JPH0448851B2 - - Google Patents
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- JPH0448851B2 JPH0448851B2 JP15989183A JP15989183A JPH0448851B2 JP H0448851 B2 JPH0448851 B2 JP H0448851B2 JP 15989183 A JP15989183 A JP 15989183A JP 15989183 A JP15989183 A JP 15989183A JP H0448851 B2 JPH0448851 B2 JP H0448851B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
- C21D9/54—Furnaces for treating strips or wire
- C21D9/56—Continuous furnaces for strip or wire
- C21D9/573—Continuous furnaces for strip or wire with cooling
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
Description
本発明は、熱間圧延された高温鋼板をその上下
面から水冷却する方法の改良に関する。 この種の冷却方法は、技術的に難易度が高く、
解決すべきテーマが多く、当業界において各方面
から種々の研究、開発がなされ、又、実用に供さ
れているものもある。 即ち、板厚方向、表面〜中心〜裏面で、冷速が
一様ではないため、座屈波、反り等の変形が起り
やすいこと。 板幅が広いため、上面に大量の板上水が溜り、
流出するため、上下面及び幅方向の冷却均一性が
くずれやすく、座屈波、反り等の変形が生じやす
いこと。 圧延鋼板は、温度、サイズ、形状（プレートク
ラウン等）、表面性状が均一でなく、冷却のバラ
ツキが生じやすいこと。 等々の解決すべきテーマが多いものである。 ところで、高温鋼板のオンライン制御冷却にお
いて、従来技術の現状を第１図ａ，ｂを参照して
説明すると、第１図ａは、板幅方向の冷却水分布
をつけずに、冷却した場合を示しており、これで
は室温時の鋼板形状は図示の通り、耳部が変形す
るのである。 この冷却歪防止対策として、第１図ｂで示す如
く、板幅方向の冷却水分布を、板端側の方が少な
い分布をつけることによつて、冷却開始温度、即
ち、冷却前の鋼板幅方向温度分布が約800℃から、
冷却停止温度、即ち、冷却後の鋼板幅方向温度分
布、約550℃までの冷却では大きな冷却歪が発生
しないものとなる。 ところで、冷却停止温度をより低くすると、第
２図に示す如く冷却歪が大きくなり、製品として
不良となるばかりでなく、ホツトレベラにかける
ことができないというような操業トラブルとなる
のである。 一方、材質側から見ると、第３図で示す如く、
機械的性質と冷却停止温度の関係がある。 即ち、冷却停止温度を下げると、降伏応力
（YS）、引張応力（TS）の向上となるのであり、
また、従来と同一強度レベルの鋼板に対しては
Ceqの低下が可能であり、添加成分の減少につな
がり、溶接性向上となる等メリツトが大きいこと
になる。 即ち、Ceqを低下させ、かつ、冷却停止温度を
低くすることで、機械的性質を満足する材料が製
造できることになる。 なお、第３図の成分表は次の通りである。
面から水冷却する方法の改良に関する。 この種の冷却方法は、技術的に難易度が高く、
解決すべきテーマが多く、当業界において各方面
から種々の研究、開発がなされ、又、実用に供さ
れているものもある。 即ち、板厚方向、表面〜中心〜裏面で、冷速が
一様ではないため、座屈波、反り等の変形が起り
やすいこと。 板幅が広いため、上面に大量の板上水が溜り、
流出するため、上下面及び幅方向の冷却均一性が
くずれやすく、座屈波、反り等の変形が生じやす
いこと。 圧延鋼板は、温度、サイズ、形状（プレートク
ラウン等）、表面性状が均一でなく、冷却のバラ
ツキが生じやすいこと。 等々の解決すべきテーマが多いものである。 ところで、高温鋼板のオンライン制御冷却にお
いて、従来技術の現状を第１図ａ，ｂを参照して
説明すると、第１図ａは、板幅方向の冷却水分布
をつけずに、冷却した場合を示しており、これで
は室温時の鋼板形状は図示の通り、耳部が変形す
るのである。 この冷却歪防止対策として、第１図ｂで示す如
く、板幅方向の冷却水分布を、板端側の方が少な
い分布をつけることによつて、冷却開始温度、即
ち、冷却前の鋼板幅方向温度分布が約800℃から、
冷却停止温度、即ち、冷却後の鋼板幅方向温度分
布、約550℃までの冷却では大きな冷却歪が発生
しないものとなる。 ところで、冷却停止温度をより低くすると、第
２図に示す如く冷却歪が大きくなり、製品として
不良となるばかりでなく、ホツトレベラにかける
ことができないというような操業トラブルとなる
のである。 一方、材質側から見ると、第３図で示す如く、
機械的性質と冷却停止温度の関係がある。 即ち、冷却停止温度を下げると、降伏応力
（YS）、引張応力（TS）の向上となるのであり、
また、従来と同一強度レベルの鋼板に対しては
Ceqの低下が可能であり、添加成分の減少につな
がり、溶接性向上となる等メリツトが大きいこと
になる。 即ち、Ceqを低下させ、かつ、冷却停止温度を
低くすることで、機械的性質を満足する材料が製
造できることになる。 なお、第３図の成分表は次の通りである。
【表】
斯様に、Ceqを低下させ、かつ、冷却停止温度
を低くすることは有効ではあるけれども、前述の
如く冷却歪発生という問題があり、冷却停止温度
を550℃以下に低下するには限界がある。 即ち、厚板工場を考えた場合、約500℃で冷却
を停止し、ホツトレベラで矯正すれば、平坦度良
好な鋼板が製造できるが、それ以下の停止温度に
て冷却を停止した場合、従来技術にあつては以下
の理由で製造が不可能である。 たとえば、300℃のときには、ホツトレベラ
前で鋼板は変形しており、強力な矯正が必要で
あるとともに、たとえ、平坦に矯正が可能であ
つても、鋼板に大きな不均一温度分布が生じて
いるため、鋼板を室温まで冷却したとき、形状
不良となる。 室温近くまで冷却した場合、鋼板温度分布は
均一に近いが、冷却過程に生じた変形は大き
く、かつ、鋼板強度が高くなるため矯正が十分
できず形状不良となる。 第４図、第５図を参照して従来例を今一度説明
すると、第４図において、Ａは幅方向水量分布で
あり、注水分布はエツジ側の方が水量が少ない分
布とされている。Ｂは幅方向温度分布であり、約
800℃→約550℃→約300℃→100℃→室温で示され
ており、Ｃは鋼板形状を示し、Ｄはホツトレベラ
である。 即ち、第４図において、幅方向水量分布Ａで、
冷却開始温度約800℃から約550℃にて冷却停止温
度とすることにより、第４図にて示す如くホツト
レベラＤにかけ、空冷すれば室温における鋼板形
状は正常となるが、これでは、冷却停止温度が差
程低いものでないため、機械的性質、Cenの点で
十分満足するものとはいえない。 而して、幅方向水量分布Ａのままで約800℃の
冷却開始温度、約550℃での冷却停止温度、約300
℃での冷却停止温度にすれば、ホツトレベラにか
ける前で変形が生じこれを矯正できたとしても空
冷すると変形するのであり、又、ホツトレベルで
は矯正できないものとなるのである。 この原因は、鋼板に注水した冷却水の冷却と、
冷却後の水が鋼板上を流れていくときの冷却を求
めてみると、第５図の関係が明らかとなり、又、
この結果は、第４図にて示す如く約500℃以下の
冷却では、幅方向の注水分布をつけていることが
逆に幅方向温度分布の不均一を招くことになるか
らである。 ところで、鋼板幅方向の温度分布許容値につい
て第１４図を参照して考察すると、横軸は鋼板幅
であり、縦軸は幅方向温度差（鋼板巾中心と鋼板
両端との温度差）との関係が示されてなり、板幅
が小さければ幅方向温度差が大であつても鋼板の
平坦度は良好であるけれども、板幅が大きければ
幅方向温度差が小さくても座屈変形が発生するこ
とがわかる。 本発明は上記のような現象、知見に鑑み、Ceq
を低下し、かつ、冷却停止温度を低くしても冷却
歪の発生が少ない高温鋼板の冷却方法を提供しよ
うとするものである。 即ち、本発明にあつては、熱間圧延された高温
鋼板をその上下面から水冷却する方法において、 高温鋼板を水冷却する過程で、冷却開始温度と
冷却停止温度との範囲を複数の温度域に区分し、
各区分の温度域に対応して鋼板幅方向の冷却水注
水パターンを変更しつつ冷却することを特徴とす
るのである。 以下、本発明に係る高温鋼板の冷却方法につき
図面を参照して詳述する。 第６図は本発明実施例の模式図を示しており、
該第６図で明らかな如く、幅方向水量分布Ａにお
ける注水パターンを、本例ではパターン、パタ
ーン、パターンに変更しつつ冷却するものが
例示されている。 即ち、パターンは第４図で示した従来例と同
様であるが、幅方向温度分布が約550℃の冷却開
始温度から約300℃の冷却停止温度にあつては、
パターンと異なりパターンの如くエツジの水
量分布をやゝ高くしたのであり、又、パターン
ではほとんど幅方向水量分布を同一にしたもので
ある。 本発明の冷却方法の概要は前述の通りであり、
その制御方式は後述するが、本発明に使用する装
置に関して第７図から第１０図を参照して説明す
る。 第７図において、１は被冷却鋼板であり、矢示
方向に通板される過程において、一斉注水により
冷却される。 ２はテーブルローラであり、通板方向所定間隔
ごとに列設されており、該ローラ２間には下部ス
プレーノズル７を有する下部冷却用ヘツダ４が設
けられている。 ３は上部冷却用ヘツダであり、上部ヘアピンノ
ズル６を有し、被冷却鋼板１の上面に冷却水を注
入するものであり、鋼板１の幅方向に並設されて
いる。５は上部冷却用補助ヘツダであり、ヘアピ
ンノズル８を有する。 即ち、本発明にあつては、鋼板上面から注水す
る場合が影響力が大きく重要であることから、下
部冷却装置は従来例と同じ構成であるも、上部冷
却装置は第８図の如く構成されている。 即ち、第８図において、通板方向に沿つて設け
られた左右一対の上部ヘツダ固定台９に通板方向
に直交して上部冷却用ヘツダ３をＵボルト等の締
結具１０により固定架設するとともに、上部冷却
用ヘツダ３間に上部補助ヘツダ固定台１１にＵボ
ルト等の締結具１２により補助ヘツダ５を固定架
設している。 即ち、フレキシブル配管１３を介して第１０図
で示す上部供給水配管１４に連通された上部冷却
用ヘツダ３と上部冷却用補助ヘツダ５を通板方向
交互をなして架設しているのであり、第１０図示
す給水系統図で明らかな如く、三方切換弁１５，
１６，１７によつて、特に、三方切換弁１５，１
６によつて、第９図で示す如く注水パターンを本
例ではパターン、パターンに変更可能として
いるのである。 なお、第９図において、ａは上部ヘツダセン
タ、ｂは上部補助ヘツダセンタを示し、〇印は上
部ヘアピンノズル位置、△印は上部補助ヘアピン
ノズル位置、黒塗り〇印は上部ヘアピンノズル不
使用を示している。 即ち、第１１図で示す如く、被冷却鋼板１をそ
の上下面から一斉に注水する冷却装置１７に通板
させて冷却するに、冷却開始温度と冷却停止温度
との範囲を複数の温度域に区分し、各区分の温度
域に対応して鋼板幅方向の冷却水注入パターンを
変更しつつ冷却するに、第１１図で示す機能概要
図と第１２図のフローチヤートを基に説明する。 冷却装置１７の入側と出側にはそれぞれ温度計
１８，１９が設けられ、入側には鋼板トラツキン
グセンサ２０が設けられ、鋼板トラツキング機能
２１、注水水量計算、冷却時間計算機能２２によ
り、注水指令、注水ストツプ指令２３を冷却装置
１７に与えるようにされており、更に、注水水量
分布変更機能２４、温度実績値の見込み２５等が
可能とされている。 而して、第１２図を参照して冷却開始と冷却終
了までのフローチヤートを説明する。 第１２図においてＡブロツクは実績の冷却開始
温度TscT、目標冷却停止温度TFcTｏ、板厚ｔ、
板幅、板長さ等のデータの見込みのブロツクであ
る。 Ｂは目標冷却速度CRTを計算するブロツクであ
り、これは実験、経験的に鋼種、板厚等に応じて
設定される。 Ｃは冷却時間τtの計算ブロツクであり、これ
は、次の計算で求められる。 τt＝TscT−TFcTｏ／CRT Ｄは必要水量密度ｗの計算ブロツクであり、該
ｗは次式で計算される。 ｗ＝〔CRT／Ａ・ｆ(T)〕1/n ここで、CRT〔℃／ｓ〕、ｗ〔m3／min.m2〕であ
り、Ａ・ｎはそれぞれ係数である。 Ｅは必要総水量wTの計算、通板速度Ｖの計算
ブロツクであり、wTは次式で計算される。 wT＝ｗ×lw×ll×η lw；冷却ゾーン幅、ll；冷却ゾーン長さ、η；
上部等の注水分布を考慮した補正値。 又、Ｖは次式で計算される。 Ｖ＝ll＋lcT＋lcB−ｌ／τt lcT；鋼板トツプ（先端）はみ出し量、 lcB；鋼板ボトム（後端）はみ出し量 ｌ；鋼板長さ 以上により符号Ｆの注水タイミングブロツクに
指令を出し、注水タイミングがYEsのときは、第
１０図に示した上部、下部のメインヘツダの三方
切換弁１５，１７に開の指令をブロツクＧに出
し、NoのときはDelay（遅らす）のである。 そして、以上により注水パターンがなされる
のであるが、符号Ｈの如く注水パターン変更指令
有のときは、Ｉの注水パターン変更までの時間
T1を計算するブロツク、Ｊの注水時間の積算の
ブロツク、Ｋの注水パターンの変更時間の有無判
断ブロツク、Ｌの上部補助ヘツダ三方弁開指令の
ブロツク、Ｍは冷却終了有無の判断、Ｎは上下部
メインヘツダおよび上部補助ヘツダ三方弁の閉指
令ブロツク、Ｏの鋼板を冷却装置外への搬送指令
ブロツク、Ｐは冷却後の鋼板温度実績値取込みブ
ロツクを経て、終了になるのである。 而して、τ1の計算は次式でなされる。 τ1＝TscT−Tchi／CRTchi なお、注水パターン変更時の鋼板温度をTchi
とし、これまでの平均冷却速度をCRTchiとすれ
ば CRTchi＝CRTo.f（Tchi） となる。 但し、前記ＩはＥの後で実施してもよい。 また、Ｌにおいて、本例では三方弁を使用して
いるが、補助ヘツダからの注水は僅かであること
からON−OFF形のバタ弁等であつてもよい。 第７図から第１１図は上部冷却装置として補助
ヘツダを付帯させたものを例示したが、第１３図
で示す如く上部冷却装置が上下２段構造のヘアピ
ン形ノズルを有し、かつ、上段と下段とで幅方向
の注水パターンを２種類有し、前述したTchiに
より冷却温度範囲を区分し、上段と下段のヘツダ
を使い分けるようにしてもよい。 この場合の制御フローチヤートは第１２図にお
けるＧが上下部パターンＩの三方弁開指令とな
り、同じくＬがパターンヘツダ三方弁開指令と
パターンヘツダ三方弁の開指令となり、Ｎが上
下使用三方弁閉指令となるのであり、その他は第
１２図の図示例と同じである。 また、第１５図、第１６図は鋼板冷却水の注水
パターンの変更例であり、いずれも冷却開始温度
800℃から冷却停止温度300℃を２つの範囲に区分
した例であつて、第１５図は板幅中心部の水量密
度を一定とし、板幅両端の水量密度をパターン
、パターンにおいて変化させた場合の３例を
示しており、又、第１６図は板幅中心部の水量密
度を変更した場合のパターンとパターンの３
例を示している。なお、図中のパターンでは水
量密度を大きくするような例を示しているが、パ
ターンで小さくしてもよい。 そして、第１７図で示す如く冷却開始温度800
℃で冷却停止温度300℃にひとつのパターンで冷
却した従来例にあつては、前述したように、冷却
停止温度が500゜〜550℃付近において、鋼板平均
変形量が顕著に大きくなるのに対し、第１５図に
おけるＡ−１の場合の本発明実施例にあつては冷
却停止温度が200℃以下という低い場合であつて
も、冷却歪発生は著しく少なくなるのであり、こ
のことは、Ceqを低下させ機械的性質を満足した
にも拘らず、冷却歪を防止した高温鋼板の冷却方
法といえるのである。 なお、上述した例の場合は、冷却開始温度が、
800℃附近で、冷却停止温度300℃附近まで２つの
区分にわけた場合として例示したが、冷却開始温
度が800℃附近で冷却停止温度100℃附近までを例
えば３つの区分にわけて、各区分の温度域に対応
して鋼板幅方向の冷却水注水パターンを変更させ
てもよい。また、冷却開始温度は800℃附近とは
限らず、一般的にはAr3変態点近傍以上であれば
よく、また、冷却停止温度も約550℃以下であれ
ばよい。 即ち、前述例にあつては、パターンは従来例
と同じようにしているが、冷却開始温度800℃近
傍から冷却停止温度500℃〜550℃の範囲において
も、複数の温度域に区分し、各区分に対応して鋼
板幅方向の冷却水注水パターンを変更してもよ
く、この場合は特に、50mm以上の厚鋼板のときに
有効である。 次に、本発明の実施例を従来例との対比の上で
説明する。 ＜従来例＞ 鋼板サイズ（mm）…11.8×3190×14.800 冷却開始温度（℃）…750 冷却停止温度（℃）…350 冷却水水量（m3／min・m2）…0.26 ＜本発明の実施例＞ 鋼板サイズ（mm）…10.3×3210×14.800 冷却開始温度（℃）…770 パターン変更温度（℃）…520 冷却停止温度（℃）…330 冷却水水量…0.26m3／min・m2 前述の従来例と本発明実施例との冷却停止温度
分布は第１８図ａ，ｂで示す通りであり、従来例
では第１８図ａで示す分布で板幅方向に温度分布
が不均等であるのに対し、本発明の実施例にあつ
ては、第１８図ｂで示す如く板幅方向の温度分布
は均等になるのである。 従つて、参考写真１で示す如く従来例であつて
は実操業において、鋼板は耳部が波板形状に変形
しているのに対し、本発明の実施例にあつては実
操業において鋼板は良好な平坦度を示す冷却が施
されていることが理解できる。 以上、要するに本発明にあつては、高温鋼板の
冷却にあたつて、高温鋼板を水冷却する過程で、
冷却開始温度と冷却停止温度との範囲を複数の温
度域に区分し、各区分の温度域に対応して鋼板幅
方向の冷却水注水パターンを変更しつつ冷却する
ものであるから、冷却停止温度を低くしたとして
も、冷却歪の発生は少なくできるのであり、冷却
停止温度を低くできることはCeqの低下を添加成
分の減少による溶接性の改善という利点を発揮す
るとともに、降伏応力、引張応力等の機械的性質
を顕著に向上することができる。
を低くすることは有効ではあるけれども、前述の
如く冷却歪発生という問題があり、冷却停止温度
を550℃以下に低下するには限界がある。 即ち、厚板工場を考えた場合、約500℃で冷却
を停止し、ホツトレベラで矯正すれば、平坦度良
好な鋼板が製造できるが、それ以下の停止温度に
て冷却を停止した場合、従来技術にあつては以下
の理由で製造が不可能である。 たとえば、300℃のときには、ホツトレベラ
前で鋼板は変形しており、強力な矯正が必要で
あるとともに、たとえ、平坦に矯正が可能であ
つても、鋼板に大きな不均一温度分布が生じて
いるため、鋼板を室温まで冷却したとき、形状
不良となる。 室温近くまで冷却した場合、鋼板温度分布は
均一に近いが、冷却過程に生じた変形は大き
く、かつ、鋼板強度が高くなるため矯正が十分
できず形状不良となる。 第４図、第５図を参照して従来例を今一度説明
すると、第４図において、Ａは幅方向水量分布で
あり、注水分布はエツジ側の方が水量が少ない分
布とされている。Ｂは幅方向温度分布であり、約
800℃→約550℃→約300℃→100℃→室温で示され
ており、Ｃは鋼板形状を示し、Ｄはホツトレベラ
である。 即ち、第４図において、幅方向水量分布Ａで、
冷却開始温度約800℃から約550℃にて冷却停止温
度とすることにより、第４図にて示す如くホツト
レベラＤにかけ、空冷すれば室温における鋼板形
状は正常となるが、これでは、冷却停止温度が差
程低いものでないため、機械的性質、Cenの点で
十分満足するものとはいえない。 而して、幅方向水量分布Ａのままで約800℃の
冷却開始温度、約550℃での冷却停止温度、約300
℃での冷却停止温度にすれば、ホツトレベラにか
ける前で変形が生じこれを矯正できたとしても空
冷すると変形するのであり、又、ホツトレベルで
は矯正できないものとなるのである。 この原因は、鋼板に注水した冷却水の冷却と、
冷却後の水が鋼板上を流れていくときの冷却を求
めてみると、第５図の関係が明らかとなり、又、
この結果は、第４図にて示す如く約500℃以下の
冷却では、幅方向の注水分布をつけていることが
逆に幅方向温度分布の不均一を招くことになるか
らである。 ところで、鋼板幅方向の温度分布許容値につい
て第１４図を参照して考察すると、横軸は鋼板幅
であり、縦軸は幅方向温度差（鋼板巾中心と鋼板
両端との温度差）との関係が示されてなり、板幅
が小さければ幅方向温度差が大であつても鋼板の
平坦度は良好であるけれども、板幅が大きければ
幅方向温度差が小さくても座屈変形が発生するこ
とがわかる。 本発明は上記のような現象、知見に鑑み、Ceq
を低下し、かつ、冷却停止温度を低くしても冷却
歪の発生が少ない高温鋼板の冷却方法を提供しよ
うとするものである。 即ち、本発明にあつては、熱間圧延された高温
鋼板をその上下面から水冷却する方法において、 高温鋼板を水冷却する過程で、冷却開始温度と
冷却停止温度との範囲を複数の温度域に区分し、
各区分の温度域に対応して鋼板幅方向の冷却水注
水パターンを変更しつつ冷却することを特徴とす
るのである。 以下、本発明に係る高温鋼板の冷却方法につき
図面を参照して詳述する。 第６図は本発明実施例の模式図を示しており、
該第６図で明らかな如く、幅方向水量分布Ａにお
ける注水パターンを、本例ではパターン、パタ
ーン、パターンに変更しつつ冷却するものが
例示されている。 即ち、パターンは第４図で示した従来例と同
様であるが、幅方向温度分布が約550℃の冷却開
始温度から約300℃の冷却停止温度にあつては、
パターンと異なりパターンの如くエツジの水
量分布をやゝ高くしたのであり、又、パターン
ではほとんど幅方向水量分布を同一にしたもので
ある。 本発明の冷却方法の概要は前述の通りであり、
その制御方式は後述するが、本発明に使用する装
置に関して第７図から第１０図を参照して説明す
る。 第７図において、１は被冷却鋼板であり、矢示
方向に通板される過程において、一斉注水により
冷却される。 ２はテーブルローラであり、通板方向所定間隔
ごとに列設されており、該ローラ２間には下部ス
プレーノズル７を有する下部冷却用ヘツダ４が設
けられている。 ３は上部冷却用ヘツダであり、上部ヘアピンノ
ズル６を有し、被冷却鋼板１の上面に冷却水を注
入するものであり、鋼板１の幅方向に並設されて
いる。５は上部冷却用補助ヘツダであり、ヘアピ
ンノズル８を有する。 即ち、本発明にあつては、鋼板上面から注水す
る場合が影響力が大きく重要であることから、下
部冷却装置は従来例と同じ構成であるも、上部冷
却装置は第８図の如く構成されている。 即ち、第８図において、通板方向に沿つて設け
られた左右一対の上部ヘツダ固定台９に通板方向
に直交して上部冷却用ヘツダ３をＵボルト等の締
結具１０により固定架設するとともに、上部冷却
用ヘツダ３間に上部補助ヘツダ固定台１１にＵボ
ルト等の締結具１２により補助ヘツダ５を固定架
設している。 即ち、フレキシブル配管１３を介して第１０図
で示す上部供給水配管１４に連通された上部冷却
用ヘツダ３と上部冷却用補助ヘツダ５を通板方向
交互をなして架設しているのであり、第１０図示
す給水系統図で明らかな如く、三方切換弁１５，
１６，１７によつて、特に、三方切換弁１５，１
６によつて、第９図で示す如く注水パターンを本
例ではパターン、パターンに変更可能として
いるのである。 なお、第９図において、ａは上部ヘツダセン
タ、ｂは上部補助ヘツダセンタを示し、〇印は上
部ヘアピンノズル位置、△印は上部補助ヘアピン
ノズル位置、黒塗り〇印は上部ヘアピンノズル不
使用を示している。 即ち、第１１図で示す如く、被冷却鋼板１をそ
の上下面から一斉に注水する冷却装置１７に通板
させて冷却するに、冷却開始温度と冷却停止温度
との範囲を複数の温度域に区分し、各区分の温度
域に対応して鋼板幅方向の冷却水注入パターンを
変更しつつ冷却するに、第１１図で示す機能概要
図と第１２図のフローチヤートを基に説明する。 冷却装置１７の入側と出側にはそれぞれ温度計
１８，１９が設けられ、入側には鋼板トラツキン
グセンサ２０が設けられ、鋼板トラツキング機能
２１、注水水量計算、冷却時間計算機能２２によ
り、注水指令、注水ストツプ指令２３を冷却装置
１７に与えるようにされており、更に、注水水量
分布変更機能２４、温度実績値の見込み２５等が
可能とされている。 而して、第１２図を参照して冷却開始と冷却終
了までのフローチヤートを説明する。 第１２図においてＡブロツクは実績の冷却開始
温度TscT、目標冷却停止温度TFcTｏ、板厚ｔ、
板幅、板長さ等のデータの見込みのブロツクであ
る。 Ｂは目標冷却速度CRTを計算するブロツクであ
り、これは実験、経験的に鋼種、板厚等に応じて
設定される。 Ｃは冷却時間τtの計算ブロツクであり、これ
は、次の計算で求められる。 τt＝TscT−TFcTｏ／CRT Ｄは必要水量密度ｗの計算ブロツクであり、該
ｗは次式で計算される。 ｗ＝〔CRT／Ａ・ｆ(T)〕1/n ここで、CRT〔℃／ｓ〕、ｗ〔m3／min.m2〕であ
り、Ａ・ｎはそれぞれ係数である。 Ｅは必要総水量wTの計算、通板速度Ｖの計算
ブロツクであり、wTは次式で計算される。 wT＝ｗ×lw×ll×η lw；冷却ゾーン幅、ll；冷却ゾーン長さ、η；
上部等の注水分布を考慮した補正値。 又、Ｖは次式で計算される。 Ｖ＝ll＋lcT＋lcB−ｌ／τt lcT；鋼板トツプ（先端）はみ出し量、 lcB；鋼板ボトム（後端）はみ出し量 ｌ；鋼板長さ 以上により符号Ｆの注水タイミングブロツクに
指令を出し、注水タイミングがYEsのときは、第
１０図に示した上部、下部のメインヘツダの三方
切換弁１５，１７に開の指令をブロツクＧに出
し、NoのときはDelay（遅らす）のである。 そして、以上により注水パターンがなされる
のであるが、符号Ｈの如く注水パターン変更指令
有のときは、Ｉの注水パターン変更までの時間
T1を計算するブロツク、Ｊの注水時間の積算の
ブロツク、Ｋの注水パターンの変更時間の有無判
断ブロツク、Ｌの上部補助ヘツダ三方弁開指令の
ブロツク、Ｍは冷却終了有無の判断、Ｎは上下部
メインヘツダおよび上部補助ヘツダ三方弁の閉指
令ブロツク、Ｏの鋼板を冷却装置外への搬送指令
ブロツク、Ｐは冷却後の鋼板温度実績値取込みブ
ロツクを経て、終了になるのである。 而して、τ1の計算は次式でなされる。 τ1＝TscT−Tchi／CRTchi なお、注水パターン変更時の鋼板温度をTchi
とし、これまでの平均冷却速度をCRTchiとすれ
ば CRTchi＝CRTo.f（Tchi） となる。 但し、前記ＩはＥの後で実施してもよい。 また、Ｌにおいて、本例では三方弁を使用して
いるが、補助ヘツダからの注水は僅かであること
からON−OFF形のバタ弁等であつてもよい。 第７図から第１１図は上部冷却装置として補助
ヘツダを付帯させたものを例示したが、第１３図
で示す如く上部冷却装置が上下２段構造のヘアピ
ン形ノズルを有し、かつ、上段と下段とで幅方向
の注水パターンを２種類有し、前述したTchiに
より冷却温度範囲を区分し、上段と下段のヘツダ
を使い分けるようにしてもよい。 この場合の制御フローチヤートは第１２図にお
けるＧが上下部パターンＩの三方弁開指令とな
り、同じくＬがパターンヘツダ三方弁開指令と
パターンヘツダ三方弁の開指令となり、Ｎが上
下使用三方弁閉指令となるのであり、その他は第
１２図の図示例と同じである。 また、第１５図、第１６図は鋼板冷却水の注水
パターンの変更例であり、いずれも冷却開始温度
800℃から冷却停止温度300℃を２つの範囲に区分
した例であつて、第１５図は板幅中心部の水量密
度を一定とし、板幅両端の水量密度をパターン
、パターンにおいて変化させた場合の３例を
示しており、又、第１６図は板幅中心部の水量密
度を変更した場合のパターンとパターンの３
例を示している。なお、図中のパターンでは水
量密度を大きくするような例を示しているが、パ
ターンで小さくしてもよい。 そして、第１７図で示す如く冷却開始温度800
℃で冷却停止温度300℃にひとつのパターンで冷
却した従来例にあつては、前述したように、冷却
停止温度が500゜〜550℃付近において、鋼板平均
変形量が顕著に大きくなるのに対し、第１５図に
おけるＡ−１の場合の本発明実施例にあつては冷
却停止温度が200℃以下という低い場合であつて
も、冷却歪発生は著しく少なくなるのであり、こ
のことは、Ceqを低下させ機械的性質を満足した
にも拘らず、冷却歪を防止した高温鋼板の冷却方
法といえるのである。 なお、上述した例の場合は、冷却開始温度が、
800℃附近で、冷却停止温度300℃附近まで２つの
区分にわけた場合として例示したが、冷却開始温
度が800℃附近で冷却停止温度100℃附近までを例
えば３つの区分にわけて、各区分の温度域に対応
して鋼板幅方向の冷却水注水パターンを変更させ
てもよい。また、冷却開始温度は800℃附近とは
限らず、一般的にはAr3変態点近傍以上であれば
よく、また、冷却停止温度も約550℃以下であれ
ばよい。 即ち、前述例にあつては、パターンは従来例
と同じようにしているが、冷却開始温度800℃近
傍から冷却停止温度500℃〜550℃の範囲において
も、複数の温度域に区分し、各区分に対応して鋼
板幅方向の冷却水注水パターンを変更してもよ
く、この場合は特に、50mm以上の厚鋼板のときに
有効である。 次に、本発明の実施例を従来例との対比の上で
説明する。 ＜従来例＞ 鋼板サイズ（mm）…11.8×3190×14.800 冷却開始温度（℃）…750 冷却停止温度（℃）…350 冷却水水量（m3／min・m2）…0.26 ＜本発明の実施例＞ 鋼板サイズ（mm）…10.3×3210×14.800 冷却開始温度（℃）…770 パターン変更温度（℃）…520 冷却停止温度（℃）…330 冷却水水量…0.26m3／min・m2 前述の従来例と本発明実施例との冷却停止温度
分布は第１８図ａ，ｂで示す通りであり、従来例
では第１８図ａで示す分布で板幅方向に温度分布
が不均等であるのに対し、本発明の実施例にあつ
ては、第１８図ｂで示す如く板幅方向の温度分布
は均等になるのである。 従つて、参考写真１で示す如く従来例であつて
は実操業において、鋼板は耳部が波板形状に変形
しているのに対し、本発明の実施例にあつては実
操業において鋼板は良好な平坦度を示す冷却が施
されていることが理解できる。 以上、要するに本発明にあつては、高温鋼板の
冷却にあたつて、高温鋼板を水冷却する過程で、
冷却開始温度と冷却停止温度との範囲を複数の温
度域に区分し、各区分の温度域に対応して鋼板幅
方向の冷却水注水パターンを変更しつつ冷却する
ものであるから、冷却停止温度を低くしたとして
も、冷却歪の発生は少なくできるのであり、冷却
停止温度を低くできることはCeqの低下を添加成
分の減少による溶接性の改善という利点を発揮す
るとともに、降伏応力、引張応力等の機械的性質
を顕著に向上することができる。
第１図ａ，ｂは従来技術の現状を説明する図、
第２図は冷却停止温度と鋼板の冷却歪の関係を示
す図、第３図は冷却停止温度が材質におよぼす影
響を説明するための図、第４図は従来例の模式
図、第５図は鋼板温度と二次冷却／直接冷却を示
す従来例の説明図、第６図は本発明の実施例を示
す模式図、第７図は本発明に使用する冷却装置一
例の側面図、第８図は第７図における上部冷却装
置の平面図、第９図は本発明における上部ヘアピ
ンノズル使用例とパターン変更のための補助ノズ
ル使用例の説明図、第１０図は本発明に使用する
冷却装置への給水系統図、第１１図は本発明冷却
方法の機能概要図、第１２図は本発明実施例のフ
ローチヤート一例の説明図、第１３図は本発明の
第２実施例における上部冷却装置の断面図、第１
４図は鋼板幅方向の温度分布許容値の例を示す説
明図、第１５図は板幅中心部の水量密度を一定と
した場合の本発明鋼板冷却水の注水パターン３例
を示す説明図、第１６図は板幅中心部の水量密度
を変更した場合の本発明鋼板冷却水の注水パター
ン３例を示す説明図、第１７図は第１５図におけ
るＡ−１パターンの結果を示すグラフ図、第１８
図ａ，ｂは従来例と本発明実施例の冷却停止温度
分布を示し、ａは従来例、ｂは本発明実施例であ
る。 １……被冷却鋼板、３……上部冷却用ヘツダ、
４……下部冷却用ヘツダ、５……上部冷却用補助
ヘツダ、６……上部ヘアピンノズル、７……下部
スプレノズル、８……上部補助用ヘアピンノズ
ル。
第２図は冷却停止温度と鋼板の冷却歪の関係を示
す図、第３図は冷却停止温度が材質におよぼす影
響を説明するための図、第４図は従来例の模式
図、第５図は鋼板温度と二次冷却／直接冷却を示
す従来例の説明図、第６図は本発明の実施例を示
す模式図、第７図は本発明に使用する冷却装置一
例の側面図、第８図は第７図における上部冷却装
置の平面図、第９図は本発明における上部ヘアピ
ンノズル使用例とパターン変更のための補助ノズ
ル使用例の説明図、第１０図は本発明に使用する
冷却装置への給水系統図、第１１図は本発明冷却
方法の機能概要図、第１２図は本発明実施例のフ
ローチヤート一例の説明図、第１３図は本発明の
第２実施例における上部冷却装置の断面図、第１
４図は鋼板幅方向の温度分布許容値の例を示す説
明図、第１５図は板幅中心部の水量密度を一定と
した場合の本発明鋼板冷却水の注水パターン３例
を示す説明図、第１６図は板幅中心部の水量密度
を変更した場合の本発明鋼板冷却水の注水パター
ン３例を示す説明図、第１７図は第１５図におけ
るＡ−１パターンの結果を示すグラフ図、第１８
図ａ，ｂは従来例と本発明実施例の冷却停止温度
分布を示し、ａは従来例、ｂは本発明実施例であ
る。 １……被冷却鋼板、３……上部冷却用ヘツダ、
４……下部冷却用ヘツダ、５……上部冷却用補助
ヘツダ、６……上部ヘアピンノズル、７……下部
スプレノズル、８……上部補助用ヘアピンノズ
ル。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 熱間圧延された高温鋼板をその上下面から水
冷却する方法において、 高温鋼板を水冷却する過程で、冷却開始温度と
冷却停止温度との範囲を複数の温度域に区分し、
各区分の温度域に対応して鋼板幅方向の冷却水注
水パターンを変更しつつ冷却することを特徴とす
る高温鋼板の冷却方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15989183A JPS6050122A (ja) | 1983-08-30 | 1983-08-30 | 高温鋼板の冷却方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15989183A JPS6050122A (ja) | 1983-08-30 | 1983-08-30 | 高温鋼板の冷却方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6050122A JPS6050122A (ja) | 1985-03-19 |
| JPH0448851B2 true JPH0448851B2 (ja) | 1992-08-07 |
Family
ID=15703431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15989183A Granted JPS6050122A (ja) | 1983-08-30 | 1983-08-30 | 高温鋼板の冷却方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6050122A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH064978Y2 (ja) * | 1988-01-25 | 1994-02-09 | 株式会社神戸製鋼所 | ホットストリップの冷却装置 |
| JPH09100601A (ja) * | 1996-04-19 | 1997-04-15 | Akio Fujiwara | 建築用中空部材 |
-
1983
- 1983-08-30 JP JP15989183A patent/JPS6050122A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6050122A (ja) | 1985-03-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |