KR101563206B1 - 후강판의 제조 설비 - Google Patents

후강판의 제조 설비 Download PDF

Info

Publication number
KR101563206B1
KR101563206B1 KR1020137034747A KR20137034747A KR101563206B1 KR 101563206 B1 KR101563206 B1 KR 101563206B1 KR 1020137034747 A KR1020137034747 A KR 1020137034747A KR 20137034747 A KR20137034747 A KR 20137034747A KR 101563206 B1 KR101563206 B1 KR 101563206B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cooling
steel plate
descaling
cooling water
mpa
Prior art date
Application number
KR1020137034747A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140004265A (ko
Inventor
타카시 쿠로키
나오키 나카타
켄지 히라타
타카유키 후루마이
유키오 후지이
모토지 테라사키
Original Assignee
제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=42781163&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=KR101563206(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 filed Critical 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Publication of KR20140004265A publication Critical patent/KR20140004265A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101563206B1 publication Critical patent/KR101563206B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B45/02—Devices 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B39/00—Arrangements for moving, supporting, or positioning work, or controlling its movement, combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B45/04—Devices 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 de-scaling, e.g. by brushing
    • B21B45/08—Devices 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 de-scaling, e.g. by brushing hydraulically
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B39/00—Arrangements for moving, supporting, or positioning work, or controlling its movement, combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B39/02—Feeding or supporting work; Braking or tensioning arrangements, e.g. threading arrangements
    • B21B39/08—Braking or tensioning arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B45/02—Devices 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
    • B21B45/0203—Cooling
    • B21B45/0209—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants
    • B21B45/0215—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes
    • B21B45/0218—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes for strips, sheets, or plates

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
  • Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)

Abstract

디스케일링 공정에 있어서 냉각수를 분사하는 능력을 낮게 설정하면서, 냉각 공정에서 균일한 냉각을 도모함으로써, 강판 형상 및 기계 특성이 우수한 후(厚)강판의 제조 설비를 제공한다. 구체적으로는, 열간 압연기(3), 형상 교정 장치(5), 디스케일링 장치(4) 및 냉각 장치(6)를 이 순서로 반송 방향 상류측으로부터 배치하고, 디스케일링 장치가 후강판(1)의 표면을 향하여 분사하는 냉각수의 충돌 압력(P)[㎫]을 1.5㎫ 이상으로 했다.

Description

후강판의 제조 설비{STEEL PLATE MANUFACTURING EQUIPMENT}
본 발명은, 후(厚)강판(steel plate)의 열간 압연(hot rolling), 형상 교정(hot leveling) 및 냉각(cooling)을 행하는 후강판의 제조 설비(manufacturing facility) 및 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 후강판의 제조 프로세스로서 냉각 제어의 적용이 확대되고 있다. 그러나, 일반적으로 열간 후강판(hot rolled steel plate)은, 형상(shape), 표면 성상(surface condition) 등이 반드시 균일하지는 않기 때문에, 냉각 중에 후강판 내에 온도 불균일(strip temperature deviation)이 발생하기 쉽고, 냉각 후의 후강판에 변형(deformation), 잔류 응력(residual stress), 재질 불균일(material nonuniformity) 등이 발생함으로써, 품질 불량(poor quality)이나 조업상의 트러블(operational trouble)을 초래하고 있다.
그래서, 특허문헌 1에서는, 마무리 압연(finish rolling)의 최종 패스(final pass)의 직전 및 직후 중 적어도 한쪽에서 디스케일링(descaling)을 행하고, 이어서 열간 교정(hot leveling)을 행하고, 그 후에 디스케일링을 행하여, 가속 냉각(accelerate cooling)을 개시하는 방법이 개시되어 있다.
또한, 특허문헌 2에서는, 마무리 압연, 열간 교정을 행하고, 제어 냉각(controlled cooling)의 직전에 디스케일링을 행하여, 제어 냉각을 행하는 방법이 개시되어 있다.
일본공개특허공보 평9-57327호 일본특허 제3796133호
그러나, 상기 특허문헌 1, 2의 방법으로 실제로 후강판을 제조하면, 디스케일링에 있어서 스케일(scale)이 완전하게는 박리되지 않고, 오히려 디스케일링에 의해 스케일 불균일(scale nonuniformity)을 발생시켜 버려, 표면 성상 불량이 되어 버리는 경우가 있다. 즉, 특허문헌 1, 2에는, 디스케일링에 있어서의 냉각수의 후강판 표면으로의 충돌 압력(pressure at the point of impact)에 대한 기재는 없지만, 특허문헌 1, 2에 기재된 노즐로부터의 분사 압력(spraying pressure)이나 분사 거리(spraying distance), 나아가서는 일반적인 노즐(nozzle)의 종류로부터 도출되는 충돌 압력으로는, 특허문헌 1에서 0.08∼1.00㎫(특허문헌 1의 단락 번호 (0045)∼(0046)의 조건으로 에버로이 쇼지 가부시키가이샤 제조 디스케일링 노즐(descaling nozzles) DNX 또는 DNH를 이용하면, 분사각이 23°이기 때문에, 본 명세서의 단락 번호 <0045>∼<0050>에 기재된 (1)식 및 (2)식으로부터, 충돌 압력이 0.08∼1.00㎫가 됨), 특허문헌 2에서 0.06∼0.08㎫ 정도(특허문헌 2의 단락 번호 (0024)의 조건으로 에버로이 쇼지 가부시키가이샤 제조 디스케일링 노즐 DNX를 이용하면, 분사각이 37°이기 때문에, 본원 명세서의 단락 번호 <0045>∼<0050>에 기재된 (1)식 및 (2)식으로부터, 충돌 압력이 0.06∼0.08㎫가 됨)로 예측되며, 냉각수(cooling water)의 충돌 압력이 낮아, 균일하게 디스케일링할 수 있을 정도의 능력은 없다. 그 결과, 스케일의 박리의 유무 부분에서, 표면 성상이 상이하기 때문에, 제어 냉각시에 균일한 냉각을 행할 수 없다는 문제점이 있다.
특히 최근, 후강판에 요구되는 재질 균일성의 레벨은 엄격해지고 있어, 상기와 같은 스케일 불균일에 의해 발생하는 제어 냉각시의 냉각 속도(cooling rate)의 불균일이, 특히 후강판 폭 방향의 재질의 균일성에 부여하는 악영향을 무시할 수 없게 되고 있다.
그래서, 본 발명은, 상기 종래예의 미해결의 과제에 착목하여 이루어진 것으로, 디스케일링 공정에 있어서 균일한 디스케일링을 행하고, 냉각 공정에서 균일한 냉각을 도모함으로써, 강판 형상 및 기계적 성질(mechanical property)이 우수한 후강판의 제조 설비 및 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 후강판의 제조 설비는, 열간 압연기(hot rolling mill), 형상 교정 장치(hot leveler), 디스케일링 장치(descaler) 및 냉각 장치(cooling equipment)를 이 순서로 반송 방향 상류측으로부터 배치하고, 상기 디스케일링 장치가 후강판의 표면을 향하여 분사하는 냉각수의 충돌 압력(P)[㎫]을 1.5㎫ 이상으로 했다.
본 발명자들은, 고압수(high pressure water)에 의해 스케일의 제거(removal)를 일으키는 힘에 대해서 예의 검토한 결과, 열간 형상 교정 후에 디스케일링을 행하는 경우에는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 디스케일링 장치로부터 후강판에 분사하는 냉각수의 충돌 압력이 1.5㎫ 이상이면, 제품의 스케일 두께(scale thickness)가 감소하여, 균일화되는 것을 분명하게 했다. 고충돌압(high pressure at the point of impact)의 디스케일링에 의해 일단 스케일이 균일하게 완전 박리(remove completely)되고, 그 후, 스케일이 얇고 균일하게 재생성되었기 때문이다. 따라서, 이 발명에 의하면, 냉각 장치를 통과하기 전의 후강판의 스케일 두께가 얇고 균일하게 되기 때문에, 냉각 장치를 통과할 때에, 후강판의 폭 방향 위치의 표면 온도의 불균일이 거의 없이 균일하게 냉각할 수 있어, 강판 형상, 기계적 성질이 우수한 후강판이 된다.
또한, 형상 교정 장치로 후강판의 형상 교정을 한 후에, 디스케일링 장치로 후강판의 표면에 발생한 스케일을 제거하도록 했기 때문에, 디스케일링 장치의 분사 노즐(spraying nozzle)을, 형상 교정한 후강판의 표면에 접근시키는 것이 가능해져, 디스케일링 능력이 향상된다. 혹은, 소정의 충돌 압력을 얻기 위한 디스케일링 장치의 냉각수를 분사하는 능력을 낮게 설정하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명에 따른 후강판의 제조 설비는, 상기 디스케일링 장치로부터 상기 냉각 장치까지의 후강판의 반송 속도를 V[m/s], 냉각 전의 후강판 온도를 T[K]로 하면, 상기 디스케일링 장치로부터 상기 냉각 장치까지의 거리(L)[m]는, L≤V×5×10-9×exp(25000/T)의 식을 충족하고 있는 것이 바람직하다. 이 발명에 의하면, 냉각 장치에 의한 후강판의 냉각을 안정시키는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명에 따른 후강판의 제조 설비는, 상기 디스케일링 장치로부터 상기 냉각 장치까지의 거리(L)가 12m 이하가 되도록 각 장치를 배치하는 것이 바람직하다. 이 발명에 의하면, 냉각 장치에 의한 후강판의 냉각이 매우 안정된다.
또한, 본 발명에 따른 후강판의 제조 설비는, 상기 디스케일링 장치의 분사 노즐로부터 상기 후강판의 표면까지의 거리(H)가, 40㎜ 이상이고 140㎜ 이하로 되는 것이 바람직하다. 이 발명에 의하면, 소정의 충돌 압력을 얻기 위한 디스케일링 장치의 분사 압력, 분사 유량 등이 작아 디스케일링 장치의 펌프 압력(pumping pressure 또는 pump capacity)의 저감화를 도모할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 후강판의 제조 설비는, 상기 냉각 장치가, 상기 후강판의 상면에 냉각수를 공급하는 헤더(header)와, 당해 헤더로부터 현수(懸垂)된 막대 형상 냉각수(rod-like cooling water)를 분사하는 냉각수 분사 노즐과, 상기 후강판과 상기 헤더와의 사이에 설치되는 구분판(dividing plate)을 구비함과 함께, 상기 구분판에는, 상기 냉각수 분사 노즐의 하단부를 내삽(receiving)하는 급수구(water supply inlet)와, 상기 후강판의 상면에 공급된 냉각수를 상기 구분판 상으로 배수하는 배수구(drain outlet)가, 복수 설치되어 있는 것이 바람직하다.
이 발명에 의하면, 냉각수 분사 노즐로부터 급수구를 통하여 공급된 냉각수가, 후강판의 상면을 냉각하여 고온의 배수가 되고 배수구로부터 구분판의 상방으로 흘러가, 냉각 후의 배수가 후강판으로부터 신속하게 배제되게 되어 있기 때문에, 냉각 장치의 충분하고 그리고 폭 방향 균일한 냉각 능력(cooling performance)을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 후강판의 제조 방법은, 열간 압연 공정, 열간 교정 공정 및 냉각 공정의 순서로 후강판을 제조하는 방법에 있어서, 상기 열간 교정 공정 및 상기 냉각 공정의 사이에, 후강판의 표면에 충돌 압력 1.5㎫ 이상의 냉각수를 분사하는 디스케일링 공정을 갖도록 했다.
이 발명에 의하면, 냉각 공정을 행하기 전의 후강판의 스케일 두께가 얇아 균일해지기 때문에, 냉각 공정을 행할 때에, 후강판의 폭 방향 위치의 표면 온도의 불균일(temperature deviation)이 거의 없이 균일하게 냉각할 수 있어, 강판 형상, 기계적 성질이 우수한 후강판을 제조할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 후강판의 제조 방법은, 냉각 전의 후강판 온도를 T[K]로 하면, 상기 디스케일링 공정의 완료로부터 상기 냉각 공정의 개시까지의 시간(t)[s]은, t≤5×10-9×exp(25000/T)의 식을 충족하고 있는 것이 바람직하다. 이 발명에 의하면, 냉각 공정에 의한 후강판의 냉각을 안정시키는 것이 가능해진다.
본 발명에 따른 후강판의 제조 설비 및 제조 방법에 의하면, 디스케일링 공정에 있어서 균일한 디스케일링을 행할 수 있고, 또한, 냉각 공정에서 균일한 냉각을 도모함으로써, 강판 형상 및 기계 특성이 우수한 후강판을 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 열간 압연 설비의 개요를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 열간 압연 설비를 구성하는 냉각 장치의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 냉각 장치를 구성하는 구분판을 나타내는 도면이다.
도 4는 냉각 장치의 냉각수 및 배수(drainage water)의 흐름(flow)을 나타내는 도면이다.
도 5는 디스케일링 장치의 냉각수의 충돌 압력과 후강판의 제품 표면에 발생하는 스케일 두께의 관계를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명에 있어서의 냉각 공정시의 후강판의 중심으로부터의 폭 방향 위치와 온도와의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 7은 냉각 공정의 전에 디스케일링 공정을 구비하지 않은 종래 설비에 있어서의 냉각 공정시의 후강판의 중심으로부터의 폭 방향 위치와 온도와의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 8은 디스케일링 장치의 분사 유량(spray flow rate), 노즐 분사각(spray angle of nozzle), 노즐 영각(angle between spray direction and vertical line)을 일정한 값으로 설정하여, 1.5㎫의 충돌 압력을 달성하기 위한 분사 압력과 분사 거리와의 관계를 나타낸 그래프이다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태(이하, 실시 형태라고 함)를, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.
본 실시 형태에 따른 열간 압연 설비는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 후강판(1)의 반송 방향 상류측으로부터 순서대로, 가열로(heating furnace; 2), 열간 압연기(3), 제1 형상 교정 장치(5), 디스케일링 장치(4), 냉각 장치(6), 제2 형상 교정 장치(7)가 설치되어 있다.
가열로(2)로부터 추출된 슬래브(slab)는, 열간 압연기(3)를 복수회 통판함으로써 소정 판두께의 후강판(1)으로 압연되고, 열간 압연 성형된 후강판(1)은 테이블 롤러(table roller)(도시하지 않음) 상을 상류측(upstream side)으로부터 하류측(downstream side)의 제1 형상 교정 장치(5)를 향하여 반송된다. 열간 압연기(3)는 1기(機)만 도시하고 있지만, 조압연기(rough rolling mill), 마무리 압연기(finish rolling mill)로 구성해도 좋다.
제1 형상 교정 장치(5)는, 열간 압연 중에 후강판(1)에 발생한 왜곡(strain)을 제거를 하는 것이며, 상하에 지그재그 형상(staggered layout)으로 배설된 교정 롤에 의해 후강판(1)을 협압(nipping)하는 롤러 레벨러 방식(roller leveler type)의 형상 교정 장치를 도시하고 있지만, 이것으로 한정되지 않고 스킨 패스 압연기(skin-pass mill) 혹은 프레스 장치(press machine)를 이용해도 좋다. 또한, 열간 압연기(3)가 조압연기 및 마무리 압연기로 구성되어 있는 경우에는, 마무리 압연기로 스킨 패스 압연(skin-pass rolling)을 행해도 좋다.
제2 형상 교정 장치(7)는, 냉각 장치(6)에 의한 냉각 중에 후강판(1)에 발생한 왜곡을 제거하는 것이지만, 본 발명에서는 이 형상 교정 장치는 사용하지 않아도 좋다. 또한, 제2 형상 교정 장치(7)는 롤러 레벨러 방식을 이용하고 있지만, 이것으로 한정되지 않고 스킨 패스 압연기 혹은 프레스 장치를 이용해도 좋다.
냉각 장치(6)는, 열간 압연 후의 고온의 후강판(1)을 소정의 온도 조건에서 제어 냉각함으로써, 후강판(1)의 조직을 제어하여, 소망하는 재질을 얻기 위한 장치이다. 소망하는 냉각 조건이 얻어지는 것이면, 어떠한 냉각 장치를 이용해도 좋지만, 후강판(1)의 상하면, 길이 방향 및 폭 방향으로 균일한 냉각을 행할 수 있는 냉각 장치가 바람직하다. 그래서, 본 실시 형태에서는, 도 2에 나타내는, 냉각 능력이 높고, 특히 폭 방향의 냉각 균일성이 우수한 냉각 장치(6)를 이용한다.
본 실시 형태의 냉각 장치(6)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 후강판(1)의 상면에 냉각수를 공급하는 상(上)헤더(10)와, 이 상헤더(10)로부터 후강판(1)을 향하여 하방으로 연재하고 있는 상부 냉각수 분사 노즐(11)과, 상헤더(10)와 후강판(1)과의 사이에 강판 폭 방향에 걸쳐 수평으로 설치된 다수의 관통구멍(hole)을 갖는 구분판(12)과, 후강판(1)의 하면에 냉각수를 공급하는 하(下)헤더(13)와, 이 하헤더(13)로부터 후강판(1)을 향하여 상방으로 연재하고 있는 하부 냉각수 분사 노즐(15)과, 후강판(1)의 반송 방향 상류 및 하류에 배치한 탈수 롤(16, 17)을 구비하고 있다.
구분판(12)은, 도 3의 구분판(12)의 평면도에 나타내는 바와 같이, 다수(복수)의 관통구멍(18)이 바둑판의 눈금 형상으로 다수 형성되어 있고, 소정의 관통구멍(18)에, 상부 냉각수 분사 노즐(11)이 지그재그 형상으로 삽입 통과되며, 상부 냉각수 분사 노즐(11)이 삽입 통과된 관통구멍(18)의 하단 개구부가 급수구(19)로 되어 있다. 또한, 상부 냉각수 분사 노즐(11)이 삽입 통과되어 있지 않은 관통구멍(18)의 하단 개구부가 배수구(20)로 되어 있다. 상부 냉각수 분사 노즐(11)의 선단(先端)은, 관통구멍(18)(급수구(19))에 끼워져 구분판(12)의 하단부보다 상방이 되도록 설치되어 있지만, 이것은, 가령 선단이 상방으로 휜 강판이 진입해 온 경우라도 구분판(12)에 의해 상부 냉각수 분사 노즐(11)이 손상되는 것을 방지하기 위해서이다. 또한, 도 3 중의 점선은, 강판의 반송 방향으로 평행하며, 구분판(12)의 강판 폭 방향의 양단부는, 생략되어 도시되어 있다.
그리고, 도 4는, 강판의 반송 방향으로부터 본 후강판의 한쪽 끝의 측면도를 나타낸다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 상부 냉각수 분사 노즐(11)로부터 급수구(19)를 통하여 공급된 냉각수는, 후강판(1)의 상면을 냉각하여 고온의 배수가 되고, 배수구(20)를 통하여 구분판(12)의 상방으로 흘러 가게 되어 있다. 또한, 하부 냉각수 분사 노즐(15)로부터 공급된 냉각수는, 후강판(1)의 하면을 냉각하여 하방으로 흘러 가게 되어 있다.
여기에서, 가령 구분판(12)이 없는 경우, 후강판(1)의 상면에 공급된 냉각수는, 후강판(1)의 상면을 폭 방향으로 흘러 배수되는 것으로 되기 때문에, 특히 판폭단부 부근에 있어서, 이 배수의 흐름이, 상부 냉각수 분사 노즐(11)로부터의 냉각수가 후강판(1)의 상면에 도달하는 것을 저해하여, 판폭단부 부근의 냉각 능력이 저하되어, 폭 방향으로 균일한 냉각을 행할 수 없다. 그렇게 때문에, 후강판(1)의 폭 방향의 온도 분포는, 중앙부가 낮고, 판단부(板端部)가 높은 요형(凹型)이 된다. 이에 대하여, 본 실시 형태의 냉각 장치(6)는, 냉각 후의 배수가 후강판(1)의 상면으로부터 구분판(12)의 상방으로 신속하게 배제되게 되어 있기 때문에, 상부 냉각수 분사 노즐(11)로부터 분출되는 냉각수가 순차로 후강판(1)에 접촉하여 충분한 냉각 능력이 얻어진다.
또한, 가령 급수구(19)와 배수구(20)가 동일한 관통구멍(18)이면, 후강판(1)의 상면에 공급된 냉각수가 구분판(12)의 상방으로 빠져 나가기 어려워져, 후강판(1)의 상면과 구분판(12)의 사이를 판폭단부를 향하여 흐르게 되고, 이 배수의 흐름이 상부 냉각수 분사 노즐(11)로부터의 냉각수가 후강판(1)의 상면에 도달하는 것을 저해하여, 판폭단부 부근의 냉각 능력이 저하되어, 폭 방향으로 균일한 냉각을 행할 수 없다. 이에 대하여, 도 2에 나타내는 본 실시 형태의 냉각 장치(6)는, 관통구멍(18)이 급수구(19)와 배수구(20)에 기능 분담하여 설치되어 있기 때문에, 냉각수 및 냉각 배수의 흐름이 원활하다. 또한, 상부 냉각수 분사 노즐(11)의 선단은 구분판(12)의 관통구멍(18)으로 삽입 통과되어 있기 때문에, 구분판(12)의 상방을 폭 방향으로 흐르는 배수가 상부 냉각수 분사 노즐(11)로부터 분출되는 냉각수와 간섭하는 일이 없이, 폭 방향으로 균일한 냉각을 행하여, 도 6에 나타내는 바와 같이 폭 방향으로 균일한 온도 분포를 얻을 수 있다.
덧붙여 말하면, 배수구(20)의 합계의 개구 면적(이하, 총 단면적이라고 칭함)은, 상부 냉각수 분사 노즐(11)의 합계의 개구 면적(이하, 내경(內徑)의 총 단면적이라고 칭함)의 1.5배 이상이면, 배수구(20)로부터의 냉각수의 배출이 신속하게 행해지기 때문에 바람직하다. 이 값이 1.5배보다 작으면, 배수구의 유동 저항이 커져, 체류수가 구분판 상으로 배수되기 어려워지는 결과, 후강판의 상면과 구분판의 사이를 판폭단부를 향하여 흐르게 되고, 특히 판폭단부 부근의 냉각 능력이 저하된다. 한편, 배수구가 너무 많거나, 배수구의 개구 면적(이하, 단면 지름이라고 칭함)이 너무 커지면, 구분판(12)의 강성(剛性)이 작아져, 강판이 충돌했을 때에 손상되기 쉬워진다. 따라서, 배수구(20)의 총 단면적과 상부 냉각수 분사 노즐(11)의 내경의 총 단면적의 비는 1.5에서 20의 범위가 적합하다.
또한, 냉각수가 체류수를 관통하여 강판에 도달하여, 폭 방향으로 균일한 냉각을 행하도록 하기 위해서는, 상부 냉각수 분사 노즐(11)의 내경, 길이, 냉각수의 분사 속도나 노즐 거리도 최적으로 하는 것이 바람직하다.
즉, 노즐 내경은 3∼8㎜가 적합하다. 3㎜보다 작으면 노즐로부터 분사하는 물줄기가 가늘어져 기세가 약해진다. 한편 노즐 지름이 8㎜를 초과하면 유속이 늦어져, 체류수를 관통하는 힘이 약해지기 때문이다.
상부 냉각수 분사 노즐(11)의 길이는 120∼240㎜가 적합하다. 상부 냉각수 분사 노즐(11)이 120㎜보다 짧으면, 상헤더(10) 하면과 구분판(12) 상면과의 거리가 너무 짧아지기 때문에, 구분판(12)보다 상측의 배수 스페이스가 작아져, 냉각 배수를 원활하게 배출할 수 없게 된다. 한편, 240㎜보다 길면 상부 냉각수 분사 노즐(11)의 압력 손실(pressure loss)이 커져, 체류수(remaining water)를 관통하는 힘이 약해지기 때문이다.
노즐로부터의 냉각수의 분사 속도는 6m/s 이상이 바람직하다. 6m/s 미만에서는, 체류수를 냉각수가 관통하는(pass through the remaining water) 힘이 극단적으로 약해지기 때문이다. 8m/s 이상이면, 보다 큰 냉각 능력을 확보할 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, 상부 냉각수 분사 노즐(11)의 하단에서 강판(1)의 표면까지의 거리는, 30∼120㎜로 하는 것이 좋다. 30㎜ 미만에서는, 강판(1)이 구분판(12)에 충돌하는 빈도가 극단적으로 많아져 설비 보전이 어려워진다. 120㎜ 초과에서는, 냉각수가 체류수를 관통하는 힘이 극단적으로 약해지기 때문이다.
본 실시 형태의 냉각 장치(6)가 가장 효과를 발휘하는 수량 밀도의 범위는, 1.5㎥/㎡·min 이상이다. 수량 밀도(water flow rate)가 이보다도 낮은 경우에는 체류수가 그만큼 두꺼워 지지 않으며, 막대 형상 냉각수를 자유 낙하시켜 강판을 냉각하는 공지의 기술을 적용해도, 폭 방향의 온도 불균일은 그만큼 커지지 않는 경우도 있다. 한편, 수량 밀도가 4.0㎥/㎡·min보다도 높은 경우에서도, 본 실시 형태의 냉각 장치(6)를 이용하는 것은 유효하지만, 설비 비용이 비싸지는 등 실용화상에서의 문제가 있기 때문에, 1.5∼4.0㎥/㎡·min가 가장 실용적인 수량 밀도이다.
또한, 도 2에 나타내는 냉각 장치(6)에서는, 상면측의 냉각 장치와 동일한 하부 냉각수 분사 노즐(15)을 구비한 하헤더(13)의 예를 나타냈지만, 강판 하면측의 냉각에서는 분사된 냉각수는 강판에 충돌한 후에 자연 낙하하기 때문에, 강판 상면측과 같이 폭 방향의 온도 불균일이 큰 문제가 될 일은 없고, 따라서 강판 하면측의 냉각 장치에 대해서는 특별히 한정되는 것은 아니다.
한편, 디스케일링 장치(4)는, 열간 압연 후, 제1 형상 교정 장치(5)로 후강판(1)에 발생한 왜곡의 제거를 한 후의 후강판(1)의 표면에 복수의 분사 노즐을 향하여, 그들 노즐로부터 고압수를 분사함으로써, 후강판(1)의 표면에 발생한 스케일을 제거하는 장치이다.
여기에서, 본 실시 형태는, 디스케일링 장치(4)의 분사 노즐로부터 후강판(1)의 표면에 분사하는 고압수의 충돌 압력(P)[㎫]을 1.5㎫ 이상으로 설정하여, 이 디스케일링 장치(4)로 후강판(1)의 표면에 발생한 스케일을 제거하고, 이어서, 냉각 장치(6)로 후강판(1)의 냉각을 행함으로써, 후강판(1)의 강판 형상 및 기계적 성질을 향상시킬 수 있다.
이 이유는 다음과 같다. 종래의 열간 압연 설비에 의해 교정 장치를 통과시켜, 디스케일링 장치에 의한 표면 처리를 행하지 않으면 부분적으로 스케일이 박리되는 경우가 있으며, 스케일 박리 유무로 10∼50㎛ 정도 스케일 두께 분포의 불균일이 발생한다. 그 경우, 냉각 장치에 의한 냉각시에는 후강판을 균일하게 냉각하는 것이 곤란하다. 즉, 종래의 열간 압연 설비로 스케일 두께 분포의 불균일이 발생한 후강판을 냉각하면, 도 7은, 강판 중심으로부터 강판 폭 방향의 온도 분포를 나타낸 것으로, 도 7에 나타내는 바와 같이, 스케일이 국부적으로 남은 부분에서는, 제대로 냉각되어 온도가 내려가기 때문에, 폭 방향 위치의 표면 온도의 불균일이 크고, 균일하게 냉각할 수 없기 때문에, 강판 형상, 기계적 성질에 영향이 있다.
이에 대하여, 본 발명자들은, 디스케일링 조건에 의해서는 스케일 박리가 충분히 행해지지 않고, 오히려 스케일 불균일을 조장하는 것을 알았다. 그리고, 스케일 박리를 충분히 일으키는 힘에 대해서 예의 검토한 결과, 열간 형상 교정 후에 디스케일링을 행하는 경우에는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 디스케일링 장치(4)의 분사 노즐로부터 후강판(1)의 표면에 분사하는 충돌 압력(P)[㎫]이 1.5㎫ 이상이면, 스케일이 균일하게 완전 박리되고, 그 후 재생성되는 스케일 두께가 5㎛ 이하로 균일하게 되는 것도 분명하게 했다. 특히, 충돌 압력(P)[㎫]을 2.0㎫ 이상으로 설정하면, 균일박(薄) 스케일화를 실현할 수 있다.
충돌 압력(P)은, 예를 들면, 실험적으로 구해진 다음의 (1)식이 알려져 있고, 이 (1)식에서 계산되는 충돌 압력(Pc)을, SI 단위계의 ㎫로 변환한 값이다.
Pc=0.05757×(Q/A)1.08×Ps0 .473 ……(1)
단, Pc: 충돌 압력[kgf/㎠], Q: 분사 유량[L/min], A: 분사 면적[㎠], Ps: 분사 압력[kgf/㎠]이다.
여기에서, 분사 면적(A)은, 분사 실험에 의해 다음의 (2)식으로 구해지고 있다.
A=B×T=(2Htan(θ/2))×(0.051H0 .78×Q0 .09×Ps-0.045) ……(2)
단, B: 스프레이의 분사 폭[cm], T: 스프레이의 분사 두께[cm], H: 분사 거리(디스케일링 장치(4)의 분사 노즐과 후강판(1) 표면과의 거리)[cm], θ: 노즐 분사각(노즐로부터 분사되는 디스케일링수(水)의 퍼짐 각도)[°]이다.
(1)식에 (2)식을 대입하면, 근사식으로서,
Pc=0.6775×Q×H-2(tan(θ/2))-1.08×Ps0 .5 ……(3)
가 얻어진다.
또한, 충돌 압력(Pc)을 구하는 식의 형태는 이에 한정하는 것이 아니며, 실제로 분사 실험을 행하여, 압력 센서(pressure sensor)에 의해 측정한 착수 위치(direct cooling point or impact point)에서의 압력값을 회귀한 식 등을 이용하면 좋다.
그리고, 소정의 충돌 압력을 얻기 위한 분사 거리(H)[cm]는, (3)식을 변형하여, 다음의 (4)식으로 구해진다.
H=((0.6775×Q×(tan(θ/2))-1.08×Ps0 .5)/Pc)0.5…(4)
단, Pc: 충돌 압력[kgf/㎠], Q: 분사 유량[L/min], Ps: 분사 압력[kgf/㎠], θ: 노즐 분사각[°]이다.
이에 따라, 후강판(1)의 표면에 분사하는 충돌 압력(P)[㎫]을 1.5㎫ 이상으로 하기 위해서는, 분사 거리(H)를, (4)식에서 Pc=1.5/9.8×100=15.3[kgf/㎠]을 대입하여 구해지는 H의 값 이하로 하면 좋다.
여기에서, 도 8은, 분사 유량(Q)을 64L/min, 노즐 분사각(θ)(분사수가 퍼지는 각도)을 32°, 노즐 영각(분사수의 중심축을, 강판에 대하여 연직 방향으로부터 강판 진행 방향의 상류측으로 옮긴 각도)을 15°로 했을 때, 1.5㎫의 충돌 압력(P)을 달성하기 위한 분사 압력(Ps)과 분사 거리(H)와의 관계를 나타낸 그래프이며, 분사 압력(Ps)이 50㎫의 경우에는, 분사 거리(H)가 175㎜ 이하, 분사 압력(Ps)이 30㎫의 경우에는, 분사 거리(H)가 150㎜ 이하, 분사 압력(Ps)이 17.7㎫의 경우에는, 분사 거리(H)가 130㎜ 이하, 분사 압력(Ps)이 14.7㎫의 경우에는, 분사 거리(H)가 125㎜ 이하로 하면 좋은 것을 알 수 있다.
그리고, 분사 거리(H)가 작을수록, 소정의 충돌 압력(P)을 얻기 위한 분사 압력(Ps), 분사 유량(Q) 등이 작아 디스케일링 장치(4)의 펌프 능력의 저감화를 도모할 수 있기 때문에, 분사 거리(H)를 140㎜ 이하로 하는 것이 바람직하고, 분사 거리(H)를 100㎜ 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다. 본 실시 형태에서는, 제1 형상 교정 장치(5)로 형상 교정된 후강판(1)이, 디스케일링 장치(4) 내로 이동해 오기 때문에, 디스케일링 장치(4)의 분사 노즐을 후강판(1)의 표면에 접근시키는 것이 가능하지만, 노즐과 후강판(1)과의 접촉을 고려하여, 분사 거리(H)는 40㎜ 이상, 140㎜ 이하가 바람직하다.
또한, 통상의 디스케일링 장치(4)에서 사용하고 있는 펌프의 토출 압력(spraying pressure)이 14.7㎫(150kgf/㎠) 이하이기 때문에, 노즐 선단에서의 분사 압력은, 도중 경로의 압력 손실(pressure loss)로서, 14.7㎫보다도 더욱 저하된다. 따라서, 통상보다도 높은 분사 압력(Ps)을 갖는 토출 압력이 높은 펌프를 사용하는 것이 바람직하다. 분사 압력(Ps)의 상한은 특별히 정하지 않지만, 분사 압력(Ps)을 높게 하면 사용 전력(energy required electric power)이 방대해지기 때문에, 분사 압력(Ps)은 50㎫ 이하가 바람직하다. 또한, 분사 압력(Ps)이 50㎫의 펌프는, 현재 상용 펌프(commercially available pump)의 최고 분사 압력이다.
이와 같이, 본 실시 형태에 의하면, 고압수의 충돌 압력(P)을 1.5㎫ 이상으로 설정한 디스케일링 장치(4)가 후강판(1)의 표면에 발생한 스케일을 제거함으로써 스케일 두께 분포의 불균일이 없어지기 때문에, 냉각 장치(6)로 후강판(1)을 냉각했을 때에, 도 6에 나타내는 바와 같이, 폭 방향 위치의 표면 온도의 불균일이 거의 없이 균일하게 냉각할 수 있어, 강판 형상, 기계적 성질이 우수한 후강판(1)을 제조할 수 있다.
또한, 디스케일링 장치에 의한 표면 처리 없이 냉각 장치를 통과한 후강판의 폭 방향의 온도 불균일은 40℃ 정도가 되지만, 전술한 본 발명의 디스케일링을 시행한 후에 일반적인 냉각 장치에 의한 냉각을 행한 후강판의 폭 방향 온도 불균일은 10℃ 정도로 감소한다. 또한, 디스케일링 장치(4)를 통과하여 본 발명의 디스케일링을 시행한 후, 도 2에 나타내는 본 실시 형태의 냉각 장치(6)에 의해 폭 방향으로 균일한 냉각을 시행한 후강판(1)의 폭 방향의 온도 불균일은 4℃ 정도로까지 감소한다.
그런데, 냉각 장치(6)에 의한 후강판(1)의 냉각시의 안정성에 영향을 미치는 후강판(1)의 표면의 스케일에 대해서, 후강판(1)의 스케일의 성장은 일반적으로 확산율속(diffusion controlled process)으로 나타낼 수 있다고 여겨져, 다음의 (5)식으로 나타나는 것이 알려져 있다.
ξ2=a×exp(-Q/RT)×t ……(5)
단, ξ: 스케일 두께, a: 정수(constant number), Q: 활성화 에너지(activation energy), R: 정수, t: 시간이다.
그래서, 디스케일링 장치(4)에 의한 스케일 제거 후의 스케일 성장을 고려하여, 여러 가지의 온도, 시간으로 스케일 성장의 시뮬레이션(simulation)을 행하여, 상식의 정수를 도출했다. 또한, 스케일 두께와 냉각 안정성(cooling stability)에 대해서 예의 검토한 결과, 스케일 두께가 15㎛ 이하에서 냉각이 안정되고, 스케일 두께가 10㎛ 이하에서 보다 안정되고, 스케일 두께가 5㎛ 이하에서 매우 안정되는 것을 알아냈다.
즉, 디스케일링 장치(4)에 의한 후강판(1)의 스케일을 제거 종료 후부터, 냉각 장치(6)로 후강판(1)의 냉각을 개시하기까지의 시간(t)[s]이, 다음의 (6)식을 충족하는 경우에, 냉각 장치(6)에 의한 냉각이 안정되는 것이 분명해졌다.
t≤5×10-9×exp(25000/T) ……(6)
단, T: 냉각 전의 후강판 온도[K]이다.
또한, 디스케일링 장치(4)에 의한 후강판(1)의 스케일을 제거 종료 후부터, 냉각 장치(6)로 후강판(1)의 냉각을 개시하기까지의 시간(t)[s]이, 다음의 (7)식을 충족하는 경우에, 냉각 장치(6)에 의한 냉각이 보다 안정되는 것이 분명해졌다.
t≤2.2×10-9×exp(25000/T) ……(7)
또한, 디스케일링 장치(4)에 의한 후강판(1)의 스케일을 제거 종료 후부터, 냉각 장치(6)로 후강판(1)의 냉각을 개시하기까지의 시간(t)[s]이, 다음의 (8)식을 충족하는 경우에, 냉각 장치(6)에 의한 냉각이 매우 안정되는 것이 분명해졌다.
t≤5.6×10-10×exp(25000/T) ……(8)
한편, 디스케일링 장치(4)에서 냉각 장치(6)까지의 거리(L)는, 후강판(1)의 반송 속도(V)와, 시간(t)(디스케일링 장치(4)의 공정 종료에서 냉각 장치(6)의 공정 개시까지의 시간))에 대하여 다음의 (9)식을 충족하도록 설정한다.
L≤V×t …(9)
그리고, 상기 (9)식은, 상기 (6)식으로부터, 다음의 (10)식을 충족하는 것이 보다 바람직하다.
L≤V×5×10-9×exp(25000/T) ……(10)
또한, 상기 (9)식은, 상기 (7)식으로부터, 다음의 (11)식을 충족하는 것이 더욱 바람직하다.
L≤V×2.2×10-9×exp(25000/T) ……(11)
또한, 상기 (9)식은, 상기 (8)식으로부터, 다음의 (12)식을 충족하는 것이 바람직하다.
L≤V×5.6×10-10×exp(25000/T) ……(12)
상기의 (10)∼(12)식으로부터, 예를 들면 냉각 장치(6)에 의한 냉각 전의 후강판(1)의 온도를 820℃로 하고, 후강판(1)의 반송 속도를 0.28∼2.50m/s로 하면, 디스케일링 장치(4)로부터 냉각 장치(6)까지의 거리(L)는 12∼107m 이하로 냉각이 안정되고, 5∼47m 이하로 냉각이 보다 안정되며, 1.3∼12m 이하로 냉각이 매우 안정된다.
이에 따라, 디스케일링 장치(4)로부터 냉각 장치(6)까지의 거리(L)를 12m 이하로 하면, 후강판(1)의 반송 속도(V)가 늦은(예를 들면 V=0.28m/s) 경우라도 냉각은 안정되고, 반대로, 후강판(1)의 반송 속도(V)가 빠른(예를 들면 V=2.50m/s) 경우에는 냉각이 매우 안정되기 때문에 바람직하다. 또한, 보다 바람직한 것은, 디스케일링 장치(4)로부터 냉각 장치(6)까지의 거리(L)가 5m 이하이다.
또한, 제어 냉각을 필요로 하는 품종의 후강판(1)의 대부분은 반송 속도(V)가 0.5m/s 이상인 것을 생각하면, 이 반송 속도(V)로 냉각이 매우 안정되는 조건인 거리(L)가 2.5m 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다.
이상과 같이, 본 실시 형태의 열간 압연 설비는, 디스케일링 장치(4)의 분사 노즐로부터 후강판(1)의 표면에 분사하는 충돌 압력(P)[㎫]을 1.5 이상으로 설정함으로써 후강판(1)에 발생하고 있는 스케일의 균일화를 도모하고, 냉각 장치(6)로 균일한 냉각을 도모함으로써, 형상 및 기계적 성질이 우수한 후강판(1)을 제조할 수 있다.
또한, 제1 형상 교정 장치(5)로 후강판(1)의 형상 교정을 한 후에, 디스케일링 장치(4)로 후강판(1)의 표면에 발생한 스케일을 제거하는 공정을 행함으로써, 디스케일링 장치(4)의 분사 노즐을 후강판(1)의 표면에 접근시키는 것이 가능해지며, 분사 거리(H)(디스케일링 장치(4)의 분사 노즐과 후강판(1)의 표면 거리)를 40㎜ 이상, 140㎜ 이하로 하면 디스케일링 능력이 향상되고, 혹은, 소정의 충돌 압력(P)을 얻기 위한 분사 압력(Ps), 분사 유량(Q) 등이 작아도 되기 때문에 디스케일링 장치(4)의 펌프 능력의 저감화를 도모할 수 있다.
또한, 디스케일링 장치(4)에서 냉각 장치(6)까지의 거리(L)를, L≤V×5×10-9×exp(25000/T)를 충족하도록 해도, 냉각 장치(6)에 의한 후강판(1)의 냉각을 안정시킬 수 있다.
또한, 디스케일링 장치(4)에 의한 후강판(1)의 스케일을 제거 종료 후부터 냉각 장치(6)로 후강판(1)의 냉각을 개시하기까지의 시간(t)[s]을, t≤5×10-9×exp(25000/T)를 충족하도록 하면, 냉각 장치(6)에 의한 후강판(1)의 냉각을 안정시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 냉각 장치(6)는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 상부 냉각수 분사 노즐(11)로부터 급수구(19)를 통하여 공급된 냉각수가, 후강판(1)의 상면을 냉각하여 고온의 배수가 되고, 상부 냉각수 분사 노즐(11)이 삽입 통과되어 있지 않은 관통구멍(18)을 배수 유로로서 구분판(12)의 상방으로부터 후강판(1)의 폭 방향으로 흘러가, 냉각 후의 배수가 후강판(1)으로부터 신속하게 배제되게 되어 있기 때문에, 상부 냉각수 분사 노즐(11)로부터 급수구(19)를 통하여 흘러 오는 냉각수가 순차로 후강판(1)에 접촉함으로써, 충분하고 그리고 폭 방향으로 균일한 냉각 능력을 얻을 수 있다.
또한, 본 실시 형태와 같이, 압연 중에 발생한 왜곡은 제1 형상 교정 장치(5)로 교정하고, 디스케일링 장치(4)로 후강판(1)의 표면 처리를 행하여, 냉각의 제어성을 안정화시킴으로써, 제2 형상 교정 장치(7)에 의해 처리하는 후강판(1)은 원래 평탄도가 높고 후강판(1)의 온도도 균일하기 때문에, 제2 형상 교정 장치(7)의 교정 반력은 너무 높게 할 필요는 없다. 또한, 냉각 장치(6)와 제2 형상 교정 장치(7)와의 거리는, 라인에서 제조하는 후강판(1)의 최대 길이보다도 길게 하면 좋다. 이것은 제2 형상 교정 장치(7)로 리버스 교정 등을 실시하는 경우도 많기 때문에, 역송(逆送)된 후강판(1)이 반송 롤 상에서 튀어 올라, 냉각 장치(7)에 충돌하는 등의 트러블을 방지하는 효과나, 냉각 중에 발생한 근소한 온도 편차를 균일화하여, 교정 후에 온도 편차에 기인한 휨의 발생을 피하는 효과를 기대할 수 있다.
[실시예]
열간 압연기(3)에 의해 압연한 판두께 30㎜, 폭 3500㎜의 후강판(1)을, 제1 형상 교정 장치(5) 및 디스케일링 장치(4)를 통과하고 나서, 820℃에서 420℃까지의 냉각 제어를 행했다. 여기에서, 전술한 (6), (7), (8)식으로부터 계산되는 냉각이 안정되는 조건은, 디스케일링 장치(4)에 의한 후강판(1)의 스케일을 제거 종료 후부터 냉각 장치(6)로 후강판(1)의 냉각을 개시하기까지의 시간(t)이 42s 이하이며, 바람직하게는 19s 이하, 더욱 바람직하게는 5s 이하이다.
디스케일링 장치(4)는, 노즐의 분사 압력이 17.7㎫, 노즐 1개당의 분사 유량이 64L/min/개, 분사 거리(디스케일링 장치(4)의 분사 노즐과 후강판(1)의 표면 거리)가 130㎜, 노즐 분사 각도가 32°, 영각이 15°로 하고, 서로 이웃하는 노즐의 분사 영역이 어느 정도 랩되도록 폭 방향으로 1열 나열한 것으로, 폭 방향 모든 위치에서 충돌 압력은 1.5㎫이다.
냉각 장치(6)는, 도 2에 나타내는 바와 같이 강판 상면에 공급한 냉각수를 구분판의 상방으로 흐르게 하고, 또한 도 4에 나타내는 바와 같이 강판 폭 방향 측방으로부터 배수할 수 있는 유로를 형성한 설비로 했다. 구분판에는, 직경 12㎜의 구멍을 바둑판의 눈금과 같이 뚫고, 도 3에 나타내는 바와 같이, 지그재그 형상으로 배열한 급수구에 상부 냉각수 분사 노즐을 내삽하고, 나머지의 구멍을 배수구로서 이용했다. 상헤더 하면과 구분판 상면의 거리는 100㎜로 했다.
상부 냉각수 분사 노즐은, 내경 5㎜, 외경 9㎜, 길이 170㎜로 하고, 그 상단을 헤더 내로 돌출시켰다. 또한, 막대 형상 냉각수의 분사 속도를 8.9m/s로 했다. 강판 폭 방향의 노즐 피치는 50㎜로 하고, 테이블 롤러 간 거리 1m의 존 내에서 노즐을 길이 방향으로 10열 나열했다. 상면의 수량 밀도는, 2.1㎥/㎡·min였다. 상면 냉각의 노즐 하단은, 판두께 25㎜의 구분판의 상하 표면의 중간 위치가 되도록 설치하고, 강판 표면까지의 거리는 80㎜로 했다.
또한, 하면 냉각 설비에 대해서는, 도 2에 나타내는 바와 같은, 구분판을 구비하지 않는 것 이외는 상면 냉각 설비와 동일한 냉각 설비를 이용하여, 막대 형상 냉각수의 분사 속도 및 수량 밀도를 상면의 1.5배로 했다.
그리고, 표 1에 나타내는 바와 같이, 디스케일링 장치(4)로부터 냉각 장치(6)까지의 거리(L), 강판의 반송 속도(V) 및 디스케일링 장치(4)로부터 냉각 장치(6)까지의 시간을 여러 가지 변화시켰다. 또한, 표 1의 디스케일링이란, 디스케일링 장치(4)에 의한 후강판(1)의 스케일 제거 공정이며, 제어 냉각이란, 냉각 장치(6)에 의한 후강판(1)의 냉각 공정이다.
Figure 112013119577211-pat00001
표 1의 본 발명예 1∼5(후강판(1))는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 냉각 장치(6)로 냉각했을 때에, 폭 방향 위치의 표면 온도의 불균일이 거의 없이 균일하게 냉각되어, 평탄도가 우수하고, 형상 불량에 의한 재교정률이 낮으며, 또한, 표면 성상도 양호했다.
특히, 디스케일링 장치(4)로부터 냉각 장치(6)까지의 거리를 5m로 한 본 발명예 1∼3은, 디스케일링 장치(4)에 의한 후강판(1)의 스케일을 제거 종료 후부터, 냉각 장치(6)로 후강판(1)의 냉각을 개시하기까지의 시간(t)이, 강판의 반송 속도(V)에 의하지 않고, 전술한 (6)식으로부터 냉각 장치(6)에 의한 냉각이 보다 안정되는 조건인 19S 이하이며, 재교정률이 5％ 이하로 양호했다.
또한, 디스케일링 장치(4)로부터 냉각 장치(6)까지의 거리를 2.5m로 하고, 노즐의 분사 압력이 17.7㎫, 노즐 1개당의 분사 유량이 64L/min/개, 분사 거리(디스케일링 장치(4)의 분사 노즐과 후강판(1)의 표면 거리)가 90㎜, 노즐 분사 각도가 40°, 노즐 영각이 15°로 함으로써 충돌 압력을 2.4㎫로 한 본 발명예 5에서는, 재교정률이 1％로 매우 양호했다.
한편, 디스케일링 장치(4)에 의한 스케일 제거를 실시하지 않고, 냉각 장치(6)에 의한 냉각을 행한 비교예 1에서는, 강판의 온도 분포에 기인했다고 생각되는 평탄도가 악화되어, 재교정률이 40％가 되었다.
또한, 디스케일링 장치(4)에 의한 설정 조건을, 수압 10㎫, 노즐 1개당의 분사 유량이 10L/min/개, 분사 거리가 180㎜, 노즐 분사 각도가 25°, 노즐 영각이 15°로 하고, 충돌 압력을 0.09㎫로 한 비교예 2는, 스케일이 부분 박리됨으로써 강판 폭 방향의 온도 분포가 악화되어, 재교정률이 70％가 되었다.
1 : 후강판
2 : 가열로
3 : 열간 압연기
4 : 디스케일링 장치
5 : 제1 형상 교정 장치(형상 교정 장치)
6 : 냉각 장치
7 : 제2 형상 교정 장치
10 : 상헤더(upper header;헤더)
11 : 상부 냉각수 분사 노즐(냉각수 분사 노즐)
12 : 구분판
13 : 하헤더(lower header)
15 : 하부 냉각수 노즐
16, 17 : 탈수 롤(squeeze roll)
18 : 관통구멍
19 : 급수구

Claims (8)

  1. 열간 압연기, 형상 교정 장치, 디스케일링 장치 및 냉각 장치를 이 순서로 반송 방향 상류측으로부터 배치하고, 상기 디스케일링 장치가 후(厚)강판의 표면을 향하여 분사하는 냉각수의 충돌 압력(P)을 1.5㎫ 이상 3㎫ 이하로 하며,
    상기 냉각 장치가, 상기 후강판의 상면에 냉각수를 공급하는 헤더와, 당해 헤더로부터 현수(懸垂)된 막대 형상 냉각수를 분사하는 냉각수 분사 노즐과, 상기 후강판과 상기 헤더와의 사이에 설치되는 구분판을 구비함과 함께, 상기 구분판에는, 상기 냉각수 분사 노즐의 하단부를 내삽(receiving)하는 급수구와, 상기 후강판의 상면에 공급된 냉각수를 상기 구분판 상으로 배수하는 배수구가, 복수 설치되어 있는 후강판의 제조 설비.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 디스케일링 장치로부터 상기 냉각 장치까지의 반송 속도를 V[m/s], 냉각 전의 후강판 온도를 T[K]로 하면, 상기 디스케일링 장치로부터 상기 냉각 장치까지의 거리(L)[m]는, L≤V×5×10-9×exp(25000/T)의 식을 충족하고 있는 후강판의 제조 설비.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 디스케일링 장치로부터 상기 냉각 장치까지의 거리(L)가 12m 이하가 되도록 각 장치를 배치한 후강판의 제조 설비.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스케일링 장치의 분사 노즐로부터 상기 후강판의 표면까지의 거리(H)가, 40㎜ 이상, 140㎜ 이하로 된 후강판의 제조 설비.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
KR1020137034747A 2009-03-25 2010-03-23 후강판의 제조 설비 KR101563206B1 (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009073994 2009-03-25
JPJP-P-2009-073994 2009-03-25
JPJP-P-2010-006722 2010-01-15
JP2010006722A JP5614040B2 (ja) 2009-03-25 2010-01-15 厚鋼板の製造設備及び製造方法
PCT/JP2010/055497 WO2010110473A1 (ja) 2009-03-25 2010-03-23 厚鋼板の製造設備及び製造方法

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020117020996A Division KR20110115163A (ko) 2009-03-25 2010-03-23 후강판의 제조 설비 및 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140004265A KR20140004265A (ko) 2014-01-10
KR101563206B1 true KR101563206B1 (ko) 2015-10-26

Family

ID=42781163

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020137034747A KR101563206B1 (ko) 2009-03-25 2010-03-23 후강판의 제조 설비
KR1020117020996A KR20110115163A (ko) 2009-03-25 2010-03-23 후강판의 제조 설비 및 제조 방법

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020117020996A KR20110115163A (ko) 2009-03-25 2010-03-23 후강판의 제조 설비 및 제조 방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20120017660A1 (ko)
EP (1) EP2412455B1 (ko)
JP (1) JP5614040B2 (ko)
KR (2) KR101563206B1 (ko)
CN (1) CN102361704B (ko)
WO (1) WO2010110473A1 (ko)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5614040B2 (ja) 2009-03-25 2014-10-29 Ｊｆｅスチール株式会社 厚鋼板の製造設備及び製造方法
CN103415358B (zh) * 2011-05-16 2015-08-26 新日铁住金工程技术株式会社 轧辊的清洁装置及其清洁方法
JP5751012B2 (ja) * 2011-05-24 2015-07-22 Ｊｆｅスチール株式会社 耐圧潰性および耐サワー性に優れた高強度ラインパイプの製造方法
JP5796351B2 (ja) * 2011-05-24 2015-10-21 Ｊｆｅスチール株式会社 耐圧潰性に優れた高強度耐サワーラインパイプおよびその製造方法
JP5811591B2 (ja) * 2011-05-24 2015-11-11 Ｊｆｅスチール株式会社 耐圧潰性および溶接熱影響部靱性に優れた高強度ラインパイプ及びその製造方法
JP5803270B2 (ja) * 2011-05-24 2015-11-04 Ｊｆｅスチール株式会社 耐圧潰性に優れた高強度耐サワーラインパイプ及びその製造方法
JP5751013B2 (ja) * 2011-05-24 2015-07-22 Ｊｆｅスチール株式会社 耐圧潰性および耐サワー性に優れた高強度ラインパイプの製造方法
DE102012214298A1 (de) 2012-08-10 2014-02-13 Sms Siemag Ag Verfahren zur Reinigung und/oder Entzunderung einer Bramme oder eines Vorbandes mittels eines Zunderwäschers und Zunderwäscher
EP2979770B1 (en) * 2013-03-27 2018-08-22 JFE Steel Corporation Thick steel plate manufacturing device and manufacturing method
JP5720714B2 (ja) * 2013-03-27 2015-05-20 Ｊｆｅスチール株式会社 厚鋼板の製造方法および製造設備
CN103212594A (zh) * 2013-04-08 2013-07-24 张家港联峰钢铁研究所有限公司 自动脱落氧化铁皮盒出口装置
JP6060927B2 (ja) * 2014-03-18 2017-01-18 Ｊｆｅスチール株式会社 鋼板の製造方法
KR101940429B1 (ko) * 2014-08-26 2019-01-18 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 후강판의 제조 방법
BR112017003566B1 (pt) * 2014-08-26 2022-12-06 Jfe Steel Corporation Método de fabricação de uma placa de aço espessa
CN109317524B (zh) * 2017-07-31 2024-05-07 上海东新冶金技术工程有限公司 热镀锌用光整机高压喷淋装置及其使用方法
KR20220080174A (ko) * 2019-11-25 2022-06-14 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 강판의 제조 설비 및 제조 방법
JP7452696B2 (ja) 2021-09-16 2024-03-19 Ｊｆｅスチール株式会社 厚鋼板の製造方法および製造設備

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006035233A (ja) 2004-07-22 2006-02-09 Sumitomo Metal Ind Ltd 鋼板の冷却装置、熱延鋼板の製造装置及び製造方法
JP3796133B2 (ja) 2000-04-18 2006-07-12 新日本製鐵株式会社 厚鋼板冷却方法およびその装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0238283B2 (ja) * 1983-02-09 1990-08-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Kohanreikyakusochi
JP3298730B2 (ja) 1994-02-24 2002-07-08 新日本製鐵株式会社 表面欠陥の少ないオーステナイト系ステンレス鋼板の製造方法
DE69524045T2 (de) 1994-07-18 2002-04-18 Kawasaki Steel Co Verfahren und vorrichtung zum reinigen von stahlblech
JPH0957327A (ja) 1995-08-22 1997-03-04 Sumitomo Metal Ind Ltd 厚鋼板のスケール除去方法
JPH09253734A (ja) * 1996-03-27 1997-09-30 Nisshin Steel Co Ltd 熱延鋼板の製造方法
JPH10113713A (ja) * 1996-10-09 1998-05-06 Kobe Steel Ltd 制御冷却鋼板の製造方法
JP2000271627A (ja) 1999-03-23 2000-10-03 Nippon Steel Corp 厚鋼板の冷却方法および装置
JP3770216B2 (ja) * 2002-08-08 2006-04-26 Ｊｆｅスチール株式会社 熱延鋼帯の冷却装置および熱延鋼帯の製造方法ならびに熱延鋼帯製造ライン
WO2004014577A1 (ja) * 2002-08-08 2004-02-19 Jfe Steel Corporation 熱延鋼帯の冷却装置、熱延鋼帯の製造方法および熱延鋼帯の製造ライン
JP5614040B2 (ja) 2009-03-25 2014-10-29 Ｊｆｅスチール株式会社 厚鋼板の製造設備及び製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3796133B2 (ja) 2000-04-18 2006-07-12 新日本製鐵株式会社 厚鋼板冷却方法およびその装置
JP2006035233A (ja) 2004-07-22 2006-02-09 Sumitomo Metal Ind Ltd 鋼板の冷却装置、熱延鋼板の製造装置及び製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102361704B (zh) 2015-03-25
JP5614040B2 (ja) 2014-10-29
JP2010247228A (ja) 2010-11-04
WO2010110473A1 (ja) 2010-09-30
EP2412455B1 (en) 2018-03-14
US20120017660A1 (en) 2012-01-26
CN102361704A (zh) 2012-02-22
KR20110115163A (ko) 2011-10-20
EP2412455A4 (en) 2013-05-29
KR20140004265A (ko) 2014-01-10
EP2412455A1 (en) 2012-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101563206B1 (ko) 후강판의 제조 설비
CA2644514A1 (en) Hot-strip cooling device and cooling method
JP5515483B2 (ja) 厚鋼板の冷却設備および冷却方法
EP2979769B1 (en) Thick steel plate manufacturing method and manufacturing device
JP2010247227A (ja) 厚鋼板の製造設備及び製造方法
JP3802830B2 (ja) 鋼板のデスケーリング方法および設備
EP2979770B1 (en) Thick steel plate manufacturing device and manufacturing method
JP3551129B2 (ja) 熱延鋼帯の製造方法および製造設備
CN106794500B (zh) 厚钢板的制造设备及制造方法
JP4621061B2 (ja) 鋼板の冷却装置
JP3173574B2 (ja) 高温鋼板の冷却装置
KR101940429B1 (ko) 후강판의 제조 방법
JP3608517B2 (ja) 鋼板の水切り装置及び水切り方法

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180918

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190917

Year of fee payment: 5