JP3503580B2 - Metal strip cooling method and cooling device row - Google Patents
Metal strip cooling method and cooling device rowInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、熱間仕上げ圧延後
の金属ストリップ、特に、熱間仕上げ圧延後の鋼ストリ
ップの冷却方法および冷却装置列に関する。The present invention relates to a metal strip after hot finish rolling, in particular, relates to a cooling method and cooling apparatus columns of steel strip after hot finish rolling.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、自動車等にプレスして用いられる
熱延高張力鋼板にますます加工性が要求されるようにな
り、熱間仕上げ圧延後、鋼板温度を500 ℃以下に冷却し
て巻き取ることが行われるようになってきている。鋼ス
トリップの冷却は、熱間仕上げ圧延機出側に設けられた
冷却装置によって行われるが、従来の冷却装置は冷却能
力が高いため、鋼ストリップの表面温度が500 ℃以下の
温度域では反って高精度に目標温度に制御できず、従っ
て、所定の材質が得られないことから、緩冷却が可能な
冷却装置が必要とされていた。2. Description of the Related Art In recent years, hot-rolled high-strength steel sheets used for pressing automobiles are required to have higher workability. After hot finish rolling, the steel sheet temperature is cooled to 500 ° C. or less before winding. Taking is becoming more commonplace. The steel strip is cooled by the cooling device installed on the outlet side of the hot finish rolling mill.However, the conventional cooling device has a high cooling capacity, and therefore warps in the temperature range where the surface temperature of the steel strip is 500 ° C or less. Since it is not possible to control the target temperature with high accuracy and therefore a predetermined material cannot be obtained, a cooling device capable of slow cooling has been required.
【０００３】たとえば、特開平6-328116号公報には、ラ
ミナー冷却とラミナー流を散布化した緩冷却との切替を
可能とした、上部ラミナーノズルの直下に羽根車式の散
布装置を移動可能に配置したストリップの冷却装置が開
示されている。しかしながら、特開平6-328116号公報に
記載されている冷却装置は、羽根車の回転により流体を
散布させるため、ストリップ表面での流体が直接かかる
部分とかからない部分との水量密度差が大きく、不均一
冷却となるため、高精度な巻取温度制御が行えない欠点
があった。For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 6-328116, it is possible to move an impeller type spraying device directly below an upper laminar nozzle, which is capable of switching between laminar cooling and gentle cooling in which a laminar flow is dispersed. Arranged strip cooling devices are disclosed. However, in the cooling device described in JP-A-6-328116, since the fluid is dispersed by the rotation of the impeller, there is a large difference in the water amount density between the portion directly exposed to the fluid and the portion not exposed to the fluid on the strip surface. Since uniform cooling is performed, there is a drawback that highly accurate winding temperature control cannot be performed.
【０００４】特開平6-262240号公報には、図８に示すよ
うに、仕上げ圧延機300 出側の冷却バンクC1〜C12 には
ラミナーノズルとスプレーノズルを配置した冷却装置を
設け（図では上部のみ示し、下部は図示せず）、冷却バ
ンクC13 〜C15 には、図９に示す緩冷却が可能とされる
ミストノズル110 を配置した冷却装置を設け（下部のみ
示し、上部は図示せず）、巻取温度を500 ℃以下とする
鋼ストリップの冷却方法が開示されている。In JP-A-6-262240, as shown in FIG. 8, a cooling device having a laminar nozzle and a spray nozzle is provided in the cooling banks C1 to C12 on the exit side of the finishing rolling mill 300 (in the figure, an upper portion is shown). (Only the lower part is not shown), and the cooling banks C13 to C15 are provided with a cooling device having the mist nozzle 110 shown in FIG. 9 capable of slow cooling (only the lower part is shown, and the upper part is not shown). , A method for cooling a steel strip having a coiling temperature of 500 ° C. or less is disclosed.
【０００５】また、特開平5-277542号公報には、冷却バ
ンクC13 〜C15 において水量密度を50〜300l/(min ・
m2）として鋼ストリップを水冷する冷却方法が開示され
ている。なお、図８において、101A、101B、100 は冷却
ゾーン、400 は巻取装置、500、600 は温度計であり、
また、冷却バンクC1〜C12 による冷却で、鋼ストリップ
は500 ℃以下まで冷却される必要がある。Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 5-277542, water density in the cooling banks C13 to C15 is 50 to 300 l / (min.
m 2 ) a cooling method of water cooling a steel strip is disclosed. In FIG. 8, 101A, 101B and 100 are cooling zones, 400 is a winding device, and 500 and 600 are thermometers.
In addition, the cooling by the cooling banks C1 to C12 requires the steel strip to be cooled to below 500 ° C.
【０００６】特開平5-277542号公報および特開平6-2622
40号公報に開示されている鋼ストリップの冷却方法は、
表面温度が500 ℃以下の温度域では鋼ストリップから冷
却水への熱伝達係数が2320Ｗ／（m2・℃）以下となるよ
うに、冷却水の水量密度を制御するものである。しかし
ながら、特開平6-262240号公報および特開平5-277542号
公報に記載されている鋼ストリップの冷却方法では、ミ
ストノズル110 を用いた冷却装置としているため、鋼ス
トリップの表面温度が500 ℃以下の温度域では、熱伝達
係数が580 Ｗ／（m2・℃）を超える範囲でしか、安定し
て水量密度を制御することができない。従って、巻取温
度精度が不十分であるという問題があった。Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-277542 and Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-2622
The cooling method for the steel strip disclosed in Japanese Patent Publication No. 40 is,
The water density of the cooling water is controlled so that the heat transfer coefficient from the steel strip to the cooling water is 2320 W / (m 2 · ° C) or less in the surface temperature range of 500 ° C or less. However, in the steel strip cooling method described in JP-A-6-262240 and JP-A-5-277542, since the cooling device uses the mist nozzle 110, the surface temperature of the steel strip is 500 ° C. or less. In the temperature range of 1, the water density can be controlled stably only in the range where the heat transfer coefficient exceeds 580 W / (m 2 · ° C). Therefore, there is a problem that the winding temperature accuracy is insufficient.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的
は、従来技術の上記問題点を解消することにあり、熱間
仕上げ圧延後の金属ストリップの表面温度が500 ℃以下
の温度域で、安定した緩冷却を行うことができ、高精度
な巻取温度制御を可能とする金属ストリップの冷却方法
および冷却装置列を提供することにある。[SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to solve the above problems of the prior art, hot
Provides a metal strip cooling method and cooling device row that enables stable and gentle cooling in the temperature range of the metal strip after finish rolling in a temperature range of 500 ° C or less and enables highly accurate winding temperature control. To do.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は、熱間仕上げ圧
延後の移動する金属ストリップに冷却水を供給して熱間
仕上げ圧延後の金属ストリップを冷却する金属ストリッ
プの冷却方法において、前記熱間仕上げ圧延後の金属ス
トリップの巻取温度を 500 ℃以下とするに際し、前記熱
間仕上げ圧延後の金属ストリップの表面温度が 500 ℃超
えの温度域では前記冷却水をラミナーノズルおよび冷却
水スプレーノズルから供給して、熱伝達係数が 580 Ｗ／
（ m 2 ・℃）超えとなるように強冷却し、引き続き、前記
熱間仕上げ圧延後の金属ストリップの表面温度が500 ℃
以下の温度域では気体−水２流体混合フォグノズルを用
いた場合、水滴の平均粒径を 140 μｍ以下の範囲で小さ
くするほど熱伝達係数が減少するという関係に基づい
て、前記冷却水を前記気体−水２流体混合フォグノズル
により熱伝達係数が580 Ｗ／（m2・℃）以下となるよう
に、前記水滴の平均粒径を140 μｍ以下に調整して緩冷
却することを特徴とする金属ストリップの冷却方法であ
る。The present invention SUMMARY OF THE INVENTION are hot by supplying cooling water to the metal strip to move after hot finish rolling
In a method for cooling a metal strip for cooling a metal strip after finish rolling, the metal strip after the hot finish rolling is used.
When setting the trip winding temperature to 500 ° C or less,
Surface temperature of metal strip after hot finish rolling exceeds 500 ° C
In the temperature range, the cooling water is cooled by the laminar nozzle and cooled.
Heat transfer coefficient of 580 W /
( M 2 · ℃) over strong cooling, and then continue
Surface temperature of metal strip after hot finish rolling is 500 ° C
Gas-water two-fluid mixing fog nozzle is used in the following temperature range
The average particle size of water droplets is smaller than 140 μm
It is based on the relationship that the heat transfer coefficient decreases with decreasing
The cooling water to the gas-water two-fluid mixing fog nozzle
Of the metal strip, wherein the average particle diameter of the water droplets is adjusted to 140 μm or less so that the heat transfer coefficient is 580 W / (m 2 · ° C.) or less, and the material is slowly cooled. It is a cooling method.
【０００９】[0009]
【００１０】 また、熱間仕上げ圧延機と巻き取り装置
間の冷却ゾーンのうち、上流の冷却ゾーンに、ラミナー
ノズルおよび冷却水スプレーノズルをそれぞれ複数配置
した強冷却が可能な冷却装置を設け、下流の冷却ゾーン
の金属ストリップの表面温度が500 ℃以下の温度域にあ
る冷却バンクに、冷却水を平均粒径140 μｍ以下とする
気体−水２流体混合フォグノズルを複数配置した緩冷却
が可能な冷却装置を設け、さらに前記気体−水２流体混
合フォグノズルを用いた場合における、水滴の平均粒径
を 140 μｍ以下の範囲で小さくするほど熱伝達係数が減
少するという関係を持つ制御装置を設けたことを特徴と
する冷却装置列である。Further, among the cooling zones between the hot finish rolling mill and the winding device , the laminar is provided in the upstream cooling zone.
Multiple nozzles and cooling water spray nozzles
Equipped with a cooling device capable of strong cooling, and a downstream cooling zone
The surface temperature of the metal strip in the cooling bank in the temperature range below 500 ℃, the cooling water and the average particle size of 140 [mu] m or less
Slow cooling with multiple gas-water two-fluid mixing fog nozzles
It provided capable cooling device, further the gas - water 2 fluid mixing
Average particle size of water droplets when using a combined fog nozzle
The heat transfer coefficient decreases as the value decreases in the range of 140 μm or less.
This is a cooling device array characterized by being provided with a control device having a relationship of decreasing the number .
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】本発明者らは、特開平5-277542号
公報および特開平6-262240号公報に記載の仕上げ圧延機
出側の冷却バンクに配置したミストノズルを用いて、冷
却水の水量密度を制御したのでは、安定して熱伝達係数
を580 Ｗ／（m2・℃）以下にできない原因を鋭意検討し
た。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present inventors have used a mist nozzle arranged in a cooling bank on the exit side of a finishing rolling mill described in JP-A-5-275542 and JP-A-6-262240 to cool water. We have diligently studied the reason why the heat transfer coefficient cannot be stably kept at 580 W / (m 2 · ° C) or less by controlling the water amount density of.
【００１２】その結果、金属ストリップの表面温度が50
0 ℃以下の温度域にては、ミストノズルを用いて冷却水
を微粒化しても、得られる水滴の平均粒径は 300μｍ以
上と大きく、金属ストリップ表面における流量密度にば
らつきが生じやすいため、安定して580 Ｗ／（m2・℃）
以下の熱伝達係数が得られず、低熱伝達係数を得るため
には、水滴の平均粒径をさらに微細化すること、すなわ
ちフォグ化することが重要であることが新しくわかっ
た。As a result, the surface temperature of the metal strip is 50%.
Even if the cooling water is atomized using a mist nozzle in the temperature range of 0 ° C or less, the average particle size of the obtained water droplets is as large as 300 μm or more, and the flow density on the metal strip surface tends to vary, so it is stable. 580 W / (m 2 · ° C)
Since the following heat transfer coefficient was not obtained, it was newly found that in order to obtain a low heat transfer coefficient, it is important to further reduce the average particle diameter of the water droplets, that is, to make fog.
【００１３】図１は、所定の型式の気体−水２流体混合
フォグノズルを用い、冷却水を空気により微粒化して鋼
ストリップの表面に噴射して、鋼ストリップの表面温度
が500 ℃未満の温度域における熱伝達係数を調べたもの
である。図１に示す鋼ストリップの表面温度と熱伝達係
数との関係のグラフから、鋼ストリップの表面温度が50
0 ℃以下の温度域では、微粒化して得られる水滴の平均
粒径を140 μｍ以下とすることによって、熱伝達係数が
安定的に580 Ｗ／（m2・℃）以下となり、高精度な緩冷
却が可能となった。FIG. 1 shows that a predetermined type of gas-water two-fluid mixing fog nozzle is used to atomize cooling water by air and jet the cooling water to the surface of the steel strip so that the surface temperature of the steel strip is less than 500.degree. The heat transfer coefficient in is investigated. From the graph of the relationship between the surface temperature of the steel strip and the heat transfer coefficient shown in FIG.
In the temperature range of 0 ℃ or less, by setting the average particle size of the water droplets obtained by atomization to 140 μm or less, the heat transfer coefficient becomes stable at 580 W / (m 2 · ℃) or less, and highly accurate Cooling is possible.
【００１４】たとえば、水滴の平均粒径を140 μｍとす
ることによって、図中の△印を結ぶ実線の範囲内の熱伝
達係数を安定して得ることができるとともに、水滴の平
均粒径を80μｍとすることによって、図中の◇印を結ぶ
実線の範囲内の熱伝達係数を安定して得ることができ
る。さらに、０μｍを除く、80μｍ以下の平均粒径とし
ても低い熱伝達係数を安定して得られるものである。For example, by setting the average particle diameter of the water droplets to 140 μm, the heat transfer coefficient within the range of the solid line connecting the Δ marks in the figure can be stably obtained, and the average particle diameter of the water droplets is 80 μm. By doing so, the heat transfer coefficient within the range of the solid line connecting the ⋄ marks in the figure can be stably obtained. Furthermore, a low heat transfer coefficient can be stably obtained even if the average particle size is 80 μm or less, excluding 0 μm.
【００１５】そこで、熱間仕上げ圧延後の移動する金属
ストリップに冷却水を空気により微粒化して供給する際
に、金属ストリップの表面温度が500 ℃以下の温度域で
は熱伝達係数が580 Ｗ／（m2・℃）以下となるように、
微粒化して得られる水滴の平均粒径を調整することによ
り、安定して緩冷却ができるのである。水滴の平均粒径
を調整するには、平均粒径を140 μｍ以下に調整可能な
気体−水２流体混合フォグノズルを用いることで容易に
達成できる。Therefore, when the cooling water is atomized by air and supplied to the moving metal strip after hot finish rolling, the heat transfer coefficient is 580 W / (in the temperature range where the surface temperature of the metal strip is 500 ° C. or less. m 2 · ℃) or less,
By adjusting the average particle size of water droplets obtained by atomizing, it is possible to stably and slowly cool. The average particle size of water droplets can be easily adjusted by using a gas-water two-fluid mixing fog nozzle capable of adjusting the average particle size to 140 μm or less.
【００１６】また、図２に示すように、水滴の平均粒径
を調整するには、フォグノズルに供給する冷却水の噴射
圧力および／または噴射量を変更すればよい。また同様
に、空気の噴射圧力および／または噴射量を変更しても
水滴の平均粒径を調整できる。そこで、熱間仕上げ圧延
機出側の鋼ストリップ温度が500 ℃以下の領域において
少なくとも１つの冷却バンクに配置する複数の気体−水
２流体混合フォグノズルは、ノズル１個当たり、冷却水
量；0.83〜3.3l/min、冷却水圧力；0.03〜0.4MPa、空気
量；1000〜1500Ｎl/min 、空気圧力；0.2 〜1.0MPaと
し、水滴の平均粒径を140 μｍ以下に調整可能とする。Further, as shown in FIG. 2, in order to adjust the average particle diameter of the water droplets, the injection pressure and / or the injection amount of the cooling water supplied to the fog nozzle may be changed. Similarly, the average particle size of the water droplets can be adjusted by changing the injection pressure and / or the injection amount of air. Therefore, a plurality of gas-water two-fluid mixing fog nozzles, which are arranged in at least one cooling bank in a region where the steel strip temperature on the delivery side of the hot rolling mill is 500 ° C or less, have a cooling water amount of 0.83 to 3.3 per nozzle. l / min, cooling water pressure: 0.03 to 0.4 MPa, air amount: 1000 to 1500 Nl / min, air pressure: 0.2 to 1.0 MPa, and the average particle diameter of water droplets can be adjusted to 140 μm or less.
【００１７】粒子径は、２本のレーザー光を交差させ、
干渉縞を形成させておき、この干渉縞を通過した粒子に
より生じた散乱光を一定距離離れた複数の受光器で感知
した時の位相差により算出するレーザードップラー法で
測定した。平均粒径は、ザウター平均粒径Σｎ・d3／Σ
ｎ・d2で算出した。次いで、上述のフォグノズルを複数
配置した本発明の冷却装置について、図３、図５を用い
て説明する。The particle size is obtained by intersecting two laser beams,
The interference fringes were formed in advance, and the scattered light generated by the particles that passed through the interference fringes was measured by the laser Doppler method in which it was calculated by the phase difference when detected by a plurality of light receivers at a fixed distance. The average particle size is the Sauter average particle size Σn · d 3 / Σ
It was calculated by n · d 2 . Next, a cooling device of the present invention in which a plurality of fog nozzles described above are arranged will be described with reference to FIGS. 3 and 5.
【００１８】図３は本発明の冷却装置を冷却バンクC13
〜C15 に設けた熱間仕上げ圧延機出側の配置図であり
（下部の冷却バンクは図示せず）、また、図５（ａ）
は、本発明の冷却装置におけるフォグノズルの一例の配
置図であり（上部は図示せず）、図５（ｂ）は本発明の
冷却装置を配置したフォグノズルの一例の断面図であ
る。なお、図４は冷却バンクC1〜C12 に設けた冷却装置
のノズルの配置図である。FIG. 3 shows a cooling bank C13 according to the present invention.
[Fig. 5] Fig. 5 (a) is a layout drawing of the hot finish rolling mill output side provided in C15 (the lower cooling bank is not shown).
FIG. 5 is a layout view of an example of a fog nozzle in the cooling device of the present invention (the upper portion is not shown), and FIG. 5B is a cross-sectional view of an example of the fog nozzle in which the cooling device of the present invention is arranged. Note that FIG. 4 is a layout view of the nozzles of the cooling device provided in the cooling banks C1 to C12.
【００１９】図において、１、1A、1Bは冷却ゾーン、C1
〜C15 は冷却バンクであり、２は鋼ストリップ、３は仕
上げ圧延機の最終圧延スタンド、４は巻取装置である。
また、20、30、40は冷却装置、８はフォグノズル、8Aは
水滴、９、32、42は冷却水ヘッダー、10は空気ヘッダー
であり、31はパイプーラミナーノズル、41は冷却水スプ
レーノズルである。なお、５、６は温度計、７はテーブ
ルロールである。In the figure, 1, 1A and 1B are cooling zones, and C1.
C15 is a cooling bank, 2 is a steel strip, 3 is a final rolling stand of a finishing mill, and 4 is a winding device.
Also, 20, 30 and 40 are cooling devices, 8 is a fog nozzle, 8A is water droplets, 9, 32 and 42 are cooling water headers, 10 is an air header, 31 is a pipe laminar nozzle, and 41 is a cooling water spray nozzle. is there. In addition, 5 and 6 are thermometers, and 7 is a table roll.
【００２０】本発明のフォグノズルを配置した冷却装置
20は、図３に示す冷却バンクC13 〜C15 に設けてあり、
冷却装置30、40は図３に示す冷却バンクC1〜C12 に設け
てある。冷却装置20、30、40は、熱間仕上げ圧延後の移
動する金属ストリップに冷却水を供給し、所定の巻取温
度にまで冷却可能としてある。ここで、１は、熱間仕上
げ圧延機の最終圧延スタンド３と巻取装置４間の冷却ゾ
ーンであり、強冷却が可能な冷却装置30、40は上流の冷
却ゾーン1Aに配置してあり、緩冷却が可能な本発明の冷
却装置20は、下流の冷却ゾーン1Bに配置してある。Cooling device in which the fog nozzle of the present invention is arranged
20 is provided in the cooling banks C13 to C15 shown in FIG.
The cooling devices 30 and 40 are provided in the cooling banks C1 to C12 shown in FIG. The cooling devices 20, 30, and 40 are capable of supplying cooling water to the moving metal strip after hot finish rolling to cool it to a predetermined coiling temperature. Here, 1 is a cooling zone between the final rolling stand 3 and the winding device 4 of the hot finish rolling mill, and the cooling devices 30 and 40 capable of strong cooling are arranged in the upstream cooling zone 1A, The cooling device 20 of the present invention capable of gentle cooling is arranged in the cooling zone 1B on the downstream side.
【００２１】冷却装置30、40について図４を用いて説明
すると、パイプラミナーノズル31を複数配置した冷却装
置30は、パイプラミナーノズル31を金属ストリップ２の
幅方向に複数取り付けた冷却水ヘッダー32が金属ストリ
ップ２の上方にかつ金属ストリップの移動方向に沿って
複数備えてある。パイプラミナーノズル31はパイプラミ
ナーノズル31の開口が金属ストリップ２の上面と向かい
合うように冷却水ヘッダー32に取り付けてあり、ラミナ
ー水流を金属ストリップ２上面の幅方向および長さ方向
に供給可能としてある。The cooling devices 30, 40 will be described with reference to FIG. 4. In the cooling device 30 having a plurality of pipe laminar nozzles 31, a cooling water header 32 having a plurality of pipe laminar nozzles 31 mounted in the width direction of the metal strip 2 is provided. A plurality of metal strips 2 are provided above the metal strips 2 along the moving direction of the metal strips. The pipe laminar nozzle 31 is attached to the cooling water header 32 so that the opening of the pipe laminar nozzle 31 faces the upper surface of the metal strip 2, and can supply the laminar water flow in the width direction and the length direction of the upper surface of the metal strip 2.
【００２２】また冷却水スプレーノズル41を複数配置し
た冷却装置40は、同図４に示すように、冷却水スプレー
ノズル41を金属ストリップ２の幅方向に複数取り付けた
冷却水ヘッダー42が金属ストリップ２の下部にかつ金属
ストリップの移動方向に沿って複数備えてある。冷却水
スプレーノズル41は冷却水スプレーノズル41の開口が金
属ストリップ２の下面と向かい合うように冷却水ヘッダ
ー42に取り付けてあり、スプレー水を金属ストリップ２
下面の幅方向および長さ方向に供給可能としてある。な
お、各冷却バンクは、冷却水噴射の１つの制御単位とな
っており、例えば、上、下に配置する冷却水ヘッダーを
それぞれ３対連通させて各１つの制御弁により冷却バン
ク毎に冷却水をON−OFF 制御可能とされ、冷却バンク毎
に制御装置によって冷却水の供給が制御される。In the cooling device 40 in which a plurality of cooling water spray nozzles 41 are arranged, as shown in FIG. 4, a cooling water header 42 having a plurality of cooling water spray nozzles 41 attached in the width direction of the metal strip 2 has a metal strip 2. A plurality of metal strips are provided in the lower part of the metal strip along the moving direction of the metal strip. The cooling water spray nozzle 41 is attached to the cooling water header 42 so that the opening of the cooling water spray nozzle 41 faces the lower surface of the metal strip 2, and spray water is sprayed onto the metal strip 2.
It can be supplied in the width direction and the length direction of the lower surface. Each cooling bank serves as one control unit for cooling water injection, and for example, three pairs of cooling water headers arranged above and below are communicated with each other, and one cooling valve is used for each cooling bank. ON / OFF control is possible, and the supply of cooling water is controlled by the control device for each cooling bank.
【００２３】本発明の冷却装置20には、図５（ａ）に示
すように、平均粒径140 μｍ以下に調整可能な気体−水
２流体混合フォグノズル８を金属ストリップ2 の幅方向
に複数取り付けた冷却水ヘッダー９と、冷却水ヘッダー
９に沿わせて配置された圧搾空気を供給する空気ヘッダ
ー10とを１対として、金属ストリップ２の上下（上方図
示せず）備えてある。そして、フォグノズル８はフォグ
ノズル８の開口が金属ストリップ２の上下面と向かい合
うようにテーブルロール７間に配置され、図５（ｂ）に
示すように、フォグノズル８内に冷却水と圧搾空気を供
給することによって、平均粒径140 μｍ以下の水滴を金
属ストリップ２の上下面の幅方向および長さ方向に供給
可能としてある。冷却装置20を配置した冷却バンクにお
いても、フォグノズルに供給する冷却水の噴射圧力およ
び／または冷却水の噴射量は、上記と同様にして冷却バ
ンク毎に１つの制御単位として制御可能とされ、冷却バ
ンク毎に制御装置によって冷却水の供給が制御される。In the cooling device 20 of the present invention, as shown in FIG. 5A, a plurality of gas-water two-fluid mixing fog nozzles 8 having an average particle size of 140 μm or less are attached in the width direction of the metal strip 2. The cooling water header 9 and the air header 10 arranged along the cooling water header 9 for supplying compressed air are provided as a pair, and the metal strips 2 are provided above and below (not shown). The fog nozzle 8 is arranged between the table rolls 7 so that the opening of the fog nozzle 8 faces the upper and lower surfaces of the metal strip 2 and supplies cooling water and compressed air into the fog nozzle 8 as shown in FIG. 5B. As a result, water droplets having an average particle size of 140 μm or less can be supplied in the width direction and the length direction of the upper and lower surfaces of the metal strip 2. Even in the cooling bank in which the cooling device 20 is arranged, the injection pressure and / or the injection amount of the cooling water supplied to the fog nozzle can be controlled as one control unit for each cooling bank in the same manner as described above. The supply of cooling water is controlled by the control device for each bank.
【００２４】以上説明したように強冷却が可能な冷却装
置30、40は、上流の冷却ゾーン1AのC1〜C12 バンクに配
置してあり、本発明のフォグノズルを冷却水と空気の各
ヘッダーと組合せた冷却装置20は、下流の冷却ゾーン1B
のC13 〜C15 バンクに配置してあるので、移動する金属
ストリップ２の表面温度が500 ℃を超える温度域では、
冷却装置30、40により強冷却を行うことができ、かつ、
金属ストリップの表面温度が500 ℃以下の温度域では、
熱伝達係数が580 Ｗ／（m2・℃）以下となるように水滴
の平均粒径を調整し、安定して緩冷却を行うことができ
る。As described above, the cooling devices 30 and 40 capable of strong cooling are arranged in the C1 to C12 banks of the upstream cooling zone 1A, and the fog nozzle of the present invention is combined with each header of cooling water and air. Cooling device 20 is located in the downstream cooling zone 1B
Since it is located in the C13-C15 banks of the above, in the temperature range where the surface temperature of the moving metal strip 2 exceeds 500 ° C,
Strong cooling can be performed by the cooling devices 30 and 40, and
In the temperature range where the surface temperature of the metal strip is below 500 ° C,
The average particle diameter of the water droplets can be adjusted so that the heat transfer coefficient is 580 W / (m 2 · ° C) or less, and stable slow cooling can be performed.
【００２５】このため、高精度な低温巻き取りが可能と
なる。上述した本発明の冷却装置20においては、フォグ
ノズルに供給する空気圧力および／または空気量を制御
装置によって調整するようにしてもよい。もしくは冷却
装置20に用いるフォグノズルの型式を変えることもでき
る。また、上述した本発明の冷却装置20に配置するフォ
グノズルとしては、図５（ｂ）に示したノズルに代わ
り、図６（ａ）、図６（ｂ）に示すようなフォグノズル
とすることもできる。Therefore, high-precision low-temperature winding can be performed. In the cooling device 20 of the present invention described above, the air pressure and / or the air amount supplied to the fog nozzle may be adjusted by the control device. Alternatively, the type of fog nozzle used in the cooling device 20 can be changed. Further, as the fog nozzle arranged in the cooling device 20 of the present invention described above, instead of the nozzle shown in FIG. 5B, a fog nozzle as shown in FIGS. 6A and 6B can be used. .
【００２６】冷却装置30に配置するノズルとしては、パ
イプラミナーノズル31に代わりスリットラミナーノズル
としてもよい。また、冷却装置30、40に配置するノズル
としては、ラミナーノズルおよび冷却水スプレーノズル
に限定されることはなく、強冷却が可能なノズルであれ
ばどのようなものでもよい。さらに、図３では、C13 〜
C15 の３バンクに本発明の冷却装置20を配置している
が、これは必要に応じて１バンク以上に配置すればよ
い。また、必要があれば、C1〜C12 バンクの強冷却用ノ
ズルにかえて、緩冷却が可能なフォグノズルを設け、全
バンクを本発明の冷却装置20としてもよい。The nozzle arranged in the cooling device 30 may be a slit laminar nozzle instead of the pipe laminar nozzle 31. Further, the nozzles arranged in the cooling devices 30 and 40 are not limited to the laminar nozzle and the cooling water spray nozzle, and any nozzle capable of strong cooling may be used. Furthermore, in FIG.
The cooling device 20 of the present invention is arranged in three banks of C15, but this may be arranged in one or more banks as required. If necessary, instead of the strong cooling nozzles of the C1 to C12 banks, fog nozzles capable of slow cooling may be provided, and all the banks may be used as the cooling device 20 of the present invention.
【００２７】[0027]
【実施例】図３に示した熱間仕上げ圧延機出側の冷却バ
ンクに設けた冷却装置において、目標巻取温度350 ℃の
厚み2.3mm 、幅1200mmの熱延高張力鋼帯を冷却する際、
鋼帯の表面温度が500 ℃を超える温度域ではパイプラミ
ナーノズルを複数配置した冷却装置および冷却水スプレ
ーノズルを複数配置した冷却装置により強冷却し、か
つ、鋼帯の表面温度が500 ℃以下の温度域ではフォグノ
ズルを複数配置した冷却装置により、熱伝達係数が580
Ｗ／（m2・℃）以下となるように水滴の平均粒径を調整
し緩冷却した。その際、冷却バンクC13 〜C15 には、図
５（ｂ）に示したフォグノズルを配置し、水滴の平均粒
径をC13 で 140μｍ、C14 で 120μｍ、C15 で 100μ
ｍ、熱伝達係数をC13 で 220Ｗ／（m2・℃）、C14 で 2
10Ｗ／（m2・℃）、C15 で 200Ｗ／（m2・℃）、となる
ように冷却水の噴射圧力をC13 で0.03MPa 、C14 で0.10
MPa 、C15 で0.16MPa 、冷却水の噴射量をC13 で3.3l/m
in、C14 で2.9l/min、C15 で2.5l/min、空気圧をC13 で
0.2MPa、C14 で0.3MPa、C15で0.4MPa、空気量をC13 で1
000Nl/min、C14 で1050Nl/min、C15 で1100Nl/minとし
た。その結果、冷却バンクC13 〜C15 で冷却後の鋼帯の
平均表面温度は、図７に示すように、それぞれ450 、40
0 、350 ℃となった。[Example] When cooling a hot-rolled high-strength steel strip having a target winding temperature of 350 ° C., a thickness of 2.3 mm and a width of 1200 mm in the cooling device provided in the cooling bank on the outlet side of the hot finish rolling mill shown in FIG. ,
In the temperature range where the surface temperature of the steel strip exceeds 500 ° C, strong cooling is performed by a cooling device with multiple pipe laminar nozzles and multiple cooling water spray nozzles, and the surface temperature of the steel strip is 500 ° C or less. In the temperature range, the heat transfer coefficient is 580 due to the cooling device with multiple fog nozzles.
The average particle size of the water droplets was adjusted so as to be W / (m 2 · ° C.) or less and the mixture was slowly cooled. At that time, the fog nozzles shown in FIG. 5 (b) are arranged in the cooling banks C13 to C15, and the average particle size of water droplets is 140 μm at C13, 120 μm at C14, and 100 μm at C15.
m, heat transfer coefficient is 220 W / (m 2 · ° C) at C13, 2 at C14
The injection pressure of the cooling water is 0.03MPa at C13 and 0.10 at C14 so that 10W / (m 2 · ° C) and 200W / (m 2 · ° C) at C15.
MPa, 0.16MPa for C15, 3.3l / m for cooling water injection at C13
in, C14: 2.9 l / min, C15: 2.5 l / min, Air pressure: C13
0.2MPa, C14 0.3MPa, C15 0.4MPa, Air amount C13 1
000 Nl / min, C14 was 1050 Nl / min, and C15 was 1100 Nl / min. As a result, the average surface temperatures of the steel strips after cooling in the cooling banks C13 to C15 are 450 and 40, respectively, as shown in FIG.
It became 0 and 350 ℃.
【００２８】そして、巻取温度計で得た巻取温度からコ
イルの長手方向における巻取温度の的中率を求めた。一
方、比較例として、図８に示した熱間仕上げ圧延機出側
の冷却バンクに設けた冷却装置において、目標巻取温度
350 ℃の発明例と同じ鋼帯を冷却する際、鋼帯の表面温
度が500 ℃を超える温度域では発明例と同じとして冷却
し、鋼帯の表面温度が500 ℃以下の温度域ではミストノ
ズル（平均粒径400 μｍ）を複数配置した冷却装置によ
り、熱伝達係数が580 Ｗ／（m2・℃）以下となるよう
に、水量密度を制御した。そして、発明例と同様に、巻
取温度計で得た巻取温度からコイルの長手方向における
巻取温度の的中率を求めた。Then, the hit rate of the coiling temperature in the longitudinal direction of the coil was obtained from the coiling temperature obtained by the coiling thermometer. On the other hand, as a comparative example, in the cooling device provided in the cooling bank on the delivery side of the hot finish rolling mill shown in FIG.
When cooling the same steel strip as the invention example at 350 ° C, it is cooled as the same as the invention example in the temperature range where the surface temperature of the steel strip exceeds 500 ° C, and the mist nozzle is used in the temperature range where the surface temperature of the steel strip is 500 ° C or less. The water density was controlled so that the heat transfer coefficient was 580 W / (m 2 · ° C) or less by using a cooling device in which a plurality of (average particle diameter 400 μm) were arranged. Then, as in the case of the invention example, the hit rate of the coiling temperature in the longitudinal direction of the coil was obtained from the coiling temperature obtained by the coiling thermometer.
【００２９】その結果、発明例では、鋼帯の表面温度が
500 ℃以下の温度域で熱伝達係数が580 Ｗ／（m2・℃）
以下となるように水滴の平均粒径を調整し、安定して緩
冷却を行うことができたので、コイル長手方向±15℃以
内の目標温度的中率が平均90％に向上した。比較例で
は、鋼帯の表面温度が500 ℃以下の温度域でミストノズ
ルの水量密度を制御したので、580 Ｗ／（m2・℃）以下
の熱伝達係数が安定して得られず、コイル長手方向±15
℃以内の目標温度的中率が平均50％であった。As a result, in the invention example, the surface temperature of the steel strip was
Heat transfer coefficient is 580 W / (m 2 · ° C) in the temperature range below 500 ° C
Since the average particle diameter of the water droplets was adjusted to be as follows and stable slow cooling could be performed, the target temperature accuracy within ± 15 ° C in the coil longitudinal direction was improved to 90% on average. In the comparative example, since the water amount density of the mist nozzle was controlled in the temperature range where the surface temperature of the steel strip was 500 ° C or less, the heat transfer coefficient of 580 W / (m 2 · ° C) or less was not stably obtained, and the coil Longitudinal direction ± 15
The target temperature accuracy within ℃ was 50% on average.
【００３０】[0030]
【発明の効果】本発明によれば、移動する金属ストリッ
プの表面温度が500 ℃以下で安定して緩冷却を行うこと
ができる。このため、高精度で低温度管理した低温巻き
取りが可能となり、巻き取り温度が目標の範囲を外れて
しまうことがなくなり、製品歩留まりが大幅に向上する
という産業上有益な効果を奏する。According to the present invention, gentle cooling can be stably performed when the surface temperature of a moving metal strip is 500 ° C. or less. Therefore, it is possible to perform low-temperature winding with high accuracy and low temperature control, the winding temperature does not deviate from the target range, and there is an industrially advantageous effect that the product yield is significantly improved.
【図１】図１は本発明の冷却方法を説明する鋼ストリッ
プ表面温度と熱伝達係数の関係のグラフである。FIG. 1 is a graph showing a relationship between a steel strip surface temperature and a heat transfer coefficient for explaining a cooling method of the present invention.
【図２】図２はフォグノズルでの冷却水の噴射圧力、噴
射量と水滴の平均粒径の関係を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing a relationship between an injection pressure and an injection amount of cooling water at a fog nozzle and an average particle diameter of water droplets.
【図３】図３は本発明の冷却装置を冷却バンクC13 〜C1
5 に配置した配置図である。FIG. 3 shows a cooling device according to the present invention including cooling banks C13 to C1.
5 is a layout diagram arranged in FIG.
【図４】図４は、冷却バンクC1〜C12 に配置した従来の
冷却装置のノズルの配置図である。FIG. 4 is a layout view of nozzles of a conventional cooling device arranged in cooling banks C1 to C12.
【図５】図５（ａ）は、本発明の冷却装置におけるフォ
グノズルの一例の配置図であり、図５（ｂ）はフォグノ
ズルの一例の断面図である。5 (a) is a layout view of an example of a fog nozzle in the cooling device of the present invention, and FIG. 5 (b) is a cross-sectional view of an example of the fog nozzle.
【図６】図６（ａ）、図６（ｂ）は本発明に用いる他の
フォグノズルを示す断面図である。6 (a) and 6 (b) are sectional views showing another fog nozzle used in the present invention.
【図７】図７は発明例での鋼ストリップの表面温度履歴
を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing a surface temperature history of a steel strip in an example of the invention.
【図８】図８は従来のミストノズルを冷却バンクC13 〜
C15 に配置した配置図である。[Fig. 8] Fig. 8 shows a conventional mist nozzle in a cooling bank C13 ~.
It is a layout arranged in C15.
【図９】図９は従来の冷却装置におけるミストノズルの
配置図である。FIG. 9 is a layout view of mist nozzles in a conventional cooling device.
１、1A、1B、100 、100A、100B 冷却ゾーン C1〜C15 冷却バンク ２、200 鋼ストリップ（金属ストリップ） ３ 仕上げ圧延機の最終圧延スタンド ４ 巻取装置 ５、６ 温度計 ７ テーブルロール ８ フォグノズル 8A 水滴 ９、32、42 冷却水ヘッダー 10 空気ヘッダー 20、30、40 冷却装置 31 パイプーラミナーノズル 42 冷却水スプレーノズル 110 ミストノズル 1, 1A, 1B, 100, 100A, 100B cooling zone C1-C15 cooling bank 2,200 steel strip (metal strip) 3 Final rolling stand of finishing rolling mill 4 Winding device 5, 6 thermometer 7 table rolls 8 fog nozzle 8A water drop 9, 32, 42 Cooling water header 10 air header 20, 30, 40 refrigerator 31 Pipe Laminar Nozzle 42 Cooling water spray nozzle 110 mist nozzle
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ // Ｃ２１Ｄ 9/52 １０２ Ｂ２１Ｂ 37/00 ＢＢＬ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B21B 37/00 - 37/78 B21B 45/00 - 45/02 C21D 9/52 B05B 7/00 - 7/32 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 identification code FI // C21D 9/52 102 B21B 37/00 BBL (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) B21B 37/00 -37/78 B21B 45/00-45/02 C21D 9/52 B05B 7/00-7/32
Claims (2)
ップに冷却水を供給して熱間仕上げ圧延後の金属ストリ
ップを冷却する金属ストリップの冷却方法において、熱間仕上げ圧延後の金属ストリップの巻取温度を 500 ℃
以下とするに際し、前記熱間仕上げ圧延後の金属ストリ
ップの表面温度が 500 ℃超えの温度域では前記冷却水を
ラミナーノズルおよび冷却水スプレーノズルから供給し
て、熱伝達係数が 580 Ｗ／（ m 2 ・℃）超えとなるように
強冷却し、引き続き、 前記熱間仕上げ圧延後の金属スト
リップの表面温度が500 ℃以下の温度域では気体−水２
流体混合フォグノズルを用いた場合、水滴の平均粒径を
140 μｍ以下の範囲で小さくするほど熱伝達係数が減少
するという関係に基づいて、前記冷却水を前記気体−水
２流体混合フォグノズルにより熱伝達係数が580 Ｗ／
（m2・℃）以下となるように、前記水滴の平均粒径を14
0 μｍ以下に調整して緩冷却することを特徴とする金属
ストリップの冷却方法。1. A metal strip after hot finish rolling by supplying cooling water to a moving metal strip after hot finish rolling.
In the method of cooling metal strips, the coiling temperature of the metal strips after hot finish rolling is 500 ℃.
In the following, the metal strip after the hot finish rolling
If the surface temperature of the cup exceeds 500 ° C,
Supplied from laminar nozzle and cooling water spray nozzle
So that the heat transfer coefficient exceeds 580 W / ( m 2 · ° C)
After strong cooling, the surface temperature of the metal strip after hot finish rolling is gas-water 2 in the temperature range of 500 ° C or less.
If you use a fluid mixing fog nozzle,
The heat transfer coefficient decreases as it becomes smaller in the range of 140 μm or less.
Based on the relationship that, the gas to the cooling water - water
Heat transfer coefficient of 580 W / with two-fluid mixing fog nozzle
The average particle size of the water droplets should be 14 (m 2 · ° C) or less.
A method for cooling a metal strip, characterized by adjusting to 0 μm or less and performing slow cooling.
却ゾーンのうち、上流の冷却ゾーンに、ラミナーノズル
および冷却水スプレーノズルをそれぞれ複数配置した強
冷却が可能な冷却装置を設け、下流の冷却ゾーンの金属
ストリップの表面温度が500 ℃以下の温度域にある冷却
バンクに、冷却水を平均粒径140 μｍ以下とする気体−
水２流体混合フォグノズルを複数配置した緩冷却が可能
な冷却装置を設け、さらに前記気体−水２流体混合フォ
グノズルを用いた場合における、水滴の平均粒径を 140
μｍ以下の範囲で小さくするほど熱伝達係数が減少する
という関係を持つ制御装置を設けたことを特徴とする冷
却装置列。2. A cold between hot finish rolling mill and the winding device
Of the retirement zone, upstream of the cooling zone, Raminanozuru
And multiple cooling water spray nozzles
Cooling provided capable cooling device, the cooling <br/> bank surface temperature of the metal strip downstream of the cooling zone is in a temperature range below 500 ℃, gas that the cooling water and the average particle size of 140 [mu] m or less -
Slow cooling with multiple water / two-fluid mixing fog nozzles
A cooling device, and further the gas-water two-fluid mixing fountain
The average particle size of water droplets when using a nozzle is 140
The heat transfer coefficient decreases with decreasing in the range of μm or less
A cooling device array characterized by being provided with a control device having a relationship .
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