JP3747546B2 - Method and apparatus for cooling high temperature steel sheet - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、熱間圧延された高温鋼板を板幅方向に均一に冷却するための冷却方法および冷却装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
熱間圧延された高温の鋼板は、一般に圧延直後の水冷中に、温度分布や鋼板の形状または表面状態の相違に起因して冷却むらが生じ、生成した冷却むらのために、冷却後の鋼板に、変形、残留応力、材質のバラツキなどの発生や、鋼板の変形による操業上のトラブルが生じやすい。更に、鋼板が変形した場合には、圧延後の精整工程においてプレスや矯正機等による成形作業が必要になるために、コスト高になることが避けられなかった。
【０００３】
上述した問題を解決し、高温の鋼板を均一に冷却するための装置や方法が従来から種々提案されている。圧延後の高温の鋼板をオンラインで移送しながら冷却する手段としては、水平に移送される鋼板の上下面に対し、その板幅方向に冷却水を噴射して冷却することが一般的である。このとき、鋼板の板幅方法の冷却が均一になるように冷却水の流量を調整して、板幅方向両端部の冷却を制御することが重要である。
【０００４】
通常、熱間圧延直後の鋼板の冷却手段としては、鋼板の板幅方向に設けられたスリット状のラミナーノズルまたは円管状のラミナーノズルから、ラミナー状の冷却水を鋼板に向けて注水し、冷却することが一般的に行われており、鋼板の板幅方向の冷却を均一に行う手段として、例えば、次のような発明が開示されている。
【０００５】
(1) 特開昭５５−１５３６１６号公報：
スリット状のラミナーノズルから噴射される板幅中央部の流量密度が、板幅端部の流量密度よりも大になるように、板幅中央部からの距離の関数として、冷却水の流量を分布し、鋼板端部の過冷却を防止する（以下、先行技術１という）。
【０００６】
(2) 特開昭５８−３２５１１号公報
鋼板端部の過冷却によるむらの発生を防止し、鋼板の幅方向に多数設けられた円管ラミナーノズルからの流下水による鋼板端部の過冷却を防止するために、鋼板端部の円管ラミナーノズルの直下に遮蔽物を設け、鋼板端部に流下する冷却水をカットする（以下、先行技術２という）。
(3) 特開平１−２８４４１９公報：
鋼板中央部と鋼板端部とに選択的に注水するノズルを、鋼板の長さ方向に交互に分割して配置し、それぞれの部位の冷却水量を制御する（以下、先行技術３という）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した先行技術１の方法の場合、関数通りの流量で冷却水を流すことは、ノズルの本数の多い円管ラミナーノズルでは可能であるが、厚鋼板を冷却する場合のように、強冷却が必要な即ち流量密度が大きいスリット状ラミナーノズルの場合には、幅方向の流量をこの式に応じて制御することは不可能である。更に、スリット状ラミナーノズルから流下した冷却水が鋼板上を流れ、鋼板の幅方向端部から流出するので、鋼板端部の過冷却を防止することは不可能であった。
【０００８】
先行技術２および先行技術３の方法の場合には、流下した冷却水が結局鋼板上を流れ、鋼板端部から流出するため、鋼板端部に流下する冷却水をカットしても鋼板端部の過冷却を防止することは不可能であった。
【０００９】
このように、従来の方法では、鋼板端部の過冷却による冷却むらを防止することができず、鋼板に過冷却による筋状の材質欠陥が生じ、冷却後の鋼板の曲がりやキャンバーの発生を防止することができなかった。
【００１０】
従って、この発明の目的は、上述した問題を解決し、熱間圧延された高温鋼板を冷却するに際し、その板幅方向にむらの生ずることがなく、均一に冷却することができる、高温鋼板の冷却方法および冷却装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、上下に１対の拘束ロールが一定ピッチで複数組設けられているテーブルローラ上を移送される高温の鋼板を、冷却水が圧送されるヘッダー管と前記ヘッダー管に取り付けられた、鋼板の移送方向に屈曲するスカート部とその先端に形成された冷却水吐出口とからなり、前記複数組の拘束ロール間に、前記鋼板の上面に向けて設けられた上部スリットノズルおよび前記鋼板の下面に向けて設けられた下部スリットノズルの各々から噴射される冷却水によって冷却する、高温鋼板の冷却方法において、前記ヘッダー管をノズル室毎に隔壁によって区画すると共に、前記上部スリットノズルおよび前記下部スリットノズルの各々を、流線形状の隔壁によって幅方向に複数のノズル室に区画し、しかも、前記ノズル室の板幅方向中央部の幅を板幅方向両端部の幅より広く形成し、前記ノズル室から鋼板に対し噴射される冷却水の噴射量を、前記鋼板の板幅方向中央部に対する噴射量よりも、前記鋼板の板幅方向両端部に対する噴射量の方が少なくなるように前記ヘッダー管の各室毎に独立して制御することに特徴を有するものである。
【００１２】
請求項２記載の発明は、熱間圧延された高温の鋼板を挟んで、その上下に１対の拘束ロールが一定ピッチで複数組設けられ、前記複数組の拘束ロールの相互間には、冷却水が圧送されるヘッダー管と前記ヘッダー管に取り付けられた、鋼板の移送方向に屈曲するスカート部とその先端に形成された冷却水吐出口とからなる、前記鋼板の上面に向け冷却水を噴射するための上部スリットノズルおよび前記鋼板の下面に向け冷却水を噴射するための下部スリットノズルが設けられている、高温鋼板の冷却装置において、前記ヘッダー管は、ノズル室毎に隔壁によって区画され、前記上部スリットノズルおよび前記下部スリットノズルの各々は、流線形状の隔壁によって鋼板の板幅方向に複数のノズル室に区画され、前記ノズル室の板幅方向中央部の幅は、板幅方向両端部の幅より広く形成され、前記ノズル室の各々には、冷却水の流量制御機構が設けられており、前記上部スリットノズルおよび前記下部スリットノズルから前記鋼板に向けて噴射される冷却水の流量は、前記鋼板の板幅方向に、前記ヘッダー管の各室毎に独立して制御可能になっていることに特徴を有するものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、この発明を図面を参照しながら説明する。
図１は、この発明の装置の一実施態様を示す概略斜視図、図２は、スリットノズル部分の拡大概略斜視図である。図１および図２に示すように、鋼板１を挟んでその上下に１対の拘束ロール２，３が一定ピッチ（例えば１０００mmピッチ）で複数組（例えば２０組）設けられており、拘束ロール２，３の各組相互間の鋼板上面側には、鋼板移送方向の上流側ロールから下流側ロールに向けた上部スリットノズル４が設けられ、そして、鋼板下面側には、同じく鋼板移送方向の上流側ロールから下流側ロールに向けた下部スリットノズル５が設けられ、これらによって冷却ゾーンを形成している。
【００１４】
上部スリットノズル４および下部スリットノズル５は、ノズルに冷却水を供給するヘッダー管６と、ヘッダー管６に取り付けられた、鋼板の移送方向に屈曲すスカート部７と、その先端の冷却水吐出口８とからなっている。
【００１５】
上述した構造の上部スリットノズル４および下部スリットノズル５の各々のスカート部７およびスカート部先端の冷却水噴射口８は、隔壁９によって鋼板の板幅方向に複数のノズル室１０に区画されており、スカート部７が接続されているヘッダー管６も、複数のノズル室１０毎に隔壁９によって複数の室に区画されている。スカート部７およびスカート部先端の冷却水噴射口８を区画する隔壁９は、合流に際して冷却水中に乱流が生じないように、滑らかな流線形状になっている。
【００１６】
このように区画されたヘッダー管６の各室毎に、冷却水供給管１１が取り付けられており、冷却水供給管１１の途中には、独立して冷却水の流量を制御することができる流量調整弁１２、および、独立してＯＮ，ＯＦＦ制御を行うことができるバタフライ弁１３が設けられている。
【００１７】
この発明の装置は、上述のように構成されているので、冷却される鋼板１の板幅に応じ、適切な量の冷却水を供給することができ、鋼板両端部に対する冷却水の供給量を鋼板中央部に対する供給量よりも少なくすることによって、鋼板両端部の過冷却を防止することができる。
【００１８】
【実施例】
次に、この発明を実施例により説明する。
〔実施例１〕
板幅２８００mm、長さ２８ｍ、厚さ３２mm、初期温度９２０℃の熱間圧延後の厚鋼板を、図１および図２に示した冷却装置に２０mpm の速度で通過させ、鋼板の両端部０．２ｍずつの冷却水が絞られる下記条件で冷却した。
【００１９】
熱間圧延後の厚鋼板を上述した条件で冷却装置に通し、３０秒経過した段階で、鋼板板幅方向の温度プロファイルを測定した。測定結果を図４に示す。
【００２０】
図４において、(a) は本発明の方法によって冷却したときの板幅方向の温度プロファイルである。図から明らかなように、本発明方法によれば、板幅方向に均一に冷却することができた。また、上記によって急冷された鋼板を、冷却床において常温まで空冷したが、反り等の歪みは全く発生しなかった。そして、冷却後、幅方向に４００mmの条材に切断したが、キャンバーは発生せず、また、板幅方向の硬度を測定したが、特に焼きむらが生ずることはなく、均一な硬度分布にすることができた。
【００２１】
〔実施例２〕
板幅４３００mm、長さ１５ｍ、厚さ２５mm、初期温度８９０℃の熱間圧延後の厚鋼板を、図１および図２に示した冷却装置に２５mpm の速度で通過させ、鋼板の両端部０．２５ｍずつの冷却水が絞られる下記条件で冷却した。
【００２２】
【００２３】
〔比較例〕
実施例１と同じ装置を使用し、板幅２８００mm、長さ２８ｍ、厚さ３２mm、初期温度９２０℃の熱間圧延後の厚鋼板を２０mpm の速度で通過させ、下記条件で冷却した。
【００２４】
【００２５】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明によれば、熱間圧延された高温鋼板を冷却するに際し、鋼板の幅方向に制御可能に冷却水を噴射することができるので、板幅方向にむらの生ずることがなく、均一な冷却を行うことができ、歪みの発生が防止され、鋼板の形状不良が皆無になると共に、各種サイズの鋼板に適した量の冷却水を噴射することができるから、冷却水の無駄がなくなって経済性が向上する等、多くの工業上有用な効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の装置の一実施態様を示す概略斜視図である。
【図２】スリットノズルの拡大概略斜視図である。
【図３】鋼板の板幅方向における冷却水の速度分布を示す図である。
【図４】鋼板板幅方向の温度プロファイルを示す図である。である。
【符号の説明】
１ 鋼板
２ 拘束ロール
３ 拘束ロール
４ 上部スリットノズル
５ 下部スリットノズル
６ ヘッダー管
７ スカート部
８ 噴射口
９ 隔壁
10 ノズル室
11 冷却水供給管
12 流量調整弁
13 バタフライ弁[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cooling method and a cooling device for uniformly cooling a hot-rolled high-temperature steel sheet in the sheet width direction.
[0002]
[Prior art]
Hot-rolled high-temperature steel sheets generally have uneven cooling during water cooling immediately after rolling due to differences in temperature distribution, steel plate shape, or surface condition. In addition, the occurrence of deformation, residual stress, material variation, etc., and operational troubles due to deformation of the steel sheet are likely to occur. Further, when the steel sheet is deformed, it is inevitable that the cost is increased because a forming operation using a press, a straightening machine, or the like is required in the refining process after rolling.
[0003]
Various devices and methods for solving the above-described problems and for uniformly cooling a high-temperature steel sheet have been conventionally proposed. As a means for cooling while rolling the hot steel plate after rolling online, it is common to cool the steel plate that is transferred horizontally by injecting cooling water in the plate width direction. At this time, it is important to control the cooling at both ends in the plate width direction by adjusting the flow rate of the cooling water so that the cooling of the plate width method of the steel plate becomes uniform.
[0004]
Usually, as a means for cooling a steel plate immediately after hot rolling, laminar cooling water is poured from a slit laminar nozzle or a circular laminar nozzle provided in the plate width direction of the steel plate toward the steel plate and cooled. For example, the following inventions are disclosed as means for uniformly cooling the steel sheet in the sheet width direction.
[0005]
(1) Japanese Patent Laid-Open No. 55-153616:
Distributes the coolant flow rate as a function of distance from the center of the plate width so that the flow density at the center of the plate width ejected from the slit-shaped laminar nozzle is greater than the flow density at the end of the plate width. Thus, overcooling of the end of the steel plate is prevented (hereinafter referred to as Prior Art 1).
[0006]
(2) JP 58-32511 A Prevents the occurrence of unevenness due to overcooling of the steel plate end, and supercools the end of the steel plate with flowing water from a circular laminar nozzle provided in the width direction of the steel plate. In order to prevent this, a shielding object is provided immediately below the circular tube laminar nozzle at the end of the steel plate to cut the cooling water flowing down to the end of the steel plate (hereinafter referred to as Prior Art 2).
(3) JP-A-1-284419:
Nozzles for selectively injecting water into the central part of the steel plate and the end of the steel plate are alternately divided and arranged in the length direction of the steel plate, and the amount of cooling water in each part is controlled (hereinafter referred to as Prior Art 3).
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of the method of the prior art 1 described above, it is possible to flow the cooling water at a flow rate as a function with a circular laminar nozzle having a large number of nozzles. However, as in the case of cooling a thick steel plate, In the case of a slit laminar nozzle that requires cooling, that is, a high flow density, it is impossible to control the flow in the width direction according to this equation. Furthermore, since the cooling water flowing down from the slit laminar nozzle flows on the steel plate and flows out from the end in the width direction of the steel plate, it was impossible to prevent overcooling of the end of the steel plate.
[0008]
In the case of the methods of the
[0009]
In this way, the conventional method cannot prevent uneven cooling due to overcooling at the end of the steel sheet, causing streaky material defects due to overcooling in the steel sheet, resulting in bending of the steel sheet and occurrence of camber after cooling. Could not be prevented.
[0010]
Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and when cooling a hot-rolled high-temperature steel sheet, there is no unevenness in the sheet width direction, and the high-temperature steel sheet can be cooled uniformly. A cooling method and a cooling device are provided.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, there is provided a header pipe and a header pipe to which cooling water is pumped by a high-temperature steel plate that is transported on a table roller on which a plurality of pairs of restraining rolls are provided at a fixed pitch. An upper slit provided toward the upper surface of the steel plate between the plurality of sets of restraining rolls , comprising a skirt portion bent in the steel plate transfer direction and a cooling water discharge port formed at the tip of the skirt portion. In the method for cooling a high-temperature steel sheet, cooling is performed by cooling water sprayed from each of a nozzle and a lower slit nozzle provided toward the lower surface of the steel sheet, the header pipe is partitioned by a partition wall for each nozzle chamber, and the upper part each of the slit nozzle and the lower slit nozzles, is divided into a plurality of nozzle chamber in the width direction by streamlined shape of the partition wall, moreover, the nozzle chamber in the plate width The width of the direction the central portion widely than the width of the plate width direction end portions, the injection amount of the cooling water sprayed against the steel sheet from the nozzle chamber, than the injection amount for the sheet width direction central portion of the steel sheet, said It is characterized in that it is controlled independently for each chamber of the header pipe so that the amount of injection with respect to both ends in the plate width direction of the steel plate is reduced.
[0012]
According to a second aspect of the invention, across the hot-rolled hot steel plate, the upper and lower pair constraining rolls is provided with a plurality of sets with a fixed pitch therebetween of said plurality of sets of constrained rolls, cooled Cooling water is sprayed toward the upper surface of the steel plate, which is composed of a header pipe to which water is pumped, a skirt portion attached to the header pipe and bent in the steel plate transfer direction, and a cooling water discharge port formed at the tip thereof. In the cooling apparatus for high-temperature steel sheet, provided with an upper slit nozzle and a lower slit nozzle for injecting cooling water toward the lower surface of the steel sheet, the header pipe is partitioned by a partition for each nozzle chamber, each of said upper slit nozzle and the lower slit nozzles are divided into a plurality of nozzle chambers by streamlined shape of the barrier ribs in the plate width direction of the steel sheet, the sheet width direction central portion of the nozzle chamber Width is formed wider than the width of the plate width direction end portions, each of said nozzle chamber, the flow control mechanism of the cooling water is provided with, toward the steel plate from the upper slit nozzle and the lower slit nozzles The flow rate of the injected cooling water can be controlled independently for each chamber of the header pipe in the plate width direction of the steel plate.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic perspective view showing an embodiment of the apparatus of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged schematic perspective view of a slit nozzle portion. As shown in FIG. 1 and FIG. 2, a plurality of sets (for example, 20 sets) of a pair of
[0014]
The upper slit nozzle 4 and the lower slit nozzle 5 include a
[0015]
Each of the upper slit nozzle 4 and the lower slit nozzle 5 having the above-described structure is divided into a plurality of nozzle chambers 10 in the plate width direction of the steel plate by a
[0016]
A cooling water supply pipe 11 is attached to each chamber of the
[0017]
Since the apparatus of the present invention is configured as described above, an appropriate amount of cooling water can be supplied according to the width of the steel plate 1 to be cooled, and the amount of cooling water supplied to both ends of the steel plate can be increased. By reducing the amount supplied to the central portion of the steel plate, overcooling of both ends of the steel plate can be prevented.
[0018]
【Example】
Next, the present invention will be described with reference to examples.
[Example 1]
A steel plate after hot rolling with a plate width of 2800 mm, a length of 28 m, a thickness of 32 mm, and an initial temperature of 920 ° C. is passed through the cooling device shown in FIGS. 1 and 2 at a speed of 20 mpm. Cooling was performed under the following conditions in which cooling water of 2 m was squeezed.
[0019]
The hot rolled steel plate was passed through a cooling device under the above-described conditions, and the temperature profile in the steel plate width direction was measured after 30 seconds had passed. The measurement results are shown in FIG.
[0020]
In FIG. 4, (a) is a temperature profile in the plate width direction when cooled by the method of the present invention. As is apparent from the figure, according to the method of the present invention, cooling was possible uniformly in the plate width direction. Moreover, although the steel plate quenched by the above was air-cooled to normal temperature in the cooling floor, distortions, such as curvature, did not generate | occur | produce at all. And after cooling, it was cut into 400 mm strips in the width direction, but camber was not generated, and the hardness in the plate width direction was measured, but there was no burning unevenness in particular, and the hardness distribution was uniform. I was able to.
[0021]
[Example 2]
A steel plate after hot rolling with a plate width of 4300 mm, a length of 15 m, a thickness of 25 mm, and an initial temperature of 890 ° C. is passed through the cooling device shown in FIGS. 1 and 2 at a speed of 25 mpm. Cooling was performed under the following conditions in which cooling water of 25 m was squeezed.
[0022]
[0023]
[Comparative Example]
Using the same apparatus as in Example 1, a hot-rolled thick steel plate having a plate width of 2800 mm, a length of 28 m, a thickness of 32 mm, and an initial temperature of 920 ° C. was passed at a speed of 20 mpm and cooled under the following conditions.
[0024]
[0025]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when the hot-rolled hot steel plate is cooled, the cooling water can be sprayed in a controllable manner in the width direction of the steel plate, so that unevenness occurs in the plate width direction. The cooling water can be uniformly cooled, the occurrence of distortion can be prevented, the shape of the steel plate can be eliminated, and the cooling water in an amount suitable for various sizes of steel plates can be injected. There are many industrially useful effects, such as eliminating waste and improving economy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view showing an embodiment of the apparatus of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged schematic perspective view of a slit nozzle.
FIG. 3 is a diagram showing a velocity distribution of cooling water in a plate width direction of a steel plate.
FIG. 4 is a view showing a temperature profile in a steel plate width direction. It is.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
10 Nozzle chamber
11 Cooling water supply pipe
12 Flow control valve
13 Butterfly valve
Claims (2)
前記ヘッダー管をノズル室毎に隔壁によって区画すると共に、前記上部スリットノズルおよび前記下部スリットノズルの各々を、流線形状の隔壁によって幅方向に複数のノズル室に区画し、しかも、前記ノズル室の板幅方向中央部の幅を板幅方向両端部の幅より広く形成し、前記ノズル室から鋼板に対し噴射される冷却水の噴射量を、前記鋼板の板幅方向中央部に対する噴射量よりも、前記鋼板の板幅方向両端部に対する噴射量の方が少なくなるように前記ヘッダー管の各室毎に独立して制御することを特徴とする、高温鋼板の冷却方法。A high-temperature steel plate transported on a table roller on which a plurality of pairs of restraining rolls are provided at a fixed pitch on the top and bottom, a header pipe to which cooling water is pumped, and a steel plate transfer direction attached to the header pipe consists skirt and forming cooling water discharge port at the tip that is bent and to the between a plurality of sets of constrained rolls, toward the lower surface of the upper slit nozzle and the steel sheet provided toward the upper surface of the steel sheet In the cooling method of the high-temperature steel plate, which is cooled by the cooling water sprayed from each of the provided lower slit nozzles,
The header pipe is partitioned by a partition for each nozzle chamber, and each of the upper slit nozzle and the lower slit nozzle is partitioned into a plurality of nozzle chambers in the width direction by a streamline-shaped partition, and the nozzle chamber The width of the central part in the plate width direction is formed wider than the widths at both ends in the plate width direction , and the injection amount of cooling water injected from the nozzle chamber to the steel plate is larger than the injection amount of the steel plate in the plate width direction center The method for cooling a high-temperature steel sheet is characterized in that each chamber of the header pipe is independently controlled so that the amount of injection with respect to both ends in the sheet width direction of the steel sheet is reduced.
前記ヘッダー管は、ノズル室毎に隔壁によって区画され、前記上部スリットノズルおよび前記下部スリットノズルの各々は、流線形状の隔壁によって鋼板の板幅方向に複数のノズル室に区画され、前記ノズル室の板幅方向中央部の幅は、板幅方向両端部の幅より広く形成され、前記ノズル室の各々には、冷却水の流量制御機構が設けられており、前記上部スリットノズルおよび前記下部スリットノズルから前記鋼板に向けて噴射される冷却水の流量は、前記鋼板の板幅方向に、前記ヘッダー管の各室毎に独立して制御可能になっていることを特徴とする、高温鋼板の冷却装置。A pair of constraining rolls are provided at a certain pitch above and below the hot-rolled hot steel plate, and a header pipe to which cooling water is pumped between the plurality of constraining rolls. An upper slit nozzle for injecting cooling water toward the upper surface of the steel plate , comprising a skirt portion bent in the transport direction of the steel plate and a cooling water discharge port formed at the tip thereof, attached to the header pipe, and In the cooling apparatus for high-temperature steel sheet, provided with a lower slit nozzle for injecting cooling water toward the lower surface of the steel sheet,
The header pipe is partitioned by a partition wall for each nozzle chamber, each of said upper slit nozzle and the lower slit nozzles are divided into a plurality of nozzle chamber in a plate width direction of the steel sheet by streamlined shape of the partition wall, the nozzle chamber The width of the central portion of the plate width direction is formed wider than the width of both ends of the plate width direction , and each of the nozzle chambers is provided with a cooling water flow rate control mechanism, and the upper slit nozzle and the lower slit The flow rate of the cooling water sprayed from the nozzle toward the steel plate is controllable independently for each chamber of the header pipe in the plate width direction of the steel plate. Cooling system.
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