KR20080108333A - 열연강대의 냉각 장치 및 냉각 방법 - Google Patents

Abstract

열간 압연된 강대를 냉각수로 냉각할 때에, 높은 냉각 능력과 안정적인 냉각 영역을 적절히 실현함으로써, 강대의 선단에서 미단까지 균일하게 냉각을 실시할 수 있는 열연강대의 냉각 장치 및 냉각 방법을 제공한다. 구체적인 방법은 이하의 3 개이다. (1) 강대 (12) 의 상면측에, 강대 (12) 의 진행 방향에 대해 각각 하류측과 상류측을 향하여 경사지게 한 봉형 냉각수를 분사하는 원관 노즐 (14) 을 대향하도록 배치한다. (2) 강대 (12) 의 상면측에, 테이블 롤 (9) 의 상류측과 하류측으로부터 각각 그 테이블 롤 바로 위를 향하여 경사지게 한 봉형 냉각수를 분사하는 원관 노즐 (14) 을 대향하도록 배치한다. (3) 강대 (12) 의 하면측에, 테이블 롤 사이로부터 강대 하면을 향하여 냉각수를 분사하는 하면 냉각 노즐 (19) 을 배치함과 함께, 강대 (12) 의 상면측에, 하면 냉각 노즐 (19) 로부터 분사한 냉각수가 강대 (12) 에 충돌하는 위치의 바로 위를 향하여, 그 상류측과 하류측으로부터 각각 경사지게 한 봉형 냉각수를 분사하는 냉각 노즐 (14) 을 대향하도록 배치한다.

Description

열연강대의 냉각 장치 및 냉각 방법{COOLER AND COOLING METHOD OF HOT ROLLED STEEL BAND}

본 발명은, 열간 압연된 고온강대를 냉각시키기 위한 냉각 장치 및 냉각 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 열연강대를 제조하려면 가열로에 있어서 슬래브를 소정 온도로가열하고, 가열된 슬래브를 조 (粗) 압연기에서 소정 두께로 압연하여 조 (粗) 바로 하고, 이어서 이 조 바를 복수기의 압연 스탠드로 이루어지는 연속 열간 마무리 압연기에 있어서 소정 두께의 강대로 한다. 그리고, 이 열연강대를 런 아웃 테이블 상의 냉각 장치에 의해 냉각시킨 후, 권취기에서 권취함으로써 제조된다.

그 때, 열간 압연된 고온의 강대를 연속적으로 냉각시키는 런 아웃 테이블의 냉각 장치에서는, 강대의 상면을 냉각시키기 위해서, 원관상의 라미나 냉각 노즐로부터 강대 반송용 테이블 롤러 상에, 이 폭 방향에 걸쳐 직선상으로 복수의 라미나 냉각수를 붓는다. 한편, 강대의 하면을 냉각시키기 위해서, 테이블 롤러 사이에 각각 스프레이 노즐이 형성되고, 이곳으로부터 냉각수를 분사하는 방법이 일반적이다.

그러나, 이와 같은 종래의 냉각 장치에서는 강대의 상면측에 부어진 냉각수 는, 냉각 후, 강대의 상면에 체류하여 상면측의 과냉각을 일으킨다. 과냉각 상태는, 강대의 길이 방향에 있어서 일정하게는 되지 않고, 따라서 이 방향에 있어서의 냉각 정지 온도에 편차가 발생하였다. 또한, 강대의 상면 냉각에 사용되고 있는 원관 라미나 노즐로부터의 냉각수는 자유 낙하류이므로, 강대의 상면에 체류수의 수막이 있으면 강대까지 냉각수가 도달하기 어려워, 강대의 상면에 체류수가 있는 경우와 없는 경우에 따라서 냉각 능력에 차이가 발생한다는 문제나, 강대 상으로 낙하한 냉각수가 자유롭게 전후좌우로 퍼지므로 냉각 영역 (냉각 존) 이 변화되고, 냉각 능력이 안정되지 않는다는 문제 등이 있다. 이와 같은 냉각 능력의 변동 결과, 강대의 재질이 불균일해지기 쉬웠다.

그래서, 강대 상의 냉각수 (체류수) 의 물을 제거하여, 안정적인 냉각 능력을 얻기 위해서, 강대 상면을 횡단하도록 유체를 경사 방향으로 분사하여 체류수를 배출하는 방법 (예를 들어, 특허 문헌 1 참조) 이나, 강대의 상하동을 구속하기 위한 구속 롤을 물 제거 롤로 하여 체류수를 막음으로써 냉각 영역을 일정하게 하는 방법 (예를 들어, 특허 문헌 2 참조) 이 제안되어 있다. 또, 냉각수를 강대 상에 가둠으로써 냉각 영역을 일정하게 하는 냉각 방식으로서 도 11A, 도 11B 에 나타내는 바와 같은, 슬릿상 노즐을 경사지게 하여 서로 마주보는 방향으로 대향시켜 냉각수를 분사하는 방식 (예를 들어, 특허 문헌 3 참조) 이 제안되어 있다.

특허문헌 1 : 일본 공개특허공보 평9-141322호

특허 문헌 2 : 일본 공개특허공보 평10-166023호

특허 문헌 3 : 일본 공개특허공보 소59-144513호

발명의 개시

그러나, 특허 문헌 1 에 기재된 방법에 의하면, 하류로 감에 따라 강대 상에 대량의 냉각수가 체류되어 가므로, 하류측이 될수록 물 제거 효과가 나타나지 않게 된다.

또, 특허 문헌 2 에 기재된 방법에 있어서는, 압연기를 나온 후에 권취기에 이를 때까지의 강대 선단부는 구속 롤에 의한 구속이 없는 상태에서 반송되므로, 구속 롤 (물 제거 롤) 에 의한 물 제거 효과를 얻을 수 없다. 게다가, 강대 선단부가 상하동하면서 파동을 치는 듯한 상태에서 런 아웃 테이블 상을 통과하므로, 이 강대 선단부의 상면에 냉각수를 공급하면, 상하로 파동을 치는 바닥 부분에 선택적으로 냉각수가 체류되기 쉽고, 강대 선단이 권취기에서 권취되어 장력이 작용하고, 강대가 펴져 상하 파동이 해소될 때까지는 냉각 온도의 헌팅 현상이 발생한다. 이 냉각 온도의 헌팅 현상도 강대의 기계적 성질의 편차를 발생시켰다.

한편, 특허 문헌 3 에 기재된 슬릿상 노즐을 경사지게 하여 서로 마주보는 방향으로 대향시켜 냉각수를 분사하고 냉각수를 강대 상에 가두는 냉각 방식에서는, 냉각수류가 틈이 없는 슬릿상 냉각수가 아니면 냉각수를 막을 수 없지만, 냉각수류를 틈이 없는 슬릿상으로 유지하기 위해서는 노즐과 강대의 거리를 떨어뜨릴 수 없는 데다가, 동 방법에서는 냉각수를 충만하게 하기 위해서 노즐 선단부 근방에 칸막이 판을 형성하고 있기 때문에, 강대와 노즐 및 칸막이 판의 거리가 가까워지지 않을 수 없어, 강대가 노즐이나 칸막이 판에 충돌할 위험성이 높다. 특히, 형상이 나쁜 파동 판 형상의 강대에서는, 노즐이나 칸막이 판과의 접촉을 피할 수 없어, 강대에 손상이 발생한다. 따라서, 실제조업에 적용하는 것은 곤란하다.

이와 같이, 특허 문헌 1 ∼ 3 에 기재된 방법에서는 높은 냉각 능력과 안정적인 냉각 능력을 적절히 얻을 수 없다.

또, 열연강대의 제조에 있어서는, 런 아웃 테이블의 권취기에 가까운 영역에서는, 표면의 온도가 예를 들어 550℃ 이하로 되는 경우가 있으며, 이하와 같은 문제도 있다.

즉, 이와 같은 영역에서는, 냉각이 막 비등을 주체로 한 강대와 냉각수 사이에 증기막이 존재하는 전열 상태로부터, 강대와 냉각수가 직접 접촉하여 비등하는 소위 핵 비등이 주체인 영역으로 이행한다. 이 비등 상태가 전이되는 비등 현상은 전이 비등이라 불리며 급격하게 냉각이 촉진된다. 그러한 냉각이 촉진되는 결과로서, 강대의 표층만이 급랭되어 목표와 다른 조직이 형성되는 경우가 있다. 예를 들어, 표층극 근방이 400℃ 이하가 되면 조직이 마텐자이트가 되고, 그 후, 표층 온도가 복열 (復熱) 되고, 권취가 500 ℃ 에서 종료되었다 하더라도 표층은 담금질 마텐자이트와 같은 내부와 상이한 조직이 형성되는 경우가 있다.

또한, 전이 비등으로부터 핵 비등 영역에 있어서는, 냉각수가 강대에 부착된 것과 같은 상태가 되므로, 냉각 장치 (존) 로부터 나온 후의 공랭 존에 있어서, 냉각수가 잔존하여, 소위 물 제거가 불량 상태가 되기 쉽다. 이와 같은 부분에서는 과냉각이 되어 강대의 품질에 편차가 발생한다.

또, 종래, 재질의 관점에서 냉각 속도를 빠르게 하는 경우에, 단순히 원관상의 라미나 냉각수의 수량을 많게 하여 대응하고 있는데, 강대에 대해 수직으로 대수량을 분사하면 특허 문헌 1 이나 특허 문헌 2 에 기재되어 있는 수법으로는 물을 막지 못하고, 강대 상에 대량의 체류수가 발생한 결과, 매우 심한 온도 불균일이 발생하였다.

본 발명은, 상기의 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 열간 압연된 강대를 냉각수로 냉각할 때에, 높은 냉각 능력과 안정적인 냉각 영역을 적절히 실현함으로써, 강대의 선단에서 미단까지 균일하게 냉각을 실시할 수 있는 열연강대의 냉각 장치 및 냉각 방법을 제공하고자 하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 이하의 특징을 갖는다.

1. 런 아웃 테이블 상에 반송되는 마무리 압연 후의 열연강대를 냉각시키는 열연강대의 냉각 장치로서,

강대의 상면측에, 강대의 진행 방향에 대해 각각 하류측과 상류측을 향하여 경사지게 한 봉형 냉각수를 분사하는 냉각 노즐을 대향하도록 배치한 것을 특징으로 하는 열연강대의 냉각 장치.

2. 상기 냉각 노즐은 강대 폭 방향으로 복수개 배치됨과 함께, 상기 냉각 노즐에 의해 분사되는 봉형 냉각수와 강대가 이루는 각도가 60°이하인 것을 특징으로 하는 전항 1 에 기재된 열연강대의 냉각 장치.

3. 상기 하류측을 향하여 경사지게 한 냉각 노즐과 상기 상류측을 향하여 경사지게 한 냉각 노즐은, 각각 강대의 진행 방향으로 복수열 배치되는 것을 특징으로 하는 전항 1 또는 2 에 기재된 열연강대의 냉각 장치.

4. 전항 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 열연강대의 냉각 장치를 1 개의 냉각 장치 유닛으로 하고, 그 냉각 장치 유닛을 강대의 진행 방향으로 복수 배치한 것을 특징으로 하는 열연강대의 냉각 장치.

5. 상기 냉각 장치 유닛의 하류측에, 강대 상면의 냉각수의 물을 제거하는 물 제거 수단을 배치한 것을 특징으로 하는 전항 4 에 기재된 열연강대의 냉각 장치.

6. 런 아웃 테이블 상에 반송되는 마무리 압연 후의 열연강대를 냉각시키는 열연강대의 냉각 장치로서,

강대의 상면측에, 테이블 롤의 상류측으로부터 그 테이블 롤 바로 위를 향하여 경사지게 한 봉형 냉각수를 분사하는 냉각 노즐과 테이블 롤의 하류측으로부터 그 테이블 롤 바로 위를 향하여 경사지게 한 봉형 냉각수를 분사하는 냉각 노즐을 대향하도록 배치한 것을 특징으로 하는 전항 1 내지 5 중 어느 한 항에 기재된 열연강대의 냉각 장치.

7. 강대 상면측의 냉각수에 의한 냉각량과, 강대 하면측의 냉각수에 의한 냉각량이 동등해지도록, 강대의 상면측 및 하면측의 냉각 노즐을 배치하는 것을 특징으로 하는 전항 6 에 기재된 열연강대의 냉각 장치.

8. 강대의 하면측에, 테이블 롤 사이로부터 강대 하면을 향하여 봉형 냉각수를 분사하는 냉각 노즐을 배치한 것을 특징으로 하는 전항 7 에 기재된 열연강대의 냉각 장치.

9. 런 아웃 테이블 상에 반송되는 마무리 압연 후의 열연강대를 냉각시키는 열연강대의 냉각 장치로서,

강대의 하면측에, 테이블 롤 사이로부터 강대 하면을 향하여 냉각수를 분사하는 하면 냉각 노즐을 배치함과 함께,

강대의 상면측에, 하면 냉각 노즐로부터 분사된 냉각수가 강대에 충돌하는 위치의 바로 위를 향하여 그 상류측으로부터 경사지게 한 봉형 냉각수를 분사하는 냉각 노즐과, 하면 냉각 노즐로부터 분사된 냉각수가 강대에 충돌하는 위치의 바로 위를 향하여 그 하류측으로부터 경사지게 한 봉형 냉각수를 분사하는 냉각 노즐을, 대향하도록 배치한 것을 특징으로 하는 전항 1 내지 5 중 어느 한 항에 기재된 열연강대의 냉각 장치.

10. 강대 상면측의 냉각수에 의한 냉각량과, 강대 하면측의 냉각수에 의한 냉각량이 동등해지고, 또한, 강대 상면측의 냉각수로부터 강대가 받는 유체압과 강대 하면측의 냉각수로부터 강대가 받는 유체압이 동등해지도록, 상기 상면 냉각 노즐 및 상기 하면 냉각 노즐을 배치하는 것을 특징으로 하는 전항 9 에 기재된 열연강대의 냉각 장치.

11. 상기 하면 냉각 노즐을 봉형 냉각수를 분사하는 노즐로 하는 것을 특징으로 하는 전항 10 에 기재된 열연강대의 냉각 장치.

12. 런 아웃 테이블 상에 반송되는 마무리 압연 후의 열연강대의 냉각 방법으로서, 강대의 상면측에, 강대의 진행 방향 하류측을 향하여 경사지게 한 봉형 냉각수와 강대의 진행 방향 상류측을 향하여 경사지게 한 봉형 냉각수를 대향시켜 분사하는 것을 특징으로 하는 열연강대의 냉각 방법.

13. 상기 봉형 냉각수와 강대가 이루는 각도가 60°이하인 것을 특징으로 하는 전항 12 에 기재된 열연강대의 냉각 방법.

14. 상기 하류측을 향하여 경사지게 한 봉형 냉각수와 상기 상류측을 향하여 경사지게 한 봉형 냉각수를, 각각 강대의 진행 방향으로 복수열 분사하는 것을 특징으로 하는 전항 12 또는 13 에 기재된 열연강대의 냉각 방법.

15. 상기 경사지게 한 봉형 냉각수의 대향 분사를, 강대의 진행 방향으로 간격을 두고 복수 지점에서 실시함으로써, 수랭과 공랭을 반복하는 단속적인 냉각을 실시하는 것을 특징으로 하는 전항 12 내지 14 중 어느 한 항에 기재된 열연강대의 냉각 방법.

16. 상기 경사지게 한 봉형 냉각수를 대향 분사하는 위치보다 하류측에 형성된 물 제거 수단에 의해, 냉각수의 물을 제거하는 것을 특징으로 하는 전항 15 에 기재된 열연강대의 냉각 방법.

17. 런 아웃 테이블 상에 반송되는 마무리 압연 후의 열연강대의 냉각 방법으로서, 강대의 상면측에, 테이블 롤의 상류측으로부터 그 테이블 롤 바로 위를 향하여 경사지게 한 봉형 냉각수와 테이블 롤의 하류측으로부터 그 테이블 롤 바로 위를 향하여 경사지게 한 봉형 냉각수를 대향시켜 분사하는 것을 특징으로 하는 전항 12 내지 16 중 어느 한 항에 기재된 열연강대의 냉각 방법.

18. 강대 상면측의 냉각수에 의한 냉각량과, 강대 하면측의 냉각수에 의한 냉각량이 동등해지도록, 강대의 상면측 및 하면측에 냉각수를 분사하는 것을 특징으로 하는 전항 17 에 기재된 열연강대의 냉각 방법.

19. 강대의 하면측에, 테이블 롤 사이로부터 강대 하면에 향하여 봉형 냉각수를 분사하는 것을 특징으로 하는 전항 18 에 기재된 열연강대의 냉각 방법.

20. 런 아웃 테이블 상에 반송되는 마무리 압연 후의 열연강대의 냉각 방법으로서, 강대의 하면측에, 테이블 롤 사이로부터 강대 하면에 향하여 냉각수를 분사함과 함께, 강대의 상면측에 하면측 냉각수가 강대에 충돌하는 위치의 바로 위를 향하여 그 상류측으로부터 분사되는 경사지게 한 봉형 냉각수와, 하면측의 냉각수가 강대에 충돌하는 위치의 바로 위를 향하여 그 하류측으로부터 분사되는 경사지게 한 봉형 냉각수를, 대향시켜 분사하는 것을 특징으로 하는 전항 12 내지 16 중 어느 한 항에 기재된 열연강대의 냉각 방법.

21. 강대 상면측의 냉각수에 의한 냉각량과, 강대 하면측의 냉각수에 의한 냉각량이 동등해지고, 또한, 강대 상면측의 냉각수로부터 강대가 받는 유체압과 강대 하면측의 냉각수로부터 강대가 받는 유체압이 동등해지도록, 강대의 상면측 및 하면측의 냉각수를 분사하는 것을 특징으로 하는 전항 20 에 기재된 열연강대의 냉각 방법.

22. 강대 하면측의 냉각수를 봉형 냉각수로 하는 것을 특징으로 하는 전항 21 에 기재된 열연강대의 냉각 방법.

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

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

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

도 4 는 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서의 냉각 장치의 설명도이다.

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

도 6 은 본 발명의 제 3 실시형태에 있어서의 냉각 장치의 설명도이다.

도 7 은 본 발명의 다른 실시형태에 있어서의 냉각 장치의 설명도이다.

도 8 은 본 발명의 다른 실시형태에 있어서의 냉각 장치의 설명도이다.

도 9 는 본 발명의 다른 실시형태에 있어서의 냉각 장치의 설명도이다.

도 10 은, 본 발명의 다른 실시형태에 있어서의 냉각 장치의 설명도이다.

도 11A, 도 11B 는, 종래 기술의 설명도이다.

각 도면 중의 부호의 의미는 이하와 같다.

1 : 조 압연기, 2 : 조 바, 3 : 테이블 롤러, 4 : 연속 마무리 압연기군, 4E : 최종 마무리 압연기, 5 : 런 아웃 테이블, 6 : 권취기, 7 : 종래형 냉각 장치, 8 : 원관 라미나 노즐, 9 : 테이블 롤러, 10 : 스프레이 노즐, 11 : 본 발명의 냉각 장치, 12 : 강대, 13 : 냉각 노즐 헤더, 14 : 원관 노즐, 15 : 공급관, 16 : 분사 밸브, 17 : 냉각 유닛, 18 : 냉각 노즐 헤더, 19 : 원관 노즐, 20 : 공급관, 21 : 분사 밸브, 22 : 공기 분사 노즐

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 본 발명의 실시형태를 도면을 참조하여 설명한다.

도 1 은, 본 발명의 일 실시형태에 있어서의 열연강대의 제조 설비를 나타내 는 것이다. 조 압연기 (1) 에서 압연된 조 바 (2) 는 테이블 롤러 (3) 상에 반송되어, 연속적으로 7 개의 연속 마무리 압연기군 (4) 에서 소정의 두께까지 압연되어 강대 (12) 가 된 후, 최종 마무리 압연기 (4E) 의 후방에 있는 강대 반송로를 구성하는 런 아웃 테이블 (5) 로 유도된다. 이 런 아웃 테이블 (5) 은 전체 길이 약 100m 이며, 그 일부 또는 대부분에 냉각 장치가 형성되어 있어서, 강대 (12) 가 여기에서 냉각된 후, 하류측의 권취기 (6) 에서 권취되어 열연 코일이 된다.

그리고, 이 실시형태에 있어서는 일례로서 런 아웃 테이블 (5) 에 형성된 강대 상면 냉각의 냉각 장치로서 종래형의 냉각 장치 (7) 와, 본 발명의 냉각 장치 (11) 가 그 순서대로 배치되어 있다.

종래형 냉각 장치 (7) 는, 런 아웃 테이블 (5) 의 상면측에 소정 피치로 배치되어, 강대에 대해 냉각수를 자유 낙하류로 하여 공급하는 복수의 원관 라미나 노즐 (8) 을 구비하고 있다.

또, 강대 하면 냉각용 냉각 장치로서는, 강대 반송용 테이블 롤러 (9) 사이에 복수의 스프레이 노즐 (10) 이 폭 방향으로 줄지어 배치되어 있다. 이들 스프레이 노즐 (10) 은, 그 분출 압력이나 수량 밀도를 조정할 수 있게 되어 있다.

그리고, 본 발명의 냉각 장치 (11) 의 일례를, 도 2 에 나타내는 부분 확대도에 기초하여 서술한다. 런 아웃 테이블 (5) 에는, 예를 들어 길이 방향으로 약 400㎜ 피치로, 직경 330㎜ 의 회전하는 강대 반송용 테이블 롤러 (9) 가 배치되어 있고, 이들 테이블 롤러 (9) 상을 강대 (12) 가 진행해 간다.

본 발명의 냉각 장치 (11) 에 있어서는, 그 강대 (12) 의 상면측에, 강대 (12) 의 진행 방향의 각각 하류측과 상류측을 향하여 경사지게 한 봉형 냉각수를 대향시켜 분사하는 상면 냉각 유닛 (17) 이 소정의 간격을 두고 복수 유닛 형성되어 있다.

또한, 이 영역에 있어서의 하면측의 냉각 장치는 특별히 한정되지 않으며, 스프레이 냉각이나, 본 발명의 상면 냉각 방식으로서 채용하고 있는 봉형 냉각수 등을 채용해도 상관없다.

본 실시형태에서는 상기 서술한 종래형의 냉각 장치 (7) 의 영역과 동일한 스프레이 노즐 (10) 를 이용하고 있다.

각각의 상면 냉각 유닛 (17) 은, 강대 진행 방향의 상류측과 하류측으로 나누어져, 소정 열수 (여기에서는 각 4 열) 의 냉각 노즐 헤더 (13) 를 구비하고 있다. 각 냉각 노즐 헤더 (13) 에는 공급관 (15) 이 연결되어 있으며, 각각의 공급관 (15) 은 밸브 (16) 에 의해 독립적으로 온-오프 제어를 할 수 있게 됨과 함께, 각 냉각 노즐 헤더 (13) 에는 강대 진행 방향에 대해 소정의 분사 각도 (θ) (예를 들어, 50°) 를 갖는 원관 노즐 (14) 이, 폭 방향으로 소정의 피치로 1 열로 나란히 배치되어 있다.

이들 원관 노즐 (14) 은, 내경이 3 ∼ 10㎜φ 로 내면이 매끄러운 직관 노즐로서, 원관 노즐 (14) 로부터 분사되는 냉각수는 봉형 냉각수이다. 이 봉형 냉각수는 일정한 방향, 즉, 강대 (12) 의 진행 방향으로는 강대 (12) 와 소정 각도 (θ) 를 이루게 된다. 또, 강대 (12) 의 폭 방향으로는 강대 (12) 와 평행하게 해도 되지만, 분사된 냉각수를 신속하게 강대 (12) 의 양폭 단부로부터 외측으로 흘러내리게 하기 위해서는, 강대 (12) 의 폭 방향 중심에서부터 1°∼ 30°, 바람직하게는 5°∼ 15°정도 외측을 향하여 경사지게 하는 것이 바람직하다. 또, 원관 노즐 (14) 의 출구의 높이 위치는 강대 (12) 가 상하동하여도 원관 노즐 (14) 에 접촉하지 않도록, 강대 (12) 상면으로부터 소정의 높이 (예를 들어, 1000㎜) 떨어지도록 하고 있다.

여기에서, 본 발명에 있어서의 봉형 냉각수란, 원형상 (타원이나 다각 형상도 포함한다) 의 노즐 분출구로부터 어느 정도 가압된 상태에서 분사되는 냉각수로서, 노즐 분출구로부터의 냉각수의 분사 속도가 7m/s 이상이며, 노즐 분출구로부터 강대에 충돌할 때까지의 수류 (水流) 의 단면이 거의 원형으로 유지된 연속성과 직진성이 있는 수류인 냉각수를 말한다. 즉, 원관 라미나 노즐로부터의 자유 낙하류나, 스프레이와 같은 액적 상태에서 분사되는 것과는 상이하다.

또한, 원관 노즐 (14) 의 배치에 대해서는, 앞 열의 봉형 냉각수의 충돌 위치의 거의 중간에 다음 열의 봉형 냉각수의 충돌 위치가 오도록, 열마다 원관 노즐 (14) 의 폭 방향 위치를 어긋나게 배치하는 것이 바람직하다. 이로써, 폭 방향으로 서로 이웃이 되는 봉형 냉각수 사이에서 냉각이 약해지는 부분에 다음 열의 봉형 냉각수가 충돌하고, 냉각이 보완되어 폭 방향으로 균일한 냉각이 이루어진다.

그리고, 각 4 열의 원관 노즐 (14) 로부터, 강대 (12) 의 대략 동일 위치를 향하여 (예를 들어 동일한 테이블 롤러 (9) 를 향하여), 강대 진행 방향의 상류측과 하류측으로부터 대향하여 냉각수가 분사된다.

이와 같이, 1 열로 늘어선 원관 노즐 (14) 로부터 봉형 냉각수를 분사하면, 봉형 냉각수류군은 각 봉형 냉각수가 나란히 흘러 단속적이지만 유사 평면상으로 흐른다. 게다가, 각 4 열의 원관 노즐 (14) 이 강대의 진행 방향 상류측과 하류측으로부터 대향하여 분사되고 있기 때문에, 강대 (12) 에 충돌한 냉각수는 서로 막아, 충돌한 위치에서 강대 (12) 의 양폭 단부에서부터 외측으로 흘러내리게 되므로, 냉각수가 강대 상을 상류측 및 하류측으로 유출하는 것이 억제된다.

그 때, 분사 각도 (θ) 가 60°를 초과하면, 강대 (12) 의 속도에 따라서는, 강대 상을 냉각수가 상류측 및 하류측으로 유출될 가능성이 있으므로, 분사 각도 (θ) 는 60°이하로 하는 것이 바람직하다. 분사 각도 (θ) 를 60°이하로 하면, 강대 (12) 의 속도에 관게 없이, 강대 상을 냉각수가 상류측 및 하류측으로 유출되지 않는다. 보다 바람직하게는 분사 각도 (θ) 는 50°이하이다. 단, 분사 각도 (θ) 를 45°보다 작게 하면, 강대 (12) 와 원관 노즐 (14) 의 충돌을 회피하기 위해서 강대 (12) 로부터의 원관 노즐 (14) 의 높이를 원하는 값 (예를 들어, 1000㎜) 으로 하려고 하면, 원관 노즐 (14) 로부터 분사된 봉형 냉각수가 강대 (12) 에 충돌할 때까지의 거리가 너무 멀어져 버려, 도중에서 봉형 냉각수가 분산되어, 냉각 특성이 떨어질 위험성이 있다. 따라서, 분사 각도 (θ) 를 45°∼ 60°로 하는 것이 바람직하고, 나아가서는 45°∼ 50°정도로 하는 것이 더욱 바람직하다.

덧붙여서, 본 발명의 냉각 장치 (11) 에 있어서, 강대 (12) 상면의 냉각수 노즐로서 봉형 냉각수를 형성하는 원관 노즐 (14) 을 채용하고 있는 것은, 다음의 이유에 의한다.

즉, 냉각을 확실하게 실시하려면, 강대 (12) 까지 냉각수를 확실하게 도달시켜, 충돌시킬 필요가 있다. 그러기 위해서는, 강대 (12) 상면의 체류수의 수막을 파괴하여 강대 (12) 까지 신선한 냉각수를 도달시키지 않으면 안되고, 스프레이 노즐로부터 분사된 액적군과 같은 관통력이 약한 냉각 수적류가 아니라, 연속성과 직진성이 있는 높은 관통력을 가진 수류가 되는 봉형 냉각수일 필요가 있다. 또한, 종래 사용되고 있는 원관 라미나 노즐에 의한 라미나류는, 자유 낙하류이므로, 체류수막이 있으면 강대 (12) 까지 냉각수가 도달하기 어려운 데다가, 체류수가 있는 경우와 없는 경우에 따라서 냉각 능력에 차이가 발생하는 것이나, 강대 (12) 상에 낙하한 물이 전후좌우로 퍼지므로 강대의 속도가 변화된 경우에 냉각 능력이 변화되는 등의 문제가 있다.

따라서, 본 발명에서는, 원관 노즐 (14) (타원이나 다각 형상이어도 된다) 을 사용하여 노즐 분출구로부터의 냉각수의 분사 속도가 7m/s 이상이고, 노즐 분출구로부터 강대에 충돌할 때까지의 수류의 단면이 거의 원형으로 유지되는 연속성과 직진성이 있는 봉형 냉각수를 분사하도록 하고 있다. 노즐 분출구로부터의 냉각수의 분사 속도가 7m/s 이상인 봉형 냉각수에 의하면, 냉각수를 경사지게 하여 분사했을 경우이어도 안정적으로 강대 상면의 체류수의 수막을 돌파할 수 있기 때문이다.

또, 봉형 냉각수군 대신에 연속적인 커튼형의 라미나류를 채용하는 것이 생각되지만, 노즐이 클로깅되지 않을 정도의 갭 (현실적으로는 3㎜ 이상 필요) 을 갖는 슬릿상 노즐로 한 경우, 원관 노즐 (15) 을 폭 방향으로 간격을 두고 설치한 경 우와 비교하여 노즐 단면적이 매우 커진다. 그 때문에, 체류수막으로의 관통력을 갖게 하기 위해서 노즐 분출구로부터의 분사 속도 7m/s 이상으로 냉각수를 분사하려고 하면, 매우 많은 수량이 필요해져, 설비 비용이 심대해져 실현 곤란하다. 또한, 커튼형의 라미나류에서는 1 열째에서 강대 (12) 에 충돌한 냉각수가 층형상이 되어 2 열째 이후의 냉각수의 충돌을 방해하므로, 2 열째 이후의 냉각 능력이 떨어지거나 혹은 폭 방향으로 냉각 능력에 차이가 발생하는 등의 문제가 있다. 이에 비하여, 봉형 냉각수이면 층형상의 체류수를 부분적으로 밀어 내고 봉형 냉각수는 강대 (12) 에 도달한다. 밀쳐진 냉각수는 단속적으로 끊어진 봉형 냉각수 사이를 빠져나와 흐르므로, 냉각 후의 체류 냉각수가 다음 냉각의 방해가 되기 어렵다.

또한, 본 발명의 냉각 장치 (11) 에 있어서는, 복수의 냉각 유닛 (17) 을 소정의 간격을 두고 배치하고 있으므로, 각각의 냉각 유닛 (17) 에서의 냉각시키는 동안에 공랭 존을 형성하는 소위 단속 냉각이 된다. 따라서, 특히, 표면이 과냉각되어 마텐자이트와 같은 경질층이 생성되기 쉬운 강대 냉각인 경우에, 표층의 온도가 내려가도, 그 다음의 공랭 존에서 내부로부터의 열에 의해 복열되므로, 표층의 과냉각을 억제하고, 온도 편차뿐만 아니라 마이크로한 조직의 강대 두께 방향의 편차를 줄이는 효과가 있다. 여기에서, 본 실시형태에서는 상면에 설치되어 있는 본 발명의 냉각 장치 (11) 가, 하면에 설치되어 있는 종래형인 스프레이 노즐 (10) 보다 냉각 능력이 높기 때문에, 상면 냉각과 하면 냉각의 균형이 잡히도록 상면 냉각의 간격을 설정하거나 하면측의 냉각수의 압력이나 유량을 많게 하거나 하 는 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 냉각 장치 (11) 에 있어서는, 냉각 유닛 (17) 의 하류측에, 냉각수가 유출되지 않도록, 공기 분사 노즐 (22) 이 형성되어 물을 제거하도록 하고 있다. 그 때 물 제거 수법으로는, 물을 분사하는 물 제거 수법이 일반적으로 사용되는데, 강대 표면 온도가 550℃ 이하인 경우에는 물에 의한 물 제거는 강판의 표면에 냉각수가 퍼져, 물 제거를 불완전하게 하여 국소적인 과냉각을 일으킬 우려가 있으므로, 그 경우에는 공기를 분사하는 물 제거가 바람직하다. 또한, 공기 분사 노즐 (22) 은, 모든 냉각 유닛 (17) 의 하류측에 형성하는 것이 바람직하지만, 적어도 최하류측의 냉각 유닛 (17) 의 하류측에 형성하면 된다.

그리고, 상기와 같이 구성된 냉각 장치 (11) 를 사용할 때에는, 냉각 제어를 다음과 같이 하여 실시한다.

먼저, 강대의 속도, 계측한 온도, 판 두께 목표의 냉각 정지 온도까지의 냉각량으로부터, 분사하는 상면의 냉각 존의 길이를 구한다. 그리고, 구한 냉각 존 길이를 커버하는 냉각 유닛 (17) 의 수와, 그 냉각 유닛 (17) 에서 분사하는 냉각 노즐 헤더 (13) 의 열수를 결정하여, 대응하는 분사 밸브 (16) 를 연다. 그 이후에는 냉각 후의 온도계의 실적을 보고, 강판 속도의 변경 (가속ㆍ감속) 을 감안하면서, 냉각 존 길이를 변경하기 위하여, 냉각 유닛 (17) 의 수와, 분사하는 냉각 노즐 헤더 (13) 의 열수를 조정한다. 냉각 노즐 헤더 (13) 의 열수를 변경할 때에는, 냉각수가 강대 상의 비냉각 존 (공랭 존) 으로 유출되는 것을 최대한 방지하기 위해서, 상류측으로부터 하류측을 향하여 분사하는 열수와 하류측으로부 터 상류측을 향하여 분사하는 열수를, 냉각수의 유체 압력이 강대의 상류측과 하류측에서 균형을 이루도록 조정하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상류측과 하류측의 냉각 노즐 헤더를 쌍으로 하여 온-오프시키는 것이 바람직하다.

이상과 같이 하여, 이 실시형태에서는, 이하에 서술하는 바와 같은 효과를 얻을 수 있다.

(1) 강대의 선단에서 미단 (尾端) 까지 균일하게 냉각을 실시할 수 있어, 강대의 품질이 안정된다. 그것에 수반하여 강대의 잘라 버리는 부분이 적어져 수율이 높아진다.

(2) 단속적인 냉각을 실시함으로써, 특히 500℃ 이하의 저온도역까지 냉각시키는 경우에 강대의 표층의 조직 이상 (예를 들어 마텐자이트 생성) 이 없고, 목표로 하는 조직이 강대 단면 전체면 (표층에서 판 두께 중심부까지) 에서 얻어진다.

또한, 상기의 제 1 실시형태의 도 2 에서는, 상면 냉각의 대향 분사 위치 (충돌 위치) 를 테이블 롤러 상으로 하고 있지만, 이것은 통판 안정성면에서 바람직하기 때문이다.

그러나, 그것에 한정되는 것이 아니라, 예를 들어, 도 3 과 같이 상면 냉각의 대향 분사 위치 (충돌 위치) 가 테이블 롤러와 테이블 롤러의 사이가 되도록 해도 상관없다. 그 때에, 상면 냉각 장치로부터의 봉형 냉각수에 의해 강대가 눌림으로써, 테이블 롤러 사이에서 강대에 휨이 발생하여, 통판이 불안정해질 가능성이 있기 때문에, 이것을 방지하기 위해서 하면 냉각은 상면 냉각의 누르는 힘과 거 의 동등한 밀어 올리는 힘을 갖도록, 종래형의 냉각 장치에 비하여 고압력으로 대수량의 냉각수를 분사하는 것이 바람직하다.

또, 상면 냉각 유닛 (17) 은, 강대 진행 방향의 상류측과 하류측으로 나누어져, 도 2 에서는 각 4 열, 도 3 에서는 각 8 열의 냉각 노즐 헤더 (13) 를 구비하고 있는데, 그 열수는 한정되는 것이 아니며, 적절한 열수를 설치하도록 하면 된다. 단, 열수가 많아지면, 봉형 냉각수의 강대에 충돌하는 범위가 강대 진행 방향으로 길어지기 때문에, 반드시 테이블 롤러 바로 위에서만 봉형 냉각수를 강대에 충돌시켜야 하는데, 그 때에는, 테이블 롤러 바로 위와 테이블 롤러 사이의 양자에 걸쳐 봉형 냉각수를 강대에 충돌시키면 된다. 즉, 예를 들어, 도 4 와 같이, 강대 진행 방향의 상류측과 하류측에 노즐 헤더를 16 열씩 설치한 경우에는, 봉형 냉각수가 강대에 충돌하는 범위가 테이블 롤러의 장착 피치보다 길어지는 경우도 있으므로, 이 경우에는, 테이블 롤러 바로 위와 테이블 롤러 사이의 양자에 걸쳐 있어도 상관없다.

또, 상기 실시형태에서는, 런 아웃 테이블 (5) 에 형성되는 강대 상면 냉각의 냉각 장치로서 종래형의 냉각 장치 (7) 와 본 발명의 냉각 장치 (11) 가 그 순서로 배치되어 있는데, 이것에 한정되는 것이 아니라, 런 아웃 테이블 (5) 에 형성되는 냉각 장치의 일부 또는 전부가 본 발명의 냉각 장치 (11) 에 의해 구성되어 있으면 된다. 단, 상기 서술한 바와 같이, 권취 온도에 따라서는 권취기에 가까운 영역에서 냉각이 전이 비등이라 불리는 불안정한 상태가 되는 경우가 있지만, 본 발명의 냉각 장치 (11) 에 의하면, 전체면 핵 비등이 되어, 냉각이 불안정해지 는 전이 비등 영역을 회피할 수 있다. 따라서, 권취 온도에 관계 없이, 안정적인 냉각을 할 수 있게 되어, 권취 온도를 고정밀도로 제어할 수 있기 때문에, 적어도 권취기의 직전에 본 발명의 냉각 장치 (11) 를 배치하는 것이 바람직하다. 이와 같은 배치로 함으로서, 저온 (500℃ 이하) 의 권취 온도에 있어서도 불안정한 냉각이 없고, 온도 편차가 작다. 그 결과, 강도나 신장 등의 강대의 품질이 강대 전체 길이에 걸쳐서 균질하게 된다.

다음으로, 도 5 는, 본 발명의 제 2 실시형태에 있어서의 열연강대의 제조 설비를 나타내는 것이다.

조 압연에서 권취까지의 제조 공정은 제 1 실시형태와 동일하지만, 이 제 2 실시형태에 있어서는, 본 발명의 냉각 장치 (11) 가 종래형의 냉각 장치 (7) 의 상류측에 배치되어 있다. 덧붙여서, 여기에서는 본 발명의 냉각 장치 (11) 에는 도 4 에 나타내는 바와 같은 각 16 열의 냉각 노즐 헤더를 구비한 상면 냉각 헤더 유닛이 강대 진행 방향으로 3 유닛 장착되어 있다. 그리고, 제 1 실시형태와 동일하게, 런 아웃 테이블 (5) 에는, 예를 들어 길이 방향으로 약 400㎜ 피치로, 직경 330㎜ 인 회전하는 강대 반송용 테이블 롤러 (9) 가 배치되어 있고, 이들 테이블 롤러 (9) 상을 강대 (12) 가 진행해 간다. 또한, 이 영역에 있어서의 하면측의 냉각 장치는 특별히 한정되는 것이 아니고, 여기에서는, 상기 서술한 종래형의 냉각 장치 (7) 의 영역과 동일한 스프레이 노즐 (10) 를 이용하고 있다. 단, 본 발명의 냉각 장치 (11) 가 테이블 롤러 사이에도 봉형 냉각수를 충돌시키고 있기 때문에, 강대 통판 중에 강대가 위로부터 눌려 휘기 쉽기 때문에, 이것을 교 정하기 위해서, 하면측의 냉각 장치에 채용하고 있는 스프레이 노즐 (10) 로부터의 냉각수의 수량과 수압을 크게 하여 상하의 힘이 균형을 이루도록 하고 있다.

그리고, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 각 냉각 노즐 헤더 (13) 에는, 공급관 (15) 이 연결되어 있어, 각각의 공급관 (15) 은 밸브 (16) 에 의해 독립적으로 온-오프 제어할 수 있게 되어 있음과 함께, 각 냉각 노즐 헤더 (13) 에는 강대 진행 방향에 대해 소정의 분사 각도 (θ) (예를 들어, 45°) 를 갖는 원관 노즐 (14) 이 폭 방향으로 소정의 피치로 1 열로 나란히 배치되어 있다.

이들 원관 노즐 (14) 은, 제 1 실시형태와 같이, 내경이 3 ∼ 10㎜φ 이고 내면이 매끄러운 직관 노즐로, 분사되는 냉각수는 봉형 냉각수이다. 봉형 냉각수는 일정한 방향, 즉, 강대 (12) 의 진행 방향으로는, 강대 (12) 와 소정 각도 (θ) 를 이루게 된다. 또, 봉형 냉각수의 강대 (12) 의 폭 방향의 장착 피치나 봉형 냉각수 등의 구조는 기본적으로 제 1 실시형태와 동일하게 하면 된다.

또한, 여기에서도, 냉각 유닛 (17) 의 하류측으로 냉각수가 유출되지 않도록, 제 1 실시형태에서 실시한 물 제거 방법을 실시하면 된다.

그리고, 냉각 노즐 헤더의 주수 순번 등은 제 1 실시형태에서 설명한 바와 같이 하면 된다.

이상과 같이 하여, 본 실시형태에서도 기본적으로 제 1 실시형태와 동일한 (1), (2) 의 효과를 얻을 수 있는데, 추가로 (3) 과 같은 효과도 얻을 수 있다. 즉,

(1) 강대의 선단에서 미단까지 균일하게 냉각을 실시할 수 있어, 강대의 품 질이 안정된다. 그것에 수반하여 강대의 잘라 버리는 부분이 적어져 수율이 높아진다.

(2) 단속적인 냉각을 실시함으로써, 특히 저온도역까지 냉각시키는 경우에 강대의 표층의 조직 이상 (예를 들어 마텐자이트 생성) 이 없고, 목표로 하는 조직이 강대 단면 전체면 (표층에서 판 두께 중심부까지) 에 얻어진다.

(3) 각 냉각 유닛의 노즐 열수를 늘리고, 또한 냉각 유닛 사이의 공랭대를 짧게 함으로써, 냉각 속도를 비교적 빠르게 할 수 있고, 또한 판 두께 방향으로 냉각 속도 차이가 그다지 나지 않아, 강대 전체에 베이나이트 등의 경질층을 생성시킬 수 있기 때문에 고강도인 재료를 제조할 수 있게 된다.

또한, 제 1 실시형태에서는, 런 아웃 테이블 (5) 에 형성되는 강대 상면 냉각의 냉각 장치로서, 종래형 냉각 장치 (7) 의 하류측에 본 발명의 냉각 장치 (11) 가 배치되고, 제 2 실시형태에서는, 종래형의 냉각 장치 (7) 의 상류측에 본 발명의 냉각 장치 (11) 가 배치되어 있는데, 이것에 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 제 3 실시형태로서, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 냉각 장치 (11) 의 하류측에 종래형의 냉각 장치 (7) 를 배치하고, 추가로 그 하류측에 본 발명의 냉각 장치 (11) 를 배치하도록 해도 된다. 그 때에, 상류측의 본 발명의 냉각 장치 (11) (마무리 압연기 (4) 에 가까운 쪽의 냉각 장치) 를 도 4 에 나타내는 냉각 노즐 헤더로 하고, 하류측의 본 발명의 냉각 장치 (11) (권취기 (6) 에 가까운 쪽의 냉각 장치) 를 도 2 에 나타내는 냉각 노즐 헤더로 하거나 또 그 반대의 구성으로 하거나 해도 상관없다.

또, 그 밖의 실시형태로서 본 발명의 냉각 장치 (11) 만을 배치하도록 해도 된다. 그 때에, 도 2 ∼ 도 4 에 나타내는 냉각 노즐 헤더가 혼재되어 있어도 상관없다.

요컨대, 런 아웃 테이블 (5) 에 형성되는 냉각 장치의 일부 또는 전부가 본 발명의 냉각 장치 (11) 에 의해 구성되어 있으면 된다.

덧붙여서, 상기 서술한 바와 같이, 권취 온도에 따라서는 권취기에 가까운 영역에서 냉각이 전이 비등이라 불리는 불안정한 상태가 되는 경우가 있지만, 본 발명의 냉각 장치 (11) 에 의하면, 전체면 핵 비등이 되어, 냉각이 불안정해지는 전이 비등 영역을 회피할 수 있다. 권취 온도를 낮게 (예를 들어 500℃ 이하) 할 필요가 있는 경우에는, 권취 장치 근방에 본 발명의 냉각 장치 (11) 를 설치하면 된다. 또, 판 두께 전체에 베이나이트나 마텐자이트 등의 경질층을 표출시킴으로써 고강도 재료를 제조하는 경우에는, 마무리 압연 후 신속하게 급속 냉각시키는 것이 바람직하기 때문에, 공랭대 길이가 가능한 한 짧아지도록 냉각 유닛을 배치하고, 또한 마무리 압연기 근처에 설치하는 것이 바람직하다. 물론, 저온 권취를 하고, 또한 고강도재를 제조하는 경우에는, 도 6 에 나타내는 제 3 실시형태와 같이, 런 아웃 테이블의 전단과 후단의 양방에 본 발명의 냉각 장치 (11) 를 설치하면 된다.

또한, 이상 설명한 실시형태는, 상면 냉각의 대향 분사 위치 (봉형 냉각수의 강대와의 충돌 위치) 및 하면 냉각 방식을 한정하는 것은 아니지만, 이하의 실시형태와 같이 해도 된다.

그 밖의 실시형태로서 본 발명의 냉각 장치 (11) 의 일례를, 도 7 에 나타내는 부분 확대도에 기초하여 서술한다. 런 아웃 테이블 (5) 에는, 예를 들어 길이 방향에 약 400㎜ 피치로, 직경 330㎜ 인 회전하는 강대 반송용 테이블 롤러 (9) 가 배치되어 있고, 이들 테이블 롤러 (9) 상을 강대 (12) 가 진행해 간다. 본 실시형태의 냉각 장치 (11) 에 있어서는, 그 강대 (12) 의 상면측에 동일한 테이블 롤러 (9) 의 상류측과 하류측으로부터 각각 그 테이블 롤 바로 위를 향하여 경사지게 한 봉형 냉각수를 대향하여 분사하는 상면 냉각 유닛 (17) 이 강대의 진행 방향으로 복수 유닛 형성되어 있다. 그리고, 이 상면 냉각 유닛 (17) 에 대해서는, 봉형 냉각수를 분사하는 원관 노즐 (14) 이, 동일한 테이블 롤 (9) 의 바로 위를 향하여 대향 배치되는 것 이외에는, 제 1 ∼ 제 3 실시형태와 동일하다.

한편, 본 실시형태의 냉각 장치 (11) 에 있어서는, 강대 하면측의 냉각 노즐을 특별히 한정하는 것은 아니지만, 본 실시형태에서는 테이블 롤 사이 등의 좁은 스페이스에 물 설치가 용이하고 또한 대수량을 분사할 때에 액막을 관통하는 능력이 높은 봉형 냉각을 분사하는 원관 노즐을 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 본 실시형태에서는, 서로 이웃하는 테이블 롤러의 사이에 각각 냉각 노즐 헤더 (18) 가 배치되고, 각 냉각 노즐 헤더 (18) 에는 봉형 냉각수를 분사하는 원관 노즐 (19) 이 폭 방향으로 소정의 피치로 소정 열수 (여기에서는 2 열) 배치되어 있다. 또, 각 냉각 노즐 헤더 (18) 에는, 공급관 (20) 이 연결되어 있어, 각각의 공급관 (20) 은 분사 밸브 (21) 에 의해 독립적으로 온-오프 제어를 할 수 있게 되어 있다. 이와 같이, 강대 하면측의 냉각 노즐로서 냉각 능력이 높은 봉형 냉각수 를 분사하는 원관 노즐을 사용함으로써, 냉각 존 길이를 짧게 하고, 컴팩트한 장치로 할 수 있다.

그 때, 강대 상면측의 냉각수 (원관 노즐 (14) 로부터의 봉형 냉각수) 에 의한 냉각량과, 강대 하면측의 냉각수 (원관 노즐 (19) 로부터의 봉형 냉각수) 에 의한 냉각량이 동등해지도록, 강대 (12) 의 상면측 및 하면측의 냉각 노즐의 배치나, 냉각수의 수량 밀도나 도달 속도 등을 조정하는 것이 바람직하다.

그리고, 본 실시형태의 냉각 장치 (11) 에 있어서는, 상면 냉각 유닛 (17) 으로부터 동일한 테이블 롤 (9) 의 바로 위를 향하여 경사지게 한 봉형 냉각수를 대향하여 분사하도록 하고 있으므로, 강대 (12) 가 봉형 냉각수에 의해 테이블 롤 (9) 에 눌리면서 런 아웃 테이블 (5) 상을 진행하게 되어, 강대 (12) 의 선단이 권취기 (6) 에서 권취될 때까지의 무장력 상태에 있어서도, 강대 (12) 의 통판이 안정된다.

또한, 본 실시형태의 냉각 장치 (11) 에 있어서도, 냉각 유닛 (17) 의 하류측에, 강대 상면의 냉각수가 유출되지 않도록, 공기 분사 노즐 (22) 를 형성하여 물을 제거하도록 하고 있다.

그리고, 상기와 같이 구성된 냉각 장치 (11) 를 사용할 때에는, 냉각의 제어는 다음과 같이 하여 실시한다. 먼저, 강대의 속도, 계측한 온도, 판 두께 목표의 냉각 정지 온도까지의 냉각량으로부터, 분사하는 상면 및 하면의 냉각 존의 길이를 구한다. 그리고, 구한 상면의 냉각 존 길이를 커버하는 냉각 유닛 (17) 의 수와, 그 냉각 유닛 (17) 에서 분사하는 냉각 노즐 헤더 (13) 의 열수를 결정하 고, 대응하는 분사 밸브 (16) 를 엶과 함께, 구한 하면의 냉각 존 길이를 커버하는 냉각 노즐 헤더 (18) 의 수를 결정하고, 대응하는 분사 밸브 (21) 를 연다. 그 때, 강대 상면측의 냉각수에 의한 냉각량과, 강대 하면측의 냉각수에 의한 냉각량이 동등해지도록 하는 것이 바람직하다.

그 이후에는, 냉각 후의 온도계의 실적을 보고, 강판 속도의 변경 (가속ㆍ감속) 을 감안하면서, 냉각 존 길이를 변경하기 위하여, 상면의 냉각 유닛 (17) 의 수와, 분사하는 냉각 노즐 헤더 (13) 의 열수 및 하면의 분사하는 냉각 노즐 헤더 (18) 의 수를 조정한다. 냉각 노즐 헤더 (13) 의 열수를 변경할 때에는, 냉각수가 강대 상의 비냉각 존 (공랭 존) 으로 유출되는 것을 최대한 방지하기 위해서, 상류측으로부터 하류측을 향하여 분사하는 열수와 하류측으로부터 상류측을 향하여 분사하는 열수를, 냉각수의 유체 압력이 강대의 상류측과 하류측에서 균형을 이루도록 조정하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상류측과 하류측의 냉각 노즐 헤더를 쌍으로 하여 온-오프시키는 것이 바람직하다. .

이상과 같이 하여, 이 실시형태에 있어서는, 이하에 서술하는 바와 같은 효과를 얻을 수 있다.

(1) 강대의 선단에서 미단까지 균일하게 냉각을 실시할 수 있어, 강대의 품질이 안정된다. 그것에 수반하여 강대의 잘라 버리는 부분이 적어져 수율이 높아진다.

(2) 강대가 봉형 냉각수에 의해 테이블 롤에 눌리면서 런 아웃 테이블 상을 진행하므로, 강대의 선단이 권취될 때까지의 무장력 상태에 있어서도, 강대의 통판 이 안정된다. 그것에 의해, 강대의 막힘이나 조업 정지 등의 트러블의 발생이 적게 된다.

또한, 상기 실시형태에서는, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 강대의 상면측에 동일한 테이블 롤의 상류측과 하류측으로부터 각각 그 테이블 롤 바로 위를 향하여 경사지게 한 봉형 냉각수를 대향하여 분사하고 있는데, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 테이블 롤의 상류측으로부터 그 테이블 롤 바로 위를 항하여 경사지게 한 봉형 냉각수와 그 하류측에 배치된 테이블 롤의 하류측으로부터 그 테이블 롤 바로 위를 향하여 경사지게 한 봉형 냉각수를 대향시켜 분사하는 것이어도 된다. 단, 강대 상면에 분사된 냉각수를 신속하게 강대의 양폭 단부로부터 외측으로 흘러내리게 하기 위해서, 또, 통판 안정성을 위해서는, 동일한 테이블 롤 바로 위를 향하여 대향 분사하는 쪽이 바람직하다.

그 밖의 다른 실시형태로서, 본 발명의 냉각 장치 (11) 의 일례를, 도 9 에 나타내는 부분 확대도에 기초하여 서술한다. 런 아웃 테이블 (5) 에는, 예를 들어 길이 방향으로 약 400㎜ 피치로, 직경 330㎜ 인 회전하는 강대 반송용의 테이블 롤러 (9) 가 배치되어 있고, 이들 테이블 롤러 (9) 상을 강대 (12) 가 진행해 간다. 본 실시형태의 냉각 장치 (11) 에 있어서는, 그 강대 (12) 의 하면 측에, 테이블 롤러 (9) 사이로부터 강대 하면을 향하여 봉형 냉각수를 분사하는 하면 냉각 노즐 (19) 을 배치함과 함께, 강대 (12) 의 상면측에, 하면 냉각 노즐 (19) 로부터 분사된 봉형 냉각수가 강대 (12) 에 충돌하는 위치 바로 위를 향하여, 그 상류측과 하류측으로부터 각각 경사지게 한 봉형 냉각수를 분사하는 냉각 노즐 (14) 을 대향하도록 배치한 냉각 유닛 (17) 이 강대의 진행 방향으로 복수 유닛 형성되어 있다. 그리고, 이 냉각 유닛 (17) 내의 상면측의 냉각 유닛에 대해서는, 봉형 냉각수를 분사하는 원관 노즐 (14) 이, 하면 냉각 노즐 (19) 로부터 분사된 봉형 냉각수가 강대 (12) 에 충돌하는 위치의 바로 위를 향하여 대향 배치되는 것 이외에는, 제 1 ∼ 제 3 실시형태와 동일하다.

한편, 각각의 냉각 유닛 (17) 의 강대 하면측은, 테이블 롤러 (9) 사이에 냉각 노즐 헤더 (18) 가 배치되고, 각 냉각 노즐 헤더 (18) 에는, 봉형 냉각수를 분사하는 원관 노즐 (19) 이 폭 방향으로 소정의 피치로 소정 열수 (여기에서는 3 열) 배치되어 있다. 또, 각 냉각 노즐 헤더 (18) 에는, 공급관 (20) 이 연결되어 있어, 각각의 공급관 (20) 은 분사 밸브 (21) 에 의해 독립적으로 온-오프 제어를 할 수 있게 되어 있다. 이와 같이, 강대 하면측의 냉각 노즐로서 냉각 능력이 높은 봉형 냉각수를 분사하는 원관 노즐을 사용함으로써, 냉각 존 길이를 짧게 하여, 컴팩트한 장치로 할 수 있다.

그 때, 강대 상면측의 냉각수 (원관 노즐 (14) 로부터의 봉형 냉각수) 에 의한 냉각량과, 강대 하면측의 냉각수 (원관 노즐 (19) 로부터의 봉형 냉각수) 에 의한 냉각량이 동등해짐과 함께, 강대 상면측의 냉각수로부터 강대가 받는 유체압과 강대 하면측의 냉각수로부터 강대가 받는 유체압이 동등해지도록, 강대 (12) 의 상면측 및 하면측의 냉각 노즐의 배치나, 냉각수의 수량 밀도나 도달 속도 등을 조정한다.

이로써, 본 발명의 냉각 장치 (11) 에 있어서는, 강대 (12) 가 강대 상면측의 냉각수와 강대 하면측의 냉각수에 의해 상하로부터 동일한 유체압으로 협압 (挾壓) 되면서 런 아웃 테이블 (5) 상을 진행하게 되고, 강대 (12) 의 선단이 권취기 (6) 에서 권취될 때까지의 무장력 상태에 있어서도, 강대 (12) 의 통판이 안정된다. 게다가, 강대 (12) 의 상면과 하면의 냉각 위치가 동일하므로, 열 이력, 특히, 표층 근방의 열 이력이 거의 동일하게 되어, 제품의 품질이 상하 동일하게 된다.

또한, 본 실시형태의 냉각 장치 (11) 에 있어서도, 냉각 유닛 (17) 의 하류측에, 강대 상면의 냉각수가 유출되지 않도록, 공기 분사 노즐 (22) 를 형성하여 물을 제거하도록 하고 있다.

그리고, 상기와 같이 구성된 냉각 장치 (11) 를 사용할 때에는, 냉각의 제어는 다음과 같이 하여 실시한다.

먼저, 강대의 속도, 계측한 온도, 판 두께 목표의 냉각 정지 온도까지의 냉각량으로부터, 분사하는 냉각 존의 길이를 구한다. 그리고, 구한 냉각 존 길이를 커버하는 냉각 유닛 (17) 의 수와, 그 냉각 유닛 (17) 에서 분사하는 냉각 노즐 헤더 (13) 의 열수와 하면 냉각 노즐 헤더 (18) 의 열수를 결정하고, 대응하는 분사 밸브 (16, 21) 를 연다. 그 때에, 강대 상면측의 냉각수에 의한 냉각량과 강대 하면측의 냉각수에 의한 냉각량이 동등해짐과 함께, 강대 상면측의 냉각수로부터 강대가 받는 유체압과 강대 하면측의 냉각수로부터 강대가 받는 유체압이 동등해지도록 한다. 그 이후에는, 냉각 후의 온도계의 실적을 보고, 강판 속도의 변경 (가속ㆍ감속) 을 감안하면서, 냉각 존 길이를 변경하기 위하여, 냉각 유닛 (17) 의 수와 분사하는 냉각 노즐 헤더 (13, 18) 의 열수를 조정한다. 냉각 노즐 헤더 (13) 의 열수를 변경할 때에는, 냉각수가 강대 상의 비냉각 존 (공랭 존) 으로 유출되는 것을 최대한 방지하기 위해서, 상류측으로부터 하류측을 향하여 분사하는 열수와, 하류측으로부터 상류측을 향하여 분사하는 열수를, 냉각수의 유체 압력이 강대의 상류측과 하류측에서 균형을 이루도록 조정하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상류측과 하류측의 냉각 노즐 헤더를 쌍으로 하여 온-오프시키는 것이 바람직하다.

이상과 같이 하여, 이 실시형태에 있어서는, 이하에 서술하는 바와 같은 효과를 얻을 수 있다.

(1) 강대의 선단에서 미단까지 균일하게 냉각을 실시할 수 있어, 강대의 품질이 안정된다. 그것에 수반하여 강대의 잘라 버리는 부분이 적어져 수율이 높아진다.

(2) 강대가 상하의 봉형 냉각수에 의해 협압되면서 런 아웃 테이블 상을 진행하므로, 강대의 선단이 권취될 때까지의 무장력 상태에 있어서도, 강대의 통판이 안정된다. 그것에 의해, 강대의 막힘이나 조업 정지 등의 트러블의 발생이 적게 된다.

(3) 강대의 상면과 하면의 냉각 이력이 거의 동일해지므로, 강대의 상면과 하면의 품질이 균일해진다.

또한, 상기 실시형태에서는, 도 9 에 나타내는 바와 같이, 강대의 상면측에, 하면 냉각 노즐로부터 분사된 봉형 냉각수가 강대에 충돌하는 동일 위치의 바로 위를 항하여, 상류측과 하류측으로부터 각각 경사지게 한 봉형 냉각수를 대향하여 분사하고 있는데, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도 10 에 나타내는 바와 같이, 하면측의 봉형 냉각수가 강대에 충돌하는 위치의 바로 위를 향하여 그 상류측으로부터 분사되는 경사지게 한 봉형 냉각수와, 그 하류측에 위치하는 하면측의 봉형 냉각수가 강대에 충돌하는 위치의 바로 위를 향하여 그 하류측으로부터 분사되는 경사지게 한 봉형 냉각수를, 대향시켜 분사하는 것이어도 된다. 단, 강대 상면에 분사된 냉각수를 신속하게 강대의 양폭 단부로부터 외측으로 흘러내리게 하기 위해서, 또, 통판 안정성을 위해서는, 하면 냉각 노즐로부터 분사된 봉형 냉각수가 강대에 충돌하는 동일 위치의 바로 위를 향하여 대향 분사하는 쪽이 바람직하다.

또한, 그 밖의 실시형태로서 설명한 상기 2 개의 실시형태에서는, 런 아웃 테이블 (5) 에 형성되는 강대 상면 냉각의 냉각 장치로서, 종래형의 냉각 장치 (7) 와, 본 발명의 냉각 장치 (11) 가 그 순서로 배치되어 있지만, 이것에 한정되는 것이 아니고, 런 아웃 테이블 (5) 에 형성되는 냉각 장치의 일부 또는 전부가 본 발명의 냉각 장치 (11) 에 의해 구성되어 있으면 된다. 단, 상기 서술한 바와 같이, 권취 온도에 따라서는 권취기에 가까운 영역에서 냉각이 전이 비등이라 불리는 불안정한 상태가 되는 경우가 있지만, 본 발명의 냉각 장치 (11) 에 의하면, 전체면 핵 비등이 되어, 냉각이 불안정해지는 전이 비등 영역을 회피할 수 있다. 따라서, 권취 온도에 상관 없이, 안정적인 냉각을 할 수 있게 되어, 권취 온도를 고정밀도로 제어할 수 있기 때문에, 적어도 권취기의 직전에 본 발명의 냉각 장치 (11) 를 배치하는 것이 바람직하다. 이와 같은 배치로 함으로써, 저온 (500℃ 이하) 의 권취 온도에 있어서도 불안정한 냉각이 없고, 온도 편차가 작다. 그 결과, 강도나 신장 등의 강대의 품질이 강대 전체 길이에 걸쳐서 균질해진다.

실시예 1

실시예 1 로서 상기의 제 1 실시형태에 기초하여, 도 1 에 나타내는 설비 배치에 의하여, 도 2 에 나타내는 냉각 노즐 헤더 장치를 사용하여, 마무리 판 두께 2.8㎜의 강대를 제조하였다. 또한, 본 발명의 냉각 장치 (11) 에서는, 상류측 및 하류측에 각 4 열의 냉각 노즐 헤더를 구비한 냉각 유닛을 6 유닛 설치하였다. 그리고, 마무리 압연기 (4) 출측에서의 강대 속도는 강대 선단부에서 700mpm, 강대 선단부가 권취기 (6) 에 도달한 이후에는 순차적으로 속도를 올려 최고 1000mpm 까지 증속시켰다. 강대의 마무리 압연기 출측의 온도는 850℃ 로서, 종래의 냉각 장치 (10) 를 사용하여 대략 600℃ 까지 냉각시키고, 이후 목표의 권취 온도인 400℃ 까지는 본 발명의 냉각 장치 (11) 를 사용하여 냉각시켰다. 또한, 여기에서는, 냉각 장치 (11) 로부터의 냉각수의 분사 각도 (θ) 를 50°로 하여, 강대와 충돌한 시점에서의 냉각수의 강대 길이 방향의 유속이 강대의 최고 속도 이상이 되도록, 냉각수의 분사 속도를 30m/s 로 하였다. 이로써, 강대 길이 방향의 유속은 30m/s × cos50°≒ 1152mpm 가 된다.

그리고, 냉각의 제어는 다음과 같이 실시하였다. 강대의 속도, 계측한 온도, 판 두께 목표의 냉각 정지 온도까지의 냉각량으로부터 냉각수를 분사하는 상 면과 하면의 냉각 존의 길이를 구한다. 구한 냉각 존 길이를 커버하는 상면 냉각 조건과 하면 냉각 조건을 구하고, 하면 냉각분을 나눈 후에, 상면 냉각에 관해서 냉각 유닛 (17) 의 수와, 그 냉각 유닛 (17) 에서 분사하는 냉각 노즐 헤더 (13) 의 열수를 결정하고, 대응하는 분사 밸브 (16) 를 연다. 그 이후에는, 냉각 후의 온도계의 실적을 보고, 강판 속도의 변경 (가속ㆍ감속) 을 감안하면서, 냉각 존 길이를 변경하기 위하여, 냉각수 유닛의 수와 분사하는 냉각 노즐 헤더의 열수를 조정하였다. 단, 분사하는 냉각 노즐 헤더의 열수를 변경할 때에는 상류측으로부터 분사하는 열수와 하류측으로부터 분사하는 열수를, 냉각수의 유체 압력이 강대의 상류측과 하류측에서 균형을 이루도록, 상류측과 하류측의 냉각 노즐 헤더를 쌍으로 하여 온-오프시켰다.

또한, 각 냉각 유닛 (17) 출측에서 강대 상면 표면이 마텐자이트가 되지 않도록, 냉각 유닛 (17) 의 존 길이를 조정하고, 추가로 다음의 공랭 존에서 내부로부터의 열의 확산에 의하여 충분히 복열이 완료되도록 공랭 존 길이를 결정하여, 이후의 냉각 유닛 (17) 의 사용 조건을 결정하였다. 덧붙여서, 여기에서 사용한 강은, 350℃ 이하에서 마텐자이트 조직이 생성되므로, 표면이 350℃ 이하로 되지 않도록 냉각을 제어하였다.

그 결과, 본 발명예에 있어서, 권취기 (6) 에 있어서의 강대 온도가 전체 길이에 걸처 400℃ ± 10℃ 이내로 되어, 매우 균일한 냉각을 실현할 수 있었다. 또, 강대 상면 표층에 담금질된 마텐자이트 조직이 존재하는 일도 없었다. 이로써, 안정적인 품질의 강대를 얻을 수 있었다.

실시예 2

실시예 2 로서 상기의 제 1 실시형태에 기초하여, 도 1 에 나타내는 설비 배치에 의하여, 도 3 에 나타내는 냉각 노즐 헤더 장치를 사용하여, 마무리 판 두께 2.4㎜ 의 강대를 제조하였다. 또한, 본 발명의 냉각 장치 (11) 에서는, 상류측 및 하류측에 각 8 열의 냉각 노즐 헤더를 구비한 냉각 유닛을 3 유닛 설치하였다. 그리고, 마무리 압연기 (4) 출측에서의 강대 속도는 강대 선단부에서 750mpm, 강대 선단부가 권취기 (6) 에 도달한 이후에는 순차적으로 속도를 올려 최고 1000mpm 까지 증속시켰다. 강대의 마무리 압연기 출측의 온도는 860℃ 로서, 종래의 냉각 장치 (10) 를 사용하여 대략 650℃ 까지 냉각시키고, 이후 목표의 권취 온도인 450℃ 까지는 본 발명의 냉각 장치 (11) 를 사용하여 냉각시켰다. 또한, 여기에서는, 냉각 장치 (11) 로부터의 냉각수의 분사 각도 (θ) 를 45°로 하여, 강대와 충돌한 시점에서의 냉각수의 강대 길이 방향의 유속이 강대의 최고 속도 이상이 되도록, 냉각수의 분사 속도를 35m/s 로 하였다. 이로써, 강대 길이 방향의 유속은 30m/s × cos45°≒ 1484mpm 가 된다.

그리고, 상기의 본 발명예 1 과 동일하게, 냉각의 제어, 즉 냉각 존 길이를 변경하기 위해, 냉각수 유닛의 수와 분사하는 냉각 노즐 헤더의 열수를 조정하였다.

또한, 각 냉각 유닛 (17) 출측에서 강대 상면 표면이 마텐자이트가 되지 않도록, 수랭과 공랭을 반복하는 냉각 (간헐 냉각) 을 하기 때문에, 3 개의 냉각 유닛 (17) 에 있어서, 각 냉각 유닛 (17) 에서 분사하는 냉각 노즐 헤더의 열수를 변 화시킴으로써, 각각의 냉각 유닛 (17) 의 냉각 존 길이를 조정하여, 냉각 유닛의 사용 조건을 결정하였다. 덧붙여서, 여기서 사용한 강은, 350℃ 이하에서 마텐자이트 조직이 생성되므로, 표면이 350℃ 이하로 되지 않도록 냉각을 제어하였다.

그 결과, 실시예 2 에 있어서는, 권취기 (6) 에 있어서의 강대 온도가 전체 길이에 걸쳐 450℃ ± 8℃ 이내로 되어, 매우 균일한 냉각을 실현할 수 있었다. 또, 강대 상면 표층에 담금질된 마텐자이트 조직이 존재하는 일도 없었다. 이로써, 안정적인 품질의 강대를 얻을 수 있었다.

실시예 3

실시예 3 으로서 상기의 제 2 실시형태에 기초하여, 도 5 에 나타내는 설비 배치에 의하여, 도 4 에 나타내는 냉각 노즐 헤더 장치를 사용하여, 마무리 판 두께 3.6㎜ 의 강대를 제조하였다. 또한, 본 발명의 냉각 장치 (11) 에서는, 상류측 및 하류측에 각 16 열의 냉각 노즐 헤더를 구비한 냉각 유닛을 5 유닛 설치하였다. 그리고, 마무리 압연기 (4) 출측에서의 강대 속도는 강대 선단부에서 600mpm, 강대 선단부가 권취기 (6) 에 도달한 이후에는 순차적으로 속도를 올려 최고 800mpm 까지 증속시켰다. 강대의 마무리 압연기 출측의 온도는 840℃ 로, 본 발명의 냉각 장치 (11) 를 사용하여 대략 650℃ 까지 냉각시키고, 이후 목표의 권취 온도인 500℃ 까지는 종래형의 냉각 장치 (7) 를 사용하여 냉각시켰다. 또한, 여기에서는, 냉각 장치 (11) 로부터의 냉각수의 분사 각도 (θ) 를 55°로 하여, 강대와 충돌한 시점에서의 냉각수의 강대 길이 방향의 유속이 강대의 최고 속도 이상이 되도록, 냉각수의 분사 속도를 30m/s 로 하였다. 이로써, 강대 길이 방향의 유속은 30m/s × cos55°≒ 1032mpm 가 된다.

그리고, 상기의 본 발명예 1 과 동일하게, 냉각의 제어, 즉 냉각 존 길이를 변경하기 위하여, 냉각수 유닛의 수와 분사하는 냉각 노즐 헤더의 열수를 조정하였다.

덧붙여서, 여기에서 사용한 강은, 판 두께 전체를 베이나이트화하려고 하기 때문에, 800℃ 에서 600℃ 까지의 냉각 중에 높은 냉각 속도가 필요하지만, 350℃ 이하로 되면 마텐자이트 조직이 생성되므로, 표면이 350℃ 이하로 되지 않도록 냉각을 제어하였다. 즉, 냉각 속도를 높이고 또한 표면이 350℃ 이하로 되지 않도록, 공랭 부분과 수랭 부분의 거리를 조정해 두었다.

그 결과, 실시예 3 에 있어서는, 권취기 (6) 에 있어서의 강대 온도가 전체 길이에 걸쳐 500℃ ± 12℃ 이내로 되어, 매우 균일한 냉각을 실현할 수 있었다. 또, 냉각 속도가 높고 또한 안정되어 있었기 때문에, 강대 판 두께 방향으로 균일 베이나이트 조직을 생성할 수 있고, 고강도재를 제조할 수 있었다.

실시예 4

실시예 4 로서 상기의 제 3 실시형태에 기초하여, 도 6 에 나타내는 설비 배치에 의하여, 런 아웃 테이블의 전단은 도 4 에 나타내는 냉각 노즐 헤더 장치를 사용하고, 런 아웃 테이블의 후단은 도 2 에 나타내는 냉각 노즐 헤더 장치를 사용하여, 마무리 판 두께 4.0㎜ 의 강대를 제조하였다. 또한, 전단의 본 발명의 냉각 장치 (11) 에서는, 상류측 및 하류측에 각 16 열의 냉각 노즐 헤더를 구비한 냉각 유닛을 5 유닛 설치하고, 후단의 본 발명의 냉각 장치 (11) 에서는, 상류측 및 하류측에 각 4 열의 냉각 노즐 헤더를 구비한 냉각 유닛을 3 유닛 설치하였다. 그리고, 마무리 압연기 (4) 출측에서의 강대 속도는 강대 선단부에서 500mpm, 강대 선단부가 권취기 (6) 에 도달한 이후에는 순차적으로 속도를 올려 최고 550mpm 까지 증속시켰다. 강대의 마무리 압연기 출측의 온도는 850℃ 로, 전단의 본 발명의 냉각 장치 (11) 를 사용하여 대략 650℃ 까지 냉각시키고, 그 후, 종래형의 냉각 장치 (7) 는 사용하지 않고, 목표 권취 온도인 400℃ 까지는, 전단의 본 발명의 냉각 장치 (11) 를 사용하여 냉각시켰다. 또한, 여기에서는, 전단 및 후단의 각 냉각 장치 (11) 로부터의 냉각수의 분사 각도 (θ) 를 45°로 하여, 강대와 충돌한 시점에서의 냉각수의 강대 길이 방향의 유속이 강대의 최고 속도 이상이 되도록, 냉각수의 분사 속도를 30m/s 로 하였다. 이로써, 강대 길이 방향의 유속은 30m/s × cos45°≒ 1272mpm 가 된다.

그리고, 상기의 본 발명예 1 과 동일하게, 냉각의 제어, 즉 냉각 존 길이를 변경하기 위하여, 냉각수 유닛의 수와 분사하는 냉각 노즐 헤더의 열수를 조정하였다.

덧붙여서, 여기에서 사용한 강은, 판 두께 전체를 베이나이트화하려고 하기 때문에, 800℃ 에서 600℃ 까지의 냉각 중에 높은 냉각 속도가 필요하지만, 350℃ 이하로 되면 마텐자이트 조직이 생성되므로, 표면이 350℃ 이하로 되지 않도록 냉각을 제어하였다. 즉, 냉각 속도를 높이고 또한 표면이 350℃ 이하로 되지 않도록, 전단과 후단의 각 냉각 장치 (11) 에 있어서, 공랭 부분과 수랭 부분의 거리를 조정해 두었다.

그 결과, 본 발명예에 있어서는, 권취기 (6) 에 있어서의 강대 온도가 전체 길이에 걸쳐 400℃ ± 11℃ 이내로 되어, 매우 균일한 냉각을 실현할 수 있었다. 또, 냉각 속도가 높고 또한 안정되어 있었기 때문에, 강대 판 두께 방향으로 균일한 베이나이트 조직을 생성할 수 있고, 고강도재를 제조할 수 있었다.

실시예 5

실시예 5 로서 도 1, 도 7 에 나타내는 설비를 사용하여, 상기의 실시형태에 기초하여, 마무리 판 두께 2.8㎜ 의 강대를 제조하였다. 마무리 압연기 (4) 출측에서의 강대 속도는 강대 선단부에서 700mpm, 강대 선단부가 권취기 (6) 에 도달한 이후에는 순차적으로 속도를 올려 최고 1000mpm 까지 증속시켰다. 강대의 마무리 압연기 출측의 온도는 850℃ 로서, 종래의 냉각 장치 (10) 를 사용하여 대략 650℃ 까지 냉각시키고, 이후 목표의 권취 온도인 400℃ 까지는 본 발명의 냉각 장치 (11) 를 사용하여 냉각시켰다. 또한, 여기에서는, 냉각 장치 (11) 로부터의 냉각수의 분사 각도 (θ) 를 50°로 하여, 강대와 충돌한 시점에서의 냉각수의 강대 길이 방향의 유속이 강대의 최고 속도 이상이 되도록, 냉각수의 분사 속도를 30m/s 로 하였다. 이로써, 강대 길이 방향의 유속은 30m/s × cos50°≒ 1152mpm 가 된다.

그리고, 냉각의 제어는 다음과 같이 실시하였다. 먼저, 강대의 속도, 계측한 온도, 판 두께 목표의 냉각 정지 온도까지의 냉각량으로부터 냉각수를 분사하는 상면과 하면의 냉각 존의 길이를 구하였다. 그리고, 구한 상면의 냉각 존 길이를 커버하는 냉각 유닛 (17) 의 수와, 그 냉각 유닛 (17) 에서 분사하는 냉각 노즐 헤더 (13) 의 열수를 결정하고, 대응하는 분사 밸브 (16) 를 엶과 함께, 구한 하면의 냉각 존 길이를 커버하는 냉각 노즐 헤더 (18) 의 수를 결정하고, 대응하는 분사 밸브 (21) 를 열었다. 그 때에, 강대 상면측의 냉각수에 의한 냉각량과 강대 하면측의 냉각수에 의한 냉각량이 동등해지도록 하였다. 그 이후에는, 냉각 후의 온도계의 실적을 보고, 강판 속도의 변경 (가속ㆍ감속) 을 감안하면서, 냉각 존 길이를 변경하기 위하여, 상면의 냉각 유닛 (17) 의 수와, 분사하는 냉각 노즐 헤더 (13) 의 열수 및 하면의 분사하는 냉각 노즐 헤더 (18) 의 수를 조정하였다. 단, 분사하는 냉각 노즐 헤더의 열수를 변경할 때에는, 상류측으로부터 분사하는 열수와 하류측으로부터 분사하는 열수를, 냉각수의 유체 압력이 강대의 상류측과 하류측에서 균형을 이루도록, 상류측과 하류측의 냉각 노즐 헤더를 쌍으로 하여 온-오프시켰다.

또한, 각 냉각 유닛 (17) 출측에서 강대 상면 표면이 마텐자이트가 되지 않도록, 냉각 유닛 (17) 의 존 길이를 조정하고, 추가로 다음의 공랭 존에서 내부로부터의 열의 확산에 의하여 충분히 복열이 완료되도록 공랭 존 길이를 결정하여, 이후의 냉각 유닛 (17) 의 사용 조건을 결정하였다. 덧붙여서, 여기에서 사용한 강은, 350℃ 이하에서 마텐자이트 조직이 생성되므로, 표면이 350℃ 이하로 되지 않도록 냉각을 제어하였다.

그 결과, 본 발명예에 있어서는, 권취기 (6) 에 있어서의 강대 온도가 전체 길이에 걸쳐 400℃ ± 10℃ 이내로 되어, 매우 균일한 냉각을 실현할 수 있었다. 또, 강대 상면 표층에 담금질된 마텐자이트 조직이 존재하는 일도 없었다. 이로써, 안정적인 품질의 강대를 얻을 수 있었다.

실시예 6

실시예 6 으로서 도 1, 도 9 에 나타내는 설비를 사용하여, 상기의 실시형태에 기초하여, 마무리 판 두께 2.8㎜ 의 강대를 제조하였다. 마무리 압연기 (4) 출측에서의 강대 속도는 강대 선단부에서 700mpm, 강대 선단부가 권취기 (6) 에 도달한 이후에는 순차적으로 속도를 올려 최고 1000mpm 까지 증속시켰다. 강대의 마무리 압연기 출측의 온도는 850℃ 로서, 종래의 냉각 장치 (10) 를 사용하여 대략 650℃ 까지 냉각시키고, 이후 목표의 권취 온도인 400℃ 까지는 본 발명의 냉각 장치 (11) 를 사용하여 냉각시켰다. 또한, 여기에서는, 냉각 장치 (11) 로부터의 냉각수의 분사 각도 (θ) 를 50°로 하여, 강대와 충돌한 시점에서의 냉각수의 강대 길이 방향의 유속이 강대의 최고 속도 이상이 되도록, 냉각수의 분사 속도를 30m/s 로 하였다. 이로써, 강대 길이 방향의 유속은 30m/s × cos50°≒ 1152mpm 가 된다.

그리고, 냉각의 제어는 다음과 같이 실시하였다. 먼저, 강대의 속도, 계측한 온도, 판 두께 목표의 냉각 정지 온도까지의 냉각량으로부터 냉각수를 분사하는 냉각 존의 길이를 구하였다. 그리고, 구한 냉각 존 길이를 커버하는 상면 냉각 조건과 하면 냉각 조건을 구하여 냉각 유닛 (17) 의 수와, 그 냉각 유닛 (17) 에 있어서 분사하는 상하의 냉각 노즐 헤더 (13, 18) 의 열수를 결정하고, 대응하는 분사 밸브를 열었다. 그 때, 강대 상면측의 냉각수에 의한 냉각량과, 강대 하면측의 냉각수에 의한 냉각량이 동등해짐과 함께, 강대 상면측의 냉각수로부터 강대가 받는 유체압과 강대 하면측의 냉각수로부터 강대가 받는 유체압이 동등해지도록 하였다. 그 이후에는, 냉각 후의 온도계의 실적을 보고, 강판 속도의 변경 (가속ㆍ감속) 을 감안하면서, 냉각 존 길이를 변경하기 위하여, 냉각수 유닛의 수와, 분사하는 냉각 노즐 헤더 (13, 18) 의 열수를 조정하였다. 단, 냉각 노즐 헤더 (13) 의 열수를 변경할 때에는, 상류측으로부터 분사하는 열수와 하류측으로부터 분사하는 열수를, 냉각수의 유체 압력이 강대의 상류측과 하류측에서 균형을 이루도록, 상류측과 하류측의 냉각 노즐 헤더를 쌍으로 하여 온-오프시켰다.

또한, 각 냉각 유닛 (17) 출측에서 강대 상면 표면이 마텐자이트가 되지 않도록, 냉각 유닛 (17) 의 존 길이를 조정하고, 추가로 다음의 공랭 존에서 내부로부터의 열의 확산에 의하여 충분히 복열이 완료되도록 공랭 존 길이를 결정하여, 이후의 냉각 유닛 (17) 의 사용 조건을 결정하였다. 덧붙여서, 여기에서 사용한 강은, 350℃ 이하에서 마텐자이트 조직이 생성되므로, 표면이 350℃ 이하로 되지 않도록 냉각을 제어하였다.

그 결과, 본 발명예에 있어서는, 권취기 (6) 에 있어서의 강대 온도가 전체 길이에 걸쳐 400℃ ± 10℃ 이내로 되어, 매우 균일한 냉각을 실현할 수 있었다. 또, 강대 상면 표층에 담금질된 마텐자이트 조직이 존재하는 일도 없고, 강대 상면과 하면으로 균일한 조직을 얻을 수 있었다. 이로써, 안정적인 품질의 강대를 얻을 수 있었다.

비교예 1

상기의 본 발명예 1, 2, 4 에서 나타내는 500℃ 미만의 저온 권취에 있어서 의 본 발명의 효과와 비교하기 위해서, 비교예 1 로서 상기의 본 발명예와 동일한 설비에 있어서, 본 발명의 냉각 장치 (11) 은 사용하지 않고, 종래의 냉각 장치 (7) (상면의 원관 라미나 노즐 (8) 과, 하면의 스프레이 노즐 (10)) 만으로 목표의 권취 온도인 400℃ 까지 냉각시켰다. 그 외에는, 본 발명예와 동일하게 하였다.

그 결과, 비교예에 있어서는, 원관 라미나 노즐 (8) 에 의한 라미나류가 자유 낙하류이므로, 체류수막이 있으면 강대 (12) 까지 냉각수가 도달하기 어려운 데다가, 체류수가 있는 경우와 없는 경우에 따라서 냉각 능력에 차이가 발생하고, 강대 길이 방향으로 온도의 헌팅이 보인다. 특히, 권취기 (6) 에서의 권취가 개시되어 강대에 장력이 걸릴 때까지의 사이에, 강대 선단부에서 오목형이 된 부분에 체류수가 체류되어, 그것에 의해 강대 길이 방향으로 온도의 불균일이 발생하였다. 따라서, 강대 내의 온도의 편차가 크고, 권취기 (6) 에서의 목적의 온도 400℃ 에 대해 250℃ ∼ 450℃ 로 크게 벗어났다. 그 때문에, 강대 내의 강도의 편차가 컸다.

비교예 2

상기의 실시예 3, 4 에서 나타내는 본 발명의 냉각 장치 (11) 에 의한 마무리 압연 직후의 급속 냉각의 효과와 비교하기 위해서, 비교예 2 로서 본 발명예 1 과 동일한 설비에 있어서, 본 발명의 냉각 장치 (11) 는 사용하지 않고, 종래의 냉각 장치 (7) (상면의 원관 라미나 노즐 (8) 과, 하면의 스프레이 노즐 (10)) 만으로 목표의 권취 온도인 500℃ 까지 냉각시켰다. 그 외에는, 실시예 3 와 동일 하게 하였다.

그 결과, 비교예 2 에 있어서는, 원관 라미나 노즐 (8) 에 의한 라미나류가 자유 낙하류이므로, 체류수막이 있으면 강대 (12) 까지 냉각수가 도달하기 어려운 데다가, 체류수가 있는 경우와 없는 경우에 따라서 냉각 능력에 차이가 발생하여 강대 길이 방향으로 온도의 헌팅이 보인다. 특히, 권취기 (6) 에서의 권취가 개시되어 강대에 장력이 걸릴 때까지의 사이에, 강대 선단부에서 오목형이 된 부분에 체류수가 체류되고, 그것에 의해 강대 길이 방향으로 온도의 불균일이 발생하였다. 따라서, 강대 내의 온도의 편차가 크고, 권취기 (6) 에서의 목적의 온도 500℃ 에 대하여 400℃ ∼ 500℃ 로 크게 벗어났다. 그 때문에, 강대 내의 강도의 편차가 컸다. 또, 실시예 3, 4 에 비하여 냉각 속도가 늦기 때문에, 국소적으로 페라이트나 펄라이트 등의 연질층이 생성되어, 목적으로 하는 강도를 얻을 수 없었다.

Claims (22)

1. 런 아웃 테이블 상에 반송되는 마무리 압연 후의 열연강대를 냉각시키는 열연강대의 냉각 장치로서,

   강대의 상면측에, 강대의 진행 방향에 대해 각각 하류측과 상류측을 향하여 경사지게 한 봉형 냉각수를 분사하는 냉각 노즐을 대향하도록 배치한 것을 특징으로 하는 열연강대의 냉각 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 냉각 노즐은 강대 폭 방향으로 복수개 배치됨과 함께, 상기 냉각 노즐에 의해 분사되는 봉형 냉각수와 강대가 이루는 각도가 60°이하인 것을 특징으로 하는 열연강대의 냉각 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 하류측을 향하여 경사지게 한 냉각 노즐과 상기 상류측을 향하여 경사지게 한 냉각 노즐은, 각각 강대의 진행 방향으로 복수열 배치되는 것을 특징으로 하는 열연강대의 냉각 장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   열연강대의 냉각 장치를 1 개의 냉각 장치 유닛으로 하고, 그 냉각 장치 유 닛을 강대의 진행 방향으로 복수 배치한 것을 특징으로 하는 열연강대의 냉각 장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 냉각 장치 유닛의 하류측에, 강대 상면의 냉각수의 물을 제거하는 물 제거 수단을 배치한 것을 특징으로 하는 열연강대의 냉각 장치.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

   런 아웃 테이블 상에 반송되는 마무리 압연 후의 열연강대를 냉각시키는 열연강대의 냉각 장치로서,

   강대의 상면측에, 테이블 롤의 상류측으로부터 그 테이블 롤 바로 위를 향하여 경사지게 한 봉형 냉각수를 분사하는 냉각 노즐과 테이블 롤의 하류측으로부터 그 테이블 롤 바로 위를 향하여 경사지게 한 봉형 냉각수를 분사하는 냉각 노즐을 대향하도록 배치한 것을 특징으로 하는 열연강대의 냉각 장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   강대 상면측의 냉각수에 의한 냉각량과 강대 하면측의 냉각수에 의한 냉각량이 동등해지도록, 강대의 상면측 및 하면측의 냉각 노즐을 배치하는 것을 특징으로 하는 열연강대의 냉각 장치.
8. 제 7 항에 있어서,

   강대의 하면측에, 테이블 롤 사이로부터 강대 하면을 향하여 봉형 냉각수를 분사하는 냉각 노즐을 배치한 것을 특징으로 하는 열연강대의 냉각 장치.
9. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

   런 아웃 테이블 상에 반송되는 마무리 압연 후의 열연강대를 냉각시키는 열연강대의 냉각 장치로서,

   강대의 하면측에, 테이블 롤 사이로부터 강대 하면을 향하여 냉각수를 분사하는 하면 냉각 노즐을 배치함과 함께,

   강대의 상면측에, 하면 냉각 노즐로부터 분사된 냉각수가 강대에 충돌하는 위치의 바로 위를 향하여 그 상류측으로부터 경사지게 한 봉형 냉각수를 분사하는 냉각 노즐과, 하면 냉각 노즐로부터 분사된 냉각수가 강대에 충돌하는 위치의 바로 위를 향하여 그 하류측으로부터 경사지게 한 봉형 냉각수를 분사하는 냉각 노즐을, 대향하도록 배치한 것을 특징으로 하는 열연강대의 냉각 장치.
10. 제 9 항에 있어서,

    강대 상면측의 냉각수에 의한 냉각량과 강대 하면측의 냉각수에 의한 냉각량이 동등해지고, 또한, 강대 상면측의 냉각수로부터 강대가 받는 유체압과 강대 하면측의 냉각수로부터 강대가 받는 유체압이 동등해지도록, 상기 상면 냉각 노즐 및 상기 하면 냉각 노즐을 배치하는 것을 특징으로 하는 열연강대의 냉각 장치.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 하면 냉각 노즐을 봉형 냉각수를 분사하는 노즐로 하는 것을 특징으로 하는 열연강대의 냉각 장치.
12. 런 아웃 테이블 상에 반송되는 마무리 압연 후의 열연강대의 냉각 방법으로서, 강대의 상면측에, 강대의 진행 방향 하류측을 향하여 경사지게 한 봉형 냉각수와 강대의 진행 방향 상류측을 향하여 경사지게 한 봉형 냉각수를 대향시켜 분사하는 것을 특징으로 하는 열연강대의 냉각 방법.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 봉형 냉각수와 강대가 이루는 각도가 60°이하인 것을 특징으로 하는 열연강대의 냉각 방법.
14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,

    상기 하류측을 향하여 경사지게 한 봉형 냉각수와 상기 상류측을 향하여 경사지게 한 봉형 냉각수를, 각각 강대의 진행 방향으로 복수열 분사하는 것을 특징으로 하는 열연강대의 냉각 방법.
15. 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 경사지게 한 봉형 냉각수의 대향 분사를, 강대의 진행 방향으로 간격을 두고 복수 지점에서 실시함으로써, 수랭과 공랭을 반복하는 단속적인 냉각을 실시하는 것을 특징으로 하는 열연강대의 냉각 방법.
16. 제 15 항에 있어서,

    상기 경사지게 한 봉형 냉각수를 대향 분사하는 위치보다 하류측에 형성된 물 제거 수단에 의해, 냉각수의 물을 제거하는 것을 특징으로 하는 열연강대의 냉각 방법.
17. 제 12 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,

    런 아웃 테이블 상에 반송되는 마무리 압연 후의 열연강대의 냉각 방법으로서, 강대의 상면측에, 테이블 롤의 상류측으로부터 그 테이블 롤 바로 위를 향하여 경사지게 한 봉형 냉각수와 테이블 롤의 하류측으로부터 그 테이블 롤 바로 위를 향하여 경사지게 한 봉형 냉각수를 대향시켜 분사하는 것을 특징으로 하는 열연강대의 냉각 방법.
18. 제 17 항에 있어서,

    강대 상면측의 냉각수에 의한 냉각량과 강대 하면측의 냉각수에 의한 냉각량이 동등해지도록, 강대의 상면측 및 하면측에 냉각수를 분사하는 것을 특징으로 하는 열연강대의 냉각 방법.
19. 제 18 항에 있어서,

    강대의 하면측에, 테이블 롤 사이로부터 강대 하면에 향하여 봉형 냉각수를 분사하는 것을 특징으로 하는 열연강대의 냉각 방법.
20. 제 12 항 내지 16 항 중 어느 한 항에 있어서,

    런 아웃 테이블 상에 반송되는 마무리 압연 후의 열연강대의 냉각 방법으로서, 강대의 하면측에, 테이블 롤 사이로부터 강대 하면에 향하여 냉각수를 분사함과 함께, 강대의 상면측에, 하면측 냉각수가 강대에 충돌하는 위치의 바로 위를 향하여 그 상류측으로부터 분사되는 경사지게 한 봉형 냉각수와, 하면측의 냉각수가 강대에 충돌하는 위치의 바로 위를 향하여 그 하류측으로부터 분사되는 경사지게 한 봉형 냉각수를, 대향시켜 분사하는 것을 특징으로 하는 열연강대의 냉각 방법.
21. 제 20 항에 있어서,

    강대 상면측의 냉각수에 의한 냉각량과 강대 하면측의 냉각수에 의한 냉각량이 동등해지고, 또한, 강대 상면측의 냉각수로부터 강대가 받는 유체압과 강대 하면측의 냉각수로부터 강대가 받는 유체압이 동등해지도록, 강대의 상면측 및 하면측의 냉각수를 분사하는 것을 특징으로 하는 열연강대의 냉각 방법.
22. 제 21 항에 있어서,

    강대 하면측의 냉각수를 봉형 냉각수로 하는 것을 특징으로 하는 열연강대의 냉각 방법.

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