JPH06328117A - 連続熱間圧延のｒｏｔ冷却における注水方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は熱延のＲＯＴ冷却において、圧延ト
ップあるいはボトムのテンションが掛からない部分にお
いて、ストリップ長手方向に均一に冷却する技術を提供
するものである。 【構成】 ＲＯＴ冷却において、圧延トップ及びボトム
の上下注水比（上注水量／下注水量）を、ミドル部より
も小さくする。 【効果】 鋼板長手方向温度むらが小さくなり、長手方
向の材質ばらつきが僅少となった。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、連続熱間圧延の搬送テ
ーブル、所謂ＲＯＴ冷却における注水方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】近年、鉄鋼用材料に対する品質要求は、
板厚精度、材質、表面品位等益々厳格化している。特に
材質面では、構造用部材で良好なプレス加工性と強度を
両立させる材質が要求され、薄板関係においても連続熱
延のＲＯＴ冷却制御で材質を造り込む技術が開発されて
きている。しかしながら、こういった鋼板はＲＯＴ冷却
途中において遷移沸騰域で温度を保定する必要があり、
極めて不安定な冷却になりやすい。また上記のような特
殊な冷却を行わない鋼板でも、巻き取り温度が５００〜
６００℃と低温のものでは、ＲＯＴ冷却途中に表面近傍
の温度が局所的に遷移沸騰域に入って不安定な冷却とな
りやすい。このように遷移沸騰域において冷却される鋼
板は形状や表面状態によって局所的な冷却能の変動を起
こしやすく、材質ばらつきの原因となることが多い。

【０００３】特にバッチ的に巻き取りが行われる熱延で
は、鋼板のトップ部及びボトム部に鋼板の形状を確保す
るに必要なテンションが掛からないために、長手方向に
波うった形状でＲＯＴ冷却を通過することが多く、この
ような形状で上述した遷移沸騰域において冷却される鋼
板は、冷却ノズルと鋼板の距離が変動するために長手方
向に大きな冷却むらを生じて、結果として材質のばらつ
きとなることが多かった。

【０００４】ストリップ部及びボトム部のＲＯＴ通板形
状不良に伴う冷却むらの対策としては、特開昭６１−１
２６９０６や特開昭６１−１２６９０７、特開昭６１−
１４４２０２号公報等に記載されている、先行鋼片の後
端と後行鋼片の先端を接合して仕上げ圧延を連続圧延す
る方法によってトップ部及びボトム部のテンションが掛
からない部分がなくなり解消できると考えられる。しか
しながら、この従来技術は以下の問題点がある。

【０００５】まず、上記に引用した従来技術は、同一圧
延速度の場合にしか適用できない技術であるという点で
ある。近年、ユーザーニーズの多様化に伴って熱延にお
いても各種の品種が混在して圧延されるようになってき
たが、材質上の様々な制約から仕上げ圧延速度が規制さ
れている品種が多い。よってこれらの品種が混在して圧
延された場合、鋼片同士を溶接して圧延することは困難
である。よって多くの品種が混在して生産される圧延機
では当該技術は適用しても得られる効果が少ない。

【０００６】次に特開昭６１−１５９２６号公報等に、
冷却装置の熱鋼板位置をトラッキング管理し、その情報
で熱鋼板の先端又は後端到達位置の冷却噴射液を遮断弁
によって制御することによって鋼板長手方向の温度を均
一化する冷却方法が記載されているが、この従来技術は
冷却のトラッキング制御で追従可能な低周波の鋼板長手
方向の温度変動に対しては追従が可能であるが、最初に
述べたトップ部及びボトム部の波うった形状に起因し
た、１〜２ｍピッチの温度変動に対しては追従して制御
することはできない。

【０００７】また、特開昭６２−１１２７３２号公報等
に記載された、水冷終了時の鋼板上下面温度差実績に基
づき次回の被冷却の上下注水量を修正する方法におい
て、水冷途中段階での前記温度差を制御することによ
り、鋼板の形状不良発生抑制効果をさらに高める方法
は、上下面の温度差に起因した形状不良に対しては有効
であるが、鋼板長手方向の温度差に対しては効果を得る
ことはできない。

【０００８】以上述べてきたように、従来技術では熱延
におけるＲＯＴ冷却時のトップ部及びボトム部の波うっ
た形状に起因した鋼板長手方向の不均一冷却に対して
は、効果的な対策が確立されていなかった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記課題に鑑
み、連続熱間圧延のＲＯＴ冷却において、圧延トップ部
あるいはボトム部のテンションが掛からない部分におい
て、ストリップ長手方向に均一に冷却する技術を提供す
るものである。具体的には、本発明は上記課題に鑑み、
連続熱間圧延のＲＯＴ冷却において、圧延トップあるい
はボトムの仕上げ圧延機と巻き取り機の間でテンション
が作用しない所謂フリーテンション部と、当該テンショ
ンが作用するミドル部とで上下の注水比を変更すること
によって長手方向の冷却を均一化することを特徴として
いる。

【００１０】図１に鋼板の沸騰曲線の模式図を示す。図
１中に記述しているように、水量密度１によっても変化
するが、おおよそ鋼板温度が約５００〜６００℃以上で
は膜沸騰冷却域４であり、それ以下の温度では約１５０
℃まで遷移沸騰域３、１５０℃以下では核沸騰域２とな
る。遷移沸騰域３では、鋼板の温度が低下すると冷却能
が大きくなるために、一度遷移沸騰域３に入ると冷却は
加速度的に進む。

【００１１】本発明者らは図２あるいは図４に示すよう
に、ＲＯＴ冷却設備における鋼板１０のトップ部１０ａ
及びボトム部１０ｃのフリーテンション部で長手方向に
鋼板が波うち、しかも、巻き取り温度が５００〜６００
℃と低く、上下面の冷却能比率が１．０よりも大きく異
なる場合に、鋼板１０の長手方向に数ｍピッチの大きな
温度むらが発生することを知見した。図３に示すミドル
部のように仕上げ圧延機５とピンチロール１７の間で鋼
板にテンションが働き、鋼板１０ｂのように張っている
場合には上述した鋼板長手方向温度むらは生じない。

【００１２】この温度むらの発生原因について説明しな
がら本発明の構成と作用について述べる。まず、巻き取
り温度計９で検知される温度が５００〜６００℃の条件
下では、鋼板１０の表面温度は冷却状態によっては局所
的に遷移沸騰域３となりやすく、遷移沸騰域３に入って
大きく冷却される部位と遷移沸騰域３に入らない部位
で、大きな温度差が生じやすいことが挙げられる。

【００１３】次に、図５にＲＯＴ冷却の上部注水のみを
行った場合の例を示すが、上部注水ヘッダー管１２から
上部注水ノズル１３を通じて鋼板に落下する冷却水１６
は、上部注水量が多い場合、言い換えれば上部冷却能が
大きい場合には鋼板１０の上の乗り水２２が増加し、こ
れが波うった形状部分の谷間部２１に滞留することによ
って局部的に強冷却され、これが鋼板長手方向の温度む
らの原因となる。

【００１４】また、図６には下部注水のみ行った場合を
示すが、下部注水ヘッダー１４から下部注水ノズル１５
を通じて鋼板１０に供給される冷却水１６による下部冷
却能は、鋼板１０と下部冷却ノズル１５との距離２３へ
の依存性が大きく、鋼板と下部冷却ノズルとの距離２３
が開くに従い冷却能は減衰する。よって図６に示すよう
に波うった鋼板１０の谷間部２１と山部２０とで冷却ノ
ズル１５との距離が異なると谷部２１ほど強冷却され
る。よって下部冷却能が強すぎる、即ち、下部注水量が
増えるほど、谷部２１は遷移沸騰域に入りやすくなり、
上述した鋼板長手方向の温度むらの原因となる。以上説
明したようにＲＯＴ冷却の上下冷却能のどちらかが極端
に大きいと、波うった形状部分の谷間２１が強冷却さ
れ、長手方向に温度分布を生じやすくなる。

【００１５】上述した冷却状態はいずれも上部冷却ある
いは下部冷却のみを行った場合であるが、通常の上下か
らの注水を行った場合にも、長手方向の温度むら生成を
引き起こす。以下にその説明を行う。

【００１６】一般にＲＯＴ冷却においては、図２に示し
たように冷却装置を鋼板の通板方向に数個の制御帯２４
に分割し、その制御帯の前後に仕上げ圧延温度計６やＲ
ＯＴ中間温度計７あるいは８、巻き取り温度計９を設け
て注水量を制御することが行われる。こういった制御を
行う場合、各制御帯毎に目標冷却代に沿った目標鋼板温
度が設定され、その冷却帯内の前段側注水ヘッダーから
順次注水され、当該目標温度に到達するところまで注水
するヘッダーが増やされる。この時、通常は上下の注水
ヘッダーをセットにして注水が行われる。この上下をセ
ットにして注水する理由は、でき得る限り少ない注水ヘ
ッダーで目標温度に到達して制御帯後半に非注水部分２
５を確保し、鋼板温度変動が生じた場合にでき得る限り
温度計に近い部分の注水ヘッダーによって対応するこ
と、及び後述するように下部冷却に比較して冷却能が大
きい上部冷却をでき得る限り使用することで冷却水の節
減を図ることも目的としている。しかしながらＲＯＴの
ラミナー冷却では一般に上下の冷却能は、同じ水量なら
ば上部が下部に比較して約２倍の冷却能を持っているた
め、巻き取り温度計９の温度が５００〜６００℃の鋼板
の通板時に、上下の冷却セクションをセットにした注水
が行われ、かつ上述したトップ及びボトムの波うち現象
が起こると、乗り水２２による谷部２１の局部的な冷却
が起こって鋼板長手方向温度むらが生じる。

【００１７】本発明者らは、この巻き取り温度が５００
〜６００℃以下でかつ、トップ及びボトム部の波うち形
状部に対して、ＲＯＴ冷却の上部冷却と下部冷却の冷却
能比率をほぼ均等にすることで鋼板長手方向温度むらを
僅少にすることができることを種々の研究の結果見出し
た。詳述すると、従来は、上部冷却と下部冷却の冷却能
力や鋼板のトップ部、ミドル部、ボトム部といった位置
や巻き取り温度レベルに関係なく、上下に注水をセット
にした冷却が一般に行われてきた。しかし、本発明で
は、波うった形状にならない鋼板長手方向ミドル部に対
しては、上述した考え方に基づいて上下の注水ヘッダー
をセットにして注水を行い、波うった形状部になりやす
いトップ部及びボトム部は上下の冷却能が同一になるよ
うに注水するものである。このような注水を行うこと
で、上部の乗り水の影響と下部注水の距離依存性の影響
を共にミニマム化できる。

【００１８】図７及び図８に上述した考え方に基づいた
本発明の一実施例を示す。本発明ではトップ部及びボト
ム部は図７に示すような上部の注水ヘッダーを１本おき
に間引いて注水し、一方下部は従来通り注水すること
で、上下の冷却能がほぼ同一となり、長手方向に均一な
温度制御が実現できる。従来は、トップ部、ミドル部、
ボトム部共に図７のように上下の注水を制御帯前段から
順次行うことが行われてきたが、ミドル部は従来通りの
注水によって短い注水長で冷却水を節減した操業を行う
ことができる。

【００１９】なお、本発明による注水の上下の比率は、
トップ部及びボトム部における冷却能を上下で同一レベ
ルにすることが重要であって、水量比率を一定に保つこ
とではない。なぜならば冷却能は、同一水量であっても
冷却方式や鋼板と冷却ノズルの距離によって異なるため
である。本発明をより精度よく行うには、鋼板１０の波
うち状態を検知するセンサーを仕上げ圧延機の後あるい
は巻き取り温度計の近傍に設置して、鋼板がフリーテン
ション状態か否かを検出してプロセスコンピューターに
よって注水状態を制御するとよい。本発明の適用による
効果を表１に示す。

【００２０】

【表１】

【００２１】

【発明の効果】以上説明した本発明の適用によって鋼帯
のトップ部及びボトム部の長手方向温度変動が抑えら
れ、これによる長手方向の材質ばらつきも大きく改善さ
れた。

【図面の簡単な説明】

【図１】鋼板の沸騰曲線の模式図。

【図２】ＲＯＴ冷却における鋼板のトップ部の搬送状態
を示した図。

【図３】鋼板のミドル部の搬送状態を示した図。

【図４】鋼板のボトム部の搬送状態を示す図。

【図５】ＲＯＴ冷却の上部注水量が多い場合の鋼板の冷
却状態を示した図。

【図６】ＲＯＴ冷却の下部注水量が多い場合の鋼板の冷
却状態を示した図。

【図７】本発明の一実施例を示したものであり、トップ
部及びボトム部の注水状況を示した図。

【図８】ミドル部の注水状態を示した図。

【符号の説明】

１ 水量密度のレベル ２ 核沸騰域 ３ 遷移沸騰域 ４ 膜沸騰域 ５ 仕上げ圧延機 ６ 仕上げ圧延出側温度計 ７ ＲＯＴ中間温度計１ ８ ＲＯＴ中間温度計２ ９ 巻き取り温度計 １０ 鋼板 １０ａ トップ部のフリーテンション部鋼板 １０ｂ ミドル部の鋼板 １０ｃ ボトム部のフリーテンション部鋼板 １１ 搬送ロール １２ 上部注水ヘッダー管 １３ 上部注水ノズル １４ 下部注水ヘッダー管 １５ 下部注水ノズル １６ 冷却水 １７ ピンチロール １８ ラッパーロール １９ マンドレル ２０ 波うった鋼板の山部 ２１ 波うった鋼板の谷部 ２２ 乗り水 ２３ 鋼板と下部冷却ノズルとの距離 ２４ 冷却制御帯 ２５ 非注水部分

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続熱間圧延の搬送テーブル（ＲＯＴ）
   冷却において、鋼帯の圧延トップあるいはボトムの仕上
   げ圧延機と巻き取り機の間でテンションが作用しない部
   分における上下注水比（上注水量／下注水量）を、当該
   テンションが作用するミドル部の上下注水比に対して、
   上下の冷却能比率が小さくなる方向に変更することを特
   徴とする連続熱間圧延のＲＯＴ冷却における注水方法。