JP4398898B2 - Thick steel plate cooling device and method - Google Patents
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Description
本発明は,熱間圧延により厚鋼板を製造する際に,熱間仕上げ圧延した厚鋼板を冷却する場合に適用される,厚鋼板の冷却方法および冷却装置に関するものである。 The present invention relates to a method and apparatus for cooling a thick steel plate, which is applied when cooling a hot-finished thick steel plate when producing a thick steel plate by hot rolling.
高温の厚鋼板を拘束ロールで拘束して搬送し上下部よりスプレーノズルを用い冷却する方法は従来より行われているが,一般に板幅が広くなると拘束ロール間端部しか水の排出部がないために鋼板の上部に水が溜まりやすくなる(以下この鋼板上に溜まる水を板上水という)。この板上水は,水の排出が拘束ロール端部よりなされるために,板幅方向に流れるが,この際,板幅方向で板上水の厚みが異なると板幅方向に冷却能力分布が発生し,温度差が生じるという問題がある。この問題を解決するために,板幅方向で水量調節を行うなどの対策が施されてきたが,板幅が異なると板上水の高さ分布が異なるため,有効な制御とはならなかった。 A method of transporting a high-temperature thick steel plate constrained by a restraint roll and cooling it by using a spray nozzle from the upper and lower parts has been conventionally performed, but generally, when the plate width is widened, there is only a water discharge portion between the restraint rolls. Therefore, water easily collects in the upper part of the steel plate (hereinafter, the water accumulated on the steel plate is referred to as plate water). This water on the plate flows in the plate width direction because the water is discharged from the end of the restraint roll. At this time, if the thickness of the plate water in the plate width direction is different, the cooling capacity distribution is distributed in the plate width direction. There is a problem that the temperature difference occurs. In order to solve this problem, measures such as adjusting the amount of water in the plate width direction have been taken, but since the height distribution of the water on the plate is different if the plate width is different, it was not effective control. .
そこで,文献1では,板上水を一定の高さにするためにノズルボックスを鋼板と50mmの距離を置いて設置し,柱状噴流で冷却する方法が開示されている。また,文献2では,水の散水方法を変化させる方法として,上面の冷却は幅方向に均一なスリット状の水流による冷却が行われることが開示されている。
Therefore,
しかしながら,文献1の冷却方法では,厚鋼板を冷却する際に用いるとノズルボックスの鋼板との距離が近すぎ,設備を損傷する恐れがある。また,柱状噴流では鋼板への噴流衝突面積が小さく,十分に蒸気膜を通過できず,冷却能力が十分でないという短所がある。
However, in the cooling method of
上記文献2の冷却方法の発明では,板幅が広い場合,鋼板上を流れた水が拘束ロールに衝突してから排出されるが,板上水はいったん中央部で滞留した後拘束ロール端部に排出されるため,中央部と鋼板端部にかけて冷却能力偏差が生じるという問題がある。このように,これまで板上水を有効に使う冷却方法はなかった。
In the invention of the cooling method of
本発明は,上記従来技術の課題である板上水の問題を有利に解決して,搬送中の厚鋼板を噛み込んだ拘束ロール間で厚鋼板の上下面に注水して冷却する場合の特に,上面を均一に冷却して上面の幅方向温度差を小さくし,厚鋼板形状の平坦度の向上と材質の均一化を図ることのできる,厚鋼板冷却方法および冷却装置を提供することを目的とするものである。 The present invention advantageously solves the above-described problem of water on a plate, which is a problem of the prior art, and particularly in the case of cooling by pouring water on the upper and lower surfaces of a thick steel plate between restraining rolls that bite the thick steel plate being conveyed. An object of the present invention is to provide a thick steel plate cooling method and a cooling device capable of uniformly cooling the upper surface to reduce the temperature difference in the width direction of the upper surface, improving the flatness of the steel plate shape, and making the material uniform. It is what.
本発明は上記課題を解決するため以下を要旨とするものである。
即ち,本発明によれば,上下に配置されたロールで一組をなす複数組の拘束ロールで高温状態の厚鋼板を噛み込んで搬送しながら,拘束ロール間で厚鋼板上下面に注水する厚鋼板の冷却装置において,上面側にフラットスプレーノズルを複数配置したノズルボックスを有し,鋼板幅方向の中心線に関しノズル噴流の衝突部形状の配置が対称であり,鋼板進行方向の拘束ロール間の中心線を境にノズル噴流の衝突部形状の配置が異なり,ノズル噴流の衝突部形状が鋼板幅方向および進行方向の拘束ロール間の中心点より略放射状に配置されたことを特徴とする厚鋼板の冷却装置が提供される。
The present invention is summarized as follows in order to solve the above problems.
That is, according to the present invention, the thickness of water poured between the constraining rolls on the upper and lower surfaces of the thick steel sheet while biting and transporting the high-temperature thick steel sheet with a plurality of sets of constraining rolls formed by upper and lower rolls. The steel plate cooling device has a nozzle box in which a plurality of flat spray nozzles are arranged on the upper surface side, the arrangement of the impinging portion of the nozzle jet is symmetric with respect to the center line in the steel plate width direction, and between the restraining rolls in the steel plate traveling direction. Thick steel plate characterized in that the arrangement of the nozzle jet impingement shape is different from the center line, and the nozzle jet impingement shape is arranged approximately radially from the center point between the restraining rolls in the width direction and the traveling direction of the steel plate. A cooling device is provided.
フラットスプレーノズルによるノズル噴流の衝突部の軸線の捩れ角が,鋼板進行方向に対し20〜45度の角度をなしても良い。また,フラットスプレーノズルのノズル噴流の広がり角度が30〜80度であっても良い。更に,ノズルボックスの鋼板に面した底面の鋼板からの距離が220mm以下で,ノズルボックスに配置されるフラットスプレーノズルの先端は,ノズルボックスの底面より5mm以上鋼板から離れて設置されても良い。 The twist angle of the axis of the collision part of the nozzle jet flow by the flat spray nozzle may form an angle of 20 to 45 degrees with respect to the steel plate traveling direction. Further, the spread angle of the nozzle jet of the flat spray nozzle may be 30 to 80 degrees. Furthermore, the distance from the steel plate on the bottom surface facing the steel plate of the nozzle box may be 220 mm or less, and the tip of the flat spray nozzle arranged in the nozzle box may be installed 5 mm or more away from the steel plate from the bottom surface of the nozzle box.
また本発明によれば,上記の冷却装置を用いる冷却方法において,ノズルボックスの高さを変化させることにより鋼板上に滞留する水の高さを変化させて冷却能力を制御する厚鋼板の冷却方法が提供される。 Further, according to the present invention, in the cooling method using the cooling device described above, the method for cooling a thick steel plate that controls the cooling capacity by changing the height of water staying on the steel plate by changing the height of the nozzle box. Is provided.
本発明によれば,鋼板の材質を創り出すための,鋼板の種類,板厚により異なる多様な冷却条件に対応可能で,鋼板の幅方向で均質かつ形状が良好な鋼板を製造することが可能な冷却装置および方法を提示することができる。 According to the present invention, it is possible to cope with various cooling conditions that vary depending on the type and thickness of the steel plate for creating the material of the steel plate, and it is possible to manufacture a steel plate having a uniform and good shape in the width direction of the steel plate. A cooling device and method can be presented.
本発明の厚鋼板の冷却装置は例えば,図1に示すように,熱間圧延機の後段に配置した熱間圧延鋼板の冷却装置であり,熱間圧延機で熱間圧延して得られた表面温度750〜950℃の高温の鋼板(厚鋼板)を,搬送中に水噴射により700℃〜室温に急速冷却する場合に適用して特に顕著な効果を奏する物である。以下に本発明の熱間圧延鋼板の冷却装置の構造例について説明する。なお,本明細書および図面において,実質的に同一の機能構成を有する構成要素については,同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 The thick steel plate cooling device of the present invention is, for example, as shown in FIG. 1, a hot rolled steel plate cooling device arranged at the subsequent stage of a hot rolling mill, and obtained by hot rolling with a hot rolling mill. This is particularly effective when a high-temperature steel plate (thick steel plate) having a surface temperature of 750 to 950 ° C. is rapidly cooled to 700 ° C. to room temperature by water injection during conveyance. Below, the structural example of the cooling apparatus of the hot-rolled steel plate of this invention is demonstrated. In the present specification and drawings, components having substantially the same functional configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図1は,本発明の実施の形態にかかる冷却装置4を配置した厚鋼板製造設備の例である。この例では,仕上圧延機1,デスケーリング装置2,熱間矯正装置3,冷却装置4が順次配列され,仕上圧延機1から出た鋼板6が,デスケーリング装置2,熱間矯正装置3,冷却装置4の順に連続的に通過している。冷却装置4は,上下に配置されたロール5a,5bで一組をなす拘束ロールを複数備えており,この実施の形態では,2つの拘束ロール51,52が,前後に距離をおいて配置されている。また,これら拘束ロール51,52の間にはノズルボックス4a,4bを上下に備えている。そして,上下に配置されロール5a,5b間で高温状態の鋼板6を噛み込んで搬送しながら,拘束ロール51,52の間において鋼板6の上下面にノズルボックス4a,4bからそれぞれ注水することにより,鋼板6を搬送しながら冷却するようになっている。なお,図1中に一点鎖線で示したように,上下のロール5a,5bからなる拘束ロールを3つ以上(例えば53,54)設け,それらの間にもノズルボックス4a,4bを設けても良い。即ち,ノズルボックス4a,4bの組合わせは,一段でも良いし,2段以上あっても良い。
FIG. 1 is an example of a steel plate manufacturing facility in which a
上側に配置されるノズルボックス4aには,鋼板6の上面に向って冷却水を噴射するフラットスプレーノズル7が複数配置されており,それら複数のフラットスプレーノズル7から下向きにそれぞれ冷却水を吹出して,鋼板6の上面に注水する。図2は,各フラットスプレーノズル7からそれぞれ噴射されたノズル噴流8の衝突部形状9の配置図である。図3は,フラットスプレーノズル7の説明図であって,(a)はノズル噴流8を横から見た状態を示し,(b)はノズル噴流8を上から見た状態を示している。
A plurality of
図3に示すように,フラットスプレー7から噴出したノズル噴流8は,鋼板6の表面に衝突後,鋼板6の表面に沿って流れて排出される。この場合,スプレー角度θが大きいほど広がり方向10に扁平して流れる傾向を示す。また,フラットスプレーノズル7では,水流を扇形状に噴出するのでのノズル噴流8の中央部は壁状となり,ノズル噴流8の疑似隔壁を鋼板6の表面上に形成することができる。そして,図3に示すような各フラットスプレーノズル7のノズル噴流8を,図4のように互いに衝突しないように隣接させて配置する。
As shown in FIG. 3, the
図2に示すように,各フラットスプレーノズル7から噴射されたノズル噴流8が鋼板6の表面に衝突することにより形成される線状の各衝突部形状9を,鋼板6の進行方向に対する捩れ角α(各フラットスプレーノズル7によるノズル噴流8の鋼板6の表面への衝突部の軸線の捻れ角α)がいずれも20〜45度の角度をなすように配置させる。その際,鋼板6の幅方向の中心線Lに関し,図2中において左側に位置する各衝突部形状9と,図2中において右側に位置する各衝突部形状9が,互いに対称になるように配置する。また,鋼板6の進行方向の拘束ロール51,52間の中心線Mを境に,図2中において上側(拘束ロール51側)となる領域と,図2中において下側(拘束ロール52側)となる領域では,各衝突部形状9の配置が異なるようにさせる。そして,図2中において上右側の領域では,各衝突部形状9を,鋼板6の進行方向に対する捩れ角αが図中時計回転方向に20〜45度の角度をなすように配置させ,図2中において上左側の領域では,各衝突部形状9を,鋼板6の進行方向に対する捩れ角αが図中反時計回転方向に20〜45度の角度をなすように配置させる。また,図2中において下右側の領域では,各衝突部形状9を,鋼板6の進行方向に対する捩れ角αが図中反時計回転方向に20〜45度の角度をなすように配置させ,図2中において下左側の領域では,各衝突部形状9を,鋼板6の進行方向に対する捩れ角αが図中時計回転方向に20〜45度の角度をなすように配置させる。こうして,いずれの衝突部形状9も,鋼板6の幅方向および進行方向の拘束ロール間の中心点Oより略放射状に配置させる。
As shown in FIG. 2, each of the linear
またこの実施の形態では,先に図4で説明したように各フラットスプレーノズル7の水噴流を互いに衝突させずに隣接させて配置したことにより,図2に示されるように,板6の表面には,1または2以上の衝突部形状9をほぼ直線状に並べた各衝突部形状列91〜96と衝突部形状列91’〜96’が形成される。その際,鋼板6の幅方向の中心線Lに関し,図2中において左側に位置する衝突部形状列91〜93及び衝突部形状列91’〜93’と,図2中において右側に位置する衝突部形状列94〜96及び衝突部形状列94’〜96’が対称となり,また,鋼板6の進行方向の拘束ロール51,52間の中心線Mを境にして,図2中において上側(拘束ロール51側)となる領域の衝突部形状列91〜96と,図2中において下側(拘束ロール52側)となる領域の衝突部形状列91’〜96’では配置が異なっている。そして,図2中において上右側の領域の各衝突部形状列94〜96は,鋼板6の進行方向に対する捩れ角αが図中時計回転方向に20〜45度の角度をなし,図2中において上左側の領域の各衝突部形状列91〜93は,鋼板6の進行方向に対する捩れ角αが図中反時計回転方向に20〜45度の角度をなし,図2中において下右側の領域の各衝突部形状列94’〜96’は,鋼板6の進行方向に対する捩れ角αが図中反時計回転方向に20〜45度の角度をなし,図2中において下左側の領域の各衝突部形状列91’〜93’は,鋼板6の進行方向に対する捩れ角αが図中時計回転方向に20〜45度の角度をなすこととなる。こうして,いずれの衝突部形状列91〜96及び衝突部形状列91’〜96’も,鋼板6の幅方向および進行方向の拘束ロール間の中心点Oから略放射状に配置されることとなる。
Further, in this embodiment, as described above with reference to FIG. 4, the water jets of the
このように,各フラットスプレーノズル7のノズル噴流8による疑似隔壁を鋼板6の表面上に形成しつつ,鋼板6の幅方向および進行方向の拘束ロール間の中心点Oから略放射状に各衝突部形状9(各衝突部形状列91〜96及び衝突部形状列91’〜96’)を配置させて注水を行うことにより,鋼板6上の板上水が,図2に示すように拘束ロール51,52間の大部分で鋼板6の進行方向に流れ,拘束ロール51,52近傍から鋼板6の端部へ排出されるようになる。このように,本発明ではフラットスプレーノズル7のノズル噴流8により形成したこの疑似隔壁によって,フラットスプレーノズル7からの噴射冷媒の鋼板6両側端部からの排出流れを抑制して,幅方向に各衝突部形状列91〜96及び衝突部形状列91’〜96’ごとの板幅にあまり依存しない高さの板上水を膜状に形成することが可能となる。
In this way, each impingement portion is formed substantially radially from the center point O between the restraining rolls in the width direction and the traveling direction of the
なお,図5に示すように板上水高さと冷却能力の関係を本発明者らが調査したところ,板上水高さの増加とともに冷却能力が増加していることが判明している。したがって,たとえば,鋼板6の板幅が狭くなった場合,従来のノズル配置であれば,板上水高さが低くなるが,本発明では,幅方向の隔壁効果で板上水高さの低下しろが小さく,冷却能力を高いまま維持することが可能である。
In addition, as shown in FIG. 5, when the present inventors investigated the relationship between board water height and cooling capacity, it turned out that cooling capacity is increasing with the board water height increasing. Therefore, for example, when the plate width of the
すなわち,図2のようなノズル配置にすることにより,鋼板6の幅方向で板上水高さを幅方向で均一でしかも高くでき,冷却能力を幅方向均一で向上させることが可能となり,冷却コストを低減できる。また,疑似隔壁を形成したことにより,板幅によらず板上水高さの板幅方向での変化を小さくさせることが可能となり,板幅方向の温度偏差を少なくすることにより鋼板6の形状特性および材質特性を均質化することができる。なお,鋼板6端部は,板上水が抜けやすいので,冷却能力がやや低くなり,鋼板6端部に生じる過冷却状態を防ぐことができる。
In other words, the nozzle arrangement as shown in FIG. 2 makes it possible to increase the water height on the plate uniformly in the width direction in the width direction of the
この際のフラットスプレーノズル7から噴射されたノズル噴流8によって形成される線状の各衝突部形状9の鋼板6進行方向との捩れ角度α(フラットスプレーノズル7によるノズル噴流8の鋼板6の表面への衝突部の軸線の捻れ角α)は,20〜45度の角度が望ましい。この角度αが20度より小さいと鋼板6表面上に縦縞状の模様が生じる可能性があり,外観上好ましくないだけでなく,局所的に冷却が強い箇所が発生して材質ばらつきの原因となる。また,角度αが45度より大きいと鋼板6幅方向への流動が生じて擬似隔壁効果による板上水抑止力が小さくなり,幅方向均一性が低下する。
At this time, the twist angle α with the traveling direction of the
また,先に図4で説明したように,各フラットスプレーノズル7から噴射されたノズル噴流8が互いに衝突しないように隣接させて配置することが好ましい。図6のように,隣接するフラットスプレーノズル7から噴射されたノズル噴流8同士が互いに重ならない場合は,板6の表面に形成される各衝突部形状9同士が離れてしまい,各衝突部形状列91〜96と衝突部形状列91’〜96’も連続した線状とならなくなってしまう。その場合,隔壁効果がほとんどなく本発明の効果を十分に享受することはできない。
Further, as described above with reference to FIG. 4, it is preferable that the
また,図7に示すように,フラットスプレーノズル7と鋼板6との間の距離bが220mm以上になると冷却能力の低下が著しいことを実験的に確認しており,この距離(220mm)以下にノズルボックス4aは設置する。ただし,これは,ノズル吐出圧が最大で0.3MPa一定とした時の場合であり,ノズル吐出圧が大きくなった場合には,ノズルと鋼板6との間の距離bはさらに大きくすることも可能である。なお,冷却能力を小さくしたいときには,水の吐出圧力を低減すれば良い。なお,220mm以下であれば,冷却能力は増大する方向であるが,フラットスプレーノズル7と鋼板6との間の距離bが近くなると,ノズル噴流の衝突幅cが小さくなり,隔壁効果を生じさせるためには,ノズル個数を多くする必要があり,フラットスプレーノズル7を多数設置するためのノズルボックス4aの加工量が多く,経済的に不利である。この観点より,フラットスプレーノズル7と鋼板6との間の距離bは,100mm程度が望ましい。そして,ノズル先端に搬送中の鋼板6が衝突する可能性があるために,図8に示すようにノズルボックス4a内にフラットスプレーノズル7の先端が隠れるように5mm以上引っ込めることが必要である。
Further, as shown in FIG. 7, it has been experimentally confirmed that when the distance b between the
さらに,図9に示すように,フラットスプレーノズル7の高さ(フラットスプレーノズル7と鋼板6との間の距離b)を変化させることにより,疑似隔壁の高さを調整することができ,冷却能力の制御も可能となる。これにより,さまざまな板厚,鋼板6の種類に応じた冷却が可能となる。ノズルボックス4aの高さを変化させることにより鋼板6上に滞留する水の高さを変化させて冷却能力を制御することが可能である。
Furthermore, as shown in FIG. 9, by changing the height of the flat spray nozzle 7 (distance b between the
フラットスプレーノズル7から噴射されるノズル噴流8の広がり角度θとフラットスプレーノズル7と鋼板6との間の距離bの効果であるが,一般に広がり角度θが大きくなると鋼板衝突時の冷却に大きく寄与する鋼板6に垂直な方向の速度成分が図10に示すように小さくなるとともに,板上水11の中を通過する長さが長くなるので,噴流速度の減衰が大きくなり,冷却能力が低下する。また,フラットスプレーノズル7と鋼板6との間の距離bが大きくなると,板上水11内での噴流の減衰が大きくなり冷却能力が低下する。
This is the effect of the spread angle θ of the
フラットスプレーノズル7によって隔壁効果を生じさせるための,フラットスプレーノズル7間の距離aとフラットスプレーノズル7と鋼板6との間の距離b,ノズルの広がり角度θの間の関係について図4に示した。図4において隔壁効果を生じさせるためには,0.5<a/{b・tan(θ/2)}<1.8の関係となることが望ましい。この式は,フラットスプレーノズル7間の距離aと噴流の広がりの半分の比を示し,噴流の重なりを示す指標となる。なお,図11には,隔壁高さc/bとa/{b・tan(θ/2)}の関係を示した。フラットスプレーノズル7の噴流の広がり角度θは30〜80度が好ましい範囲である。
FIG. 4 shows the relationship between the distance a between the
1.8<a/{b・tan(θ/2)}となると,隔壁効果が小さくなり,板上水の鋼板幅方向の流れを抑制できなくなる。また,0.5>a/{b・tan(θ/2)}となると,フラットスプレーノズル7間の距離aが小さくなり,経済的に効率が悪くなる。表1に0.5<{b・tan(θ/2)}<1.8時のa(ノズル間距離)の範囲(mm)を示している。
When 1.8 <a / {b · tan (θ / 2)}, the partition wall effect is reduced, and the flow of plate water in the steel plate width direction cannot be suppressed. Further, when 0.5> a / {b · tan (θ / 2)}, the distance a between the
なお,ノズルボックス4aの高さを変更して冷却能力を調整する場合は,ノズルボックス4aの高さ制御範囲内でa/{b・tan(θ/2)}が0.5〜1.8に入るようにする。
When the cooling capacity is adjusted by changing the height of the
以下,本発明の厚鋼板の冷却装置及び方法の実施例について具体的に説明する。
[実施例1]
先に図1で説明した,本発明の実施の形態にかかる厚鋼板冷却装置を配置した厚鋼板製造設備において,前後に距離900mmをおいて配置された拘束ロールを15組配置し,各拘束ロール間において噛み込まれて搬送される厚鋼板の上面側に,フラットスプレーノズルを鋼板の幅方向に複数配置してなるノズルボックスを配置した。ノズルボックスは,15組の拘束ロール同士の間にそれぞれに配置した。また,それら15組の拘束ロール同士の間にそれぞれ配置された14個のノズルボックスのうち,13台を稼動(注水)させた。フラットスプレーノズルは広がり角度30度であり,0.3MPaで15L/分を吐出するフラットスプレーノズルを用いて,ノズルと鋼板間距離を220mmとし,幅方向ノズルピッチを75mm,鋼板進行方向のノズル列間ピッチを60mmとした。これにより,隔壁効果を生じさせる隣接するノズルとの間の距離は96mmとなり,a/{b・tan(θ/2)}=1.63,c/b=0.185となる。この際,フラットスプレーノズルから噴射されるノズル噴流の衝突部の軸線が鋼板進行方向となす捩れ角度は25度とした。なお,下面側のノズルボックスもここでは,上面側と同様な配列とした。
Examples of the thick steel plate cooling apparatus and method according to the present invention will be specifically described below.
[Example 1]
In the steel plate manufacturing facility in which the steel plate cooling device according to the embodiment of the present invention described above is disposed, 15 sets of restraining rolls arranged at a distance of 900 mm in the front and rear are arranged, and each restraining roll is described above. A nozzle box comprising a plurality of flat spray nozzles arranged in the width direction of the steel plate is arranged on the upper surface side of the thick steel plate that is intercalated and conveyed. The nozzle box was arranged between 15 sets of restraining rolls. Moreover, 13 units | sets were operated (water injection) among 14 nozzle boxes each arrange | positioned between those 15 sets of restraint rolls. The flat spray nozzle has a spread angle of 30 degrees, uses a flat spray nozzle that discharges 15 L / min at 0.3 MPa, sets the distance between the nozzle and the steel plate to 220 mm, the width direction nozzle pitch is 75 mm, and the nozzle row in the steel plate traveling direction The interval pitch was 60 mm. As a result, the distance between adjacent nozzles causing the partition effect is 96 mm, and a / {b · tan (θ / 2)} = 1.63, c / b = 0.185. At this time, the twist angle formed by the axis of the impinging portion of the nozzle jet ejected from the flat spray nozzle with the traveling direction of the steel sheet was 25 degrees. Here, the nozzle box on the lower surface side is also arranged in the same manner as the upper surface side.
この実施例1では,仕上げ圧延を行って得られた板厚25mm幅4000mmの温度800℃の厚鋼板をデスケーリング後に熱間矯正してから,15組の拘束ロールに噛み込ませて搬送速度70m/分で搬送しながら,上面側の六列の注水ノズル列から水量密度1.0m3/m2/分の注水を行って冷却した。上面側の注水ノズル列の各フラットスプレーノズルからの水量は11L/分とした。一方,下面側は水量密度1.3m3/m2/分の注水を行って冷却した。 In this Example 1, a steel plate having a thickness of 25 mm and a width of 4000 mm obtained by finish rolling was hot-corrected after descaling and then bitten into 15 sets of constraining rolls, with a conveyance speed of 70 m. Water was injected at a water density of 1.0 m 3 / m 2 / min from the six rows of water injection nozzles on the upper surface side while cooling at a rate of / min. The amount of water from each flat spray nozzle of the water injection nozzle row on the upper surface side was 11 L / min. On the other hand, the lower surface side was cooled by injecting water with a water density of 1.3 m 3 / m 2 / min.
この冷却によって10秒間冷却された後の厚鋼板の温度を測定したところ,幅方向中央部での鋼板温度500℃に対して幅方向では±10℃と均一性が高く,反りや残留応力の極めて小さい,形状,材質ともに均一性に優れた十分に満足できる厚鋼板を得ることができた。なお,ここでの鋼板温度の測定は,鋼板面の端部から板厚の2倍相当の縁部の領域を除いて行ったものである。 When the temperature of the thick steel plate after being cooled for 10 seconds by this cooling was measured, the steel plate temperature was 500 ° C at the center in the width direction, and the uniformity was as high as ± 10 ° C in the width direction. We were able to obtain a sufficiently satisfying thick steel plate with excellent uniformity in both shape and material. The measurement of the steel plate temperature here was performed by excluding the edge region corresponding to twice the plate thickness from the end of the steel plate surface.
[実施例2]
実施例2では,ノズルは広がり角度80度,0.3MPaで18L/分を吐出するフラットスプレーノズルを用いて,ノズルと鋼板間距離を100mmとし,幅方向ノズルピッチを75mm,鋼板進行方向のノズル列間ピッチを60mmとした。これにより,隔壁効果を生じさせる隣接するノズルの間の距離は96mmとなり,a/{b・tan(θ/2)}=1.14,c/b=0.43となる。この際,フラットスプレーノズルから噴射されるノズル噴流の衝突部の軸線が鋼板進行方向となす捩れ角度は25度とした。なお,下面側の冷却列4bもここでは,上面側と同様な配列とした。
[Example 2]
In Example 2, the nozzle is a flat spray nozzle that discharges 18 L / min at a spread angle of 80 degrees, 0.3 MPa, the distance between the nozzle and the steel plate is 100 mm, the nozzle width in the width direction is 75 mm, and the nozzle in the steel plate traveling direction The pitch between rows was 60 mm. As a result, the distance between adjacent nozzles causing the partition effect is 96 mm, and a / {b · tan (θ / 2)} = 1.14, c / b = 0.43. At this time, the twist angle formed by the axis of the impinging portion of the nozzle jet ejected from the flat spray nozzle with the traveling direction of the steel sheet was 25 degrees. Here, the cooling
この実施例2では,仕上げ圧延を行って得られた板厚25mm幅4000mmの温度800℃の厚鋼板をデスケーリング後に熱間矯正してから,実施例1と同様に15組の拘束ロールに噛み込ませて搬送速度70m/分で搬送しながら,上面側の六列の注水ノズル列から水量密度1.0m3/m2/分の注水を行って冷却した。上面側の注水ノズル列の各フラットスプレーノズルからの水量は11L/分とした。一方,下面側は水量密度1.3m3/m2/分の注水を行って冷却した。 In this Example 2, a thick steel plate having a thickness of 25 mm and a width of 4000 mm obtained by finish rolling was hot-corrected after descaling and then bitten into 15 sets of restraining rolls as in Example 1. Then, water was injected at a water density of 1.0 m 3 / m 2 / min from the six water injection nozzle rows on the upper surface side and cooled while being conveyed at a conveyance speed of 70 m / min. The amount of water from each flat spray nozzle of the water injection nozzle row on the upper surface side was 11 L / min. On the other hand, the lower surface side was cooled by injecting water with a water density of 1.3 m 3 / m 2 / min.
この冷却によって10秒間冷却された後の厚鋼板の温度を測定したところ,幅方向中央部での鋼板温度515℃に対して幅方向では±10℃と均一性が高く,反りや残留応力の極めて小さい,形状,材質ともに均一性に優れた十分に満足できる厚鋼板を得ることができた。 When the temperature of the thick steel plate after being cooled for 10 seconds by this cooling was measured, the steel plate temperature at the central portion in the width direction was 515 ° C, and the uniformity was as high as ± 10 ° C in the width direction. We were able to obtain a sufficiently satisfying thick steel plate with excellent uniformity in both shape and material.
[実施例3]
実施例3では,ノズルは広がり角度80度,0.3MPaで18L/分を吐出するフラットスプレーノズルを用いて,ノズルと鋼板間距離を100mmとし,幅方向ノズルピッチを75mm,鋼板進行方向のノズル列間ピッチを60mmとした。これにより,隔壁効果を生じさせる隣接するノズル間の距離は96mmとなり,a/{b・tan(θ/2)}=1.14,c/b=0.43となる。この際,フラットスプレーノズルから噴射されるノズル噴流が鋼板進行方向となす捩れ角度は40度とした。なお,下面側の冷却列もここでは,上面側と同様な配列とした。
[Example 3]
In Example 3, the nozzle is a flat spray nozzle that discharges 18 L / min at an expansion angle of 80 degrees, 0.3 MPa, the distance between the nozzle and the steel plate is 100 mm, the nozzle width in the width direction is 75 mm, and the nozzle in the steel plate traveling direction The pitch between rows was 60 mm. As a result, the distance between adjacent nozzles causing the partition effect is 96 mm, and a / {b · tan (θ / 2)} = 1.14, c / b = 0.43. At this time, the twist angle formed by the nozzle jet sprayed from the flat spray nozzle and the steel plate traveling direction was 40 degrees. Here, the cooling row on the lower surface side is also arranged in the same manner as the upper surface side.
この実施例3では,仕上げ圧延を行って得られた板厚25mm幅4000mmの温度800℃の厚鋼板をデスケーリング後に熱間矯正してから,実施例1と同様に15組の拘束ロールに噛み込ませて搬送速度70m/分で搬送しながら,上面側の六列の注水ノズル列から水量密度1.0m3/m2/分の注水を行って冷却した。上面側の注水ノズル列の各フラットスプレーノズルからの水量は11L/分とした。一方,下面側は水量密度1.3m3/m2/分の注水を行って冷却した。 In this Example 3, a steel plate having a thickness of 25 mm and a width of 4000 mm obtained by finish rolling was hot-corrected after descaling and then bitten into 15 sets of restraining rolls as in Example 1. Then, water was injected at a water density of 1.0 m 3 / m 2 / min from the six water injection nozzle rows on the upper surface side and cooled while being conveyed at a conveyance speed of 70 m / min. The amount of water from each flat spray nozzle of the water injection nozzle row on the upper surface side was 11 L / min. On the other hand, the lower surface side was cooled by injecting water with a water density of 1.3 m 3 / m 2 / min.
この冷却によって10秒間冷却された後の厚鋼板の温度を測定したところ,幅方向中央部での鋼板温度517℃に対して幅方向では±12℃と均一性が高く,反りや残留応力の極めて小さい,形状,材質ともに均一性に優れた十分に満足できる厚鋼板を得ることができた。 When the temperature of the thick steel plate after being cooled for 10 seconds by this cooling was measured, the uniformity was as high as ± 12 ° C in the width direction compared to the steel plate temperature of 517 ° C in the center in the width direction. We were able to obtain a sufficiently satisfying thick steel plate with excellent uniformity in both shape and material.
[比較例1]
比較例1では,ノズルは広がり角度80度,0.3MPaで18L/分を吐出するフラットスプレーノズルを用いて,ノズルと鋼板間距離を100mmとし,幅方向ノズルピッチを75mm,鋼板進行方向のノズル列間ピッチを60mmとした。これにより,隔壁効果を生じさせる隣接するノズル間の距離は96mmとなり,a/{b・tan(θ/2)}=1.14,c/b=0.43となる。この際,フラットスプレーノズルから噴射されるノズル噴流が鋼板進行方向となす捩れ角度は25度としたが,本発明要件とは異なり,図12に示すように各衝突部形状9及び各衝突部形状列91〜97を配置した。なお,下面側の冷却列もここでは上面側と同様な配列とした。
[Comparative Example 1]
In Comparative Example 1, the nozzle is a flat spray nozzle that discharges 18 L / min at an expansion angle of 80 degrees and 0.3 MPa, the distance between the nozzle and the steel plate is 100 mm, the nozzle pitch in the width direction is 75 mm, and the nozzle in the steel plate traveling direction The pitch between rows was 60 mm. As a result, the distance between adjacent nozzles causing the partition effect is 96 mm, and a / {b · tan (θ / 2)} = 1.14, c / b = 0.43. At this time, the twist angle formed by the nozzle jet sprayed from the flat spray nozzle with respect to the steel plate traveling direction is set to 25 degrees. However, unlike the requirements of the present invention, as shown in FIG.
この比較例1では,仕上げ圧延を行って得られた板厚25mm幅4000mmの温度800℃の厚鋼板をデスケーリング後に熱間矯正してから,実施例1と同様に15組の拘束ロールに噛み込ませて搬送速度70m/分で搬送しながら,上面側の六列の注水ノズル列から水量密度1.0m3/m2/分の注水を行って冷却した。上面側の注水ノズル列の各フラットスプレーノズルからの水量は11L/分とした。一方,下面側は水量密度1.3m3/m2/分の注水を行って冷却した。 In Comparative Example 1, a steel plate having a thickness of 25 mm and a width of 4000 mm obtained by finish rolling was hot-corrected after descaling and then bitten into 15 sets of restraining rolls as in Example 1. Then, water was injected at a water density of 1.0 m 3 / m 2 / min from the six water injection nozzle rows on the upper surface side and cooled while being conveyed at a conveyance speed of 70 m / min. The amount of water from each flat spray nozzle of the water injection nozzle row on the upper surface side was 11 L / min. On the other hand, the lower surface side was cooled by injecting water with a water density of 1.3 m 3 / m 2 / min.
この冷却によって10秒間冷却された後の厚鋼板の温度を測定したところ,幅方向中央部での鋼板温度520℃に対して幅方向では±30℃と均一性が低く,形状,材質としてはやや問題がある厚鋼板となった。この不均一冷却の原因として,図12の場合の板上水の流れを観察したところ,図13に示すように鋼板中央部以外のところに板上水12の滞留部13が発生しており,これにより不均一が発生したものと考えられる。 When the temperature of the thick steel plate after being cooled for 10 seconds by this cooling was measured, the steel plate temperature at the center in the width direction was 520 ° C, and the uniformity in the width direction was ± 30 ° C. It became a thick steel plate with problems. As a cause of this non-uniform cooling, when the flow of the on-board water in the case of FIG. 12 was observed, as shown in FIG. This is considered to have caused non-uniformity.
[比較例2]
比較例2では,ノズルは広がり角度60度,0.3MPaで18L/分を吐出するフラットスプレーノズルを用いて,ノズルと鋼板間距離を100mmとし,幅方向ノズルピッチを85mm,鋼板進行方向のノズル列間ピッチを75mmとした。これにより,隔壁効果を生じさせる隣接するノズル間の距離は113mmとなり,a/{b・tan(θ/2)}=1.95,c/b=0.02となる(図6)。この際,フラットスプレーノズルから噴射されるノズル噴流が鋼板進行方向となす捩れ角度は25度とした。なお,下面側の冷却列もここでは,上面側と同様な配列とした。
[Comparative Example 2]
In Comparative Example 2, the nozzle is a flat spray nozzle that discharges 18 L / min at a spread angle of 60 degrees and 0.3 MPa, the distance between the nozzle and the steel plate is 100 mm, the nozzle width in the width direction is 85 mm, and the nozzle in the steel plate traveling direction The pitch between rows was 75 mm. As a result, the distance between adjacent nozzles causing the partition effect is 113 mm, and a / {b · tan (θ / 2)} = 1.95, c / b = 0.02 (FIG. 6). At this time, the twist angle formed by the nozzle jet injected from the flat spray nozzle with the steel plate traveling direction was set to 25 degrees. Here, the cooling row on the lower surface side is also arranged in the same manner as the upper surface side.
この比較例2では,仕上げ圧延を行って得られた板厚25mm幅4000mmの温度800℃の厚鋼板をデスケーリング後に熱間矯正してから,実施例1と同様に15組の拘束ロールに噛み込ませて搬送速度70m/分で搬送しながら,上面側の六列の注水ノズル列 から水量密度1.0m3/m2/分の注水を行って冷却した。上面側の注水ノズル列の各フラットスプレーノズルからの水量は11L/分とした。一方,下面側は水量密度1.3m3/m2/分の注水を行って冷却した。 In Comparative Example 2, a steel plate having a thickness of 25 mm and a width of 4000 mm obtained by finish rolling was hot-corrected after descaling and then bitten into 15 sets of restraining rolls as in Example 1. Then, water was injected at a water supply density of 1.0 m 3 / m 2 / min from the six water injection nozzle rows on the upper surface side and cooled while being conveyed at a conveyance speed of 70 m / min. The amount of water from each flat spray nozzle of the water injection nozzle row on the upper surface side was 11 L / min. On the other hand, the lower surface side was cooled by injecting water with a water density of 1.3 m 3 / m 2 / min.
この冷却によって10秒間冷却された後の厚鋼板の温度を測定したところ,幅方向中央部での鋼板温度530℃に対して幅方向では±20℃と均一性が低く,形状,材質としてはやや問題がある厚鋼板となった。この不均一冷却の原因として,図6に示すように隔壁効果が十分でなく板上水の不均一が生じたものと考えられる。 When the temperature of the thick steel plate after being cooled for 10 seconds by this cooling was measured, the steel plate temperature at the center in the width direction was 530 ° C, and the uniformity was low at ± 20 ° C in the width direction. It became a thick steel plate with problems. As a cause of this non-uniform cooling, it is considered that the partition wall effect is not sufficient as shown in FIG.
本発明は,熱間仕上げ圧延した厚鋼板の冷却に利用できる。 The present invention can be used for cooling a hot-finished thick steel plate.
1 仕上圧延機
2 デスケーリング装置
3 熱間矯正装置
4 冷却装置
4a,4b ノズルボックス
5a,5b ロール
51,52 拘束ロール
6 鋼板
7 フラットスプレーノズル
8 ノズル噴流
9 衝突部形状
91〜96,91’〜96’ 衝突部形状列
10 ノズル噴流の広がり方向
11,12 板上水
13 板上水の滞留部
1 finishing
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