JPH06248B2 - 熱延鋼板の冷却方法 - Google Patents
熱延鋼板の冷却方法Info
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- JPH06248B2 JPH06248B2 JP1586689A JP1586689A JPH06248B2 JP H06248 B2 JPH06248 B2 JP H06248B2 JP 1586689 A JP1586689 A JP 1586689A JP 1586689 A JP1586689 A JP 1586689A JP H06248 B2 JPH06248 B2 JP H06248B2
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- steel sheet
- rolled steel
- hot
- cooling
- boiling
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
- B21B45/02—Devices 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
- B21B45/0203—Cooling
- B21B45/0209—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants
- B21B45/0215—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes
- B21B45/0218—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes for strips, sheets, or plates
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、熱延後の鋼板を温度ムラなく冷却する方法に
関する。
関する。
熱延圧延機の下流側に設けられたランアウトテーブルに
送り込まれた熱延鋼板は、冷却水の吹付けによって冷却
されている。このランアウトテーブル上での熱延鋼板の
冷却は、鋼板の材質を決定する上で重要な因子となる。
送り込まれた熱延鋼板は、冷却水の吹付けによって冷却
されている。このランアウトテーブル上での熱延鋼板の
冷却は、鋼板の材質を決定する上で重要な因子となる。
この冷却を制御条件下で行い所定の材質をもつ製品を得
るため、従来から各種の方法が提案されている。たとえ
ば、特開昭59-229218号公報では、熱延鋼板の冷却ゾー
ンにおける経過時間対鋼板温度曲線を設定しておき、複
数位置での計測と対比させて所定の優先順位に従って冷
却水パターンを順次補正しながら、熱延鋼板を所定の冷
却曲線で冷却することが提案されている。また、特開昭
59-229219号公報では、自然冷却時の鋼板強度、目標強
度との許容度等を取り込んだ函数を使用して好ましい冷
却速度及び冷却停止温度を算出し、熱延鋼板の冷却条件
を制御することが提案されている。
るため、従来から各種の方法が提案されている。たとえ
ば、特開昭59-229218号公報では、熱延鋼板の冷却ゾー
ンにおける経過時間対鋼板温度曲線を設定しておき、複
数位置での計測と対比させて所定の優先順位に従って冷
却水パターンを順次補正しながら、熱延鋼板を所定の冷
却曲線で冷却することが提案されている。また、特開昭
59-229219号公報では、自然冷却時の鋼板強度、目標強
度との許容度等を取り込んだ函数を使用して好ましい冷
却速度及び冷却停止温度を算出し、熱延鋼板の冷却条件
を制御することが提案されている。
ランアウトテーブル上で熱延鋼板を冷却する場合、上下
両側から冷却水を熱延鋼板の表面に吹き付けている。こ
の注水方法によるとき、冷却速度も一定せず、水冷され
た熱延鋼板の温度ムラが大きくなる。その結果、得られ
た鋼板の材質が不安定になる。
両側から冷却水を熱延鋼板の表面に吹き付けている。こ
の注水方法によるとき、冷却速度も一定せず、水冷され
た熱延鋼板の温度ムラが大きくなる。その結果、得られ
た鋼板の材質が不安定になる。
特に、自動車用のホイール、ホイールリム等として使用
される高張力鋼板を製造する場合、目標とする強度を得
るために熱延ラインで550℃以下の低温巻取り及び高精
度の冷却制御が必要とされる。しかし、巻取りを低温化
し、冷却条件の制御精度に対する要求が高くなるほど、
前述した冷却速度の不安定性、温度ムラによる影響が大
きく現れ、一定した材質をもつ製品を得ることができな
い。
される高張力鋼板を製造する場合、目標とする強度を得
るために熱延ラインで550℃以下の低温巻取り及び高精
度の冷却制御が必要とされる。しかし、巻取りを低温化
し、冷却条件の制御精度に対する要求が高くなるほど、
前述した冷却速度の不安定性、温度ムラによる影響が大
きく現れ、一定した材質をもつ製品を得ることができな
い。
そこで、本発明は、冷却水の吹付け方法に改良を加える
ことによって、熱延鋼板の冷却を安定した状態の下で行
い、温度ムラや冷却速度の不均一化を防止し、一定した
材質をもつ熱延鋼板を製造することを目的とする。
ことによって、熱延鋼板の冷却を安定した状態の下で行
い、温度ムラや冷却速度の不均一化を防止し、一定した
材質をもつ熱延鋼板を製造することを目的とする。
本発明の冷却方法は、その目的を達成するために、熱延
鋼板に注水された冷却水が膜沸騰する高温域では、鋼板
搬送路の上下両側に設けた冷却水ヘッダーから前記熱延
鋼板の上下両面に注水し、前記冷却水の沸騰が膜沸騰か
ら核沸騰に移行する遷移沸騰領域では、前記熱延鋼板の
下面に冷却水を注水することを特徴とする。
鋼板に注水された冷却水が膜沸騰する高温域では、鋼板
搬送路の上下両側に設けた冷却水ヘッダーから前記熱延
鋼板の上下両面に注水し、前記冷却水の沸騰が膜沸騰か
ら核沸騰に移行する遷移沸騰領域では、前記熱延鋼板の
下面に冷却水を注水することを特徴とする。
熱延圧延機から送り出された熱延鋼板は、通常800℃以
上の高温状態にある。この熱延鋼板に対して冷却水を吹
き付けるとき、冷却水は、熱延鋼板の熱を奪って鋼板表
面で気化し、水蒸気となって雰囲気に放出される。熱延
鋼板の保有熱は冷却水の気化潜熱として系外に持ち去ら
れ、熱延鋼板が降温する。このとき、熱延鋼板の温度が
非常に高いため、冷却水の気化は、鋼板の表面全体にわ
たって行われる。そのため、第２図(a)に示すように、
熱延鋼板１の表面に吹き付けられた冷却水でできた水膜
２との間に水蒸気膜３が形成され、いわゆる膜沸騰現象
が生じる。この膜沸騰は、注水される冷却水の水量にも
よるが、冷却される熱延鋼板１の温度が600℃以上のと
きに生じ易い。
上の高温状態にある。この熱延鋼板に対して冷却水を吹
き付けるとき、冷却水は、熱延鋼板の熱を奪って鋼板表
面で気化し、水蒸気となって雰囲気に放出される。熱延
鋼板の保有熱は冷却水の気化潜熱として系外に持ち去ら
れ、熱延鋼板が降温する。このとき、熱延鋼板の温度が
非常に高いため、冷却水の気化は、鋼板の表面全体にわ
たって行われる。そのため、第２図(a)に示すように、
熱延鋼板１の表面に吹き付けられた冷却水でできた水膜
２との間に水蒸気膜３が形成され、いわゆる膜沸騰現象
が生じる。この膜沸騰は、注水される冷却水の水量にも
よるが、冷却される熱延鋼板１の温度が600℃以上のと
きに生じ易い。
形成された水蒸気膜３は、水膜２と熱延鋼板１との直接
的な接触を妨げ、一種の断熱層として作用する。そのた
め、膜沸騰が生じた場合、注水された冷却水の水量の割
りには、熱延鋼板１の温度低下が小さいものとなる。
的な接触を妨げ、一種の断熱層として作用する。そのた
め、膜沸騰が生じた場合、注水された冷却水の水量の割
りには、熱延鋼板１の温度低下が小さいものとなる。
他方、比較的低温の熱延鋼板１に対して吹き付けられた
冷却水は、同図(b)に示すように水膜２を形成する。そ
して、水膜２の一部が熱延鋼板１の熱を奪って気化し、
気泡４となって水膜２を上昇する、いわゆる核沸騰現象
が生じる。この核沸騰では、水膜２が熱延鋼板１の表面
に直接接触しているため、冷却水による熱延鋼板１の抜
熱が大きく、熱延鋼板１の温度が急速に低下する。
冷却水は、同図(b)に示すように水膜２を形成する。そ
して、水膜２の一部が熱延鋼板１の熱を奪って気化し、
気泡４となって水膜２を上昇する、いわゆる核沸騰現象
が生じる。この核沸騰では、水膜２が熱延鋼板１の表面
に直接接触しているため、冷却水による熱延鋼板１の抜
熱が大きく、熱延鋼板１の温度が急速に低下する。
第３図は、この膜沸騰と核沸騰による冷却条件の相違
を、抜熱速度ｑ及び熱伝達係数αで表したものである。
この図から明らかなように、膜沸騰領域では、抜熱速度
ｑ及び熱伝達係数αの何れも小さな値を示す。そして、
熱延鋼板１の温度が低下し、冷却水との温度差が小さく
なるに従って、冷却水の気化が膜沸騰から核沸騰に移行
し、抜熱速度ｑ及び熱伝達係数αが急激に上昇する。
を、抜熱速度ｑ及び熱伝達係数αで表したものである。
この図から明らかなように、膜沸騰領域では、抜熱速度
ｑ及び熱伝達係数αの何れも小さな値を示す。そして、
熱延鋼板１の温度が低下し、冷却水との温度差が小さく
なるに従って、冷却水の気化が膜沸騰から核沸騰に移行
し、抜熱速度ｑ及び熱伝達係数αが急激に上昇する。
ところが、実際に冷却水を吹き付けて熱延鋼板１を冷却
する場合、ある温度を境とし膜沸騰が核沸騰に明確に移
行するものではない。また、一旦冷却された熱延鋼板１
の表面が、内部からの放熱で復熱し、温度上昇すること
もある。そのため、冷却の過程で、逆に核沸騰から膜沸
騰に移行する現象も生じる。このように膜沸騰から核沸
騰に移行する遷移沸騰領域では、沸騰現象が複雑に変化
し、しかも沸騰形態の如何によって熱延鋼板１の冷却条
件が大幅に変動する。
する場合、ある温度を境とし膜沸騰が核沸騰に明確に移
行するものではない。また、一旦冷却された熱延鋼板１
の表面が、内部からの放熱で復熱し、温度上昇すること
もある。そのため、冷却の過程で、逆に核沸騰から膜沸
騰に移行する現象も生じる。このように膜沸騰から核沸
騰に移行する遷移沸騰領域では、沸騰現象が複雑に変化
し、しかも沸騰形態の如何によって熱延鋼板１の冷却条
件が大幅に変動する。
そこで、本発明においては、この遷移沸騰領域にある熱
延鋼板に対しては、上側注水ヘッダーからの冷却水の注
水を停止し、下側注水ヘッダーのみから冷却水を熱延鋼
板表面に吹き付けて、熱延鋼板を冷却する。熱延鋼板１
の上面に吹き付けられた冷却水は、第２図(a)で説明し
たように熱延鋼板１の表面に水膜２を形成する。他方、
熱延鋼板１の下面に吹き付けられた冷却水は、熱延鋼板
１の表面に到達した後、重力によって流下し、鋼板表面
に滞留することがない。したがって、下側注水ノズルか
ら吹き付けられた冷却水は、熱延鋼板１との界面に水蒸
気膜３を形成することなく、ほぼ水量に対応した速度で
熱延鋼板１を冷却する。この上下側注水ヘッダーから供
給される冷却水の挙動が異なることを利用して、遷移沸
騰領域にある熱延鋼板１を安定条件下で抜熱することに
よって、温度ムラを生じることなく熱延鋼板１を所定の
降温曲線に従って冷却することができる。
延鋼板に対しては、上側注水ヘッダーからの冷却水の注
水を停止し、下側注水ヘッダーのみから冷却水を熱延鋼
板表面に吹き付けて、熱延鋼板を冷却する。熱延鋼板１
の上面に吹き付けられた冷却水は、第２図(a)で説明し
たように熱延鋼板１の表面に水膜２を形成する。他方、
熱延鋼板１の下面に吹き付けられた冷却水は、熱延鋼板
１の表面に到達した後、重力によって流下し、鋼板表面
に滞留することがない。したがって、下側注水ノズルか
ら吹き付けられた冷却水は、熱延鋼板１との界面に水蒸
気膜３を形成することなく、ほぼ水量に対応した速度で
熱延鋼板１を冷却する。この上下側注水ヘッダーから供
給される冷却水の挙動が異なることを利用して、遷移沸
騰領域にある熱延鋼板１を安定条件下で抜熱することに
よって、温度ムラを生じることなく熱延鋼板１を所定の
降温曲線に従って冷却することができる。
また、熱延鋼板１を冷却する初期段階では、膜沸騰に起
因した小さな冷却能を補うため、熱延鋼板１の上下両面
から冷却水を吹き付け、高冷却能を維持しつつ粗温度制
御を行う。そして、注水された冷却水の沸騰が膜沸騰か
ら核沸騰に移行する遷移沸騰領域で、上側注水ヘッダー
からの注水を停止する。
因した小さな冷却能を補うため、熱延鋼板１の上下両面
から冷却水を吹き付け、高冷却能を維持しつつ粗温度制
御を行う。そして、注水された冷却水の沸騰が膜沸騰か
ら核沸騰に移行する遷移沸騰領域で、上側注水ヘッダー
からの注水を停止する。
冷却水が膜沸騰状態或いは核沸騰状態の何れにあるか
は、冷却されている熱延鋼板１の温度を検出し、熱伝達
係数を算出することによって判定される。すなわち、第
４図に示すように、同じ水流密度で熱延鋼板１の表面に
冷却水を注水した場合にあっても、熱伝達係数αは、熱
延鋼板１の表面温度θｓが高いときには小さく、低いと
きには大きな値を示す。そこで、熱伝達係数αが大きく
変化する傾向を示した時点を遷移沸騰領域として判定
し、以後の注水を下側注水ヘッダーのみから行う。
は、冷却されている熱延鋼板１の温度を検出し、熱伝達
係数を算出することによって判定される。すなわち、第
４図に示すように、同じ水流密度で熱延鋼板１の表面に
冷却水を注水した場合にあっても、熱伝達係数αは、熱
延鋼板１の表面温度θｓが高いときには小さく、低いと
きには大きな値を示す。そこで、熱伝達係数αが大きく
変化する傾向を示した時点を遷移沸騰領域として判定
し、以後の注水を下側注水ヘッダーのみから行う。
このようにして、本発明によるとき、冷却能が大きく変
動する遷移沸騰領域による影響を受けることなく、安定
した条件下で熱延鋼板が冷却される。その結果、冷却終
了時点での熱延鋼板の温度を精度良く制御することが可
能となり、特に低温巻取り時に生じ易い温度ムラがなく
なる。
動する遷移沸騰領域による影響を受けることなく、安定
した条件下で熱延鋼板が冷却される。その結果、冷却終
了時点での熱延鋼板の温度を精度良く制御することが可
能となり、特に低温巻取り時に生じ易い温度ムラがなく
なる。
第１図に示すようなラインで、炭素鋼を熱間圧延機５に
より圧延して、板厚3.8mmの熱延鋼板１を製造した。こ
の熱延鋼板１の熱間圧延機５出側温度FTは、約850℃で
あつた。熱間圧延機５から送り出された熱延鋼板１は、
ランアウトテーブル上で上下注水ヘッダーから注水され
た冷却水によって表面温度がｔ１＝600℃に降下するま
で、冷却された。表面温度がｔ１＝600℃に達したと
き、上側注水ヘッダーからの注水を停止し、下側注水ヘ
ッダーからの注水のみにより、表面温度がｔ２＝460℃
に降下するまで、熱延鋼板１を冷却した。次いで、熱延
鋼板１を空冷し、巻取り温度CT＝450℃で熱延鋼板１を
コイラー６に巻き取った。
より圧延して、板厚3.8mmの熱延鋼板１を製造した。こ
の熱延鋼板１の熱間圧延機５出側温度FTは、約850℃で
あつた。熱間圧延機５から送り出された熱延鋼板１は、
ランアウトテーブル上で上下注水ヘッダーから注水され
た冷却水によって表面温度がｔ１＝600℃に降下するま
で、冷却された。表面温度がｔ１＝600℃に達したと
き、上側注水ヘッダーからの注水を停止し、下側注水ヘ
ッダーからの注水のみにより、表面温度がｔ２＝460℃
に降下するまで、熱延鋼板１を冷却した。次いで、熱延
鋼板１を空冷し、巻取り温度CT＝450℃で熱延鋼板１を
コイラー６に巻き取った。
このようにした注水ヘッダーからの注水を切り換えなが
ら冷却を行ったとき、熱延鋼板１の長手方向に沿った巻
取り温度CTのバラツキは、目標温度450℃に対して±20
℃の範囲に留まり、また温度変化の周期も大きなもので
あった。そのため、低温巻取りの作用が効果的に発揮さ
れ、高靭性で品質の一定した製品が得られた。
ら冷却を行ったとき、熱延鋼板１の長手方向に沿った巻
取り温度CTのバラツキは、目標温度450℃に対して±20
℃の範囲に留まり、また温度変化の周期も大きなもので
あった。そのため、低温巻取りの作用が効果的に発揮さ
れ、高靭性で品質の一定した製品が得られた。
これに対し、表面温度がｔ２＝460℃に降下するまで上
下注水ヘッダーによって熱延鋼板１を両面から冷却した
ものにあっては、長手方向に沿った巻取り温度CTのバラ
ツキは目標温度450℃に対して±50℃と大きく、短い周
期で巻取り温度が上下動していた。そのため、巻き取ら
れた製品の随所に、巻取り温度不良に起因する材質劣化
部分が発生した。
下注水ヘッダーによって熱延鋼板１を両面から冷却した
ものにあっては、長手方向に沿った巻取り温度CTのバラ
ツキは目標温度450℃に対して±50℃と大きく、短い周
期で巻取り温度が上下動していた。そのため、巻き取ら
れた製品の随所に、巻取り温度不良に起因する材質劣化
部分が発生した。
以上に説明したように、本発明においては、熱間圧延機
からランアウトテーブル上に送り出された熱延鋼板を水
冷する際、膜沸騰領域では熱延鋼板の両面に冷却水を吹
き付け、膜沸騰から核沸騰に移行する遷移沸騰領域では
熱延鋼板の下面のみに冷却水を吹き付けている。これに
よって、膜沸騰状態での冷却能を高く保持し、遷移沸騰
領域における不安定な冷却能による影響を排除し、安定
した条件下で熱延鋼板を精度良く巻取り温度まで冷却す
ることが可能となる。その結果、特に高張力鋼等の製造
ラインで採用されている低温巻取りが精度良く行われ、
良質で品質が一定した製品が得られる。
からランアウトテーブル上に送り出された熱延鋼板を水
冷する際、膜沸騰領域では熱延鋼板の両面に冷却水を吹
き付け、膜沸騰から核沸騰に移行する遷移沸騰領域では
熱延鋼板の下面のみに冷却水を吹き付けている。これに
よって、膜沸騰状態での冷却能を高く保持し、遷移沸騰
領域における不安定な冷却能による影響を排除し、安定
した条件下で熱延鋼板を精度良く巻取り温度まで冷却す
ることが可能となる。その結果、特に高張力鋼等の製造
ラインで採用されている低温巻取りが精度良く行われ、
良質で品質が一定した製品が得られる。
第１図は本発明の概要を説明するための図、第２図は膜
沸騰及び核沸騰をそれぞれ説明するための図、第３図は
膜沸騰と核沸騰との冷却能の差を示したグラフ、第４図
は鋼板の表面温度に応じ熱伝達係数αが変わることを表
したグラフである。 １：熱延鋼板 ２：水膜 ３：水蒸気膜 ４：気泡 ５：熱間圧延機 ６：コイラー。
沸騰及び核沸騰をそれぞれ説明するための図、第３図は
膜沸騰と核沸騰との冷却能の差を示したグラフ、第４図
は鋼板の表面温度に応じ熱伝達係数αが変わることを表
したグラフである。 １：熱延鋼板 ２：水膜 ３：水蒸気膜 ４：気泡 ５：熱間圧延機 ６：コイラー。
Claims (1)
- 【請求項１】熱延鋼板に注水された冷却水が膜沸騰する
高温域では、鋼板搬送路の上下両側に設けた冷却水ヘッ
ダーから前記熱延鋼板の上下両面に注水し、前記冷却水
の沸騰が膜沸騰から核沸騰に移行する遷移沸騰領域で
は、前記熱延鋼板の下面に冷却水を注水することを特徴
とする熱延鋼板の冷却方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1586689A JPH06248B2 (ja) | 1989-01-24 | 1989-01-24 | 熱延鋼板の冷却方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1586689A JPH06248B2 (ja) | 1989-01-24 | 1989-01-24 | 熱延鋼板の冷却方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02197312A JPH02197312A (ja) | 1990-08-03 |
| JPH06248B2 true JPH06248B2 (ja) | 1994-01-05 |
Family
ID=11900724
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1586689A Expired - Lifetime JPH06248B2 (ja) | 1989-01-24 | 1989-01-24 | 熱延鋼板の冷却方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06248B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008053947A1 (fr) | 2006-10-30 | 2008-05-08 | Jfe Steel Corporation | Procédé de refroidissement de bande d'acier laminée à chaud |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5696456B2 (ja) * | 2010-12-03 | 2015-04-08 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 縞鋼板の圧延後冷却方法 |
-
1989
- 1989-01-24 JP JP1586689A patent/JPH06248B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008053947A1 (fr) | 2006-10-30 | 2008-05-08 | Jfe Steel Corporation | Procédé de refroidissement de bande d'acier laminée à chaud |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02197312A (ja) | 1990-08-03 |
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