KR101444564B1 - 열연의 냉각 장치 및 냉각 방법 - Google Patents

Abstract

이 열연의 냉각 장치는, 연속 열간 압연의 마무리 압연기의 하류측에 배치되며, 상기 마무리 압연기에 의해 압연된 강판을 반송하면서 냉각하는 열연의 냉각 장치이며, 상기 마무리 압연기의 최종 스탠드로부터 송출된 상기 강판의, 상기 최종 스탠드의 위치로부터 상기 강판의 표면 온도가 850℃ 이하로 되는 위치에 걸친 사이에 대하여, 3.9㎫ 이상의 장력을 가하면서 상기 강판을 끼움 지지하는 제1 핀치롤을 구비한다.

Description

열연의 냉각 장치 및 냉각 방법{COOLING APPARATUS AND COOLING METHOD FOR HOT ROLLING}

본 발명은, 강판의 연속 열간 압연 시의 마무리 압연 후에, 런아웃 테이블 상에서 상기 강판을 냉각하기 위한, 열연의 냉각 장치 및 냉각 방법에 관한 것이다.

가열로로부터 배출된 강재는, 조압연기를 거쳐서 마무리 압연기로 보내어진다. 도 6은 마무리 압연기(102) 이후의, 열간 압연 공정을 행하는 열연 설비의 레이아웃의 일례를 도시하는 사시도이다. 이 도 6에 도시한 바와 같이, 복수의 스탠드(F1a 내지 F7a)로 이루어지는 마무리 압연기(102)로 강재를 연속 압연한다. 그리고, 최종 스탠드(F7a)를 거쳐서 원하는 판 두께로 열간 압연된 강판(103)을, 복수의 반송 롤(104a)로 이루어지는 런아웃 테이블(104)로 반송한다.

런아웃 테이블(104)은, 마무리 압연기(102)의 하류측에 배치된 냉각 장치(105) 내에 설치되어 있다. 그리고, 이 런아웃 테이블(104)의 상방에 설치된 복수의 냉각기(106)로부터 냉각수를 강판(103)의 상면에 살포함으로써, 강판(103)을 냉각한다. 냉각 후의 강판(103)은, 코일러 직전 핀치롤(107)을 통하여, 이 코일러(108)에 권취된다. 코일러 직전 핀치롤(107)은, 강판(103)을 코일러(108)로 유도하는 역할과, 강판(103)의 후미 단부가 마무리 압연기(102)의 최종 스탠드(F7a)를 통과한 후의 백 텐션을 유지하는 역할을 갖는다. 또한, 도 6에서는, 마무리 압연기(102)는 7스탠드로 구성되어 있지만, 6스탠드로 구성되는 경우도 있다.

이와 같은 종래의 열연 설비에 있어서, 마무리 압연기(102)의 최종 스탠드(F7a)를 통과한 후의 고온의 강판(103)의 선단부는, 코일러 직전 핀치롤(107)에 도달하기까지의 동안, 끼움 지지되지 않은 상태로 송출된다. 강판(103)은, 그 선단부에 장력이 부여되어 있지 않은 경우, 물결 형상의 기복이 발생하는 경우가 있으며, 기복 형상 그대로 냉각 장치(105) 내를 통과한다. 설령 강판(103)에 장력이 부여되었어도, 통판(通板) 시에 강판(103)이 진동하는 경우가 있다. 강판(103)의 판 형상이 평탄하지 않은 상태, 혹은 강판(103)이 진동하고 있는 상태에서 냉각수가 살포되면, 강판(103) 상의 각 위치에 따라서 냉각수의 살포 정도에 편차가 발생하여, 온도차가 발생한다. 예를 들어 강판(103)의 판 형상에 물결 형상의 기복이 발생하고 있는 경우, 이 강판(103) 상에는, 산 형상으로 솟아오른 면이 형성되어 있게 된다. 이 솟아오른 면 중, 강판(103)의 반송 방향 상류측에 있는 부분에 대해서는 냉각수가 강하게 부딪치지만, 반송 방향 하류측에 있는 부분에 대해서는 반송 방향 상류측에 있는 부분보다도 상대적으로 냉각수의 부딪침이 약해진다. 이것은, 강판(103)이 한 방향을 향하여 계속해서 이동하고 있기 때문에다.

종래는, 이상 설명한 이유에 의해, 강판(103)의 표면을 따라서 균일하게 냉각하려고 해도 온도차가 발생해 버리기 때문에, 안정된 품질의 강판(103)을 제조하는 것이 곤란하였다.

상술한 바와 같이, 강판(103)에 장력이 가해져 있지 않은 상태에서는, 마무리 압연기(102)의 최종 스탠드(F7a)를 통과한 후의 강판(103)의 판 형상에 기복이 발생하는 경우가 있다. 강판(103)의 후미 단부는 마무리 압연기(102)의 각 스탠드(F1a 내지 F7a)를 통과하면, 끼움 지지되지 않은, 장력이 부여되지 않은 상태 그대로, 그 후의 스탠드(F2a 내지 F7a)를 통과해 간다. 이 경우도 마찬가지로, 강판(103)의 판 형상이 평탄하게 되지 않아, 큰 기복이 발생하는 경우가 있다. 또한, 설령 강판(103)에 장력이 부여되어 있었다고 해도, 통판 시에 강판(103)이 진동하는 경우가 있다. 이와 같이, 기복이 있는 상태 혹은 진동하고 있는 상태 그대로 강판(103)을 냉각하면, 강판(103)의 위치에 따라서 냉각 상태에 편차가 발생하여, 강판(103)의 품질의 편차가 더욱 확대된다.

그런데, 수냉에 의한 비등 열전달 특성을 강재 표면 온도와 냉각 능력(열전달률)의 관계로 나타내면 도 7에 도시한 바와 같은 관계로 된다. 즉, 이 도 7에 도시한 바와 같이, 강재 표면 온도가 T_CH로부터 T_M에 걸친 사이가 천이 비등 영역으로 되고, T_M을 초과하면 막 비등 영역으로 된다. 또한, 핵 비등 영역과 천이 비등 영역의 경계를 나타내는 T_CH는 400 내지 450℃ 정도이고, T_M은 550 내지 600℃ 정도이다.

천이 비등 영역에서는, 강재의 표면 온도가 약간 내려가면, 수냉에 의한 냉각 능력이 급격하게 증가된다. 따라서, 도 7에 도시한 바와 같이, 예를 들어, 강재의 어떤 위치 A점보다도 다른 위치 B점쪽이 막 비등 영역 내에 있어서 약간 표면 온도가 높은 경우, 이들 2점에 대하여 동시에 수냉을 행하면, 도 8에 도시한 바와 같이 강재 표면 온도가 변화된다. 즉, A점에서의 강재 표면 온도는 B점보다도 T_M에 가깝기 때문에, 바로 천이 비등 영역에 도달하여 급격한 온도 저하를 보인다. 한편, B점의 표면 온도는, 한참 동안, 막 비등 영역 내에 있기 때문에(T_M에 도달할 때까지의 시간이 A점의 경우보다도 걸리기 때문에) 온도 저하가 둔하여, A점보다도 지연되어 천이 비등 영역에 도달하고, 그 다음에 급격한 온도 저하를 시작한다. 따라서, 일정한 기간, A점과 B점 사이에는 큰 온도차가 발생한다.

즉, 강판(103)에 발생한 기복 등에 기인하여, 강판(103)의 표면 상의 각 위치마다 냉각수의 살포 정도에 치우침이 발생한 경우, 이것이 원인으로 되어, 강판(103)의 표면의 각 위치간에 약간의 온도차가 발생하는 경우가 있다. 그 결과, 각 위치간에서, 천이 비등 영역에 들어가는 타이밍이 약간 어긋나게 된다. 이 약간의 타이밍의 어긋남에 의해, 각 위치간에서 급격하게 온도차가 확대되므로, 균일한 재질의 강판(103)이 얻어지지 않게 된다. 따라서, 강판(103)의 품질을 안정시키기 위해서는, 천이 비등 영역에 이르기 전까지 강판(103)을, 기복이 없는 균일한 상태, 또한 강판 진동이 적은 상태로 하는 것이 중요하다.

본 출원인은, 하기의 특허 문헌 1에 있어서, 런아웃 테이블에 1세트 이상의 핀치롤을 설치한 압연 설비를 제안하고 있다.

일본 특허 출원 공개 제2001-321816호 공보

상기 특허 문헌 1에 기재된 발명에서는, 강판의 판 폭 방향의 네킹을 저감시키는 것이 과제로 되어 있고, 핀치롤의 설치는 적어도 1세트 이상이며, 이것을 강판의 온도가 650℃ 이하로 되는 위치에 배치하는 것이 개시되어 있다.

통상, 마무리 압연기를 통과한 직후의 강판의 표면 온도는 약 840℃ 이상 1000℃ 이하이고, 상기 특허 문헌 1에 개시된 650℃에 이르게 하기 위해서는, 마무리 압연기를 통과한 후에 냉각 공정을 행하기 위한 긴 거리를 필요로 한다. 그로 인해, 강판의 선단부가, 마무리 압연기의 최종 스탠드로부터 멀리 이격된 위치에 있는 핀치롤에 도달하기까지의 동안은, 강판의 선단부가 끼움 지지되지 않는다. 또한, 강판에 장력을 가하는 것에 관해서는, 상기 특허 문헌 1에는 특별히 기재되어 있지 않다. 따라서, 상기 특허 문헌 1에 개시된 기술에는, 상기와 같은 온도 편차 발생의 원인으로 되는 강판의 선단부 및 후미 단부의 기복 판 형상이나 강판의 진동을 충분히 개선하는 기술에의 언급은 없다.

본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 강판을 연속 열연할 때의 마무리 압연 후의 냉각 공정에 있어서, 강판의 선단부 및 후미 단부의 형상을 안정시키고, 또한 강판의 진동을 억제할 수 있는, 열연의 냉각 장치 및 냉각 방법의 제공을 목적으로 한다.

상기 문제를 해결하기 위해서, 본 발명은 이하의 형태를 채용하였다.

(1) 본 발명의 열연의 냉각 장치는, 연속 열간 압연의 마무리 압연기의 하류측에 배치되며, 상기 마무리 압연기에 의해 압연된 강판을 반송하면서 냉각하는 열연의 냉각 장치이며, 상기 마무리 압연기의 최종 스탠드로부터 송출된 상기 강판의, 상기 최종 스탠드의 위치로부터 상기 강판의 표면 온도가 850℃ 이하로 되는 위치에 걸친 사이에 대하여, 3.9㎫ 이상의 장력을 가하면서 상기 강판을 끼움 지지하는 제1 핀치롤을 구비한다.

상기 (1)에 기재된 열연의 냉각 장치에 따르면, 강판의, 최종 스탠드의 위치로부터 강판의 표면 온도가 850℃ 이하로 되는 위치에 걸친 범위에 대하여 3.9㎫ 이상의 장력을 부여함으로써, 압연에 기인하는 강판의 기복 형상을 작게 할 수 있다. 특히, 기복에 기인하는 냉각 불균일이 발생하기 쉬운, 강판의 선단부나 후미 단부에 대하여 장력을 부여하는 것이, 강판 전체 길이를 따른 균일한 냉각을 얻는 데 있어서 효과적이다.

(2) 상기 (1)에 기재된 열연의 냉각 장치에서는, 상기 제1 핀치롤이, 상기 강판의, 상기 표면 온도가 850℃까지 냉각된 직후의 위치에 배치되어 있어도 된다.

(3) 상기 (1)에 기재된 열연의 냉각 장치에서는, 상기 강판의, 상기 장력을 가하는 위치에 있어서의 상기 표면 온도의 하한이, 650℃를 초과해도 된다.

(4) 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 한 항에 기재된 열연의 냉각 장치에서는, 상기 강판의 표면 온도가 650℃ 내지 550℃로 되는 위치에 배치된 제2 핀치롤과, 상기 강판의 표면 온도가 450℃ 내지 350℃로 되는 위치에 배치된 제3 핀치롤을 더 구비하고, 이들 제2 핀치롤 및 제3 핀치롤이, 상기 강판의, 상기 제2 핀치롤이 배치된 위치와 상기 제3 핀치롤이 배치된 위치 사이에 대하여, 3.9㎫ 이상의 장력을 가하는 구성을 채용해도 된다.

(5) 본 발명의 열연의 냉각 방법은, 연속 열간 압연의 마무리 압연기의 하류측에서, 상기 마무리 압연기에 의해 압연된 강판을 반송하면서 냉각하는 열연의 냉각 방법이며, 상기 마무리 압연기의 최종 스탠드로부터 송출된 상기 강판의 표면 온도를 850℃ 이하로 제어하는 제1 공정과, 상기 최종 스탠드의 위치로부터 상기 강판의 표면 온도가 850℃ 이하로 되는 위치에 걸친 사이에 대하여, 3.9㎫ 이상의 장력을 가하면서 상기 강판을 끼움 지지하는 제2 공정을 구비한다.

(6) 상기 (5)에 기재된 열연의 냉각 방법에서는, 상기 제2 공정에서, 상기 강판의, 상기 표면 온도가 850℃까지 냉각된 직후의 위치에서 상기 장력을 가하도록 해도 된다.

(7) 상기 (5)에 기재된 열연의 냉각 방법에서는, 상기 제1 공정에서, 후의 상기 제2 공정에서 상기 장력을 부여하는 위치에 있어서의 상기 표면 온도의 하한을, 650℃를 초과하는 온도로 한다.

(8) 상기 (5) 내지 (7) 중 어느 한 항에 기재된 열연의 냉각 방법에서는, 상기 강판의, 상기 표면 온도가 650℃ 내지 550℃로 되는 위치와, 상기 표면 온도가 450℃ 내지 350℃로 되는 위치 사이에 대하여, 3.9㎫ 이상의 장력을 가하는 제3 공정을 더 구비해도 된다.

본 발명에 따르면, 강판의 선단부 및 후미 단부의 판 형상을 개선하고, 통판 시의 강판의 진동을 억제할 수 있다. 따라서 강판 표면을 균일하게 냉각할 수 있으므로, 안정된 품질의 강판을 제조할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 열연의 냉각 장치를 구비한 열연 설비의 개요를 도시하는 사시도이다.
도 2는 강판에 대하여 장력을 부여한 경우의 기복 비율의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 3은 냉각 장치에 구비되는 압연 형상 교정용 핀치롤의 효과를 모식적으로 설명하기 위한 도면이며, (a)가 상기 압연 형상 교정용 핀치롤을 구비하지 않은 종래의 경우를 나타내고, (b)가 상기 압연 형상 교정용 핀치롤을 구비하는 본 실시 형태의 경우를 나타낸다.
도 4는 기복의 크기와 강판 표면 온도 편차의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 열연의 냉각 장치를 구비한 열연 설비의 개요를 도시하는 사시도이다.
도 6은 종래의 열연의 냉각 장치를 구비한 열연 설비의 개요를 도시하는 사시도이다.
도 7은 강재를 수냉할 때의 냉각 특성을 나타내는 그래프이며, 횡축이 강재 표면 온도를 나타내고, 종축이 냉각 능력(보다 상세하게는 열전달률)을 나타낸다.
도 8은 도 7의 A점으로부터 냉각한 경우와, B점으로부터 냉각한 경우의 2가지에 있어서의 강재 표면 온도의 변화를 나타내는 그래프이다.

이하, 본 발명은, 연속 열간 압연의 마무리 압연기의 하류측에 배치되며, 이 마무리 압연기에 의해 압연된 강판을 반송하면서 냉각하는 열연의 냉각 장치 및 냉각 방법에 관한 것이고, 그 각 실시 형태를, 도면을 참조하면서 이하에 설명한다. 또한, 각 실시 형태의 설명에서는, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 그 중복 설명을 생략한다.

[제1 실시 형태]

가열로로부터 배출된 강재는, 조압연기에 의해 두께 40㎜ 정도로 압연된 후(이상 도시 생략), 후술하는 마무리 압연기(2)에 의해 연속 압연되어 두께 1㎜ 내지 4㎜ 정도로 된다.

도 1은 본 실시 형태에 관한 열연의 냉각 장치(5)[이하, 단순히 냉각 장치(5)라고 칭함]를 갖는 열연 설비의, 마무리 압연기(2) 이후의 장치 구성의 개요를 도시하는 사시도이다. 마무리 압연기(2)는, 복수대(예를 들어 도시한 예에서는 7대)의 스탠드(F1 내지 F7)를 구비하고, 최종 스탠드(F7)를 거친 시점에서 원하는 판 두께ㆍ판 폭을 갖는 강판(3)이 얻어지도록 열간 압연을 행한다. 마무리 압연기(2)의 최종 스탠드(F7)를 통과한 직후에 있어서의 강판(3)의 표면 온도는, 840℃ 이상 또한 1000℃ 이하이다.

최종 스탠드(F7)를 거친 후의 강판(3)은, 복수의 반송 롤(4a)로 이루어지는 런아웃 테이블(4)로 반송된다. 런아웃 테이블(4)의 바로 위에 복수대의 냉각기(6)가 배치되어 있다. 강판(3)은, 런아웃 테이블(4) 상을 반송되는 동안에, 냉각기(6)로부터 살수되는 물 등에 의해 냉각되고, 그 결과, 원하는 재질의 금속 조직이 강판(3)에 형성된다. 각 냉각기(6)는, 그 설치 위치마다 고유한 냉각 성능을 갖고 있고, 도시되지 않은 제어 장치에 의해 제어된다.

그리고, 냉각 장치(5) 내의, 상기 최종 스탠드(F7)와 후술하는 압연 형상 교정용 핀치롤(10)(제1 핀치롤) 사이의 범위는, 최종 스탠드(F7)를 거쳐서 840℃ 이상 또한 1000℃ 이하의 표면 온도의 강판(3)을, 급냉 냉각기(6a)에 의해 850℃ 이하의 온도로 급냉하는 직후 급냉대(5a)로 되어 있다. 또한, 이 직후 급냉대(5a)의 바로 위에 있는 급냉 냉각기(6a)는, 냉각기(6)의 일부이며, 그 대수는, 1대이어도 복수대이어도 된다.

냉각 장치(5)를 거쳐서 소정의 표면 온도 예를 들어 430℃로 냉각된 강판(3)은, 코일러(8)에 권취된다. 코일러(8)의 상류측이며 또한 냉각 장치(5)의 하류측에는, 상하 한 쌍의 롤로 이루어지는 코일러 직전 핀치롤(7)이 설치되어 있다. 강판(3)은, 코일러 직전 핀치롤(7)로 유도되고, 이 코일러 직전 핀치롤(7)과 코일러(8) 사이의 부분에 대하여 적당한 장력이 가해진 상태에서 권취 형상을 정렬하면서 코일러(8)에 의해 권취된다.

마무리 압연기(2)의 최종 스탠드(F7)의 하류에 있는 직후 급냉대(5a)를 거쳐서 강판(3)의 표면 온도가 850℃ 이하로 냉각된 직후의 위치에, 상하 한 쌍의 롤로 이루어지며, 강판(3)의 폭 방향의 기복도 교정할 수 있는 상기 압연 형상 교정용 핀치롤(10)이 배치되어 있다.

이 압연 형상 교정용 핀치롤(10)은, 마무리 압연기(2)의 최종 스탠드(F7)로부터 송출된 강판(3)의, 최종 스탠드(F7)의 위치로부터 강판(3)의 표면 온도가 850℃ 이하로 되는 위치에 걸친 사이의 부분(3a)에 대하여, 3.9㎫ 이상의 장력을 가하면서 강판(3)을 끼움 지지하여 회전하여, 강판(3)을 하류를 향하여 반송한다. 또한, 상기 장력을 가하는 위치에 있어서의 강판(3)의 표면 온도의 하한으로서는, 650℃를 초과하는 것이 바람직하다.

압연 형상 교정용 핀치롤(10)의 설치 위치는, 최종 스탠드(F7)에 가능한 한 가까운 위치가 바람직하지만, 강판(3)의 온도가 850℃를 초과하는 위치에서는, 압연 형상 교정용 핀치롤(10)의 끼움 지지에 의해 강판(3)의 판 두께가 변화되어 버리는 것이 우려되기 때문에, 바람직하지 않다. 따라서, 압연 형상 교정용 핀치롤(10)은, 강판 표면이 850℃ 이하로 되는 직후의 위치나, 적어도 천이 비등 영역에 들어가기 전의 650℃ 이상으로 되는 위치에 배치되는 것이 바람직하다.

또한, 압연 형상 교정용 핀치롤(10)의 핀치롤 직경이나 압하력 등은, 강판(3)의 판 두께가 변화되지 않도록 정하는 것이 바람직하다. 본 실시 형태와 같이, 마무리 압연기(2)의 하류측에 인접하여 직후 급냉대(5a)를 설치한 경우에는, 직후 급냉대(5a)의 직후에 압연 형상 교정용 핀치롤(10)을 설치하는 것이 바람직하다. 직후 급냉대(5a)를 설치함으로써, 강판(3)의 표면 온도가 850℃ 이하로 되는 위치가 마무리 압연기(2)에 가까워지므로, 압연 형상 교정용 핀치롤(10)과 마무리 압연기(2) 사이의 반송 방향을 따른 거리를 짧게 할 수 있다.

또한, 반대로, 강판의 마무리 압연 온도가 840℃도에 가까운 것만을 제조하는 경우에는, 직후 급냉대(5a)나 급냉 냉각기(6a)를 생략할 수도 있다.

강판(3)의 선단부가 마무리 압연기(2)의 최종 스탠드(F7)를 통과하여 압연 형상 교정용 핀치롤(10)의 위치에 도달하면, 강판(3)은, 압연 형상 교정용 핀치롤(10)에 의해 끼움 지지된다. 강판(3)의 후미 단부측의 부분은 마무리 압연기(2)의 각 스탠드(F1 내지 F7)에 의해 끼움 지지되어 있기 때문에, 상기 선단부와 최종 스탠드(F7) 사이에 3.9㎫ 이상의 장력이 부여되도록, 상기 선단부를 압연 형상 교정용 핀치롤(10)에 의해 끼움 지지할 수 있다. 그 결과, 강판(3)은 기복이 발생되지 않고 평탄한 판 형상을 유지하면서 반송되어 간다.

압연 형상 교정용 핀치롤(10)의 설치 위치가 적절하지 않으면, 강판(3)에 대하여 장력을 부여하는 위치도 적절하지 않게 되지만, 본 실시 형태에서는, 압연 형상 교정용 핀치롤(10)의 설치 위치를 상술한 바와 같은 적절한 위치에 설치하고 있기 때문에, 강판(3)의 선단부 및 후미 단부의 형상을 안정시키고, 또한 강판의 진동을 억제하는 것이 확실하게 가능해진다.

또한, 압연 형상 교정용 핀치롤(10)에 의해 강판(3)에 부여되는 상기 장력의 상한값으로서는, 19.6㎫로 하는 것이 바람직하다.

도 2는 강판(3)에 대하여 장력을 부여한 경우의 기복 비율의 변화를 나타내는 그래프이다. 즉, 도 2는 장력이 없을 때의 강판(3)의 기복을 1로 한 경우에 대한, 장력을 부여한 경우의 강판(3)의 기복의 비율을 나타내는 그래프이다.

또한, 도 3은 압연 형상 교정용 핀치롤(10)에 의해 부여하는 장력의 효과를 모식적으로 설명하기 위한 도면이며, (a)가 상기 압연 형상 교정용 핀치롤(10)을 구비하지 않은 종래의 경우를 나타내고, (b)가 상기 압연 형상 교정용 핀치롤(10)을 구비하는 본 실시 형태의 경우를 나타낸다. 즉, 도 3은 마무리 압연기(2)의 최종 스탠드(F7)를 통과한 후의 강판(3)에 대한 장력의 유무에 의해, 정현파 형상의 기복이 저감되는 모습의 차이를 나타낸다.

최종 스탠드(F7)에 의한 압연 전의 강판(3)의 두께를 3.3㎜로 하고, 압연 후의 두께를 3㎜로 하여 시뮬레이션 계산을 행하였다. 그 결과, 압연 후의 기복의 높이가 30㎜의 경우, 압연 형상 교정용 핀치롤(10)을 설치하여 최종 스탠드(F7)와의 사이의 부분(3a)에 3.9㎫의 장력을 가하면, 압연 후의 기복의 높이가, 도 2에 도시한 바와 같이 약 1/3로 저감되었다.

또한, 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이, 상기 장력을 해제하였을 때, 즉 압연 형상 교정용 핀치롤(10)을 통과한 후도, 강판(3)의 기복은 저감된 상태 그대로였다. 따라서, 상기 장력을 가하면, 압연 형상 교정용 핀치롤(10)을 통과한 후도, 기복이 발생되지 않고 그 상태 그대로 반송되는 것이 판명되었다. 또한, 장력을 14.7㎫로 한 경우의 기복의 저감량은, 도 2에 도시한 바와 같이 1/8 정도로 되었다. 장력이 3.9㎫ 이상의 영역에서는, 도 2에 도시한 바와 같이 기복의 저감의 정도는, 3.9㎫보다 아래의 영역보다도 작아져 있다.

이상 설명과 같이, 압연 형상 교정용 핀치롤(10)을 사용하여 강판(3)의 적절한 범위인 부분(3a)에 장력을 부여함으로써, 마무리 압연기(2)를 통과한 후의 강판(3)에 기복이 발생하였다고 해도, 그 판 형상을 평탄하게 할 수 있다.

그리고, 강판(3)이 평탄한 판 형상을 유지한 상태 그대로 냉각 장치(5) 내를 통과함으로써, 각 냉각기(6)로부터 살수된 냉각수가, 강판(3)의 표면에 균등하게 가해진다. 그 결과, 강판(3)의 표면 상의 각 위치가 균일한 냉각 조건에서 냉각되기 때문에, 각 위치의 각종 금속 조직이 안정적으로 형성된다(즉, 각 위치간에서 금속 조직에 큰 차가 발생하지 않도록 할 수 있다).

또한, 강판(3)의 기복의 크기와 온도 편차 사이에는, 도 4에 도시한 바와 같은 정비례 관계가 있고, 기복의 크기를 1/3 이하로 함으로써, 재질 균일성을 기준 내에 들어가게 할 수 있다. 즉, 상기 장력은 3.9㎫ 이상이면 충분하다. 또한, 상기 장력을 보다 높여서 4.9㎫ 이상, 또한 5.9㎫ 이상으로 함으로써 기복의 크기를 더욱 저감하면, 이것에 따라서 재질 균일성도 더욱 향상된다.

한편, 강판(3)의 후미 단부가 마무리 압연기(2)의 최초의 스탠드(F1)를 통과한 직후부터, 코일러(8)가 강판(3)에 부여하는 장력이 점감되고, 도중의 스탠드, 예를 들어 스탠드(F3)나 스탠드(F4)를 통과하면(오프로 되면), 코일러 직전 핀치롤(7)의 회전 속도가 감속되어 간다. 이에 의해, 종래는, 강판(3)의 후미 단부가 최종 스탠드(F7)를 통과하였을 때에 이 후미 단부가 끼움 지지되지 않은 상태로 되므로, 강판(3)의 선단부측에 가해지는 장력이 느슨해지고, 그 결과로서 강판(3)에 기복이 발생하는 경우가 있었다. 이에 대하여, 본 실시 형태에서는, 압연 형상 교정용 핀치롤(10)에 의해 강판(3)의 후미 단부를 끼움 지지하여, 강판(3)의, 압연 형상 교정용 핀치롤(10)의 위치보다도 하류측의 부분에 대하여, 통판 방향 상류측을 향하여 적당한 장력이 가해져 있다. 그로 인해, 선단부로부터 후미 단부까지, 강판(3)의 기복을 효과적으로 억제할 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이, 본 실시 형태에서는 상기 직후 급냉대(5a)를 구비하고 있으므로, 마무리 압연기(2)의 최종 스탠드(F7)를 거친 후의 강판(3)의 표면 온도를 신속하게 원하는 온도까지 내릴 수 있다. 그 결과, 최종 스탠드(F7)와 압연 형상 교정용 핀치롤(10) 사이의 거리를 짧게 할 수 있기 때문에, 최종 스탠드(F7)로부터 강판(3)의 후미 단부가 빠져나왔을 때에, 최종 스탠드(F7)와 압연 형상 교정용 핀치롤(10) 사이에 축적되는 탄성 에너지를 비교적 작게 할 수 있다. 그로 인해, 탄성 에너지가 해방됨으로써 상기 후미 단부에 발생하는 진동을 작게 할 수 있으므로, 강판(3)의 판 형상의 기복을 보다 적게 하는 것이 가능해진다.

계속해서, 이상 설명의 구성을 갖는 본 실시 형태의 열연의 냉각 장치(5)를 사용한, 열연의 냉각 방법에 대하여 이하에 설명한다. 이 열연의 냉각 방법에서는, 연속 열간 압연의 마무리 압연기(2)의 하류측에서, 이 마무리 압연기(2)에 의해 압연된 강판(3)을 반송하면서 냉각을 행한다.

이 열연의 냉각 방법은, 마무리 압연기(2)의 최종 스탠드(F7)로부터 송출된 강판(3)의 표면 온도를, 직후 급냉대(5a)에서 냉각함으로써 850℃ 이하로 제어하는 제1 공정과 최종 스탠드(F7)의 위치로부터 강판(3)의 표면 온도가 850℃ 이하로 되는 위치에 걸친 사이의 부분(3a)에 대하여, 압연 형상 교정용 핀치롤(10)에 의해 3.9㎫ 이상의 장력을 가하면서 강판(3)을 끼움 지지하는 제2 공정을 구비한다.

또한, 제2 공정에서는, 강판(3)의, 표면 온도가 850℃까지 냉각된 직후의 위치에서 장력을 가하도록 한다.

또한, 제1 공정에서는, 제2 공정에서 장력을 부여하는 위치에 있어서의 표면 온도의 하한을, 650℃를 초과하는 온도로 하는 것이 바람직하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 압연 형상 교정용 핀치롤(10)을 설치함으로써, 냉각 장치(5) 내를 통과하는 강판(3)의 선단부 및 후미 단부의 판 형상을, 종래의 것보다도 개선할 수 있다. 특히, 강판(3)의 냉각 상태가 천이 비등 영역에 도달하기까지의 동안에, 강판(3)의 판 형상을 평탄하게 하여 균일하게 냉각하여, 표면 상의 각 위치마다의 온도차를 저감시킬 수 있다. 그것에 의해, 강판(3)의 압연 형상 및 냉각 상태의 불량부를 종래의 것보다도 적게 하여, 강판(3)의 선단부 및 후미 단부의 양쪽의 품질을 향상시킬 수 있다.

냉각 장치(5)에 의해 소정 온도까지 냉각된 강판(3)은, 코일러(8)에 권취된다. 이렇게 해서 얻어진 열연 강판은, 자동차 등의 각종 구조 부재로서 널리 사용되거나, 또는, 다음 냉연ㆍ표면 처리 공정으로 보내어진다.

[제2 실시 형태]

도 5는 본 발명의 제2 실시 형태를 도시한다. 또한, 이하의 설명에서는, 상기 제1 실시예와의 차이점만을 설명하고, 중복되는 설명은 생략한다.

본 실시 형태에서는, 냉각 장치(5) 내에, 제1 중간 핀치롤(11)(제2 핀치롤) 및 제2 중간 핀치롤(12)(제3 핀치롤)이 설치되어 있다. 또한, 제1 중간 핀치롤(11)은, 강판(3)의 표면 온도가 650℃ 내지 550℃로 되는 위치에 배치되고, 제2 중간 핀치롤(12)은, 강판(3)의 표면 온도가 450℃ 내지 350℃로 되는 위치에 배치되어 있다. 이들 제1 중간 핀치롤(11) 및 제2 중간 핀치롤(12)은, 모두 상하 한 쌍의 롤로 이루어지고, 강판(3)의, 제1 중간 핀치롤(11)이 배치된 위치와 제2 중간 핀치롤(12)이 배치된 위치 사이의 부분(3b)에 대하여, 3.9㎫ 이상의 장력을 가하면서, 각각의 위치에 있어서 강판(3)을 끼움 지지하고 있다.

이 구성에 따르면, 강판(3)의, 표면 온도가 650℃ 내지 550℃로 되는 위치와, 표면 온도가 450℃ 내지 350℃로 되는 위치 사이의 부분(3b)에 대하여, 3.9㎫ 이상의 장력을 가하는 제3 공정을 행할 수 있다.

제1 중간 핀치롤(11)은, 강판(3)의 표면 온도가 도 7에 도시한 천이 비등 영역의 상한 온도 T_M으로 되는 위치에 배치되고, 또한 제2 중간 핀치롤(12)은, 강판(3)의 표면 온도가 도 7에 도시한 천이 비등 영역의 하한 온도 T_CH로 되는 위치에 배치되어 있다. 이들 제1 중간 핀치롤(11) 및 제2 중간 핀치롤(12)을 설치함으로써, 강판(3)의, 천이 비등 영역의 범위인 부분(3b)에 적절하게 장력을 가하면서 끼움 지지하여, 강판(3)의 판 형상을 평탄한 상태로 유지함과 동시에, 통판 시의 판 진동을 억제할 수 있다. 따라서, 압연 형상 교정용 핀치롤(10)에 더하여 제1 중간 핀치롤(11) 및 제2 중간 핀치롤(12)을 배치함으로써, 천이 비등 영역 내에 있어서도 더욱 균일한 냉각 조건에서 냉각할 수 있기 때문에, 강판(3)의 표면 상의 위치에 의한 온도차가 발생하지 않아, 더욱 고품질의 강판(3)을 얻을 수 있다.

이상, 본 발명의 적합한 실시 형태에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이러한 예에만 한정되지 않는다. 당업자이면, 특허 청구의 범위에 기재된 기술적 사상의 범주 내에 있어서, 각종 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있는 것은 명백하며, 그들에 대해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 이해된다. 예를 들어, 압연 형상 교정용 핀치롤(10)을, 강판(3)의 표면 온도가 650℃로 되는 위치에 설치함으로써, 제1 중간 핀치롤(11)의 역할을 겸하게 해도 된다. 단, 이 경우에는, 새로운 위치에 배치된 압연 형상 교정용 핀치롤(10)의 상류측 및 하류측의 양측에 있어서의 장력을 제어해야만 하여, 제어가 복잡화될 가능성이 있어, 상기 제2 실시 형태의 구성쪽이 보다 바람직하다.

본 발명은, 강판의 연속 열간 압연의 마무리 압연 후의 냉각 공정을 행하는 냉각 장치 및 냉각 방법에 적용할 수 있다.

2 : 마무리 압연기
3 : 강판
4 : 런아웃 테이블
5 : 냉각 장치
6 : 냉각기
7 : 코일러 직전 핀치롤
8 : 코일러
10 : 압연 형상 교정용 핀치롤(제1 핀치롤)
11 : 제1 중간 핀치롤(제2 핀치롤)
12 : 제2 중간 핀치롤(제3 핀치롤)

Claims (18)

1. 연속 열간 압연의 마무리 압연기의 하류측에 배치되며, 상기 마무리 압연기에 의해 압연된 강판을 반송하면서 냉각하는 열연의 냉각 장치이며,
   상기 마무리 압연기의 최종 스탠드로부터 송출된 상기 강판의, 상기 최종 스탠드의 위치로부터 상기 강판의 표면 온도가 850℃ 이하로 되는 위치에 걸친 사이에 대하여, 3.9㎫ 이상의 장력을 가하면서 상기 강판을 끼움 지지하는 제1 핀치롤을 구비하고,
   상기 제1 핀치롤은, 상기 강판의, 상기 표면 온도가 850℃까지 냉각된 직후의 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 열연의 냉각 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 최종 스탠드와 상기 제1 핀치롤 사이에, 상기 강판의 표면 온도를 850℃ 이하의 온도로 급냉하는 직후 급냉대가 설치되는 것을 특징으로 하는, 열연의 냉각 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 강판의, 상기 장력을 가하는 위치에 있어서의 상기 표면 온도의 하한이, 650℃를 초과하는 것을 특징으로 하는, 열연의 냉각 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 강판의 표면 온도가 650℃ 내지 550℃로 되는 위치에 배치된 제2 핀치롤과, 상기 강판의 표면 온도가 450℃ 내지 350℃로 되는 위치에 배치된 제3 핀치롤을 더 구비하고, 이들 제2 핀치롤 및 제3 핀치롤이, 상기 강판의, 상기 제2 핀치롤이 배치된 위치와 상기 제3 핀치롤이 배치된 위치 사이에 대하여, 3.9㎫ 이상의 장력을 가하는 것을 특징으로 하는, 열연의 냉각 장치.
5. 연속 열간 압연의 마무리 압연기의 하류측에서, 상기 마무리 압연기에 의해 압연된 강판을 반송하면서 냉각하는 열연의 냉각 방법이며,
   상기 마무리 압연기의 최종 스탠드로부터 송출된 상기 강판의 표면 온도를 850℃ 이하로 제어하는 제1 공정과, 상기 최종 스탠드의 위치로부터 상기 강판의 표면 온도가 850℃ 이하로 되는 위치에 걸친 사이에 대하여, 3.9㎫ 이상의 장력을 가하면서 상기 강판을 끼움 지지하는 제2 공정을 구비하고,
   상기 제2 공정에서는, 상기 강판의, 상기 표면 온도가 850℃까지 냉각된 직후의 위치에서 상기 장력을 가하는 것을 특징으로 하는, 열연의 냉각 방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 최종 스탠드와, 상기 강판의 표면 온도가 850℃이하로 되는 위치 사이에서 급냉하는 급냉 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는, 열연의 냉각 방법.
7. 제5항에 있어서,
   상기 제1 공정에서는, 후의 상기 제2 공정에서 상기 장력을 부여하는 위치에 있어서의 상기 표면 온도의 하한을, 650℃를 초과하는 온도로 하는 것을 특징으로 하는, 열연의 냉각 방법.
8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 강판의, 상기 표면 온도가 650℃ 내지 550℃로 되는 위치와, 상기 표면 온도가 450℃ 내지 350℃로 되는 위치 사이에 대하여, 3.9㎫ 이상의 장력을 가하는 제3 공정을 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 열연의 냉각 방법.
9. 연속 열간 압연의 마무리 압연기의 하류측에 배치되며, 상기 마무리 압연기에 의해 압연된 강판을 반송하면서 냉각하는 열연의 냉각 장치이며,
   상기 마무리 압연기의 최종 스탠드로부터 송출된 상기 강판의, 상기 최종 스탠드의 위치로부터 상기 강판의 표면 온도가 850℃ 이하로 되는 위치에 걸친 사이에 대하여, 3.9㎫ 이상의 장력을 가하면서 상기 강판을 끼움 지지하는 제1 핀치롤을 구비하고,
   상기 최종 스탠드와 상기 제1 핀치롤 사이에, 상기 강판의 표면 온도를 850℃ 이하의 온도로 급냉하는 직후 급냉대가 설치되는 것을 특징으로 하는, 열연의 냉각 장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 강판의, 상기 장력을 가하는 위치에 있어서의 상기 표면 온도의 하한이, 650℃를 초과하는 것을 특징으로 하는, 열연의 냉각 장치.
11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 강판의 표면 온도가 650℃ 내지 550℃로 되는 위치에 배치된 제2 핀치롤과, 상기 강판의 표면 온도가 450℃ 내지 350℃로 되는 위치에 배치된 제3 핀치롤을 더 구비하고, 이들 제2 핀치롤 및 제3 핀치롤이, 상기 강판의, 상기 제2 핀치롤이 배치된 위치와 상기 제3 핀치롤이 배치된 위치 사이에 대하여, 3.9㎫ 이상의 장력을 가하는 것을 특징으로 하는, 열연의 냉각 장치.
12. 연속 열간 압연의 마무리 압연기의 하류측에서, 상기 마무리 압연기에 의해 압연된 강판을 반송하면서 냉각하는 열연의 냉각 방법이며,
    상기 마무리 압연기의 최종 스탠드로부터 송출된 상기 강판의 표면 온도를 850℃ 이하로 제어하는 제1 공정과, 상기 최종 스탠드의 위치로부터 상기 강판의 표면 온도가 850℃ 이하로 되는 위치에 걸친 사이에 대하여, 3.9㎫ 이상의 장력을 가하면서 상기 강판을 끼움 지지하는 제2 공정을 구비하고,
    상기 최종 스탠드와, 상기 강판의 표면 온도가 850℃이하로 되는 위치 사이에서 급냉하는 급냉 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는, 열연의 냉각 방법.
13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 공정에서는, 후의 상기 제2 공정에서 상기 장력을 부여하는 위치에 있어서의 상기 표면 온도의 하한을, 650℃를 초과하는 온도로 하는 것을 특징으로 하는, 열연의 냉각 방법.
14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 강판의, 상기 표면 온도가 650℃ 내지 550℃로 되는 위치와, 상기 표면 온도가 450℃ 내지 350℃로 되는 위치 사이에 대하여, 3.9㎫ 이상의 장력을 가하는 제3 공정을 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 열연의 냉각 방법.
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