art. Each is shown.
同図（ａ）に示されるとおり、冷却装置の入口側ＡＢでの中央室Ｒ２の幅方向長さが同出口側ＣＤでの幅方向長さに比して短い場合には、冷却装置の入口側ＡＢを通過した直後の被冷却材３に対して吐出供給される冷却媒体の量は、被冷却材３の幅方向中央部と側部または端部とで相違する。したがって、中央室Ｒ２から被冷却材３へ供給される室下面単位面積当たりの冷却媒体の供給量が側部の室Ｒ１およびＲ３のいずれから被冷却材３に供給される室単位面積当たりの冷却媒体の供給量よりも多い場合には、入口側ＡＢを通過した直後の被冷却材３に供給される冷却媒体の供給量は、被冷却材３の中央部で多く、側部から端部では少なくなる。そして、その後、被冷却材がＸ方向に移動するにつれて、被冷却材３の側部から端部に対して吐出供給される冷却媒体の供給量は増加する。
As shown in FIG. 5A, when the length in the width direction of the central chamber R2 on the inlet side AB of the cooling device is shorter than the length in the width direction on the outlet side CD, the inlet of the cooling device The amount of the cooling medium discharged and supplied to the
上記のように、冷却初期の冷却媒体の幅方向流量分布が幅方向中央部で多く、側部から端部で少ない分布であり、かつ、側部から端部に供給される冷却媒体の流量が、その後、経時的に増加する場合には、被冷却材３の幅方向中央部に供給された冷却媒体は、側部から端部に向かって排出される経路が確保されるので、幅方向中央部における冷却媒体の滞流量は少なくなる。その結果、中央部における冷却媒体の滞留に起因して伝熱抵抗となる境膜が形成されることは少なくなり、したがって、冷却能の低下は防止される。 As described above, the flow rate distribution of the cooling medium in the initial stage of cooling is large at the center in the width direction and small from side to end, and the flow rate of the cooling medium supplied from the side to the end is low. Then, when it increases over time, the cooling medium supplied to the central portion in the width direction of the material to be cooled 3 is secured in the width direction center because a path is ensured to be discharged from the side portion toward the end portion. The stagnant flow rate of the cooling medium in the section is reduced. As a result, it is less likely that a boundary film serving as heat transfer resistance is formed due to the retention of the cooling medium in the central portion, and therefore, a decrease in cooling capacity is prevented.
これに対して、同図（ｂ）に示されるとおり、冷却装置の入口側ＡＢでの中央室Ｒ２の幅方向長さが同出口側ＣＤでの幅方向長さに比して長い場合には、冷却装置の入口側ＡＢを通過した直後の被冷却材３には、その中央部のみならず、側部の一部にも多量の冷却媒体が供給される。その後、被冷却材３がＸ方向に移動するにつれて、側部から端部において冷却媒体の供給量は減少するものの、既に多量の冷却媒体が側部の一部にも供給されているので、被冷却材３の幅方向中央部に供給された多量の冷却媒体が、側部から端部に向かって排出されるための経路が確保されにくく、中央部における冷却媒体の滞流量は多くなる。したがって、中央部における冷却媒体の滞留に起因して伝熱抵抗となる境膜が形成されやすくなり、その結果、冷却能は低下しやすくなる。
On the other hand, when the width direction length of the central chamber R2 at the inlet side AB of the cooling device is longer than the width direction length at the outlet side CD, as shown in FIG. A large amount of cooling medium is supplied not only to the central part but also to a part of the side part of the
上記の理由により、冷却媒体収納容器１の中央の室Ｒ２の被冷却材幅方向の長さは被冷却材３の移動方向Ｘに沿って拡大した形状とすることが好ましい。
For the above reason, it is preferable that the length of the central chamber R2 of the cooling
なお、上記の説明は、冷却装置が、中央に位置する室を含めて３個の室に区分された場合の例について記したが、室の数がさらに増加した場合についても、本発明の同様の効果を奏することはいうまでもない。 In the above description, the cooling device is described as an example in which the cooling device is divided into three chambers including the chamber located in the center. However, the case where the number of chambers further increases is the same as that of the present invention. It goes without saying that the effects of
（３）第３発明
第３発明は、第１発明または第２発明において、区分壁１３、１４、１５などにより区分された室の数が５個である被冷却材の冷却装置である。
(3) Third invention The third invention is a cooling apparatus for a material to be cooled, in the first invention or the second invention, wherein the number of chambers divided by the dividing
区分された室数が５個を超えて多くなると、冷却媒体流量調整機構の制御が複雑になるので、制御性の面で好ましくない。区分された室数が５個であると、冷却媒体の流量調整機構の制御が複雑にならない範囲で、かつ、種々の幅を有する被冷却材に対しても、冷却媒体の好ましい幅方向流量分布のもとに、被冷却材を均一に冷却できるからである。 If the number of divided chambers exceeds 5, the control of the cooling medium flow rate adjusting mechanism becomes complicated, which is not preferable in terms of controllability. When the number of the divided chambers is 5, the preferable flow direction distribution of the cooling medium in the cooling medium is within a range in which the control of the flow rate adjusting mechanism of the cooling medium is not complicated, and also for the material to be cooled having various widths. This is because the material to be cooled can be cooled uniformly.
（４）第４発明
第４発明は、第１発明〜第３発明のいずれかの発明において、中央に位置する室を挟んで被冷却材幅方向に対称の位置にある室に供給される冷却媒体の合計流量を調整する流量調整機構が備えられている被冷却材の冷却装置である。
(4) Fourth invention In a fourth invention according to any one of the first to third inventions, cooling supplied to a chamber located symmetrically in the width direction of the material to be cooled across the chamber located in the center. A cooling device for a material to be cooled provided with a flow rate adjusting mechanism for adjusting a total flow rate of a medium.
図５は、室数が５個の第４発明の冷却装置の模式的平面図である。同図の例では、中央に位置する室Ｒ３を挟んで対称の位置にあるＲ１およびＲ５、ならびにＲ２およびＲ４の室に供給される冷却媒体の合計流量を流量調整機構２２および２３により調整するが、室Ｒ３を挟んで対称の位置にある室が複数組存在する冷却装置では、それぞれの組に対して流量調整弁を設け、同様にして対称の位置に存在する各組の室に供給される合計流量を調整すればよい。
FIG. 5 is a schematic plan view of the cooling device of the fourth invention having five chambers. In the example of the figure, the flow
通常の被冷却材の冷却においては、被冷却材をその幅方向に中心対称となるように冷却することが多いことから、第４発明の冷却装置を採用することにより、流量調整機構が簡略化され、また流量制御も簡素化される。 In ordinary cooling of the material to be cooled, the material to be cooled is often cooled so as to be centrosymmetric with respect to the width direction thereof, so the flow rate adjusting mechanism is simplified by adopting the cooling device of the fourth invention. In addition, the flow rate control is simplified.
（５）第５発明および第６発明
第５発明は、被冷却材が熱間圧延された鋼板であることを特徴とする第１発明〜第４発明のいずれかの被冷却材の冷却装置であり、第６発明は、第１発明〜第５発明のいずれかの被冷却材の冷却装置を用いて冷却した鋼板である。
(5) 5th invention and 6th invention The 5th invention is a to-be-cooled material cooling device in any one of the 1st invention to the 4th invention, wherein the to-be-cooled material is a hot-rolled steel plate. The sixth invention is a steel plate cooled by using the cooling device for a material to be cooled according to any of the first to fifth inventions.
第１発明〜第４発明のいずれかの被冷却材の冷却装置は、厚板圧延後の厚鋼板の冷却やホットストリップの冷却など、熱間圧延された鋼板の冷却に好適な冷却装置である。また、本発明の冷却装置を用いて冷却された厚鋼板や熱間熱延鋼板などの鋼板は、鋼板の幅方向に均一な温度分布が得られることから、鋼板幅方向の品質特性が均一化され、優れた性能を有する。 The cooling device for a material to be cooled according to any one of the first to fourth inventions is a cooling device suitable for cooling a hot-rolled steel sheet such as cooling a thick steel sheet after hot plate rolling or cooling a hot strip. . In addition, steel plates such as thick steel plates and hot-rolled steel plates cooled using the cooling device of the present invention have a uniform temperature distribution in the width direction of the steel plates, so the quality characteristics in the width direction of the steel plates are uniform. And has excellent performance.
本発明の効果を確認するため、下記の鋼板の冷却試験を行い、その結果を評価した。 In order to confirm the effect of the present invention, the following steel plate cooling test was performed and the results were evaluated.
表１に、試験に使用した冷却装置の冷却水収納容器（ヘッダ）の諸元および冷却水の供給条件を示した。 Table 1 shows the specifications of the cooling water storage container (header) of the cooling device used in the test and the cooling water supply conditions.
同表に示す諸元を有する２種類の冷却水収納容器１をそれぞれ１０個準備し、前記図１および図２に示したのと同様の態様で、厚鋼板ライン上に設置した。設置位置は、冷却水収納容器１の下面１１が厚板鋼板の上面から３００ｍｍの高さとし、ライン方向の冷却水収納容器１の間隔が７５０ｍｍとなるように連続的に配置した。
Ten two types of cooling
試験番号１および２のいずれの試験に用いた冷却水収納容器１も、その下面１１には冷却水の吐出孔１２を１００個／ｍ2の割合で設け、室数は５個とし、室Ｒ３を中央の室として鋼板の幅方向に中心対称となる形状とした。また、いずれの試験に用いた冷却水収納容器も、室Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４およびＲ５の下面の面積が冷却水収納容器の下面の全面積に占める割合を、それぞれ１０％、２５％、３０％、２５％および１０％となるように区分壁１３、１４、１５および１６により内部を区分した。
The cooling
本発明例の試験である試験番号１の試験に用いた冷却水収納容器は、区分壁１３および１５が鋼板の移動方向Ｘに対して右回り（時計方向周り）に傾斜角度（θ１）で４５°だけ傾斜して配置され、また、区分壁１４および１６は、同じく傾斜角度（θ２）で１３５°だけ傾斜して配置されている。つまり、冷却水収納容器内の中央の室の鋼板幅方向の長さが鋼板の移動方向に沿って拡大した形状となっている。
In the cooling water storage container used in the test No. 1 which is the test of the present invention example, the
これに対して、比較例の試験である試験番号２の試験に用いた冷却水収納容器は、区分壁１３および１５が鋼板の移動方向Ｘに対して右回り（時計方向周り）に傾斜角度（θ１）で１３５°だけ傾斜して配置され、また、区分壁１４および１６は、同じく傾斜角度（θ２）で４５°だけ傾斜して配置されている。すなわち、冷却水収納容器内の中央の室の鋼板幅方向の長さが鋼板の移動方向に沿って縮小した形状となっている。
On the other hand, in the cooling water storage container used in the test of test number 2 which is a test of the comparative example, the
冷却水収納容器への冷却水の全供給量は、試験番号１および２のいずれについても同量とし、試験番号１では、中央の室Ｒ３への供給量が全供給量の５０％となり、側部の室Ｒ１およびＲ５への供給量がそれぞれ１０％づつ、そして、室Ｒ２およびＲ４への供給量がそれぞれ１５％づつとなるように流量調整機構２２〜２６により流量調整を行った。また、試験番号２では冷却水の全供給量のみを調整した。上記の条件下では、試験番号１において室Ｒ３から鋼板に吐出供給された室下面の単位面積あたりの冷却水量は、試験番号２において室Ｒ３から鋼板に吐出供給された室下面の単位面積あたりの冷却水量の約１．６７倍に相当すると推測される。
The total amount of cooling water supplied to the cooling water storage container is the same for both
そして、質量％で、Ｃ：０．１５％、Ｓｉ：０．２０％、Ｍｎ：１．００％、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０２５％、Ｎ：０．００１％を含み、残部がＦｅおよび不純物からなる化学成分組成を有し、圧延終了温度が８３０℃で仕上げられた厚さ２１ｍｍ、幅３ｍ、長さ１５ｍの厚鋼板を８００℃から４５０℃まで強制冷却する試験を行い、冷却直後の鋼板の表面温度を測定した。 And by mass%, C: 0.15%, Si: 0.20%, Mn: 1.00%, sol. Al: 0.025%, N: 0.001%, with the balance being a chemical composition composed of Fe and impurities, finished at a rolling end temperature of 830 ° C., 21 mm thick, 3 m wide, 15 m long The thick steel plate was forcibly cooled from 800 ° C. to 450 ° C., and the surface temperature of the steel plate immediately after cooling was measured.
その結果、比較例の試験である試験番号２では、鋼板中央部と、側部〜端部との表面温度の偏差の最大値は７５℃であったのに対して、本発明例である試験番号１では、同偏差の最大値は２５℃と極めて低い値が得られた。これにより、本発明の冷却装置は、鋼板などの被冷却材の幅方向中央部において、冷却水などの冷却媒体の滞留を起こすことなく、被冷却材を幅方向に均一に冷却する顕著な効果を奏することが確認された。 As a result, in test number 2 which is a test of the comparative example, the maximum value of the surface temperature deviation between the central portion of the steel sheet and the side portion to the end portion was 75 ° C., whereas the test which is an example of the present invention. In No. 1, the maximum value of the deviation was as low as 25 ° C. Thereby, the cooling device of the present invention has a remarkable effect of uniformly cooling the material to be cooled in the width direction without causing the retention of the cooling medium such as cooling water in the center portion in the width direction of the material to be cooled such as a steel plate. It was confirmed that
本発明の冷却装置は、ライン上を移動する高温の被冷却材に冷却媒体を吐出し、被冷却材の幅方向中央部における冷却媒体の滞留を起こすことなく、被冷却材を幅方向に均一に冷却することができる冷却装置である。また、本発明の冷却装置を用いることにより、幅方向に均一な温度分布および品質特性を有する厚鋼板、熱間熱延鋼板などをはじめとして、材料組織および緒特性の幅方向変動の少ない高性能の金属材料を製造することができる。これにより、本発明は、高性能でかつ品質変動の少ない金属板を安定して製造するラインにおいて、その冷却手段として広範に適用できる。 The cooling device of the present invention discharges a cooling medium to a high-temperature object to be cooled that moves on the line, and makes the object to be cooled uniform in the width direction without causing retention of the cooling medium in the center part in the width direction of the object to be cooled. It is a cooling device that can cool down. In addition, by using the cooling device of the present invention, high performance with less fluctuation in the width direction of the material structure and cord characteristics, including thick steel plates and hot hot rolled steel plates having uniform temperature distribution and quality characteristics in the width direction. The metal material can be manufactured. As a result, the present invention can be widely applied as a cooling means in a line for stably producing a metal plate having high performance and little quality fluctuation.
１：冷却媒体収納容器（ヘッダ）、 １１：冷却媒体収納容器の下面、
１２：冷却媒体吐出孔、 １３、１４、１５、１６：区分壁、
１７、１８、１９、２０、２１：冷却媒体供給配管、
２２、２３、２４、２５、２６：冷却媒体流量調整機構、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５：室、
３：被冷却材、 ４：拘束ロール、 ５：搬送ロール、
1: Cooling medium storage container (header), 11: Lower surface of cooling medium storage container,
12: Cooling
17, 18, 19, 20, 21: cooling medium supply piping,
22, 23, 24, 25, 26: Cooling medium flow rate adjusting mechanism,
R1, R2, R3, R4, R5: chamber,
3: Material to be cooled, 4: Restraint roll, 5: Transport roll,
Claims (6)
前記冷却媒体収納容器内は区分壁により被冷却材の幅方向に５個以上の室に区分され、
前記各室に供給される冷却媒体の流量を独立に調整できる流量調整機構が備えられているとともに、
前記区分壁が被冷却材の移動方向に対して傾斜し、かつ隣り合う区分壁が被冷却材の移動方向に対して互いに反対方向に傾斜して配置されていることを特徴とする被冷却材の冷却装置。 The cooling medium is cooled by discharging a cooling medium from a plurality of holes provided in the cooling medium storage container with respect to the cooling medium that is installed above the line where the cooling medium moves and moves on the line. A cooling device,
The cooling medium storage container is divided into five or more chambers in the width direction of the material to be cooled by a partition wall,
A flow rate adjustment mechanism capable of independently adjusting the flow rate of the cooling medium supplied to each chamber is provided,
The material to be cooled is characterized in that the partition walls are inclined with respect to the moving direction of the material to be cooled and the adjacent partition walls are inclined in directions opposite to each other with respect to the moving direction of the material to be cooled. Cooling system.
前記冷却媒体収納容器内は区分壁により被冷却材の幅方向に５個以上の奇数個の室に区分され、
前記各室に供給される冷却媒体の流量を独立に調整できる流量調整機構が備えられているとともに、
前記区分壁が被冷却材の移動方向に対して傾斜し、かつ隣り合う区分壁が被冷却材の移動方向に対して互いに反対方向に傾斜して配置されており、
前記冷却媒体収納容器内の中央に位置する室の被冷却材幅方向の長さが被冷却材の移動方向に沿って拡大していることを特徴とする被冷却材の冷却装置。 The cooling medium is cooled by discharging a cooling medium from a plurality of holes provided in the cooling medium storage container with respect to the cooling medium that is installed above the line where the cooling medium moves and moves on the line. A cooling device,
The inside of the cooling medium storage container is divided into an odd number of chambers of 5 or more in the width direction of the material to be cooled by a partition wall,
A flow rate adjustment mechanism capable of independently adjusting the flow rate of the cooling medium supplied to each chamber is provided,
The partition walls are inclined with respect to the moving direction of the material to be cooled, and the adjacent partition walls are disposed to be inclined in directions opposite to each other with respect to the moving direction of the material to be cooled,
A cooling device for a material to be cooled, characterized in that the length in the width direction of the material to be cooled of the chamber located at the center in the cooling medium storage container is enlarged along the moving direction of the material to be cooled.
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