JPH09271821A - スキッドマーク成分の冷却による除去方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱間仕上圧延機の前段スタンド間での冷却に
よって圧延材のスキッドマーク成分を除去する。 【解決手段】 前段スタンド間に、水噴射ノズルを幅方
向に所定間隔で複数個配置すると共に、各ノズル毎に、
その水入口を電磁弁による流体圧操作によって作動する
開閉弁で開閉してノズルへの冷却水の供給／停止を行う
ようにしてなるヘッダーを、圧延材長手方向に所定間隔
で複数本配置しておき、圧延機入側で圧延材の長手方向
各位置の温度を測定して、これに基づき各位置のスキッ
ドマーク成分を求め、各位置が、スキッドマーク成分を
除去するための水噴射回数だけ水噴射を受けるように、
水噴射ノズルの噴射の開始／停止時期を圧延材上の長手
方向位置に変換して求めておいて、各ノズル位置に圧延
材の各位置が到達した際に、水噴射ノズルの噴射の開始
／停止をする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱間仕上圧延にお
いて、圧延材のスキッドマークを、スタンド間で圧延材
を部分的に冷却することにより除去する方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】熱間で鋼帯を連続圧延する連続式熱間仕
上圧延機では、従来より、圧延材の加熱過程で加熱炉の
スキッドとの接触によって圧延材に生ずるスキッドマー
ク（低温部）、ならびに、圧延過程で発生する鋼帯長手
方向の温度むら等の鋼帯長手方向の温度変動（温度外
乱）による板厚変動を防止するために、自動板厚制御
（ＡＧＣ）が行われてきた。

【０００３】上記ＡＧＣの応答性を高めて板厚制御精度
を向上させるために、油圧による圧下制御機構が圧延機
に採用するなど、対策がとられてきたが、大きな温度外
乱に対して板厚制御性が充分でないのでこの点の改善が
望まれ、また、板厚制御はできても温度変動がそのまま
残って材質，形状等の変動があるのでこの点の改善も望
まれている。

【０００４】このような要望を満たすために、連続式熱
間仕上圧延機の圧延スタンド間に冷却装置を配置し、連
続式熱間仕上圧延機に進入する圧延材の長手方向温度分
布を直接あるいは間接的に検出し、この検出値から圧延
材長手方向各位置の所要冷却量を算出し、この算出値に
基づいて上記冷却水の流量を制御しながら仕上圧延機を
進行中の圧延材に対し上、記冷却水によって冷却を施し
て圧延材の長手方向の温度変動を減少させる方法が提案
され（例えば特開平４−２００９１１号公報）、上記冷
却装置としては、図１７に示すような、圧延スタンド間
に、ノズル２を設けた冷却水ヘッダー３を配置し、この
ヘッダー３の冷却水供給管４に流量調整弁５を配置して
なる冷却装置６が提示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】圧延材長手方向の温度
変動の内、特にスキッドによる温度変動分を仕上圧延機
の前段圧延スタンド間冷却によって除去することが板厚
制御精度上、望ましいが、上記構成の冷却装置を用いる
冷却水量制御では、下記の理由からスキッドによる温度
変動を除去するための目標流量を与えても、実流量がそ
の目標流量に制御できず、圧延材長手方向の温度変動の
内のスキッドによる温度変動を除去することができない
ものである。

【０００６】即ち、スラブ加熱工程の加熱炉内で500〜2
000mmピッチのスキッドで発生する低温部は、熱間仕上
圧延工程では高温部との温度差が20〜30°Ｃの5〜15sec
ピッチの正弦波状の温度変動（スキッドによる温度変
動）となり、このスキッドによる温度変動分を除去する
には、冷却水流量は０〜最大流量（５ｍ³／min以上）間
の流量切換えを２．５secで完了する必要があるが、(1)
一般的に用いられる大容量の流量調整弁５は、その機
械的強度および設計限界を考慮して、流量パラメータＣ
ｖ値によって決まる開閉時間の最小値が存在するが、熱
間圧延プロセスに用いられる大容量流量調節弁では、図
２に見られるように、上記Ｃｖ値は２０以上となり、開
閉時間は４．５sec以上となり、上記要件に適合しな
い，(2) 一般に圧延スタンド間の冷却装置は、機械的ス
ペース上の問題から流量調整弁５は、冷却ヘッダー３か
ら１０ｍ以上離れて冷却水供給管４に配置されるため、
流量調整弁全閉後も５sec以上にわたって供給管内の冷
却水が冷却ヘッダー３から垂れ流れる，(3) 流量調整弁
５を全閉にすると、次の開のタイミングで配管内に冷却
水が充満した時に流速変化が大きすぎウオーターハンマ
ー現象が起き、冷却装置が損傷するので、全閉を避けて
最小開度を１／１０程度にとどめる必要があり、冷却を
意図しない部位に対しても小量の冷却水が流れる，等か
ら、冷却水量制御装置に圧延材長手方向各位置のスキッ
ドによる温度変動分を除去する冷却水量を目標値として
与えても、流量値調整弁の応答遅れと弁閉時の配管内残
水の流出で目標流量から大きくかけ離れていることとな
り、圧延材長手方向のスキッドによる温度変動分（以
下、スキッドマーク成分という）を十分に除去すること
ができない。

【０００７】本発明は、仕上圧延機の前段圧延スタンド
間に配置する冷却装置の構成並びに冷却装置による前段
圧延スタンド間の圧延材への目標冷却水流量の与え方に
改良を加えて、圧延材長手方向のスキッドによる温度変
動分（スキッドマーク成分）を除去する方法、更に加え
て圧延材幅方向の温度差を低減する方法を提供すること
を目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】 （１） 連続式熱間仕上圧延機のスタンド間に、 Ａ．冷却水噴射ノズルを圧延材幅方向に所定間隔で複数
個配置すると共に、各冷却水噴射ノズルをノズルの冷却
水入口を電磁弁による流体圧操作によって作動する開閉
弁で開閉してノズルへの冷却水の供給／停止を行う単ノ
ズル列配置型冷却水ヘッダーを、圧延材の長手方向に所
定間隔で複数本配置するか、あるいは、 Ｂ．冷却水噴射ノズルを圧延材幅方向に所定間隔で複数
個配置してなるノズル列を圧延材の長手方向に所定間隔
で複数列配置する共に、各冷却水噴射ノズル毎にノズル
の冷却水入口を電磁弁による流体圧操作によって作動す
る開閉弁で開閉してノズルへの冷却水の供給／停止を行
う複数ノズル列配置型冷却水ヘッダーを配置するか、あ
るいは、 Ｃ．上記単ノズル列配置型冷却水ヘッダーと複数ノズル
列配置型冷却水ヘッダーとを圧延材の長手方向に配置
し、上記仕上圧延機入側で圧延材の長手方向各位置の温
度を測定して、この測定温度に基づき圧延材の長手方向
各位置のスキッドマーク成分を求め、このスキッドマー
ク成分を消去するための圧延材の長手方向各位置の冷却
水量を求め、この冷却水量および冷却水噴射ノズル１個
当たりの噴射冷却水量に基づき、スキッドマーク成分を
除去するための圧延材の長手方向各位置に対する冷却水
噴射回数を求め、この冷却水噴射回数に基づき、圧延材
の長手方向各位置が、スキッドマーク成分を除去するた
めの冷却水噴射回数だけ冷却水噴射を受けるように、各
冷却水噴射ノズルの冷却水噴射の開始／停止時期を圧延
材上の長手方向位置に変換して求めておいて、各冷却水
噴射ノズル位置に圧延材の、冷却水噴射の開始／停止を
すべき位置が到達した際に、冷却水噴射の開始／停止を
して圧延材を冷却する。 （２） 上記仕上圧延機入側での圧延材の長手方向各位
置の温度測定を、圧延材幅方向の中央位置で行い、この
測定結果に基づいて圧延材の長手方向各位置のスキッド
マーク成分を求めると共に、仕上圧延機入側で圧延材の
幅方向各位置の温度を測定し、圧延材幅方向の中央位置
の温度と幅方向各位置の温度との差を求めて、この中央
位置と幅方向各位置の温度差を上記スキッドマーク成分
に加算したものを、幅方向各位置かつ長手方向各位置の
スキッドマーク成分と見做して、圧延材の幅方向各位置
について、上記スキッドマーク成分を消去するための圧
延材の長手方向各位置の冷却水量を求め、この冷却水量
および冷却水噴射ノズル１個当たりの噴射冷却水量に基
づき、スキッドマーク成分を除去するための圧延材の長
手方向各位置に対する冷却水噴射回数を求め、この冷却
水噴射回数に基づき、圧延材の長手方向各位置が、スキ
ッドマーク成分を除去するための冷却水噴射回数だけ冷
却水噴射を受けるように、各冷却水噴射ノズルの冷却水
噴射の開始／停止時期を圧延材上の長手方向位置に変換
して求めておいて、各冷却水噴射ノズル位置に圧延材
の、冷却水噴射の開始／停止をすべき位置が到達した際
に、冷却水噴射の開始／停止をして圧延材を冷却する。

【０００９】（３） 冷却水ヘッダーの長手方向の長さ
を、圧延材の最大通板幅よりも長くし、かつ最大通板幅
より外側にも冷却水噴射ノズルを配置しておき、圧延材
の板幅より外側の冷却水噴射ノズルより、圧延材の冷却
に寄与しない冷却水を噴射することによって、スキッド
マーク成分を除去する上で必要な単位時間内の所要個数
の冷却水噴射ノズル閉動作による管路内流量変化率を許
容最大値以下に抑えて、ウオーターハンマー現像による
管路損傷を防止する。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１に、本発明を一態様で実施す
る連続式熱間仕上圧延機の設備構成を示す。１は仕上圧
延機で、１〜６号スタンド（Ｆ₁〜Ｆ₆スタンド）の６基
で構成されている。７はＦ₂〜Ｆ₃スタンド間およびＦ₃
〜Ｆ₄スタンド間の圧延材の上方に配置した冷却装置の
複数ノズル列配置型冷却水ヘッダーである。

【００１１】このヘッダー７の正面を図２に、側面を図
３に、また拡大横断面を図４に示す。ヘッダ−７は図２
に示すように、その下面には冷却水噴射ノズル８を圧延
材の幅方向に所定間隔で複数個、本例では２０個配列し
たノズル列９を、図３および図４に示すように、圧延材
の長手方向に複数列、本例では２列配置したものであ
る。また、ヘッダー７の長手方向の長さは、図２に示す
ように、仕上圧延機１に想定した最大の通板幅Ｂ
_MAX（圧延材幅）よりも長くして、最大通板幅Ｂ_MAXより
外側にも、冷却水噴射ノズル８が位置するようにしてい
る。

【００１２】そして、図４を参照すると、ヘッダー７の
長手方向両端部の給水管１０からヘッダー内冷却水貯留
部１１に給水されそこに充満して各冷却水噴射ノズル８
に至る冷却水の、ノズル８から圧延材への噴射開始／停
止（冷却水噴射のオン／オフ）は、ヘッダー下面壁１２
に設けた、各冷却水噴射ノズル８への給水通路１３の入
口を、ヘッダー上面壁１４に昇降可能に設けた開閉弁１
５で開閉することで行なわれるようにしている。

【００１３】即ち、開閉弁１５はピストン部１６とロッ
ド部１７とよりなり、ヘッダー上面壁１４に設けられた
シリンダー室１８内に、開閉弁ピストン部１６と開閉弁
ロッド上部１７Ｕが位置し、開閉弁ロッド下部１７Ｌが
ヘッダー内冷却水貯留部１１に位置し、ロッド下端面
が、冷却ノズル８への給水通路１３入口と間隙を存して
位置する（給水通路１３を開状態に維持する）ように、
シリンダー室１８内に配置したコイル状バネ１９内に開
閉弁ロッド部１７が挿入され、コイル状バネ１９が開閉
弁ピストン部１６と当接し、開閉弁１５がコイル状バネ
１９で支持されている。

【００１４】開閉弁ピストン部１６の上方のシリンダー
室１８は、ヘッダー上面壁１４に設けたエアー通路２０
と連通し、この通路２０には、エアー給排気管２１が接
続され、エアー給排気管２１には三方切替電磁弁２２が
接続され、三方切替電磁弁２２にはエアー供給管２３お
よびエアー排気管２４が接続されている。

【００１５】そして三方切替電磁弁２２の切替操作によ
り、三方切替電磁弁２２をエアー排気よりエアー供給に
切替え、エアーをシリンダー室１８に供給することで、
開閉弁１５がコイル状バネ１９を圧縮して冷却水通路９
を閉じ、また三方切替電磁弁２２をエアー供給からエア
ー排気に切替えることにより、コイル状バネ１９により
開閉弁１５は上昇し、冷却水通路９を開くことにより、
上記開閉弁１５による冷却水噴射ノズル８への給水通路
９の開閉が高応答のもとに行われ、冷却水噴射ノズル８
から圧延材への噴射開始／停止（冷却水噴射のオン／オ
フ）が高応答のもとに行われる。

【００１６】図１において、２５は、Ｆ₂〜Ｆ₃スタンド
間およびＦ₃〜Ｆ₄スタンド間の圧延材の下方に配置した
冷却装置の単ノズル列配置型冷却水ヘッダーである。こ
のヘッダー２５は、前記冷却水ヘッダー７の下面に設け
た２列のノズル列９を１列に変更したものを、ノズル噴
射口が圧延材下面に対向するように配置したものであ
る。

【００１７】図５は、上記冷却水ヘッダー７，２５の１
ノズル列９の圧延材に対する冷却水噴射パターンを示し
たもので、各ノズル８の冷却水噴射領域２６は、圧延材
進行方向（Ｌ方向）に直行する方向（Ｃ方向）に対して
微小角度θを形成する長円形型であり、その圧延材幅方
向（Ｃ方向）の長さはΔＢで、隣接するノズル８の冷却
水噴射領域２６の端部は、圧延材幅方向で冷却水噴射領
域２６のΔＢ／２が各々ラップするようにしている。

【００１８】尚、Ｆ２〜Ｆ３スタンド間のヘッダー７，
２５の冷却水供給管１０が共通配管に接続され、またＦ
３〜Ｆ４スタンド間のヘッダー７，２５の冷却水供給管
１０が共通配管に接続されている。

【００１９】また、以下、便宜上、Ｆ₂〜Ｆ₃スタンド間
の上部のヘッダー７のＦ₂スタンド側の噴射ノズル８列
を第１ノズル列、Ｆ₂〜Ｆ₃スタンド間の下部のヘッダー
２５の噴射ノズル８列を第２ノズル列、Ｆ₂〜Ｆ₃スタン
ド間の上部のヘッダー７のＦ₃スタンド側の噴射ノズル
８列を第３ノズル列、Ｆ₃〜Ｆ₄スタンド間の上部のヘッ
ダー７のＦ₃スタンド側の噴射ノズル８列を第４ノズル
列、Ｆ₃〜Ｆ₄スタンド間の下部のヘッダー２５の噴射ノ
ズル８列を第５ノズル列、Ｆ₃〜Ｆ₄スタンド間の上部の
ヘッダー７のＦ₄スタンド側の噴射ノズル８列を第６ノ
ズル列と呼び、噴射ノズル８は圧延材長手方向（Ｌ方
向）をＸ方向とし、圧延材幅方向（Ｃ方向）をＹ方向と
して、冷却装置の各ノズル８の位置を、第１，２，３，
４，５，６ノズル列のノズル列番号をＸで示し、各ノズ
ル列のＹ方向の２０個のノズルに一方側より番号を付け
てこの番号をＹで表すことにして、各ノズル８を、Ｘ＝
１〜６、Ｙ＝１〜２０で、ノズル８（Ｘ，Ｙ）で示すこ
とにする。

【００２０】以上のように構成された冷却水ヘッダー７
または２５と、三方切替電磁弁２２群とよりなる冷却装
置は、各ノズル８と連通する極短距離の給水通路１３の
入口を開閉弁１５で開閉し、各ノズル８の冷却水噴射開
始／停止（冷却水噴射のオン／オフ）を行なうものであ
るから、開閉弁１５閉止後の各ノズル８よりの冷却水の
垂れ流れ量は極々微量である。また給水通路１３の入口
と僅少距離を存して位置する開閉弁１５を、空気圧で駆
動して給水通路１３の入口を閉止すると共に、空気圧を
開放してコイル状バネ１９の弾性力で戻し駆動して給水
通路１３の入口を開放するものであるから、開，閉所要
時間も0.5sec以下の極短時間となる。

【００２１】更に、ノズル８の冷却水噴射開始、即ち開
閉弁による給水通路の開放に際しては、ヘッダー管７ま
たは２５、給水管１０等の管路内には常時、冷却水が充
満しているので、ウオーターハンマー現象による冷却装
置損傷の恐れは全くない。またノズル８の冷却水噴射停
止、即ち、開閉弁１５による給水通路１３の閉止に際し
ては、ウオーターハンマー現象による冷却装置損傷を防
止するためには、管内流量変化率の許容最大値（δＶ／
δｔ）に対応する単位時間内の閉動作ノズル個数（δＮ
／δｔ）を越えない範囲で行えばよい。このような制限
を越えてしまうと予測される場合には、例えば、図２に
示すように、冷却水ヘッダー７または２５の長手方向の
長さを、圧延材の最大通板幅よりも長くし、最大通板幅
より外側にも冷却水噴射ノズル８を配置して置き、圧延
材の板幅より外側のノズル８より、圧延材先端のＦ２ス
タンド噛込みから、圧延材後端のＦ４スタンド尻抜けま
で、冷却水を噴射することによって、冷却制御上必要な
単位時間内の所要個数のノズル閉動作による管内流量変
化率を、上記許容最大値以下に抑えて、ウオーターハン
マー現象による冷却装置損傷を防止しつつ、圧延材のス
キッドマーク成分を除去する冷却制御を行うことができ
る。

【００２２】図１において、２７は粗圧延機で、２８お
よび２９は、粗圧延機２７と仕上圧延機１との間で、粗
圧延終了後の圧延材の表面が充分復熱する位置に配置さ
れ、走行する圧延材の幅方向中央部の温度を測定する固
定型温度計および圧延材の幅方向の温度分布を測定する
移動型温度計である。３０は圧延材の走行速度を測定す
る速度計である。

【００２３】また３２および３３は、仕上圧延機出側
（Ｆ₆スタンド出側）に配置され、走行する圧延材の幅
方向中央部の温度を測定する固定型温度計および圧延材
の幅方向の温度分布を測定する移動型温度計である。な
お３４は、Ｆ₁スタンドの入，出側に配置された通常の
デスケーリング装置である。

【００２４】図１において、３１は冷却制御装置で、そ
の機能は次の１）〜７）の通りである； １）圧延材の長手方向各位置の温度の検出機能：速度計
３０の測定速度の積分による圧延材の長手方向位置に対
応させて、上記固定型温度計２８の測定温度を記憶す
る。すなわち、圧延材の長手方向各位置の測定温度を読
込んで記憶する。図６は、圧延材長手方向の全長各位置
の検出温度Ｔ_M（ｘ）を例示したもので、圧延材長手方
向の各位置ｘは図示するように、圧延材長手方向全長に
対する百分率で記憶し、０％位置が圧延材の先端で、１
００％位置が圧延材の後端に相当する。

【００２５】なお、図７は、上記移動型温度計２９で測
定した上記圧延材の幅方向の全幅各位置の温度を例示し
たものであり、圧延材幅方向の各位置は圧延材全幅に対
する百分率および各噴射ノズル列９のノズル番号（ｙ＝
１〜２０）で示している。上記圧延材に対面する冷却水
噴射ノズルはノズル番号でノズル８（ｘ＝１〜６、ｙ＝
５〜１５）である。

【００２６】２）圧延材長手方向の各位置のスキッドマ
ーク成分の検出：図６に示すように、圧延材長手方向の
全長各位置の検出温度Ｔ_M（ｘ）に基づいて、例えば、
スキッドによる正弦波状温度変動の極小温度Ｔ
_M（Ｘ₁）、Ｔ_M（Ｘ₂）、Ｔ_M（Ｘ₃）、Ｔ_M（Ｘ₄）、Ｔ_M
（Ｘ₅）を見出し、Ｔ_M（Ｘ₂）とＴ_M（Ｘ₃）、Ｔ
_M（Ｘ₃）とＴ_M（Ｘ₄）、Ｔ_M（Ｘ₄）とＴ_M（Ｘ₅）を各々
直線で結ぶと共に、Ｘが０〜Ｘ₁の区間をＴ_M（Ｘ₁）と
し、また、ｘがＸ₅〜１００の区間をＴ_M（Ｘ₅）とする
圧延滞留時間によるランダウン成分Ｔ₀（ｘ）を求め、
上記Ｔ_M（ｘ）と上記Ｔ₀（ｘ）との差ΔＴ_M（ｘ）を、
スキッドマーク成分として検出する。なお、上記スキッ
ドマーク成分ΔＴ_M（ｘ）は、圧延材幅方向の中央部の
ものであるが、幅方向の各位置によるスキッドマーク成
分に差はない。

【００２７】３）スキッドマーク成分を除去するための
圧延材の全長各位置の冷却水量の演算： スキッドマー
ク成分ΔＴ_M（ｘ）と、冷却水噴射ノズル１個当たりの
冷却水噴射幅ΔＢと鋼帯厚ｈから求めた断面積Ｓ，鋼帯
速度Ｖ，比熱Ｃから必要抜熱量Ｑを求め、単位冷却水量
当たりの抜熱量ΔＱより、必要冷却水量Ｗ＝Ｑ／ΔＱパ
ターンを演算する。図８は、圧延材長手方向の全長各位
置のスキッドマーク成分ΔＴ_M（ｘ）を除去するための
冷却水量Ｗ_M（ｘ）を示している。図９は、図８の圧延
材長手方向区間ｘ＝ｘ₃〜ｘ₄（％）の各位置のスキッド
マーク成分ΔＴ_M（ｘ）を除去するための冷却水量Ｗ
_M（ｘ＝ｘ₃〜ｘ₄）を部分拡大して、示したものであ
る。

【００２８】４）圧延材長手方向の全長各位置のスキッ
ドマーク成分を除去するための圧延材長手方向の全長各
位置に対する冷却水噴射回数の演算：上記全長各位置の
必要冷却水量Ｗと冷却水噴射ノズル１個当たりの冷却水
量ΔＷよりＷ／ΔＷを計算し、四捨五入により、上記各
位置に対する冷却水噴射ノズルによる冷却水噴射回数Ｎ
を演算する。本例においては、圧延材の幅方向同一位置
を冷却水噴射領域とするノズルは、圧延材の長手方向に
上面に４個、下面に２個の合計６個であり、上記の如く
演算算出されるＮは０〜６の範囲の整数である。図１０
は、図９の必要冷却水量Ｗ_M（ｘ＝ｘ₃〜ｘ₄）と冷却水
噴射ノズル１個当たりの冷却水量ΔＷより求めた各位置
ｘ＝ｘ₃〜ｘ₄（％）に対する冷却水噴射回数Ｎを示して
いる。

【００２９】５）冷却装置の各冷却水噴射ノズルの冷却
水噴射の開始／停止（オン／オフ）位置の演算：圧延材
長手方向の各位置が、各位置のスキッドマーク成分を除
去するための冷却水噴射ノズルによる冷却水噴射回数Ｎ
だけ冷却水噴射を受けるように、冷却装置の各冷却水噴
射ノズル８（ｘ，ｙ）（但しｘ＝１〜６，ｙ＝１〜２
０）の冷却水噴射の開始／停止（オン／オフ）時期を、
圧延材の長手方向の全長に対する相対位置に変換して求
める。図１２は、図１０の噴射回数に基づいて求めたノ
ズル８（１，ｙ）、ノズル８（２，ｙ）、ノズル８
（３，ｙ）、ノズル８（４，ｙ）、ノズル８（５，
ｙ）、ノズル８（６，ｙ）（但しｙ＝５〜１５）の冷却
水噴射の開始／停止（オン／オフ）時期を圧延材の長手
方向の全長に対する相対位置で示したものである。

【００３０】６）冷却装置のノズル列位置における圧延
材の長手各位置の全長に対する相対位置の検出並びに冷
却装置の各三方切替電磁弁への切替指令の出力：予めＦ
₂スタンドの圧延スケジュールよりＦ₂スタンド出側の圧
延材の長手方向の全長Ｌを求めて置き、Ｆ₂スタンドの
ロール周速度Ｖ₂および先進率ｆ₂より、Ｆ₂スタンド後
面の圧延材速度ｖ₂を求めてＦ₂スタンドに先端が噛み込
み時点より積分を進めてＦ₂スタンドの圧延長さを求
め、その圧延長さを圧延材の長手方向位置の圧延材全長
に対する相対位置％Ｌ＝〔∫ｖ₂（１＋ｆ₂）ｄｔ〕／Ｌ
を演算により求める。そしてＦ₂スタンドからＦ₂〜Ｆ₃
スタンド間に配置された各冷却水ヘッダーの各ノズル列
までの圧延材の移動時間（距離と速度で演算される）、
ノズル動作遅れ（ノズル開閉所要時間０．５sec）を考
慮して、上記各冷却水ヘッダーの各ノズル列位置におけ
るＦ₂スタンドで圧延後の圧延材の長手方向各位置の圧
延材全長に対する相対位置ｘ（％）を検出し、Ｆ₃スタ
ンド後面についても以下同様の演算を行ない、Ｆ₃〜Ｆ₄
スタンド間に配置された各冷却水ヘッダーの各ノズル列
位置におけるＦ₃スタンドで圧延後の圧延材の長手方向
各位置の圧延材全長に対する相対位置ｘ（％）を検出
し、図１２に示すような冷却装置の各冷却水噴射ノズル
８（ｘ＝１〜６，ｙ＝５〜１５）の冷却水噴射の開始／
停止（オン／オフ）位置が、到達した際に、各ノズルの
三方切替電磁弁に開閉指令を出力する。

【００３１】７）ウオーターハンマー現象による冷却装
置損傷防止：圧延材先端のＦ₂スタンド噛込みから、圧
延材後端のＦ₄スタンド尻抜けまで、圧延材の板幅より
外側のノズル８、例えばノズル８（ｘ＝１〜６、ｙ＝１
および２０）より冷却水を噴射することによって、スキ
ッドマーク成分を除去する上で必要な単位時間内の所要
個数のノズル閉動作による管内流量変化率を前記許容最
大値以下に抑えて、ウオーターハンマー現象による冷却
装置損傷を防止しつつ、圧延材の長手方向の全長各位置
のスキッドマーク成分を除去する。

【００３２】以上のような１）〜７）の圧延材の長手方
向のスキッドマーク成分除去の機能に加えて、次のよう
な圧延材の幅方向温度差低減機能、例えば、圧延材の幅
方向の中央部と端部の温度差低減機能８）を冷却制御装
置３１に付加することができる； ８）圧延材の幅方向の中央部と端部の温度差低減機能：
前記移動型温度計２９で測定した上記圧延材の幅方向の
全幅各位置の温度を示した図７より明らかなように、通
常、幅方向の端部（両端より100〜200ｍｍ位置）の温度
Ｔ_Eは、中央部の温度Ｔ_MよりもΔｔ°Ｃ（通常は20〜30
°Ｃ）程度高くなっている。また前記したように、図６
に示すスキッドマーク成分ΔＴ_M（ｘ）は、圧延材幅方
向の中央部のものであるが、幅方向の各位置によってス
キッドマーク成分に差は認められない。

【００３３】従って中央部と端部の温度差Δｔ°Ｃを除
去するために必要な冷却水量を求めて、図８のスキッド
マーク成分を除去する冷却水量Ｗ_M（ｘ）に加算して、
幅方向の端部の長手方向のスキッドマーク成分を除去す
ると共に、幅方向の端部の中央部との温度差Δｔ°Ｃを
除去ないし低減するに必要な冷却水量Ｗ_E（ｘ）を求め
る。

【００３４】そして、冷却水量Ｗ_E（ｘ）に基づいて、
幅方向の端部の全長各位置に対する冷却水噴射ノズルに
よる冷却水噴射回数を求め、幅方向の端部の全長各位置
が、長手方向のスキッドマーク成分を除去すると共に、
幅方向の端部の中央部との温度差Δｔ°Ｃを除去ないし
低減するための冷却水噴射ノズルによる冷却水噴射回数
だけ冷却水噴射を受けるように、冷却装置の各冷却水噴
射ノズルの冷却水噴射の開始／停止（オン／オフ）時期
を、圧延材の長手方向の全長に対する相対位置に変換し
て求める。例えば図９に併記したＷ_E（ｘ＝ｘ₃〜ｘ₄）
は、上記のようにして求めたＷ_E（ｘ）の一部を示し、
図１１は、図９に示すＷ_E（ｘ＝ｘ₃〜ｘ₄）に基づいて
求めた噴射回数を示し、図１３は図１１に示す噴射回数
に基づいて求めたノズル８（１，ｙ）、ノズル８（２，
ｙ）、ノズル８（３，ｙ）、ノズル８（４，ｙ）、ノズ
ル８（５，ｙ）、ノズル８（６，ｙ）（但しｙ＝６，１
４）の冷却水噴射の開始／停止（オン／オフ）時期を圧
延材の長手方向の全長に対する相対位置で示したもので
ある。

【００３５】なお、この場合、他の噴射ノズル８（１，
ｙ＝５，７〜１３，１５）、ノズル８（２，ｙ＝５，７
〜１３，１５）、ノズル８（３，ｙ＝５，７〜１３，１
５）、ノズル８（４，ｙ＝５，７〜１３，１５）、ノズ
ル８（５，ｙ＝５，７〜１３，１５）、ノズル８（６，
ｙ＝５，７〜１３，１５）の冷却水噴射の開始／停止
（オン／オフ）時期は、図１２に示すノズル８（１，ｙ
＝５〜１５）、ノズル８（２，ｙ＝５〜１５）、ノズル
８（３，ｙ＝５〜１５）、ノズル８（４，ｙ＝５〜１
５）、ノズル８（５，ｙ＝５〜１５）、ノズル８（６，
ｙ＝５〜１５）の冷却水噴射の開始／停止（オン／オ
フ）時期とするものである。

【００３６】なお、仕上圧延滞留時間による長手方向で
の仕上入口温度低下、即ち、図６に示すランダウン成分
Ｔ₀（ｘ）については、図１４に示す如き、周知の仕上
加速圧延にて補償し、仕上圧延終了時点までに除去する
ことができる。

【００３７】

【実施例】図１に示すように冷却装置を配置すると共
に、前記機能１）〜８）を有する冷却制御装置３１を用
いて圧延スタンド間圧延材冷却を、制御周期0.1secで実
施し、長手方向スキッドマーク成分の除去および巾方向
温度偏差低減を行った。その結果を図１５および図１６
に実線で示す。尚、コイルサイズ（板厚×板幅）は2.82
×1020mmであり、ランダウン成分については、図１４に
示す仕上加速圧延の第１加速率＝４mpm／sec、第２加速
率＝５mpmとして補償し、除去した。また、図１５及び
図１６の破線は、仕上加速圧延および圧延スタンド間冷
却を実施せずに仕上加速圧延を実施した結果を併記した
ものである。

【００３８】図１５及び図１６に示すとおり、長手方向
スキッドマーク成分が除去され、また巾方向温度偏差が
低減できていることが明らかである。

【００３９】

【発明の効果】以上記述したように、本発明によれば、
熱間仕上圧延機の後段スタンド噛み込み前に、圧延材の
長手方向の全長各位置のスキッドマーク成分を除去する
ことができ、更にこれに加えて上記圧延材の幅方向の温
度差を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を一態様で実施する、連続式熱間仕上
圧延機の温度制御装置の全体構成を示すブロック図であ
る。

【図２】 図１に示す複数ノズル列配置型冷却水ヘッダ
ーの１つの正面図である。

【図３】 図２に示す冷却水ヘッダーの側面図である。

【図４】 図２に示す冷却水ヘッダーの拡大横断面図で
ある。

【図５】 図２に示す冷却水噴射ノズル列の圧延材に対
する冷却水噴射パターンを示す平面図である。

【図６】 鋼帯幅方向中央部の鋼帯長手方向の全長各位
置の温度を示すグラフである。

【図７】 鋼帯幅方向の全幅各位置の温度を示すグラフ
である。

【図８】 図６に示す温度変動に含まれる長手方向スキ
ッドマーク成分を除去するための、鋼帯長手方向の各位
置に対する冷却水量の演算結果を示すグラフである。

【図９】 長手方向スキッドマーク成分を除去するため
の冷却水量の演算値Ｗ_Mおよびそれに巾方向温度偏差を
低減するための冷却水補正量を加えた演算値Ｗ_Eを示す
グラフである。

【図１０】 図９に示す冷却水量の演算値Ｗ_Mを冷却水
噴射回数に変換して示すグラフである。

【図１１】 図９に示す冷却水量の演算値Ｗ_Eを冷却水
噴射回数に変換して示すグラフである。

【図１２】 図１０に示す冷却水噴射回数を実現する冷
却水噴射の開始／停止タイミングを、圧延材の長手方向
位置に対応付けて示すタイムチャ−トである。

【図１３】 図１１に示す冷却水噴射回数を実現する冷
却水噴射の開始／停止タイミングを、圧延材の長手方向
位置に対応付けて示すタイムチャ−トである。

【図１４】 ランダウン成分を除去するための仕上加速
圧延の圧延速度推移を示すタイムチャ−トである。

【図１５】 本発明の一実施結果の温度計測値（長手方
向温度分布）を示すグラフであり、上段のグラフは仕上
圧延機入側の圧延材の温度を、下段のグラフは出側の圧
延材の温度を示す。点線は、本発明を実施しなかったと
きの、入，出側温度測定値を示し、実線が本発明を実施
したときの入，出側温度測定値を示す。

【図１６】 本発明の一実施結果の温度計測値（幅方向
温度分布）を示すグラフであり、上段のグラフは仕上圧
延機入側の圧延材の温度を、下段のグラフは出側の圧延
材の温度を示す。点線は、本発明を実施しなかったとき
の、入，出側温度測定値を示し、実線が本発明を実施し
たときの入，出側温度測定値を示す。

【図１７】 連続式熱間圧延機の各圧延スタンド間の従
来の冷却装置の構成を示すブロック図である。

【図１８】 図１７に示す、大容量の流量調整弁５のＣ
ｖ値と開閉所要最小時間との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１：仕上圧延機 ２：冷却水噴
射ノズル ３：冷却水ヘッダー ４：冷却水供
給管 ５：流量調整弁 ６：冷却装置 ７：複数ノズル列配置型冷却水ヘッダー ８：冷却水噴
射ノズル ９：冷却水噴射ノズル列 １０：冷却水
供給管 １１：ヘッダー内冷却水貯留部 １２：ヘッダ
ー下面壁 １３：冷却水噴射ノズルへの給水通路 １４：ヘッダ
ー上面壁 １５：開閉弁 １６：開閉弁
のピストン部 １７：開閉弁のロッド部 １７Ｕ：開閉
弁ロッド上部 １７Ｌ：開閉弁ロッド下部 １８：シリン
ダー室 １９：コイル状バネ ２０：エアー
通路 ２１：エアー給排気管 ２２：三方切
替電磁弁 ２３：エアー供給管 ２４：エアー
排気管 ２５：単ノズル列配置型冷却水ヘッダー ２６：冷却水
噴射領域 ２７：粗圧延機 ２８：固定型
温度計 ２９：移動型温度計 ３０：鋼帯速
度計 ３１：冷却制御装置 ３２：固定型
温度計（Ｆ₆出側） ３３：移動型温度計（Ｆ₆出側）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２１Ｄ 1/00 １２３ Ｂ２１Ｂ 37/00 ＢＢＭ (72)発明者 山 室 政 志 姫路市広畑区富士町１番地 新日本製鐵株 式会社広畑製鐵所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続式熱間仕上圧延機のスタンド間に、 Ａ．冷却水噴射ノズルを圧延材幅方向に所定間隔で複数
   個配置すると共に、各冷却水噴射ノズルをノズルの冷却
   水入口を電磁弁による流体圧操作によって作動する開閉
   弁で開閉してノズルへの冷却水の供給／停止を行う単ノ
   ズル列配置型冷却水ヘッダーを、圧延材の長手方向に所
   定間隔で複数本配置するか、あるいは、 Ｂ．冷却水噴射ノズルを圧延材幅方向に所定間隔で複数
   個配置してなるノズル列を圧延材の長手方向に所定間隔
   で複数列配置する共に、各冷却水噴射ノズル毎にノズル
   の冷却水入口を電磁弁による流体圧操作によって作動す
   る開閉弁で開閉してノズルへの冷却水の供給／停止を行
   う複数ノズル列配置型冷却水ヘッダーを配置するか、あ
   るいは、 Ｃ．上記単ノズル列配置型冷却水ヘッダーと複数ノズル
   列配置型冷却水ヘッダーとを圧延材の長手方向に配置
   し、 上記仕上圧延機入側で圧延材の長手方向各位置の温度を
   測定して、この測定温度に基づき圧延材の長手方向各位
   置のスキッドマーク成分を求め、このスキッドマーク成
   分を消去するための圧延材の長手方向各位置の冷却水量
   を求め、この冷却水量および冷却水噴射ノズル１個当た
   りの噴射冷却水量に基づき、スキッドマーク成分を除去
   するための圧延材の長手方向各位置に対する冷却水噴射
   回数を求め、この冷却水噴射回数に基づき、圧延材の長
   手方向各位置が、スキッドマーク成分を除去するための
   冷却水噴射回数だけ冷却水噴射を受けるように、各冷却
   水噴射ノズルの冷却水噴射の開始／停止時期を圧延材上
   の長手方向位置に変換して求めておいて、各冷却水噴射
   ノズル位置に圧延材の、冷却水噴射の開始／停止をすべ
   き位置が到達した際に、冷却水噴射の開始／停止をして
   圧延材を冷却することを特徴とする、スキッドマーク成
   分の冷却による除去方法。
2. 【請求項２】上記仕上圧延機入側での圧延材の長手方向
   各位置の温度測定を、圧延材幅方向の中央位置で行い、
   この測定結果に基づいて圧延材の長手方向各位置のスキ
   ッドマーク成分を求めると共に、仕上圧延機入側で圧延
   材の幅方向各位置の温度を測定し、圧延材幅方向の中央
   位置の温度と幅方向各位置の温度との差を求めて、この
   中央位置と幅方向各位置の温度差を上記スキッドマーク
   成分に加算したものを、幅方向各位置かつ長手方向各位
   置のスキッドマーク成分と見做して、圧延材の幅方向各
   位置について、上記スキッドマーク成分を消去するため
   の圧延材の長手方向各位置の冷却水量を求め、この冷却
   水量および冷却水噴射ノズル１個当たりの噴射冷却水量
   に基づき、スキッドマーク成分を除去するための圧延材
   の長手方向各位置に対する冷却水噴射回数を求め、この
   冷却水噴射回数に基づき、圧延材の長手方向各位置が、
   スキッドマーク成分を除去するための冷却水噴射回数だ
   け冷却水噴射を受けるように、各冷却水噴射ノズルの冷
   却水噴射の開始／停止時期を圧延材上の長手方向位置に
   変換して求めておいて、各冷却水噴射ノズル位置に圧延
   材の、冷却水噴射の開始／停止をすべき位置が到達した
   際に、冷却水噴射の開始／停止をして圧延材を冷却する
   ことを特徴とする請求項１に記載の、スキッドマーク成
   分の冷却による除去方法。
3. 【請求項３】 冷却水ヘッダーの長手方向の長さを、圧
   延材の最大通板幅よりも長くし、かつ最大通板幅より外
   側にも冷却水噴射ノズルを配置しておき、圧延材の板幅
   より外側の冷却水噴射ノズルより、圧延材の冷却に寄与
   しない冷却水を噴射することによって、スキッドマーク
   成分を除去する上で必要な単位時間内の所要個数の冷却
   水噴射ノズル閉動作による管路内流量変化率を許容最大
   値以下に抑えて、ウオーターハンマー現像による管路損
   傷を防止する、請求項１または請求項２に記載の、スキ
   ッドマーク成分の冷却による除去方法。