JP2001073041A

JP2001073041A - 鋼板の温度制御方法及び温度制御装置

Info

Publication number: JP2001073041A
Application number: JP25361999A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Nakamura; 弘中村; Satoshi Shibuya; 聡渋谷; Ichiro Asahi; 一郎旭; Asayuki Orita; 朝之折田
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1999-09-07
Filing date: 1999-09-07
Publication date: 2001-03-21

Abstract

(57)【要約】【課題】圧延後に熱間矯正を行った後、空冷するように
した鋼板の温度偏差に起因する歪みの発生を防止する。【解決手段】圧延機出側で鋼板Ｌの板幅方向の温度を
測定し、その温度分布から温度低下幅ΔＷとエッジ温度
降下量ΔＴとを求め、予め設定した歪みの発生と温度分
布との相関関係から、歪みの発生しないセンター部冷却
温度ΔＴｃｔを求めると共に、鋼板Ｌの幅Ｗと余裕代α
をもとに、冷却幅ΔＷｃｔ（＝Ｗ−２・ΔＷ−α）を求
める。冷却装置により、鋼板Ｌのセンターの冷却幅ΔＷ
ｃｔの領域には注水を行い、これ以外の領域つまりエッ
ジ側にはエアーを吹きつけ、センターの冷却領域に注水
した冷却用水がエッジ側に流れ込むことをエアーにより
防止し、鋼板Ｌの温度分布が、エッジ側はセンター付近
よりも低温であり、且つエッジ部とセンター部との間に
最高温部が位置するように温度制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、鋼板の歪みを防
止するための鋼板の温度制御方法及び温度制御装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、４．５〜２０〔ｍｍ〕程度以下の
鋼板、特に、圧延後の冷却工程においては、圧延機で圧
延された鋼板は、そのまま熱間矯正機に導入された後、
放冷されるようになっている。このように、温度制御を
行わない鋼板においては、鋼板の温度分布を均一化する
手段がないため、圧延、矯正デスケール、通板中の空冷
により、板幅方向エッジ部の温度はセンター部に比べて
２０〜７０度低下する。

【０００３】このため、これら冷却過程後の熱間矯正過
程で、歪みや残留応力を矯正したとしても、熱間矯正
後、常温までに冷却される空冷過程において、幅方向の
温度差によってエッジ側に圧縮応力が作用し、エッジが
座屈することにより、エッジが波打つ耳波が発生してい
る。このように耳波が生じた鋼板は、次工程の冷間矯正
に送られ、歪みの再矯正が行われたり、或いは、歪み部
を切り取って出荷する等の処置がとられている。

【０００４】また、空冷過程で歪みが発生しなかった鋼
板においても、温度差による残留応力があるため、出荷
時のハンドリング、出荷後の切断等により残留応力が開
放され、出荷後に形状不良が発生する場合もある。これ
に対し、例えば、熱間矯正機の入側、もしくは出側で鋼
板の幅方向の温度分布を測定し、これに基づき、後の残
留応力を推定し、これと臨界座屈応力とを比較して、座
屈しない冷間矯正条件を設定し、これに基づいて冷間矯
正を行うことにより、出荷後の形状不良を防止する方
法、或いは、特公昭６３−１５３２９号公報、特開平８
ー７１６２８号公報等に記載されているように、鋼板の
エッジ部の温度をセンター部温度以上とするように幅方
向温度分布を制御し、形状不良を防止する方法等が提案
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように、後に冷間冷却を行うようにした場合には、冷間
冷却を行う工程が追加されることになり、また、座屈が
生じると予測される鋼板について冷間冷却を行うとして
も、計算によると６〔ｍｍ〕以下の冷却していない鋼板
はほとんど全て冷間冷却を行う必要がある。

【０００６】また、上述のように幅方向の温度分布を制
御する方法では、比較的板厚の厚い鋼板であれば有効で
あるが、板厚６〔ｍｍ〕以下のような比較的板厚の薄い
鋼板においては、鋼板エッジ部の温度が鋼板センター付
近の温度と同等又はエッジ部よりも鋼板センター付近の
温度が低くなると、鋼板センター付近に圧縮応力が作用
し、鋼板センター付近が波打つ腹波が発生し歪みを防止
することができない。

【０００７】そこで、この発明は、上記従来の未解決の
問題点に着目してなされたものであり、確実に歪みの発
生を防止することの可能な鋼板の温度制御方法及び鋼板
の温度制御装置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】ここで、熱間矯正機の出
側において、鋼板温度を実測することにより、冷却装置
等による冷却制御が行われない鋼板（板厚が１０〔ｍ
ｍ〕以下の鋼板の大半）の幅方向の温度分布は、熱間矯
正された後には、最エッジよりも５０〜４００〔ｍｍ〕
程度センターよりの領域において、その温度がセンター
部よりも２０〜７０度低下していることを見出し、この
条件のもとで、ＦＥＭ解析及び実験を行った結果、板幅
方向最エッジ部から１００〜４００〔ｍｍ〕程度センタ
ーよりの領域における最高温部に対して、センター部温
度を５〜３０度低減させることにより、ほとんど全ての
厚板鋼板において空冷後の温度偏差により生じる歪みを
防止することを見出し以下の発明を完成させた。

【０００９】上記目的を達成するために、本発明の請求
項１に係る鋼板の温度制御方法は、仕上圧延後に熱間矯
正機で矯正した後、空冷冷却するようにした鋼板の温度
制御方法であって、前記空冷冷却を行う前に、前記鋼板
の幅方向の温度分布が、エッジ部はセンター部よりも低
温であり、且つエッジ部とセンター部との間に最も温度
の高い最高温部が位置する温度分布となるように、前記
鋼板の温度制御を行うようにしたことを特徴している。

【００１０】また、請求項２に係る鋼板の温度制御方法
は、前記最高温部は、前記鋼板の幅方向のエッジ部から
センター部方向へ１００〜４００〔ｍｍ〕だけ離れた位
置であることを特徴としている。なお、この１００〜４
００〔ｍｍ〕だけ離れた位置とは、正確な位置ではな
く、およそ１００〜４００〔ｍｍ〕程度の位置であるこ
とを表している。

【００１１】また、請求項３に係る鋼板の温度制御方法
は、鋼板の幅方向の冷却領域のみを冷却するようにした
温度制御方法であって、前記冷却領域には注水を行い、
非冷却領域にはエアーを吹きつけ、当該エアーにより前
記非冷却領域への前記注水による水の進入を阻止するよ
うにしたことを特徴としている。また、請求項４に係る
鋼板の温度制御方法は、前記鋼板の上面を冷却するとき
には、前記鋼板の進行方向と逆方向に向けて注水及びエ
アーの吹きつけを行うようになっていることを特徴とし
ている。

【００１２】また、請求項５に係る鋼板の温度制御装置
は、鋼板の幅方向に沿って設けられた複数の吐出口を有
するヘッダと、当該ヘッダ内を３つの区画に水密に画成
し且つヘッダ内を摺動可能な画成部材と、当該画成部材
で画成された３つの区画のうち中央の区画には加圧した
冷却用水を供給し、両端の区画には加圧したエアを供給
する冷却媒体供給手段と、前記鋼板の冷却幅に応じて前
記画成部材を移動させる移動手段と、を備えることを特
徴としている。

【００１３】さらに、請求項６に係る鋼板の温度制御装
置は、前記鋼板の上面を冷却するためのヘッダを有し、
当該ヘッダの吐出口は、前記鋼板の進行方向と逆方向に
向けて設けられていることを特徴としている。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を説
明する。図１は、本発明における鋼板の温度制御方法及
び温度制御装置を適用した圧延ラインの概略構成図であ
る。図１に示すように、加熱炉１から抽出されたスラブ
は圧延機２で所定の寸法に圧延され、その後冷却装置３
で冷却された後、熱間矯正機４に導入され、ここで、圧
延歪み、残留応力が解消された後、クーリングベッド５
に移送されて常温まで冷却される。また、圧延機２の出
側には、鋼板の幅方向の温度分布を測定可能な温度計６
が設けられ、この温度計６の温度検出信号は、冷却装置
３に出力されるようになっている。

【００１５】図２（ａ）は、冷却装置３の概略構成を示
す正面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の上面図である。こ
の冷却装置３は、鋼板Ｌの上面側の冷却を行う上部ヘッ
ダ１１と、鋼板の下面側の冷却を行う下部ヘッダ１２
と、を備えている。図３は下部ヘッダ１２の概略構成を
示したものであって、図３（ａ）は上面図、図３（ｂ）
はその側面図である。下部ヘッダ１２は、図３に示すよ
うに、角筒体２１に複数の吐出口２２が設けられ、鋼板
Ｌに対して吐出口２２が垂直となるように配置されてい
る。

【００１６】そして、前記角筒体２１には画成部材２３
及び２４が設けられ、これら画成部材２３及び２４は、
周囲にシール部材が取り付けられ角筒体２１内を水密に
画成するようになっている。また、角筒体２１の両端に
は、前記画成部材２３、２４のそれぞれと固定されたロ
ッドを前記角筒体２１内で摺動可能に支持するアクチュ
エータ（移動手段）２３ａ及び２４ａが設けられ、アク
チュエータ２３ａ及び２４ａによって前記画成部材２３
及び２４を摺動させることにより、画成部材２３及び２
４の角筒体２１内における位置が変化し、これによっ
て、画成部材２３及び２４によって画成される角筒体２
１内の３つの区画の幅が変化するようになっている。

【００１７】そして、前記画成部材２３及び２４とで画
成された区画ＡＣには、例えば加圧した冷却用水が導入
され、画成部材２３で画成された角筒体２１の端部側の
区画ＡＯ及び画成部材２４で画成された角筒体２１の端
部側の区画ＡＤには、それぞれ加圧した空気が導入され
るようになっている。そして、画成部材２３及び２４で
画成された区画ＡＣに相当する吐出口２２からは冷却用
水が吐出され、区画２３又は２４で画成された角筒体２
１の端部側の区画ＡＤ、ＡＯに相当する吐出口２２から
はエアーが吐出されるようになっている。

【００１８】そして、上部ヘッダ１１は、上記下部ヘッ
ダ１２と同様に構成され、区画ＡＣには加圧した冷却水
が供給され、区画ＡＤ及びＡＯには加圧したエアーが供
給されるようになっているが、前記吐出口２２は、垂直
方向から鋼板の進行方向の逆方向にθ（４５〜７５度程
度）だけ傾斜させて配置されている。つまり、鋼板の進
行方向に対し逆方向に向けて冷却用水及びエアーが吐出
されるように配置されている。

【００１９】そして、これら各区画への冷却用水及びエ
アーは、その流量が、マイクロコンピュータ等を含んで
構成される冷却制御部（冷却媒体供給手段）１３で調整
されて供給されるようになっている。なお、上部ヘッダ
１１及び下部ヘッダ１２は、鋼板Ｌの板幅より十分長い
大きさに形成され、これらヘッダ１１及び１２の長手方
向中央部と前記鋼板Ｌを搬送するための搬送路の長手方
向中央部とが対向するように配置されている。

【００２０】前記冷却制御部１３では、前記温度計６で
検出した鋼板の幅方向の温度分布に基づいて前記冷却用
水及びエアーの流量を調整すると共に、前記ピストンを
図示しない駆動装置によって駆動制御し、前記区画を変
更するようになっている。図４は、冷却制御部１３での
処理手順を示すフローチャートである。冷却制御部１３
では、鋼板毎にこの処理を行うようになっている。そし
て、まず、ステップＳ１で、温度計６の検出信号をもと
に、例えば、鋼板Ｌの代表値として、鋼板先頭部近傍の
幅方向の温度分布を求め、これに基づいて鋼板エッジ付
近の温度差が生じている箇所の板幅方向の長さΔＷと、
鋼板最エッジ部と鋼板センター部との温度差であるエッ
ジ温度降下量ΔＴを検出する。

【００２１】つまり、一般に、圧延機２、或いは搬送中
の空冷によって、鋼板Ｌの板幅方向エッジ近傍の温度は
センター付近の温度に比較して２０〜７０度程度低下
し、その幅方向の温度分布は、図５に示すように、セン
ター付近はほぼ一定温度であるがエッジに近づくにつれ
て温度が低下している。よって、図５に示すように、温
度が、鋼板センター部の温度よりも低下しているエッジ
部付近の幅（以下、温度低下幅という。）ΔＷと、セン
ター部の温度一定の部分とエッジ部の最低温部との差で
あるエッジ温度降下量ΔＴとを検出する。

【００２２】次に、ステップＳ２に移行して、温度低下
部の幅ΔＷと、エッジ温度降下量ΔＴと、鋼板Ｌの板
厚、板幅、搬送時間に基づいて、冷却装置３による冷却
を行わない場合の熱間矯正機４の出側までの空冷計算を
行い、熱間矯正機４の出側における鋼板エッジ部とセン
ター部とエッジ温度降下量ΔＴｄを推測する。次いで、
ステップＳ３に移行し、次式（１）又は（２）を満足す
る、センター部冷却温度ΔＴｃｔを算出する。なお、式
（１）及び（２）中のａ〜ｆは任意に設定される定数を
表している。

【００２３】 ΔＴｃｔ＝ａ×（ΔＴｄ）²＋ｂ×（ΔＴｄ）＋ｃ（２０≦ΔＴｄ） ……（１） ΔＴｃｔ＝ｄ×（ΔＴｄ）²＋ｅ×（ΔＴｄ）＋ｆ（ΔＴｄ＜２０） ……（２）これら（１）式及び（２）式は次のようにして得たもの
である。

【００２４】すなわち、図５に示すように、線型的に鋼
板幅方向エッジ近傍の温度が低下している鋼板につい
て、図６に示すように、そのセンター領域を冷却した場
合の熱−応力、座屈解析、冷却実験等を行った。この解
析は、板厚４．５〔ｍｍ〕の鋼板に対して行い、エッジ
部温度がセンター部温度よりも３０度低下していると仮
定し、つまり、図６においてエッジ温度降下量ΔＴが３
０度であると仮定し、図７に示すように、センター部を
含む所定幅の領域（以下、センター領域という。）の温
度を、ａ：１５度、ｂ：３５度、ｃ：５５度、低下させ
た場合、つまり、図６においてΔＴｃｔをａ、ｂ、ｃに
設定した場合について、熱−応力解析及び座屈解析を行
い、図８に示す板幅方向に対する応力、図９に示すセン
ター温度降下量に対する座屈固有値を得た。なお、図８
において、応力値は「＋」が引っ張り応力、「−」が圧
縮応力を表している。

【００２５】図８から、センター部温度降下量を増やす
ほどセンター付近の圧縮応力が増加し、エッジ部の圧縮
応力が減少していることがわかる。センター部温度を５
５度低下させたｃの場合には、図８に示すようにエッジ
近傍全てに引っ張り応力が作用している。このことは、
エッジに発生する耳波には効果があるが、エッジに引っ
張り応力が作用するということは、センター付近の圧縮
応力が増加することを表しており、腹波に関しては座屈
しやすい方向に作用することになる。

【００２６】また、図９において、ハッチング領域は、
腹波が発生することを示しており、センター部温度をエ
ッジ部温度より５度低くしたｂの場合でも腹波が発生し
ている。また、図８からわかるように、センター領域の
温度降下量を小さくし過ぎると、エッジ近傍の圧縮応力
の減少量が小さく、耳波が発生する。

【００２７】以上のことから、鋼板Ｌの歪み防止として
は、エッジ近傍の圧縮応力を減少させ、且つセンター領
域の圧縮応力増加量を増やし過ぎない制御が必要とな
る。これらをもとにさらに解析を行い、歪み発生と温度
分布との間に次の相関があることを見出した。つまり、
板幅方向最エッジから１００〜４００〔ｍｍ〕程度セン
ターよりの領域における最高温部に対して、センター領
域の温度を５〜３０度低減させることによってほとんど
全ての鋼板で空冷後の温度偏差により生じる歪みを防止
できる。また、冷却温度を最エッジ部温度とセンター部
温度との差よりも大きくすると、板幅方向中央部が波立
つ腹歪みが、６〔ｍｍ〕以下の鋼板では１００％発生す
る。さらに、エッジ部から１００〜４００〔ｍｍ〕だけ
センターよりの領域の温度を、板幅方向で最も高くする
ことにより、エッジ近傍に引っ張り応力が作用し、最エ
ッジ部の圧縮応力が相対的に減少し、歪みを防止するこ
とができる。

【００２８】以上のことから、センター領域を冷却した
場合のその冷却温度ΔＴｃｔと、センター部とエッジ部
との温度差であるエッジ温度降下量ΔＴとが鋼板形状、
つまり歪みの発生に及ぼす影響を求め、図１０の結果を
得た。図１０において、線よりも下側の範囲が、圧延
し熱間矯正を行った後常温まで自然冷却させた場合に、
熱応力によりエッジが歪む耳波が発生する領域を表す。
また、線よりも上側の範囲が、同様にして自然冷却を
行った場合に熱応力によりセンター付近が歪む腹波が発
生する領域を表す。つまり、耳波が発生せず且つ腹波が
発生しない領域、つまり、図１０の領域Ａは、鋼板Ｌに
歪みが生じない領域であるから、エッジ温度降下量ΔＴ
に対するセンター部冷却温度ΔＴｃｔが領域Ａに納まる
ように、センター領域を温度制御すれば、熱応力による
歪みを防止することができることになる。

【００２９】図１０において線及びは鋼板Ｌの板厚
に応じて変化し、図１１に示すように、板厚が大きくな
るほど、線及びはシフトし、図１０の領域Ａを含み
且つその領域は広くなる。したがって、最小板厚４．５
〔ｍｍ〕の場合の解析結果、つまり、図１０の領域Ａを
満足するようにセンター部冷却温度ΔＴｃｔを制御すれ
ば、板厚が４．５〔ｍｍ〕以上の鋼板であっても、熱応
力による歪みを防止することができることになる。

【００３０】なお、前記式（１）中のａ，ｂ及びｃは、
前記図１０の領域Ａを満足するように、予め設定してお
く。また、センター部を冷却しない場合においても、エ
ッジ温度降下量ΔＴｄ＜２０の範囲ではエッジ部に作用
する圧縮応力が小さいため耳波は発生しないが、図１０
において、領域Ａの延長上にある、図１０の領域Ｂに納
まるように制御すれば、鋼板Ｌの残留応力を減らすこと
ができることになる。したがって、図１０の領域Ｂを満
足するように前記（２）式中のｄ、ｅ及びｆを予め設定
しておく。

【００３１】つまり、前記（１）及び（２）式に基づい
てセンター部冷却温度ΔＴｃｔを制御することにより、
エッジ温度降下量ΔＴとセンター部冷却温度ΔＴｃｔと
が図１２に示す特性をもつように制御する。このように
して、センター部冷却温度ΔＴｃｔが設定されると、次
に、ステップＳ４に移行して、冷却幅ΔＷｃｔを次式
（３）に基づいて設定する。

【００３２】 ΔＷｃｔ＝（Ｗ−２×ΔＷ）−α ……（３）なお、式中のＷは鋼板の板幅であり、ΔＷは前記温度計
６の温度検出信号に基づいて算出される温度低下幅であ
って、１００〜４００〔ｍｍ〕程度である。また、αは
余裕代であって、５０〜１５０〔ｍｍ〕程度に設定され
る。次いで、ステップＳ５に移行して、ステップＳ４で
検出した冷却幅ΔＷｃｔに応じて、アクチュエータ２３
ａ及び２４ａを駆動し、画成部材２３及び２４で画成さ
れる区画ＡＣの中央部と鋼板Ｌの幅方向中央部とが対向
し、且つ区画ＡＣの幅が冷却幅ΔＷｃｔとなるように、
画成部材２３及び２４を移動させる。

【００３３】次いで、ステップＳ６に移行し、板厚が１
２〔ｍｍ〕以下であるときには、下部ヘッダ１２のみを
駆動する場合について、一方、板厚が１２〔ｍｍ〕より
大きいときには上下のヘッダ１１及び１２を共に駆動す
る場合について、ステップＳ３で算出したセンター部冷
却温度ΔＴｃｔを実現し得る冷却用水の流量を、例え
ば、予め設定したセンター部冷却温度ΔＴｃｔと冷却用
水の流量との対応を表す特性図に基づいて特定する。

【００３４】次いでステップＳ７に移行して、板厚が１
２〔ｍｍ〕以下であるか否かに応じて下部ヘッダ１２の
み、又は上下のヘッダ１１及び１２を駆動し、特定した
流量の冷却用水が吐出されるように、区画ＡＣへの供給
流量を調整すると共に、その流量に応じて、区画ＡＤ及
びＡＯへのエアーの供給量を調整する。そして、一枚の
鋼板Ｌが冷却装置３を通過し終えたとき処理を終了す
る。

【００３５】次に、上記実施の形態の動作を説明する。
今、熱間圧延機２で圧延された鋼板Ｌが温度計６を通過
すると、この温度計６によって鋼板Ｌの幅方向の温度が
検出され、その温度検出信号は、冷却装置３に出力され
る。冷却装置３では、例えば鋼板Ｌの位置を検出するセ
ンサ等の検出信号に基づき鋼板Ｌが温度計６を通過した
ことを検出すると、例えば鋼板Ｌの先頭部付近の温度を
読み込み、その幅方向への温度分布をもとに、図５に示
す、温度低下幅ΔＷ及びエッジ温度降下量ΔＴを検出す
る（ステップＳ１）。

【００３６】そして、温度低下幅ΔＷと、エッジ温度降
下量ΔＴと、鋼板Ｌの板厚、板幅、熱間矯正機４の出側
までの搬送時間に基づいて、冷却装置３による冷却を行
わない場合の熱間矯正機４の出側までの空冷計算を行
い、熱間矯正機４の出側における鋼板エッジ部とセンタ
ー部とエッジ温度降下量ΔＴｄを推測する（ステップＳ
２）。

【００３７】この求めたエッジ温度降下量ΔＴｄをもと
に、前記（１）又は（２）式に基づいて、センター部冷
却温度ΔＴｃｔを算出し（ステップＳ３）、さらに鋼板
Ｌの板幅Ｗと温度計６の温度検出信号に基づき検出した
鋼板Ｌの温度低下幅ΔＷとをもとに、前記（３）式から
冷却幅ΔＷｃｔを算出する（ステップＳ４）。そして、
この冷却幅ΔＷｃｔに応じて、アクチュエータ２３ａ及
び２４ａを駆動し、区画ＡＣ幅が冷却幅ΔＷｃｔとなる
ように、画成部材２３及び画成部材２４を駆動する（ス
テップＳ５）。さらに、鋼板Ｌの板厚が１２〔ｍｍ〕以
下であるときには下部ヘッダ１２のみ、逆に板厚が１２
〔ｍｍ〕より大きいときには、上下ヘッダ１１及び１２
を駆動するものとして、先に算出したセンター部冷却温
度ΔＴｃｔを実現し得る冷却用水の流量を、例えば、予
め設定したセンター部冷却温度ΔＴｃｔと冷却用水の流
量との対応を表す特性図に基づいて特定し（ステップＳ
６）、特定した流量の冷却用水が吐出されるように、区
画ＡＣへの流量調整を行うと共に、これに応じて区画Ａ
Ｏ及びＡＤへのエアーの流量調整を行い、鋼板Ｌが冷却
装置３を通過するときに、設定した流量の冷却用水及び
エアーを鋼板Ｌに吹きつける。

【００３８】これによって、下部ヘッダ１２のみ、又は
上下のヘッダ１１及び１２の区画ＡＣに相当する吐出口
２２から冷却用水が吐出され鋼板Ｌに注水されると共
に、区画ＡＯ及びＡＤ相当する吐出口２２からはエアー
が吹き出される。このとき、鋼板Ｌが搬送路の長手方向
中央部に載置されて搬送されていれば、鋼板Ｌの長手方
向中央部を基準とする幅ΔＷｃｔの領域が、区画ＡＣと
対向することになる。つまり、図６において、鋼板Ｌの
センター部の幅ΔＷｃｔの領域には、冷却用水が注水さ
れ、この部分を除く領域には、エアーが吹きつけられる
ことになる。したがって、鋼板Ｌのセンター部の幅ΔＷ
ｃｔ領域は冷却されるが、このとき、鋼板Ｌのセンター
部の幅ΔＷｃｔ領域以外には、エアーが吹きつけられる
から、センター領域への冷却用水がエッジ側つまり非冷
却領域に流れ込むことを防止することができ、エッジ側
が冷却されてしまうことを回避することができる。

【００３９】また、このとき、鋼板Ｌの上面に注水した
場合、下面側から注水する場合に比較して、センター領
域への冷却用水がエッジ側に流れ込むことが多いが、上
部ヘッダ１１では、その吐出口２２が鋼板Ｌの進行方向
と逆方向に向け、鋼板Ｌへの吹きつけ後の注水を、板進
行方向へ冷却用水を逃がして、これにより蒸発させ、或
いは水温を高めるようにしているから、エッジ側への冷
却用水の流れ込みを抑制しまたエッジ側へ流れ込んだと
してもこれによるエッジ側の冷却を抑制することができ
る。

【００４０】また、一つのヘッダから冷却用水及びエア
ーを吹きつけることができるから、省スペースで実現す
ることができ、ヘッダを冷却用水及びエア用それぞれに
複数分割する方法のように、バルブ、電磁弁、配管等の
多数の制御機器を設置する必要がないため、安価に設置
することができる。また、このとき、鋼板Ｌのセンター
領域のみを冷却し、冷却後の鋼板Ｌの温度分布が図６に
示すように、鋼板Ｌのエッジ部の温度が最も低く、エッ
ジ部とセンター部との間に、最高温部が位置するような
温度分布となるようにしたから、鋼板Ｌの応力分布を的
確な応力分布に制御することができ、歪みの発生を防止
することができると共に、残留応力を低減することがで
きる。

【００４１】なお、板厚が１０〔ｍｍ〕以上の鋼板につ
いては、図１０において、領域Ａ及びＢの幅が増加する
ため、一様にΔＴｃｔ＝１０〜１５度となるように冷却
を行った場合でも歪みの発生を防止することができる。
また、上記実施の形態においては、熱間矯正機４の前に
冷却装置３を設けた場合について説明したが、これに限
らず、熱間矯正機４の後に冷却装置３を設けてもよくこ
の場合にも上記と同等の作用効果を得ることができる。

【００４２】また、上記実施の形態においては、冷却装
置３の冷却制御部１３においては、鋼板Ｌの先頭部付近
の板幅方向の温度分布をその鋼板Ｌの代表値とし、これ
に基づき鋼板Ｌの温度制御を行うようにした場合につい
て説明したが、これに限るものではなく、例えば鋼板Ｌ
についてその幅方向の温度分布を逐次測定し、冷却装置
３を通過する箇所の温度分布に応じて冷却を行うように
してもよい。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
又は請求項２に係る鋼板の温度制御方法によれば、鋼板
の幅方向の温度分布が、エッジ部はセンター部よりも低
温であり、且つエッジ部とセンター部との間の、エッジ
部からセンター部方向へ１００〜４００〔ｍｍ〕程度離
れた位置に最も温度の高い最高温部が位置する温度分布
となるように温度制御を行うことにより、歪みの発生を
防止することができる。

【００４４】また、請求項３及び請求項４に係る鋼板の
温度制御方法によれば、鋼板の幅方向の冷却領域には注
水を行い、非冷却領域にはエアーを吹きつけて、非冷却
領域への注水による水の進入を阻止するようにし、特
に、鋼板の上面を冷却するときには、鋼板の進行方向と
逆方向に向けて注水及びエアーの吹きつけを行うことに
より、非冷却領域が冷却されることを確実に防止するこ
とができる。

【００４５】また、請求項５及び請求項６に係る鋼板の
温度制御装置によれば、複数の吐出口を有するヘッダ内
を摺動可能な画成部材で３つの区画に画成し、中央の区
画には加圧した冷却用水を供給し、両端の区画には加圧
したエアを供給するようにし、特に鋼板の上面を冷却す
るためのヘッダの吐出口は、鋼板の進行方向と逆方向に
向けて設けたから、スペースをとらない簡易な構造で、
確実に冷却領域のみを冷却することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した圧延ラインの一例を示す概略
構成図である。

【図２】冷却装置の概略構成図であって、（ａ）は側面
図、（ｂ）は上面図である。

【図３】下部ヘッダの概略構成を示したものであって、
（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図である。

【図４】冷却制御部の処理手順の一例を示すフローチャ
ートである。

【図５】圧延機出側における鋼板幅方向の温度分布の一
例である。

【図６】冷却装置６による冷却後の鋼板幅方向の温度分
布の一例である。

【図７】解析に用いた温度分布パターンである。

【図８】図７の温度分布パターンに基づいて応力解析を
行った結果である。

【図９】図７の温度分布パターンに基づいて座屈解析を
行った結果である。

【図１０】エッジ温度降下量及びセンター部冷却温度に
対する歪みの発生状況を表す特性図である。

【図１１】エッジ温度降下量及びセンター部冷却温度に
対する歪みの発生状況と、板厚との対応を表す特性図で
ある。

【図１２】歪みの発生しない、エッジ温度降下量とセン
ター部冷却温度との相関関係の一例を示す特性線図であ
る。

【符号の説明】

１加熱炉２圧延機３冷却装置４熱間矯正機５クーリングベッド６温度計１１上部ヘッダ１２下部ヘッダ１３冷却制御部２１角筒体２２吐出口２３、２４画成部材２３ａ、２４ａアクチュエータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ２１Ｄ 9/573 １０１Ｂ２１Ｂ 37/00 １３２Ｂ (72)発明者旭一郎岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地なし）川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者折田朝之岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地なし）川崎製鉄株式会社水島製鉄所内Ｆターム(参考） 4E024 AA01 BB07 BB08 4K038 AA01 BA01 CA03 DA01 EA01 FA01 4K043 AA01 CB03 CB04 FA03 FA13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】仕上圧延後に熱間矯正機で矯正した後、
空冷冷却するようにした鋼板の温度制御方法であって、前記空冷冷却を行う前に、前記鋼板の幅方向の温度分布
が、エッジ部はセンター部よりも低温であり、且つエッ
ジ部とセンター部との間に最も温度の高い最高温部が位
置する温度分布となるように、前記鋼板の温度制御を行
うようにしたことを特徴とする鋼板の温度制御方法。
【請求項２】前記最高温部は、前記鋼板の幅方向のエ
ッジ部からセンター部方向へ１００〜４００〔ｍｍ〕だ
け離れた位置であることを特徴とする請求項１記載の鋼
板の温度制御方法。
【請求項３】鋼板の幅方向の冷却領域のみを冷却する
ようにした温度制御方法であって、前記冷却領域には注水を行い、非冷却領域にはエアーを
吹きつけ、当該エアーにより前記非冷却領域への前記注
水による水の進入を阻止するようにしたことを特徴とす
る請求項１又は２記載の鋼板の温度制御方法。
【請求項４】前記鋼板の上面を冷却するときには、前
記鋼板の進行方向と逆方向に向けて注水及びエアーの吹
きつけを行うようになっていることを特徴とする請求項
３記載の鋼板の温度制御方法。
【請求項５】鋼板の幅方向に沿って設けられた複数の
吐出口を有するヘッダと、当該ヘッダ内を３つの区画に水密に画成し且つヘッダ内
を摺動可能な画成部材と、当該画成部材で画成された３つの区画のうち中央の区画
には加圧した冷却用水を供給し、両端の区画には加圧し
たエアを供給する冷却媒体供給手段と、前記鋼板の冷却幅に応じて前記画成部材を移動させる移
動手段と、を備えることを特徴とする鋼板の温度制御装
置。
【請求項６】前記鋼板の上面を冷却するためのヘッダ
を有し、当該ヘッダの吐出口は、前記鋼板の進行方向と
逆方向に向けて設けられていることを特徴とする請求項
５記載の鋼板の温度制御装置。