KR20080034965A

KR20080034965A - 강판의 냉각 설비 및 냉각 방법과, 이를 이용하는 강판의 열간 압연 설비 및 열간 압연 방법

Info

Publication number: KR20080034965A
Application number: KR1020087004608A
Authority: KR
Inventors: 나오키 나카타; 타카시 쿠로키; 아키오 후지바야시; 쇼고 토미타; 마사유키 호리에; 이치 니시다; 나오토 히라타; 미치오 사토; 쿄헤이 이시다
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2005-08-30
Filing date: 2006-08-29
Publication date: 2008-04-22
Also published as: WO2007026906A1; CN101253009A; EP1935522B1; KR100973691B1; EP1935522A1; CN101253009B; EP1935522A4

Abstract

강판의 제어 압연을 행하는 경우 등에 있어서, 열간압연 라인 상에서 강판을 콤팩트한 구조로 적절히 냉각할 수 있는 강판의 냉각 설비 및 냉각 방법을 제공한다.

구체적으로는, 강판(10)을 열간압연하는 동안에, 강판(10)을 통과시키면서 강판(10)의 상하면에 냉각수를 공급하는 냉각 설비로서, 강판(10)의 상방으로부터 강판(10)의 상면을 향하여 비스듬히 냉각수를 공급하는 노즐(22a, 22b)을 갖고, 강판(10) 상에서 냉각수의 분사가 강판(10)의 반송 방향으로 서로 대향하도록 노즐(22a, 22b)을 배열하고 있는 강판의 냉각 설비이다. 더욱 구체적으로는, 4㎥/㎡min 이상의 큰 수량 밀도를 갖는 통과식의 냉각 설비(20)이다.

열간압연, 냉각설비, 냉각수

Description

강판의 냉각 설비 및 냉각 방법 {COOLING FACILITY AND COOLING METHOD OF STEEL PLATE}

본 발명은, 강판의 냉각 설비 및 냉각 방법에 관한 것이다.

최근, 강판의 열간압연에 있어서는, 강도나 인성(靭性)이 우수한 강판의 제조가 요구되고 있고, 그 일 예로서, 압연재에 제어 압연(Controlled Rolling; CR)을 행함으로써, 우수한 재질의 후강판(厚鋼板)을 만들고 있다. 즉, 1000℃ 이상으로 가열한 슬래브를 일단 소정의 판두께까지 압연하고, 그 후, 압연재의 온도가 미재결정온도 영역(non-recrystallization temperature range)이나 그 온도 영역에 가까운 온도 영역에 있는 상태에서 마무리(finish) 판두께까지 압연을 행하는 것이다. 예를 들면, 두께 200∼300㎜의 슬래브를 1100∼1200℃ 정도까지 가열 후, 마무리 판두께의 1.5∼2배 정도까지 압연하고, 그 후, 온도가 미재결정 영역인 850℃ 이하가 된 시점에서 제어 압연을 개시하여, 마무리 판두께(예를 들면 15㎜)까지 압연한다는 것이다.

그때에, 제어 압연을 행하는 온도(제어 압연 개시 온도)가 낮고, 그리고 제어 압연을 행하는 판두께(제어 압연 개시 판두께)가 두꺼운 경우에는, 압연재가 제어 압연 개시 온도가 되기까지 상당한 시간을 요하기 때문에, 압연기(가역식 압연 기) 근방의 압연 라인 상에서 제어 압연 개시 온도가 되기까지 압연재를 방냉(放冷) 상태에서 대기시키고 있었다. 그 결과, 그 냉각 대기(待機)에 의해 압연기에 대기 시간이 발생하여, 압연 능률이 저하한다는 문제가 생기고 있었다.

이러한 냉각 대기에 의해 압연기에 대기 시간이 발생하여 압연 능률이 저하하는 것을 해소하기 위해, 냉각 대기가 필요하게 된 강판을 압연 라인 밖에 형성한 대기 위치로 이동시켜서 냉각하고, 그 냉각을 행하고 있는 동안은 다른 강판의 압연을 행하며, 대기 위치에서 냉각하고 있던 강판이 소정의 제어 압연 개시 온도가 되면, 대기 위치로부터 압연 라인으로 되돌려서 제어 압연을 행한다는 기술이 제안되어 있다(예를 들면, 일본공개특허공보 소53-146208호, 일본공개특허공보 소60-180604호 참조).

그러나, 일본공개특허공보 소53-146208호, 일본공개특허공보 소60-180604호에 기재된 기술에 있어서는, 압연 라인 밖에 대기 위치를 형성하기 위한 스페이스나, 강판을 압연 라인과 대기 위치의 사이에서 이동시키기 위한 수단이 필요하게 되어, 대규모 설비가 되어 버린다.

또한, 이러한 냉각 대기에 의해 압연기에 대기 시간이 발생하여 압연 능률이 저하하는 것을 해소하기 위해, 예를 들면, 일본공개특허공보 소55-106615호에는, 가역 압연기의 전방과 후방에 샤워식의 냉각 장치를 설치하여, 각 압연 패스에 있어서 압연재를 냉각 장치로 수냉(水冷)하면서 가역 압연기로 압연을 행한다는 제어 압연 방법이 나타나 있다.

또한, 일본공개특허공보 2005-000979호에는, 압연재를 소정의 제어 압연 개 시 온도로 냉각하기 위한 온도 조정 냉각 설비를 설치하고, 가역 압연기로 소정 판두께까지 압연한 압연재를 온도 조정 냉각 설비에서 소정의 제어 압연 개시 온도로 냉각(온도 조정 냉각)한 후, 다시 가역 압연기로 마무리 판두께까지 압연을 행하는 기술이 기재되어 있다. 이 온도 조정 냉각 설비는, 후행재(後行材)와의 간섭을 피하기 위해, 가역 압연기로부터 약 20m 정도 떨어진 위치에 설치되어 있다.

그러나, 일본공개특허공보 소55-106615호에 기재된 기술에 있어서는, 샤워식의 냉각 장치로 강판의 냉각을 행하고 있지만, 냉각수의 물기제거(damming of remaining water)에 대해서는 고려되어 있지 않기 때문에, 소정의 온도 강하량을 얻으려고 큰 유량의 냉각수를 강판의 상면에 공급하면, 강판 상면에 체류한 냉각수가 강판 상면을 자유로이 이동하게 되어, 강판의 냉각 영역이 변동하고 냉각이 불균일하게 되어 버려, 제품의 재질이나 형상에 악영향을 미친다는 문제가 있다.

또한, 강판 상면에 체류한 냉각수의 물기제거에 대해서는, 물기제거롤을 이용하는 방법이 있지만, 반송되는 강판이 물기제거롤에 충돌하는 등의 반송 트러블의 발생이 우려된다. 또한, 에어(air)에 의해 물기제거를 행하는 방법이 있지만, 큰 유량의 냉각수에 대해서는 효력이 없다.

또한, 일본공개특허공보 2005-000979호에 기재된 기술에 있어서는, 압연기로부터 약 20m 정도 떨어진 위치에 설치되어 있는 온도 조정 냉각 설비에서 소정의 제어 압연 개시 온도까지 온도 조정 냉각을 하기 때문에, 강판의 반송 시간도 포함하여 냉각에 시간이 걸려, 압연 능률의 저하를 충분하게는 해소할 수 없다는 문제가 있다.

또한, 열간압연에 의해 강판을 제조하는 프로세스에서는, 압연 온도를 제어하는 데에 냉각수를 공급하거나, 공냉(空冷)을 행하거나 하는 것이 일반적이지만, 최근, 높은 냉각 속도를 얻어 조직을 미세화하여, 강판의 강도를 높이는 기술의 개발이 성행하고 있다.

예를 들면, 냉각수를 공급하여 강판을 냉각하는 기술로서, 일본공개특허공보 소62-260022호에 기재된 기술이 있다. 이것은, 냉각수를 강판의 반송 방향에 대향하여 분사하는 슬릿 노즐 유닛을 승강시키는 것으로, 별도로 형성한 라미나(laminar) 노즐이나 스프레이 노즐과 함께 사용함으로써, 광범위한 냉각 속도를 확보할 수 있다고 되어 있다.

또한, 냉각수를 공급하여 강판을 냉각하는 다른 기술로서, 일본공개특허공보 소59-144513호에 기재된 기술이 있다. 이것은, 슬릿 형상의 노즐을 갖는 헤더(header)를 경사 대향시켜서 막 형상의 냉각수를 분사시킴과 아울러, 칸막이판을 형성하여 냉각수를 강판과 칸막이판의 사이에 충만시켜서 높은 냉각 속도를 얻을 수 있다고 되어 있다.

또한, 냉각수를 공급하여 강판을 냉각하는 다른 기술로서, 일본공개특허공보 2001-286925호에 기재된 기술이 있다. 이것은, 슬릿 형상의 노즐 또는, 플랫(flat) 스프레이 노즐을 강판의 반송 방향의 상류측과 하류측에 각각 강판의 상방에 설치하고, 이들 노즐의 분사각(강판 법선(法線)을 기준으로 한 각도)을 20° 이상, 60° 이하로 서로 마주 향하도록 냉각수를 토출함으로써, 강판 상의 냉각수를 균일한 흐름으로 할 수 있어, 냉각 불균일을 방지할 수 있다고 되어 있다.

그러나, 상기 일본공개특허공보 소62-260022호, 일본공개특허공보 소59-144513호에 기재된 기술은, 냉각 균일성의 확보나 설비 비용 등에 큰 문제점이 있다.

즉, 일본공개특허공보 소62-260022호에 기재된 기술에서는, 슬릿 노즐 유닛을 강판에 근접시키지 않으면 안 되어, 선단(先端)이나 미단(尾端)이 휜 강판을 냉각하는 경우는, 강판이 슬릿 노즐 유닛에 충돌하여, 슬릿 노즐 유닛을 파손하거나, 강판이 이동할 수 없게 되어 제조 라인의 정지나 수율의 저하를 초래하거나 하는 일이 있다. 그래서, 선단이나 미단이 통과할 때에, 승강 기구를 작동시켜서, 슬릿 노즐 유닛을 상방으로 퇴피(退避)시키는 것도 생각할 수 있지만, 그 경우는 선미단의 냉각이 부족하여, 목적으로 하는 재질이 얻어질 수 없게 된다. 또한, 승강 기구를 설치하기 위한 설비 비용이 든다는 문제도 있다.

또한, 일본공개특허공보 소59-144513호에 기재된 기술에서는, 노즐을 강판에 근접시키지 않으면 강판과 칸막이판과의 사이에 냉각수가 충만하지 않는다. 노즐을 강판에 근접시키면, 일본공개특허공보 소62-260022호에 기재된 기술과 마찬가지로, 선단이나 미단이 휜 강판을 냉각하는 경우에 문제가 생긴다.

또한, 일본공개특허공보 소62-260022호, 일본공개특허공보 소59-144513호, 일본공개특허공보 2001-286925호에 기재된 기술에서는, 슬릿 형상의 노즐을 이용하는 것이 전제로 되어 있지만, 분출구가 항상 청정한 상태로 유지되어 있지 않으면, 냉각수가 막 형상으로 되지 않는다. 예를 들면, 도15 에 나타내는 바와 같이, 슬릿 노즐(52)의 분출구에 이물(異物)(60)이 부착하여 막힘이 생긴 경우에는, 냉각수 막(53)이 파열된다. 또한, 냉각수를 분사 영역 내(냉각 영역 내)로 막기 위해서는 고압으로 분사하지 않으면 안 되지만, 막 형상의 냉각수막(53)을 고압으로 분사하면, 분사 압력의 밸런스가 나빠져서 냉각수막(53)이 파열되기 쉽다는 문제가 있었다. 또한, 막 형상 냉각수를 비스듬히 분사하는 경우, 강판으로부터 노즐까지의 거리가 멀어지면 강판 근방의 수막이 얇아져서, 더욱 허물어지기 쉽게 된다. 또한, 일본공개특허공보 소62-260022호, 일본공개특허공보 소59-144513호 및, 일본공개특허공보 2001-286925호에 개시된 슬릿 형상의 노즐은, 강판의 반송 방향의 상류, 하류에 각각 1열밖에 배열되어 있지 않다. 이 때문에, 냉각수막(53)이 잘 형성되지 않으면, 냉각수가 분사 영역의 상류나 하류 방향으로 새어 나가 버리고, 그것이 강판(10) 상에 체류하여 강판(10)을 부분적으로 식혀, 온도 불균일이 발생한다는 문제가 있다. 강판(10) 상면에 체류하는 냉각수를 사이드 스프레이 등으로 배제하는 기술도 있지만, 냉각 수량이 많은 경우에는 완전히 배제해낼 수 없어, 역시 온도 불균일을 일으킨다는 문제가 있다.

본 발명은, 상기와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 강판의 제어 압연을 행하는 경우 등에 있어서, 열간압연 라인 상에서 강판을 콤팩트한 구조로 적절히 냉각할 수 있는 강판의 냉각 설비 및 냉각 방법을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

또한, 본 발명은, 강판의 제어 압연을 행할 때에, 강판이 균일하게 냉각되어 양호한 제품 품질이 얻어짐과 아울러, 냉각 대기 등에 의한 압연 능률의 저하도 방지할 수 있는 강판의 열간압연 설비 및 열간압연 방법을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

또한, 본 발명은, 강판의 상면에 냉각수를 공급하는 경우에 있어서, 강판을 고(高) 냉각 속도로 균일하고 그리고 안정하게 냉각할 수 있는 강판의 냉각 설비 및 냉각 방법을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

(발명의 개시)

(발명이 해결하고자 하는 과제)

상기의 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 이하의 특징을 갖는다.

1. 강판을 열간압연하는 동안에, 강판을 통과시키면서 강판의 상하면에 냉각수를 공급하는 냉각 설비로서, 강판의 상방으로부터 강판의 상면을 향하여 비스듬히 냉각수를 공급하는 노즐을 갖고, 강판 상에서 냉각수가 강판의 반송 방향으로 서로 대향하도록 상기 노즐을 각각 복수열 갖고 있는 것을 특징으로 하는 강판의 냉각 설비.

또한, 여기서, 강판을 열간압연하는 동안에 냉각수를 공급한다는 것은, 냉각 후에 1회 이상 압연하고, 또는, 추가로 그 후 1회 이상 냉각수를 공급하여 냉각하는 것을 말한다.

2. 상기 1에 있어서, 강판을 열간압연하는 가역식 압연기의 입측(入側) 및/또는 출측(出側)의 상기 가역식 압연기에 근접하는 위치에, 압연 전 및/또는 압연 후의 강판을 통과시키면서 강판의 상하면에 각각 4㎥/㎡min 이상의 수량(水量) 밀도의 냉각수를 공급하는 냉각 설비를 배치한 강판의 냉각 설비.

3. 상기 1 또는, 2에 있어서, 상기 노즐은 봉 형상 냉각수를 분사하는 강판의 냉각 설비.

4. 상기 3에 있어서, 상기 강판의 상방에 상기 봉 형상 냉각수를 분사하는 노즐을 접속한 헤더를 설치하고, 상기 봉 형상 냉각수와 상기 강판이 이루는 복각(angle of depression)이 30°∼60°가 되도록, 상기 노즐을 배치하게 되는 강판의 냉각 설비.

5. 상기 4에 있어서, 상기 노즐을 상기 강판의 반송 방향 및 반송 방향과 역방향으로 각각 3열 이상, 보다 바람직하게는, 5열 이상 배열하고, 8m/s 이상의 속도로 봉 형상 냉각수를 분사하는 강판의 냉각 설비.

6. 상기 3 내지 5의 어느 하나에 있어서, 상기 봉 형상 냉각수의 분사 속도의 성분의 0∼35%가 반송 방향에 직각인 강판폭 방향의 외측을 향하도록, 상기 봉 형상 냉각수의 분사 방향이 설정되어 있는 강판의 냉각 설비.

7. 상기 6에 있어서, 상기 봉 형상 냉각수를 분사하는 전(全) 노즐 수의 40∼60%의 수의 봉 형상 냉각수의 분사 속도의 성분이, 반송 방향에 직각인 강판폭 방향의 외측을 향하는 2 방향 중, 한 방향을 향하는 성분을 가지도록, 상기 봉 형상 냉각수의 분사 방향을 설정하는 강판의 냉각 설비.

8. 상기 6에 있어서, 반송 방향에 직각인 강판폭 방향의 외측을 향하는 2방향 중, 한 방향을 향하는 성분을 가지는 봉 형상 냉각수의 수와 다른 방향을 향하는 성분을 가지는 봉 형상 냉각수의 수가, 같아지도록, 상기 봉 형상 냉각수의 분사 방향을 설정하는 강판의 냉각 설비.

9. 상기 6에 있어서, 노즐의 설치 위치가 강판폭 방향의 중앙으로부터 외측을 향함에 따라, 봉 형상 냉각수의 분사 속도의 강판폭 방향의 외측을 향하는 성분이 순차적으로 커지도록, 각 노즐이 설치되어 있는 강판의 냉각 설비.

10. 상기 6에 있어서, 봉 형상 냉각수의 분사 속도의 강판폭 방향의 외측을 향하는 성분이 일정하고, 봉 형상 냉각수가 강판에 충돌하는 위치가 강판폭 방향으로 등간격이 되도록, 각 노즐이 설치되어 있는 강판의 냉각 설비.

11. 상기 3 내지 8의 어느 하나에 있어서, 판 형상 또는 막 형상의 차폐물을, 대향 분사하는 가장 내측의 열의 봉 형상 냉각수 및/또는 체류 냉각수의 상방에 구비하고 있는 강판의 냉각 설비.

12. 상기 11에 있어서, 상기 대향 분사하는 가장 내측의 열의 봉 형상 냉각수의 상방에 구비하고 있는 차폐물의 최하단은, 열강판의 상면으로부터 300∼500㎜ 상방의 위치인 강판의 냉각 설비.

13. 상기 2에 있어서, 상기 냉각 설비의 냉각 영역은 상기 가역식 압연기로부터 그 입측 및/또는 출측에 배치된 사이드 가이드의 위치를 제외한 가역식 압연기에 근접하는 위치인 강판의 냉각 설비.

14. 상기 13에 있어서, 상기 냉각 설비의 냉각 영역은 상기 가역식 압연기의 입측에 배치된 사이드 가이드의 상류측에서 가역식 압연기에 근접하는 위치 및/또는 상기 가역식 압연기의 출측에 배치된 사이드 가이드의 하류측에서 가역식 압연기에 근접하는 위치인 강판의 냉각 설비.

15. 강판을 열간압연하는 동안에, 강판을 통과시키면서 강판의 상하면에 냉각수를 공급하는 냉각 방법으로서, 강판 상에서 냉각수가 강판의 반송 방향으로 서로 대향하도록 배열된 노즐에 의해, 강판의 상방으로부터 강판의 상면을 향하여 비스듬히 냉각수를 공급하는 강판의 냉각 방법.

16. 상기 15에 있어서, 상기 강판을 열간압연하는 가역식 압연기의 입측 및/또는 출측의 상기 가역식 압연기에 근접하는 위치에 냉각 설비를 배치하고, 상기 냉각 설비로부터 압연 전 및/또는 압연 후의 강판을 통과시키면서 강판의 상하면에 각각 4㎥/㎡min 이상의 수량 밀도의 냉각수를 공급하는 강판의 냉각 방법.

17. 상기 15 또는 16에 있어서, 상기 노즐은 봉 형상 냉각수를 분사하는 강판의 냉각 방법.

18. 상기 17에 있어서, 상기 강판의 상방에 상기 봉 형상 냉각수를 분사하는 노즐을 접속한 헤더를 설치하고, 상기 봉 형상 냉각수와 상기 강판이 이루는 복각이 30°∼60°가 되도록, 상기 노즐을 배치하여 냉각을 행하는 강판의 냉각 방법.

19. 상기 18에 있어서, 상기 노즐을 강판의 반송 방향 및 반송 방향과 역방향으로 각각 3열 이상, 보다 바람직하게는, 5열 이상 배열하고, 8m/s 이상의 속도로 봉 형상 냉각수를 분사하는 강판의 냉각 방법.

20. 상기 15 내지 19의 어느 하나에 있어서, 상기 봉 형상 냉각수의 분사 속도의 성분의 0∼35%가 반송 방향에 직각인 강판폭 방향의 외측을 향하도록, 상기 봉 형상 냉각수의 분사 방향을 설정하는 강판의 냉각 방법.

21. 상기 20에 있어서, 상기 봉 형상 냉각수를 분사하는 전 노즐수의 40∼60%의 수의 봉 형상 냉각수의 분사 속도의 성분이, 반송 방향에 직각인 강판폭 방향의 외측을 향하는 2방향 중, 한 방향을 향하는 성분을 가지도록, 상기 봉 형상 냉각수의 분사 방향을 설정하는 강판의 냉각 방법.

22. 상기 20에 있어서, 반송 방향에 직각인 강판폭 방향의 외측을 향하는 2방향 중, 한 방향을 향하는 성분을 가지는 봉 형상 냉각수의 수와 다른 방향을 향하는 성분을 가지는 봉 형상 냉각수의 수가, 같아지도록, 상기 봉 형상 냉각수의 분사 방향을 설정하는 강판의 냉각 방법.

23. 상기 20에 있어서, 노즐의 설치 위치가 강판폭 방향의 중앙으로부터 외측을 향함에 따라, 봉 형상 냉각수의 분사 속도의 강판폭 방향의 외측을 향하는 성분이 순차적으로 커지도록, 각 노즐을 설치하는 강판의 냉각 방법.

24. 상기 20에 있어서, 봉 형상 냉각수의 분사 속도의 강판폭 방향의 외측을 향하는 성분을 일정하게 하고, 봉 형상 냉각수가 강판에 충돌하는 위치가 강판폭 방향으로 등간격이 되도록, 각 노즐을 설치하는 강판의 냉각 방법.

25. 상기 15 내지 19의 어느 하나에 있어서, 판 형상 또는 막 형상의 차폐물을, 대향 분사하는 가장 내측의 열의 봉 형상 냉각수 및/또는, 체류 냉각수의 상방에 형성하는 강판의 냉각 방법.

26. 상기 25에 있어서, 상기 대향 분사하는 가장 내측의 열의 봉 형상 냉각수의 상방에 구비하고 있는 차폐물의 최하단을, 강판의 상면으로부터 300∼500㎜ 상방에 위치시키는 강판의 냉각 방법.

27. 상기 16에 있어서, 상기 냉각 설비의 냉각 영역은 상기 가역식 압연기로부터 그 입측 및/또는 출측에 배치된 사이드 가이드의 길이를 제외한 가역식 압연기에 근접하는 위치인 강판의 냉각 방법.

28. 상기 27에 있어서, 상기 냉각 설비의 냉각 영역은 상기 가역식 압연기의 입측에 배치된 사이드 가이드의 상류측에서 가역식 압연기에 근접하는 위치 및/또는 상기 가역식 압연기의 출측에 배치된 사이드 가이드의 하류측에서 가역식 압연기에 근접하는 위치인 강판의 냉각 방법.

29. 강판을 열간압연하는 가역식 압연기의 입측 및/또는 출측의 상기 가역식 압연기에 근접하는 위치에, 압연 전 및/또는 압연 후의 강판을 통과시키면서 강판의 상하면에 각각 4㎥/㎡min 이상의 수량 밀도의 냉각수를 공급하는 냉각 설비를 배치하고, 상면의 냉각 설비는, 강판의 상방으로부터 강판을 향하여 비스듬히 냉각수를 공급하는 노즐을 갖고, 강판 상에서 냉각수가 강판의 반송 방향으로 서로 대향하도록 상기 노즐을 배열하고 있는 것을 특징으로 하는 강판의 열간압연 설비.

30. 상기 노즐은 봉 형상 냉각수를 분사하는 것을 특징으로 하는 상기 29에 기재된 강판의 열간압연 설비.

31. 상기 냉각 설비의 냉각 영역은 가역식 압연기로부터 그 입측 및/또는 출측에 배치된 사이드 가이드까지의 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 상기 29 또는 30에 기재된 강판의 열간압연 설비.

32. 강판을 열간압연하는 가역식 압연기의 입측 및/또는 출측의 상기 가역식 압연기에 근접하는 위치에 냉각 설비를 배치하고, 상기 냉각 설비로부터 압연 전 및/또는 압연 후의 강판을 통과시키면서 강판의 상하면에 각각 4㎥/㎡min 이상의 수량 밀도의 냉각수를 공급함과 아울러, 그때에 강판의 상면에 대해서는, 강판 상에서 냉각수가 강판의 반송 방향으로 서로 대향하도록 배열된 노즐에 의해, 강판의 상방으로부터 강판을 향하여 비스듬히 냉각수를 공급하는 것을 특징으로 하는 강판의 열간압연 방법.

33. 상기 노즐은 봉 형상 냉각수를 분사하는 것을 특징으로 하는 상기 32에 기재된 강판의 열간압연 방법.

34. 상기 냉각 설비의 냉각 영역은 가역식 압연기로부터 그 입측 및/또는 출측에 배치된 사이드 가이드까지의 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 상기 32 또는 33에 기재된 강판의 열간압연 방법.

35. 열강판의 상방에 4㎥/㎡min 이상의 수량 밀도의 봉 형상 냉각수를 분사하는 노즐을 접속한 헤더를 설치하고, 봉 형상 냉각수와 상기 열강판이 이루는 복각이 30°∼60°이고, 상기 열강판의 반송 방향으로 서로 대향하도록 상기 노즐을 배치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 강판의 냉각 설비.

36. 상기 노즐을 열강판의 반송 방향으로 5열 이상 배열하고, 8m/s 이상의 속도로 봉 형상 냉각수를 분사하는 것을 특징으로 하는 상기 35에 기재된 강판의 냉각 설비.

37. 판 형상 또는 막 형상의 차폐물을, 대향 분사하는 가장 내측의 열의 봉 형상 냉각수의 상방에 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 상기 35 또는 36에 기재된 강판의 냉각 설비.

38. 상기 차폐물의 최하단은, 열강판의 상면으로부터 300∼500㎜ 상방의 위치인 것을 특징으로 하는 상기 37에 기재된 강판의 냉각 설비.

39. 열강판의 상방에 4㎥/㎡min 이상의 수량 밀도의 봉 형상 냉각수를 분사하는 노즐을 접속한 헤더를 설치하고, 봉 형상 냉각수와 상기 열강판이 이루는 복각이 30°∼60°이고, 상기 열강판의 반송 방향으로 서로 대향하도록 상기 노즐을 배치하여 냉각을 행하는 것을 특징으로 하는 강판의 냉각 방법.

40. 상기 노즐을 열강판의 반송 방향으로 5열 이상 배열하고, 8m/s 이상의 속도로 봉 형상 냉각수를 분사하는 것을 특징으로 하는 상기 39에 기재된 강판의 냉각 방법.

41. 판 형상 또는 막 형상의 차폐물을, 대향 분사하는 가장 내측의 열의 봉 형상 냉각수의 상방에 형성하는 것을 특징으로 하는 상기 39 또는 40에 기재된 강판의 냉각 방법.

42. 상기 차폐물의 최하단을, 열강판의 상면으로부터 300∼500㎜ 상방에 위치시키는 것을 특징으로 하는 상기 41에 기재된 강판의 냉각 방법.

본 발명에 있어서는, 강판을 통과시키면서 강판의 상하면에 냉각수를 공급하도록 하고 있기 때문에, 설비 길이가 짧게 해결됨과 아울러, 강판 상에서 냉각수가 반송 방향으로 서로 대향하도록 노즐을 배열하고 있기 때문에, 공급된 냉각수 자신이 강판 상의 체류 냉각수를 막아 물기제거를 행하게 되어, 물기제거롤 등의 부대 장치가 없어도 적절히 물기제거가 행해진다. 그 결과, 강판의 제어 압연을 행하는 경우 등에 있어서, 열간압연 라인 상에서 강판을 콤팩트한 구조로 적절히 냉각할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서는, 가역식 압연기에 근접하는 위치에 4㎥/㎡min 이상의 큰 수량 밀도를 갖는 통과식의 냉각 설비를 배치하고 있기 때문에, 강판을 압연하면서 냉각함으로써, 효율적으로 소정의 제어 압연 개시 온도를 얻을 수가 있어, 냉각 대기 등에 의한 압연 능률의 저하가 회피된다. 그리고, 강판 상에서 냉각수가 반송 방향으로 서로 대향하도록 노즐을 배열하고, 4㎥/㎡min 이상의 큰 수량 밀도의 냉각수를 공급하고 있기 때문에, 공급된 냉각수 자신이 강판 상의 체류 냉각수를 막아 적절히 물기제거를 행하게 되어, 안정한 냉각 영역이 얻어진다.

이 결과, 강판의 제어 압연을 행할 때에, 강판이 균일하게 냉각되어 양호한 제품 품질이 얻어짐과 아울러, 냉각 대기 등에 의한 압연 능률의 저하도 방지할 수 있다.

또한, 본 발명을 이용함으로써, 강판을 목표 온도까지 고 냉각 속도로 균일하게 식힐 수 있다. 그 결과, 품질이 높은 강판을 제조할 수 있다.

도1 은 본 발명의 일 실시 형태에 있어서의 강판의 열간압연 설비의 배치도이다.

도2 는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 냉각 설비의 설명도이다.

도3 은 본 발명의 일 실시 형태에 있어서의 냉각 설비의 상세도이다.

도4 는 본 발명의 일 실시 형태에 있어서의 상(上) 헤더의 노즐 배치열을 나타낸 도이다.

도5 는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 다른 냉각 설비의 설명도이다.

도6 은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 강판의 냉각 설비의 설명도이다.

도7 은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 다른 강판의 냉각 설비의 설명도이다.

도8 은 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서의 분사 방향의 설명도이다.

도9 는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 냉각 설비의 설명도이다.

도10 은 도9 의 A-A 방향으로 본 도이다.

도11 은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 다른 냉각 설비의 설명도이다.

도12 는 비산 냉각수를 설명하기 위한 도이다.

도13 은 본 발명의 실시예에 있어서의 압연 시간의 비교도이다.

도14 는 본 발명의 실시예에 있어서의 후강판의 열간압연 라인과 반송 패턴의 설명도이다.

도15 는 종래 기술의 문제점을 나타낸 도이다.

도16 은 본 발명의 다른 일 실시 형태에 있어서의 냉각 설비의 상세도이다.

도17 은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 다른 냉각 설비의 설명도이다.

(부호의 설명)

10 : 강판

13 : 테이블 롤러

21 : 상(上) 헤더 유닛

21a : 제1 상(上) 헤더

21b : 제2 상 헤더

22a : 제1 상 노즐

22b : 제2 상 노즐

23a : 봉 형상 냉각수

23b : 봉 형상 냉각수

24 : 체류 냉각수

31 : 하(下) 헤더

32 : 하 노즐

33 : 봉 형상 냉각수

25 : 비산 냉각수

26a : 차폐판

26b : 차폐판

27a : 실린더

27b : 실린더

28a : 차폐막

28b : 차폐막

29 : 차폐판

40 : 냉각 유닛

51 : 냉각 헤더

52 : 슬릿 노즐

53 : 냉각수막

60 : 부착물

61 : 사이드 가이드

20 : 냉각 설비(냉각 유닛)

(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)

본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다.

(제1 실시 형태)

도1 은, 본 발명의 일 실시 형태에 있어서의 강판의 열간압연 설비의 배치도이다. 도1 에 나타내는 바와 같이, 이 실시 형태에 있어서는, 가열로(11)와, 가역식 압연기(12)와, 가역식 압연기(12)의 입측(상류측) 및 출측(하류측)에 근접하는 위치에 냉각 설비(20)가 배치되어 있다. 그리고, 냉각 설비(냉각 유닛이라고도 함)(20)는, 통과식(通過式)의 냉각 설비로, 도2 에 나타내는 바와 같이, 강판(10)의 상면을 향하여 냉각수를 공급하기 위한 상(上) 헤더 유닛(21)과, 강판(10)의 하면을 향하여 냉각수를 공급하기 위한 하(下) 헤더(31)를 구비하고 있다. 또한, 도1 및 도2 중, 부호 (13)은 테이블 롤러다.

도3, 도16 은, 냉각 설비(20)의 상세도이다. 또한, 도3 에서, 냉각 설비(20)는 가역식 압연기(12)와 사이드 가이드(14)와의 사이에 배치되어 있고, 도16 에서, 냉각 설비(20)는 사이드 가이드(14)의 상류측(가열로측)에서 가역식 압연기(12)에 근접하는 위치에 배치되어 있다. 어느 것에 있어서도, 전술한 바와 같이, 냉각 설비(20)는 상 헤더 유닛(21)과 하 헤더(31)를 구비하고 있다.

상 헤더 유닛(21)은, 한 쌍의 상 헤더(21a, 21b)에 의해 구성되어 있고, 여 기서는, 가역식 압연기(12)에 가까운 측의 상 헤더를 제1 상 헤더(21a)라고 부르고, 가역식 압연기(12)로부터 먼 측의 상 헤더를 제2 상 헤더(21b)라고 부르기로 한다.

그리고, 제1 상 헤더(21a)와 제2 상 헤더(21b)의 각각에 강판의 폭 방향으로 배열함과 아울러 반송 방향으로 복수열 형성한 원관(圓管) 노즐(22a, 22b)(여기서는, 강판(10)의 반송 방향으로 6열)이 부착되어 있고, 제1 상 헤더(21a)의 원관 노즐(제1 상 노즐)(22a)과 제2 상 헤더(21b)의 원관 노즐(제2 상 노즐)(22b)은, 각각으로부터 공급하는 봉 형상의 냉각수가 강판(10)의 반송 방향으로 서로 대향하도록 배열되어 있다. 즉, 제1 상 노즐(22a)은, 가역식 압연기(12) 측으로부터 θ1의 복각(분사 각도)으로 봉 형상 냉각수(23a)를 분사하고, 제2 상 노즐(22b)은, 가역식 압연기(12) 측을 향하여 θ2의 복각(분사 각도)으로 봉 형상 냉각수(23b)를 분사하도록 되어 있다.

덧붙여서 말하면, 본 발명의 봉 형상 냉각수(기둥 형상 분류(噴流) 냉각수라고도 함)란, 원 형상(타원이나 다각의 형상도 포함함)의 노즐 분출구로부터 분사되는 냉각수를 가리키고 있다. 또한, 본 발명의 봉 형상 냉각수는, 스프레이 형상의 분류가 아니고, 노즐 분출구로부터 강판에 충돌하기까지, 그 수류(水流)의 단면이 거의 원형으로 유지되는, 연속성이 있고 직진성이 있는 수류의 냉각수를 말한다.

따라서, 서로의 상 헤더로부터 가장 먼 측의 열(최외측의 열)의 원관 노즐로부터의 봉 형상 냉각수가 강판(10)에 충돌하는 위치 사이에 있는 영역이 냉각 영역이라는 것이 된다.

그때에, 제1 상 노즐(22a)로부터의 봉 형상 냉각수(23a)의 분사선과 제2 상 노즐(22b)로부터의 봉 형상 냉각수(23b)의 분사선이 교차하지 않도록 하면, 도3, 도16 에 나타내는 바와 같은 체류 냉각수(24)의 수막이 안정하게 형성된다. 이에 따라, 서로의 상 헤더에 가장 가까운 측의 열(최내측의 열)의 원관 노즐로부터의 봉 형상 냉각수는 체류 냉각수(24)의 수막을 향하여 분사되게 되어, 서로 상대방의 봉 형상 냉각수를 허물어뜨리는 일이 없기 때문에 바람직하다. 그리고, 최내측의 열의 원관 노즐로부터의 봉 형상 냉각수가 강판(10)에 충돌하는 위치끼리의 간격을 체류 영역 길이라고 부르기로 하고, 체류 영역 길이를 1.5m 이내로 하면, 체류하는 냉각수(24)가 강판(10)을 식히는 비율은 비교적 적기 때문에, 강판(10)의 최선단이나 최미단이 비정상(非定常)인 상태로 통과하는 경우에 식는 방식이 크게 변화하는 것을 막을 수 있다.

도4A, 4B 는 상 헤더(21a 및, 21b)에 부착되어 있는 원관 노즐(22a 및, 22b)의 배치열을 나타낸 것이다. 전술한 바와 같이, 원관 노즐(22a 및, 22b)이 강판(10)의 반송 방향으로 각각 6열 배치되어 있다. 반송 방향으로 복수열 배치하는 것은, 1열의 노즐로는 강판에 충돌하는 냉각수와 냉각수의 사이에서 체류 냉각수를 막는 힘이 약해지기 때문이다. 따라서, 반송 방향으로는 3열 이상 배치하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 5열 이상 배치한다. 또한, 판폭 방향으로는, 통과하는 강판(10)의 전폭에 냉각수를 공급할 수 있도록 부착되어 있다. 또한, 여기서는 상 헤더를 2개 설치하였지만, 이들이 일체가 된 것 같은 헤더를 1개 설치하여, 그것에 원관 노즐(22a 및, 22b)을 배열하여도 상관없다.

한편, 하 헤더(31)에 대해서는, 여기서는, 2개의 하 헤더(31)가 배치되어 있고, 각각에 원관 노즐(32)이 부착되고, 테이블 롤러(13)의 틈 사이로부터 봉 형상의 냉각수(33)를 분사하여, 통과하는 강판(10)의 전폭에 냉각수를 공급하도록 되어 있다.

그리고, 냉각 설비(20)는, 강판(10)의 상면을 향하여 강판면의 수량(水量) 밀도가 4㎥/㎡min 이상이 되도록 상 헤더(21a, 21b)로부터 냉각수를 공급하고, 강판(10)의 하면을 향하여 하 헤더(31)로부터 동일하게 강판면의 수량 밀도가 4㎥/㎡min 이상이 되도록 냉각수를 공급하고 있다.

여기서, 수량 밀도를 4㎥/㎡min 이상으로 하고 있는 이유에 대해서 설명한다. 도3, 도16 에 나타내는 체류 냉각수(24)는 공급하는 봉 형상 냉각수(23a, 23b)에 의해 막혀서 형성된다. 이때 수량 밀도가 작으면 막는 것 자체를 할 수 없고, 수량 밀도가 어느 양보다도 커지면 막을 수 있는 체류 냉각수(24)의 양은 증가하여, 판폭 단부로부터 배출되는 냉각수와 공급되는 냉각수의 양이 균형을 이루어 체류 냉각수(24)는 일정하게 유지된다. 후강판의 경우, 일반적인 판폭은 2∼5m이고, 4㎥/㎡min 이상의 수량 밀도로 냉각하면, 이들 판폭에 있어서 체류 냉각수를 일정하게 유지할 수 있어, 압연 중의 강판(10)을 통과시키면서 소망의 온도 강하량을 얻을 수 있다.

수량 밀도를 4㎥/㎡min 이상 크게 하면 할수록 냉각 대기를 해소하는 제어 압연재가 많아진다. 예를 들면, 수량 밀도가 작으면 판두께가 얇은 압연재에서밖에 냉각 대기를 해소할 수 없지만, 수량 밀도를 늘려나가면, 어느 정도 판두께가 두꺼운 압연재에서도 냉각 대기를 해소할 수 있게 된다. 그러나, 수량을 늘린 것에 대한 냉각 대기 시간 단축의 효과는, 수량 밀도를 늘려 나갈수록 서서히 작아져 가기 때문에, 수량 밀도는, 냉각 대기 시간 등의 단축 효과와 설비 비용을 감안하여, 결정하는 것이 바람직하다. 또한 바람직한 수량 밀도는 4∼10㎥/㎡min이다.

또한, 냉각 설비(20)를 콤팩트한 크기로 함과 아울러 가역식 압연기(12)에 근접한 위치에서 강판을 냉각할 수 있도록 하기 위해서, 체류 영역 길이를 1.5m 이내, 냉각 영역을 3m 이내로 하고, 가역식 압연기(12)의 입측 및/또는 출측에 배치된 사이드 가이드부의 위치를 제외한 가역식 압연기(12)에 근접하는 위치가 되도록 냉각 설비(20)를 배치한다. 일반적으로, 이 위치는 가역식 압연기(12)의 워크롤 중심(12a)으로부터 20m 이내의 범위가 된다. 냉각 영역을 사이드 가이드에 걸리지 않도록 사이드 가이드부를 제외한 위치에 형성하면, 강판(10) 상면에 체류한 냉각수가 사이드 가이드(14)에 방해받는 일이 없이 강판(10)폭 단부(端部)로부터 순조롭게 배출된다.

그때에, 도3 과 같이, 냉각 영역이 가역식 압연기(12)의 워크롤 중심(12a)으로부터 사이드 가이드까지의 사이(워크롤 중심(12)으로부터 2∼4m 정도)에 위치하도록 냉각 설비(20)를 배치하는 것이, 압연 능률을 효율적으로 향상할 수 있기 때문에 바람직하다.

한편, 냉각 설비(20)의 냉각 영역을, 도16 과 같이, 가역식 압연기(12)의 입측에 배치된 사이드 가이드(14)의 상류측에서 가역식 압연기(12)에 근접한 위치에 형성하거나, 또는, 가역식 압연기(12)의 출측에 배치된 사이드 가이드(14)의 하류 측에서 가역식 압연기(12)에 근접한 위치에 형성하는 것도, 설비를 크게 하여 긴 냉각 영역을 확보할 수 있기 때문에 좋다.

또한, 가역식 압연기(12)의 워크롤 중심(12a)으로부터 사이드 가이드(14)까지의 사이와, 도16 에 나타내는 사이드 가이드(14)의 상류측의 양방에 냉각 영역을 형성하여도 좋은 것은 말할 나위도 없다.

그리고, 이 냉각 설비(20)에서는, 제1 상 노즐(22a)로부터 분사되는 봉 형상 냉각수(23a)와 제2 상 노즐(22b)로부터 분사되는 봉 형상 냉각수(23b)가 강판(10)의 반송 방향으로 서로 대향하도록 하고 있기 때문에, 강판(10) 상면의 체류 냉각수(24)가 강판(10)의 반송 방향으로 이동하려고 하는 것을, 분사된 봉 형상 냉각수(23a, 23b) 자신이 막는다. 이에 따라, 4㎥/㎡min 이상의 큰 수량 밀도로 냉각수를 공급하여도, 안정한 냉각 영역이 얻어져, 균일한 냉각을 행할 수 있다.

또한, 상 노즐(22a, 22b)로부터 분사하는 냉각수를, 예를 들면 슬릿 노즐을 사용한 막 형상 냉각수가 아니라 봉 형상 냉각수로 하고 있는 것은, 봉 형상 냉각수 쪽이 안정적으로 수류가 형성되어, 체류 냉각수를 막는 힘이 크기 때문이다.

또한, 막 형상 냉각수를 비스듬히 분사하는 경우, 강판으로부터 노즐까지의 거리가 멀어지면 강판 근방의 수막이 얇아져서, 더욱 허물어지기 쉬워지기 때문이기도 하다.

그때에, 제1 상 노즐(22a)의 분사 각도(θ1)와, 제2 상 노즐(22b)의 분사 각도(θ2)는, 30°∼60°로 하는 것이 바람직하다. 분사 각도(θ1, θ2)가 30°보다 작으면, 제1 상 노즐(22a)과 제2 상 노즐(22b)을 멀리 떼어 놓지 않으면 안 되어, 설비 길이가 길어지게 됨과 아울러, 봉 형상 냉각수(23a, 23b)의 연직 방향 속도 성분이 작아져서, 강판(10)으로의 충돌이 약해지고, 냉각 능력이 저하하기 때문이고, 분사 각도(θ1, θ2)가 60°보다 크면, 봉 형상 냉각수(23a, 23b)의 반송 방향 속도 성분이 작아져서, 체류 냉각수(24)를 막는 힘이 약해지기 때문이다. 또한, 분사 각도(θ1)와 분사 각도(θ2)는 반드시 같게 할 필요는 없다. 더욱 바람직한 분사 각도(θ1, θ2)는, 40°∼50°이다.

또한, 소망의 냉각 능력과 물기제거 능력을 얻기 위해서, 상 노즐(22a, 22b)의 배치는 강판의 반송 방향 및 반송 방향과 역방향으로 각각 5열 이상으로 하고, 상 노즐(22a, 22b)로부터의 봉 형상 냉각수(23a, 23b)의 분사 속도는 8m/s 이상으로 하는 것이 바람직하다.

반송 방향 및 반송 방향과 역방향으로 냉각수를 분사하는 노즐의 열 수는, 완전한 물기제거를 달성하기 위해서는, 각각 복수열, 적어도 3열 이상이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 적어도 5열 이상이다. 열 수의 상한은, 냉각하는 강판의 사이즈, 반송 속도, 목표로 하는 온도 강하량 등에 따라, 적절히 결정하면 좋다.

또한, 분사 속도는 30m/s를 넘으면, 압손(壓損)이 커지고, 또한, 노즐 내면의 마모가 증가하는 문제가 생긴다. 또한, 펌프의 용량이나 배관의 외경도 커지게 되어 설비 비용이 과대하게 된다. 이 때문에, 분사 속도는 30m/s 이하가 바람직하다.

그리고, 노즐이 막히기 어렵고, 그리고 냉각수의 분사 속도를 확보하기 위해서는, 노즐 내경(內徑)은 3∼8㎜의 범위 내이면 좋다. 또한, 봉 형상 냉각수의 틈 사이로부터 냉각수가 흘러나오지 않도록 하기 위해서는, 판폭 방향으로 그은 가상선 상에서 서로 이웃하는 노즐의 간격을 노즐 내경의 10배 이내로 하면 좋다.

도4A 는, 서로 이웃하는 노즐의 간격을 40㎜로 하여 반송 방향으로 6열 형성한 배열을 나타내고, 도4B 는, 서로 이웃하는 노즐의 간격을 40㎜로 한 열을 반송 방향으로 4열 형성하고, 서로 이웃하는 노즐의 간격을 20㎜로 한 열을 반송 방향으로 2열 형성한 배열의 예를 나타낸다.

또한, 강판(10)의 휨 등에 의해 상 노즐(22a, 22b)이 손상하는 것을 방지하기 위해, 상 노즐(22a, 22b)의 선단의 위치를 패스 라인으로부터 떨어져 있도록 하는 것이 좋지만, 너무 떨어져 있으면 냉각수가 분산하기 때문에, 상 노즐(22a, 22b)의 선단과 패스 라인의 거리를 500㎜∼1800㎜로 하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기와 같이 구성된 강판의 열간압연 설비를 이용하여 제어 압연을 행할 경우에는, 소정의 제어 압연 개시 판두께(예를 들면, 마무리 판두께의 1.5∼2배)에 있어서 소정의 제어 압연 개시 온도(예를 들면, 850℃ 이하)가 되도록, 압연 전 및/또는 압연 중 및/또는 압연 후에 냉각 설비(20)의 냉각 영역을 통과하는 강판을 냉각 설비(20)에서 냉각하면서 가역식 압연기(12)로 압연한다. 그리고, 소정의 제어 압연 개시 판두께에서 소정의 제어 압연 개시 온도가 되면, 그 이후는 냉각 설비(20)에서의 냉각은 행하지 않고, 마무리 판두께(예를 들면, 15㎜)까지 압연한다.

또한, 제어 압연 개시 온도가 되기까지 모든 압연 패스에서 입측과 출측의 냉각 설비(20)에 의해 냉각을 행할 필요는 없고, 소정의 제어 압연 개시 판두께에 서 소정의 제어 압연 개시 온도가 되도록, 냉각 설비(냉각 유닛이라고도 함)(20)를 적절히 온·오프 하면 좋다.

또한, 상기의 실시 형태에 있어서는 도2 에 나타낸 바와 같은, 한 쌍의 상 헤더(21a, 21b)를 갖는 냉각 설비(냉각 유닛)(20)를 1개 이상 구비하도록 하고 있지만, 냉각 유닛을 어느 정도 한데 모아 보다 큰 냉각 능력을 얻으려고 한다면, 도5 에 나타내는 바와 같이 한 쌍의 상 헤더(21a, 21b)의 사이에 중간 헤더(21c)를 설치하는 것도 가능하고, 그 수는 몇 개라도 좋다.

또한, 여기서는, 가역식 압연기(12)의 입측과 출측에 냉각 설비(20)를 배치하고 있지만, 어느 한 쪽에 냉각 설비(20)를 배치하는 것이어도 좋다.

이와 같이 하여, 이 실시 형태에 있어서는, 강판(10)을 통과시키면서 강판(10)의 상하면에 냉각수를 공급하도록 하고 있기 때문에 설비 길이가 짧게 해결된다. 그리고, 강판(10) 상에서 냉각수가 반송 방향으로 서로 대향하도록 상 노즐(22a, 22b)을 배열하고 있기 때문에, 공급된 봉 형상 냉각수(23a, 23b) 자신이 강판(10) 상의 체류 냉각수(24)를 막아 물기제거를 행하게 되어, 물기제거롤 등의 부대 장치가 없어도 적절히 물기제거가 행해진다. 그 결과, 강판의 제어 압연을 행하는 경우 등에 있어서, 열간압연 라인 상에서 강판을 콤팩트한 구조로 적절히 냉각할 수 있다.

또한, 이 실시 형태에 있어서는, 가역식 압연기(12)에 근접하는 위치에 4㎥/㎡min 이상의 큰 수량 밀도를 갖는 통과식의 냉각 설비(20)를 배치하고 있기 때문에, 강판(10)을 압연하면서 냉각함으로써, 효율적으로 소정의 제어 온도를 얻을 수 있어, 냉각 대기 등에 의한 압연 능률의 저하가 회피된다. 그리고, 강판(10) 상에서 냉각수가 반송 방향으로 서로 대향하도록 원관 노즐(22a, 22b)을 배열하고, 4㎥/㎡min 이상의 큰 수량 밀도의 냉각수를 공급하고 있기 때문에, 분사된 봉 형상 냉각수(23a, 23b) 자신이 강판(10) 상의 체류 냉각수(24)를 막아 적절히 물기제거를 행하게 되어, 안정한 냉각 영역이 얻어진다.

이 결과, 강판의 제어 압연을 행할 때, 강판이 균일하게 냉각되어 양호한 제품 품질이 얻어짐과 아울러, 냉각 대기 등에 의한 압연 능률의 저하도 방지할 수 있다.

또한, 상기의 실시 형태에 있어서는, 강판의 하면에 대하여, 강판면의 수량 밀도가 4㎥/㎡min 이상이 되는 봉 형상 냉각수를 공급하고 있지만, 본 발명은 그것에 한정되는 것은 아니고, 강판면의 수량 밀도가 4㎥/㎡min 이상이 되는 냉각수를 공급할 수 있는 것이면, 그것 이외의 슬릿 노즐로부터 나오는 막 형상 냉각수나 스프레이 노즐로부터 나오는 분무 형상 냉각수 등, 어떠한 형태의 냉각수이어도 상관없다.

또한, 이 실시 형태에 있어서는, 강판(10)의 상방에 4㎥/㎡min 이상의 수량 밀도의 봉 형상 냉각수를 분사하는 상 노즐(22a, 22b)을 접속한 상 헤더(21a, 21b)를 설치하고, 봉 형상 냉각수(23a, 23b)와 강판(10)이 이루는 복각(θ1, θ2)이 30°∼60°이고, 강판(10)의 반송 방향으로 서로 대향하도록 상 노즐(22a, 22b)을 배치하여, 강판(10)을 통과시키면서 강판(10)의 상면에 냉각수를 공급하도록 하고 있기 때문에, 후강판이나 박강판의 열간압연 라인에 설치함으로써, 강판을 목표 온도 까지 고 냉각 속도로 균일하게 그리고 안정하게 식힐 수 있다. 그 결과, 품질이 높은 강판을 제조할 수 있다.

(제2 실시 형태)

본 발명의 제2 실시 형태에 있어서의 강판의 냉각 설비는, 도2 에 나타낸 제1 실시 형태에 있어서, 봉 형상 냉각수(23a, 23b)의 분사 방향의 속도 성분의 0∼35%가 강판폭 방향의 외측을 향하는 성분이 되도록, 봉 형상 냉각수(23a, 23b)의 분사 방향을 설정한 것이다.

도6 및, 도7 에 나타내는 바와 같이, 봉 형상 냉각수(23a 및, 23b)의 분사 방향의 속도 성분의 0∼35%가 강판폭 방향의 외측을 향하는 속도 성분이 되도록, 봉 형상 냉각수(23a 및, 23b)의 분사 방향을 설정하면, 상 노즐(22a 및, 22b)로부터 강판(10) 상면에 분사된 냉각수는, 도6, 도7 중의 화살표 A로 나타내는 바와 같이, 합류하여 신속하게 강판(10) 폭 끝으로부터 낙하하게 된다. 따라서, 강판폭 방향의 외측을 향하는 속도 성분이 없는 경우에 비하여 적은 수량으로 체류 냉각수(24)를 막아 물기제거를 할 수 있게 되기 때문에 에너지 비용 삭감의 면에서 바람직하다. 보다 바람직한 범위는 10∼35%이다. 덧붙여 말하면, 35%를 넘으면 냉각수의 비산 방지에 설비 비용이 드는데다가, 봉 형상 냉각수의 연직 방향 성분이 작아져서, 냉각 능력이 저하한다.

또한, 상기 봉 형상 냉각수를 분사하는 전(全) 노즐수의 40∼60%의 수의 봉 형상 냉각수의 분사 속도의 성분이, 반송 방향에 직각인 강판폭 방향의 외측을 향하는 2방향 중, 한 방향을 향하는 성분을 가지도록, 상기 봉 형상 냉각수의 분사 방향이 설정되어 있는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 한쪽의 외측을 향하고 있는 노즐수가 전체의 60% 이상이어서, 판 끝으로부터의 냉각수 배출에 치우침이 생기면, 체류 냉각수의 두께가 두꺼워진 시점에서 봉 형상 냉각수가 체류 냉각수를 막지 못하게 되어, 폭 방향의 온도 불균일이 발생할 가능성이 있기 때문이다. 또한, 한쪽의 외측에서 비산수가 극단적으로 많아지면, 이것을 방지하기 위한 설비 비용이 비싸지기 때문이기도 하다.

그런데, 도6 에 나타내는 바와 같이 폭 방향 외측을 향하지 않고 분사하는 노즐을 판폭 중앙부에 설치하였다고 하여도, 그 수를 전체의 20% 이내로 하고, 나머지 중 양 외측을 향하는 노즐수를 거의 같게 하면, 체류 냉각수의 배출은 원활히 행해진다. 체류 냉각수를 막고 물기제거를 행하기에는, 가장 적합하다.

여기서, 상기의 봉 형상 냉각수의 분사 방향의 설정에 대해서, 도8 을 이용하여 구체적으로 설명한다.

즉, 도8 은, 봉 형상 냉각수의 분사 방향을 나타낸 것으로, 봉 형상 냉각수의 분사선과 강판이 이루는 각도(실질의 복각)를 β, 반송 방향에 대한 복각을 θ, 강판폭 방향의 외측을 향하는 각도(외향각)를 α로 하여 나타내고 있다. 그리고, 봉 형상 냉각수의 분사 속도 0∼35%가 강판폭 방향의 외측을 향하는 성분이 되도록 한다는 것은, 냉각수의 분사 길이(L)에 대한 강판폭 방향 성분(Lw)의 비(Lw/L)(폭 방향 속도 성분 비율)가 0∼35%가 되도록 하는 것을 의미한다. 표 1에, 노즐의 분사구 높이(h)를 900㎜, 반송 방향에 대한 복각(θ)을 45°, 50°로 한 경우의 계산 결과를 나타낸다. 폭 방향 속도 성분 비율이 0∼35%가 되는 것은, 반송 방향에 대 한 복각(θ)이 45°에서는 외향각(α)이 0∼25°, 반송 방향에 대한 복각(θ)이 50°에서는 외향각(α)이 0∼30°의 경우이다. 또한, 바람직한 강판폭 방향의 분사 속도 성분은, 10∼25%이다.

그리고, 전술한 도6 은, 상기에 기초하여 상 노즐(22a, 22b)을 설치한 경우의 일 예를 나타내는 평면도이다. 여기서는, 강판폭 방향의 중앙의 노즐로부터의 봉 형상 냉각수는 외향각(α)을 0°로 하고, 노즐의 설치 위치가 강판폭 방향의 외측을 향함에 따라 외향각(α)이 순차적으로 커지도록 하고 있다. 또한, 봉 형상 냉각수가 강판에 충돌하는 위치가 강판폭 방향으로 등간격(예를 들면, 60㎜ 피치)이 되도록 각 노즐을 설치하고 있다.

또한, 전술한 도7 은, 상기에 기초하여 상 노즐(22a, 22b)을 설치한 경우의 다른 예를 나타내는 평면도이다. 여기서는, 냉각수 분사의 외향각(α)을 일정(예를 들면, 20°)하게 하고, 봉 형상 냉각수가 강판에 충돌하는 위치가 강판폭 방향으로 등간격(예를 들면, 60㎜ 피치)이 되도록 각 노즐을 설치하였다. 그때, 강판폭 방향의 중앙 부근에서는, 좌우의 양 외측을 향하여 분사하는 노즐을 설치하지 않으면 안 되기 때문에, 노즐을 부착하는 구멍의 가공이 가능해지도록, 한쪽의 강판폭 방향의 외측을 향하여 분사하는 노즐열(예를 들면, 도7 중의 상방향으로 분사 성분을 갖는 노즐열)과 다른 한쪽의 강판폭 방향의 외측을 향하여 분사하는 노즐열(예를 들면, 도7 중의 하방향으로 분사 성분을 갖는 노즐열)을, 반송 방향으로 번갈아 소정 간격(예를 들면, 20㎜) 어긋나게 설치하고, 반송 방향에 직각인 강판폭 방향의 외측을 향하는 2방향 중, 한 방향을 향하는 성분을 가지는 봉 형상 냉각수의 수와 다른 방향을 향하는 성분을 가지는 봉 형상 냉각수의 수가, 같아지도록 한다. 구체적으로는, 강판의 반송 방향 성분에 직각인 강판 폭 방향의 한쪽의 외측을 향하는 성분을 갖는 봉 형상 냉각수를 분사하는 노즐수와, 다른 한쪽의 외측을 향하는 성분을 갖는 봉 형상 냉각수를 분사하는 노즐수가 같아지도록 하고 있다.

또한, 외향각(α)을 크게 하면, 보다 적은 수량으로의 물기제거가 가능해지지만, 도6, 도7 에 나타내는 바와 같이, 강판폭 방향의 중앙 부근에서 노즐 밀도가 커지는 범위가 넓어진다. 강판폭 방향에서 균일한 유량 분포를 얻도록, 그리고 헤더에 송수(送水)하는 펌프의 능력이나 배관의 굵기 등을 고려하여, 외향각(α)을 결정하면 좋다.

그리고, 상기와 같은 냉각 설비의 양 외측에는, 벽이나 배수구 등을 형성하는 것이 바람직하다. 냉각수가 설비 밖으로 새거나, 설비 내에서 비산하여 새로운 체류수가 되거나 하는 것을 방지하기 위해서 유효하기 때문이다.

단, 외향각(α)이 30°를 넘는 경우, 냉각수의 비산 방지에 설비 비용이 드는데다가, 봉 형상 냉각수의 수직 방향 성분이 작아져서, 냉각 능력이 저하하기 때문에 바람직하지 않다.

(제3 실시 형태)

상기의 제1 실시 형태에 있어서, 대향하는 상 노즐(22a, 22b)로부터 분사되는 봉 형상 냉각수(23a, 23b)의 속도가 빠른 경우, 예를 들면 10m/s 이상인 경우는, 봉 형상 냉각수(23a, 23b)는 강판(10)에 충돌 후, 서로 부딪혀서 상방으로 비산한다. 이 비산 냉각수가 체류 냉각수(24) 상에 낙하하면 문제없지만, 도7 에 나타내는 바와 같이, 비산 냉각수(25)가 비스듬히 상방으로 비산하여 봉 형상 냉각수(23a, 23b) 상에 낙하하면, 비산 냉각수(25)가 봉 형상 냉각수(23a, 23b) 사이의 틈 사이로부터 새어, 완전한 물기제거를 할 수 없게 되는 경우가 있다. 특히, 체류 영역 길이(L)가 200㎜ 이내인 경우에, 그 문제가 발생하기 쉽다. 또한, 냉각수의 분사 속도가 빠른 경우에는, 비산 냉각수(25)가 상 헤더(21a, 21b)의 위를 뛰어넘어서 강판(10) 상에 낙하하는 일도 있다.

그에 대하여, 이 제3 실시 형태에 따른 냉각 설비는, 제1 실시 형태에 있어서 이용한 도1 의 냉각 유닛(20)을 대신하여, 도9 에 측면도, 도10 에 도9 의 A-A 방향으로 본 도면을 나타내는 바와 같이, 최내측의 열의 봉 형상 냉각수의 상방에 차폐판(26a, 26b)이 추가된 냉각 유닛(40)을 이용하도록 하고 있다.

이에 따라, 비산 냉각수(25)가 비스듬히 상방으로 비산한 경우라도, 낙하하는 비산 냉각수(25)는 차폐판(26a, 26b)에서 차단되어, 봉 형상 냉각수(23a, 23b) 상에 낙하하는 일이 없이, 체류 냉각수(24) 상에 낙하하게 된다. 따라서, 적확히 물기제거를 행할 수 있게 된다.

또한, 차폐판(26a, 26b)은, 실린더(27a, 27b)에 의해 승강(昇降)할 수 있도록 되어 있어, 차폐판(26a, 26b)을 필요로 하는 제품 제조 시에만 사용하고, 그 이외의 때에는, 상방의 퇴피 위치로 끌어올려 두면 좋다.

덧붙여 말하면, 차폐판(26a, 26b)을 사용할 때에는, 차폐판(26a, 26b)의 최하단이 강판(10)의 상면으로부터 300∼500㎜ 상방에 위치하도록 하는 것이 바람직하다. 즉, 강판(10)의 상면으로부터 300㎜ 이상 상방에 위치하도록 해 두면, 선단 또는 미단(尾端)에 위로 휨이 발생한 강판이 진입해 와도, 충돌하는 일이 없다. 그러나, 강판(10)의 상면으로부터 500㎜를 넘어서 높게 하면, 비산 냉각수(25)를 충분히 차폐할 수 없게 된다.

또한, 도9 에 있어서의 차폐판(26a, 26b)을 대신하여, 도11 에 나타내는 바와 같이, 가볍고 표면이 매끄러운 차폐막(28a, 28b)을 이용하도록 하여도 좋다. 차폐막(28a, 28b)은, 통상은 아래로 드리워진 상태로 대기하고 있고, 봉 형상 냉각수(23a, 23b)의 분사가 개시되면, 최내측의 열의 봉 형상 냉각수를 따라 들려 올라간다. 그때, 봉 형상 냉각수(23a, 23b)는 기세 좋게 분사되기 때문에, 그 흐름이 흐트러지는 일은 없다.

또한, 전술한 바와 같이, 냉각수의 분사 속도가 빠르고, 비산 냉각수가 상 헤더(21a, 21b)의 위를 뛰어넘어서 강판(10) 상에 낙하하려고 하는 경우에는, 도17 에 나타내는 바와 같은, 상 헤더(21a)와 상 헤더(21b)에 걸쳐, 체류 냉각수(24)의 상방에 위치하는 것과 같은 차폐판(29)을 이용하여도 좋다. 이러한 차폐판(29)을 이용하면, 상 헤더(21a, 21b)의 위를 뛰어넘어 강판(10) 상에 낙하하려고 하는 비산 냉각수를 적확히 차폐할 수 있다. 게다가, 차폐판(29)에 부딪힌 비산 냉각수는, 낙하할 때에, 횡방향으로 비산하려고 하는 비산 냉각수를 끌어들여 함께 체류 냉각수(24) 상에 낙하하기 때문에 효과적이다.

(실시예 1)

본 발명의 실시예 1을 이하에 기술한다.

도14 는, 본 발명의 실시예 1에 이용한 후강판의 열간압연 라인과, 거기에서의 반송 패턴을 나타내는 도이다.

이 후강판의 열간압연 라인은, 가열로(11), 가역식 압연기(12), 제1 냉각 장치(14), 핫 레벨러(15), 제2 냉각 장치(16)를 구비하고 있다.

그리고, 반송 패턴 A는, 마무리 압연 후에 가속 냉각을 행하는 것으로, 가열로(11)로부터 추출된 슬래브를 가역식 압연기(12)에 의해, 조압연, 마무리 압연을 행하여 판두께를 25㎜로 한 후에, 핫 레벨러(hot leveller;15)를 지나, 제2 냉각 장치(16)에 있어서 온도 강하량 150℃의 가속 냉각을 행한다.

또한, 반송 패턴 B는, 제어 압연 전에 온도 조정 냉각을 행하는 것으로, 가열로(11)로부터 추출된 슬래브를 가역식 압연기(12)에서의 조압연으로 판두께를 60㎜로 한 후에, 제1 냉각 장치(14)에 있어서 온도 강하량 80℃의 조정 냉각을 행하고, 이어서 저온 마무리 압연, 즉 제어 압연을 행한다.

상기 하에서, 본 발명예 1로서, 전술한 제1 실시 형태에 기초하여, 도2 에 나타낸 냉각 유닛(20)을, 제1 냉각 설비(14)에 1유닛, 제2 냉각 설비(16)에 6유닛 설치하여, 반송 패턴 A 및 반송 패턴 B의 반송을 행하였다. 그때, 상 노즐(22a, 22b)은, 노즐 선단의 높이 위치를 테이블 롤러로부터 1.2m로 하고, 도4A 에 나타낸 배열로, 노즐 내경을 6㎜로 하고, 수량 밀도를 6㎥/㎡min, 봉 형상 냉각수의 분사 각도(θ1, θ2)를 45°, 분사 속도를 8m/s로 하였다.

또한, 본 발명예 2로서, 도7 에 나타낸 노즐 배열로, 노즐 선단의 높이 위치나 노즐 내경, 수량 밀도, 분사 각도(θ1, θ2), 분사 속도는 본 발명예 1과 동일하게 하고, 봉 형상 냉각수의 외향각(α)을 20° 일정하게 하는 냉각 유닛을, 제1 냉각 설비(14)에 1유닛, 제2 냉각 설비(16)에 6유닛 설치하여, 반송 패턴 A 및 반송 패턴 B의 반송을 행하였다.

또한, 본 발명예 1과 2에 있어서, 봉 형상 냉각수가 강판에 충돌하는 위치는 강판폭 방향으로 60㎜ 피치가 되도록 하였다.

이에 대하여, 비교예 1로서, 제1 냉각 설비(14) 및 제2 냉각 설비(16)를 종래의 극히 일반적인 샤워 냉각 장치로 하여, 반송 패턴 A 및 반송 패턴 B의 반송을 행하였다.

또한, 비교예 2로서, 제1 냉각 설비(14) 및 제2 냉각 설비(16)를, 막 형상 냉각수를 대향시켜서 분사하는 상기 특허 문헌 2에 기재된 냉각 장치로 하여, 반송 패턴 A 및 반송 패턴 B의 반송을 행하였다.

그리고, 각각의 경우에 있어서, 냉각 후(충분히 복열(復熱)한 후)에, 방사 온도계를 이용해 강판폭 방향의 온도를 연속적으로 측정하여, 강판 상면의 온도 분포를 조사하였다. 최선단, 최미단, 폭방향 판 단부를 제외한 정상부(定常部)에서의 온도의 편차(최고 온도와 최저 온도의 차이)를 온도 불균일로서 정의하고, 이것을 비교하였다. 온도 불균일의 대소는, 인장 강도 등 제품의 기계적 성질의 편차와 거의 대응하였다. 생산 능률과 수율은, 비교예 1을 기준으로 하여 비교하였다.

그 결과를, 표 2에 나타낸다.

우선, 비교예 1은 샤워 냉각이고, 강판 상에 체류하는 냉각수의 영향에 의해, 온도 불균일은 반송 패턴 A(마무리 압연 후의 가속 냉각)에서는 80℃, 반송 패턴 B(제어 압연 전의 온도 조정 냉각)에서는 40℃가 되어, 제품의 강도 편차도 컸다.

다음으로, 비교예 2에서는, 노즐을 강판에 근접시키지 않으면 안 되었기 때문에, 강판의 휨이 발생하였을 때에 설비가 파손하는 일이 있었다. 설비에 충돌한 강판은, 제품이 되지 않기 때문에, 비교예 1과 비교하여 제품의 수율이 저하하였다. 또한, 설비 파손의 수리에 상당한 시간을 요하였기 때문에, 생산 능률도 저하하였다. 또한, 막 형상 냉각수를 공급하였기 때문에 노즐 분출구에 이물이 부착하여 막 형상 냉각수가 형성되지 않아, 냉각수를 분사 영역 내(냉각 영역 내)로 막을 수 없는 경우가 있었다. 그 때문에, 강판 상에 체류하는 냉각수의 영향에 의해, 온도 불균일은 반송 패턴 A(마무리 압연 후의 가속 냉각)에서는 80℃, 반송 패턴 B(제어 압연 전의 온도 조정 냉각)에서는 40℃가 되어, 제품의 강도 편차도 컸다.

이에 대하여, 본 발명예 1에서는, 노즐 선단의 높이 위치를 1.2m로 높게 하였기 때문에, 강판의 휨이 발생하여도 설비가 파손하는 일은 없어, 트러블에 의한 수율 저하는 없으며 생산 능률은 향상하였다. 또한, 봉 형상 냉각수를 대향시켜서 고속으로 분사하였기 때문에, 냉각수를 완전히 냉각 영역 내로 막을 수 있고, 온도 불균일도 8∼15℃로 극히 낮은 값으로 억제할 수 있었다.

또한, 본 발명예 2에서는, 상 노즐(22a, 22b)로부터 강판(10) 상면에 분사된 냉각수는, 도7 중의 화살표 A로 나타내는 바와 같이, 합류해서 신속하게 강판(10) 폭 끝으로부터 낙하하여, 외향각(α)이 없는 경우에 비하여 적은 수량으로 체류 냉각수(24)를 막아서 물기제거를 행할 수 있고, 온도 불균일도 6∼12℃로 극히 낮은 값으로 억제하여 균일하게 냉각할 수 있었다. 또한, 유량이나 압력을 다소 낮게 하여도 냉각수를 막을 수 있었기 때문에, 설비에는 그다지 높은 압력이나 많은 수량을 요하는 일이 없게 되어, 경제적인 설비 설계를 행할 수 있었다.

상기의 결과에 의해, 본 발명의 유효성이 확인되었다.

(실시예 2)

본 발명의 실시예 2를 이하에 기술한다.

여기서는, 제어 압연을 행하여, 판두께 18.5㎜, 판폭 2560㎜, 판길이 35m의 후강판을 제조할 때에, 본 발명예와 종래예의 압연 시간을 비교하였다.

본 발명예는, 상기의 실시 형태에 따른 열간압연 설비를 이용하여, 도2 에 나타낸 냉각 유닛(20)을 , 제1 냉각 설비(14)에 1유닛, 제2 냉각 설비(16)에 6유닛 설치하여 행하였다. 그때, 상 노즐(22a, 22b)은, 노즐 선단의 높이 위치를 테이블 롤러로부터 1.2m로 하고, 도4A 에 나타낸 배열로, 노즐 내경을 6㎜로 하고, 수량 밀도를 6㎥/㎡min, 봉 형상 냉각수의 분사 각도(θ1, θ2)를 45°, 분사 속도를 8m/s로 하였다. 또한, 소정의 제어 압연 개시 판두께(34㎜)에 있어서 소정의 제어 압연 개시 온도(820℃)가 되도록, 강판을 냉각 설비(20)에서 냉각하면서 압연하고, 그 후, 냉각 설비(20)에서의 냉각을 정지하고 마무리 판두께 18.5㎜까지 압연한 경우이다.

종래예는, 일본공개특허공보 2005-000979호에 기재된 기술과 같이, 소정의 제어 압연 개시 판두께(34㎜)까지 압연 후, 일단 압연을 정지하고 온도 조정 냉각 설비에 의해 소정의 제어 압연 개시 온도(820℃)까지 온도 조정 냉각을 행하고, 그 후, 마무리 판두께 18.5㎜까지 압연한 경우이다.

그 결과를 도13 에 나타낸다. 도 중의 ○표시와 ●표시는 각각의 압연 패스를 나타내고 있다. 이와 같이, 가열로 추출로부터 압연 종료까지의 시간이, 종래예에서는 205초이었던 것에 대하여, 본 발명예에서는 165초로 40초나 단축되어 있었다. 그리고, 본 발명예의 제품 품질은 종래예와 비교하여 손색이 없었다.

이에 따라, 본 발명의 유효성을 확인할 수 있었다.

(실시예 3)

본 발명의 실시예로서, 전술한 제2 실시 형태에 기초하여, 도2 에 나타낸 냉각 유닛(20)을, 제1 냉각 설비(14)에 1유닛, 제2 냉각 설비(16)에 6유닛 설치하여 행하였다. 그때, 상 노즐(22a, 22b)은, 노즐 선단의 높이 위치를 테이블 롤러로부터 1.2m로 하고, 도4A 에 나타낸 배열로, 노즐 내경을 6㎜로 하고, 수량 밀도를 6㎥/㎡min, 또한, 도6 또는 도7 에 나타낸 냉각 설비를 이용하여, 강판의 냉각을 행하였다. 그때, 봉 형상 냉각수의 반송 방향에 대한 복각(θ)을 45°, 분사 속도를 8m/s로 하였다.

그리고, 본 발명예 1로서, 도6 에 나타낸 냉각 설비를 이용하여, 강판폭 방향의 중앙의 봉 형상 냉각수의 외향각(α)을 0°, 최외측의 봉 형상 냉각수의 외향각(α)을 25°로 함과 아울러, 봉 형상 냉각수가 강판에 충돌하는 위치가 강판폭 방향으로 60㎜ 피치가 되도록 하였다.

또한, 본 발명예 2로서, 도7 에 나타낸 냉각 설비를 이용하여, 봉 형상 냉각수의 외향각(α)을 20° 일정하게 함과 아울러, 봉 형상 냉각수가 강판에 충돌하는 위치가 강판폭 방향으로 60㎜ 피치가 되도록 하였다.

그 결과, 본 발명예 1, 2 모두, 상 노즐(22a, 22b)로부터 강판(10) 상면에 분사된 냉각수는, 도6, 7 중의 화살표 A로 나타내는 바와 같이, 합류해서 신속하게 강판(10) 폭 끝으로부터 낙하하여, 외향각(α)이 없는 경우에 비하여 적은 수량으로 체류 냉각수(24)를 막아서 물기제거를 행할 수 있었다.

(실시예 4)

도14 에 나타내는 후강판의 열간압연 라인에 있어서, 전술한 제2 실시 형태에 기초하여, 도9 또는 도11 에 나타낸 냉각 유닛(40)을, 제1 냉각 설비(14)에 1유닛, 제2 냉각 설비(16)에 6유닛 설치하여, 강판의 냉각을 행하였다. 그때, 봉 형상 냉각수의 분사 각도(θ1, θ2)를 45°, 분사 속도를 12m/s로 하였다. 또한, 체류 영역 길이(L)를 0㎜로 하였다.

그리고, 본 발명예 2는, 도9 에 나타낸 차폐판(26a, 26b)을 구비한 냉각 유닛(40)을 이용한 경우이다. 그때, 차폐판(26a, 26b)이 최내측의 열의 봉 형상 냉각수의 상방 50㎜의 위치가 되도록 설정하였다. 그리고, 차폐판(26a, 26b)의 최하단의 위치와, 최외측의 열의 봉 형상 냉각수가 강판(10)과 충돌하는 지점과의 반송 방향의 거리(도9 중의 δ)가 300㎜가 되도록 하였다.

또한, 본 발명예 3은, 도11 에 나타낸 차폐막(28a, 28b)을 구비한 냉각 유닛(40)을 이용한 경우이다. 그때, 봉 형상 냉각수의 분사에 의해 들려 올라가는 차폐막(28a, 28b)의 최하단의 위치와, 최외측의 열의 봉 형상 냉각수가 강판(10)과 충돌하는 지점과의 반송 방향 거리(도11 중의 δ)가 300㎜가 되도록 하였다.

그 결과, 본 발명예 2, 3 모두, 강판(10)에 충돌하여 상방으로 비산한 비산 냉각수(25)가 봉 형상 냉각수(23a, 23b) 상에 낙하하는 것을 적확히 방지할 수 있었다. 이에 따라, 냉각의 균일성을 유지할 수 있었다.

본 발명에 있어서는, 강판을 통과시키면서 강판의 상하면에 냉각수를 공급하 도록 하고 있기 때문에, 설비 길이가 짧게 해결됨과 아울러, 강판상에서 냉각수가 반송 방향으로 서로 대향하도록 노즐을 배열하고 있기 때문에, 공급된 냉각수 자신이 강판 상의 체류 냉각수를 막아서 물기제거를 행하게 되어, 물기제거롤 등의 부대 장치가 없어도 적절히 물기제거가 행해진다. 그 결과, 강판의 제어 압연을 행하는 경우 등에 있어서, 열간압연 라인 상에서 강판을 콤팩트한 구조로 적절히 냉각할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서는, 가역식 압연기에 근접하는 위치에 4㎥/㎡min 이상의 큰 수량 밀도를 갖는 통과식의 냉각 설비를 배치하고 있기 때문에, 강판을 압연하면서 냉각함으로써, 효율적으로 소정의 제어 압연 개시 온도를 얻을 수 있어, 냉각 대기 등에 의한 압연 능률의 저하가 회피된다. 그리고, 강판 상에서 냉각수가 반송 방향으로 서로 대향하도록 노즐을 배열하고, 4㎥/㎡min 이상의 큰 수량 밀도의 냉각수를 공급하고 있기 때문에, 공급된 냉각수 자신이 강판 상의 체류 냉각수를 막아서 적절히 물기제거를 행하게 되어, 안정한 냉각 영역이 얻어진다.

Claims

강판을 열간압연하는 동안에, 강판을 통과시키면서 강판의 상하면에 냉각수를 공급하는 냉각 설비로서, 강판의 상방으로부터 강판의 상면을 향하여 비스듬히 냉각수를 공급하는 노즐을 갖고, 강판 상에서 냉각수가 강판의 반송 방향으로 서로 대향하도록 상기 노즐을 각각 복수열 갖고 있는 것을 특징으로 하는 강판의 냉각 설비.
제1항에 있어서,

강판을 열간압연하는 가역식 압연기의 입측(入側) 및/또는 출측(出側)의 상기 가역식 압연기에 근접하는 위치에, 압연 전 및/또는 압연 후의 강판을 통과시키면서 강판의 상하면에 각각 4㎥/㎡min 이상의 수량(水量) 밀도의 냉각수를 공급하는 냉각 설비를 배치한 강판의 냉각 설비.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 노즐은 봉 형상 냉각수를 분사하는 강판의 냉각 설비.
제3항에 있어서,

상기 강판의 상방에 상기 봉 형상 냉각수를 분사하는 노즐을 접속한 헤더를 설치하고, 상기 봉 형상 냉각수와 상기 강판이 이루는 복각(angle of depression) 이 30°∼60°가 되도록, 상기 노즐을 배치하게 되는 강판의 냉각 설비.
제4항에 있어서,

상기 노즐을 상기 강판의 반송 방향 및 반송 방향과 역방향으로 각각 3열 이상 배열하고, 8m/s 이상의 속도로 봉 형상 냉각수를 분사하는 강판의 냉각 설비.
제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 봉 형상 냉각수의 분사 속도의 성분의 0∼35%가 반송 방향에 직각인 강판폭 방향의 외측을 향하도록, 상기 봉 형상 냉각수의 분사 방향이 설정되어 있는 강판의 냉각 설비.
제6항에 있어서,

상기 봉 형상 냉각수를 분사하는 전(全) 노즐수의 40∼60%의 수의 봉 형상 냉각수의 분사 속도의 성분이, 반송 방향에 직각인 강판폭 방향의 외측을 향하는 2방향 중, 한 방향을 향하는 성분을 가지도록, 상기 봉 형상 냉각수의 분사 방향을 설정하는 강판의 냉각 설비.
제6항에 있어서,

반송 방향에 직각인 강판폭 방향의 외측을 향하는 2방향 중, 한 방향을 향하는 성분을 가지는 봉 형상 냉각수의 수와 다른 방향을 향하는 성분을 가지는 봉 형 상 냉각수의 수가, 같아지도록, 상기 봉 형상 냉각수의 분사 방향을 설정하는 강판의 냉각 설비.
제6항에 있어서,

노즐의 설치 위치가 강판폭 방향의 중앙으로부터 외측을 향함에 따라, 봉 형상 냉각수의 분사 속도의 강판폭 방향의 외측을 향하는 성분이 순차적으로 커지도록, 각 노즐이 설치되어 있는 강판의 냉각 설비.
제6항에 있어서,

봉 형상 냉각수의 분사 속도의 강판폭 방향의 외측을 향하는 성분이 일정하고, 봉 형상 냉각수가 강판에 충돌하는 위치가 강판폭 방향으로 등간격이 되도록, 각 노즐이 설치되어 있는 강판의 냉각 설비.
제3항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

판 형상 또는 막 형상의 차폐물을, 대향 분사하는 가장 내측의 열의 봉 형상 냉각수 및/또는 체류 냉각수의 상방에 구비하고 있는 강판의 냉각 설비.
제11항에 있어서,

상기 대향 분사하는 가장 내측의 열의 봉 형상 냉각수의 상방에 구비하고 있는 차폐물의 최하단은, 강판의 상면으로부터 300∼500㎜ 상방의 위치인 강판의 냉 각 설비.
제2항에 있어서,

상기 냉각 설비의 냉각 영역은 상기 가역식 압연기로부터 그 입측 및/또는 출측에 배치된 사이드 가이드부의 위치를 제외한 가역식 압연기에 근접하는 위치인 강판의 냉각 설비.
제13항에 있어서,

상기 냉각 설비의 냉각 영역은 상기 가역식 압연기의 입측에 배치된 사이드 가이드의 상류측에서 가역식 압연기에 근접하는 위치 및/또는 상기 가역식 압연기의 출측에 배치된 사이드 가이드의 하류측에서 가역식 압연기에 근접하는 위치인 강판의 냉각 설비.
강판을 열간압연하는 동안에, 강판을 통과시키면서 강판의 상하면에 냉각수를 공급하는 냉각 방법으로서, 강판 상에서 냉각수가 강판의 반송 방향으로 서로 대향하도록 배열된 노즐에 의해, 강판의 상방으로부터 강판의 상면을 향하여 비스듬히 냉각수를 공급하는 강판의 냉각 방법.
제15항에 있어서,

상기 강판을 열간압연하는 가역식 압연기의 입측 및/또는 출측의 상기 가역 식 압연기에 근접하는 위치에 냉각 설비를 배치하고, 상기 냉각 설비로부터 압연 전 및/또는 압연 후의 강판을 통과시키면서 강판의 상하면에 각각 4㎥/㎡min 이상의 수량 밀도의 냉각수를 공급하는 강판의 냉각 방법.
제15항 또는 제16항에 있어서,

상기 노즐은 봉 형상 냉각수를 분사하는 강판의 냉각 방법.
제17항에 있어서,

상기 강판의 상방에 상기 봉 형상 냉각수를 분사하는 노즐을 접속한 헤더를 설치하고, 상기 봉 형상 냉각수와 상기 강판이 이루는 복각이 30°∼60°가 되도록 상기 노즐을 배치하여 냉각을 행하는 강판의 냉각 방법.
제18항에 있어서,

상기 노즐을 강판의 반송 방향 및 반송 방향과 역방향으로 각각 3열 이상 배열하고, 8m/s 이상의 속도로 봉 형상 냉각수를 분사하는 강판의 냉각 방법.
제15항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 봉 형상 냉각수의 분사 속도의 성분의 0∼35%가 반송 방향에 직각인 강판폭 방향의 외측을 향하도록, 상기 봉 형상 냉각수의 분사 방향을 설정하는 강판의 냉각 방법.
제20항에 있어서,

상기 봉 형상 냉각수를 분사하는 전 노즐수의 40∼60%의 수의 봉 형상 냉각수의 분사 속도의 성분이, 반송 방향에 직각인 강판폭 방향의 외측을 향하는 2방향 중, 한 방향을 향하는 성분을 가지도록, 상기 봉 형상 냉각수의 분사 방향을 설정하는 강판의 냉각 방법.
제20항에 있어서,

반송 방향에 직각인 강판폭 방향의 외측을 향하는 2방향 중, 한 방향을 향하는 성분을 가지는 봉 형상 냉각수의 수와 다른 방향을 향하는 성분을 가지는 봉 형상 냉각수의 수가, 같아지도록, 상기 봉 형상 냉각수의 분사 방향을 설정하는 강판의 냉각 방법.
제20항에 있어서,

노즐의 설치 위치가 강판폭 방향의 중앙으로부터 외측을 향함에 따라, 봉 형상 냉각수의 분사 속도의 강판폭 방향의 외측을 향하는 성분이 순차적으로 커지도록, 각 노즐을 설치하는 강판의 냉각 방법.
제20항에 있어서,

봉 형상 냉각수의 분사 속도의 강판폭 방향의 외측을 향하는 성분을 일정하 게 하고, 봉 형상 냉각수가 강판에 충돌하는 위치가 강판폭 방향으로 등간격이 되도록, 각 노즐을 설치하는 강판의 냉각 방법.
제15항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,

판 형상 또는 막 형상의 차폐물을, 대향 분사하는 가장 내측의 열의 봉 형상 냉각수 및/또는, 체류 냉각수의 상방에 형성하는 강판의 냉각 방법.
제25항에 있어서,

상기 대향 분사하는 가장 내측의 열의 봉 형상 냉각수의 상방에 구비하고 있는 차폐물의 최하단을, 강판의 상면으로부터 300∼500㎜ 상방에 위치시키는 강판의 냉각 방법.
제16항에 있어서,

상기 냉각 설비의 냉각 영역은 상기 가역식 압연기로부터 그 입측 및/또는 출측에 배치된 사이드 가이드부의 길이를 제외한 가역식 압연기에 근접하는 위치인 강판의 열간압연 방법.
제27항에 있어서,

상기 냉각 설비의 냉각 영역은 상기 가역식 압연기의 입측에 배치된 사이드 가이드의 상류측에서 가역식 압연기에 근접하는 위치 및/또는 상기 가역식 압연기 의 출측에 배치된 사이드 가이드의 하류측에서 가역식 압연기에 근접하는 위치인 강판의 열간압연 방법.
강판을 열간압연하는 가역식 압연기의 입측 및/또는 출측의 상기 가역식 압연기에 근접하는 위치에, 압연 전 및/또는 압연 후의 강판을 통과시키면서 강판의 상하면에 각각 4㎥/㎡min 이상의 수량 밀도의 냉각수를 공급하는 냉각 설비를 배치하고, 상면의 냉각 설비는, 강판의 상방으로부터 강판을 향하여 비스듬히 냉각수를 공급하는 노즐을 갖고, 강판 상에서 냉각수가 강판의 반송 방향으로 서로 대향하도록 상기 노즐을 배열하고 있는 것을 특징으로 하는 강판의 열간압연 설비.
제29항에 있어서,

상기 노즐은 봉 형상 냉각수를 분사하는 것을 특징으로 하는 강판의 열간압연 설비.
제29항 또는 제30항에 있어서,

상기 냉각 설비의 냉각 영역은 가역 압연기로부터 그 입측 및/또는 출측에 배치된 사이드 가이드까지의 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 강판의 열간압연 설비.
강판을 열간압연하는 가역식 압연기의 입측 및/또는 출측의 상기 가역식 압 연기에 근접하는 위치에 냉각 설비를 배치하고, 상기 냉각 설비로부터 압연 전 및/또는 압연 후의 강판을 통과시키면서 강판의 상하면에 각각 4㎥/㎡min 이상의 수량 밀도의 냉각수를 공급함과 아울러, 그때에 강판의 상면에 대해서는, 강판 상에서 냉각수가 강판의 반송 방향으로 서로 대향하도록 배열된 노즐에 의해, 강판의 상방으로부터 강판을 향하여 비스듬히 냉각수를 공급하는 것을 특징으로 하는 강판의 열간압연 방법.
제32항에 있어서,

상기 노즐은 봉 형상 냉각수를 분사하는 것을 특징으로 하는 강판의 열간압연 방법.
제32항 또는 제33항에 있어서,

상기 냉각 설비의 냉각 영역은 가역 압연기로부터 그 입측 및/또는 출측에 배치된 사이드 가이드까지의 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 강판의 열간압연 방법.
열강판의 상방에 4㎥/㎡min 이상의 수량 밀도의 봉 형상 냉각수를 분사하는 노즐을 접속한 헤더를 설치하고, 봉 형상 냉각수와 상기 열강판이 이루는 복각이 30°∼60°이고, 상기 열강판의 반송 방향으로 서로 대향하도록 상기 노즐을 배치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 강판의 냉각 설비.
제35항에 있어서,

상기 노즐을 열강판의 반송 방향으로 5열 이상 배열하고, 8m/s 이상의 속도로 봉 형상 냉각수를 분사하는 것을 특징으로 하는 강판의 냉각 설비.
제35항 또는 제36항에 있어서,

판 형상 또는 막 형상의 차폐물을, 대향 분사하는 가장 내측의 열의 봉 형상 냉각수의 상방에 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 강판의 냉각 설비.
제37항에 있어서,

상기 차폐물의 최하단은, 열강판의 상면으로부터 300∼500㎜ 상방의 위치인 것을 특징으로 하는 강판의 냉각 설비.
열강판의 상방에 4㎥/㎡min 이상의 수량 밀도의 봉 형상 냉각수를 분사하는 노즐을 접속한 헤더를 설치하고, 봉 형상 냉각수와 상기 열강판이 이루는 복각이 30°∼60°이고, 상기 열강판의 반송 방향으로 서로 대향하도록 상기 노즐을 배치하여 냉각을 행하는 것을 특징으로 하는 강판의 냉각 방법.
제39항에 있어서,

상기 노즐을 열강판의 반송 방향으로 5열 이상 배열하고, 8m/s 이상의 속도 로 봉 형상 냉각수를 분사하는 것을 특징으로 하는 강판의 냉각 방법.
제39항 또는 제40항에 있어서,

판 형상 또는 막 형상의 차폐물을, 대향 분사하는 가장 내측의 열의 봉 형상 냉각수의 상방에 형성하는 것을 특징으로 하는 강판의 냉각 방법.
제41항에 있어서,

상기 차폐물의 최하단을, 열강판의 상면으로부터 300∼500㎜ 상방에 위치시키는 것을 특징으로 하는 강판의 냉각 방법.