JP4029871B2 - Steel plate cooling device, hot-rolled steel plate manufacturing apparatus and manufacturing method - Google Patents

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本発明は、鋼板を均一に冷却し得る冷却装置、及び、該冷却装置を備える熱延鋼板の製造装置、並びに、熱延鋼板の製造方法に関する。   The present invention relates to a cooling device that can uniformly cool a steel plate, a hot-rolled steel plate manufacturing apparatus including the cooling device, and a hot-rolled steel plate manufacturing method.
自動車用材や構造材等に用いられる鋼材は、強度、加工性、靭性といった機械的特性に優れることが求められ、これらの機械的特性を総合的に高めるには、鋼材の組織を微細化することが有効である。そのため、微細な組織を有する鋼材を得るための製造方法が数多く模索されてきている。また、組織の微細化方法は、合金元素の添加量を削減した安価な高強度熱延鋼板の製造を実現する方法としても、近年注目を集めている。   Steel materials used in automobile materials and structural materials are required to have excellent mechanical properties such as strength, workability, and toughness. To improve these mechanical properties comprehensively, the steel structure must be refined. Is effective. Therefore, many manufacturing methods for obtaining a steel material having a fine structure have been sought. In addition, the microstructure refinement method has recently attracted attention as a method for realizing the production of an inexpensive high-strength hot-rolled steel sheet with a reduced amount of alloy elements.
組織の微細化方法としては、仕上げ圧延の特に後段において、高圧下圧延を行ってオーステナイト粒を微細化するとともに鋼板に圧延歪を蓄積させ、圧延後に得られるフェライト粒の微細化を図る方法が知られている。そして、さらに、オーステナイトの再結晶や回復を抑制してフェライト変態を促進させるという観点から、圧延後のできるだけ短時間に鋼板を600〜700℃まで冷却することが有効である。すなわち、仕上げ圧延に引き続き、ランナウトテーブルで従来行われている冷却の数倍の冷却速度で冷却が可能な冷却装置を設置し、圧延後の鋼板を急冷することが有効である。   As a method for refining the microstructure, particularly in the latter stage of finish rolling, a method is known in which high-pressure rolling is performed to refine the austenite grains and to accumulate rolling strain in the steel sheet to refine the ferrite grains obtained after rolling. It has been. Further, it is effective to cool the steel sheet to 600 to 700 ° C. in the shortest possible time after rolling from the viewpoint of promoting the ferrite transformation by suppressing recrystallization and recovery of austenite. That is, following the finish rolling, it is effective to install a cooling device capable of cooling at a cooling rate several times that conventionally performed on the run-out table and quench the rolled steel sheet rapidly.
しかしながら、冷却装置の冷却能力を高めれば高めるほど、目標の冷却温度まで冷却し得る冷却装置が備えるべき装置長さが短くなり、冷却装置がコンパクトとなる反面、装置の冷却能力(特に鋼板板幅方向における冷却能力)に僅かでも不均一性が存在すると、その不均一性の影響が拡大しやすくなり、冷却後の鋼板に大きな温度ムラが生じる危険性が高まる。すなわち、優れた冷却能力を有する冷却装置を実機に適用する場合には、目標の冷却速度の実現に対する配慮とともに、従来の冷却装置よりも冷却能力の均一性を一層高めることに対する配慮が必要となる。 従来の熱延鋼板の冷却において、ランナウトテーブル等における冷却装置に関しては、冷却後の鋼板の板幅方向における温度分布が問題にされることはあまり無く、鋼板端部の過冷発生防止を除いては、鋼板板幅方向における温度の均一性を改善するための技術開発はほとんどなされてこなかった。すなわち、冷却装置については、主として均一な流量分布を得るための創意工夫がなされてきただけであった。   However, the higher the cooling capacity of the cooling device, the shorter the device length that the cooling device that can be cooled to the target cooling temperature should be, and the cooling device becomes compact. On the other hand, the cooling capacity of the device (especially the steel plate width) If there is even a slight non-uniformity in the cooling capacity in the direction), the influence of the non-uniformity tends to expand, and the risk of large temperature unevenness in the steel sheet after cooling increases. In other words, when applying a cooling device having an excellent cooling capacity to an actual machine, it is necessary to consider not only the realization of the target cooling rate, but also to further increase the uniformity of the cooling capacity compared to the conventional cooling device. . In the conventional cooling of hot-rolled steel sheets, the temperature distribution in the width direction of the steel sheet after cooling is not a problem for the cooling device in the run-out table, etc., except for the prevention of overcooling at the end of the steel sheet. However, little technology has been developed to improve the temperature uniformity in the width direction of the steel sheet. In other words, the cooling device has only been devised mainly to obtain a uniform flow rate distribution.
しかし、上述のように、冷却装置の冷却能力を高めて冷却装置をコンパクトにすると、冷却能力の僅かな不均一性をも解消し得る工夫が必要となる。特に、冷却能力を高めるには、鋼板に噴射される単位面積当りの冷却水量、すなわち、流量密度を大きくする必要があるが、流量密度を大きくすると、鋼板上に溜まる冷却水(滞留水)の量も増加する。この滞留水は、鋼板中央部から端部に向けて流れ、その流速は鋼板の端部に近づくほど増加するため、鋼板板幅方向における冷却ムラを引き起こす。そして、流量密度の増加に伴って滞留水の量が増加すると、鋼板板幅方向における冷却ムラの程度は更に増加する。すなわち、冷却能力の高い冷却装置ほど、鋼板上の滞留水による冷却ムラが発生しやすくなる。   However, as described above, if the cooling device is made compact by increasing the cooling capability of the cooling device, a device that can eliminate even a slight non-uniformity of the cooling capability is required. In particular, in order to increase the cooling capacity, it is necessary to increase the amount of cooling water per unit area sprayed onto the steel sheet, that is, the flow density, but if the flow density is increased, the amount of cooling water (residual water) that accumulates on the steel sheet is increased. The amount also increases. This stagnant water flows from the central part of the steel plate toward the end, and its flow rate increases as it approaches the end of the steel plate, thereby causing uneven cooling in the steel plate width direction. And when the amount of staying water increases with the increase in flow density, the degree of uneven cooling in the steel plate width direction further increases. That is, as the cooling device has a higher cooling capacity, cooling unevenness due to stagnant water on the steel sheet is more likely to occur.
これまで、鋼板の冷却装置に関する技術は、いくつか開示されている。例えば、特許文献1には、最終仕上げ圧延機後方の6m以内から冷却装置を設置し、圧延機から冷却装置までの領域に、ガイドではさまれた狭い隙間に鋼板を搬送させる手段を備えた冷却装置に関する技術が開示されている。また、熱延鋼板の急冷装置に関する技術として、例えば、特許文献2には、互いに隣り合う上ロール間の中央に位置して設けられるとともに冷却水を鋼板の上面に向けて吐出する上部冷却水ノズルと、上部冷却水ノズルから吐出された冷却水を各上ロールの近傍において吸引する給水ノズルとを設けることにより、鋼板上の滞留水を除去しながら冷却を行う装置に関する技術が開示されている。さらに、特許文献3には、2組の上下ローラ間において鋼板の上下にカバーを設け、各カバーにスリット状の給水ノズルを取付け、ローラ表面に近接したカバーの端部に鋼板から離れる方向に湾曲した弧状端部を形成し、ノズルから噴射された冷却水がカバーと鋼板の間で形成された冷却水室を通って弧状端部から流出されるように構成した冷却装置に関する技術が開示されている。
特開2001−246410号公報 特公平7−8374号公報 特公平3−10407号公報
Until now, several techniques related to a steel sheet cooling apparatus have been disclosed. For example, in Patent Literature 1, a cooling device is installed from within 6 m behind the final finish rolling mill, and cooling is provided with a means for conveying the steel sheet to a narrow gap sandwiched by guides in the region from the rolling mill to the cooling device. Techniques relating to the apparatus are disclosed. Moreover, as a technique regarding the rapid cooling apparatus for hot-rolled steel sheets, for example, Patent Document 2 discloses an upper cooling water nozzle that is provided at the center between adjacent upper rolls and that discharges cooling water toward the upper surface of the steel sheet. And the technique regarding the apparatus which cools while removing the stagnant water on a steel plate by providing the water supply nozzle which attracts | sucks the cooling water discharged from the upper cooling water nozzle in the vicinity of each upper roll is disclosed. Further, in Patent Document 3, a cover is provided on the upper and lower sides of the steel plate between two sets of upper and lower rollers, a slit-like water supply nozzle is attached to each cover, and the end of the cover close to the roller surface is curved in a direction away from the steel plate. And a cooling device configured to discharge the cooling water sprayed from the nozzle through the cooling water chamber formed between the cover and the steel plate from the arc-shaped end. Yes.
JP 2001-246410 A Japanese Patent Publication No. 7-8374 Japanese Patent Publication No. 3-10407
しかし、特許文献1に開示されている技術では、冷却速度を高めるために流量密度を大きくした場合、特に鋼板の上面側では鋼板中央部から端部へと冷却水が流れ出る量が増加する。そのため、冷却速度を高めるほど、鋼板板幅方向における冷却ムラの傾向が顕著になるという問題点があった。加えて、特許文献1に開示されている技術では、最終仕上げ圧延機から冷却装置までの間の鋼板の案内手段として上下に設けられたガイドは最大6mと比較的長く、かつ、上下ガイド間の隙間は冷却装置に向けて徐々に広げていく必要がある。そのため、当該ガイドに鋼板が接触する頻度が高いほか、ガイドが設けられている区間では冷却水を噴射できず、摩擦熱により鋼板表面の一部がはがれてガイドに焼きつく等、鋼板やガイドに疵が付きやすいという問題点があった。   However, in the technique disclosed in Patent Document 1, when the flow density is increased in order to increase the cooling rate, the amount of cooling water flowing out from the central portion of the steel plate to the end portion increases particularly on the upper surface side of the steel plate. Therefore, there is a problem that the tendency of uneven cooling in the steel plate width direction becomes more prominent as the cooling rate is increased. In addition, in the technique disclosed in Patent Document 1, the guides provided up and down as the guide means for the steel plate between the final finish rolling mill and the cooling device are relatively long at a maximum of 6 m and between the upper and lower guides. It is necessary to gradually widen the gap toward the cooling device. Therefore, in addition to the frequency with which the steel plate comes into contact with the guide, cooling water cannot be injected in the section where the guide is provided, and a part of the steel plate surface is peeled off due to frictional heat and burned into the guide. There was a problem that it was easy to get wrinkles.
また、特許文献2に開示されている技術によれば、鋼板板幅方向における冷却ムラを低減し得ると考えられるが、冷却速度を高めるために流量密度を大きくしていった場合、供給すべき冷却水の量も増加する。ところが、バキューム等により吸引できる水の量には限界があるため、例えば高流量密度条件下で100mm以上堆積する冷却水を全て吸引しきることは、事実上不可能と考えられる。したがって、一部の冷却水は端部方向に流れ出ることになり、端部ほど過冷されることに起因して生じる冷却ムラの傾向を解消することはできないという問題点があった。   Further, according to the technique disclosed in Patent Document 2, it is considered that cooling unevenness in the width direction of the steel plate can be reduced, but when the flow rate density is increased in order to increase the cooling rate, it should be supplied. The amount of cooling water also increases. However, since there is a limit to the amount of water that can be sucked by vacuum or the like, it is practically impossible to suck all the cooling water that accumulates 100 mm or more under high flow density conditions, for example. Therefore, a part of the cooling water flows out in the direction of the end, and there is a problem that the tendency of uneven cooling caused by being overcooled at the end cannot be eliminated.
さらに、特許文献3に開示されている技術によれば、鋼板上の鋼板板幅方向における冷却水の流れを抑制することができ、排出された冷却水はカバーの上に流れ出て鋼板の冷却には影響しないので、鋼板板幅方向における冷却ムラの発生を解消し得ると考えられる。しかし、カバーの拘束ロール近傍に設けられた弧状端部は、鋼板から数十mm上の位置まで近接させる必要があるが、鋼板先端部が冷却装置に突っ掛けることがないようにするため、鋼板の先端部が通過して拘束ロールにより鋼板を拘束し始めた後に、ノズルとカバーとを下降させて所定の高さにセットする必要がある。さらに、ノズルとカバーとを約1m上方の退避位置から鋼板直上まで下降させるには、少なくとも5〜10秒程度の時間を要する。そのため、たとえ冷却水の噴射をあらかじめ開始していたとしても、装置を下降させている間は、冷却能力が大きく低下した状態における冷却となる。通常、鋼板は秒速10〜15m/秒程度の速さで搬送されているため、特許文献3に開示されている技術では、鋼板先端から少なくとも数十mの長さの部分は十分に冷却されていない状態で巻き取らざるを得ず、鋼板の搬送方向における冷却ムラが生じやすいという問題点があった。   Furthermore, according to the technique disclosed in Patent Document 3, the flow of cooling water in the width direction of the steel plate on the steel plate can be suppressed, and the discharged cooling water flows out on the cover to cool the steel plate. Is not affected, it is considered that the occurrence of uneven cooling in the width direction of the steel sheet can be eliminated. However, the arc-shaped end provided in the vicinity of the restraining roll of the cover needs to be close to a position several tens of millimeters above the steel plate, but in order to prevent the steel plate tip from striking the cooling device, the steel plate After the leading end of the steel plate passes and the steel plate is restrained by the restraining roll, it is necessary to lower the nozzle and the cover and set them to a predetermined height. Furthermore, it takes at least about 5 to 10 seconds to lower the nozzle and the cover from the retracted position about 1 m above to the position just above the steel plate. Therefore, even if the cooling water injection is started in advance, the cooling is performed in a state in which the cooling capacity is greatly reduced while the apparatus is being lowered. Usually, since the steel plate is transported at a speed of about 10 to 15 m / second per second, the technique disclosed in Patent Document 3 sufficiently cools at least a portion of several tens of meters from the front end of the steel plate. There was a problem that it was unavoidable to wind in a state where there was no cooling and uneven cooling in the conveying direction of the steel sheet was likely to occur.
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、冷却ムラを低減することが可能な鋼板の冷却装置、及び、当該冷却装置を備える熱延鋼板の製造装置、並びに、熱延鋼板の当該製造装置による処理工程を含む熱延鋼板の製造方法を提供することを課題とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and is a steel sheet cooling apparatus capable of reducing uneven cooling, a hot-rolled steel sheet manufacturing apparatus including the cooling apparatus, and hot rolling. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a hot-rolled steel sheet including a processing step by the manufacturing apparatus for the steel sheet.
本発明者は、鋼板上にバキューム装置や冷却水を誘導するカバー等を近接させることなく、すなわち、鋼板が冷却装置内に進入する度に退避させておく必要がなく、比較的簡易な設備で、鋼板上における滞留水の流れに起因する鋼板板幅方向の冷却ムラの発生を解消し得る冷却装置について検討した。図9に、冷却装置内の鋼板上に形成される滞留水の形状と冷却水の流れの様子とを概略的に示す。図9において、矢印は冷却水の流れの方向を表し、矢印の長さは流れの速さと対応している。すなわち、長い矢印は冷却水の流れが速いことを表している。また、図9において、紙面の左右方向が鋼板板幅方向であり、紙面に垂直な方向が鋼板搬送方向である。   The present inventor does not need to close a vacuum device or a cover for guiding cooling water on the steel plate, that is, it is not necessary to retract the steel plate every time it enters the cooling device. A cooling device that can eliminate the occurrence of uneven cooling in the width direction of the steel sheet due to the flow of stagnant water on the steel sheet was studied. In FIG. 9, the shape of the stagnant water formed on the steel plate in a cooling device and the mode of the flow of cooling water are schematically shown. In FIG. 9, the arrow indicates the direction of the flow of the cooling water, and the length of the arrow corresponds to the flow speed. That is, a long arrow indicates that the flow of the cooling water is fast. Moreover, in FIG. 9, the left-right direction of a paper surface is a steel plate width direction, and the direction perpendicular | vertical to a paper surface is a steel plate conveyance direction.
図9に示す冷却装置内において、搬送ロール99上を搬送される鋼板96は、鋼板96の上面側に設けられた冷却ノズル92a、92a、…から冷却水噴流93a、93a、…が噴射されて冷却されるとともに、鋼板96の下面側に設けられた冷却ノズル92b、92b、…から冷却水噴流93b、93b、…が噴射されて冷却されている。そして、鋼板96の上面には、冷却ノズル92a、92a、…から噴射された冷却水が滞留して滞留水91を形成している。
図9に示すように、滞留水91は、鋼板96の板幅方向端部から搬送ロール99の方へと流れ出すため、鋼板中央部における滞留水91の高さは、鋼板端部における滞留水91の高さよりも高い。一方、液高さの違いに起因した静水圧の差により、鋼板中央部から鋼板端部に向けて、冷却水の鋼板板幅方向の流れが生じる。したがって、滞留水91の液高さは、鋼板中央部で最大になるとともに、鋼板中央部から鋼板端部に向けて上記液高さは徐々に減少し、クラウン状の分布となる。他方、鋼板板幅方向における冷却水の流速は、鋼板端部に近づくほど増加する。
In the cooling device shown in FIG. 9, a cooling water jet 93 a, 93 a,... Is ejected from a cooling nozzle 92 a, 92 a,. While being cooled, cooling water jets 93b, 93b,... Are jetted from cooling nozzles 92b, 92b,. And the cooling water sprayed from the cooling nozzles 92a, 92a, ... stays on the upper surface of the steel plate 96 to form the staying water 91.
As shown in FIG. 9, the stagnant water 91 flows out from the end in the plate width direction of the steel plate 96 toward the transport roll 99, so that the stagnant water 91 at the center of the steel plate has a height of the stagnant water 91 at the end of the steel plate. Higher than the height of On the other hand, due to the difference in hydrostatic pressure caused by the difference in liquid height, a flow of cooling water in the width direction of the steel sheet occurs from the center of the steel sheet toward the end of the steel sheet. Therefore, the liquid height of the stagnant water 91 is maximized at the central part of the steel sheet, and the liquid height gradually decreases from the central part of the steel sheet toward the end of the steel sheet, resulting in a crown-shaped distribution. On the other hand, the flow rate of the cooling water in the steel plate width direction increases as it approaches the end of the steel plate.
図10に、鋼板の板幅が1.6mの場合における、冷却水の流量密度と鋼板板幅方向中央部における滞留水の高さとの関係を示す。図10において、縦軸は鋼板板幅方向中央部における滞留水の高さであり、横軸は冷却水の流量密度である。図10より、冷却水の流量密度が増加するにつれて滞留水の高さはほぼ直線的に増加し、冷却水の流量密度が20m/m・分の場合、滞留水の高さは約400mmに達することが分かる。また、図11に、板幅が1.6mの鋼板に流量密度が20m/m・分である冷却水が噴射された場合における、鋼板板幅方向中央からの距離と、滞留水高さ及び鋼板板幅方向における冷却水の流速(鋼板板幅方向中央から端部へと流れる滞留水流れの滞留水高さ方向に平均した流速)との関係を示す。図11において、左側の縦軸、右側の縦軸、及び、横軸は、それぞれ、滞留水の高さ、鋼板板幅方向における冷却水の流速、及び、鋼板板幅方向中央からの距離である。図11より、滞留水の高さは、鋼板中央部で約400mm、鋼板端部で約300mmのクラウン状の分布となることが分かる。ここに、鋼板上における滞留水の高さが高いほど、冷却水噴流が鋼板に衝突する際の衝突圧が減少し、冷却能が減少する。したがって、鋼板上に滞留水の上記クラウン状の分布が生じると、鋼板中央部の冷却能が減少するため、鋼板の端部側ほど冷却能が増加する冷却能分布が発生する。また、図11より、冷却水の流速は、鋼板の端部に近づくにつれてほぼ直線状に増加し、鋼板端部における流速は0.8m/秒となることが分かる。このような流速分布が生じると、鋼板板幅方向の冷却水流れによる冷却効果が加わり、鋼板端部側ほど冷却能が大きくなりやすくなるため、鋼板板幅方向における上記冷却能分布がさらに大きく助長される。 FIG. 10 shows the relationship between the flow rate density of the cooling water and the height of the stagnant water in the central part in the width direction of the steel plate when the plate width of the steel plate is 1.6 m. In FIG. 10, the vertical axis represents the height of the staying water at the central portion in the width direction of the steel plate, and the horizontal axis represents the flow rate density of the cooling water. From FIG. 10, the height of the stagnant water increases almost linearly as the cooling water flow density increases, and when the cooling water flow density is 20 m 3 / m 2 · min, the stagnant water height is about 400 mm. You can see that Further, FIG. 11 shows the distance from the center in the width direction of the steel plate when the cooling water having a flow rate density of 20 m 3 / m 2 · min is injected onto the steel plate having a plate width of 1.6 m, and the staying water height. And the relationship with the flow rate of the cooling water in the steel plate width direction (the flow rate averaged in the stagnant water height direction of the stagnant water flow flowing from the center of the steel plate width direction to the end) is shown. In FIG. 11, the left vertical axis, the right vertical axis, and the horizontal axis are the height of accumulated water, the flow rate of cooling water in the steel plate width direction, and the distance from the center of the steel plate width direction, respectively. . From FIG. 11, it can be seen that the height of the staying water has a crown-shaped distribution of about 400 mm at the center of the steel plate and about 300 mm at the end of the steel plate. Here, the higher the stay water on the steel plate, the lower the collision pressure when the cooling water jet collides with the steel plate, and the cooling capacity decreases. Therefore, when the above-mentioned crown-shaped distribution of stagnant water occurs on the steel sheet, the cooling capacity at the central part of the steel sheet decreases, so that a cooling capacity distribution in which the cooling capacity increases toward the end of the steel sheet occurs. Further, it can be seen from FIG. 11 that the flow rate of the cooling water increases almost linearly as it approaches the end of the steel plate, and the flow rate at the end of the steel plate is 0.8 m / sec. When such a flow velocity distribution occurs, a cooling effect due to the cooling water flow in the steel sheet width direction is added, and the cooling capacity tends to increase toward the end of the steel sheet. Therefore, the cooling capacity distribution in the steel sheet width direction is further enhanced. Is done.
本発明者は、これらの知見に基づいて、発明を完成させるに至った。以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。   The inventor has completed the invention based on these findings. The present invention will be described below. In order to facilitate understanding of the present invention, reference numerals in the accompanying drawings are appended in parentheses, but the present invention is not limited to the illustrated embodiment.
第1の本発明は、搬送ロール(29、29、…)上のパスラインを搬送される鋼板(16)を冷却すべき、複数の冷却ノズル帯を備える鋼板の冷却装置(4)であって、複数の冷却ノズル帯は、鋼板(16)の上面側及び下面側に設けられるとともに鋼板(16)の搬送方向に列をなし、冷却ノズル帯は、鋼板(16)の板幅方向に所定の間隔で配置された複数の冷却ノズル(32a、32a、…、32b、32b、…)を備え、複数の冷却ノズル(32a、32a、…、32b、32b、…)は、鋼板(16)を冷却すべき冷却水を噴射し、鋼板(16)の上面側に設けられた冷却ノズル(32a、32a、…)とパスラインとの間に第1のガイド板(22a、22b、22c)が設けられるとともに、当該第1のガイド板(22a、22b、22c)は、冷却ノズル(32a、32a、…)から鋼板(16)に向けて噴射された冷却水が通過すべき流入孔(33a、33a、…)と、冷却水が鋼板(16)から冷却ノズル(32a、32a、…)の方向へと通過すべき流出孔(35a、35a、…)と、を有することを特徴とする、鋼板の冷却装置(4)により、上記課題を解決する。   1st this invention is a steel plate cooling device (4) provided with the some cooling nozzle zone which should cool the steel plate (16) conveyed by the pass line on a conveyance roll (29, 29, ...), The plurality of cooling nozzle bands are provided on the upper surface side and the lower surface side of the steel plate (16) and are arranged in the conveying direction of the steel plate (16), and the cooling nozzle bands are predetermined in the plate width direction of the steel plate (16). A plurality of cooling nozzles (32a, 32a, ..., 32b, 32b, ...) arranged at intervals are provided, and the plurality of cooling nozzles (32a, 32a, ..., 32b, 32b, ...) cool the steel plate (16). The first guide plate (22a, 22b, 22c) is provided between the cooling nozzle (32a, 32a,...) Provided on the upper surface side of the steel plate (16) and the pass line. In addition, the first guide plate (22a, 22 , 22c) are the inflow holes (33a, 33a,...) Through which the cooling water jetted from the cooling nozzles (32a, 32a,...) Toward the steel plate (16) should pass, and the cooling water from the steel plate (16). The above problem is solved by a steel plate cooling device (4) characterized by having outflow holes (35a, 35a, ...) that should pass in the direction of the cooling nozzles (32a, 32a, ...).
上記の本発明において、パスラインの上面側であるとともに鋼板(16)の板幅方向両端側に、側壁(36a、36b)が設けられていることが好ましい。   In said invention, it is preferable that the side wall (36a, 36b) is provided in the plate | board width direction both ends side of the steel plate (16) while being the upper surface side of a pass line.
また、上記の本発明において、側壁(36a、36b)の上辺とパスラインとの距離は、冷却ノズル(32a、32a、…)の冷却水噴射口とパスラインとの距離よりも大きいことが好ましい。   In the present invention, the distance between the upper side of the side walls (36a, 36b) and the pass line is preferably larger than the distance between the cooling water injection port of the cooling nozzle (32a, 32a,...) And the pass line. .
さらに、上記の本発明において、鋼板(16)の下面側に設けられた冷却ノズル(32b、32b、…)と搬送ロール(29、29、…)により形成されるパスラインとの間に第2のガイド板(24a、24b、24c、24d)が設けられ、当該第2のガイド板(24a、24b、24c、24d)は、冷却ノズル(32b、32b、…)から鋼板(16)に向けて噴射された冷却水が通過すべき流入孔(33b、33b、…)と、冷却水が鋼板(16)から冷却ノズル(32b、32b、…)の方向へと通過すべき流出孔(35b、35b、…)と、を有することが好ましい。   Furthermore, in the present invention described above, the second is between the cooling nozzles (32b, 32b,...) Provided on the lower surface side of the steel plate (16) and the pass line formed by the transport rolls (29, 29,...). Guide plates (24a, 24b, 24c, 24d) are provided, and the second guide plates (24a, 24b, 24c, 24d) are directed from the cooling nozzles (32b, 32b,...) Toward the steel plate (16). Inflow holes (33b, 33b,...) Through which the injected cooling water should pass and outflow holes (35b, 35b) through which the cooling water should pass from the steel plate (16) in the direction of the cooling nozzles (32b, 32b,...). ,...
また、さらに、上記の本発明において、パスラインの下面側であるとともに鋼板(16)の板幅方向両端側に、側壁(36c、36d)が設けられていることが好ましい。   Furthermore, in the present invention described above, it is preferable that side walls (36c, 36d) are provided on the lower surface side of the pass line and on both ends in the plate width direction of the steel plate (16).
加えて、上記の本発明において、冷却ノズル(32a、32a、…、32b、32b、…)1個当りの冷却水の平均流量をQ(m/分)、鋼板(16)の板幅方向における冷却ノズル(32a、32a、…、32b、32b、…)の平均配置間隔をP(m)、鋼板(16)の搬送方向における冷却ノズル帯の平均間隔をP(m)、及び、鋼板(16)の搬送方向における冷却ノズル帯数をN、とするとき、式(1)で定義される流量密度W(m/m・分)が6.0以上であるとともに、式(2)で定義される有効冷却長L(m)と流量密度Wとが式(3)を満たすことが好ましい。
=Q/(P・P) (1)
=P・N (2)
8.5/W 3/5 ≦ L ≦ 36.7/W 2/3 (3)
In addition, in the present invention, the average flow rate of the cooling water per cooling nozzle (32a, 32a,..., 32b, 32b,...) Is Q N (m 3 / min), and the plate width of the steel plate (16). cooling nozzle in a direction (32a, 32a, ..., 32b , 32b, ...) P W (m) average arrangement interval, an average interval P L of the cooling nozzle zone in the transport direction of the steel plate (16) (m), and When the number of cooling nozzle bands in the conveying direction of the steel plate (16) is N L , the flow density W D (m 3 / m 2 · min) defined by the equation (1) is 6.0 or more. it is preferable to satisfy the formula (2) effective cooling length is defined by L C (m) and flow density W D Togashiki (3).
W D = Q N / (P W · P L ) (1)
L C = P L · N L (2)
8.5 / W D 3/5 ≦ L C ≦ 36.7 / W D 2/3 (3)
第2の本発明は、熱延仕上げ圧延機列(2)における最終スタンド(2a)と、第1の本発明にかかる鋼板の冷却装置(4)と、冷却水の水切りを行う水切り手段(8、14)とを、鋼板(16)の搬送方向に順に備えることを特徴とする、熱延鋼板の製造装置により、上記課題を解決する。   The second aspect of the present invention is the final stand (2a) in the hot rolling finish rolling mill row (2), the steel sheet cooling device (4) according to the first aspect of the present invention, and the draining means (8) for draining the cooling water. , 14) in order in the conveying direction of the steel plate (16), the above-mentioned problem is solved by a manufacturing apparatus for a hot-rolled steel plate.
上記第2の本発明において、最終スタンド(2a)のロール(21a、21b)と水切り手段(14)との間の領域に冷却水のプールが形成されるとともに、鋼板(16)がプールの冷却水中に浸漬されるように水切り手段(8、14)が配置されていることが好ましい。   In the second aspect of the present invention, a pool of cooling water is formed in a region between the rolls (21a, 21b) of the final stand (2a) and the draining means (14), and the steel plate (16) is used for cooling the pool. It is preferable that the draining means (8, 14) is arranged so as to be immersed in water.
また、上記第2の本発明において、鋼板(16)の上面側に設けられている冷却装置の冷却ノズル(32a、32a、…)は、冷却ノズル(32a、32a、…)の冷却水噴射口がプールの冷却水中に浸漬されるように設けられていることが好ましい。   Moreover, in the said 2nd this invention, the cooling nozzle (32a, 32a, ...) of the cooling device provided in the upper surface side of the steel plate (16) is a cooling water injection port of a cooling nozzle (32a, 32a, ...). Is preferably provided so as to be immersed in the cooling water of the pool.
さらに、上記第2の本発明において、冷却装置(4)が備える冷却ノズル帯の中で最終スタンド(2a)に最も近い冷却ノズル帯が備える冷却ノズル(32a、32a、…、32b、32b、…)の冷却水噴射口が、最終スタンド(2a)の出口に位置すべき鋼板に向けられていることが好ましい。   Furthermore, in the second aspect of the present invention, the cooling nozzles (32a, 32a, ..., 32b, 32b, ...) included in the cooling nozzle band closest to the final stand (2a) among the cooling nozzle bands included in the cooling device (4). ) Is preferably directed to the steel plate to be positioned at the outlet of the final stand (2a).
第3の本発明は、第2の本発明にかかる熱延鋼板の製造装置を用いて、熱延仕上げ圧延機列(2)における最終スタンド(2a)で圧延された鋼板(16)を処理する工程を含むことを特徴とする、熱延鋼板の製造方法により、上記課題を解決する。   3rd this invention processes the steel plate (16) rolled by the last stand (2a) in a hot-rolling finish rolling mill row | line | column (2) using the manufacturing apparatus of the hot-rolled steel plate concerning 2nd this invention. The said subject is solved by the manufacturing method of a hot-rolled steel plate characterized by including a process.
第1の本発明によれば、特に、鋼板板幅方向における冷却ムラを低減することが可能になるため、冷却ムラを低減することが可能な鋼板の冷却装置(4)を提供することができる。   According to 1st this invention, since it becomes possible to reduce especially the cooling nonuniformity in a steel plate width direction, the cooling device (4) of the steel plate which can reduce a cooling nonuniformity can be provided. .
また、パスラインの上面側であるとともに鋼板(16)の板幅方向両端側に、側壁(36a、36b)が設けられることで、鋼板端部における鋼板板幅方向の冷却水の流れを抑制することが可能になるとともに、鋼板(16)と第1のガイド板(22a、22b、22c)との間の空間を冷却水により容易に満たすことが可能になる。したがって、第1の本発明によれば、冷却ムラを容易に低減することが可能な、鋼板の冷却装置(4)を提供することができる。   Moreover, the side wall (36a, 36b) is provided on the both sides of the plate width direction of the steel plate (16) on the upper surface side of the pass line, thereby suppressing the flow of cooling water in the steel plate width direction at the steel plate end portion. And the space between the steel plate (16) and the first guide plates (22a, 22b, 22c) can be easily filled with cooling water. Therefore, according to 1st this invention, the cooling device (4) of a steel plate which can reduce a cooling nonuniformity easily can be provided.
さらに、側壁(36a、36b)の上辺とパスラインとの距離が、冷却ノズル(32a、32a、…)の冷却水噴射口とパスラインとの距離よりも大きいことで、冷却ノズル(32a、32a、…)から噴射される冷却水が、滞留水(31)の高さ分布の影響及び冷却水の鋼板板幅方向における流れの影響を受けることなく、鋼板(16)の表面に到達することが可能になる。したがって、第1の本発明によれば、冷却ムラをより一層低減することが可能な鋼板の冷却装置(4)を提供することができる。   Further, the distance between the upper side of the side wall (36a, 36b) and the pass line is larger than the distance between the cooling water injection port of the cooling nozzle (32a, 32a,...) And the pass line, so that the cooling nozzle (32a, 32a). ,...) Can reach the surface of the steel plate (16) without being affected by the height distribution of the stagnant water (31) and the flow of cooling water in the width direction of the steel plate. It becomes possible. Therefore, according to 1st this invention, the cooling device (4) of the steel plate which can reduce a cooling nonuniformity further can be provided.
また、さらに、第2のガイド板(24a、24b、24c、24d)が設けられることで、鋼板(16)と第2のガイド板(24a、24b、24c、24d)との間の空間を、冷却ノズル(32b、32b、…)から噴射される冷却水により満たすことが可能になる。したがって、第1の本発明によれば、鋼板の冷却装置(4)の冷却能を向上させることが可能になる。   Furthermore, by providing the second guide plates (24a, 24b, 24c, 24d), the space between the steel plate (16) and the second guide plates (24a, 24b, 24c, 24d) It becomes possible to fill with cooling water sprayed from the cooling nozzles (32b, 32b,...). Therefore, according to 1st this invention, it becomes possible to improve the cooling capability of the cooling device (4) of a steel plate.
さらに、また、パスラインの下面側であるとともに鋼板(16)の板幅方向両端側に、側壁(36c、36d)が設けられることで、鋼板(16)と第2のガイド板(24a、24b、24c、24d)との間の空間を、冷却ノズル(32b、32b、…)から噴射される冷却水により満たすことが容易になるとともに、鋼板(16)の下面側も、鋼板板幅方向における均一な冷却が可能になる。したがって、第1の本発明によれば、冷却能を向上させることが可能であるとともに、冷却ムラをより一層低減することが可能な、鋼板の冷却装置(4)を提供することができる。   Furthermore, the side wall (36c, 36d) is provided on the lower surface side of the pass line and on both ends in the plate width direction of the steel plate (16), so that the steel plate (16) and the second guide plates (24a, 24b). 24c, 24d) can be easily filled with the cooling water sprayed from the cooling nozzles (32b, 32b,...), And the lower surface side of the steel plate (16) is also in the steel plate width direction. Uniform cooling is possible. Therefore, according to 1st this invention, while being able to improve cooling capacity, the cooling device (4) of a steel plate which can reduce a cooling nonuniformity further can be provided.
加えて、式(1)で定義される流量密度W(m/m・分)が6.0以上であるとともに、式(2)で定義される有効冷却長L(m)と流量密度Wとが式(3)を満たすことで、結晶粒の微細化に必要な冷却能力を有しつつ、有効冷却長さLを8m以下に抑えることが可能になる。したがって、第1の本発明によれば、従来の熱延鋼板の圧延ラインを大幅に改造することなく鋼板の冷却装置(4)を配置することができる。 In addition, the flow density W D (m 3 / m 2 · min) defined by the equation (1) is 6.0 or more, and the effective cooling length L C (m) defined by the equation (2) by satisfying flow density W D Togashiki (3), while having a cooling capacity required for the refinement of the crystal grains, comprising an effective cooling length L C can be suppressed to below 8m. Therefore, according to 1st this invention, the cooling device (4) of a steel plate can be arrange | positioned, without remodeling the rolling line of the conventional hot-rolled steel plate significantly.
第2の本発明によれば、鋼板を均一に冷却し得る鋼板の冷却装置(4)により、熱延仕上げ圧延機列(2)の最終スタンド(2a)を経た鋼板(16)を冷却することができる。圧延後の鋼板を均一に冷却し得る鋼板の冷却装置により鋼板を冷却すれば、高強度熱延鋼板を製造することが可能になるため、第2の本発明によれば、高強度熱延鋼板を製造し得る熱延鋼板の製造装置を提供することができる。   According to the second aspect of the present invention, the steel plate (16) that has passed through the final stand (2a) of the hot rolling finish rolling mill row (2) is cooled by the steel plate cooling device (4) that can uniformly cool the steel plate. Can do. If the steel plate is cooled by a steel plate cooling device capable of uniformly cooling the rolled steel plate, a high-strength hot-rolled steel plate can be produced. According to the second aspect of the present invention, the high-strength hot-rolled steel plate The manufacturing apparatus of the hot-rolled steel plate which can manufacture can be provided.
また、熱延仕上げ圧延機列(2)の最終スタンド(2a)を経た鋼板(16)が冷却水のプールに浸漬されることで、圧延後の鋼板(16)を急冷することが可能になり、圧延後の鋼板の急冷は、高強度熱延鋼板の製造にとって有効である。したがって、第2の本発明によれば、高強度熱延鋼板を容易に製造し得る熱延鋼板の製造装置を提供することができる。   In addition, the steel plate (16) that has passed through the final stand (2a) of the hot rolling finish rolling mill row (2) is immersed in a pool of cooling water, so that the steel plate (16) after rolling can be rapidly cooled. The rapid cooling of the steel sheet after rolling is effective for producing a high-strength hot-rolled steel sheet. Therefore, according to 2nd this invention, the manufacturing apparatus of the hot-rolled steel plate which can manufacture a high intensity | strength hot-rolled steel plate easily can be provided.
さらに、冷却ノズル(32a、32a、…)の冷却水噴射口がプールの冷却水中に浸漬されることで、熱延仕上げ圧延機列(2)の最終スタンド(2a)を経た鋼板(16)を均一に急冷することが容易になる。したがって、第2の本発明によれば、高強度熱延鋼板をより一層容易に製造し得る熱延鋼板の製造装置を提供することができる。   Furthermore, the cooling water injection port of the cooling nozzle (32a, 32a,...) Is immersed in the cooling water of the pool, so that the steel plate (16) that has passed through the final stand (2a) of the hot rolling finish rolling mill row (2). It becomes easy to rapidly cool evenly. Therefore, according to 2nd this invention, the manufacturing apparatus of the hot-rolled steel plate which can manufacture a high strength hot-rolled steel plate still more easily can be provided.
加えて、冷却装置(4)が備える冷却ノズル帯の中で最終スタンド(2a)に最も近い冷却ノズル帯が備える冷却ノズル(32a、32a、…、32b、32b、…)の冷却水噴射口が、最終スタンド(2a)の出口に位置すべき鋼板に向けられていることで、当該最終スタンド(2a)を経た直後の鋼板(16)を容易に急冷することが可能になる。したがって、本発明によれば、高強度熱延鋼板をより一層容易に製造し得る熱延鋼板の製造装置を提供することができる。   In addition, the cooling nozzles of the cooling nozzles (32a, 32a, ..., 32b, 32b, ...) included in the cooling nozzle band closest to the final stand (2a) among the cooling nozzle bands included in the cooling device (4) are provided. The steel plate (16) immediately after passing through the final stand (2a) can be easily and rapidly cooled by being directed to the steel plate to be positioned at the exit of the final stand (2a). Therefore, according to this invention, the manufacturing apparatus of the hot-rolled steel plate which can manufacture a high strength hot-rolled steel plate still more easily can be provided.
第3の本発明によれば、高強度熱延鋼板を製造し得る熱延鋼板の製造方法を提供することができる。   According to 3rd this invention, the manufacturing method of the hot-rolled steel plate which can manufacture a high intensity | strength hot-rolled steel plate can be provided.
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本発明の鋼板の冷却装置を備えた熱延鋼板の製造装置の実施形態を概略的に示す外観図である。図1において、鋼板は左から右の方向へと搬送されており、紙面上下方向が鉛直方向である。以下、図1の紙面左側を上流側、紙面右側を下流側と記述することがある。
Embodiments of the present invention will be described below.
FIG. 1 is an external view schematically showing an embodiment of a hot-rolled steel sheet manufacturing apparatus provided with the steel sheet cooling apparatus of the present invention. In FIG. 1, the steel sheet is conveyed from the left to the right direction, and the vertical direction in the drawing is the vertical direction. Hereinafter, the left side of FIG. 1 may be described as the upstream side, and the right side of the paper may be described as the downstream side.
図1に示すように、加熱炉から抽出され粗圧延機で圧延された粗バー1は、温度を制御されながら連続的に熱延仕上げ圧延機列2で所定の厚みまで圧延された後、本発明の鋼板の冷却装置(以下において、「第1の冷却装置」と記述することがある。)4内で急速に冷却される。ここに、第1の冷却装置4は、熱延仕上げ圧延機列の最終スタンド2aのハウジング内部から圧延ロールに極力近接するようにして設置されている。そして、第1の冷却装置4を経た鋼板16は、ランナウトテーブル9、9、…の上を搬送される間に数秒間空冷された後、第2の冷却装置5により所定の巻き取り温度まで冷却され、巻取り機3によりコイル状に巻き取られる。   As shown in FIG. 1, a rough bar 1 extracted from a heating furnace and rolled by a roughing mill is continuously rolled to a predetermined thickness by a hot rolling finish rolling mill row 2 while being controlled in temperature. The steel sheet cooling device 4 of the invention (hereinafter sometimes referred to as “first cooling device”) 4 is rapidly cooled. Here, the first cooling device 4 is installed as close as possible to the rolling roll from the inside of the housing of the final stand 2a of the hot rolling finish rolling mill row. Then, the steel plate 16 that has passed through the first cooling device 4 is air-cooled for several seconds while being transported on the run-out tables 9, 9,..., And then cooled to a predetermined winding temperature by the second cooling device 5. Then, it is wound into a coil by the winder 3.
第1の冷却装置4の出側には、水切り手段を兼ねたピンチロール8が設けられており、さらに、ピンチロール8の下流側には、鋼板16の上面側に水切りヘッダ14が設けられている。また、第2の冷却装置5の入側及び出側にも、鋼板16の上面側に水切りヘッダ15a、15bが設けられており、各水切りヘッダ14、15a、及び、15bの直後あるいは直前には、鋼板16の上面側に、温度計6、7a、及び、7bが設けられている。熱延仕上げ圧延機列2の最終スタンド2aと、当該スタンド2aの直前に配置されたスタンド2bとの間には、鋼板16の上面側に温度計10が設けられている。熱延仕上げ圧延機列2における鋼板16の仕上げ温度は、最終スタンド2aにより圧延される前の鋼板温度を温度計10により測定した温度から推定されるとともに、第1の冷却装置4による急冷が行われた後の鋼板温度は温度計6により測定され、第2の冷却装置5による冷却前及び冷却後における鋼板温度は温度計7a及び7bにより測定される。他方、第2の冷却装置5は、一般的なランナウト用冷却装置であり、鋼板16の上面側には円管ラミナーノズルヘッダ11、11、…が、鋼板16の下面側には搬送ロール間にスプレーノズルヘッダ12、12、…が、それぞれ設けられている。   A pinch roll 8 also serving as a draining means is provided on the exit side of the first cooling device 4, and a draining header 14 is provided on the upper surface side of the steel plate 16 on the downstream side of the pinch roll 8. Yes. Also, draining headers 15a and 15b are provided on the upper surface side of the steel plate 16 also on the entry side and the exit side of the second cooling device 5, and immediately after or immediately before each draining header 14, 15a and 15b. On the upper surface side of the steel plate 16, thermometers 6, 7a and 7b are provided. A thermometer 10 is provided on the upper surface side of the steel plate 16 between the final stand 2a of the hot rolling finish rolling mill row 2 and the stand 2b disposed immediately before the stand 2a. The finishing temperature of the steel plate 16 in the hot rolling finish rolling mill row 2 is estimated from the temperature measured by the thermometer 10 before the steel plate 16 is rolled by the final stand 2a, and is rapidly cooled by the first cooling device 4. The steel plate temperature after breaking is measured by the thermometer 6, and the steel plate temperature before and after cooling by the second cooling device 5 is measured by the thermometers 7a and 7b. On the other hand, the second cooling device 5 is a general run-out cooling device, in which the circular tube laminar nozzle headers 11, 11,... Spray nozzle headers 12, 12,... Are respectively provided.
本発明にかかる冷却装置4を備える熱延鋼板の製造装置では、当該装置4の下流側にピンチロール8を配置することが好ましい。このような形態とすることで、冷却装置4内で噴射された冷却水が鋼板16の下流側へと流出することを防止することが可能になるほか、冷却装置4内における鋼板16の波打ちを抑制して、特に、鋼板16の先端が巻き取り機3に噛み込む前の時点における鋼板16の通板性を向上させることが可能になる。   In the apparatus for manufacturing a hot-rolled steel sheet provided with the cooling device 4 according to the present invention, it is preferable to arrange the pinch roll 8 on the downstream side of the device 4. By adopting such a configuration, it becomes possible to prevent the cooling water sprayed in the cooling device 4 from flowing out to the downstream side of the steel plate 16, and the corrugation of the steel plate 16 in the cooling device 4 can be prevented. In particular, it is possible to improve the sheet passing property of the steel plate 16 at the time before the tip of the steel plate 16 bites into the winder 3.
図2に、第1の冷却装置4の鉛直方向断面を概略的に拡大して示す。図2において、図の左右方向が鋼板搬送方向及び水平方向である一方、紙面に垂直な方向が鋼板板幅方向である。なお、図2における上下方向の矢印は、ピンチロール8における上ロール8aの移動方向を示している。
図2に示すように、第1の冷却装置4は、第1のガイド板22a及び第2のガイド板24aを備えている。第1のガイド板(以下において、「上ガイド板」と記述する。)22aは、下流側になるほど搬送ロール29、29、29により形成されるパスラインから遠ざかるように傾斜して配置されており、当該ガイド板22aに続く上ガイド板22b、22cは、上記パスラインに概ね平行、又は、ガイド板の下流側がパスラインからやや遠ざかるように傾斜させて配置されている。一方、第2のガイド板(以下において、「下ガイド板」と記述する。)24a、及び、これに続く下ガイド板24b、24c、24dは、上記パスラインに概ね平行、又は、ガイド板の下流側がパスラインからやや遠ざかるように傾斜させて配置されている。下ガイド板24a、24b、24c、24dの間には、搬送ロール29、29、29が配置されており、熱延仕上げ圧延機列の最終スタンド2aのロール21a、21bにより圧下された鋼板16は、上ガイド板22a、22b、22c及び下ガイド板24a、24b、24c、24dにより、第1の冷却装置4内へと誘導される。
FIG. 2 schematically shows an enlarged vertical section of the first cooling device 4. In FIG. 2, the horizontal direction in the figure is the steel plate conveyance direction and the horizontal direction, while the direction perpendicular to the paper surface is the steel plate width direction. Note that the vertical arrows in FIG. 2 indicate the moving direction of the upper roll 8 a in the pinch roll 8.
As shown in FIG. 2, the first cooling device 4 includes a first guide plate 22a and a second guide plate 24a. The first guide plate (hereinafter referred to as “upper guide plate”) 22a is disposed so as to be further away from the pass line formed by the transport rolls 29, 29, 29 toward the downstream side. The upper guide plates 22b and 22c following the guide plate 22a are disposed so as to be substantially parallel to the pass line or inclined so that the downstream side of the guide plate is slightly away from the pass line. On the other hand, a second guide plate (hereinafter referred to as “lower guide plate”) 24a and lower guide plates 24b, 24c, and 24d following the second guide plate are substantially parallel to the above-mentioned pass line, or of the guide plate. The downstream side is arranged so as to be inclined slightly away from the pass line. Conveying rolls 29, 29, 29 are arranged between the lower guide plates 24a, 24b, 24c, 24d, and the steel plate 16 rolled down by the rolls 21a, 21b of the final stand 2a of the hot rolling finish rolling mill row is The upper guide plates 22a, 22b, 22c and the lower guide plates 24a, 24b, 24c, 24d are guided into the first cooling device 4.
上ガイド板22a、22b、22c及び下ガイド板24a、24b、24c、24dの外側には、冷却ヘッダ26a、26a、…、及び、26b、26b、…、並びに、27a、27a、…、及び、27b、27b、…が設けられている。各冷却ヘッダ26a、26a、…、26b、26b、…、27a、27a、…、及び、27b、27b、…のヘッダ管には、鋼板搬送方向に所定の間隔で導管が取り付けられており、当該導管の先端には冷却ノズルが取り付けられている。さらに、上ガイド板22a、22b、22c及び下ガイド板24a、24b、24c、24dには、冷却ノズルから鋼板16に向けて噴射した冷却水噴流が通過すべき流入孔が設けられている。そして、この流入孔の大きさ及び形状は、後述するように、冷却水噴流がガイド板に干渉することなく、かつ、鋼板16の長手方向先端部が当該流入孔に突っ掛かることを防止するという観点から、ガイド板毎に設計されている。   On the outside of the upper guide plates 22a, 22b, 22c and the lower guide plates 24a, 24b, 24c, 24d, the cooling headers 26a, 26a, ..., 26b, 26b, ..., and 27a, 27a, ..., and 27b, 27b,... Are provided. .., 27a, 27a,..., And 27b, 27b,..., And 27b, 27b,... Have conduits attached at predetermined intervals in the steel plate conveyance direction. A cooling nozzle is attached to the end of the conduit. Further, the upper guide plates 22a, 22b, 22c and the lower guide plates 24a, 24b, 24c, 24d are provided with inflow holes through which the cooling water jet injected from the cooling nozzle toward the steel plate 16 should pass. The size and shape of the inflow hole prevents the cooling water jet from interfering with the guide plate and prevents the longitudinal end of the steel plate 16 from striking the inflow hole, as will be described later. From the viewpoint, it is designed for each guide plate.
このような形態を備えることで、第1の冷却装置4は、以下の特徴を有する。
1)ロール21a、21bの出口から、上ガイド板22a、22b、22c及び下ガイド板24a、24b、24c、24dを連続的に設置することで、特に鋼板先端部進入時の突っ掛かりを防止しつつ、第1の冷却装置4内に鋼板16を誘導することが可能になるため、鋼板16の先端部進入時に、冷却装置4を退避させる必要がない。したがって、鋼板先端の非定常冷却部の長さを短くすることができ、鋼板16の搬送方向における冷却ムラを低減することが可能になる。
By providing such a configuration, the first cooling device 4 has the following characteristics.
1) By continuously installing the upper guide plates 22a, 22b, 22c and the lower guide plates 24a, 24b, 24c, 24d from the exits of the rolls 21a, 21b, it is possible to prevent sticking particularly when entering the front end of the steel plate. However, since it is possible to guide the steel plate 16 into the first cooling device 4, it is not necessary to retract the cooling device 4 when the front end of the steel plate 16 enters. Therefore, the length of the unsteady cooling part at the front end of the steel plate can be shortened, and the cooling unevenness in the conveying direction of the steel plate 16 can be reduced.
2)熱延仕上げ圧延機列2を経た直後から、鋼板16を第1の冷却装置4により冷却することが可能になる。そのため、熱延仕上げ圧延機列2で強圧下を行うことにより蓄積された歪を回復させることなく鋼板16を急冷することが可能になり、鋼板16における組織の微細化をより促進することが可能になる。   2) The steel plate 16 can be cooled by the first cooling device 4 immediately after passing through the hot rolling finish rolling mill row 2. Therefore, it is possible to rapidly cool the steel plate 16 without recovering the accumulated strain by performing strong reduction in the hot rolling finish rolling mill row 2, and it is possible to further promote the refinement of the structure in the steel plate 16. become.
3)鋼板の先端が第1の冷却装置4内に入る前に、あらかじめ第1の冷却装置4内の冷却水の噴射を開始しておくことで、鋼板の先端部が冷却装置4内で波打ちを生じて鋼板20のような形態となりガイド板と接触しそうになっても、冷却水は、鋼板20をガイド板から遠ざける方向へと噴射されている。そのため、鋼板20がガイド板に衝突した場合でも、その衝突の衝撃を低減することが可能になる。また、あらかじめ噴射されている冷却水により、鋼板16とガイド板との摩擦熱を低減することが可能になるため、摩擦熱に起因して生じる鋼板表層の剥離を抑制することが可能になるほか、ガイド板や鋼板に形成される疵を低減することができる。   3) Before the tip of the steel plate enters the first cooling device 4, the cooling water in the first cooling device 4 is started in advance so that the tip of the steel plate is waved in the cooling device 4. Even if it becomes like the steel plate 20 and comes into contact with the guide plate, the cooling water is sprayed in the direction away from the guide plate. Therefore, even when the steel plate 20 collides with the guide plate, the impact of the collision can be reduced. In addition, since the frictional heat between the steel plate 16 and the guide plate can be reduced by the cooling water sprayed in advance, it is possible to suppress the peeling of the steel plate surface layer caused by the frictional heat. The wrinkles formed on the guide plate and the steel plate can be reduced.
加えて、ロール21a、鋼板16、ピンチロールの上側ロール8a、及び、後述する側壁により囲まれる領域(以下において、「冷却室」と記述することがある。)が冷却水で満たされ、冷却水のプールが形成されると、第1の冷却装置4は定常的な冷却状態となって所定の冷却能力が得られるようになる。したがって、第1の冷却装置4の出側にピンチロール8を設ける構成とすることで、鋼板先端における非定常冷却部の長さを一層短くすることが可能になる。   In addition, the region surrounded by the roll 21a, the steel plate 16, the upper roll 8a of the pinch roll, and the side wall described later (hereinafter sometimes referred to as “cooling chamber”) is filled with the cooling water, and the cooling water When the pool is formed, the first cooling device 4 is in a steady cooling state, and a predetermined cooling capacity can be obtained. Therefore, by adopting a configuration in which the pinch roll 8 is provided on the exit side of the first cooling device 4, the length of the unsteady cooling part at the front end of the steel plate can be further shortened.
図3に、第1の冷却装置4の鋼板板幅方向断面における、滞留水の流れの状況を概略的に示す。図3において、紙面に垂直な方向が鋼板搬送方向である一方、紙面の左右方向が鋼板板幅方向である。なお、図3において、矢印は、冷却水の流れを表している。
図3に示すように、第1の冷却装置4において、鋼板16の上面側には上ガイド板(図2の22a、22b、22cに相当する。図3の説明では、単に「上ガイド板37a」と記述する。)が設けられている。また、鋼板16の下面側には下ガイド板(図2の24a、24b、24c、24dに相当する。図3の説明では、単に「下ガイド板37b」と記述する。)が設けられるとともに、搬送ロール29が配置されている。他方、鋼板16の板幅方向両端側には、鋼板16の上面側に上側壁36a及び36bが、鋼板16の下面側に下側壁36c及び36dが、それぞれ設けられており、鋼板16の表面は、ロール及び側壁により囲まれて冷却室が形成される。したがって、第1の冷却装置4において、鋼板16に向けて噴射された冷却水は、当該冷却室に溜まり、冷却室に形成された滞留水のプールにより浸漬されることで、鋼板16は冷却される。
In FIG. 3, the state of the flow of a staying water in the steel plate board width direction cross section of the 1st cooling device 4 is shown roughly. In FIG. 3, the direction perpendicular to the paper surface is the steel plate conveyance direction, while the left-right direction of the paper surface is the steel plate width direction. In FIG. 3, arrows indicate the flow of cooling water.
As shown in FIG. 3, in the first cooling device 4, the upper guide plate (corresponding to 22a, 22b, and 22c in FIG. 2 corresponds to the upper guide plate 37a in the description of FIG. ")" Is provided. In addition, a lower guide plate (corresponding to 24a, 24b, 24c, and 24d in FIG. 2; simply described as “lower guide plate 37b” in the description of FIG. 3) is provided on the lower surface side of the steel plate 16. A transport roll 29 is disposed. On the other hand, upper side walls 36a and 36b are provided on the upper surface side of the steel plate 16, and lower side walls 36c and 36d are provided on the lower surface side of the steel plate 16, respectively. A cooling chamber is formed surrounded by the roll and the side wall. Therefore, in the first cooling device 4, the cooling water sprayed toward the steel plate 16 is accumulated in the cooling chamber, and is immersed in the pool of accumulated water formed in the cooling chamber, so that the steel plate 16 is cooled. The
鋼板16の上面側及び下面側に備えられている冷却ノズル(以下において、「上ノズル」及び「下ノズル」と記述する。)32a、32a、…、及び、32b、32b、…から鋼板16に向けて噴射される冷却水噴流は、上ガイド板37a及び下ガイド板37bに設けられた流入孔33a、33a、…、及び、33b、33b、…から上記冷却室内へと流入して鋼板16に衝突する。そして、鋼板16の上面側及び下面側に衝突した冷却水は、上ガイド板37a及び下ガイド板37bに設けられた流出孔35a、35a、…、及び、35b、35b、…から、冷却室外へと排出される。   From the cooling nozzles (hereinafter referred to as “upper nozzle” and “lower nozzle”) 32a, 32a,..., And 32b, 32b,. The cooling water jet injected toward the steel plate 16 flows into the cooling chamber through the inflow holes 33a, 33a,..., 33b, 33b, provided in the upper guide plate 37a and the lower guide plate 37b. collide. And the cooling water which collided with the upper surface side and lower surface side of the steel plate 16 goes out of the cooling chamber from the outflow holes 35a, 35a,... And 35b, 35b,. And discharged.
図3に示す第1の冷却装置4では、鋼板16の板幅方向両端側に設けられている側壁36a、36b、36c、及び36dにより、滞留水が鋼板16の端部から流出することを防止しており、上記冷却室内に滞留した冷却水は上ガイド板及び下ガイド板の流出孔35a、35a、…、及び、35b、35b、…から排出される。そのため、各冷却ノズル32a、32a、…、及び、32b、32b、…から冷却室内へと噴射されて鋼板16に衝突した冷却水は、鋼板板幅方向への流れを抑制され、冷却室内へと流入する冷却水噴流間を通り抜けて、流出孔35a、35a、…、及び、35b、35b、…から排出される(図3矢印参照)。したがって、上記冷却室内では、冷却水の鋼板板幅方向の流れがほとんど生じないため、鋼板板幅方向において均一冷却を行うことが可能になる。   In the first cooling device 4 shown in FIG. 3, the stagnant water is prevented from flowing out from the end of the steel plate 16 by the side walls 36 a, 36 b, 36 c, and 36 d provided on both ends in the plate width direction of the steel plate 16. The cooling water staying in the cooling chamber is discharged from the outflow holes 35a, 35a,... And 35b, 35b,. Therefore, the cooling water that has been injected from the cooling nozzles 32a, 32a,..., 32b, 32b,... Into the cooling chamber and collided with the steel plate 16 is suppressed from flowing in the width direction of the steel plate and into the cooling chamber. It passes through between the inflowing cooling water jets and is discharged from the outflow holes 35a, 35a,... And 35b, 35b,. Therefore, since the flow of the cooling water in the steel plate width direction hardly occurs in the cooling chamber, uniform cooling can be performed in the steel plate width direction.
図3に示す第1の冷却装置4において、上記上側壁36a及び36bの上端と鋼板16との距離は、上ノズル32a、32a、…における冷却水噴射口と鋼板16との距離よりも大きくすることが好ましい。このような構成とすることで、上ノズル32a、32a、…から噴射される冷却水の噴射圧を低下させて冷却水の流量密度を小さくした場合であっても、上記冷却室内における滞留水の液高さを、上ノズル32a、32a、…における冷却水噴射口の位置よりも高くすることができる。そのため、上記冷却室内が冷却水により満たされている第1の冷却装置4の定常運転状態下では、冷却水の流量密度によらず、常に、上ノズル32a、32a、…における冷却水噴射口を、冷却水中に配置することができる。すなわち、図3に示すように、上側壁36a及び36bの上端よりも低い位置に上ノズル32a、32a、…における冷却水噴射口を配置することで、冷却水噴流に対する鋼板板幅方向の滞留水高さ分布の影響を完全に排除することが可能になる。一方、上述のように、第1の冷却装置4では、上側壁36a及び36bの上端よりも低い位置では冷却水の鋼板板幅方向の流れがほとんど生じないため、冷却水噴流に対する鋼板板幅方向の冷却水流れによる影響も排除することが可能になる。したがって、かかる構成を備える第1の冷却装置4とすることで、鋼板16上における冷却水噴流の衝突圧を、鋼板板幅方向の全ての冷却ノズルにおいて完全に均等にすることができるため、鋼板板幅方向における更なる均一冷却を行うことが可能になる。   In the first cooling device 4 shown in FIG. 3, the distance between the upper ends of the upper side walls 36a and 36b and the steel plate 16 is made larger than the distance between the cooling water injection port and the steel plate 16 in the upper nozzles 32a, 32a,. It is preferable. Even if it is a case where the injection pressure of the cooling water injected from the upper nozzles 32a, 32a,... The liquid height can be made higher than the position of the cooling water injection port in the upper nozzles 32a, 32a,. Therefore, under the steady operation state of the first cooling device 4 in which the cooling chamber is filled with cooling water, the cooling water injection ports in the upper nozzles 32a, 32a,. Can be placed in cooling water. That is, as shown in FIG. 3, by disposing the cooling water injection ports in the upper nozzles 32a, 32a,... At positions lower than the upper ends of the upper side walls 36a and 36b, the stagnant water in the steel plate width direction with respect to the cooling water jet It becomes possible to completely eliminate the influence of the height distribution. On the other hand, as described above, in the first cooling device 4, since the flow of the cooling water in the steel plate width direction hardly occurs at the position lower than the upper ends of the upper side walls 36a and 36b, the steel plate width direction with respect to the cooling water jet. It is possible to eliminate the influence of the cooling water flow. Therefore, by using the first cooling device 4 having such a configuration, the collision pressure of the cooling water jet on the steel plate 16 can be completely equalized in all the cooling nozzles in the steel plate width direction. It becomes possible to perform further uniform cooling in the plate width direction.
なお、常に十分に高い流量密度(例えば、下記式(1)で定義される流量密度Wが8.0(m/m・分)程度)の冷却水が噴射されている状況下で使用する場合、又は、上ガイド板37a及び上ノズル32a、32a、…を十分に鋼板16に近接可能な場合であって側壁36a、36b、36c、及び、36dが存在しなくても上ガイド板37aと鋼板16との間を冷却水で満たすことが可能な場合等には、側壁36a、36b、36c、及び、36dを備えない第1の冷却装置4であっても良い。かかる形態の冷却装置4では、特に鋼板の端部近傍で鋼板板幅方向の冷却水流れが生じるため、鋼板端部の冷却能が上昇しやすいと考えられるが、上記場合には流出孔35a、35a、…から大部分の冷却水が排出される。したがって、このような形態を備える冷却装置4であっても、従来よりも鋼板板幅方向における均一冷却を行うことが可能な冷却装置4を提供することができる。 Note that all times a sufficiently high flow density (e.g., flow density W D defined by the following formula (1) 8.0 (m 3 / m 2 · min) approximately) in a situation where cooling water is injected When used, or when the upper guide plate 37a and the upper nozzles 32a, 32a,... Can be sufficiently close to the steel plate 16 and the side walls 36a, 36b, 36c, and 36d are not present, the upper guide plate When the space between 37a and the steel plate 16 can be filled with cooling water, the first cooling device 4 that does not include the side walls 36a, 36b, 36c, and 36d may be used. In the cooling device 4 of this form, it is considered that the cooling water flow in the width direction of the steel plate occurs particularly in the vicinity of the end portion of the steel plate, so that the cooling ability of the steel plate end portion is likely to increase. Most of the cooling water is discharged from 35a. Therefore, even if it is the cooling device 4 provided with such a form, the cooling device 4 which can perform the uniform cooling in the steel plate width direction than before can be provided.
図3に示す第1の冷却装置4のように、鋼板16の下面側にも下ガイド板37b並びに/又は下側壁36c及び36dを配置し、鋼板16と下ガイド板37bとの間も冷却水で満たすことで、優れた冷却能を有するとともに鋼板板幅方向における均一冷却をより一層確実に行い得る冷却装置4とすることができる。ここに、滞留水に起因する冷却ムラは、通常、鋼板の上面側で生じる現象である。そのため、鋼板板幅方向における均一冷却の実施のみを重視する場合には、下ガイド板37b並びに/又は下側壁36c及び36dを備えない冷却装置4としても良い。   As in the first cooling device 4 shown in FIG. 3, the lower guide plate 37b and / or the lower side walls 36c and 36d are also arranged on the lower surface side of the steel plate 16, and cooling water is also provided between the steel plate 16 and the lower guide plate 37b. By satisfy | filling with, it can be set as the cooling device 4 which has the outstanding cooling capability and can perform the uniform cooling in a steel plate width direction more reliably. Here, the cooling unevenness caused by the staying water is a phenomenon that usually occurs on the upper surface side of the steel sheet. Therefore, in the case where importance is attached only to the uniform cooling in the steel plate width direction, the cooling device 4 may be provided without the lower guide plate 37b and / or the lower side walls 36c and 36d.
また、本発明にかかる第1の冷却装置4は、当該冷却装置4内における鋼板16の蛇行を抑制するという観点から、サイドガイド38a及び38bを備えることが好ましい。サイドガイド38a及び38bは、駆動アーム39a及び39bを介して鋼板板幅方向へと移動可能となるように構成されている。当該方向へ移動可能な形態とすることで、冷却装置4内を搬送される鋼板16の搬送位置を、鋼板板幅方向における冷却装置4の中央部へ制御することができる。かかるサイドガイド38a及び38bは、上記機能に加えて、鋼板16の両サイド(上側壁36a及び36bと鋼板16両端部の間)から回り込む冷却水の流れを遮る機能をも有するため、サイドガイド38a及び38bを備えることで、鋼板板幅方向における均一冷却をより一層確実に行い得る第1の冷却装置4を提供することができる。   Moreover, it is preferable that the 1st cooling device 4 concerning this invention is equipped with the side guides 38a and 38b from a viewpoint that the meandering of the steel plate 16 in the said cooling device 4 is suppressed. The side guides 38a and 38b are configured to be movable in the steel plate width direction via the drive arms 39a and 39b. By setting it as the form which can move to the said direction, the conveyance position of the steel plate 16 conveyed in the inside of the cooling device 4 can be controlled to the center part of the cooling device 4 in a steel plate width direction. In addition to the above functions, the side guides 38a and 38b also have a function of blocking the flow of cooling water flowing from both sides of the steel plate 16 (between the upper side walls 36a and 36b and both ends of the steel plate 16). And 38b can provide the 1st cooling device 4 which can perform the uniform cooling in a steel plate width direction more reliably.
なお、本発明にかかる第1の冷却装置4は、下ガイド板37bと搬送ロール29、29、…との間、あるいは冷却装置4入側の上ガイド板37a及び下ガイド板37bと圧延ロール21a及び21bとの間、あるいは冷却装置4の出側に、ピンチロール8を備える形態であっても良い(図1参照)。第1の冷却装置4がピンチロール8を備える場合、ピンチロール8と上ガイド板37a及び下ガイド板37bとの接触を避けるという観点から、ピンチロール8と上ガイド板37a及び下ガイド板37bとの間に10〜20mm程度の隙間を設ける必要があるため、冷却水はかかる隙間からも冷却室外へと排出される。したがって、鋼板板幅方向における冷却ムラの発生を防止するという観点から、ピンチロール8を備える第1の冷却装置4では、上記隙間を鋼板板幅方向に一様とすることが好ましい。   In addition, the 1st cooling device 4 concerning this invention is between the lower guide plate 37b and the conveyance rolls 29, 29, ..., or the upper guide plate 37a on the cooling device 4 entrance side, the lower guide plate 37b, and the rolling roll 21a. And 21b or on the exit side of the cooling device 4 may be provided with a pinch roll 8 (see FIG. 1). When the first cooling device 4 includes the pinch roll 8, the pinch roll 8, the upper guide plate 37a, the lower guide plate 37b, and the like, from the viewpoint of avoiding contact between the pinch roll 8 and the upper guide plate 37a and the lower guide plate 37b. Since it is necessary to provide a gap of about 10 to 20 mm between the cooling water and the cooling water, the cooling water is discharged out of the cooling chamber. Therefore, from the viewpoint of preventing the occurrence of uneven cooling in the steel plate width direction, in the first cooling device 4 including the pinch roll 8, it is preferable that the gap is uniform in the steel plate width direction.
本発明にかかる第1の冷却装置4では、上側壁36a及び36bを設置することで、上ガイド板37aとパスラインとの距離が500mm程度であっても、鋼板板幅方向における均一冷却を実施することができる。そのため、本発明の冷却装置4は、厚鋼板の冷却装置として適用可能であるほか、冷却装置4の入側にピンチロールを配置するか又は熱延仕上げ圧延機列2の直後に当該冷却装置4を配置することで、鋼板先端の非定常冷却域を低減させ得る熱延鋼板の冷却装置としても適用することができる。ここに、例えば、本発明にかかる第1の冷却装置4が熱延鋼板の製造装置に備えられる場合、冷却装置4が配置されるべき位置は特に限定されるものではないが、熱延仕上げ圧延機列2における最終スタンド2aの直後に、ハウジングの内部から当該最終スタンド2aの圧延ロール21a及び21bに極力近接するように配置させることが好ましい。このように配置させることで、熱延仕上げ圧延機列2による圧延直後の鋼板16を急冷することが可能になるとともに、鋼板16の先端部を安定して冷却装置4に誘導することが可能となるため、冷却装置4を退避させることなく鋼板16の先端部をも定常冷却部とし得る熱延鋼板の製造装置を提供することが可能になる。   In the first cooling device 4 according to the present invention, by installing the upper side walls 36a and 36b, uniform cooling in the width direction of the steel plate is performed even if the distance between the upper guide plate 37a and the pass line is about 500 mm. can do. Therefore, the cooling device 4 of the present invention can be applied as a thick steel plate cooling device, or a pinch roll is arranged on the entry side of the cooling device 4 or immediately after the hot rolling finish rolling mill row 2. It is possible to apply as a cooling device for hot-rolled steel sheets that can reduce the unsteady cooling region at the tip of the steel sheet. Here, for example, when the first cooling device 4 according to the present invention is provided in a manufacturing apparatus for hot-rolled steel sheets, the position where the cooling device 4 should be arranged is not particularly limited, but hot-rolling finish rolling Immediately after the final stand 2 a in the machine row 2, it is preferable to dispose as close as possible to the rolling rolls 21 a and 21 b of the final stand 2 a from the inside of the housing. By arranging in this way, the steel plate 16 immediately after rolling by the hot rolling finish rolling mill row 2 can be rapidly cooled, and the tip of the steel plate 16 can be stably guided to the cooling device 4. Therefore, it is possible to provide a hot-rolled steel plate manufacturing apparatus in which the tip of the steel plate 16 can be used as a steady cooling unit without retracting the cooling device 4.
鋼板16が最終スタンド2aで圧下されてから冷却が開始されるまでの時間をより一層短くするという観点から、本発明にかかる第1の冷却装置4では、熱延仕上げ圧延機列2の最終スタンド2aの圧延ロール21a及び21bに最も近い冷却ヘッダから噴射される冷却水の噴射方向を、当該冷却ヘッダから上記ロール21a及び21bへの方向とすることが好ましい。上記ロール21a及び21bに最も近い冷却ヘッダから、このような方向に冷却水を噴射することで、ロール21a及び21bを経た直後の鋼板16に向けて冷却水を噴射することが可能になる。したがって、圧延で蓄積された圧延歪が回復する時間をほぼゼロにすることができるため、より微細な組織を有する鋼板を製造することができる。
また、本発明にかかる第1の冷却装置4の装置長さは、特に限定されるものではないが、良好な通板性を確保するとともにメンテナンス作業を容易にするという観点から、可能な限り短くすることが好ましい。好ましい装置長さは8m以下、さらに好ましくは5m以下である。
From the viewpoint of further shortening the time from when the steel plate 16 is reduced by the final stand 2a until the cooling is started, the first cooling device 4 according to the present invention uses the final stand of the hot rolling finish rolling mill row 2. It is preferable that the injection direction of the cooling water injected from the cooling header closest to the 2a rolling rolls 21a and 21b is the direction from the cooling header to the rolls 21a and 21b. By injecting the cooling water in such a direction from the cooling header closest to the rolls 21a and 21b, it becomes possible to inject the cooling water toward the steel plate 16 immediately after passing through the rolls 21a and 21b. Therefore, since the time for recovering the rolling strain accumulated by rolling can be made substantially zero, a steel sheet having a finer structure can be manufactured.
Moreover, the apparatus length of the 1st cooling device 4 concerning this invention is although it does not specifically limit, From a viewpoint of making maintenance work easy while ensuring favorable plate | board property, it is as short as possible. It is preferable to do. The preferred apparatus length is 8 m or less, more preferably 5 m or less.
本発明者が行った冷却ノズルの冷却能測定結果を基に、本発明にかかる第1の冷却装置4を用いて板厚が3mmの鋼板を850℃から650℃までΔTc=200℃の冷却を行う場合における、流量密度W(m/m・分)と、表面から0.75mmの領域の鋼板冷却速度V(℃/秒)との関係を見積もった。この結果を図4に示す。図4において、縦軸は冷却速度V(℃/秒)、横軸は流量密度W(m/m・分)である。なお、以下において、鋼板温度をX℃低下させる冷却を、「ΔT=X℃の冷却」と記述する。
上記ΔT=200℃の冷却において、冷却ノズルへの給水圧は1.5MPa、鋼板搬送方向における冷却ノズル帯の間隔Pは0.1mとし、鋼板の上面側及び下面側における冷却水の流量密度は同一とした。
Based on the cooling performance measurement result of the cooling nozzle performed by the present inventor, the steel sheet having a thickness of 3 mm is cooled from 850 ° C. to 650 ° C. by ΔTc = 200 ° C. using the first cooling device 4 according to the present invention. In the case of performing, the relationship between the flow density W D (m 3 / m 2 · min) and the steel sheet cooling rate V C (° C./second) in the region of 0.75 mm from the surface was estimated. The result is shown in FIG. In FIG. 4, the vertical axis represents the cooling rate V C (° C./second), and the horizontal axis represents the flow rate density W D (m 3 / m 2 · min). In the following, the cooling for lowering the steel plate temperature by X ° C. is described as “ΔT C = Cooling at X ° C.”.
In the cooling of the ΔT C = 200 ℃, supply water to the cooling nozzle is 1.5 MPa, the interval P L of the cooling nozzle band in the steel plate conveyance direction and 0.1 m, flow rate of the cooling water in the upper surface and the lower surface side of the steel plate The density was the same.
冷却ノズル1個当たりの冷却水の平均流量をQ(m/分)、鋼板板幅方向における冷却ノズルの平均配置間隔をP(m)とするとき、流量密度Wは、
=Q/(P・P) (1)
で与えられる。ここに、上記冷却ノズルの平均配置間隔Pを小さくするほど冷却効率が上昇するため、冷却装置のコンパクト化を図ることが可能になる。本発明の冷却装置4を実機へと適用する場合、メンテナンス作業を効率良く行う等の観点から、Pは0.04m以上が好ましく、板幅方向の冷却均一性確保の観点から、0.16m以下であることが好ましい。図4に、P=0.04m、0.08m、及び、0.16mのそれぞれの場合における流量密度Wと冷却速度Vとの関係を示す。
一方、冷却ノズルへの給水圧は、高圧にするほど冷却効率が上昇するが、実機適用時における操業条件を適当なものにする等の観点から、冷却ノズルへの給水圧は1.5MPa前後とすることが好ましい。
したがって、これらの条件を満たすという観点から、板厚3mmの鋼板を冷却する場合における冷却速度Vは、
109・W 2/3 ≦ V ≦ 177・W 3/5 (i)
であることが好ましい。図4に、V=109・W 2/3を一点鎖線で、V=177・W 3/5を破線で、それぞれ示す。図4より、P=0.04m、0.08m、及び、0.16mのそれぞれの場合における値は、上記式(i)を満たす領域内に位置している。
The average flow of the cooling water per one cooling nozzle Q N (m 3 / min), when the average arrangement interval of the cooling nozzles in the steel sheet width direction and P W (m), flow density W D is
W D = Q N / (P W · P L ) (1)
Given in. Here, since the cooling efficiency increases as the average arrangement interval PW of the cooling nozzles is reduced, the cooling device can be made more compact. When the cooling device 4 of the present invention is applied to an actual machine, P W is preferably 0.04 m or more from the viewpoint of efficiently performing maintenance work, etc., and 0.16 m from the viewpoint of ensuring cooling uniformity in the plate width direction. The following is preferable. FIG. 4 shows the relationship between the flow rate density W D and the cooling rate V C in each case of P W = 0.04 m, 0.08 m, and 0.16 m.
On the other hand, the cooling water efficiency increases as the water supply pressure to the cooling nozzle is increased. However, from the viewpoint of making the operating conditions appropriate when the actual machine is applied, the water supply pressure to the cooling nozzle is about 1.5 MPa. It is preferable to do.
Therefore, the cooling rate V C when the terms of these conditions are satisfied, cooling the steel sheet having a thickness of 3 mm,
109 · W D 2/3 ≦ V C ≦ 177 · W D 3/5 (i)
It is preferable that In FIG. 4, V C = 109 · W D 2/3 is indicated by a one-dot chain line, and V C = 177 · W D 3/5 is indicated by a broken line. From FIG. 4, the values in each case of P W = 0.04 m, 0.08 m, and 0.16 m are located in a region that satisfies the above formula (i).
ここに、本発明にかかる冷却装置4を熱延鋼板の冷却装置として適用し、熱延仕上げ圧延後に鋼板を急冷させて鋼板の結晶粒の微細化を図る場合、圧延直後の鋼板に対して、ΔT=100〜200℃の冷却を行う必要がある。一方、巻き取り機で巻き取られ始めて速度が増した後における鋼板の通板速度Vは、15〜20m/秒程度である。そこで、第1の冷却装置4に備えられるノズル帯の総数をNとするとき、冷却装置4が備えるべき鋼板搬送方向の装置長さ(以下において、「有効冷却長さ」と記述することがある。)L(m)は、次式で与えられる。
=P・N=V・ΔT/V (ii)
すなわち、上記式(i)及び(ii)より、本発明にかかる冷却装置4を熱延鋼板の冷却装置として適用して、板厚3mmの鋼板を冷却する場合に必要とされる有効冷却長さLの範囲は、
15・100/(177・W 3/5) ≦ L ≦ 20・200/(109・W 2/3
より、
8.5/W 3/5 ≦ L ≦ 36.7/W 2/3 (3)
となる。したがって、本発明にかかる冷却装置4の有効冷却長さLを上記式(3)の範囲に制限することで、結晶粒の微細化に必要な冷却能力を有するとともに良好な操業性を備え得る、冷却装置4を提供することができる。
Here, when the cooling device 4 according to the present invention is applied as a cooling device for a hot-rolled steel sheet and the steel sheet is rapidly cooled after hot-rolling finish rolling to reduce the crystal grains of the steel sheet, It is necessary to perform cooling at ΔT C = 100 to 200 ° C. Meanwhile, the sheet passing speed V P of the steel sheet in after the speed begun wound by winder is increased, is about 15-20 meters / sec. Therefore, when the total number of nozzle bands provided in the first cooling device 4 is N L , the device length in the steel sheet conveyance direction that the cooling device 4 should be provided (hereinafter referred to as “effective cooling length”). Lc (m) is given by:
L C = P L · N L = V P · ΔT C / V C (ii)
That is, from the above formulas (i) and (ii), the effective cooling length required for cooling a steel plate having a thickness of 3 mm by applying the cooling device 4 according to the present invention as a cooling device for a hot-rolled steel plate. range of L C is,
15 · 100 / (177 · W D 3/5 ) ≦ L C ≦ 20 · 200 / (109 · W D 2/3 )
Than,
8.5 / W D 3/5 ≦ L C ≦ 36.7 / W D 2/3 (3)
It becomes. Therefore, by limiting the effective cooling length L C of the cooling device 4 according to the present invention to the range of the above formula (3), the cooling device 4 can have a cooling capability necessary for crystal grain refinement and good operability. The cooling device 4 can be provided.
ところで、従来の熱延鋼板の圧延ラインでは、通常、熱延仕上げ圧延機列の最終スタンドから冷却装置までの距離は10m程度であり、この10m程の間に、各種計測器類が配置されている。そのため、当該計測器類を2mの区間内に配置すれば、8mの区間を確保することができる。したがって、本発明にかかる冷却装置4の鋼板搬送方向における装置長さLを8m以下に抑えれば、従来の冷却装置を動かすことなく、従来の熱延鋼板の圧延ラインに本発明にかかる冷却装置4を配置することができる。すなわち、本発明にかかる冷却装置4の有効冷却長さLを8m以下に抑えることで、従来の熱延鋼板の製造装置から鋼板の結晶粒を微細化させ得る熱延鋼板の製造装置へと改造する際のコストを低減することが可能になる。 By the way, in the conventional hot-rolled steel sheet rolling line, the distance from the final stand of the hot-rolling finish rolling mill row to the cooling device is usually about 10 m, and various measuring instruments are arranged between about 10 m. Yes. Therefore, if the measuring instruments are arranged in a 2 m section, an 8 m section can be secured. Therefore, Osaere the device length L C of the steel plate conveyance direction of the cooling apparatus 4 according to the present invention below 8m, without moving the conventional cooling device, the cooling according to the present invention in the rolling line of the conventional hot rolled steel sheet A device 4 can be arranged. That, and the effective cooling length L C of the cooling apparatus 4 according to the present invention by suppressing below 8m, the apparatus for manufacturing a hot-rolled steel sheet from the conventional apparatus for producing hot-rolled steel sheet capable of refining crystal grains of the steel sheet Costs for remodeling can be reduced.
ここに、上記式(3)におけるLの最大値を与えるΔT=200℃及びV=20m/秒の場合にLを8m以下とするには、式(ii)より、冷却速度Vを500℃/秒以上とする必要がある。そして、かかる冷却速度Vとするには、図4より、流量密度Wを最低でも5.65m/m・分程度以上とする必要がある。したがって、冷却装置4において、流量密度Wが6.0以上であるとともに、式(ii)で定義される有効冷却長L(m)と流量密度Wとが式(3)を満たす場合には、従来の熱延鋼板の製造装置から鋼板の結晶粒を微細化させ得る熱延鋼板の製造装置へと改造する際のコストを低減することが可能な、冷却装置4とすることができる。 Here, in order to set L C to 8 m or less when ΔT C = 200 ° C. and V P = 20 m / second which gives the maximum value of L C in the above formula (3), the cooling rate V C needs to be 500 ° C./second or more. Then, to the according cooling rate V C, from 4, it is necessary that the flow density W D 5.65m 3 / m 2 or level minutes or more at minimum. Accordingly, in the cooling device 4, the flow density W D is 6.0 or more, when satisfying the expression effective cooling length is defined by (ii) L C (m) and flow density W D Togashiki (3) The cooling device 4 can reduce the cost when remodeling from a conventional hot-rolled steel plate manufacturing device to a hot-rolled steel plate manufacturing device that can refine crystal grains of the steel plate. .
なお、上記式(3)は、板厚3mmの鋼板を冷却する場合を想定して導出された式であるが、板厚が3mmよりも厚い鋼板を冷却する場合には、鋼板の冷却速度が低下するため、それに伴い鋼板の通板速度を低下させることで、結晶粒の微細化に必要な冷却能力を有するとともに良好な操業性を備え得る、冷却装置4とすることができる。これに対し、板厚が3mmよりも薄い鋼板を冷却する場合には、鋼板の冷却速度が増加するため、それに伴い鋼板の通板速度を増加させることで、同様の効果を備える冷却装置4とすることができる。したがって、上記式(3)を満たす冷却装置4とすることで、通常の製造範囲内の板厚を備える全ての熱延鋼板を冷却し得る冷却装置4とすることが可能である。   In addition, although the said Formula (3) is a formula derived supposing the case where the steel plate of 3 mm in thickness is cooled, when cooling the steel plate thicker than 3 mm, the cooling rate of a steel plate is set. Therefore, by reducing the sheet passing speed of the steel plate accordingly, the cooling device 4 can be provided with a cooling capability necessary for refining crystal grains and having good operability. On the other hand, when cooling a steel plate having a thickness of less than 3 mm, the cooling rate of the steel plate increases, and accordingly, the cooling device 4 having the same effect is obtained by increasing the plate passing rate of the steel plate. can do. Therefore, by setting it as the cooling device 4 which satisfy | fills said Formula (3), it is possible to set it as the cooling device 4 which can cool all the hot-rolled steel plates provided with the plate | board thickness in a normal manufacturing range.
便宜上、上記説明では、第1の冷却装置4の下流側にピンチロール8及び水切りヘッダ14が設けられている形態について説明したが、本発明にかかる冷却装置4の通常運転時には、高圧の冷却水が大量に噴射されているので、鋼板16と上ガイド板37a及び下ガイド板37bとの衝突による表面疵は発生し難い。そのため、本発明にかかる冷却装置4及び当該冷却装置4を備える熱延鋼板の製造装置は、当該装置4の下流側にピンチロール8が設けられていない形態であっても良い。ピンチロール8が設けられていない形態の具体例としては、当該装置4の下流側に水切りヘッダ14が鋼板の上面側に設けられている形態等を挙げることができる。第1の冷却装置4の下流側にピンチロール8が設けられていないとともに水切りヘッダ14が設けられている形態の場合、第1の冷却装置4では大量の冷却水が噴射されるため、水切りヘッダ14は優れた水切り能力を有することが好ましい。通常は水切りヘッダとしては板幅方向にスプレーノズルを所定の間隔で並べて配置したものが使用されているが、更に水切り能力に優れたノズルとして板幅方向に一様なギャップを有するスリットノズルを用いた方が良い。例えば、当該ヘッダ14にスリットノズルを用いる場合、ノズルのスリットギャップを3〜10mm程度とし、1.0MPa前後の高圧水を噴射し得ることが好ましい。さらに、第1の冷却装置4の下流側にピンチロール8が設けられていない場合には、上記水切りヘッダ14の下流側(直後)にスプレータイプの水切りヘッダを設置して、当該水切りヘッダが設けられている鋼板16の上面側から上流側に向けて水を噴射するか、又は、鋼板板幅方向の両端側から鋼板16に向けて噴射する形態とすることが好ましい。このような形態とすることで、水切りヘッダ14による水切りを経てなお鋼板面上に残存する水を完全に水切りすることが可能になる。   For convenience, in the above description, the mode in which the pinch roll 8 and the draining header 14 are provided on the downstream side of the first cooling device 4 has been described. However, during normal operation of the cooling device 4 according to the present invention, high-pressure cooling water is used. As a result, a surface flaw caused by a collision between the steel plate 16 and the upper guide plate 37a and the lower guide plate 37b hardly occurs. Therefore, the form which the pinch roll 8 is not provided in the downstream of the said apparatus 4 may be sufficient as the manufacturing apparatus of the hot rolled steel plate provided with the cooling apparatus 4 and the said cooling apparatus 4 concerning this invention. As a specific example of the form in which the pinch roll 8 is not provided, a form in which the draining header 14 is provided on the upper surface side of the steel sheet on the downstream side of the apparatus 4 can be exemplified. In the case where the pinch roll 8 is not provided on the downstream side of the first cooling device 4 and the draining header 14 is provided, a large amount of cooling water is jetted in the first cooling device 4. 14 preferably has an excellent draining ability. Normally, a draining header is used in which spray nozzles are arranged at predetermined intervals in the plate width direction. However, a slit nozzle having a uniform gap in the plate width direction is used as a nozzle with excellent draining ability. Better to be. For example, when a slit nozzle is used for the header 14, it is preferable that the slit gap of the nozzle be about 3 to 10 mm and high-pressure water around 1.0 MPa can be injected. Furthermore, when the pinch roll 8 is not provided on the downstream side of the first cooling device 4, a spray type draining header is installed on the downstream side (immediately after) the draining header 14, and the draining header is provided. It is preferable that water is injected from the upper surface side of the steel plate 16 to the upstream side, or is injected from both end sides in the steel plate width direction toward the steel plate 16. By setting it as such a form, it becomes possible to drain completely the water which still passes through the draining header 14 and remains on the steel plate surface.
本発明にかかる第1の冷却装置4の操業方法を、以下に説明する。鋼板が巻き取り機3により巻き取られてから次の鋼板の圧延が開始されるまでの非圧延時間において、第1の冷却装置4における冷却水の噴射は停止される。そして、第1の冷却装置4の下流側にピンチロール8が設けられている場合には、上記非圧延時間中に、冷却装置4の上ガイド板37aよりも高い位置までピンチロールの上側ロール8aが移動され、その後、次の鋼板の圧延が開始される。当該次の鋼板の先端が熱延仕上げ圧延機列2の最終スタンド2aに噛み込む数秒前に、冷却装置4に備えられている冷却ノズル32a、32a、…、及び、32b、32b、…、並びに、水切りヘッダ14、15a、15bにおいて冷却水の噴射が開始され、鋼板の先端が冷却装置4を通過した直後に冷却水の噴射圧力がほぼ所定値となるように制御される。ここに、第1の冷却装置4の下流側にピンチロール8が設けられている場合には、鋼板16の先端がピンチロール8を通過した直後に上側ロール8aを下降させ、鋼板16のピンチを開始する。   The operation method of the first cooling device 4 according to the present invention will be described below. In the non-rolling time from when the steel plate is taken up by the winder 3 until rolling of the next steel plate is started, the injection of the cooling water in the first cooling device 4 is stopped. And when the pinch roll 8 is provided in the downstream of the 1st cooling device 4, the upper roll 8a of a pinch roll to the position higher than the upper guide plate 37a of the cooling device 4 during the said non-rolling time. Is moved, and then rolling of the next steel sheet is started. Cooling nozzles 32a, 32a,..., And 32b, 32b,... Provided in the cooling device 4 a few seconds before the leading end of the next steel plate bites into the final stand 2a of the hot rolling finish rolling mill row 2 and The cooling water injection is started in the draining headers 14, 15 a, 15 b, and the cooling water injection pressure is controlled to be almost a predetermined value immediately after the front end of the steel plate passes through the cooling device 4. Here, when the pinch roll 8 is provided on the downstream side of the first cooling device 4, the upper roll 8 a is lowered immediately after the tip of the steel plate 16 passes through the pinch roll 8, and the pinch of the steel plate 16 is moved. Start.
鋼板16の先端が第1の冷却装置4内へと搬送される前から冷却水の噴射を開始することで、鋼板先端における非定常冷却部の長さを短くすることが可能になるほか、冷却ノズル32a、32a、…、及び、32b、32b、…から噴射される冷却水により、鋼板16の通板性を安定化させることが可能になる。すなわち、鋼板16が浮き上がって上ガイド板37aへと近づこうとする場合には、鋼板16が冷却ノズル32a、32a、…より噴射される冷却水噴流から受ける衝突力が増し、鋼板16に鉛直方向下向きの力が作用する。そのため、鋼板16が上ガイド板37aへと衝突した場合であっても、冷却水噴流から受ける衝突力によりによりその衝撃力が緩和されるとともに、鋼板16と上ガイド板37aとの摩擦熱が低減されるため、鋼板表面に生じる擦り疵を低減することが可能になる。
したがって、このように操業される冷却装置4を熱延仕上げ圧延機列2の下流側に備える熱延鋼板の製造装置により、熱延鋼板を製造すれば、圧延機列2により圧延された直後の鋼板16を急冷することが可能になる。すなわち、かかる製造方法により熱延鋼板を製造することで、組織が微細化された熱延鋼板を製造することが可能になる。
By starting the injection of cooling water before the front end of the steel plate 16 is conveyed into the first cooling device 4, it becomes possible to shorten the length of the unsteady cooling part at the front end of the steel plate, The cooling water sprayed from the nozzles 32a, 32a,..., 32b, 32b,. That is, when the steel plate 16 floats and approaches the upper guide plate 37a, the collision force that the steel plate 16 receives from the cooling water jet injected from the cooling nozzles 32a, 32a,. The force of acts. Therefore, even when the steel plate 16 collides with the upper guide plate 37a, the impact force is alleviated by the collision force received from the cooling water jet, and the frictional heat between the steel plate 16 and the upper guide plate 37a is reduced. Therefore, it becomes possible to reduce the scratches generated on the steel sheet surface.
Therefore, if a hot-rolled steel sheet is manufactured by a hot-rolled steel sheet manufacturing apparatus provided with the cooling device 4 operated in this manner on the downstream side of the hot-rolling finish rolling mill row 2, the steel sheet immediately after being rolled by the rolling mill row 2 is used. The steel plate 16 can be rapidly cooled. That is, by manufacturing a hot-rolled steel sheet by such a manufacturing method, it becomes possible to manufacture a hot-rolled steel sheet having a refined structure.
本発明にかかる第1の冷却装置を備える熱延鋼板の製造装置(図1参照)を想定した試験装置を用いて、熱延鋼板を製造した。本実施例にかかる熱延鋼板は、C:0.10%、Si:0.05%、Mn:1.05%、P:0.02%、S:0.003%、Al:0.02%、並びに、残部はFe及び不可避的不純物である汎用的な材質とした。1100℃まで加熱されたスラブが加熱炉から抽出され、粗圧延機による圧延により30mmの厚みとされた粗バー1は、続く熱延仕上げ圧延機列2による圧延により板厚3mmの鋼板となる。ここに、上記圧延において、鋼板の温度は粗圧延後で950〜1000℃であるとともに、最終仕上げ圧延直前では830±10℃となるように温度計10の測温結果を適宜参照しながら鋼板温度を制御した。
本実施例において、熱延仕上げ圧延機列2の最終スタンド2aを経た鋼板16の先端が巻き取り機3に噛み込むまでの鋼板搬送速度は600mpmで一定とし、その後、20mpm/秒で1200mpmとなるまで加速させ、それ以降の鋼板搬送速度は1200mpmで一定とした。
The hot-rolled steel sheet was manufactured using the test apparatus which assumed the manufacturing apparatus (refer FIG. 1) of a hot-rolled steel sheet provided with the 1st cooling device concerning this invention. The hot-rolled steel sheet according to this example has C: 0.10%, Si: 0.05%, Mn: 1.05%, P: 0.02%, S: 0.003%, Al: 0.02. %, And the balance is made of general-purpose materials that are Fe and inevitable impurities. The slab heated to 1100 ° C. is extracted from the heating furnace, and the coarse bar 1 having a thickness of 30 mm by rolling with a roughing mill becomes a steel plate with a thickness of 3 mm by rolling with the subsequent hot rolling finish rolling mill row 2. Here, in the above rolling, the temperature of the steel plate is 950 to 1000 ° C. after the rough rolling, and the steel plate temperature is appropriately referred to the temperature measurement result of the thermometer 10 so that it is 830 ± 10 ° C. immediately before the final finish rolling. Controlled.
In this example, the steel plate conveyance speed until the tip of the steel plate 16 that has passed through the final stand 2a of the hot rolling finish rolling mill row 2 bites into the winder 3 is constant at 600 mpm, and then becomes 1200 mpm at 20 mpm / second. The steel plate conveyance speed after that was made constant at 1200 mpm.
本実施例では、温度計6で測温した結果を用いて冷却後の鋼板温度が680±20℃となるように制御しながら、熱延仕上げ圧延機列2による圧延を経た鋼板16を、第1の冷却装置4により、1050℃/秒の冷却速度で冷却した。さらに、第1の冷却装置4による冷却を経た鋼板16を、温度計7bで測温した結果を用いて冷却後の鋼板温度が500±15℃となるように制御しながら、第2の冷却装置5により70℃/秒の冷却速度で冷却した。ここに、第1の冷却装置4及び第2の冷却装置5による冷却を行う際の温度制御は、鋼板16の通板速度の変化を考慮しながら、冷却ヘッダ毎の冷却水噴射をオンオフ制御し冷却水を噴射させるヘッダ数を調整することにより行った。   In the present embodiment, the steel plate 16 that has been rolled by the hot rolling finish rolling mill row 2 is controlled while controlling the steel plate temperature after cooling using the result measured by the thermometer 6 to be 680 ± 20 ° C. 1 was cooled at a cooling rate of 1050 ° C./second. Furthermore, while controlling the steel plate 16 that has been cooled by the first cooling device 4 with the temperature measured by the thermometer 7b so that the steel plate temperature after cooling becomes 500 ± 15 ° C., the second cooling device 5 was cooled at a cooling rate of 70 ° C./second. Here, the temperature control at the time of cooling by the first cooling device 4 and the second cooling device 5 controls the on / off control of the cooling water injection for each cooling header while taking into account the change in the plate passing speed of the steel plate 16. This was done by adjusting the number of headers for injecting cooling water.
本実施例にかかる第1の冷却装置4に備えられる上ノズル32a、32a、…、並びに、下ノズル32b、32b、…において、鋼板搬送方向のノズル間隔Pは0.1m、鋼板板幅方向のノズル間隔Pは0.04m、ノズルに供給される冷却水の水圧は1.5MPa、ノズル1個当たりの冷却水の流量Qは0.08m/分、及び、冷却水の流量密度Wは20m/m・分とした。これら上ノズル32a、32a、…、及び、下ノズル32b、32b、…は、ノズル毎に、冷却ヘッダ26a、26a、…、及び、26b、26b、…、並びに、27a、27a、…、及び、27b、27b、…に設けられた導水管の先端に取り付けられている(図2及び図3参照)。なお、本実施例にかかる第1の冷却装置4において、鋼板の上面側及び下面側には、それぞれ32基及び24基の冷却ヘッダを設けた。ところで、第1の冷却装置4において得られる鋼板温度の降下量は、冷却ヘッダに取り付けられている冷却ノズル数及び冷却ノズル1個当たりの冷却水流量が一定であれば、使用される冷却ヘッダ数にほぼ比例する。そのため、鋼板の通板速度が600mpmの時には、冷却装置4内の上流側に位置している半分の冷却ヘッダ(上面側16基、下面側12基)を用いて鋼板16の冷却を行い、鋼板16の通板速度が増加するにつれて使用する冷却ヘッダ数を増加させ、通板速度が1200mpmの時には、全ての冷却ヘッダを用いて鋼板16の冷却を行った。以下、冷却ヘッダ、冷却ノズル、並びに、上ガイド板及び下ガイド板の配置条件に関する説明では、適宜図2及び図3を参照して、それらに使用されている符号を付して説明する。 On the nozzle 32a provided in the first cooling apparatus 4 according to the present embodiment, 32a, ..., and, the lower nozzle 32 b, 32 b, in ..., the nozzle spacing P L of the steel sheet conveyance direction 0.1 m, steel plate width direction The nozzle spacing P W is 0.04 m, the cooling water pressure supplied to the nozzle is 1.5 MPa, the cooling water flow rate Q N per nozzle is 0.08 m 3 / min, and the cooling water flow density. W D was 20m 3 / m 2 · min. These upper nozzles 32a, 32a,..., And lower nozzles 32b, 32b,... Are provided for each nozzle with cooling headers 26a, 26a,..., 26b, 26b, and 27a, 27a,. It attaches to the front-end | tip of the water conduit provided in 27b, 27b, ... (refer FIG.2 and FIG.3). In the first cooling device 4 according to the present example, 32 and 24 cooling headers were provided on the upper surface side and the lower surface side of the steel plate, respectively. By the way, the amount of decrease in the steel plate temperature obtained in the first cooling device 4 is the number of cooling headers used if the number of cooling nozzles attached to the cooling header and the cooling water flow rate per cooling nozzle are constant. Is almost proportional to Therefore, when the plate passing speed of the steel plate is 600 mpm, the steel plate 16 is cooled using half of the cooling headers (16 on the upper surface side and 12 on the lower surface side) located on the upstream side in the cooling device 4. The number of cooling headers used was increased as the plate passing speed increased, and when the plate passing speed was 1200 mpm, the steel plate 16 was cooled using all the cooling headers. Hereinafter, in the description regarding the arrangement conditions of the cooling header, the cooling nozzle, and the upper guide plate and the lower guide plate, reference will be made to FIG. 2 and FIG.
本実施例において、第1の冷却装置4に備えられる上ガイド板22a、22b、22c及び下ガイド板24a、24b、24c、24dの厚さはそれぞれ30mmとし、搬送ロール29、29、29により形成されるパスラインと上ガイド板22b、22cとの距離は約300mm、当該パスラインと下ガイド板24a、24b、24c、24dとの距離は約15mmとした。また、上ガイド板22aは、当該ガイド板22aの上流側端部と熱延仕上げ圧延機列2における最終スタンド2aの上側ロール21aのバイト出口との距離が10〜20mm程度となるように配置した。そして、当該ガイド板22aの下流側端部が上記上流側端部よりもパスラインから離れるように、かつ、当該下流側端部及びガイド板22bと上記パスラインとの距離が略同一となるように、上ガイド板22aを配置した。さらに、上記パスラインとの距離が約300mmとなるように配置されている下ガイド板24aは、当該ガイド板24aの上流側端部と上記最終スタンド2aの下側ロール21bのバイト出口との距離が10〜20mm程度となるように配置した。他方、冷却ヘッダ26a、26a、…、及び、26b、26b、…に備えられている冷却ノズルにおける冷却水噴射口と上ガイド板22a、22b、22cとの距離は約10mmとし、冷却ヘッダ27a、27a、…、及び、27b、27b、…に備えられている冷却ノズルにおける冷却水噴射口と下ガイド板24a、24b、24c、24dとの距離は約100mmとした。   In this embodiment, the upper guide plates 22a, 22b, and 22c and the lower guide plates 24a, 24b, 24c, and 24d provided in the first cooling device 4 are 30 mm in thickness, and are formed by the transport rolls 29, 29, and 29, respectively. The distance between the pass line and the upper guide plates 22b and 22c is about 300 mm, and the distance between the pass line and the lower guide plates 24a, 24b, 24c and 24d is about 15 mm. The upper guide plate 22a is arranged so that the distance between the upstream end of the guide plate 22a and the bite exit of the upper roll 21a of the final stand 2a in the hot rolling finish rolling mill row 2 is about 10 to 20 mm. . The downstream end of the guide plate 22a is further away from the pass line than the upstream end, and the distance between the downstream end and the guide plate 22b and the pass line is substantially the same. The upper guide plate 22a is disposed on the upper side. Further, the lower guide plate 24a arranged so that the distance to the pass line is about 300 mm, the distance between the upstream end of the guide plate 24a and the bite exit of the lower roll 21b of the final stand 2a. Was arranged to be about 10 to 20 mm. On the other hand, the distance between the cooling water injection port and the upper guide plates 22a, 22b, 22c in the cooling nozzles provided in the cooling headers 26a, 26a,..., 26b, 26b,. The distances between the cooling water injection ports and the lower guide plates 24a, 24b, 24c, 24d in the cooling nozzles provided in 27a, ..., 27b, 27b, ... are about 100 mm.
本実施例にかかる冷却装置4では、ガイド板37a及び37bと鋼板16とが衝突した場合でも、上ガイド板37a及び下ガイド板37bを支持する支持架台が破損しないようにするという観点から、当該支持架台には、十分な剛性を持たせた。また、冷却装置4のメンテナンス作業を容易にするという観点から、本実施例にかかる冷却装置4は、上ガイド板22b及び22cを冷却ヘッダ26a、26a、…と共にパスラインから離れる方向(上方)へと退避させることが可能な構造にした。加えて、当該冷却装置4は、上ガイド板22aを、ガイド板22bの上記退避後に冷却ヘッダ26b、26b、…と共に下流側斜め上方へと移動させて退避させることが可能な構造とした。   In the cooling device 4 according to the present embodiment, even when the guide plates 37a and 37b collide with the steel plate 16, the support frame that supports the upper guide plate 37a and the lower guide plate 37b is prevented from being damaged. The support frame was given sufficient rigidity. Further, from the viewpoint of facilitating maintenance work of the cooling device 4, the cooling device 4 according to the present embodiment moves the upper guide plates 22b and 22c away from the pass line (upward) together with the cooling headers 26a, 26a,. The structure can be evacuated. In addition, the cooling device 4 has a structure in which the upper guide plate 22a can be moved and retracted obliquely upward with the cooling headers 26b, 26b,... After the guide plate 22b is retracted.
本実施例において、冷却装置4には、鋼板の上面側に、32基の冷却ヘッダ26a、26a、…、及び、26b、26b、…が設けられている。一方、鋼板の下面側には、3本の搬送ロール29、29、29と24基の冷却ヘッダ27a、27a、…、及び、27b、27b、…が設けられている。そして、各搬送ロールの上流側及び下流側に冷却ヘッダ27a、27a、…、及び、27b、27b、…が6基ずつ備えられるように、搬送ロール29、29、29並びに冷却ヘッダ27a、27a、…、及び、27b、27b、…を配置した。ここに、上述のように、本実施例ではP=0.1mより、有効冷却長さLは、鋼板16の上面側で3.2m、同下面側で2.4mとなる。さらに、Q=0.08m/分、P=0.1m、P=0.04mより、W=Q/(P・P)=20m/m・分であるから、本実施例にかかる鋼板16の上面側及び下面側の有効冷却長さLは、式(3)を満たしている。なお、本実施例にかかる冷却装置4に備えられている全ての冷却ヘッダは、1つの冷却ヘッダ毎に1つのON/OFF弁で、使用/不使用の制御をすることができる。また、4〜8基の冷却ヘッダを1つのバンクとし、当該バンク毎に冷却水の流量調節弁が設けてあるため、本実施例にかかる冷却装置4では、上記バンク毎に冷却水の流量調節をすることもできる。 In the present embodiment, the cooling device 4 is provided with 32 cooling headers 26a, 26a,..., 26b, 26b,. On the other hand, three conveying rolls 29, 29, 29 and 24 cooling headers 27a, 27a,... And 27b, 27b,. .., And 27 b, 27 b,... Are provided on the upstream side and the downstream side of each transport roll so that six transport headers 29, 29, 29 and cooling headers 27 a, 27 a,. ... and 27b, 27b, ... are arranged. Here, as described above, in this embodiment, since P L = 0.1 m, the effective cooling length L C is 3.2 m on the upper surface side of the steel plate 16 and 2.4 m on the lower surface side. Further, from Q N = 0.08 m 3 / min, P L = 0.1 m, and P W = 0.04 m, W D = Q N / (P W · P L ) = 20 m 3 / m 2 · min. Therefore, the effective cooling length L C on the upper surface side and the lower surface side of the steel plate 16 according to the present example satisfies Expression (3). Note that all the cooling headers provided in the cooling device 4 according to the present embodiment can be used / not used with one ON / OFF valve for each cooling header. In addition, since 4 to 8 cooling headers are used as one bank and a cooling water flow rate adjusting valve is provided for each bank, the cooling device 4 according to the present embodiment adjusts the cooling water flow rate for each bank. You can also
本実施例にかかる冷却装置4に備えられる冷却ノズルは、扇状の冷却水噴流(例えば、2〜3mm程度の厚さ)を形成可能なフラットタイプのスプレーノズルとした。図5に鋼板表面における冷却水噴流の衝突位置を概略的に示す。図5において、白丸は冷却ノズルの直下(又は直上)の位置を、太線は冷却水噴流の衝突位置を、それぞれ表している。なお、図5における上下方向が、鋼板の搬送方向である。
本実施例では、冷却装置4に備えられる任意の冷却ノズル帯について、鋼板表面における幅方向の全ての位置にわたって冷却水噴流を少なくとも2回通過できるように冷却ノズルを配置した。すなわち、冷却ノズルの間隔P、冷却水噴流の衝突幅L、ねじり角βとの間に、
L=2P/cosβ
の関係が成り立つように、冷却ノズルを配置した。なお、鋼板板幅方向における冷却能の均一化を図るという観点から、鋼板搬送方向で隣り合う冷却ノズル帯では、互いに逆の方向に冷却ノズルを捻った。また、本実施例にかかる冷却装置4において、各冷却ノズルの冷却水噴射口から噴射される冷却水の噴射方向は、鉛直方向又は鉛直方向の逆方向(下から上への方向)を基本とする一方、ロール21a及び21bに最も近い冷却ヘッダ26b及び27bにおける上記噴射方向は、可能な限りロール21a及び21bの出口に近い位置から鋼板の急冷を開始するという観点から、ロール21a及び21bの出口に位置すべき鋼板へと向かう方向とした。
The cooling nozzle provided in the cooling device 4 according to the present embodiment was a flat type spray nozzle capable of forming a fan-shaped cooling water jet (for example, a thickness of about 2 to 3 mm). FIG. 5 schematically shows the collision position of the cooling water jet on the steel plate surface. In FIG. 5, the white circle represents the position immediately below (or just above) the cooling nozzle, and the thick line represents the collision position of the cooling water jet. In addition, the up-down direction in FIG. 5 is a conveyance direction of a steel plate.
In the present embodiment, the cooling nozzles are arranged so that the cooling water jet can pass at least twice over all positions in the width direction on the steel sheet surface for any cooling nozzle band provided in the cooling device 4. That is, between the cooling nozzle interval P W , the cooling water jet collision width L, and the torsion angle β,
L = 2P W / cos β
The cooling nozzle was arranged so that In addition, from the viewpoint of achieving uniform cooling ability in the steel plate width direction, the cooling nozzles were twisted in directions opposite to each other in the cooling nozzle bands adjacent in the steel plate conveyance direction. Moreover, in the cooling device 4 according to the present embodiment, the injection direction of the cooling water injected from the cooling water injection port of each cooling nozzle is basically the vertical direction or the reverse direction of the vertical direction (the direction from the bottom to the top). On the other hand, in the cooling headers 26b and 27b closest to the rolls 21a and 21b, the outlets of the rolls 21a and 21b are from the viewpoint of starting the rapid cooling of the steel sheet from a position as close as possible to the outlets of the rolls 21a and 21b. It was set as the direction which goes to the steel plate which should be located in.
本実施例にかかる冷却装置4に備えられる上ガイド板37a及び下ガイド板37bには、噴射された冷却水噴流が通過すべき流入孔33a及び33bと、鋼板16に衝突した冷却水が排出されるべき流出孔35a及び35bとが設けられている。下ガイド板37bに設けられる流入孔33b及び流出孔35bの形状例を、図6に示す。図6において、図の左右方向が鋼板板幅方向、図の上下方向が鋼板の搬送方向である。   The upper guide plate 37a and the lower guide plate 37b provided in the cooling device 4 according to the present embodiment discharge the cooling water that has collided with the inflow holes 33a and 33b through which the injected cooling water jet should pass and the steel plate 16. Outflow holes 35a and 35b to be provided are provided. An example of the shape of the inflow hole 33b and the outflow hole 35b provided in the lower guide plate 37b is shown in FIG. In FIG. 6, the horizontal direction in the figure is the steel plate width direction, and the vertical direction in the figure is the conveyance direction of the steel sheet.
下ガイド板37bには、図5において太線で表される冷却水噴流の衝突位置と対応する箇所に、平行四辺形の帯状の流入孔33b、33b、…が設けられており、当該流入孔33b、33b、…は、鋼板板幅方向に、冷却ノズル間隔と同一の40mm間隔で設けられている。本実施例にかかる下ガイド板37bでは、2〜3mm程度の厚さを有する冷却水噴流が通過可能な隙間にするという観点から、上記流入孔33b、33b、…が備える隙間の幅は、6mmとした。さらに、下ガイド板37bには、上記流入孔33b、33b、…の間又は外側に、平行四辺形の帯状の流出孔35b、35b、…が、鋼板板幅方向に40mmの間隔で設けられている。本実施例にかかる下ガイド板37bでは、冷却水の排出を容易にするという観点から、上記流出孔35b、35b、…が備える隙間の幅は、10mmとした。加えて、流入孔33b、33b、…、及び流出孔35b、35b、…の傾き(水平面にて平行四辺形の長辺が板幅方向に対してなす角度であり、冷却ノズルのねじり角βに合せる)は45°とし、流入孔33b、33b、…と流出孔35b、35b、…との間の部分(以下において、「ビーム部」と記述する。)Dの幅は、6.1mmとした。なお、本ガイド板37bには、冷却装置4内を搬送される鋼板16の先端がガイド板37bに衝突した場合であっても鋼板16の突っかかりを抑制するという観点から、図6のA−A断面に表されるように、面取り部B、B、Bを設けた。   The lower guide plate 37b is provided with parallelogram-shaped inflow holes 33b, 33b,... At locations corresponding to the collision positions of the cooling water jets indicated by bold lines in FIG. , 33b,... Are provided in the steel plate width direction at the same 40 mm intervals as the cooling nozzle intervals. In the lower guide plate 37b according to the present embodiment, from the viewpoint of providing a gap through which a cooling water jet having a thickness of about 2 to 3 mm can pass, the width of the gap provided in the inflow holes 33b, 33b,. It was. Furthermore, parallelogram-shaped strip-shaped outflow holes 35b, 35b,... Are provided in the lower guide plate 37b between the inflow holes 33b, 33b,. Yes. In the lower guide plate 37b according to the present embodiment, the width of the gap provided in the outflow holes 35b, 35b,... Is 10 mm from the viewpoint of facilitating the discharge of the cooling water. In addition, the inclination of the inflow holes 33b, 33b,... And the outflow holes 35b, 35b,... (The angle formed by the long sides of the parallelogram in the horizontal plane with respect to the plate width direction, and the twist angle β of the cooling nozzle ) Is 45 °, and the width between the inflow holes 33b, 33b,... And the outflow holes 35b, 35b,... (Hereinafter referred to as “beam portion”) D is 6.1 mm. . Note that the guide plate 37b is provided with an A- in FIG. 6 from the viewpoint of suppressing the sticking of the steel plate 16 even when the tip of the steel plate 16 conveyed through the cooling device 4 collides with the guide plate 37b. As shown in the A cross section, chamfered portions B, B, and B were provided.
本実施例にかかる冷却装置4の上ガイド板37aに設けられる流入孔33a及び流出孔35aの形状例を、図7に示す。上ガイド板37aにおいて、流出孔35a、35a、…の形状は、下ガイド板37bにおける流出孔35b、35b、…の形状と同様とした。一方、上ガイド板37aと鋼板の上面側に設けられている冷却ヘッダ26a、26a、…、及び、26b、26b、…に備えられている冷却ノズルにおける冷却水噴射口との距離は約10mmであり、噴射された冷却水噴流はそれほど拡がっていない。そのため、上ガイド板37aにおける流入孔33a、33a、…の形状は、必ずしも帯状とする必要はないことから、本実施例では、長円形状の流入孔33a、33a、…とした。また、上ガイド板37aのビーム部には、下ガイド板37bの場合と同様の観点から、面取り部を設けた。
なお、便宜上、上ガイド板37a及び下ガイド板37bに備えられる流入孔33a、33a、…、及び、33b、33b、…、並びに、流出孔35a、35a、…、及び、35b、35b、…は、図6及び図7に示す形状としたが、本発明の冷却装置4が備え得る流入孔及び流出孔の形態はこれらの形態に限定されるものではない。冷却水をスムーズに通過させることが可能であれば、流入孔及び流出孔の形状は特に限定されることはなく、例えば、長方形、六角形、楕円形等の形状から任意の形状を適宜選択することができる。
FIG. 7 shows a shape example of the inflow hole 33a and the outflow hole 35a provided in the upper guide plate 37a of the cooling device 4 according to the present embodiment. In the upper guide plate 37a, the shape of the outflow holes 35a, 35a, ... is the same as the shape of the outflow holes 35b, 35b, ... in the lower guide plate 37b. On the other hand, the distance between the upper guide plate 37a and the cooling water injection ports in the cooling nozzles provided in the cooling headers 26a, 26a,... And 26b, 26b,. Yes, the injected cooling water jet has not spread so much. For this reason, the shape of the inflow holes 33a, 33a,... In the upper guide plate 37a does not necessarily need to be a band shape, and therefore, in this embodiment, the inflow holes 33a, 33a,. Further, the beam portion of the upper guide plate 37a is provided with a chamfered portion from the same viewpoint as in the case of the lower guide plate 37b.
For convenience, inflow holes 33a, 33a,..., 33b, 33b,... And outflow holes 35a, 35a,..., And 35b, 35b,. 6 and 7, the forms of the inflow holes and outflow holes that can be provided in the cooling device 4 of the present invention are not limited to these forms. The shape of the inflow hole and the outflow hole is not particularly limited as long as the cooling water can be passed smoothly. For example, an arbitrary shape is appropriately selected from shapes such as a rectangle, a hexagon, and an ellipse. be able to.
本実施例では、第2の冷却装置5として、ランナウトテーブルにおける鋼板の冷却に従来から用いられている典型的な冷却装置を用い、鋼板16の上面側には円管ラミナーノズルヘッダ11、11、…を、同下面側には円錐スプレーノズルヘッダ12、12、…を配置した(図1参照)。本実施例にかかる第2の冷却装置5における流量密度は、鋼板16の上面側で1.2m/m・分、鋼板16の下面側で0.9m/m・分とし、鋼板16の上面側及び下面側には、それぞれ32基及び64基のヘッダを設けた。なお、上記第2の冷却装置5において、鋼板16の上面側に設けられているヘッダは1ヘッダ毎に、鋼板16の下面側に設けられているヘッダは2ヘッダ毎に、冷却水噴流のON/OFF制御が可能な構成とした。 In this embodiment, as the second cooling device 5, a typical cooling device conventionally used for cooling the steel plate in the run-out table is used, and the circular tube laminar nozzle headers 11, 11, Are arranged on the lower surface side with conical spray nozzle headers 12, 12,... (See FIG. 1). The flow density in the second cooling device 5 according to this example is 1.2 m 3 / m 2 · min on the upper surface side of the steel plate 16, and 0.9 m 3 / m 2 · min on the lower surface side of the steel plate 16, On the upper surface side and the lower surface side of 16, 32 and 64 headers were provided, respectively. In the second cooling device 5, the header provided on the upper surface side of the steel plate 16 is turned on for each header, and the header provided on the lower surface side of the steel plate 16 is turned on every two headers. / OFF control is possible.
本実施例において、冷却装置4の上ガイド板22aは平板状としたが、本発明にかかる冷却装置4は、通常の圧延機で用いられているガイドのように、下流側が上方に湾曲している形状の上ガイド板を備えていても良い。また、本実施例にかかる冷却ノズルは、フラットタイプのノズルとしたが、本発明にかかる冷却ノズルとして使用し得る形態は、フラットタイプに限定されるものではなく、例えば、噴射される冷却水噴流の衝突部が楕円状や長円状の形態となるノズル等であっても好適に使用することができる。   In the present embodiment, the upper guide plate 22a of the cooling device 4 has a flat plate shape, but the cooling device 4 according to the present invention is curved upward on the downstream side like a guide used in a normal rolling mill. An upper guide plate having a certain shape may be provided. Moreover, although the cooling nozzle concerning a present Example was made into the flat type nozzle, the form which can be used as a cooling nozzle concerning this invention is not limited to a flat type, For example, the cooling water jet injected Even if the collision part is an ellipse or an oval nozzle, it can be used suitably.
上記形態を備える試験装置を用いて熱延鋼板を製造した結果、以下のことが確認された。
1)第1の冷却装置4を用いて熱延仕上げ圧延機列2による圧延直後から鋼板16を急冷することにより、平均2μmのフェライト粒を主相とする、細粒鋼を製造することができた。すなわち、本発明の冷却装置4を用いることで、微細な組織を有する熱延鋼板を製造できることが確認された。
As a result of manufacturing a hot-rolled steel sheet using a test apparatus having the above-described form, the following was confirmed.
1) By rapidly cooling the steel plate 16 immediately after rolling by the hot rolling finish rolling mill row 2 using the first cooling device 4, fine-grained steel having an average 2 μm ferrite grain as a main phase can be produced. It was. That is, it was confirmed that a hot-rolled steel sheet having a fine structure can be produced by using the cooling device 4 of the present invention.
2)本実施例にかかる第1の冷却装置4では、ロール21a、21bの出口から、上ガイド板22a、22b、22c及び下ガイド板24a、24b、24c、24dが連続的に設置されているため、鋼板16の先端が冷却装置4内へと進入する前に、パスラインの上面側に配置されている冷却装置部材をパスラインの上方へと退避させる必要がない。さらに、本実施例にかかる第1の冷却装置4では、鋼板16の先端が当該冷却装置4内へと進入する前から冷却水の噴射を開始することで、鋼板16の先端が熱延仕上げ圧延機列2を通過後0.5秒以内に、冷却装置4における定常冷却状態を実現することができた。一方、従来の製造装置では、パスラインの上方へと退避させた冷却装置が再び鋼板を冷却すべき位置に戻されて定常冷却状態が実現されるまでに7〜8秒程度の時間を要していた。したがって、本発明の冷却装置4を用いて熱延鋼板を製造することで、鋼板先端部の非定常冷却部長さ(切捨て代)を低減し得ることが確認された。すなわち、例えば鋼板先端部の通板速度が600mpmであれば、本発明の冷却装置4を用いて熱延鋼板を製造することで、上記非定常冷却部長さを約70m削減することができる。   2) In the 1st cooling device 4 concerning a present Example, upper guide plate 22a, 22b, 22c and lower guide plate 24a, 24b, 24c, 24d are continuously installed from the exit of roll 21a, 21b. Therefore, it is not necessary to retract the cooling device member disposed on the upper surface side of the pass line to the upper side of the pass line before the front end of the steel plate 16 enters the cooling device 4. Furthermore, in the 1st cooling device 4 concerning a present Example, before the front-end | tip of the steel plate 16 approachs into the said cooling device 4, the front-end | tip of the steel plate 16 is hot-rolled by finish rolling. Within 0.5 seconds after passing through the machine row 2, a steady cooling state in the cooling device 4 could be realized. On the other hand, in the conventional manufacturing apparatus, it takes about 7 to 8 seconds for the cooling device retreated above the pass line to return to the position where the steel sheet should be cooled again and to realize the steady cooling state. It was. Therefore, it was confirmed that the length of the unsteady cooling part (cutting allowance) at the front end of the steel sheet can be reduced by manufacturing the hot-rolled steel sheet using the cooling device 4 of the present invention. That is, for example, if the plate passing speed of the steel plate front end portion is 600 mpm, the unsteady cooling portion length can be reduced by about 70 m by manufacturing the hot-rolled steel plate using the cooling device 4 of the present invention.
3)第1の冷却装置4の下流側に配置した温度計6の更に下流側に、鋼板板幅方向の温度分布を測定し得る幅温度計を設置し、第1の冷却装置4により冷却された後の鋼板16の上面の鋼板板幅方向における温度分布の測定結果を、図8に示す。なお、比較のため、側壁及び流出孔を備える第1の冷却装置4を用いた形態(実施例1)、流出孔を備える一方で側壁を備えない第1の冷却装置4を用いた形態(実施例2)、及び、側壁を備えず流出孔を塞いだ第1の冷却装置を用いた形態(比較例)について、温度分布を測定した。
図8に示すように、実施例1にかかる冷却装置4により冷却された鋼板16は、鋼板板幅方向における温度差(以下において、「温度偏差」と記述する。)が15℃以内に収まっていた。そのため、本発明にかかる冷却装置4を用いて冷却することで、鋼板板幅方向における冷却ムラが低減された鋼板が得られることが確認された。また、実施例2にかかる冷却装置4により冷却された鋼板16は、冷却装置4が側壁を備えない形態だったため、特に鋼板端部近傍において鋼板板幅方向の冷却水流れが生じた結果、鋼板端部近傍における温度降下が認められたが、温度偏差は約20℃に止まっていた。そのため、側壁を備えない形態であっても、本発明の冷却装置4を用いて冷却することで、鋼板板幅方向における冷却ムラが低減された鋼板が得られることが確認された。これに対し、側壁及び流出孔を備えない比較例の冷却装置により冷却された鋼板は、冷却装置内で生じた鋼板板幅方向の冷却水流れにより鋼板の冷却ムラが拡大したため、温度偏差は約40℃へと拡大した。
すなわち、本発明にかかる冷却装置により急速冷却を行うことで、冷却後の鋼板における冷却ムラを低減することができる。したがって、本発明の冷却装置を用いて鋼板を製造すれば、鋼板内で均一な粒径分布とフェライト分率とを有するとともに、機械特性のばらつきが少ない細粒鋼を製造することが可能である。
3) A width thermometer capable of measuring the temperature distribution in the width direction of the steel plate is installed on the further downstream side of the thermometer 6 arranged on the downstream side of the first cooling device 4, and is cooled by the first cooling device 4. The measurement result of the temperature distribution in the steel plate width direction of the upper surface of the steel plate 16 after the heating is shown in FIG. For comparison, a mode using the first cooling device 4 having side walls and outflow holes (Example 1), a mode using the first cooling device 4 having outflow holes but no side walls (implementation) The temperature distribution was measured for Example 2) and a form (comparative example) using the first cooling device that was not provided with a side wall and closed the outflow hole.
As shown in FIG. 8, the steel plate 16 cooled by the cooling device 4 according to the example 1 has a temperature difference in the width direction of the steel plate (hereinafter referred to as “temperature deviation”) within 15 ° C. It was. Therefore, it was confirmed that the steel plate with which the cooling nonuniformity in the steel plate width direction was reduced was obtained by cooling using the cooling device 4 concerning this invention. In addition, the steel plate 16 cooled by the cooling device 4 according to Example 2 was configured such that the cooling device 4 did not include a side wall, and therefore, a cooling water flow in the width direction of the steel plate was generated particularly in the vicinity of the end of the steel plate. A temperature drop near the edge was observed, but the temperature deviation remained at about 20 ° C. Therefore, even if it was a form which is not provided with a side wall, it was confirmed by cooling using the cooling device 4 of this invention that the steel plate with which the cooling nonuniformity in the steel plate width direction was reduced was obtained. On the other hand, the steel plate cooled by the cooling device of the comparative example not provided with the side wall and the outflow hole has an uneven temperature difference due to the cooling water flow in the steel plate width direction generated in the cooling device, and the temperature deviation is about Expanded to 40 ° C.
That is, the cooling unevenness in the steel plate after cooling can be reduced by performing rapid cooling with the cooling device according to the present invention. Therefore, if a steel plate is produced using the cooling device of the present invention, it is possible to produce a fine-grained steel having a uniform grain size distribution and a ferrite fraction in the steel plate and having little variation in mechanical properties. .
本発明の鋼板の冷却装置を備えた熱延鋼板の製造装置の実施形態を概略的に示す外観図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is an external view which shows roughly embodiment of the manufacturing apparatus of the hot-rolled steel plate provided with the cooling device of the steel plate of this invention. 本発明の鋼板の冷却装置の鉛直方向断面を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the vertical direction cross section of the cooling device of the steel plate of this invention. 滞留水の流れを概略的に示す図である。It is a figure which shows the flow of a staying water schematically. 流量密度と鋼板の冷却速度との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a flow rate density and the cooling rate of a steel plate. 鋼板表面における冷却水噴流の衝突位置を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the collision position of the cooling water jet on the steel plate surface. 下ガイド板に設けられる流入孔及び流出孔の形状例を示す図である。It is a figure which shows the example of a shape of the inflow hole provided in a lower guide plate, and an outflow hole. 上ガイド板に設けられる流入孔及び流出孔の形状例を示す図である。It is a figure which shows the example of a shape of the inflow hole provided in an upper guide plate, and an outflow hole. 冷却装置による冷却後の鋼板における鋼板板幅方向の温度分布測定結果を示す図である。It is a figure which shows the temperature distribution measurement result of the steel plate width direction in the steel plate after cooling with a cooling device. 鋼板上に形成される滞留水の形状と冷却水の流れの様子とを概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the shape of the stagnant water formed on a steel plate, and the mode of the flow of cooling water. 冷却水の流量密度と鋼板板幅方向中央部における滞留水の高さとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the flow rate density of a cooling water, and the height of the staying water in the steel plate board width direction center part. 鋼板板幅方向中央からの距離と滞留水高さ及び鋼板板幅方向における冷却水の流速との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the distance from the center of a steel plate width direction, a stagnant water height, and the flow velocity of the cooling water in a steel plate width direction.
符号の説明Explanation of symbols
2 熱延仕上げ圧延機列
2a 最終スタンド
4 冷却装置
14 水切り手段
16 鋼板
21a、21b ロール
22a、22b、22c、37a 第1のガイド板(上ガイド板)
24a、24b、24c、24d、37b 第2のガイド板(下ガイド板)
29 搬送ロール
32a、32b 冷却ノズル
33a、33b 流入孔
35a、35b 流出孔
36a、36b、36c、36d 側壁
2 Hot-rolling finishing rolling mill row 2a Final stand 4 Cooling device 14 Draining means 16 Steel plate 21a, 21b Rolls 22a, 22b, 22c, 37a First guide plate (upper guide plate)
24a, 24b, 24c, 24d, 37b Second guide plate (lower guide plate)
29 Transport rolls 32a, 32b Cooling nozzles 33a, 33b Inflow holes 35a, 35b Outflow holes 36a, 36b, 36c, 36d Side walls

Claims (11)

  1. 搬送ロール上のパスラインを搬送される鋼板を冷却すべき、複数の冷却ノズル帯を備える鋼板の冷却装置であって、
    複数の前記冷却ノズル帯は、前記鋼板の上面側及び下面側に設けられるとともに前記鋼板の搬送方向に列をなし、
    前記冷却ノズル帯は、前記鋼板の板幅方向に所定の間隔で配置された複数の冷却ノズルを備え、
    複数の前記冷却ノズルは、前記鋼板を冷却すべき冷却水を噴射し、
    前記鋼板の上面側に設けられた前記冷却ノズルと前記パスラインとの間に第1のガイド板が設けられるとともに、該第1のガイド板は、前記冷却ノズルから前記鋼板に向けて噴射された前記冷却水が通過すべき流入孔と、前記冷却水が前記鋼板から前記冷却ノズルの方向へと通過すべき流出孔と、を有することを特徴とする、鋼板の冷却装置。
    A steel sheet cooling device including a plurality of cooling nozzle bands to cool a steel sheet conveyed on a pass line on a transport roll,
    The plurality of cooling nozzle bands are provided on the upper surface side and the lower surface side of the steel plate and form a row in the conveying direction of the steel plate,
    The cooling nozzle band includes a plurality of cooling nozzles arranged at predetermined intervals in the plate width direction of the steel plate,
    The plurality of cooling nozzles spray cooling water to cool the steel plate,
    A first guide plate is provided between the cooling nozzle provided on the upper surface side of the steel plate and the pass line, and the first guide plate is jetted from the cooling nozzle toward the steel plate. A steel plate cooling apparatus, comprising: an inflow hole through which the cooling water should pass; and an outflow hole through which the cooling water should pass from the steel plate toward the cooling nozzle.
  2. 前記パスラインの上面側であるとともに前記鋼板の板幅方向両端側に、側壁が設けられていることを特徴とする、請求項1に記載の鋼板の冷却装置。 2. The steel sheet cooling apparatus according to claim 1, wherein side walls are provided on both ends of the steel sheet in the plate width direction, on the upper surface side of the pass line.
  3. 前記側壁の上辺と前記パスラインとの距離は、前記冷却ノズルの冷却水噴射口と前記パスラインとの距離よりも大きいことを特徴とする、請求項2に記載の鋼板の冷却装置。 The steel sheet cooling device according to claim 2, wherein a distance between an upper side of the side wall and the pass line is larger than a distance between a cooling water injection port of the cooling nozzle and the pass line.
  4. 請求項1〜3のいずれか1項に記載の鋼板の冷却装置であって、
    さらに、前記鋼板の下面側に設けられた前記冷却ノズルと前記パスラインとの間に第2のガイド板が設けられ、該第2のガイド板は、前記冷却ノズルから前記鋼板に向けて噴射された前記冷却水が通過すべき流入孔と、前記冷却水が前記鋼板から前記冷却ノズルの方向へと通過すべき流出孔と、を有することを特徴とする、鋼板の冷却装置。
    It is a cooling device of the steel plate given in any 1 paragraph of Claims 1-3,
    Furthermore, a second guide plate is provided between the cooling nozzle provided on the lower surface side of the steel plate and the pass line, and the second guide plate is sprayed from the cooling nozzle toward the steel plate. A steel plate cooling apparatus comprising: an inflow hole through which the cooling water should pass; and an outflow hole through which the cooling water should pass from the steel plate toward the cooling nozzle.
  5. 前記パスラインの下面側であるとともに前記鋼板の板幅方向両端側に、側壁が設けられていることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の鋼板の冷却装置。 5. The steel sheet cooling apparatus according to claim 1, wherein side walls are provided on both lower sides of the pass line and on both ends of the steel plate in the plate width direction.
  6. 前記冷却ノズル1個当たりの前記冷却水の平均流量をQ(m/分)、
    前記鋼板の板幅方向における前記冷却ノズルの平均配置間隔をP(m)、
    前記鋼板の搬送方向における前記冷却ノズル帯の平均間隔をP(m)、
    前記鋼板の搬送方向における前記冷却ノズル帯の総数をN、とするとき、
    式(1)で定義される流量密度W(m/m・分)が6.0以上であるとともに、
    式(2)で定義される有効冷却長L(m)と前記流量密度Wとが式(3)を満たすことを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の鋼板の冷却装置。
    =Q/(P・P) (1)
    =P・N (2)
    8.5/W 3/5 ≦ L ≦ 36.7/W 2/3 (3)
    The average flow rate of the cooling water per cooling nozzle is Q N (m 3 / min),
    The average arrangement interval of the cooling nozzles in the plate width direction of the steel plate is P W (m),
    The average interval of the cooling nozzle bands in the conveying direction of the steel plate is P L (m),
    When the total number of the cooling nozzle bands in the conveying direction of the steel sheet is N L ,
    The flow density W D (m 3 / m 2 · min) defined by the formula (1) is 6.0 or more,
    And satisfies the equation the effective cooling length is defined by (2) L C (m) flow density W D Togashiki (3), the steel sheet according to any one of claims 1 to 5 Cooling system.
    W D = Q N / (P W · P L ) (1)
    L C = P L · N L (2)
    8.5 / W D 3/5 ≦ L c ≦ 36.7 / W D 2/3 (3)
  7. 熱延仕上げ圧延機列における最終スタンドと、請求項1〜6のいずれか1項に記載の鋼板の冷却装置と、冷却水の水切りを行う水切り手段とを、鋼板の搬送方向に順に備えることを特徴とする、熱延鋼板の製造装置。 It is equipped with the final stand in a hot rolling finishing rolling mill row | line | column, the cooling device of the steel plate of any one of Claims 1-6, and the draining means which drains a cooling water in order in the conveyance direction of a steel plate. An apparatus for producing a hot-rolled steel sheet.
  8. 前記最終スタンドのロールと前記水切り手段との間の領域に前記冷却水のプールが形成されるとともに、前記鋼板が前記プールの冷却水中に浸漬されるように前記水切り手段が配置されていることを特徴とする、請求項7に記載の熱延鋼板の製造装置。 The cooling water pool is formed in a region between the roll of the final stand and the draining means, and the draining means is arranged so that the steel sheet is immersed in the cooling water of the pool. The apparatus for producing a hot-rolled steel sheet according to claim 7, characterized in that
  9. 前記鋼板の上面側に設けられている前記冷却装置の冷却ノズルは、該冷却ノズルの冷却水噴射口が前記プールの冷却水中に浸漬されるように設けられていることを特徴とする、請求項8に記載の熱延鋼板の製造装置。 The cooling nozzle of the cooling device provided on the upper surface side of the steel plate is provided so that a cooling water injection port of the cooling nozzle is immersed in the cooling water of the pool. The manufacturing apparatus of the hot rolled sheet steel of 8.
  10. 前記冷却装置が備える冷却ノズル帯の中で前記最終スタンドに最も近い前記冷却ノズル帯が備える冷却ノズルの冷却水噴射口が、前記最終スタンド出口に位置すべき鋼板に向けられていることを特徴とする、請求項7〜9のいずれか1項に記載の熱延鋼板の製造装置。 The cooling nozzle of the cooling nozzle provided in the cooling nozzle zone closest to the final stand among the cooling nozzle zones provided in the cooling device is directed to a steel plate to be positioned at the final stand outlet. The apparatus for manufacturing a hot-rolled steel sheet according to any one of claims 7 to 9.
  11. 請求項7〜10のいずれか1項に記載の熱延鋼板の製造設備を用いて、熱延仕上げ圧延機列における最終スタンドで圧延された鋼板を処理する工程を含むことを特徴とする、熱延鋼板の製造方法。
    The manufacturing method of the hot-rolled steel sheet according to any one of claims 7 to 10 includes a step of processing the steel sheet rolled at the final stand in the hot-rolling finish rolling mill row. A method for producing rolled steel sheets.
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