JPH04141528A - 高炭素鋼熱延板の冷却状態の判定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、熱間圧延後のＲＯＴ　（ランナウトテーブル
）冷却において温度逆転現象を示す高炭素鋼等の熱延板
の冷却状態の判定方法に関する。

〔従来の技術〕

熱圧後のＲＯＴ冷却において、低炭素鋼の場合が第１図
のＢ線に示すようにスムーズな冷却曲線を示すのに対し
て、炭素含有量が略０．５重量％を超える高炭素鋼は第
１図のＡ線に示すように、変態発熱による温度逆転現象
を示す。

この変態発熱による温度逆転現象は、同図のａ。

ｂ、ｃ点で示すように、冷却過程において、同一温度の
点が３点存在する領域があり、この領域は材質の変化、
熱延の仕上げ温度等によって微妙に変化するため、所要
の組織および材質特性を得るためには、その変態の態様
を適格に判定することが極めて重要である。

本願出願人は特公昭６０−５６２１０号公報において、
変態の進行の程度を、任意の冷却条件下での刻々の変態
の進行を計算式によって求め、通常の冷却条件を変更す
る必要性を判定する方式を開示した、〔発明が解決しよ
うとする課題〕 しかしながら、かかる変態発熱に起因する熱延鋼板の温
度逆転現象を正確に捉えて適格に所望の組織および材質
特性を得るためには、変態の進行程度の把握だけでは冷
却制御に適用するための判定データとしては不十分であ
り、冷却過程の鋼材の変態進行状態をリアルタイムで定
量的に推定する必要がある。

本発明において解決すべきＩｆ！題は、高炭素鋼のよう
に温度逆転現象を示す複雑な変態挙動を定量的に且つリ
アルタイムで予測し、高精度に熱延鋼板の冷却履歴の制
御に適用できる冷却条件の判定法を提供することにある
。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、熱延鋼板のＲＯＴ上での変態挙動を、変態開
始、変態進行それに変態完了の３過程に分離し、それぞ
れの過程をモデル化して定量的な変態挙動の判定手段を
確立した。

具体的には、変態開始温度Ｔ、は、鋼材冷却速度により
変化するため、ＲＯＴ上の単位冷却ゾーン通過中の平均
冷却速度（冷速）により求める。

Ｔｓ　＝　ｆ　　（ＣＲ） なお、同式においてｆは、第２図の曲線を表す関数を示
し、ＣＲはＲＯＴ上の単位冷却ゾーンを通過時の温度降
下量と通過所要時間により求まる冷却速度（ｔ／５ｅｃ
）を示す。さらに、鋼板の温度が変態開始温度Ｔ、より
低くなった瞬間に変態が開始したと判定する。

また、変態進行速度を によって予測する。

なお、同式において、Ｘは変態率を、ｔは時間を、Ｔは
鋼板の現在温度を、ｇは第４図の曲線を表わす関数であ
る。

この変態進行過程の発熱量として、鋼種別に特定される
全変態発熱量Ｑ　Ｃｋｃａｌ／ｍ”）　、変態発熱速度
ｑ　（ｋｃａｌ　／　（ｍ’Ｈｒ）　〕をとして、 さらに実績発熱量Ｑ。

を として表わすことができる。

さらに、変態完了は変態率Ｘが であることによって判定する。

〔作用〕

上記モデル化した変態の開始、進行、終了点の予測によ
って正確に変態挙動のＢ様を予測し、以下に示す既存の
熱収支式にパーライト変態による発熱を考慮した変態発
熱基本モデル式を適用することによって、適切な冷却制
御を行うことができる。

熱延鋼板の温度変化率を示し、ｈ ｑは発熱流束、 そしてα（Ｔ−Ｔｗ）は冷却水による抜熱流束を示す。

〔実施例〕

上記の本発明に基づいて変態開始温度Ｔ％、変態進行速
度と変態発熱速度ｑ１それに変態完了点の決定をおこな
った。

（１）変態開始温度Ｔ、の予測 変態開始温度は、銅材の冷却速度により変化するため、
ＲＯＴ上の単位冷却ゾーン通過中の平均冷却速度（当価
冷却速度）により求めた。

等偏冷却条件における変態開始温度と冷却速度との関係
を、下記のとおり、鋼種別にパターン化した。

ａ）冷却速度履歴対象範囲をＡｅ、変態点７２０℃以下
とした。

ｂ）冷却速度は実プロセスでは等速とならないため、単
位冷却ゾーン内通過中の平均冷却速度を用いた。　　　
　　゛ さらに、外乱除去のため実際に使用する冷速はＣＲ＋　
’　　＝に−ＣＲｔ　　＋　　（１−ｋ）ＣＲｓ−＋の
ように指数平滑法を適用している。

同式において、 ７１−、：ｔセクション入側温度 ７、：ｉセクション出側温度 ｔ、：ｉセクション通過時間 ｋ　　：指数平滑係数 である。

上記の当価冷速と変態開始温度の関係を図示したのが第
２図である。ここで、変態開始の判定は、ＲＯＴ上で冷
却過程にある鋼板温度が変態開始温度を切った瞬間の温
度として求まる。

（２）変態進行速度の予測 変態進行速度と鋼板温度との定量的関係を各温度におけ
る恒温変態の変態進行速度より求めた。

具体的には第３図に示す恒温変態特性図の変態率５％か
ら９５％の間の傾きから、第４図の各鋼板温度に対する
変態進行速度を求め、１６点の線型補間モデルで表現し
た。

すなわち、第３図に示す鋼種Ｓ　Ａ　Ｅ４１４０の組成
を有する鋼のＳカーブにおいて、それぞれ５５０℃と６
５０　℃における恒温変態における変態率を５〜９５％
間にて線型近似し、温度との関係で関数化したのが第４
図である。

第４図において、曲線５５０Ｃは鋼種５５０Ｃの変態進
行速度特性曲線を示し、曲線Ｓ　Ａ　Ｅ４１４０は鋼種
Ｓ　Ａ　Ｅ４１４０の変態進行速度特性曲線を示す。

なお、一定の変態進行速度から外れる変態率０〜５％と
９５〜１００％の範囲に対して、以下の補正を行った。

同式においてσは補正係数である。

（３）変態発熱速度ｑの予測 変態発熱速度は、変態を開始してからの温度に依存する
ため、以下の式にて定める。

トータル発熱量：Ｑ（鋼種毎に決まる値）鋼板温度Ｔ１
時の変態進行速度 として、変態発熱速度ｑは次式によって示される。

（４）変態完了の判定 変態完了は、実績発熱量（Ｑａ）と鋼種により決まるト
ータル発熱量（Ｑ）との比（Ｘ）を変態率とし、Ｘ＝１
．０において完了とした。

実績発熱量　Ｑａ＝Ｊ“　ｑ−ｄｔ ｔｘ：変態継続時間 ｑ　：変態発熱速度 具体的には、ｉセクションまでの実績発熱量は、Ｑａ＝
Σ（ｑｙ　　１　ｔ、　）　　（ｋｃａｌ／ｍ’）によ
り求まる。

上記、各変葬発熱の態様を予測確定した上で注水冷却制
御を行い、捲取温度制御の精度を確認したところ、プレ
ーンカーボン系については、出３０℃以内の的中率は略
１００％近くの精度となりまた、±２０℃以内の的中率
も低次Ｓ鋼なみのレベルを達成した。

また、上記変態発熱の判断をＳ　Ａ　Ｅ１０６０の鋼種
についてコイル内温度履歴制御に適用した例を第５図に
示す。

ＲＯＴ上の全注水セクション（２７セクシヨン）におい
て、捲取機直前のＣＴ、仕上出側と捲取機との間の２点
ＭＴ２とＭＴ４での温度を測定した。

第５！！ｌから明らかなように、コイル全長にわたって
、ＲＯＴの温度履歴に関し、±２０℃以内の的中精度を
有することを確認した。

〔発明の効果〕

本発閂の判定方法によって以下の効果を奏することがで
きる。

（１）変態発熱を大きく伴う鋼種に対しても、正確にそ
の態様を予測判定することができ、正確な冷却制御に結
びつけることが可能になる。

（２）仕上圧延機出側から捲取機までの鋼板の冷却およ
び変態履歴がオンラインリアルタイムで正確に推定可能
となり、捲取完了と同時に変態率を定量的に推定可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は高炭素鋼の熱延板の温度逆転現象を示す図であ
る。第２図は本発明の実施例における変態開始温度の予
測における等価冷速と変態開始温度との関係を示す。第
３図は恒温度Ｈ図を示し、第４図は変態進行中の鋼板温
度と変態進行速度との関係を示す。さらに第５！！ｌは
本発明の判定を冷却制御に用いた際のコイル内温度履歴
推定精度を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、熱間圧延後の最終スタンドと捲取機間のランナウト
   テーブル（ＲＯＴ）冷却過程で変態発熱に伴う温度逆転
   現象を示す高炭素鋼等の熱延板の冷却状態の判定方法に
   おいて、変態挙動を変態開始と変態進行と変態完了の３
   段階に分離し、変態開始は熱延鋼板の現在温度と鋼種毎
   に当価冷却速度により決定される変態開始温度との比較
   により判定し、変態進行は鋼種毎に熱延鋼板の現在温度
   により決定し、変態完了は鋼板の冷却履歴より算出する
   累積変態発熱量が鋼種毎に決まる全発熱量に到達したか
   どうかで判定することにより、ＲＯＴ冷却過程の熱延鋼
   板の冷却状態をオンラインリアルタイムで定量的に判定
   する方法。