JP3633539B2 - Steel plate cooling method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、鋼板の冷却方法に関するものであり、特に、熱間圧延工程において高温鋼板を冷却水で冷却するにあたり、水冷終了温度の精度向上と板内温度不均一の低減を可能とする鋼板の冷却方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
制御圧延等、熱間圧延前あるいは熱間圧延途中の高温の鋼板を冷却水を用いて冷却し、所定の温度で圧延を行うことで、所望の特性を有する鋼板を製造することは通常行われている。その際、水冷終了後の高温鋼板上面に滞留する残留冷却水が、過冷却による温度制御性の低下、温度ムラに起因する材質の不均一、上下温度差に起因する鋼板形状不良の原因となることがある。このため、従来から高温鋼板上面に滞留する残留冷却水の水切りが行なわれている。
【0003】
高温鋼板上面の水切り技術としては、特公昭59−13573号公報、特開平9−141322号公報、特開平11−123439号公報に下記の技術が開示されている。
【0004】
特公昭59−13573号公報に開示された先行技術1は、仕上圧延機から送出される熱延鋼材に、複数の冷却バンクから冷却液を注入して熱延鋼材を冷却する熱延鋼材の冷却装置において、前記複数の冷却バンクの間に、熱延鋼材に向かって高圧流体を噴出する水切り用ノズルを設け、前記ノズルより上流側の冷却液の影響を下流側が受けないように、前記水切り用ノズルを配置したことを特徴とするものである。
【0005】
特開平9−141322号公報に開示された先行技術2は、熱間薄板連続圧延ラインのホットラン冷却時に、水と空気とを混合したものを水切りノズルから噴射し、鋼帯上に滞留する残留冷却水を排除することを特徴とするものである。
【0006】
特開平11−123439号公報に開示された先行技術3は、ラインテーブルより搬送される鋼板の上に滞留する残留冷却水を排除する目的で使用される水切りスプレー装置において、ラインテーブルの上方に給水ヘッダーをラインテーブルを横切るように設け、ラインテーブル上からラインと直行する方向の外側に向けて高圧水を鋼板に噴射するサイドスプレーノズルを、前記給水へッダーに複数配設したことを特徴とするものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前述の先行技術1から3は、いずれも、通過する高温鋼板上面に滞留する残留冷却水を水切りする技術であり、停止している鋼板上面の残留冷却水を排除するには不向きである。
【0008】
したがって、水冷終了後も水冷装置内にそのまま留まる等、鋼板が停止している場合には、従来技術では鋼板上面の残留冷却水を充分に排除することができないため、過冷却による温度制御性の低下、温度ムラに起因する材質の不均一、上下温度差に起因する鋼板形状不良の問題が依然として発生する。また、残留冷却水の影響で水冷終了時の鋼鈑温度の正確な測定が困難であるため、残留冷却水による過冷却を懸念して水冷が不充分になり、再水冷が必要となって生産能率の低下を招くこともある。
【0009】
そこで、この発明の目的は、停止しているか、あるいは、ある一定の場所でオッシレーション(揺動)している鋼板の上面に滞留する残留冷却水による局所的な冷却を抑制し、水冷終了温度の精度向上および板内温度不均一の低減を可能とする鋼板の冷却方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
この発明は、高温の鋼板を冷却水を用いて目標冷却温度に冷却するに際し、水冷開始前の鋼板の温度を測定する工程と、測定された水冷開始前温度と目標冷却温度に基づいて水冷条件を決定する工程と、停止しているか、あるいは、ある一定の場所でオッシレーションしている鋼板を決定された水冷条件にしたがって水冷する工程と、鋼板を水冷する工程終了後直ちに複数本のノズルを有する水切りノズル群から、停止しているか、あるいは、ある一定の場所でオッシレーションしている鋼板の一方のエッジ側から鋼板の上面に向けて流体を噴射して鋼板上面に滞留する残留冷却水を排除する工程と、残留冷却水を排除する工程終了後に鋼板の温度を測定する工程とを有していることを特徴とする鋼板の冷却方法である。
【0011】
【発明の実施の形態】
この発明に係る鋼板の冷却方法の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【0012】
図1は、この発明に係る鋼板の冷却方法の実施形態を示す説明図、図2は、この発明における水切りノズル群による水切り状態を示す平面図、図3は、図2のA方向視図である。なお、以下の説明では、鋼板に噴射する水切り用流体として空気を例にあげて説明するが、空気以外の流体、例えば、不活性ガス等であっても良い。
【0013】
図1から図3において、1は圧延ライン、2は圧延ライン1に設けられた粗圧延機、3は粗圧延機2の下流側の圧延ライン1に設けられた仕上圧延機、4は粗圧延機2と仕上圧延機3との間の圧延ライン1に沿って設けられた水冷装置である。水冷装置4は、圧延ライン1に沿って複数のブロック(この例では4ブロック、4A〜4D)に分けられていて、粗圧延機2により粗圧延された圧延ライン1上の鋼板5に向けて冷却水を噴射して鋼板4を所定温度に冷却する。例えば、1枚の鋼板を水冷する場合は、水冷ブロック4A、4Bを用いて水冷し、圧延ラインに沿って2枚の鋼板を水冷する場合は、一方の鋼板を水冷ブロック4A、4Bを用いて水冷し、他方の鋼板を水冷ブロック4C、4Dを用いて水冷するといった運用が行われる。
【0014】
6は、鋼板5上に滞留する残留冷却水を排除する水切りノズル群であり、圧延ライン1と直交し且つ圧延ライン1の片側に設置されている。水切りノズル群6は、図2に示すように、複数本の空気噴射ノズル7を有し、水冷装置4の各ブロックに対応して複数ブロック(この例では4ブロック、6A〜6D)に分けられていて、エアレシーバー8からヘッダー管9を介してそれぞれ空気が供給される。
【0015】
10は温度計であり、水冷開始前の鋼板の温度を測定する。11A、11Bも温度計であり、温度計11Aは水冷ブロック4A、4Bで水冷された鋼板の水冷終了後の温度を測定し、11Bは水冷ブロック4C、4Dで水冷された鋼板の水冷終了後の温度を測定する。12は水冷制御装置であり、一連の水冷作業を制御する。なお、13は仕上圧延機3の前面に設置された温度計であり、制御圧延等において仕上圧延開始前の鋼板温度を確認するためのものである。
【0016】
鋼板の冷却は以下のようにして行なわれる。
【0017】
粗圧延機2により粗圧延された鋼板5が水冷装置4に向けて圧延ライン1上を移動し、温度計10によって水冷開始前の鋼板の温度が測定される。水冷制御装置12によって、温度計10で測定した水冷開始前温度と、水冷終了後の空冷による温度降下を見込んで所定の仕上圧延開始温度になるように定められた水冷終了時の目標冷却温度と、鋼板の材質及び寸法等に基づいて、水冷装置4の冷却水量及び水冷時間等の水冷条件が決定される。なお、温度計10での測定前に水冷開始前温度を予測して水冷条件を予備決定しておき、温度計10での水冷開始前温度の測定結果によって水冷条件を最終決定することでもよい。そして、鋼板5が水冷装置4の中に停止すると、水冷制御装置12の指示により、前述の水冷条件にしたがって水冷装置4から冷却水が鋼板5に向けて噴射される。所定の水冷時間が終了し水冷装置4からの冷却水の噴射が停止された後、直ちに、水冷制御装置12の指示により、水切りノズル群6から鋼板5の一方のエッジ側から鋼板5の上面に向けて空気が一斉に噴射される。これによって、鋼板5上に滞留する残留冷却水は、鋼板5の上面から排除される。そして、温度計11Aによって水冷終了後の鋼板の温度が測定され、水冷終了温度が目標冷却温度になっているか否かが水冷制御装置12によってチェックされる。なお、2枚の鋼材を水冷装置に入れて冷却する場合には、一方の鋼板の水冷終了温度は温度計11Aによって測定され、他方の鋼板の水冷終了温度は温度計11Bによって測定される。そして、鋼板温度が目標冷却温度になっていることを確認後、鋼板5は仕上圧延機3に向けて搬送される。温度計13で仕上圧延開始前温度が所定温度になっていることが最終確認され、仕上圧延機3にて圧延される。
【0018】
このように、鋼板5の水冷が終了した後、直ちに、鋼板5上面に滞留する残留冷却水が鋼板5の上面から排除されるので、残留冷却水による局所的な冷却がなくなり、過冷却、温度ムラ、あるいは形状不良の発生を防止することができる。
【0019】
また、鋼板5上面に滞留する残留冷却水が排除されることにより、温度計11A、11Bによって水冷終了時の鋼板の温度が精度良く測定できるので、水冷終了温度が目標冷却温度になっているか否かが的確に確認できる。そして、その情報を次の鋼板の水冷条件決定に対してフィードバックすることにより、一層精度良い水冷条件の決定とその実施が可能となる。その結果、水冷終了温度の精度が向上し、材質のバラツキが低減できるとともに、再冷却の頻度が減少し生産能率の向上を図ることができる。ちなみに、本発明の適用により、再冷却の頻度が従来の1/2に低減したという実施結果が得られている。
【0020】
また、従来、水冷終了時の鋼板の温度が精度良く測定できないため、仕上圧延機前面の温度測定によってはじめて再冷却が必要なことが判明し、その場合には水冷装置まで逆送せざるを得なかったが、水冷装置内で水冷終了時の鋼板の温度が精度良く測定できるので、再冷却が必要な場合でも水冷装置内でそのまま水冷を再開すればよく、逆送による余分な時間ロスも無くすことができる。
【0021】
なお、水切りノズル群6は、鋼板5の上面に対して平行に設置しても良いが、ノズル7からの空気噴射角度が零であると、流速低下が大きいので、図3に示すように、圧延ライン(搬送ローラー)上の鋼板5の上面に対して、角度(θ)だけ下向きに傾斜させると良い。また、水切りノズル群6は、複数本のノズル7により構成する以外に、圧延ライン1と平行なスリットノズルにより構成しても良い。
【0022】
鋼板上面に滞留する残留冷却水の水切りをより確実に行なうには、水切りノズル群から鋼板に向けて噴射する空気の流速を、400℃以上の温度の鋼板の上面から1mm離れた位置において3m/sec以上に調整すれば良い。これは、400℃以上の温度の鋼板では、鋼板上面の残留冷却水が膜沸騰状態になるため、空気のわずかな流速でも水切りが可能であることによる。
【0023】
【実施例】
この発明に係る鋼板の冷却方法の実施例を、以下に説明する。
【0024】
図1に示すように、圧延ライン1に粗圧延機2および仕上圧延機3の2台の圧延機を備えた厚板工場において、粗圧延機2と仕上圧延機3との間に水冷装置4と水切りノズル群6が設置されている。そして、水冷開始前の鋼板温度を測定する温度計10と水冷終了後の鋼板温度を測定する温度計11A、11Bと仕上圧延開始前の鋼板温度を測定する温度計13が設置されており、一連の水冷作業は水冷制御装置12によって制御されている。
【0025】
水冷装置4の長さは20mで、粗圧延機2の下流側10mの位置から設置されている。粗圧延機2と仕上圧延機3との間の距離は50mである。水冷装置4は、5m毎に上流側から第1、第2、第3および第4ブロック4A、4B、4Cおよび4Dに4分割されている。水切りノズル群6も上流側から第1、第2、第3および第4ブロック6A、6B、6Cおよび6Dに4分割されている。各ブロックの空気噴射ノズル7は、7mmの口径を有し、500mm間隔で、圧延ライン1の片側に、1ブロック当たり10本、4ブロックで計40本設置されていて、それぞれエアレシーバー8からヘッダー管9を介して空気が供給される。ノズル7と搬送ローラーとの水平距離は200mm、垂直距離は250mm、傾斜角度(θ)は2度とした。
【0026】
そして、実施例で用いた高温鋼板5の粗圧延後の寸法は、厚み約80mm、幅約4.5m、長さ約7.5mであり、水冷開始前の表面平均温度は、温度計10の測定で910℃であった。また、目標冷却温度は830℃であった。
【0027】
上記の鋼板寸法、水冷開始前の表面平均温度、目標冷却温度等に基づいて水冷制御装置12が水冷条件を決定した後、鋼板5を冷却装置4の第1、第2ブロック4A、4B内に搬入し、水冷条件にしたがって水冷を行なった。水冷終了後、直ちに、水切りノズル群6の第1、第2ブロック6A、6Bのノズル7から噴射圧0.5MPaで空気を鋼板5の上面に向けて噴射した。水冷中および水切り実施時は、600mmのストロークで鋼板5を圧延ライン1方向にオシレーションさせた。
【0028】
なお、ノズル7先端から反対側の鋼板5のエッジまでの距離は、約5mであり、非圧延時に実施した鋼板5の上面から1mmの位置での噴射空気の流速は、ピトー管測定により、平均7.2m/secであった。
【0029】
このようにして、鋼板5の水冷を実施した結果、水切り実施後約8秒で、鋼板5の上面上に滞留していた残留冷却水は、鋼板上面上からほぼ一掃された。温度計11Aの測定では、水冷終了後の鋼板5の表面平均温度は828℃、温度のばらつきは15℃以内であった。
【0030】
そして、温度計13により仕上圧延前の鋼板温度が所定温度であることを確認した後、仕上圧延機3により仕上圧延をした結果、形状、材質共に良好であった。
【0031】
【発明の効果】
この発明によれば、冷却装置から圧延ライン上の鋼板に向けて冷却水を噴射して鋼板を冷却した後、直ちに、複数本のノズルを有する水切りノズル群から鋼板上面に向けて流体を一斉に噴射することで、鋼板上面に滞留する残留冷却水を一斉に水切りすることにより、残留冷却水による局所的な冷却を防止するので、温度制御性が向上するとともに、温度ムラを抑制することで材質の均一化を図ることができる。また、滞留する残留冷却水が排除されることにより、水冷終了後の鋼板の温度が精度良く測定できるので、目標の冷却温度になっているか否かが的確に確認でき、材質のバラツキが低減できるとともに、再冷却による生産能率の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態を示す説明図である。
【図2】この発明における水切りノズル群による水切り状態を示す平面図である。
【図3】図2のA方向矢視図である。
【符号の説明】
1:圧延ライン
2:粗圧延機
3:仕上圧延機
4:冷却装置
4A〜4D:冷却装置のブロック
5:鋼板
6:水切りノズル群
6A〜6D:水切りノズル群のブロック
7:空気噴射ノズル
8:エアーレシーバー
9:ヘッダー管
10:温度計
11A、11B:温度計
12:水冷制御装置
13:温度計[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for cooling a steel plate, and in particular, in cooling a high-temperature steel plate with cooling water in a hot rolling process, the accuracy of the water cooling end temperature can be improved and the non-uniform temperature in the plate can be reduced. It relates to a cooling method.
[0002]
[Prior art]
It is usually performed to manufacture a steel sheet having desired characteristics by cooling a high-temperature steel sheet before hot rolling or during hot rolling using cooling water and rolling at a predetermined temperature, such as controlled rolling. ing. At that time, the residual cooling water staying on the upper surface of the high-temperature steel sheet after the water cooling ends causes a decrease in temperature controllability due to supercooling, uneven material due to temperature unevenness, and poor steel plate shape due to vertical temperature difference. Sometimes. For this reason, drainage of residual cooling water staying on the upper surface of the high-temperature steel sheet has been conventionally performed.
[0003]
As techniques for draining the upper surface of the high-temperature steel sheet, the following techniques are disclosed in Japanese Patent Publication No. 59-13573, Japanese Patent Laid-Open No. 9-141322, and Japanese Patent Laid-Open No. 11-123439.
[0004]
Prior art 1 disclosed in Japanese Patent Publication No. 59-13573 discloses cooling of a hot-rolled steel material that cools the hot-rolled steel material by injecting a coolant from a plurality of cooling banks into the hot-rolled steel material fed from a finish rolling mill. In the apparatus, a draining nozzle for ejecting a high-pressure fluid toward the hot-rolled steel material is provided between the plurality of cooling banks, so that the downstream side is not affected by the cooling liquid upstream from the nozzle. The nozzle is arranged.
[0005]
[0006]
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, each of the above-mentioned prior arts 1 to 3 is a technique for draining the residual cooling water staying on the upper surface of the passing high-temperature steel sheet, and is not suitable for removing the remaining cooling water on the upper surface of the steel sheet that is stopped. .
[0008]
Therefore, when the steel sheet is stopped, for example, it remains in the water cooling device even after the water cooling is finished, the conventional technology cannot sufficiently eliminate the residual cooling water on the upper surface of the steel sheet. The problem of the non-uniformity of the material resulting from a fall, temperature nonuniformity, and the steel plate shape defect resulting from a temperature difference between the upper and lower sides still occurs. Also, because it is difficult to accurately measure the steel plate temperature at the end of the water cooling due to the residual cooling water, the water cooling becomes insufficient due to concern about overcooling by the residual cooling water, and re-cooling is necessary. The efficiency may be reduced.
[0009]
Accordingly, an object of the present invention is to suppress the local cooling by the residual cooling water staying on the upper surface of the steel plate that is stopped or oscillated at a certain place, and the water cooling end temperature It is an object of the present invention to provide a method for cooling a steel sheet that can improve the accuracy of the steel sheet and reduce non-uniform temperature inside the sheet.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
This invention relates to a step of measuring the temperature of a steel plate before the start of water cooling when cooling a hot steel plate to the target cooling temperature using cooling water, and water cooling conditions based on the measured temperature before the start of water cooling and the target cooling temperature. A plurality of nozzles immediately after completion of the step of water-cooling a steel plate that is stopped or oscillated at a certain location according to the determined water-cooling conditions, and the step of water-cooling the steel plate. Residual cooling water that stays on the upper surface of the steel sheet by injecting a fluid from one edge side of the steel sheet that is stopped or oscillated at a certain location from the draining nozzle group that has been retained toward the upper surface of the steel sheet A method for cooling a steel sheet, comprising: a step of removing, and a step of measuring a temperature of the steel plate after completion of the step of removing residual cooling water.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of a steel plate cooling method according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0012]
FIG. 1 is an explanatory view showing an embodiment of a steel sheet cooling method according to the present invention, FIG. 2 is a plan view showing a water draining state by a water draining nozzle group in the present invention, and FIG. is there. In the following description, air will be described as an example of the draining fluid to be sprayed onto the steel sheet, but a fluid other than air, for example, an inert gas may be used.
[0013]
In FIG. 1 to FIG. 3, 1 is a rolling line, 2 is a roughing mill provided in the
[0014]
[0015]
[0016]
The steel sheet is cooled as follows.
[0017]
The
[0018]
Thus, immediately after the water cooling of the
[0019]
Further, since the residual cooling water staying on the upper surface of the
[0020]
Conventionally, since the temperature of the steel sheet at the end of water cooling cannot be measured with high accuracy, it has been found that re-cooling is necessary only by measuring the temperature on the front surface of the finishing mill, and in that case, the steel sheet must be sent back to the water cooling device. However, since the temperature of the steel sheet at the end of water cooling can be accurately measured in the water cooling device, even if re-cooling is necessary, it is sufficient to restart the water cooling in the water cooling device without any extra time loss due to reverse feeding. be able to.
[0021]
The draining
[0022]
In order to drain the residual cooling water staying on the upper surface of the steel sheet more reliably, the flow rate of air sprayed from the drain nozzle group toward the steel sheet is set at 3 m / mm at a position 1 mm away from the upper surface of the steel sheet at a temperature of 400 ° C. or higher. What is necessary is just to adjust to sec or more. This is because, in a steel plate having a temperature of 400 ° C. or higher, the residual cooling water on the upper surface of the steel plate is in a film boiling state, so that water can be drained even with a slight air flow rate.
[0023]
【Example】
Examples of the steel sheet cooling method according to the present invention will be described below.
[0024]
As shown in FIG. 1, in a thick plate factory in which a rolling line 1 includes two rolling mills, a
[0025]
The length of the
[0026]
And the dimension after the rough rolling of the high
[0027]
After the water
[0028]
The distance from the tip of the
[0029]
As a result of water cooling of the
[0030]
And after confirming that the steel plate temperature before finish rolling was a predetermined temperature with the thermometer 13, as a result of finishing rolling with the
[0031]
【The invention's effect】
According to this invention, after cooling the steel plate by injecting the cooling water from the cooling device toward the steel plate on the rolling line, immediately, the fluid is simultaneously delivered from the draining nozzle group having a plurality of nozzles toward the upper surface of the steel plate. By spraying, the residual cooling water staying on the upper surface of the steel sheet is drained all at once, so that local cooling by the residual cooling water is prevented, so that the temperature controllability is improved and the temperature unevenness is suppressed. Can be made uniform. In addition, since the remaining residual cooling water is eliminated, the temperature of the steel sheet after the water cooling can be accurately measured, so it is possible to accurately check whether or not the target cooling temperature is reached, and the variation in material can be reduced. At the same time, a reduction in production efficiency due to recooling can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing a water draining state by a water draining nozzle group in the present invention.
3 is a view in the direction of arrow A in FIG. 2;
[Explanation of symbols]
1: Rolling line 2: Rough rolling mill 3: Finishing rolling mill 4: Cooling
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