JPH0480976B2 - - Google Patents

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JPH0480976B2
JPH0480976B2 JP60185623A JP18562385A JPH0480976B2 JP H0480976 B2 JPH0480976 B2 JP H0480976B2 JP 60185623 A JP60185623 A JP 60185623A JP 18562385 A JP18562385 A JP 18562385A JP H0480976 B2 JPH0480976 B2 JP H0480976B2
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JP
Japan
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temperature
cooling
cooled
representative
surface temperature
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JP60185623A
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JPS6244529A (ja
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Koro Takatsuka
Akinori Ootomo
Izuo Takahashi
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B37/00Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/74Temperature control, e.g. by cooling or heating the rolls or the product
    • 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B45/00Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B45/02Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for lubricating, cooling, or cleaning
    • B21B45/0203Cooling
    • B21B45/0209Cooling devices, e.g. using gaseous coolants
    • B21B45/0215Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes

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  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Control Of Metal Rolling (AREA)
  • Control Of Heat Treatment Processes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、例えば鉄鋼業の熱間圧延プロセスに
おいて高温の被圧延材を水冷却する場合の被冷却
材の強制水冷却停止温度の推定方法に関するもの
である。
(従来技術) 熱間圧延プロセス等において、高温の被冷却材
は材質制御等の目的で水冷却されるが、この場
合、成品の品質保持上冷却停止温度を管理するこ
とは重要である。
例えば、従来ホツトストリツプミルにおいて
は、ランアウトテーブルにて水冷却が実施されて
おり、上記冷却停止温度を管理するため、冷却装
置の中間あるいは出側に温度計が設置され、被冷
却材である鋼板の温度計測が行われていた(特公
昭53−25701号公報)。そして、このホツトストリ
ツプミルにて製造されるのは薄板であり、水冷却
後の板厚方向の温度の平均化すなわち復熱が非常
に速いため、表面温度を鋼板代表温度として、こ
の温度より冷却停止温度を求めても問題となるこ
とはなかつた。
ところが、近年冷却技術の進歩に伴い厚板工場
や棒鋼工場に強制水冷却が適用されるに至り、表
面温度と被冷却材代表温度(例えば、板であれば
板厚方法平均温度、棒であれば断面内平均温度
等)をオンライン計測により決定するに際し、
種々の外乱(操業条件の違いも含む。)のため、
十分な空冷時間を経た後でなければならず、冷却
停止温度を求めるのに時間がかかり、生産性の低
下等を引き起こすという問題があつた。
一般に、水冷却された被冷却材の温度回復は、
同一材質の場合、水量密度が低い冷却ほど、また
は薄い寸法のものほど速い。しかし、例えば厚さ
100mmの鋼板を水量密度1m3/min・m2で水冷し、
板厚方向の平均温度を約800℃から550℃にしたと
き、冷却後の板厚方向での復熱に約150秒もかか
る。すなわち、冷却停止温度を推定するために
は、冷却停止後150秒経過後でなければならない
ことになる。
(発明の目的) 本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされた
もので、その目的は強制冷却後の被冷却材が復熱
した後の勿論、冷却後の復熱完了を待たずに被冷
却材の冷却停止温度を求めることを可能として被
冷却材の強制水冷却温度の推定方法を提供するこ
とにある。
(発明の構成) 上記の目的を達成するために、本発明は、高温
の被冷却材を強制水冷却とした後、空冷時間を設
けて、被冷却材の表面温度を測定し、強制水冷却
提供時の被冷却材移送方向に対して直交する断面
の代表温度を求める被冷却材の強制水冷却提供温
度推定方法において、被冷却材の代表点を少なく
とも1つ設定し、その代表点にて、あるサンプリ
ング時間を経て、被冷却材表面温度を少なくとも
2回測定して得たサンプル値から代表表面温度
TAVを求めるとともに、代表点における温度が上
昇中であるか否かを判定し、上昇中の場合には、
復熱完了時の表面温度と上記代表表面温度TAV
の差DTと、復熱完了時の表面温度とその点にお
ける板厚方向平均温度との差ΔTpと、強制冷却停
止復熱完了までの間の空冷による降下温度ΔTfp
とを水量密度、被冷却材の厚さおよび代表温度の
時間経過に対する変化量の関数として表わし、強
制水冷却停止温度TAVを次式 TfA=TAV+DT+ΔTp+ΔTfp により算出する一方、代表点における温度が上昇
中でない場合には、代表表面温度TAVとその温度
の時の板厚方向の平均温度との差ΔTmと、強制
水冷却停止後のサンプリンまでの間の空冷による
降下温度ΔTfnとを被冷却材の厚さおよび空冷時
間の関数として表わし、強制水冷却停止温度TfA
を次式 TfA=TAV+ΔTm+ΔTfn を算出するようにした。
(実施例) 次に、本発明の一実施例を図面にしたがつて説
明する。
第1図は、本発明に係る方法が適用される厚板
仕上げ圧延設備の概略を示し、通板方向に沿つて
仕上圧延機1、冷却設備2、ホツトレベラ3が配
設してあり、鋼板4をパスライン5に沿つて、図
中右から左へと通すようになつている。また、冷
却設備2の前後には厚鋼板4の表面温度を測定す
るために入側温度計6、出側温度計7が設けてあ
る。
なお、図中二点鎖線にて示すように冷却設備
2、出側温度計7はホツトレベラ3の通板方向前
方に配置することもある。
冷却設備2による冷却方法は、鋼板4を搬送し
ながら、その搬送方向前端から後端に向かつて遂
次冷却する一方向通板冷却方法である。ちなみに
冷却方法には、この他鋼板4を往復させながら冷
却するオツシレーシヨン通板により冷却するもの
があるが、下記する本発明に係る方法の適用に関
して、冷却方法は何ら限定するものではない。
そして、上記の設備において、仕上圧延機1を
出た鋼板4を冷却設備2での冷却終了後、ホツト
レベラ3前まで搬送して、一旦静止させ、つづい
て、本発明に係る方法を実施するために出側温度
計7により鋼板4の温度を測定する。すなわち、
同一場所にて温度に関して多時点のサンプリング
を行うようにしてある。測定後、再度鋼板4の搬
送を始めてホツトレベラ3にて鋼板4のレベリン
グを行い、内部応力、歪を除去する。
次に、本発明に係る被冷却材の強制水冷却停止
温度推定方法を上記設備に適用して具体的に説明
する。
はじめに、上記のサンプリングを行つた任意の
点の温度変化の様子は第2図に示すようになるこ
とは分かつている。図中横軸は水冷却開始時点か
らの時間で、t=τ〓およびτ〓+Δτpは各々水冷却
停止時点、水冷却停止後の復熱完了時点を示し、
縦軸は温度で、曲線は上記任意点の鋼板4の表
面温度の変化、曲線はこの任意点の代表温度す
なわち、本例では鋼板4の板厚方向の平均温度の
変化を示している。
図示するように、水冷却停止後の状態は2つの
領域により構成されている。すなわち、第1の状
態は水冷却停止後の復熱過程で、時間t=τ〓〜τ〓
+Δτpまでで、第2の状態では復熱完了後の過程
で、時間t=τ〓+Δτp以降である。
また、上記のように、本発明においては同一場
所にて、複数時点でサンプリングを実施するので
あるが、以下サンプリング回数が2回の場合を例
として(第2図参照、復熱完了前後の各々で2回
ずつ測定した場合を同じ記号で示してある。)第
3図に示すフローチヤートに従つて説明する。
ステツプで水冷却停止後、鋼板4の停止時に
(τi,Ti)サンプリングする。ここで、 τi:水冷却開始からの時間 Ti:時間t=τiでの鋼板4の表面温度 i:1,2 である。
ステツプで次式により代表温度の時間経過に
対する変化量Rtと代表表面温度TAVを算出する。
Rt=(T2−T1)/(τ2−τ1) TAV=(T2+T1)/2 ステツプでRtの正負を判別し、すなわちサ
ンプリング時点で鋼板4の表面温度が上昇中であ
るか否かを判別し、Rt>0のときは復熱中の状
態にあり、ステツプに進み、Rt0のときは
復熱完了後の状態にあり、ステツプに進む。
ステツプ〜で復熱完了時の表面温度Tps
代表表面温度TAVとの差DT(=TPS−TAV)、上記
表面温度Tpsと、板厚方向平均温度TPAとの差
ΔTp(=TPS−TPA)、水冷却停止から復熱完了ま
での時間Δτpおよび空冷による鋼板4の表面温度
降下速度Vcを次のように表わし、各々の値を計
算する。
DT=f1(ω,t,Rt) ……(1) ω:水量密度 t:鋼板の板厚 ΔTp=a1・tn1 ……(2) Δγp=f2(ω,t) ……(3) Vc=a2・tn2 ……(4) a1,a2,n1,n2:定数 具体的には、(1)〜(4)式は実験結果に基づいて決
定され、例えば上記表面温度Ti=550℃,300℃
の場合は次式で表される。なお、対応する表面温
度Tiは添字で示してある。
DT550=5.176×10-3・ω0.02237・t1.845 ・Rt+(0.055t−2.60)・ logω+0.072t−3.90[℃] (ω:[m3/min・m2],t:[mm]) DT300=3.236×10-3・ω0.00942・t1.871 ・Rt+0.012t−0.55 ΔTp550=1.274×10-1・t0.960[℃] ΔTp300=2.044×10-2・t0.980 Δτp550=10m1 m1=(−0.131・logt+0.288)・logω+
1.87・logt−1.55 Δτp300=10m2 m2=(−0.0736・logt+0.152)・logω+
1.83・logt−1.56 Vc550=5.929・t-0.8865[℃/sec] Vc3001.756・t-0.8295 ステツプで水冷却停止後の時間Δτp間におけ
る空冷による降下温度ΔTfp次式 ΔTfp=Vc・Δτp により算出する。
ステツプで次式により水冷却停止時の鋼板4
の代表温度(板厚方向の平均温度)TfAを算出す
る。
TfA=TAV+DT+ΔTp+ΔTfp 一方、Rt0のときはステツプ〜に進み、 上記代表表面温度TAVと板厚方向平均温度TnA
の差ΔTn(=TAV−TnA)および空冷による鋼板
の差ΔTn(=TAV−TnA)および空冷による鋼板
4表面の降下温度ΔTfnを次のように表し各々の
値を計算する。
ΔTn=a3,tn3 ΔTfn=Vc・τAV a3,n3:定数 ただし、τAVは代表空冷時間で、 τAV=(τ1+τ2)/2−τ〓 である。
上記同様、表面温度Ti=550℃,300℃の場合
は具体的には次式になる。
ΔTm550≒ΔTp550=1.274×10-1・t0.960[℃] ΔTm300≒ΔTp300=2.044×10-2・t0.980 ΔTfn550=Vc550・ΔτAV[℃] ΔTfn300=Vc300・ΔτAV ステツプで次式により水冷却停止時の鋼板4
の代表温度TfAを算出する。
TfA=TAV+ΔTn+ΔTfn 以上で水冷却停止時の鋼板4の代表温度TfA
求められる。
なお、上記実施例では水冷却の場合について説
明したが冷却水としてエマルジヨンを用いること
もある。また、冷却方式としてミスト冷却、加圧
水洗による冷却もある。さらに、本発明は鋼板に
限らず、非鉄金属の厚板圧延や鋳造後の冷却の場
合にも適用できる。
(発明の効果) 以上の説明より明らかなように、本発明によれ
ば強制水冷却後の状態を復熱過程と復熱完了以後
の2つの領域に分けて、いずれの領域において被
冷却材の表面温度をサンプリングしても、各々の
領域の特性に合わせて冷却停止温度を算出するよ
うにしてある。このため強制冷却後の被冷却材が
復熱した後は勿論、冷却後の復熱完了を待たずに
被冷却材の停止温度を求めることができるため、
製品の品質管理や、適切な冷却のために強制冷却
手段へのフイードバツクを迅速に行うことがで
き、生産性の向上を図れるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は厚板圧延設備の概略機器構成図、第2
図は鋼板の冷却線模式図、第3図は本発明に係る
フローチヤートである。 2……冷却設備、4……鋼板、7……出側温度
計。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 高温の被冷却材を強制水冷却した後、空冷時
    間を設けて、被冷却材の表面温度を測定し、強制
    水冷却停止時の被冷却材移送方向に対して直交す
    る断面の代表温度を求める被冷却材の強制水冷却
    停止温度推定方法において、被冷却材の代表点を
    少なくとも1つ設定し、その代表点にて、あるサ
    ンプリング時間を経て、被冷却材表面温度を少な
    くとも2回測定して得たサンプル値から代表表面
    温度TAVを求めるとともに、代表点における温度
    が上昇中であるか否かを判定し、上昇中の場合に
    は、復熱完了時の表面温度と時間代表表面温度
    TAVとの差DTと、復熱完了時の表面温度とその
    点における板厚方向平均温度との差ΔTpと、強制
    冷却停止後復熱完了までの間の空冷による降下温
    度ΔTfpとを水量密度、被冷却材の厚さおよび代
    表温度の時間経過に対する変化量の関数として表
    わし、強制水冷却停止温度TfAを次式 TfA=TAV+DT+ΔTp+ΔTfp により算出する一方、代表点における温度が上昇
    中でない場合には、代表表面温度TAVとその温度
    の時の板厚方向の平均温度との差ΔTnと、強制
    水冷却停止後のサンプリングまでの間の空冷によ
    る降下温度ΔTfnとを被冷却材の厚さおよび空冷
    時間の関数として表わし、強制水冷却停止温度
    TfAを次式 TfA=TAV+ΔTn+ΔTfn により算出することを特徴とする被冷却材の強制
    水冷却停止温度の推定方法。
JP60185623A 1985-08-22 1985-08-22 被冷却材の強制水冷却停止温度の推定方法 Granted JPS6244529A (ja)

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