熱間圧延用高圧流体式脱スケール方法および脱スケール装置
【課題】 熱間圧延用高圧流体式脱スケール方法および脱スケール装置を提供する。
【解決手段】 本装置は少なくとも１つの脱スケールユニットを含み、脱スケールユニットの主管ヘッダーの軸方向と圧延素材搬送方向が交差する。主管ヘッダーはジェット流体を供給するために使用される。脱スケールユニットの複数のノズルは主管ヘッダー上に配置され、各ノズルは圧延素材搬送方向と対向する方向に向けられ、衝突領域を形成するように圧延素材の表面上に流体を射出する。隣接する衝突領域は実質的に互いに平行であり、かつ圧延素材の表面上に互い違いのパターンで与えられる。縦方向に沿った衝突領域の中心線は特定距離だけ離間され、かつ中心線は圧延素材搬送方向に対して実質的に垂直である。隣接ノズルからのジェット噴霧のはね返りにより引き起こされる干渉は低減される。したがって脱スケール品質が改善される、すなわち製品の表面の巻き込みスケールが低減され、製品の表面品質が強化される。
【解決手段】 本装置は少なくとも１つの脱スケールユニットを含み、脱スケールユニットの主管ヘッダーの軸方向と圧延素材搬送方向が交差する。主管ヘッダーはジェット流体を供給するために使用される。脱スケールユニットの複数のノズルは主管ヘッダー上に配置され、各ノズルは圧延素材搬送方向と対向する方向に向けられ、衝突領域を形成するように圧延素材の表面上に流体を射出する。隣接する衝突領域は実質的に互いに平行であり、かつ圧延素材の表面上に互い違いのパターンで与えられる。縦方向に沿った衝突領域の中心線は特定距離だけ離間され、かつ中心線は圧延素材搬送方向に対して実質的に垂直である。隣接ノズルからのジェット噴霧のはね返りにより引き起こされる干渉は低減される。したがって脱スケール品質が改善される、すなわち製品の表面の巻き込みスケールが低減され、製品の表面品質が強化される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は脱スケール方法と脱スケール装置に関し、具体的には、脱スケール目的のために、鋼帯、鋼板、成形鋼、棒鋼、線材等の圧延などの熱間圧延プロセスにおいて半完成品（圧延素材と呼ぶ）の表面のスケールを除去するために高圧流体を適用する脱スケール方法と脱スケール装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
関連技術の説明
一般的には、圧延素材の表面上のスケールは、鋼帯または鋼板等の従来の熱間圧延プロセスにおける巻き込みスケール（rolled-in-scale）欠陥を防止するために圧延に先立って除去さなければならない。したがって高圧流体式脱スケール装置（high-pressure fluid descaling apparatus）は通常、圧延機の前に配置される。
【０００３】
図１（ａ）は従来の高圧流体式脱スケール装置のノズルの射出により形成される衝突領域の概略図を示す。図１（ｂ）は脱スケール装置の配置の概略図を示す。図１（ｃ）は従来の高圧流体式脱スケール装置の側面図を示す。図１（ａ）において、Ｂはジェット幅、Ｅはノズル距離、Ｏは重なり、γはヘッダー軸に対するノズル軸のオフセット角である。図１（ｂ）においてαはノズル噴霧角、図１（ｃ）のβは傾斜（進み）角である。
【０００４】
従来の脱スケール装置の図１（ａ）〜図１（ｃ）に示すように、傾斜角βは、鋼帯または鋼板等の圧延素材内の圧延欠陥を防止するようにスケールを上流に導くものである。換言すれば、一般的な従来の脱スケール法は圧延素材搬送方向に対向するようにスケールを洗い流し、傾斜角βは通常、約１５°である。
【０００５】
図２は従来の隣接ノズル間のジェット噴霧の重なりの周りの図１（ｂ）のＡ−Ａ断面を示す。図３は従来のノズルのジェット噴霧のはね返りを示す。ここでＸははね返りによる発散角である。図４は２つの隣接衝突領域の浸食実験におけるアルミニウム板の使用を示す。ここでＧは空白領域の幅、Ｗは浸蝕された後の軟化領域の幅である。
【０００６】
図１（ａ）〜図３に示すように、ノズル１１からのジェットカーテン１２、１３は、これらが互いに干渉することにより脱スケールの均一性を低減するのを防止するためにオフセット角γだけそらされる。圧延素材１０の表面上の衝突領域１４、１５（連続ノズル１１により射出されたジェットカーテン１２、１３により形成される）はスケールを均一に除去するように部分的に重ねられる。しかしながら試験用板としてアルミニウム板を使用することにより浸食試験を反復して行ったが、試験結果は期待したものではなかった。図４に示すように、隣接ノズル１１の衝突領域１４、１５は重ならず、浸食効果が無い空白領域（Ｇ）が生じるということがわかった。
【０００７】
空白領域（Ｇ）は、主として、重なり領域の背後のジェットカーテン１３からのはね返り流体１６が図２に示すように重なり領域前方のジェットカーテン１２と干渉するために生じる。ジェットカーテン１２の一部は、アルミニウム試験板上の重なり領域に効果的に到達しないことがあり、したがって衝突力は著しく低減される。別の重要な理由は、はね返り流体は圧力の低い２つの側面の方へ広がる傾向があるということである。その結果、はね返り流体１６は図３に示すように外側に発散することになる。
【０００８】
空白領域（Ｇ）では、わずかな痕跡だけが出現する。軟化領域（Ｗ）では、粗表面がアルミニウム試験用板上に形成されるが、浸食痕跡の幅と深さは狭くかつ浅くなる。換言すれば、空白領域（Ｇ）と軟化領域（Ｗ）に対する衝突力または脱スケール効果は、隣接ノズルからのジェット噴霧のはね返りにより引き起こされる干渉のために低減される。
【０００９】
空白領域（Ｇ）と軟化領域（Ｗ）の存在は従来の高圧流体式脱スケールノズル１１が適切に配置されていないことを示し、これはスケールが巻き込まれる（rolled in）主な理由の１つである。しかしながら従来の技術に関し、その問題は、衝突領域１４と１５の不十分な重なりを引き起こすノズル１１の不適切な配置または脱スケール装置の不適切な配置としばしば見なされている。
【００１０】
したがってはね返り流体が隣接ノズルのジェットカーテンから出現する重なり領域上の干渉を低減するために、熱間圧延プロセスのための高圧流体式脱スケール方法および装置を提供することは革新的である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、熱間圧延プロセスにおいて適用される高圧流体式脱スケール方法および装置に関する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本装置は、主管ヘッダー（main pipe header）と複数のノズルとを含む少なくとも１つの脱スケールユニットを含み、圧延素材の表面上の主管ヘッダーの軸方向の投射線と圧延素材搬送方向とが交差し、主管ヘッダーはジェット流体を供給するために使用される。ノズルは主管ヘッダー上に配置される。各ノズルは、圧延素材の表面からスケールを浸蝕するように圧延素材搬送方向と対向する方向に向けられる。ノズルから射出されるジェット流体は、圧延素材の表面上に複数の衝突領域を形成し、その領域はお互いに互い違いに平行である。衝突領域の縦方向に沿った衝突領域の中心線は一様に離間され、かつ圧延素材搬送方向に垂直である。
【００１３】
本発明による熱間圧延プロセスにおいて適用される高圧流体式脱スケール方法および脱スケール装置は、隣接ノズルのジェットカーテンからのはね返り流体により引き起こされる干渉を低減し、これにより脱スケール品質を改善し、圧延素材の表面上のスケールを低減することができ、ひいては製品の表面の品質を改善する。実際上、本発明は、熱間圧延プロセス、例えば鋼帯、鋼板、成形鋼、棒鋼と線材等に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（ａ）は従来の高圧流体式脱スケール装置のノズルの射出により形成される衝突領域の概略図、（ｂ）は従来の高圧流体式脱スケール装置の配置の概略図、（ｃ）は従来の高圧流体式脱スケール装置の側面図を示す。
【図２】従来の隣接ノズル間のジェット噴霧の重なりの周りの図１（ｂ）のＡ−Ａ断面を示す。
【図３】従来のノズルのジェット噴霧のはね返りを示す。ここでＸははね返りによる発散角である。
【図４】２つの隣接衝突領域の浸食実験におけるアルミニウム板の使用を示す。
【図５】（ａ）は本発明の第１の実施形態による熱間圧延用高圧流体式脱スケール装置のノズルのジェットカーテンにより圧延素材の表面上に形成される衝突領域の概略図、（ｂ）は本発明の第１の実施形態による熱間圧延用高圧流体式脱スケール装置の脱スケールノズルの配置の概略図、（ｃ）は本発明の第１の実施形態による熱間圧延用高圧流体式脱スケール装置の側面図を示す。
【図６】本発明の第１の実施形態によるノズルの３つの異なる配置の概略図を示す。
【図７】本発明の第１の実施形態によるノズルの３つの異なる配置の概略図を示す。
【図８】本発明の第１の実施形態によるノズルの３つの異なる配置の概略図を示す。
【図９】本発明の第１の実施形態による延在部を有する熱間圧延用高圧流体式脱スケール装置の概略図を示す。
【図１０】本発明の第１の実施形態による延在部を有する熱間圧延用高圧流体式脱スケール装置の概略図を示す。
【図１１】本発明の第２の実施形態による熱間圧延用高圧流体式脱スケール装置の概略図を示す。
【図１２】試験用板としてアルミニウム板を使用する従来の実験のノズルの配置に基づく隣接ノズルのジェットカーテンによりアルミニウム板の表面上に形成される浸食痕跡をシミュレートする概略図を示す。
【図１３】本発明に基づく隣接ノズルのジェットカーテンによりアルミニウム板の表面上に形成される浸食痕跡をシミュレートする概略図を示す。
【図１４】本発明に基づく隣接ノズルのジェットカーテンによりアルミニウム板の表面上に形成される浸食痕跡をシミュレートする概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
発明の詳細な説明
図５（ａ）は、本発明の第１の実施形態による熱間圧延用高圧流体式脱スケール装置のノズルのジェットカーテンにより圧延素材の表面上に形成される衝突領域をシミュレートする概略図を示す。図５（ｂ）は、本発明の第１の実施形態による熱間圧延用高圧流体式脱スケール装置の脱スケールノズルの配置の概略図を示す。図５（ｃ）は、本発明の第１の実施形態による熱間圧延用高圧流体式脱スケール装置の側面図を示す。
【００１６】
図５（ａ）〜図５（ｃ）に示すように、本発明の第１の実施形態による熱間圧延用高圧流体式脱スケール装置２は、主管ヘッダー２１と複数のノズル２２とを含む少なくとも１つの脱スケールユニット２０を含む。圧延素材の表面上の主管ヘッダー２１の軸方向の投射線と圧延素材３の圧延素材搬送方向は交差し、主管ヘッダー２１はジェット流体を供給するために使用される。本発明の実施形態では、主管ヘッダー２１の軸方向は圧延素材搬送方向に対し垂直である。圧延素材３はストリップ、板、鋼片、棒、棒、成形ビーム等であってよい。
【００１７】
ノズル２２は主管ヘッダー２１上に配置される。各ノズル２２は圧延素材搬送方向と対向する方向に向けられる。すなわち高圧流体による脱スケールジェットの方向は圧延素材搬送方向と反対である。本発明の実施形態では、ノズル２２は複数の第１のノズル２２１と第１のノズル２２１に隣接する複数の第２のノズル２２２とを含む。
【００１８】
第１のノズル２２１と第２のノズル２２２は、複数の第１の衝突領域３１と第１の衝突領域３１に隣接する複数の第２の衝突領域３２とを形成するように圧延素材３の表面上に流体を射出し、２つの領域はお互いに互い違いに平行である。第１の衝突領域３１と第２の衝突領域３２は圧延素材３の表面上の圧延方向に重ねられる。衝突領域の縦方向に沿った領域の中心線は距離Ｄだけ一様に離間され、かつ圧延素材搬送方向に垂直である。
【００１９】
本実施形態では、第１のノズル２２１とその隣接する第２のノズル２２２は主管ヘッダー２１の軸方向に沿って離間され、互い違いに配置される。すなわち第１のノズル２２１はジェットカーテン２３を射出し、隣接する第２のノズル２２２はジェットカーテン２４を射出し、これらが衝突領域３１を形成する。衝突領域３２は連続ノズルにより配置される次の衝突領域に生成される。ノズルとその隣接するノズルは互い違いに配置される。したがって衝突領域は個々に生じる（図５（ａ）と図５（ｂ）を参照）。
【００２０】
第１のノズル２２１と第２のノズル２２２の位置は、図５（ｃ）に示すように第１のノズル２２１の中心線２２３とその隣接する第２のノズル２２２の中心線２２４が互いに平行であり、かつ主管ヘッダー２１の軸を通る放射状線２１２に対し対称となるような態様で配置されてもよい。あるいは第１のノズル２２１の中心線２２３とその隣接する第２のノズル２２２の中心線２２４は図６に示すように互いに平行であり、かつ主管ヘッダー２１の軸を通らない放射状線２１２に対し対称である。ここでは第２のノズル２２２の中心線２２４と主管ヘッダー２１の軸２１１が交差する。
【００２１】
第１のノズル２２１の中心線２２３と第２のノズル２２２の中心線２２４が互いに平行である配置では、Ｄは第１の衝突領域３１と第２の衝突領域３２間の距離であり、Ｄ’は第１のノズル２２１と第２のノズル２２２間の距離であり、βは第１のノズル２２１／第２のノズル２２２の中心線と圧延素材の表面の法線との傾斜角である。その関係はＤ’＝Ｄｃｏｓβとなるであろう。
【００２２】
あるいは、第１のノズル２２１と第２のノズル２２２の位置はそれらの対応する中心線が互いに平行にならない態様で配置されてもよい。この場合それらの中心線２２３と２２４は図７と図８に示すように縦方向に沿った主管ヘッダー２１の軸２１１と交差してもよいし、交差しなくてもよい。
【００２３】
本配置では、Ｄは第１の衝突領域３１と第２の衝突領域３２間の距離であり、Ｈは圧延素材の表面から中心線２２３、２２４の交点まで距離である。β１は第１のノズル２２１の中心線２２３と圧延素材の表面の法線との第１の傾斜角であり、β２は第２のノズル２２２の中心線２２４と圧延素材の表面の法線との第２の傾斜角である。その関係はＤ＝Ｈ（ｓｉｎβ１−ｓｉｎβ２）となるであろう。
【００２４】
また図９と図１０に示すように、本発明による熱間圧延用高圧流体式脱スケール装置２は柱（平方柱または円柱等）と見なされる延在部５をさらに含んでもよい。延在部５は、ただ１つがすべてのノズル２２を主管ヘッダー２１に接続する形式、あるいは少なくとも１つが１つまたは複数のノズル２２を主管ヘッダー２１に接続する形式のいずれかでよい。延在部５を有する熱間圧延用高圧流体式脱スケール装置２では、第１のノズル２２１の中心線２２３とその隣接する第２のノズル２２２の中心線２２４は図９と図１０に示すように互いに平行であってもよいし、平行でなくてもよい。
【００２５】
各単一ノズルに加えられる延在部５はノズル２２間の距離が大きい場合により好適であり、一方、２つ以上のノズル２２に集合ユニットとして加えられる延在部５はノズル２２間の距離が小さい場合により好適である。
【００２６】
図１１は、本発明の第２の実施形態に基づく熱間圧延用高圧流体式脱スケール装置の概略図を示す。脱スケール装置６は図５（ｃ）で述べたように２列の脱スケールユニット２０を含む。前方の脱スケールユニット２０内のノズル２２の中心線は後方の脱スケール装置内の対応するノズルに対してノズル距離Ｅの１／２オフセットされ配置されることが好ましい。本発明の実施形態では、第１の実施形態における熱間圧延用高圧流体式脱スケール装置２と同様な部品は同様な参照番号により示され、再度説明しない。２つの脱スケールユニット２０は互いに同一であり、図６〜図１０に示す図のいずれかの１つと見なしてよいことが理解される。
【００２７】
図１２は、試験用板としてアルミニウム板を使用する従来の高圧流体式脱スケール装置による実験に基づくジェット噴霧により圧延素材の表面上に形成された浸食痕跡をシミュレートする概略図を示す。隣接衝突領域１４と１５間の幾何学的関係は次の通りである。
【数１】
ここで、Ｘはジェット噴霧のはね返りによる発散角であり、Ｄは隣接衝突領域１４と１５間の垂直距離であり、Ｅは主管ヘッダーの軸方向に沿った隣接ノズルの中心線間の距離であり、Ｇはアルミニウム板の表面上の隣接衝突領域１４と１５間の空白領域（浸蝕されない領域）の幅であり、γは衝突領域１４と１５の縦方向と圧延素材搬送方向に対して垂直な方向との角度であるオフセット角であり、Ｏは隣接衝突領域１４と１５間の重なり領域の幅である。
【００２８】
ノズル距離Ｅが大きければ大きいほど空白領域Ｇは広くなりその逆もまた真であることが式（２）から理解される。また式（２）からオフセット角γが大きければ大きいほど空白領域Ｇは広くなりその逆もまた真であることがわかる。
【００２９】
図１３〜図１４は、本発明による隣接ノズルのジェット噴霧によりアルミニウム板の表面上に形成された浸食痕跡をシミュレートする概略図を示す。図５（ａ）〜図５（ｃ）と図１３〜図１４を参照すると、本発明によれば、脱スケール装置２の第１のノズル２２１とその隣接する第２のノズル２２２を含むノズル２２の配置により、対応する第１のノズル２２１と第２のノズル２２２から衝突領域３１と３２を生じる。衝突領域３１と３２は圧延素材３上に互い違いに出現し、衝突領域３１と３２は互いに平行である、すなわちオフセット角γは零に近づく。通常、ノズルのオフセット角γは従来の設計では１５°である。従来の設計と比較して、本発明による熱間圧延用高圧流体式脱スケール装置は、衝突領域間の同じ距離Ｄの条件下で空白領域の幅を効果的に低減することができ、したがって脱スケール品質を改善する。
【００３０】
オフセット角γが零に近づくと（γ≒０）、式（３）から次式を導出することができる。
Ｇ＝Ｄ ｔａｎＸ （４）
【００３１】
空白領域Ｇの幅は、はね返り流体の発散角Ｘと衝突領域３１と３２間の距離Ｄに依存する。
【００３２】
これは式（４）から導出される。図１０に示すようにＤ≒ｔの場合、
Ｇ＝ｔ ｔａｎＸ （５）
空白領域Ｇの幅は理論的に最小限になる。それにもかかわらず脱スケールユニット２０全体の製造、組み立ておよび設置から累算される誤差のために、衝突領域間の距離Ｄはｔより小さくなることがある。ジェット噴霧２３とジェット噴霧２４もまた互いに干渉し、これにより空白領域Ｇの幅を増加することがある。本発明で先に述べたようにパラメータｔ、Ｄ、Ｅ間の関係は次のように調節されることが好ましい。
ｔ＜Ｄ≦Ｅ ｓｉｎ１５°
【００３３】
表１は、本発明と従来発明との脱スケール装置による浸食実験の比較である。
【００３４】
空白領域Ｇの幅は従来の試験と比較して本発明では明らかに低減されていることが表１でわかる。したがって本発明による脱スケール装置２のノズル２２の配置により、脱スケール品質を効果的に改善することができる。
【００３５】
【表１】
【００３６】
本発明は、熱間圧延用高圧流体式脱スケール実施に適用可能な方法でもある。本実施形態では、熱間圧延用高圧流体式脱スケール装置２は、図５（ｂ）、図５（ｃ）、図１１、図１３に示すように熱間圧延用脱スケールを実行するために使用される。本発明による熱間圧延用高圧流体式脱スケール方法により、２組以上であってよい脱スケールユニット２０の主管ヘッダー２１内の流体は、第１のノズル２２１とその隣接する第２のノズルを含むノズル２２を介し、圧延素材搬送方向と対向する方向に向けられスケールを洗浄するように圧延素材３の表面に対し射出される複数の対応する第１のジェット噴霧２３とその隣接する第２のジェット噴霧２４を形成するように、使用される。第１のジェット噴霧２３と第２のジェット噴霧２４は圧延素材３の表面上の対応する衝突領域３１と３２を形成する。
【００３７】
第１の衝突領域３１とその隣接する第２の衝突領域３２は実質的に互いに平行であり、圧延素材３の表面上に互い違いに分布される。衝突領域３１と３２は圧延素材搬送方向に沿って重なり、縦方向に沿った衝突領域の中心線は衝突距離Ｄで離間される。衝突領域の縦方向は圧延素材搬送方向に実質的に垂直である。流体は５°〜４５°の傾斜（進み）角を有するノズル２２を介し圧延素材３の表面上に射出されることが好ましい。
【００３８】
本発明による熱間圧延用高圧流体式脱スケール方法はまた、図１１に示すような圧延素材３の脱スケールを実行するために２列の脱スケールユニット２０を有する熱間圧延用高圧流体式脱スケール装置６に適用されてもよい。２つの脱スケールユニット２０の主管ヘッダー２１内の流体は、脱スケールユニット２０のノズル２２を介し圧延素材３の表面に射出され、２つの脱スケールユニット２０のノズル２２の中心線は互い違いに配置され、ノズル距離Ｅの１／２離間される。
【００３９】
本発明による熱間圧延用高圧流体式脱スケール方法および脱スケール装置では、オフセット角が零に近づき、もとの重なり衝突領域の幅が不変の場合、噴射角を低減することにより脱スケール衝突力を増強することができる、あるいは、配置されるノズルの数を減らし、したがって脱スケール流体の消費を節約し、かつ脱スケール効率を改善するために、ノズル間の距離を増加することができる。
【００４０】
本発明による熱間圧延用高圧流体式脱スケール装置は、１つの脱スケールユニットまたは２つの脱スケールユニットを有してもよく、これらは脱スケールを強化するように、圧延機、研磨式（mill）脱スケールＰＳＢ（主スケールブレーカー：Primary Scale Breaker）またはＦＳＢ（最終スケールブレーカー：Finishing Scale Breaker）の前のスケール除去のために適用されてもよい。本発明による熱間圧延用高圧流体式脱スケール装置は圧延素材の表面上に互いに平行な衝突領域を形成する。隣接ノズルのジェット噴霧からのはね返り流体により引き起こされる干渉は、空白領域の幅を低減するように最小限まで低減される。また、脱スケール装置が２列の脱スケールユニットを含む場合、前方の脱スケールユニット内のノズルの中心線は後方の脱スケールユニット内の対応するノズルに対してノズル距離Ｅの１／２オフセットされて配置されることが好ましく、これにより隣接ノズルからのジェット噴霧の干渉を介し生成される空白領域の問題を解決する。
【００４１】
したがって本発明による熱間圧延用高圧流体式脱スケール方法および脱スケール装置は、脱スケール品質を改善し、製品の表面の巻き込みスケール（roll-in-scale）を低減し、したがって製品の表面品質を改善することができる。実際上、本発明による熱間圧延用高圧流体式脱スケール方法および脱スケール装置は、鋼帯、鋼板、成形鋼、棒鋼、線材等の熱間圧延プロセスに適用されることができる。
【００４２】
本発明のいくつかの実施形態が示され説明されたが、様々な変更と改善が当業者により行われ得る。したがって本発明の実施形態は限定的ではなく例示的な意味で説明された。本発明は図示された特定の形式に限定されるべきでなく、本発明の精神と範囲を保持するすべての変更は添付の特許請求の範囲内に入るように意図されている。
【符号の説明】
【００４３】
Ｄ：衝突領域間垂直距離
Ｅ：ノズル中心線間距離
Ｇ：空白領域幅
Ｏ：重なり領域幅
Ｘ：発散角
Ｗ：軟化領域
α：ノズル噴霧角
β、β１、β２：傾斜角
γ：オフセット角
２：熱間圧延用高圧流体式脱スケール装置
３、１０：圧延素材
１１、２２：ノズル
１２、１３：ジェットカーテン
１４、１５：衝突領域
１６：はね返り流体
２０：脱スケールユニット
２１：主管ヘッダー
２３、２４：ジェット噴霧
３１：第１の衝突領域
３２：第２の衝突領域
２１１：主管ヘッダーの軸
２１２：放射状線
２２１：第１のノズル
２２２：第２のノズル
２２３：第１のノズルの中心線、
２２４：第２のノズルの中心線
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は脱スケール方法と脱スケール装置に関し、具体的には、脱スケール目的のために、鋼帯、鋼板、成形鋼、棒鋼、線材等の圧延などの熱間圧延プロセスにおいて半完成品（圧延素材と呼ぶ）の表面のスケールを除去するために高圧流体を適用する脱スケール方法と脱スケール装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
関連技術の説明
一般的には、圧延素材の表面上のスケールは、鋼帯または鋼板等の従来の熱間圧延プロセスにおける巻き込みスケール（rolled-in-scale）欠陥を防止するために圧延に先立って除去さなければならない。したがって高圧流体式脱スケール装置（high-pressure fluid descaling apparatus）は通常、圧延機の前に配置される。
【０００３】
図１（ａ）は従来の高圧流体式脱スケール装置のノズルの射出により形成される衝突領域の概略図を示す。図１（ｂ）は脱スケール装置の配置の概略図を示す。図１（ｃ）は従来の高圧流体式脱スケール装置の側面図を示す。図１（ａ）において、Ｂはジェット幅、Ｅはノズル距離、Ｏは重なり、γはヘッダー軸に対するノズル軸のオフセット角である。図１（ｂ）においてαはノズル噴霧角、図１（ｃ）のβは傾斜（進み）角である。
【０００４】
従来の脱スケール装置の図１（ａ）〜図１（ｃ）に示すように、傾斜角βは、鋼帯または鋼板等の圧延素材内の圧延欠陥を防止するようにスケールを上流に導くものである。換言すれば、一般的な従来の脱スケール法は圧延素材搬送方向に対向するようにスケールを洗い流し、傾斜角βは通常、約１５°である。
【０００５】
図２は従来の隣接ノズル間のジェット噴霧の重なりの周りの図１（ｂ）のＡ−Ａ断面を示す。図３は従来のノズルのジェット噴霧のはね返りを示す。ここでＸははね返りによる発散角である。図４は２つの隣接衝突領域の浸食実験におけるアルミニウム板の使用を示す。ここでＧは空白領域の幅、Ｗは浸蝕された後の軟化領域の幅である。
【０００６】
図１（ａ）〜図３に示すように、ノズル１１からのジェットカーテン１２、１３は、これらが互いに干渉することにより脱スケールの均一性を低減するのを防止するためにオフセット角γだけそらされる。圧延素材１０の表面上の衝突領域１４、１５（連続ノズル１１により射出されたジェットカーテン１２、１３により形成される）はスケールを均一に除去するように部分的に重ねられる。しかしながら試験用板としてアルミニウム板を使用することにより浸食試験を反復して行ったが、試験結果は期待したものではなかった。図４に示すように、隣接ノズル１１の衝突領域１４、１５は重ならず、浸食効果が無い空白領域（Ｇ）が生じるということがわかった。
【０００７】
空白領域（Ｇ）は、主として、重なり領域の背後のジェットカーテン１３からのはね返り流体１６が図２に示すように重なり領域前方のジェットカーテン１２と干渉するために生じる。ジェットカーテン１２の一部は、アルミニウム試験板上の重なり領域に効果的に到達しないことがあり、したがって衝突力は著しく低減される。別の重要な理由は、はね返り流体は圧力の低い２つの側面の方へ広がる傾向があるということである。その結果、はね返り流体１６は図３に示すように外側に発散することになる。
【０００８】
空白領域（Ｇ）では、わずかな痕跡だけが出現する。軟化領域（Ｗ）では、粗表面がアルミニウム試験用板上に形成されるが、浸食痕跡の幅と深さは狭くかつ浅くなる。換言すれば、空白領域（Ｇ）と軟化領域（Ｗ）に対する衝突力または脱スケール効果は、隣接ノズルからのジェット噴霧のはね返りにより引き起こされる干渉のために低減される。
【０００９】
空白領域（Ｇ）と軟化領域（Ｗ）の存在は従来の高圧流体式脱スケールノズル１１が適切に配置されていないことを示し、これはスケールが巻き込まれる（rolled in）主な理由の１つである。しかしながら従来の技術に関し、その問題は、衝突領域１４と１５の不十分な重なりを引き起こすノズル１１の不適切な配置または脱スケール装置の不適切な配置としばしば見なされている。
【００１０】
したがってはね返り流体が隣接ノズルのジェットカーテンから出現する重なり領域上の干渉を低減するために、熱間圧延プロセスのための高圧流体式脱スケール方法および装置を提供することは革新的である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、熱間圧延プロセスにおいて適用される高圧流体式脱スケール方法および装置に関する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本装置は、主管ヘッダー（main pipe header）と複数のノズルとを含む少なくとも１つの脱スケールユニットを含み、圧延素材の表面上の主管ヘッダーの軸方向の投射線と圧延素材搬送方向とが交差し、主管ヘッダーはジェット流体を供給するために使用される。ノズルは主管ヘッダー上に配置される。各ノズルは、圧延素材の表面からスケールを浸蝕するように圧延素材搬送方向と対向する方向に向けられる。ノズルから射出されるジェット流体は、圧延素材の表面上に複数の衝突領域を形成し、その領域はお互いに互い違いに平行である。衝突領域の縦方向に沿った衝突領域の中心線は一様に離間され、かつ圧延素材搬送方向に垂直である。
【００１３】
本発明による熱間圧延プロセスにおいて適用される高圧流体式脱スケール方法および脱スケール装置は、隣接ノズルのジェットカーテンからのはね返り流体により引き起こされる干渉を低減し、これにより脱スケール品質を改善し、圧延素材の表面上のスケールを低減することができ、ひいては製品の表面の品質を改善する。実際上、本発明は、熱間圧延プロセス、例えば鋼帯、鋼板、成形鋼、棒鋼と線材等に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（ａ）は従来の高圧流体式脱スケール装置のノズルの射出により形成される衝突領域の概略図、（ｂ）は従来の高圧流体式脱スケール装置の配置の概略図、（ｃ）は従来の高圧流体式脱スケール装置の側面図を示す。
【図２】従来の隣接ノズル間のジェット噴霧の重なりの周りの図１（ｂ）のＡ−Ａ断面を示す。
【図３】従来のノズルのジェット噴霧のはね返りを示す。ここでＸははね返りによる発散角である。
【図４】２つの隣接衝突領域の浸食実験におけるアルミニウム板の使用を示す。
【図５】（ａ）は本発明の第１の実施形態による熱間圧延用高圧流体式脱スケール装置のノズルのジェットカーテンにより圧延素材の表面上に形成される衝突領域の概略図、（ｂ）は本発明の第１の実施形態による熱間圧延用高圧流体式脱スケール装置の脱スケールノズルの配置の概略図、（ｃ）は本発明の第１の実施形態による熱間圧延用高圧流体式脱スケール装置の側面図を示す。
【図６】本発明の第１の実施形態によるノズルの３つの異なる配置の概略図を示す。
【図７】本発明の第１の実施形態によるノズルの３つの異なる配置の概略図を示す。
【図８】本発明の第１の実施形態によるノズルの３つの異なる配置の概略図を示す。
【図９】本発明の第１の実施形態による延在部を有する熱間圧延用高圧流体式脱スケール装置の概略図を示す。
【図１０】本発明の第１の実施形態による延在部を有する熱間圧延用高圧流体式脱スケール装置の概略図を示す。
【図１１】本発明の第２の実施形態による熱間圧延用高圧流体式脱スケール装置の概略図を示す。
【図１２】試験用板としてアルミニウム板を使用する従来の実験のノズルの配置に基づく隣接ノズルのジェットカーテンによりアルミニウム板の表面上に形成される浸食痕跡をシミュレートする概略図を示す。
【図１３】本発明に基づく隣接ノズルのジェットカーテンによりアルミニウム板の表面上に形成される浸食痕跡をシミュレートする概略図を示す。
【図１４】本発明に基づく隣接ノズルのジェットカーテンによりアルミニウム板の表面上に形成される浸食痕跡をシミュレートする概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
発明の詳細な説明
図５（ａ）は、本発明の第１の実施形態による熱間圧延用高圧流体式脱スケール装置のノズルのジェットカーテンにより圧延素材の表面上に形成される衝突領域をシミュレートする概略図を示す。図５（ｂ）は、本発明の第１の実施形態による熱間圧延用高圧流体式脱スケール装置の脱スケールノズルの配置の概略図を示す。図５（ｃ）は、本発明の第１の実施形態による熱間圧延用高圧流体式脱スケール装置の側面図を示す。
【００１６】
図５（ａ）〜図５（ｃ）に示すように、本発明の第１の実施形態による熱間圧延用高圧流体式脱スケール装置２は、主管ヘッダー２１と複数のノズル２２とを含む少なくとも１つの脱スケールユニット２０を含む。圧延素材の表面上の主管ヘッダー２１の軸方向の投射線と圧延素材３の圧延素材搬送方向は交差し、主管ヘッダー２１はジェット流体を供給するために使用される。本発明の実施形態では、主管ヘッダー２１の軸方向は圧延素材搬送方向に対し垂直である。圧延素材３はストリップ、板、鋼片、棒、棒、成形ビーム等であってよい。
【００１７】
ノズル２２は主管ヘッダー２１上に配置される。各ノズル２２は圧延素材搬送方向と対向する方向に向けられる。すなわち高圧流体による脱スケールジェットの方向は圧延素材搬送方向と反対である。本発明の実施形態では、ノズル２２は複数の第１のノズル２２１と第１のノズル２２１に隣接する複数の第２のノズル２２２とを含む。
【００１８】
第１のノズル２２１と第２のノズル２２２は、複数の第１の衝突領域３１と第１の衝突領域３１に隣接する複数の第２の衝突領域３２とを形成するように圧延素材３の表面上に流体を射出し、２つの領域はお互いに互い違いに平行である。第１の衝突領域３１と第２の衝突領域３２は圧延素材３の表面上の圧延方向に重ねられる。衝突領域の縦方向に沿った領域の中心線は距離Ｄだけ一様に離間され、かつ圧延素材搬送方向に垂直である。
【００１９】
本実施形態では、第１のノズル２２１とその隣接する第２のノズル２２２は主管ヘッダー２１の軸方向に沿って離間され、互い違いに配置される。すなわち第１のノズル２２１はジェットカーテン２３を射出し、隣接する第２のノズル２２２はジェットカーテン２４を射出し、これらが衝突領域３１を形成する。衝突領域３２は連続ノズルにより配置される次の衝突領域に生成される。ノズルとその隣接するノズルは互い違いに配置される。したがって衝突領域は個々に生じる（図５（ａ）と図５（ｂ）を参照）。
【００２０】
第１のノズル２２１と第２のノズル２２２の位置は、図５（ｃ）に示すように第１のノズル２２１の中心線２２３とその隣接する第２のノズル２２２の中心線２２４が互いに平行であり、かつ主管ヘッダー２１の軸を通る放射状線２１２に対し対称となるような態様で配置されてもよい。あるいは第１のノズル２２１の中心線２２３とその隣接する第２のノズル２２２の中心線２２４は図６に示すように互いに平行であり、かつ主管ヘッダー２１の軸を通らない放射状線２１２に対し対称である。ここでは第２のノズル２２２の中心線２２４と主管ヘッダー２１の軸２１１が交差する。
【００２１】
第１のノズル２２１の中心線２２３と第２のノズル２２２の中心線２２４が互いに平行である配置では、Ｄは第１の衝突領域３１と第２の衝突領域３２間の距離であり、Ｄ’は第１のノズル２２１と第２のノズル２２２間の距離であり、βは第１のノズル２２１／第２のノズル２２２の中心線と圧延素材の表面の法線との傾斜角である。その関係はＤ’＝Ｄｃｏｓβとなるであろう。
【００２２】
あるいは、第１のノズル２２１と第２のノズル２２２の位置はそれらの対応する中心線が互いに平行にならない態様で配置されてもよい。この場合それらの中心線２２３と２２４は図７と図８に示すように縦方向に沿った主管ヘッダー２１の軸２１１と交差してもよいし、交差しなくてもよい。
【００２３】
本配置では、Ｄは第１の衝突領域３１と第２の衝突領域３２間の距離であり、Ｈは圧延素材の表面から中心線２２３、２２４の交点まで距離である。β１は第１のノズル２２１の中心線２２３と圧延素材の表面の法線との第１の傾斜角であり、β２は第２のノズル２２２の中心線２２４と圧延素材の表面の法線との第２の傾斜角である。その関係はＤ＝Ｈ（ｓｉｎβ１−ｓｉｎβ２）となるであろう。
【００２４】
また図９と図１０に示すように、本発明による熱間圧延用高圧流体式脱スケール装置２は柱（平方柱または円柱等）と見なされる延在部５をさらに含んでもよい。延在部５は、ただ１つがすべてのノズル２２を主管ヘッダー２１に接続する形式、あるいは少なくとも１つが１つまたは複数のノズル２２を主管ヘッダー２１に接続する形式のいずれかでよい。延在部５を有する熱間圧延用高圧流体式脱スケール装置２では、第１のノズル２２１の中心線２２３とその隣接する第２のノズル２２２の中心線２２４は図９と図１０に示すように互いに平行であってもよいし、平行でなくてもよい。
【００２５】
各単一ノズルに加えられる延在部５はノズル２２間の距離が大きい場合により好適であり、一方、２つ以上のノズル２２に集合ユニットとして加えられる延在部５はノズル２２間の距離が小さい場合により好適である。
【００２６】
図１１は、本発明の第２の実施形態に基づく熱間圧延用高圧流体式脱スケール装置の概略図を示す。脱スケール装置６は図５（ｃ）で述べたように２列の脱スケールユニット２０を含む。前方の脱スケールユニット２０内のノズル２２の中心線は後方の脱スケール装置内の対応するノズルに対してノズル距離Ｅの１／２オフセットされ配置されることが好ましい。本発明の実施形態では、第１の実施形態における熱間圧延用高圧流体式脱スケール装置２と同様な部品は同様な参照番号により示され、再度説明しない。２つの脱スケールユニット２０は互いに同一であり、図６〜図１０に示す図のいずれかの１つと見なしてよいことが理解される。
【００２７】
図１２は、試験用板としてアルミニウム板を使用する従来の高圧流体式脱スケール装置による実験に基づくジェット噴霧により圧延素材の表面上に形成された浸食痕跡をシミュレートする概略図を示す。隣接衝突領域１４と１５間の幾何学的関係は次の通りである。
【数１】
ここで、Ｘはジェット噴霧のはね返りによる発散角であり、Ｄは隣接衝突領域１４と１５間の垂直距離であり、Ｅは主管ヘッダーの軸方向に沿った隣接ノズルの中心線間の距離であり、Ｇはアルミニウム板の表面上の隣接衝突領域１４と１５間の空白領域（浸蝕されない領域）の幅であり、γは衝突領域１４と１５の縦方向と圧延素材搬送方向に対して垂直な方向との角度であるオフセット角であり、Ｏは隣接衝突領域１４と１５間の重なり領域の幅である。
【００２８】
ノズル距離Ｅが大きければ大きいほど空白領域Ｇは広くなりその逆もまた真であることが式（２）から理解される。また式（２）からオフセット角γが大きければ大きいほど空白領域Ｇは広くなりその逆もまた真であることがわかる。
【００２９】
図１３〜図１４は、本発明による隣接ノズルのジェット噴霧によりアルミニウム板の表面上に形成された浸食痕跡をシミュレートする概略図を示す。図５（ａ）〜図５（ｃ）と図１３〜図１４を参照すると、本発明によれば、脱スケール装置２の第１のノズル２２１とその隣接する第２のノズル２２２を含むノズル２２の配置により、対応する第１のノズル２２１と第２のノズル２２２から衝突領域３１と３２を生じる。衝突領域３１と３２は圧延素材３上に互い違いに出現し、衝突領域３１と３２は互いに平行である、すなわちオフセット角γは零に近づく。通常、ノズルのオフセット角γは従来の設計では１５°である。従来の設計と比較して、本発明による熱間圧延用高圧流体式脱スケール装置は、衝突領域間の同じ距離Ｄの条件下で空白領域の幅を効果的に低減することができ、したがって脱スケール品質を改善する。
【００３０】
オフセット角γが零に近づくと（γ≒０）、式（３）から次式を導出することができる。
Ｇ＝Ｄ ｔａｎＸ （４）
【００３１】
空白領域Ｇの幅は、はね返り流体の発散角Ｘと衝突領域３１と３２間の距離Ｄに依存する。
【００３２】
これは式（４）から導出される。図１０に示すようにＤ≒ｔの場合、
Ｇ＝ｔ ｔａｎＸ （５）
空白領域Ｇの幅は理論的に最小限になる。それにもかかわらず脱スケールユニット２０全体の製造、組み立ておよび設置から累算される誤差のために、衝突領域間の距離Ｄはｔより小さくなることがある。ジェット噴霧２３とジェット噴霧２４もまた互いに干渉し、これにより空白領域Ｇの幅を増加することがある。本発明で先に述べたようにパラメータｔ、Ｄ、Ｅ間の関係は次のように調節されることが好ましい。
ｔ＜Ｄ≦Ｅ ｓｉｎ１５°
【００３３】
表１は、本発明と従来発明との脱スケール装置による浸食実験の比較である。
【００３４】
空白領域Ｇの幅は従来の試験と比較して本発明では明らかに低減されていることが表１でわかる。したがって本発明による脱スケール装置２のノズル２２の配置により、脱スケール品質を効果的に改善することができる。
【００３５】
【表１】
【００３６】
本発明は、熱間圧延用高圧流体式脱スケール実施に適用可能な方法でもある。本実施形態では、熱間圧延用高圧流体式脱スケール装置２は、図５（ｂ）、図５（ｃ）、図１１、図１３に示すように熱間圧延用脱スケールを実行するために使用される。本発明による熱間圧延用高圧流体式脱スケール方法により、２組以上であってよい脱スケールユニット２０の主管ヘッダー２１内の流体は、第１のノズル２２１とその隣接する第２のノズルを含むノズル２２を介し、圧延素材搬送方向と対向する方向に向けられスケールを洗浄するように圧延素材３の表面に対し射出される複数の対応する第１のジェット噴霧２３とその隣接する第２のジェット噴霧２４を形成するように、使用される。第１のジェット噴霧２３と第２のジェット噴霧２４は圧延素材３の表面上の対応する衝突領域３１と３２を形成する。
【００３７】
第１の衝突領域３１とその隣接する第２の衝突領域３２は実質的に互いに平行であり、圧延素材３の表面上に互い違いに分布される。衝突領域３１と３２は圧延素材搬送方向に沿って重なり、縦方向に沿った衝突領域の中心線は衝突距離Ｄで離間される。衝突領域の縦方向は圧延素材搬送方向に実質的に垂直である。流体は５°〜４５°の傾斜（進み）角を有するノズル２２を介し圧延素材３の表面上に射出されることが好ましい。
【００３８】
本発明による熱間圧延用高圧流体式脱スケール方法はまた、図１１に示すような圧延素材３の脱スケールを実行するために２列の脱スケールユニット２０を有する熱間圧延用高圧流体式脱スケール装置６に適用されてもよい。２つの脱スケールユニット２０の主管ヘッダー２１内の流体は、脱スケールユニット２０のノズル２２を介し圧延素材３の表面に射出され、２つの脱スケールユニット２０のノズル２２の中心線は互い違いに配置され、ノズル距離Ｅの１／２離間される。
【００３９】
本発明による熱間圧延用高圧流体式脱スケール方法および脱スケール装置では、オフセット角が零に近づき、もとの重なり衝突領域の幅が不変の場合、噴射角を低減することにより脱スケール衝突力を増強することができる、あるいは、配置されるノズルの数を減らし、したがって脱スケール流体の消費を節約し、かつ脱スケール効率を改善するために、ノズル間の距離を増加することができる。
【００４０】
本発明による熱間圧延用高圧流体式脱スケール装置は、１つの脱スケールユニットまたは２つの脱スケールユニットを有してもよく、これらは脱スケールを強化するように、圧延機、研磨式（mill）脱スケールＰＳＢ（主スケールブレーカー：Primary Scale Breaker）またはＦＳＢ（最終スケールブレーカー：Finishing Scale Breaker）の前のスケール除去のために適用されてもよい。本発明による熱間圧延用高圧流体式脱スケール装置は圧延素材の表面上に互いに平行な衝突領域を形成する。隣接ノズルのジェット噴霧からのはね返り流体により引き起こされる干渉は、空白領域の幅を低減するように最小限まで低減される。また、脱スケール装置が２列の脱スケールユニットを含む場合、前方の脱スケールユニット内のノズルの中心線は後方の脱スケールユニット内の対応するノズルに対してノズル距離Ｅの１／２オフセットされて配置されることが好ましく、これにより隣接ノズルからのジェット噴霧の干渉を介し生成される空白領域の問題を解決する。
【００４１】
したがって本発明による熱間圧延用高圧流体式脱スケール方法および脱スケール装置は、脱スケール品質を改善し、製品の表面の巻き込みスケール（roll-in-scale）を低減し、したがって製品の表面品質を改善することができる。実際上、本発明による熱間圧延用高圧流体式脱スケール方法および脱スケール装置は、鋼帯、鋼板、成形鋼、棒鋼、線材等の熱間圧延プロセスに適用されることができる。
【００４２】
本発明のいくつかの実施形態が示され説明されたが、様々な変更と改善が当業者により行われ得る。したがって本発明の実施形態は限定的ではなく例示的な意味で説明された。本発明は図示された特定の形式に限定されるべきでなく、本発明の精神と範囲を保持するすべての変更は添付の特許請求の範囲内に入るように意図されている。
【符号の説明】
【００４３】
Ｄ：衝突領域間垂直距離
Ｅ：ノズル中心線間距離
Ｇ：空白領域幅
Ｏ：重なり領域幅
Ｘ：発散角
Ｗ：軟化領域
α：ノズル噴霧角
β、β１、β２：傾斜角
γ：オフセット角
２：熱間圧延用高圧流体式脱スケール装置
３、１０：圧延素材
１１、２２：ノズル
１２、１３：ジェットカーテン
１４、１５：衝突領域
１６：はね返り流体
２０：脱スケールユニット
２１：主管ヘッダー
２３、２４：ジェット噴霧
３１：第１の衝突領域
３２：第２の衝突領域
２１１：主管ヘッダーの軸
２１２：放射状線
２２１：第１のノズル
２２２：第２のノズル
２２３：第１のノズルの中心線、
２２４：第２のノズルの中心線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの脱スケールユニットを含む熱間圧延用高圧流体式脱スケール装置であって、前記少なくとも１つの脱スケールユニットが、
主管ヘッダーであって、圧延素材の表面上の前記主管ヘッダーの軸方向の投射線と圧延素材搬送方向とが交差し、前記主管ヘッダーは流体を供給するために使用される、主管ヘッダーと、
前記主管ヘッダー上に配置される複数のノズルと、を含み、
各ノズルは前記圧延素材搬送方向と対向する方向に向けられ、衝突領域を形成するように前記圧延素材の前記表面上に前記流体を射出し、
隣接する前記衝突領域は実質的に互いに平行であり、かつ前記圧延素材の前記表面上に互い違いのパターンで与えられ、
前記衝突領域自体の縦方向に沿った各衝突領域の中心線はその隣接する衝突領域と特定距離だけ離間され、
前記圧延素材上の前記中心線の投射線は前記圧延素材搬送方向に実質的に垂直である、装置。
【請求項２】
前記ノズルは前記主管ヘッダーの前記軸方向に沿って離間され、千鳥パターンで配置される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
隣接する前記ノズルの前記中心線は互いに平行である、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記隣接ノズルの前記中心線は前記主管ヘッダーの軸を通る放射状線に関して対称であるか、あるいは対称ではない、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
Ｄは前記隣接衝突領域間の距離であり、Ｄ’は千鳥状に配置された前方ノズルと後方ノズル間の距離であり、βは前記ノズルの中心線と前記圧延素材の前記表面の法線との傾斜角であり、その関係式はＤ’＝Ｄｃｏｓβである、請求項３に記載の装置。
【請求項６】
前記隣接ノズルの前記中心線は互いに平行ではない、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
Ｄは前記隣接衝突領域間の距離であり、Ｈは前記圧延素材の前記表面から前記隣接ノズルの前記中心線の交点までの距離であり、β１は前記ノズルの前記中心線と前記圧延素材の前記表面の前記法線との第１の傾斜角であり、β２は前記隣接するノズルの前記中心線と前記圧延素材の前記表面の前記法線との第２の傾斜角であり、その関係式はＤ＝Ｈ（ｓｉｎβ１−ｓｉｎβ２）である、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
Ｅは前記主管ヘッダーの前記軸方向に沿った前記隣接ノズルの前記中心線間の距離であり、ｔは前記衝突領域の厚さであり、Ｄは前記衝突領域間の距離であり、その関係式はｔ＜Ｄ≦Ｅ ｓｉｎ１５°である、請求項５に記載の装置。
【請求項９】
Ｅは前記主管ヘッダーの前記軸方向に沿った前記隣接ノズルの前記中心線間の距離であり、ｔは前記衝突領域の厚さであり、Ｄは前記衝突領域間の距離であり、その関係式はｔ＜Ｄ≦Ｅ ｓｉｎ１５°である、請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
すべてのノズルと前記主管ヘッダーと間に配置される延在部をさらに含む請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
それぞれが少なくとも１つのノズルと前記主管ヘッダーとの間に配置される複数の延在部をさらに含む請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
２つの脱スケールユニットを含む請求項１に記載の装置であって、
前記２つの脱スケールユニットの前記ノズルの前記中心線は互い違いのパターンで配置され、前方の脱スケールユニットのノズルと後方の脱スケールユニットの対応する隣接ノズル間のノズル距離の１／２離間される、装置。
【請求項１３】
熱間圧延用高圧流体式脱スケール方法であって、
少なくとも１つの脱スケールユニットの主管ヘッダー内に流体を供給する工程と、
次に圧延素材の表面からスケールを除去するように、圧延素材搬送方向と対向する方向に向けられた複数のノズルを介し前記圧延素材の表面に前記流体を射出する工程と、を含み、
前記ノズルから射出された前記流体は前記圧延素材の前記表面上に複数の衝突領域を形成し、
隣接する前記衝突領域は実質的に互いに平行であり、かつ前記圧延素材の前記表面上に互い違いのパターンで与えられ、
前記衝突領域自体の縦方向に沿った各衝突領域の前記中心線はその隣接する衝突領域と特定距離だけ離間され、
前記圧延素材上の前記中心線の投射線は前記圧延素材搬送方向に実質的に垂直である、方法。
【請求項１４】
前記流体は５°〜４５°の傾斜角を有する前記ノズルを介し前記圧延素材の表面上に射出される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
Ｅは前記主管ヘッダーの軸方向に沿った前記隣接ノズルの前記中心線間の距離であり、ｔは前記衝突領域の厚さであり、Ｄは前記隣接衝突領域間の距離であり、その関係式はｔ＜Ｄ≦Ｅ ｓｉｎ１５°である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
２つの脱スケールユニットの前記主管ヘッダー内の前記流体は前記脱スケールユニットの複数のノズルを介して前記圧延素材の前記表面へ射出され、
２つの脱スケールユニットの前記ノズルの前記中心線は互い違いに配置され、前方の脱スケールユニットのノズルと後方の脱スケールユニットの対応する隣接ノズル間のノズル距離の１／２離間される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１】
少なくとも１つの脱スケールユニットを含む熱間圧延用高圧流体式脱スケール装置であって、前記少なくとも１つの脱スケールユニットが、
主管ヘッダーであって、圧延素材の表面上の前記主管ヘッダーの軸方向の投射線と圧延素材搬送方向とが交差し、前記主管ヘッダーは流体を供給するために使用される、主管ヘッダーと、
前記主管ヘッダー上に配置される複数のノズルと、を含み、
各ノズルは前記圧延素材搬送方向と対向する方向に向けられ、衝突領域を形成するように前記圧延素材の前記表面上に前記流体を射出し、
隣接する前記衝突領域は実質的に互いに平行であり、かつ前記圧延素材の前記表面上に互い違いのパターンで与えられ、
前記衝突領域自体の縦方向に沿った各衝突領域の中心線はその隣接する衝突領域と特定距離だけ離間され、
前記圧延素材上の前記中心線の投射線は前記圧延素材搬送方向に実質的に垂直である、装置。
【請求項２】
前記ノズルは前記主管ヘッダーの前記軸方向に沿って離間され、千鳥パターンで配置される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
隣接する前記ノズルの前記中心線は互いに平行である、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記隣接ノズルの前記中心線は前記主管ヘッダーの軸を通る放射状線に関して対称であるか、あるいは対称ではない、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
Ｄは前記隣接衝突領域間の距離であり、Ｄ’は千鳥状に配置された前方ノズルと後方ノズル間の距離であり、βは前記ノズルの中心線と前記圧延素材の前記表面の法線との傾斜角であり、その関係式はＤ’＝Ｄｃｏｓβである、請求項３に記載の装置。
【請求項６】
前記隣接ノズルの前記中心線は互いに平行ではない、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
Ｄは前記隣接衝突領域間の距離であり、Ｈは前記圧延素材の前記表面から前記隣接ノズルの前記中心線の交点までの距離であり、β１は前記ノズルの前記中心線と前記圧延素材の前記表面の前記法線との第１の傾斜角であり、β２は前記隣接するノズルの前記中心線と前記圧延素材の前記表面の前記法線との第２の傾斜角であり、その関係式はＤ＝Ｈ（ｓｉｎβ１−ｓｉｎβ２）である、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
Ｅは前記主管ヘッダーの前記軸方向に沿った前記隣接ノズルの前記中心線間の距離であり、ｔは前記衝突領域の厚さであり、Ｄは前記衝突領域間の距離であり、その関係式はｔ＜Ｄ≦Ｅ ｓｉｎ１５°である、請求項５に記載の装置。
【請求項９】
Ｅは前記主管ヘッダーの前記軸方向に沿った前記隣接ノズルの前記中心線間の距離であり、ｔは前記衝突領域の厚さであり、Ｄは前記衝突領域間の距離であり、その関係式はｔ＜Ｄ≦Ｅ ｓｉｎ１５°である、請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
すべてのノズルと前記主管ヘッダーと間に配置される延在部をさらに含む請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
それぞれが少なくとも１つのノズルと前記主管ヘッダーとの間に配置される複数の延在部をさらに含む請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
２つの脱スケールユニットを含む請求項１に記載の装置であって、
前記２つの脱スケールユニットの前記ノズルの前記中心線は互い違いのパターンで配置され、前方の脱スケールユニットのノズルと後方の脱スケールユニットの対応する隣接ノズル間のノズル距離の１／２離間される、装置。
【請求項１３】
熱間圧延用高圧流体式脱スケール方法であって、
少なくとも１つの脱スケールユニットの主管ヘッダー内に流体を供給する工程と、
次に圧延素材の表面からスケールを除去するように、圧延素材搬送方向と対向する方向に向けられた複数のノズルを介し前記圧延素材の表面に前記流体を射出する工程と、を含み、
前記ノズルから射出された前記流体は前記圧延素材の前記表面上に複数の衝突領域を形成し、
隣接する前記衝突領域は実質的に互いに平行であり、かつ前記圧延素材の前記表面上に互い違いのパターンで与えられ、
前記衝突領域自体の縦方向に沿った各衝突領域の前記中心線はその隣接する衝突領域と特定距離だけ離間され、
前記圧延素材上の前記中心線の投射線は前記圧延素材搬送方向に実質的に垂直である、方法。
【請求項１４】
前記流体は５°〜４５°の傾斜角を有する前記ノズルを介し前記圧延素材の表面上に射出される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
Ｅは前記主管ヘッダーの軸方向に沿った前記隣接ノズルの前記中心線間の距離であり、ｔは前記衝突領域の厚さであり、Ｄは前記隣接衝突領域間の距離であり、その関係式はｔ＜Ｄ≦Ｅ ｓｉｎ１５°である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
２つの脱スケールユニットの前記主管ヘッダー内の前記流体は前記脱スケールユニットの複数のノズルを介して前記圧延素材の前記表面へ射出され、
２つの脱スケールユニットの前記ノズルの前記中心線は互い違いに配置され、前方の脱スケールユニットのノズルと後方の脱スケールユニットの対応する隣接ノズル間のノズル距離の１／２離間される、請求項１３に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−１７６４３９（Ｐ２０１２−１７６４３９Ａ）
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１２−３７４８３（Ｐ２０１２−３７４８３）
【出願日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【出願人】（５０７１６２２５６）チャイナ スティール コーポレーション (9)
【氏名又は名称原語表記】ＣＨＩＮＡ ＳＴＥＥＬ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−３７４８３（Ｐ２０１２−３７４８３）
【出願日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【出願人】（５０７１６２２５６）チャイナ スティール コーポレーション (9)
【氏名又は名称原語表記】ＣＨＩＮＡ ＳＴＥＥＬ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
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