JPS6152924A - 鋼材の冷却方法ならびにその装置 - Google Patents

鋼材の冷却方法ならびにその装置

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JPS6152924A
JPS6152924A JP17371184A JP17371184A JPS6152924A JP S6152924 A JPS6152924 A JP S6152924A JP 17371184 A JP17371184 A JP 17371184A JP 17371184 A JP17371184 A JP 17371184A JP S6152924 A JPS6152924 A JP S6152924A
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JP
Japan
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cooling
temperature
cooled
cooling water
steel
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JP17371184A
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English (en)
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Seiji Bando
板東 清次
Sadao Ebata
江端 貞夫
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B1/00Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/38Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling sheets of limited length, e.g. folded sheets, superimposed sheets, pack rolling
    • B21B2001/386Plates
    • 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
    • B21B45/0218Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes for strips, sheets, or plates

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  • Mechanical Engineering (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈発明の目的〉 産業上の利用分野 本発明は鋼材の冷却方法ならびにその装置に係り、詳し
くは、冷却中の鋼板表面温度を測定し、これをもとに冷
却水量あるいは冷却時間等を調整し、冷却条件の最適化
による高品質のものが製造できる冷却方法ならびにその
装置に係る。
従来の技術 近年、圧延直後の鋼板をオンラインで直接水冷し、鋼種
あるいは板厚等に応じて冷ムO速度を任意に制御し、所
要の材質特性を付与する制御冷却方法の研究が酩んに各
製鉄所で行なわれている。水冷によりiF4 $4に所
定の特性を付与するには冷却速度の制御と同時に、冷却
聞始温1良および冷IA終了温度の管理も重要である。
冷却聞始温度お−よび冷却終了温度は通常冷rA装コの
入側および出側で敢剣温度計によって測定されており、
温度計の周囲や材料表面に水滴や蒸気、扮1mおよび)
1:)留水等が無ければ比較的精度良く材料表面温度を
検知するごとができる。
一方、冷却速度(C0R)は冷却開始温度をθS、冷却
終了温度をOf、冷却開始から冷却終了までの水冷時間
をtcとすると、冷却速度FC,R) =(O5−Of
)バCによって求められる。しかし、冷却開始および終
了温度を測定し、これから冷却速度を求める方法では、
これらを測定した材料に対しては冷却速度や冷却終了温
度を制御することは不可能であり、次材の冷却条件の設
定に対する統計処理用のデータとしがならず、いわゆる
フィードフォワード制御にならざるを得ない。
圧延終了後の鋼材温度、即ち冷却開始温度は圧延時間、
パス数等によって常に変動するものであり、これを一定
に保つには、冷却前に所定温度までテーブル上で空冷さ
I!なければならず、圧延能率を著しく低下させる原因
となる。また、被冷却材は圧延条件と同一にし℃も成分
や微細組織が微妙に異なり、同−冷却水徂および同−冷
ムp時間で冷却しても、必ずしも冷m終了温度を一定に
保つことができない。従って、フィードフォワード制御
や学習機能を有するコンピュータによる冷却条件制御を
行なっても冷却速度あるいは冷却停止温度を精度良くか
つ安定な状態に制御することは不可能であり、また、測
定結果が次材にしか活されないという致命的な欠点があ
る。
発明が解決しようとする問題点 要するに、上記の如く、従来例により制御冷却する場合
の重大な問題は材料温度を冷却装置の入側および出側で
しが測定できなかったことに起因している口とは明らか
である。
〈発明の構成〉            。
問題点を解決するための 手段ならびにその作用 そこで、本発明者等は先に被検出面に向かつて検出用開
孔から圧縮空気を噴出し、この空気噴流内を通じて被検
出面から放射される赤外線を前記検出用開孔から入光さ
せ、これを電気信号に変換して被検出面の表面温度を検
出する高温物体の表面温度検出方法や、この方法を実施
する装置を提案し、すでに、実用に供しており、この方
法によると、水冷中の鋼材表面温度を正確にかつ容易に
測定できる。
このとごろがら、更に、本発明者等tよこの表面温度検
出方法やその装置を有為に利用すると、従来不可能とさ
れていた冷却中の鋼材の表面温度であっても測定できる
ことに着目し、具体的には、冷却中の鋼材表面温度を冷
ム11装買の制御81ヘフイードバツクし、これにより
冷却速度および冷却終了温度を高精度に制御すると、高
品質鋼材を安定した冷却条件のもとで製造できるとごろ
から、本発明を創案するに至ったのである。
そこで、問題点を解決するための手段たる構成ならびに
その作用について従来例と対比のもとで更に詳しく説明
すると、次の通りである。
まず、第2図は従来例の制御冷却法における温度検出信
号の配置や、その冷却条件を設定するための制御系統を
示す配買図であって、第2図に示すように、上位コンピ
ュータから成分、圧延条件、材料寸法、目標材質および
目標冷却速度ならひに目標冷却停止温度が制御器3に与
えられ、その制御のもとで冷1.Il装置2の冷却条件
がコントロールされる。すなわち、制御器3内部では、
与えられた目標値に対して冷却装置2人側に設置した温
度計4による被冷却材5の冷却開始前の温度検出信号(
θS)をもとに所定の各種モデル式に従って冷却時間(
tc )および冷却水流量を決定し、流量調節弁1.8
を操作し、また、被冷却材5の搬送速度を決定する。「
0送ローラ9上を所定速度で移動する液冷1.D材5は
上下面から冷却水10が噴射され、前述の目標冷却速度
で目標冷却停止温度まで冷却される。冷却後の被冷却材
5は冷fJ]装置2出側に設[された温度計6により表
面温度が測定され、この測温結果が冷1.0終了温度(
Of)となる。この時の冷却速1褒(C,R)は(θ、
−Of )/lcの関係として与えられ、目標冷却速度
および目標冷却停止温度と実績値(θf)、(C,R)
との比較および各種モデル式の修正が上位コンピュータ
1内で行なわれ、次の被冷却材の冷却条件設定の参考デ
ータとして組み入れられる。
以上の説明により明らかなように従来例による冷却制御
では、前もって設定された冷却条件によって冷Wされる
被冷却材5の温度推移は冷却装置2を出て出側温度計6
でしか測定することができず、この情報を実際に測温し
た被冷却材5の冷却条件制御に活用することはできない
のは上記の通りである。従って、出側温度計6の測温結
果(θf)および(C,R)が目標冷却停止温度および
目標冷却速度と異なった場合は、実際に測温した被冷却
材5に所要の義械的特性1i−付与できていない口とに
なり、結果的には、この材料5は規格外の製品として処
理され、歩留り低下の原因となる。
目標冷却速度d5よび目標冷却停止温度と実績値との差
は、例えば、冷却途中で冷ム0水10の温度が変わると
か、水量制御ル系統のシ!′1差J5よひ通板速度誤差
など種々のツ51差要因に起因し、第2図に示す従来例
では絶対にこれを解消できない口とは明らかである。
口の点について、本発明ではこれらの問題を解決するた
めに冷却装置の中で水冷中の材料温度を検知し、Cれを
利用して、極めて安定したかつ高精度な冷却速度および
冷却停止温度制御を行なう。従って、本発明では、冷却
中の材料表面温度を時間経過に従って連続的に検知し、
これをもとに冷却水量および冷却時間等の冷却条件を正
しく制御し、水冷による目標材質特性の付与を確実に行
なわせる。
このため、目標冷却速度ならびに目標冷却停止温度と実
績測定(府との値にほとんど差が無いように管理できる
特徴を持っている。            ′そこで
、本発明につき第1図によって更に具体的に説明すると
、次の通りである。
まず、第1図は本発明を実施する装置の一例の配置図で
あって、従来例と同様に、冷却装置2内を被冷却材5搬
送ローラ9により矢印方向に送られ、被冷却材5は移動
の間に冷却装置2内で上下面に冷却水10が噴射され所
定温度まで水冷される。この時の冷却条件、叩ら冷却時
間、通板速度、冷W水流伍、冷!!J速度および冷却停
止温度等は上位のコンピュータ11から与えられる被冷
却材の成分、寸法、圧延条件等をもとに各種モデル式に
従って制御11装置13内で決定され、流量調節弁7.
8や搬送ローラ9の回転数が自動的に制御される。すな
わち、本発明においては、冷却開始前には、冷却条件は
従来例と同様に冷却装置2の入側の温度計14ならびに
19の検出信号をもとに決定されるが、このような目標
値設定後には従来例では何ら修正操作が行なわれないの
に対し、本発明では目標値設定後に積極的に修正制御を
行なう。
換言すると、第1図に示す如く、冷却装置2内に被冷却
材5の表裏面温度を測定する表面温度検出装置15.1
G、17.20.21.22を組込み、これらの検出信
号を逐次制御aO装置13にフィードバックし、この制
御装置13からの指令により目標値との偏差を修正すべ
く流量を調節弁7.8の操作によって水母を調節すると
共に、冷却時間を変更する!こめに搬送ローラ9回転数
の調整等を自動的に行ない、極めて精度の呂い冷却速度
および冷却停止温度を得る口とができる。
なお、上記のとごろでは、表面温度検出装置を材料進行
方向に複数組取付け、材4′ミ1艮手方向における温度
変化を検出しているが、材料幅方向に複数組の表面温度
検出装置を並設すれば、被冷却材全域にわたって水冷途
中の温度分布を検知することができ、これをもとにして
冷却装置の幅方向における冷却水噴出曾を制御し、前記
冷却速度および冷却停止温度制御と合わせて材料全面に
おける均一温度分布制御を行なうことが可能である。
〈発明の効果〉 以上詳しく説明した通り、本発明によると、高温用材冷
却時の冷W速磨d5よび冷却停止温度等を権めて精度良
く管理すること/〕(でき、同時に水冷による材質特性
の付与を適正かつ安定した状態で実施することができ、
歩留りの向上および品質の向上等、鳥品質m材の生産性
改善に寄与するところは大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を実施する装置の一例の配置図、第2図
は従来例における鋼材冷却方法の一例の説明図である。 符号1・・・・・・コンピュータ 2・・・・・・冷却装置   5・・・・・・被冷却材
6・・・・・・出側温度計 7.8・・・・・・流口調節弁 9・・・・・・限送ローラ  10・・自・・冷却水1
1・・・・・・コンピュータ 13・・・・・・制u(l装置 14・・・・・・入側温度計 15.1G、17.20.21.22・・・・・・表面
;Ml!2検出装誼 19・・・・・・入側温度計 特許出願人 川崎製鉄株式′会社 代  理  人  弁理士  松  下  徨  勝弁
護士 副 島 文 雄 ら

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)搬送ローラにより送られる高温鋼材等の被冷却材の
    上下面に冷却水を噴射して冷却する際に、冷却途中の被
    冷却材の表面温度を連続的に検出し、これをもとに冷却
    水噴出量、冷却水噴出時間、搬送ローラ回転数を制御す
    ることを特徴とする鋼材の冷却方法。 2)回転数制御の可能な高温鋼材搬送用ローラ群の上を
    移動する高温鋼材等の被冷却材の上下面に冷却水を噴出
    し、かつ、その水量を所望通りに調整できる冷却装置と
    、この冷却装置内において水冷中の被冷却材の表面、裏
    面に向けて圧縮空気を噴出し、表面や裏面から放射され
    る赤外線をこの空気噴流を通って検知することにより表
    面温度を検出する少なくとも1個以上の表面温度検出装
    置とこの表面温度検出装置の検出信号をもとに前記冷却
    装置の冷却水噴出量および冷却水噴出時間および前記ロ
    ーラ群の回転数を調整する制御装置とを具えて成ること
    を特徴とする鋼材の冷却装置。
JP17371184A 1984-08-20 1984-08-20 鋼材の冷却方法ならびにその装置 Pending JPS6152924A (ja)

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