CN102361704A - 厚钢板的制造设备以及制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种厚钢板的制造设备，在除垢工序中，将冷却水的喷射能力设定得较低，并且在冷却工序中实现均一的冷却，从而提供钢板形状以及机械特性优异的厚钢板。具体而言，将热轧机（3）、形状矫正装置（5）、除垢装置（4）以及冷却装置（6）以该顺序从运送方向上游侧配置，除垢装置朝向厚钢板（1）的表面喷射的冷却水的冲击压力(P[MPa])为1.5MPa以上。

Description

厚钢板的制造设备以及制造方法
技术领域
本发明涉及一种进行厚钢板（steel plate）的热轧（hot rolling）、形状矫正（hot leveling）以及冷却（cooling）的厚钢板的制造设备（manufacturing facility）以及制造方法。
背景技术
近年来，作为厚钢板的制造工艺，冷却控制的应用正在扩大。但是，一般而言，热轧厚钢板（hot rolled steel plate）的形状（shape）、表面性状（surface condition）等不一定均一，所以在冷却中容易在厚钢板内发生温度偏差（strip temperature deviation），会在冷却后的厚钢板中产生变形（deformation）、残留应力（residual stress）、材质不均一（material nonuniformity）等，从而导致品质不良（poor quality）即作业上的故障（operational trouble）。
因此，在专利文献1中，公开了一种方法，即在精扎（finish rolling）的最终通路（fainal pass）的稍前以及稍后的至少一方进行除垢（descaling），接着进行热矫正（hot leveling），之后进行除垢，开始加速冷却（accelerate cooling）。
此外，在专利文献2中，公开了下述方法：进行精扎、热矫正、在控制冷却（controlled cooling）的稍前进行除垢，进行控制冷却。
专利文献1：日本特开平9-57327号公报
专利文献2：日本特许第3796133号公报
但是，在利用上述专利文献1、2的方法实际地制造厚钢板时，在除垢时水垢（scale）并不完全地剥离，有时相反由于除垢而产生水垢不均（scale nonuniformity），发生表面性状不良。即，在专利文献1、2中，对于除垢时冷却水向厚钢板表面的冲击压力（pressure at the point of impact）没有明确记载，但是从专利文献1、2所记载的喷嘴的喷射压力（spraying pressure）及喷射距离（spraying distance）、进而一般的喷嘴（nozzle）的种类导出的冲击压力中，在专利文献1中预测为0.08～1.00MPa（专利文献1的段落0045～0046的条件下使用エバーロィ制除垢喷嘴DNX或者DNH时，喷射角为23°，所以从本说明书实施方式中记载的（1）式以及（2）式，冲击压力为0.08～1.00MPa），在专利文献2中预测为0.06～0.08MPa左右（专利文献2的段落0024的条件下使用エバーロィ制除垢喷嘴DNX时，喷射角为37°，所以从本说明书实施方式中记载的（1）式以及（2）式，冲击压力为0.06～0.08MPa），冷却水（cooling water）的冲击压力低，不具备均一地进行除垢的程度的能力。其结果，在有水垢的剥离的部分和无水垢的剥离的部分，表面性状不同，所以存在控制冷却时无法进行均一的冷却的问题。
特别在近年，厚钢板所要求的材质均一性的水平变得更为严格，上述的水垢不均所导致产生的控制冷却时的冷却速度（cooling rate）的不均一对特别是厚钢板宽度方向的材质的均一性带来不良影响，该不良影响是不能忽视的。
发明内容
因此，本发明着眼于上述现有例的未解决的课题，目的在于提供一种厚钢板的制造设备以及制造方法，能够在除垢工序中进行均一的除垢，在冷却工序中实现均一的冷却，从而制造钢板形状以及机械性能（mechanical property）优异的厚钢板。
为了实现上述目的，本发明为一种厚钢板的制造设备，将热轧机（hot rolling mill）、形状矫正装置（hot leveler）、除垢装置（descaler）以及冷却装置（cooling equipment）以所述顺序从运送方向上游侧配置，令上述除垢装置向厚钢板的表面喷射的冷却水的冲击压力P[MPa]为1.5MPa以上。
本发明者等锐意研究了借助高压水（high-pressure water）实现水垢的去除（removal）的力，发现当在热形状矫正后进行除垢时，如图5所示，只要从除垢装置向厚钢板喷射的冷却水的冲击压力在1.5MPa以上，则能够减少产品的水垢厚度（scale thickness），实现均一化。这是因为借助高冲击压（high pressure at the point of impact）的除垢暂时将水垢均一地完全剥离，之后，水垢较薄地均一地再生成。因此，根据本发明，通过冷却装置前的厚钢板的水垢的厚度变得较薄且均一，所以在通过冷却装置时，能够几乎没有厚钢板的宽度方向位置的表面温度的偏差而进行均一地冷却，成为钢板形状、机械性质都优异的厚钢板。
此外，在利用形状矫正装置对厚钢板进行了形状矫正后，利用除垢装置将厚钢板的表面产生的水垢除去，所以能够令除垢装置的喷射喷嘴（spraying nozzle）接近形状矫正后的厚钢板的表面，除垢能力提高。或者，能够将用于得到既定的冲击压的除垢装置的喷射冷却水的能力设定为较低。
此外，本发明的厚钢板的制造设备中，在令从上述除垢装置到上述冷却装置的厚钢板的运送速度为V[m/s]、令冷却前的厚钢板温度为T[K]时，从上述除垢装置到上述冷却装置的距离L[m]优选满足L≤V×5×10-9×exp（25000/T）的关系式。根据该发明，能够令冷却装置进行的厚钢板的冷却变得稳定。
此外，本发明的厚钢板的制造设备中，优选以从上述除垢装置到上述冷却装置的距离L为12m以下的方式配置各装置。根据该发明，由冷却装置进行的厚钢板的冷却变得非常地稳定。
此外，本发明的厚钢板的制造设备中，优选从上述除垢装置的喷射喷嘴到上述厚钢板的表面的距离H为40mm以上、140mm以下。根据该发明，用于得到既定的冲击压力的除垢装置的喷射压力、喷射流量等小而能够实现除垢装置的泵压力（pumping pressure 或者pump capacity）的降低。
此外，本发明的厚钢板的制造设备中，优选上述冷却装置具有向上述厚钢板的上表面供给冷却水的水箱（header）、从该水箱悬垂的喷射棒状冷却水（rod-lick cooling water）的冷却水喷射喷嘴、和设置在上述厚钢板与上述水箱之间的分隔板（dividing plate），并且在上述分隔板上设置有多个将上述冷却水喷射喷嘴的下端部插入在内部的供水口（water supply inlet）、和将供给到上述厚钢板的上表面的冷却水向上述分隔板上排水的排水口（drain outlet）。
根据该发明，从冷却水喷射喷嘴经由供水口供给的冷却水对厚钢板的上表面进行冷却而变为高温的排水，从排水口流向分隔板的上方，冷却后的排水从厚钢板快速地被排除，所以能够得到冷却装置的充分且宽度方向上均一的冷却能力（cooling performance）。
此外，本发明的厚钢板的制造方法是以热轧工序、热矫正工序以及冷却工序的顺序来制造厚钢板的方法，其中，在上述热矫正工序以及上述冷却工序之间，具有向厚钢板的表面喷射冲击压力1.5MPa以上的冷却水的除垢工序。
根据该发明，在进行冷却工序前的厚钢板的水垢厚度变得薄且均一，所以进行冷却工序时，能够几乎没有厚钢板的宽度方向位置的表面温度的偏差（temperature deviation）地均一地进行冷却，能够制造钢板形状、机械性质都优异的厚钢板。
进而，本发明的厚钢板的制造方法中，优选在冷却前的厚钢板温度为T[K]时，从上述除垢工序结束到上述冷却工序开始的时间t[s]满足t≤5×10-9×exp（25000/T）的关系式。根据该发明，能够稳定地进行由冷却工序进行的厚钢板的冷却。
根据本发明的厚钢板的制造设备以及制造方法，在除垢工序中能够进行均一的除垢，此外，在冷却工序中能够实现均一的冷却，从而能够制造钢板形状以及机械特性都优异的厚钢板。
附图说明
图1是表示本发明的热轧设备的概要的图。
图2是表示构成本发明的热轧设备的冷却装置的一例的图。
图3是表示构成冷却装置的分隔板的图。
图4是表示冷却装置的冷却水以及排水（drainage water）的流动（flow）的图。
图5是表示除垢装置的冷却水的冲击压力与在厚钢板的产品表面产生的水垢厚度的关系的图。
图6是表示本发明的冷却工序时的距厚钢板的中心的宽度方向位置与温度的关系的图表。
图7是表示冷却工序前不具备除垢工序的现有设备中冷却工序时的距厚钢板的中心的宽度方向位置与温度的关系的图表。
图8是表示将除垢装置的喷射流量（spray flow rate）、喷嘴喷射角（spray angle of nozzle）、喷嘴射入角（angle between spray direction and vertical line）设定为一定值，用于实现1.5MPa的冲击压力的喷射压力与喷射距离的关系的图表。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明用于实施本发明的方式（以下称为实施方式）。
本实施方式的热轧设备如图1所示，以从厚钢板1的运送方向上游侧开始的顺序设置有加热炉2、热轧机3、第一形状矫正装置5、除垢装置4、冷却装置6、第二形状矫正装置7。
从加热炉2抽出的初轧板坯（slab）多次通过热轧机3从而被轧制成既定板厚的厚钢板1，热轧形成后的厚钢板1在台辊（table roller）（未图示）上从上游侧（upstream side）朝向下游侧（downstream side）的第一形状矫正装置5被运送。热轧机3仅图示一台，但是也可以由粗扎机（rough rolling mill）、精扎机（finish rolling mill）构成。
第一形状矫正装置5用于将热轧中在厚钢板1上产生的应变（strain）去除，图示了借助上下地交错状（staggered layout）地配设的矫正辊夹压厚钢板1的辊子矫平方式（roller leveler type）的形状矫正装置，但并不限定于此，也可以使用表皮光轧机（skin-pass mill）或者冲压装置（press machine）。此外，在热轧机3由粗扎机以及精轧机构成时，也可以利用精轧机进行表皮光轧（skin-pass rolling）。
第二形状矫正装置7用于将冷却装置6的冷却中在厚钢板1上产生的应变去除，在本发明中也可以不使用该形状矫正装置。此外，第二形状矫正装置7使用辊子矫平方式，但不限定于此，也可以使用表皮光轧机或者冲压装置。
冷却装置6是用于对热轧后的高温的厚钢板1在既定的温度条件下进行控制冷却从而控制厚钢板1的组织而得到期望的材质的装置。只要能够得到期望的冷却条件，使用何种冷却装置都可以，但优选为能够在厚钢板1的上下表面、长度方向以及宽度方向进行均一冷却的冷却装置。因此，在本实施方式中，使用图2所示的冷却能力高且特别在宽度方向上冷却均一性优异的冷却装置6。
本实施方式的冷却装置6如图2所示，具有向厚钢板1的上表面供给冷却水的上水箱10、从该上水箱10朝向厚钢板1向下方延伸的上部冷却水喷射喷嘴11、在上水箱10与厚钢板1之间跨钢板宽度方向而水平地设置的具有多个贯通孔（hole）的分隔板12、向厚钢板1的下表面供给冷却水的下水箱13、从该下水箱13朝向厚钢板1向上方延伸的下部冷却水喷射喷嘴15、配置在厚钢板1的运送方向上游以及下游的除水辊16、17。
分隔板12如图3的分隔板12的俯视图所示，多个贯通孔18棋盘的网格状地形成多个，上部冷却水喷射喷嘴11交错地插通于既定的贯通孔18中，插通有上部冷却水喷射喷嘴11的贯通孔18的下端开口部成为供水口19。此外，没有插通上部冷却水喷射喷嘴11的贯通孔18的下端开口部成为排水口20。上部冷却水喷射喷嘴11的顶端内插于贯通孔18（供水口19）而配置为比分隔板12的下端部靠上方，这是为了即便在顶端向上方翘起的钢板进入时也能够借助分隔板12防止上部冷却水喷射喷嘴11损伤。另外，图3中的虚线与钢板的运送方向平行，分隔板12的钢板宽度方向的两端部省略图示。
而且，图4表示从钢板的运送方向看的厚钢板的一端的侧视图。如图4所示，从上部冷却水喷射喷嘴11经由供水口19供给的冷却水对厚钢板1的上表面进行冷却而变为高温的排水，经由排水口20而向分隔板12的上方流动。此外，从下部冷却水喷射喷嘴15供给的冷却水对厚钢板1的下表面进行冷却而向下方流动。
在此，假如没有分隔板12时，供给到厚钢板1的上表面的冷却水在厚钢板1的上表面沿宽度方向流动而排水，所以特别在板宽端部附近，该排水的流动妨碍来自上部冷却水喷射喷嘴11的冷却水到达厚钢板1的上表面，板宽端部附近的冷却能力降低，无法在宽度方向上进行均一的冷却。因此，厚钢板1的宽度方向的温度分布成为中央部低而板端部高的凹形。与之相对，本实施方式的冷却装置6中，冷却后的排水从厚钢板1的上表面向分隔板12的上方被迅速地排除，所以从上部冷却水喷射喷嘴11喷出的冷却水顺次地与厚钢板1接触而能够得到充分的冷却能力。
此外，假如供水口19与排水口20为同一贯通孔18，则供给到厚钢板1的上表面的冷却水变得难以向分隔板12的上方抽出，在厚钢板1的上表面与分隔板12之间朝向板宽端部流动，该排水的流动会妨碍来自上部冷却水喷射喷嘴11的冷却水到达厚钢板1的上表面，板宽端部附近的冷却能力降低，无法沿宽度方向进行均一的冷却。与之相对，图2所示的本实施方式的冷却装置6中，贯通孔18分别承担供水口19和排水口20的功能地设置，所以冷却水以及冷却排水的流动变得顺畅。进而，上部冷却水喷射喷嘴11的顶端插通于分隔板12的贯通孔18，所以在分隔板12的上方向宽度方向流动的排水不会与从上部冷却水喷射喷嘴11喷出的冷却水干涉，在宽度方向上进行均一的冷却，能够得到图6所示的宽度方向上均一的温度分布。
即，只要排水口20的总计的开口面积（以下称为总截面积）为上部冷却水喷射喷嘴11的总计的开口面积（以下称为内径的总截面积）的1.5倍以上，则从排水口20的冷却水的排出迅速地进行，所以优选。若该值小于1.5倍，则排水口的流动阻力变大，滞留水不易向分隔板上排水，结果在厚钢板的上表面与分隔板之间朝向板宽端部流动，特别地在板宽端部附近的冷却能力降低。另一方面，若排水口过多、排水口的开口面积（以下称为截面直径）变得过大，则分隔板12的刚性变小，在钢板与其撞击时容易损坏。因此，排水口20的总截面积与上部冷却水喷射喷嘴11的内径的总截面积的比优选在1.5到20的范围中。
此外，为了令冷却水贯通滞留水而到达钢板并在宽度方向进行均一的冷却，期望令上部冷却水喷射喷嘴11的内径、长度、冷却水的喷射速度及喷嘴距离为最适宜的值。
即，喷嘴内径优选为3～8mm。若比3mm小则从喷嘴喷射的水的水束变细而力道弱。另一方面若喷嘴直径超过8mm则流速变慢而贯通滞留水的力道变弱。
上部冷却水喷射喷嘴11的长度优选为120～240mm。若上部冷却水喷射喷嘴11比120mm短，则上水箱10下表面与分隔板12上表面的距离变得过短，所以比分隔板12靠上侧的排水空间变小，不能顺畅地排出冷却排水。另一方面，若比240mm长，则上部冷却水喷射喷嘴11的压力损失（pressure loss）变大，贯通滞留水（remaining water）的力变弱。
来自喷嘴的冷却水的喷射速度优选为6m/s以上。这是由于在不满6m/s时，冷却水贯通滞留水（pass through the remaining water）的力变得非常弱。若为8m/s以上，则能够确保更大的冷却能力，所以优选。此外，从上部冷却水喷射喷嘴11的下端到钢板1的表面的距离为30～120mm即可。这是因为在不满30mm时，钢板1与分隔板12冲撞的频率非常多，难以实现设备保全。在超过120mm时，冷却水贯通滞留水的力变得非常弱。
本实施方式的冷却装置6最能发挥效果的水量密度的范围为1.5m3/m2·min以上。水量密度（water flow rate）比此低时，滞留水不那么厚，即便使用令棒状冷却水自由落下而对钢板进行冷却的公知的技术，有时宽度方向的温度不均也没有那么大。另一方面，水量密度比4.0m3/m2·min更大时，使用本实施方式的冷却装置6也有效，但是存在设备成本变高等的实用上的问题，所以1.5～4.0m3/m2·min是最为实用的水量密度。
另外，在图2所示的冷却装置6中，例示了下水箱13，其具有与上表面侧的冷却装置相同的下部冷却水喷射喷嘴12，但是在钢板下表面侧的冷却时，喷射的冷却水与钢板撞击后自然落下，所以不存在钢板上表面那样宽度方向的温度不均大的问题，因此，对于钢板下表面侧的冷却装置没有特别限定。
另一方面，除垢装置4是下述装置：多个喷射喷嘴朝向热轧后在第一形状矫正装置5中除去了厚钢板1上发生的应变后的厚钢板1的表面，通过从这些喷射喷嘴喷射高压水而将产生于厚钢板1的表面的水垢除去。
在此，在本实施方式中，从除垢装置4的喷射喷嘴向厚钢板1的表面喷射的高压水的冲击压力P[MPa]设定为1.5MPa以上，利用该除垢装置4将产生于厚钢板1的表面的水垢除去，接着利用冷却装置6进行厚钢板1的冷却，从而能够令厚钢板1的钢板形状以及机械性质提高。
其理由如下。若借助以往的热轧设备而通过矫正装置而不进行由除垢装置进行的表面处理，则有时水垢部分地剥离，由于水垢是否剥离而产生10～50μm左右的水垢厚度分布的偏差。此时，在由冷却装置进行冷却时，难以均一地冷却厚钢板。即，在以往的热轧设备中，若冷却产生了水垢厚度分布的偏差的厚钢板，则图7表示距钢板中心的钢板宽度方向的温度分布，如图7所示，在局部地残留有水垢的部分被良好地冷却而温度下降，所以宽度方向位置的表面温度的偏差大，无法进行均一的冷却，所以对钢板形状、机械性能有影响。
与之相对，本发明者等发现根据除垢条件水垢剥离未充分进行反而会助长水垢的不均。而且，在锐意研究了充分引起水垢剥离的力后发现在热形状矫正后进行除垢时，如图5所示，从除垢装置4的喷射喷嘴向厚钢板1的表面喷射的冲击压力P[MPa]若为1.5MPa以上，则水垢被均一地完全剥离，之后再生成的水垢厚度为5μm以下且变得均一。特别地，若冲击压力P[MPa]设定为2.0MPa以上，则能够实现均一的薄水垢化。
例如公知实验地求得的下式（1），冲击压力P是将由该式（1）计算得到的冲击压力Pc转化为SI单位系统的MPa而得到的值。
Figure 450207DEST_PATH_IMAGE001
其中，Pc：冲击压力[kgf/cm2]、Q：喷射流量[L/min]、A：喷射面积[cm2]、Ps：喷射压力[kgf/cm2]。
在此，喷射面积A借助喷射实验而从下式（2）求得。
Figure 554298DEST_PATH_IMAGE002
其中，B：射流的喷射宽度[cm]、T：射流的喷射厚度[cm]、H：喷射距离（除垢装置4的喷射喷嘴与厚钢板1表面的距离）[cm]、θ：喷嘴喷射角（从喷嘴喷射的除垢水扩散的角度）[°]。
若将式（2）代入式（1），则作为近似式得到式（3）。
Figure 334035DEST_PATH_IMAGE003
另外，求取冲击压力Pc的形式不限定于此，使用实际地进行喷射实验并将由压力传感器（pressure sensor）测定的着水位置（direct cooling point or impact point）处的压力值回归后的式等即可。
而且，用于得到既定的冲击压力的喷射距离H[cm]通过将式（3）变形而由下述的式（4）求得。
Figure 666928DEST_PATH_IMAGE004
其中，Pc：冲击压力[kgf/cm2]、Q：喷射流量[L/min]、Ps：喷射压力[kgf/cm2]、θ：喷嘴喷射角[°]。
由此，为了令喷射到厚钢板1的表面的冲击压力P[MPa]为1.5MPa以上，只要令喷射距离H为在式（4）中将Pc=1.5/9.8×100=15.3[kgf/cm2]代入而求得的H值以下即可。
在此，在图8是表示令喷射流量Q为64L/min、喷嘴喷射角θ（喷射水扩散的角度）为32°、喷嘴射入角（将喷射水的中心轴相对于钢板从铅直方向向钢板行进方向的上游侧偏移的角度）为15°时，用于实现1.5MPa的冲击压力P的喷射压力Ps和喷射距离H的关系的图表，可知在喷射压力Ps为50MPa时，在喷射距离H为175mm以下，喷射压力Ps为30MPa时，在喷射距离H为150mm以下、喷射压力Ps为17.7MPa时，在喷射距离H为130mm以下、喷射压力Ps为14.7MPa时，喷射距离H为125mm以下即可。
而且，喷射距离H越小，用于得到既定的冲击压力P的喷射压力Ps、喷射流量Q等越小而能够实现除垢装置4的泵能力的降低化，所以优选令喷射距离H为140mm以下，更优选令喷射距离H为100mm以下。在本实施方式中，由第一形状矫正装置5进行了形状矫正后的厚钢板1在除垢装置4内移动，所以除垢装置4的喷射喷嘴能够接近厚钢板1的表面，但是考虑到喷嘴与厚钢板1的接触，优选令喷射距离H为40mm以上、140mm以下。
此外，通常的除垢装置4中使用的泵的排出压力（spraying pressure）为14.7MPa（150[kgf/cm2]）以下，所以喷嘴顶端处的喷射压力由于中途路径的压力损失而比14.7MPa还低。因此，优选使用通常具有更高的喷射压力Ps的排出压力高的泵。喷射压力Ps的上限没有特别限定，但是由于若喷射压力Ps变高则使用的电力（energy required electric power）过大，所以优选喷射压力Ps为50MPa以下。另外，喷射压力Ps为50MPa的泵是当前商用泵（commercially available pump）的最高喷射压力。
这样，根据本实施方式，将高压水的冲击压力P设定为1.5MPa以上的除垢装置4将产生于厚钢板1的表面的水垢除去，从而能够消除水垢厚度分布的偏差，所以在利用冷却装置6对厚钢板1进行冷却时，如图6所示，能够几乎没有宽度方向位置的表面温度的偏差地均一地进行冷却，能够制造钢板形状、机械性能都优异的厚钢板1。
此外，不进行由除垢装置进行的表面处理而通过冷却装置的厚钢板的宽度方向的温度不均为40℃左右，但进行了上述本发明的除垢后进行基于一般的冷却装置的冷却的厚钢板的宽度方向的温度不均减少为10℃左右。进而，在通过除垢装置4而进行了本发明的除垢后，借助图2所示的本实施方式的冷却装置6进行宽度方向上均一的冷却后的厚钢板1的宽度方向的温度不均减少到4℃左右。
对于影响在由冷却装置6进行的厚钢板1的冷却时的稳定性的厚钢板1的表面的水垢，厚钢板1的水垢的成长一般地以扩散速率（diffusion controlled process）表示，公知下述式（5）所示的关系。
Figure 481300DEST_PATH_IMAGE005
其中，ξ：水垢厚度、a：常数（constant number）、Q：活性能量（activation energy）、R：常数、t：时间。
在此，考虑由除垢装置4进行的水垢去除后的水垢的成长，进行各种温度、时间下的水垢成长的模拟计算（simulation），导出上式的常数。进而，对水垢厚度和冷却稳定性（cooling stability）进行锐意研究后发现水垢厚度为15μm以下时冷却稳定，在水垢厚度为10μm以下时更为稳定，在水垢厚度为5μm以下时非常稳定。
即，可知从基于除垢装置4的厚钢板1的水垢除去结束后，到利用冷却装置6开始厚钢板1的冷却的时间t[s]满足下述式（6）时，冷却装置6进行的冷却更为稳定。
其中，T：冷却前的厚钢板温度[K]。
此外，可知从基于除垢装置4的厚钢板1的水垢除去结束后，到利用冷却装置6开始厚钢板1的冷却的时间t[s]满足下述式（7）时，冷却装置6进行的冷却更为稳定。
Figure 757746DEST_PATH_IMAGE007
进而，可知从基于除垢装置4的厚钢板1的水垢除去结束后，到利用冷却装置6开始厚钢板1的冷却的时间t[s]满足下述式（8）时，冷却装置6进行的冷却非常地稳定。
Figure 956646DEST_PATH_IMAGE008
另一方面，从除垢装置4到冷却装置6的距离L相对于厚钢板1的运送速度V、时间t（从除垢装置4的工序结束到冷却装置6的工序开始的时间）设定为满足下述式（9）。
而且，上述式（9），更优选从上述式（6）满足下述式（10）。
此外，上述式（9），更优选从上述式（7）满足下述式（11）。
Figure 310901DEST_PATH_IMAGE011
进而，上述式（9），更优选从上述式（8）满足下述式（12）。
Figure 234864DEST_PATH_IMAGE012
从上述式（10）～（12），例如令上述冷却装置6的冷却前的厚钢板1的温度为820℃，令厚钢板1的运送速度为0.28～2.50m/s，则从除垢装置4到冷却装置6的距离L为12～107m以下时冷却稳定，为5～47m以下时冷却更为稳定，为1.3～12m以下时冷却非常稳定。
由此，若令从除垢装置4到冷却装置6的距离L为12m以下，则即便在厚钢板1的运送速度V慢（例如V=0.28m/s）时冷却也稳定，相反，在厚钢板1的运送速度V快（例如V=2.50m/s）时，冷却非常地稳定，所以优选。另外，更优选从除垢装置4到冷却装置6的距离L为5m以下。
进而，考虑到需要进行控制冷却的品种的厚钢板1的大部分的运送速度V为0.5m/s以上，则进而优选距离L为该运送速度V下冷却非常稳定的条件的2.5m以下。
如上所述，本实施方式的热轧设备中，通过将从除垢装置4的喷射喷嘴向厚钢板1的表面喷射的冲击压力P[MPa]设定为1.5以上，能够实现发生于厚钢板1的水垢的均一化，能够利用冷却装置6实现均一的冷却，从而能够制造形状以及机械性质都优异的厚钢板1。
此外，在利用第一形状矫正装置5对厚钢板1的形状进行矫正后，利用除垢装置4进行将产生于厚钢板1的表面的水垢除去的工序，从而能够令除垢装置4的喷射喷嘴接近厚钢板1的表面，若令喷射距离H（除垢装置4的喷射喷嘴与厚钢板1的表面距离）为40mm以上、140mm以下，则提高除垢能力，或者能够令用于得到既定的冲击压力P的喷射压力P、喷射流量Q变小，所以能够实现除垢装置4的泵能力的降低化。
此外，即便令除垢装置4到冷却装置6的距离L满足L≤V×5×10-9×exp（25000/T）的关系式，也能够令冷却装置6进行的厚钢板1的冷却稳定。
此外，若令除垢装置4进行的厚钢板1的水垢的除去结束后到利用冷却装置6的厚钢板1的冷却开始的时间t[s]满足L≤V×5×10-9×exp（25000/T）的关系式，则能够令冷却装置6进行的厚钢板1的冷却稳定。
进而，本实施方式的冷却装置6如图4所示，从上部冷却水喷射喷嘴11经由供水口19而供给的冷却水对厚钢板1的上表面进行冷却而变为高温的排水，将没有插通上部冷却水喷射喷嘴11的贯通孔18作为排水流路而从分隔板12的上方沿厚钢板1的宽度方向流动，冷却后的排水从厚钢板1快速地被排除，所以从上部冷却水喷射喷嘴11经由供水口19流动的冷却水顺次地与厚钢板1接触，从而能够得到充分且宽度方向上均一的冷却能力。
另外，如本实施方式那样，利用第一形状矫正装置5来矫正轧制中产生的应变，利用除垢装置4进行厚钢板1的表面处理，令冷却的控制性稳定化，从而由第二形状矫正装置7处理的厚钢板1本身就是平坦度高的厚钢板1，其温度也均一，所以第二形状矫正装置7的矫正反力无需过高。此外，冷却装置6与第二形状矫正装置7的距离比在生产线上制造的厚钢板1的最大长度长即可。这是由于用于实现下述效果：大多利用第二形状矫正装置7进行反转矫正等，所以需要防止反送的厚钢板1在运送辊上弹起而与冷却装置7撞击等的损伤的效果、及令冷却中产生的微小的温度偏差均一化并避免矫正后由温度偏差引起的翘曲的发生的效果。
[实施例]
令由热轧机3轧制的板厚30mm、宽度3500mm的厚钢板1通过第一形状矫正装置5以及除垢装置4，然后进行从820℃到420℃的冷却控制。在此，从上述式（6）、（7）、（8）计算的冷却稳定的条件为，从由除垢装置4进行的厚钢板1的水垢的除去结束后开始到利用冷却装置6开始厚钢板1的冷却的时间t为42s，优选为19s以下，更优选为5s以下。
除垢装置4中，喷嘴的喷射压力为17.7MPa，每根喷嘴的喷射流量为64L/min/根、喷射距离（除垢装置4的喷射喷嘴与厚钢板1的表面距离）为130mm、喷嘴喷射角度为32°、射入角为15°，以邻接的喷嘴的喷射区域以一定程度重叠的方式在宽度方向上排列一列，在宽度方向的全部位置中冲击压力为1.5MPa。
冷却装置6如图2所示为下述设备：令供给到钢板上表面的冷却水在分隔板的上方流动，进而如图4所示那样，设置能够从钢板宽度方向侧方进行排水的流路。在分隔板上，像棋盘的网格那样开设直径12mm的孔，如图3所示，在交错状格子地配列的供水口中内插上部冷却水喷射喷嘴，并将其余的孔用作排水口。上水箱下表面与分隔板上表面的距离为100mm。
上部冷却水喷射喷嘴内径为5mm、外径为9mm、长度为170mm，令其上端向水箱内突出。此外，棒状冷却水的喷射速度为8.9m/s。钢板宽度方向的喷嘴间距为50mm，台辊间距离1m的区域内将喷嘴沿在长度方向上并列10列。上表面的水量密度为2.1m3/m2·min。上表面冷却的喷嘴下端配置为位于板厚25mm的分隔板的上下表面的中间位置，到钢板表面的距离为80mm。
另外，对于下表面冷却设备，使用除了不具备如图2所示的分隔板以外与上表面冷却设备相同的冷却设备，令棒状冷却水的喷射速度以及水量密度为上表面的1.5倍。
而且，如表1所示，令从除垢装置4到冷却装置6的距离L、钢板的运送速度V以及从除垢装置4到冷却装置6的时间进行各种变化。另外，表1的除垢是指利用除垢装置4进行的厚钢板1的水垢除去工序，控制冷却是指利用冷却装置6进行的厚钢板1的冷却工序。
[表1]
  控制冷却前除垢 除垢冲击压力MPa 从除垢装置到冷却装置的距离L[m] 厚钢板运送速度V[m/s] 从除垢装置到控制冷却的时间t[s] 再矫正率%
本发明例1 有 1.5 5 0.28 18 5
本发明例2 有 1.5 5 0.6 8 4
本发明例3 有 1.5 5 1.8 3 2
本发明例4 有 1.5 13 0.28 46 12
本发明例5 有 2.4 2.5 0.8 3 1
比较例1 无 - - - - 40
比较例2 有 0.09 5 0.6 8 70
表1的本发明例1～5（厚钢板1）如图6所示，在利用冷却装置6进行冷却时，几乎没有宽度方向位置的表面温度的偏差而均一地被冷却，平坦度优异，形状不良导致的再矫正率低，此外，表面性状也良好。
特别地，在从除垢装置4到冷却装置6的距离为5m的本发明例1～3中，从由除垢装置4进行的厚钢板1的水垢的去除结束后到利用冷却装置6开始厚钢板1的冷却的时间t与钢板的运送速度V无关，为从上述式（6）可知的冷却装置6的冷却更为稳定的条件的19s以下，再矫正率为5%以下而良好。
进而，在令从除垢装置4到冷却装置6的距离为2.5m、喷嘴的喷射压力为17.7MPa、喷嘴每根的喷射流量为64L/min/根、喷射距离（除垢装置4的喷射喷嘴与厚钢板1的表面距离）为90mm、喷嘴喷射角度为40°、喷嘴射入角为15°从而冲击压力为2.4MPa的本发明例5中，再矫正率为1%而非常好。
另一方面，在不进行基于除垢装置4的水垢除去而利用冷却装置6进行冷却的比较例1中，由于钢板的温度分布不均而平坦度恶化，再矫正率为40%。
此外，令除垢装置4的设定条件为水压10MPa、喷嘴每根的喷射流量为10L/min/根、喷射距离为180mm、喷嘴喷射角度为25°、喷嘴射入角为15°、冲击压力为0.09MPa的比较例2中，水垢部分地剥离，从而钢板宽度方向的温度分布恶化，再矫正率变为70%。
[附图标记说明]
1…厚钢板、2…加热炉、3…热轧机、4…除垢装置、5…第一形状矫正装置（形状矫正装置）、6…冷却装置、7…第二形状矫正装置、10…上水箱（水箱）、11…上部冷却水喷射喷嘴（冷却水喷射喷嘴）、12…分隔板、13…下水箱、15…下部冷却水喷嘴、16、17…除水辊、18…贯通孔、19…供水口、20…排水口。

Claims (7)

1. 一种厚钢板的制造设备，将热轧机、形状矫正装置、除垢装置以及冷却装置以所述顺序从运送方向上游侧配置，令上述除垢装置向厚钢板的表面喷射的冷却水的冲击压力P为1.5MPa以上。
2. 如权利要求1所述的厚钢板的制造设备，其特征在于，在令从上述除垢装置到上述冷却装置的运送速度为V[m/s]、冷却前的厚钢板温度为T[K]时，从上述除垢装置到上述冷却装置的距离L[m]满足L≤V×5×10-9×exp（25000/T）的关系式。
3. 如权利要求1所述的厚钢板的制造设备，其特征在于，以从上述除垢装置到上述冷却装置的距离L为12m以下的方式配置各装置。
4. 如权利要求1至3的任一项所述的厚钢板的制造设备，其特征在于，从上述除垢装置的喷射喷嘴到上述厚钢板的表面的距离H为40mm以上、140mm以下。
5. 如权利要求1至4的任一项所述的厚钢板的制造设备，其特征在于，上述冷却装置具有向上述厚钢板的上表面供给冷却水的水箱、从该水箱悬垂的喷射棒状冷却水的冷却水喷射喷嘴、和设置在上述厚钢板与上述水箱之间的分隔板，并且在上述分隔板上设置有多个将上述冷却水喷射喷嘴的下端部插入在内部的供水口、和将供给到上述厚钢板的上表面的冷却水向上述分隔板上排水的排水口。
6. 一种厚钢板的制造方法，以热轧工序、热矫正工序以及冷却工序的顺序来制造厚钢板，其特征在于，在上述热矫正工序以及上述冷却工序之间，具有向厚钢板的表面喷射冲击压力1.5MPa以上的冷却水的除垢工序。
7. 如权利要求6所述的厚钢板的制造方法，其特征在于，在冷却前的厚钢板温度为T[K]时，从上述除垢工序结束到上述冷却工序开始的时间t[s]满足t≤5×10-9×exp（25000/T）的关系式。
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