TWI286089B - Controllable cooling method for thick steel plate, thick steel plate manufactured by the controllable cooling method, and cooling device for the thick steel plate - Google Patents

Description

1286089 玫、發明說明： 【發日月所屬之技術領域】 本毛明係有關完成熱軋的厚鋼板（s t e e 1 p 1 a t e )之控 制冷卻方法（accelerated control cooling system)及 利用該控制冷卻方法所製造之厚鋼板及其冷卻裝置。 【先前技術】 於厚鋼板的製造中，為確保鋼板所要求的機械性質，特 別是強度及韌性，有時候對輥軋後的厚鋼板進行冷卻速度 大的控制冷卻。控制冷卻係在熱軋後，急速冷卻自沃斯田 鐵（austenite)至肥粒鐵（ferrite)的相變溫度區域 (transformation range)»控制相變、组織，調整鋼的結晶 組織’獲得目標機械性質等的材質的技術。又，為同時確 保厚鋼板全體材質的均一性，抑制冷卻後厚鋼板應變 (strain)的發生，須對厚鋼板面全體進行均一冷卻。另 一方面，冷卻後之厚鋼板四周部（four periphery zones)相 較於厚鋼板中央部成過冷（supercooling)狀態，厚鋼板面全 體未進行均一冷卻則是現階段控制冷卻技術的實際情況。 為因應此種要求，日本專利特開平1 〇 - 5 8 0 2 6號公報揭示 有使冷卻水成為相對於鋼板運送方向成指定角度，與鋼板 的寬度方向具指定間距的複數個平行的高速水膜，碰撞鋼 板表面的技術。且其提議碰撞後的冷卻水以碰撞區為界左 右平分，沿鋼板表面形成流水區，又，碰撞區的端部配置 成自鋼板運送方向視成不相互重疊狀連續般而予以冷卻的 高溫鋼板之冷卻方法。 5 312/發明說明書(補件)/93-08/93116860 1286089 又，日本專利特開平6 — 1 8 4 6 2 3號公報（日本專利第 2 6 9 8 3 0 5號公報）中就冷卻經過精軋並矯正輥軋波的厚鋼 板的方法提議，自設於控制冷卻裝置入口側之具有高冷卻 能力的細縫噴射（s 1 i t j e t )冷卻喷嘴對厚鋼板傾斜喷射 高壓水流，遮蔽朝向厚鋼板寬度方向兩端部的水流之手段。 又，曰本專利特開昭6 1 — 2 1 9 4 1 2號公報測定輥軋熱鋼 板之冷卻前的鋼板寬度方向之溫度分布，根據此測定結果 運算朝該熱鋼板的寬度方向之水量分布。接著，提議有特 點為於該熱鋼板的正前方使用已冷卻的前導熱鋼板之冷卻 後的溫度資料，校正前述運算水量分布，根據該校正運算 冷卻水量分布，調整熱鋼板的寬度方向注水量分布的熱鋼 板之均一冷卻方法。 又，日本專利特開昭5 8 — 3 2 5 1 1號公報揭示使冷卻水碰 撞熱軋後的厚鋼板的上面及下面，藉遮蔽導水管遮蔽前述 厚鋼板的端部，一面防止上面冷卻水流直接碰撞前述厚鋼 板的端部，一面冷卻前述厚鋼板的技術。而且，根據前述 厚鋼板的板寬、上下面冷卻水量以及冷卻開始時之前述厚 鋼板的板寬方向的溫度分布，運算在冷卻結束時沿前述厚 鋼板寬度方向獲得均一溫度分布的前述遮蔽導水管對前述 厚鋼板端部的遮蔽寬度。其提議特點在於根據如此獲得的 運算結果，控制前述遮蔽導水管的位置，俾獲得前述遮蔽 寬度的厚鋼板之冷卻方法。 上述四個之日本專利特開平1 0 — 5 8 0 2 6號公報、特開平 6 — 1 8 4 6 2 3號公報（日本專利第2 6 9 8 3 0 5號公報）、特開昭 6 312/發明說明書(補件)/93-08/93116860 1286089 6 1 — 2 1 9 4 1 2號公報及特開昭5 8 — 3 2 5 1 1號公報所 段均係防止在冷卻時，於厚鋼板的板寬方向之端 冷現象的技術。雖然可預見其效果達到某一程度 冷卻厚鋼板全體方面卻仍殘留有問題。此等發明 想係針對於冷卻前及/或冷卻中在厚鋼板寬度方 發生的過冷，在冷卻中僅減慢厚鋼板寬度方向的 卻速度，使冷卻後的厚鋼板寬度方向之溫度分布 術。因此，根據此等提議時，為使厚鋼板的板面 分布均一，須犧牲某一程度的冷卻速度，而成為 之瓶頸。甚而，這些提議無法確保於輥軋途中之 的至頭尾端部（top and tail end )的溫度均一 冷卻後發生應變之虞。又，如後述，由於未考慮 沸騰(film boiling)或過渡沸騰(transition 等冷卻中導熱形態的變化，故難以控制厚鋼板的 冷卻速度，即使可調整包含板厚或冷卻開始溫度 束溫度、冷卻水量等特定條件，在冷卻條件變化 大多無法調整，由於亦無有關此方面的具體記述 作業困難。 又，日本專利特開昭6 1 — 1 5 9 2 6揭示於一面以 自上下面輾壓熱鋼板，一面注液冷卻（water flow 的方法中，在配置於每對軋輥間的上方及/或下 箱設置可任意控制啟閉時間的切斷閥之技術。其 點在於設置該熱鋼板的通過位置的檢測手段與檢 始前該熱鋼板縱長方向的溫度分布手段以及冷卻 312/發明說明書(補件)/93-08/93116860 揭示的手 部發生過 ，於均一 的技術思 向之端部 端部之冷 均一之技 内之溫度 提昇材質 中間軋材 性，有在 到關於膜 boiling) 板端部之 、冷卻結 情形下， ，故實際 複數軋輥 cooling) 方的管集 更提議特 測冷卻開 運算控制 1286089 手段，啟閉控制相當於移動中該熱鋼板的前端部及/或後 端部會通過位置的管集箱之切斷閥的熱鋼板之冷卻方法。 但於日本專利特開昭6 1 — 1 5 9 2 6公報雖係防止於冷卻之 際，厚鋼板在縱長方向的頭尾端部發生過冷現象的技術， 但此等之提議卻係無法確保於軋材寬度方向的中央部之溫 度均一性，且無法避免冷卻後的應變或鋼板端部的應力殘 留的手段。 又，日本專利特開平1 1 — 2 6 7 7 3 7號公報揭示控制冷卻 已熱軋的高溫鋼板，製造鋼板之鋼板製造方法。並且提議 特點在於藉設於粗軋機（r 〇 u g h i n g m i 1 1 )與精軋機 (finishing m i 1 1 )之間的冷卻裝置，進行沿厚鋼板寬度 方向具有溫度分布的冷卻，俾補償自加熱爐至粗軋結束為 止所發生的厚鋼板的板端部附近之溫度下降量以及推定於 精軋時發生的板端部附近之溫度下降量，於精軋後，在沿 厚鋼板寬度方向均一冷卻條件下進行控制冷卻的厚鋼板之 製造方法。但日本專利特開平1 1 一 2 6 7 7 3 7號公報雖在精軋 前的早期階段實施厚鋼板寬度方向的端部之溫度補償，不 過，畢竟難以預測精軋結束時厚鋼板寬度方向的溫度分布 會達到均一的精軋前的溫度分布。其除了於輥軋中，厚鋼 板的板端部自厚鋼板的上下面方向及厚鋼板的側面發生放 射及自然對流所造成的冷卻外，還於輥軋中發生為控制厚 鋼板的形狀或表面狀態而利用水喷注（w a t e r j e t )去銹 (descaling)所造成的冷卻，容易於厚鋼板寬度方向的端 部或厚鋼板的頭尾端發生溫度分布之偏差。特別是去銹以 312/發明說明書(補件)/93-08/93116860 1286089 作業員一面觀看厚鋼板的狀態一面判斷使用或不使用的情 形居多，難以藉由粗軋結束階段的溫度分布控制，使再現 性良好地將精軋結束時的溫度分布均一化。 又，於控制冷卻中並未提示使厚鋼板寬度方向呈均一的 溫度分布之具體方法，而難以實現。 又，曰本專利特開2 0 0 1 — 1 3 7 9 4 3號公報提議特點為於 熱軋結束後，對金屬板的寬度端緣部加熱，其後進行水冷 卻及/或熱嬌正的金屬板之平坦度控制方法。但日本專利 特開2 0 0 1 — 1 3 7 9 4 3號公報有在藉燃燒爐（b u r n e r )加熱情 形下，因加熱效率差而必須使用大容量的燃燒爐，使加熱 成本增高，甚至有厚鋼板的加熱部被氧化之表面性狀態受 損的問題。由於在感應加熱情形下，設備成本及加熱成本 變得非常高，故不實際。又由於並未提示即使厚鋼板之板 寬方向的溫度分布藉任何裝置於冷卻前均一化，仍於其後 冷卻，使厚鋼板寬度方向的溫度分布變得均一的方法，故 如前述，因冷卻裝置而發生沸騰現象或鋼板上面的滯留水 自端部落下所引發之厚鋼板端部的被水量增加造成的過 冷〇 【發明内容】 本發明之問題在於解決上述習知技術的問題，其提議於 控制冷卻完成輥軋的厚鋼板之際，可使板面内的溫度分布 於厚鋼板的寬度方向、厚鋼板的縱長方向全區呈均一化， 且全體冷卻速度大的厚鋼板之控制冷卻方法、利用該控制 冷卻方法所製造之厚鋼板及裝置。又提供厚鋼板的板寬方 9 312/發明說明書(補件)/93-08/93116860 1286089 向或厚鋼板的縱長方向的殘留應力（r e s i d u a 1 s t r e s 布為均一，不會發生切條彎拱（c a m b e r )等加工形狀 的厚鋼板之冷卻方法、利用該控制冷卻方法所製造之 板及裝置。 亦即，本發明為一種厚鋼板之冷卻方法，係完成熱 厚鋼板之控制冷卻方法，具有：第1冷卻步驟，其係 均一化厚鋼板寬度方向的溫度分布且一面冷卻；以及 冷卻步驟，其係在厚鋼板寬度方向的溫度分布均一化 之後，以相同冷卻速度控制冷卻厚鋼板的寬度方向全 又，本發明為完成熱軋之厚鋼板之控制冷卻方法， 前述第1冷卻步驟係藉具有複數獨立冷卻區之通過型 冷卻裝置的一個以上的入口側冷卻區，一面限制厚鋼 度方向兩側端部的冷卻水量，一面冷卻；前述第2冷 驟係藉前述一個以上的入口側冷卻區的後續冷卻區， 同冷卻速度控制冷卻厚鋼板的寬度方向全體。 又，本發明為完成熱軋之厚鋼板之控制冷卻方法， 前述第1冷卻步驟係藉預備冷卻裝置，一面限制厚鋼 度方向兩側端部的冷卻水量，一面冷卻；前述第2冷 驟係藉設於前述預備冷卻裝置後段的具有複數獨立冷 之通過型控制冷卻裝置，以相同冷卻速度控制冷卻厚 的寬度方向全體。 又，本發明係於上述方法中，藉設於厚鋼板寬度方 部的遮蔽構件（ni a s k i n g in e m b e r )進行前述鋼板寬度 兩側端部的冷卻水量限制之厚鋼板之控制冷卻方法。 312/發明說明書(補件)/93-08/93116860 ;)分 不良 厚鋼 軋的 一面 第2 結束 體。 其中 控制 板寬 卻步 以相 其中 板寬 卻步 卻區 鋼板 向端 方向 10 1286089 又，本發明係於上述方法 的冷卻中，限制厚鋼板縱長 鋼板之控制冷卻方法。 又，本發明係於上述方法 述預備冷卻裝置及前述控制 板縱長方向頭尾端部的冷卻 法。 又，本發明係於上述方法 尾端部的通過信號作動指定 鋼板縱長方向頭尾端部的冷 卻方法。 又，本發明係於上述方法 部於各區間設置遮蔽構件， 寬度方向端部的水量限制的 件可於各區及上下面分別獨 冷卻水的厚鋼板之控制冷卻 又，本發明係於上述方法 板寬度方向的溫度分布之手 解析厚鋼板寬度方向端部之 的厚鋼板寬度方向端部間之 控制冷卻裝置前段的各冷卻 施遮蔽之冷卻區數，根據運 之控制冷卻方法。 又，本發明係於上述方法 中，在前述控制冷卻裝置前段 方向頭尾端部的冷卻水量之厚 中，在前述預備冷卻裝置或前 冷卻裝置的冷卻中，限制厚鋼 水量之厚鋼板之控制冷卻方 中，藉利用厚鋼板縱長方向頭 時間的水量控制裝置，進行厚 卻水量限制之厚鋼板之控制冷 中，前述控制冷卻裝置的前段 該遮蔽構件設在可進行厚鋼板 厚鋼板寬度方向端部^遮蔽構 立遮蔽厚鋼板寬度方向端部的 方法。 中，具有測定控制冷卻前厚鋼 段與根據所測定的溫度分布， 溫度下降量及與發生溫度下降 距離，根據其結果，運算設於 區的遮蔽構件之遮蔽量以及實 算結果控制遮蔽構件之厚鋼板 中，測定預備冷卻前厚鋼板寬 11 3 12/發明說明書(補件)/93-08/93116860 1286089 度方向之溫度分布，由所測定溫度分布解析厚鋼板寬度方 向端部之溫度下降量及與發生溫度下降的厚鋼板寬度方向 端部間之距離，根據其結果，運算預備冷卻裝置中遮蔽構 件的遮蔽量以及冷卻時間，根據運算結果，實施利用預備 冷卻裝置的冷卻之厚鋼板之控制冷卻方法。 又，本發明係在熱軋後，藉由上述控制冷卻方法控制冷 卻所製造之厚鋼板。 又，本發明為厚鋼板之控制冷卻裝置，係具有複數個獨 立冷卻區的通過型控制冷卻裝置，各冷卻區可進行冷卻 水量密度在1 2 0 0 1 i t e r (以下簡稱為L ) / m i η · m2 (升/ 分•米2 )以上的通水，並於前段冷卻區設置限制厚鋼板 寬度方向兩側端部的冷卻水量之遮蔽構件。 又，本發明為厚鋼板之控制冷卻裝置，係於輥軋機後面 依序排列預備冷卻裝置、控制冷卻裝置的冷卻裝置，前述 預備冷卻裝置的投入水量密度在5 0 0 L ( 1 i t e r之略）/ m i η · m2以下，且設置限制厚鋼板寬度方向兩側端部的冷 卻水量之遮蔽構件，又，前述控制冷卻裝置係具有複數個 獨立冷卻區的通過型裝置，各冷卻區可進行冷卻水量密度 在1200 L / min· m2以上的通水。 又，本發明係於上述裝置中，控制前述遮蔽構件的動 作，俾使前述厚鋼板寬度方向的溫度分布均一化之厚鋼板 之控制冷卻裝置。 又，本發明係於上述裝置中，具有利用厚鋼板縱長方向 頭尾端部之通過信號，作動指定時間的水量控制手段之厚 12 312/發明說明書(補件)/93-08/93116860 1286089 鋼板之控制冷卻裝置。 又，本發明係於上述裝置中，前述控制冷卻裝置使用細 縫噴射（s 1 i t j e t )冷卻喷嘴（η ο z z 1 e )之厚鋼板之控制 冷卻裝置。 又，本發明係於上述裝置中，前述預備冷卻裝置使用層 流（1 a m i n a r f 1 〇 w )冷卻喷嘴，前述控制冷卻裝置使用細 縫喷射冷卻噴嘴之厚鋼板之控制冷卻裝置。 又，本發明係於上述裝置中，設於前述控制冷卻裝置前 段部的冷卻區間的遮蔽構件可一一於各冷卻區及各上下面 分別獨立，遮蔽厚鋼板寬度方向端部的冷卻水之構造之厚 鋼板之控制冷卻裝置。 又，本發明係於上述裝置中，具有測定控制冷卻前厚鋼 板寬度方向的溫度分布之手段與根據所測定的溫度分布， 解析厚鋼板寬度方向端部之溫度下降量及與發生溫度下降 的厚鋼板寬度方向端部間之距離之手段，並具有根據其結 果，運算設於控制冷卻裝置前段各冷卻區的遮蔽構件的遮 蔽量以及實施遮蔽的冷卻區數之手段，又具有根據運算結 果控制遮蔽構件的機構之厚鋼板之控制冷卻裝置。 又，本發明係於上述裝置中，具有測定預備冷卻前厚鋼 板寬度方向的溫度分布之手段及由所測定溫度分布解析厚 鋼板寬度方向的端部之溫度下降量及與發生溫度下降的厚 鋼板寬度方向端部間之距離之手段，並具有根據其結果， 運算於預備冷卻裝置的遮蔽構件的遮蔽量以及冷卻時間之 手段，又具有可根據運算結果，可控制預備冷卻裝置中遮 13 312/發明說明書(補件)/93-08/93】16860 1286089 蔽構件及通板速度的機構之厚鋼板之控制冷卻裝置 又，本發明係於上述裝置中，在前述控制冷卻裝 或在前述預備冷卻裝置與前述控制冷卻裝置之間設 機之厚鋼板之控制冷卻裝置。 【實施方式】 茲對照習知方法，就本發明之技術思想加以說明 顯示習知方法亦即厚鋼板板寬方向的板端部之過冷 法中，厚鋼板的溫度歷時變化。於習知方法中，在 卻前，厚鋼板板寬方向的板端部之溫度已較厚鋼板 低。藉由於此後控制冷卻中，將遮蔽構件置於厚鋼 方向的板端部，或調整冷卻水量，減少被覆於厚鋼 方向的板端部之冷卻水量，下降冷卻速度，使其較 中央部低。其為冷卻結束時，均一化厚鋼板板寬方 端部與厚鋼板中央部的溫度之技術。此問題係如下 因於厚鋼板板寬方向的板端部之冷卻速度較厚鋼板 低，故厚鋼板板寬方向的板端部無法獲得與厚鋼板 相同的材質。 於此，厚鋼板四周部(four periphery zones ) 現象，係可考慮為藉由下述三個機制所發生。 (1 )肇因於輥軋中的氣冷 若藉一般軋輥製程製造厚鋼板，於輥軋階段，在 的四周部自厚鋼板的上下面空氣冷卻（氣冷（air c ο ο 1 i n g ))外，亦自厚鋼板的側面空氣冷卻（氣冷： 度較厚鋼板中央部低。又，即使於控制冷卻此種厚 312/發明說明書(補件)/93-08/93116860 置前， 置矯正 。圖3 防止方 控制冷 中央部 板板寬 板板寬 厚鋼板 向的板 述般， 中央部 中央部 的過冷 厚鋼板 )，故温 鋼板情 14 1286089 形下，在冷卻中以均一冷卻能力對厚鋼板全面冷卻，仍因 在冷卻前厚鋼板的四周部較厚鋼板的中央更為過冷，故亦 於冷卻後保持此溫度分布。 (2 )肇因於水冷中的沸騰現象 若於冷卻前鋼板内有溫度分布偏差狀態下對厚鋼板進 行冷卻，溫度分布偏差將擴大。茲使用圖1對此詳加說明。 圖1顯示冷卻7 0 0 °C以上的高溫厚鋼板之際的厚鋼板表面 溫度與熱通量（h e a 1: f 1 u X )的關係（每單位面積、單位時 間的熱通量過渡（transition of heat flux))。於厚鋼板 表面溫度高狀態下為膜沸騰（f i 1 m b o i 1 i n g )，於厚鋼板 表面溫度低狀態下為核沸騰（n u c 1 e a t e b o i 1 i n g )，於此 中間溫度區域為過渡沸騰（transition boiling )。於厚 鋼板表面溫度高狀態下，存在的膜沸騰在厚鋼板表面與冷 卻水之間發生蒸氣膜（v a ρ 〇 r f i 1 m )，藉此蒸氣膜内的熱傳 導使呈導熱的狀態，熱通量（冷卻能力）低。另一方面， 於厚鋼板表面溫度低狀態下，存在的核沸騰出現厚鋼板表 面與冷卻水直接接觸，且立刻發生冷卻水的一部分自厚鋼 板表面蒸發出來的蒸氣泡（v a ρ 〇 r b u b b 1 e )，藉周圍的冷卻 水冷凝而消失的複雜現象。由於蒸氣泡的產生、消失隨之 產生冷卻水的攪拌，故有極高熱通量（冷卻能力）。如圖1 所示，此核沸騰、膜沸騰區域，具有厚鋼板的溫度越高， 熱通量（冷卻能力）越高，厚鋼板的溫度越低，熱通量（冷 卻能力）越低的熱傳導特性。因此，於冷卻前鋼板内有溫 度分布偏差情形下，越是厚鋼板的高溫部，冷卻速度越高， 312/發明說明書(補件)/93-08/93116860 15 1286089 越是厚鋼板的低溫部，冷卻速度越低，有冷卻前的溫度分 布偏差縮小的熱傳導特性。另一方面，厚鋼板的表面溫度 於中間溫度區域成為膜沸騰與核沸騰混合的過渡沸騰狀 態。過渡沸騰狀態異於核沸騰或膜沸騰，會隨著厚鋼板溫 度降低，發生熱通量（冷卻能力）增大的現象，由於厚鋼 板溫度越低，熱通量（冷卻能力）越高，且由於若於冷卻 前在鋼板内有溫度分布偏差，即越是厚鋼板的低溫部，越 易冷卻，故冷卻後的溫度分布偏差擴大。又若增高冷卻水 量密度，即如圖1的虛線所示，自膜沸騰轉移至核沸騰的 表面溫度τ t f增高，於冷卻的初期階段開始過渡沸騰。進 一步將冷卻水量密度增高情形下，可能在冷卻初期開始因 核沸騰的冷卻。另一方面，若減少冷卻水量密度，自膜沸 騰轉移至核沸騰的表面溫度T t f即降低，可於冷卻中全部 膜沸騰。 由於一般控制冷卻尚未考慮此點，大多以發生過渡沸騰 的冷卻水量密度冷卻，故擴大冷卻後的溫度分布偏差的情 形居多。 (3 )肇因於厚鋼板上面的排水 在厚鋼板成水平狀態冷卻情形下，如圖2所示，於厚鋼 板的上部，冷卻水朝外周方向流動，自板端部落下。因此， 在厚鋼板上面的端緣部分A，以設於厚鋼板上部的噴嘴所 喷射的冷卻水，加上排至厚鋼板板端部的冷卻水予以冷 卻，故厚鋼板上面的端緣部分的被水量增多，冷卻速度變 大。且由於在厚鋼板的下面側，碰撞厚鋼板的冷卻水快速 16 312/發明說明書(補件)/93-08/93116860 1286089 落下，故未發生此種現象。 基於上述三種機制（m e c h a n i s m )，控制冷卻後厚鋼板四 周部的溫度較厚鋼板中央部低。因此，即使於冷卻後不久 鋼板的形狀均一，仍因此厚鋼板内的溫度分布偏差而於其 後的氣冷過程中，在高溫厚鋼板中央部熱收縮量（v a 1 u e of heat shrinkage)大，在厚鋼板四周部熱收縮量少，從 而使厚鋼板發生殘留應力（residual stress)，於厚鋼板 發生應變。又，即使未發生應變，應力仍殘留於厚鋼板的 端部，故若於客戶端進行切條加工等，即有於厚鋼板四周 部發生所謂切條彎拱的翹曲之問題。又由於在厚鋼板四周 部冷卻至預期以上的低溫，故發生厚鋼板的材質亦變化， 強度增高等問題。因此，本發明由以下二個技術思想所構 成。 (1 )在控制冷卻前不久或控制冷卻初期，使厚鋼板寬度方 向的溫度分布均一化。 (2 )於控制冷卻中，自厚鋼板寬度方向的端部至厚鋼板中 央部以相同的冷卻速度冷卻。 茲使用圖4及圖5進行其具體說明。圖4顯示於控制冷 卻初期，使厚鋼板寬度方向的溫度分布均一化，於其後的 控制冷卻，厚鋼板端部及厚鋼板中央部以相同的冷卻速度 均一冷卻時之溫度歷時變化。本發明於控制冷卻初期，進 行利用遮蔽物對厚鋼板寬度方向端部所作的水量控制，於 厚鋼板中央部通常實施控制冷卻。於其後在鋼板寬度方向 的端部及厚鋼板中央部達到相同溫度時，自厚鋼板寬度方 17 312/發明說明書(補件)/93-08/93116860 1286089 向的端部至厚鋼板中央部以相同的冷卻速度冷卻。由於若 是此種程序，厚鋼板寬度方向的端部及厚鋼板中央部的冷 卻速度及冷卻停止溫度即一致，故厚鋼板寬度方向的材質 均一化。圖5顯示於控制冷卻前，藉預備冷卻裝置使厚鋼 板寬度方向的溫度分布均一化，並藉由其後的控制冷卻， 厚鋼板寬度方向的端部及厚鋼板中央部以相同冷卻速度予 以冷卻時之溫度歷時變化。由於在此情形下，於控制冷卻 中，厚鋼板寬度方向的端部與厚鋼板中央部的冷卻速度亦 一致，故可獲得與前述圖4相同的效果。 接著，於控制冷卻裝置中，為使於厚鋼板寬度方向以相 同冷卻速度冷卻而進行核沸騰冷卻。根據圖1，雖若冷卻 中厚鋼板的表面溫度變成過渡沸騰區域，冷卻後的溫度分 布偏差會擴大，但由於在核沸騰區域，溫度越高冷卻能力 越高（熱通量越高），故即使於冷卻前有溫度分布偏差，其 差仍縮小，可減少厚鋼板寬度方向的板端部與厚鋼板中央 部的冷卻能力差異。又若如本案，冷卻前的厚鋼板内的溫 度分布均一，因原來就無厚鋼板内的溫度分布偏差，故於 原理上，在冷卻後亦可能無溫度分布偏差。 又，圖2說明由於在厚鋼板上面的板端部，以設於厚鋼 板上部的喷嘴所喷射的冷卻水，如上排至厚鋼板端部的冷 卻水予以冷卻，故被水量增多，冷卻速度變大。相對於此， 藉由進行冷卻水的運動量高的核沸騰冷卻，可避免此問 題。由於若自噴嘴噴射具有高運動量的冷卻水，噴射的冷 卻水即貫通排水的液膜，到達鋼板表面，可能進一步破壞 18 3丨2/發明說明書(補件)/93-08/93116860 1286089 蒸氣膜，故於核沸騰區域進行冷卻。由於此狀態的冷卻受 到自噴嘴所喷射的冷卻水左右，故利用自鋼板寬度方向端 面排放的水之冷卻的影響小。為了藉此冷卻水的高運動量 進行核沸騰冷卻，可採用提高冷卻水的噴射壓力或增大冷 卻水量密度以提高水的運動量的方法，或採用細縫噴射冷 卻噴嘴等水的運動量高的冷卻喷嘴。 就本發明所用冷卻噴嘴而言，雖然喷灑喷嘴、喷霧喷 嘴、圓管或細縫層流喷嘴、圓管或細縫喷射冷卻噴嘴亦無 妨，不過，在減少水量或水的喷射壓力情形下，以採用水 的運動量高之圓管或細縫噴射冷卻喷嘴較佳。 另一方面，如此使用水運動量高的喷嘴之另一優點，係 於藉遮蔽構件等遮蔽厚鋼板寬度方向的板端部等時，可在 厚鋼板中央部及厚鋼板寬度方向的端部大幅變化冷卻能 力，於極短時間内縮小厚鋼板寬度方向的端部與厚鋼板中 央部的溫度差。由於其自厚鋼板寬度方向的端部排放的水 於厚鋼板的垂直方向不具運動量，故無法打破蒸氣膜的膜 沸騰冷@卩。因此，若僅於厚鋼板寬度方向的端部藉遮蔽構 件切斷自厚鋼板的上方或下方所噴射的運動量高的冷卻水 之注水，即可於厚鋼板寬度方向的端部成為冷卻能力低的 膜沸騰，於厚鋼板中央部成為冷卻能力高的核沸騰。因此， 可於厚鋼板寬度方向的端部及厚鋼板中央部增大冷卻能力 差異，可縮小厚鋼板内的溫度分布偏差。甚而，亦消除擴 大溫度分布偏差的過渡沸騰區域之冷卻，可於厚鋼板寬度 方向達到均一冷卻。 19 312/發明說明書(補件)/93-08/931〗6860 1286089 為實現此種核沸騰區域的控制冷卻，在例如採用細 射冷卻情形下，可進行水量密度在1 2 0 0 L / m i η · m2 的噴射。甚而，若適當地變成在1 5 0 0 L / m i η · m2以 即可更穩定地實現核沸騰冷卻，因此較佳。且，根據 成本或運轉成本（running cost)的觀點，較佳的是 密度在3 0 0 0 L / m i η · m 2以上。於此，細縫喷射冷卻 自具有細縫狀冷卻水喷射口的細縫喷射冷卻喷嘴喷射 水流，予以冷卻，其水運動量及冷卻速度較高。利用 縫噴射冷卻噴嘴的冷卻裝置稱為細縫噴射冷卻裝置。 綜上所述，首先，在控制冷卻前或控制冷卻初期， 鋼板寬度方向的溫度分布均一化，控制冷卻後的厚鋼 度方向之溫度分布即亦呈均一。進一步藉由採用水運 高者作為控制冷卻中的冷卻喷嘴，於核沸騰區域冷卻 能以相同冷卻速度冷卻。 又，上述見解係非僅適用於厚鋼板寬度方向的端部 厚鋼板之縱長方向之頭尾端部亦適用。 以下使用圖式具體說明本發明。 圖6係本發明第1實施形態的厚鋼板控制冷卻裝置 念圖。使用通過型控制冷卻裝置作為控制冷卻裝置2 | 。通過型控制冷卻裝置係於控制冷卻裝置内一面通過 板一面冷卻的裝置，由於可進行後述區域控制，故溫 制的控制性較停止型控制冷卻裝置優異。其原因在於 如，於停止型控制冷卻裝置情形下，雖然在厚鋼板達 定溫度時，停止冷卻水的注入，卻有停止時切斷閥的 3! 2/發明說明書(補件)/93-08/93116860 縫噴 以上 上， 設備 水量 係指 高速 众匕細 使厚 板寬 動量 ，即 ，於 的概 ) 厚鋼 度控 ，例 到指 回應 20 1286089 遲緩，難以正確地控制水冷時間。此處所示厚鋼板的材料 扁塊藉厚板輥軋機1軋成指定板厚，成為厚鋼板2，轉送 至輥台3上，藉由通過控制冷卻裝置2 0内的冷卻，以指定 冷卻速度冷卻至冷卻停止温度。控制冷卻裝置2 0上下夾厚 鋼板2的通過線而配置有上管集箱2 1及下管集箱2 2，於 其上安裝噴出高壓水的細縫噴射冷卻喷嘴2 3、2 4，具有藉 碰撞厚鋼板2表面的極高壓喷出水以急速冷卻厚鋼板的功 能。又，於控制冷卻裝置2 0的入口側及出口側設置溫度計 3 1、3 2，配置成可於控制冷卻前後進行厚鋼板的溫度測定。 又，圖7顯示控制冷卻裝置2 0的詳細圖。控制冷卻裝 置2 0由複數冷卻區構成，各個冷卻區藉除水輥筒2 7隔開， 且可個別調整冷卻水量。此冷卻區自接近輥軋機處起依序 稱為第1區、第2區…。又，做成可通過水量密度在1 2 0 0 L / m i η ·丨η2以上的水的設備，俾使細縫喷射冷卻喷嘴之水 量密度可使熱傳導狀態成為核沸騰，且橫跨厚鋼板的端部 以相同冷卻速度冷卻。 控制冷卻裝置2 0分成前段部2 5及後段部2 6，控制冷卻 裝置前段部2 5於各冷卻區設置遮蔽構件，使成可進行厚鋼 板寬度方向的板端部的冷卻水量調整。如圖7的A Α剖面圖 之圖8所示，於上細縫噴射冷卻喷嘴2 3的下部，相當於厚 鋼板寬度方向的兩側端部處，設置有左右一對之上面遮蔽 構件2 8，於下細縫喷射冷卻喷嘴2 4的上部，相當於厚鋼 板寬度方向的兩側端部處，設置有左右一對下面遮蔽構件 2 9，藉由利用橫向行進機構1 6，使其於厚鋼板2的板寬方 312/發明說明書(補件)/93-08/93116860 21 1286089 向進出來進行。上面及下面遮蔽構件2 8、2 9做成可上面部 單獨、下面部單獨或上面部下面部同時等進出的構造。又， 設於控制冷卻裝置2 0前段的遮蔽構件2 8、2 9可於每一水 冷區獨立進出，例如遮蔽構件可僅進入一冷卻區，或遮蔽 構件可進入所有前段冷卻區。 本發明第1實施形態，就第1冷卻步驟而言，於前段冷 卻區一面限制厚鋼板寬度方向兩側端部的冷卻水量，一面 冷卻，在厚鋼板寬度方向的端部與厚鋼板中央部的溫度一 致後，就第2冷卻步驟而言，於後段冷卻區以相同冷卻速 度控制冷卻厚鋼板寬度方向全體。 於此，在限制厚鋼板寬度方向的端部的水量時，根據決 定其遮蔽區數及遮蔽距離的觀點，對冷卻前厚鋼板寬度方 向的端部資訊進行如圖9的定義。於此，溫度下降距離定 義成於厚鋼板寬度方向中，自厚鋼板的温度梯度為零的位 置至厚鋼板寬度方向的端部之距離，溫度下降量定義成厚 鋼板寬度方向中，厚鋼板的溫度梯度為零的位置之溫度與 厚鋼板寬度方向的端部之溫度的差值。 此溫度下降量或溫度下降距離雖然隨輥軋前材料的板 厚或其加熱條件、輥軋完成後之厚鋼板的板寬或製品板 厚、輥軋完成的溫度等變化，不過，一般輥軋材的厚鋼板 寬度方向的端部之溫度下降量為40〜50 °C左右，厚鋼板寬 度方向的端部之溫度下降距離為1 0 0〜3 0 0 ηιη〗左右。厚鋼板 寬度方向的端部之溫度下降量或厚鋼板寬度方向的端部之 溫度下降距離可用輥軋前材料板厚等參數解析實測值，預 22 312/發明說明書(補件)/93-08/93116860 1286089 先表格化亦可，於控制冷卻裝置前設置掃描型 俾可測定厚鋼板的全面溫度分布，藉計算機運 求得亦無妨。 根據此資訊，於控制冷卻裝置前段，通常在 方向的中央部冷卻，厚鋼板寬度方向的端部藉 制冷卻水量，儘量使厚鋼板寬度方向的端部成 狀態，使厚鋼板中央部及厚鋼板寬度方向的端 致。此第1冷卻步驟將厚鋼板寬度方向的溫度 標定在2 0 °C以下，較佳為在1 0 °C以下。 遮蔽構件的移動量可僅遮蔽圖9中厚鋼板寬 部之溫度下降距離。又，使用遮蔽構件的冷卻 考圖1 0，一面如次決定。 (1 )根據合計控制冷卻裝置前段及後段的冷卻 冷卻區數N以及目標冷卻開始溫度與冷卻結束 差DT (冷卻量），由下式計算每一區的冷卻量

Δ T = DT / N (2 )根據每一區的冷卻量△ T，求出只要以冷 寬度方向的端部之溫度下降量ED即可達到厚愈 的冷卻之冷卻區數η。 n = E D / △ Τ (3 )根據控制冷卻裝置前段的首區之第1區相 求得冷卻區數的遮蔽構件。 此時算出的冷卻區數雖然未必是整數’不過 明可單獨以上面部遮蔽構件或單獨以下面部遮 蔽，故認為能以0 . 5區單位控制。例如在算出 312/發明說明書(補件)/93-08/93116860 溫度計等， 算其數值以 厚鋼板寬度 遮蔽構件限 為接近氣冷 部之溫度一 均一化之目 度方向的端 區數一面參 區數為全部 溫度之溫度 △ Τ ° 卻前厚鋼板 号板中央部 ί用於（2 )所 ，由於本發 蔽構件遮 冷卻區數為 23 1286089 1.4等情形下，可使用1.5區，具體而言，於第1區使用 上下面部二遮蔽構件，於第2區僅使用上面部遮蔽構件即 可。於此，儘量縮短各冷卻區的設備長度，使冷卻區數越 多，厚鋼板寬度方向的端部之溫度控制性越提高。 又，可藉遮蔽構件大致切斷冷卻水，使厚鋼板寬度方向 的端部接近氣冷條件為佳。其隨著厚鋼板寬度方向端部的 溫度接近厚鋼板中央部的溫度，厚鋼板中央部及厚鋼板寬 度方向的端部之溫度分布均一化所需時間增長，遮蔽構件 的使用區數亦變多。其結果，由於控制冷卻裝置後段側的 冷卻量減少，故難以獲得本發明效果之厚鋼板寬度方向的 端部與厚鋼板中央部的冷卻速度一致的優點。 圖1 1就本發明例子以顯示藉由前述方法實施冷卻情形 的冷卻前後厚鋼板寬度方向之溫度分布。條件定為使用板 厚30刪、板寬3200 mm、板長25m的厚鋼板，於厚鋼板的 寬度中央部，自7 5 0 °C起開始控制冷卻，於5 5 0 °C完成冷 卻。冷卻前之厚鋼板，其厚鋼板寬度方向端部之溫度下降 量為30 °C ，厚鋼板寬度方向端部之溫度下降距離為 2 0 0mm。又，本發明實施例所用冷卻裝置雖係前述構造，不 過，冷卻區數為10區，上下噴嘴均喷射1800 L/min· m2 之冷卻水量密度。由於藉由前述方法求算遮蔽構件的使用 區數，結果得出1 . 5區，故於第1區使用上下面部二遮蔽 構件，於第2區僅使用上面部遮蔽構件。由於遮蔽構件的 移動量係厚鋼板寬度方向的端部之溫度下降距離為2 0 0 匪，故僅移動遮蔽構件2 0 0腿至遮蔽厚鋼板寬度方向的端 24 312/發明說明書(補件)/93-08/93116860 1286089 部之位置。本發明於可使冷卻前達到3 0 °C的厚鋼板寬度方 向的端部之溫度下降大致消失。另一方面，亦試就不使用 遮蔽構件的情形實施，以資比較，可知冷卻後厚鋼板寬度 方向的端部之溫度下降量變成60 °C，厚鋼板寬度方向之溫 度分布偏差擴大。 又，於前段冷卻區，在厚鋼板縱長方向的頭尾端部的冷 卻中，一面限制冷卻水量，一面冷卻，於厚鋼板縱長方向 的頭尾端部與厚鋼板中央部的溫度一致後，在後段冷卻 區，以相同冷卻速度對厚鋼板縱長方向全體進行冷卻。 與先前就厚鋼板板寬方向的端部所說明者相同的方法 亦可適用於此。為了進行此厚鋼板縱長方向的頭尾端部的 冷卻控制，於圖6及圖7的控制冷卻裝置，如圖1 2所示， 例如藉光電管1 7檢測控制冷卻區的厚鋼板2前端通過情 形，以光電管1 7所檢出厚鋼板前端通過時間為基準，設定 定時器（t i m e r ) T，其使由流量計及流量調整閥構成的流 量控制裝置4 1在進入上述分割的冷卻區時刻（t i m i n g ) 開始作動。又，就流量控制裝置之其他方法而言，亦可為 如圖1 3所示，於控制冷卻裝置的前段部設置三向閥4 2， 藉由冷卻水於厚鋼板的頭尾端部逸出外部，可停止自喷嘴 喷射冷卻水之構造。 首先，在限制厚鋼板頭尾端部的水量時，根據決定其遮 蔽區數及遮蔽距離的觀點，對冷卻前厚鋼板頭尾端部資訊 進行如圖14的定義。厚鋼板頭尾端部之溫度下降量或溫度 下降距離之定義與圖9中厚鋼板板寬方向的端部之定義相 25 312/發明說明書(補件)/93-08/93116860 1286089 同。此溫度下降量或溫度下降距離，雖然隨輥軋前材料的 板厚或其加熱條件、輥軋完成後的板寬或製品板厚、輥軋 完成的溫度等變化，不過，一般輥軋材的厚鋼板頭尾端部 之溫度下降量為4 0〜5 0 °C左右，厚鋼板頭尾端部之溫度下 降距離為3 0 0〜5 0 0酬左右。厚鋼板頭尾端部之溫度下降量 或厚鋼板頭尾端部之溫度下降距離，可用輥軋前材料板厚 等參數解析實測值，預先表格化亦可，於控制冷卻裝置前 設置掃描型溫度計或定點溫度計等表面溫度計，俾可測定 厚鋼板縱長方向之溫度分布，藉計算機運算其數值以求得 亦無妨。 根據此資訊，於控制冷卻裝置前段，通常在厚鋼板縱長 方向的中央部冷卻，厚鋼板縱長方向的頭尾端部藉流量控 制裝置4 1限制冷卻水量，使儘量成接近氣冷狀態，使厚鋼 板縱長方向的中央部及厚鋼板縱長方向的頭尾端部之溫度 一致。其亦可適用與厚鋼板寬度方向的遮蔽構件使用相同 的構想。例如，為了補償厚鋼板縱長方向前端部之溫度下 降部的溫度，可如圖1 5所示，首先於控制冷卻裝置2 0的 各冷卻管集箱成停止冷卻水的狀態（圖1 5 A的狀態），將定 時器設定成於厚鋼板前端部的溫度下降部及厚鋼板中央部 之交界進入各冷卻區的時刻，使流量控制裝置4 1作動，噴 射冷卻水（圖1 5 B的狀態）。 又，為了補償厚鋼板縱長方向尾端部的溫度下降部之溫 度，可如圖1 6所示，首先於控制冷卻裝置2 0的各冷卻管 集箱成冷卻水通水的狀態（圖1 6 A的狀態），將定時器設定 26 312/發明說明書(補件)/93-08/93】16860 1286089 成於厚鋼板縱長方向尾端部的溫度下降部及厚鋼板縱長方 向中央部之交界進入各冷卻區的時刻，使流量控制裝置4 1 作動，停止冷卻水（圖1 6 B的狀態）。 又，使作動流量控制裝置4 1的冷卻區數如同厚鋼板寬 度方向的控制法，如次決定。 (1 )根據合計控制冷卻裝置前段及後段的冷卻區數為全部 冷卻區數N以及目標冷卻開始溫度與冷卻結束溫度之溫度 差DT (冷卻量），由下式計算每一區的冷卻量△ T。

Δ T = DT/ N (2 )根據每一區的冷卻量△ T，求出只要以冷卻前厚鋼板 前端或厚鋼板尾端部之溫度下降量EDL即可達到厚鋼板縱 長方向中央部的冷卻之冷卻區數nL。 nL=EDL / ΔΤ (3 )根據控制冷卻裝置前段的首區之第1區使用於（2 )所 求得冷卻區數nL的流量控制裝置。 此時算出的冷卻區數雖然未必是整數，不過，在例如算 出冷卻區數為1 . 4等情形下，使用接近整數的1區分。這 與厚鋼板寬度方向的控制不同，若例如僅喷射冷卻水於厚 鋼板上面，則有因發生於厚鋼板上下面的溫度差而於厚鋼 板出現翹曲的危險性，由於此種厚鋼板縱長方向的頭尾端 的翹曲難以藉由於後實施的滾子矯平機（r ο 1 1 e r 1 e v e 1 e r ) 等的矯正步驟矯正，故不佳。此際，如同厚鋼板寬度方向 的情形，亦沿厚鋼板縱長方向，儘量縮短各冷卻區的設備 長度，使冷卻區數越多，厚鋼板縱長方向的頭尾端部之溫 度控制性越提南。又’可於厚鋼板縱長方向的頭尾端部大 27 312/發明說明書(補件)/93-08/931 ] 6860 1286089 致切斷冷卻水，使接近氣冷條件為佳。這與厚鋼板板寬方 向的控制相同，其隨著厚鋼板縱長方向的頭尾端部之溫度 接近厚鋼板縱長方向中央部之溫度，厚鋼板縱長方向中央 部及厚鋼板縱長方向的頭尾端部之溫度分布均一化所需時 間增長，實施流量調整的水冷區數亦變多。其結果，由於 控制冷卻裝置後段側的冷卻量減少，故難以獲得本發明效 果之厚鋼板縱長方向的頭尾端部與厚鋼板縱長方向中央部 的冷卻速度一致的優點。 由於上述厚鋼板縱長方向的頭尾端部之溫度下降部可 進行與厚鋼板寬度方向的端部相同之冷卻控制，故無庸贅 言地，可橫跨厚鋼板縱長方向全長冷卻成均一溫度。 又，就本方式的優點而言，由於控制遮蔽構件的使用區 數，俾消除厚鋼板寬度方向之溫度下降，控制進行厚鋼板 縱長方向的頭尾端的水流量控制之冷卻區數，俾消除厚鋼 板縱長方向的頭尾端之溫度下降，故可獨立控制厚鋼板寬 度方向及厚鋼板縱長方向的頭尾端。因此，即使例如厚鋼 板寬度方向的端部之溫度下降量為3 0 °C，厚鋼板縱長方向 的頭尾端部之溫度下降量為70 °C ，溫度下降量不同，仍可 達到溫度分布的均一化。 圖1 7係本發明第2實施形態的厚鋼板控制冷卻裝置之 概念圖。熱軋厚鋼板2依序轉送至輥台3上，朝預備冷卻 裝置1 0、控制冷卻裝置2 0運送，以指定冷卻速度冷卻至 冷卻停止溫度。 預備冷卻裝置1 0係為達成本發明第1冷卻步驟而設於 28 312/發明說明書(補件)/93-08/93116860 1286089 控制冷卻裝置前的冷卻裝置，具有能冷卻至少厚鋼板寬度 方向的端部之溫度下降量為40 °C〜50 °C左右的能力。於 此，在預備冷卻裝置1 0，上下夾厚鋼板2的通過線（p a s s 1 i n e )而配置上管集箱1 1及下管集箱1 2，配置成水流1 3、 1 4可自設於此等管集箱的噴嘴（未圖示）喷到厚鋼板2的 表背面，進行層流冷卻。且，層流冷卻係利用水流遲滯時 產生的層流，於厚鋼板的表面形成水膜而冷卻的方法，其 冷卻速度較小。利用層流冷卻的冷卻裝置稱為層流冷卻裝 控制冷卻裝置2 0如同本發明第1實施形態，上下夾厚 鋼板2的通過線而配置上管集箱21及下管集箱22，於其 上安裝喷出高壓水的細縫噴射冷卻喷嘴2 3、2 4，具有藉碰 撞厚鋼板2表面的極高壓喷出水以急速冷卻厚鋼板的功 能。控制冷卻裝置2 0進一步如圖7所示，由複數冷卻區構 成，各冷卻區藉除水輥筒2 7 (未圖示）隔開，且可個別調 整冷卻水量密度。此冷卻區自接近輥軋機之處起依序稱為 第1區、第2區…。又，做成可進行1200 L/min.m2以 上的通水的設備，俾能以厚鋼板端部均一的冷卻速度冷卻。 又，於預備冷卻裝置的入口側及控制冷卻裝置的入口側 和出口側設置表面溫度計3 0、3 1、3 2，可進行冷卻前後的 厚鋼板之溫度側定。 本發明第2實施形態併用具有此等層流冷卻裝置的預備 冷卻裝置1 0及具有細縫喷射冷卻噴嘴冷卻裝置的控制冷 卻裝置2 0。此際，於具有層流冷卻裝置的預備冷卻裝置 29 312/發明說明書(補件)/93-08/93116860 1286089 中，進行厚鋼板2寬度方向的兩側端部及厚鋼板頭尾端部 的冷卻水量控制。 厚鋼板寬度方向的冷卻水量調整藉由如圖18以圖17的 A A剖面圖所示，於預備冷卻裝置1 0，在上管集箱1 1的下 部及下管集箱1 2的上部相當於厚鋼板寬度方向兩側端部 處所，設置左右一對遮蔽構件1 5，藉橫向行進機構1 6使 其於厚鋼板2寬度方向進出來進行。 本發明第2實施形態將第1實施形態控制冷卻裝置前段 的功能替換成預備冷卻裝置1 0，藉由於預備冷卻裝置1 〇 中橫跨設備全長安裝遮蔽構件，確實進行厚鋼板寬度方向 之溫度分布的均一化。其係接著，藉後續控制冷卻裝置 20，以自厚鋼板寬度方向的端部至厚鋼板寬度方向中央部 以相同的冷卻速度冷卻之技術。如本發明第1實施形態所 說明，由於厚鋼板板寬方向的端部之溫度下降量為40 °C〜 5 0 °C左右，故為了使厚鋼板板寬方向之溫度分布均一，可 不冷卻厚鋼板板寬方向的端部，僅將厚鋼板寬度方向中央 部冷卻4 0 °C〜5 0 °C即可。目標冷卻量極少，故冷卻速度減 慢且較長時間的冷卻亦容易控制，由於可實現高精度冷 卻，故第2實施形態的方法可較第1實施形態更加提高厚 鋼板板寬方向之溫度分布的均一性。由於本方法的可冷卻 4 0 °C〜5 0 °C左右的設備位於控制冷卻裝置前即可，故亦可 以極低廉成本設置。又，就控制方法而言，可如同先前說 明的第1實施形態，於預備冷卻裝置的前段實施遮蔽構件 1 5的使用區，雖然遮蔽構件1 5的使用區數等亦可於冷卻 30 312/發明說明書(補件)/93-08/93116860 1286089 裝置全長使用，不過，若如前者，於預備冷卻裝置的前段 使用遮蔽構件，則厚鋼板端部藉由在預備冷卻裝置後段冷 卻而開始其後控制冷卻之溫度較後者低。因此，較佳的是 如後者於冷卻裝置全長使用遮蔽構件，變化通板速度，實 施冷卻。 於此，在限制板端部的水量時，根據決定其冷卻時間及 遮蔽距離的觀點，對預備冷卻前的板端部資訊進行如第1 實施形態中圖9所說明之定義。由於其亦如第1實施形態， 此溫度下降量或溫度下降距離隨輥軋前材料的板厚或其加 熱條件、輥軋完成後的板寬或製品板厚、輥軋完成的溫度 等變化，故可解析實測值，預先表格化，於控制冷卻裝置 前設置掃描型溫度計等表面溫度計，俾可測定厚鋼板全面 的溫度分布，藉計算機運算其數值以求得亦無妨。 根據此資訊，於預備冷卻裝置中，通常在厚鋼板寬度方 向的中央部冷卻，厚鋼板寬度方向的板端部藉遮蔽構件限 制冷卻水量，使儘量成接近氣冷狀態，使厚鋼板寬度方向 中央部及厚鋼板寬度方向的端部之溫度一致。遮蔽構件的 移動量可僅遮蔽圖9中厚鋼板寬度方向的板端部之溫度下 降距離。又，可算出藉預備冷卻裝置1 0僅冷卻冷卻前的厚 鋼板板寬方向端部之溫度下降量分所需冷卻時間，根據設 備長度及其冷卻時間決定通板速度，可較第1實施形態更 簡單計算。又異於第1實施形態，因並非為〇. 5區單位的 冷卻區數控制，而可連續的控制冷卻時間故可提高厚鋼板 板寬方向之溫度分布的均一性。 31 312/發明說明書(補件)/93-08/93116860 1286089 又，預備冷卻裝置的冷卻水量密度以保持在1 ο 0 L/ min· m2以上500 L / min· m2以下的範圍為佳。茲如於解 決問題之手段處所述，說明為了以均一冷卻速度冷卻厚鋼 板寬度方向全面，可防止自厚鋼板板寬方向的端部排水所 造成的過冷，因此，可採用運動量高的冷卻形式（具體而 言，使用1 2 0 0 L / m i η · m2以上的細縫喷射型冷卻噴嘴）。 因此，雖無法使此預備冷卻裝置可自厚鋼板寬度方向的端 部至厚鋼板寬度方向中央部成為相同冷卻速度，不過，畢 竟厚鋼板寬度方向的端部之溫度下降量為40〜50 °C，非常 小，且可於不決定材質的高溫區域均一其控制冷卻前的厚 鋼板寬度方向之溫度，故應用存在於低水量且表面溫度高 狀態的圖1之膜沸騰區域之熱傳導特性。由於在具有冷卻 前厚鋼板寬度方向之溫度分布偏差狀態下，於圖1的過渡 沸騰區域，厚鋼板的表面溫度越低，冷卻能力（熱通量） 越高，故雖然例如於諸如厚鋼板寬度方向的端部冷卻前溫 度低的區域冷卻能力（熱通量）呈加速度地增高，卻因於 膜沸騰區域，越是溫度高的區域，冷卻能力（熱通量）變 得越高，故冷卻前厚鋼板寬度方向之溫度分布偏差不會擴 大。因此，若控制成可於預備冷卻裝置中藉由膜沸騰冷卻， 即可防止沸騰狀態變化所造成厚鋼板板端部的過冷。因 此，可僅考慮厚鋼板板端部的排水所造成之過冷，可較容 易達到厚鋼板寬度方向的的溫度分布的均一化。又由於膜 沸騰的冷卻能力（熱通量）低，故亦有可控制性極佳地控 制厚鋼板板端部的溫度下降量為2 0〜3 0 °C的冷卻之優 32 312/發明說明書(補件)/93-08/93116860 1286089 點。就實現此構想的設備而言，若預備冷卻裝置1 〇的冷卻 水量密度在 100 ί/ηιίη·πι2 以上，500 1/πιίη·πι2 以下， 即可實現穩定的膜沸騰。又，為了實現膜沸騰，須於厚鋼 板與冷卻水之間存在蒸氣膜，其以採用噴灑冷卻或噴霧冷 卻、層流冷卻等水運動量低者為佳。 另一方面，厚鋼板頭尾端部的冷卻水量調整如同於第1 實施形態所說明，藉由於厚鋼板縱長方向的頭尾端部通過 之際切斷（c u t 〇 f f )水流來進行。具體而言，如圖1 9所 示般進行。亦即，分割出層流冷卻裝置1 0的上管集箱1 1 (圖1 9的例子分割出1 1 a〜1 1 d四個），另一方面，例如藉 光電管1 7檢測厚鋼板2的縱長方向前端通過層流冷卻裝置 1 0情形。然後，以光電管1 7所檢出厚鋼板縱長方向的前 端通過時間為基準，使上述分割的上管集箱開始作動般設 定定時器T 1〜T 4。藉此，對應圖1 9的厚鋼板行進階段， 上管集箱1 1作動，緩和厚鋼板縱長方向的前端部之水冷。 利用定時器定出的冷卻水噴射時刻與第1實施形態相同， 可根據預先求出或在預備冷卻前測定的厚鋼板縱長方向的 前端部之溫度下降長度，進行與第1實施形態所說明相同 的控制即可。厚鋼板縱長方向的尾端部之冷卻水量調整與 上述相同，可如圖2 0所示進行即可。 厚鋼板縱長方向的頭尾端部之冷卻控制可藉由與本發 明第1實施形態相同的方法如此進行。 另一方面，於如上述厚鋼板縱長方向的頭尾端部切斷冷 卻水的情形，進行與設置遮蔽構件於厚鋼板板寬方向的板 33 312/發明說明書(補件)/93-08/93116860 1286089 端部以限制冷卻水量並僅冷卻板寬方向中央部相同之事。 在厚鋼板板寬方向之溫度下降量係與厚鋼板縱長方向的頭 尾端部相同之溫度下降量情形下，儘管可使於厚鋼板全面 在控制冷卻前為均一，不過，於第2實施形態預備冷卻裝 置的縱長全長，限制厚鋼板板寬方向的端部之冷卻水量， 即無法獨立控制厚鋼板的寬度方向及厚鋼板的縱長方向， 故僅能使厚鋼板寬度方向之溫度分布或厚鋼板頭尾端部之 溫度分布的其中一方均一化。 就使厚鋼板寬度方向之溫度分布及縱長方向之溫度分 布二者均一化的方法而言，有如同第1實施形態，亦於預 備冷卻裝置設置複數冷卻區，在預備冷卻裝置前段進行厚 鋼板寬度方向的板端部之冷卻水量控制的方法，或藉預備 冷卻裝置均一化厚鋼板寬度方向的溫度分布，於後續進行 的控制冷卻裝置中，實施於第1實施形態說明的厚鋼板縱 長方向的頭尾端部之控制冷卻的方法，而以後者較佳。前 者方法有無法藉由預備冷卻裝置的冷卻區數控制以進行冷 卻時間的連續調整，無法完全獲益於厚鋼板寬度方向的高 精度溫度分布均一化的缺點。又，在藉預備冷卻裝置進行 至厚鋼板縱長方向之溫度分布之均一化情形下，例如在厚 鋼板頭尾端部之溫度下降量較厚鋼板寬度方向端部之溫度 下降量大之情形下，厚鋼板板寬方向及縱長方向的中央部 須與溫度下降量大的頭尾端部一致冷卻。因此，相較於均 一化厚鋼板寬度方向之溫度分布情形，須自更低溫度起控 制冷卻。然而，由材質上的觀點，期望控制冷卻開始溫度 34 312/發明說明書(補件)/93-08/93116860 1286089 以自高溫起實施的情形居多，若自低溫起控制冷卻，即有 控制冷卻前發生肥粒鐵相變，淬火性降低之虞。又，大多 重視厚鋼板寬度方向的端部之溫度分布均一性。因此，較 佳的是如後者方法般，首先藉由預備冷卻，使寬度方向均 一化，藉由爾後的控制冷卻，使厚鋼板縱長方向之溫度分 布均一化的方法。 以上本發明雖說明第1實施形態的方法及第2實施形態 的方法，不過，可符合採用此等方法的製造線或製品特點， 實施任一個或二者。例如由材質的觀點，於冷卻初期無法 預備冷卻情形下，或在無導入預備冷卻裝置的空間之情形 下，可採用第1實施形態，在欲使厚鋼板寬度方向之材質 均一性較厚鋼板縱長方向高之情形下，或在具有預備冷卻 裝置及控制冷卻裝置本來就成直線排列的設備情形下，可 採用第2實施形態。 可進一步於實施形態1中，在控制冷卻裝置2 0前設置 矯正機3 0。又，於實施形態2中，可如圖21所示，將矯 正機3 0設置在前述預備冷卻裝置1 0與控制冷卻裝置2 0 之間。在冷卻前厚鋼板的平坦度不佳情形下，溫度均一會 因喷嘴與厚鋼板間的距離隨厚鋼板的各位置變化而發生若 干惡化。因此，若於控制冷卻前進行厚鋼板的形狀矯正， 即可更均一實施控制冷卻，容易達到製品鋼板之材質均一 性或平坦度的確保。又，矯正機3 0可進一步設置於控制冷 卻裝置2 0後面側。 且本發明所用遮蔽構件係對厚鋼板寬度方向的端部遮 35 312/發明說明書(補件)/93-08/93116860 1286089 去供自噴嘴的水之構件，可為塊狀（b 1 〇 c k t y p e )、 導水管狀（canaliculatedtype)(彎曲）等任何形 於經常承受高壓水，故較佳的是由而ί腐#性材料構 性大之構造。且從遮蔽構件的製成及處理的適合性 最佳的是板狀。在採用遮蔽板情形下，其大小可較 的最大溫度下降距離呈略長之構造。若較其短，即 端部之溫度下降距離長情形下無法覆蓋，相反地，矣 則遮蔽板的橫向行進機構會過大，例如，安裝遮蔽 制冷卻裝置内般狹窄空間，其本身就有困難。如前 般板端部之溫度下降距離最大為3 0 0麵左右，故可 麵至4 0 0 _左右的長度。又，就其材質而言，由於 線所用冷卻水中大多含有氣等腐蝕物質，故較佳的 不錄鋼等不易腐蝕的材料，或使用表面防蝕塗裝或 鉻等之碳鋼板等。 (實施例） 表1表示依照本發明進行控制冷卻的情形及藉由 法（比較例）進行控制冷卻的情形之作業條件，表 其效果對比情形。就處理鋼板的條件而言，使用板 _、板寬3 8 0 0 _、板長2 5 m的鋼板，於厚鋼板板寬 部自7 5 0 °C起開始控制冷卻，於5 5 0 °C結束冷卻。厚 強度等級為490 MPa級，其容許範圍為490〜610 冷卻前的厚鋼板係圖9中厚鋼板寬度方向端部之溫 量為3 0 °C ，厚鋼板寬度方向端部之溫度下降距離為 inn】。圖1 4中厚鋼板縱長方向頭尾端部之溫度下降s 312/發明說明書(補件)/93-08/93116860 板狀、 狀，由 成的剛 看來， 板端部 會在板 :過長， 板於控 述 ?— 為350 在製造 是使用 鍍鋅· 習知方 2表示 厚25 的中央 鋼板的 Μ P a ° 度下降 200 :為5 0 36 1286089 °C ，厚鋼板縱長方向頭尾端部之溫度下降距離為5 0 0 mm。 且於發明例1及2中，如圖2 5及圖2 6所示，控制冷卻裝 置所用遮蔽構件（下稱遮蔽板）使用於每一冷卻區左右、 上下四個長度300 mmx寬度350 ππηχ厚度7丽的鍍Zn-Ni 鋼板。且為了不使此遮蔽板遮斷的冷卻水再度朝厚鋼板落 下，相對於水平線傾斜1 5 ° 。又，於發明例3及4中，預 備冷卻裝置所用遮蔽構件安裝左右、上下四個鍍Zn — N i 鋼板加工成L型的遮蔽構件（長度10 mm X寬度350 mm X厚 度7 mm X高度5 0腿）的遮蔽構件，俾可於設備全長（長度 1 0 m )遮蔽冷卻水。且由於在預備冷卻裝置中遮蔽構件的長 度極長，有因遮蔽構件本身重量發生撓曲的危險性，故為 確保遮蔽構件的剛性，如圖2 7所示，施以加工形成L型， 做成隔5 0 0腿間距安裝肋部的構造，如圖2 8所示，以垂直 方向的板朝向寬度方向内的方式安裝。其目的在於遮蔽厚 鋼板端部，避免遮蔽構件所遮斷的冷卻水朝厚鋼板落下。 發明例1係對應實施形態1的實施例。使用圖6至圖8 所說明之裝置實施冷卻。兹使用圖7就控制條件加以詳細 說明。冷卻區數為15區，每一區的設備長度為1.0m，控 制冷卻裝置的全長為15m。又，於各區以1500L / min· m2 的冷卻水量密度喷射，此時的冷卻速度約為3 0 °C / s (秒）。由於自7 5 (TC起開始冷卻，於5 5 0 °C結束冷卻，故 每一區的冷卻量為（750 °C — 550 °C) /15 區= 13.3 °C 。 因此，於厚鋼板寬度方向端部使用遮蔽構件的必要區數成 為30 °C / 13.3 °C = 2.26區。因此，實際使用的區數為2.5 37 312/發明說明書(補件)/93-08/93116860 1286089 區，自第1區至第2區使用上下面，第3區僅使用下面遮 蔽構件。又遮蔽構件移動量即厚鋼板寬度方向的端部之溫 度下降距離為2 0 0腿，故設定成自厚鋼板寬度方向的端部 起僅可遮蔽2 0 0 mm的冷卻水般。另一方面，如圖1 2所示， 厚鋼板縱長方向的頭尾端方向之流量調整，藉流量控制裝 置實施。厚鋼板縱長方向頭尾端之溫度下降量為5 0 °C，必 要區數為50 °C /13.3 °C=3. 8區，故自第1至第4區實施。 又，厚鋼板縱長方向前端如圖15所示，首先，如圖15A 所示，於未喷射冷卻水狀態下待機，在進入冷卻裝置僅達 厚鋼板縱長方向前端之溫度下降距離狀態下亦即如圖1 5 B 般喷射冷卻水。厚鋼板縱長方向尾端亦同樣實施圖1 6般控 制。且由於控制冷卻裝置的冷卻速度約為3 0 °C / s，故控 制冷卻所需冷卻時間變成（7 5 0 °C — 5 5 0 °C ) / 3 0 °C / s = 6.6sec(秒），控制冷卻裝置的通板速度為(15m / 6.6sec) x 60 = 134mpm (每分米）。 發明例2係對應實施形態1之另一實施例，冷卻水量密 度為1 2 0 0 L / m i η · m2。冷卻水量密度以外的條件與發明 例1相同。 發明例3係對應實施形態2的實施例，使用圖1 7所說 明之裝置，首先，藉預備冷卻裝置1 0冷卻，在均一化厚鋼 板板寬方向之溫度分布偏差後，藉控制冷卻裝置2 0實施冷 卻，均一化厚鋼板縱長方向的頭尾端部之溫度分布偏差。 圖1 7的預備冷卻裝置1 0的設備長度為1 0 m，能以冷卻水 量密度100 L/min· in2喷射，此時的冷卻速度約為4°C / 38 312/發明說明書(補件)/93-08/93116860 1286089 s。由於厚鋼板寬度方向的板端部之溫度為720 °C，故自750 °C起將厚鋼板寬度方向的中央部冷卻至7 2 0 °C的時間為 (7 5 0 °C — 7 2 0 °C ) / 4 °C / s = 7 · 5 s e c。因此，預備冷卻裝 置 10 的通板速度成為（10m / 7.5sec) X 60=80nipm。 又，如圖19及圖20所示，在厚鋼板縱長方向的頭尾端部 係為僅進入厚鋼板縱長方向的頭尾端部之溫度下降距離 (5 0 0醒）之後，依序喷射冷卻水。又由於遮蔽構件移動 量即厚鋼板寬度方向的板端部之温度下降距離為200 mm， 故設定成自厚鋼板寬度方向的板端部起僅可遮蔽200腿的 冷卻水般。 又，圖1 7的控制冷卻裝置與發明例1相同，冷卻區數 為15區，每一區的設備長度為1.0m，控制冷卻裝置的全 長為15m。又，於各區以1500 L/min· m2的冷卻水量密 度噴射，此時的冷卻速度約為3 0 °C / s。於控制冷卻裝置 2 0，由於自7 2 0 °C起開始冷卻，於5 5 0 °C結束冷卻，故每一 區的冷卻量為（7 2 0 °C — 5 5 0 °C ) / 1 5區=1 1 · 3 °C。厚鋼板 縱長方向的頭尾端部之流量調整係厚鋼板縱長方向的頭尾 端部之溫度下降量雖為50 °C，不過，由於藉預備冷卻裝置 僅消除3 0 °C分的溫度分布偏差，故控制冷卻裝置須控制2 0 °C分的厚鋼板縱長方向的頭尾端部之溫度下降量。為此， 必要區數為2 0 °C / 1 1 . 3 °C = 1 . 8區，故自第1至第2區實 施。又，厚鋼板縱長方向的前端部如圖1 5所示，首先，如 圖1 5 A所示，於未喷射冷卻水狀態下待機，在進入冷卻裝 置僅達厚鋼板縱長方向前端之溫度下降距離狀態下亦即如 39 312/發明說明書(補件)/93-08/93116860 1286089 圖1 5 B般噴射冷卻水。厚鋼板縱長方向的尾端部亦同樣實 施圖1 6般控制。且由於控制冷卻裝置的冷卻速度約為3 0 °C / s，故冷卻時間變成（7 2 0 °C — 5 5 0 °C ) / 3 0 °C / s = 5.7sec，控制冷卻裝置的通板速度為（15m / 5.7sec) x 60 ==1 5 8 m p m。且，厚鋼板縱長方向的頭尾端部之流量調整藉 如圖1 2的流量調整閥實施。 發明例4係於實施形態2中在預備冷卻裝置與控制冷卻 裝置之間設置矯正機的實施例，冷卻條件與發明例3相同。 比較例1係雖然藉與發明例1相同的設備，以相同通板 速度冷卻，不過，卻不實施用於厚鋼板寬度方向端部之溫 度控制的遮蔽構件以及用於厚鋼板縱長方向頭尾端部之溫 度控制的流量控制之例子。 比較例2係雖然藉與發明例2相同的設備，於預備冷卻 裝置及控制冷卻裝置中以相同通板速度冷卻，不過，卻不 實施用於厚鋼板寬度方向端部之溫度控制的遮蔽構件以及 用於厚鋼板縱長方向頭尾端部之溫度控制的流量控制之例 子。 比較例3係雖然藉使用與發明例2相同的設備，僅利用 其中預備冷卻裝置冷卻，不過，卻不實施厚鋼板寬度方向 的板端部及厚鋼板縱長方向的頭尾端部之水量控制情形之 例子。本例中圖1 7的預備冷卻裝置1 0的設備長度為1 0 m， 以冷卻水量密度5 0 0 L / m i η · m2噴射。此時的冷卻速度為 1 4 °C / s，通過此厚鋼板，自7 5 0 °C冷卻至5 5 0 °C所需冷卻 時間為1 4 . 3 s e c。因此，以通板速度為4 2 m p m通過預備冷 40 312/發明說明書(補件)/93-08/93116860 1286089 卻裝置。這雖然是相較於發明 增多，冷卻速度更為提高的理 卻裝置進行材質的加工，故將 不使用厚鋼板縱長方向的頭尾 度方向的遮蔽構件。 比較例4就固然使用與發明 較例3相同的預備冷卻裝置冷 板端部及厚鋼板縱長方向的頭 子加以說明。本例以與比較例 量密度實施冷卻。又由於遮蔽 向的板端部之溫度下降距離為 寬度方向的板端部起僅可遮蔽 圖19及圖20所示，在厚鋼板 入厚鋼板縱長方向的頭尾端部 之後，依序喷射冷卻水。 比較例5就固然使用與發明 冷卻設備的全部冷卻區，於厚 板縱長方向的頭尾端部實施水 明。本例雖然以與實施例1相 度冷卻，卻於全部冷卻區實施 的頭尾端部之水量調整。 由於遮蔽構件移動量係厚鋼 度下降距離為2 0 0 _，故設定 部起僅2 0 0 nini的全$卩冷卻區， 例3的預備冷卻裝置，.水量 由，不過，由於僅藉預備冷 冷卻速度設定得較高。此時， 端部之水量控制或厚鋼板寬 例3相同的設備，僅藉與比 卻，實施厚鋼板寬度方向的 尾端部之水量控制情形之例 3相同的通板速度、冷卻水 構件移動量即厚鋼板寬度方 2 0 0 mm，故設定成自厚鋼板 2 0 0 mm的冷卻水般。又，如 縱長方向的頭尾端部係僅進 之溫度下降距離（5 0 0 _ ) 例1相同的設備，卻於控制 鋼板寬度方向的端部及厚鋼 量控制情形的例子加以說 同的通板速度、冷卻水量密 遮蔽構件及厚鋼板縱長方向 板寬度方向的板端部之溫 成自厚鋼板寬度方向的板端 可遮去厚鋼板寬度方向的板 41 312/發明說明書(補件)/93-08/93116860 1286089 端部之冷卻水。另一方面，厚鋼板縱長方向前端部如圖1 5 所示，首先，如圖1 5 A所示，於未喷射冷卻水狀態下待機， 在進入冷卻裝置僅達厚鋼板縱長方向前端部之溫度下降距 離（5 0 0誦）狀態下亦即如圖1 5 B般喷射冷卻水。厚鋼板 縱長方向尾端部亦同樣實施如圖1 6的控制。 於此，對厚鋼板寬度方向的端部進行如圖9的定義。於 此，溫度下降距離定義為自厚鋼板板寬方向中，厚鋼板的 溫度梯度為零的位置至厚鋼板寬度方向的板端部之距離， 溫度下降量定義為厚鋼板板寬方向中，鋼板溫度梯度為零 的位置之溫度與厚鋼板寬度方向的板端部之溫度的差值。 因此，在厚鋼板寬度方向的板端部之溫度較鋼板中央部之 溫度低情形下為正值，在厚鋼板寬度方向的板端部之溫度 較鋼板中央部之溫度高情形下為負值。厚鋼板縱長方向的 端部如圖14定義，其與厚鋼板寬度方向之溫度下降量或寬 度方向之溫度下降距離所定義者相同。 圖2 2係就冷卻後的厚鋼板的板材之載取予以說明之 圖。自距厚鋼板縱長方向的前端部及尾端部1 5 0 irnn的位置 切出的厚鋼板前端試材5 1和厚鋼板尾端試材5 4以及厚鋼 板寬度方向和厚鋼板縱長方向的中央部的試材5 3切出樣 本，測定拉伸強度。又，厚鋼板板端部的強度藉自距厚鋼 板寬度方向和厚鋼板縱長方向的中央部之試材板端部1 〇 〇 inni的位置切出的試片，測定拉伸強度。 厚鋼板寬度方向之切條彎拱測定用試材5 2、厚鋼板縱長 方向的頭尾端部之切條彎梹測定用試材5 5分別如圖2 3及 42 312/發明說明書(補件)/93-08/93116860 1286089 圖24所示，切成薄長方形。圖23顯示厚鋼板寬度方向之 切條彎拱測定用試材的切條位置及彎拱測定位置。切條於 距厚鋼板板端部3 0 0 mm的位置切斷，以切成此時薄長方形 的厚鋼板之最大彎曲量為寬度方向的切條彎拱。圖2 4顯示 厚鋼板縱長方向向之切條彎拱測定用試材的切條位置及彎 拱測定位置，切條於距厚鋼板縱長方向的尾端部3 0 0 m m之 位置切斷，以切成此時薄長方形的厚鋼板的最大彎曲量為 縱長方向的切條彎拱。 由表2可知，在適用本發明情形下，儘管全體冷卻速度 大，冷卻後厚鋼板寬度方向的板端部之温度下降量卻為-4 °C至3 °C ，較冷卻前的溫度下降量（3 0 °C )小。又，厚鋼 板縱長方向的頭尾端部之温度下降量亦同樣地為-7 °C至 1 0 °C ，較冷卻前的溫度下降量（5 0 °C )小。其結果，厚鋼 板的板寬方向的殘留應力亦減低，切條後的彎拱亦減小。 又，就厚鋼板的拉伸強度而言，於厚鋼板縱長方向的頭尾 端部及厚鋼板寬度方向的板端部、厚鋼板縱長方向及寬度 方向的中央部約為5 5 0 M p a左右，呈現穩定。又，發明例4 雖係於預備冷卻後實施矯正後控制冷卻之例子，不過，相 較於控制冷卻前的厚鋼板形狀未矯正的發明例1及2，非 常平坦，其結果，利用控制冷卻的冷卻中之溫度分布均一 性更佳，冷卻後厚鋼板寬度方向的板端部及厚鋼板縱長方 向的頭尾端部之溫度下降量減少，切條後的彎拱亦更為減 〇 相對於此，於不進行厚鋼板寬度方向的端部及厚鋼板縱 43 312/發明說明書(補件)/93-08/93116860 1286089 長方向的頭尾端部之水量控制的比較例1〜3中，冷卻後厚 鋼板寬度方向及厚鋼板縱長方向的頭尾端部之溫度下降量 較冷卻前大，其結果，於切條加工後發生大的彎拱。又， 就厚鋼板的拉伸強度而言，厚鋼板寬度方向的板端部或厚 鋼板縱長方向的頭尾端部亦較厚鋼板中央部大，超過部分 容許範圍上限。 又，雖然進行厚鋼板寬度方向的端部及厚鋼板縱長方向 的頭尾端部之水量控f1]，不過，並非依照本發明的比較例 4、5中，冷卻後厚鋼板縱長方向的頭尾端部及厚鋼板寬度 方向的端部之溫度較厚鋼板縱長方向及寬度方向的中央部 高，故即使就拉伸強度而言，厚鋼板寬度方向的板端部或 厚鋼板縱長方向的頭尾端部仍較厚鋼板縱長方向及寬度方 向的中央部小，低於部分容許範圍下限值。又，切條彎拱 儘管較比較例1〜3更受到抑制，卻較本發明例1〜3大。 (產業上之可利用性） 根據本發明，於輥軋完成的厚鋼板控制冷卻之際，可於 鋼板的寬度方向及厚鋼板縱長方向全區，使厚鋼板板面内 的溫度分布均一，並可使全體冷卻速度大之厚鋼板的控制 冷卻。其結果，可確保厚鋼板寬度方向或縱長方向之材質 的均一性，進一步可減低冷卻時的應變及殘留應力。 44 312/發明說明書(補件)/93-08/93〗16860 1286089 il 3 酿 圈）（。C/s) il Q m o R wn 83 r-H 〇〇 85 1 1 冷卻 (離·晒 麗赛 1 1 r-H Q 1 CO i~1 ON 1 纖谓殖 (寬度·驅中央部）（〇C) IIS cn & v〇 un ν/Ί 〇〇 υη to 1 1 g 入口（讎冷細口） ON δ OQ 卜 m t〇 113 1 1 CO 1 1 (mpm) il s S s g 1 1 s 11 1 1 s 1 1 *=rr i歷 il Mz i L 1-2Z.1 1 l-2z 1 全區 P i 麗雲 i 全區 i\n |I I i 1·2ζ上下僅3z下 2-2z上下僅3z下 不麵 ! 全區 11 bei m 全區 不麵 不獅 1 1 il E TO 1 s TO 麵 E ys s TO II 不挪 悪 TO 麵 不麵 1 1 E 不麵 m 不獅 不獅 1~1 1 csj i I 劍扁3 1劉删4 I t\mn t\mn t圓3丨 tfci^!l4 t酬5

09S9U e6/so-e6/ff>®)_s?as微/π e 1286089 表2 溫度下降量 (°C) 切條彎拱 (mm ) 拉伸離 (MPa) 寬度方向 縱長方向的 寬度方向 縱長方向的 寬度·縱長中 央部 寬度方向 白·P 縱長方向的頭 尾織 發明 例1 -4 10 9 5 553 551 547 發明 例2 -5 9 10 4 556 550 547 發明 例3 3 -7 7 4 551 549 553 發明 例4 -1 5 3 2 549 555 546 比較 例1 31 49 90 21 549 620 650 比較 例2 52 74 157 32 548 630 610 比較 例3 67 83 202 36 551 650 599 比較 例4 -30 -30 91 13 551 490 501 比較 例5 -40 -18 121 8 550 485 499 46 312/發明說明書(補件)/93-08/93116860 1286089 【圖式簡單說明】 圖1係說明冷卻高溫厚鋼板情形下，鋼板表面溫度與熱 通量（value of heat flux)之關係圖。 圖2係說明冷卻厚鋼板情形下，鋼板上面的水流之圖。 圖3係說明藉由習知方法進行厚鋼板寬度方向端部的冷 卻控制時，厚鋼板寬度方向端部及厚鋼板中央部的溫度歷 時變化之圖。 圖4係圖示本發明第1實施形態，說明進行厚鋼板寬度 方向端部之冷卻控制時，厚鋼板寬度方向端部及厚鋼板中 央部的溫度歷時變化之圖。 圖5係圖示本發明第2實施形態，說明進行厚鋼板寬度 方向端部之冷卻控制時，厚鋼板寬度方向端‘部及厚鋼板中 央部的溫度歷時變化之圖。 圖6係實施本發明第1實施形態的厚鋼板控制冷卻裝置 之概念圖。 圖7本發明控制冷卻裝置之概念圖。 圖8係使用於本發明控制冷卻裝置之冷卻水的遮蔽構件 之安裝概念圖。 圖9係定義厚鋼板寬度方向端部的過冷之圖。 圖1 0係說明具體實施本發明第1實施形態時的控制方 法之圖。 圖1 1係顯示實施及不實施本發明第1實施形態時的冷 卻後厚鋼板寬度方向的溫度分布之圖。 圖1 2係本發明第1實施形態中，於厚鋼板縱長方向的 47 3 12/發明說明書(補件)/93-08/93116860 1286089 頭尾端部實施水量控制的控制冷卻裝置之構造圖。 圖1 3係本發明第1實施形態中，於厚鋼板縱長方向的 頭尾端部實施水量控制的控制冷卻裝置的構造圖。 圖14係定義厚鋼板縱長方向的頭尾端部的過冷之圖。 圖1 5 A、1 5 B係本發明第1實施形態中厚鋼板縱長方向 的前端部通板時的冷卻水作動要領之說明圖。 圖1 6 A、1 6 B係本發明第1實施形態中厚鋼板縱長方向 的尾端部通板時的冷卻水作動要領之說明圖。 圖1 7係實施本發明第2實施形態的厚鋼板控制冷卻裝 置之概念圖。 圖1 8係使用於本發明厚鋼板控制冷卻裝置的冷卻水遮 蔽構件之安裝概念圖。 圖1 9係厚鋼板縱長方向的前端部通板時的層流冷卻裝 置作動要領之說明圖。 圖2 0係厚鋼板縱長方向的尾端部通板時的層流冷卻裝 置作動要領之說明圖。 圖2 1係於本發明中設置矯正機3 0時之設備佈置 (layout)圖 〇 圖2 2係說明本發明實施例中冷卻後的鋼板切斷位置圖。 圖2 3係本發明實施例中冷卻後的鋼板5 2切條時的切條 彎拱的測定方法。 圖2 4係本發明實施例中冷卻後的鋼板5 5切條情形的切 條彎拱的測定方法。 圖2 5係顯示本發明實施例中控制冷卻裝置内的遮蔽板 48 312/發明說明書(補件)/93-08/93116860 1286089 的尺寸及其配置。 圖2 6係顯示本發明實施例中控制冷卻裝置内的遮蔽板 的尺寸及其配置。 圖2 7係顯示本發明實施例中安裝於預備冷卻裝置内的 遮蔽構件之構造。 圖2 8係顯示本發明實施例中預備冷卻裝置内的遮蔽構 件的配置。 (元件符號說明） 1 厚 鋼 板 輥 軋 機 2 厚 鋼 板 3 輥 台 ( r 〇 11 e r t ：a b 1 e ) 10 層 流 冷 卻 裝 置 11 上 管 集 箱 ( uppe ϊ r he ader ) 12 下 管 集 箱 ( 1 owe ；r header ) 13、14 水 流 15 遮 蔽 構 件 16 ( 遮 蔽 構 件 的 ) 橫 向 行進機構 17 光 電 管 ( Ph o t 0 c e 11 ) 20 細 縫 喷 射 冷 卻 裝 置 21 上 管 集 箱 22 下 管 集 箱 23 上 細 縫 喷 射 冷 卻 裝 置 24 下 細 縫 喷 射 冷 卻 裝 置 25 控 制 冷 卻 裝 置 前 段 312/發明說明書(補件)/93-08/93116860 49 1286089 26 控 制 冷 卻 裝 置 後 段 27 除 水 輥 筒 28 上 部 遮 蔽 構 件 29 下 部 遮 構 件 30 預 備 冷 卻 裝 置 入 口 側 、、田 /JDL 度 計 3 1 控 制 冷 卻 裝 置 入 口 側 、、田 /jm. 度 計 32 控 制 冷 卻 裝 置 出 口 側 、、田 /JHL 度 計 4 1 流 量 控 制 裝 置 42 三 向 閥 5 1 鋼 板 前 端 試 材 52 寬 度 方 向 的 切 條 彎 拱 測 定 用 試 材 53 寬 度 方 向 及 縱 長 方 向 中 央 部 的 試材 54 鋼 板 尾 端 試 材 55 縱 長 方 向 的 切 條 管 拱 測 定 用 試 材 50 312/發明說明書(補件)/93-08/93116860

Claims (1)

1286089 2006 2 8 JUL 替换 拾、申請專利範圍： 1 . 一種厚鋼板之控制冷卻方法，其特徵為，該厚鋼 成熱軋後，具有：第1冷卻步驟，其係一面均一化厚 寬度方向的溫度分布，一面冷卻；以及第2冷卻步驟 在厚鋼板寬度方向之溫度分布均一化後，以相同冷卻 控制冷卻厚鋼板的寬度方向全體。 2 .如申請專利範圍第1項之厚鋼板之控制冷卻方法 中該厚鋼板完成熱軋，上述第1冷卻步驟係藉具有複 立冷卻區的通過型控制冷卻裝置之一個以上的入口側 區，一面限制厚鋼板寬度方向的兩側端部之冷卻水量 面冷卻；上述第2冷卻步驟係藉上述一個以上的入口 卻區之後續冷卻區，以相同冷卻速度控制冷卻厚鋼板 度方向全體。 3 .如申請專利範圍第1項之厚鋼板之控制冷卻方法 中該厚鋼板完成熱軋，其中上述第1冷卻步驟係藉預 卻裝置，一面限制厚鋼板寬度方向的兩側端部之冷卻 量，一面冷卻； 上述第2冷卻步驟係藉設於上述預備冷卻裝置後段 有複數獨立冷卻區的通過型控制冷卻裝置，以相同冷 度控制冷卻厚鋼板的寬度方向全體。 4 .如申請專利範圍第1至3項中任一項之厚鋼板之 冷卻方法，其中藉設於厚鋼板寬度方向端部之遮蔽構 行上述厚鋼板寬度方向兩側端部的冷卻水量限制。 5 .如申請專利範圍第2項之厚鋼板之控制冷卻方法 326\總檔\93\93116860\93116860(替換)-1 板完 鋼板 ，其 速度 ，其 數獨 冷卻 ， — 側冷 的寬 ，其 備冷 水 之具 卻速 控制 件進 ，其 51 1286089 t正料” _ 補无 中在上述控制冷卻裝置前段的冷卻中，限制厚鋼板縱 向的頭尾端部之冷卻水量。 6 .如申請專利範圍第3項之厚鋼板之控制冷卻方法 中在上述預備冷卻裝置或上述預備冷卻裝置及上述控 卻裝置的冷卻中，限制厚鋼板縱長方向的頭尾端部之 水量。 7 .如申請專利範圍第5項之厚鋼板之控制冷卻方法 中利用厚鋼板縱長方向的頭尾端部之通過信號作動指 間的水量控制手段，進行厚鋼板縱長方向的頭尾端部 卻水量限制。 8 .如申請專利範圍第2項之厚鋼板之控制冷卻方法 中上述控制冷卻裝置的前段部於各區間設置遮蔽構件 遮蔽構件設在可進行厚鋼板寬度方向的端部之水量限 厚鋼板寬度方向端部，遮蔽構件可於各區及上下面分 立遮蔽厚鋼板寬度方向端部之冷卻水。 9 .如申請專利範圍第8項之厚鋼板之控制冷卻方法 中具有測定控制冷卻前厚鋼板寬度方向之溫度分布的 段，由所測定的溫度分布解析厚鋼板寬度方向板端部 度下降量以及與發生溫度下降的厚鋼板寬度方向板端 之距離，根據其結果，運算設於控制冷卻裝置前段的 卻區的遮蔽構件的遮蔽量以及實施遮蔽的冷卻區數， 運算結果控制遮蔽構件。 1 0 .如申請專利範圍第3項之厚鋼板之控制冷卻方S 其中測定預備冷卻前厚鋼板寬度方向之溫度分布，由 326\總檔\93\93116860\93116860(替換 Η 長方 ，其 制冷 冷卻 ，其 定時 之冷 ，其 ，該 制的 別獨 ，其 手 之溫 部間 各冷 根據 t ， 所測 52 1286089 JAN 3 1 2007 申請專利範圍替換頁 定溫度分布解析厚鋼板寬度方向板端部之溫度下降量以及 與發生溫度下降之寬度方向的板端部間之距離，根據其結 . 果，運算於預備冷卻裝置中遮蔽構件的遮蔽量以及冷卻時 間，根據運算結果，控制預備冷卻裝置的遮蔽構件及通板 速度。

1 1. 一種厚鋼板之控制冷卻裝置，係具有複數個獨立冷 卻區的通過型控制冷卻裝置，其特徵為，各冷卻區可進行 冷卻水量密度在1200L / min· in2以上的通水，並於前段冷 卻區設置限制厚鋼板寬度方向的兩側端部之冷卻水量的遮 蔽構件，上述控制冷卻裝置使用細縫喷射冷卻喷嘴。 1 2. —種厚鋼板之控制冷卻裝置，係於輥軋機後面依序 排列預備冷卻裝置、控制冷卻裝置的冷卻裝置，其特徵為， 上述預備冷卻裝置的投入水量密度在500L / min· m2以 下，且設置限制厚鋼板寬度方向兩側端部之冷卻水量的遮 蔽構件，又，上述控制冷卻裝置係具有複數個獨立冷卻區 的通過型裝置，各冷卻區可進行冷卻水量密度在1200L/ m i η · m2以上的通水，上述預備冷卻裝置使用層流冷卻喷 嘴，上述控制冷卻裝置使用細縫喷射冷卻喷嘴。 1 3.如申請專利範圍第1 1或1 2項之厚鋼板之控制冷卻 裝置，其中控制上述遮蔽構件的動作，使上述厚鋼板寬度 方向之溫度分布均一化。 1 4.如申請專利範圍第1 1或1 2項之厚鋼板之控制冷卻 裝置，其中具有利用厚鋼板縱長方向之前端部及尾端部之 通過信號作動指定時間之水量控制手段。 53 326V總檔\93\93116860\93116860(替換)-2 1286089 JAN 3 1 2007 :丰請專樓 1 5 .如申請專利範圍第1 1項之厚鋼板之控制冷卻裝置， 其中設於上述控制冷卻裝置前段部的冷卻區間之遮蔽構件 可--於各冷卻區及上述冷卻區的各個上面部及下面部， 分別獨立遮蔽厚鋼板寬度方向端部之冷卻水。 1 6.如申請專利範圍第1 5項之厚鋼板之控制冷卻裝置， 其中具有測定控制冷卻前厚鋼板寬度方向之溫度分布的手 段，以及根據所測定的溫度分布解析厚鋼板寬度方向的板 端部之溫度下降量以及與發生溫度下降的厚鋼板寬度方向 的板端部間之距離的手段，並具有根據其結果，運算設於 控制冷卻裝置前段各冷卻區的遮蔽構件之遮蔽量以及實施 遮蔽的冷卻區數的手段，又具有根據運算結果控制遮蔽構 件的機構。 1 7.如申請專利範圍第1 2項之厚鋼板之控制冷卻裝置， 其中具有測定利用上述預備冷卻裝置的冷卻前厚鋼板寬度 方向之溫度分布的手段，以及由所測定溫度分布解析厚鋼 板寬度方向的板端部之溫度下降量以及與發生溫度下降的 厚鋼板寬度方向的板端部間之距離的手段，並具有根據其 結果，運算於利用預備冷卻裝置的遮蔽構件之遮蔽量以及 冷卻時間的手段，又具有可根據運算結果，可控制預備冷 卻裝置中遮蔽構件及通板速度的機構。 1 8.如申請專利範圍第1 1項之厚鋼板之控制冷卻裝置， 其中在上述控制冷卻裝置前設置矯正機。 1 9.如申請專利範圍第1 2項之厚鋼板之控制冷卻裝置， 其中在上述預備冷卻裝置與上述控制冷卻裝置之間設置矯 54

326V總檔\93\93116860\93116860(替換)-2 JAN 3 1 2007 1286089 申請專利範圍替換頁 正機。 2 0 .如申請專利範圍第4項之厚鋼板之控制冷卻方法， 其中在上述控制冷卻裝置前段的冷卻中，限制厚鋼板縱長 方向的頭尾端部之冷卻水量。 2 1 .如申請專利範圍第4項之厚鋼板之控制冷卻方法， 其中在上述預備冷卻裝置或上述預備冷卻裝置及上述控制 冷卻裝置的冷卻中，限制厚鋼板縱長方向的頭尾端部之冷 卻水量。

2 2 .如申請專利範圍第6項之厚鋼板之控制冷卻方法， 其中利用厚鋼板縱長方向的頭尾端部之通過信號作動指定 時間的水量控制手段，進行厚鋼板縱長方向的頭尾端部之 冷卻水量限制。 2 3.如申請專利範圍第4項之厚鋼板之控制冷卻方法， 其中上述控制冷卻裝置的前段部於各區間設置遮蔽構件， 該遮蔽構件設在可進行厚鋼板寬度方向的端部之水量限制 的厚鋼板寬度方向端部，遮蔽構件可於各區及上下面分別 獨立遮蔽厚鋼板寬度方向端部之冷卻水。 2 4.如申請專利範圍第5項之厚鋼板之控制冷卻方法， 其中上述控制冷卻裝置的前段部於各區間設置遮蔽構件， 該遮蔽構件設在可進行厚鋼板寬度方向的端部之水量限制 的厚鋼板寬度方向端部，遮蔽構件可於各區及上下面分別 獨立遮蔽厚鋼板寬度方向端部之冷卻水。 2 5 .如申請專利範圍第7項之厚鋼板之控制冷卻方法， 其中上述控制冷卻裝置的前段部於各區間設置遮蔽構件， 55 326\總檔 \93\93116860\93116860(替換)-2 1286089 JAN 3 1 2007 申請專利範 圖養養頁 該遮蔽構件設在可進行厚鋼板寬度方向的端部之水量限制 的厚鋼板寬度方向端部，遮蔽構件可於各區及上下面分別 獨立遮蔽厚鋼板寬度方向端部之冷卻水。

2 6 .如申請專利範圍第4項之厚鋼板之控制冷卻方法， 其中測定預備冷卻前厚鋼板寬度方向之溫度分布，由所測 定溫度分布解析厚鋼板寬度方向板端部之溫度下降量以及 與發生溫度下降之寬度方向的板端部間之距離，根據其結 果，運算於預備冷卻裝置中遮蔽構件的遮蔽量以及冷卻時 間，根據運算結果，控制預備冷卻裝置的遮蔽構件及通板 速度。 2 7.如申請專利範圍第6項之厚鋼板之控制冷卻方法， 其中測定預備冷卻前厚鋼板寬度方向之溫度分布，由所測 定溫度分布解析厚鋼板寬度方向板端部之溫度下降量以及 與發生溫度下降之寬度方向的板端部間之距離，根據其結 果，運算於預備冷卻裝置中遮蔽構件的遮蔽量以及冷卻時 間，根據運算結果，控制預備冷卻裝置的遮蔽構件及通板 速度。 2 8.如申請專利範圍第7項之厚鋼板之控制冷卻方法， 其中測定預備冷卻前厚鋼板寬度方向之溫度分布，由所測 定溫度分布解析厚鋼板寬度方向板端部之溫度下降量以及 與發生溫度下降之寬度方向的板端部間之距離，根據其結 果，運算於預備冷卻裝置中遮蔽構件的遮蔽量以及冷卻時 間，根據運算結果，控制預備冷卻裝置的遮蔽構件及通板 速度。 56 326\總檔\93\93116860\93116860(替換)-2 1286089 JAN 3 1 2007 申請專利範圍替 2 9 .如申請專利範圍第1 3項之厚鋼板之控制冷 其中具有利用厚鋼板縱長方向之前端部及尾端部 號作動指定時間之水量控制手段。 3 0 .如申請專利範圍第1 3項之厚鋼板之控制冷 其中設於上述控制冷卻裝置前段部的冷卻區間之 可--於各冷卻區及上述冷卻區的各個上面部及 分別獨立遮蔽厚鋼板寬度方向端部之冷卻水。 3 1 .如申請專利範圍第1 4項之厚鋼板之控制冷 其中設於上述控制冷卻裝置前段部的冷卻區間之 可——-於各冷卻區及上述冷卻區的各個上面部及 分別獨立遮蔽厚鋼板寬度方向端部之冷卻水。 3 2 .如申請專利範圍第1 3項之厚鋼板之控制冷 其中具有測定利用上述預備冷卻裝置的冷卻前厚 方向之溫度分布的手段，以及由所測定溫度分布 板寬度方向的板端部之溫度下降量以及與發生溫 厚鋼板寬度方向的板端部間之距離的手段，並具 結果，運算於利用預備冷卻裝置的遮蔽構件之遮 冷卻時間的手段，又具有可根據運算結果，可控 卻裝置中遮蔽構件及通板速度的機構。 3 3 .如申請專利範圍第1 4項之厚鋼板之控制冷 其中具有測定利用上述預備冷卻裝置的冷卻前厚 方向之溫度分布的手段，以及由所測定溫度分布 板寬度方向的板端部之溫度下降量以及與發生溫 厚鋼板寬度方向的板端部間之距離的手段，並具 326\總檔\93\93116860\93116860(替換)-2 卻裝置， 之通過信 卻裝置， 遮蔽構件 下面部， 卻裝置， 遮蔽構件 下面部， 卻裝置， 鋼板寬度 解析厚鋼 度下降的 有根據其 蔽量以及 制預備冷 卻裝置， 鋼板寬度 解析厚鋼 度下降的 有根據其 57 1286089 jan a i '^uu^ ^申請專利範圍替換頁 結果，運算於利用預備冷卻裝置的遮蔽構件之遮蔽量以及 冷卻時間的手段，又具有可根據運算結果，可控制預備冷 卻裝置中遮蔽構件及通板速度的機構。 3 4.如申請專利範圍第1 3項之厚鋼板之控制冷卻裝置， 其中在上述控制冷卻裝置前設置矯正機。 3 5.如申請專利範圍第1 4項之厚鋼板之控制冷卻裝置， 其中在上述控制冷卻裝置前設置矯正機。

3 6.如申請專利範圍第1 3項之厚鋼板之控制冷卻裝置， 其中在上述預備冷卻裝置與上述控制冷卻裝置之間設置矯 正機。 3 7 .如申請專利範圍第1 4項之厚鋼板之控制冷卻裝置， 其中在上述預備冷卻裝置與上述控制冷卻裝置之間設置矯 正機。

58 326\總檔\93\93116860\93116860(替換)-2 1286089 拾壹、圖式： JAN 3 1 2007 替換頁

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