KR101144028B1 - 열연 강 스트립의 냉각 장치 및 냉각 방법 - Google Patents

Abstract

열간 압연된 강 스트립을 냉각수로 냉각할 때에, 강 스트립의 선단에서 말단까지 균일하게 냉각을 실시할 수 있는 열연 강 스트립의 냉각 장치 및 냉각 방법을 제공한다. 냉각 장치 (10) 가, 막대 형상 냉각수를 강 스트립 (12) 의 진행 방향 상류측을 향하여 분사 각도 θ 로 분사하도록 경사져 배치되어 있는 복수의 원관 노즐 (15) 과, 그 상류측에 배치되고, 롤러 테이블 (8) 과의 사이에 강 스트립 (12) 을 협지하는 핀치 롤 (11) 을 구비하고 있다.

Description

열연 강 스트립의 냉각 장치 및 냉각 방법{COOLING APPARATUS FOR HOT ROLLED STEEL BAND AND METHOD OF COOLING THE STEEL BAND}

본 발명은, 열간 압연된 강 스트립을 냉각하기 위한 냉각 장치 및 냉각 방법에 관한 것이다.

일반적으로 열연 강 스트립을 제조하기 위해서는, 가열로에 있어서 슬라브를 소정 온도로 가열하고, 가열된 슬라브를 조압연기 (粗壓延機) 로 소정 두께로 압연하여 조(粗)바 (bar) 로 하고, 이어서 이 조바를 복수기의 압연 스탠드로 이루어지는 연속 열간 마무리 압연기에 있어서 소정 두께의 강 스트립을 이룬다. 그리고, 이 강 스트립을 런아웃 테이블 상의 냉각 장치에 의해 냉각한 후, 권취기로 권취함으로써 제조된다.

그 때, 열간 압연된 고온의 강 스트립을 연속적으로 냉각하는 런아웃 테이블의 냉각 장치에서는, 강 스트립의 상면 냉각을 하기 위해, 원관 형상의 라미너 냉각 노즐로부터 강 스트립 반송용의 롤러 테이블 상에, 이 폭 방향에 걸쳐 직선상으로 복수의 라미너 냉각수를 주수하고 있다. 한편, 강 스트립의 하면 냉각을 하기 위해, 롤러 테이블 사이에 각각 스프레이 노즐이 설치되고, 여기에서 냉각수를 분사하는 방법이 일반적이다.

그러나, 이와 같은 종래의 냉각 장치에서는, 강 스트립의 상면 냉각에 사용되고 있는 원관 라미너 노즐로부터의 냉각수가 자유 낙하류이므로, 강 스트립의 상면에 체류수의 수막이 있으면 강 스트립까지 냉각수가 도달하기 어려워 강 스트립의 상면에 체류수가 있는 경우와 없는 경우에서 냉각 능력에 차이가 발생한다는 문제나, 강 스트립 상에 낙하한 냉각수가 자유롭게 전후 좌우로 퍼지므로 냉각 영역 (냉각 존) 이 변화되어 냉각 능력이 안정되지 않는다는 문제 등이 있다. 이와 같은 냉각 능력의 변동의 결과, 강 스트립의 재질이 불균일해지기 쉽게 되어 있었다.

그래서, 강 스트립 상면의 냉각수 (체류수) 의 탈수를 실시하여 안정적인 냉각 능력을 얻기 위해서, 강 스트립 상면을 가로지르도록 유체를 경사 방향으로 분사하여 체류수를 배출하는 방법 (예를 들어, 특허 문헌 1 참조) 이나, 강 스트립의 상하 움직임을 구속하기 위한 구속 롤을 탈수 롤로 하여 체류수를 막음으로써 냉각 영역을 일정하게 하는 방법 (예를 들어, 특허 문헌 2 참조) 이 제안되어 있다.

또한, [발명을 실시하기 위한 최선의 형태] 의 란에서 하기의 특허 문헌 3을 인용하므로, 여기에 아울러 기재해 둔다.

특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 평9-141322호

특허 문헌 2 : 일본 공개특허공보 평10-166023호

특허 문헌 3 : 일본 공개특허 공보 2002-239623호

발명의 개시

그러나, 특허 문헌 1 에 기재된 방법에 의하면, 하류로 갈수록 강 스트립 상면에 대량의 냉각수가 체류해 가므로, 하류측이 될수록 탈수 효과가 없어진다. 또, 특허 문헌 2 에 기재된 방법에 있어서는, 압연기를 나온 후에 권취기에 도달할 때까지의 강 스트립 선단부는 구속 롤에 의한 구속이 없는 상태에서 반송되므로, 구속 롤 (탈수 롤) 에 의한 탈수 효과가 얻어지지 않는다. 또한, 강 스트립 선단부가 상하로 움직이면서 물결치는 상태에서 런아웃 테이블 상을 통과하므로, 이 강 스트립 선단부의 상면에 냉각수를 공급하면, 상하로 물결치는 바닥의 부분에 선택적으로 냉각수가 체류하기 쉽고, 강 스트립 선단이 권취기로 권취되어 강 스트립에 장력이 작용하여, 강 스트립이 팽팽해져 상하 요동이 해소될 때까지는 냉각 온도의 헌팅 현상이 발생한다. 이 냉각 온도의 헌팅 현상도 강 스트립의 기계적 성질의 편차를 발생시키고 있었다.

본 발명은, 상기의 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 열간 압연된 강 스트립을 냉각수로 냉각할 때에, 높은 냉각 능력과 안정적인 냉각 영역을 실현함으로써, 강 스트립의 선단으로부터 말단까지 균일하게 냉각을 실시할 수 있는 열연 강 스트립의 냉각 장치 및 냉각 방법을 제공하고자 하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 이하의 특징을 갖는다.

[1] 런아웃 테이블 상에서 반송되는 마무리 압연 후의 열연 강 스트립을 냉각하는 열연 강 스트립의 냉각 장치로서,

강 스트립의 상면측에, 분사 각도가 강 스트립의 진행 방향 상류측을 향하여 경사지도록 막대 형상 냉각수를 분사하는 냉각 노즐을 복수 배치함과 함께,

그 상류측에, 상기 냉각 노즐로부터 분사된 강 스트립 상면의 냉각수의 탈수를 실시하는 탈수 수단을 배치한 것을 특징으로 하는 열연 강 스트립의 냉각 장치.

[2] 상기 냉각 노즐은, 강 스트립 폭 방향으로 복수개 배치됨과 함께, 강 스트립 진행 방향으로 복수열 배치되고,

또한, 각 열에 배치되는 냉각 노즐의 폭 방향 위치는, 그 상류측 열에 있어서의 폭 방향 위치와 하류측 열에 있어서의 폭 방향 위치를 어긋나게 하여 배치되는 것을 특징으로 하는 상기 [1] 에 기재된 열연 강 스트립의 냉각 장치.

[3] 상기 냉각 노즐에 의해 분사되는 막대 형상 냉각수와 강 스트립이 이루는 각도가 55˚ 이하인 것을 특징으로 하는 상기 [1] 또는 [2] 에 기재된 열연 강 스트립의 냉각 장치.

[4] 상기 냉각 노즐 열은, 1 열 이상을 제어 단위로 하여, 각각 독립적으로 냉각수의 온-오프 제어가 가능한 것을 특징으로 하는 상기 [2] 또는 [3] 에 기재된 열연 강 스트립의 냉각 장치.

[5] 상기 탈수 수단은, 강 스트립에 구름 접촉하도록 승강 가능한 회전 구동되는 핀치 롤인 것을 특징으로 하는 상기 [1] 내지 [4] 중 어느 하나에 기재된 열연 강 스트립의 냉각 장치.

[6] 상기 탈수 수단은, 분사 각도가 강 스트립의 진행 방향 하류측을 향하여 경사지도록 슬릿상 또는 원형상의 노즐 분사구로부터 탈수용 유체를 분사하는 1 열 이상의 노즐인 것을 특징으로 하는 상기 [1] 내지 [4] 중 어느 하나에 기재된 열연 강 스트립의 냉각 장치.

[7] 런아웃 테이블 상에서 반송되는 마무리 압연 후의 열연 강 스트립의 냉각 방법으로서,

강 스트립의 상면측에, 강 스트립의 진행 방향 상류측을 향하여 경사시켜 막대 형상 냉각수를 분사함과 함께,

그 상류측에 형성된 탈수 수단에 의해 냉각수의 탈수를 실시하는 것을 특징으로 하는 열연 강 스트립의 냉각 방법.

[8] 막대 형상 냉각수를 분사하는 강 스트립 진행 방향의 노즐 열 수를 제어함으로써 냉각 존 길이를 변경하여 냉각 능력을 제어하는 것을 특징으로 하는 상기 [7] 에 기재된 열연 강 스트립의 냉각 방법.

[9] 상기 탈수 수단으로 핀치 롤을 사용하고, 그 핀치 롤은 미리 강 스트립의 판 두께 이하의 갭 설정이 이루어지고, 강 스트립 선단이 핀치된 후에 냉각수를 분사 개시함과 함께,

강 스트립 선단이 코일러에 물려 들어감과 거의 동시에 핀치 롤을 회전시킨 채로 약간 상승시키는 것을 특징으로 하는 상기 [7] 또는 [8] 에 기재된 열연 강 스트립의 냉각 방법.

[10] 상기 탈수 수단에 강 스트립의 진행 방향 하류측을 향하여 경사진 슬릿상 또는 원형상의 노즐 분사구로부터 탈수용 유체를 분사하는 노즐을 사용하고, 상기 강 스트립 진행 방향 상류측을 향하여 경사져 분사되는 막대 형상 냉각수의 분사 노즐의 열 수에 따라, 상기 탈수용 유체를 분사하는 노즐에 있어서의 수량, 수압, 분사 노즐의 열 수 중 어느 1 이상을 변경하는 것을 특징으로 하는 상기 [8] 에 기재된 열연 강 스트립의 냉각 방법.

[11] 상기 강 스트립의 진행 방향 상류측을 향하여 경사시켜 막대 형상 냉각수를 분사하는 강 스트립 진행 방향의 노즐 열 수의 제어는, 상기 탈수 수단측의 노즐 열을 우선적으로 분사하고, 하류측의 노즐 열을 순차적으로 온-오프함으로써 냉각 존 길이를 변경하는 것을 특징으로 하는 상기 [8] 내지 [10] 중 어느 하나에 기재된 열연 강 스트립의 냉각 방법.

본 발명에 의하면, 강 스트립의 선단에서 말단까지 균일하게 냉각을 실시할 수 있어, 강 스트립의 품질이 안정된다. 그것에 수반하여, 강 스트립의 잘라 버리는 부분이 적어져 수율이 높아진다.

도 1 은 본 발명의 제 1, 제 2 실시형태에 있어서의 압연 설비의 구성도이다.

도 2 는 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서의 냉각 장치의 구성도이다.

도 3 은 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서의 냉각 장치의 상세도이다.

도 4 는 본 발명의 제 2 실시형태에 있어서의 냉각 장치의 구성도이다.

도 5 는 본 발명의 제 2 실시형태에 있어서의 냉각 장치의 상세도이다.

도 6 은 본 발명의 제 2 실시형태에 있어서의 냉각 장치의 구성도이다.

도 7 은 본 발명의 냉각 장치의 충돌 위치에 대해 설명한 도면이다.

도 8A, 도 8B 는 본 발명의 제 1, 제 2 실시형태에 있어서의 냉각 장치 본체 및 제 2 실시형태에 있어서의 탈수 수단의 막대 형상 냉각수 분사 노즐의 상세도이다.

도 9 는, 본 발명의 제 3 실시형태에 있어서의 압연 설비의 구성도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 조압연기 2 : 조바

3 : 테이블 롤러 4 : 연속 마무리 압연기군

4E : 최종 마무리 압연기 5 : 런아웃 테이블

6 : 냉각 장치 7 : 원관 라미너 노즐

8 : 테이블 롤러 9 : 스프레이 노즐

10 : 냉각 장치 10a : 냉각 장치 본체

10b : 냉각 장치 본체 11 : 핀치 롤

12 : 강 스트립 13 : 권취기

14 : 냉각수 노즐 헤더 15 : 원관 노즐

16 : 냉각수 공급관 17 : 근접형 냉각 장치

18 : 핀치 롤

19 : 탈수 수단으로서의 막대 형상 냉각수 분사 노즐

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 본 발명의 실시형태를 도면을 참조하여 설명한다.

도 1 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서의 열연 강 스트립의 제조 설비 를 나타내는 것이다.

조압연기 (1) 에 의해 압연된 조바 (2) 는 테이블 롤러 (3) 상에서 반송되어, 연속적으로 7 개의 연속 마무리 압연기군 (4) 에 의해 소정의 두께까지 압연되어 강 스트립 (12) 이 된 후, 최종 마무리 압연기 (4E) 후방의 강 스트립 반송로를 구성하는 런아웃 테이블 (5) 에 유도된다. 이 런아웃 테이블 (5) 은 전체 길이 약 100m 이고, 그 일부 또는 거의 대부분에 냉각 장치가 형성되어 있어, 강 스트립 (12) 이 여기에서 냉각된 후에 하류측의 권취기 (13) 에 의해 권취되어 열연 코일이 된다.

그리고, 이 실시형태에 있어서는, 런아웃 테이블 (5) 에 형성되는 강 스트립 상면 냉각용의 냉각 장치로서, 종래형의 냉각 장치 (6) 와 본 발명의 냉각 장치 (10) 가 그 순서로 배치되어 있다. 종래형의 냉각 장치 (6) 는, 런아웃 테이블 (5) 의 상면측에 소정 피치로 배치되고, 강 스트립에 대해 냉각수를 자유 낙하류로 하여 공급하는 복수의 원관 라미너 노즐 (7) 을 구비하고 있다. 또, 강 스트립 하면 냉각용의 냉각 장치로는, 강 스트립 반송용의 테이블 롤러 (8) 사이에 복수의 스프레이 노즐 (9) 이 배치되어 있다.

여기에서, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 냉각 장치 (10) 의 주변 구성은 도 2 에 나타내는 바와 같이 되어 있다. 런아웃 테이블 (5) 의 상면측에, 후술하는 냉각 장치 본체 (10a) 를 구비하고, 그 상류측에 탈수 수단으로서의 핀치 롤 (11) 을 구비하고 있다. 또한, 강 스트립 하면측의 구성은 종래형의 냉각 장치 (6) 와 동일한 것으로, 예를 들어, 강 스트립 진행 방향으로 약 400mm 피치 로, 직경 350mm 의 회전하는 강 스트립 반송용 테이블 롤러 (8) 가 배치되고, 이들 테이블 롤러 (8) 는 강 스트립 (12) 의 하면측에 위치하고 있다.

냉각 장치 본체 (10a) 의 구성은, 도 3 과 같이 되어 있다. 즉, 냉각수 노즐 헤더 (14) 에 강 스트립 폭 방향으로 소정의 피치 (예를 들어, 30mm 피치) 로 일렬로 배치된 원관 노즐 (15) 이, 강 스트립 진행 방향으로 소정의 피치 (예를 들어, 100mm 피치) 로 소정의 열 수 (예를 들어, 100 열) 형성되어 있다. 또한, 원관 노즐 (15) 은 각 열마다 1 개의 냉각수 노즐 헤더 (14) 를 경유하여 냉각수 공급관 (16) 에 접속되어 있고, 각 냉각수 공급관 (16) 은 독립적으로 온-오프 제어 가능하게 되어 있다.

원관 노즐 (15) 은, 소정의 내경 (예를 들어, 10mmφ) 을 구비한 내면이 매끄러운 직관 (直管) 노즐로, 원관 노즐 (15) 로부터 공급되는 냉각수는 막대 형상 냉각수이다. 그리고, 이 원관 노즐 (15) 은, 막대 형상 냉각수를 강 스트립 (12) 의 진행 방향 상류측을 향하여 소정의 분사 각도 θ (예를 들어, θ = 50˚) 로 분사하도록 경사져 배치되어 있다. 또, 원관 노즐 (15) 출구의 높이 위치는, 강 스트립 (12) 이 상하로 움직여도 원관 노즐 (15) 에 접촉하지 않도록 강 스트립 (12) 상면으로부터 소정의 높이 (예를 들어, 1000mm) 거리를 두도록 하고 있다.

여기에서, 본 발명에 있어서의 막대 형상 냉각수란, 원 형상 (타원이나 다각의 형상도 포함한다) 의 노즐 분출구로부터 어느 정도 가압된 상태에서 분사되는 냉각수로서, 노즐 분출구로부터의 냉각수의 분사 속도가 7m/s 이상이고, 노즐 분출 구로부터 강 스트립에 충돌할 때까지의 수류의 단면이 거의 원형으로 유지된 연속성과 직진성이 있는 수류의 냉각수를 말한다. 즉, 원관 라미너 노즐로부터의 자유 낙하류나, 스프레이와 같은 액적 상태에서 분사되는 것과는 상이하다.

한편, 탈수 수단인 핀치 롤 (11) 은, 냉각 장치 본체 (10a) 의 상류측의 테이블 롤 (8) 상에 설치되어 있고, 소정 크기 (예를 들어, 직경 250mm) 의 롤로서, 대향하는 테이블 롤과의 사이에서 강 스트립 (12) 을 협지하도록 되어 있다. 그리고, 핀치 롤 (11) 은 회전 구동되어 강 스트립 (12) 에 구름 접촉하도록 승강 가능하게 되어 있으며, 그 높이 위치의 유지를 임의로 변경할 수 있도록 되어 있다. 핀치 롤 (11) 과 테이블 롤러 (8) 의 간격 (갭) 은, 미리 강 스트립 (12) 의 판 두께보다 작게 (예를 들어, 판 두께 - 1mm) 설정해 두고, 마무리 압연기로부터 나온 강 스트립 (12) 의 선단이 핀치 롤 (11) 을 통과 후, 냉각 장치 본체 (10a) 출측에 도달한 후, 원관 노즐 (15) 로부터 냉각수의 분사를 개시하도록 되어 있다. 또, 핀치 롤 (11) 의 측부에는, 핀치 롤 (11) 을 회전 구동하기 위한 구동 모터 (도시 생략) 가 연결되어 있고, 이 구동 모터에 의해 핀치 롤 (11) 은 강 스트립 (12) 의 반송 속도와 일치하는 주속이 되도록 회전 속도가 조정되어 있다. 또한, 냉각 장치 본체 (10a) 와 핀치 롤 (11) 은, 맨 앞줄 (최상류측의 열) 에 배치된 원관 노즐로부터 분사된 냉각수가 강 스트립 (12) 에 도달하는 위치가, 핀치 롤 (11) 이 강 스트립 (12) 에 구름 접촉하는 위치보다 하류측이 되도록 조정되어 있다.

이와 같이, 이 실시형태에 있어서는, 냉각 장치 (10) 가, 막대 형상 냉각수 를 강 스트립 (12) 의 진행 방향 상류측을 향하여 분사 각도 θ 로 분사하도록 경사져 배치되어 있는 복수의 원관 노즐 (15) 과, 그 상류측에 배치되고, 롤러 테이블 (8) 사이에 강 스트립 (12) 을 협지하는 핀치 롤 (11) 을 구비하고 있으므로, 원관 노즐 (15) 로부터 강 스트립 (12) 상면에 공급된 후의 냉각수 (체류수) 가 강 스트립 (12) 의 진행 방향 상류측을 향하여 유동함과 함께, 유동한 체류수가 핀치 롤 (11) 에 의해 막히게 되므로, 냉각수에 의한 냉각 영역이 일정해진다. 그리고, 원관 노즐 (15) 로부터 막대 형상 냉각수가 분사되므로, 강 스트립 (12) 상면 체류수의 수막을 찢어 강 스트립 (12) 까지 신선한 냉각수를 도달시킬 수 있다.

또, 종래에는 강 스트립 선단부가 물결치는 형상이 되어 상하로 물결치는 바닥 부분에 선택적으로 냉각수가 체류하여 과냉각으로 되어 있던 것이, 탈수 수단에 의해 수랭 장치 외부 (상류측) 로 체류수가 흘러나오지 않게 된다.

그 결과, 원관 라미너 노즐로부터의 자유 낙하류를 사용한 종래의 냉각 장치와 같은, 강 스트립 상면에 체류수가 있는 경우와 없는 경우에서 냉각 능력에 차이가 발생한다는 문제나, 강 스트립 상에 낙하한 냉각수가 자유롭게 전후 좌우로 퍼져 냉각 영역이 변화되어, 냉각 능력이 안정되지 않는다는 문제가 해소되고, 강 스트립 형상에 상관없이 안정성이 높은 냉각 능력을 얻을 수 있다. 예를 들어, 판 두께 3mm 의 강 스트립에 대해, 냉각 속도 100℃/s 를 초과하는 급속 냉각이 가능하다.

또한, 상기에 있어서, 원관 노즐 (15) 로부터 분사되는 막대 형상 냉각수와 강 스트립 (12) 이 이루는 각도 θ 는 55˚ 이하로 하는 것이 바람직하다. 강 스트립이 정지되어 있는 경우, 각도 θ 가 60˚ 를 초과하면, 강 스트립 (12) 에 도달 후의 냉각수 (체류수) 의 강 스트립 진행 방향의 속도 성분이 작아지고, 그 상류측 열의 체류수와 간섭하여, 체류수의 흐름이 방해되어, 그것에 의해, 최하류측의 원관 노즐 (15) 로부터의 막대 형상 냉각수의 도달 위치 (충돌 위치) 보다 하류측에 체류수의 일부가 유출되어, 냉각 영역이 안정되지 않을 위험성이 있다. 또한 강 스트립의 진행에 수반하여, 그 진행 속도가 빠를수록 체류수가 하류측으로 유출되기 쉬워진다. 따라서, 확실하게, 강 스트립 (12) 에 도달 후의 냉각수가 강 스트립 진행 방향 상류측으로 흐르도록 하기 위해서 각도 θ 를 55˚ 이하로 하는 것이 바람직하고, 강 스트립의 주행 속도에 따라 30˚～55˚ 의 범위에서 조정하는 것이 더욱 바람직하다. 단, 각도 θ 를 30˚ 보다 작게 한 경우에는, 강 스트립 (12) 으로부터의 높이 위치를 소정치로 유지하고자 하면, 원관 노즐 (15) 로부터 막대 형상 냉각수의 도달 위치 (충돌 위치) 까지의 거리가 너무 떨어져, 막대 형상 냉각수가 분산되어, 냉각 특성이 저하될 위험성이 있으므로, 막대 형상 냉각수와 강 스트립 (12) 이 이루는 각도 θ 는 30˚ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

덧붙여서, 본 발명에 있어서, 냉각수 노즐로서 막대 형상 냉각수를 형성하는 원관 노즐 (15) 을 채용하고 있는 것은, 다음의 이유에 의한다. 즉, 냉각을 확실하게 실시하기 위해서는, 강 스트립까지 냉각수를 확실하게 도달시켜 충돌시킬 필요가 있다. 그러기 위해서는, 강 스트립 (12) 상면의 체류수의 수막을 찢어 강 스트립 (12) 까지 신선한 냉각수를 도달시켜야 하고, 스프레이 노즐로부터 분사 된 액적군과 같은 관통력이 약한 냉각수류가 아니라, 연통성과 직진성이 있는 높은 관통력을 가진 냉각수류이어야 한다. 또한 종래 사용되고 있는 원관 라미너 노즐에 의한 라미너류는 자유 낙하류이므로, 체류수 막이 있으면 강 스트립까지 냉각수가 도달하기 어려울 뿐아니라, 체류수가 있는 경우와 없는 경우에서 냉각 능력에 차이가 발생하는 것이나, 강 스트립 상에 낙하한 물이 전후 좌우로 퍼지므로 강 스트립 속도가 변화되었을 경우에 냉각 능력이 변화되는 등의 문제가 있다. 따라서, 본 발명에서는, 원관 노즐 (15 ; 타원이나 다각의 형상이어도 된다) 을 사용하고, 노즐 분출구로부터의 냉각수의 분사 속도가 7m/s 이상이며, 노즐 분출구로부터 강 스트립에 충돌할 때까지의 수류의 단면이 거의 원형으로 유지되는 연속성과 직진성이 있는 막대 형상 냉각수를 분사한다. 노즐 분출구로부터의 냉각수의 분사 속도가 7m/s 이상인 막대 형상 냉각수에 의하면, 냉각수를 경사시켜 분사했을 경우라도 안정적으로 강 스트립 상면의 체류수의 수막을 찢을 수 있기 때문이다. 또한, 본 발명에서는, 냉각수를 강 스트립에 대해 강 스트립의 진행 방향에 역행하여 경사 상방으로부터 냉각수를 분사하므로, 냉각수가 강 스트립에 충돌할 때의 강 스트립과 냉각수의 상대 속도는, 강 스트립의 속도에 유체가 강 스트립과 역방향으로 진행하는 속도 (유체 속도×cosθ) 가 더해져 상대 속도가 수직으로 분사 충돌시켰을 경우에 비해 크게 되지만, 막대 형상 냉각수이면, 수류가 분산되지 않고 강 스트립 상에 존재하는 체류수를 뚫고 강 스트립에 도달하여, 안정적인 냉각이 가능해진다.

또한, 원관 노즐 (15) 을 대신하여 슬릿상의 노즐을 사용하는 것도 생각할 수 있지만, 노즐이 막히지 않을 정도의 갭 (현실적으로는 3mm 이상 필요) 을 갖는 슬릿상 노즐로 했을 경우, 원관 노즐 (15) 을 폭 방향으로 간격을 두고 설치한 경우와 비교하여 노즐 단면적이 매우 커진다. 그 때문에, 체류수 막에 대한 관통력을 갖게 하기 위해서 노즐 분출구로부터의 분사 속도 7m/s 이상으로 냉각수를 분사하고자 하면, 매우 많은 수량이 필요해지고, 설비 비용이 막대해져 실현하기 곤란하다.

또한, 냉각수를 강 스트립에 대해 강 스트립의 진행 방향에 역행하여 경사 상방에서 냉각수를 분사하는 방식은, 강 스트립에 대해 수직으로 냉각수를 낙하시키는 종래의 냉각 방식보다 충돌시의 상대 속도가 크기 때문에 냉각 효율이 양호하다. 또, 강 스트립 진행 방향 후방에서 전방으로 기울여 냉각수를 분사하는 경우와 비교해도, 냉각수와 강 스트립 사이의 상대 속도가 크기 때문에 냉각 효율이 우수하다.

그리고, 막대 형상 냉각수의 두께는, 수 mm 정도, 적어도 3mm 이상으로 하는 것이 바람직하다. 3mm 미만에서는, 강 스트립 상의 체류수를 뚫고 강 스트립에 냉각수를 충돌시키는 것이 어려워지기 때문이다.

또한, 원관 노즐 (15) 의 배치에 대해서는, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 앞 열 (상류측) 의 막대 형상 냉각수 충돌 위치와 다음 열 (하류측) 의 막대 형상 냉각수의 충돌 위치가 폭 방향에 있어서 어긋나게 배치하는 것이 바람직하다. 어긋나게 하는 방법의 예로서, 예를 들어 도 8A 와 같이, 다음 열의 노즐은 폭 방향의 장착 피치는 앞 열과 동일하게 하고, 폭 방향 장착 위치를 폭 방향 노즐 장착 피치의 1/3 의 거리 어긋나게 하거나, 도 8B 와 같이, 다음 열에서는 앞 열의 서로 이웃하는 노즐의 중앙부에 설치하거나 해도 된다. 이로써, 폭 방향으로 서로 이웃하는 막대 형상 냉각수의 사이에서 냉각이 약해지는 부분에 다음 열의 막대 형상 냉각수가 충돌하여, 냉각이 보완되어 폭 방향으로 균일한 냉각이 이루어진다.

또한, 전술한 바과 같이, 이 냉각 장치 (10) 에서는, 핀치 롤 (11) 과 롤러 테이블 (8) 의 간격을 미리 강 스트립 (12) 의 판 두께보다 작게 (예를 들어, 판 두께 -1mm) 설정해 두고, 마무리 압연기로부터 나온 강 스트립 (12) 의 선단이 핀치 롤 (11) 을 통과 후, 냉각 장치 본체 (10a) 출측에 도달한 시점에서 원관 노즐 (15) 로부터 냉각수의 분사를 개시하도록 하고 있는데, 판 두께가 두꺼운 (예를 들어 판 두께 2mm 이상) 강 스트립에서는, 미리 냉각수를 분사한 시점에서 강 스트립 선단을 통과시켜도 된다. 이렇게 하면, 강 스트립 (12) 의 선단으로부터 소정의 냉각이 가능해진다. 또, 강 스트립 (12) 의 판 두께가 얇고, 냉각수의 영향으로 강 스트립 (12) 의 통판이 불안정해지는 경우에는, 강 스트립 (12) 선단의 통과를 방해하지 않을 정도의 분사 압력으로 냉각수를 분사해 두고, 강 스트립 선단이 핀치 롤 (11) 에 물려 들어간 후, 소정의 분사 압력으로 변경하는 것도 가능하다. 단, 핀치 롤 (11) 에 의해, 마무리 압연기 (4) 로부터 핀치 롤 (11) 의 사이에서 발생한 강 스트립 (12) 의 상하 움직임은 억제되어 있으므로, 냉각 장치 본체 (10a) 를 통과하는 강 스트립 선단부의 통판은 핀치 롤 (11) 이 없는 경우와 비교하여 비교적 안정적으로 되어 있어, 강 스트립 (12) 의 선단이 냉각 장치 본체 (10a) 출측에 도달하기 전부터 냉각수를 분사 개시해도 지장이 적다. 따라서, 판 두께, 반송 속도, 강 스트립 온도 등에 따라, 통판을 방해하지 않는 타이밍에서 냉각수의 분사를 개시하도록 조정하는 것이 바람직하다. 그리고, 강 스트립 (12) 의 선단이 권취기 (13) 에 감겨 장력이 가해지면, 강 스트립 (12) 의 판 두께 이상의 갭이 되도록 핀치 롤 (11) 을 회전시킨 채로 약간 (예를 들어, 판 두께 ＋1mm 까지) 상승시킨다. 이 상태에서도 강 스트립 (12) 상의 냉각수는, 핀치 롤 (11) 의 상류측으로 빠져나가는 경우는 거의 없어, 핀치 롤 (11) 에 의해 양호한 탈수가 실현된다. 덧붙여서, 핀치 롤 (11) 을 약간 상승시키는 것은, 핀치 롤 회전 속도와 강 스트립 진행 속도의 미묘한 불일치에 의해 강 스트립에 흠집이나 느슨함이 발생하는 것을 방지하기 위함이다.

그리고, 강 스트립 (12) 의 진행 속도나 온도 등에 기초하여, 냉각수의 분사가 이하와 같이 조정된다. 먼저, 강 스트립 (12) 의 진행 속도, 강 스트립 (12) 의 온도 계측치, 목표의 냉각 정지 온도까지의 냉각 온도량에 기초하여 냉각 존의 길이, 즉 막대 형상 냉각수를 분사하는 원관 노즐 (15) 의 열 수를 구한다. 그리고, 구한 원관 노즐 (15) 의 열 수만큼 핀치 롤 (11) 에 가까운 쪽부터 우선적으로 분사하도록 설정한다. 그 이후에는, 냉각 후의 강 스트립 (12) 의 온도 실적치를 보아, 강 스트립 (12) 의 진행 속도의 변경 (가속?감속) 을 감안하면서, 분사하는 원관 노즐 (15) 의 열 수를 변경한다. 또한, 이 냉각 존 길이의 변경은, 핀치 롤 (11) 측의 노즐 열은 항상 분사하고, 하류측의 노즐 열을 순차적으로 온-오프하여 분사하는 열 수를 변경함으로써 실시하는 것이 바람직하다.

또한, 이 핀치 롤 (11) 의 주된 역할은, 냉각 장치 본체 (10a) 로부터의 냉 각수를 막음으로써 냉각수에 의한 냉각 영역이 일정해지는 것이다. 따라서, 후에 본 발명의 제 2 실시형태에서 설명하지만, 탈수 수단은 상기와 같은 핀치 롤 (11) 에 한정되는 것이 아니고, 원관 노즐 (15) 로부터 분사된 강 스트립 상면의 냉각수를 탈수할 수 있는 것이면, 여러 가지 형태의 것을 사용하는 것이 가능하다.

이하에, 본 발명의 제 2 실시형태로서, 제 1 실시형태에 있어서의 핀치 롤 (11) 을 대신하여, 탈수 수단으로서 탈수용 유체를 분사하는 노즐, 특히 막대 형상 냉각수 분사 노즐을 설치했을 경우에 대해 설명한다. 이 탈수 수단으로서의 막대 형상 냉각수는 냉각을 목적으로 하는 것은 아니지만, 제 1 실시형태에 있어서의 원관 노즐 (15) 로부터의 막대 형상 냉각수와 동일하게, 냉각수를 사용하고, 가압 상태에서 분사되어, 노즐 분출구로부터 강 스트립에 충돌할 때까지의 수류의 단면이 대략 원형으로 유지된 연속성과 직진성이 있는 수류를 사용하므로, 여기에서는 막대 형상 냉각수라고 부르기로 한다.

제 2 실시형태에 있어서의 열연 강 스트립의 제조 설비의 구성은 도 1 에 나타낸 제 1 실시형태에 있어서의 열연 강 스트립의 제조 설비와 거의 동일한 구성이지만, 제 2 실시형태에 있어서의 냉각 장치 (10) 의 주변 구성은 도 4 에 나타내는 바와 같이 되어 있다. 즉, 런아웃 테이블 (5) 의 상면측에 후술하는 냉각 장치 본체 (10b) 를 구비하고, 그 하류측에 탈수 수단으로서의 막대 형상 냉각수 분사 노즐 (19) 을 구비하고 있다. 또한, 강 스트립 하면측의 구성은 제 1 실시형태와 동일하다.

그리고, 냉각 장치 본체 (10b) 의 구성은, 도 6 과 같이 되어 있다. 제 1 실시형태의 냉각 장치 본체 (10a) 와 동일하게, 냉각수 노즐 헤더 (14) 에 강 스트립 폭 방향으로 소정의 피치 (예를 들어, 60mm 피치) 로 배치된 원관 노즐 (15) 이, 강 스트립 진행 방향으로 소정의 피치 (예를 들어, 100mm 피치) 로 소정의 열 수 (예를 들어, 100 열) 형성되어 있고, 원관 노즐 (15) 은, 막대 형상 냉각수를 강 스트립 (12) 의 진행 방향을 향하여 소정의 분사 각도 θ (예를 들어, θ = 50˚) 로 분사하도록 경사져 배치되어 있다. 단, 제 1 실시형태의 냉각 장치 본체 (10a) 에서는, 원관 노즐 1 열마다 1 개의 냉각수 노즐 헤더 (14) 를 경유하여 냉각수 공급관 (16) 에 접속되고 또한 각 냉각수 공급관 (16) 은 독립적으로 온-오프 제어 가능하게 되어 있지만, 제 2 형태의 냉각 장치 본체 (10b) 에서는 원관 노즐 2 열 마다 1 개의 냉각수 노즐 헤더 (14) 를 경유하여 냉각수 공급관 (16) 에 접속되어 있고, 이것을 제어 단위로 하여, 각 냉각수 공급관 (16) 은 독립적으로 온-오프 제어 가능하게 되어 있다. 원관 노즐 (15) 의 구경 (口徑) 이나 분사 각도, 노즐 높이 등의 사고에 대해서는 제 1 실시형태와 동일하다.

또한, 냉각 장치 본체 (10b) 의 구성에 대한 것이지만, 이 냉각 장치 본체 (10b) 에서는 원관 노즐 2 열을 제어 단위로 하여 온-오프 제어를 하고 있다. 이 온-오프 제어를 실시하는 목적은 냉각 종료시의 온도 조정에 있지만, 원관 노즐 1 열의 온에 대해 몇 도 차갑게 하고 또한 냉각 종료 온도의 허용 정밀도를 어떻게 설정할지에 의해 온-오프 제어를 실시하는 제어 단위 (노즐 열 수) 가 결정된다. 상기와 같은 구성인 경우, 원관 노즐 1 열 당 1～3℃ 정도 냉각하는 능력이 있지만, 예를 들어 ±5℃ 의 온도 정밀도를 목표로 하는 경우 5～10℃ 정도의 분해능으 로 온-오프할 수 있으면, 허용되는 온도 범위에 들어갈 수 있다. 그 때문에, 이 실시형태에서는 1 회의 온-오프로 5℃ 조정된다고 하면, 1 개의 냉각수 공급관 (16) 의 온-오프로 원관 노즐 2 열을 온-오프할 수 있으면 충분한 정밀도로 온도 조정이 가능하다. 또, 이와 같이 원관 노즐 복수열을 제어 단위로 하여 온-오프 제어를 실시하면, 온-오프 제어를 실시하기 위해서 필요한 기기인 차단 밸브의 개수도 감소하고, 배관의 갯수도 줄일 수 있기 때문에 저렴하게 설비 제작이 가능해진다.

덧붙여서, 이 실시형태에서는, 원관 노즐 2 열을 제어 단위로 한 온-오프 제어 가능한 기구에 대해 설명했지만, 필요한 온도 정밀도를 유지할 수 있는 범위에서, 더욱 많은 열 수를 제어 단위로 해도 상관없다. 또, 길이 방향 (강 스트립 진행 방향) 에 대해, 장소에 따라 1 개의 온-오프 기구에서의 제어 단위 (원관 노즐의 열 수) 를 바꾸어도 상관없다.

한편, 탈수 수단인 막대 형상 냉각수 분사 노즐 (19) 은, 소정의 노즐 직경 (예를 들어, 내경 5mm), 노즐 피치 (예를 들어, 40mm) 로, 냉각 장치 본체 (10b) 의 상류측에 배치되어 있고, 냉각 장치 본체 (10b) 측 (하류측) 을 향하여 경사진 막대 형상 냉각수를 분사한다. 막대 형상 냉각수 분사 노즐 (19) 로부터 분사되는 막대 형상 냉각수와 강 스트립 (12) 이 이루는 각도 η 은, 전술한 냉각 장치 본체 (10a ; 10b) 로부터의 막대 형상 냉각수의 분사 각도 θ 와 가까운 사고 방식을 적용 가능하여, 60˚ 이하로 하는 것이 바람직하다. 분사 각도 η 이 60˚ 를 초과하면, 강 스트립 (12) 에 도달 후의 냉각수 (체류수) 의 강 스트립 진행 방 향의 속도 성분이 작아져, 그 하류측에 있는 냉각 장치 본체 (10b) 로부터 분사되는 막대 형상 냉각수와 간섭하여 체류수의 흐름이 방해되고, 그것에 의해 막대 형상 냉각수 분사 노즐 (19) 로부터의 막대 형상 냉각수의 상류측에 체류수의 일부가 유출되어, 냉각 영역이 안정되지 않을 위험성이 있기 때문이다. 또한, 막대 형상 냉각수 분사 노즐 (19) 은 강 스트립 진행 방향 하류측을 향해 분사되고 있는데, 원래 체류수는 강 스트립과 체류수 사이에 발생하는 전단력 때문에 강 스트립 진행 방향으로 새기 쉬운 경향이 있다. 그 때문에, 원래 체류수가 강 스트립 상류측으로는 잘 새지 않기 때문에, 진행 방향 하류측에 설치되어 있는 냉각 장치 본체 (10b) 로부터의 막대 형상 냉각수의 분사 각도 θ 보다 5˚ 이내에서 크게 해도 상관없다.

또, 막대 형상 냉각수 분사 노즐 (19) 로부터 분사되는 막대 형상 냉각수는, 냉각 장치 본체 (10b) 로부터의 막대 형상 냉각수를 막아, 상류측으로 흘러나오지 않을 정도의 힘이 필요해진다. 그 때문에, 냉각 장치 본체 (10b) 의 원관 노즐 (15) 의 사용 열 수가 많은 경우에는, 막대 형상 냉각수 분사 노즐 (19) 로부터의 유량, 유속, 수압을 늘려 탈수 능력을 안정화시키는 것이 바람직하다. 혹은, 도 5 와 같이, 탈수 수단인 막대 형상 냉각수 분사 노즐 (19) 을 강 스트립 진행 방향으로 복수열 (예를 들어, 5 열) 설치하고, 냉각 장치 본체 (10b) 의 원관 노즐 (15) 의 사용 열 수에 따라서 막대 형상 냉각수 분사 노즐 (19) 의 사용 열 수를 변화시켜도 상관없다.

단, 막대 형상 냉각수 분사 노즐 (19) 은, 폭 방향으로 복수 나열하여 설치 하는 점에서, 분사된 막대 형상 냉각수 사이에서 폭 방향으로 간극이 발생하고, 이 간극으로부터 체류수가 새어 나올 위험성이 있다. 따라서, 막대 형상 냉각수 분사 노즐 (19) 을 사용한 경우에는, 도 5 와 같이 강 스트립 진행 방향으로 복수열 설치하고, 또한, 도 7, 도 8A, 도 8B 에 나타낸 냉각 장치 본체 (10a ; 10b) 의 원관 노즐 (15) 의 배치와 동일하게, 앞 열의 막대 형상 냉각수의 폭 방향 충돌 위치에 대해 다음 열의 막대 형상 냉각수의 폭 방향 충돌 위치가 어긋나도록 배치하는 것이 바람직하다. 이로써, 폭 방향으로 서로 이웃하는 막대 형상 냉각수의 사이에서 탈수 능력이 약해지는 부분에 다음 열의 막대 형상 냉각수가 충돌하여, 탈수 능력 냉각이 보완된다.

그리고, 냉각 장치 본체 (10b) 와 막대 형상 냉각수 분사 노즐 (19) 은, 냉각 장치 본체 (10b) 의 맨 앞줄 (최상류측의 열) 에 배치된 원관 노즐로부터 분사된 막대 형상 냉각수가 강 스트립 (12) 에 도달하는 위치가, 최후열 (최하류측의 열) 의 막대 형상 냉각수 분사 노즐 (19) 로부터 분사된 막대 형상 냉각수가 강 스트립 (12) 에 도달하는 위치보다 하류측 (예를 들어 100mm) 이 되도록 조정되어 있다.

그 결과, 제 2 실시형태에 있어서도, 제 1 실시형태와 동일하게, 원관 라미너 노즐로부터의 자유 낙하류를 사용한 종래의 냉각 장치에서와 같은, 강 스트립 상면에 체류수가 있는 경우와 없는 경우에서 냉각 능력에 차이가 발생한다는 문제나, 강 스트립 상에 낙하한 냉각수가 자유롭게 전후 좌우로 퍼져 냉각 영역이 변화되어, 냉각 능력이 안정되지 않는다는 문제가 해소되어, 안정성이 높은 냉각 능력 을 얻을 수 있다. 예를 들어, 판 두께 3mm 의 강 스트립에 대해, 냉각 속도 100℃/s 를 초과하는 급속 냉각이 가능하다.

또, 강 스트립 (12) 의 판 두께가 얇고, 냉각수의 영향으로 강 스트립 (12) 의 통판이 불안정해지는 경우에는, 강 스트립 (12) 선단의 통과를 방해하지 않을 정도의 분사 압력으로 냉각수를 분사해 두고, 강 스트립 선단이 물려 들어간 후, 소정의 분사 압력으로 변경하는 것도 가능하다. 또, 판 두께가 두꺼운 (예를 들어 판 두께 2mm 이상) 강 스트립에서는, 미리 냉각수를 분사한 시점에서 강 스트립 선단을 통과시켜도 된다. 이렇게 하면, 강 스트립 (12) 의 선단으로부터 소정의 냉각이 가능해진다.

여기에서, 제 2 실시형태에서는, 탈수 수단인 탈수용 유체를 분사하는 노즐로서 막대 형상 냉각수를 분사하는 노즐을 사용한 예를 설명하였다. 탈수 수단으로는, 냉각 장치 본체 (10b) 로부터의 막대 형상 냉각수를 계속 억제하는 관점에서 운동량이 많은 막대 형상 냉각수를 분사하는 노즐이 바람직하지만, 반드시 막대 형상 냉각수를 분사하는 노즐일 필요는 없고, 판상의 슬릿류를 분사하는 노즐을 채용해도 상관없다. 또, 노즐 분출구로부터의 냉각수의 분사 속도가 7m/s 미만이거나 냉각수가 연속성을 가지지 않고 어느 정도 액적 상태가 되어 있어도 상관없다. 이 이유는, 제 1 실시형태에 있어서 설명한 바와 같이, 탈수 수단으로서 사용하는 경우에는, 냉각 장치 본체 (10b) 로부터 분사된 냉각수를 밀어 되돌리는 운동량이 있으면 되고, 체류수의 수막을 뚫고 강 스트립 (12) 까지 신선한 냉각수를 도달시킬 필요가 없기 때문이다.

또한, 이상의 제 1 및 제 2 실시형태에서는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 런아웃 테이블 (5) 에, 종래형의 냉각 장치 (6) 와 본 발명의 냉각 장치 (10) 를 그 순서로 배치한 예에 대해 설명하였다. 이 제 1 및 제 2 실시형태에 의하면, 종래형의 냉각 장치 (6) 에 의해 강 스트립을 어느 정도 냉각시킨 후에 본 발명의 냉각 장치 (10) 에 의해 균일하고 안정적인 냉각을 실시할 수 있으므로, 특히 강 스트립의 전체 길이에 걸쳐 냉각 정지 온도를 균일하게 할 수 있다. 또, 기존의 열간 압연 라인을 개조하는 경우에는, 종래형의 냉각 장치 (6) 의 하류측에 본 발명의 냉각 장치 (10) 를 증설하는 것만이어도 되고, 비용적으로도 유리하다. 그러나, 본 발명은 이 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 예를 들어, 종래형의 냉각 장치 (6) 와 본 발명의 냉각 장치 (10) 가 이 역순이어도 되고, 또, 본 발명의 냉각 장치 (10) 만을 구비해도 된다.

또한, 본 발명은, 도 9 에 나타내는 바와 같은 실시형태 (제 3 실시형태) 로 해도 된다. 이 실시형태는, 전술한 제 1 및 제 2 실시형태에 있어서, 추가로 최종 마무리 압연기 (4E) 와 냉각 장치 (6) 사이에, 예를 들어 특허 문헌 3 에 기재되어 있는 강 스트립에 근접시키는 강 (强) 냉각이 가능한 냉각 장치 (17) 와 핀치 롤 (18) 을 증설한 것으로, 마무리 압연 직후와 권취 직전의 2 단의 냉각이 필요해지는 2 상 (相) 강의 제조에 적절한 설비로 되어 있다. 또한, 필요에 따라, 2 개의 냉각 장치 사이에 있는 종래형의 냉각 장치 (6) 를 사용하여 분사시켜 냉각을 실시하는 것도 가능하다. 또, 경우에 따라서는, 종래형의 냉각 장치 (6) 는 구비하고 있지 않아도 된다.

이 실시형태에 있어서도, 제 1, 제 2 실시형태와 동일하게, 강 스트립 (12) 의 선단으로부터 말단까지 균일하게 2 단 냉각을 실시할 수 있어, 강 스트립 (12) 의 품질이 안정된다. 또, 그것에 수반하여, 강 스트립의 잘라 버리는 부분이 적게 되어 수율이 높아진다.

실시예 1

(본 발명예 1)

본 발명예 1 로서, 제 1 실시형태에 기초하여 본 발명을 실시하였다. 즉, 도 1 에서 나타내는 설비 구성으로 하고, 냉각 장치 본체 (10a) 로는, 도 3 과 같이, 원관 노즐 1 열을 제어 단위로 하여 막대 형상 냉각수의 온-오프 제어를 가능하게 하고, 도 8B 와 같이, 앞 열의 폭 방향 장착 위치에 대해, 다음 열의 폭 방향 장착 위치를 노즐 폭 방향 장착 피치의 1/2 의 거리만큼 어긋나게 하여 배치하였다. 또, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 냉각 장치 본체 (10a) 의 상류측에 핀치 롤 (11) 을 설치하였다.

그리고, 마무리 판 두께 2.8mm 의 강 스트립으로 하고, 마무리 압연기 4 출구에서의 강 스트립 속도는 강 스트립 선단부에서 700mpm, 강 스트립 선단이 권취기 (13) 에 도달한 이후에는 순차 속도를 올려 최고 1000mpm (16.7m/s) 까지 증속하였다. 마무리 압연기 4 출구에서의 강 스트립의 온도는 850℃ 이고, 종래의 냉각 장치 (6) 를 사용하여 대략 650℃ 까지 냉각시키고, 이후 목표 권취 온도인 400℃ 까지는 본 발명의 냉각 장치 (10) 를 사용하여 냉각하였다. 권취 온도의 허용 온도 편차는 ±20℃ 로 하였다.

그 때, 원관 노즐 (15) 의 분사 각도 θ 는 50˚ 로 되어 있고, 원관 노즐 (15) 로부터 분사 속도 30m/s 로 막대 형상 냉각수를 분사하였다. 핀치 롤 (11) 과 테이블 롤러 (8) 의 간격은, 미리 판 두께 - 1mm (즉 1.8mm) 로 설정하였다.

그리고, 미리 소정의 조건에서 막대 형상 냉각수를 분사한 상태에서 강 스트립 선단을 통과시키고, 강 스트립 선단이 권취기 (13) 에 권취되어 장력이 가해진 결과, 핀치 롤 (11) 을 2mm 상승시켰다. 또한, 이 상태에서도 강 스트립 상의 냉각수는, 핀치 롤 (11) 의 상류측으로 빠져나가는 경우는 거의 없고, 핀치 롤 (11) 에 의해 양호한 탈수가 실현되었다. 또, 강 스트립에 흠집이나 느슨함이 발생하지도 않았다.

그리고, 강 스트립의 진행 속도, 강 스트립의 온도 계측치, 목표의 냉각 정지 온도까지의 냉각 온도량에 기초하여, 막대 형상 냉각수를 분사하는 원관 노즐 (15) 의 열 수를 구하고, 구한 원관 노즐 (15) 의 열 수만큼 핀치 롤 (11) 에 가까운 쪽부터 우선적으로 분사하도록 설정하였다. 그 이후에는, 강 스트립 (12) 의 진행 속도의 증가에 따라, 막대 형상 냉각수를 분사하는 원관 노즐 (15) 의 열을 하류측으로 늘려 갔다.

그 결과, 본 발명예 1 에 있어서는, 권취기 (13) 에 있어서의 강 스트립 온도가 400℃±10℃ 이내가 되어, 목표의 온도 편차 내에서 강 스트립의 선단에서 말단까지 매우 균일한 냉각을 실현할 수 있었다.

(본 발명예 2)

본 발명예 2 로서, 제 2 실시형태에 기초하여 본 발명을 실시하였다. 즉, 전술한 바와 같이, 도 1 에 나타내는 설비 구성과 거의 동일한 설비 구성으로 하고, 냉각 장치 본체 (10b) 로는, 도 6 과 같이, 원관 노즐 2 열을 제어 단위로 하여 막대 형상 냉각수의 온-오프 제어를 가능하게 하고, 도 8B 와 같이, 앞 열의 폭 방향 장착 위치에 대해, 다음 열의 폭 방향 장착 위치를 노즐 폭 방향 장착 피치의 1/2 의 거리만큼 어긋하게 하여 배치하였다. 또, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 냉각 장치 본체 (10b) 의 상류측에 탈수용 유체를 분사하는 노즐로서의 막대 형상 냉각수 분사 노즐 (19) 을 복수열 설치하였다.

그리고, 마무리 판 두께 2.8mm 의 강 스트립으로 하고, 마무리 압연기 4 출구에서의 강 스트립 속도는 강 스트립 선단부에서 700mpm, 강 스트립 선단이 권취기 (13) 에 도달한 이후에는 순차적으로 속도를 올려 최고 1000mpm (16.7m/s) 까지 증속하였다. 마무리 압연기 4 출구에서의 강 스트립의 온도는 850℃ 이고, 종래의 냉각 장치 (6) 를 사용하여 대략 650℃ 까지 냉각시키고, 이후 목표 권취 온도인 400℃ 까지는 본 발명의 냉각 장치 (10) 를 사용하여 냉각하였다. 권취 온도의 허용 온도 편차는 ±20℃ 로 하였다.

그 때, 냉각 장치 본체 (10b) 의 원관 노즐 (15) 의 분사 각도 θ 는 50˚ 로 되어 있고, 원관 노즐 (15) 로부터 분사 속도 35m/s 로 막대 형상 냉각수를 분사하였다.

한편, 탈수 수단인 막대 형상 냉각수 분사 노즐 (19) 의 분사 각도 η 는 50˚ 로 하여, 냉각 장치 본체 (10b) 의 원관 노즐 (15) 과 동일한 각도로 하였다.

그리고, 강 스트립의 진행 속도, 강 스트립의 온도 계측치, 목표의 냉각 정지 온도까지의 냉각 온도량에 기초하여, 냉각 장치 본체 (10b) 에 있어서 막대 형상 냉각수를 분사하는 원관 노즐 (15) 의 열 수를 구하고, 구한 원관 노즐 (15) 의 열 수만큼 맨앞줄 (최상류측의 열) 로부터 우선적으로 분사하도록 설정하였다. 그 이후에는, 강 스트립 (12) 의 진행 속도의 증가에 따라, 냉각 장치 본체 (10b) 에 있어서 막대 형상 냉각수를 분사하는 원관 노즐 (15) 의 열을 하류측으로 늘려 갔다. 또, 막대 형상 냉각수 분사 노즐 (19) 은 최후열 (최하류측의 열) 로부터 우선적으로 분사하도록 설정하고, 냉각 장치 본체 (10b) 에 있어서의 원관 노즐 (15) 의 사용 열 수의 변화에 따라, 막대 형상 냉각수 분사 노즐 (19) 의 수량을 증가시켜, 그 과정에서 막대 형상 냉각수 분사 노즐 (19) 의 유량이 설비 상한이 된 상태에서, 순차적으로 분사하는 막대 형상 냉각수 분사 노즐 (19) 의 열을 상류측으로 증가시켰다.

그 때에, 미리 소정의 조건으로 막대 형상 냉각수를 분사한 상태에서 강 스트립 선단을 통과시켰지만, 강 스트립 상의 냉각수는 막대 형상 냉각수 분사 노즐 (19) 로부터의 막대 형상 냉각수의 상류측으로 빠져나가는 경우는 거의 없고, 막대 형상 냉각수 분사 노즐 (19) 에 의해 양호한 탈수가 실현되었다.

그 결과, 본 발명예 2 에 있어서는, 권취기 (13) 에 있어서의 강 스트립 온도가 400℃±18℃ 이내가 되어, 목표의 온도 편차 내에서 강 스트립의 선단에서 말단까지 매우 균일한 냉각을 실현할 수 있었다.

(비교예)

이것에 대해, 비교예로서 도 1 에서 나타내는 설비 중 본 발명의 냉각 장치 (10) 는 사용하지 않고, 강 스트립의 냉각을 실시하였다. 그 때에, 종래의 냉각 장치 (6) 만을 사용하여 목표 권취 온도인 400℃ 까지 냉각하였다. 권취 온도의 허용 온도 편차는 ±20℃ 로 하였다. 또한, 그 이외의 조건은, 전술한 본 발명예 1 과 동일하다.

그 결과, 비교예에 있어서는, 강 스트립 길이 방향으로는 냉각 온도의 헌팅이 관찰되었다. 이것은, 체류수가 강 스트립의 아래 휘어진 부분에 체류하고, 그것에 의해 길이 방향으로 온도의 불균일이 발생한 것으로 추정된다. 그 때문에, 권취기 (13) 에 있어서의 강 스트립 온도가 목표로 하는 온도 편차 (±20℃) 에 대해 300℃～420℃ 로 크게 편차가 발생하고, 그것에 따라, 강 스트립 내의 강도의 편차가 컸다.

Claims (11)

1. 런아웃 테이블 상에서 반송되는 마무리 압연 후의 열연 강 스트립을 냉각하는 열연 강 스트립의 냉각 장치로서,

   강 스트립의 상면측에, 분사 각도가 강 스트립의 진행 방향 상류측을 향하여 경사지도록 막대 형상 냉각수를 분사하는 냉각 노즐을 복수 배치함과 함께,

   상기 상류측에, 상기 냉각 노즐로부터 분사된 강 스트립 상면의 냉각수의 탈수를 실시하는 탈수 수단을 배치하고,

   상기 탈수 수단으로 핀치 롤을 사용하고, 상기 핀치 롤은 미리 강 스트립의 판 두께 이하의 갭 설정이 이루어지고, 강 스트립 선단이 핀치된 후에 냉각수를 분사 개시함과 함께,

   강 스트립 선단이 코일러에 물려 들어감과 동시에 핀치 롤을 회전시킨 채로 약간 상승시키는 것을 특징으로 하는 열연 강 스트립의 냉각 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 냉각 노즐은, 강 스트립 폭 방향으로 복수개 배치됨과 함께, 강 스트립 진행 방향으로 복수열 배치되고,

   또한, 각 열에 배치되는 냉각 노즐의 폭 방향 위치는, 상기 상류측의 열에 있어서의 폭 방향 위치와 하류측의 열에 있어서의 폭 방향 위치를 어긋나게 하여 배치되는 것을 특징으로 하는 열연 강 스트립의 냉각 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 냉각 노즐에 의해 분사되는 막대 형상 냉각수와 강 스트립이 이루는 각도가 55˚ 이하인 것을 특징으로 하는 열연 강 스트립의 냉각 장치.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 냉각 노즐 열은, 1 열 이상을 제어 단위로 하여 각각 독립적으로, 냉각수의 온-오프 제어가 가능한 것을 특징으로 하는 열연 강 스트립의 냉각 장치.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 탈수 수단은, 강 스트립에 구름 접촉하도록 승강 가능한 회전 구동되는 핀치 롤인 것을 특징으로 하는 열연 강 스트립의 냉각 장치.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 탈수 수단은, 분사 각도가 강 스트립의 진행 방향 하류측을 향하여 경사지도록 슬릿상 또는 원형상의 노즐 분사구로부터 탈수용 유체를 분사하는 1 열 이상의 노즐인 것을 특징으로 하는 열연 강 스트립의 냉각 장치.
7. 런아웃 테이블 상에서 반송되는 마무리 압연 후의 열연 강 스트립의 냉각 방법으로서,

   강 스트립의 상면측에, 강 스트립의 진행 방향 상류측을 향하여 경사시켜 막대 형상 냉각수를 분사함과 함께,

   상기 상류측에 형성된 탈수 수단에 의해 냉각수의 탈수를 실시하고,

   상기 탈수 수단으로 핀치 롤을 사용하고, 상기 핀치 롤은 미리 강 스트립의 판 두께 이하의 갭 설정이 이루어지고, 강 스트립 선단이 핀치된 후에 냉각수를 분사 개시함과 함께,

   강 스트립 선단이 코일러에 물려 들어감과 동시에 핀치 롤을 회전시킨 채로 약간 상승시키는 것을 특징으로 하는 열연 강 스트립의 냉각 방법.
8. 제 7 항에 있어서,

   막대 형상 냉각수를 분사하는 강 스트립 진행 방향의 노즐열 수를 제어함으로써 냉각 존 길이를 변경하여 냉각 능력을 제어하는 것을 특징으로 하는 열연 강 스트립의 냉각 방법.
9. 삭제
10. 제 8 항에 있어서,

    상기 탈수 수단에 강 스트립의 진행 방향 하류측을 향하여 경사진 슬릿상 또는 원형상의 노즐 분사구로부터 탈수용 유체를 분사하는 노즐을 사용하고, 상기 강 스트립 진행 방향 상류측을 향하여 경사져 분사되는 막대 형상 냉각수의 분사 노즐의 열 수에 따라, 상기 탈수용 유체를 분사하는 노즐에 있어서의 수량, 수압, 분사 노즐의 열 수 중 어느 하나 이상을 변경하는 것을 특징으로 하는 열연 강 스트립의 냉각 방법.
11. 제 8 항에 있어서,

    상기 강 스트립의 진행 방향 상류측을 향하여 경사시켜 막대 형상 냉각수를 분사하는 강 스트립 진행 방향의 노즐 열 수의 제어는, 상기 탈수 수단측의 노즐 열을 우선적으로 분사하고, 하류측의 노즐 열을 순차적으로 온-오프함으로써 냉각 존 길이를 변경하는 것을 특징으로 하는 열연 강 스트립의 냉각 방법.

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