JP2921427B2 - 熱延鋼板の冷却方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱間圧延によって圧延
された熱延鋼板の冷却方法に係り、特に薄板の熱延鋼板
である場合に好適に適用される冷却方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱間圧延機によって仕上げ圧延された熱
延鋼板は、その機械的特性を確保するため、所定の巻取
温度まで冷却されてから巻き取られるが、かかる冷却に
あたっては、鋼板に冷却水を注水する方法が広く用いら
れている。この方法においては、従来、鋼板の上下双方
の面に対して冷却水を注水していた。しかし、この方法
では、巻取機に噛み込むまでの間に鋼板の最先端の形状
が崩れやすく、この傾向は、鋼板の板厚が薄い場合に特
に顕著であった。

【０００３】この問題に対して、特開平５−337534号公
報においては、通常は上下両面から冷却するのに対し
て、目標巻取温度や板厚、もしくは鋼板の強度に応じ
て、仕上圧延機側から所定範囲（仕上げ圧延機に近接す
る範囲）において、鋼板上面に対する注水を停止し、鋼
板下面に対する注水のみを行って鋼板を冷却することが
提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、鋼板の先端部
に対して、鋼板下面に対する注水のみを行った場合、特
に、その鋼板の板厚が薄いと、下面に注水される冷却水
によって先端部が持ち上げられ、ランアウトテーブルロ
ーラ上でのばたつきが発生する。このばたつきが大きく
なると、先端部の反りが発生し、鋼板の先端部が二重折
れとなるなど形状崩れによって通板性が悪化し、巻取機
に噛み込まない危険性が発生する。

【０００５】この先端部における形状悪化の防止のみの
点からは、本発明者は、鋼板の先端部においては、上面
に対してのみ冷却水を注水する方法、あるいは冷却水を
投射しない方法が有効であると考えている。

【０００６】また、本出願人が提案した特願平６−１０
９３９５号によって、ラミナーフロー冷却が冷却能力が
高く、特に幅方向に関して均一な冷却を行うことができ
る点で優れることを前提とする下で、鋼板の先端部に対
してもラミナーフロー冷却を行うと、熱伝達性が高いの
で、先端部の形状崩れを生じる危険性があることに鑑
み、鋼板の先端部分に対しては上面からスプレー冷却を
行い、その後はラミナーフロー冷却単独またはスプレー
冷却を併用することにより冷却することにより、鋼板先
端部分の形状崩れを確実に防止することを開示した。

【０００７】ところが、鋼板の上面に対して冷却水を注
水する場合、注水した冷却水が鋼板上面に滞留する割合
が大きく、その影響で鋼板が過冷却となってしまうこと
がある。この過冷却を防止するにあたり、鋼板上面に滞
留した冷却水を除去するため、通常、水切り装置、たと
えば水切り用エアスプレーを設置しているが、板厚１．
６mm以下の薄板鋼板（以下、単に薄板鋼板ということも
ある）の場合、鋼板の先端部の過冷・形状崩れを防止す
るため、鋼板の先端部が通過してから、水切りスプレー
を稼働させるので、薄板鋼板の場合には、滞留水の除去
が後れてしまい、しかも通板速度も速いので、過冷却を
防止する上でのネックとなっている。

【０００８】したがって、薄板鋼板の冷却にあたって、
鋼板上面に対して冷却水を注水し続けることは、鋼板上
面の滞留水の影響によって過冷却となり、巻取温度が落
ち込んで、機械特性上問題が生じるので、是非回避すべ
き事項である。

【０００９】そこで、本発明の課題は、熱延鋼板におけ
る先端部の形状崩れ、たとえば反りによって、巻取機に
噛み込まないというトラブルを防止するとともに、過冷
却などに起因する機械特性外れによる不良部の発生を防
止し、巻取温度精度を高めることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決した本発
明に係る熱延鋼板の冷却方法は、連続的に搬送される鋼
板を熱間圧延機によって圧延して、巻取機によって鋼板
を巻き取る際に、最終仕上圧延機と巻取機との間で冷却
水により鋼板を冷却する方法において、前記鋼板の先端
部が巻取機に噛み込まれるまでは、前記鋼板の上面のみ
に対して冷却水を注水し、前記鋼板の先端部が巻取機に
巻き込まれた後は、前記鋼板の下面のみに対して冷却水
を注水することを特徴とするものである。

【００１１】本発明は、特に圧延された後の熱延鋼板の
板厚が、１．６mm以下である場合においてその効果が顕
著にあらわれる。

【００１２】

【作用】本発明においては、熱延鋼板の冷却にあたり、
鋼板の先端部が巻取機に噛み込まれるまでは、鋼板の上
面のみに対して冷却水を注水する。このため、鋼板の下
面に対する冷却水の注水に伴うランアウトテーブル上で
の鋼板のばたつきが防止でき、もって先端部の反りなど
の形状崩れによる通板性の悪化の問題を解決できるとと
もに、特に鋼板の先端部が巻取機に噛み込まないという
事態を回避できる。

【００１３】鋼板の先端部が巻取機に噛み込んだ後は、
鋼板の下面に対する冷却水の注水に伴う問題はなくなる
ものの、逆に上面からの冷却に伴う鋼板が過冷却とな
り、鋼板の機械特性が悪化するという問題がある。

【００１４】そこで、本発明においては、鋼板の先端部
が巻取機に噛み込んだ後は、鋼板の上面に対する冷却水
の注水を止め、鋼板の下面のみに対して冷却水の注水を
行う。かくして、鋼板上面に冷却水が滞留することはな
くなり、もって鋼板の機械特性外れを防止することがで
きる。

【００１５】

【実施例】以下本発明を図面を参照しながら実施例によ
りさらに詳説する。図１は、本発明に係る冷却方法に使
用される熱間圧延設備の一例を示す概要図である。この
熱間圧延設備には、２つの巻取機が配設されており、熱
間最終仕上圧延機１によって仕上げ圧延された鋼板Ｍ
は、多数のランアウトテーブルローラＲを有するランア
ウトテーブル上で連続的に搬送され、熱間仕上圧延機１
の近傍に配設された第１巻取機２、もしくは遠方に配設
された第２巻取機３によって巻き取られる。

【００１６】第１巻取機２によって鋼板Ｍが巻き取られ
る場合は、仕上圧延機１と第１巻取機２との間に配設さ
れている第１上面冷却設備４および第１下面冷却設備５
によって鋼板Ｍを目標巻取温度まで冷却し、第２巻取機
３で鋼板Ｍが巻き取られる場合は、第１上面冷却設備４
および第１下面冷却設備５に加え、第１巻取機２と第２
巻取機３との間に配設されている第２上面冷却設備６、
および第２下面冷却設備７によってそれぞれ鋼板Ｍを目
標巻取温度まで冷却する。

【００１７】ここで、第１上面冷却設備４および第２上
面冷却設備６として、先に本出願人が提案した実開平６
−２３６０７号公報または特願平６−１０９３９５号に
示されるラミナーフロー冷却若しくはスプレー冷却また
はその双方の冷却を同時に行うことができる冷却設備を
用いるのが好適である。水を加圧してノズルから水噴流
を作ったとき、噴流の出口速度が比較的低いときは平滑
な層流噴流を形成する。この噴流はある程度落下すると
軸対象な振動を生じて破断にいたり液滴流となる。この
層流噴流の段階で冷却することをラミナーフロー冷却と
いう。他方で、水を加圧してノズルから滴下するとき連
続噴流以上の流速では液流が破断し、液滴群となって固
体面に衝突する。この液滴群による冷却をスプレー冷却
という。

【００１８】また、第１下面冷却設備５および第２下面
冷却設備７としては、同じく本出願人が先に提案した実
開平４−８０６０４号公報に開示されているスプレー冷
却装置を用いるのが好適である。

【００１９】鋼板Ｍの巻取温度を測定するあたり、第１
巻取機２に鋼板Ｍが巻き取られる場合には、第１冷却設
備４、５と第１巻取機２との間に設けられた第１温度計
８を用い、第２巻取機３に巻き取られる場合には、第２
冷却設備６、７と第２巻取機３との間に設けられた温度
計９を用いる。

【００２０】第１上面冷却設備４、第１下面冷却設備
５、第２上面冷却設備６、および第２下面冷却設備７そ
れぞれには、ライン方向に多数のヘッダーが備えられて
おり、目標巻取温度と温度計８、９からの実績温度、計
算機からの計算温度との偏差等により所定位置の所定数
のヘッダーから注水する。また、第１冷却設備４と第１
温度計８の間、および第２冷却設備６と第２温度計９の
間には、鋼板Ｍの上面に残留する滞留水を除去するため
の第１水切りスプレー１０、第２水切りスプレー１１が
それぞれ配設されている。

【００２１】さて、本発明に係る熱延鋼板の冷却方法
を、鋼板Ｍが第１巻取機２に巻き取られる場合について
説明する。図２に示すように、鋼板Ｍは、仮想線で示す
ように搬送され、その先端が巻取機２に噛み込まれる
が、それまでの間、鋼板Ｍには張力が働いていないた
め、先端部の形状が崩れやすく、ランアウトテーブル上
での通板性に問題がある。特に、下面冷却設備５を用い
て、鋼板Ｍの下面側に冷却水Ｗ_U を注水すると、図３に
示すように、水圧によって鋼板Ｍの先端部が持ち上げら
れ、反り上がりが発生して形状崩れとなる。よって本発
明では、鋼板Ｍの先端部が巻取機２に噛み込まれるまで
の間は、上面冷却設備４からの冷却水Ｗ_O のみを鋼板Ｍ
に対して注水して鋼板Ｍを冷却する。

【００２２】そして、鋼板Ｍの先端部が巻取機２に噛み
込まれた後は、図４に示すように、熱間仕上圧延機１と
巻取機２との間において鋼板Ｍに張力Ｔが働くため、下
面冷却設備５を用いた場合の形状崩れ等の問題は解消さ
れるが、その一方において、上面冷却設備４からの冷却
水Ｗ_O が鋼板Ｍ上で滞留水となる問題がある。そこで、
鋼板Ｍの先端部が巻取機２に噛み込まれた直後から、上
面冷却設備４の使用を止め、同時に下面冷却設備５の使
用を開始し、鋼板Ｍの下面から冷却水Ｗ_U のみを注水し
て鋼板Ｍを冷却する。かくして、滞留水の残留を防止で
き、鋼板製品の機械特性を良好にすることができる。

【００２３】以上の冷却方法は、第２巻取機３で実施す
る場合にも同じである。

【００２４】また、板厚が薄くなればなるほど鋼板は冷
えやすくなるため、巻取温度の低め外れが発生しやす
い。しかし、冷却水の注水量を増やしているわけではな
いので、巻取温度の低下の予測は極めて困難である。し
たがって、本発明に係る冷却方法は、１．６mm以下の薄
板鋼板の場合に対して、特に有効な方法である。

【００２５】＜実験例１＞図１に示す熱間圧延設備にお
いて、圧延された熱延鋼板Ｍを冷却して第２巻取機３に
よって巻き取った。ここでは、板厚１．６３mmの鋼板を
用い、目標巻取温度を６００℃とした。本発明例とし
て、本発明に係る冷却方法に従い熱延鋼板Ｍの先端部が
巻取機３に噛み込まれるまでは、上面冷却設備４、６を
用いて冷却を行い、噛み込まれてからは、下面冷却設備
５、７を用いて冷却を行い、実際の巻取温度を測定し
た。その結果を図５に示す。また、比較例として、冷却
にあたって、上面冷却設備４、６のみを用いた他は、本
発明に係る冷却方法と同一の条件に従い、実際の巻取温
度を測定した。その結果を図６に示す。なお、上面冷却
設備４、６を使用する際、水切りスプレー１０、１１に
よる鋼板Ｍ上の滞留水の除去を行った。

【００２６】図５から判るように、本発明に係る冷却方
法では、鋼板Ｍの先端から後端に至るまで、巻取温度を
目標巻取温度である６００℃にほぼ近い温度とすること
ができた。これに対し、図６から判るように、比較例に
係る冷却方法では、上面冷却のみで冷却を行った場合、
先端部が巻取機に噛んだ後に水切りスプレーによって滞
留水が除去されるまでの間に巻取温度が落ち込んでしま
う問題が発生した。

【００２７】＜実験例２＞実験には、板厚１．４３mmの
薄板鋼板を用い、目標巻取温度を５８０℃とし、鋼板Ｍ
が巻取機３に噛み込むまでは、水切りスプレー１０、１
１を使用しなかった他は実験と同一の条件で実験を行っ
た。その実際の巻取温度の測定結果を本発明例について
図７に、比較例について図８にそれぞれ示す。図７から
判るように、本発明に係る冷却方法では、実際に測定さ
れた巻取温度は、鋼板のほとんどの範囲において、目標
巻取温度である５８０℃から±２０℃の範囲に収まった
一方、図８から判るように、比較例に係る冷却方法で
は、先端部付近で特に落ち込みが激しくなった。これ
は、鋼板Ｍ上の滞留水に起因するものと思われる。

【００２８】

【発明の効果】以上の説明から明らかな本発明によれ
ば、熱延鋼板における先端部の形状崩れ、たとえば反り
によって、巻取機に噛み込まないというトラブルを防止
するとともに、過冷却などに起因する機械特性外れによ
る不良部の発生を防止し、巻取温度精度を高めることが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る冷却方法を行う熱間圧延設備の概
要図である。

【図２】鋼板の先端が巻取機に噛み込む前の工程図であ
る。

【図３】鋼板の先端が巻取機に噛み込む前に下面冷却を
行った場合の仮想工程図である。

【図４】鋼板の先端が巻取機に噛み込んだ後の工程図で
ある。

【図５】本発明に係る冷却方法で鋼板を冷却した場合の
鋼板の巻取温度を示すグラフである。

【図６】その比較例の巻取温度を示すグラフである。

【図７】本発明に係る冷却方法で薄板鋼板を冷却した場
合の鋼板の巻取温度を示すグラフである。

【図８】その比較例の巻取温度を示すグラフである。

【符号の説明】

１…熱間仕上圧延機、２…，３…巻取機、４，５，６，
７…冷却設備、８，９…温度計、１０，１１…冷却スプ
レー、Ｍ…鋼板、Ｒ…ランアウトテーブルローラ、Ｗ…
冷却水。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B21B 45/00 - 45/08 C21D 9/52 102

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】連続的に搬送される鋼板を熱間圧延機によ
   って圧延して、巻取機によって鋼板を巻き取る際に、最
   終仕上圧延機と巻取機との間で冷却水により鋼板を冷却
   する方法において、 前記鋼板の先端部が巻取機に噛み込まれるまでは、前記
   鋼板の上面のみに対して冷却水を注水し、前記鋼板の先
   端部が巻取機に巻き込まれた後は、前記鋼板の下面のみ
   に対して冷却水を注水することを特徴とする熱延鋼板の
   冷却方法。
2. 【請求項２】圧延された後の熱延鋼板の板厚が、１．６
   mm以下である請求項１記載の熱延鋼板の冷却方法。