JPH0450368B2 - - Google Patents

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JPH0450368B2
JPH0450368B2 JP15989283A JP15989283A JPH0450368B2 JP H0450368 B2 JPH0450368 B2 JP H0450368B2 JP 15989283 A JP15989283 A JP 15989283A JP 15989283 A JP15989283 A JP 15989283A JP H0450368 B2 JPH0450368 B2 JP H0450368B2
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JP
Japan
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cooling
temperature
steel plate
zone
water
Prior art date
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Application number
JP15989283A
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English (en)
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JPS6050123A (ja
Inventor
Masakazu Nakao
Akinori Ootomo
Takeshi Tanaka
Yoshikazu Oobanya
Akira Kobayashi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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Priority to JP15989283A priority Critical patent/JPS6050123A/ja
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Publication of JPH0450368B2 publication Critical patent/JPH0450368B2/ja
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • C21D9/54Furnaces for treating strips or wire
    • C21D9/56Continuous furnaces for strip or wire
    • C21D9/573Continuous furnaces for strip or wire with cooling

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、熱間圧延された高温鋼板をその上下
面から水冷却する方法の改良に関する。 この種の冷却方法は、技術的に難易度が高く、
解決すべきテーマが多く、当業界において各方面
から種々の研究、開発がなされ、又、実用に供さ
れているものもある。 即ち、板厚方向、表面〜中心〜裏面で、冷速が
一様でないため、座屈波、反り等の変形が起りや
すいこと。 板幅が広いため、上面に大量の板上水が溜り、
流出するため、上下面及び幅方向の冷却均一性が
くずれやすく、座屈波、反り等の変形が生じやす
いこと。 圧延鋼板は、温度、サイズ、形状(プレートク
ラウン等)、表面性状が均一でなく、冷却のバラ
ツキが生じやすいこと。 等々の解決すべきテーマが多いものである。 ところで、高温鋼板のオンライン制御冷却にお
いて、従来技術の現状を第1図a,bを参照して
説明すると、第1図aは、板幅方向の冷却水分布
をつけずに、冷却した場合を示しており、これで
は室温時の鋼板形状は図示の通り、耳部が変形す
るのである。 この冷却歪防止対策として、第1図bで示す如
く、板幅方向の冷却水分布を、板端側の方が少な
い分布をつけることによつて、冷却開始温度、即
ち、冷却前の鋼板幅方向温度分布が約800℃から
冷却停止温度、即ち、冷却後の鋼板幅方向温度分
布、約550℃までの冷却では大きな冷却歪が発生
しないものとなる。 ところで、冷却停止温度をより低くすると、第
2図に示す如く冷却歪が大きくなり、製品として
不良となるばかりでなく、ホツトレベラにかける
ことができないというような操業トラブルとなる
のである。 一方、材質側から見ると、第3図で示す如く、
機械的性質と冷却停止温度の関係がある。 即ち、冷却停止温度を下げると、降伏応力
(YS)、引張応力(TS)の向上となるのであり、
また、従来と同一強度レベルの鋼板に対しては
Ceqの低下が可能であり、添加成分の減少につな
がり、溶接性の向上となる等のメリツトが大きい
ことになる。 即ち、Ceqを低下させ、かつ、冷却停止温度を
低くすることで、機械的性質を満足する材料が製
造できることになる。 なお、第3図の成分表は次の通りである。
【表】 斯様に、Ceqを低下させ、かつ、冷却停止温度
を低くすることは有効ではあるけれども、前述の
如く冷却歪発生という問題があり、冷却停止温度
を550℃以下に低下するには限界がある。 即ち、厚板工場を考えた場合、約500℃で冷却
を停止し、ホツトレベラで矯正すれば、平坦度良
好な鋼板が製造できるが、それ以下の停止温度に
て冷却を停止した場合、従来技術にあつては以下
の理由で製造が不可能である。 たとえば、300℃のときには、ホツトレベラ
前で鋼板は変形しており、強力な矯正が必要で
あるとともに、たとえ、平坦に矯正が可能であ
つても、鋼板に大きな不均一温度分布が生じて
いるため、鋼板を室温まで冷却したとき、形状
不良となる。 室温近くまで冷却した場合、鋼板温度分布は
均一に近いが、冷却過程に生じた変形は大き
く、かつ、鋼板強度が高くなるため矯正が十分
できず形状不良となる。 第4図、第5図を参照して従来例を今一度説明
すると、第4図において、Aは幅方向水量分布で
あり、注水分布はエツジ側の方が水量が少ない分
布とされている。Bは幅方向温度分布であり、約
800℃→約550℃→約800℃→100℃→室温で示され
ており、Cは鋼板形状を示し、Dはホツトレベラ
である。 即ち、第4図において、幅方向水量分布Aで、
冷却開始温度約800℃から約550℃にて冷却停止温
度とすることにより、第4図にて示す如くホツト
レベラDにかけ、空冷すれば室温における鋼板形
状は正常となるが、これでは、冷却停止温度が差
程低いものでないため、機械的性質、Ceqの点で
十分満足するものといえない。 而して、幅方向水量分布Aのままで約800℃の
冷却開始温度、約550℃での冷却停止温度、約300
℃での冷却停止温度にすれば、ホツトレベラにか
ける前で変形が生じこれを矯正できたとしても空
冷すると変形するのであり、又、ホツトレベラで
は矯正できないものとなるのである。 この原因は、鋼板に注水した冷却水の冷却と、
冷却後の水が鋼板上を流れていくときの冷却を求
めてみると、第5図の関係が明らかとなり、又、
この結果は、第4図にて示す如く約500℃以下の
冷却では、幅方向の注水分布をつけていることが
逆に幅方向温度分布の不均一を招くことになるか
らである。 ところで、上記現象、知見に鑑み、Ceqを低下
し、かつ、冷却停止温度を低くしても、冷却歪の
発生を少なくするには、高温鋼板を水冷却する過
程で、冷却開始温度と冷却停止温度との範囲を複
数の温度域に区分し、各区分の温度域に対応して
鋼板幅方向の冷却水注水パターンを変更しつつ冷
却することが有利である。 しかしながら、この手段によれば、冷却装置に
おける上部ヘツダ及び下部ヘツダ、特に、上部ヘ
ツダの構造を各注水パータンに合致させた所謂一
斉注水パターンにする必要があり、複雑な構造の
上部ヘツダを作る必要があるという不具合があ
り、又、設備長さが長くなるとともに、冷却装置
の所謂バンク上が長大になるという不具合があ
る。 そこで本発明は、熱間圧延された高温鋼板を一
方向に通板し先端側より順に冷却する場合におい
て、冷却ゾーンを通板方向に複数個に区分し、そ
の冷却ゾーンのうち、中間に冷却変更ゾーンを設
け、該冷却変更ゾーンの前後において鋼板幅方向
冷却水注水量分布を制御することによつて、従来
の問題点を改良しつつ、設備長さを短くし、バン
ク長を短くできながら上部ヘツダの構造は各バン
ク毎で共用できるようにしたものである。 即ち、今、鋼板を冷却するのに使用する冷却水
供給ヘツダ総数をNTとすれば、冷却パターン変
更開始位置ヘツダナンバNiをNi=〔NTτi/τt〕に
よつて求めることにより、制御するのである。 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳述す
ると、第6図は冷却設備全体の概要が例示されて
おり、熱間圧延された高温鋼板1は矢示方向に通
板され、通板方向に複数個にわたつて、本例では
3個に区分された入側冷却ゾーン2、中間冷却ゾ
ーン3、出側冷却ゾーン4に区分された冷却装置
に先端側より後端側に順に冷却されるようになつ
ている。 各冷却ゾーン2,3,4は第10図で示す如
く、上部ヘツダ用給水管5にそれぞれのゾーンを
入切するバタ弁、三方切換弁等の切換手段6,
7,8を備え、更に、各ゾーン2,3,4の上部
ヘツダ9,10,11にはスプレーノズル、ラミ
ナーノズル等のノズル手段12,13,14が備
えられ、中間の冷却ゾーン3の上部ヘツダ10に
は別の切換手段15を介してノズル手段16が設
けられている。 又、冷却ゾーン2,3,4の下部ヘツダ用給水
管17には各切換手段18,19,20を介して
上部ヘツダと対応する下部ヘツダ21,22,2
3が備えられ、各下部ヘツダ21,22,23に
はスプレーノズル24,25,26が備えられて
いる。 ところで、中間の冷却ゾーン3の上部ヘツダ1
0は例えば第8図に示す如く上下2段構造とさ
れ、上段ヘアピンノズルは第9図1の如く配列さ
れ、図中、黒丸の印で示す如く穴づめ可能とさ
れ、下段ヘアピンノズルは第9図2の如く配列さ
れ、図中、黒丸の印で示す如く穴づめ可能とされ
ている。ここで、上部ヘツダ配列は上下2段構造
に限らず、同一高さに配列してもよい。 即ち、通常、注水パターンの変更は冷却装置の
中間で生じるため、本実施例では入側冷却ゾーン
2、出側冷却ゾーン4は単一構造のヘツダ構造と
されているのであるのに対し、中間冷却ゾーン3
のヘツダは第8図の如く上下2段構造とされてい
るのである。 而して、第7図を参照して冷却開始から終了ま
でのフローチヤートを説明する。 第7図において、Aは実績の冷却開始温度
TSCT、目標冷却停止温度TFCTO、板厚t、板幅、
板長さ等のデータの取込みブロツクを示してい
る。 Bは目標冷却速度CRTを設定するブロツクを示
しており、実験、経験的に鋼種、板厚に応じて設
定される。 Cは冷却時間τtの計算ブロツクであり、次式で
求められる。 τt=TSCT−TFCTO/CRT Dは必要水量密度wの計算ブロツクであり、次
式で求められる。 w=〔CRT/A・f(T)〕1/n ここで、CRT〔℃/s〕、w〔m3/min・m2〕で
あり、Aおよびnは係数である。 Eは必要総水量WTの計算、通板速度Vの計算
ブロツクであり、次式で求められる。 WT=w×lw×ll×η lw:冷却ゾーン幅、ll:冷却ゾーン長さ、η:
上部等の注水分布を考慮した補正値 V=ll+lCT+lCB−l/τt lCT:鋼板トツプはみ出し量、lCB:鋼板ボトム
はみ出し量、l:鋼板長さ。 Fは注水パターン変更までの時間τiを計算する
ブロツクであり、次式において求められる。 CRTChi=CRTO・f(TChi) ∴τi=TSCT−Tchi/CRTChi Gは冷却パターン変更開始位置ヘツダNpの決
定であり、次式によつて求められる。 今、鋼板を冷却するのに使用する冷却水供給ヘ
ツダ総数をNTとすれば、冷却パターン変更開始
位置ヘツダナンバNiは、 Ni=〔NT×τi/τt〕 Niは冷却装置入側からのナンバである。 Hは注水指令ブロツク、Iは前記ブロツクIが
yes信号を出したとき、上部・下部ヘツダ9,1
0,11,21,22,23側への切換手段6,
7,8,18,19,20を開にする指令を出す
ブロツクであり、Jは注水終了有無の判断ブロツ
ク、Kは上部、下部ヘツダ側からトレンチ側への
切換手段6,7,8,18,19,20の閉指令
を出すブロツクであり、Lは鋼板を冷却装置外へ
搬送指令、実績値取込みブロツクを示している。 なお、本実施例にあつては、冷却ゾーン2にあ
つては冷却開始温度約800℃で冷却停止温度約550
℃の冷却パターンで注水されるものであり、冷
却ゾーン4にあつては冷却開始温度約550℃で、
冷却停止温度約300℃の冷却パターンで注水さ
れるものであつて、高温鋼板の冷却にあたつて、
高温鋼板を水冷却する過程で、冷却開始温度と冷
却停止温度との範囲を複数の温度域に区分し、各
区分の温度域に対応して鋼板幅方向の冷却水注水
パターンを変更しつつ冷却するものである。 以上、要するに本発明にあつては、熱間圧延さ
れた高温鋼板をその上下面から水冷却する方法に
おいて、 前記高温鋼板を一方向に通板し、通板方向先端
側より順次通板方向後端側に冷却すべく上下面か
らの水冷却手段を有する冷却ゾーンに通すに際し
て、該冷却ゾーンを通板方向に関して複数の通板
方向と直角をなす方向(幅方向)における冷却水
注水分布の異なる冷却ゾーンに区分し、区分され
た冷却ゾーンのうち中間冷却ゾーンに幅方向の冷
却水注水分布における冷却変更ゾーンが備えら
れ、該冷却変更ゾーンの前後において制御冷却す
ることを特徴とする高温鋼板の冷却方法に係るも
のであるから次の利点がある。 上部ヘツダを各冷却ゾーンにおいて共通化する
ことができるし、冷却設備長さを短くできるばか
りでなく、冷却バンクの長さを短くすることがで
きる。 しかも、冷却開始温度と冷却停止温度との範囲
を複数の温度域に区分し、各区分の温度域に対応
して鋼板幅方向の冷却水注入パターンを変更する
ことによつて得られると同様に、Ceqを低下さ
せ、機械的性質を向上させることもできる。
【図面の簡単な説明】
第1図a,bは従来技術の現状を説明する図、
第2図は冷却停止温度と鋼板の冷却歪の関係を示
す図、第3図は冷却停止温度が材質におよばす影
響を説明するための図、第4図は従来例の模式
図、第5図は鋼板温度と二次冷却/直接冷却を示
す従来例の説明図、第6図は本発明の冷却工程を
示す全体図、第7図は同じくフローチヤート図、
第8図は変更冷却ゾーンのノズルを示す断面図、
第9図は同ノズルの注水パターンを示す説明図、
第10図は冷却水系統を示す全体図である。 2,3,4…冷却ゾーン、12,13,14…
上部ヘツダノズル、16…付加ノズル、24,2
5,26…下部ヘツダノズル。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 熱間圧延された高温鋼板をその上下面から水
    冷却する方法において、 前記高温鋼板を一方向に通板し、通板方向先端
    側より順次通板方向後端側に冷却すべく上下面か
    らの水冷却手段を有する冷却ゾーンに通すに際し
    て、該冷却ゾーンを通板方向に関して複数の通板
    方向と直角をなす方向(幅方向)における冷却水
    注水分布の異なる冷却ゾーンに区分し、区分され
    た冷却ゾーンのうち中間冷却ゾーンに幅方向の冷
    却水注水分布における冷却変更ゾーンが備えら
    れ、該冷却変更ゾーンの前後において制御冷却す
    ることを特徴とする高温鋼板の冷却方法。
JP15989283A 1983-08-30 1983-08-30 高温鋼板の冷却方法 Granted JPS6050123A (ja)

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JP15989283A JPS6050123A (ja) 1983-08-30 1983-08-30 高温鋼板の冷却方法

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JPS6050123A JPS6050123A (ja) 1985-03-19
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0635013B2 (ja) * 1985-07-02 1994-05-11 川崎製鉄株式会社 無冷却材圧延時におけるホツトランテ−ブル冷却方法
JPS62127116A (ja) * 1985-11-27 1987-06-09 Mitsubishi Electric Corp 鋼板冷却装置

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