JP5673530B2 - Hot rolled steel sheet cooling apparatus, cooling method, manufacturing apparatus, and manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、熱延鋼板の冷却装置、冷却方法、製造装置及び製造方法に関する。本発明は、特に、超微細結晶粒を有する熱延鋼板を製造する際に好適に用いられる熱延鋼板の冷却装置、冷却方法及び製造装置、並びに、超微細結晶粒を有する熱延鋼板の製造方法に関する。 The present invention relates to a cooling apparatus, a cooling method, a manufacturing apparatus, and a manufacturing method for a hot-rolled steel sheet. The present invention particularly relates to a hot-rolled steel sheet cooling apparatus, a cooling method and a manufacturing apparatus that are suitably used when manufacturing hot-rolled steel sheets having ultrafine crystal grains, and manufacture of hot-rolled steel sheets having ultrafine crystal grains. Regarding the method.
自動車用や構造材用等として用いられる鋼材は、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、熱延鋼板の結晶粒を微細化することが有効である。そのため、微細結晶粒を有する熱延鋼板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、結晶粒を微細化すれば、合金元素の添加量を削減しても優れた機械的性質を具備した高強度熱延鋼板を製造することが可能になる。 Steel materials used for automobiles, structural materials, etc. are required to have excellent mechanical properties such as strength, workability, and toughness. It is effective to reduce the size. Therefore, many manufacturing methods for obtaining a hot rolled steel sheet having fine crystal grains have been sought. Further, if the crystal grains are refined, it is possible to produce a high-strength hot-rolled steel sheet having excellent mechanical properties even if the addition amount of the alloy element is reduced.
熱延鋼板の結晶粒の微細化方法としては、熱間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粒内に圧延歪を蓄積させ、冷却後(又は変態後)に得られるフェライト粒の微細化を図る方法等が知られている。そして、オーステナイト粒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は、圧延後の短時間で鋼板を所定の温度以下(例えば、720℃以下)まで冷却することが有効である。すなわち、微細結晶粒を有する熱延鋼板を製造するためには、熱間仕上げ圧延に引き続き、従来よりも早く冷却すること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 of refining crystal grains of hot-rolled steel sheet, particularly in the latter stage of hot finish rolling, high-pressure rolling is performed to refine austenite grains and accumulate rolling strain in the grains, after cooling (or after transformation) And the like, and the like. And, from the viewpoint of suppressing recrystallization and recovery of austenite grains and promoting ferrite transformation, it is effective to cool the steel sheet to a predetermined temperature or lower (for example, 720 ° C. or lower) in a short time after rolling. . In other words, in order to manufacture hot rolled steel sheets with fine crystal grains, it is effective to install a cooling device that can cool faster than before, followed by hot finish rolling, and rapidly cool the rolled steel sheet. It is.
微細結晶粒を有する熱延鋼板の製造を可能にする技術、又は、微細結晶粒を有する熱延鋼板の製造に適用可能な技術が、これまでにいくつか開示されてきている。例えば特許文献1には、C:0.01〜0.3質量%を含有する炭素鋼又は低合金鋼からなる鋼板又はスラブを多パス熱間圧延して熱延鋼板を製造する方法であって、最終圧延パスをAr3点以上の温度で終了し、その後0.4秒以内に720℃以下まで冷却することを特徴とする、超微細結晶粒熱延鋼板の製造方法が開示されている。また、特許文献2には、熱延仕上げ圧延機列における最終スタンドと、第1の冷却装置と、第2の冷却装置と、巻き取り装置とが、鋼板搬送方向に順に配置されるとともに、第1の冷却装置と第2の冷却装置との間に非冷却の領域が設けられている熱延鋼板の製造設備において、第1の冷却装置は、鋼板の被冷却面に帯状又は長円状の噴流衝突域を形成すべきノズルと、該ノズルから噴射された冷却水を堰止めるべき堰止めロールとを備え、最終スタンドのロールと堰止めロールとの間の領域に冷却水のプールが形成されるとともに、第1の冷却装置内を搬送される鋼板がプールの冷却水中に浸漬されるように、堰止めロールを配設する技術が開示されている。また、特許文献3には、鋼板を熱間圧延する圧延機の入側又は/及び出側の圧延機に近接する位置に、鋼板を通過させながら鋼板の上面に冷却水を供給する冷却設備を配置し、該冷却設備は、鋼板の上面に対して棒状冷却水を圧延機側に向いて伏角30°〜60°で噴射するノズルを有するヘッダを、鋼板に供給した後の冷却水が圧延機のワークロールで堰き止められるような位置に備えていることを特徴とする鋼板の熱間圧延設備が開示されている。そして、特許文献3には、冷却水が分散して棒状でなくなり冷却水を堰き止める作用がなくなる事態を回避するため、上ノズルの先端とパスラインとの距離を500mm〜1800mmとするのが好ましい旨、記載されている。There have been disclosed several techniques that enable the production of hot-rolled steel sheets having fine crystal grains, or techniques that can be applied to the production of hot-rolled steel sheets having fine crystal grains. For example,
特許文献1に開示されている技術によれば、温度がAr3点以上である鋼板を、最終圧延パス終了後の0.4秒以内に720℃まで冷却するので、超微細結晶粒(例えば、平均粒径が2μm以下の結晶粒をいう。以下において同じ。)を有する熱延鋼板を製造することが可能になると考えられる。ところが、特許文献1には、最終圧延パス終了から0.4秒以内に鋼板を720℃まで冷却し得る冷却装置の詳細な構成については開示されていない。また、特許文献2に開示されている技術によれば、熱間圧延機列の最終スタンドのロールと堰止めロールとの間の領域に形成した冷却水のプールに鋼板を浸漬させるため、熱延鋼板の冷却能率を向上させることが可能になると考えられる。ここで、超微細結晶粒を有する熱延鋼板を製造する際に必要とされる急冷は、例えば特許文献1に示される通り少なくとも400℃/s以上の冷却速度を有するものであり、それには鋼板を核沸騰冷却で急冷することが求められる。ところが、特許文献2に開示されているように、冷却水のプールを積極的に形成して鋼板を冷却すると、鋼板表面に衝突する冷却水の衝突圧力を、核沸騰冷却が可能な程度にまで増大させ難く、超微細結晶粒を有する熱延鋼板を製造するためには、更なる技術改良が必要になるという課題があった。また、超微細結晶粒を有する熱延鋼板を製造する際に必要とされる急冷では、鋼板表面に衝突させる冷却水の衝突圧力を所定値以上にすることが必要になるのに対し、特許文献3に開示されている技術では、鋼板へと供給される棒状冷却水の噴射角度を主に規定しているのみである。また、特許文献3では、鋼板に噴射された冷却水が鋼板とワークロールとが接触する部位まで流れるため当該部位の直後からの冷却が可能であるとしているが、衝突後に鋼板上を流れる冷却水では十分な急冷はできず、この部分の冷却は超微細結晶粒の形成にほとんど寄与しない。よって、当該技術を単に用いても、超微細結晶粒を有する熱延鋼板を製造することは困難であるという問題があった。According to the technique disclosed in
そこで、本発明は、超微細結晶粒を有する熱延鋼板を製造すること及び冷却水の使用効率を高めることが可能な、熱延鋼板の冷却装置、熱延鋼板の冷却方法、熱延鋼板の製造装置、及び、熱延鋼板の製造方法を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention can manufacture a hot-rolled steel sheet having ultrafine crystal grains and increase the use efficiency of cooling water, a hot-rolled steel sheet cooling device, a hot-rolled steel sheet cooling method, and a hot-rolled steel sheet It is an object to provide a manufacturing apparatus and a method for manufacturing a hot-rolled steel sheet.
本発明者らは、超微細結晶粒を有する熱延鋼板(以下において、「超微細粒鋼」ということがある。)の製造に関する研究調査を行い、以下の知見を得た。
(1)図11に示されるように、Ar3点以上の温度域で圧延された後、0.2秒以内に720℃までの冷却を完了すると、結晶粒をさらに微細化することが可能になる。
(2)Ar3点以上の例えば820℃から720℃までの100℃降下の冷却を、圧延後0.2秒以内で終了させるには、例えば500℃/s以上の平均冷却速度で急冷を行う必要があり、600℃/s以上の冷却速度で急冷を行うことが好ましい。ここで、熱間仕上げ圧延機列の最終スタンドにおける圧下点(圧延される鋼板の上面と接触するワークロールの下死点、及び、圧延される鋼板の下面と接触するワークロールの上死点をいう。以下において同じ。)から当該最終スタンドのハウジングポスト出側までの領域(以下において、「スタンド内領域」ということがある。)の鋼板搬送方向の長さをL1、スタンド内領域において急速冷却が可能な区間の鋼板搬送方向の長さをL2、当該区間における冷却速度をZ1、スタンド内領域において急速冷却が困難な区間の鋼板搬送方向の長さをL3、当該区間における冷却速度をZ2とするとき、{L2×Z1+L3×Z2}/L1で表される冷却速度が、平均冷却速度である。600℃/sの冷却速度で鋼板を冷却した場合、鋼板の温度を100℃低下させるための所要時間は0.167秒である。したがって、冷却を0.2秒以内で終了させるためには、圧延後0.033秒以内に冷却を開始する必要がある。例えば、鋼板を10m/sの速度で移動させた場合、0.033秒で移動する距離は0.33mである。したがって、圧延後の急冷は、熱間圧延機列における最終スタンドのワークロールの半径相当位置以内から開始し、少なくとも熱間圧延機列における最終スタンド内ではほぼ連続して急冷することが好ましい。
(3)例えば、鋼板の圧延速度が10m/sの場合、0.2秒間で鋼板が移動する距離は2mである。また、一般的な熱間仕上げ圧延機列の最終スタンドにおける圧下点から当該最終スタンドのハウジングポスト出側までの距離も約2mである。そのため、必要とされる急速冷却は、ほぼ最終スタンド内で行わなければならない。しかしながら、圧下点極近傍に代表されるように、圧下点から最終スタンドのハウジングポスト出側までの間には、急速冷却を実施することが困難な部分もある。したがって、急速冷却を実施することが困難な部分の存在も考慮すると、急速冷却可能範囲(圧下点からスタンド出側までの領域から、急速冷却の実施が困難な部分を除いた領域をいう。以下において同じ。)における冷却速度を高めることで、最終スタンドの圧下点から最終スタンドのハウジングポスト出側までの領域における必要な平均冷却速度を確保する必要がある。
(4)鋼板へと噴射された冷却水が鋼板に衝突する圧力(面圧)と鋼板の冷却速度との間には相関があり(図6参照)、冷却水が鋼板に衝突する圧力を増大させることによって鋼板の冷却速度を増大させることが可能になる。超微細粒鋼を製造するためには、鋼板へ向けて高圧ジェット水を噴射する必要があり、鋼板を核沸騰冷却する必要がある。The inventors of the present invention conducted research on the production of hot-rolled steel sheets having ultrafine crystal grains (hereinafter sometimes referred to as “ultrafine grain steel”), and obtained the following knowledge.
(1) As shown in FIG. 11, after rolling in a temperature range of 3 or more points of Ar, when cooling to 720 ° C. is completed within 0.2 seconds, the crystal grains can be further refined Become.
(2) Ar cooling at 100 ° C. from 820 ° C. to 720 ° C. at 3 points or more, for example, is completed within 0.2 seconds after rolling, for example, rapid cooling is performed at an average cooling rate of 500 ° C./s or more. It is necessary to perform rapid cooling at a cooling rate of 600 ° C./s or more. Here, the reduction point in the final stand of the hot finish rolling mill (the bottom dead center of the work roll contacting the upper surface of the steel sheet to be rolled and the top dead center of the work roll contacting the lower surface of the steel sheet to be rolled) The same applies hereinafter) to the end of the final stand housing post (hereinafter referred to as “in-stand area”) in the steel plate conveyance direction L1, and rapid cooling in the in-stand area. The length in the steel plate conveyance direction of the section in which the steel sheet can be conveyed is L2, the cooling rate in the section is Z1, the length in the steel plate conveyance direction in the section where rapid cooling is difficult in the stand internal region is L3, and the cooling speed in the section is Z2. When this is done, the cooling rate represented by {L2 × Z1 + L3 × Z2} / L1 is the average cooling rate. When the steel plate is cooled at a cooling rate of 600 ° C./s, the time required for lowering the temperature of the steel plate by 100 ° C. is 0.167 seconds. Therefore, in order to finish the cooling within 0.2 seconds, it is necessary to start the cooling within 0.033 seconds after rolling. For example, when the steel plate is moved at a speed of 10 m / s, the moving distance in 0.033 seconds is 0.33 m. Accordingly, it is preferable that the rapid cooling after rolling starts within a position corresponding to the radius of the work roll of the final stand in the hot rolling mill row, and at least in the final stand in the hot rolling mill row is quenched almost continuously.
(3) For example, when the rolling speed of the steel plate is 10 m / s, the distance that the steel plate moves in 0.2 seconds is 2 m. Further, the distance from the reduction point in the final stand of a general hot finish rolling mill to the housing post exit side of the final stand is also about 2 m. Therefore, the required rapid cooling must be done almost in the final stand. However, as represented by the vicinity of the reduction point pole, there is a portion where it is difficult to perform rapid cooling from the reduction point to the housing post exit side of the final stand. Therefore, in consideration of the existence of a portion where it is difficult to perform rapid cooling, it refers to a rapid cooling possible range (a region obtained by excluding a portion where it is difficult to perform rapid cooling from the region from the reduction point to the stand exit side. In the same manner, the average cooling rate in the region from the final stand reduction point to the housing post exit side of the final stand must be secured.
(4) There is a correlation between the pressure (surface pressure) at which the cooling water sprayed onto the steel plate collides with the steel plate and the cooling rate of the steel plate (see FIG. 6), and the pressure at which the cooling water collides with the steel plate is increased. By making it, it becomes possible to increase the cooling rate of a steel plate. In order to produce ultrafine-grained steel, it is necessary to inject high-pressure jet water toward the steel sheet, and the steel sheet needs to be nucleate-boiling cooled.
さらに、冶金学的見地からは、圧延後0.2秒以内の中でもより早い時期から冷却を行うことが望ましく、最終スタンドの圧下点により近い位置から冷却を開始するのが望ましい。同様に、最終スタンドの圧下点に近い位置で、より強く冷却するのが望ましい。発明者らは、最終スタンドの圧下点に近い部分、すなわちワークロールの半径相当位置以内で特に強い冷却を行うことが、結晶粒の微細化に及ぼす影響について調査した。具体的には、ワークロールの半径相当位置以内とそれ以降のハウジングポスト出側までの間で冷却条件を変えた圧延、冷却試験を行い、得られた鋼板のフェライト組織の結晶粒径を調査した。この調査において、圧下点からハウジングポスト出側までの距離は1.8m、ワークロール半径は0.35m、噴射された冷却水が直接鋼板に衝突する部位の最も上流側の点(以下において、「冷却開始点」という。)は圧下点から0.15m、通板速度は10m/s、鋼板の板厚は3mmであった。また、冷却水の給水圧力は冷却ヘッダー部で1.5MPaであった。結晶粒径の目標である2μm以下を達成できた条件のみを抜粋し、結果を表1に示す。 Furthermore, from a metallurgical point of view, it is desirable to cool from within an earlier stage within 0.2 seconds after rolling, and it is desirable to start cooling from a position closer to the reduction point of the final stand. Similarly, it is desirable to cool more strongly at a position near the reduction point of the final stand. The inventors investigated the influence of particularly strong cooling on the refinement of the crystal grains in a portion close to the reduction point of the final stand, that is, within a position corresponding to the radius of the work roll. Specifically, rolling and cooling tests were performed under different cooling conditions between the position corresponding to the radius of the work roll and the housing post exit side thereafter, and the crystal grain size of the ferrite structure of the obtained steel sheet was investigated. . In this investigation, the distance from the reduction point to the housing post exit side is 1.8 m, the work roll radius is 0.35 m, and the point on the most upstream side of the portion where the injected cooling water directly collides with the steel plate (hereinafter, “ The “cooling start point” was 0.15 m from the reduction point, the plate speed was 10 m / s, and the plate thickness of the steel plate was 3 mm. Further, the cooling water supply pressure was 1.5 MPa at the cooling header. Only the conditions under which the crystal grain size target of 2 μm or less was achieved are extracted and the results are shown in Table 1.
表1において、ワークロールの半径相当位置以内の領域(以下において、「領域1」と呼ぶことがある。)を示す添え字を「1」、それ以降のハウジングポスト出側までの領域(以下において、「領域2」と呼ぶことがある。)を示す添え字を「2」とし、それぞれの領域における冷却速度がV1、V2、冷却水の鋼板への衝突圧力がP1、P2、冷却水の流量密度がW1、W2である。また、冷却開始点(0.15m)からハウジングポスト出側(1.8m)までの領域(以下において、「全冷却域」と呼ぶことがある。)を示す添え字を「m」とし、全冷却域の平均値(Vm、Pm、Wm)も付記した。図6に示した通り、冷却速度Vと衝突圧Pには相関があり、高い冷却速度を得るためには高い衝突圧を必要とした。また、ヘッダー内における冷却水の圧力(1.5MPa)が一定の条件下では、高い衝突圧を得るためには高い冷却水噴射速度を必要とした。この噴射速度に代わる数値が単位面積当たりの流量、すなわち流量密度Wである。噴射された冷却水の鋼板幅方向の長さを一定とすれば、冷却面積も一定であるため、流量密度Wは使用する冷却水量の指標でもあり、冷却水を供給するポンプの所要エネルギーを比較する指標ともなる
In Table 1, the subscript indicating a region within the work roll radius equivalent position (hereinafter sometimes referred to as “
表1に示すように、V1=V2となるように冷却を実施した試験No.1に対し、全冷却域での平均冷却速度Vmを、試験No.1と同じ615℃/s付近に保ちつつV1をV2より大きくした試験No.2とNo.3では、結晶粒の微細化効果が増し、試験No.1よりも細かいフェライト粒径が得られた。また、試験No.3に対し、試験No.4と試験No.5において、V1を1600℃/sの一定に保ちつつV2を低下させたところ、結晶粒微細化効果はやや低減したものの平均冷却速度が404℃/sとなった試験No.5の条件下でもまだなお、2μm以下の目標粒径を得られることが判明した。試験No.1と試験No.4と試験No.5を比較すると、ほぼ同程度の結晶粒微細化効果を得つつ、試験No.4と試験No.5のWmは、試験No.1のWmよりも小さくなっており、全体としては少ない冷却水量で効率よく細粒化を達成できていた(冷却水の使用効率を高めることができていた)。V1を更に大きくし、結晶粒微細化効果を高めたり、冷却水の使用効率を高めたりすることも可能だが、領域1での局所的な流量密度が過度に高まると、圧延機内での冷却水の排出に支障を来たし、滞留水によって冷却水噴射の鋼板への衝突力が削がれ、結果的にV1を大きくできない虞もある。そのため、圧延機内における排水性等を考慮すると、流量密度W1の上限値は20m3/m2・min程度にすることが好ましく、これに相応する板厚3mmでの冷却速度V1の上限は1600℃/s程度である。As shown in Table 1, test No. 1 was performed so that V1 = V2. 1, the average cooling rate Vm in the entire cooling region is expressed as Test No. Test No. 1 in which V1 was made larger than V2 while being kept near 615 ° C./s, the same as in FIG. 2 and No. 3 increased the effect of crystal grain refinement. A ferrite grain size finer than 1 was obtained. In addition, Test No. 3 for test no. 4 and test no. 5, when V2 was lowered while keeping V1 constant at 1600 ° C./s, the effect of refining the crystal grains was somewhat reduced, but the average cooling rate was 404 ° C./s. It was found that the target particle size of 2 μm or less can still be obtained even under the condition of 5. Test No. 1 and test no. 4 and test no. 5 is almost the same as the grain refinement effect, while the test no. 4 and test no. Wm of 5 is the test No. It was smaller than 1 Wm, and as a whole, fine granulation could be achieved efficiently with a small amount of cooling water (the use efficiency of cooling water could be increased). It is possible to further increase V1 to increase the effect of refining crystal grains and increase the efficiency of use of cooling water. However, if the local flow density in
本発明は、上記知見に基づいて完成されたもので、その要旨は以下の通りである。 The present invention has been completed based on the above findings, and the gist thereof is as follows.
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、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 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 embodiments.
本発明の第1の態様は、熱間仕上げ圧延機列(11)における最終スタンド(11g)内の下流側に配置され、パスラインを搬送される鋼板(1)の表面へ向けて高圧ジェット水を噴射可能に設けられた複数のノズル(21a、21a、…、22a、22a、…)を備えるヘッダー(21、22)を具備する熱延鋼板の冷却装置(20)であって、少なくとも鋼板の搬送方向最上流側に配設されたノズルは、鋼板の搬送方向の上流側へ向けて高圧ジェット水を斜めに噴射可能なように、軸方向が鋼板の垂直面に対して交差するように配置され、最終スタンドのワークロールの半径相当位置以内に存在する鋼板の表面へと衝突した高圧ジェット水によって冷却される鋼板の平均冷却速度をV1、最終スタンドのワークロールの半径相当位置と最終スタンドのハウジングポスト出側との間に存在する鋼板の表面へと衝突した高圧ジェット水によって冷却される鋼板の平均冷却速度をV2、とするとき、V1≧V2であり、且つ、最終スタンド内における冷却開始点と最終スタンドのハウジングポスト出側との間に存在する鋼板の表面へと衝突した高圧ジェット水によって冷却される鋼板表面の平均冷却速度Vmが400℃/s以上であることを特徴とする、熱延鋼板の冷却装置である。
1st aspect of this invention is arrange | positioned in the downstream in the last stand (11g) in a hot finish rolling mill row | line | column (11), and it is high pressure jet water toward the surface of the steel plate (1) conveyed by a pass line. a plurality of nozzles provided to be inject (21a, 21a, ..., 22a , 22a, ...) a cooling device hot-rolled steel sheet having a header (21, 22) comprising a (20), at least the steel plate The nozzle arranged on the most upstream side in the conveyance direction is arranged so that the axial direction intersects the vertical plane of the steel sheet so that high-pressure jet water can be injected obliquely toward the upstream side in the conveyance direction of the steel sheet by an average cooling rate of the steel sheet is cooled by high-pressure jet water collides with the surface of the steel sheet that exist within a radius corresponding position of the work rolls of the final stand V1, the radial position corresponding to the work rolls of the final stand top When the average cooling rate of the steel sheet is cooled by high-pressure jet water collides with the surface of the steel sheet present between the housing post delivery side of the stand V2, and a V1 ≧ V2, and, in the final stand The average cooling rate Vm of the steel sheet surface cooled by the high-pressure jet water colliding with the surface of the steel sheet existing between the cooling start point and the housing post exit side of the final stand is 400 ° C./s or more. This is a cooling device for hot-rolled steel sheets.
ここに、「下流側」とは、鋼板(1)の搬送方向の下流側をいう。また、「高圧ジェット水」とは、鋼板(1)を核沸騰冷却し得る圧力を有する噴流水をいう。また、「最終スタンドのワークロールの半径相当位置」とは、図4に示すように、圧延される鋼板(1)と最終スタンドのワークロール(11gw、11gw)とが接触する部位(より詳細には、鋼板(1)の上面と接触するワークロール(11gwu)の下死点、及び、鋼板(1)の下面と接触するワークロール(11gwd)の上死点。以下において、当該部位を「圧下点」ということがある。)から鋼板(1)の搬送方向下流側へ最終スタンドのワークロール(11gw、11gw)の半径分だけ離れた位置をいう。また、「最終スタンドのワークロールの半径相当位置以内に存在する鋼板の表面」とは、最終スタンドのワークロールの半径相当位置と圧下点との間(最終スタンドのワークロールの半径相当位置よりも圧下点側)に存在する鋼板(1)の表面(上面及び下面)をいう。また、「鋼板の平均冷却速度」とは、例えば、後述する高圧ジェット水の鋼板面衝突圧力の鋼板搬送方向平均値の垂直成分を算出する際に考慮される複数の平行四辺形領域それぞれについて算出した冷却速度の平均値をいう。また、「V1」は、最終スタンドのワークロールの半径相当位置以内に存在する鋼板の上面(又は下面)を、上記平行四辺形領域によって複数に区画し、各平行四辺形領域について算出した冷却速度の平均値をいう。その際、ワークロールに最も近い領域の上流側の境界は高圧ジェット水が直接鋼板に衝突する部位の最も上流側、すなわち圧下点に近い点(冷却開始点)である。高圧ジェットスプレーを最もロールに近接させて設置する場合には、ノズル噴射孔の中心からロール円周に引いた接線が鋼板に達する点に相当する。また、「最終スタンドのハウジングポスト出側」とは、最終スタンドのハウジングポスト(11gh)の外面(鋼板搬送方向下流側の外面)をいう。また、「V2」は、最終スタンドのワークロールの半径相当位置と最終スタンドのハウジングポスト出側との間に存在する鋼板の上面(又は下面)を、上記平行四辺形領域によって複数に区画し、各平行四辺形領域について算出した冷却速度の平均値をいう。また、「Vm」は、最終スタンド内の冷却開始点と最終スタンドのハウジングポスト出側との間に存在する鋼板の上面(又は下面)を、上記平行四辺形領域によって複数に区画し、各平行四辺形領域について算出した冷却速度の平均値をいう。 Here, the “downstream side” refers to the downstream side in the conveying direction of the steel plate (1). The “high pressure jet water” refers to jet water having a pressure capable of nucleate boiling cooling the steel plate (1). Further, “the position corresponding to the radius of the work roll of the final stand” means, as shown in FIG. 4, a portion where the rolled steel plate (1) and the work rolls of the final stand (11 gw, 11 gw) are in contact (more specifically) Are the bottom dead center of the work roll (11 gwu) in contact with the upper surface of the steel plate (1) and the top dead center of the work roll (11 gwd) in contact with the lower surface of the steel plate (1). It is sometimes referred to as “point”.) A position that is separated from the steel plate (1) by the radius of the work roll (11gw, 11gw) of the final stand toward the downstream side in the conveying direction of the steel plate (1). In addition, “the surface of the steel sheet existing within the position corresponding to the radius of the work roll of the final stand” means between the position corresponding to the radius of the work roll of the final stand and the reduction point (more than the position corresponding to the radius of the work roll of the final stand. It refers to the surface (upper surface and lower surface) of the steel plate (1) existing on the reduction point side. In addition, the “average cooling rate of the steel plate” is calculated for each of a plurality of parallelogram regions that are taken into account when calculating the vertical component of the steel plate conveyance direction average value of the steel plate surface collision pressure of high-pressure jet water described later, for example. Means the average cooling rate. “V1” is a cooling rate calculated for each parallelogram region by dividing the upper surface (or the lower surface) of the steel sheet existing within the position corresponding to the radius of the work roll of the final stand into a plurality of parallelogram regions. The average value of At that time, the boundary on the upstream side of the region closest to the work roll is the most upstream side of the portion where the high-pressure jet water directly collides with the steel plate, that is, the point close to the reduction point (cooling start point). When the high-pressure jet spray is installed closest to the roll, this corresponds to the point where the tangent drawn from the center of the nozzle injection hole to the roll circumference reaches the steel plate. The “housing post exit side of the final stand” refers to the outer surface of the housing post (11gh) of the final stand (the outer surface on the downstream side in the steel plate conveyance direction). Further, “V2” divides the upper surface (or the lower surface) of the steel plate existing between the position corresponding to the radius of the work roll of the final stand and the housing post exit side of the final stand into a plurality of parallelogram regions, The average value of the cooling rate calculated about each parallelogram area | region is said. In addition, “Vm” is defined by dividing the upper surface (or the lower surface) of the steel plate existing between the cooling start point in the final stand and the housing post exit side of the final stand into a plurality of parallel quadrangular regions. It means the average value of the cooling rates calculated for the quadrilateral region.
本発明の第2の態様は、熱間仕上げ圧延機列(11)における最終スタンド(11g)内の下流側に配置され、パスラインを搬送される鋼板(1)の表面へ向けて高圧ジェット水を噴射可能に設けられた複数のノズル(21a、21a、…、22a、22a、…)を備えるヘッダー(21、22)を具備する熱延鋼板の冷却装置(20)であって、少なくとも鋼板の搬送方向最上流側に配設されたノズルは、鋼板の搬送方向の上流側へ向けて高圧ジェット水を斜めに噴射可能なように、軸方向が鋼板の垂直面に対して交差するように配置され、最終スタンドのワークロールの半径相当位置以内に存在する鋼板の表面へと衝突した高圧ジェット水の、鋼板面衝突圧力の鋼板搬送方向平均値の垂直成分をP1、最終スタンドのワークロールの半径相当位置と最終スタンドのハウジングポスト出側との間に存在する鋼板の表面へと衝突した高圧ジェット水の、鋼板面衝突圧力の鋼板搬送方向平均値の垂直成分をP2、とするとき、P1≧P2であり、且つ、最終スタンド内における冷却開始点と最終スタンドのハウジングポスト出側との間に存在する鋼板の表面へと衝突した高圧ジェット水の、鋼板面衝突圧力の鋼板搬送方向平均値の垂直成分Pmが2.7kPa以上であることを特徴とする、熱延鋼板の冷却装置である。
The second aspect of the present invention is a high-pressure jet water which is arranged on the downstream side in the final stand (11g) in the hot finish rolling mill row (11) and is directed toward the surface of the steel plate (1) conveyed through the pass line. A hot-rolled steel sheet cooling device (20) comprising a header (21, 22) comprising a plurality of nozzles (21a, 21a,..., 22a, 22a,. The nozzle arranged on the most upstream side in the conveyance direction is arranged so that the axial direction intersects the vertical plane of the steel sheet so that high-pressure jet water can be injected obliquely toward the upstream side in the conveyance direction of the steel sheet is, high-pressure jet water collides with the surface of the steel sheet that exist within a radius corresponding position of the final stand the work rolls, the vertical component of the steel sheet conveyance direction average value of the steel sheet surface collision pressure P1, the final stand of the work roll radius When the vertical component of the average value in the steel plate conveyance direction of the steel plate surface collision pressure of the high-pressure jet water colliding with the surface of the steel plate existing between the position and the housing post exit side of the final stand is P1, P1 ≧ P2 and the high-pressure jet water colliding with the surface of the steel plate existing between the cooling start point in the final stand and the housing post exit side of the final stand, the average value of the steel plate surface collision pressure in the steel plate conveyance direction The cooling device for hot-rolled steel sheet, wherein the vertical component Pm is 2.7 kPa or more.
ここに、「高圧ジェット水の、鋼板面衝突圧力の鋼板搬送方向平均値の垂直成分」とは、鋼板幅方向における任意の位置、例えば幅方向中央部で、鋼板搬送方向の線分に沿って鋼板表面が受ける高圧ジェット水の衝突圧力を測定又は算出し、これを所定の領域で平均化したものの垂直成分をいう(以下において、「平均衝突圧」又は「平均衝突圧力」ということがある。)。鋼板を板幅方向に均一に冷却するためには、鋼板幅方向のすべての領域において、この鋼板搬送方向平均値の垂直成分を等しくすることが望ましい。少なくともノズルピッチ相当の幅を持つ面で考えても、線分上で求めた鋼板面衝突圧力の垂直成分と等しくなるべきである。従って、上記鋼板搬送方向平均値の垂直成分を求めるにあたり、ノズル一個が受け持つ鋼板面での平均衝突圧力を鋼板の搬送方向に並ぶノズル列毎に求めて、これを鋼板の搬送方向に平均化しても良い(図4及び図9参照)。ノズルがフラットスプレーノズルである場合、本発明では、例えば図7に示すように、鋼板幅方向におけるノズルピッチをA、鋼板の搬送方向におけるノズルピッチ、すなわちヘッダー間隔をBとするとき、ノズル一個が受け持つ鋼板面での平均衝突圧力は、面積がA×Bで表される平行四辺形領域に衝突した冷却水の力(衝突力)を、当該平行四辺形の面積A×Bで除することによって算出することができる。一方、ノズルが柱状ノズルである場合も同様に、鋼板の板幅方向のノズルピッチをA、鋼板の搬送方向のノズルピッチをBとするとき、ノズル一個が受け持つ鋼板面での平均衝突圧力は、面積がA×Bで表される平行四辺形領域に衝突した高圧ジェット水の力(衝突力)を、当該平行四辺形領域の面積A×Bで除することによって算出することができる。また、「Pm」は、最終スタンド内の冷却開始点と最終スタンドのハウジングポスト出側との間に存在する鋼板の上面(又は下面)を、上記平行四辺形領域によって複数に区画し、各平行四辺形領域について算出した平均衝突圧力の平均値をいう。 Here, "the vertical component of the average value of the steel plate surface collision pressure of the high-pressure jet water" in the steel plate conveyance direction is an arbitrary position in the steel plate width direction, for example, at the center in the width direction, along the line segment in the steel plate conveyance direction. A collision component of high-pressure jet water received on the surface of the steel sheet is measured or calculated, and averaged over a predetermined region, which means a vertical component (hereinafter sometimes referred to as “average collision pressure” or “average collision pressure”). ). In order to uniformly cool the steel plate in the plate width direction, it is desirable to make the vertical component of the average value in the steel plate conveyance direction equal in all regions in the steel plate width direction. Even when considering a plane having a width corresponding to at least the nozzle pitch, it should be equal to the vertical component of the steel plate surface collision pressure obtained on the line segment. Therefore, in obtaining the vertical component of the average value in the steel plate conveyance direction, the average collision pressure on the steel plate surface that is handled by one nozzle is obtained for each nozzle row arranged in the steel plate conveyance direction, and this is averaged in the steel plate conveyance direction. (See FIGS. 4 and 9). When the nozzle is a flat spray nozzle, in the present invention, for example, as shown in FIG. 7, when the nozzle pitch in the steel plate width direction is A and the nozzle pitch in the steel plate transport direction is B, that is, the header interval is B, one nozzle is The average collision pressure on the steel sheet surface is calculated by dividing the cooling water force (collision force) that collides with the parallelogram area whose area is represented by A × B by the area A × B of the parallelogram. Can be calculated. On the other hand, when the nozzle is a columnar nozzle, similarly, when the nozzle pitch in the plate width direction of the steel plate is A and the nozzle pitch in the conveyance direction of the steel plate is B, the average collision pressure on the steel plate surface that one nozzle takes is: It can be calculated by dividing the force (collision force) of the high-pressure jet water colliding with the parallelogram area whose area is represented by A × B by the area A × B of the parallelogram area. In addition, “Pm” is defined by dividing the upper surface (or lower surface) of the steel plate existing between the cooling start point in the final stand and the housing post exit side of the final stand into a plurality of parallel quadrilateral regions. The average value of the average collision pressure calculated for the quadrilateral region.
また、上記本発明の第1の態様及び上記本発明の第2の態様において、最終スタンドのワークロールの半径相当位置以内に存在する鋼板の表面へと噴射される高圧ジェット水の単位面積当たりの水量をW1、最終スタンドのワークロールの半径相当位置と最終スタンドのハウジングポスト出側との間に存在する鋼板の表面へと噴射される高圧ジェット水の単位面積当たりの水量をW2、とするとき、W1≧W2であることが好ましい。 Further, in the first aspect of the present invention and the second aspect of the present invention, per unit area of the high-pressure jet water sprayed onto the surface of the steel plate existing within the position corresponding to the radius of the work roll of the final stand. When the amount of water is W1, and the amount of water per unit area of high-pressure jet water sprayed onto the surface of the steel plate existing between the position of the work roll radius of the final stand and the housing post exit side of the final stand is W2. , W1 ≧ W2.
ここに、「単位面積」は、水量W1を導出する際の面積と水量W2を導出する際の面積とが同一であれば、特に限定されるものではない。当該「単位面積」は、例えば、高圧ジェット水の鋼板面衝突圧力の鋼板搬送方向平均値の垂直成分を導出する際に用いた平行四辺形の面積等を用いることができる。 Here, the “unit area” is not particularly limited as long as the area when the water amount W1 is derived and the area when the water amount W2 is derived are the same. As the “unit area”, for example, an area of a parallelogram used for deriving a vertical component of an average value in the steel plate conveyance direction of the steel plate surface collision pressure of high-pressure jet water can be used.
また、上記本発明の第1の態様において、最終スタンドのワークロールに最も近い位置に配置されたノズルの高圧ジェット水噴射口と鋼板との距離をD1、最終スタンドのハウジングポスト出側に最も近い位置に配置されたノズルの高圧ジェット水噴射口と鋼板との距離をD2、とするとき、D1≦D2であることが好ましい。 In the first aspect of the present invention, the distance between the high pressure jet water injection port of the nozzle disposed at the position closest to the work roll of the final stand and the steel plate is D1, and is closest to the housing post exit side of the final stand. When the distance between the high-pressure jet water injection port of the nozzle disposed at the position and the steel plate is D2, it is preferable that D1 ≦ D2.
また、上記本発明の第1の態様において、最終スタンドのワークロールの半径相当位置以内から最終スタンドのハウジングポスト出側までの区間で、鋼板の上面及び下面へ向けて、ノズルから高圧ジェット水を鋼板の搬送方向へ連続的に噴射可能に構成されていることが好ましい。 Further, in the first aspect of the present invention, in the section from the position corresponding to the radius of the work roll of the final stand to the housing post exit side of the final stand, high-pressure jet water is supplied from the nozzle toward the upper surface and the lower surface of the steel plate. It is preferable to be configured so that it can be continuously ejected in the conveying direction of the steel sheet.
ここに、「最終スタンドのワークロールの半径相当位置以内から」とは、最終スタンドのワークロールの半径相当位置と圧下点との間(最終スタンドのワークロールの半径相当位置よりも圧下点側)に存在する鋼板(1)の上面及び下面へ、ノズル(21a、21a、…、22a、22a、…)から噴射された高圧ジェット水が供給されることをいう。高圧ジェット水を連続的に噴射する区間の厳密な開始点は、ワークロールの半径相当位置以内において高圧ジェット水が直接鋼板に衝突する部位の最も上流側、すなわち圧下点に近い点である。高圧ジェット水を噴射するノズルを、最終スタンドのワークロールに最も近接させて設置する場合には、ノズルの噴射孔の中心からワークロールの表面に引いた接線が鋼板の表面に達する点が、高圧ジェット水を連続的に噴射する区間の厳密な開始点に相当する。また、「最終スタンドのハウジングポスト出側」とは、最終スタンドのハウジングポスト(11gh)の外面(鋼板搬送方向下流側の外面)をいう。また、「ノズルから高圧ジェット水を鋼板の搬送方向へ連続的に噴射可能に構成されている」とは、鋼板(1)の搬送方向に所定の間隔で配置された複数のノズル(21a、21a、…、22a、22a、…)から鋼板(1)の上面及び下面へ向けて高圧ジェット水を連続的に噴射可能に構成されていることをいう。 Here, “From within the position corresponding to the radius of the work roll of the final stand” means between the position corresponding to the radius of the work roll of the final stand and the reduction point (from the position corresponding to the radius of the work roll of the final stand). The high pressure jet water sprayed from the nozzles (21a, 21a,..., 22a, 22a,...) Is supplied to the upper surface and the lower surface of the steel plate (1) present in FIG. The strict start point of the section in which the high-pressure jet water is continuously injected is the most upstream side of the portion where the high-pressure jet water directly collides with the steel plate within the position corresponding to the radius of the work roll, that is, the point close to the reduction point. When the nozzle for injecting high-pressure jet water is installed closest to the work roll of the final stand, the point where the tangent line drawn from the center of the nozzle injection hole to the surface of the work roll reaches the surface of the steel plate This corresponds to the strict start point of the section where jet water is continuously injected. The “housing post exit side of the final stand” refers to the outer surface of the housing post (11gh) of the final stand (the outer surface on the downstream side in the steel plate conveyance direction). Moreover, "it is comprised so that high pressure jet water can be continuously sprayed in the conveyance direction of a steel plate from a nozzle" means a plurality of nozzles (21a, 21a arranged at predetermined intervals in the conveyance direction of a steel plate (1). , ..., 22a, 22a, ...) means that the high-pressure jet water can be continuously jetted from the upper surface and the lower surface of the steel plate (1).
また、上記本発明の第1の態様において、最終スタンドのワークロールの半径相当位置以内から最終スタンドのハウジングポスト出側までの区間における、高圧ジェット水の鋼板面衝突圧力の鋼板搬送方向平均値の垂直成分が、上面及び下面において3.5kPa以上であることが好ましい。 Further, in the first aspect of the present invention, the average value of the steel plate surface collision pressure of the steel plate surface collision pressure of the high pressure jet water in the section from the position corresponding to the radius of the work roll of the final stand to the housing post exit side of the final stand . The vertical component is preferably 3.5 kPa or more on the upper surface and the lower surface.
また、上記本発明の第1の態様において、ノズル(21a、21a、…、22a、22a、…)が、フラットスプレーノズルであることが好ましい。 In the first aspect of the present invention, the nozzles (21a, 21a, ..., 22a, 22a, ...) are preferably flat spray nozzles.
また、上記本発明の第1の態様において、冷却装置(20)の鋼板幅方向両端面と最終スタンド(11g)の鋼板幅方向両端面との間に、冷却水を排出可能な空間が確保されていることが好ましい。 Further, in the first aspect of the present invention, a space capable of discharging cooling water is secured between both end faces in the steel plate width direction of the cooling device (20) and both end faces in the steel plate width direction of the final stand (11g). It is preferable.
ここに、「冷却装置(20)の鋼板幅方向両端面」とは、鋼板(1)の幅方向両端側における冷却装置(20)の外面をいう。また、「最終スタンド(11g)の鋼板幅方向両端面」とは、鋼板(1)の幅方向両端側における最終スタンドのハウジングポスト(11gh)の内面をいう。 Here, the “steel plate width direction both end surfaces of the cooling device (20)” refers to the outer surfaces of the cooling device (20) on both ends in the width direction of the steel plate (1). Moreover, the “steel plate width direction both end surfaces of the final stand (11g)” refers to the inner surfaces of the housing posts (11gh) of the final stand on both ends in the width direction of the steel plate (1).
また、上記本発明の第1の態様において、鋼板(1)の上面側に設けられたヘッダー(21)及びノズル(21a、21a、…)と、該ノズルとパスラインとの間に設けられている上面ガイド(23)とが、一体に構成されていることが好ましい。 In the first aspect of the present invention, the header (21) and the nozzles (21a, 21a,...) Provided on the upper surface side of the steel plate (1) are provided between the nozzle and the pass line. It is preferable that the upper surface guide (23) is integrally formed.
ここに、「上面ガイド(23)」とは、最終スタンド(11g)で圧延された鋼板(1)が、最終スタンドのワークロール(11gwu)や冷却装置(20)のノズル(21a、21a、…)へ衝突することを防止する等の目的で鋼板(1)の上面側に設置される、冷却装置(20)の部材をいう。 Here, the “upper surface guide (23)” means that the steel plate (1) rolled in the final stand (11g) is the work roll (11gwu) of the final stand or the nozzles (21a, 21a,...) Of the cooling device (20). ) Refers to a member of the cooling device (20) installed on the upper surface side of the steel plate (1) for the purpose of preventing collision with the steel plate.
また、上記本発明の第1の態様において、鋼板(1)の下面側に設けられたヘッダー(22)及びノズル(22a、22a、…)と、該ノズルとパスラインとの間に設けられている下面ガイド(24)とが、一体に構成されていることが好ましい。 In the first aspect of the present invention, the header (22) and the nozzles (22a, 22a,...) Provided on the lower surface side of the steel plate (1) are provided between the nozzle and the pass line. It is preferable that the lower surface guide (24) which is provided is integrally formed.
ここに、「下面ガイド(24)」とは、最終スタンド(11g)で圧延された鋼板(1)が、最終スタンドのワークロール(11gwd)や冷却装置(20)のノズル(22a、22a、…)へ衝突することを防止する等の目的で鋼板(1)の下面側に設置される、冷却装置(20)の部材をいう。 Here, the “lower surface guide (24)” means that the steel plate (1) rolled by the final stand (11g) is the work roll (11gwd) of the final stand or the nozzles (22a, 22a,...) Of the cooling device (20). ) Refers to a member of the cooling device (20) installed on the lower surface side of the steel plate (1) for the purpose of preventing collision with the steel plate.
また、上記本発明の第1の態様において、ヘッダー(21、31、22、32)が複数備えられ、該ヘッダーの少なくとも一部は、鋼板(1)の搬送方向及び鋼板(1)の幅方向のそれぞれへ複数列に配置されたノズル(31a、31a、…、32a、32a、…)へ冷却水を一括供給可能に構成されていることが好ましい。 Further, in the first aspect of the present invention, a plurality of headers (21, 31, 22, 32) are provided, and at least a part of the headers are in the conveying direction of the steel plate (1) and the width direction of the steel plate (1). It is preferable that the cooling water can be collectively supplied to the nozzles (31a, 31a, ..., 32a, 32a, ...) arranged in a plurality of rows.
また、ヘッダーの少なくとも一部が、鋼板の搬送方向及び鋼板の幅方向のそれぞれへ複数列に配置されたノズルへ冷却水を一括供給可能に構成されている上記本発明の第1の態様において、鋼板の上面側に複数のヘッダー(21、31)が配置され、鋼板の上面側に設けられているヘッダーのうち、少なくとも鋼板の搬送方向最上流側に配置されたヘッダー(31)が、鋼板の搬送方向及び鋼板の幅方向のそれぞれへ複数列に配置されたノズル(31a、31a、…)へ冷却水を一括供給可能に構成されているヘッダーであることが好ましい。 In the first aspect of the present invention, at least a part of the header is configured to be able to collectively supply cooling water to nozzles arranged in a plurality of rows in each of the conveying direction of the steel sheet and the width direction of the steel sheet. A plurality of headers (21, 31) are arranged on the upper surface side of the steel plate, and among the headers provided on the upper surface side of the steel plate, at least the header (31) arranged on the most upstream side in the conveying direction of the steel plate is It is preferable that the header is configured so that the cooling water can be collectively supplied to the nozzles (31a, 31a,...) Arranged in a plurality of rows in each of the conveying direction and the width direction of the steel plate.
また、ヘッダーの少なくとも一部が、鋼板の搬送方向及び鋼板の幅方向のそれぞれへ複数列に配置されたノズルへ冷却水を一括供給可能に構成されている上記本発明の第1の態様において、鋼板の下面側に複数のヘッダー(22、32)が配置され、鋼板の下面側に設けられているヘッダーのうち、少なくとも鋼板の搬送方向最上流側に配置されたヘッダー(32)が、鋼板の搬送方向及び鋼板の幅方向のそれぞれへ複数列に配置されたノズル(32a、32a、…)へ冷却水を一括供給可能に構成されているヘッダーであることが好ましい。 In the first aspect of the present invention, at least a part of the header is configured to be able to collectively supply cooling water to nozzles arranged in a plurality of rows in each of the conveying direction of the steel sheet and the width direction of the steel sheet. A plurality of headers (22, 32) are disposed on the lower surface side of the steel sheet, and among the headers provided on the lower surface side of the steel sheet, at least the header (32) disposed on the most upstream side in the conveying direction of the steel sheet is It is preferable that the header is configured so that the cooling water can be collectively supplied to the nozzles (32a, 32a,...) Arranged in a plurality of rows in each of the conveying direction and the width direction of the steel plate.
本発明の第3の態様は、上記本発明の第1の態様又は上記本発明の第2の態様にかかる熱延鋼板の冷却装置を用いて鋼板を冷却することを特徴とする、熱延鋼板の冷却方法である。 A third aspect of the present invention is a hot-rolled steel sheet, wherein the steel sheet is cooled using the hot-rolled steel sheet cooling device according to the first aspect of the present invention or the second aspect of the present invention. This is a cooling method.
本発明の第4の態様は、熱間仕上げ圧延機列(11)における最終スタンド(11g)と、上記本発明の第1の態様又は上記本発明の第2の態様にかかる熱延鋼板の冷却装置(20、20’)とを、鋼板(1)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(10)である。 The fourth aspect of the present invention is the final stand (11g) in the hot finish rolling mill row (11), and cooling of the hot rolled steel sheet according to the first aspect of the present invention or the second aspect of the present invention. It is a manufacturing apparatus (10) of a hot-rolled steel sheet characterized by comprising an apparatus (20, 20 ') in order in the conveying direction of the steel sheet (1).
本発明の第5の態様は、上記本発明の第4の態様にかかる熱延鋼板の製造装置(10)を用いて、熱間仕上げ圧延機列(11)における最終スタンド(11g)で圧延された鋼板(1)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である。 The fifth aspect of the present invention is rolled at the final stand (11g) in the hot finish rolling mill (11) using the hot-rolled steel sheet manufacturing apparatus (10) according to the fourth aspect of the present invention. It is a manufacturing method of a hot-rolled steel plate characterized by including the process of processing the obtained steel plate (1).
本発明では、最終スタンドのワークロール半径相当位置よりも圧下点側に存在する鋼板の表面へと噴射された高圧ジェット水によって冷却される平均冷却速度V1が、最終スタンドのワークロール半径相当位置と最終スタンドのハウジングポスト出側との間に存在する鋼板の表面へと噴射された高圧ジェット水によって冷却される平均冷却速度V2以上とされ、且つ、Vm≧400℃/sとされる。また、本発明では、最終スタンドのワークロールの半径相当位置よりも圧下点側に存在する鋼板の表面へと衝突した高圧ジェット水の、鋼板面衝突圧力の鋼板搬送方向平均値の垂直成分P1が、最終スタンドのワークロールの半径相当位置と最終スタンドのハウジングポスト出側との間に存在する鋼板の表面へと衝突した高圧ジェット水の、鋼板面衝突圧力の鋼板搬送方向平均値の垂直成分P2以上とされ、且つ、Pm≧2.7kPaとされる。そのため、本発明によれば、最終スタンドの圧延終了直後から、鋼板を急冷することができ、且つ、超微細粒鋼を製造する際に使用される冷却水の使用効率を高めることができる。圧延終了直後から鋼板を急冷することにより、オーステナイト組織の回復等を抑制することが可能になる。したがって、本発明によれば、超微細結晶粒を有する熱延鋼板を製造すること及び冷却水の使用効率を高めることが可能な、熱延鋼板の冷却装置、熱延鋼板の冷却方法、熱延鋼板の製造装置、並びに、熱延鋼板の製造方法を提供することが可能になる。 In the present invention, the average cooling rate V1 cooled by the high-pressure jet water sprayed onto the surface of the steel sheet existing on the side of the reduction point from the position corresponding to the work roll radius of the final stand is the position corresponding to the work roll radius corresponding to the final stand. The average cooling rate is V2 or higher, which is cooled by the high-pressure jet water sprayed onto the surface of the steel plate existing between the housing post exit side of the final stand, and Vm ≧ 400 ° C./s. In the present invention, the vertical component P1 of the average value in the steel plate conveyance direction of the steel plate surface collision pressure of the high-pressure jet water that has collided with the surface of the steel plate existing on the side of the reduction point from the position corresponding to the radius of the work roll of the final stand is The vertical component P2 of the average value in the steel plate conveying direction of the steel plate surface collision pressure of the high-pressure jet water colliding with the surface of the steel plate existing between the position corresponding to the radius of the work roll of the final stand and the housing post exit side of the final stand It is set as above and it is set as Pm> = 2.7kPa. Therefore, according to the present invention, the steel sheet can be rapidly cooled immediately after the rolling of the final stand is finished, and the use efficiency of the cooling water used when manufacturing the ultrafine grain steel can be enhanced. By rapidly cooling the steel sheet immediately after the end of rolling, recovery of the austenite structure and the like can be suppressed. Therefore, according to the present invention, a hot-rolled steel sheet cooling device, a hot-rolled steel sheet cooling method, a hot-rolled steel sheet, which can produce a hot-rolled steel sheet having ultrafine crystal grains and can improve the use efficiency of cooling water. It becomes possible to provide the manufacturing apparatus of a steel plate, and the manufacturing method of a hot-rolled steel plate.
1…鋼板
10…熱延鋼板の製造装置
11…熱間仕上げ圧延機列
11g…最終スタンド
11gh…最終スタンドのハウジングポスト
11gw…最終スタンドのワークロール
11gwu…最終スタンドのワークロール
11gwd…最終スタンドのワークロール
12…搬送ロール
13…ピンチロール
20、20’…熱延鋼板の冷却装置
21…ヘッダー
21a…ノズル
22…ヘッダー
22a…ノズル
23…上面ガイド
24…下面ガイド
30…熱延鋼板の冷却装置
31…集合型ヘッダー
31a…ノズル
32…集合型ヘッダー
32a…ノズルDESCRIPTION OF
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の熱延鋼板の冷却装置20、及び、該冷却装置20を備えた本発明の熱延鋼板の製造装置10の一部を概略的に示した図である。図1において、鋼板1は紙面左(上流側)から右(下流側)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。以下において、当該上流側・下流側方向を搬送方向と記載することがあり、これに直交する方向で、通板される鋼板の板幅の方向を鋼板幅方向と記載することもある。また、見やすさのため、図では、繰り返しとなる符号の記載を省略することがある。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a part of a hot-rolled steel
図1に示すように、本発明の熱延鋼板の製造装置10(以下において、単に「製造装置10」ということがある。)は、熱間仕上げ圧延機列11、本発明の熱延鋼板の冷却装置20(以下において、単に「冷却装置20」ということがある。)、搬送ロール12、及び、ピンチロール13を備えている。また図示及び説明は省略するが、熱間仕上げ圧延機列11より上流側には、加熱炉や粗圧延機列等が配置され、熱間仕上げ圧延機列11によって圧延される鋼板の条件を整えている。一方、ピンチロール13の下流側には他の冷却装置や巻き取り機等が配置され、鋼板をコイルとして出荷するための各種設備が配置されている。
As shown in FIG. 1, a hot-rolled steel
熱延鋼板は概ね次のように製造される。すなわち、加熱炉から抽出され粗圧延機で所定の厚さまで圧延された粗バーが、温度を制御されながら連続的に熱間仕上げ圧延機列11で所定の厚さまで圧延される。その後、冷却装置20によって急速に冷却される。ここに、冷却装置20は、熱間仕上げ圧延機列11の最終スタンドのハウジングポスト11ghの内側から最終スタンドのワークロール11gw、11gw(以下において、鋼板1の上面と接触するワークロール11gwを「ワークロール11gwu」、鋼板1の下面と接触するワークロール11gwを「ワークロール11gwd」ということがある。)に極力近接するように設置されている。そして、ピンチロール13を通過した鋼板は、その後、他の冷却装置により所定の巻き取り温度まで冷却され、巻取り機によりコイル状に巻き取られる。
A hot-rolled steel sheet is generally manufactured as follows. That is, the rough bar extracted from the heating furnace and rolled to a predetermined thickness by a roughing mill is continuously rolled to a predetermined thickness by the hot finish rolling
上述のように、製造装置10は、熱間仕上げ圧延機列11を備えている。本実施形態では、7機の圧延機(11a、11b、11c、…、11g)が搬送方向に沿って並列されている。ぞれぞれの圧延機11a、11b、…、11gは、いわゆる各スタンドを構成する圧延機で、最終製品において必要とされる厚さ、機械的性質、表面品質等の条件を満たすことができるように圧下率等が設定されている。
As described above, the
図2及び図3は、冷却装置20が配置される部分を拡大して示す図である。図2は、最終スタンド11gの圧下点通過直後から鋼板の上面及び下面を急冷する冷却装置20の様子を示しており、図2の点線は高圧ジェット水を表している。これに対し、図3は、最終スタンド11gのワークロール11gw、11gwを交換する際における冷却装置20の様子を示している。また、図4は、最終スタンドのワークロールの半径相当位置、及び、最終スタンドのハウジングポスト11ghの出側、並びに、高圧ジェット水の鋼板面衝突圧力の鋼板搬送方向平均値の垂直成分(以下において、「冷却水の衝突圧力平均値」ということがある。)を説明する図である。図4の紙面左側が鋼板搬送方向上流側であり、図4の紙面右側が鋼板搬送方向下流側である。図5は、鋼板1の上面へと噴射された高圧ジェット水の圧力分布を示す概念図である。図5の縦軸は鋼板1の上面へと噴射された高圧ジェット水の鋼板面衝突圧力の鋼板搬送方向平均値の垂直成分[kPa]であり、図5の横軸は最終スタンドの圧下点からの距離である。また、図5において、X1は最終スタンドのワークロールの半径相当位置であり、X2は最終スタンドのハウジングポスト出側の位置である。以下、図2〜図5を参照しつつ、冷却装置20について具体的に説明する。
2 and 3 are enlarged views showing a portion where the
図2及び図3に示すように、冷却装置20は、熱間仕上げ圧延機列11における最終スタンド11gの下流側に配置されている。冷却装置20は、鋼板1の上面へ向けて高圧ジェット水を噴射するフラットスプレーノズル21a、21a、…(以下において、単に「ノズル21a」等ということがある。)が複数接続されたヘッダー21、21と、鋼板1の下面へ向けて高圧ジェット水を噴射するフラットスプレーノズル22a、22a、…(以下において、単に「ノズル22a」等ということがある。)が複数接続されたヘッダー22、22と、を備えている。ヘッダー21には、鋼板幅方向に所定のピッチで配置された複数のノズル21a、21a、…が接続されており、複数のヘッダー21、21、…が鋼板の搬送方向に所定のピッチで配置されている。同様に、ヘッダー22には、鋼板幅方向に所定のピッチで配置された複数のノズル22a、22a、…が接続されており、複数のヘッダー22、22、…が鋼板の搬送方向に所定のピッチで配置されている。ヘッダー21、21、…は、鋼板1の幅方向へ所定のピッチで配置された複数のノズル21a、21a、…へ冷却水を一括供給可能に構成され、ヘッダー22、22、…は、鋼板1の幅方向へ所定のピッチで配置された複数のノズル22a、22a、…へ冷却水を一括供給可能に構成されている。鋼板1の搬送方向最上流側に配設された、鋼板1の上面側の2列のノズル21a、21a、及び、鋼板1の下面側の2列のノズル22a、22aは、鋼板1の搬送方向の上流側へ向けて高圧ジェット水を斜めに噴射可能なように、それぞれの軸方向が鋼板の垂直面に対して交差するように配置されている。冷却装置20において、鋼板1の搬送方向最上流側に配置されたノズル21a、22aの軸方向が鋼板の垂直面に対してなす角(以下において、「垂直面内傾き角」という。)は、当該ノズル21a、22aと鋼板1の搬送方向下流側に隣接するノズル21a、22aに付与されている垂直面内傾き角以上とされている。ワークロール11gw、11gwの近傍に配置されたノズル21a、21a、…、及び、ノズル22a、22a、…は、ワークロール11gw、11gwまでの距離が近づくほど鋼板1へ近づくように配置されている。加えて、ワークロール11gwuの近傍のノズル21a、21a、…は、ワークロール11gwuへ近づくほど、噴射された高圧ジェット水の鋼板1の上面に対する角度(噴射角度)が小さくなるように配置されている。同様に、ワークロール11gwdの近傍のノズル22a、22a、…は、ワークロール11gwdへ近づくほど、噴射された高圧ジェット水の鋼板1の下面に対する角度(噴射角度)が小さくなるように配置されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
冷却装置20において、ノズル21a、21a、…と鋼板1の上面との間には、ノズル21a、21a、…と鋼板1との衝突等を防止する上面ガイド23、23が備えられ、ノズル22a、22a、…と鋼板1の下面との間には、ノズル22a、22a、…と鋼板1との衝突等を防止する下面ガイド24、24が備えられている。冷却装置20は、最終スタンド11gのワークロール11gwuに近接して備えられるヘッダー21と上面ガイド23とが一体に構成されるとともに、最終スタンド11gのワークロール11gwdに近接して備えられるヘッダー22と下面ガイド24とが一体に構成されている。そのため、例えば、最終スタンドのワークロール11gw、11gwを交換する際には、図3に示すように、最終スタンドのワークロール11gwuに近接して備えられる上面ガイド23とともにヘッダー21を移動させ、且つ、最終スタンドのワークロール11gwdに近接して備えられる下面ガイド24とともにヘッダー22を移動させることができ、これによって、駆動側(図3紙面奥側)のチョック(不図示)が操作側まで抜け出てくる空間が空き、ロール交換の作業が可能になる。
In the
図2及び図4に示すように、冷却装置20を用いて鋼板1を急冷する際には、ノズル21aから噴射された高圧ジェットの衝突域が、最終スタンド11gのワークロール半径相当位置よりも圧下点側の領域へと達し、且つ、ノズル22aから噴射された高圧ジェットの衝突域が、最終スタンド11gのワークロール半径相当位置よりも圧下点側の領域へと達する。さらに、図2及び図3に示すように、冷却装置20には、鋼板幅方向に所定ピッチで配置された複数のノズル21a、21a、…が接続されたヘッダー21、21、…、及び、鋼板幅方向に所定ピッチで配置された複数のノズル22a、22a、…が接続されたヘッダー22、22、…が、鋼板の搬送方向に所定ピッチで配置されている。そのため、冷却装置20を用いることにより、最終スタンド11gのワークロール半径相当位置以内から最終スタンドのハウジングポスト11ghの出側までの区間において、高圧ジェット水を鋼板1の上面及び下面へと連続的に噴射することができる。また、図2及び図4に示す冷却装置20は、最終スタンド11gのワークロール半径相当位置よりも圧下点側に位置する鋼板1の平均冷却速度V1が、最終スタンド11gのワークロール半径相当位置と最終スタンド11gのハウジングポスト11ghの出側との間に位置する鋼板1の平均冷却速度V2と等しくなるように、高圧ジェット水を鋼板1へ向けて噴射している。
As shown in FIGS. 2 and 4, when the
一方、図5に示すように、ノズル21aから最終スタンド11gのワークロール半径相当位置X1よりも圧下点側の領域へと噴射された冷却水の衝突圧力平均値P1は、ノズル21aから最終スタンド11gのワークロール半径相当位置X1と最終スタンド11gのハウジングポスト出側X2との間へと噴射された冷却水の衝突圧力平均値P2と等しい。後述するように、冷却水の衝突圧力平均値と鋼板の平均冷却速度との間には相関があり、冷却水の衝突圧力平均値を増大させることにより、鋼板の平均冷却速度を増大させることが可能になる。それゆえ、冷却装置20によれば、最終スタンド11gのワークロール半径相当位置と最終スタンド11gのハウジングポスト11ghの外面との間に存在する鋼板の上面及び下面のみならず、最終スタンド11gのワークロール半径相当位置以内に存在する鋼板1の上面及び下面も、高圧ジェット水を用いて急冷することができる。加えて、上述のように、冷却装置20では、ワークロール11gwuの近傍のノズル21a、21a、…は、ワークロール11gwuへ近づくほど、噴射された高圧ジェット水の鋼板1の上面に対する角度(噴射角度)が小さくなるように(すなわち、垂直面内傾き角が大きくなるように)配置され、ワークロール11gwdの近傍のノズル22a、22a、…は、ワークロール11gwdへ近づくほど、噴射された高圧ジェット水の鋼板1の下面に対する角度(噴射角度)が小さくなるように(すなわち、垂直面内傾き角が大きくなるように)配置されている。そのため、最終スタンド11gのワークロール半径相当位置以内に存在する鋼板1の上面及び下面へと衝突した高圧ジェット水は、その後、ワークロール11gwu、11gwd側へと進み、ワークロール11gwu、11gwdに衝突することにより、ワークロール11gwu、11gwdの近傍(最終スタンドのワークロール半径相当位置以内)において噴流を生じさせる。ここで、鋼板1の上面及び下面で噴流を生じさせると、鋼板1の上面及び下面へと衝突する噴流水の圧力を増大させることが可能になる。それゆえ、冷却装置20によれば、最終スタンド11gのワークロール半径相当位置以内に存在する鋼板1の上面及び下面へ高圧ジェット水を噴射すること、及び、鋼板1の上面及び下面へと衝突した後の高圧ジェット水が噴流を生じさせることによって、圧下点を通過した直後の鋼板1を急冷することができる。もちろんワークロール半径相当位置以内へ衝突する高圧スプレーの給水圧を高めたり、ノズル型式を変更したりすることによってもP1を大きくすることができる。すなわち、冷却装置20をかかる形態とすることにより、圧下点を通過した鋼板1の上面及び下面を、より早く、より強く、連続的に、冷却することが可能になる。したがって、本発明によれば、超微細粒鋼を製造することが可能な冷却装置20を提供することができる。なお、鋼板1の表面に滞留水が存在していても、高圧ジェット水は鋼板表面の沸騰膜を貫通することができるので、高圧ジェット水を鋼板1へと噴射することにより、鋼板1を核沸騰冷却する(急冷する)ことが可能になる。
On the other hand, as shown in FIG. 5, the collision pressure average value P1 of the cooling water sprayed from the
図6は、高圧ジェット水の鋼板面衝突圧力の鋼板搬送方向平均値と鋼板の平均冷却速度との関係を示す図である。図6の縦軸は、表面に冷却水が滞留していない板厚3mmの鋼板の温度を750℃から600℃まで両面(上面及び下面)から冷却する際の平均冷却速度[℃/s]であり、図6の横軸は、高圧ジェット水の鋼板面衝突圧力の鋼板搬送方向平均値[kPa]である。図6に示すように、高圧ジェット水の鋼板面衝突圧力の鋼板搬送方向平均値と鋼板の平均冷却速度との間には相関があり、高圧ジェット水の鋼板面衝突圧力の鋼板搬送方向平均値を増大させると、鋼板の平均冷却速度を増大させることが可能になる。また、高圧ジェット水の鋼板面衝突圧力の鋼板搬送方向平均値は、図7に示したように、鋼板表面へと到達した冷却水の鋼板幅方向のノズルピッチをA、鋼板搬送方向のノズルピッチをBとするとき、面積がA×Bで表される四辺形領域に衝突した冷却水の力(衝突力)を、当該四辺形領域の面積A×Bで除することによって導出される、ノズル一個あたりの平均衝突圧力を、搬送方向の当該区間で平均化したものである。 FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the average value of the steel plate surface collision pressure of the high-pressure jet water and the average cooling rate of the steel plate. The vertical axis in FIG. 6 is the average cooling rate [° C./s] when cooling the temperature of a steel plate having a thickness of 3 mm with no cooling water on the surface from both sides (upper surface and lower surface) from 750 ° C. to 600 ° C. Yes, the horizontal axis of FIG. 6 is the average value [kPa] in the steel plate conveyance direction of the steel plate surface collision pressure of the high-pressure jet water. As shown in FIG. 6, there is a correlation between the average value of the steel plate surface collision pressure of the high-pressure jet water and the average cooling rate of the steel plate, and the average value of the high-pressure water jet surface collision pressure of the steel plate surface When the is increased, the average cooling rate of the steel sheet can be increased. In addition, as shown in FIG. 7, the average value of the high-pressure jet water collision surface pressure in the steel plate direction is A, the nozzle pitch in the steel plate width direction of the cooling water reaching the steel plate surface, and the nozzle pitch in the steel plate conveyance direction. , Where B is a nozzle derived by dividing the cooling water force (collision force) that collides with the quadrilateral area represented by A × B by the area A × B of the quadrilateral area. The average collision pressure per piece is averaged in the section in the transport direction.
本発明において、冷却装置20から鋼板1へと噴射される高圧ジェット水の鋼板面衝突圧力の鋼板搬送方向平均値の垂直成分は、2.7kPa以上とする。オーステナイト粒の回復等を抑制しながら鋼板1を急冷しやすい形態にする等の観点からは、3.5kPa以上とすることが好ましい。また、本発明において、結晶粒をより微細化可能な形態にする等の観点からは、1000℃/s以上の平均冷却速度で鋼板1を急冷することが好ましい。1000℃/s以上の平均冷却速度で鋼板1を急冷可能な形態にする観点から、本発明では、冷却水の衝突圧力平均値を、8kPa以上とすることがより好ましい。冷却速度は板厚によって変わり、近似的にはほぼ板厚に反比例する。板厚が3mmの鋼板を1000℃/sの平均冷却速度で急冷する能力を本発明の熱延鋼板の冷却装置が有していれば、板厚が5mmの鋼板を600℃/sの平均冷却速度で急冷することが可能になる。
In the present invention, the vertical component of the steel plate conveying direction average value of the steel plate surface collision pressure of the high-pressure jet water sprayed from the cooling
上述のように、ノズル一個あたりの平均衝突圧力は、ノズルから噴出される高圧ジェット水の衝突力を当該ノズルが受け持つ冷却面積で除したものに等しい。したがって圧力を測定する代わりに衝突力を計測しても、冷却水の衝突圧力平均値を算出することができる、また、高圧ジェット水の衝突力はその流量、流速から求めることができ、流量及び流速は、ノズルへの給水圧力に依存するため、所定の圧力損失を見込めば、ノズルへの給水圧力から、鋼板面衝突圧力平均値を概算することもできる。鋼板面衝突圧力平均値の算出方法の一例を、以下に記載する。
鋼板面衝突圧力平均値Ps=F/(A・B) [Pa]
ここで、Aは鋼板幅方向ノズルピッチ[m]、Bは搬送方向ノズルピッチ[m]、Fは高圧ジェット水の鋼板表面への衝突力[N]である。衝突力Fは、以下の式で求めることができる。
衝突力F=44.7・C・q・P0.5 [N]
ここで、44.7は水の密度の0.5乗を含む定数[N0.5s/m2]、Cは損失係数(0.8〜1.0程度)、qはフラットスプレーノズルの流量[m3/s]、Pは給水圧力[Pa]である。なお、フラットスプレーノズルの流量は、ノズル形式(特性)に応じ、給水圧力との関係で定まる。As described above, the average collision pressure per nozzle is equal to the collision force of the high-pressure jet water ejected from the nozzle divided by the cooling area of the nozzle. Therefore, even if the collision force is measured instead of measuring the pressure, the collision pressure average value of the cooling water can be calculated, and the collision force of the high-pressure jet water can be obtained from its flow rate and flow velocity. Since the flow velocity depends on the water supply pressure to the nozzle, the average value of the steel plate surface collision pressure can be estimated from the water supply pressure to the nozzle if a predetermined pressure loss is expected. An example of a method of calculating the steel plate surface collision pressure average value is described below.
Steel plate surface collision pressure average value Ps = F / (A · B) [Pa]
Here, A is the steel plate width direction nozzle pitch [m], B is the transport direction nozzle pitch [m], and F is the impinging force [N] of the high-pressure jet water against the steel plate surface. The collision force F can be obtained by the following equation.
Collision force F = 44.7 · C · q · P 0.5 [N]
Here, 44.7 is a constant [N 0.5 s / m 2 ] including the 0.5th power of water density, C is a loss factor (about 0.8 to 1.0), and q is a flat spray nozzle. The flow rate [m 3 / s], P is the feed water pressure [Pa]. The flow rate of the flat spray nozzle is determined in relation to the feed water pressure according to the nozzle type (characteristic).
また、本発明において、鋼板の表面に滞留水が存在すると、ノズル21aから噴射された高圧ジェット水の圧力が滞留水によって低減され、鋼板1の表面へと達する際の高圧ジェット水の衝突圧力が低減しやすい。そのため、鋼板1を急冷しやすい形態にする等の観点からは、鋼板1の表面の滞留水を低減することが好ましい。かかる観点から、本発明では、冷却装置20の鋼板幅方向両端面と最終スタンド11gの鋼板幅方向両端面との間に、冷却水を排出可能な空間が確保されていることが好ましい。
In the present invention, if the stagnant water exists on the surface of the steel plate, the pressure of the high-pressure jet water jetted from the
本発明の冷却装置20に関する上記説明では、ワークロール11gw、11gwの近傍に配置されたノズル21a、21a、…、及び、ノズル22a、22a、…を、ワークロール11gw、11gwまでの距離が近づくほど鋼板1へ近づくように(すなわち、D1<D2となるように)配置される形態を例示した。かかる形態とすることにより、冷却装置20では、ワークロール11gwuへ近づくほど、ノズル21a、21a、…から噴射された高圧ジェット水の鋼板1の上面に対する角度を小さくし、且つ、ワークロール11gwdへ近づくほど、ノズル22a、22a、…から噴射された高圧ジェット水の鋼板1の下面に対する角度を小さくしても、V1=V2且つP1=P2となるようにしているが、本発明の熱延鋼板の冷却装置は当該形態に限定されるものではない。本発明の熱延鋼板の冷却装置では、D1=D2とすることも可能であり、V1>V2やP1>P2とすることも可能である。本発明の熱延鋼板の冷却装置で、最終スタンドのワークロールへ近づくほど、鋼板表面に対する角度(噴射角度)が小さくなるように、当該ワークロールの近傍のノズルから高圧ジェット水が噴射される場合には、例えば、最終スタンドのワークロールの半径相当位置以内に存在する鋼板の表面へと噴射される高圧ジェット水の単位面積当たりの水量W1、及び、最終スタンドのワークロールの半径相当位置と最終スタンドのハウジングポスト出側との間に存在する鋼板の表面へと噴射される高圧ジェット水の単位面積当たりの水量W2が、W1≧W2となるように高圧ジェット水を噴射することによって、V1≧V2やP1≧P2とすることも可能である。
In the above description regarding the
また、本発明の冷却装置20に関する上記説明では、ワークロール11gwuへ近づくほど、ワークロール11gwuの近くのノズル21a、21a、…から噴射された高圧ジェット水の鋼板1の上面に対する角度(噴射角度)が小さくなるように、且つ、ワークロール11gwdへ近づくほど、ワークロール11gwdの近くのノズル22a、22a、…から噴射された高圧ジェット水の鋼板1の下面に対する角度(噴射角度)が小さくなるように、高圧ジェット水が噴射される形態を例示したが、本発明の熱延鋼板の冷却装置は当該形態に限定されるものではない。ただし、最終スタンドのワークロールの半径相当位置以内へと噴射した高圧ジェット水を積極的に当該ワークロールへ衝突させて、圧下点の近傍に噴流を生じさせることによって、最終スタンドのワークロールの半径相当位置以内に存在する鋼板の表面を急冷しやすい形態にする等の観点からは、ワークロールに近づくほど高圧ジェット水の噴射角度が小さくなるように、高圧ジェット水を噴射することが好ましい。
Moreover, in the said description regarding the
本発明の冷却装置20に関する上記説明では、フラットスプレーノズル21a、21a、…、22a、22a、…が備えられる形態を例示したが、本発明の熱延鋼板の冷却装置は当該形態に限定されるものではなく、いわゆる柱状ノズルが備えられる形態とすることも可能である。ただし、ノズルの目詰まりを低減し、且つ、表面に滞留水が存在している場合であっても高圧ジェット水の鋼板面衝突圧力の鋼板搬送方向平均値の垂直成分を増大させやすい形態の冷却装置を提供する等の観点からは、フラットスプレーノズルが備えられる形態とすることが好ましい。また、フラットスプレーノズルは、配置形態を工夫することにより、鋼板表面に存在する冷却水の排水に指向性を生じさせることが可能になるので、排水性を向上させることも可能になる。
In the above description relating to the
図8は、ノズルから噴射された高圧ジェット水が鋼板表面に衝突する部位の形状例と高圧ジェット水の鋼板面衝突圧力の鋼板搬送方向平均値の垂直成分を導出する際に考慮される四辺形領域の形状例とを示す図である。図8(a)はノズルがフラットスプレーノズルである場合を示しており、図8(b)はノズルが柱状ノズルである場合を示している。図8において、紙面奥/手前方向が鋼板の厚さ方向である。また、図8に着色した部位は、高圧ジェット水が鋼板表面に衝突した部位を表している。
図8(a)に示すように、ノズルがフラットスプレーノズルの場合には、高圧ジェット水が鋼板表面に衝突する部位が楕円形形状又は長円形形状になる。この場合、高圧ジェット水の鋼板面衝突圧力の鋼板搬送方向平均値の垂直成分を導出する際に考慮される四辺形領域(平行四辺形領域)の面積は、鋼板の板幅方向におけるノズルピッチAと鋼板の搬送方向におけるノズルピッチBとを乗ずることによって、算出することができる。また、図8(b)に示すように、ノズルが柱状ノズルの場合には、高圧ジェット水が鋼板表面に衝突する部位が円形形状になる。この場合、高圧ジェット水の鋼板面衝突圧力の鋼板搬送方向平均値の垂直成分を導出する際に考慮される四辺形領域(長方形領域)の面積は、鋼板の板幅方向におけるノズルピッチAと鋼板の搬送方向におけるノズルピッチBとを乗ずることによって、算出することができる。FIG. 8 shows an example of the shape of a portion where the high-pressure jet water jetted from the nozzle collides with the steel plate surface, and a quadrilateral considered when deriving the vertical component of the average value of the steel plate surface collision pressure of the high-pressure jet water on the steel plate surface. It is a figure which shows the example of a shape of an area | region. FIG. 8A shows a case where the nozzle is a flat spray nozzle, and FIG. 8B shows a case where the nozzle is a columnar nozzle. In FIG. 8, the back / front direction of the paper is the thickness direction of the steel sheet. Moreover, the site | part colored in FIG. 8 represents the site | part which the high pressure jet water collided with the steel plate surface.
As shown to Fig.8 (a), when a nozzle is a flat spray nozzle, the site | part where a high pressure jet water collides with the steel plate surface becomes elliptical shape or oval shape. In this case, the area of the quadrilateral region (parallelogram region) considered when deriving the vertical component of the steel plate conveyance direction average value of the steel plate surface collision pressure of the high-pressure jet water is the nozzle pitch A in the plate width direction of the steel plate. And the nozzle pitch B in the conveying direction of the steel plate can be calculated. Moreover, as shown in FIG.8 (b), when a nozzle is a columnar nozzle, the site | part where high pressure jet water collides with the steel plate surface becomes circular shape. In this case, the area of the quadrilateral region (rectangular region) considered when deriving the vertical component of the average value in the steel plate conveyance direction of the steel plate surface collision pressure of the high-pressure jet water is the nozzle pitch A and the steel plate in the plate width direction of the steel plate. It can be calculated by multiplying by the nozzle pitch B in the transport direction.
また、本発明の冷却装置20に関する上記説明では、熱間圧延機列の最終スタンドのハウジングポスト出側までの区間のみならず、当該区間よりも下流側の領域にも、フラットスプレーノズルが配置されている形態を示したが、本発明は当該形態に限定されるものではない。ただし、圧延終了後短時間内に720℃より低い温度まで鋼板を急冷することが求められる場合も想定し得る。そこで、720℃より低い温度まで引き続き鋼板を急冷し得る形態の冷却装置を提供可能にする等の観点からは、熱間圧延機列の最終スタンドのハウジングポスト出側までの区間、及び、当該区間よりも下流側の領域に、フラットスプレーノズルが連続的に配置されていることが好ましい。
Moreover, in the said description regarding the
また、本発明の冷却装置20に関する上記説明では、鋼板1の上面側に配置されたヘッダー21と上面ガイド23とが一体に構成され、且つ、鋼板1の下面側に配置されたヘッダー22と下面ガイド24とが一体に構成される形態を例示したが、本発明の熱延鋼板の冷却装置は当該形態に限定されるものではない。本発明の熱延鋼板の冷却装置は、鋼板の下面側に配置されたヘッダーと下面ガイドとが一体に構成されない形態や、鋼板の上面側に配置されたヘッダーと上面ガイドとが一体に構成されない形態とすることも可能である。熱間圧延機列の最終スタンドに備えられるロールを交換可能にするため、ワークロール11gwuに近接して配置されるヘッダー21、上面ガイド23、ワークロール11gwdに近接して配置されるヘッダー22、及び、下面ガイド24は、移動可能に構成されていれば良く、これらは油圧シリンダー等の公知の手段を用いて移動させることができる。ただし、ロール交換の作業効率を向上させやすい形態にする等の観点からは、鋼板の上面側に配置されたヘッダーと上面ガイドとが同時に退避あるいは復帰動作することが好ましく、そのために一体に構成することが好ましい。同様に、鋼板の下面側に配置されたヘッダーと下面ガイドとが一体に構成される形態とすることが好ましい。
Further, in the above description regarding the
また、本発明の冷却装置20に関する上記説明では、鋼板1の幅方向へ所定ピッチで配置された複数のノズル21a、21a、…が接続された複数のヘッダー21、21、…が、鋼板1の搬送方向へ所定ピッチで配置され、且つ、鋼板1の幅方向へ所定ピッチで配置された複数のノズル22a、22a、…が接続された複数のヘッダー22、22、…が、鋼板1の搬送方向へ所定ピッチで配置されている形態のみを例示したが、本発明の熱延鋼板の冷却装置は当該形態に限定されるものではない。本発明の冷却装置は、鋼板の幅方向及び鋼板の搬送方向へそれぞれ所定ピッチで配置された複数のノズルへ冷却水を一括供給可能に構成されたヘッダー(以下において、「集合型ヘッダー」ということがある。)が、鋼板の上面側及び/又は下面側に配設される形態とすることも可能である。集合型ヘッダーが備えられる本発明の熱延鋼板の冷却装置の形態例を、図9に示す。図9は、集合型ヘッダーが備えられている熱延鋼板の冷却装置の形態例を説明する図であり、図9には、最終スタンドのワークロールの半径相当位置及び最終スタンドのハウジングポスト出側並びに高圧ジェット水の鋼板面衝突圧力の鋼板搬送方向平均値の垂直成分の概念をあわせて示している。図9において、製造装置10や冷却装置20と同様に構成されるものには、図4で使用した符号と同一の符号を付し、その説明を適宜省略する。
Moreover, in the said description regarding the
図9に示すように、本発明の熱延鋼板の冷却装置30(以下において、単に「冷却装置30」ということがある。)は、鋼板1の上面側に、鋼板搬送方向最上流側の3列のフラットスプレーノズル列を構成する各フラットスプレーノズル31a、31a、…(以下において、単に「ノズル31a」等ということがある。)へ冷却水を一括供給可能に構成された集合型ヘッダー31が備えられ、鋼板1の下面側にも、鋼板搬送方向最上流側の3列のフラットスプレーノズル列を構成する各フラットスプレーノズル32a、32a、…(以下において、単に「ノズル32a」等ということがある。)へ冷却水を一括供給可能に構成された集合型ヘッダー32が備えられるほかは、冷却装置20と同様に構成されている。集合型ヘッダー31に接続された、鋼板1の搬送方向最上流側から2列のノズル31a、31aは、鋼板1の搬送方向の上流側へ向けて高圧ジェット水を斜めに噴射可能に接続されており、集合型ヘッダー32に接続された、鋼板1の搬送方向最上流側から2列のノズル32a、32aは、鋼板1の搬送方向の上流側へ向けて高圧ジェット水を斜めに噴射可能に接続されている。冷却装置30において、鋼板1の搬送方向最上流側に配置されたノズル31a、32aの垂直面内傾き角は、当該ノズル31a、32aと鋼板1の搬送方向下流側に隣接するノズル31a、32aに付与されている垂直面内傾き角以上とされている。また、鋼板1の搬送方向最上流側に配置されたノズル31a、32aから噴射された高圧ジェット水は、最終スタンドのワークロールの半径相当位置よりも圧下点側の領域へと達している。それゆえ、このような冷却装置30であっても、冷却装置20と同様に、超微細粒鋼を製造することが可能になる。
As shown in FIG. 9, the hot-rolled steel
このように、本発明の冷却装置20、30を用いることにより、超微細粒鋼を製造することが可能になる。したがって、冷却装置20を備える製造装置10や冷却装置30を備える熱延鋼板の製造装置を用いることにより、超微細粒鋼を製造することが可能になる。さらに、冷却装置30を備える熱延鋼板の製造装置や製造装置10を用いて熱間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有する形態とすることにより、超微細粒鋼を製造することが可能な、熱延鋼板の製造方法を提供することが可能になる。
Thus, by using the
本発明において、鋼板の上面側に配置されるノズルと鋼板上面との間の距離は、特に限定されるものではないが、鋼板表面へノズルを近づけることにより、冷却水の衝突圧力平均値を増大させることが容易になり、鋼板を急冷することが容易になる。そこで、鋼板を急冷しやすい形態にする等の観点から、本発明では、鋼板に面しているノズル表面(高圧ジェット水の噴射面)と鋼板表面との距離を500mm未満とすることが好ましい。より好ましくは、350mm以下である。 In the present invention, the distance between the nozzle disposed on the upper surface side of the steel plate and the upper surface of the steel plate is not particularly limited, but the collision pressure average value of the cooling water is increased by bringing the nozzle closer to the steel plate surface. This makes it easy to cool the steel sheet. Therefore, in the present invention, it is preferable that the distance between the nozzle surface (jetting surface of high-pressure jet water) facing the steel plate and the steel plate surface is less than 500 mm from the viewpoint of making the steel plate easily cooled. More preferably, it is 350 mm or less.
また、上記説明では、鋼板搬送方向上流側に配置されたノズルに、垂直面内傾き角が付与されている形態を例示したが、本発明は当該形態に限定されるものではない。ただし、鋼板搬送方向上流側、特に、最終スタンドのワークロールに最も近い位置に配置されるノズル列を含む1列又は2列以上のノズル列に、垂直面内傾き角を付与することにより、最終スタンドのワークロールの半径相当位置以内の中でもよりロールバイト直近に位置する鋼板の上面及び下面へ高圧ジェット水を衝突させることが容易になり、圧延後の鋼板を急冷することが容易になる。それゆえ、鋼板を急冷しやすい形態にする等の観点からは、最終スタンドのワークロールに最も近い位置(鋼板搬送方向の最上流側)に配置されるノズル列を含む1列又は2列以上のノズル列(鋼板の上面側及び下面側のそれぞれに配置されるノズル列)に、垂直面内傾き角を付与することが好ましく、鋼板搬送方向上流側に配置されるノズルほど、垂直面内傾き角を大きくすることが好ましい。さらに、鋼板を急冷しやすい形態にする等の観点からは、鋼板搬送方向最上流側に配置されるノズル列に垂直面内傾き角を付与し、且つ、鋼板搬送方向最上流側に配置されるノズル列の表面(高圧ジェット水の噴射面)と鋼板表面との距離を最短にすることがより好ましい。 Moreover, in the said description, although the form in which the vertical in-plane inclination angle was provided to the nozzle arrange | positioned in the steel plate conveyance direction upstream was illustrated, this invention is not limited to the said form. However, by giving a vertical in-plane inclination angle to one or two or more nozzle rows including the nozzle row arranged at the position closest to the work roll of the final stand, in particular in the steel sheet conveying direction, Within the position corresponding to the radius of the work roll of the stand, it becomes easy to make the high-pressure jet water collide with the upper surface and the lower surface of the steel plate positioned closer to the roll bite, and it becomes easy to rapidly cool the steel plate after rolling. Therefore, from the viewpoint of making the steel sheet easy to cool rapidly, etc., one or more rows including nozzle rows arranged at the position closest to the work roll of the final stand (the uppermost stream side in the steel plate conveyance direction) It is preferable to give a vertical in-plane inclination angle to the nozzle rows (nozzle rows arranged on the upper surface side and the lower surface side of the steel plate), and the more the nozzle arranged on the upstream side in the steel plate conveyance direction, the more the vertical in-plane inclination angle. Is preferably increased. Furthermore, from the viewpoint of making the steel plate easier to cool, a vertical in-plane inclination angle is given to the nozzle row arranged on the most upstream side in the steel plate conveyance direction, and the steel plate is arranged on the most upstream side in the steel plate conveyance direction. More preferably, the distance between the surface of the nozzle row (jetting surface of high-pressure jet water) and the surface of the steel sheet is minimized.
また、上記説明では、少なくとも、熱間仕上げ圧延機列における最終スタンドのワークロールの半径相当位置以内から最終スタンドのハウジングポスト出側までの領域で高圧ジェット水を鋼板へと連続的に衝突させることによって、圧下点通過直後から鋼板を急冷する形態の本発明について言及したが、本発明は当該形態に限定されるものではない。本発明は、圧下点通過から0.2秒以内に鋼板を720℃以下まで冷却することが可能であれば、スタンド内領域に、高圧ジェット水を鋼板へ連続的に衝突させない区間が存在していても良い。スタンド内領域に、急速冷却の実施が困難な部分(高圧ジェット水を鋼板へ連続的に衝突させない区間)が存在する場合には、当該部分を除くスタンド内領域における冷却速度を高め、スタンド内領域における必要な平均冷却速度を確保することによって、圧下点通過から0.2秒以内に鋼板を720℃以下まで冷却すれば良い。スタンド内領域に存在する、急速冷却の実施が困難な部分としては、例えば、図4に示したロールバイト位置と連続冷却の範囲の鋼板搬送方向上流端との間の区間を例示することができる。このほか、例えば、図10に示す熱延鋼板の冷却装置20’のように、圧下点と最終スタンドのハウジングポスト出側との間における鋼板下面側にも搬送ロール12が配設されている場合には、当該搬送ロール12によって高圧ジェット水の衝突が妨げられる鋼板下面側の部位も、急速冷却の実施が困難な部分になる。冷却装置20’を用いても、圧下点通過から0.2秒以内に鋼板を720℃以下まで冷却することで、超微細粒を形成することが可能になる。したがって、冷却装置20’を備える熱延鋼板の製造装置を用いることにより、また、冷却装置20’による冷却工程を経ることにより、超微細粒鋼を製造することが可能になる。さらに、冷却装置20’を備える熱延鋼板の製造装置を用いて熱間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有する形態とすることにより、超微細粒鋼を製造することが可能な、熱延鋼板の製造方法を提供することが可能になる。
In the above description, the high-pressure jet water is continuously collided with the steel plate at least in the region from the position corresponding to the radius of the work roll of the final stand in the hot finish rolling mill row to the housing post exit side of the final stand. Thus, the present invention in a form in which the steel sheet is rapidly cooled immediately after passing through the reduction point is mentioned, but the present invention is not limited to this form. In the present invention, if it is possible to cool the steel sheet to 720 ° C. or less within 0.2 seconds after passing through the reduction point, there is a section in the stand area where the high-pressure jet water does not continuously collide with the steel sheet. May be. If there is a part in the stand area where rapid cooling is difficult (the section where high-pressure jet water does not continuously collide with the steel sheet), the cooling rate in the stand area excluding that part is increased, and the stand area By securing the required average cooling rate in step, the steel sheet may be cooled to 720 ° C. or less within 0.2 seconds after passing the reduction point. Examples of the portion in the stand region where it is difficult to perform rapid cooling can include a section between the roll bite position shown in FIG. 4 and the upstream end of the continuous cooling range in the steel sheet conveyance direction. . In addition, for example, as in the case of a hot-rolled steel
ロール直径700mm(半径350mm)、圧下点からハウジングポスト出側までの距離が1800mmの圧延機を用い、0.1質量%のC及び1質量%のMnを含有する鋼板を、圧下点出側の板厚が3mmとなるように出側速度600mpmで圧延し、その後急冷する試験を行った。圧延終了温度を820℃とし、圧下点から100mm下流側を急冷開始位置とした。急冷開始位置からロール半径相当位置350mmまでの冷却スプレーの平均衝突圧P1と、そこからハウジングポスト出側1800mmまでの平均衝突圧P2とを変化させ、最終的に得られたフェライト粒径を比較調査した。なお、ハウジングポスト出側までの区間で720℃まで冷しきれない場合には、ハウジングポスト出側に後続する冷却装置を用いて冷却した。なお、冷却水の給水圧力は冷却ヘッダー部で1.5MPaであった。結果を表2に示す。条件No.1〜6が実施例(本発明例)であり、冷却速度V1≧V2、平均衝突圧力P1≧P2、単位面積当たりの流量W1≧W2とした。条件No.7〜8が比較例であり、V1<V2、P1<P2、W1<W2とした。なお、表2では、冷却水の衝突圧力平均値を「衝突圧」と記載し、フェライト粒径を「粒径」と記載している。また、表2において、「高さD1」は、ロールバイト位置に最も近い位置に配置されたノズルの高圧ジェット水噴射口と鋼板との距離であり、「高さD2」は、ハウジングポスト出側に最も近い位置に配置されたノズルの高圧ジェット水噴射口と鋼板との距離である。また、表1において、「X〜Ymm区間」とは、圧下点からの距離がXmm〜Ymmの区間をいう。 Using a rolling mill with a roll diameter of 700 mm (radius 350 mm) and a distance from the reduction point to the housing post exit side of 1800 mm, a steel plate containing 0.1% by mass C and 1% by mass Mn was A test was conducted in which the sheet was rolled at a delivery speed of 600 mpm so that the thickness was 3 mm, and then rapidly cooled. The rolling end temperature was 820 ° C., and the rapid cooling start position was 100 mm downstream from the reduction point. The average collision pressure P1 of the cooling spray from the rapid cooling start position to the roll radius equivalent position 350 mm and the average collision pressure P2 from the cooling post to the side of the housing post 1800 mm are changed, and the finally obtained ferrite particle diameter is compared and investigated. did. In addition, when it was not able to cool to 720 degreeC in the area to the housing post exit side, it cooled using the cooling device which followed a housing post exit side. The cooling water supply pressure was 1.5 MPa at the cooling header. The results are shown in Table 2. Condition No. Examples 1 to 6 are examples (examples of the present invention), and cooling speed V1 ≧ V2, average collision pressure P1 ≧ P2, and flow rate W1 ≧ W2 per unit area. Condition No. 7 to 8 are comparative examples, and V1 <V2, P1 <P2, and W1 <W2. In Table 2, the collision pressure average value of the cooling water is described as “collision pressure”, and the ferrite particle diameter is described as “particle diameter”. In Table 2, “height D1” is the distance between the high-pressure jet water injection port of the nozzle disposed at the position closest to the roll bite position and the steel plate, and “height D2” is the housing post exit side This is the distance between the high-pressure jet water injection port of the nozzle arranged at the position closest to and the steel plate. In Table 1, “X to Ymm section” refers to a section whose distance from the reduction point is Xmm to Ymm.
表2に示すように、条件No.1〜6では、V1≧V2であり、且つ、圧下点からの距離が100mm〜1800mmである全冷却域における平均値として、冷却速度が400℃/s以上であった。そのため、条件No.1〜6では、フェライト粒径が2μm以下の超微細粒組織が得られた。また、条件No.1〜6は、P1≧P2であり、且つ、圧下点からの距離が100mm〜1800mmの全冷却域での平均値として、衝突圧(平均衝突圧)が2.7kPa以上であった。さらに、条件No.1〜6では、W1≧W2であり、圧下点からの距離が100mm〜1800mmの全冷却域での平均値として、流量密度が2.8m3/(m2・min)以上であった。他方、条件No.7では、V1<V2であり、P1<P2、W1<W2でもあったため、フェライト粒径は2μmよりも大きくなった。また、条件No.8ではV1≧V2であり、P1≧P2、W1≧W2でもあったが、冷却速度の全冷却域での平均値(Vm)が下限値(400℃/s)を満たしておらず、さらに、衝突圧の全冷却域での平均値(Pm)も下限値(2.7kPa)を満たしておらず、フェライト粒径は2μmよりも大きくなった。また、本発明例の範囲内である、条件No.1と条件No.4では同じフェライト粒径が得られたが、V1とV2の差が大きく、P1とP2の差が大きい条件No.4の方が、流量密度の平均値が小さく、冷却水量が少なかった。すなわち、条件No.4は条件No.1よりも冷却水の使用効率が高かった。同様に、条件No.3と条件No.6も同じフェライト粒径が得られたが、V1とV2の差が大きく、P1とP2の差が大きい条件No.6の方が、流量密度の平均値が小さく、冷却水量が少なかった。すなわち、条件No.6は条件No.3よりも冷却水の使用効率が高かった。以上より、V1≧V2やP1≧P2とすることによる結晶粒微細化の促進と、V1とV2との差やP1とP2との差を大きくすることによる冷却水の使用効率の向上効果が確認された。As shown in Table 2, condition no. In 1-6, it was V1> = V2 and the cooling rate was 400 degrees C / s or more as an average value in the whole cooling region whose distance from a reduction point is 100 mm-1800 mm. Therefore, Condition No. In 1 to 6, an ultrafine grain structure having a ferrite grain size of 2 μm or less was obtained. In addition, Condition No. 1 to 6 were P1 ≧ P2, and the collision pressure (average collision pressure) was 2.7 kPa or more as an average value in the entire cooling region where the distance from the reduction point was 100 mm to 1800 mm. Furthermore, condition no. In 1-6, a W1 ≧ W2, the distance from the pressure point as an average over the full cooling zone of 100Mm~1800mm, flow density was 2.8m 3 / (m 2 · min ) or more. On the other hand, Condition No. In No. 7, since V1 <V2, P1 <P2, and W1 <W2, the ferrite grain size was larger than 2 μm. In addition, Condition No. 8, V1 ≧ V2, and P1 ≧ P2 and W1 ≧ W2, but the average value (Vm) in the entire cooling region of the cooling rate does not satisfy the lower limit (400 ° C./s), The average value (Pm) of the collision pressure in the entire cooling region did not satisfy the lower limit (2.7 kPa), and the ferrite particle size was larger than 2 μm. In addition, the condition No. 1 and condition no. No. 4, the same ferrite grain size was obtained, but the condition No. 4 where the difference between V1 and V2 was large and the difference between P1 and P2 was large. In the case of No. 4, the average value of the flow density was small and the amount of cooling water was small. That is, the condition No. 4 is condition No. The use efficiency of cooling water was higher than 1. Similarly, condition no. 3 and condition no. 6 had the same ferrite grain size, but the difference between V1 and V2 was large and the difference between P1 and P2 was large. In the case of No. 6, the average value of the flow density was small and the amount of cooling water was small. That is, the condition No. 6 is condition No. The use efficiency of cooling water was higher than 3. From the above, it has been confirmed that the grain refinement is promoted by setting V1 ≧ V2 and P1 ≧ P2, and that the cooling water use efficiency is improved by increasing the difference between V1 and V2 and the difference between P1 and P2. It was done.
以上、現時点において実践的であり、かつ好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う熱延鋼板の冷却装置、熱延鋼板の冷却方法、熱延鋼板の製造装置、及び、熱延鋼板の製造方法も、本発明の技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。 Although the present invention has been described in connection with embodiments that are presently practical and preferred, the present invention is not limited to the embodiments disclosed herein, but is claimed. Can be appropriately changed without departing from the scope or spirit of the invention that can be read from the entire specification and the specification, and a hot-rolled steel sheet cooling apparatus, a hot-rolled steel sheet cooling method, and a hot-rolled steel sheet manufacturing apparatus with such changes And the manufacturing method of a hot-rolled steel sheet should also be understood as being included in the technical scope of the present invention.
本発明の熱延鋼板の冷却装置、熱延鋼板の冷却方法、熱延鋼板の製造装置、及び、熱延鋼板の製造方法は、超微細結晶粒を有する熱延鋼板の製造に用いることができる。また、超微細結晶粒を有する熱延鋼板は、自動車用、家電用、機械構造用、建築用等の用途に使用される素材として用いることができる。 The apparatus for cooling a hot-rolled steel sheet, the method for cooling a hot-rolled steel sheet, the apparatus for manufacturing a hot-rolled steel sheet, and the method for manufacturing a hot-rolled steel sheet according to the present invention can be used for manufacturing a hot-rolled steel sheet having ultrafine crystal grains. . Moreover, the hot-rolled steel sheet having ultrafine crystal grains can be used as a material used for applications such as automobiles, household appliances, machine structures, and buildings.
Claims (16)
少なくとも前記鋼板の搬送方向最上流側に配設された前記ノズルは、前記鋼板の搬送方向の上流側へ向けて前記高圧ジェット水を斜めに噴射可能なように、軸方向が前記鋼板の垂直面に対して交差するように配置され、
前記最終スタンドのワークロールの半径相当位置以内に存在する前記鋼板の表面へと衝突した高圧ジェット水によって冷却される前記鋼板の平均冷却速度をV1、前記最終スタンドのワークロールの半径相当位置と前記最終スタンドのハウジングポスト出側との間に存在する前記鋼板の表面へと衝突した高圧ジェット水によって冷却される前記鋼板の平均冷却速度をV2、とするとき、V1≧V2であり、且つ、前記最終スタンド内における冷却開始点と前記最終スタンドのハウジングポスト出側との間に存在する前記鋼板の表面へと衝突した前記高圧ジェット水によって冷却される前記鋼板の表面の平均冷却速度Vmが400℃/s以上であることを特徴とする、熱延鋼板の冷却装置。 Heat provided with a header having a plurality of nozzles arranged on the downstream side in the final stand in the hot finish rolling mill, and provided with a plurality of nozzles capable of injecting high-pressure jet water toward the surface of the steel sheet conveyed through the pass line. A cooling device for rolled steel sheet,
The nozzle disposed at least on the most upstream side in the conveying direction of the steel sheet is perpendicular to the vertical surface of the steel sheet so that the high-pressure jet water can be injected obliquely toward the upstream side in the conveying direction of the steel sheet. Arranged so as to intersect
The average cooling rate of the steel sheet cooled by the high-pressure jet water colliding with the surface of the steel sheet existing within the position corresponding to the radius of the work roll of the final stand is V1, the position corresponding to the radius of the work roll of the final stand and the position When the average cooling rate of the steel sheet cooled by the high-pressure jet water colliding with the surface of the steel sheet existing between the housing post exit side of the final stand is V2, V1 ≧ V2, and the The average cooling rate Vm of the surface of the steel sheet cooled by the high-pressure jet water colliding with the surface of the steel sheet existing between the cooling start point in the final stand and the housing post exit side of the final stand is 400 ° C. / S or more, The cooling apparatus of the hot-rolled steel plate characterized by the above-mentioned.
少なくとも前記鋼板の搬送方向最上流側に配設された前記ノズルは、前記鋼板の搬送方向の上流側へ向けて前記高圧ジェット水を斜めに噴射可能なように、軸方向が前記鋼板の垂直面に対して交差するように配置され、
前記最終スタンドのワークロールの半径相当位置以内に存在する前記鋼板の表面へと衝突した前記高圧ジェット水の、鋼板面衝突圧力の鋼板搬送方向平均値の垂直成分をP1、前記最終スタンドのワークロールの半径相当位置と前記最終スタンドのハウジングポスト出側との間に存在する前記鋼板の表面へと衝突した前記高圧ジェット水の、鋼板面衝突圧力の鋼板搬送方向平均値の垂直成分をP2、とするとき、P1≧P2であり、且つ、前記最終スタンド内における冷却開始点と前記最終スタンドのハウジングポスト出側との間に存在する前記鋼板の表面へと衝突した前記高圧ジェット水の、鋼板面衝突圧力の鋼板搬送方向平均値の垂直成分Pmが2.7kPa以上であることを特徴とする、熱延鋼板の冷却装置。 Heat provided with a header having a plurality of nozzles arranged on the downstream side in the final stand in the hot finish rolling mill, and provided with a plurality of nozzles capable of injecting high-pressure jet water toward the surface of the steel sheet conveyed through the pass line. A cooling device for rolled steel sheet,
The nozzle disposed at least on the most upstream side in the conveying direction of the steel sheet is perpendicular to the vertical surface of the steel sheet so that the high-pressure jet water can be injected obliquely toward the upstream side in the conveying direction of the steel sheet. Arranged so as to intersect
The vertical component of the average value of the steel plate surface impinging pressure of the high-pressure jet water colliding with the surface of the steel sheet existing within the position corresponding to the radius of the work roll of the final stand is P1, and the work roll of the final stand P2 represents a vertical component of an average value in the steel plate conveyance direction of the steel plate surface collision pressure of the high-pressure jet water that has collided with the surface of the steel plate existing between the position corresponding to the radius of the steel plate and the housing post exit side of the final stand. When P1 ≧ P2, and the steel plate surface of the high-pressure jet water colliding with the surface of the steel plate existing between the cooling start point in the final stand and the housing post exit side of the final stand The apparatus for cooling a hot-rolled steel sheet, wherein the vertical component Pm of the average value of the impinging pressure in the steel sheet conveying direction is 2.7 kPa or more.
In the section from the position corresponding to the radius of the work roll of the final stand to the housing post exit side of the final stand, the vertical component of the average value in the steel plate conveyance direction of the steel plate surface collision pressure of the high-pressure jet water is the upper surface and the lower surface. The apparatus for cooling a hot-rolled steel sheet according to any one of claims 1 to 5, wherein the temperature is 3.5 kPa or more.
前記鋼板の上面側に設けられている前記ヘッダーのうち、少なくとも前記鋼板の搬送方向最上流側に配置された前記ヘッダーが、前記鋼板の搬送方向及び前記鋼板の幅方向のそれぞれへ複数列に配置された前記ノズルへ冷却水を一括供給可能に構成されている前記ヘッダーであることを特徴とする、請求項11に記載の熱延鋼板の冷却装置。 A plurality of the headers are arranged on the upper surface side of the steel plate,
Among the headers provided on the upper surface side of the steel plate, at least the headers arranged on the most upstream side in the conveying direction of the steel plate are arranged in a plurality of rows in each of the conveying direction of the steel plate and the width direction of the steel plate. It has been characterized by a cooling water to the nozzle which is the header is configured to be bulk supply, cooling device for a hot-rolled steel sheet according to claim 11.
前記鋼板の下面側に設けられている前記ヘッダーのうち、少なくとも前記鋼板の搬送方向最上流側に配置された前記ヘッダーが、前記鋼板の搬送方向及び前記鋼板の幅方向のそれぞれへ複数列に配置された前記ノズルへ冷却水を一括供給可能に構成されている前記ヘッダーであることを特徴とする、請求項11又は12に記載の熱延鋼板の冷却装置。 A plurality of the headers are arranged on the lower surface side of the steel plate,
Among the headers provided on the lower surface side of the steel plate, at least the headers arranged on the most upstream side in the conveying direction of the steel plate are arranged in a plurality of rows in each of the conveying direction of the steel plate and the width direction of the steel plate. It has been characterized by a cooling water to the nozzle which is the header is configured to be bulk supply, cooling device for a hot-rolled steel sheet according to claim 11 or 12.
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