CN1610584A - 钢板的冷却方法、钢板的冷却装置和钢板的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供具有用多组上下辊束缚钢板板面在水平方向输送钢板的工序和从钢板板面的上下方向对输送中的钢板进行水冷的工序，每1组上下辊对钢板的束缚力(t)为用下述P1＝(6.85×10－7S3L0.65)以上小于P2＝(1.2×10－6S3L0.65)的钢板冷却方法。其中L(mm)表示相邻上下辊组间的距离，S(mm)表示钢板的厚度。采用本发明的方法可以均匀冷却热轧后的钢板，而且不会产生因冷却不均造成的翘曲和因束缚力造成的纵向弯曲。

Description

钢板的冷却方法、钢板的冷却装置和钢板的制造方法
技术领域
本发明涉及冷却热轧钢板的方法，特别是冷却中钢板不产生翘曲、纵向弯曲，均匀冷却钢板的方法、其装置和利用其方法制造钢板的方法。
背景技术
一般热轧后的钢板是钢板的板面呈水平状输送，采用从钢板板面的上下方向喷冷却水来冷却。此时在钢板上容易生成冷却不均，不仅成为钢板产生残余应力和材质波动的原因，而且使钢板产生翘曲，引发操作上的故障。此外由于发生翘曲的钢板需要用压力机等矫正的精整工序，导致成本增加。
近年来在利用组合轧制和冷却的控制轧制、控制冷却(TMCP)的钢板制造中，对连续制造消除这样的冷却不均、进行高精度的温度控制、变形小的平坦钢板的需求增加。特别是在厚钢板的制造中，有制造板宽超过5m的情况，无论如何要阻止从冷却装置出来的冷却水流向不需要冷却的钢板部位，通过所谓的“清除水”实现均匀冷却成为了课题。
关于钢板冷却时清除水，例如在实开昭53-39508号公报中发表了在钢板的上面配置可以上下自由移动的空气喷嘴，利用喷射空气清除水的技术。此外在实开昭58-125611号公报中发表了用橡胶辊夹持挤压清除水的方法。此外在特开昭60-206516号公报中发表了设置除水辊和在它的下游一侧沿钢板宽度方向设置水喷嘴，从钢板板宽方向的中间向两端和除水辊喷射水来清除水的技术。
可是无论采用上述哪种方法都不能完全清除水，使钢板快速冷却的话，钢板的上下面的冷却不一定均匀，在钢板的宽度方向和长度方向产生翘曲。
宽度方向的翘曲由板宽、板厚、上下面的温度和降温过程中的温度差决定翘曲量和翘曲方向，发生翘曲的话，在钢板和除水辊之间产生间隙，流出大量的冷却水，使清除水变得困难，增加了冷却不均。
此外长度方向的翘曲除了板宽、板厚、上下面的温度和降温过程中的温度差以外，钢板的输送速度也决定了翘曲量和翘曲方向，发生此翘曲后，不能稳定地输送钢板，引起操作上的事故。此外钢板通过冷却装置后，这样的翘曲也时有发生。
在特开平10-263670号公报中发表了在冷却中束缚住钢板板面进行冷却，使宽度方向不产生翘曲的技术。在此方法中用某个力以上的力束缚住钢板进行冷却，所以可以保持在平坦的状态下冷却。
可是在特开平10-263670号公报的方法中用某个力以上的力束缚住钢板的话，有时钢板本身纵向弯曲，在冷却装置内或通过冷却装置后产生大的翘曲，钢板不能输送，引起事故。
发明内容
本发明的目的是提供使热轧钢板不因冷却不均而翘曲、纵向弯曲的均匀冷却钢板的方法、其装置和利用其方法制造钢板的方法。
采用具有用多组上下辊束缚钢板板面在水平方向输送钢板的工序和从钢板板面的上下方向对输送中的钢板进行水冷的工序，每1组上下辊对钢板的束缚力为用下述(1)和(2)式表示的p1(t)以上p2(t)以下的钢板的冷却方法可以达到此目的。
P1＝6.85×10-7S3L0.65……(1)
P2＝1.2×10-6S3L0.65……(2)
其中，L(mm)表示相邻上下辊组间的距离，S(mm)表示钢板的厚度。
这种钢板的冷却方法，通过具有用于束缚输送中的钢板的多组上下辊、从钢板板面上下方向对输送中的钢板的水冷却装置、和为了调整束缚钢板的束缚力而使多组的上下辊上下移动的装置的钢板冷却装置可以实现。
附图说明
图1为表示本发明钢板冷却装置的1个示例的图。
具体实施方式
图1中表示本发明钢板冷却装置的1个示例。
在此冷却装置中，在由上辊2和下辊3构成，间隔1m配置的20组上下辊之间束缚输送轧制后的钢板1。此时钢板的上面利用从狭缝喷嘴4喷出的冷却水、钢板的下面用从圆管喷嘴5喷出的冷却水分别进行冷却。在图1中表示3条上辊2和2个冷却区。此外各上下辊的间隔为1m。
在上下辊之间的钢板1的上面，从上游一侧的上辊2向下游一侧的上辊2，沿钢板1的前进方向从狭缝4对每钢板单位面积上下分别喷射2m3/min的冷却水。另一方面钢板1的下面从圆管喷嘴5喷射冷却水。
在20组上下辊中，下辊3被固定，兼作输送辊用。上辊2直径为250mm，以0.5mm的间隔可以上下升降。上辊2和下辊3的间隙设定为小于钢板1的厚度，钢板1通过的话利用抵抗油压缸6对上辊2的挤压力的反作用力，把力施加在钢板1上，束缚钢板1。此外此师傅力用压力传感器进行测量，超过后述值的话，调整油压缸6的压力。调整油压缸6压力的话，对应于此压力的束缚力作用于钢板1，对应于来自钢板1的反作用力，上辊2根据钢板1可以上下移动。此外设置有上辊2的位置超过某个值的话，可以迅速向上方退避的机构。再有设置有除水喷嘴7，用于把从上辊2和钢板1之间的间隙泄漏的冷却水从钢板端部清除。
使每1组上下辊形成的对钢板的束缚力为p1(t)以上小于p2(t)，束缚钢板的同时以每单位面积2m3/min以上的水量分别冷却钢板的上下面的话，温度扩散，消除温度偏差，不产生翘曲，可以可靠地除去水，不产生冷却不均。因此即使冷却后的钢板没有束缚的情况下，也能得到平坦的状态。
用小于p1(t)的束缚力因宽度方向的翘曲使上下辊翘起，冷却水漏出，产生冷却不均。
此外用p2(t)以上的束缚力，钢板纵向弯曲，此时钢板保持平坦，但停止冷却水后钢板翘曲，在冷却装置内不能输送或从冷却装置抽出后残留很大的变形。
出现了p2(t)以上的束缚力的情况下，使多组上下辊用小于p2(t)的力挤压的同时仿照钢板的翘曲上下移动，使钢板在冷却装置内可以输送，不损伤装置。再有从冷却装置抽出后例如在冷床上冷却时也不会残存大的变形。另一方面冷却变得不平衡，钢板在翘曲时以大的束缚力按住钢板的话，在冷却装置内产生反向翘曲，或在出了冷却装置的阶段会出现比预想要大的翘曲。实际上在出现p2(t)以上的束缚力的情况下，压力传感器检测此反作用力，首先使作用在油压缸6的压力减压到束缚力小于p2(t)，其结果上辊提升。此时在钢板的输送没有障碍的情况下使钢板通过。可是降低油压缸的压力，即使使上辊提升到例如300mm的某个高度，钢板的反作用力(束缚力)还在p2(t)以上的情况下，使上辊快速敞开，使束缚力为零，向上方退避。这样例如下面或上面的冷却水因某种原因不喷射了，或不以规定的流量喷射，钢板的冷却上下不对称，在钢板的上面和下面产生大的温差的情况下，由于因此温差使钢板产生大的翘曲，所以把上辊向上抬的钢板的反作用力远超过p2(t)，把上辊2向上方压，而可以象上述那样使上辊快速退避的话，可以防止可能发生的设备事故和设备损坏。
以上的说明是关于1组上下辊形成的束缚力的情况，如果其他的上下辊的束缚力也p2(t)以上的话，也可以象上述那样应对。
钢坯轧制成钢板，矫正后用本发明的钢板冷却方法进行冷却，再对冷却后的钢板进行矫正的话，可以制造冷却中不产生翘曲和纵向弯曲的、平坦的、材质均匀的钢板。
实施例
使用图1表示的钢板冷却装置，改变表1所示的钢板板厚S(mm)、上下辊组间距离L(mm)、束缚力P(t)进行钢板冷却，调查了产生翘曲的情况。从上述(1)、(2)式求出的P1和P2一并表示在表1中，发明例满足P1＜P＜P2。
用本发明冷却的钢板都能顺利通过冷却装置，此外在冷床上冷却到常温后也能保持良好的形状。
在发明例4和6中，输送中实际的束缚力超过了P2，此时辊被抬起，P2以上的束缚力消失。钢板可以通过冷却装置，此外在冷床上当初存在翘曲，但是放冷温度下降后翘曲消除，变得平坦。
另一方面，用小于P1的束缚力束缚钢板进行冷却的比较例1、2、5、7、9、11中，在冷却装置内产生的宽度方向的翘曲使钢板抬起，在钢板和辊之间产生间隙，从此处漏出冷却水，产生局部温度不均，在冷床上产生大的翘曲。
此外用P2以上的束缚力束缚钢板进行冷却的比较例4、6、8、10、12中，在冷却装置中不产生变形，但是在冷床上放置冷却阶段产生大的长度方向的翘曲。认为这是由于钢板在冷却装置内屈服，此后在出了冷却装置的阶段即使平坦地放置冷却，随着接近常温在温度变得均匀的阶段屈服部分的产生变形。
表1
    板厚SMm   辊间距LMm   (1)式的P1t   (2)式的P2t   实际的Pt 冷却后的温度不均 冷却后的变形 评价
  实施例1     12   1000     0.1     0.2     0.15     ○     ○     ○
  实施例2     12   2000     0.2     0.3     0.2     ○     ○     ○
  实施例3     25   1000     1.0     1.7     1.5     ○     ○     ○
  实施例4     25   2000     1.5     2.6     2     ○     ○     ○
  实施例5     40   1000     3.9     6.8     4     ○     ○     ○
  实施例6     40   2000     6.1     10.7     8     ○     ○     ○
  比较例1     12   1000     0.1     0.2     0.07     ×     ×     ×
  比较例2     12   1000     0.1     0.2     0.2     ○     ×     ×
  比较例3     12   2000     0.2     0.3     0.13     ×     ×     ×
  比较例4     12   2000     0.2     0.3     0.4     ○     ×     ×
  比较例5     25   1000     1.0     1.7     0.6     ×     ×     ×
  比较例6     25   1000     1.0     1.7     2     ○     ×     ×
  比较例7     25   2000     1.5     2.6     1.1     ×     ×     ×
  比较例8     25   2000     1.5     2.6     3     ○     ×     ×
  比较例9     40   1000     3.9     6.8     3     ×     ×     ×
  比较例10     40   1000     3.9     6.8     8     ○     ×     ×
  比较例11     40   2000     6.1     10.7     5     ×     ×     ×
  比较例12     40   2000     6.1     10.7     12     ○     ×     ×

Claims (7)

1.一种钢板的冷却方法，具有用多组上下辊束缚钢板板面在水平方向输送钢板的工序，和从钢板板面的上下方向对输送中的钢板进行水冷的工序，每1组上下辊对所述钢板的束缚力为用下述(1)和(2)式表示的p1(t)以上小于p2(t)，
P1＝6.85×10-7S3L0.65......(1)
P2＝1.2×10-6S3L0.65......(2)
其中，L(mm)表示相邻上下辊组间的距离，S(mm)表示钢板的厚度。
2.如权利要求1所述的钢板的冷却方法，具有对钢板的束缚力为p2(t)以上时，使多组上下辊用小于p2(t)的力挤压的同时仿照所述钢板的翘曲上下移动的工序。
3.如权利要求2所述的钢板的冷却方法，具有在多组上下辊的上下移动量超过规定的界限的话，使所述上下辊敞开，使对钢板的束缚力为零的工序。
4.一种钢板冷却装置，具有束缚输送中的钢板的多组上下辊、从钢板板面的上下方向对所述输送中的钢板进行水冷的装置、和为了调整束缚所述钢板的束缚力使所述多组上下辊上下移动的装置。
5.如权利要求4所述的钢板冷却装置，具有在上下辊的上下移动量超过规定的界限时，使所述上下辊的开口度变宽，使对钢板的束缚力为零的装置。
6.一种钢板的制造方法，具有把钢坯轧制成钢板的工序、把所述钢板进行矫正的工序、把所述矫正后的钢板用权利要求1至3的任何一种钢板冷却方法冷却的工序、和把所述冷却后的钢板进行矫正的工序。
7.如权利要求6所述的钢板的制造方法，在冷却工序中，分别用每单位面积2m3/min的水量冷却钢板的上面和钢板的下面。
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