JP2013046927A - 熱延鋼板の冷却方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】仕上圧延機で熱間圧延され、圧延方向に周期的に波高さが変動する波形状が形成された熱延鋼板を冷却する方法であって、熱延鋼板を冷却する所定の冷却区間において、熱延鋼板の波形状の急峻度を0%超1%以内の耳波に制御することを特徴とする、熱延鋼板の冷却方法が提供される。
【選択図】図3
Description
熱延鋼板の上面及び下面からの冷却抜熱量の相対的バランスについては熱延鋼板の重力と反対方向を正とした場合において、
前記変動速度が正の領域で、熱延鋼板の波形状1周期以上の範囲の平均温度に対して熱延鋼板の温度が低い場合は、上面側の冷却抜熱量を減少させ及び/又は下面側の冷却抜熱量を増加させ、熱延鋼板の温度が高い場合は、上面側の冷却抜熱量を増加させ及び/又は下面側の冷却抜熱量を減少させるように増減の方向を決定し、
前記変動速度が負の領域で、熱延鋼板の波形状1周期以上の範囲の平均温度に対して熱延鋼板の温度が低い場合は、上面側の冷却抜熱量を増加させ及び/又は下面側の冷却抜熱量を減少させ、熱延鋼板の温度が高い場合は、上面側の冷却抜熱量を減少させ及び/又は下面側の冷却抜熱量を増加させるように増減の方向を決定し、
熱延鋼板を冷却する際に、前記所定の冷却区間での上面及び下面からの冷却抜熱量を調整することで、鋼板の温度の標準偏差が小さくなる事を発見した。なお、変動速度と温度を測定する点のずれは圧延方向にも板幅方向にも任意の方向に±50mm以内であることが望ましい。
「予め、複数の試験条件で測定された熱延鋼板の温度と波形状に基づいて、熱延鋼板の上面と下面における平均熱伝達係数を推定し、前記平均熱伝達係数の上下で等しい点を挟んだ両側で、熱延鋼板の波形状の急峻度と通板速度のそれぞれについて、上下熱伝達係数比率に対する熱延鋼板の圧延方向の温度の標準偏差の回帰式を求めておき、
実際の操業条件での急峻度及び通板速度における前記回帰式に基づいて、温度の標準偏差の値が許容される上下熱伝達係数比率範囲を求め、当該上下熱伝達係数比率範囲内に、目標の上下熱伝達係数比率を設定し、
前記目標の上下熱伝達係数比率になるように、前記上側冷却装置から熱延鋼板の上面に冷却水を噴出させると共に前記下側冷却装置から熱延鋼板の下面に冷却水を噴出させる」ことで、上側冷却装置と下側冷却装置の冷却能力を調整して長手方向に均一に冷却できることが分かった。
前記温度の時系列平均値が所定の目標値に一致するように、熱延鋼板の上面及び下面からの冷却抜熱量の合計値を調整し、
熱延鋼板の上面及び下面からの冷却抜熱量の相対的バランスについては熱延鋼板の重力と反対方向を正とした場合において、
前記変動速度が正の領域で、熱延鋼板の波形状1周期以上の範囲の平均温度に対して熱延鋼板の温度が低い場合は、上面側の冷却抜熱量を減少させ及び/又は下面側の冷却抜熱量を増加させ、熱延鋼板の温度が高い場合は、上面側の冷却抜熱量を増加させ及び/又は下面側の冷却抜熱量を減少させるように増減の方向を決定し、
前記変動速度が負の領域で、熱延鋼板の波形状1周期以上の範囲の平均温度に対して熱延鋼板の温度が低い場合は、上面側の冷却抜熱量を増加させ及び/又は下面側の冷却抜熱量を減少させ、熱延鋼板の温度が高い場合は、上面側の冷却抜熱量を減少させ及び/又は下面側の冷却抜熱量を増加させるように増減の方向を決定することで、鋼板の温度の標準偏差が小さくなる事を発見した。
σz’=σz×2/z・・・・(1)
σz’=σv×10/v・・・・(2)
本発明にかかる実施例1として、板厚2.3mm、板幅1200mmのハイテン(いわゆる高張力鋼板)を材料とし、当該材料に中波、耳波をそれぞれ形成させ、その急峻度を0%(波形成無し)〜2%までの種々の値に変更して冷却を行った場合の、後工程(即ち、冷延工程)における冷延ゲージ変動(板厚変動)と板幅方向平均温度変動を測定し、評価を行った。なお、本実施例および以下に説明する実施例2、3では、便宜上、中波を形成した場合の急峻度を−0.5%〜−2%と表し、耳波を形成した場合の急峻度を0.5%〜2%と表した。また、中波及び耳波の測定は市販の形状測定器を用いて測定したものであり、中波の測定箇所は板中央から左右30mm以内の板中央部であり、耳波の測定箇所は板端から25mmの箇所とした。更に、本実施例1においては、冷却時の上下冷却比は上冷却:下冷却=1.2:1とし、通板速度を400m/min、鋼板の巻き取り温度(CT)を500℃とした。その測定結果、評価結果を以下の表5に示す。このとき、以下の実施例における評価基準としては、後工程における冷延ゲージ変動が0〜25μmに抑えられたものを◎(製品として良好)、25〜50μmであったものを△(許容範囲)、50μm超であったものを×(製品不良)として評価している。なお、表5中の総合評価については、後述において説明する。また、表5中には、参考のため鋼板長手方向における各波の温度標準偏差も記載した。
本発明にかかる実施例2として、上記実施例1と同様の材料に中波、耳波をそれぞれ形成させ、その急峻度を0%(波形成無し)〜2%までの種々の値に変更して冷却を行った場合の、後工程(即ち、冷延工程)における冷延ゲージ変動(板厚変動)と板幅方向平均温度変動を測定し、評価を行った。なお、本実施例2では、通板速度を600m/minとし、その他の条件は実施例1と同一とした。その測定結果、評価結果を以下の表6に示す。
本発明にかかる実施例3として、上記実施例1、2と同様の材料に中波、耳波をそれぞれ形成させ、その急峻度を0%(波形成無し)〜2%までの種々の値に変更して冷却を行った場合の、後工程(即ち、冷延工程)における冷延ゲージ変動(板厚変動)と板幅方向平均温度変動を測定し、評価を行った。なお、本実施例3では、冷却時の上下冷却比(上下熱伝達係数比率)を上冷却:下冷却=1.1:1とし、その他の条件は上記実施例1と同一とした。その測定結果、評価結果を以下の表7に示す。
11 加熱炉
12 粗圧延機
12a ワークロール
12b 4重圧延機
13 仕上圧延機
13a 仕上げ圧延ロール
14 冷却装置
14a 上側冷却装置
14b 下側冷却装置
15 巻取装置
16 幅方向圧延機
31 冷却口
32 搬送ロール
40 温度計
41 形状計
H 熱延鋼板
S スラブ
Z1、Z2 冷却ゾーン
Claims (17)
- 仕上圧延機で熱間圧延され、圧延方向に周期的に波高さが変動する波形状が形成された熱延鋼板を冷却する方法であって、
熱延鋼板を冷却する所定の冷却区間において、熱延鋼板の波形状の急峻度を0%超1%以内の耳波に制御することを特徴とする、熱延鋼板の冷却方法。 - 前記所定の冷却区間において、熱延鋼板の上面及び下面からの冷却抜熱量を等しくして、
当該熱延鋼板を冷却することを特徴とする、請求項1に記載の熱延鋼板の冷却方法。 - 熱延鋼板を冷却する際に、前記所定の冷却区間において、熱延鋼板の上面及び下面からの冷却抜熱量を等しくするため、
予め求められた、熱延鋼板の上面側の上側冷却装置と熱延鋼板の下面側の下側冷却装置によって冷却される熱延鋼板の熱伝達特性に基づき、前記所定の冷却区間において、熱延鋼板の上面及び下面の平均熱伝達係数を等しくして、熱延鋼板を冷却することを特徴とする、請求項1又は2に記載の熱延鋼板の冷却方法。 - 仕上圧延機で熱間圧延され、圧延方向に周期的に波高さが変動する波形状が形成された熱延鋼板を冷却する方法であって、
熱延鋼板を冷却する所定の冷却区間において、熱延鋼板の波形状の急峻度を1%以内の耳波に制御し、
前記所定の冷却区間において、熱延鋼板の上面及び下面からの冷却抜熱量を等しくするため、
予め、熱延鋼板の波形状の急峻度と熱延鋼板の通板速度を所定の値に揃えた条件下で求められた、熱延鋼板の上面側の上側冷却装置と熱延鋼板の下面側の下側冷却装置によって冷却される熱延鋼板の熱伝達特性に基づき、前記所定の冷却区間において、熱延鋼板の上面及び下面の平均熱伝達係数の比率である上下熱伝達係数比率を変更させ、その際に発生する熱延鋼板の圧延方向の温度の標準偏差と前記上下熱伝達係数比率との関係を線図で求め、さらに当該線図に基づいて前記温度の標準偏差が最小値となる前記上下熱伝達係数比率を導出し、
前記導出された上下熱伝達係数比率の場合に前記所定の冷却区間における熱延鋼板の上面及び下面からの冷却抜熱量が等しいとして、当該上下熱伝達係数比率で熱延鋼板を冷却することを特徴とする、熱延鋼板の冷却方法。 - 前記所定の冷却区間において熱延鋼板の上面及び下面からの冷却抜熱量が等しいとする領域は、前記温度の標準偏差が最小値から10℃以内となる領域であって、
前記領域において前記上下熱伝達係数比率を設定して、熱延鋼板を冷却することを特徴とする、請求項4に記載の熱延鋼板の冷却方法。 - 熱延鋼板を冷却する際に、予め、前記急峻度と前記通板速度のそれぞれについて、前記上下熱伝達係数比率に対する前記温度の標準偏差の回帰式を求めておき、当該回帰式による急峻度又は通板速度の感度を補正することを特徴とする、請求項4又は5に記載の熱延鋼板の冷却方法。
- 前記急峻度と前記通板速度についての前記回帰式は、線形回帰により導出されることを特徴とする、請求項6に記載の熱延鋼板の冷却方法。
- 前記回帰式を用いて、実際の前記温度の標準偏差の値に対する上下熱伝達係数比率と、前記温度の標準偏差がゼロとなる上下熱伝達係数比率との偏差分を求め、
当該偏差分を用いて、熱延鋼板を冷却する際の前記上下熱伝達係数比率を修正することを特徴とする、請求項6又は7に記載の熱延鋼板の冷却方法。 - 少なくとも前記急峻度又は前記通板速度に対する前記線図を、段階的に、前記上下熱伝達係数比率に対してテーブル化することを特徴とする、請求項4〜8のいずれかに記載の熱延鋼板の冷却方法。
- 前記冷却された熱延鋼板の温度を時系列で測定し、
前記温度の時系列平均値が所定の目標値に一致するように、熱延鋼板の上面及び下面からの冷却抜熱量の合計値を調整することを特徴とする、請求項4〜9のいずれかに記載の熱延鋼板の冷却方法。 - 前記冷却された熱延鋼板の温度を測定した点と同一点で熱延鋼板の高さ方向の変動速度を時系列で測定し、
熱延鋼板の上面及び下面からの冷却抜熱量の相対的バランスについては熱延鋼板の重力と反対方向を正とした場合において、
前記変動速度が正の領域で、熱延鋼板の波形状1周期以上の範囲の平均温度に対して熱延鋼板の温度が低い場合は、上面側の冷却抜熱量を減少させ及び/又は下面側の冷却抜熱量を増加させ、熱延鋼板の温度が高い場合は、上面側の冷却抜熱量を増加させ及び/又は下面側の冷却抜熱量を減少させるように増減の方向を決定し、
前記変動速度が負の領域で、熱延鋼板の波形状1周期以上の範囲の平均温度に対して熱延鋼板の温度が低い場合は、上面側の冷却抜熱量を増加させ及び/又は下面側の冷却抜熱量を減少させ、熱延鋼板の温度が高い場合は、上面側の冷却抜熱量を減少させ及び/又は下面側の冷却抜熱量を増加させるように増減の方向を決定し、
熱延鋼板を冷却する際に、前記所定の冷却区間での上面及び下面からの冷却抜熱量を調整することを特徴とする、請求項4〜10のいずれかに記載の熱延鋼板の冷却方法。 - 前記冷却区間を圧延方向に複数の冷却ゾーンに分割し、
前記冷却ゾーンの境において熱延鋼板の温度と波形状を測定し、当該測定結果に基づいて、前記冷却ゾーンにおける熱延鋼板の上面及び下面からの冷却抜熱量を調整する、フィードバック制御又はフィードフォワード制御を行うことを特徴とする、請求項11に記載の熱延鋼板の冷却方法。 - 前記冷却ゾーンの境において、熱延鋼板の温度と波形状に加えて少なくとも前記急峻度又は前記通板速度を測定し、当該測定結果に基づいて、前記冷却ゾーンにおける熱延鋼板の上面及び下面からの冷却抜熱量を補正することを特徴とする、請求項12に記載の熱延鋼板の冷却方法。
- 熱延鋼板を冷却した後、当該熱延鋼板の温度の標準偏差が許容される範囲に入るように、前記上側冷却装置から熱延鋼板の上面に冷却水をさらに噴出させると共に前記下側冷却装置から熱延鋼板の下面に冷却水をさらに噴出させることを特徴とする、請求項11〜13のいずれかに記載の熱延鋼板の冷却方法。
- 前記上側冷却装置と前記下側冷却装置は、それぞれ冷却水を噴出する複数のヘッダーを有し、前記上側冷却装置と前記下側冷却装置の冷却能力は、前記各ヘッダーをオンオフ制御することによって調整されることを特徴とする請求項4〜14のいずれかに記載の熱延鋼板の冷却方法。
- 前記上側冷却装置と前記下側冷却装置は、それぞれ冷却水を噴出する複数のヘッダーを有し、前記上側冷却装置と前記下側冷却装置の冷却能力は、前記各ヘッダーの水量密度、圧力、水温のいずれか又は2つ以上の操業パラメータを制御することによって調整されることを特徴とする請求項4〜14のいずれかに記載の熱延鋼板の冷却方法。
- 熱延鋼板の冷却は、熱延鋼板の温度が600℃以上の範囲で行われることを特徴とする、請求項4〜16のいずれかに記載の熱延鋼板の冷却方法。
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