JP2009269087A

JP2009269087A - 熱延の冷却装置および冷却方法

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Publication number: JP2009269087A
Application number: JP2009093358A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Serizawa; 良洋芹澤; Shigeru Ogawa; 茂小川; Yoji Nakamura; 洋二中村; Toru Akashi; 透明石; Noriyuki Hishinuma; 紀行菱沼; Tetsuo Kishimoto; 哲生岸本
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2008-04-08
Filing date: 2009-04-07
Publication date: 2009-11-19

Abstract

【課題】鋼板の連続熱延の仕上げ圧延後の冷却工程において、遷移沸騰領域における鋼板の板形状を安定させ、かつ鋼板の振動を抑制することができる熱延の冷却装置および冷却方法を提供する。
【解決手段】連続熱間圧延の仕上げ圧延機２の下流側に配置され、仕上げ圧延機２で圧延された鋼板３を搬送しながら冷却する熱延の冷却装置５において、鋼板３の表面温度が６５０℃〜５５０℃になる位置と、４５０℃〜３５０℃になる位置に、それぞれ第一、第二の中間ピンチロール１１、１２が配置され、第一及び第二中間ピンチロール１１、１２間の鋼板３に０．４ｋｇ／ｍｍ^２以上の張力がかけられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、鋼板の連続熱間圧延の仕上げ圧延後のランアウトテーブル上における、熱延の冷却装置及び冷却方法に関するものである。

加熱炉から排出された鋼材は、粗圧延機を経て仕上げ圧延機に送られる。図５は、仕上げ圧延機２以降の熱間圧延工程を行う熱延設備のレイアウトの一例である。図５に示すように、複数スタンドＦ１〜Ｆ７からなる仕上げ圧延機２で鋼材を連続圧延し、最終スタンドで所望の板厚・板幅に熱間圧延された鋼板３を、多数の搬送ロール４ａからなるランアウトテーブル４で搬送する。ランアウトテーブル４は、仕上げ圧延機２の下流側に配置された冷却装置５内に設置され、上方に設けられた各種冷却機６で、鋼板３を冷却する。その後、鋼板３は、コイラー直前ピンチロール７を介してコイラー８に巻き取られる。コイラー直前ピンチロール７は、鋼板３のコイラー８への誘導および鋼板３の尾端が仕上げ圧延機２の最終スタンドを抜けた後のバックテンション保持の役割をする。なお、図１では仕上げ圧延機２は７スタンドで構成されているが、６スタンドで構成される場合もある。

このような従来の熱延設備において、仕上げ圧延機２を通過した高温の鋼板３の先端は、コイラー直前ピンチロール７に到達するまでは、先端部が挟持されない状態で冷却装置５内を搬送される。このような鋼板３の先端部は、張力が与えられていないため、板形状に波状のうねりを生じた状態で冷却装置５内を通過する。また、張力が与えられていても、通板時に鋼板が振動する場合がある。板形状が平坦ではない状態、あるいは鋼板が振動している状態で冷却水が散布されると、鋼板３の位置によって冷却水のかかり方にばらつきが生じ、温度差が生じる。そのため、安定した品質の鋼板を製造することができなくなる。

近年、冷却終了温度を従来よりも低温の５００℃以下に設定される場合が多くなり、殊に遷移沸騰領域内を均一な冷却条件とすることが要求されている。即ち、図２に示すように、水の冷却特性において、遷移沸騰領域では、少し温度が下がると冷却能力が急激に増加する。そのため、例えば冷却水のかかり方に偏りがあって、遷移沸騰領域内で鋼板３の表面に少しの温度差が生じるだけで、急激に温度差が拡大し、均一な材質の鋼板が得られなくなる。したがって、鋼板の品質を安定させるためには、遷移沸騰領域内での均一な冷却が重要となる。具体的には、遷移沸騰領域は、図２に示すＴＣＨ＝４００〜４５０℃、ＴＭ＝５５０〜６００℃程度である。

本出願人は、特許文献１において、ランアウトテーブルに１セット以上のピンチロールを設置した圧延設備を提案している。

特開２００１−３２１８１６号公報

上記特許文献１は、板幅方向のネッキングを低減させることが目的であって、ピンチロールの設置は、少なくとも１セット以上であり、鋼板の温度が６５０℃以下になる位置と開示されている。しかしながら、ピンチロールが１セットのみの場合には、十分に遷移沸騰領域の鋼板を挟持することができないうえ、鋼板にかける張力に関しては記載されていない。従って、上記課題である遷移沸騰領域での鋼板の板形状を十分に改善することはできない。

本発明の目的は、鋼板の連続熱延の仕上げ圧延後の冷却工程において、遷移沸騰領域における鋼板の板形状を安定させ、かつ鋼板の振動を抑制することができる熱延の冷却装置および冷却方法を提供することにある。

上記問題を解決するため、本発明は、連続熱間圧延の仕上げ圧延機の下流側に配置され、前記仕上げ圧延機で圧延された鋼板を搬送しながら冷却する熱延の冷却装置において、前記鋼板の表面温度が６５０℃〜５５０℃になる位置と、４５０℃〜３５０℃になる位置に、それぞれ第一、第二の中間ピンチロールが配置され、前記第一及び第二中間ピンチロール間の前記鋼板に０．４ｋｇ／ｍｍ^２以上の張力がかけられることを特徴とする熱延の冷却装置を提供する。鋼板の表面温度が遷移沸騰領域となる位置の両端を、中間ピンチロールで張力をかけて挟持することにより、遷移沸騰領域内の鋼板の板形状を平坦にすると同時に鋼板の振動を抑制することができる。

また、本発明によれば、連続熱間圧延の仕上げ圧延機の下流側において、前記仕上げ圧延機で圧延された鋼板を搬送しながら冷却する熱延の冷却方法であって、前記鋼板の表面温度が６５０℃〜５５０℃になる位置と、４５０℃〜３５０℃になる位置に、それぞれ第一、第二の中間ピンチロールを配置し、前記第一及び第二中間ピンチロール間の前記鋼板に０．４ｋｇ／ｍｍ^２以上の張力をかけることを特徴とする熱延の冷却方法が提供される。

本発明によれば、遷移沸騰領域内の鋼板を均一に冷却できることにより、安定した品質の鋼板を製造することができる。

本発明の冷却装置を備えた熱延設備の概要を示す斜視図である。水の冷却特性を示すグラフである。鋼板の、中間ピンチロールで挟まれる範囲と温度ばらつき部の長さとの関係を示すグラフである。中間ピンチロールの配置による通板状態を示す模式図である。従来の熱延設備の概要を示す斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を、図を参照して説明する。

加熱炉から排出された鋼材は、粗圧延機により厚さ４０ｍｍ程度に圧延された後、仕上げ圧延機で連続圧延され、厚さ１〜４ｍｍ程度に圧延される。図１は、本発明にかかる冷却装置５を有する熱延設備において、仕上げ圧延機２以降の構成の概要を示す。仕上げ圧延機２は複数、例えば図示するように７台のスタンドＦ１〜Ｆ７からなり、最終スタンドＦ７で所望の板厚・板幅の鋼板３に熱間圧延される。仕上げ圧延機２を通過した直後の鋼板３の温度は、８４０℃以上１０００℃以下である。鋼板３は、複数の搬送ロール４ａからなるランアウトテーブル４を備えた冷却装置５内を搬送される。ランアウトテーブル４上には各種冷却機６が配置され、鋼板３は、ランアウトテーブル４上を搬送される際、水等により冷却されて、所望される材質の金属組織が形成される。冷却機６は、設置位置により、それぞれ所定の性能を有し、制御される。所定温度、例えば４３０℃に冷却された鋼板３は、コイラー８に巻き取られる。コイラー８の上流側には、上下一対のロールからなるコイラー直前ピンチロール７が設けられている。鋼板３は、コイラー直前ピンチロール７に誘導され、コイラー８に対して適宜張力をかけられた状態で巻き形状を整えながらコイラー８に巻き取られる。

ランアウトテーブル４上の、鋼板３の表面温度が６５０℃〜５５０℃になる位置に、上下一対のロールからなる第一中間ピンチロール１１が配置され、鋼板３の表面温度が４５０℃〜３５０℃になる位置に、上下一対のロールからなる第二中間ピンチロール１２が配置されている。第一および第二中間ピンチロール１１、１２は、それぞれ個別に鋼板３を挟持しながら回転し、鋼板３を下流に向けて搬送することができる。また、第一中間ピンチロール１１と第二中間ピンチロール１２は、両方またはいずれか一方が、他方が存在する側に向けて張力をかけることにより、第一中間ピンチロール１１と第二中間ピンチロール１２の間を走行中の鋼板３に０．４ｋｇ／ｍｍ^２以上の張力をかける。なお、ピンチロール径、圧下力などは、鋼板３の板厚が変化しないように定められる。

第一、第二の中間ピンチロール１１、１２は、それぞれ、鋼板３の表面温度が、図２に示す遷移沸騰領域の上限温度ＴＭおよび下限温度ＴＣＨとなる位置に配置される。遷移沸騰領域では、例えば鋼板３の位置による水のかかり方にばらつきがあって僅かに温度差が生じると、図２に示すように水による冷却能力が大きく異なり、そのまま水冷することで、さらに温度差が広がる。そこで、本発明にかかる中間ピンチロール１１、１２を設けることにより、遷移沸騰領域における鋼板３のばたつきや振動を低減させ、冷却水が鋼板３の表面全体に均等にかかるようにする。

本発明によれば、仕上げ圧延された鋼板３の先端が第一中間ピンチロール１１を経て第二中間ピンチロール１２の位置に到達すると、鋼板３は、第一および第二中間ピンチロール１１、１２により挟持される。このとき、鋼板３は、０．４ｋｇ／ｍｍ^２以上の張力をかけて挟持され、平坦な板形状を保持し、鋼板の振動を抑制しながら搬送される。

なお、鋼板３にかける張力が３ｋｇ／ｍｍ^２を超えるとネッキングが起こる場合があるため、張力の上限は３ｋｇ／ｍｍ^２程度とする。また、張力が０．４ｋｇ／ｍｍ^２以上の領域では、ばたつきや振動の低減の仕方は小さくなる。

図３は、第一および第二の中間ピンチロール１１、１２の有無および設置間隔と、鋼板３の先尾端の温度ばらつき部の長さとの関係を示す。本発明にかかる所定温度範囲に第一および第二の中間ピンチロール１１、１２を設けた場合は、図４（ａ）に示すように、鋼板３が遷移沸騰領域である領域Ａ内を所定の張力で保持された状態で通板するため、第一および第二の中間ピンチロール１１、１２を設けない場合に比べて、鋼板３の先端および尾端部に生じる温度ばらつき部が少なくなる。一方、中間ピンチロールの間隔が領域Ａよりも大きい範囲の場合には、例えば図４（ｂ）に示すように、鋼板３の先端部が第一ピンチロール１１ｂを通過後、第二ピンチロール１２ｂに挟まれない状態で領域Ａを通板する部分が多くなる。鋼板３の尾端部が第一ピンチロール１１ｂを通板した後も同様である。このため、遷移沸騰領域内でのばたつきや振動を十分に抑えることができず、図３に示すように、十分な効果が得られない。また、領域Ａよりも小さい範囲の場合には、図４（ｃ）に示すように、領域Ａ内で第一および第二ピンチロール１１ｃ、１２ｃで挟まれていない部分があり、その部分でばたつきや振動が起こるため、図３に示すように、中間ピンチロールの効果が得られない。

このように、本発明にかかる中間ピンチロール１１、１２を設けることにより、冷却装置５内の遷移沸騰領域を通過する鋼板３の板形状を改善し、鋼板の振動を抑制することができる。そのため、冷却機から散水された冷却水が、平坦な鋼板３の表面に均等にかかり、均一な条件で冷却されて、位置による温度差を低減させることができる。しかも、鋼板３の先端が第二ピンチロール１２に到達したときから板形状が平坦に保たれ、鋼板の振動を抑制することができるので、鋼板３の先尾端部における冷却状態の不良部を少なくし、両端部の鋼板３の品質を向上させることができる。

所定温度まで冷却された鋼板３はコイラー８に巻き取られ、こうして得られた熱延鋼板は、自動車等の各種構造部材として広く使用される他、次の冷延・表面処理工程へ送られる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、鋼板の連続熱間圧延の仕上げ圧延後の冷却工程を行う冷却装置および冷却方法として適用できる。

２仕上げ圧延機
３鋼板
４ランアウトテーブル
５冷却装置
６冷却機
７コイラー直前ピンチロール
８コイラー
１１第一の中間ピンチロール
１２第二の中間ピンチロール

Claims

連続熱間圧延の仕上げ圧延機の下流側に配置され、前記仕上げ圧延機で圧延された鋼板を搬送しながら冷却する熱延の冷却装置において、
前記鋼板の表面温度が６５０℃〜５５０℃になる位置と、４５０℃〜３５０℃になる位置に、それぞれ第一、第二の中間ピンチロールが配置され、前記第一及び第二中間ピンチロール間の前記鋼板に０．４ｋｇ／ｍｍ^２以上の張力がかけられることを特徴とする、熱延の冷却装置。
連続熱間圧延の仕上げ圧延機の下流側において、前記仕上げ圧延機で圧延された鋼板を搬送しながら冷却する熱延の冷却方法であって、
前記鋼板の表面温度が６５０℃〜５５０℃になる位置と、４５０℃〜３５０℃になる位置に、それぞれ第一、第二の中間ピンチロールを配置し、前記第一及び第二中間ピンチロール間の前記鋼板に０．４ｋｇ／ｍｍ^２以上の張力をかけることを特徴とする、熱延の冷却方法。