JP2005144491A - Method and apparatus for cooling high-temperature steel sheet - Google Patents

Method and apparatus for cooling high-temperature steel sheet Download PDF

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斗志雄 大野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cooling method and apparatus therefor by which cooling capacity is continuously adjusted without changing the quantity of water mass and the conveying speed of the steel sheet when cooling the steel sheet in a nucleate boiling area. <P>SOLUTION: In a cooling method by which a high-temperature steel sheet which is conveyed on table rollers after hot-rolling is cooled by using a cooling system which is divided into a plurality of cooling blocks in the conveying direction of the steel sheet with dewatering devices and provided with a nozzle for jetting cooling water toward the surface of the steel sheet in a cooling block, the cooling rate of the steel sheet is controlled by continuously adjusting effective cooling area in each cooling block by performing the cooling of the steel sheet in each cooling block in the nucleate boiling state and also shifting the jetting position of the nozzle in the conveying direction of the steel sheet. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、熱間圧延後の高温鋼板を冷却する方法に関し、特に、冷却水量や搬送速度を変更することなく冷却能力を連続的に変化することのできる高温鋼板の冷却方法およびその装置を提案するものである。   The present invention relates to a method for cooling a high-temperature steel sheet after hot rolling, and in particular, proposes a cooling method and apparatus for a high-temperature steel sheet capable of continuously changing the cooling capacity without changing the amount of cooling water and the conveying speed. To do.

TMCP法(Thermo-Mechanical Control Process)は、熱間圧延における制御圧延と圧延後の加速冷却を組合せた厚鋼板の製造方法の1つであり、高強度、高靭性の鋼板が得られるほか、合金元素の低減、省熱処理が可能であるため、広く用いられている技術である。しかし、厚鋼板への品質要求が高まるにつれ、冷却制御技術への精度要求が一段と厳しくなっている。   The TMCP method (Thermo-Mechanical Control Process) is one of the methods for producing thick steel plates that combines controlled rolling in hot rolling and accelerated cooling after rolling. In addition to obtaining steel plates with high strength and toughness, It is a widely used technique because it can reduce elements and save heat. However, as the quality requirements for thick steel plates increase, the accuracy requirements for cooling control technology have become more severe.

一般に、高温の鋼板を水冷すると、冷却中の鋼板の表面温度に応じて、3つの冷却形態(沸騰現象)が生ずることが知られている(例えば、特許文献1参照。)。図1は、冷却条件を一定にした場合の、鋼板表面温度と熱流速との関係を示したものである。高温の鋼板を冷却すると、まず、鋼板表面と冷却水の間に蒸気膜が存在する膜沸騰状態になる。この状態においては、鋼板表面の温度が非常に高いため、冷却水が鋼板の表面に到達する前に蒸発して直接鋼板に接触することができず、熱流速が小さく冷却能が低い。   In general, it is known that when a high-temperature steel sheet is water-cooled, three cooling modes (boiling phenomenon) occur depending on the surface temperature of the steel sheet being cooled (see, for example, Patent Document 1). FIG. 1 shows the relationship between the steel sheet surface temperature and the heat flow rate when the cooling conditions are constant. When a hot steel plate is cooled, first, a film boiling state in which a vapor film exists between the steel plate surface and the cooling water is brought about. In this state, since the temperature of the steel sheet surface is very high, the cooling water cannot evaporate before reaching the surface of the steel sheet and directly contact the steel sheet, and the heat flow rate is small and the cooling ability is low.

鋼板の表面温度が低下してくると、膜沸騰から遷移沸騰へと移行する。この遷移沸騰領域においては、鋼板表面を覆っていた蒸気膜が安定して存在できないため、局所的に膜沸騰状態が崩壊して、冷却水と鋼板表面とが直接接触する部分が発生し、この部分の熱流速は急激に増大する。このとき、直接接触する面が均一に存在しない場合には、低温部分は熱流速が大きいために冷却がさらに促進され、一方、高温部分は低温部分に比べて熱流速が小さいために冷却がより遅くなる。その結果、両部分の温度差はさらに拡大し、冷却むらを引き起こす原因となる。   When the surface temperature of the steel sheet decreases, the film boiling shifts to transition boiling. In this transition boiling region, since the vapor film covering the steel sheet surface cannot exist stably, the film boiling state collapses locally, and a part where the cooling water and the steel sheet surface are in direct contact is generated. The heat flow rate of the part increases rapidly. At this time, if the surface in direct contact does not exist uniformly, cooling is further promoted because the low-temperature portion has a large heat flow rate, while cooling is further promoted because the high-temperature portion has a smaller heat flow rate than the low-temperature portion. Become slow. As a result, the temperature difference between the two parts further increases, causing uneven cooling.

さらに鋼板の表面温度が低下してくると、鋼板表面には蒸気膜が存在しなくなり、鋼板のほぼ全表面が冷却水と接触できる状態すなわち核沸騰状態に移行する。この領域では、温度むらは生じ難い。すなわち、遷移沸騰から核沸騰に移行するときの熱流速は極大点となるが、鋼板の温度が低下すると共に熱流速が減少するために、仮に、冷却前の鋼板に温度むらがあったとしても、遷移沸騰領域とは逆に、鋼板の温度むらは減少する方向に向かう。   Further, when the surface temperature of the steel plate is lowered, the vapor film is not present on the steel plate surface, and the state shifts to a state where almost the entire surface of the steel plate can be brought into contact with cooling water, that is, a nucleate boiling state. In this region, temperature unevenness is unlikely to occur. That is, the heat flow rate when transitioning from transition boiling to nucleate boiling becomes a maximum point, but the temperature of the steel plate decreases and the heat flow rate decreases, so even if there is uneven temperature in the steel plate before cooling Contrary to the transition boiling region, the temperature unevenness of the steel sheet decreases.

上述したように、遷移沸騰状態は、膜沸騰状態と核沸騰状態とが混在する状態であるため、鋼板の均一な冷却を阻害し、冷却停止温度を制御する精度を悪化させる。一方、膜沸騰状態と核沸騰状態は共に、冷却の熱流速が鋼板温度の対して正の勾配を有するため、均一な冷却に適している。つまり、均一な冷却を行うためには、膜沸騰領域および/または核沸騰領域で冷却することが好ましく、特に、目標の冷却停止温度が低い場合には、核沸騰領域での冷却が重要となる。   As described above, the transition boiling state is a state in which the film boiling state and the nucleate boiling state coexist, so that the uniform cooling of the steel sheet is hindered and the accuracy of controlling the cooling stop temperature is deteriorated. On the other hand, both the film boiling state and the nucleate boiling state are suitable for uniform cooling because the heat flow rate of cooling has a positive gradient with respect to the steel plate temperature. That is, in order to perform uniform cooling, it is preferable to cool in the film boiling region and / or the nucleate boiling region, and particularly when the target cooling stop temperature is low, cooling in the nucleate boiling region is important. .

ところで、熱延後の鋼板の冷却速度を制御する方法には、特許文献2や特許文献3に開示されているように冷却水量を調整する方法と、特許文献4〜6に開示されているように冷却する鋼板の搬送速度を調整する方法の2つがある。しかし、核沸騰領域における冷却では、以下の理由により、後者の方法が一般的である。   By the way, as a method of controlling the cooling rate of the steel sheet after hot rolling, a method of adjusting the amount of cooling water as disclosed in Patent Document 2 and Patent Document 3, and Patent Documents 4 to 6 are disclosed. There are two methods for adjusting the conveying speed of the steel plate to be cooled. However, in the cooling in the nucleate boiling region, the latter method is general for the following reason.

熱伝達特性(沸騰曲線)に影響を与える因子としては、冷却水の温度、水量密度、冷却方式などが挙げられる。しかし、図1に示したように、膜沸騰領域では、冷却水の温度を下げ、冷却密度を大にすると、膜沸騰から遷移沸騰に移行する温度が高温側にシフトすると共に、熱流速が上昇する。すなわち、膜沸騰領域では、冷却水の水量密度を増減することにより冷却能力を調整できる。一方、核沸騰領域においては、冷却水の温度、水量密度を変えても温度と熱流速の関係に大きな変化はなく、核沸騰から遷移沸騰に移行する温度が高温側にシフトし、核沸騰領域が高温側に広がるだけである。すなわち、核沸騰状態では冷却水の水量密度を増減しても冷却能力は変化しない。そのため、核沸騰状態で冷却を行う場合には、搬送速度を変えて冷却時間を調整する方法が一般的であり、搬送速度を調整しない(できない)場合には、使用する冷却ブロック数(即ち冷却長さ)を増減して冷却時間を段階的に変化させ、冷却能力を変えることが行われている(例えば、特許文献7参照。)。
特開平10−211515号公報 特公平07−061493号公報 特開平09−010823号公報 特開昭62−199723号公報 特開平01−205811号公報 特開平11−169941号公報 特開平10−216821号公報
Factors affecting the heat transfer characteristics (boiling curve) include cooling water temperature, water density, and cooling method. However, as shown in FIG. 1, in the film boiling region, when the temperature of the cooling water is lowered and the cooling density is increased, the temperature at which film boiling shifts to transition boiling shifts to the high temperature side, and the heat flow rate increases. To do. That is, in the film boiling region, the cooling capacity can be adjusted by increasing or decreasing the water density of the cooling water. On the other hand, in the nucleate boiling region, there is no significant change in the relationship between temperature and heat flow rate even if the cooling water temperature and water density are changed, and the temperature at which transition from nucleate boiling to transition boiling shifts to the high temperature side, and the nucleate boiling region Only spreads to the high temperature side. That is, in the nucleate boiling state, the cooling capacity does not change even if the water density of the cooling water is increased or decreased. Therefore, when cooling in a nucleate boiling state, it is common to adjust the cooling time by changing the transfer speed.If the transfer speed is not adjusted (cannot), the number of cooling blocks to be used (i.e. cooling) The cooling time is changed stepwise by increasing or decreasing the (length) to change the cooling capacity (see, for example, Patent Document 7).
Japanese Patent Laid-Open No. 10-211515 Japanese Patent Publication No. 07-061493 Japanese Patent Application Laid-Open No. 09-010823 JP-A-62-199723 Japanese Patent Laid-Open No. 01-205811 JP-A-11-169941 JP-A-10-216821

上述したことから明らかなように、鋼板の冷却を核沸騰領域で行う場合には、鋼板の搬送速度を調整することができれば、連続的に冷却能力を調整できるので、鋼板温度を目標温度に制御することは容易である。しかし、この方法では、圧延速度を制御する必要がある場合には、冷却速度を確保するために必要な搬送速度と両立することができないという問題がある。一方、搬送速度を一定とし、使用する冷却ブロック数を変えて冷却速度を調整する方法では、冷却能力が不連続的に変化し、きめ細かな調整ができないという問題がある。   As is clear from the above, when the steel sheet is cooled in the nucleate boiling region, the steel sheet temperature can be controlled to the target temperature because the cooling capacity can be continuously adjusted if the conveyance speed of the steel sheet can be adjusted. It's easy to do. However, in this method, when it is necessary to control the rolling speed, there is a problem in that it cannot be compatible with the conveyance speed necessary for ensuring the cooling speed. On the other hand, the method of adjusting the cooling rate by changing the number of cooling blocks to be used while keeping the conveying speed constant has a problem that the cooling capacity changes discontinuously and fine adjustment cannot be performed.

本発明の目的は、核沸騰領域において鋼板を冷却するに当たり、水量密度や鋼板の搬送速度を変化させることなく、冷却能力を連続的に調整することができる冷却方法およびその装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a cooling method and apparatus capable of continuously adjusting the cooling capacity without changing the water density or the conveying speed of the steel plate in cooling the steel plate in the nucleate boiling region. is there.

発明者らは、冷却ブロック数を変えて冷却能力を調整する従来技術が抱える上記問題点を解決するために鋭意検討を行った。その結果、従来技術における冷却ブロック数の変更は、鋼板の冷却面積を調整することに相当することから、冷却する鋼板面積を冷却ブロック内で連続的に変化させることができれば、冷却能力を連続的に調整できることに思い至った。   The inventors diligently studied in order to solve the above-described problems of the prior art in which the cooling capacity is adjusted by changing the number of cooling blocks. As a result, the change in the number of cooling blocks in the prior art corresponds to the adjustment of the cooling area of the steel sheet. Therefore, if the area of the steel sheet to be cooled can be continuously changed in the cooling block, the cooling capacity is continuously increased. I thought that I could adjust it.

すなわち、本発明は、熱間圧延されテーブルロール上を搬送される高温の鋼板を、水切り装置によって鋼板の搬送方向に複数の冷却ブロックに区画されかつ該冷却ブロックには前記鋼板の表面に向け冷却水を噴射するためのノズルが設けられてなる冷却装置を用いて冷却する方法において、前記各冷却ブロックにおける鋼板の冷却を核沸騰状態で行うと共に、各冷却ブロックにおける有効冷却面積を連続的に調整することによって、前記鋼板の冷却速度を制御することを特徴とする高温鋼板の冷却方法である。   That is, the present invention is a hot-rolled steel plate that is hot-rolled and transported on a table roll, and is partitioned into a plurality of cooling blocks in the steel-plate transport direction by a draining device, and the cooling block is cooled toward the surface of the steel plate. In the method of cooling using a cooling device provided with a nozzle for jetting water, the steel sheet in each cooling block is cooled in a nucleate boiling state, and the effective cooling area in each cooling block is continuously adjusted. By doing this, the cooling rate of the said steel plate is controlled, It is a cooling method of the high temperature steel plate characterized by the above-mentioned.

本発明の冷却方法においては、ノズルの噴射する位置を鋼板の搬送方向に移動することにより各冷却ブロックにおける有効冷却面積を連続的に調整することが好ましい。   In the cooling method of the present invention, it is preferable to continuously adjust the effective cooling area in each cooling block by moving the nozzle spraying position in the conveying direction of the steel plate.

また、本発明は、熱間圧延されテーブルロール上を搬送される高温の鋼板を挟んでその表面に接触する水切りロールにより前記鋼板の搬送方向に複数の冷却ブロックに区画されてなる冷却装置であって、上記各冷却ブロックには前記鋼板の表面に向け冷却水を噴射するノズルが設けられ、該冷却水噴射ノズルは、前記鋼板の板幅方向に設けられかつ前記鋼板の搬送方向に向けて冷却水を噴射すると共に、各冷却ブロックにおける有効冷却面積を連続的に変化可能としたことを特徴とする高温鋼板の冷却装置を提供する。   In addition, the present invention is a cooling device that is partitioned into a plurality of cooling blocks in the conveying direction of the steel sheet by a draining roll that contacts the surface of the hot steel sheet that is hot rolled and conveyed on the table roll. Each cooling block is provided with a nozzle that injects cooling water toward the surface of the steel plate, and the cooling water injection nozzle is provided in the plate width direction of the steel plate and cools in the conveyance direction of the steel plate. There is provided a cooling device for a high-temperature steel sheet, wherein water is injected and an effective cooling area in each cooling block can be continuously changed.

本発明の冷却装置においては、各冷却ブロックの冷却水噴射ノズルを鋼板の搬送方向に向けて移動することにより各冷却ブロックにおける有効冷却面積を連続的に変化することが好ましい。   In the cooling device of the present invention, it is preferable that the effective cooling area in each cooling block is continuously changed by moving the cooling water injection nozzle of each cooling block toward the conveying direction of the steel plate.

本発明によれば、熱延後の鋼板を核沸騰領域で冷却するに際し、その冷却面積を連続的に変えることができるので、鋼板の冷却速度を連続的に調整することができる。その結果、冷却速度の緻密な制御が可能となるので、鋼板品質の向上に大きく寄与する。   According to the present invention, when the steel plate after hot rolling is cooled in the nucleate boiling region, the cooling area can be continuously changed, so that the cooling rate of the steel plate can be continuously adjusted. As a result, precise control of the cooling rate is possible, which greatly contributes to the improvement of steel plate quality.

本発明の冷却方法は、核沸騰領域における鋼板の冷却技術である。というのは、膜沸騰領域では、水量密度を変えることにより冷却能力を変化することができるので、冷却能力の微調整は比較的容易であり、一方、遷移沸騰領域では、冷却むらが発生し好ましくないこと、また、鋼板の熱間圧延終了温度は、通常1000〜850℃程度であることから、圧延後の冷却は、核沸騰領域における冷却が主となることからである。   The cooling method of the present invention is a technique for cooling a steel sheet in a nucleate boiling region. This is because, in the film boiling region, the cooling capacity can be changed by changing the water density, so that fine adjustment of the cooling capacity is relatively easy, while in the transition boiling region, the cooling unevenness occurs, which is preferable. This is because the hot rolling end temperature of the steel sheet is usually about 1000 to 850 ° C., and therefore cooling after rolling is mainly cooling in the nucleate boiling region.

鋼板の冷却を核沸騰状態で行うためには、鋼板単位面積当たりの水量、即ち水量密度を所定量以上確保することが必要である。その理由は、水量密度が低い時には、蒸気膜の存在する部分と、冷却水が直接鋼板と接触する部分とが混在している遷移沸騰状態にあり、両部分の熱流速が異なるために温度むらは拡大する。しかし、水量密度を増加していくと、冷却水と鋼板とが直接接触する面積が増加して冷却能が増大していき、ある水量密度以上になると、鋼板全面が直接冷却水に接触する核沸騰領域に達して冷却能はほぼ一定となるからである。したがって、核沸騰状態を確保し、冷却むらの発生を防止するためには、所定量以上の水量密度(例えば、2000 l/m2min)を確保する必要がある。ただし、前述したように、それ以上に水量密度を増加させても、冷却能はほとんど増加しない。 In order to cool the steel plate in a nucleate boiling state, it is necessary to secure a water amount per unit area of the steel plate, that is, a water amount density of a predetermined amount or more. The reason for this is that when the water density is low, there is a transition boiling state in which the portion where the steam film is present and the portion where the cooling water is in direct contact with the steel plate are mixed, and the temperature unevenness due to the difference in the heat flow rate between the two portions. Expands. However, as the water density is increased, the area where the cooling water and the steel plate are in direct contact with each other increases, and the cooling capacity increases. This is because the cooling capacity becomes almost constant after reaching the boiling region. Therefore, in order to secure the nucleate boiling state and prevent the occurrence of cooling unevenness, it is necessary to ensure a water density of a predetermined amount or more (for example, 2000 l / m 2 min). However, as described above, even if the water density is increased further, the cooling capacity hardly increases.

なお、上記水量密度は、鋼板温度や冷却水の温度によっても影響を受ける。また、核沸騰領域から遷移沸騰領域に移行する極大熱流速点の温度は、冷却水の温度や水量密度によっても変化する。したがって、本発明においては、予めオフラインでの試験により、核沸騰が得られる最低限の水量密度を求めておき、被冷却面における水量密度が常時、蒸気最低限の水量密度以上となるよう冷却水量を設定する必要がある。そこで、核沸騰状態での冷却を実現するためには、全ノズルから噴射される水量を冷却面積によって変化させることが好ましい。ただし、核沸騰領域では、水量密度による冷却能の変化は小さいので、冷却水量を調整して冷却能を変化させる従来技術(特許文献4〜6)のような精密な制御は不要であり、冷却面積に応じて全噴射水量を2段階〜3段階程度に変化できるようにしておけばよい。   The water density is also affected by the steel plate temperature and the cooling water temperature. In addition, the temperature of the maximum heat flow point that shifts from the nucleate boiling region to the transition boiling region also varies depending on the temperature of the cooling water and the water density. Therefore, in the present invention, the minimum amount of water density at which nucleate boiling is obtained is obtained in advance by an off-line test, and the amount of cooling water is always equal to or higher than the minimum amount of water density of steam at the surface to be cooled. Need to be set. Therefore, in order to realize cooling in the nucleate boiling state, it is preferable to change the amount of water sprayed from all the nozzles depending on the cooling area. However, in the nucleate boiling region, since the change in the cooling capacity due to the water density is small, precise control as in the prior art (Patent Documents 4 to 6) in which the cooling capacity is changed by adjusting the cooling water volume is not necessary. What is necessary is just to be able to change the total amount of jetted water in 2 steps-about 3 steps according to an area.

次に、本発明を実施するための冷却装置について説明する。
本発明を適用可能な冷却装置は、図2に示したように、テーブルロール上を搬送される高温の鋼板1を挟んでその表面に接触する2本の搬送ロール4により前記鋼板1の搬送方向(圧延方向)に複数の冷却ブロックに区画されており、上記各冷却ブロックを仕切る搬送ロール4間には、搬送される鋼板1の表面に向けて冷却水2を噴射するノズル3が配設された構造となっている。上記搬送ロール4は、鋼板1を搬送するものであるが、同時に、水切りロールも兼ねており、ノズル3から噴射された冷却水2は、鋼板1に達すると鋼板表面を沿うように流れ、水切りロール4によって塞き止められ、鋼板エッジから流れ落ちるため、隣接する冷却ブロックには冷却水が侵入しない。上記冷却ノズル3は、鋼板1の板幅方向に配設され、かつ鋼板1の搬送方向に向けて噴射角αをもって冷却水2を噴射する。そして、このノズル3から噴射された冷却水2が鋼板1に当たる長さ(面積)が冷却に有効な面積となる。
Next, a cooling device for carrying out the present invention will be described.
As shown in FIG. 2, the cooling apparatus to which the present invention can be applied has a conveying direction of the steel plate 1 by two conveying rolls 4 that are in contact with the surface of the hot steel plate 1 conveyed on a table roll. A nozzle 3 for injecting cooling water 2 toward the surface of the steel plate 1 to be transported is disposed between the transport rolls 4 partitioned into a plurality of cooling blocks (in the rolling direction) and partitioning each cooling block. It has a structure. Although the said conveyance roll 4 conveys the steel plate 1, it also serves as a draining roll, and when the cooling water 2 sprayed from the nozzle 3 reaches the steel plate 1, it flows along the surface of the steel plate and drains. Since it is blocked by the roll 4 and flows down from the steel plate edge, the cooling water does not enter the adjacent cooling block. The cooling nozzle 3 is arranged in the plate width direction of the steel plate 1 and injects the cooling water 2 with an injection angle α toward the conveying direction of the steel plate 1. The length (area) at which the cooling water 2 sprayed from the nozzle 3 hits the steel plate 1 is an effective area for cooling.

次に、ノズルから噴射された冷却水と鋼板との接触面積すなわち有効冷却面積を連続的に調整する方法について説明する。
本発明では、有効冷却面積の調整を、冷却水を噴射するノズルの位置を変更することにより行う。本発明の装置においては、上記冷却ノズルの位置を電動スクリュージャッキ等で搬送方向に移動できる構造となっており、それによって冷却ノズルから噴射された冷却水が鋼板に当たる面積(有効冷却面積)は、ノズルの移動にともない連続的に調整することが可能となっている。図3は、第1の冷却の方法について、鋼板上面側のみを模式的に例示したものであって、図3(a)は、有効冷却面積が最も少ない状態(すなわち、冷却能が最も小さい状態)を示しており、図3(b)は、有効冷却面積が最も広い状態(すなわち、冷却能が最も大きい状態)を示している。図3(c)は、上記図3(a)および図3(b)の場合における1冷却ブロック内の冷却曲線をシミュレートした結果を、冷却無し(NC)の場合と比較して模式的に示した図である。本発明では、この図(c)において、斜線で示した範囲内での冷却が可能である。
Next, a method for continuously adjusting the contact area between the cooling water sprayed from the nozzle and the steel sheet, that is, the effective cooling area will be described.
In this invention, adjustment of an effective cooling area is performed by changing the position of the nozzle which injects cooling water. In the apparatus of the present invention, the position of the cooling nozzle has a structure that can be moved in the conveying direction with an electric screw jack or the like, whereby the area where the cooling water sprayed from the cooling nozzle hits the steel sheet (effective cooling area) is: It is possible to adjust continuously as the nozzle moves. FIG. 3 schematically illustrates only the upper surface side of the steel plate for the first cooling method, and FIG. 3 (a) shows a state where the effective cooling area is the smallest (that is, the state where the cooling capacity is the smallest). FIG. 3B shows a state where the effective cooling area is the widest (that is, the state where the cooling capacity is the largest). FIG. 3 (c) schematically shows the result of simulating the cooling curve in one cooling block in the case of FIG. 3 (a) and FIG. 3 (b) compared with the case of no cooling (NC). FIG. In the present invention, in this figure (c), it is possible to cool within the range indicated by the oblique lines.

なお、本発明においては、冷却ノズルから噴射される冷却水の噴射角αは、水切りロール間隔(冷却ブロック長)や冷却ノズルと鋼板との距離によっても変化するが、最大冷却面積状態において、ノズル直下(あるいは直上)近傍から水切りロール間の鋼板を冷却水がカバー可能な角度に設定する必要がある。   In the present invention, the injection angle α of the cooling water injected from the cooling nozzle varies depending on the draining roll interval (cooling block length) and the distance between the cooling nozzle and the steel plate, but in the maximum cooling area state, the nozzle It is necessary to set an angle at which the cooling water can cover the steel sheet between the draining rolls from directly below (or directly above).

また、このノズルから噴射される冷却水の水量は、上記最大有効冷却面積状態においても核沸騰状態が得られる最低限の水量密度以上とする必要があることは既に説明したとおりである。なお、本発明の場合、有効冷却面積が変われば、1ブロック当たりの核沸騰状態を得るための冷却水量も変化することになるが、核沸騰状態においては水量密度によって冷却能に差は生じないことから、冷却水量を精度よく調整する必要はなく、2段または3段程度の水量切り替えで、広範囲の冷却能の変化に対応することができる。   Further, as described above, the amount of cooling water sprayed from this nozzle needs to be equal to or higher than the minimum water amount density at which a nucleate boiling state is obtained even in the maximum effective cooling area state. In the case of the present invention, if the effective cooling area changes, the amount of cooling water for obtaining a nucleate boiling state per block also changes. However, in the nucleate boiling state, there is no difference in cooling capacity depending on the water amount density. Therefore, it is not necessary to adjust the amount of cooling water with high accuracy, and it is possible to cope with a wide range of cooling capacity changes by switching the amount of water in two or three stages.

なお、有効冷却面積を調整する方法としては、上述したようなノズル位置を搬送方向に移動して行う方法以外に、ノズルの噴射方向すなわち鋼板に対する噴射角度あるいはノズルと鋼板との距離を調整することにより行う方法も可能であり、また、これらの方法と本発明の方法を組合わせてもよい。   In addition to adjusting the effective cooling area by moving the nozzle position in the transport direction as described above, the nozzle injection direction, that is, the injection angle with respect to the steel plate or the distance between the nozzle and the steel plate is adjusted. These methods may be combined with the method of the present invention.

熱伝達特性(沸騰曲線)に影響を与える因子を説明する図である。It is a figure explaining the factor which affects a heat transfer characteristic (boiling curve). 本発明の冷却装置の1例を示す図である。It is a figure which shows one example of the cooling device of this invention. 本発明の冷却方法と冷却曲線を示す図である。It is a figure which shows the cooling method and cooling curve of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1:鋼板
2:冷却水
3:ノズル
4:搬送ロール(水切りロール)
5:流水
L:有効冷却面積
Lmin:最小有効冷却面積
Lmax:最大有効冷却面積
1: Steel plate 2: Cooling water 3: Nozzle 4: Conveying roll (draining roll)
5: Running water L: Effective cooling area Lmin: Minimum effective cooling area Lmax: Maximum effective cooling area

Claims (4)

熱間圧延されテーブルロール上を搬送される高温の鋼板を、水切り装置によって鋼板の搬送方向に複数の冷却ブロックに区画されかつ該冷却ブロックには前記鋼板の表面に向け冷却水を噴射するためのノズルが設けられてなる冷却装置を用いて冷却する方法において、前記各冷却ブロックにおける鋼板の冷却を核沸騰状態で行うと共に、各冷却ブロックにおける有効冷却面積を連続的に調整することによって、前記鋼板の冷却速度を制御することを特徴とする高温鋼板の冷却方法。 A hot steel plate that is hot-rolled and transported on a table roll is partitioned into a plurality of cooling blocks in the transport direction of the steel plate by a draining device, and the cooling block is used to inject cooling water toward the surface of the steel plate In the method of cooling using a cooling device provided with a nozzle, the steel plate is cooled in the nucleate boiling state in each cooling block, and the effective cooling area in each cooling block is continuously adjusted, thereby the steel plate A method for cooling a high-temperature steel sheet, wherein the cooling rate of the steel sheet is controlled. ノズルの噴射する位置を鋼板の搬送方向に移動することにより各冷却ブロックにおける有効冷却面積を連続的に調整することを特徴とする請求項1に記載の冷却方法。 The cooling method according to claim 1, wherein the effective cooling area in each cooling block is continuously adjusted by moving the nozzle spraying position in the conveying direction of the steel plate. 熱間圧延されテーブルロール上を搬送される高温の鋼板を挟んでその表面に接触する水切りロールにより前記鋼板の搬送方向に複数の冷却ブロックに区画されてなる冷却装置であって、上記各冷却ブロックには前記鋼板の表面に向け冷却水を噴射するノズルが設けられ、該冷却水噴射ノズルは、前記鋼板の板幅方向に設けられかつ前記鋼板の搬送方向に向けて冷却水を噴射すると共に、各冷却ブロックにおける有効冷却面積を連続的に変化可能としたことを特徴とする高温鋼板の冷却装置。 A cooling device which is partitioned into a plurality of cooling blocks in the conveying direction of the steel sheet by a draining roll which is hot-rolled and conveyed on the table roll with a high temperature steel sheet sandwiched between the cooling blocks, Is provided with a nozzle for injecting cooling water toward the surface of the steel plate, the cooling water injection nozzle is provided in the plate width direction of the steel plate and injects cooling water toward the conveying direction of the steel plate, An apparatus for cooling a high-temperature steel sheet, wherein the effective cooling area in each cooling block can be continuously changed. 各冷却ブロックの冷却水噴射ノズルを鋼板の搬送方向に向けて移動することにより各冷却ブロックにおける有効冷却面積を連続的に変化することを特徴とする請求項3に記載の冷却装置。
The cooling device according to claim 3, wherein the effective cooling area in each cooling block is continuously changed by moving the cooling water injection nozzle of each cooling block toward the conveying direction of the steel plate.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114096362A (en) * 2019-07-11 2022-02-25 杰富意钢铁株式会社 Secondary cooling method and apparatus for continuously cast slab

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