JP2000301226A - 厚鋼板の冷却方法 - Google Patents
厚鋼板の冷却方法Info
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- JP2000301226A JP2000301226A JP11109160A JP10916099A JP2000301226A JP 2000301226 A JP2000301226 A JP 2000301226A JP 11109160 A JP11109160 A JP 11109160A JP 10916099 A JP10916099 A JP 10916099A JP 2000301226 A JP2000301226 A JP 2000301226A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 材質確保に適正な冷却能を有し、かつ冷却時
に発生する板内の温度偏差を低減し、変形、残留応力、
材質ばらつきのない板厚２０mm超の厚鋼板を製造するた
めの冷却を行なう。 【解決手段】 熱間で圧延された高温で板厚２０mm超の
厚鋼板を冷却装置から噴射する冷却水により冷却方法に
おいて、前記冷却装置から噴射される冷却水に砂鉄を，
該冷却水に対する質量流量比で１５％から６０％の範囲
内で混合し冷却する。また、前記砂鉄を混合した冷却水
を鋼板の冷却開始から遷移沸騰域まで噴射し、その後の
核沸騰域で前記砂鉄の混合のない冷却水を噴射し冷却す
る。
に発生する板内の温度偏差を低減し、変形、残留応力、
材質ばらつきのない板厚２０mm超の厚鋼板を製造するた
めの冷却を行なう。 【解決手段】 熱間で圧延された高温で板厚２０mm超の
厚鋼板を冷却装置から噴射する冷却水により冷却方法に
おいて、前記冷却装置から噴射される冷却水に砂鉄を，
該冷却水に対する質量流量比で１５％から６０％の範囲
内で混合し冷却する。また、前記砂鉄を混合した冷却水
を鋼板の冷却開始から遷移沸騰域まで噴射し、その後の
核沸騰域で前記砂鉄の混合のない冷却水を噴射し冷却す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱間で圧延された
厚鋼板のオンライン冷却方法に関するものである。
厚鋼板のオンライン冷却方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、熱間圧延後の高温の鋼板をオンラ
インで連続的に冷却し、鋼の組織制御を行なうことで高
強度、高靭性の特性を得る厚鋼板の製造プロセスが広く
用いられている。このオンライン冷却プロセスでは、合
金元素の低減や熱処理工程の省略などが可能であり、大
きなコスト低減効果が得られる。
インで連続的に冷却し、鋼の組織制御を行なうことで高
強度、高靭性の特性を得る厚鋼板の製造プロセスが広く
用いられている。このオンライン冷却プロセスでは、合
金元素の低減や熱処理工程の省略などが可能であり、大
きなコスト低減効果が得られる。
【０００３】しかし、熱間圧延された高温鋼板の板内温
度分布、表面性状、形状などは一般的に均一ではないた
め、冷却中の板内に冷却むらが発生しやすく、その結
果、冷却後の鋼板に変形、残留応力、材質の不均一など
が生じ、形状不良や品質不良、操業トラブルなどを引き
起こしていた。
度分布、表面性状、形状などは一般的に均一ではないた
め、冷却中の板内に冷却むらが発生しやすく、その結
果、冷却後の鋼板に変形、残留応力、材質の不均一など
が生じ、形状不良や品質不良、操業トラブルなどを引き
起こしていた。
【０００４】冷却において板内温度偏差が発生する原因
は、一般的に図４に示すように水冷における沸騰形態
が、鋼板表面温度に応じて膜沸騰状態から遷移沸騰状態
を経て核沸騰状態まで変化し、それに伴い熱流束が大き
く変化する点にある。これは、特に約８００℃から約４
００℃まで冷却する板厚２０mm超の厚鋼板に対して顕著
である。以下に各沸騰形態と温度偏差の発生メカニズム
について簡単に説明する。
は、一般的に図４に示すように水冷における沸騰形態
が、鋼板表面温度に応じて膜沸騰状態から遷移沸騰状態
を経て核沸騰状態まで変化し、それに伴い熱流束が大き
く変化する点にある。これは、特に約８００℃から約４
００℃まで冷却する板厚２０mm超の厚鋼板に対して顕著
である。以下に各沸騰形態と温度偏差の発生メカニズム
について簡単に説明する。
【０００５】冷却開始段階では鋼板が高温であるため、
冷却水は鋼板に接触する前に蒸発し、冷却水と鋼板との
間に蒸気膜が形成される（この沸騰形態を膜沸騰と呼
ぶ）。そして、熱伝達は熱伝導率の小さい蒸気膜を通じ
て行なわれるため、熱流束は小さく冷却能が低い。その
ため板内温度偏差があったとしても、板内の熱流束偏差
が小さいため、温度偏差が急激に増大することはなく安
定した冷却が行なわれる。
冷却水は鋼板に接触する前に蒸発し、冷却水と鋼板との
間に蒸気膜が形成される（この沸騰形態を膜沸騰と呼
ぶ）。そして、熱伝達は熱伝導率の小さい蒸気膜を通じ
て行なわれるため、熱流束は小さく冷却能が低い。その
ため板内温度偏差があったとしても、板内の熱流束偏差
が小さいため、温度偏差が急激に増大することはなく安
定した冷却が行なわれる。
【０００６】しかし、鋼板の温度が低下するに伴い、蒸
気膜は安定して存在することができず、噴射される冷却
水によって局所的に破壊される。このとき冷却水は鋼板
表面に直接接触し、熱伝達は蒸気膜を介さずに行なわれ
るため、熱流束は大きく冷却能が高い。板内において
は、表面温度に応じて蒸気膜が形成されている部分と破
壊されている部分、すなわち熱流束の小さい部分と大き
い部分とが混在するようになる（この沸騰形態を遷移沸
騰と呼ぶ）。この遷移沸騰域では温度が低下するにつれ
て蒸気膜の占有面積率が減少するため、熱流束は増加す
る。したがって板内温度偏差がある場合、高温部では熱
流束が小さく、低温部では熱流束が大きい状態となり、
時間経過と共に両者間の温度偏差は急激に増大するた
め、安定した冷却を行なうことは困難となる。
気膜は安定して存在することができず、噴射される冷却
水によって局所的に破壊される。このとき冷却水は鋼板
表面に直接接触し、熱伝達は蒸気膜を介さずに行なわれ
るため、熱流束は大きく冷却能が高い。板内において
は、表面温度に応じて蒸気膜が形成されている部分と破
壊されている部分、すなわち熱流束の小さい部分と大き
い部分とが混在するようになる（この沸騰形態を遷移沸
騰と呼ぶ）。この遷移沸騰域では温度が低下するにつれ
て蒸気膜の占有面積率が減少するため、熱流束は増加す
る。したがって板内温度偏差がある場合、高温部では熱
流束が小さく、低温部では熱流束が大きい状態となり、
時間経過と共に両者間の温度偏差は急激に増大するた
め、安定した冷却を行なうことは困難となる。
【０００７】更に温度が低下すると、板内ほぼ全面で蒸
気膜は消え冷却水と鋼板表面が直接接触し、局所的に気
泡が発生する状態となる（この沸騰形態を核沸騰と呼
ぶ）。この核沸騰は一般に冷却能が高い沸騰形態である
が、温度の低下と共に冷却能は低くなる。したがって板
内温度偏差があっても高温部では熱流束が大きく、低温
部では熱流束が小さい状態となり、時間経過と共に両者
間の温度偏差は収束に向かう。
気膜は消え冷却水と鋼板表面が直接接触し、局所的に気
泡が発生する状態となる（この沸騰形態を核沸騰と呼
ぶ）。この核沸騰は一般に冷却能が高い沸騰形態である
が、温度の低下と共に冷却能は低くなる。したがって板
内温度偏差があっても高温部では熱流束が大きく、低温
部では熱流束が小さい状態となり、時間経過と共に両者
間の温度偏差は収束に向かう。
【０００８】このように沸騰形態は、板内温度偏差が増
大する遷移沸騰と、温度偏差が発生しにくい膜沸騰及び
核沸騰に分けられるため、従来から遷移沸騰を回避する
冷却方法が提案されてきた。その一つとして水量密度や
噴出圧力を変化させる方法が挙げられる。ここで水量密
度とは、単位時間単位面積当たりに供給する冷却水量を
意味する。
大する遷移沸騰と、温度偏差が発生しにくい膜沸騰及び
核沸騰に分けられるため、従来から遷移沸騰を回避する
冷却方法が提案されてきた。その一つとして水量密度や
噴出圧力を変化させる方法が挙げられる。ここで水量密
度とは、単位時間単位面積当たりに供給する冷却水量を
意味する。
【０００９】水量密度や噴出圧力を変化させると沸騰形
態が変化・推移する鋼板表面温度は変化する。この原理
は図２を用いて説明できる。遷移沸騰以上の温度域にお
いて、速度を持った冷却水１は鋼板表面２に衝突し、そ
の後蒸気膜３が形成される。冷却装置から噴出された冷
却水は質量Ｍと噴出速度Ｖを掛け合わせた運動量ＭＶを
持っており、衝突時に運動量は０となるため鋼板表面方
向に力積Ｆが発生する。この力積に応じて蒸気膜は一時
的に押され薄くなる。蒸気の熱伝導率λ、蒸気膜厚さ
δ、鋼板表面温度ＴS、水温ＴWとすると、熱流束ｑは近
似的に、 ｑ＝（λ/δ）×（ＴS−ＴW） （１） と表され、熱抵抗となる蒸気膜厚さに反比例して変化す
る。したがって、水量密度や噴出圧力を増加させ力積を
向上させることで、蒸気膜厚さの発達を抑制し熱流束を
向上させることが可能となる。すなわち遷移沸騰域及び
膜沸騰域が高温側にシフトする。逆に水量密度や噴出圧
力を減少させ緩冷するほど遷移沸騰域及び膜沸騰域は低
温側にシフトする。
態が変化・推移する鋼板表面温度は変化する。この原理
は図２を用いて説明できる。遷移沸騰以上の温度域にお
いて、速度を持った冷却水１は鋼板表面２に衝突し、そ
の後蒸気膜３が形成される。冷却装置から噴出された冷
却水は質量Ｍと噴出速度Ｖを掛け合わせた運動量ＭＶを
持っており、衝突時に運動量は０となるため鋼板表面方
向に力積Ｆが発生する。この力積に応じて蒸気膜は一時
的に押され薄くなる。蒸気の熱伝導率λ、蒸気膜厚さ
δ、鋼板表面温度ＴS、水温ＴWとすると、熱流束ｑは近
似的に、 ｑ＝（λ/δ）×（ＴS−ＴW） （１） と表され、熱抵抗となる蒸気膜厚さに反比例して変化す
る。したがって、水量密度や噴出圧力を増加させ力積を
向上させることで、蒸気膜厚さの発達を抑制し熱流束を
向上させることが可能となる。すなわち遷移沸騰域及び
膜沸騰域が高温側にシフトする。逆に水量密度や噴出圧
力を減少させ緩冷するほど遷移沸騰域及び膜沸騰域は低
温側にシフトする。
【００１０】この原理を利用すれば水量密度を３．０m3
/(m2 min)程度まで増加させることで図３に示すように
遷移沸騰域を高温側にシフトさせ、冷却開始段階から核
沸騰主体の冷却を行い、板内温度偏差拡大を抑制でき
る。この方法は従来から経験的に行なわれていた。しか
し鋼板表層において、冷却能が非常に高くなるため高硬
度で脆い焼入組織が生成され、鋼材としての特性上相応
しくない。
/(m2 min)程度まで増加させることで図３に示すように
遷移沸騰域を高温側にシフトさせ、冷却開始段階から核
沸騰主体の冷却を行い、板内温度偏差拡大を抑制でき
る。この方法は従来から経験的に行なわれていた。しか
し鋼板表層において、冷却能が非常に高くなるため高硬
度で脆い焼入組織が生成され、鋼材としての特性上相応
しくない。
【００１１】また、特開昭６３−２２７７２６公報のよ
うに４００℃より高温の状態で緩やかにミスト冷却を行
ない、板内温度偏差の増大、それに伴う鋼板の変形を防
止する方法が提案されている。この方法は低水量密度の
緩冷却により遷移沸騰域を低温側にシフトさせ膜沸騰主
体の冷却を行なうことで温度偏差を低減するものである
が、板厚２０mm超の厚鋼板に対しては冷却速能力が小さ
くなりすぎるため組織制御が不可能となる。
うに４００℃より高温の状態で緩やかにミスト冷却を行
ない、板内温度偏差の増大、それに伴う鋼板の変形を防
止する方法が提案されている。この方法は低水量密度の
緩冷却により遷移沸騰域を低温側にシフトさせ膜沸騰主
体の冷却を行なうことで温度偏差を低減するものである
が、板厚２０mm超の厚鋼板に対しては冷却速能力が小さ
くなりすぎるため組織制御が不可能となる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、冷却時に発
生する板内の温度偏差を低減し、変形、残留応力、材質
ばらつきのない板厚２０mm超の厚鋼板を製造するための
冷却方法を提供することを課題とする。
生する板内の温度偏差を低減し、変形、残留応力、材質
ばらつきのない板厚２０mm超の厚鋼板を製造するための
冷却方法を提供することを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたものであって、その手段１は、熱間
で圧延された高温で板厚２０mm超の厚鋼板を冷却装置か
ら噴射する冷却水により冷却方法において、前記冷却装
置から噴射される冷却水に砂鉄を，該冷却水に対する質
量流量比で１５％〜６０％混合したことを特徴とする厚
鋼板の冷却方法である。また、手段２は前記砂鉄を混合
した冷却水を鋼板の冷却開始から遷移沸騰域まで噴射
し、その後の核沸騰域で前記砂鉄の混合のない冷却水を
噴射することを特徴とする厚鋼板の冷却方法である。
するためになされたものであって、その手段１は、熱間
で圧延された高温で板厚２０mm超の厚鋼板を冷却装置か
ら噴射する冷却水により冷却方法において、前記冷却装
置から噴射される冷却水に砂鉄を，該冷却水に対する質
量流量比で１５％〜６０％混合したことを特徴とする厚
鋼板の冷却方法である。また、手段２は前記砂鉄を混合
した冷却水を鋼板の冷却開始から遷移沸騰域まで噴射
し、その後の核沸騰域で前記砂鉄の混合のない冷却水を
噴射することを特徴とする厚鋼板の冷却方法である。
【００１４】
【発明の実施の形態】課題を解決するために、冷却能を
大幅に変化させることなく遷移沸騰域における冷却を安
定化する方法を検討した。
大幅に変化させることなく遷移沸騰域における冷却を安
定化する方法を検討した。
【００１５】前記のように遷移沸騰域では部分的な蒸気
膜の形成により板内での熱流束偏差が増大し温度偏差が
発生する。この熱流束偏差を低減するためには、蒸気膜
が形成された部分の熱流束を蒸気膜厚さの発達を抑制し
熱抵抗を小さくすることで、冷却水と鋼板が直接接触し
ている部分の熱流束に近づける必要がある。蒸気膜厚さ
は冷却水の運動量を大きくすることで薄くすることが可
能である。ただし、水量密度を単純に増加させて運動量
を向上させた場合は冷却能が増大する。そこで発明者ら
は、水量密度はそのままに冷却水に砂鉄を混合すること
で質量を増加させ、運動量を向上させる方法を発明する
に至った。この考えに基づき、冷却水に混合する砂鉄の
量と遷移沸騰域での熱流束の関係について検討した。
膜の形成により板内での熱流束偏差が増大し温度偏差が
発生する。この熱流束偏差を低減するためには、蒸気膜
が形成された部分の熱流束を蒸気膜厚さの発達を抑制し
熱抵抗を小さくすることで、冷却水と鋼板が直接接触し
ている部分の熱流束に近づける必要がある。蒸気膜厚さ
は冷却水の運動量を大きくすることで薄くすることが可
能である。ただし、水量密度を単純に増加させて運動量
を向上させた場合は冷却能が増大する。そこで発明者ら
は、水量密度はそのままに冷却水に砂鉄を混合すること
で質量を増加させ、運動量を向上させる方法を発明する
に至った。この考えに基づき、冷却水に混合する砂鉄の
量と遷移沸騰域での熱流束の関係について検討した。
【００１６】図１は冷却水及び砂鉄を噴出するスプレー
ノズル４の側面図である。冷却水噴出口５の下流側に砂
鉄供給パイプ６が設けられ、冷却水７の噴出によって発
生する負圧の効果で砂鉄８は吸引される。そして砂鉄８
は冷却水と混合して鋼板に衝突する。
ノズル４の側面図である。冷却水噴出口５の下流側に砂
鉄供給パイプ６が設けられ、冷却水７の噴出によって発
生する負圧の効果で砂鉄８は吸引される。そして砂鉄８
は冷却水と混合して鋼板に衝突する。
【００１７】上述したスプレーノズル４を使用し、１．
０m3/(m2 min)の水量密度で冷却したときの表面温度に
対する熱流束を測定した。また同じ水量密度で、砂鉄の
混合比３０％で冷却したときの熱流束を測定した。ここ
で砂鉄の混合比を冷却水質量流量に対する砂鉄質量流量
の比とする。
０m3/(m2 min)の水量密度で冷却したときの表面温度に
対する熱流束を測定した。また同じ水量密度で、砂鉄の
混合比３０％で冷却したときの熱流束を測定した。ここ
で砂鉄の混合比を冷却水質量流量に対する砂鉄質量流量
の比とする。
【００１８】図５に熱流束の測定結果を示す。砂鉄を混
合せずに冷却水のみで冷却した場合、鋼板表面温度が低
温になるに伴い熱流束は増加し、約４００℃でピークを
迎え、その後の核沸騰域では減少した。これに対して砂
鉄を混合した場合は、核沸騰域では砂鉄なしの場合と大
きな熱流束の差異はないものの、遷移沸騰域において熱
流束が増加した。また、遷移沸騰域では鋼板表面温度に
対して熱流束はなだらかに変化し、砂鉄なしの場合のよ
うに大きく変化することはなかった。これは、運動量の
増加による蒸気膜厚さの発達抑制と、砂鉄撹拌による蒸
気膜破壊の効果によるものである。
合せずに冷却水のみで冷却した場合、鋼板表面温度が低
温になるに伴い熱流束は増加し、約４００℃でピークを
迎え、その後の核沸騰域では減少した。これに対して砂
鉄を混合した場合は、核沸騰域では砂鉄なしの場合と大
きな熱流束の差異はないものの、遷移沸騰域において熱
流束が増加した。また、遷移沸騰域では鋼板表面温度に
対して熱流束はなだらかに変化し、砂鉄なしの場合のよ
うに大きく変化することはなかった。これは、運動量の
増加による蒸気膜厚さの発達抑制と、砂鉄撹拌による蒸
気膜破壊の効果によるものである。
【００１９】このように冷却水に砂鉄を混合することで
水量密度を増加させることなく、特に遷移沸騰域での熱
流束を向上させ温度に対する熱流束変化を低減すること
で、板内温度偏差の低減が可能である。また、砂鉄を混
合させない場合でも核沸騰域まで鋼板温度が低下すれば
安定した冷却が行えることから、実操業での適用におい
ては、事前に核沸騰へ移行する基準温度を計算してお
き、冷却開始段階からその基準温度までの冷却でのみ砂
鉄を混合すれば十分である。また、混合させる砂鉄の量
で熱伝達特性は変化する。図６は砂鉄の混合比を変化さ
せた場合に、各水量密度において蒸気膜厚さの発達を抑
制し冷却が安定し始める温度を表したものである。冷却
開始温度と水量密度に基づいて砂鉄混合比を調整するこ
とで、冷却開始段階から安定した冷却を行なうことが可
能となる。ここで砂鉄の混合比は１５％〜６０％の範囲
内が適当である。１５％未満のときは蒸気膜抑制が不十
分で板内温度偏差が増加し安定した冷却が行えなかっ
た。また、６０％超のときは冷却能が大きくなりすぎて
鋼板表層部に高硬度な焼入組織が見られた。
水量密度を増加させることなく、特に遷移沸騰域での熱
流束を向上させ温度に対する熱流束変化を低減すること
で、板内温度偏差の低減が可能である。また、砂鉄を混
合させない場合でも核沸騰域まで鋼板温度が低下すれば
安定した冷却が行えることから、実操業での適用におい
ては、事前に核沸騰へ移行する基準温度を計算してお
き、冷却開始段階からその基準温度までの冷却でのみ砂
鉄を混合すれば十分である。また、混合させる砂鉄の量
で熱伝達特性は変化する。図６は砂鉄の混合比を変化さ
せた場合に、各水量密度において蒸気膜厚さの発達を抑
制し冷却が安定し始める温度を表したものである。冷却
開始温度と水量密度に基づいて砂鉄混合比を調整するこ
とで、冷却開始段階から安定した冷却を行なうことが可
能となる。ここで砂鉄の混合比は１５％〜６０％の範囲
内が適当である。１５％未満のときは蒸気膜抑制が不十
分で板内温度偏差が増加し安定した冷却が行えなかっ
た。また、６０％超のときは冷却能が大きくなりすぎて
鋼板表層部に高硬度な焼入組織が見られた。
【００２０】
【実施例】以下に、厚板工場において本技術を適用した
例を示す。図７は本発明を適用した設備の全体概念図で
ある。この図に示すように、加熱炉９にて加熱されたス
ラブ１０は、スケールブレーカー１１により加熱過程で
スラブ表面に発生したスケールを除去された後、熱間で
仕上げ圧延機１２によって仕上圧延され、鋼板１３とな
る。その後、ホットレベラー１４を経て、オンライン冷
却装置１５で連続的に冷却される。
例を示す。図７は本発明を適用した設備の全体概念図で
ある。この図に示すように、加熱炉９にて加熱されたス
ラブ１０は、スケールブレーカー１１により加熱過程で
スラブ表面に発生したスケールを除去された後、熱間で
仕上げ圧延機１２によって仕上圧延され、鋼板１３とな
る。その後、ホットレベラー１４を経て、オンライン冷
却装置１５で連続的に冷却される。
【００２１】図８はオンライン冷却装置１５の概略側面
図の一部である。鋼板１３を上面及び下面から拘束しな
がら搬送するための一対の拘束ロール１６が１０００mm
ピッチで１３組設置されている。隣接する拘束ロール間
が冷却ゾーンとなり、本オンライン冷却装置１５は１２
の冷却ゾーンからなる。各冷却ゾーンの上面側及び下面
側にはスプレーノズル４が幅方向に２００mmピッチで長
手方向に２列設けられている。
図の一部である。鋼板１３を上面及び下面から拘束しな
がら搬送するための一対の拘束ロール１６が１０００mm
ピッチで１３組設置されている。隣接する拘束ロール間
が冷却ゾーンとなり、本オンライン冷却装置１５は１２
の冷却ゾーンからなる。各冷却ゾーンの上面側及び下面
側にはスプレーノズル４が幅方向に２００mmピッチで長
手方向に２列設けられている。
【００２２】このような製造工程でのオンライン冷却装
置１５において、圧延サイズ（厚×幅×長）が２５mm×
３６００mm×１２０００mm、および３５mm×３６００mm
×１２０００mmの厚鋼板を用いて、水量密度を１．０m3
/(m2 min)とし、７６０℃〜８００℃で冷却を開始し、
４００〜５００℃で停止させる冷却条件で本発明例と比
較例の評価を行なった。その結果を表１に示す。
置１５において、圧延サイズ（厚×幅×長）が２５mm×
３６００mm×１２０００mm、および３５mm×３６００mm
×１２０００mmの厚鋼板を用いて、水量密度を１．０m3
/(m2 min)とし、７６０℃〜８００℃で冷却を開始し、
４００〜５００℃で停止させる冷却条件で本発明例と比
較例の評価を行なった。その結果を表１に示す。
【００２３】
【表１】
【００２４】本発明例では、冷却時に発生した板内温度
偏差は小さく、温度偏差起因の形状変形は見られなかっ
た。また、表層部のビッカーズ硬さはＨＶ１７０前後
で、特に高硬度な焼入組織は見られなかった。比較例１
および２は砂鉄混合比を１０％と小さくした場合であ
る。このとき蒸気膜厚さ発達の抑制が不十分で板内の熱
流束が大きくばらつき、冷却後の幅方向の温度偏差は約
８０℃と大きかった。その結果、熱応力により波、ふく
れ、歪みなど８mm前後の変形が発生し、プレスによる再
矯正工程が必要となった。比較例３は混合比を８０％に
大きくした場合である。このとき冷却水の運動量向上効
果により蒸気膜厚さの発達が十分抑制され、その結果、
冷却後の幅方向温度偏差は２０℃と良好で鋼板の変形は
見られなかった。ただし、表層部には高硬度な焼入組織
が見られ、ビッカーズ硬さはＨＶ２２１あり、軟化のた
めの熱処理工程を必要とした。
偏差は小さく、温度偏差起因の形状変形は見られなかっ
た。また、表層部のビッカーズ硬さはＨＶ１７０前後
で、特に高硬度な焼入組織は見られなかった。比較例１
および２は砂鉄混合比を１０％と小さくした場合であ
る。このとき蒸気膜厚さ発達の抑制が不十分で板内の熱
流束が大きくばらつき、冷却後の幅方向の温度偏差は約
８０℃と大きかった。その結果、熱応力により波、ふく
れ、歪みなど８mm前後の変形が発生し、プレスによる再
矯正工程が必要となった。比較例３は混合比を８０％に
大きくした場合である。このとき冷却水の運動量向上効
果により蒸気膜厚さの発達が十分抑制され、その結果、
冷却後の幅方向温度偏差は２０℃と良好で鋼板の変形は
見られなかった。ただし、表層部には高硬度な焼入組織
が見られ、ビッカーズ硬さはＨＶ２２１あり、軟化のた
めの熱処理工程を必要とした。
【００２５】
【発明の効果】以上に説明したように本発明を実施する
ことにより、冷却により発生する板内の温度偏差を低減
し、変形、残留応力、材質ばらつきのない板厚２０mm超
の厚鋼板を製造することが可能となる。
ことにより、冷却により発生する板内の温度偏差を低減
し、変形、残留応力、材質ばらつきのない板厚２０mm超
の厚鋼板を製造することが可能となる。
【図１】砂鉄を混合するスプレーノズルの側面図。
【図２】冷却水と鋼板表面との間に形成される蒸気膜を
示した模式図。
示した模式図。
【図３】冷却水量を増加させたときの熱伝達特性を示し
た図。
た図。
【図４】鋼板表面温度と熱流束との関係を示した図。
【図５】砂鉄を混合した場合と混合しない場合の熱伝達
特性を比較した図。
特性を比較した図。
【図６】混合する砂鉄の混合比と安定冷却が可能となる
温度の関係を示した図。
温度の関係を示した図。
【図７】本発明を適用した設備全体の概要図。
【図８】オンライン冷却装置の一部を示した概略側面
図。
図。
１ 冷却水 ２ 鋼板 ３ 蒸気膜 ４ スプレーノズル ５ 冷却水噴出口 ６ 砂鉄供給パイプ ７ 冷却水 ８ 砂鉄 ９ 加熱炉 １０ スラブ １１ スケールブレーカー １２ 仕上げ圧延機 １３ 鋼板 １４ ホットレベラー １５ オンライン冷却装置 １６ 拘束ロール
Claims (2)
- 【請求項１】 熱間で圧延された高温で板厚２０mm超の
厚鋼板を冷却装置から噴射する冷却水により冷却する方
法において、前記冷却装置から噴射される冷却水に砂鉄
を，該冷却水に対する質量流量比で１５％〜６０％混合
したことを特徴とする厚鋼板の冷却方法。 - 【請求項２】 前記砂鉄を混合した冷却水を鋼板の冷却
開始から遷移沸騰域まで噴射し、その後の核沸騰域で前
記砂鉄の混合のない冷却水を噴射することを特徴とする
請求項１記載の厚鋼板の冷却方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11109160A JP2000301226A (ja) | 1999-04-16 | 1999-04-16 | 厚鋼板の冷却方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11109160A JP2000301226A (ja) | 1999-04-16 | 1999-04-16 | 厚鋼板の冷却方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000301226A true JP2000301226A (ja) | 2000-10-31 |
Family
ID=14503175
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11109160A Withdrawn JP2000301226A (ja) | 1999-04-16 | 1999-04-16 | 厚鋼板の冷却方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000301226A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113123740A (zh) * | 2019-12-30 | 2021-07-16 | 四川宏华石油设备有限公司 | 一种钻井液冷却系统 |
-
1999
- 1999-04-16 JP JP11109160A patent/JP2000301226A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113123740A (zh) * | 2019-12-30 | 2021-07-16 | 四川宏华石油设备有限公司 | 一种钻井液冷却系统 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060704 |