WO2004110661A1 - 厚鋼板の制御冷却装置および制御冷却方法 - Google Patents

厚鋼板の制御冷却装置および制御冷却方法 Download PDF

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steel plate
temperature
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PCT/JP2004/008287
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Satoshi Ueoka
Kenji Ihara
Hiroshi Nishizaki
Syunichi Nishida
Yoshinori Yuge
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Jfe Steel Corporation
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    • C21D2221/00—Treating localised areas of an article

Definitions

  • the present invention makes it possible to manufacture a steel plate cooling device, in particular, a steel plate having excellent material uniformity in the thickness direction while cooling at a high speed on average, and to stably produce a low yield ratio steel plate.
  • the present invention relates to a cooling device and a controlled cooling method for a thick steel plate that can be realized by the above method. Background art
  • controlled cooling is performed after rolling to ensure the mechanical properties required for the steel sheets, especially strength and toughness.
  • the cooling rate is often increased from the viewpoint of high strength and high toughness.
  • the cooling rate of the surface layer of the thick steel sheet is higher than that of the central part in the thickness direction. It tends to be higher than the core, leaving a problem with the requirement to ensure uniformity of the material.
  • Low-yield-ratio steel sheets with such material properties are manufactured by controlled rolling, and are also available in literature such as the 159 * 160th Nishiyama Memorial Lecture by the Iron and Steel Institute of Japan, “Highly functional steel sheets that create a new era”.
  • a part of the structure of a thick steel plate can be transformed into a fluoride, and the remaining austenite can be transformed into a bainite or the like by rapid cooling to produce a two-phase structure.
  • uneven cooling is likely to occur in the steel sheet ⁇ , causing unevenness and distortion of the material. There is a problem that it is difficult to mass-produce efficiently.
  • Patent Document 1 applies a 40-70% cumulative reduction at a temperature of 900 or less in hot rolling. and finish rolling temperature of 3 + 50 ° C or less than Ar 3 transformation point, after rolling the steel sheet table surface temperature Ar 3 - 1.625t (t is thickness, mm) to start water cooling from less than or Ar 3 500 ° C method for producing a high-tensile steel plate is shown open quenching at a cooling rate of 2 ⁇ 50 ° CZs ec to a temperature below.
  • Patent Document 2 discloses that when hot rolling a hot steel plate having a temperature deviation in the plate, which is hot-rolled, is cooled with water until the surface temperature of the low-temperature portion becomes 630 to 530 ° C. There is disclosed a method of cooling at a cooling rate of 15 ° C / s or less, followed by cooling at a cooling rate of 25 ° CZs or more.
  • a method for producing a high-strength steel sheet having a specific thickness is disclosed.
  • Patent Document 4 C 0.18% by weight 0/0, Si: ⁇ 0.55 % N Mn: ⁇ 1.5%, P : Includes ⁇ 0.040%, S ⁇ 0.040% and alloying elements as necessary, and adjusts the carbon equivalent of C + Si / 24 + MnZ6 + ⁇ / 40 + Cr / 5 + Mo / 4 + V / 14 to 0.44 the billet balance the weight percent being Fe ⁇ Pi unavoidable impurities, was heated below 900 ° C or more 1250 e C, Ar.
  • Patent Document 1 JP-B-62-4449
  • Patent Document 2 JP 2001-164323 A
  • Patent Document 3 Japanese Patent Publication No. 7-116504
  • Patent Document 4 Japanese Patent Publication No. 7-74379 Disclosure of the Invention
  • Each of the means described in Patent Documents 1 to 3 has a method of improving the material uniformity of a thick steel plate in the thickness direction within a certain range.
  • the means described in Patent Document 1 increases the rolling reduction at a relatively low temperature of 900 ° C or lower, and lowers the rolling efficiency by lowering the rolling finish temperature to near the Ar 3 transformation point. There's a problem.
  • the means described in Patent Document 2 cools the minimum surface temperature in the plate after slow cooling to 530 ° C to 630 ° C, and switches from slow cooling to rapid cooling during cooling. It is difficult to grasp the surface temperature of the steel sheet, and there is a problem in the reproducibility of the effect.
  • Patent Document 3 has a problem that the cooling rate to 400 or more at a temperature lower than 500 ° C is as low as 3 to 12/360, which lowers the processing capacity. However, there is also a problem that sufficient material properties cannot be obtained. '
  • Patent Documents 3 and 4 enable the production of a steel sheet with a low yield ratio in principle, but the means disclosed in Patent Document 3, as described above, requires a temperature of 400 ° C at less than 500 ° C. Since the cooling rate to C or higher is as small as 3 to 12 ⁇ / 360, there is a problem that the processing capacity is reduced.On the other hand, the means of Patent Document 4 requires a slow cooling zone to recover heat after cooling. However, since the waiting time for this is required, the time required for rolling is long, and mass production is difficult.
  • An object of the present invention is to solve the above-described problems of the conventional technology, and to suppress the occurrence of a difference in hardness between one surface and a center of a steel plate without causing a reduction in rolling efficiency.
  • Control cooling equipment for steel plates that enables efficient mass production of low-yield-ratio steel plates, and the use of this manufacturing equipment to produce steel plates while cooling at an average high speed.
  • An object of the present invention is to provide an excellent method for manufacturing a thick steel plate.
  • the control cooling device for a steel plate according to the present invention has a mild cooling zone on the exit side of a rolling mill for partially transforming a steel structure into a fly, and the remaining austenite is pearlite and vanadium on the rear surface side. And a rapid cooling zone that transforms into a martensite. That is, the control cooling device for a steel plate according to the present invention is provided with a slow cooling zone and a rapid cooling zone which can be independently controlled on the outlet side of the plate rolling mill in that order.
  • the slow cooling zone has a cooling capacity for giving a cooling rate of 5 to 15 ° C / .s to a steel plate having a thickness of 25 ⁇ ⁇ .
  • Ah is, further in relation to the plate thickness, plate thickness 713 ⁇ 1 2 38 / t L 2 ° C / s or more to the steel sheet t (mm); the cooling capacity to give 1 ⁇ 2 ° Ji 3 following cooling rate
  • the equipment can be water passage in 100 ⁇ 500 1 min 'm 2 of water density.
  • the rapid cooling zone has a cooling capacity of giving a cooling speed of 30 / s or more to a steel plate having a thickness of 25 mm.
  • the steel sheet having a sheet thickness of t (mm) has a cooling capacity of giving a cooling rate of 1425 / t 1 ′ 2 ° CZs or more.
  • the equipment be capable of passing water at a water density of 1500 1 min ⁇ m 2 or more.
  • control cooling device for the thick steel plate sets a cooling condition for the rapid cooling zone based on a thermometer for measuring the surface temperature of the steel plate passing through the slow cooling zone and a measurement result of the surface temperature of the steel plate by the thermometer.
  • Calculation and control device for controlling the rapid cooling zone, and a thermometer installed on the front side of the slow cooling zone to measure the surface temperature of the steel sheet on the exit side of the plate rolling mill, and the measurement results of the steel sheet surface temperature by the thermometer It is preferable to set a cooling condition for the slow cooling zone based on the above, and to provide an arithmetic and control device for controlling the slow cooling zone based on the cooling condition. It is preferable that the arithmetic and control unit controls the cooling stop temperature of the slow cooling zone at a temperature of 600 eC or more.
  • control cooling device for the thick steel plate has an air cooling zone between the slow cooling zone and the rapid cooling zone, It is desirable that the air-cooling zone be provided with a thermometer for measuring the surface temperature of the steel sheet passing through the slow cooling zone.
  • the steel plate with a thickness of t (mm) is used.
  • cooling is performed at a cooling rate of 238 ⁇ ' 2 ° C / s or more and 713 ⁇ ' 2 ° CZs or less in the slow cooling zone, and thereafter, cooling is performed at 1425 t 1 ' 2 ° C / s or more in the rapid cooling zone.
  • FIG. 1 is an explanatory view showing a basic mode of a controlled cooling device for a thick steel plate according to the present invention.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing a specific embodiment of a control cooling device for a thick steel plate according to the present invention.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing definitions of temperature and time which are the basis for calculating the cooling rate used in the present invention.
  • Fig. 4 is a graph showing the temperature histories of the steel sheet surface and the central part when the required cooling rate is determined by a calculation formula for a thick steel sheet with a thickness of 25mm and a thick steel sheet with a thickness of 40mm.
  • Figure 5 is a conceptual diagram showing the relationship between the steel sheet surface temperature and the heat flux (heat removal per unit area and unit time) when cooling a high-temperature steel sheet.
  • FIG. 6 is a schematic view of a threading pattern for performing controlled cooling using the controlled cooling device for a thick steel plate according to the present invention.
  • FIG. 1 is an explanatory view showing a basic mode of a controlled cooling device for a thick steel plate according to the present invention.
  • the slow cooling zone 10 is a zone in which the thick steel plate 1 rolled to the final thickness by the thick steel plate rolling mill 2 is slowly cooled, and a part of the thick steel plate is transformed into ferrite.
  • the quenching zone 20 receives the steel plate 1 whose surface layer has undergone ferrite transformation in the gradual cooling zone 10 and quenches it, and transforms the remaining austenite structure into perlite, bainite, martensite, etc. This is the band to be controlled.
  • the slow cooling zone 10 is provided with water cooling headers 11 above and below the steel plate 1 pass line, and the water flow 12 flows from a short pipe-shaped nozzle 13 attached to it. It flows out as a laminar flow.
  • This slow cooling zone is installed at a position where the thick steel plate that has been rolled is placed relatively close to the thick steel mill and can be cooled immediately.
  • the cooling capacity can be 5 to 15 ° CZs in the case of a 25 mm thick steel plate. It should be good. If the temperature is lower than 5 ° CZs, the cooling time will be long, and during that time, it will not be possible to roll with a steel plate rolling mill, and the rolling efficiency will decrease.On the other hand, if it exceeds 15 ° CZs, a hard phase will be formed on the surface layer. This is because there is a risk that some veneer-martensite will be generated.
  • the cooling rate is defined by one of the following cooling rates 1 or 2 based on the definition of each temperature and water cooling time shown in FIG.
  • Cooling rate 1 (Average cross-sectional temperature at the start of cooling-Average cross-sectional temperature at the end of cooling)
  • Cooling rate 2 (Surface temperature just before cooling minus the surface temperature when the surface is regained after cooling is finished) / water cooling time
  • cooling rate 1 is easy to use when calculating the temperature history during cooling and determining the cooling time, etc. in the numerical calculation.
  • This has the advantage that it is easy to use when quality control is performed by installing thermometers before and after the cooling device in actual operation, and it is practically convenient to use them properly in each of these cases.
  • the above cooling rate is based on the water cooling capacity of the slow cooling zone 10 as a function of the thickness t (mm).
  • yisZt 1 - 2 ⁇ / ⁇ can be obtained by that given the following cooling rates. This criterion is used to determine the required cooling rate as a function of the sheet thickness and to use this to determine the water cooling capacity according to the sheet thickness.
  • the cooling rate and, consequently, the cooling capacity are determined as a function of the sheet thickness.
  • heat is transferred from the surface of the steel sheet.
  • the same cooling rate is applied to steel sheets of different thicknesses, the temperature difference between the surface and the center increases as the thickness increases, and the material in the thickness direction increases. This is because a difference easily occurs.
  • the above function takes into account the effect of the temperature difference due to the plate thickness. The larger the plate thickness, the lower the cooling rate and the smaller the material difference between the surface and the center of the thick steel plate.
  • Figure 4 shows the steel plate surface and the central part when the cooling rate obtained from TlS tu ⁇ Zs, which is the upper limit of the cooling rate, was applied to a 25 mm thick steel sheet and a 40 mm thick steel sheet.
  • 3 is a graph showing a temperature history of the present invention.
  • the cooling rate (according to the above formula) is 15 ° CZs when the thickness is 25 mm
  • the cooling rate (according to the above formula) when the thickness is 40 mm. Is 8.5 ° CZs, but the temperature gradients on both steel sheet surfaces are almost the same value.
  • the cooling rate for a sheet thickness of 25 mm was used in order to suppress the formation of hard phases such as veneite and martensite on the steel sheet surface and to generate a predetermined amount of ferrite. (According to the above formula) is 15 and 5 or less Good. Accordingly, if determined the maximum 713 ⁇ 'urchin water cooling ability due possible to the 2/3 in accordance with the cooling rate in the thickness, eliminates the waste of the equipment, and also if the thickness 40 mm of a predetermined amount Ferrite can be generated.
  • the condition for giving a temperature gradient of the steel sheet surface equivalent to the cooling rate of 5; Zs at a thickness of 25 mm is determined to be 238 / t 1 ′ 2 ° C in the same manner as described above. Therefore, if the water cooling capacity is determined so that a cooling rate higher than this value can be achieved, a controlled cooling device that does not cause a problem such as a reduction in rolling efficiency can be obtained.
  • such a water cooling capacity can be achieved by adjusting the cooling water amount within a range of 50 to 2000 tZh and using a nozzle of a pipe lamina type.
  • the nozzle type can be selected from a spray type, a lamina type, a jet type, a mist type, etc., as long as it can achieve the above cooling capacity.
  • the water density and 100 1 / min ⁇ m 2 ⁇ 500 1 / in ⁇ m 2 stable slow cooling is obtained, and the this reliably perform ferrite transformation previously described become able to.
  • the cooling stop temperature of the slow cooling zone 10 should be controlled within the range of 600 ° C or higher. It is better to be able to set according to. If the cooling stop temperature in the slow cooling zone is 600 ° C or more, stable ferrite transformation becomes possible, and it becomes possible to manufacture thick steel plates with uniform material in the thickness direction and low yield ratio. If it is lower than 600, there is a possibility that veneite-martensite, which is a hard phase, is formed on the surface layer of the steel sheet and the surface is hardened. Therefore, it is preferable to add a function to control the cooling stop temperature to 600 ° C or higher by setting the slow cooling zone 10.
  • the cooling stop temperature refers to the average temperature of the cross section at the end of cooling in FIG. 3 or the surface temperature when the surface is double-heated after the end of cooling.
  • the cooling stop temperature as in the case of the cooling rate described above, they all indicate the same temperature, and these can be used in the same way as the cooling rate.
  • the cooling zone with the above function allows a certain amount of the fluoride phase to be generated on the surface of the thick steel plate during the cooling process.
  • the effect is that the plate can be cooled uniformly in its plane.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram showing the relationship between the steel sheet surface temperature and the heat flux (amount of ripening per unit area and time) when cooling a high-temperature steel sheet.
  • the heat flux amount of ripening per unit area and time
  • the transition boiling state is a state in which the film boiling ⁇ and the nucleate boiling are mixed.
  • the heat flux increases as the steel sheet temperature decreases as shown in the figure. Therefore, if there is uneven temperature in the copper plate surface before cooling, the lower temperature parts are cooled more in the cooling process and the in-plane temperature difference increases.
  • the temperature at which transition boiling starts increases as the amount of input water increases, but the cooling rate of 5 to 15 ° CZs, which is the operating condition of the slow cooling zone of the present invention, or the water density of 100 to 500 in . under ni 2, slow when the cooling stop temperature of the cooling zone is above 600 ° C, it is stable and almost completely Makunie Kaga in 9 ⁇ 100M m is a plate thickness range of the water cooling mechanism steel plate In addition to the uniform cooling within the steel sheet surface, stable fluoride transformation is possible and the benefits of stable materials are obtained.
  • a rapid cooling zone 20 is provided.
  • the quenching zone 20 receives the steel sheet 1 whose surface layer has been transformed into ferrite in the gradual cooling zone 10 and quenched. It is a band to do.
  • the quenching zone 20 is provided with water cooling headers 21 above and below the steel sheet 1 pass line, and a high-pressure zipper from a slit nozzle 22 attached to it. The torrent flow is sprayed on thick steel plates.
  • This rapid cooling zone 20 is a zone that rapidly cools most of the steel plate and transforms the remaining austenite phase, which was not transformed in the slow cooling zone, to perlite, bainite, martensite, etc.
  • the water cooling capacity should be 30 ° CZ s or more based on a 25 mm thick steel plate whose cooling rate on the surface of the steel plate is a reference. If the water cooling capacity is less than 30 ° C / s at 25 mm, cooling at the center of the sheet thickness will be slow and it will be difficult to obtain advantages such as high strength by controlled cooling.
  • Such cooling bay degree, slow water cooling capacity of the cooling zone 10, the plate thickness t (mm) as a function of 1425 / t 1 - can be obtained by a 2 t C / s or more.
  • This criterion gives the required cooling rate as a function of the sheet thickness, and is used to determine the water cooling capacity according to the sheet thickness.
  • the cooling rate is determined as a function of the sheet thickness because heat is transferred from the steel sheet surface when cooling water is applied to cool the steel sheet, but as the sheet thickness increases, the distance between the steel sheet surface and the center part increases.
  • the amount of heat transfer due to heat conduction from the inside of the steel sheet decreases as the distance increases according to Fourier's law.Thus, when the sheet thickness increases, the cooling water increases and the cooling capacity from the surface increases, even if the cooling capacity from the surface increases. This is because the cooling rate at the center does not increase due to the internal heat conduction.
  • the above function calculates the cooling rate close to the limit in order to enjoy the material benefits of the high cooling rate.
  • the cooling water amount can be specifically adjusted in the range of 2000 to 5000 t. Further, from the viewpoint of uniform cooling, it is preferable that the water density be 1500 1 / min 1500m 2 or more in the rapid cooling zone. This is because, as explained earlier with reference to Fig. 5, if cooling is performed in the transition boiling region, the temperature deviation before cooling increases, but if cooling is performed with this amount of water or more, nucleate boiling will occur completely. This is because the temperature difference in the steel sheet surface that existed before the rapid cooling can be reduced.
  • 1500 1 When cooling with a water density of / min ⁇ m 2 , a cooling rate of 1425 / t 1 ′ 2 ° CZs or more is obtained when the thickness is t (mm) over the thickness range of 9 to 100 ⁇ ⁇ .
  • the nozzle used for the quenching zone has a high impact force when the cooling water collides with the steel sheet, as in the above-mentioned slit jet nozzle.
  • it is preferable to have a quantity, a spray type, a lamina type, a jet type, a mist type, etc. can be used if the above conditions are satisfied.
  • the cooling stop temperature of this rapid cooling zone must be sufficient to complete the transformation of the steel plate to the microstructure up to its central part. It is better to add a function to set the temperature.
  • the austenite phase that was not transformed in the gradual cooling zone can be transformed into perlite, bainite, martensite, etc., and the cooling stop temperature due to the quenching zone Even if the temperature is set to an arbitrary temperature, uniform cooling becomes possible, and it becomes possible to produce a thick steel plate with little distortion.
  • the control cooling device for thick steel plates provided with the slow cooling zone 10 and the rapid cooling zone 20 includes thermometers 31, 32, 33 for measuring the surface temperature of the steel sheet 1, and these temperatures.
  • the cooling unit is provided with an arithmetic unit 41 and a control unit 42 for controlling the cooling zones 10 and 20 based on signals from the arithmetic unit 41 to set the cooling conditions of the cooling zones 10 and 20 based on the steel sheet surface temperature information from the gauge.
  • a control device 40 is provided.
  • an air cooling zone 51 is provided between the slow cooling zone and the rapid cooling zone, and a thermometer 32 for measuring the surface temperature of the steel sheet passing through the slow cooling zone is preferably installed in the air cooling zone.
  • thermometer 32 is installed on the outlet side of the slow cooling zone 10 so that The temperature can be measured, and based on the result, the cooling conditions such as the passing speed and the cooling water amount are adjusted so that the cooling stop temperature of the rapid cooling zone 20 becomes a predetermined value. It is recommended that the operation is controlled based on the result.
  • thermometer 31 is also installed on the front side of the mild cooling zone 10 (or on the exit side of the rolling mill 2) so that the surface temperature of the steel plate 1 immediately after rolling can be measured.
  • the cooling conditions such as the passing speed and the amount of cooling water are determined by the arithmetic and control unit 40 (including a slow cooling zone operating condition calculating unit) so that the cooling stop temperature of the cooling water reaches a predetermined value. What is necessary is just to be able to control. This makes it possible to more reliably perform ferrite transformation in the thick steel plate in the moderate cooling zone.
  • thermometer 33 can be installed on the outlet side of the rapid cooling zone 20. This measurement result can be used together with the measurement result of the thermometer 32 on the rear surface of the slow cooling zone to analyze the operating conditions of the kibiki device and to feed pack.
  • the operation and control device 40 for determining the operating conditions of the slow cooling zone 10 and the rapid cooling zone 20 or the rapid cooling zone 20 in accordance with such temperature measurement results and controlling the operation of each cooling zone (10, 20) is publicly known.
  • An existing process computer having a numerical operation function may be used as the operation unit 41.
  • an existing control device having a function of inputting and outputting data and controlling devices can be used as the control unit 42.
  • a DSC (Distributed Control system) type digital control device can be used suitably.
  • thermometer 32 when to define to implement good c such control, thermometer 32 is important to set between the particular slow cooling zone and the quenching zone.
  • so-called radiation thermometers that detect radiant energy on the surface of steel sheets are often used. If an object that absorbs radiant energy exists between the thermometer and the steel plate, accurate measurement is impossible.
  • an air cooling zone 51 is provided between the slow cooling zone 10 and the rapid cooling zone 20, and a thermometer 32 on the rear surface of the slow cooling zone is provided in the air cooling zone 51.
  • the length of the air-cooled zone 51 must be long enough to mount the thermometer 32, and for accurate temperature measurement, make sure that water vapor and cooling water do not enter the front and rear zones.
  • the radiation thermometer which is generally used, uses a lens to condense the light energy emitted from the steel sheet. Considering that the condensed spot size is about 200 mm, air-cooled Belt 51 must be at least 200 mm long. Furthermore, in the actual process, there is a possibility that the effective measuring section may be limited because steam leaks or enters from the slow cooling zone or the rapid cooling zone to the air cooling zone. Considering the necessity of installing the above-mentioned leak steam purging equipment and a turbo fan, it is preferable that the length of the air-cooled zone is about 2 m or more.
  • the productivity is excellent and the stability of the material is extremely excellent.
  • the processes of pattern 1 to pattern 4 shown in FIG. 6 can be adopted.
  • the steel sheet that has been finish-rolled is cooled while passing through the slow cooling zone and the rapid cooling zone.
  • the length of the air cooling zone 51 provided between the slow cooling zone 10 and the rapid cooling zone 20 is preferably set to be equal to or longer than the maximum length of the steel sheet to be processed.
  • the steel sheet coming out of the slow cooling zone 10 can be guided to the air cooling zone 51, and the sheet passing speed can be changed in the air cooling zone 51 to be introduced into the rapid cooling zone 20.
  • High-precision controlled cooling that gives a predetermined cooling rate and cooling stop temperature in each cooling zone by making the passing speed of zone 20 different is possible.
  • Patterns 2 to 4 are cases in which oscillation cooling is performed in the slow cooling zone 10 and / or the rapid cooling zone 20. By employing such a passing plate pattern, the apparatus of the present invention can be effectively used even when the length of the air cooling zone 51 is shorter than, for example, the length of the treated steel sheet.
  • Pattern 2 After the steel sheet enters the slow cooling zone 10, the steel sheet is cooled by oscillation in the slow cooling zone 10 for a predetermined time, and then the surface temperature of the steel sheet is measured by the thermometer 32 on the exit side of the slow cooling zone 10. It measures the temperature, accelerates to the required sheeting speed in the rapid cooling zone 20 based on the temperature results, and performs pass cooling in the rapid cooling zone 20.
  • Pattern 3 is to perform oscillation cooling in the rapid cooling zone 20, so that even if the steel sheet thickness is extremely large and the cooling time in the rapid cooling zone 20 takes a long time, the rolling speed, the speed of the slow cooling zone 10, The required cooling speed can be ensured regardless of the control range of the transfer speed.
  • Pattern 4 is a case where oscillation cooling is performed in the slow cooling zone 10 and the rapid cooling zone 20. In this pattern, the advantages obtained by the above patterns 2 and 3 can be obtained at the same time.
  • the pattern with the highest efficiency can be selected according to the plate thickness, cooling rate in the slow cooling zone, cooling stop temperature, cooling rate in the rapid cooling zone, and cooling stop temperature. Just fine. For example, all patterns may be made available in accordance with the type of steel, equipment and product to be manufactured, or only some of the patterns may be made available.
  • Comparative Example 1 is a case in which a cooling device having only a rapid cooling zone is used, and Comparative Example 2 is, as described in Patent Document 1, at an Ar 3 temperature or higher and an Ar 3 temperature + 50 ° C or lower. rolling exit, the cooling start Ar 3 temperature or less, subject to there upon cooling as Ar 3 temperature one 1. least 625t e C, finishing rolling temperature 780 ° C, by rapid cooling zone as a cooling start temperature 740 ° C The cooling was performed.
  • Comparative Example 3 is a case where only a slow cooling zone is used as in Patent Document 3.
  • the material difference (ATS, ⁇ ) between the tensile strength TS and the hardness Hv in the thickness direction of the product is small.
  • Comparative Example 1 although the time required from the start of rolling to the end of cooling is short, the material difference in the thickness direction of the product is large.
  • Comparative Examples 2 and 3 the difference in material in the thickness direction of the product is small, but the time required from the start of rolling to the end of cooling is long. This is because in the case of Comparative Example 2, rolling was performed to a temperature lower than that of the invention example, and after the finish rolling, it was waited until the cooling start temperature was reached. In the case of Comparative Example 3, the required cooling time was longer in the slow cooling zone, and the required time was longer.
  • ATS is the difference in tensile strength between the 1Z2 sheet thickness position and the 1st-4th sheet thickness position
  • ⁇ Hv is the difference in the surface hardness between the 1Z2 position and the surface layer position (0.5 0 ⁇ below the surface).
  • the cooling rate and cooling stop temperature are calculated using the values defined by the average cross-sectional temperature at the end of cooling, calculated by the process computer based on the temperatures measured by the thermometers 31, 32, and 33. I have.
  • Table 3 shows the properties and treatment patterns of the materials to be treated.
  • Table 4 shows the operation results when controlled cooling is performed in accordance with this method (Examples 4 to 5) in comparison with the case of the comparative example.
  • Comparative Example 4 is a case in which the steel plate was allowed to stand by and cooled to 740 ° C, which is the Ar 3 transformation point, and then cooled to around 450 ° C in the rapid cooling zone.
  • Comparative Example 5 In accordance with Patent Document 3, a case carrying out the cooling to near 450 e C only moderate cooling zone.
  • Comparative Example 7 is a case where cooling was performed to around 450 ° C. in the rapid cooling zone as it was after the end of rolling. As shown here, in the case of the present invention, the predetermined yield ratio YR is a value close to 70%, and the time required from the start to the end of rolling is shortened.
  • Example 2 Using the same control cooling device as used in Example 1, the temperature of the slow cooling zone was measured, and the cooling conditions for the rapid cooling zone were changed based on the measured values to perform controlled cooling of the thick steel plate. Natsu The properties and treatment conditions of the material to be treated are as shown in Table 5.
  • Table 6 shows the actual operating parameter results for the controlled cooling of thick steel plates in which the cooling conditions in the rapid cooling zone are changed based on the measured temperature on the exit side of the slow cooling zone in the above operation. It is shown in comparison with.
  • the actual cooling stop temperature of the slow cooling zone is about 40 higher than the target. For this reason, if cooling is performed at the rapid cooling zone passing speed determined by the initial calculation, there is a risk that the cooling stop temperature will increase and the required strength will not be obtained.
  • the cooling was performed by changing the belt passing speed of the belt, and the cooling stop temperature of the rapid cooling zone could be set to the target cooling stop temperature. As a result, a controlled cooling structure having a fine structure up to the center could be obtained.
  • TS is the value at the position of thickness 1-2.
  • the cooling rate and the cooling stop temperature are calculated using the values defined by the average cross-sectional temperature at the end of cooling calculated by the process computer based on the temperatures measured by the thermometers 31, 32, and 33. I have.
  • Example 5 shows the properties of the materials to be treated and the processing conditions.
  • the operation results are as shown in Table 7.
  • the actual cooling start temperature is about 40 ° C higher than the target, so if the cooling is performed at the slow cooling zone passing speed determined by the initial calculation, the slow cooling zone cooling will be performed. There was a risk that the stop temperature would increase and the desired fly transformation would not be possible in the slow cooling zone. Therefore, based on the actual results, cooling was performed with the passing speed of the slow cooling zone changed, and the cooling stop temperature of the slow cooling zone could be set to the target cooling stop temperature. As a result, a predetermined strength deviation was achieved in the thickness direction.
  • ATS is the difference in tensile strength between the plate thickness 12 position and the plate thickness 1/4 position.
  • values defined by the cross-sectional average temperature at the end of cooling calculated by the process computer based on the temperatures measured by the thermometers 31, 32, and 33 are used. Industrial applicability
  • the apparatus which concerns on this invention, it becomes possible to manufacture the thick steel plate which has a small difference in hardness between one surface and a center, and is uniform in material, without lowering rolling efficiency.
  • the reproducibility of the material can be maintained high while maintaining a high cooling rate as a whole, and efficient mass production of the steel sheet becomes possible.
  • the present invention makes the temperature distribution after cooling uniform and makes it possible to produce steel plates without distortion.
  • the present invention is capable of controlling the operating conditions in the quenching wholesale zone by actually measuring the surface temperature of the steel plate after slow cooling, and quenching quickly thereafter, so that the productivity is extremely high. Also, based on the measured temperature in the slow cooling zone, Since the operating conditions can be controlled, the amount of second phase structure generated in the quenching zone can be controlled with good reproducibility.
  • Thickness 50 halls, width: 3000mm, length: 15000mm male material Material & (70% yield ratio target)
  • Pattern 1 (Fig. 6) After passing through the slow cooling zone, change 3 ⁇ 4g to perform cooling in the rapid cooling zone.
  • Cooling stop temperature Cooling rate Mechanical properties .1st cold 2nd cold rolling open

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Abstract

圧延能率の低下を招くことなく、厚鋼板の表面−中心間の硬度差の発生を小さく抑え、また低降伏比厚鋼板の効率的大量生産可能にする厚鋼板の制御冷却装置を提供する。解決手段は以下のとおり。厚鋼板の制御冷却装置を圧延機出側に鋼組織を部分的にフェライト変態させる緩冷却帯をもち、その後面側に残りのオーステナイトをパーライト、ベイナイト、マルテンサイトに変態させる急冷却帯を設ける。すなわち、本発明に係る厚鋼板の制御冷却装置は、それぞれ独立して制御可能な緩冷却帯および急冷却帯がその順に設けられているものとする。

Description

明細書
厚鋼板の制御冷却装置おょぴ制御冷却方法
技術分野
本発明は厚鋼板の冷却装置、 特に平均して大きな速度で冷却しながら厚鋼板の 板厚方向の材質均一性に優れた厚鋼板の製造を可能にし、 また低降伏比厚鋼板の 製造を安定して可能にする厚鋼板の冷却装置および制御冷却方法に関する。 背景技術
厚鋼板の製造に当たっては、 鋼板に要求される機械的性質、 特に強度と靭性を 確保するため、 圧延後、 制御冷却が行なわれる。 この制御冷却するに当たっては, 高強度、 高靭性の観点から冷却速度を大きく とることが多い。 しかしながら、 こ のような冷却速度を大きく とった制御冷却材では、 厚鋼板の表面層の冷却速度が 板厚方向中心部の冷却速度より大きいために、 その強度や硬度は厚鋼板の板厚中 心部より高くなる傾向があり、 材質の均一性を確保するという要求に対して問題 を残している。
これとは別に、 近年耐震性確保のために、 建築用の鋼材には 「降伏点ノ引張り 強さ」 で定義される降伏比を低くすることが要求されている。 これは、 鉄と鋼、 第 74卷 （1988) 第 6号 p951~ 961 の 「建築用鋼材の降伏比について」 で述べら れているように、 変形の早期段階で鋼材に塑性変形を起こさせ.、 地震による歪ェ ネルギーを散逸させることにより建物を崩壌から守るための技術であり、 近年
JIS G 3136 (SN 規格） として規格化されている。 このような低降伏比化のニー ズは、 船舶やラインパイプ鋼管等においても耐衝撃吸収能を目的として著しく高 い。
このよ うな材質特性を有する低降伏比鋼板は、 制御圧延によって製造されるほ か、 例えば日本鉄鋼協会第 159 * 160 回西山記念講座 「新しい時代を創造する高 機能厚板」 等の文献にもあるように、 圧延後、 厚鋼板の組織の一部をフユライ ト 変態させ、 残りのオーステナイ トを急冷却によりべィナイ トなどに変態させ二相 組織とする手法によっても製造することができる。 しかしながら、 加速冷却を実 施した場合には鋼板內で冷却の不均一が発生しやすく、 材質のパラツキや歪が発 生するなどの問題があり、 そのため効率的に大量生産することが困難であるとい う問題がある。
これらの問題は、 一般に厚鋼板は厚みが大であるため、 冷却逮度を速くするほ ど、 鋼板表面の冷却速度が中央部に比べて大きくなり、 かつ表面部のみ低温度域 まで冷却されるため、 表面の組織が微細化しあるいは、 低温度域で変態し強度レ ベルの高いペイナイ ト組織となることに原因がある。 このような厚鋼板の高速冷 却に伴う種々の問題を解決するため、 以下のような提案がなされている。
まず、 表面硬度や表面強度が中心のそれよりも高くなるのを防止する手段とし て、 特.許文献 1には、 熱間圧延において 900 以下の温度で 40〜70%の累積圧下 を加え、 かつ圧延仕上温度を Ar3 変態点以上 3 +50°C以下とし、 圧延後鋼板表 面温度が Ar3— 1.625t (t は板厚、 mm) 以上 Ar3 未満から水冷を開始し 500°C 以下の温度まで 2~50°CZsec の冷却速度で急冷する高張力鋼板の製造方法が開 示されている。 また、 特許文献 2には、 熱間で圧延され、 板内に温度偏差を有し た高温の厚鋼板を水冷する際において、 低温部の表面温度が 630~530°Cになる まで 5で ^ 以上 15°C/s 以下の冷却速度で冷却した後、 続いて、 25°CZs 以上 の冷却速度で冷却する方法が開示されている。 さらに、 特許文献 3には、 重量％ で、 C： 0.05〜0.20%、 Si ： 0.05~0.50%, Mn： 0.8~2.0%, A1 ： 0.01~0.10%, Nb ： 0.005〜0.050%、 Ti ： 0.005~0.050%を含有し、 且つ、 Ceq = C + Si/24 + Mn/6 + Ni/40 + Cr/5 + Mo/4 + V/14 (%) で示す Ceqが 0.40%以下を満足し、 残部 Fe及ぴ不可避的不純物からなる鋼片を 1100°C以上め温度に加熱後、 850でを超え 900°Cまでの温度範囲で圧延を終了したのち、 冷却開始温度を （圧延終了温度一 50°C) 以上として、 3〜12°C secの冷却速度により 500 未満で 400°C以上の温 度範囲まで冷却することにより板厚方向の硬度差が小さい板厚 50mm以上の 50 キロ級低降伏比厚肉高張力鋼板を製造する方法が開示されている。
一方、 低降伏比鋼板を製造する手段としては、 先に述べた特許文献 3のほか、 特許文献 4に、 重量0 /0で C 0.18 %、 Si ： ≤ 0.55% N Mn ： ≤ 1.5% , P ： ≤ 0.040%、 S≤0.040%を含み必要に応じて合金元素を添加し、 C + Si/24 + MnZ6 + ΝΪ/40 + Cr/5 + Mo/4 + V/14 で示す炭素当量を 0.44 重量％以下とし残部が Fe及ぴ不可避的不純物からなる鋼片を、 900°C以上 1250eC以下に加熱後、 Ar。'点 以上で圧下率≥50 %の圧延を終了し、 続いて Ar3 点以上の温度から冷却速度 5 / s 以上で Ar3— 20°C以下、 Ar3— 100°C以上に予備冷却を行なった後に鋼板表面 温度を Ar3— 20°C以下、 Ar3— 100°C以上に復熱し、 再ぴ 15°C Z s を超える冷却速 度で 600。C以下、 400。C迄冷却する靭性に優れた低降伏比鋼板を製造する方法が 開示されている。
特許文献 1 特公昭 62-4449号公報
特許文献 2 特開 2001-164323号公報
特許文献 3 特公平 7- 116504号公報
特許文献 4 特公平 7-74379号公報 発明の開示
これら特許文献 1 ~ 3に記載の手段は、 いずれも一定の範囲で厚鋼板の板厚方 向の材質均一性を改善する劾杲がある。 しかし、 特許文献 1に記载の手段は、 900°C以下の比較的低温での累積圧下率を高く し、 かつ圧延仕上温度を Ar3 変態 点近傍まで低下させるため、 圧延能率を低下させるという問題がある。 また、 特 許文献 2に記载の手段は、 緩冷却後の板内の最低表面温度を 530°C ~ 630°Cまで 冷却し、 冷却途中で緩冷却から急冷却に切り替えるが、 緩冷却後の鋼板表面温度 を把握するのが困難であるため、 効果の再現性に問題がある。 さらに、 特許文献 3記載の手段は、 500°C未満で 400で以上までの冷却速度が 3〜12 / 360 と小さ いため、 処理能力が低下するという問題があり、 また、 合金元素の配合によって は、 十分な材質特性が得られないという問題もある。'
一方、 特許文献 3、 4に開示の手段はそれにより低降伏比鋼板の製造が原理的 には可能であるが、 特許文献 3の手段は、 先に述べたよ うに、 500 °C未満で 400°C以上までの冷却速度が 3 ~ 12^ / 360 と小さいため、 処理能力が低下すると いう問題があり、 一方、 特許文献 4の手段は、 緩冷却帯で冷却後に復熱させる必 要があるため、 そのための待機時間が必要になるため圧延所要時間が長くなり、 大量生産が困難である。
この発明は、 上記従来技術に係る問題を解決することを課題とし、 圧延能率の 低下を招くことなく、 厚鋼板の表面一中心間の硬度差の発生を小さく抑え、 また 低降伏比厚鋼板の効率的大量生産可能にする厚鋼板の制御冷却装置およびこの製 造装置を利用して平均して大きな速度で冷却しながら厚鋼板を製造する板厚方向 の材質均一性に優れた厚鋼板の製造方法を提供することを目的とする。
本発明に係る厚鋼板の制御冷却装置は、 圧延機出側に鋼組織を部分的にフ-ラ ィ ト変態させる緩冷却帯をもち、 その後面側に残りのオーステナイ トをパーライ ト、 べィナイ ト、 マルテンサイ トに変態させる急冷却帯を有する。 すなわち、 本 発明に係る厚鋼板の制御冷却装置は、 厚板圧延機の出側にそれぞれ独立して制御 可能な緩冷却帯おょぴ急冷却帯がその順に設けられているものである。
上記厚鋼板の制御冷却装置において、 緩冷却帯は、 板厚が 25ιη πιの鋼板に対' して 5〜15°C /.s の冷却速度を与える冷却能力を有するものとするのが好適であ り、 さらに板厚との関係で、 板厚が t ( m m ) の鋼板に対して 238 / t L 2 °C / s 以上 713Ζ1;1 · 2 °じ 3 以下の冷却速度を与える冷却能力を有するものとするのが 好適である。 また、 水量密度との関係では、 100〜500 1 m i n ' m2 の水量密 度で通水可能である設備とするのが好適である。
上記厚鋼板の制御冷却装置において、 急冷却帯は、 板厚が 25m mの鋼板に対 して 30で/ s以上の冷却速度を与える冷却能力を有するものとするのが好適であ り、 さらに板厚との関係で、 板厚が t ( m m ) の鋼板に対して 1425/t1 ' 2 °C Z s 以上の冷却速度を与える冷却能力を有するものとするのが好適である。 また、 水 量密度との関係では、 1500 1 m i n · m2 以上の水量密度で通水可能な設備と するのが好適である。
また、 上記厚鋼板の制御冷却装置は、 緩冷却帯通過鋼板の表面温度を測定する 温度計及ぴ該温度計による鋼板表面温度の測定結果に基づき急冷却帯の冷却条件 を設定し、 それに基づき急冷却帯を制御する演算 ·制御装置を、 さらには緩冷却 帯の前面側に設けられ厚鋼板圧延機出側の鋼板表面温度を測定する温度計及ぴ該 温度計による鋼板表面温度の測定結果に基づき緩冷却帯の冷却条件を設定し、 そ れに基づき緩冷却帯を制御する演算 ·制御装置を具備するのが好適である。 この 演算 .制御装置は、 緩冷却帯の冷却停止温度を 600eC以上の温度で制御するもの とすることが好ましい。
また、 上記厚鋼板の制御冷却装置は、 緩冷却帯と急冷却帯の間に空冷帯を設け、 該空冷帯に緩冷却帯通過鋼板の表面温度測定用の温度計を備えてなるものとする のが望ましい。
上記の厚鋼板圧延機の出側にそれぞれ独立して制御可能な緩冷却帯およぴ急冷 却帯を順に設けてなる厚鋼板の制御冷却装置を用い、 板厚が t (mm) の鋼板に 対して該緩冷却帯において 238 ^' 2°C/s以上 713 ^' 2°CZs以下の冷却速度 で冷却し、 しかる後、 前記急冷却帯において 1425 t1' 2°C/s以上の冷却速度で 冷却することにより、 平均して大きな速度で冷却しながら厚鋼板の板厚方向の材 質均一性に優れた厚鋼板の製造が可能になる。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明に係る厚鋼板の制御冷却装置の基本形態を示す説明図である。 図 2は、 本癸明に係る厚鋼板の制御冷却装置の具体的実施形態を示す説明図で ある。
図 3は、 本発明で用いる冷却速度を算出する根拠となる温度および時間の定義を 示す説明図である。
図 4は、 板厚 25mmの厚鋼板と板厚 40mmの厚鋼板について計算式によって必 要な冷却速度を定め、 それによつて冷却した場合の鋼板表面と中央部の温度履歴 を示すグラフである。
図 5は、 高温の鋼板を冷却する際の鋼板表面温度と熱流束 （単位面積、 単位時間 当りの抜熱量） の関係を示す概念図である。
図 6は、 本発明に係る厚鋼板の制御冷却装置を用いて制御冷却を行なうための通 板パターンの模式図である。
図 1から図 6の中の番号が表す意味は以下のとおりである。
1：厚鋼板、 2：厚鋼板圧延機、 10：緩冷却帯、 11：ヘッダー、 12： (ラミナー フ口一） 水流、 13： ノズル、 20：急冷却帯、 21：へッダー、 22： スリ ットノズル, 31,32,33： 温度訐、 40：制御 ·演算部、 41：演算部、 42：制御部、 51： 空冷帯 発明を実施するための最良の形態
図 1は本発明に係る厚鋼板の制御冷却装置の基本形態を示す説明図である。 こ こに示すように本発明では、 厚鋼板圧延機 2 の出倒に緩冷却帯 10およぴ急冷却 帯 20が順に設けられている。 緩冷却帯 10は、 厚鋼板圧延機 2により最終板厚ま で圧延された厚鋼板 1を緩冷却し、 厚鋼板の一部をフェライ ト変態させる帯域で ある。 これに対し、 急冷却帯 20は、 上記緩冷却帯 10で表層部がフェライ ト変態 した厚鋼板 1を受け入れ急冷し、 残りのオーステナイ ト組織をパーライ ト、 べィ ナイ ト、 マルテンサイ トなどに変態制御する帯域である。 このよ うに厚鋼板の冷 却帯を機能により分かつことにより、 安定した組織制御を高能率で行ない、 板厚 方向で均一な材質を有する厚鋼板や降伏比の低い厚鋼板の効率的製造が可能にな る。 以下、 これらの構成について具体的に説明する。
緩冷却帯 10 は、 図 2に示されているように、 厚鋼板 1 のパスラインを挟んで 上下に水冷用のヘッダー 11 が配置され、 それに取り付けられた短いパイプ状の ノズル 13から水流 12がラミナーフローとなって流れ出すようになつているもの である。 この緩冷却帯は、 厚鋼板圧延機に対して比較的近接して圧延を完了した 厚鋼板を直ちに冷却できるような位置に設置する。
この緩冷却帯 10 は、 厚鋼板の表面層を部分的にフェライ ト変態させる帯域で あるので、 その冷却能力は板厚 25m mの厚鋼板の場合、 5〜 15°CZ sを得ること ができるものとするのがよい。 5°C Zs 未満では冷却時間が長くなるため、 その 間は厚鋼板圧延機で圧延をすることができず、 圧延能率が低下し、 一方、 15°CZ s を超えると表層部に硬質相であるべィナイ トゃマルテンサイ トが生成してしま うおそれがあるからである。
ここに冷却速度とは、 図 3に示す各温度や水冷時間の定義に基づき、 次の冷却 速度 1又は 2のいずれかにより定義されるものである。
冷却速度 1 ： (冷却開始時の断面平均温度一冷却終了時の断面平均温度） ノ水冷 時間
冷却速度 2 ： (冷却直前の表面温度一冷却終了して表面が復熱した時の表面温 度） /水冷時間
これらの冷却速度は、 板厚、 冷却水量、 冷却時間等の冷却条件が一致する場合 には、 ほぼ同じ値となる。 これは、 冷却速度 2では表面温度を基準に計算される が、 鋼板表面と中央部 （板厚 1/2厚さの部分、 「l/2t」 ともいう） の間に温度差 が生じていないときには、 鋼板表面温度と断面平均温度とが近似的に等しくなる ためである。 ちなみに、 冷却直前の段階では鋼板表面と中央部で温度差が生じて いない。 また、 冷却後の復熱した段階でも鋼板表面と中央部の温度差は消滅して いる。
このように冷却速度に二種類の定義を与えたのは、 例えば冷却速度 1は、 数値 計算の際、 冷却中の温度履歴を計算して冷却時間等を決定する上で使いやすく、 冷却速度 2は実操業で冷却装置の前後に温度計を設置して品質管理をする場合に 使いやすいという利点があり、 これらの場合ごとに使い分けるのが実際上便利だ からである。
上記の冷却速度は、 緩冷却帯 10 の水冷能力を、 板厚 t ( m m ) の関数として
238/t1 - 2 0c/ s 以上、 yisZt1 - 2 ^/^ 以下の冷却速度を与えるものとすること によって得ることができる。 この基準は必要な冷却速度を板厚の関数として与え, これを用いて板厚に応じた水冷能力を決定するためのものである。
このように、 冷却速度、 ひいては冷却能力を板厚の関数として定めるのは、 鋼 板を冷却するため冷却水をかけると鋼板の表面から熱が移動するが、 板厚が厚く なるほど鋼板の表面と中心部の温度差が大きくなり、 そのため、 板厚の異なる鋼 板に同一の冷却速度を適用した場合には、 板厚の厚いものほど表面と中心の温度 差が大きくなり、 板厚方向の材質差が発生しやすくなるためである。 上記関数は. この板厚による温度差の影響を考慮したものであり、 板厚が大きいものほど冷却 速度を小さく して、 厚鋼板の表面と中心との材質差を小さくするものである。 図 4は、 板厚 25m mの厚鋼板と板厚 40m mの厚鋼板について冷却速度の上限 値である TlS t u ^Zs から求められる冷却速度を適用して冷却した場合の鋼 板表面と中央部の温度履歴を示すグラフである。 図 4から分かるように、 板厚 25m mの場合には冷却速度 （上記計算式にしたがうもの） は 15°CZsであり、 板 厚 40m mの場合には冷却速度 （上記計算式にしたがうもの） は 8. 5°CZs となる が、 両者の鋼板表面における温度勾配はほぼ同じ値となっている。
鋼板組成にもよるが、 経験上、 鋼板表面においてべィナイ トゃマルテンサイ ト 等の硬質相の生成を抑制し、 所定量のフェライ トを生成させるためには、 板厚 25m mの場合の冷却速度 （上記計算式にしたがうもの） を 15で 5以下とすれば よい。 したがって、 冷却速度を板厚に応じて最大で 713 ^ ' 2 /3 とできるよ うに水冷能力を定めておけば、 設備上の無駄もなくなり、 かつ板厚 40 m mの場 合にも所定量のフェライ トを生成させることができることになる。
一方、 板厚 25 m mにおいて冷却速度 5 ;Zs と同等の鋼板表面の温度勾配を与 える条件は、 前記と同様にして 238/t1 ' 2 °Cと定められる。 したがって、 この値 以上の冷却速度を達成できるように水冷能力を定めておけば、 圧延能率の低下等 の支障を生ずることがない制御冷却装置とすることができる。
さら 具体的には、 かかる水冷能力は、 冷却水量を 50〜2000 t Z hの範囲で 調整できるものとし、 かつノズルをパイプラミナ一タイプとすることによって達 成できる。 なお、 ノズル形式は、 上記冷却能力を達成できる物であれば、 スプレ 一タイプ、 ラミナ一タイプ、 ジェットタイプ、 ミストタイプ等から選ぶこともで きる。 また、 この際、 水量密度を 100 1 / m i n · m2 ~ 500 1 / i n · m2 と すれば、 安定して緩冷却が得られ、 先に述べたフェライ ト変態を確実に行なうこ とができるようになる。
なお、 この緩冷却帯 10 において厚鋼板表層部あるいはさらに厚鋼板全厚に亘 つてフェライ ト変態を進行させるためには、 緩冷却帯 10 の冷却停止温度を 600°C以上の範囲で鋼板組成に応じて設定できるようにするのがよい。 緩冷却帯 での冷却停止温度が 600°C以上であれば、 安定したフェライ ト変態が可能となり 板厚方向に均一な材質を持つ厚鋼板や降伏比の低い厚鋼板の製造が可能となるが, 600 より低いときには鋼板表層部に硬質相であるべィナイ トゃマルテンサイ ト が生成して表面が硬化してしまうおそれがあるためである。 したがって、 緩冷却 帯 10 には設定により冷却停止温度が 600°C以上に制御する機能を付加するのが よい。
ここに、 冷却停止温度とは、 図 3における冷却終了時の断面平均温度、 若しく は冷却終了して表面が複熱したときの表面温度を指す。 冷却停止温度について 2 つの定義を示したが、 先に説明した冷却速度の場合と同じく、 いずれも同じ温度 を示し、 これらの使い分けは冷却速度の使い分けと同様にすればよい。
上記機能をもつ緩冷却帯により、 冷却過程において所定量のフユライ ト相を厚 鋼板表層に生成せしめることができるが、 この緩冷却帯の設置により併せて厚鋼 板をその面内で均一に冷却できるという効果がもたらされる。
以下、 このことについて筒単.に説明しておく。 図 5は高温の鋼板を冷却する際 の鋼板表面温度と熱流束 （単位面積、 単位時間当りの抜熟量） の関係を示す概念 図である。 ここに示すように、 鋼板表面温度が高い状態では鋼板表面に存在する 水は膜沸騰し、 低温領域では核沸騰する。 高温領域と低温領域の間の中間温度镇 域では蓬移沸縢となる。
膜沸騰では鋼板表面と冷却水の間に蒸気膜が癸生し、 この蒸気膜内の熱伝導に より伝熱がなされる状態となり、 冷却能力は低い。 これに対し、 核沸縢では、 鋼 板表面と冷却水とが直接接触し、 かつ鋼板表面から冷却水の一部が蒸発して癸生 した蒸気泡がそれを取り囲む冷却水により冷却され凝縮 ·消滅するという複雑な 現象 （蒸気泡の生成 ·消滅） に伴う冷却水の撹拌が発生するために極めて冷却能 力が高い。 しかしながら、 これらの領域では、 図示のように温度が低くなるほど 熟流束が低くなるという特性があるため、 鋼板面内に温度の低い部位があつたと しても、 熱流束の差により鋼板面内の温度差が解消され、 いわゆる不均一冷却と ならず、 歪なども発生せず形状が安定する。
これら膜沸縢镇域と核沸縢領域の中間温度領域では膜沸縢と核沸騰が混在した 状態である遷移沸騰状態となる。 この遷移沸縢状態では、 核沸騰あるいは膜沸縢 と異なり、 図示のとおり鋼板温度が低くなるにつれ熱流束が大きくなつている。 そのため、 冷却前に銅板面内に温度の不均一があると、 冷却過程で温度の低い部 位がより冷却され面内温度差が拡大する。
一般に、 投入水量が多くなるほど遷移沸騰が開始する温度が高くなる傾向にあ るが、 本発明の緩冷却帯の操業条件である冷却速度 5 ~ 15°C Z s、 あるいは水量 密度 100〜500〗 i n . ni2 の下では、 緩冷却帯の冷却停止温度が 600°C以上 のとき、 水冷メカニズムを厚鋼板の板厚範囲である 9〜100m mにおいて安定し たほぼ完全に膜沸縢とすることができ、 鋼板面内の均一冷却が可能となるほか、 安定したフユライ ト変態が可能となり材質も安定するという利益が得られること になる。
以上の特性を有する緩冷却帯 10に続いて急冷却帯 20が設けられる。 この急冷 却帯 20は、 緩冷却帯 10で表層部がフェライ ト変態した厚鋼板 1を受け入れ急冷 する帯域である。 急冷却帯 20 は、 図 2に示されているように、 厚鋼板 1 のパス ラインを挟んで上下に水冷用のヘッダー 21 が配置され、 それに取り付けられた スリ ツ トノズル 22 から高圧のジ-ッ ト嘖流が厚鋼板に噴射されるようになって いる。
この急冷却帯 20 は、 厚鋼板の大部分を急速冷却して緩冷却帯では変態しなか つた残りのオーステナイ ト相をパーライ ト、 べィナイ ト、 マルテンサイ トなどに 変態制御する,帯域であるので、 その水冷能力は、 厚鋼板表面の冷却速度が板厚 25m mの厚鋼板を基準として 30°C Z s 以上とするのがよい。 水冷能力が 25 m m において 30°C / s未満では板厚中心での冷却が遅くなり制御冷却による高強度化 などメ リ ッ トが得られ難くなる。
このような冷却湾度は、 緩冷却帯 10 の水冷能力を、 板厚 t ( m m ) の関数と して 1425/t1 - 2 tC /s以上とすることによって得ることができる。 この基準は必 要な冷却速度を板厚の関数として与え、 これを用いて板厚に応じた水冷能力を決 定するためのものである。
このように、 冷却速度を板厚の関数として定めるのは、 鋼板を冷却するため冷 却水をかけると鋼板の表面から熱が移動するが、 板厚が厚くなるほど鋼板表面と 中心部との距離が大となり、 鋼板内部からの熱伝導による熱移動量がフーリエの 法則によって距離が離れるほど小さくなるため、 板厚が厚くなると冷却水を増加 して表面からの冷却能力を高く しても、 鋼板内部の熱伝導に律速されて中心の冷 却速度は上がらないことを考慮したためである。 上記関数は、 高冷却速度による 材質メ リ ットを享受するために限界に近い'冷却速度を算出したものである。
このよ うな冷却速度を実現するためには、' 具体的には、 冷却水量を 2000 ~ 5000 t の範囲で調整できるものとするのが好ましい。 さらに、 均一冷却の観 点から急冷却帯では水量密度 1500 1 /m i n ■ m2以上とするのが好ましい。 こ れは、 先に図 5を用いて説明したように、 遷移沸縢領域で冷却を実施すると、 冷 却前の温度偏差が拡大するが、 この水量以上で冷却しておけば完全に核沸騰状態 となり、 急速冷却前に存在した鋼板面内の温度差を縮小させることができるため である。
発明者の検討したところによれば、 スリ ッ トジェッ トノズルを用いて 1500 1 / m i n · m 2 の水量密度で冷却すると、 板厚範囲 9~ 100πι πιに亘つて板厚を t ( m m ) としたとき 1425/t1 ' 2 °C Z s以上の冷却速度が得られる。 なお、 急冷却 帯に用いるノズルは上記スリ ッ トジェットノズルのように鋼板に冷却水が衝突し た時の打力が高く、 冷却中に発生する危険性がある膜沸縢を打ち破るだけの運動 量を持つものが好ましいが、 上記条件を満たせばスプレータイプ、 ラミナ一タイ プ、 ジェッ トタイプ、 ミス トタイプ等でも利用できる。 また、 この急冷却帯の冷 却停止温度は、 厚鋼板をその中心部に至るまで微細組織に変態完了させるに足る ものとしなければならず、 したがって急冷却帯には鋼板組成に応じて冷却停止温 度を設定する機能を付加するのがよい。
上記機能をもつ急冷却帯の設置により、 緩冷却帯では変態しなかったオーステ ナイ ト相をパーライ ト、 べィナイ ト、 マルテンサイ トなどに変態させることがで きるほか、 急冷却帯による冷却停止温度を任意の温度にしても均一冷却が可能と なり、 歪の少ない厚鋼板の製造が可能になる。
上記緩冷却帯 10及ぴ急冷却帯 20を備えた厚鋼板の制御冷却装置は、 さらに図 2に示すように、 鋼板 1 の表面温度を測定する温度計 31、 32、 33及ぴこれら温 度計からの鋼板表面温度情報に基づき上記冷却帯 10、 20 の冷却条件を設定する 演算部 41と該演算部 41の信号に基づき冷却帯 10、 20を制御する制御部 42を具 備する冷却 ·制御装置 40 とを備えるのが望ましい。 また、 緩冷却帯と急冷却帯 の間に空冷帯 51 を設け、 該空冷帯に緩冷却帯通過鋼板の表面温度測定用の温度 計 32を設置するのが好ましい。
すなわち、 本発明の目的である厚鋼板の板厚方向の材質均一性を一層確実にす るためには、 緩冷却帯 10の出側に温度計 32を設置して緩冷却帯通過鋼板の表面 温度を測定できるようにし、 さらにその結果に基づき急冷却帯 20 の冷却停止温 度が所定の値になるように、 通板速度や冷却水量などの冷却条件を前記演算 ·制 御装置 40 (急冷却帯操業条件制御部を内蔵する） により決定し、 その結果に基 づき操業制御ができるようにするのがよい。 これによつて、 厚鋼板 1が急冷却帯 に入る前に、 表層部の温度分布を確認でき、 それに応じて急冷却帯の冷却条件を 変更できるので、 特許文献 2に記載の発明における緩冷却後の鋼板表面温度を把 握するのが困難であるという問題が解決され、 生産性を高く保ちながら急冷却帯 において厚鋼板中におけるべイナィ トなどの第 2相組織の生成量を再現性良く制 御することが可能になる。
また、 緩冷却帯 10の前面側 （あるいは圧延機 2の出側） にも温度計 31を設置 し、 圧延直後の厚鋼板 1の表面温度を測定できるようにし、 その結果に基づき緩 冷却帯 10 の冷却停止温度が所定の値となるように、 通板速度や冷却水量などの 冷却条件を前記演算 ·制御装置 40 (緩冷却帯操業条件演算部を内蔵する） によ り決定し、 その操業制御ができるようにすればよい。 これにより、 緩冷却帯にお いて厚鋼板中のフェライ ト変態をより確実に行なわせることができる。
さらに、 急冷却帯 20の出側にも温度計 33を設置することもできる。 この測定 結果は、 前記緩冷却帯後面の温度計 32 の測定結果とともに、 本癸明装置の操業 条件の解析やフィードパックに利用することができる。
緩冷却帯 10及ぴノ又は急冷却帯 20の操業条件をこのような測温結果に応じて 決定し、 各冷却帯 （10, 20) の操業を制御するための演算 ·制御装置 40は公知の ものを利用すればよく、 演算部 41 としては数値演算機能を有する既存のプロセ スコンピュータを利用すればよい。 また、 制御部 42 としてはデータの入力 ' 出 力や機器の制御等を可能とする機能を有している既存の制御装置を利用すればよ く、 たとえば近年よく使用されている DSC (Di stributed Control System) 方式 のデシタル制御装置等を好適に利用できる。
さらに、 緩冷却帯で冷却した後の鋼板表面温度の測定結果と公知のプロセスコ ンピュータによる温度演算機能と組み合わせることにより、 鋼板内部の温度や変 態の進行を正確に予測することが可能になるため、 特許文献 4の発明のように緩 冷却'帯で冷却した後に復熱させなくても、 材質を安定させることが可能となる。 本発明によれば、 急冷却帯による冷却前に復熱させる必要もなく、 特許文献 4に よる場合よりも生産性を高くすることができる。 また、 緩冷却帯で冷却した後に 複熱させずに急冷却帯で冷却する場合には、 先に述べた冷却速度や冷却停止条件 は、 数値計算により求められた冷却終了時の断面平均温度から定義するのがよい c このような制御を実施するに当たっては、 特に緩冷却帯と急冷却帯の間に設置 する温度計 32 が重要になる。 一般には鋼板表面の放射エネルギーを検知するい わゆる放射温度計が多用されているが、 このタイプの温度計は冷却水や水蒸気な ど放射エネルギーを吸収する物体が温度計と鋼板の間に存在すると正確な測定が 不可能になるという欠点を有する。 本発明では、 緩冷却帯 10と急冷却帯 20の間 に空冷帯 51 を設け、 この空冷帯 51 内に緩冷却帯後面の温度計 32 を設けるよう にしている。 この空冷帯 51の長さは温度計 32の取り付けるに足るだけの長さが 必要であり、 また測温を正確に行なうためには前後の帯域から水蒸気や冷却水な どが侵入しないようにすることが望ましく、 そのためたとえば水切り装置やター ポファンなど取り付けておくのがよい。 なお、 一般的に用いられている放射温度 計は、 鋼板が発する光エネルギーを集光するためレンズが用いられ、 その集光ス ポッ ト大きさが約 200m m程度であることを考慮すると、 空冷帯 51 は最低でも 200 m m以上の長さが必要である。 さらに、 実際のプロセスでは、 緩冷却帯や急 冷却帯から空冷帯に蒸気が漏出 ·侵入するために有効測定部が制限される可能性 があり、 さらに空冷帯には水切りロール等の水切り装置や上記漏出蒸気のパージ 設備やターボファン等を設置する必要があることを考慮すると、 上記空冷帯の長 さは 2m程度以上とすることが好ましい。
これらの手段により、 緩冷却帯での冷却後、 表面温度を正確に測定し、 さらに 復熱による影響を考慮して急冷却帯の操業条件を定め、 緩冷却帯での冷却後、 直 ちに急冷却帯での冷却に移行できるので、 本発明によるときはその生産性が優れ ているとともに、 材質の安定性においてきわめて優れている。 具体的に、 上記の 厚鋼板の制御冷却装置を用いて制御,冷却を行なうに当たっては、 図 6に示すパタ ーン 1〜パターン 4の工程を採ることができる。
パターン 1の工程では、 仕上圧延を完了した鋼板は緩冷却帯および急冷却帯を 通過しながら冷却される。 このパターンを実施するためには、 緩冷却帯 10 と急 冷却帯 20間に設ける空冷帯 51の長さを処理される鋼板の最長長さあるいはそれ を超えるものとしておくのがよい。 これにより、 緩冷却帯 10 から出た鋼板を一 且空冷帯 51に導き、 空冷帯 51内で通板速度を変更して急冷却帯 20に導入する ことができ、 緩冷却帯 10と急冷却帯 20の通過速度を異ならしめてそれぞれの冷 却帯で所定の冷却速度、 冷却停止温度を与える高精度の制御冷却が可能になる。 しかしながら、 この空冷帯 51の長さが大きすぎると、 緩冷却帯 10から急冷却帯 20 への搬送時間が長くかかり、 能率の観点からは問題があるのでその長さは処 理される鋼板の最長長さあるいはそれをわずかに超える程度とするのが望ましい: なお、 設備レイアウトの関係上、 空冷帯 51 の長さを上記長さとできず、 鋼板最 長長さよりも短くならざるを得ない場合は、 先に述べたように少なく とも温度計 32 を取り付けるだけの長さに空冷帯を確保し、 後述するオシレーシヨン冷却の 採用や緩冷却帯と急冷却帯との冷却水量の関係の調整などによってこれら帯域の 通板速度が一致するように操業を行なうのが望ましい。
パターン 2 ~ 4は、 何れも緩冷却帯 10及び/又は急冷却帯 20でオシレーショ ン冷却を実施するケースである。 このような通板パターンの採用により、 空冷帯 51 の長さが、 例えば処理鋼板の長さよりも短い場合にも本発明装置を有効に利 用できるようになる。
例えばパターン 2は、 緩冷却帯 10 に鋼板を進入させた後、 所定時間だけ緩冷 却帯 10によりオシレーション冷却した後、 緩冷却帯 10の出側で温度計 32 によ り鋼板表面温度を計測し、 その温度実績により急冷却帯 20 で必要な通板速度に 加速して、 急冷却帯 20 において通過冷却するものである。 パターン 3は急冷却 帯 20 でオシレーシヨン冷却するものであり、 これにより鋼板厚みが極めて大き く急冷却帯 20における冷却時間が長くかかる場合にも、 圧延速度や緩冷却帯 10 の速度、 さらにはテーブル搬送速度の制御範囲に関係なく、 必要な冷却速度を確 保することが可能となる。 パターン 4は緩冷却帯 10及ぴ急冷却帯 20でオシレー ション冷却を実施するケ一スである。 このパターンでは上記パターン 2及ぴ 3に よって得られる利点を同時に得ることができる。
なお、 設備的には、 板厚や緩冷却帯の冷却速度、 冷却停止温度、 急冷却帯の冷 却速度、 冷却停止温度に応じて、 最も高能率となるパターンが選択できるように しておけばよい。 例えば、 製造される鋼種や設備や品種にあわせて全てのパター ンができるようにしてもよく、 一部のパタ ンのみ採用可能としておいてもよい c 実施例 1
図 2に示す基本構成を有する厚鋼板の制御冷却装置を用いて緩冷却帯でフェラ ィ ト生成量をコントロールした後、 急冷却帯で急速冷却して表面—中心間の硬度 差の発生を小さく抑えた厚鋼板を製造した。 設備の基本仕様、 被処理材の特性、 処理パターンは表 1に示すとおりである。
本発明にしたがい制御冷却を行なった場合 （発明例 1〜3) の操業結果を比較 例による場合と対比して表 2に示す。 ここに、 比較例 1は、 急冷却帯のみを備え た冷却装置を用いる場合であり、 比較例 2は、 特許文献 1のように、 Ar3 温度以 上、 Ar3 温度 + 50°C以下で圧延を終了し、 冷却開始を Ar3 温度以下、 Ar3 温度一 1. 625teC以上として冷却するとあるのにしたがい、 圧延仕上温度 780°C、 冷却開 始温度 740°Cとして急冷却帯により冷却を実施したものである。 比較例 3は特許 文献 3のように緩冷却帯のみを用いる場合である。
ここに示すように、 本発明によった場合には製品の板厚方向の引張強さ TS、 硬さ Hv の材質差 （ATS、 ΔΗν) が小さい。 これに対し、 比較例 1の場合は、 圧 延開始から冷却終了までの所要時間は短いが、 製品の板厚方向の材質差が大きい。 —方、 比較例 2， 3の場合は、 製品の板厚方向の材質差は小さいが、 圧延開始か ら冷却終了までの所要時間が長い。 これは、 比較例 2の場合は、 発明例よりも低 温まで圧延することと、 仕上圧延後に冷却開始温度になるまで待機したためであ る。 また、 比較例 3の場合は、 緩冷却帯における冷却時間が長くなつた結果、 所 要時間が長くなった。
なお、 ATS は板厚 1Z2位置と板厚 1ノ4位置における引張強度差であり、 △ Hv は板厚 1Z2位置と表層位置 （表面から 0· 5πι πι下） での靳面硬度の差である。 また、 冷却速度及ぴ冷却停止温度は、 温度計 31、 32、 33 で計測された温度を基 にプロセスコンピュータにより演算して求めた冷却終了時の断面平均温度より定 義される値を用いている。
実施例 2
実施例 1に用いたのと同一の制御冷却装置を用いて、 低降伏比鋼板を製造した。 被処理材の特性、 処理パターンは表 3に示すとおりである。
本癸明にしたがい制御冷却を行なう場合 （癸明例 4〜5) の操業結果を比較例 による場合と対比して表 4に示す。 ここに、 比較例 4は、 厚鋼板を待機させ Ar3 変態点である 740°Cまで放冷したのち、 急冷却帯で 450°C近傍まで冷却を実施し た場合である。 比較例 5は、 特許文献 3に従い、 緩冷却帯のみで 450eC近傍まで 冷却を実施した場合である。 比較例 6は、 特許文献 4に従い、 緩冷却帯で冷却後 Ar3— 20°C以下、 Ar3— 100で以上 （本実施例の場合は 640°C〜720eC ) の範囲まで 復熱させた後、 急冷却帯で 450=0近傍まで冷却を実施した場合である。 比較例 7 は、 圧延終了後そのまま急冷却帯で 450°C近傍まで冷却を実施した場合である。 ここに示すように、 本発明によった場合には所定の降伏比 YRが 70 %に近い値が 得られ、 かつ圧延開始から終了までの所要時間も短くなつている。 これに対し、 比較例 4の場合は、 第 1冷却帯冷却前の待機時間が 290s かかったため、 圧延開 始から冷却終了までの所要時間が長い。 比較例 5では、 緩冷却帯のみで冷却をし たため、 冷却時間が長くかかってしまい、 圧延開始から終了までの所要時間が長 くなつた。 また、 全体的に冷却速度が遅いため、 強度が低くなつている。 比較例 6では、 緩冷却帯で冷却後に復熱させたため、 待機時間が 58sかかり、 圧延開始 から終了までの所要時間が長くなつた。 比較例 7では、 圧延所要時間は短いもの の、 冷却条件が適正でなかったため降伏比 YR が高くなつた。 なお、 冷却速度及 ぴ冷却停止温度は、 温度計 31、 32、 33 で計測された温度を基にプロセスコンビ ユータにより演算して求めた冷却終了時の断面平均温度より定義される値を用い ている。
表 4
実施例 3
実施例 1に用いたのと同一の制御冷却装置を用いて、 緩冷却帯出側温度を測定 して、 その値をもとに急冷却帯の冷却条件を変更して厚鋼板の制御冷却を行なつ た。 被処理材の特性 、 処理条件は表 5に示すとおりである。
表 6は、 上記操業において緩冷却帯出側温度を測定して、 その値をもとに急冷 却帯の冷却条件を変更する厚鋼板の制御冷却を行なう場合の操業パラメータ実績 を従来の操業パラメータ目標と対比して示したものである。 発明例 6では、 緩冷 却帯の実績冷却停止温度が目標に較べて約 40 高くなつている。 そのため、 初 期計算により求められていた急冷却帯の通板速度で冷却した場合、 冷却停止温度 が高くなってしまい所定の強度が得られなくなる危険性があるため、 その実鑌を 基に急冷却帯の通板速度を変更して冷却を行ない、 急冷却帯の冷却停止温度を目 標の冷却停止温度にすることができた。 それにより中心まで微細な組織を有する 制御冷却組織とすることができた。 なお、 比較例として示していないが、 特許文 献 2のよ うに緩冷却帯で冷却後に温度測定せず急冷却帯で冷却した場合、 このよ うな効果が得られないことはいうまでもない。 なお、 TS は板厚 1ノ2位置での値 である。 また、 冷却速度及ぴ冷却停止温度は、 温度計 31、 32、 33 で計測された 温度を基にプロセスコンピュータにより演算して求めた冷却終了時の断面平均温 度より定義される値を用いている。
実施例 4
実施例 1に用いたのと同一の制御冷却装置を用いて、 緩冷却帯入側温度を測定 して、 その値をもとに緩冷却帯の冷却条件を変更して厚鋼板の制御冷却を行なつ た。 被処理材の特性、 処理条件は表 5に示すとおりである。
操業結果は表 7に示す癸明例' 7のとおりである。 この例では、 実績冷却開始温 度が目標に較べて約 40°C高くなつており、 そのため、 初期計算により求められ ていた緩冷却帯の通板速度で冷却.した場合、 緩冷却帯の冷却停止温度が高くなつ てしまい、 緩冷却帯で所定のフ ライ ト変態ができなくなる危険性があった。 そ こで、 その実鑌を基に緩冷却帯の通板速度を変更した冷却を行ない、 緩冷却帯の 冷却停止温度を目標の冷却停止温度にすることができた。 それにより板厚方向に 所定の強度偏差とすることができた。 なお、 A TS は板厚 1 2 位置と板厚 1/4 位置における引張強度差である。 また、 冷却速度及び冷却停止温度は、 温度計 31、 32、 33 で計測された温度を基にプロセスコンピュータにより演算して求め た冷却終了時の断面平均温度より定義される値を用いている。 産業上の利用可能性
本発明に係る装置によれば、 表面一中心間の硬度差が小さく、 材質が均一であ る厚鋼板を圧延能率の低下を招く ことなく製造することが可能になる。 また、 低 降伏比厚鋼板の製造に当たっては、 全体として冷却速度を大きく取りながら材質 の再現性を高く維持することができ、 その効率的大量生産が可能になる。 また、 本癸明により、 冷却後の温度分布も均一となり、 歪のない鋼板の製造も可能とな る。 さらに、 本発明は緩徐冷後、 厚鋼板の表面温度を実測して急冷卸帯での操業 条件を制御できるものであり、 かつその後速やかに急冷できるものであるから、 その生産性はきわめて高い。 また緩冷却帯における実測温度に基づいて急冷却帯 の操業条件を制御できるので、 急冷却帯における第 2相組織の生成量を再現性よ く制御できる。
表 1
Figure imgf000021_0001
表 3
厚さ： 50廳、 .幅： 3000mm、 長さ： 15000mm 雄理材 材質 & (降伏比 70%目標）
Ar3変態 740で
圧延肚鍵 850で
パターン 1 (図 6 ) 緩冷却帯を通過後、 ¾gを変化させて急冷却 帯により冷却を実施
処理パターン 緩冷却帯の冷却停止 650で
急 帯の冷贿止敵 450で
表 2
Figure imgf000022_0001
表 4
冷却停止温 冷却速度 機械的性質 . 第 1冷 第 2冷 圧延開
¾¾¾速度 水量密度 仕上 冷却開 度 却帯待 却帯待 後冷却 緩冷 温度 始温度 緩冷 緩冷 機時間 機時間 了まで 却帯 却帯 緩冷却帯 急冷却帯 却帯 却帯 却帯 却帯 ΥΡ TS YR 時間 m/s m/s l/min-mz l/min-m" MPa MPa % s s s 発明例 4 0.43 0.78 300 1700 851 840 642 448 4.3 15.2 377 531 71 0 0 207 発明例 5 0.53 0.92 500 2000 856 850 639 458 6.1 16.6 371 550 67 0 0 176 比較例 4 0.52 1700 850 740 450 15.1 372 539 69 290 0 456 比較例 5 0.28 400 853 842 448 5.5 367 503 73 0 0 342 比較例 6 0.43 0.78 300 1700 852 843 653 458 4.1 15.2 387 557 70 0 58 266 比較例 7 0.43 2000 859 853 460 17 510 602 85 0 0 171
表 5
Figure imgf000023_0001
衣 6
Figure imgf000023_0002
脚開始 脚亭止敲 冷却避
緩御帯 緩冷却帯 ATS (°C) CO (で） (°C) (。c) (MPa) 目 1¾¾ 800 650 500 12. 32 〜30 発明例 7 840 '652 498 10.3 33.1 10

Claims

'請求の範囲
1. 厚板圧延機の出側にそれぞれ独立して制御可能な緩冷却帯おょぴ急冷却帯を 順に設けたことを特徴とする厚鋼板の制御冷却装置。
2. 緩冷却帯は、 板厚が 25mniの鋼板に対して S lSOCZsの冷却速度を与える 冷却能力を有するものであることを特徴とする請求項 1記載の厚鋼板の制御冷却装
3. 緩冷却帯は、 板厚が t (mm) の鋼板に対して 238/t1-2!C/s 以上 713 t1- 2°C/s 以下の冷却速度を与える冷却能力を有するものであることを特徴とする 請求項 1又は 2記載の厚鋼板の制御冷却装置。
4. 緩冷却帯は、 100~5001ノ m i n · m2 の水量密度で通水可能であることを 特徴とする請求項 1 ~ 3のいずれかに記載の厚鋼板の制御冷却装置。
5. 急冷却帯は、 板厚が 25mmの鋼板に対して 30°CZs 以上の冷却速度を与え る冷却能力を有するものであることを特徴とする請求項 1〜4のいずれかに記载の 厚鋼板の制御冷却装置。
6. 急冷却帯は、 板厚が t (mm) の鋼板に対して 1425/ '2 /3以上の冷却 速度を与える冷却能力を有するものであることを特徴とする請求項 1 ~ 5のいずれ かに記載の厚鋼板の制御冷却装置。
7. 急冷却帯は、 15001 i n · m2 以上の水量密度で通水可能であることを 特徴とする請求項 1 ~ 6のいずれかに記載の厚鋼板の制御冷却装置。
8. 緩冷却帯通過鋼板の表面温度を測定する温度計及ぴ該温度計による鋼板表面 温度の測定結果に基づき急冷却帯の冷却条件を設定し、 設定条件に基づき急冷却帯 を制御する演算 ·'制御装置を具備してなる請求項 1〜 7のいずれかに記载の厚鋼板 の制御冷却装置。
9. 緩冷却帯の前面側に設けられ厚板圧延機出側の鋼板表面温度を測定する温度 計及ぴ該温度計による鋼板表面温度の測定結果に基づき緩冷却帯の冷却条件を設定 し、 設定条件に基づき緩冷却帯を制御する演算 ·制御装置を具備してなる請求項 1 〜 8のいずれかに記载の厚鋼板の制御冷却装置。
10. 演算 ·制御装置は、 緩冷却帯の冷却停止温度を 600°C以上の温度で制御す るものであることを特徴とする請求項 1〜 9に記載の厚鋼板の制御冷却装置。
1 1. 緩冷却帯と急冷却帯の間に空冷帯を設け、 該空冷帯に緩冷却帯通過鋼板の 表面温度測定用の温度計を備えてなることを特徴とする請求項 1 ~ 9のいずれかに 記载の厚鋼板の制御冷却装置。
12. 厚板圧延機の出側にそれぞれ独立して制御可能な緩冷却帯おょぴ急冷却帯 を順に設けてなる厚鋼板の制御冷却装置を用い、 板厚が t (mm) の鋼板に対して 該緩冷却帯において 238/t1- 2cC/s以上 713Ζ1;1· 2°C_ s以下の冷却速度で冷却し 、'しかる後、 前記急冷却帯において 1425 ^'2°〇 3以上の冷却速度で冷却するこ とを特徴とする厚鋼板の制御冷却方法。
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