KR20090101369A

KR20090101369A - 열연 강대의 냉각 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20090101369A
Application number: KR1020097016525A
Authority: KR
Inventors: 사토시 우에오카; 나오키 나카타; 다카시 구로키; 노부오 니시우라
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2007-02-26
Filing date: 2008-01-15
Publication date: 2009-09-25
Also published as: CN101622083A; TW200902178A; US8404062B2; AU2008230641A1; PL2116313T3; AU2008230641B2; CA2679695C; EP2116313A1; CA2679695A1; KR100976758B1; EP2116313B1; TWI329042B; JP2008207200A; EP2116313A4; WO2008117552A1; CN101622083B; JP4449991B2; US20100024505A1

Abstract

열연 강대의 상면에 냉각수를 공급하는 경우에 있어서, 강대를 높은 냉각 속도로 균일하게 또한 안정적으로 냉각시킬 수 있는 열연 강대의 냉각 장치 및 방법을 제공한다. 강대 (10) 의 상면을 향하여 봉 형상 냉각수를 공급하기 위한 상측 헤더 유닛 (21) 을 구비하고, 그 상측 헤더 유닛 (21) 은, 반송 방향으로 복수 배치된 제 1 상측 헤더 (21a) 로 이루어지는 제 1 상측 헤더군과, 그 하류측에 반송 방향으로 복수 배치된 제 2 상측 헤더 (21b) 로 이루어지는 제 2 상측 헤더군에 의해 구성되어 있고, 제 1 상측 헤더군 및 제 2 상측 헤더군의 각 상측 헤더 (21a, 21b) 는, 각각 독립적으로 봉 형상 냉각수의 분사 (주입) 를 ON-OFF 제어 (주입의 개시와 정지의 제어) 할 수 있게 하는 ON-OFF 기구 (30) 를 구비한 배관 구성으로 되어 있다.

Description

열연 강대의 냉각 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR COOLING HOT-ROLLED STEEL STRIP}

본 발명은, 열간 압연 라인에서 열연 강대를 냉각시킬 때에 사용하는 냉각 장치 및 방법에 관한 것이다.

열연 강대는, 고온 가열한 슬래브를 목적으로 하는 사이즈가 되도록 압연하여 제조되는데, 그 때에 열간 압연의 도중이나 마무리 압연 후의 런 아웃 테이블 등에서 냉각수에 의해 냉각된다. 여기서 실시하는 수랭의 목적은, 그것에 의해 주로 강대의 석출물이나 변태 조직을 제어하여, 목적으로 하는 강도, 연성 등이 얻어지도록 재질을 조정하기 위해 실시되고 있다. 특히 냉각 종료 온도를 양호한 정밀도로 제어하는 것은, 목적으로 하는 재질 특성을 편차 없이 구비한 열연 강대를 제조하기 위해 가장 중요하다.

한편, 상기의 수랭을 실시하는 경우, 기존의 냉각 설비 (수랭 설비) 에서는 온도 불균일의 발생이나 의도한 바와 같은 온도로 양호한 정밀도로 정지시킬 수 없는 문제가 있다.

이 원인으로서 강대 상의 체류수를 들 수 있는데, 그것에 대해 런 아웃 테이블에서 강대를 수랭시키는 경우를 예로 들어 설명한다.

일반적으로, 강대를 상면으로부터 냉각시키는 경우, 원관 노즐이나 슬릿 형상 노즐로부터 수직 방향 하향으로 냉각수를 낙하시켜 냉각시키는데, 냉각수가 강대에 충돌한 후, 강대에 실린 채로 강대와 함께 강대 진행 방향으로 유출되어 간다. 통상적으로 이 체류수는 물기 제거 퍼지 등으로 배제되지만, 냉각수를 강대에 충돌시킨 지점에서 떨어진 곳에서 실시하기 때문에, 그곳까지는 강대에 체류수가 실려 있는 부분만 냉각된다. 그것에 의해, 국소적으로 냉각이 이루어져 온도 불균일이 발생한다. 특히, 500 ℃ 이하의 저온도 영역인 경우, 이 체류수가 막 비등 상태에서 천이 비등이나 핵 비등 상태로 변화되기 때문에 냉각 능력이 높아져, 체류수가 실려 있던 부위와 실려 있지 않았던 부위에서 큰 온도 편차가 발생하였다. 이것을 방지하기 위해 물기 제거 퍼지 강화 등을 실시하지만, 천이 비등이나 핵 비등이 발생하면 강대에 체류수가 달라붙기 때문에, 물기 제거 퍼지에 의한 체류수의 제거가 곤란하다는 경우도 있다.

이 때문에 종래부터 이 현상에 대응하기 위해 다양한 검토가 이루어졌다.

예를 들어, 특허 문헌 1 에는, 승강 기구를 구비하여 반송 방향에 대향하여 배열된 슬릿 노즐 유닛으로부터 냉각수를 분사함과 함께, 별도로 설치한 래미너 (laminar) 노즐이나 스프레이 노즐도 사용함으로써, 광범위한 냉각 속도를 확보하면서 안정적으로 냉각시킬 수 있도록 하고자 한 기술이 기재되어 있다.

또한, 특허 문헌 2 에는, 슬릿 형상의 노즐을 갖는 헤더를 경사 대향시켜 막 형상의 냉각수를 분사시킴과 함께, 칸막이판을 형성하고 냉각수를 강판과 칸막이판 사이에 가득 채움으로써, 높은 냉각 속도를 얻으면서 균일하게 냉각시킬 수 있도록 하고자 한 기술이 기재되어 있다.

특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 소62-260022호

특허 문헌 2 : 일본 공개특허공보 소59-144513호

발명의 개시

상기 특허 문헌 1, 2 에 기재된 기술은, 냉각수 분사 노즐을 대향시켜 설치함으로써, 강대 상에 체류수가 발생하지 않도록 한 연구가 이루어져 있어 매우 유용한 기술이지만, 모두 실용상 충분한 것은 아니다.

예를 들어, 특허 문헌 1 에 기재된 기술에서는, 슬릿 노즐 유닛을 강판에 근접시켜야만 하여, 선단이나 미단 (尾端) 이 휜 강판을 냉각시키는 경우에는, 강판이 슬릿 노즐 유닛에 충돌하여 슬릿 노즐 유닛을 파손시키거나, 강판을 이동시킬 수 없게 되어 제조 라인의 정지나 수율의 저하를 초래하거나 하는 경우가 있다. 그래서, 선단이나 미단이 통과할 때에 승강 기구를 작동시켜, 슬릿 노즐 유닛을 상방으로 퇴피시키는 것도 생각해 볼 수 있지만, 그 경우에는 선미단의 냉각이 부족하여, 목적으로 하는 재질이 얻어지지 않게 되는 경우가 있다. 또한 승강 기구를 설치하기 위한 설비 비용이 든다는 문제도 있다.

또한, 특허 문헌 2 에 기재된 기술에서는, 노즐을 강판에 근접시키지 않으면 강판과 칸막이판 사이에 냉각수가 가득 채워지지 않는다. 노즐을 강판에 근접시키면, 특허 문헌 1 에 기재된 기술과 마찬가지로 선단이나 미단이 휜 강판을 냉각시키는 경우에 문제가 발생한다.

또한, 특허 문헌 1, 2 에 기재된 기술에서는, 슬릿 형상의 노즐 (슬릿 노즐) 을 사용하는 것이 전제로 되어 있지만, 분출구가 항상 청정한 상태로 유지보수되어 있지 않으면 냉각수가 막 형상으로 되지 않는다. 예를 들어, 도 26 에 나타내는 바와 같이, 슬릿 노즐 (72) 의 분출구에 이물질이 부착되어 막힘이 발생한 경우에는, 냉각수 막 (73) 이 찢어진다. 또한, 냉각수를 분사 영역 내 (냉각 영역 내) 에 막기 위해서는 고압으로 분사해야 하지만, 막 형상의 냉각수 (73) 를 고압으로 분사하면, 냉각 헤더 (71) 내의 압력 편차로 냉각수 막 (73) 이 국소적으로 찢어지는 것과 같은 문제도 있다. 냉각수 막 (73) 이 잘 형성되지 않으면, 냉각수가 분사 영역의 상류나 하류 방향으로 누출되고, 체류수가 되어 강판에 국소적인 과냉각을 발생시키는 원인이 된다. 또한, 슬릿 노즐을 열연 강대의 냉각에 채용한 경우, 폭 2 m 에 걸쳐 일정한 갭을 갖게 하지 않으면 냉각수 막이 잘 형성되지 않는데, 800 ∼ 1000 ℃ 정도의 높은 온도의 열연 강대를 처리하기 때문에, 슬릿 노즐에 열 변형 등이 발생하기 쉬워 갭 관리가 곤란하다.

본 발명은 상기와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 열연 강대의 상면에 냉각수를 공급하는 경우에 있어서, 강대를 높은 냉각 속도로 균일하게 또한 안정적으로 냉각시킬 수 있는 열연 강대의 냉각 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 이하의 특징을 갖는다.

[1] 강대 반송 방향에서 서로 대향하도록 배치된, 강대 상면의 하류측을 향하여 비스듬하게 봉 형상 냉각수를 분사하는 노즐을 구비한 제 1 냉각 헤더군과, 강대 상면의 상류측을 향하여 비스듬하게 봉 형상 냉각수를 분사하는 노즐을 구비한 제 2 냉각 헤더군을 갖는 열연 강대의 냉각 장치로서, 상기 노즐은 수량 밀도 2.0 ㎥/㎡·min 이상의 냉각수를 공급할 수 있고, 또한 상기 제 1 냉각 헤더군과 상기 제 2 냉각 헤더군의 각 냉각 헤더는 개별적으로 냉각수의 주입을 ON-OFF 할 수 있는 것을 특징으로 하는 열연 강대의 냉각 장치.

[2] 봉 형상 냉각수의 분사 방향은, 열연 강대의 진행 방향 혹은 역 방향에 대하여, 수평 방향을 기준으로 하여 30 ° 이상 60 ° 이하의 각도로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 [1] 에 기재된 열연 강대의 냉각 장치.

[3] 봉 형상 냉각수의 분사 방향의 속도 성분의 0 ∼ 35 ％ 가 열연 강대의 폭 방향 외측을 향하는 속도 성분이 되도록, 봉 형상 냉각수의 분사 각도가 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 [1] 또는 [2] 에 기재된 열연 강대의 냉각 장치.

[4] 일방의 열연 강대 폭 방향 외측을 향하는 속도 성분을 갖는 봉 형상 냉각수의 수와 타방의 열연 강대 폭 방향 외측을 향하는 속도 성분을 갖는 봉 형상 냉각수의 수가 동등해지도록, 상기 봉 형상 냉각수의 분사 방향이 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 [1] ∼ [3] 중 어느 하나에 기재된 열연 강대의 냉각 장치.

[5] 열연 강대 폭 방향의 중앙에서 외측을 향함에 따라, 봉 형상 냉각수의 열연 강대 폭 방향 외측을 향하는 속도 성분이 순차적으로 커지도록, 각 노즐이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 [1] ∼ [4] 중 어느 하나에 기재된 열연 강대의 냉각 장치.

[6] 봉 형상 냉각수의 열연 강대 폭 방향 외측을 향하는 속도 성분이 일정하고, 봉 형상 냉각수가 강대에 충돌하는 위치가 강대 폭 방향으로 등간격이 되도록, 각 노즐이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 [1] ∼ [4] 중 어느 하나에 기재된 열연 강대의 냉각 장치.

[7] 판 형상 또는 막 형상의 차폐물을, 제 1 냉각 헤더군과 제 2 냉각 헤더군에서 대향하는 가장 내측의 노즐 내측 및/또는 제 1 냉각 헤더군과 제 2 냉각 헤더군 사이의 강대 상방에 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 상기 [1] ∼ [6] 중 어느 하나에 기재된 열연 강대의 냉각 장치.

[8] 강대 반송 방향에서 서로 대향하도록 배치된, 강대 상면의 하류측을 향하여 비스듬하게 봉 형상 냉각수를 분사하는 노즐을 구비한 제 1 냉각 헤더군과, 강대 상면의 상류측을 향하여 비스듬하게 봉 형상 냉각수를 분사하는 노즐을 구비한 제 2 냉각 헤더군에 의해 열연 강대의 냉각을 실시하는 열연 강대의 냉각 방법으로서, 상기 노즐로부터 수량 밀도 2.0 ㎥/㎡·min 이상의 냉각수를 공급함과 함께, 제 1 냉각 헤더군과 제 2 냉각 헤더군의 각 냉각 헤더를 개별적으로 ON-OFF 함으로써, 냉각 영역의 길이를 조정하는 것을 특징으로 하는 열연 강대의 냉각 방법.

[9] 봉 형상 냉각수의 분사 방향은, 열연 강대의 진행 방향 혹은 역 방향에 대하여, 수평 방향을 기준으로 하여 30 ° 이상 60 ° 이하의 각도가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 상기 [8] 에 기재된 열연 강대의 냉각 방법.

[10] 봉 형상 냉각수의 분사 방향의 속도 성분의 0 ∼ 35 ％ 가 열연 강대의 폭 방향 외측을 향하는 속도 성분이 되도록, 봉 형상 냉각수를 분사하는 것을 특징으로 하는 상기 [8] 또는 [9] 에 기재된 열연 강대의 냉각 방법.

[11] 일방의 열연 강대 폭 방향 외측을 향하는 속도 성분을 갖는 봉 형상 냉각수의 수와 타방의 열연 강대 폭 방향 외측을 향하는 속도 성분을 갖는 봉 형상 냉각수의 수가 동등해지도록, 상기 봉 형상 냉각수를 분사하는 것을 특징으로 하는 상기 [8] ∼ [10] 중 어느 하나에 기재된 열연 강대의 냉각 방법.

[12] 열연 강대 폭 방향의 중앙에서 외측을 향함에 따라, 봉 형상 냉각수의 열연 강대 폭 방향 외측을 향하는 속도 성분이 순차적으로 커지도록, 상기 봉 형상 냉각수를 분사하는 것을 특징으로 하는 상기 [8] ∼ [11] 중 어느 하나에 기재된 열연 강대의 냉각 방법.

[13] 봉 형상 냉각수의 열연 강대 폭 방향 외측을 향하는 속도 성분이 일정하고, 봉 형상 냉각수가 강대에 충돌하는 위치가 강대 폭 방향으로 등간격이 되도록, 상기 봉 형상 냉각수를 분사하는 것을 특징으로 하는 상기 [8] ∼ [11] 중 어느 하나에 기재된 열연 강대의 냉각 방법.

[14] 강대 반송 방향의 하류측에서 강대 온도를 측정하고, 그 측정된 강대 온도에 기초하여 각 냉각 헤더로부터의 주입을 ON-OFF 하여, 강대 온도를 목표로 하는 온도가 되도록 조정하는 것을 특징으로 하는 상기 [8] ∼ [13] 중 어느 하나에 기재된 열연 강대의 냉각 방법.

[15] 각 냉각 헤더로부터의 주입을 실시하는 우선 순위는, 대향하는 제 1 냉각 헤더군과 제 2 냉각 헤더군의 내측에 설치되어 있는 냉각 헤더를 우선적으로 주입하는 것을 특징으로 하는 상기 [8] ∼ [14] 중 어느 하나에 기재된 열연 강대의 냉각 방법.

본 발명에 있어서는, 열연 강대를 높은 냉각 속도로 균일하게 또한 안정적으로 냉각시킬 수 있고, 그것에 의해 재질의 편차가 억제되어, 수율 로스의 저감이나 품질의 안정화가 얻어진다.

도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태의 설명도이다.

도 2 는 본 발명의 제 1 실시형태의 설명도이다.

도 3a, 도 3b 는 본 발명의 제 1 실시형태의 설명도이다.

도 4 는 본 발명의 제 1 실시형태의 설명도이다.

도 5 는 본 발명의 제 1 실시형태의 설명도이다.

도 6 은 본 발명의 제 1 실시형태의 설명도이다.

도 7 은 본 발명의 제 1 실시형태의 설명도이다.

도 8 은 본 발명의 제 2 실시형태의 설명도이다.

도 9 는 본 발명의 제 2 실시형태의 설명도이다.

도 10 은 본 발명의 제 2 실시형태의 설명도이다.

도 11 은 본 발명의 제 2 실시형태에 대한 설명도이다.

도 12 는 본 발명의 제 3 실시형태의 설명도이다.

도 13 은 본 발명의 제 3 실시형태의 설명도이다.

도 14 는 본 발명의 제 3 실시형태의 설명도이다.

도 15 는 본 발명의 제 3 실시형태의 설명도이다.

도 16 은 본 발명의 제 3 실시형태의 설명도이다.

도 17 은 본 발명의 제 3 실시형태의 설명도이다.

도 18 은 실시예 1 에 있어서의 본 발명예의 설명도이다.

도 19 는 실시예 1 에 있어서의 본 발명예의 설명도이다.

도 20 은 실시예 1 에 있어서의 비교예의 설명도이다.

도 21 은 실시예 2 에 있어서의 본 발명예의 설명도이다.

도 22 는 실시예 2 에 있어서의 비교예의 설명도이다.

도 23 은 실시예 3 의 설명도이다.

도 24 는 실시예 3 의 설명도이다.

도 25 는 실시예 3 의 설명도이다.

도 26 은 종래 기술의 설명도이다.

각 도면 중의 부호의 의미는 하기와 같다.

10 : 열연 강대

13 : 테이블 롤

20 : 냉각 장치

21, 21a, 21b, 21c : 상측 헤더

22, 22a, 22b : 상측 노즐

23, 23a, 23b : 봉 형상 냉각수

24 : 체류 냉각수

25 : 비산 냉각수

26 : 차폐판

27 : 승강 실린더

28 : 차폐막

29 : 차폐판

30 : ON-OFF 기구

31 : 하측 노즐

51, 51a, 51b, 51c : 본 발명의 냉각 장치

52, 52a, 52b : 기존의 냉각 장치

60 : 가열로

61 : 조 (粗) 압연기

62 : 마무리 압연기

63 : 코일러

65 : 방사 온도계

71 : 냉각 헤더

72 : 슬릿 노즐

73 : 냉각수 막

74 : 이물질

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다.

(제 1 실시형태)

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

이 실시형태에 관련된 냉각 장치 (20) 는, 열연 강대의 압연 라인에 설치되는 냉각 장치로, 테이블 롤 (13) 상에서 반송되는 강대 (10) 의 상면을 향하여 봉 형상 냉각수를 공급하기 위한 상측 헤더 유닛 (21) 을 구비하고 있다.

상측 헤더 유닛 (21) 은, 반송 방향으로 복수 배치된 제 1 상측 헤더 (21a) 로 이루어지는 제 1 상측 헤더군과, 그 하류측에 반송 방향으로 복수 배치된 제 2 상측 헤더 (21b) 로 이루어지는 제 2 상측 헤더군에 의해 구성되어 있고, 제 1 상측 헤더군 및 제 2 상측 헤더군의 각 상측 헤더 (21a, 21b) 는, 각각 독립적으로 봉 형상 냉각수의 분사 (주입) 를 ON-OFF 제어 (주입의 개시와 정지의 제어) 할 수 있게 하는 ON-OFF 기구 (30) 를 구비한 배관 구성으로 되어 있다. 또한, 여기서는 제 1 상측 헤더군 및 제 2 상측 헤더군은 각각 3 개의 상측 헤더로 구성되어 있다.

그리고, 상측 헤더 (21a, 21b) 각각에, 반송 방향으로 복수 열의 상측 노즐 (22) (여기서는 강대 (10) 의 반송 방향으로 4 열) 이 장착되어 있고, 제 1 상측 헤더 (21a) 의 상측 노즐군 (제 1 상측 노즐군) (22a) 과 제 2 상측 헤더 (21b) 의 상측 노즐군 (제 2 상측 노즐군) (22b) 은, 각각으로부터 분사되는 봉 형상 냉각수 (23a) 와 봉 형상 냉각수 (23b) 의 분사 방향이 강대 (10) 의 반송 방향에 서로 대향하도록 배열되어 있다. 즉, 제 1 상측 노즐군 (22a) 은 강대 상면의 하류측 을 향하여 비스듬하게 θ1 의 복각 (분사 각도) 으로 봉 형상 냉각수 (23a) 를 분사하고, 제 2 상측 노즐군 (22b) 은 강대 상면의 상류측을 향하여 비스듬하게 θ2 의 복각 (분사 각도) 으로 봉 형상 냉각수 (23b) 를 분사하도록 되어 있다.

따라서, 서로의 상측 헤더에서 강대 반송 방향으로 봤을 때 가장 먼 쪽의 열 (최외측의 열) 의 상측 노즐로부터의 봉 형상 냉각수가 강대 (10) 에 충돌하는 위치 사이에 끼인 영역이 냉각 영역이 된다.

그 때, 제 1 상측 노즐군 (22a) 으로부터의 봉 형상 냉각수 (23a) 의 분사선과 제 2 상측 노즐군 (22b) 으로부터의 봉 형상 냉각수 (23b) 의 분사선이 교차하지 않도록 하면, 서로의 상측 헤더에서 강대 반송 방향으로 봤을 때 가장 가까운 쪽의 열 (최내측의 열) 의 상측 노즐로부터의 봉 형상 냉각수가 강대 (10) 에 충돌하는 위치 사이에 끼인 영역에, 도 1 에 나타내는 바와 같은 체류 냉각수 (24) 의 수막이 안정적으로 형성된다. 이로써, 서로의 상측 헤더에 가장 가까운 쪽의 열 (최내측의 열) 의 상측 노즐로부터의 봉 형상 냉각수는 체류 냉각수 (24) 의 수막을 향하여 분사되게 되어, 서로 타방의 봉 형상 냉각수를 파괴하지 않으므로 바람직하다. 그리고, 최내측 열의 상측 노즐에서 봉 형상 냉각수가 강대 (10) 에 충돌하는 위치 사이의 간격을 체류 영역 길이 (L) 라고 부르기로 한다. 이 체류 영역 길이 (L) 에서는, 봉 형상 냉각수가 강대에 충돌하지 않고 체류 냉각수 (24) 만으로 냉각이 이루어지기 때문에, 강대 (10) 와 냉각수의 접촉이 불안정하여, 온도 불균일의 발생 원인이 되기 쉬운데, 체류 영역 길이 (L) 가 1.5 m 이내가 되도록 하면, 체류 냉각수 (24) 가 강대 (10) 를 냉각시키는 비율은 비교적 적으므 로, 체류 냉각수 (24) 에 의한 온도 불균일을 방지할 수 있다. 이와 같이, 이 체류 영역 길이 (L) 는 짧은 것이 좋고, 100 ㎜ 정도까지 짧게 하는 것이 보다 바람직하다.

이와 관련하여, 본 발명의 봉 형상 냉각수란, 원형 형상 (타원이나 다각의 형상도 포함한다) 의 노즐 분출구로부터 분사되는 냉각수를 가리키고 있다. 또한, 본 발명의 봉 형상 냉각수는 스프레이 형상의 분류 (噴流) 가 아니고, 막 형상의 래미너 플로우가 아니며, 노즐 분출구에서 강대에 충돌할 때까지의 수류 단면이 대략 원형으로 유지되고, 연속성이고 직진성이 있는 수류의 냉각수를 말한다.

그리고, 도 3a, 도 3b 는 상측 헤더 (21 (21a, 21b)) 에 장착되어 있는 상측 노즐 (22 (22a, 22b)) 의 배치예를 나타낸 것이다. 통과하는 강대의 전체 폭에 봉 형상 냉각수를 공급할 수 있도록 강판 폭 방향으로 소정의 장착 간격으로 일렬로 배치된 노즐의 열이, 강대 반송 방향으로 복수 열 (여기서는, 4 열) 설치되어 있다. 또한, 여기서는 앞 열의 노즐로부터 분사되는 봉 형상 냉각수의 강대 폭 방향 충돌 위치에 대하여 다음 열의 노즐로부터 분사되는 봉 형상 냉각수의 강대 폭 방향 충돌 위치가 어긋나도록 노즐이 배치되어 있다. 즉, 도 3a 에서는 앞 열의 노즐에 대하여 다음 열의 노즐의 폭 방향 위치를 폭 방향 장착 간격의 1/3 정도 어긋나게 하고 있고, 도 3b 에서는 폭 방향 장착 간격의 1/2 정도 어긋나게 하고 있다.

또한, 후술하지만, 노즐로부터 분사되는 봉 형상 냉각수에 강대 폭 방향 성분을 갖게 하는 경우에는, 노즐의 강대 폭 방향 장착 위치와 봉 형상 냉각수의 강 대 폭 방향 충돌 위치가 상이해지므로, 그 경우에는 봉 형상 냉각수의 강대 폭 방향 충돌 위치가 원하는 위치 (분포) 가 되도록, 노즐의 장착 위치를 조정할 필요가 있다.

상기와 같이 반송 방향으로 복수 열의 상측 노즐 (22) 을 배치하는 것은, 1 열의 상측 노즐에서는 강대에 충돌하는 봉 형상 냉각수와 이웃하는 봉 형상 냉각수 사이에서 체류 냉각수를 막아 물기 제거하는 힘이 약해지는 것을 들 수 있다. 체류 냉각수를 막기 위해서는 복수 열의 상측 노즐이 필요하고, 각각의 상측 헤더 (21) 에 장착되어 있는 상측 노즐 (22) 의 열수를 3 열 이상으로 하는 것이 바람직하고, 5 열 이상으로 하면 보다 바람직하다.

또한, 전술한 바와 같이 상측 노즐 (22) 을 복수의 상측 헤더 (21) 에 나누어 장착하는 것은, 열연 강대의 온도 제어를 실시하기 위해 불가결한 것이 된다. 열연 강대에서는, 다양한 두께의 강대를 소정 온도까지 냉각시킬 필요가 있는데, 생산량을 확보하기 위해 가능한 한 빠른 판 속도로 냉각을 실시할 필요가 있다. 그 때문에, 의도하는 온도로 조정하려면 수랭 시간을 조정할 필요가 있고, 그 때문에 일반적으로는 냉각 영역의 길이를 다양하게 변경할 필요가 생긴다. 그 때문에 상측 노즐을 복수의 상측 헤더에 나누어 장착하고, 각각의 상측 헤더로 봉 형상 냉각수의 분사를 ON-OFF 할 수 있는 구조로 함으로써, 냉각 영역의 길이를 자유롭게 변화시킨다. 각각의 상측 헤더에는 1 열 이상의 상측 노즐을 장착하면 되는데, 장착되는 노즐 열수는 의도로 하는 온도 제어 능력에 따라 결정된다. 1 열당 강대가 냉각되는 온도 (예를 들어, 5 ℃) 보다 허용되는 온도 편차 (예를 들 어 ± 8 ℃) 가 큰 경우에는, 허용 범위로 조정할 수 있는 범위에서 1 헤더당의 노즐 열수를 늘려도 상관없다. 예를 들어, ± 8 ℃ 의 온도 편차 (16 ℃ 의 온도 범위) 로 조정하려면, 1 개의 상측 헤더에서의 냉각·강하 온도를 16 ℃ 미만으로 하면 되고, 그러기 위해서는 상측 헤더에 장착되는 상측 노즐 열수를 3 열로 하면, 15 ℃ 단위로 온도를 조정할 수 있기 때문에, 허용 범위로 냉각 후의 강대 온도를 조정할 수 있게 된다. 반대로, 이 경우에 상측 헤더에 장착되는 상측 노즐 열수를 4 열로 하면, 온도 조정은 20 ℃ 단위가 되어, 의도하는 온도 영역 (16 ℃) 을 벗어날 가능성이 있어 바람직하지 않다. 따라서, 냉각 장치의 냉각 온도량이나 목표로 하는 허용 온도 오차 (허용 온도 편차) 에 의해, 1 개의 상측 헤더당 상측 노즐 열수는 조정할 필요가 있다.

이와 같이, 상측 헤더 (21) 의 개수 및 상측 노즐 (22) 의 열수는, 체류수를 막는 관점과 소정의 냉각 능력을 얻는 관점이 양립하는 조건이 되도록 정할 필요가 있다.

그리고, 이 냉각 장치 (20) 는, 상측 헤더 (21a, 21b) 에서 강대 (10) 의 상면을 향하여, 강대면의 수량 밀도가 2.0 ㎥/㎡·min 이상이 되도록 봉 형상 냉각수 (23) 를 공급한다.

여기서, 수량 밀도를 2.0 ㎥/㎡·min 이상으로 하고 있는 이유에 대해 설명한다. 도 1 에 나타내는 체류수 (24) 는, 공급되는 봉 형상 냉각수 (23a, 23b) 에 의해 막아져 형성된다. 이 때 수량 밀도가 작으면 막는 것 자체가 불가능하고, 수량 밀도가 어느 양보다 커지면 막을 수 있는 체류수 (24) 의 양은 증대되어, 강대 폭 단부로부터 배출되는 냉각수와 공급되는 냉각수의 양이 균형을 이루어, 체류수 (24) 는 일정하게 유지된다. 열연 강대의 경우, 일반적인 판 폭은 0.9 ∼ 2.1 m 이고, 2.0 ㎥/㎡·min 이상의 수량 밀도로 냉각시키면, 이들 판 폭에 있어서 체류 냉각수 (24) 를 일정하게 유지할 수 있다.

수량 밀도를 2.0 ㎥/㎡·min 이상으로 크게 하면 할수록, 열연 강대의 냉각 속도가 빨라지기 때문에, 소정 온도까지 냉각시키기 위해 필요한 냉각 영역의 길이를 짧게 할 수 있다. 그 결과, 이 냉각 장치 (20) 를 도입하는 스페이스를 컴팩트하게 할 수 있게 되어, 기존의 설비 사이에 이 냉각 장치 (20) 를 도입하여, 병용하여 냉각시킬 수도 있게 되는 것 외에, 설비 건설 비용의 절약으로도 이어진다.

이와 같이, 이 냉각 장치 (20) 에서는, 제 1 상측 노즐 (22a) 로부터 분사되는 봉 형상 냉각수 (23a) 와 제 2 상측 노즐 (22b) 로부터 분사되는 봉 형상 냉각수 (23b) 가 강대 (10) 의 반송 방향에 서로 대향하도록 하고 있으므로, 강대 (10) 상면의 체류수 (24) 가 강대 (10) 의 반송 방향으로 이동하려고 하는 것을, 분사된 봉 형상 냉각수 (23a, 23b) 자신이 막는다. 이로써, 2.0 ㎥/㎡·min 이상의 큰 수량 밀도의 냉각수를 공급해도, 안정적인 냉각 영역이 얻어져 균일한 냉각을 실시할 수 있다.

또한, 상측 노즐 (22a, 22b) 로부터 분사되는 냉각수를, 예를 들어 슬릿 노즐로부터 분사된 막 형상 냉각수가 아니라, 봉 형상 냉각수로 하고 있는 것은, 봉 형상 냉각수 쪽이 안정적으로 수류를 형성할 수 있기 때문에, 체류 냉각수를 막는 힘이 크기 때문이다. 또한, 막 형상 냉각수를 비스듬하게 분사하는 경우, 강판에서 노즐까지의 거리가 멀어지면 강대 근방의 수막이 얇아져, 점점 파손되기 쉬워지기 때문이기도 하다.

그리고, 제 1 상측 노즐 (22a) 의 분사 각도 (θ1) 와 제 2 상측 노즐 (22b) 의 분사 각도 (θ2) 는, 30 ∼ 60˚ 로 하는 것이 바람직하다. 분사 각도 (θ1, θ2) 가 30˚ 보다 작으면 봉 형상 냉각수 (23a, 23b) 의 수직 방향 속도 성분이 작아지고, 강대 (10) 에 대한 충돌이 약해져, 냉각 능력이 저하되기 때문이고, 분사 각도 (θ1, θ2) 가 60˚ 보다 크면 봉 형상 냉각수의 반송 방향 속도 성분이 작아져, 체류 냉각수 (24) 를 막는 힘이 약해지기 때문이다. 또한, 분사 각도 (θ1) 와 분사 각도 (θ2) 는 반드시 동등하게 할 필요는 없다.

또한, 체류 냉각수를 막기 위해서는, 길이 방향으로 복수 열 (상기에서 3 열 이상 분사한다) 이라고 설명하였지만, 추가로 상측 노즐 (22) 로부터 분사되는 봉 형상 냉각수의 분사 속도를 8 m/s 이상으로 하면, 체류수의 막음 효과가 더욱 개선되어 바람직하다.

그리고, 노즐이 잘 막히지 않고 또한 봉 형상 냉각수의 분사 속도를 확보하기 위해서는, 상측 노즐 (22) 의 내경은 3 ∼ 8 ㎜ 의 범위가 바람직하다.

또한, 봉 형상 냉각수의 경우, 폭 방향으로 이웃하는 봉 형상 냉각수와 봉 형상 냉각수의 간극으로부터 냉각수가 유출되기 쉽다. 이 경우, 전술한 도 3a, 도 3b 와 같이, 앞 열의 봉 형상 냉각수의 강대 폭 방향 충돌 위치에 대하여 다음 열의 봉 형상 냉각수의 강대 폭 방향 충돌 위치를 어긋나게 하여 배치하는 것이 바 람직하다. 이로써, 폭 방향으로 이웃하는 봉 형상 냉각수 사이에서 물기 제거 능력이 약해지는 부분에 다음 열의 봉 형상 냉각수가 충돌하여, 물기 제거 능력이 보완된다.

그리고, 상측 노즐 (22) 의 폭 방향의 장착 피치 (폭 방향 장착 간격) 는, 노즐 내경에 대하여 20 배 이내로 하면 양호한 물기 제거성을 얻을 수 있다.

또한, 강대 (10) 의 휨 등에 의해 상측 노즐 (22) 이 파손되는 것을 방지하기 위해, 상측 노즐 (22) 선단의 위치를 패스 라인으로부터 떨어뜨리도록 하는 것이 좋지만, 지나치게 떨어뜨리면 봉 형상 냉각수가 분산되므로, 상측 노즐 (22) 의 선단과 패스 라인의 거리를 500 ㎜ ∼ 1800 ㎜ 로 하는 것이 바람직하다.

또한, 도 4, 5, 6 에 나타내는데, 봉 형상 냉각수의 분사 방향의 속도 성분의 0 ∼ 35 ％ 가 강대 폭 방향을 향하는 속도 성분이 되도록, 외향각 (

) 을 갖게 하여 봉 형상 냉각수의 분사 방향을 설정하면, 상측 노즐 (22) 로부터 강대 (10) 에 분사된 봉 형상 냉각수는, 도 4, 5, 6 의 화살표 (A) 에 나타내는 바와 같이 합류하여 신속하게 강대 (10) 의 폭 끝으로부터 낙하하게 되어, 봉 형상 냉각수가 강대 폭 방향 외측을 향하는 속도 성분을 갖지 않는 경우에 비해, 낮은 압력이나 적은 수량으로 체류수를 막아 물기 제거할 수 있게 되기 때문에, 경제적인 설비 설계를 실시하는 데 있어서 바람직하다. 보다 바람직한 범위는 10 ∼ 35 ％ 이다. 또한, 35 ％ 를 초과하면 냉각수의 판 폭 방향의 비산 방지에 설비 비용이 드는 데다가, 봉 형상 냉각수의 연직 방향 속도 성분이 작아져 냉각 능력이 저하된다.

또한, 강대의 폭 방향으로 배열되는 전체 노즐 수의 40 ∼ 60 ％ 가, 강대 폭 방향의 일방의 외측을 향하는 성분을 갖는 봉 형상 냉각수를 분사하는 것이 바람직하다. 강대 폭 방향의 일방의 외측을 향하고 있는 노즐 수가 전체의 60 ％ 를 초과하여, 폭 끝으로부터의 냉각수 배출에 편향이 발생하면, 체류 냉각수의 두께가 두꺼워진 곳에서 봉 형상 냉각수가 체류 냉각수를 막을 수 없게 되어, 폭 방향의 온도 불균일이 발생할 가능성이 있기 때문이다. 또한, 강대 폭 방향의 일방의 외측에서 비산수가 극단적으로 많아지면, 이것을 방지하기 위한 설비 비용이 비싸지기 때문이기도 하다.

따라서, 도 5 와 같이, 양 외측에 일정한 외향각 (

) 을 갖고 분사하는 경우에는, 강대 폭 방향 외측에 분사하는 노즐의 비율을 한쪽 40 ％, 반대쪽 60 ％ 까지는 배치할 수 있지만, 바람직하게는 한쪽 50 ％, 반대쪽 50 ％ 로 배치하는 것이 좋다.

또한, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 강대 폭 방향 외측을 향함에 따라 순차적으로 외향각 () 을 크게 하는 경우도 있는데, 그 경우에는 강대 폭 방향 중심에 대하여 대칭인 외향각 (

) 분포가 되도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 판 폭 방향 외측을 향하지 않는 상측 노즐 (외향각 (

) ＝ 0 인 상측 노즐) 의 총 수를 전체의 20 ％ 이내 (예를 들어 20 ％) 로 하고, 나머지 중 양 외측을 향하는 노즐 수를 거의 동등하게 (예를 들어 한쪽 40 ％ 씩) 하면, 체류 냉각수의 배수는 원활하게 실시되어, 체류 냉각수를 막아 물기 제거하기에는 바람직해진다.

여기서, 상기 봉 형상 냉각수의 분사 방향 설정에 대해, 도 7 을 사용하여 구체적으로 설명한다.

도 7 은 봉 형상 냉각수의 분사 방향을 나타내는 것으로, 봉 형상 냉각수의 분사선과 강대가 이루는 각도 (실제의 복각) 를 β, 반송 방향에 대한 복각을 θ, 강대 폭 방향 외측을 향하는 각도 (외향각) 를

로서 나타내고 있다. 그리고, 봉 형상 냉각수의 분사 방향에 대한 속도 성분의 0 ∼ 35 ％ 가 강대 폭 방향 외측을 향하는 속도 성분이 되도록 한다는 것은, 냉각수의 분사 실질 길이 (L) 에 대한 반송 방향에 수직인 강대 폭 방향의 속도 성분에 대응하는 길이 (Lw) 의 비 Lw / L (폭 방향 속도 성분 비율) 이 0 ∼ 35 ％ 가 되도록 하는 것을 의미한다. 표 1 에, 상측 노즐의 분사구 높이를 1200 ㎜, 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 대한 복각 (θ) 이 45˚ 에서는 외향각 (

) 이 0 ∼ 25˚, 반송 방향에 대한 복각 (θ) 이 50˚ 에서는 외향각 (

) 이 0 ∼ 30˚ 이다.

그리고, 전술한 바와 같이, 도 4 는 상기에 기초하여 상측 노즐 (22a, 22b) 을 설치한 경우의 일례를 나타내는 평면도이다. 여기서는, 강대 폭 방향 중앙의 노즐로부터의 봉 형상 냉각수는 외향각 (

) 을 0˚ 로 하고, 노즐의 설치 위치가 강대 폭 방향 외측을 향함에 따라 외향각 (

) 이 순차적으로 커지도록 하고 있다. 그 때 상측 헤더에 강대 폭 방향으로 등간격으로 상측 노즐을 배치하면, 봉 형상 냉각수가 강대에 충돌하는 위치가 강대 폭 방향으로 등간격은 되지 않기 때문에, 상측 헤더에 대한 각 상측 노즐의 폭 방향 장착 위치 (폭 방향 장착 간격) 를 조정하여, 봉 형상 냉각수가 강대에 충돌하는 위치가 강대 폭 방향으로 등간격 (예를 들어, 60 ㎜ 피치) 이 되도록 하고 있다.

또한, 전술한 바와 같이, 도 5 는 상기에 기초하여 상측 노즐 (22a, 22b) 을 설치한 경우의 다른 예를 나타내는 평면도이다. 여기서는, 냉각수 분사의 외향각 (

) 을 일정 (예를 들어, 20˚) 하게 하여, 봉 형상 냉각수가 강대에 충돌하는 위치가 강대 폭 후방에 등간격 (예를 들어, 100 ㎜ 피치) 이 되도록 각 노즐을 설치하고 있다. 그 때, 강대 폭 후방 중앙부에서는, 좌우의 양 외측을 향하여 분사하는 노즐을 설치해야만 하므로, 노즐을 장착하는 구멍을 가공할 수 있게 되도록, 일방의 강대 폭 방향 외측을 향하여 분사하는 노즐 열 (예를 들어, 도 5 중의 상방향으로 분사 속도 성분을 갖는 노즐 열) 과 타방의 강대 폭 방향 외측을 향하여 분사하는 노즐 열 (예를 들어, 도 5 중의 하방향으로 분사 속도 성분을 갖는 노즐 열) 을 반송 방향으로 교대로 소정 간격 (예를 들어, 25 ㎜) 어긋나게 하여 설치하고, 강대 폭 방향의 일방의 외측을 향하는 속도 성분을 갖는 봉 형상 냉각수를 분사하는 노즐 수와 타방의 외측을 향하는 속도 성분을 갖는 봉 형상 냉각수를 분사하는 노즐 수가 동등해지도록 하고 있다.

또한, 전술한 바와 같이, 도 6 은 상기에 기초하여 상측 노즐 (22a, 22b) 을 배치한 경우의 다른 예를 나타내는 평면도이다. 여기서는, 폭 방향 중앙부에 있어서의 노즐은, 전체 노즐의 20 ％ 만 폭 방향 외측으로 분사하지 않고 외향 각도 (

) 를 0˚ 로 하고, 그 밖의 노즐에 대해서는 일정한 외향 각도 (예를 들어

＝ 20˚) 로 하여 배치한 예이다. 이 경우, 노즐로부터 분사된 봉 형상 냉각수가 강대에 충돌하는 위치가, 폭 중앙부의 외향 각도 (

) ＝ 0˚ 인 노즐과 폭 방향 외측에 배치되어 있는 외향 각도 (

) ＝ 20˚ 인 노즐의 경계선에 있어서의 냉각수의 충돌 위치를 생각하였을 때에, 노즐 헤더측에서 폭 방향으로 등간격으로 노즐을 배치하면, 충돌 위치에서는 폭 방향으로 등간격은 되지 않기 때문에, 충돌 위치에서 등간격이 되도록 노즐 헤더에 있어서 봉 형상 냉각수 분사하는 노즐을 장착하는 위치를 조정해 두는 것이 바람직하다. 또한, 외향각 (

) 을 크게 하면, 보다 적은 수량으로 물기 제거할 수 있게 되지만, 강대 폭 방향 중앙부 부근에서 노즐의 헤더에 대한 장착 밀도가 커진다. 그 때문에, 강대 폭 방향에서 균일한 유량 분포가 얻어지도록, 헤더에 송수하는 펌프의 능력이나 배관 직경 등을 고려하여 외향각 (

) 을 결정하면 된다.

물론, 펌프 능력이나 배관 굵기 등에 여유가 있으면 외향 각도 (

) 는 0˚ 이어도 상관없다.

그리고, 상기와 같은 냉각 설비의 양 외측에는, 방수벽이나 배수구 등을 형성하는 것이 바람직하다. 냉각수가 설비 밖으로 누출되거나, 설비 내에서 비산되어 새로운 체류수가 되거나 하는 것을 방지하기 위해 유효하기 때문이다.

단, 외향각 (

) 이 30˚ 를 초과하는 경우, 냉각수의 비산 방지에 설비 비용이 드는 데다가, 봉 형상 냉각수의 수직 성분이 작아져 냉각 능력이 저하되므로 바람직하지 않다.

또한, 이 실시형태의 냉각 장치 (20) 는, 도 1 에 나타낸 바와 같이, 각 3 개의 상측 헤더 (21a, 21b) 를 갖도록 하고 있는데, 냉각 능력의 관계에서 더욱 설비 길이를 길게 하는 경우에는, 상측 헤더 (21a, 21b) 의 수를 늘려도 상관없고, 또한 냉각 장치 (20) 를 강대 반송 방향으로 복수 대 설치해도 상관없다. 또한, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 상측 헤더 (21a, 21b) 사이에 중간 헤더 (21c) 를 설치할 수도 있고, 그 개수는 몇 개이어도 상관없다. 여기서, 중간 헤더 (21c) 는 반송 방향에 대한 복각 (θ) 을 90˚ 로 하는 것 이외에, 노즐 배치나 외향 각도 (

), 수량 밀도 등은 상측 헤더 (21a, 21b) 와 동일하게 하면 된다.

또한, 그 경우에 상측 헤더 (21a, 21b) 의 개수를 복수로 해도 상관없다.

이와 같이 하여, 이 실시형태에 있어서는, 열연 강대 (10) 의 상방에 2.0 ㎥/㎡·min 이상의 수량 밀도의 봉 형상 냉각수를 분사하는 상측 노즐 (22a, 22b) 을 접속시킨 상측 헤더 (21a, 21b) 를 설치하고, 봉 형상 냉각수 (23a, 23b) 와 열연 강대 (10) 가 이루는 복각 (θ1, θ2) 이 30˚ ∼ 60˚ 이고, 열연 강대 (10) 의 반송 방향에 서로 대향하도록 상측 노즐 (22a, 22b) 을 배치하고, 또한 봉 형상 냉각수를 진행 방향의 속도 성분에 대하여, 강대 폭 방향 외향으로 0 ∼ 35 ％ 정도의 속도 성분을 갖게 하여 분사함으로써, 열연 강대 (10) 의 상면에 냉각수를 공급하도록 하고 있으므로, 열연 강대의 압연 라인에 설치함으로써 강대를 목표 온도까지 높은 냉각 속도로 균일하게 또한 안정적으로 냉각시킬 수 있다. 그 결과, 품질이 높은 강대를 제조할 수 있다.

(제 2 실시형태)

상기의 제 1 실시형태에 있어서, 대향하는 상측 노즐 (22a, 22b) 로부터 분사되는 봉 형상 냉각수 (23a, 23b) 의 속도가 빠른 경우, 예를 들어 10 m/s 이상인 경우에는, 봉 형상 냉각수 (23a, 23b) 는 강대 (10) 에 충돌 후, 서로 부딪쳐 상방으로 비산된다. 이 비산 냉각수가 체류 냉각수 (24) 상에 낙하하면 문제 없지만, 도 11 에 나타내는 바와 같이, 비산 냉각수 (25) 가 비스듬하게 상방으로 비산되어 봉 형상 냉각수 (23a, 23b) 상에 낙하하면, 비산 냉각수 (25) 가 봉 형상 냉각수 (23a, 23b) 사이의 간극으로부터 누출되어, 완전한 물기 제거가 불가능해지는 경우가 있다. 특히, 체류 영역 길이가 200 ㎜ 이내인 경우에 그 문제가 발생하기 쉽다. 또한, 냉각수의 분사 속도가 빠른 경우에는 비산 냉각수 (25) 가 상측 헤더 (21a, 21b) 상을 뛰어넘어 강대 (10) 상에 낙하하는 경우도 있다.

그에 대하여, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 이 제 2 실시형태에 관련된 냉각 장치 (40) 는, 제 1 실시형태의 냉각 장치 (20) 에 있어서 추가로 대향하는 상측 노즐 (22a, 22b) 의 최내측 열의 더욱 내측에 차폐판 (26a, 26b) 을 추가한 것이다. 여기서, 차폐판 (26a, 26b) 은 상측 노즐 (22a, 22b) 로부터 분사되는 봉 형상 냉각수 (23a, 23b) 의 상방을 덮도록 설치하는 것이 바람직하다.

이로써, 비산 냉각수 (25) 가 비스듬하게 상방으로 비산된 경우에도, 낙하하는 비산 냉각수 (25) 는 차폐판 (26a, 26b) 으로 차단되어, 봉 형상 냉각수 (23a, 23b) 상에 낙하하지 않고 체류 냉각수 (24) 상에 낙하하게 된다. 따라서, 적확하게 물기 제거할 수 있게 된다.

또한, 차폐판 (26a, 26b) 은 실린더 (27a, 27b) 에 의해 승강시킬 수 있는 구조로 할 수도 있어, 차폐판 (26a, 26b) 을 필요로 하는 제품 제조시에만 사용하고, 그 이외의 때에는 퇴피 위치로 끌어올려 두는 방법도 있다.

이와 관련하여, 차폐판 (26a, 26b) 을 사용할 때에는, 차폐판 (26a, 26b) 의 최하단이 강대 (10) 의 상면으로부터 300 ∼ 800 ㎜ 상방에 위치하도록 하는 것이 바람직하다. 즉, 강대 (10) 의 상면으로부터 300 ㎜ 이상 상방에 위치하도록 해 두면, 선단 또는 미단에 위로 휘어짐이 발생한 강대가 진입해 와도 충돌하지 않는다. 그러나, 강대 (10) 의 상면으로부터 800 ㎜ 를 초과하여 높게 하면, 비산 냉각수 (25) 를 충분히 차폐할 수 없다.

또한, 도 8 에 있어서의 차폐판 (26a, 26b) 대신에, 도 9 에 나타내는 바와 같이, 가볍고 표면이 매끄러운 차폐막 (28a, 28b) 을 사용하도록 해도 된다. 차폐막 (28a, 28b) 은 통상적으로는 아래로 늘어진 상태로 대기하고 있고, 봉 형상 냉각수 (23a, 23b) 의 분사가 개시되면, 최내측 열의 봉 형상 냉각수에 휘어져 들려 올라간다. 그 때, 봉 형상 냉각수 (23a, 23b) 는 힘차게 분사되므로, 그 흐름이 흐트러지는 경우는 없다.

또한, 전술한 바와 같이, 냉각수의 분사 속도가 빨라 비산 냉각수 (25) 가 상측 헤더 (21a, 21b) 상을 뛰어넘어 강대 (10) 상에 낙하하려고 하는 경우에는, 도 10 에 나타내는 바와 같은, 상측 헤더 (21a) 와 상측 헤더 (21b) 사이의 강대 상방에 위치하는 차폐판 (29) 을 사용해도 된다. 이와 같은 차폐판 (29) 을 사용하면, 상측 헤더 (21a, 21b) 상을 뛰어넘어 강대 (10) 상에 낙하하려고 하는 비산 냉각수를 적확하게 차폐할 수 있다. 게다가, 차폐판 (29) 에 부딪힌 비산 냉각수는 낙하할 때에, 가로 방향으로 비산하려고 하는 비산 냉각수를 끌어들여 함께 체류 냉각수 (24) 상에 낙하하므로 효과적이다.

그리고, 이 제 2 실시형태에 있어서도, 제 1 실시형태에서 설명한 바와 같이, 냉각 종료 온도를 조정하기 위해 상측 헤더 (21a, 21b) 수를 조정하면 된다.

이와 같이 하여, 이 실시형태에 있어서는, 비산 냉각수를 차폐판 등에 의해 적확하게 차폐하도록 하고 있으므로, 보다 더 강대를 목표 온도까지 높은 냉각 속도로 균일하게 또한 안정적으로 냉각시킬 수 있다. 그 결과, 더욱 품질이 높은 강대를 제조할 수 있다.

또한, 상기의 제 1 , 제 2 실시형태에 있어서는 강대 하면 냉각에 대해 설명하고 있지는 않다. 하면 냉각에 대해서는, 원래 강대 상에 체류수가 실려 과냉각이 발생하는 문제는 없기 때문에, 하측 노즐 (31) 에 일반적인 냉각 노즐 (스프레이 노즐, 슬릿 노즐, 원관 노즐) 을 채용해도 상관없다. 경우에 따라서는, 상면 냉각만으로 강대를 냉각시켜도 상관없다.

(제 3 실시형태)

본 발명의 제 3 실시형태로서, 열연 강대의 압연 라인에 상기 제 1 실시형태의 냉각 장치 (20) 혹은 제 2 실시형태의 냉각 장치 (40) 를 설치하여, 열연 강대의 냉각을 실시하는 경우에 대해 서술한다.

도 12 는 일반적인 열연 강대의 설비 열에 도입한 예로, 가열로 (60) 에서 소정의 온도로 가열된 슬래브가 조 압연기 (61) 로 소정의 온도, 소정의 판두께로 압연된 후, 마무리 압연기 (62) 에 의해 소정의 온도, 소정의 판두께까지 압연되고, 그 후 본 발명의 냉각 장치 (51) (냉각 장치 (20), 냉각 장치 (40)) 와 일반적으로 사용되고 있는 냉각 장치 (52) (상면 냉각 : 파이프 래미너 냉각, 하면 냉각 : 스프레이 냉각) 에 의해 소정 온도까지 냉각되고, 코일러 (63) 에 의해 감기도록 되어 있다.

또한, 본 발명의 냉각 장치 (51) 는 상측 헤더 (21a, 21b) 를 각각 3 개씩 구비하고 있는 것으로 한다. 또한, 본 발명의 냉각 장치 (51) 의 출측 (出側) 에는 방사 온도계 (65) 가 장착되어 있다.

그리고, 여기서는 강대 재질의 관점에서, 마무리 압연에 의해 2.8 ㎜ 두께, 820 ℃ 에서 압연을 완료시킨 후, 본 발명의 냉각 장치 (51) 에 의해 650 ℃ 까지 급속 냉각시키고, 그 후 기존의 냉각 장치 (52) 에 의해 550 ℃ 까지 냉각시키는 경우에 대해 설명한다.

먼저, 열연 강대가 냉각 장치 (51) 에 진입하기 전에, 계산기로 소정 온도까지 냉각시키기 위해 필요한 냉각 헤더의 사용 수를 계산하고, 그 수의 냉각 헤더로부터 냉각수를 주입한다.

강대가 냉각 장치 (51) 에 진입한 후, 냉각 장치 (51) 출측의 방사 온도계 (65) 에 의해 온도를 측정하고, 의도하는 온도에 대한 실제 온도의 오차로부터 냉각 장치 (51) 의 주입하는 냉각 헤더의 수를 조정한다.

또한, 열연 강대에서는 조건에 따라 강대를 가속하면서 냉각시키는 경우가 있다. 가속하지 않거나 혹은 가속률이 작은 조건에서는, 강대 선단과 미단에서 주입하는 냉각 헤더의 수를 동일하게 하여 냉각시켜도 상관없지만, 특히 가속율이 높은 경우에 주입하는 냉각 헤더 수가 동일한 상태에서 전체 길이에 걸쳐 냉각시키면, 강대 선단과 미단에서 냉각 장치를 통과하는 시간이 바뀌므로 수랭 시간이 변화되고, 미단일수록 수랭 시간이 짧아지기 때문에 그다지 냉각되지 않게 된다. 이 점에서, 이것을 고려하여 강대 미단이 될수록 주입하는 냉각 헤더 수를 늘려 갈 필요가 있다.

이하에, 냉각 중에 주입하는 냉각 헤더 수를 늘리는 경우의 방식에 대해 설명한다.

먼저, 주입하는 냉각 헤더는, 내측의 냉각 헤더에서부터 순차적으로 외측의 냉각 헤더를 추가해 가는 것이 바람직하다. 이것은, 전술한 바와 같이, 냉각의 안정성에서 체류 영역 길이를 1.5 m 이내로 하는 것이 바람직하다고 설명하였는데, 예를 들어 양방의 최외측 냉각 헤더만으로부터 냉각수를 분사한 경우, 이것을 지킬 수 없게 될 위험성이 있기 때문이다. 따라서, 주입하는 냉각 헤더의 수를 늘리는 경우에는, 내측의 냉각 헤더에서부터 순차적으로 냉각수를 분사해 가면, 체류 영역 길이를 짧은 상태로 할 수 있기 때문이다.

또한, 하류측을 향하여 봉 형상 냉각수를 분사하는 제 1 상측 노즐 (22a) 의 열수와 상류측을 향하여 봉 형상 냉각수를 분사하는 제 2 상측 노즐 (22b) 의 열수는 가능한 한 일치하도록 하는 것이 바람직하다. 그 이유인데, 제 1 상측 노즐 (22a) 과 제 2 상측 노즐 (22b) 은 대향하여 봉 형상 냉각수를 분사하고 있는데, 각각의 노즐로부터 분사되는 봉 형상 냉각수의 운동량이 크게 상이한 경우에는, 운동량이 큰 쪽의 봉 형상 냉각수는 운동량이 작은 쪽의 봉 형상 냉각수를 이겨, 운동량이 작은 노즐군에서는 충분한 막음 효과가 얻어지지 않기 때문이다.

또한, 온도 제어의 관점에서 주입하는 제 1 상측 헤더와 주입하는 제 2 상측 헤더를 동일한 수로 하여 냉각시킬 수 없는 경우에는, 가능한 한 하류측에 설치되어 있는 제 2 상측 헤더 (21b) 의 수를 많게 하여 주입하는 것이 바람직하다. 체류 냉각수는 강대 온도가 낮은 쪽이, 천이 비등이나 핵 비등이 되기 쉬워 온도 불균일의 원인이 되므로, 체류 냉각수가 온도가 높은 쪽으로 누출되는 것이 좋기 때문이다. 그렇다고는 해도, 최대한 체류 냉각수의 유출은 피하는 것이 좋기 때문에, 상측 헤더 (21) 에 장착되는 상측 노즐 (22) 의 열수를 가능한 한 줄여, 가능한 한 제 1 상측 헤더로부터 분사하는 노즐 열수와 제 2 상측 헤더로부터 분사하는 노즐 열수의 차이를 작게 하는 구성으로 하는 것이 바람직하다.

이상과 같은 점을 고려하여, 실제의 냉각 헤더의 주입 순서를 도 13, 14 를 사용하여 설명한다.

도 13 은 본 발명의 냉각 장치로 강대의 상면만 냉각시키는 경우인데, 상기에서 설명한 조건을 만족시키기 위해서는, 먼저 미리 냉각에 필요하다고 예측되는 헤더 수 분량만큼 가장 내측의 냉각 헤더로부터 주입해 두고, 냉각 장치를 강대가 통과하고, 강대 선단부의 온도를 측정한 후, 목표 온도보다 강대 선단 온도가 높은 경우에는 주입하는 냉각 헤더의 수를 많게 한다. 그 때, 내측 및 하류측의 헤더를 우선하고 또한 상류측과 하류측의 주입 헤더 수가 가능한 한 동등해지도록, 도 13 에 ○ 로 둘러싸 나타낸 순서로 냉각수를 분사해 간다. 반대로, 조정 과정에서 목표 온도보다 강대 선단 온도가 낮아진 경우에는 주입하는 냉각 헤더의 수를 줄이는데, 그 경우에는 외측의 냉각 헤더에서부터 순차적으로 주입을 정지시켜 간다. 도 13 중의 ○ 로 둘러싸여져 있는 번호가 큰 쪽의 헤더부터 순서대로 주입을 정지시켜 가면 된다.

또한, 도 14 는 상면과 하면 양방을 냉각시키는 경우이다. 이와 같은 주입을 필요로 하는 것은, 특히 하면 냉각수의 냉각 수량이 많은 경우나 분사 수압이 높은 경우에 적용하는 것이다. 이 경우, 하면에만 냉각수를 분사하면 강대를 들어올리는 힘을 갖기 때문에, 강대가 부상할 위험성이 있고, 라인 밖으로 튀어나오거나 상측 노즐에 충돌하거나 하는 등의 위험성이 있으므로, 통판성 (通板性) 에 문제가 발생한다.

그 때문에, 먼저 상면의 냉각수를 분사하여 강대를 테이블 롤에 누르도록 해 두고, 강대의 통판을 확보한 상태에서 또한 상기에서 설명한 바와 같이 물기 제거성이나 냉각 능력을 안정화시키도록, 냉각 헤더의 주입을 ON-OFF 한다.

이 경우에는, 먼저 미리 냉각에 필요하다고 예측되는 헤더 수 분량만큼, 가장 내측의 상측 헤더 (21a, 21b) 및 하면 헤더로부터 주입해 두고, 냉각 장치를 강대가 통과하고, 강대 선단부의 온도를 측정한 후, 목표 온도보다 강대 선단 온도가 높은 경우에는 주입하는 냉각 헤더의 수를 많게 하는데, 내측 및 하류측의 헤더를 우선하고 또한 상류측과 하류측의 주입 헤더 수가 가능한 한 동등해지도록, 도 14 에 ○ 로 둘러싸 나타내고 있는 순서로 냉각수를 분사해 간다. 이 경우, 하면의 냉각수가 충돌하는 위치와 거의 동일한 위치에 상면의 냉각수를 충돌시키고 또한 상면에 냉각수가 충돌하고 있는 상태에서 하면 냉각수를 주입하는 것이 바람직하고, 이와 같이 상하 동일한 위치에서 냉각수를 충돌시키도록 하여, 강대의 부상을 방지한다. 그 때문에, 도면 중에 나타내는 바와 같이, 상면에 주입하는 헤더를 추가하면, 하면에 주입하는 헤더를 추가하는 것을 반복하여, 전체의 주입 헤더 수의 추가를 실시해 간다. 반대로, 조정 과정에서 목표 온도보다 강대 선단 온도가 낮아진 경우에는 주입하는 냉각 헤더의 수를 줄이는데, 그 경우에는 외측의 냉각 헤더에서부터 순차적으로 주입을 정지시켜 간다. 도 14 중의 ○ 로 둘러싸여져 있는 번호가 큰 헤더 쪽부터 순서대로 주입을 정지시켜 가면 된다.

판 두께가 매우 얇은 것 (예를 들어, 1.2 ㎜) 등에서는, 본 발명의 냉각 장치로는 선단의 통판이 불안정해지는 경우도 있다. 이것은, 많은 수량을 강대에 투입하기 때문에 냉각수가 저항이 되어 강대 선단의 속도가 저하되지만, 압연기로부터는 일정한 속도로 밀어 넣어지기 때문에, 판이 축 늘어져 루프 등이 발생할 위험도 있다. 그러한 경우에는, 강대 선단만 주입 헤더 수를 줄이거나, 또한 냉각 수량을 줄이거나, 또한 냉각수를 정지시켜 두거나 하는 처치를 하여, 강대 선단이 냉각 장치를 통과하고 나서 소정의 냉각 수량이나 헤더 수로 냉각시키는 방법도 있다.

또한, 각 상측 헤더로부터의 냉각수의 ON-OFF (주입-정지) 는 신속하게 실시되는 것이 좋다. 특히, 냉각수를 OFF 하는 경우에는, 헤더 상류에 장착되어 있는 밸브를 폐지 (閉止) 해도, 상측 헤더 내에 가득 차 있는 물이 노즐로부터 누출되는 경우도 있다. 이 물은 강대 상에서 체류수가 되어 과냉각의 원인이 되는 경우가 있다. 그 때문에, 예를 들어 노즐에 체크 밸브를 장착하거나, 헤더에 배수 밸브 등을 장착하고 냉각수 정지시에 배수 밸브를 열어 헤더 내의 물을 신속하게 배출하거나 하는 등의 쪽이 바람직하다.

그리고, 상기에서는 도 12 와 같이, 마무리 압연기 출측에 설치된 본 발명의 냉각 장치 (51) 로 냉각시킨 후, 기존의 냉각 장치 (52) 로 냉각시키는 경우에 대해 설명하였지만, 도 16 과 같이, 기존의 냉각 장치 (52a, 52b) 사이에 본 발명의 냉각 장치 (51b) 를 설치하는 경우나, 기존 냉각 장치 (52b) 의 하류측에 본 발명의 냉각 장치 (51c) 를 설치하는 경우도 있다. 또한, 마무리 압연기와 기존의 냉각 장치 (52a) 사이에 본 발명의 냉각 장치 (51a) 를 설치하는 경우도 포함하여, 상기의 모든 위치에 본 발명의 냉각 장치 (51) 를 설치해도 상관없다. 또한, 본 발명의 냉각 장치 (51) 만으로 냉각시켜도 상관없다.

또한, 도 17 에 나타내는 바와 같이, 조 압연기 (61) 와 마무리 압연기 (62) 사이에 본 발명의 냉각 장치 (51) 를 설치하는 등, 열연 강대를 제조하는 라인에 있어서는 가능한 모든 위치에 본 발명의 냉각 장치 (51) 를 설치해도 상관없다.

실시예

실시예 1

실시예 1 로서, 도 18, 도 19, 도 20 에 나타내는 바와 같이, 마무리 압연기 (62) 출측에 본 발명의 냉각 장치 (51) 등을 설치하여 열연 강대를 제조하였다. 그 때의 제조 조건은, 두께 240 ㎜ 의 슬래브를 가열로 (60) 에서 1200 ℃ 까지 가열한 후, 조 압연기 (61) 에 의해 35 ㎜ 까지 압연하고, 다시 마무리 압연기 (62) 에 의해 마무리 압연 완료 온도 850 ℃ 에서 3.2 ㎜ 까지 압연한 후, 냉각 장치에 의해 450 ℃ 까지 냉각시키고, 코일러 (63) 로 감도록 하였다.

그리고, 이하에 서술하겠지만, 도 18, 도 19 와 같이, 본 발명의 냉각 장치 (51) (제 1 실시형태의 냉각 장치 (20), 제 2 실시형태의 냉각 장치 (40)) 를 설치하여 마무리 압연 후의 강대를 냉각시킨 경우를 본 발명예 1 ∼ 5 로 하고, 도 20 과 같이, 본 발명의 냉각 장치 (51) 를 설치하지 않고 기존의 냉각 장치 (52) 등으로 마무리 압연 후의 강대를 냉각시킨 경우를 비교예 1 ∼ 3 으로 하였다.

(본 발명예 1)

본 발명예 1 로서, 도 18 에 나타내는 바와 같이, 마무리 압연기 (62) 출측에 본 발명의 냉각 장치 (51) 를 배치하고, 그 본 발명의 냉각 장치 (51) 에 의해 850 ℃ 에서 마무리 압연을 완료시킨 강대를 450 ℃ 까지 냉각시켰다.

그 때, 본 발명의 냉각 장치 (51) 로는 제 1 실시형태의 냉각 장치 (20) 를 사용하고, 반송 방향의 복각 (θ) 을 45˚ 로 한 상측 헤더 (21a, 21b) 를 각각 10 개 (합계 20 개) 배치하고, 하면 냉각에 대해서는 스프레이 냉각 헤더를 상측 헤더와 쌍이 되도록 20 개 배치하였다. 상측 헤더 (21) 의 노즐 배치는, 전술한 도 5 와 같이, 원관 노즐 (22) (내경 8 ㎜) 을 폭 방향의 장착 피치 70 ㎜ 이고, 동일한 외향 각도 (

＝ 20˚) 로 폭 방향 외측으로 경사시키고, 각 상측 헤더 (21) 에 원관 노즐 (22) 을 강판 반송 방향으로 4 열 장착하고, 봉 형상 냉각수의 분사 속도를 8 m/s 로 하였다. 또한, 상측 노즐 (22) 은 테이블 롤에서 1200 ㎜ 의 높이 위치에 설치하였다. 이 때의 냉각 수량 밀도는 상하 모두 3 ㎥/㎡·min 였다.

그리고, 압연 속도를 550 mpm 으로 일정하게 하고 또한 냉각 장치 (51) 에 진입하기 전의 강대 온도는 일정해지도록 조정하고 있고, 냉각수를 주입하는 헤더에 대해서는 미리 설정해 둔 수만큼 내측의 헤더부터 우선적으로 주입하고, 강대를 냉각시키고 있는 도중에 주입 헤더의 수는 변경하지 않았다.

(본 발명예 2)

본 발명예 2 로서, 도 18 에 나타내는 바와 같이, 마무리 압연기 (62) 출측에 본 발명의 냉각 장치 (51) 를 배치하고, 그 본 발명의 냉각 장치 (51) 에 의해 850 ℃ 에서 마무리 압연을 완료시킨 강대를 450 ℃ 까지 냉각시켰다.

이 본 발명예 2 는, 상기의 본 발명예 1 과 거의 동일하지만, 강대를 냉각시키고 있는 도중에 냉각 장치 (51) 출측에 설치되어 있는 온도계 (65) 로 측정한 온도와 목표로 하는 온도에 차이가 있는 경우에는, 이것을 수정하기 위해 주입 헤더의 수를 변경하였다.

(본 발명예 3)

본 발명예 3 으로서, 도 19 에 나타내는 바와 같이, 마무리 압연기 (62) 출측에 기존의 냉각 장치 (52) 와 본 발명의 냉각 장치 (51) 를 배치하고, 기존의 냉각 장치 (52) 에 의해 850 ℃ 에서 마무리 압연을 완료시킨 강대를 600 ℃ 까지 냉각시킨 후, 본 발명의 냉각 장치 (51) 에 의해 450 ℃ 까지 냉각시켰다.

그 때, 기존의 냉각 장치 (52) 는, 상면 냉각이 헤어핀 래미너 냉각, 하면 냉각이 스프레이 냉각이고, 냉각 수량 밀도는 0.7 ㎥/㎡·min 였다.

한편, 본 발명의 냉각 장치 (51) 로는 제 1 실시형태의 냉각 장치 (20) 를 사용하고, 반송 방향의 복각 (θ) 을 45˚ 로 한 상측 헤더 (21a, 21b) 를 각각 10 개 (합계 20 개) 배치하고, 하면 냉각에 대해서는 스프레이 냉각 헤더를 상측 헤더와 쌍이 되도록 20 개 배치하였다. 상측 헤더 (21) 의 노즐 배치는, 원관 노즐 (22) (내경 8 ㎜) 을 폭 방향의 장착 피치를 70 ㎜ 로 하고, 폭 방향 외측으로 경사시키지 않고 (

＝ 0˚), 각 상측 헤더 (21) 에 원관 노즐 (22) 을 강판 반송 방향으로 4 열 장착하고, 봉 형상 냉각수의 분사 속도를 8 m/s 로 하였다. 또한, 상측 노즐 (22) 은 테이블 롤에서 1200 ㎜ 의 높이 위치에 설치하였다. 이 때의 냉각 수량 밀도는 상하 모두 3 ㎥/㎡·min 였다.

그리고, 압연 속도를 550 mpm 으로 일정하게 하고 또한 냉각 장치 (51) 에 진입하기 전의 강대 온도는 일정해지도록 조정하고 있고, 냉각수를 주입하는 헤더에 대해서는 미리 설정해 둔 수만큼 내측의 헤더부터 우선적으로 주입하고, 강대를 냉각시키고 있는 도중에 냉각 장치 (51) 출측에 설치되어 있는 온도계 (65) 로 측정한 온도와 목표로 하는 온도에 차이가 있는 경우에는, 이것을 수정하기 위해 주입 헤더의 수를 변경하였다.

(본 발명예 4)

본 발명예 4 로서, 도 18 에 나타내는 바와 같이, 마무리 압연기 (62) 출측에 본 발명의 냉각 장치 (51) 를 배치하고, 그 본 발명의 냉각 장치 (51) 에 의해 850 ℃ 에서 마무리 압연을 완료시킨 강대를 450 ℃ 까지 냉각시켰다.

그 때, 본 발명의 냉각 장치 (51) 로는 차폐판 (26) 을 구비한 제 2 실시형태의 냉각 장치 (40) 를 사용하고, 반송 방향의 복각 (θ) 을 50˚ 로 한 상측 헤더 (21a, 21b) 를 각각 10 개 (합계 20 개) 배치하고, 하면 냉각에 대해서는 스프레이 냉각 헤더를 상측 헤더와 쌍이 되도록 20 개 배치하였다. 상측 헤더 (21) 의 노즐 배치는, 전술한 도 4 와 같이, 원관 노즐 (22) (내경 8 ㎜) 을 폭 방향의 장착 피치 100 ㎜ 이고, 폭 중앙부에서는 외향 각도 (

) 를 0˚ 로 하고, 폭 단부를 향함에 따라 서서히 외향 각도를 부여해 가, 폭 최단부에서는 외향각 (

) 이 10˚ 가 되도록 하여 폭 방향 외측으로 경사시키고, 각 상측 헤더 (21) 에 원관 노즐 (22) 을 강판 반송 방향으로 4 열 장착하고, 봉 형상 냉각수의 분사 속도를 8 m/s 로 하였다. 또한, 상측 노즐 (22) 은 테이블 롤에서 1200 ㎜ 의 높이 위치에 설치하였다. 이 때의 냉각 수량 밀도는 상하 모두 3 ㎥/㎡·min 였다.

(본 발명예 5)

본 발명예 5 로서, 도 19 에 나타내는 바와 같이, 마무리 압연기 (62) 출측에 기존의 냉각 장치 (52) 와 본 발명의 냉각 장치 (51) 를 배치하고, 기존의 냉각 장치 (52) 에 의해 850 ℃ 에서 마무리 압연을 완료시킨 강대를 600 ℃ 까지 냉각시킨 후, 본 발명의 냉각 장치 (51) 에 의해 450 ℃ 까지 냉각시켰다.

그 때, 기존의 냉각 장치 (52) 는, 상면 냉각이 헤어핀 래미너 냉각, 하면 냉각이 스프레이 냉각이며, 냉각 수량 밀도는 0.7 ㎥/㎡·min 였다.

한편, 본 발명의 냉각 장치 (51) 로는 차폐막 (28) 을 구비한 제 2 실시형태의 냉각 장치 (40) 를 사용하고, 반송 방향의 복각 (θ) 을 50˚ 로 한 상측 헤더 (21a, 21b) 를 각각 10 개 (합계 20 개) 배치하고, 하면 냉각에 대해서는 스프레이 냉각 헤더를 상측 헤더와 쌍이 되도록 20 개 배치하였다. 상측 헤더 (21) 의 노즐 배치는, 전술한 도 4 와 같이, 원관 노즐 (22) (내경 8 ㎜) 을 폭 방향의 장착 피치 100 ㎜ 이고, 폭 중앙부에서는 외향 각도 (

) 이 25˚ 가 되도록 하여 폭 방향 외측으로 경사시키고, 각 상측 헤더 (21) 에 원관 노즐 (22) 을 강판 반송 방향으로 4 열 장착하고, 봉 형상 냉각수의 분사 속도를 8 m/s 로 하였다. 또한, 상측 노즐 (22) 은 테이블 롤에서 1200 ㎜ 의 높이 위치에 설치하였다. 이 때의 냉각 수량 밀도는 상하 모두 3 ㎥/㎡·min 였다.

(비교예 1)

비교예 1 로서, 도 20 에 나타내는 바와 같이, 마무리 압연기 (62) 출측에 기존의 냉각 장치 (52) 를 배치하고, 그 기존의 냉각 장치 (52) 에 의해 850 ℃ 에서 마무리 압연을 완료시킨 강대를 450 ℃ 까지 냉각시켰다.

여기서, 기존의 냉각 장치 (52) 는, 상면 냉각이 헤어핀 래미너 냉각, 하면 냉각이 스프레이 냉각이며, 냉각 수량 밀도는 0.7 ㎥/㎡·min 이다. 또한, 냉각 노즐에서 테이블 롤까지의 거리는 1200 ㎜ 로 하였다.

그리고, 압연 속도를 550 mpm 으로 일정하게 하고 또한 냉각 장치 (51) 에 진입하기 전의 강대 온도는 일정해지도록 조정하고 있고, 냉각수를 주입하는 헤더에 대해서는 미리 설정해 둔 헤더 수로 주입하고, 강대를 냉각시키고 있는 도중에 냉각 장치 (51) 출측에 설치되어 있는 온도계 (65) 로 측정한 온도와 목표로 하는 온도에 차이가 있는 경우에는, 이것을 수정하기 위해 주입 헤더의 수를 변경하였다.

(비교예 2)

비교예 2 로서, 도 20 에 있어서, 기존의 냉각 장치 (52) 대신에 특허 문헌 1 에 기재된 냉각 장치를 배치하고, 그 냉각 장치에 의해 850 ℃ 에서 마무리 압연을 완료시킨 강대를 450 ℃ 까지 냉각시켰다.

특허 문헌 1 에 기재된 냉각 장치는, 반송 방향에 대하여 대향하여 배열된 슬릿 노즐 유닛 (슬릿 노즐의 갭은 5 ㎜) 으로부터 냉각수를 분사함과 함께, 슬릿 노즐 유닛에 승강 기구에 의해 노즐에서 테이블 롤까지의 거리가 소정의 값 (여기서는, 100 ㎜) 이 되도록 승강시키는 것이다. 냉각 수량 밀도는, 본 발명예 1 ∼ 5 와 동일하게 3 ㎥/㎡·min 으로 하였다.

그리고, 압연 속도를 550 mpm 으로 일정하게 하고 또한 냉각 장치에 진입하기 전의 강대 온도는 일정해지도록 조정하고 있고, 냉각수를 주입하는 헤더에 대해서는 미리 설정해 둔 헤더 수로 주입하고, 강대를 냉각시키고 있는 도중에 냉각 장치 출측에 설치되어 있는 온도계 (65) 로 측정한 온도와 목표로 하는 온도에 차이가 있는 경우에는, 이것을 수정하기 위해 주입 헤더의 수를 변경하였다.

(비교예 3)

비교예 3 으로서, 도 20 에 있어서, 기존의 냉각 장치 (52) 대신에 특허 문헌 2 에 기재된 냉각 장치를 배치하고, 그 냉각 장치에 의해 850 ℃ 에서 마무리 압연을 완료시킨 강대를 450 ℃ 까지 냉각시켰다.

특허 문헌 2 에 기재된 냉각 장치는, 반송 방향에 대하여 대향하여 배열된 슬릿 노즐 유닛 (슬릿 노즐의 갭은 5 ㎜) 으로부터 냉각수를 분사함과 함께, 노즐 상방에는 칸막이판을 장착하는 것이다. 여기서는, 노즐에서 테이블 롤까지의 거리를 150 ㎜ 로 하고, 칸막이판에서 테이블 롤까지의 거리를 400 ㎜ 로 하였다. 냉각 수량 밀도는, 본 발명예 1 ∼ 5 와 동일하게 3 ㎥/㎡·min 으로 하였다.

여기서, 지금까지 기재한 마무리 압연 후의 냉각에 대해서는, 냉각 후의 강대 온도와 재질 특성인 인장 강도는 거의 대응하고 있는 것을 사전에 확인하였고, 그 결과로부터 냉각 후의 온도 편차의 허용값은 50 ℃ 이고, 이보다 온도 편차가 크면 재질 편차가 지나치게 커져 상품 출하를 할 수 없게 된다.

따라서, 본 발명예 1 ∼ 5, 비교예 1 ∼ 3 의 평가에 대해서는, 냉각 후의 강대 온도를 방사 온도계에 의해 측정하고, 그 때의 온도 편차에 의해 평가하는 것으로 하였다. 그 결과를 표 2 에 나타낸다.

먼저, 기존의 냉각 장치 (52) 에 의해 냉각시킨 비교예 1 의 경우에는, 테이블 롤과 냉각 장치의 거리를 1200 ㎜ 로 높게 하였기 때문에, 열연 강대가 냉각 장치에 충돌하는 것과 같은 문제 등은 발생하지 않았지만, 냉각 후의 온도 편차가 120 ℃ 로 컸기 때문에, 강도 등의 재질 편차가 커서 제품 출하 불능이었다. 이것은, 상면 냉각 장치로부터 분사된 냉각수가 장시간 강대 상에 실린 채로 코일러까지 반송되었기 때문에, 체류수가 존재하는 곳만 냉각되었기 때문이다. 이것을 개선하기 위해 냉각 장치 출측에 있는 온도계에 의해 오차 수정을 실시하고 있는데, 강대의 일부에 국소적인 온도 불균일이 발생하고 있기 때문에, 주입 헤더 수의 변경에 대한 피드백이 시간에 맞지 않아 완전히 잘 조정할 수 없었기 때문에, 온도 편차는 큰 상태로 되어 있다.

또한, 특허 문헌 1 과 같이 슬릿 노즐을 대향시켜 냉각수를 분사한 비교예 2의 경우에는, 마무리 압연을 한 후 코일러까지 반송하는 과정에서, 열연 강대가 200 ∼ 300 ㎜ 정도 튀어올라 냉각 장치에 충돌하는 것과 같은 문제가 다발하였다. 한편, 냉각 노즐에 열연 강대가 충돌하지 않은 것에 대해 냉각 후의 온도 편차를 조사하면, 40 ℃ 로 목표로 하는 냉각 후의 허용 온도 편차인 50 ℃ 이내가 되어, 강도 등의 재질 편차는 작았다. 이 경우, 통판이 잘 진행된 것에서는, 슬릿 노즐을 대향 분사시켰기 때문에 강대 상의 체류수가 존재하지 않았으므로, 비교적 온도 편차는 작았지만, 이후에 설명하는 본 발명예 1 ∼ 5 보다 온도 편차는 컸다. 또한, 이후에 냉각 노즐을 조사한 결과, 군데군데 이물질이 있고, 또한 슬릿 갭은 ± 2 ㎜ 정도 편차가 있었다. 슬릿 갭의 편차는 열 변형으로 생각된다. 이 때문에, 냉각 장치의 폭 방향에서 분사 유량이 고르지 않아, 온도 편차가 약간 커진 것으로 생각된다.

또한, 특허 문헌 2 와 같이 슬릿 노즐을 대향시켜 냉각수를 분사한 비교예 3 의 경우에는, 마무리 압연을 한 후 코일러까지 반송하는 과정에서, 열연 강대가 200 ∼ 300 ㎜ 정도 튀어올라 냉각 노즐에 충돌하는 것과 같은 문제가 다발하였다. 한편, 냉각 노즐에 열연 강대가 충돌하지 않은 것에 대해 냉각 후의 온도 편차를 조사하면, 50 ℃ 로 목표로 하는 냉각 후의 허용 온도 편차인 50 ℃ 이내가 되어, 강도 등의 재질 편차는 작았다. 이 경우, 통판이 잘 진행된 것에서는, 슬릿 노즐을 대향 분사시켰기 때문에 강대 상의 체류수가 존재하지 않았으므로, 비교적 온도 편차는 작았지만, 이후에 설명하는 본 발명예 1 ∼ 5 보다 온도 편차가 컸다. 또한, 이후에 냉각 노즐을 조사한 결과, 군데군데 이물질이 있고, 또한 슬릿 갭은 ± 3 ㎜ 정도 편차가 있었다. 슬릿 갭의 편차는 열 변형으로 생각된다. 이 때문에, 냉각 장치의 폭 방향에서 분사 유량이 고르지 않아, 온도 편차가 약간 커진 것으로 생각된다.

이에 대하여, 본 발명예 1 에서는, 테이블 롤과 냉각 장치의 거리를 1200 ㎜ 로 높게 하였기 때문에, 열연 강대가 냉각 장치에 충돌하는 것과 같은 문제 등은 발생하지 않았다. 또한, 냉각 후의 온도 편차가 15 ℃ 로 작아, 강도 등의 재질 편차는 거의 발생하지 않았다. 이것은, 봉 형상 냉각수를 대향 분사하였기 때문에, 체류수가 강대에 실리지 않고 냉각되었기 때문인 것으로 생각된다.

또한, 본 발명예 2 에서는, 본 발명예 1 과 동일하게, 테이블 롤과 냉각 장치의 거리를 1200 ㎜ 로 높게 하였기 때문에, 열연 강대가 냉각 장치에 충돌하는 것과 같은 문제 등은 발생하지 않았다. 또한, 냉각 후의 온도 편차가 7 ℃ 로 본 발명예 1 보다 작아, 강도 등의 재질 편차는 거의 발생하지 않았다. 이것은, 봉 형상 냉각수를 대향 분사하였기 때문에, 체류수가 강대에 실리지 않고 냉각된 것에 추가하여, 온도계에 의해 계측된 온도에 의해 오차를 수정하기 위해 주입 헤더 수를 적시 변경하였기 때문인 것으로 생각된다.

또한, 본 발명예 3 에서는, 테이블 롤과 냉각 장치의 거리를 1200 ㎜ 로 높게 하였기 때문에, 열연 강대가 냉각 장치에 충돌하는 것과 같은 문제 등은 발생하지 않았다. 또한, 온도 편차는 20 ℃ 로 본 발명예 1 과 동일한 정도였다. 냉각 전반 (前半) 에 기존의 냉각 장치로 냉각시켰을 때에, 강대 상에 체류수가 실렸기 때문에 그 시점에서 약간 온도 편차가 커졌지만, 그 후 바로 본 발명의 냉각 장치로 냉각시켰기 때문에 체류수의 체류 시간이 꽤 짧아진 점과, 온도계에 의해 계측된 온도에 의해 오차를 수정하기 위해 주입 헤더 수를 적시 변경한 점에서 온도 편차를 작게 하는 효과가 맞물림으로써, 본 발명예 1 과 동일한 정도의 온도 편차가 된 것으로 생각된다.

또한, 본 발명예 4 에서는, 테이블 롤과 냉각 장치의 거리를 1200 ㎜ 로 높게 하였기 때문에, 열연 강대가 냉각 장치에 충돌하는 것과 같은 문제 등은 발생하지 않았다. 또한, 냉각 후의 온도 편차가 5 ℃ 로 작아, 강도 등의 재질 편차는 거의 발생하지 않았다. 이것은, 봉 형상 냉각수를 대향 분사하였기 때문에, 체류수가 강대에 실리지 않고 냉각되었기 때문인 것으로 생각된다. 본 발명예 1 보다 온도 편차가 양호한 것은, 차폐판을 설치함으로써 비산 냉각수를 적절히 차폐할 수 있었던 것에 추가하여, 온도계에 의해 계측된 온도에 의해 오차를 수정하기 위해 주입 헤더 수를 적시 변경하였기 때문인 것으로 생각된다.

또한, 본 발명예 5 에서는, 테이블 롤과 냉각 장치의 거리를 1200 ㎜ 로 높게 하였기 때문에, 열연 강대가 냉각 장치에 충돌하는 것과 같은 문제 등은 발생하지 않았다. 또한, 냉각 후의 온도 편차가 13 ℃ 로 작아, 강도 등의 재질 편차는 거의 발생하지 않았다. 이것은, 봉 형상 냉각수를 대향 분사하였기 때문에, 체류수가 강대에 실리지 않고 냉각되었기 때문인 것으로 생각된다. 냉각 후의 온도 편차가 본 발명예 1 보다 양호한 것은, 차폐막을 설치함으로써 비산 냉각수를 적절히 차폐할 수 있었던 것에 추가하여, 온도계에 의해 계측된 온도에 의해 오차를 수정하기 위해 주입 헤더 수를 적시 변경하였기 때문인 것으로 생각된다. 또한, 본 발명예 2, 4 보다 약간 온도 편차가 있는 것은, 냉각 전반에 기존의 냉각 장치로 냉각시켰을 때에 강대 상에 체류수가 발생하였기 때문이고, 그 후 바로 본 발명의 냉각 장치로 냉각시켰기 때문에 체류수의 체류 시간이 꽤 짧아져, 약간의 온도 편차로 된 것으로 생각된다.

이상에 나타낸 바와 같이, 본 발명을 마무리 압연 후의 열연 강대의 냉각에 사용함으로써, 열연 강대가 상측 헤더나 상측 노즐에 충돌하지도 않고, 또한 노즐에 열 변형이나 이물질 막힘도 없고, 또 강대 상에서 냉각수가 적절히 물기 제거되므로, 균일한 냉각이 가능해진다는 것이 확인되었다.

실시예 2

실시예 2 로서, 도 21, 도 22 에 나타내는 바와 같이, 조 압연기 (61) 와 마무리 압연기 (62) 사이에 본 발명의 냉각 장치 (51) 등을 설치하여 열연 강대를 제조하였다.

그 때의 제조 조건은, 두께 240 ㎜ 의 슬래브를 가열로 (60) 에서 1200 ℃ 까지 가열하고, 조 압연기 (61) 에 의해 조 압연 완료 온도 1100 ℃ 에서 35 ㎜ 까지 압연한 후, 냉각 장치에 의해 1000 ℃ 까지 냉각시키고, 다시 마무리 압연기 (62) 에 의해 3.2 ㎜ 까지 압연한 후, 냉각 장치에 의해 소정 온도까지 냉각시키고, 코일러 (63) 로 감도록 하였다.

그리고, 이하에 서술하겠지만, 도 21 과 같이, 본 발명의 냉각 장치 (51) (제 1 실시형태의 냉각 장치 (20), 제 2 실시형태의 냉각 장치 (40)) 를 설치하여 조 압연 후의 강대를 냉각시킨 경우를 본 발명예 6, 7 로 하고, 도 22 와 같이, 본 발명의 냉각 장치 (51) 를 설치하지 않고 기존의 냉각 장치 (52) 로 조 압연 후의 강대를 냉각시킨 경우를 비교예 4 로 하였다.

(본 발명예 6)

본 발명예 6 으로서, 도 21 에 나타내는 바와 같이, 조 압연기 (61) 와 마무리 압연기 (62) 사이에 본 발명의 냉각 장치 (51) 를 배치하고, 그 본 발명의 냉각 장치 (51) 에 의해 1100 ℃ 에서 조 압연을 완료시킨 강대를 1000 ℃ 까지 냉각시켰다.

그 때, 본 발명의 냉각 장치 (51) 로는 제 1 실시형태의 냉각 장치 (20) 를 사용하고, 반송 방향의 복각 (θ) 을 50˚ 로 한 상측 헤더 (21a, 21b) 를 각각 10 개 (합계 20 개) 배치하고, 하면 냉각에 대해서는 스프레이 냉각 헤더를 상측 헤더와 쌍이 되도록 20 개 배치하였다. 상측 헤더 (21) 의 노즐 배치는, 전술한 도 5 와 같이, 원관 노즐 (22) (내경 8 ㎜) 을 폭 방향의 장착 피치 60 ㎜ 이고, 동일한 외향 각도 (

＝ 5˚) 로 폭 방향 외측으로 경사시키고, 각 상측 헤더 (21) 에 원관 노즐 (22) 을 강판 반송 방향으로 4 열 장착하고, 봉 형상 냉각수의 분사 속도를 8 m/s 로 하였다. 또한, 상측 노즐 (22) 은 테이블 롤에서 1200 ㎜ 의 높이 위치에 설치하였다. 이 때의 냉각 수량 밀도는 상하 모두 3 ㎥/㎡·min 였다.

그리고, 압연 속도를 250 mpm 으로 일정하게 하고 또한 냉각 장치 (51) 에 진입하기 전의 강대 온도는 일정해지도록 조정하고 있고, 냉각수를 주입하는 헤더에 대해서는 미리 설정해 둔 수만큼 내측의 헤더부터 우선적으로 주입하고, 강대를 냉각시키고 있는 도중에 주입 헤더의 수는 변경하지 않았다.

(본 발명예 7)

본 발명예 7 로서, 도 21 에 나타내는 바와 같이, 조 압연기 (61) 와 마무리 압연기 (62) 사이에 본 발명의 냉각 장치 (51) 를 배치하고, 그 본 발명의 냉각 장치 (51) 에 의해 1100 ℃ 에서 조 압연을 완료시킨 강대를 1000 ℃ 까지 냉각시켰다.

그 때, 본 발명의 냉각 장치 (51) 로는 차폐판 (26) 을 구비한 제 2 실시형태의 냉각 장치 (40) 를 사용하고, 반송 방향의 복각 (θ) 을 45˚ 로 한 상측 헤더 (21a, 21b) 를 각각 10 개 (합계 20 개) 배치하고, 하면 냉각에 대해서는 스프레이 냉각 헤더를 상측 헤더와 쌍이 되도록 20 개 배치하였다. 상측 헤더 (21) 의 노즐 배치는, 전술한 도 5 와 같이, 원관 노즐 (22) (내경 8 ㎜) 을 폭 방향의 장착 피치 60 ㎜ 이고, 동일한 외향 각도 (

＝ 15°) 로 폭 방향 외측으로 경사시키고, 각 상측 헤더 (21) 에 원관 노즐 (22) 을 강판 반송 방향으로 4 열 장착하고, 봉 형상 냉각수의 분사 속도를 8 m/s 로 하였다. 또한, 상측 노즐 (22) 은 테이블 롤에서 1200 ㎜ 의 높이 위치에 설치하였다. 이 때의 냉각 수량 밀도는 상하 모두 3 ㎥/㎡·min 였다.

(비교예 4)

비교예 4 로서, 도 22 에 나타내는 바와 같이, 조 압연기 (61) 와 마무리 압연기 (62) 사이에 기존의 냉각 장치 (52) 를 배치하고, 그 기존의 냉각 장치 (52) 에 의해 1100 ℃ 에서 조 압연을 완료시킨 강대를 1000 ℃ 까지 냉각시켰다.

여기서, 기존의 냉각 장치 (52) 는, 상면 냉각이 헤어핀 래미너 냉각, 하면 냉각이 스프레이 냉각이며, 냉각 수량 밀도는 0.7 ㎥/㎡·min 이다. 또한, 냉각 노즐에서 테이블 롤까지의 거리는 1200 ㎜ 로 하였다. 그리고, 압연 속도를 250 mpm 으로 일정하게 하고 또한 냉각 장치 (52) 에 진입하기 전의 강대 온도는 일정해지도록 조정하고 있고, 냉각수를 주입하는 헤더에 대해서는 미리 설정해 둔 수만큼 주입하고, 강대를 냉각시키고 있는 도중에 주입 헤더의 수는 변경하지 않았다.

여기서, 지금까지 기재한 조 압연 후의 냉각에 대해서는, 마무리 압연 후의 강대 온도나 표면 흠집 발생을 억제하는 관점에서, 마무리 압연기 입측 온도는 1000 ℃, 온도 편차는 20 ℃ 이내로 할 필요가 있다.

따라서, 본 발명예 6, 7 및 비교예 4 의 평가에 대해서는, 냉각 후의 마무리 압연기 입측에서의 강대 온도를 방사 온도계에 의해 측정하고, 그 때의 온도 편차에 의해 평가하는 것으로 하였다. 그 결과를 표 3 에 나타낸다.

먼저, 기존의 냉각 장치 (52) 에 의해 냉각시킨 비교예 4 의 경우에는, 테이블 롤과 냉각 장치의 거리를 1200 ㎜ 로 높게 하였기 때문에, 열연 강대가 냉각 장치에 충돌하는 것과 같은 문제 등은 발생하지 않았지만, 냉각 후의 마무리 압연기 입측에서의 온도 편차가 50 ℃ 로 컸다. 그 결과, 마무리 압연 후의 강대 온도에 편차가 발생하였다. 이것은, 강대 상면에 분사된 냉각수가 장시간 강대 상에 실린 채로 마무리 압연기 입측까지 반송되었기 때문에, 그 체류수가 있는 부분만 냉각되었기 때문이다.

이에 대하여, 본 발명예 6 에서는, 테이블 롤과 냉각 장치의 거리를 1200 ㎜ 로 높게 하였기 때문에, 열연 강대가 냉각 장치에 충돌하는 것과 같은 문제 등은 발생하지 않았다. 또한, 냉각 후의 마무리 압연기 입측에서의 온도 편차가 17 ℃ 로 작았다. 이것은, 봉 형상 냉각수를 대향 분사하였기 때문에, 체류수가 강대에 실리지 않고 냉각되었기 때문인 것으로 생각된다.

또한, 본 발명예 7 에서는, 테이블 롤과 냉각 장치의 거리를 1200 ㎜ 로 높게 하였기 때문에, 열연 강대가 냉각 장치에 충돌하는 것과 같은 문제 등은 발생하지 않았다. 또한, 냉각 후의 마무리 압연기 입측에서의 온도 편차가 7 ℃ 로 작았다. 이것은, 봉 형상 냉각수를 대향 분사하였기 때문에, 체류수가 강대에 실리지 않고 냉각되었기 때문인 것으로 생각된다. 또한, 본 발명예 6 보다 온도 편차는 양호하였지만, 이것은 차폐판을 설치함으로써 비산 냉각수를 적절히 차폐할 수 있었기 때문인 것으로 생각된다.

이상에 나타낸 바와 같이, 본 발명을 조 압연 후의 열연 강대의 냉각에 사용함으로써, 열연 강대가 상측 헤더나 상측 노즐에 충돌하지도 않고, 또한 노즐에 열 변형이나 이물질 막힘도 없고, 또 강대 상에서 냉각수가 적절히 물기 제거되므로, 균일한 냉각이 가능해진다는 것이 확인되었다.

실시예 3

실시예 3 으로서, 마무리 압연 후의 열연 강대를 가속하면서 코일러로 감는 경우의 냉각에 대해, 본 발명의 냉각 장치를 사용하여 마무리 압연 후의 열연 강대를 냉각시켰다.

(본 발명예 8)

본 발명예 8 로서, 도 23 에 나타내는 바와 같이, 마무리 압연기 (62) 출측에 본 발명의 냉각 장치 (51) 를 설치하고, 그 냉각 장치 (51) 를 사용하여, 가속하면서 코일러 (63) 로 감기는 열연 강대를 냉각시켰다.

제조 조건은, 두께 240 ㎜ 의 슬래브를 가열로 (60) 에서 1200 ℃ 까지 가열한 후, 조 압연기 (61) 에 의해 35 ㎜ 까지 압연하고, 다시 마무리 압연기군 (62) 에 의해 마무리 압연 완료 온도 850 ℃ 에서 3.2 ㎜ 로 압연한 후, 본 발명의 냉각 장치 (51) 에 의해 450 ℃ 냉각시키고, 코일러 (63) 로 감도록 하였다. 그 때, 코일러 권취시의 압연 속도 (통판 속도) 는 550 mpm 이고, 강대의 선단이 코일러 (63) 에 휘감김과 동시에 5 mpm/s 로 가속을 개시하여, 강대의 최미단에 있어서의 압연 속도 (통판 속도) 는 660 mpm 이었다. 또한, 강대의 전체 길이는 600 m 이다.

그리고, 본 발명의 냉각 장치 (51) 로서 제 1 실시형태의 냉각 장치 (20) 를 사용하고, 반송 방향의 복각 (θ) 을 45˚ 로 한 상측 헤더 (21a, 21b) 를 각각 10 개 (합계 20 개) 배치하고, 하면 냉각에 대해서는 하측 헤더로서 스프레이 냉각 헤더를 20 개 배치하였다. 상측 헤더 (21) 의 노즐 배치는, 전술한 도 5 와 같이, 원관 노즐 (22) (내경 8 ㎜) 을 폭 방향의 장착 피치 70 ㎜ 이고, 동일한 외향 각도 (

＝ 20˚) 로 폭 방향 외측으로 경사시키고, 각 상측 헤더 (21) 에 원관 노즐 (22) 을 강판 반송 방향으로 4 열 장착하고, 봉 형상 냉각수의 분사 속도를 8 m/s 로 하였다. 또한, 상측 노즐 (22) 은 테이블 롤에서 1200 ㎜ 의 높이 위치에 설치하였다. 이 때의 냉각 수량 밀도는 상하 모두 3 ㎥/㎡·min 였다. 이로써, 상면과 하면에서 동일한 냉각 능력을 갖게 되었다.

그리고, 본 발명의 냉각 장치 (51) 를 사용하여, 전술한 바와 같이 가속하면서 코일러 (63) 로 감기는 열연 강대를 이하와 같이 하여 냉각시켰다.

먼저, 도 24 에 나타내는 바와 같이, 미리 강대의 길이 방향 각 위치에 있어서, 열연 강대의 가속 (통판 속도의 증가) 을 고려하면서, 본 발명의 냉각 장치에 의한 냉각 속도와 동 (同) 냉각 장치를 통과하는 시간으로부터, 강대의 길이 방향 각 위치에 따라 필요한 냉각 장치의 주입 헤더 수를 계산으로 구하였다. 또한, 도 24 중에 나타내는 필요 주입 헤더 수 (30 ∼ 36 개) 는, 상측 헤더와 하측 헤더의 합계 수로 나타내고 있다.

그리고, 강대의 길이 방향 각 위치의 위치 정보를 트래킹하여, 열연 강대 각 위치가 냉각 장치를 통과할 때에 계산으로 구해 둔 필요 수가 되도록 주입 헤더 수를 조정 (증가) 하면서 냉각수를 주입하였다.

또한, 냉각 장치 출측에서의 측정 온도와 목표 온도의 오차를 수정하기 위해, 주입 헤더 수를 조정 (증감) 하였다.

이와 관련하여, 냉각 헤더 수의 조정은, 전술한 도 14 에 나타내는 바와 같이, 내측의 헤더를 우선하여 ○ 로 둘러싼 번호의 순서로 냉각수를 ON-OFF 하였다.

(비교예 5)

비교예 5 로서, 강대의 가속을 고려한 주입 헤더 수를 조정하지 않고, 강대 가속 전의 통판 속도로 필요해진 주입 헤더 수 (여기서는 30 개) 인 상태에서 냉각시켰다.

도 25 에, 비교예 5 와 같이 주입 헤더 수를 일정한 상태에서 냉각시킨 경우와, 본 발명예 8 과 같이 하여 주입 헤더 수를 조정한 경우의 비교를 나타낸다.

비교예 5 와 같이 주입 헤더 수가 일정한 상태에서는, 강대의 가속이 진행됨에 따라 강대의 냉각 종료 온도가 상승하는 경향이 있는데, 본 발명예 8 과 같이 강대의 가속을 고려하여 주입 헤더 수를 조정한 경우에는, 강대 길이 방향에서 균일한 냉각 종료 온도로 할 수 있었다.

본 발명에 의하면, 열연 마무리 압연 후의 냉각에 적용한 경우, 종래에 냉각 정지 온도 정밀도를 높게 할 수 없었던 500 ℃ 이하로 고정밀도로 제어할 수 있게 되었다. 그 결과, 특히 종래에 강도나 연신 등의 편차가 컸던 권취 온도 500 ℃ 이하의 열연 강대에 대해, 재질 편차가 저감되어 좁은 레인지의 재질 제어가 가 능해졌다. 또한, 조 압연에서 마무리 압연으로 이송 중에 냉각시킨 경우와 같은, 열연 강대 제조 중의 온도 조정도 고정밀도로 실시할 수 있게 되어, 수율 저감이나 품질 안정 효과를 얻을 수 있었다.

Claims

강대 반송 방향에서 서로 대향하도록 배치된, 강대 상면의 하류측을 향하여 비스듬하게 봉 형상 냉각수를 분사하는 노즐을 구비한 제 1 냉각 헤더군과, 강대 상면의 상류측을 향하여 비스듬하게 봉 형상 냉각수를 분사하는 노즐을 구비한 제 2 냉각 헤더군을 갖는 열연 강대의 냉각 장치로서, 상기 노즐은 수량 밀도 2.0 ㎥/㎡·min 이상의 냉각수를 공급할 수 있고, 또한 상기 제 1 냉각 헤더군과 상기 제 2 냉각 헤더군의 각 냉각 헤더는 개별적으로 냉각수의 주입 (pouring) 을 ON-OFF 할 수 있는 것을 특징으로 하는 열연 강대의 냉각 장치.
제 1 항에 있어서,

봉 형상 냉각수의 분사 방향은, 열연 강대의 진행 방향 혹은 역 방향에 대하여, 수평 방향을 기준으로 하여 30 ° 이상 60 ° 이하의 각도로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 열연 강대의 냉각 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

봉 형상 냉각수의 분사 방향의 속도 성분의 0 ∼ 35 ％ 가 열연 강대의 폭 방향 외측을 향하는 속도 성분이 되도록, 봉 형상 냉각수의 분사 각도가 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 열연 강대의 냉각 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

일방의 열연 강대 폭 방향 외측을 향하는 속도 성분을 갖는 봉 형상 냉각수의 수와 타방의 열연 강대 폭 방향 외측을 향하는 속도 성분을 갖는 봉 형상 냉각수의 수가 동등해지도록, 상기 봉 형상 냉각수의 분사 방향이 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 열연 강대의 냉각 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

열연 강대 폭 방향의 중앙에서 외측을 향함에 따라, 봉 형상 냉각수의 열연 강대 폭 방향 외측을 향하는 속도 성분이 순차적으로 커지도록, 각 노즐이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 열연 강대의 냉각 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

봉 형상 냉각수의 열연 강대 폭 방향 외측을 향하는 속도 성분이 일정하고, 봉 형상 냉각수가 강대에 충돌하는 위치가 강대 폭 방향으로 등간격이 되도록, 각 노즐이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 열연 강대의 냉각 장치.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

판 형상 또는 막 형상의 차폐물을, 제 1 냉각 헤더군과 제 2 냉각 헤더군에서 대향하는 가장 내측의 노즐 내측 및/또는 제 1 냉각 헤더군과 제 2 냉각 헤더군 사이의 강대 상방에 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 열연 강대의 냉각 장치.
강대 반송 방향에서 서로 대향하도록 배치된, 강대 상면의 하류측을 향하여 비스듬하게 봉 형상 냉각수를 분사하는 노즐을 구비한 제 1 냉각 헤더군과, 강대 상면의 상류측을 향하여 비스듬하게 봉 형상 냉각수를 분사하는 노즐을 구비한 제 2 냉각 헤더군에 의해 열연 강대의 냉각을 실시하는 열연 강대의 냉각 방법으로서, 상기 노즐로부터 수량 밀도 2.0 ㎥/㎡·min 이상의 냉각수를 공급함과 함께, 제 1 냉각 헤더군과 제 2 냉각 헤더군의 각 냉각 헤더를 개별적으로 ON-OFF 함으로써, 냉각 영역의 길이를 조정하는 것을 특징으로 하는 열연 강대의 냉각 방법.
제 8 항에 있어서,

봉 형상 냉각수의 분사 방향은, 열연 강대의 진행 방향 혹은 역 방향에 대하여, 수평 방향을 기준으로 하여 30 ° 이상 60 ° 이하의 각도가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 열연 강대의 냉각 방법.
제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,

봉 형상 냉각수의 분사 방향의 속도 성분의 0 ∼ 35 ％ 가 열연 강대의 폭 방향 외측을 향하는 속도 성분이 되도록, 봉 형상 냉각수를 분사하는 것을 특징으로 하는 열연 강대의 냉각 방법.
제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,

일방의 열연 강대 폭 방향 외측을 향하는 속도 성분을 갖는 봉 형상 냉각수의 수와 타방의 열연 강대 폭 방향 외측을 향하는 속도 성분을 갖는 봉 형상 냉각수의 수가 동등해지도록, 상기 봉 형상 냉각수를 분사하는 것을 특징으로 하는 열연 강대의 냉각 방법.
제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,

열연 강대 폭 방향의 중앙에서 외측을 향함에 따라, 봉 형상 냉각수의 열연 강대 폭 방향 외측을 향하는 속도 성분이 순차적으로 커지도록, 상기 봉 형상 냉각수를 분사하는 것을 특징으로 하는 열연 강대의 냉각 방법.
제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,

봉 형상 냉각수의 열연 강대 폭 방향 외측을 향하는 속도 성분이 일정하고, 봉 형상 냉각수가 강대에 충돌하는 위치가 강대 폭 방향으로 등간격이 되도록, 상기 봉 형상 냉각수를 분사하는 것을 특징으로 하는 열연 강대의 냉각 방법.
제 8 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,

강대 반송 방향의 하류측에서 강대 온도를 측정하고, 그 측정된 강대 온도에 기초하여 각 냉각 헤더로부터의 주입을 ON-OFF 하여, 강대 온도를 목표로 하는 온도가 되도록 조정하는 것을 특징으로 하는 열연 강대의 냉각 방법.
제 8 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,

각 냉각 헤더로부터의 주입을 실시하는 우선 순위는, 대향하는 제 1 냉각 헤더군과 제 2 냉각 헤더군의 내측에 설치되어 있는 냉각 헤더를 우선적으로 주입하는 것을 특징으로 하는 열연 강대의 냉각 방법.