JP3460755B2 - 熱間圧延鋼板の制御冷却方法および装置 - Google Patents
熱間圧延鋼板の制御冷却方法および装置Info
- Publication number
- JP3460755B2 JP3460755B2 JP12454295A JP12454295A JP3460755B2 JP 3460755 B2 JP3460755 B2 JP 3460755B2 JP 12454295 A JP12454295 A JP 12454295A JP 12454295 A JP12454295 A JP 12454295A JP 3460755 B2 JP3460755 B2 JP 3460755B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steel sheet
- cooling
- cooling water
- temperature distribution
- plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
- Control Of Heat Treatment Processes (AREA)
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱間圧延鋼板の制御冷
却方法及び装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】厚鋼板の製造プロセスとして、圧延直後
の熱間圧延鋼板を水冷により強制冷却する制御冷却方法
の適用が拡大している。この方法によれば、合金元素の
低減、省熱処理といったコスト削減効果だけでなく、溶
接時の予熱低減効果や焼入れによる高強度の付与といっ
た効果も得られる。 【０００３】制御冷却においては、通常、圧延終了後の
鋼板は、その上下面に冷却水が噴射され、所定の温度ま
で冷却される。冷却水の噴射方式としては、ラミナー状
の冷却水流が冷却能力が高く、冷却速度を高められるの
で、鋼板を焼入れる上で有利である。 【０００４】ところが、従来の制御冷却法では、制御冷
却後の鋼板の温度分布が以下のような原因で不均一にな
り、形状不良が発生したり材質が不均一になるといった
問題が発生している。 【０００５】１．圧延中に発生した鋼板の面内温度の不
均一性が制御冷却後も残る。 ２．圧延中に発生した耳波などの鋼板面の形状不良によ
り、制御冷却中に鋼板上面に水が滞留し、水流に不均一
性が生じ、鋼板の温度分布が不均一になる。 ３．圧延直後では温度不均一性や板面形状不良のない鋼
板でも、制御冷却中に鋼板上面の水の滞留や水流の不均
一性等により、冷却過程で鋼板面内に耳波や中波などの
形状不良が発生して、鋼板の上面の水による冷却不均一
性がさらに助長される。 【０００６】ここで、原因２及び原因３で発生する冷却
不均一性の発生状況を図５においてて説明する。図５
で、２は冷却水ヘッダー、３はノズルである。制御冷却
装置内で、熱間圧延鋼板６に一旦板の変形が発生する
と、鋼板上面の冷却水７は鋼板の凹部６ｂに滞留あるい
は集中して流れ、この部分を強冷却する。 【０００７】一方、鋼板の凸部６ａには板上面水の滞留
は起こらず、冷却水の流れも妨げられるため冷却効果が
低下する。その結果、鋼板の板変形は更に助長され、冷
却不均一性が強められる。この結果、冷却後の鋼板温度
分布は不均一となる。 【０００８】制御冷却後の鋼板の温度分布が均一であれ
ば、仮に制御冷却直後に板形状不良が存在しても、次工
程のホットレベラーで容易に矯正することができる。し
かし、鋼板に面内温度の不均一性が残っていると、ホッ
トレベラーで矯正しても、鋼板が常温まで空冷される過
程で熱座屈し、形状不良となることがある。また温度不
均一性は材質の均一性を損なうことにもなる。 【０００９】原因１で述べた圧延中に発生する鋼板の面
内温度の不均一性に起因する鋼板の形状不良や材質不均
一性を防止する方法として、特開昭６０−３６６２５号
公報には、熱間圧延直後の鋼板の上下面の温度分布を放
射温度計で測定し、その測定値を基に、鋼板の高温部分
を、圧延機と制御冷却装置の間に設置された冷却装置に
よって部分冷却し、鋼板全体の温度分布を一様にする方
法が開示されている。 【００１０】原因２で述べた圧延中に発生した板面形状
不良による冷却不均一性を防止する方法として、特開昭
６０−１６６１１７号公報には、圧延後の鋼板の板面形
状を予め板面形状検出器で検出し、それに基づき制御冷
却装置の板幅両端の冷却水遮蔽板の遮蔽時間を制御する
方法が開示されている。 【００１１】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
６０−３６６２５号公報に記載の方法によれば、制御冷
却装置に入る前の段階で鋼板の温度は均一になっている
ため、原因１に対しては有効であるが、原因２、３に対
しては効果がないばかりか、圧延機と制御冷却装置の間
に新たな冷却設備を設置する必要があるといった問題が
ある。 【００１２】また、特開昭６０−１６６１７号公報に記
載の方法では、熱間圧延鋼板の板面形状を、鋼板が制御
冷却装置に入る前に計測するため、制御冷却装置内の冷
却過程で新たに発生、あるいは助長される形状不良（原
因３）には対処できないばかりか、圧延終了時に既に存
在する板温度分布（原因１）にも対応できないといった
問題がある。 【００１３】本発明は、圧延中の鋼板に面内温度不均一
性や板面形状不良が発生しても、また制御冷却中の鋼板
に板面形状不良が新たに発生しても、鋼板の温度分布を
均一にし、且つ、鋼板の形状を平坦にする鋼板の制御冷
却方法及び装置を提供することを目的とする。 【００１４】 【課題を解決するための手段】熱間圧延後の鋼板の面温
度分布は、面温度計により測定できるが、鋼板の板形
状、即ち、板面の凹凸は鋼板面に水流が存在するため測
定できなかった。しかし、発明者等は鋼板を制御冷却す
る水流のラミナーフローは鋼板と冷却水ヘッダーとの間
を連続する媒体であることに着目し、冷却水ヘッダー内
に超音波センサーを設置することにより、鋼板との距離
を連続的に測定でき、この測定結果により鋼板の凹凸、
即ち、板形状を測定できるとの知見をえて下記の発明を
するに至った。 【００１５】（１）請求項１の発明は、下記の工程を備
えた鋼板の制御冷却方法を提供する。 （ａ）熱間圧延後の鋼板の面温度分布を測定する工程
と、（ｂ）前記鋼板の制御冷却中において鋼板の板形状
を超音波により測定する工程と、（ｃ）前記面温度分布
の測定結果と、前記鋼板の面形状の測定結果とに基づい
て制御冷却水を制御する工程。 【００１６】（２）請求項２の発明は、下記の部材を備
えた熱間圧延鋼板の制御冷却装置を提供する。 （ａ）圧延直後の鋼板の面温度分布を測定する温度測定
装置と、（ｂ）冷却水ヘッダーまたは冷却水配水管内に
設置された鋼板の板形状を測定するための超音波センサ
ーと、（ｃ）前記冷却水ヘッダーからの冷却水を制御す
る手段とこれに接続されたラミナー状の冷却水を供給す
るノズルからなる冷却装置と、（ｄ）鋼板の前記温度測
定装置と前記超音波センサーからの信号を受けて記憶
し、所定の計算プログラムにしたがって鋼板を平坦に
し、かつ、鋼板の面温度分布を均一化するように冷却水
量を制御する冷却水量の制御装置。 【００１７】 【作用】上記の課題を解決するためには、熱間圧延直後
の鋼板の温度分布を測定し、次いでこの温度分布と、鋼
板の少なくとも一次元方向、望ましくは二次元方向の凹
凸、即ち板形状を考慮して制御冷却を行う必要がある。
熱間圧延直後の鋼板の温度分布は従来市販の面走査型温
度計で測定できる。 【００１８】他方、従来は鋼板の板形状を測定すること
ができなかったが、前述の通り冷却水ヘッダー内等に超
音波センサーを設置することにより、鋼板との距離を連
続的に測定でき、この測定結果により鋼板の凹凸、即
ち、板面形状を測定できる。 【００１９】超音波センサーによる距離の測定、即ち、
鋼板の形状の測定にはラミナー状の冷却水流が必要なた
め、熱間鋼板の上下面いずれか一方はラミナー水流で冷
却することが必要であるが、もう一方の面の冷却方法は
特に制約されない。板面形状の測定面に制約はなく、鋼
板の上面下面のいずれか一方の面の板面形状を測定すれ
ばよい。 【００２０】本発明における制御冷却の方法は下記の工
程より成立する。圧延直後の鋼板の面温度分布を測定
し、その温度分布をＴ（ｘi , ｙj ) とする。Ｔ
（ｘi , ｙj) は鋼板内の位置の関数である。ここでｘ
i は鋼板の幅方向の位置であり、ｙjは鋼板の圧延方向
の位置である。 【００２１】また、鋼板の望ましい温度、または、基準
となる温度をＴ0 とする。 ΔＴ（ｘi , ｙj ) ＝ Ｔ（ｘi , ｙj ) −Ｔ0 −−（１） ΔＴ（ｘi , ｙj ) は（ｘi , ｙj ) の位置における基
準温度からの偏差であるとする。 【００２２】次に、基準となる冷却水量をＶ0 とし、
（ｘi , ｙj ) の位置において必要な水量をＶ（ｘi ,
ｙj ) とする。 Ｖ（ｘi , ｙj ) ＝Ｖ0 ＋αΔＴ（ｘi , ｙj ) −−−（２） Ｖ（ｘi , ｙj ) は（ｘi , ｙj ) の位置における基準
温度Ｔ0 からの偏差を考慮した冷却水量である。αは実
験により定めればよい。 【００２３】次に、鋼板の形状が基準位置、例えばロー
ル面からΔＺ（ｘi , ｙj ) 変位している場合には、Δ
Ｚに基づく冷却水量を調節する必要がある。従って、必
要な冷却水量は下式により計算できる。 Ｖ（ｘi , ｙj ) ＝Ｖ0 ＋αΔＴ（ｘi , ｙj ) ＋βΔＺ（ｘi , ｙj ) −−−（３） ここでβは実験により定めればよい。 【００２４】上記の様な思想に基づいて熱間圧延鋼板の
制御冷却における冷却を制御する方法が請求項１に記載
した発明である。また、上記の様に制御冷却の冷却水量
を制御するのが請求項２に記載した制御冷却装置であ
る。この制御冷却装置は以下のような構成となってい
る。 【００２５】鋼板の面温度分布Ｔ（ｘi , ｙj ) を測定
する温度測定装置と、鋼板の板面形状ΔＺ（ｘi ,
ｙj ) を測定する超音波センサーと、これらのデータを
記憶し、上記（１）〜（３）式を計算し、これらの計算
に基づきノズルからの冷却水を制御する手段を含む冷却
装置に指令を発信する冷却水制御装置とから構成され
る。冷却水を制御する手段は例えば電磁バルブ等があ
る。 【００２６】なお、上記超音波センサーを冷却水ヘッダ
ー内の板幅方向に少なくとも１台は設けるが、更に板幅
方向或いは圧延方向に複数台設けると精度の高い板面形
状が求まり、制御性の向上が図られる。また、材質、板
厚が同様な鋼板を冷却する場合は、前回の鋼板の板温分
布と板変形測定結果を次回の冷却時にフィードフォワー
ドし、圧延直後の板温分布や冷却中に発生する板変形を
予測して冷却条件を決めることにより、制御性がさらに
向上する。 【００２７】 【実施例】図１は本発明装置の一実施例を示したもので
ある。図１で、１は超音波センサー、２は冷却水ヘッダ
ーである。まず、制御冷却装置に入る前の鋼板６の温度
の面分布を予め温度分布測定装置１２で計測し、その結
果を冷却水量制御装置１１に記憶させておく。鋼板の温
度分布計測手段は特に限定しないが、鋼板全面の温度分
布を短時間に測定するには面走査型放射温度計が好適で
ある。 【００２８】次に、制御冷却装置内で、鋼板上面に供給
されるラミナー状の冷却水流５を介して、鋼板６の板面
形状を超音波センサー１を用いて板面形状検出器１０で
測定する。超音波センサー１は冷却水ヘッダー２の上部
で、冷却水ノズル３を通じて熱間鋼板６が直線的に視野
に入る位置に設置されており、その先端はヘッダー２内
において常に冷却水に浸されている。従って、超音波セ
ンサー１により鋼板の凹凸、即ち鋼板の形状が測定され
る。 【００２９】冷却水はヘッダー２より冷却水ノズル３を
通ってラミナー状の冷却水５を形成し、搬送中の直下の
鋼板６に到達し、これを冷却する。超音波センサー１よ
り発信された超音波４は冷却水ラミナー５を介して鋼板
６に到達し、鋼板表面で反射された後、再び超音波セン
サー１に向かってラミナー状の冷却水５を介して伝達さ
れ、超音波センサー１で受信される。 【００３０】超音波センサー１により超音波４の発信受
信間に要する時間を計測し、これを基に板面形状検出器
１０において超音波センサー１と鋼板６の間の距離を求
め、圧延直後の板厚と比較演算して板面形状ΔＺ
（ｘi , ｙj ) を求め、冷却水量制御装置１１に記憶さ
せておく。 【００３１】冷却水量制御装置１１に記憶した温度分布
Ｔ（ｘi , ｙj ) と板面形状ΔＺ（ｘi , ｙj ) の測定
結果を基に、鋼板６の板厚、板幅、搬送速度、実際に冷
却水量が変化するのに要する時間等を考慮して、実験的
に求められたα、βの値を用い（３）式により冷却水量
を調整することにより、制御冷却後の温度分布を均一に
できる。 【００３２】これによって、冷却前から存在する温度不
均一性を解消しつつ、鋼板の凸部６ａと凹部６ｂの冷却
不均一性を抑制し、冷却後の板温分布を均一にすること
ができる。 【００３３】図１では超音波センサー１は冷却水ヘッダ
ー２の上部に取り付けられているが、ラミナー状の冷却
水流４を乱さなければ、冷却ノズル５の近傍あるいは内
部に置いてもかまわない。また、板面形状の測定面は鋼
板の上面に限るのものではなく、下面を測定しても構わ
ない。 【００３４】また、図１と同様の冷却水供給機構を鋼板
の進行方向に複数台設置すれば、冷却制御性と冷却能力
が向上する。さらに鋼板の幅方向に超音波センサーを複
数台設けると、より形状が正確に測定でき、板温の均一
制御に有効となる。 【００３５】なお、板面形状に超音波センサーを用いた
のは、他の方法（例えば光学的）では、水流が妨害して
形状を精度良く測定できないためである。また、超音波
センサーは水を介して測定するので、このような場合に
は非常に有効である。 【００３６】図２は本発明装置の別の実施例を示したも
のである。図２で符号は図１と同様である。鋼板の長手
方向に複数の冷却水供給機構を有し、超音波センサー１
による板面変形測定結果を、板の長手方向後方の冷却水
供給機構に伝達し、制御する場合である。 【００３７】鋼板の長手方向の冷却水供給機構の入口か
らｎ番目の超音波センサー１ａで測定し、板面形状検出
器１０ａで検出した鋼板６の板面形状は、長手方向後方
の（ｎ＋１）番目の冷却水供給系の冷却水制御装置１１
ｂに伝達され、予め温度分布測定装置１２で測定した鋼
板温度の面分布と合わせて、冷却水流５ｂを制御する。
冷却水量の制御に要する時間が鋼板の搬送速度に追随し
ない場合に効果的である。 【００３８】材質、板厚、板幅等の仕様が同様な鋼板を
冷却する場合は、前回の鋼板の圧延後の板温分布と冷却
中の板変形測定結果を次回の冷却時にフィードフォワー
ドし、発生する板温分布と板変形を予測して鋼板の長手
方向の冷却水供給機構の入口から１番目の冷却水量供給
機構からの冷却水量を決めることにより制御性がさらに
向上する。 【００３９】図３は本発明装置の別の実施例を示したも
のである。図３では鋼板の下面で測定した板面形状と鋼
板の上下面の温度分布を基に、制御冷却装置の上下冷却
水量を同時に制御する。鋼板の上下面の温度分布は、予
め鋼板上面の温度分布測定装置１２ａと鋼板下面の温度
分布測定装置１２ｃで測定され、冷却水量制御装置１１
ｃに記憶される。 【００４０】鋼板の板面形状は下面冷却用冷却水ヘッダ
ー２内に設置された超音波センサー１ｃによって、冷却
水流５ｃを介して鋼板下面より計測される。この結果と
予め予測された鋼板の上下温度分布を基に、上下冷却水
量５ａ，５ｃを同時に制御する。予め設定した上下水量
比を考慮しながら、上下面の板温分布と板面形状に応じ
た水量制御を行うことにより、鋼板の反りを抑止しつつ
冷却不均一性を防止することも可能になる。 【００４１】図４は本発明の他の実施例を示す図であ
る。図４で鋼板上面冷却用の冷却水ヘッダー２を板幅方
向に分割し、各冷却水ヘッダーに超音波センサー１を装
着し、ヘッダー単位で冷却水量を制御する例である。た
だし、この図では鋼板の温度分布を測定する計測系は図
示していない。 【００４２】超音波センサー１で検出した鋼板６の表面
形状と本図に図示していない鋼板の温度分布計測系によ
って得られた鋼板温度の面分布に応じて、各ヘッダーに
入ってくる冷却水９は、各ヘッダー単位で電磁バルブ等
の流量制御機構８で調整される。本図では、ヘッダー単
位で板幅方向に分割され、冷却水量が調整されている
が、もちろん、冷却ノズル単位で分割制御してもかまわ
ない。分割の単位は細かい程制御性は向上するが、経済
性との兼ね合いで適当な数に分割される。 【００４３】 【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の方法
及び装置によれば、圧延過程で発生した温度不均一性を
解消し、同時に耳波や中波などの形状不良に起因する冷
却不均一性を防止できるので、制御冷却後の板温分布を
均一にすることができる。その結果、板形状に優れ、均
一な材質の鋼板を製造することができる。
却方法及び装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】厚鋼板の製造プロセスとして、圧延直後
の熱間圧延鋼板を水冷により強制冷却する制御冷却方法
の適用が拡大している。この方法によれば、合金元素の
低減、省熱処理といったコスト削減効果だけでなく、溶
接時の予熱低減効果や焼入れによる高強度の付与といっ
た効果も得られる。 【０００３】制御冷却においては、通常、圧延終了後の
鋼板は、その上下面に冷却水が噴射され、所定の温度ま
で冷却される。冷却水の噴射方式としては、ラミナー状
の冷却水流が冷却能力が高く、冷却速度を高められるの
で、鋼板を焼入れる上で有利である。 【０００４】ところが、従来の制御冷却法では、制御冷
却後の鋼板の温度分布が以下のような原因で不均一にな
り、形状不良が発生したり材質が不均一になるといった
問題が発生している。 【０００５】１．圧延中に発生した鋼板の面内温度の不
均一性が制御冷却後も残る。 ２．圧延中に発生した耳波などの鋼板面の形状不良によ
り、制御冷却中に鋼板上面に水が滞留し、水流に不均一
性が生じ、鋼板の温度分布が不均一になる。 ３．圧延直後では温度不均一性や板面形状不良のない鋼
板でも、制御冷却中に鋼板上面の水の滞留や水流の不均
一性等により、冷却過程で鋼板面内に耳波や中波などの
形状不良が発生して、鋼板の上面の水による冷却不均一
性がさらに助長される。 【０００６】ここで、原因２及び原因３で発生する冷却
不均一性の発生状況を図５においてて説明する。図５
で、２は冷却水ヘッダー、３はノズルである。制御冷却
装置内で、熱間圧延鋼板６に一旦板の変形が発生する
と、鋼板上面の冷却水７は鋼板の凹部６ｂに滞留あるい
は集中して流れ、この部分を強冷却する。 【０００７】一方、鋼板の凸部６ａには板上面水の滞留
は起こらず、冷却水の流れも妨げられるため冷却効果が
低下する。その結果、鋼板の板変形は更に助長され、冷
却不均一性が強められる。この結果、冷却後の鋼板温度
分布は不均一となる。 【０００８】制御冷却後の鋼板の温度分布が均一であれ
ば、仮に制御冷却直後に板形状不良が存在しても、次工
程のホットレベラーで容易に矯正することができる。し
かし、鋼板に面内温度の不均一性が残っていると、ホッ
トレベラーで矯正しても、鋼板が常温まで空冷される過
程で熱座屈し、形状不良となることがある。また温度不
均一性は材質の均一性を損なうことにもなる。 【０００９】原因１で述べた圧延中に発生する鋼板の面
内温度の不均一性に起因する鋼板の形状不良や材質不均
一性を防止する方法として、特開昭６０−３６６２５号
公報には、熱間圧延直後の鋼板の上下面の温度分布を放
射温度計で測定し、その測定値を基に、鋼板の高温部分
を、圧延機と制御冷却装置の間に設置された冷却装置に
よって部分冷却し、鋼板全体の温度分布を一様にする方
法が開示されている。 【００１０】原因２で述べた圧延中に発生した板面形状
不良による冷却不均一性を防止する方法として、特開昭
６０−１６６１１７号公報には、圧延後の鋼板の板面形
状を予め板面形状検出器で検出し、それに基づき制御冷
却装置の板幅両端の冷却水遮蔽板の遮蔽時間を制御する
方法が開示されている。 【００１１】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
６０−３６６２５号公報に記載の方法によれば、制御冷
却装置に入る前の段階で鋼板の温度は均一になっている
ため、原因１に対しては有効であるが、原因２、３に対
しては効果がないばかりか、圧延機と制御冷却装置の間
に新たな冷却設備を設置する必要があるといった問題が
ある。 【００１２】また、特開昭６０−１６６１７号公報に記
載の方法では、熱間圧延鋼板の板面形状を、鋼板が制御
冷却装置に入る前に計測するため、制御冷却装置内の冷
却過程で新たに発生、あるいは助長される形状不良（原
因３）には対処できないばかりか、圧延終了時に既に存
在する板温度分布（原因１）にも対応できないといった
問題がある。 【００１３】本発明は、圧延中の鋼板に面内温度不均一
性や板面形状不良が発生しても、また制御冷却中の鋼板
に板面形状不良が新たに発生しても、鋼板の温度分布を
均一にし、且つ、鋼板の形状を平坦にする鋼板の制御冷
却方法及び装置を提供することを目的とする。 【００１４】 【課題を解決するための手段】熱間圧延後の鋼板の面温
度分布は、面温度計により測定できるが、鋼板の板形
状、即ち、板面の凹凸は鋼板面に水流が存在するため測
定できなかった。しかし、発明者等は鋼板を制御冷却す
る水流のラミナーフローは鋼板と冷却水ヘッダーとの間
を連続する媒体であることに着目し、冷却水ヘッダー内
に超音波センサーを設置することにより、鋼板との距離
を連続的に測定でき、この測定結果により鋼板の凹凸、
即ち、板形状を測定できるとの知見をえて下記の発明を
するに至った。 【００１５】（１）請求項１の発明は、下記の工程を備
えた鋼板の制御冷却方法を提供する。 （ａ）熱間圧延後の鋼板の面温度分布を測定する工程
と、（ｂ）前記鋼板の制御冷却中において鋼板の板形状
を超音波により測定する工程と、（ｃ）前記面温度分布
の測定結果と、前記鋼板の面形状の測定結果とに基づい
て制御冷却水を制御する工程。 【００１６】（２）請求項２の発明は、下記の部材を備
えた熱間圧延鋼板の制御冷却装置を提供する。 （ａ）圧延直後の鋼板の面温度分布を測定する温度測定
装置と、（ｂ）冷却水ヘッダーまたは冷却水配水管内に
設置された鋼板の板形状を測定するための超音波センサ
ーと、（ｃ）前記冷却水ヘッダーからの冷却水を制御す
る手段とこれに接続されたラミナー状の冷却水を供給す
るノズルからなる冷却装置と、（ｄ）鋼板の前記温度測
定装置と前記超音波センサーからの信号を受けて記憶
し、所定の計算プログラムにしたがって鋼板を平坦に
し、かつ、鋼板の面温度分布を均一化するように冷却水
量を制御する冷却水量の制御装置。 【００１７】 【作用】上記の課題を解決するためには、熱間圧延直後
の鋼板の温度分布を測定し、次いでこの温度分布と、鋼
板の少なくとも一次元方向、望ましくは二次元方向の凹
凸、即ち板形状を考慮して制御冷却を行う必要がある。
熱間圧延直後の鋼板の温度分布は従来市販の面走査型温
度計で測定できる。 【００１８】他方、従来は鋼板の板形状を測定すること
ができなかったが、前述の通り冷却水ヘッダー内等に超
音波センサーを設置することにより、鋼板との距離を連
続的に測定でき、この測定結果により鋼板の凹凸、即
ち、板面形状を測定できる。 【００１９】超音波センサーによる距離の測定、即ち、
鋼板の形状の測定にはラミナー状の冷却水流が必要なた
め、熱間鋼板の上下面いずれか一方はラミナー水流で冷
却することが必要であるが、もう一方の面の冷却方法は
特に制約されない。板面形状の測定面に制約はなく、鋼
板の上面下面のいずれか一方の面の板面形状を測定すれ
ばよい。 【００２０】本発明における制御冷却の方法は下記の工
程より成立する。圧延直後の鋼板の面温度分布を測定
し、その温度分布をＴ（ｘi , ｙj ) とする。Ｔ
（ｘi , ｙj) は鋼板内の位置の関数である。ここでｘ
i は鋼板の幅方向の位置であり、ｙjは鋼板の圧延方向
の位置である。 【００２１】また、鋼板の望ましい温度、または、基準
となる温度をＴ0 とする。 ΔＴ（ｘi , ｙj ) ＝ Ｔ（ｘi , ｙj ) −Ｔ0 −−（１） ΔＴ（ｘi , ｙj ) は（ｘi , ｙj ) の位置における基
準温度からの偏差であるとする。 【００２２】次に、基準となる冷却水量をＶ0 とし、
（ｘi , ｙj ) の位置において必要な水量をＶ（ｘi ,
ｙj ) とする。 Ｖ（ｘi , ｙj ) ＝Ｖ0 ＋αΔＴ（ｘi , ｙj ) −−−（２） Ｖ（ｘi , ｙj ) は（ｘi , ｙj ) の位置における基準
温度Ｔ0 からの偏差を考慮した冷却水量である。αは実
験により定めればよい。 【００２３】次に、鋼板の形状が基準位置、例えばロー
ル面からΔＺ（ｘi , ｙj ) 変位している場合には、Δ
Ｚに基づく冷却水量を調節する必要がある。従って、必
要な冷却水量は下式により計算できる。 Ｖ（ｘi , ｙj ) ＝Ｖ0 ＋αΔＴ（ｘi , ｙj ) ＋βΔＺ（ｘi , ｙj ) −−−（３） ここでβは実験により定めればよい。 【００２４】上記の様な思想に基づいて熱間圧延鋼板の
制御冷却における冷却を制御する方法が請求項１に記載
した発明である。また、上記の様に制御冷却の冷却水量
を制御するのが請求項２に記載した制御冷却装置であ
る。この制御冷却装置は以下のような構成となってい
る。 【００２５】鋼板の面温度分布Ｔ（ｘi , ｙj ) を測定
する温度測定装置と、鋼板の板面形状ΔＺ（ｘi ,
ｙj ) を測定する超音波センサーと、これらのデータを
記憶し、上記（１）〜（３）式を計算し、これらの計算
に基づきノズルからの冷却水を制御する手段を含む冷却
装置に指令を発信する冷却水制御装置とから構成され
る。冷却水を制御する手段は例えば電磁バルブ等があ
る。 【００２６】なお、上記超音波センサーを冷却水ヘッダ
ー内の板幅方向に少なくとも１台は設けるが、更に板幅
方向或いは圧延方向に複数台設けると精度の高い板面形
状が求まり、制御性の向上が図られる。また、材質、板
厚が同様な鋼板を冷却する場合は、前回の鋼板の板温分
布と板変形測定結果を次回の冷却時にフィードフォワー
ドし、圧延直後の板温分布や冷却中に発生する板変形を
予測して冷却条件を決めることにより、制御性がさらに
向上する。 【００２７】 【実施例】図１は本発明装置の一実施例を示したもので
ある。図１で、１は超音波センサー、２は冷却水ヘッダ
ーである。まず、制御冷却装置に入る前の鋼板６の温度
の面分布を予め温度分布測定装置１２で計測し、その結
果を冷却水量制御装置１１に記憶させておく。鋼板の温
度分布計測手段は特に限定しないが、鋼板全面の温度分
布を短時間に測定するには面走査型放射温度計が好適で
ある。 【００２８】次に、制御冷却装置内で、鋼板上面に供給
されるラミナー状の冷却水流５を介して、鋼板６の板面
形状を超音波センサー１を用いて板面形状検出器１０で
測定する。超音波センサー１は冷却水ヘッダー２の上部
で、冷却水ノズル３を通じて熱間鋼板６が直線的に視野
に入る位置に設置されており、その先端はヘッダー２内
において常に冷却水に浸されている。従って、超音波セ
ンサー１により鋼板の凹凸、即ち鋼板の形状が測定され
る。 【００２９】冷却水はヘッダー２より冷却水ノズル３を
通ってラミナー状の冷却水５を形成し、搬送中の直下の
鋼板６に到達し、これを冷却する。超音波センサー１よ
り発信された超音波４は冷却水ラミナー５を介して鋼板
６に到達し、鋼板表面で反射された後、再び超音波セン
サー１に向かってラミナー状の冷却水５を介して伝達さ
れ、超音波センサー１で受信される。 【００３０】超音波センサー１により超音波４の発信受
信間に要する時間を計測し、これを基に板面形状検出器
１０において超音波センサー１と鋼板６の間の距離を求
め、圧延直後の板厚と比較演算して板面形状ΔＺ
（ｘi , ｙj ) を求め、冷却水量制御装置１１に記憶さ
せておく。 【００３１】冷却水量制御装置１１に記憶した温度分布
Ｔ（ｘi , ｙj ) と板面形状ΔＺ（ｘi , ｙj ) の測定
結果を基に、鋼板６の板厚、板幅、搬送速度、実際に冷
却水量が変化するのに要する時間等を考慮して、実験的
に求められたα、βの値を用い（３）式により冷却水量
を調整することにより、制御冷却後の温度分布を均一に
できる。 【００３２】これによって、冷却前から存在する温度不
均一性を解消しつつ、鋼板の凸部６ａと凹部６ｂの冷却
不均一性を抑制し、冷却後の板温分布を均一にすること
ができる。 【００３３】図１では超音波センサー１は冷却水ヘッダ
ー２の上部に取り付けられているが、ラミナー状の冷却
水流４を乱さなければ、冷却ノズル５の近傍あるいは内
部に置いてもかまわない。また、板面形状の測定面は鋼
板の上面に限るのものではなく、下面を測定しても構わ
ない。 【００３４】また、図１と同様の冷却水供給機構を鋼板
の進行方向に複数台設置すれば、冷却制御性と冷却能力
が向上する。さらに鋼板の幅方向に超音波センサーを複
数台設けると、より形状が正確に測定でき、板温の均一
制御に有効となる。 【００３５】なお、板面形状に超音波センサーを用いた
のは、他の方法（例えば光学的）では、水流が妨害して
形状を精度良く測定できないためである。また、超音波
センサーは水を介して測定するので、このような場合に
は非常に有効である。 【００３６】図２は本発明装置の別の実施例を示したも
のである。図２で符号は図１と同様である。鋼板の長手
方向に複数の冷却水供給機構を有し、超音波センサー１
による板面変形測定結果を、板の長手方向後方の冷却水
供給機構に伝達し、制御する場合である。 【００３７】鋼板の長手方向の冷却水供給機構の入口か
らｎ番目の超音波センサー１ａで測定し、板面形状検出
器１０ａで検出した鋼板６の板面形状は、長手方向後方
の（ｎ＋１）番目の冷却水供給系の冷却水制御装置１１
ｂに伝達され、予め温度分布測定装置１２で測定した鋼
板温度の面分布と合わせて、冷却水流５ｂを制御する。
冷却水量の制御に要する時間が鋼板の搬送速度に追随し
ない場合に効果的である。 【００３８】材質、板厚、板幅等の仕様が同様な鋼板を
冷却する場合は、前回の鋼板の圧延後の板温分布と冷却
中の板変形測定結果を次回の冷却時にフィードフォワー
ドし、発生する板温分布と板変形を予測して鋼板の長手
方向の冷却水供給機構の入口から１番目の冷却水量供給
機構からの冷却水量を決めることにより制御性がさらに
向上する。 【００３９】図３は本発明装置の別の実施例を示したも
のである。図３では鋼板の下面で測定した板面形状と鋼
板の上下面の温度分布を基に、制御冷却装置の上下冷却
水量を同時に制御する。鋼板の上下面の温度分布は、予
め鋼板上面の温度分布測定装置１２ａと鋼板下面の温度
分布測定装置１２ｃで測定され、冷却水量制御装置１１
ｃに記憶される。 【００４０】鋼板の板面形状は下面冷却用冷却水ヘッダ
ー２内に設置された超音波センサー１ｃによって、冷却
水流５ｃを介して鋼板下面より計測される。この結果と
予め予測された鋼板の上下温度分布を基に、上下冷却水
量５ａ，５ｃを同時に制御する。予め設定した上下水量
比を考慮しながら、上下面の板温分布と板面形状に応じ
た水量制御を行うことにより、鋼板の反りを抑止しつつ
冷却不均一性を防止することも可能になる。 【００４１】図４は本発明の他の実施例を示す図であ
る。図４で鋼板上面冷却用の冷却水ヘッダー２を板幅方
向に分割し、各冷却水ヘッダーに超音波センサー１を装
着し、ヘッダー単位で冷却水量を制御する例である。た
だし、この図では鋼板の温度分布を測定する計測系は図
示していない。 【００４２】超音波センサー１で検出した鋼板６の表面
形状と本図に図示していない鋼板の温度分布計測系によ
って得られた鋼板温度の面分布に応じて、各ヘッダーに
入ってくる冷却水９は、各ヘッダー単位で電磁バルブ等
の流量制御機構８で調整される。本図では、ヘッダー単
位で板幅方向に分割され、冷却水量が調整されている
が、もちろん、冷却ノズル単位で分割制御してもかまわ
ない。分割の単位は細かい程制御性は向上するが、経済
性との兼ね合いで適当な数に分割される。 【００４３】 【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の方法
及び装置によれば、圧延過程で発生した温度不均一性を
解消し、同時に耳波や中波などの形状不良に起因する冷
却不均一性を防止できるので、制御冷却後の板温分布を
均一にすることができる。その結果、板形状に優れ、均
一な材質の鋼板を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す図である。
【図２】本発明の別の実施例を示す図である。
【図３】本発明の別の実施例を示す図である。
【図４】本発明の他の実施例を示す図である。
【図５】現状の鋼板の冷却における問題点を説明する図
である。 【符号の説明】 １ 超音波センサー ２ 冷却水ヘッダー ３ 冷却水ノズル ４ 超音波 ５ 冷却水流 ６ 鋼板 ７ 水流 １０ 板面形状検出器 １１ 冷却水制御装置 １２ 温度分布測定装置
である。 【符号の説明】 １ 超音波センサー ２ 冷却水ヘッダー ３ 冷却水ノズル ４ 超音波 ５ 冷却水流 ６ 鋼板 ７ 水流 １０ 板面形状検出器 １１ 冷却水制御装置 １２ 温度分布測定装置
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B21B 45/02 320
C21D 1/00 120
C21D 9/52 102
C21D 11/00 104
G01B 17/00
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 下記の部材を備えた熱間圧延鋼板の制御
冷却装置。 （ａ）圧延直後の鋼板の面温度分布を測定する温度測定
装置と、 （ｂ）冷却水ヘッダーまたは冷却水配水管内に設置され
た鋼板の板形状を測定するための超音波センサーと、 （ｃ）前記冷却水ヘッダーからの冷却水を制御する手段
とこれに接続されたラミナー状の冷却水を供給するノズ
ルからなる冷却装置と、 （ｄ）鋼板の前記温度測定装置と前記超音波センサーか
らの信号を受けて記憶し、所定の計算プログラムにした
がって鋼板を平坦にし、かつ、鋼板の面温度分布を均一
化するように冷却水量を制御する冷却水量の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12454295A JP3460755B2 (ja) | 1995-04-26 | 1995-04-26 | 熱間圧延鋼板の制御冷却方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12454295A JP3460755B2 (ja) | 1995-04-26 | 1995-04-26 | 熱間圧延鋼板の制御冷却方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08294717A JPH08294717A (ja) | 1996-11-12 |
| JP3460755B2 true JP3460755B2 (ja) | 2003-10-27 |
Family
ID=14888063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12454295A Expired - Fee Related JP3460755B2 (ja) | 1995-04-26 | 1995-04-26 | 熱間圧延鋼板の制御冷却方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3460755B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5239852B2 (ja) * | 2008-12-27 | 2013-07-17 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 熱延鋼帯の製造方法 |
| KR101357551B1 (ko) * | 2012-03-29 | 2014-02-05 | 현대제철 주식회사 | 스트립의 냉각 제어장치 |
| CN104841703B (zh) * | 2013-11-07 | 2017-11-24 | 洪洋杰 | 测量装置 |
| CN114657360B (zh) * | 2021-11-03 | 2023-08-15 | 航天晨光股份有限公司 | 一种s型不锈钢波纹管快速可控冷却方法 |
-
1995
- 1995-04-26 JP JP12454295A patent/JP3460755B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08294717A (ja) | 1996-11-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101138725B1 (ko) | 폭에 걸친 온도 분포에 영향을 주기 위한 장치 | |
| EP0228284B1 (en) | Method of cooling hot-rolled steel plate | |
| EP1153673B1 (en) | Metal plate flatness controlling method | |
| JP3495909B2 (ja) | 圧延ロールのプロフィール制御装置 | |
| EP1634657B1 (en) | Controllable cooling method for thick steel plate, thick steel plate manufactured by the controllable cooling method, and cooling device for the thick steel plate | |
| JPH0534093B2 (ja) | ||
| JP3460755B2 (ja) | 熱間圧延鋼板の制御冷却方法および装置 | |
| JPH08215734A (ja) | 鋼板の均一冷却方法 | |
| JP2010005683A (ja) | 熱間圧延における近赤外線カメラを用いた熱延金属帯の冷却制御方法および熱延金属帯の製造方法 | |
| JP5206155B2 (ja) | 熱間圧延における近赤外線カメラを用いた熱延金属帯の冷却制御方法および熱延金属帯の製造方法 | |
| JPH08199323A (ja) | 溶融めっき鋼板のめっき付着量制御装置及び方法 | |
| JP3329186B2 (ja) | 熱延鋼帯の圧延方法および装置 | |
| JP3458758B2 (ja) | 鋼板の冷却方法およびその装置 | |
| JPH0871628A (ja) | 厚鋼板の耳波形状発生防止方法 | |
| JP4123582B2 (ja) | 鋼板形状の予測方法およびその装置 | |
| JP2003105515A (ja) | 鋼板形状矯正装置及び方法 | |
| JP3596460B2 (ja) | 厚鋼板の熱処理方法およびその熱処理設備 | |
| JP3690282B2 (ja) | 熱間圧延におけるキャンバおよびウエッジの防止方法 | |
| JPS611420A (ja) | 熱間圧延厚鋼板の強制冷却方法およびその装置 | |
| JP3955009B2 (ja) | 熱間鋼材の制御冷却装置 | |
| JP3206533B2 (ja) | 厚鋼板の制御冷却方法およびその装置 | |
| JP4010301B2 (ja) | 熱間圧延鋼板の製造ライン及び製造方法 | |
| JPH0289757A (ja) | 帯材の蛇行調整方法 | |
| JP3064900B2 (ja) | Ｈ形鋼の形状制御方法 | |
| JP3767832B2 (ja) | 熱間圧延における板厚制御方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |