JP5482375B2 - Descaling device - Google Patents
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Description
本発明は、圧延前の金属体に対し搬送中に高圧水等の噴射流体を噴射してデスケーリングを行うためのデスケーリング装置に関する。なお、圧延前の金属体には、スラブなどの未圧延材や粗圧延材(粗バーなど)も含まれる。要は、デスケーリング処理の後の工程で圧延を行う必要のある金属体であれば良い。 The present invention relates to a descaling apparatus for performing descaling by jetting a jet fluid such as high-pressure water during conveyance to a metal body before rolling. In addition, unrolled materials, such as a slab, and rough-rolled materials (rough bar etc.) are also contained in the metal body before rolling. In short, any metal body that needs to be rolled in the process after the descaling process may be used.
例えば特許文献1に記載のように、デスケーリング装置の噴射ノズルからの高圧水を鋼板に吹き付けることでデスケーリングを行う。
このとき、前記特許文献1では、前記噴射ノズルの迎え角を0〜10度の範囲に設定することが記載されている。
For example, as described in
At this time,
前記噴射した高圧水は、鋼材表面に衝突したのち、その一部が跳ね返って跳ね返り水となる。前記のように噴射ノズルの迎え角が小さい場合には、その跳ね返り水の一部が噴射ノズルやヘッダなどのデスケーリング装置に衝突するおそれがある。
ここで、デスケーリング効率を向上させようとする場合には、噴射水の衝突圧を高くすることとなるが、その分、前記ヘッダ等に衝突する跳ね返り水の圧力が高くなり、そのことが、跳ね返り水が衝突するヘッダなどの損傷の原因となる。すなわち、デスケーリング装置を構成するヘッダ等の寿命低下に繋がる。
The jetted high-pressure water collides with the surface of the steel material, and then a part of the high-pressure water rebounds to become rebound water. As described above, when the angle of attack of the injection nozzle is small, a part of the rebound water may collide with a descaling device such as the injection nozzle or the header.
Here, when trying to improve the descaling efficiency, the collision pressure of the jet water will be increased, but the pressure of the rebound water that collides with the header or the like is increased accordingly, This can cause damage to the headers where the splashed water collides. That is, it leads to the lifetime reduction of the header etc. which comprise a descaling apparatus.
なお、特許文献2には、本発明のプロテクタに近似した遮蔽板が記載されているが、ノズルの迎え角が0度であり、且つノズルの噴射軸と穴の中心とを同軸としていることから、本発明の効果を奏しない。
本発明は、前記のような点に着目してなされたもので、デスケーリング効率を向上しつつ、デスケーリング装置の寿命低下を抑えることを目的としている。
The present invention has been made paying attention to the above points, and has an object to improve the descaling efficiency and suppress the life reduction of the descaling apparatus.
前記課題を解決するために、本発明のうち請求項1に記載した発明は、搬送されてくる金属板に向けて噴射流体を噴射する噴射ノズルを備えたデスケーリング装置において、
前記搬送されてくる金属板に対する前記噴射ノズルの迎え角を1度以上に設定し、
前記金属板と噴射ノズルとの間に、金属板からの跳ね返り水が噴射ノズル側に戻ることを阻止するプロテクタを設け、
そのプロテクタに対し、前記噴射ノズルから金属板に向けて噴射流体を通過させるためのプロテクタ穴を開口し、
金属板の移動方向に沿った方向において、前記噴射ノズルの噴射口の位置から、前記プロテクタ穴の金属板上流側端部位置までの距離を、30mm以下としたことを特徴とするものである。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in
The angle of attack of the spray nozzle with respect to the metal plate being conveyed is set to 1 degree or more,
A protector is provided between the metal plate and the injection nozzle to prevent rebound water from the metal plate from returning to the injection nozzle side,
For the protector, open a protector hole for allowing the jet fluid to pass from the jet nozzle toward the metal plate,
In the direction along the moving direction of the metal plate, the distance from the position of the injection port of the injection nozzle to the upstream end position of the metal plate in the protector hole is 30 mm or less.
次に、請求項2に記載した発明は、請求項1に記載した構成に対し、前記噴射ノズルの迎え角を1度以上6度以下に設定し、
金属板の移動方向に沿った方向において、前記噴射ノズルの噴射口の位置から、前記プロテクタ穴の金属板上流側端部位置までの距離を、15mm以上30mm以下としたことを特徴とするものである。
Next, in the invention described in
In a direction along the moving direction of the metal plate, the distance from the position of the injection port of the injection nozzle to the upstream side end position of the metal plate of the protector hole is set to 15 mm or more and 30 mm or less. is there.
次に、請求項3に記載した発明は、請求項1又は請求項2に記載した構成に対し、 前記プロテクタ穴の中心を、金属板の移動方向に直交する方向からみて、噴射ノズルの噴射口の位置に一致若しくは略一致させ、且つ前記プロテクタ穴の断面形状を円形若しくは金属板の搬送方向に長径を向けた楕円形状としたことを特徴とするものである。
Next, the invention described in
本発明によれば、デスケーリング効率を向上しつつ、デスケーリング装置の寿命低下を抑えることが出来る。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the lifetime reduction of a descaling apparatus can be suppressed, improving descaling efficiency.
次に、本発明に係る実施形態について図面を参照しつつ説明する。
本実施形態では、金属板として熱間圧延前の鋼板1を例に挙げて説明する。
すなわち、図1に示すように、パスラインPLに沿って搬送される鋼板1を挟んで、上下ほぼ対称な位置に配置にそれぞれデスケーリング装置のヘッダ2が配置されている。各ヘッダ2は、鋼板1の幅方向に軸を向けて配置され、そのヘッダ2には、その軸方向に沿って複数の噴射ノズル3が設けられている。
Next, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.
In this embodiment, the
That is, as shown in FIG. 1, the
各噴射ノズル3は、噴射流体としての高圧水を鋼板1に向けて噴射可能となっている。各噴射ノズル3には、模式図である図2に示すように、それぞれ迎え角θ、ねじり角ψ及び広がり角φが設定されている。
各噴射ノズル3の迎え角θは、例えば1度以上11度以下、好ましくは1度以上6度以下の範囲に設定されている。デスケーリング効率を向上させるためには、前記迎え角θは小さい方が好ましい。迎え角θは、噴射ノズル3の噴射口3aに対し、鋼板1の搬送方向に直交する方向を0度として、鋼板1の上流側に傾けた角度を正に取った傾斜角度である。
Each
The angle of attack θ of each
また、前記ヘッダ2及び噴射ノズル3と鋼板1との間に、図3のように、板状のプロテクタ4を介装している。プロテクタ4は、少なくとも鋼板1からの跳ね返り水が噴射ノズル3側に戻ることを阻止するだけの大きさを有する。なおこのプロテクタ4は、ヘッダ2等を支持する支持部材(不図示)に支持させればよい。
そのプロテクタ4に対し、噴射ノズル3に対応して、図4にように、各噴射ノズル3から鋼板1に向けて噴射流体を通過させるためのプロテクタ穴5を複数開口している。本実施形態では、各プロテクタ穴5の断面を円形形状とし、そのプロテクタ穴5の中心を、鋼板1の移動方向に直交する方向からみて、噴射ノズル3の噴射口3aの位置に一致若しくは略一致させている。図4中、穴5の並び方向がヘッダ2の軸方向に沿った方向である。
A plate-
As shown in FIG. 4, a plurality of
また各プロテクタ穴5の直径Dpを30mm以上60mm以下に設定している。迎え角θを1度以上として噴射ノズル3からの噴射水が通過させるには、30mm以上は必要と思われるため、30mm以上とした。また、後述のように60mm以下に設定することで、跳ね返り水がプロテクタ穴5を通過することを防止出来る。
前記構成によって、鋼板1の移動方向に沿った方向において、前記噴射ノズル3の噴射口3aの位置から、前記プロテクタ穴5の金属板上流側端部位置までの距離を、30mm以下に設定することが可能となる。
Moreover, the diameter Dp of each
By the said structure, in the direction along the moving direction of the
なお、プロテクタ穴5の開口断面は、円形である必要はなく、鋼板1の移動方向に沿った方向に長径を向けた楕円形や、多角形形状の穴などであっても良い。また、必ずしも、各プロテクタ穴5の断面を円形形状とし、そのプロテクタ穴5の中心を、鋼板1の移動方向に直交する方向からみて、噴射ノズル3の噴射口3aの位置に一致若しくは略一致させる必要もない。
The opening cross section of the
ただし、隣り合う噴射ノズル3の各プロテクタ穴5は連通していないことが好ましい。隣の噴射ノズル3の噴射水による跳ね返り水が通過することをできるだけ抑えるためである。
前記構成によって、噴射ノズル3の迎え角θを低角化してデスケーリング効率を向上出来ると共に、跳ね返り水からヘッダ2等を保護出来る結果、デスケーリング装置の寿命低下を抑えることが出来る。
However, it is preferable that the
With this configuration, the angle of attack θ of the
(前記諸元についての説明)
迎え角θについて検討したところ、1つの噴射ノズル3から噴射された噴射水は、前記迎え角θを挟んで、鋼板1の搬送方向に沿って所定の角度範囲を持って噴射される。
(Description of the above specifications)
When the angle of attack θ is examined, the water jetted from one
そして、隣り合う噴射水同士は鋼板1に衝突後に互いに干渉し、衝突力を弱めあう欠点がある。これに対し、本願発明者らが検討したところ、迎え角θを小さくすればするほど、この干渉域における衝突力低減を回避ことができることを見いだした。
また、噴射水は、鋼板1との衝突により跳ね返るが、その跳ね返り水の最小反射角は入射角と等しい。このため、迎え角θをゼロに近づけるほど跳ね返り水がヘッダ2等に接触するおそれがある。
Adjacent water jets interfere with each other after colliding with the
Further, the jet water rebounds due to the collision with the
ここで、迎え角θ低角化における設備制約(条件)について、図3を参照して、考察する。
鋼板1に衝突した後の噴射水の跳ね返り水がプロテクタ穴5の中に入らないことが、迎え角θの低角化における設備条件である。すなわち、上述のように噴射水は幅を持っており、噴射幅のうち最も下流側にある噴射流線がプロテクタ穴5の中に入ってはならない。
Here, the equipment restrictions (conditions) in reducing the angle of attack θ will be discussed with reference to FIG.
It is an equipment condition for lowering the angle of attack θ that the rebound water of the jet water after colliding with the
ここで、噴射幅のうち最も下流側にある噴射流線による跳ね返り水がプロテクタ4の穴に入らない条件は、下記(1)式となる。
Y > Z ・・・(1)
ここで、Yは、ヘッダ2の中心から、噴射幅のうち最も下流側にある噴射流線による跳ね返り水がプロテクタ4に当接する位置までの距離である。また、Zは、ヘッダ2の中心から、プロテクタ穴5の鋼板1上流側端部位置までの距離である。
Here, the condition that the rebound water by the jet stream line located on the most downstream side in the jet width does not enter the hole of the
Y> Z (1)
Here, Y is the distance from the center of the
そして、前記図3に示す幾何学的配置から、Y及びZは、下記式で表すことが出来る。 And from the geometrical arrangement shown in FIG. 3, Y and Z can be expressed by the following equations.
ここで、
R:ヘッダ2の半径(mm)
rn:ヘッダ2からのノズル突出量(mm)
L:パスレベルPLからのノズルレベル(mm)
t:鋼板1の板厚(mm)
θ:迎え角(rad)
φ:ノズル3噴射広がり角(rad)
ψ:平面でみたときのノズルねじれ角(rad)
Dp:プロテクタ穴5の直径
である。
here,
R: radius of the header 2 (mm)
r n: nozzle projection amount from the header 2 (mm)
L: Nozzle level from pass level PL (mm)
t: Plate thickness of the steel plate 1 (mm)
θ: angle of attack (rad)
φ:
ψ: Nozzle twist angle (rad) when viewed in a plane
Dp: diameter of the
ここで、プロテクタ穴5の中心は、鋼板1の搬送方向に直交する方向からみてノズル3の噴射口3aと同じ位置に設定してある。
(1)式に(2)式及び(3)式を代入すると、下記(4)式となる。
Here, the center of the
Substituting Equation (2) and Equation (3) into Equation (1) yields Equation (4) below.
また、図5を参照してφ′を求める。
図5から、φ′は、下記のように計算できる。
Further, φ ′ is obtained with reference to FIG.
From FIG. 5, φ ′ can be calculated as follows.
そして、(5)式及び(6)式からφ′は、下記式で表すことが出来る。 And from the formulas (5) and (6), φ ′ can be expressed by the following formula.
そして、迎え角θは小さければ小さいほど良いが、鋼板1からの跳ね返り水がプロテクタ穴5に入ってヘッダ2を損傷しないためには、迎え角θは、前記(4)式及び(7)式を満足する必要がある。
The smaller the angle of attack θ, the better. However, in order to prevent the splashed water from the
ここで、デスケーリング装置の一般的な仕様は、下記のようになっている。
L =100〜300mm
R =50〜130mm
rn=75〜150mm
t =30〜55mm
φ =34〜50度
ψ =10〜15度
ここで、ノズルレベルLは、低いと鋼板1がノズルに衝突するが、高いと衝突圧が小さくなる。この観点から設定される。ヘッダ2の半径Rは、デスケーリングの水圧及び水量に依存する。ヘッダ2からのノズル突出量rnは、ノズル3の仕様によって決定される。
Here, the general specifications of the descaling apparatus are as follows.
L = 100-300mm
R = 50-130mm
r n = 75 to 150 mm
t = 30-55mm
φ = 34 to 50 degrees ψ = 10 to 15 degrees Here, when the nozzle level L is low, the
前記のような一般的な仕様の範囲内で、前記(4)式及び(7)式を満足するプロテクタ穴5の径Dpを求めると、径Dpは30mm以上60mm以下の範囲となった。
ここで、ヘッダ2からのノズル3の突出量として20mmの余裕代を見込んで、プロテクタ4レベルhpを(L−20)以下に設定した。
When the diameter Dp of the
Here, the
また、迎え角θはデスケーリング効率を向上するためには0度に近い方がよい。これを考慮して、迎え角θを小さく且つ跳ね返り水がヘッダ2に衝突する可能性がある角度として、1度以上6度以下に設定した。なお、迎え角θが0度では、プロテクタ穴5に跳ね返り水が戻ってしまうので、迎え角θの下限値を1度とした。
Further, the angle of attack θ is preferably close to 0 degrees in order to improve descaling efficiency. Considering this, the angle of attack θ is set to be small and from 1 degree to 6 degrees as the angle at which the rebound water may collide with the
また、プロテクタ穴5として断面円形で、平面視でノズル3噴射口3a中心にプロテクタ穴5を一致させた場合であるので、平面視で、ノズル3噴射口3a中心から上流側の最端位置が、(Dp/2)となる。従って、プロテクタ穴5における、ノズル3噴射口3a中心から上流側端部位置が、(30/2)〜(60/2)の範囲、つまり15mm以上30mm以下となるように設定すればよい。
Further, since the
以上のようにプロテクタ穴5を設定すれば、迎え角θを1度以上6度以下などの小さい角度としてデスケーリング効率を向上させても、跳ね返り水によるヘッダ2等の損傷が防止される。なお、迎え角θを6度よりも大きく設定しても良い。
If the
すなわち、前記の使用範囲において、プロテクタ穴5径Dpがφ30〜60mm、プロテクタ4レベルhp≦L−20であるプロテクタ4を備えることで、噴射水の跳ね返り水を防御することができるため、迎え角θを確実に低角化を図ることが可能となる。
That is, in the above-mentioned use range, by providing the
以下の条件にて実験を実施した。
なお、鋼板1のパスラインPLに対し上下にノズル3を配置した場合である。
デスケーリング圧力:500kgf/cm2
ヘッダ水量(デスケーリング水量):5.9m3/min
隣り合うノズルピッチ:65mm
ノズル数:上27本、下27本、
ヘッダ幅:1755mm
ノズルレベル:上166min、下111mm(パスレベル基準)
ノズル突出し量:77.6mm、ヘッダ:127mm(φ254÷2)
材料条件 鋼板の厚さ:30mm〜55mm、通板速度:約40m/min
噴射水広がり角:34度 、 ノズル3ねじり角:10度
プロテクタ穴5 上:60mm、下:30mm、ノズル3噴射口3aの中心にプロテクタ穴5の中心を一致させている。
ブロテクターレベルhp 上:141mm、下:60mm
そして、迎え角θとして15度、11度、5度で実験した。
The experiment was conducted under the following conditions.
In addition, it is a case where the
Descaling pressure: 500 kgf / cm 2
Header water volume (descaling water volume): 5.9 m 3 / min
Adjacent nozzle pitch: 65 mm
Number of nozzles: 27 on top, 27 on bottom,
Header width: 1755mm
Nozzle level: Top 166 min, Bottom 111 mm (pass level reference)
Nozzle protrusion amount: 77.6 mm, header: 127 mm (φ254 / 2)
Material conditions Steel plate thickness: 30 mm to 55 mm, plate passing speed: about 40 m / min
Spray water spread angle: 34 degrees,
Brochure level hp Top: 141mm, Bottom: 60mm
The experiment was conducted at an attack angle θ of 15 degrees, 11 degrees, and 5 degrees.
(結果)
どの迎え角θにあっても、跳ね返り水によるヘッダ2の損傷は無かった。
また、それぞれの迎え角θにおける衝突圧力を求めてみた。その結果を示す。
迎え角θ=15度:衝突圧力=2.8MPa
迎え角θ=11度:衝突圧力=3.5MPa
迎え角θ=5度 :衝突圧力=4.7MPa
このように、迎え角θを低角化することで、噴射圧を変えることなく衝突圧力を増大させることができることが分かった。
(result)
At any angle of attack θ, the
In addition, the collision pressure at each angle of attack θ was obtained. The result is shown.
Angle of attack θ = 15 degrees: Impact pressure = 2.8 MPa
Angle of attack θ = 11 degrees: Impact pressure = 3.5 MPa
Angle of attack θ = 5 degrees: Impact pressure = 4.7 MPa
Thus, it was found that the collision pressure can be increased without changing the injection pressure by reducing the angle of attack θ.
1 鋼板
2 ヘッダ
3 噴射ノズル
3a 噴射口
4 プロテクタ
5 プロテクタ穴
Dp プロテクタ穴の直径
hp ブロテクターレベル
L ノズルレベル
PL パスライン
θ 迎え角
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記搬送されてくる金属板に対する前記噴射ノズルの迎え角を1度以上に設定し、
前記金属板と噴射ノズルとの間に、金属板からの跳ね返り水が噴射ノズル側に戻ることを阻止するプロテクタを設け、
そのプロテクタに対し、前記噴射ノズルから金属板に向けて噴射流体を通過させるためのプロテクタ穴を開口し、
金属板の移動方向に沿った方向において、前記噴射ノズルの噴射口の位置から、前記プロテクタ穴の金属板上流側端部位置までの距離を、30mm以下としたことを特徴とするデスケーリング装置。 In a descaling device having an injection nozzle for injecting an injection fluid toward a metal plate being conveyed,
The angle of attack of the spray nozzle with respect to the metal plate being conveyed is set to 1 degree or more,
A protector is provided between the metal plate and the injection nozzle to prevent rebound water from the metal plate from returning to the injection nozzle side,
For the protector, open a protector hole for allowing the jet fluid to pass from the jet nozzle toward the metal plate,
A descaling apparatus characterized in that, in a direction along the moving direction of the metal plate, a distance from the position of the injection port of the injection nozzle to the position of the upstream end portion of the protector hole on the metal plate is set to 30 mm or less.
金属板の移動方向に沿った方向において、前記噴射ノズルの噴射口の位置から、前記プロテクタ穴の金属板上流側端部位置までの距離を、15mm以上30mm以下としたことを特徴とする請求項1に記載したデスケーリング装置。 The angle of attack of the injection nozzle is set to 1 to 6 degrees,
The distance from the position of the injection port of the injection nozzle to the metal plate upstream side end position of the protector hole in the direction along the moving direction of the metal plate is set to 15 mm or more and 30 mm or less. 1. A descaling apparatus according to 1.
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