JPH0538515A - 厚鋼板の強制冷却方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は熱間圧延機で圧延された高温の厚鋼
板を歪が発生すること無くオンラインで加速・強制冷却
する厚鋼板の強制冷却方法とその装置に関する。 【構成】 上ロール２、下ロール３間を移動する高温の
厚鋼板Ｓの上方及び下方に位置して冷却噴射用ノズル１
を具備した強制冷却装置であって、押付け機構４を備え
昇降可能な上ロール２と、下ロール３を千鳥状に配置す
るとともに、前記強制冷却装置の上下流側に張力付加機
構としてピンチロール５、６を設けた厚鋼板の強制冷却
装置である。 【効果】 上記のような装置を用いて、厚鋼板を強制冷
却と矯正を充分に行うことが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は熱間圧延機で圧延された
高温の厚鋼板を歪が発生すること無くオンラインで加速
・強制冷却する厚鋼板の強制冷却方法とその装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】厚鋼板の製造においては、オンラインで
強制冷却装置を用いて、強制冷却する方法が、高強度、
高靱性、耐溶接割れ性等に優れた厚鋼板を得るために、
欠かせることの出来ないものである。

【０００３】しかし、この強制冷却装置は一般に熱間圧
延機の後に配置して、熱間圧延後の厚鋼板を水冷するた
めに、冷却速度の不均一が避けられず、歪、或いは残留
応力の発生が大きな問題となっている。

【０００４】この残留応力を低減或いは除去する方法と
しては、従来、以下の様なことが挙げられている。 冷却条件の規制を行うこと；冷却速度及び冷却停止温
度の上限と下限を規制することにより、歪、残留応力を
実用上悪影響を及ぼさない範囲まで低減する。 焼戻し処理を行うこと；これは５５０℃以上の温度に
加熱する焼戻し処理により、クリープ現象を利用して
歪、残留応力を除去するものである。 矯正を行うこと；圧延直後に圧延による残留応力をホ
ットレベラーによって、歪を除去する方法である（特開
昭４８−４６５５４号公報）。

【０００５】また、圧延直後に水冷し、その後ホットレ
ベラーによって、歪を除去する方法が提案されている。
更には上記とは異なった新しい方法として、強制冷却中
にレベラーをかける（特開昭５４−４２１２号公報、特
開昭６１−２３１１２４号公報）ことが提案されてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た技術は次のような問題がある。

【０００７】冷却条件の規制を行う方法については、
強制冷却による強度上昇効果を犠牲にするものであり、
本質的に問題がある。

【０００８】焼戻し処理を行う手段については、熱処
理工程を必要とすることから、製造費の増加を招来し、
また、焼戻し処理を行うことにより、強度の低下を生じ
るという欠点がある。

【０００９】矯正を行う手段の一つとして、特開昭４
８−４６５５４号公報に示すような技術は、冷却装置内
に入ってくる鋼板が歪、残留応力のないものであって
も、鋼板を均一にさせることは難しく、水冷によって歪
を除去することは困難である。

【００１０】また、圧延直後に水冷し、その後ホットレ
ベラーによって、歪を除去する方法は、圧延の歪と水冷
の歪が重畳され、また材料の変形抵抗が上昇することか
ら、このホットレベラーで矯正するために、超強力な矯
正機を必要とする。

【００１１】特開昭５４−４１１２号公報に示される装
置を用いた方法は、強制冷却中にレベラーをかけるもの
であるが、その効果が充分ではない。

【００１２】即ち、冷却速度は板厚、板幅、長手方向の
それぞれに不均一があり、この為、歪、残留応力が発生
する。この装置、方法では、板厚方向の冷却速度の不均
一に起因する板長手方向の大きな反り、板幅方向の反
り、及び板厚方向の残留応力分布の不均一は直せるが、
板幅、長手方向冷却速度の不均一に起因する歪はその主
成分が板長手方向の不均一な歪（いわゆる形状の乱れ）
で、板長手方向の不均一残留応力となり、これらの装置
では直すことが出来ない。

【００１３】特開昭６１−２３１１２号公報に示すよう
な技術は、上記のような不均一冷却の改善を図ったもの
であるが、板幅方向へ流れる冷却水量の制御が難しく、
実用上、冷却の不均一を充分に直すことは困難である。

【００１４】本発明は上記問題点の解決を図ったもので
あり、原理的には、歪を矯正しながら焼入れを行うもの
であるが、板幅方向の冷却を均一に行うことの出来る厚
鋼板の強制冷却方法及びその装置を提供することを目的
とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段及び作用】上記目的を達成
するために、本発明は、上下ロールと冷却噴射用ノズル
を具備した強制冷却装置による厚鋼板の強制冷却方法に
おいて、前記厚鋼板を冷却しながら、繰返し曲げを加え
るとともに、同時にその厚鋼板に張力を付加することを
特徴とする厚鋼板の強制冷却方法とするものである。

【００１６】又、上記方法を行うに適した装置として、
本発明は上下ロール間を移動する高温の厚鋼板の上方及
び下方に位置して冷却噴射用ノズルを具備した強制冷却
装置であって、押付け機構を備え、昇降可能な上ロール
と下ロールを千鳥状に配置するとともに、前記強制冷却
装置の上下流側に張力付加機構を設けたことを特徴とす
る厚鋼板の強制冷却装置とするものである。

【００１７】本発明の装置では、押付け機構を備え、昇
降可能な上ロールと、下ロールを千鳥状に配置すること
が必要である。これらによって、上下ロール間を移動す
る高温の厚鋼板に、的確に繰り返し曲げを与えることが
出来る。更に、上記に加えて、本発明の装置は強制冷却
装置の上下流側に張力付加機構を設けることが必要であ
る。上下ロール間を移動する高温の厚鋼板に、高い平坦
度を与えることが出来る。

【００１８】即ち、厚鋼板に、繰り返し曲げを与えると
同時に、張力を付加するので、冷却の不均一があって
も、材料の変形抵抗が低いため、少ない動力で効果的に
矯正出来、しかも、歪が発生したその時点で矯正するた
めに、歪の発生に因る不均一冷却の助長も防止出来る。

【００１９】

【実施例】以下に本発明の実施例を図によって示す。図
１は本発明の装置の一実施例を示す図であり、図２は本
発明の要部を示す図である。図において、１は冷却噴射
用ノズル、２は上ロール、３は下ロール、４は押付け機
構、５、６、は張力付加用のピンチロールである。

【００２０】本発明の強制冷却装置は、上ロール２、下
ロール３間を移動する高温の鋼材Ｓの上方及び下方に位
置して冷却噴射用ノズル１を具備したものであって、押
付け機構４を備え、昇降可能な上ロール２と、下ロール
３を千鳥状に配置するとともに、強制冷却装置の上下流
側に張力付加機構としてのピンチロール５、６を設けた
ものである。

【００２１】本発明の強制冷却装置は熱間圧延機７より
も、下流側に設置し、熱間圧延機７を出た高温の鋼材Ｓ
は、複数列の冷却噴射用ノズル１から噴射された冷却水
で冷却されながら、千鳥状に配置された上ロール２、下
ロール３間を移動して、その間で繰り返し曲げを付与
し、同時に、ピンチロール５とピンチロール６の周速を
変えて、張力を付与する。押付け機構４を備え、昇降可
能な上ロール２と、下ロールを千鳥状に配置しているの
で、いわゆるローラレベラーと同様な機能を有する。

【００２２】即ち、上ロールは押付け力を厚鋼板に付与
出来るように、軸受けで支持し、それらの軸受けを固定
してハウジング自体に昇降機構を設けて、その昇降機構
の動作によって昇降させ、厚鋼板と回転自在に接触出来
るようにしている。昇降は上記のように同時に移動可能
にしてもよいし、各ロール単独で移動可能としてもよ
い。この場合、形状矯正を効果的に行う為に、ロールの
軸方向のたわみを制御出来る支持ロールを設けることも
出来る。

【００２３】張力付加ピンチロール５、６は板速度に同
期して回転しながら、摩擦力によって張力を発生させる
ものである。上記実施例では強制冷却装置の上下流側に
張力付加機構としてピンチロール５、６を設けて、厚鋼
板に張力付加したが、本発明の方法ではこれに限定され
るものではない。

【００２４】上記張力付加ピンチロール５、６に代わっ
て、上ロール２、下ロール３に張力付加機構を備えるこ
とが出来る。連続的に配列した上ロール２、下ロール３
を一対として、その後に続く上ロール２、下ロール３を
一対として、それらに張力付加機構として駆動機構を設
け、周速度を変えて、その間を移動する厚鋼板に張力付
加を行うことが出来る。又、強制冷却装置を複数個配列
して、それらの間に張力付加ピンチロールを設置して、
各々の強制冷却装置を通過する厚鋼板に張力を付加する
ことが出来る。

【００２５】本発明方法によって、板形状が修正される
状態を図３に示す。図３では形状不良が発生した鋼板Ｓ
を複数の上ロール、下ロールによって押さえることで、
厚鋼板は長手方向の長さが揃えられる方向に行き、形状
の乱れている部分即ち圧縮部８には、圧縮力が、その他
の部分即ち引張部９には引張力が働く。

【００２６】この状態で、曲げ加工をすれば、板厚方向
応力分布が付加される。そして圧縮部１１と引張部１２
を生じる。この時、張力を付加すると、伸びの短い部分
の板表面部分１０が塑性域に達し、この部分が伸び、板
長手方向の長さが揃い、形状が修正される。図中点線間
は弾性範囲を示す。

【００２７】また、本発明の強制冷却方法では、上述し
たような強制冷却する通過式強制冷却方法の他に、熱間
圧延機で圧延された高温の厚鋼板を一枚毎に本発明に用
いる強制冷却装置内に導き、厚鋼板の全面に水を噴射し
て冷却する同時一斉式強制冷却方法とすることも出来
る。一斉式強制冷却方法の場合はロール群のところで往
復動をさせて、強制冷却と同時に矯正を行う。

【００２８】以上のように、本発明の強制冷却方法およ
ひその装置を用いて、今まで不可避であった厚鋼板の形
状の乱れ、残留応力の不均一を低減させることが出来
る。

【００２９】図１に示すような装置を用いて、厚鋼板の
強制冷却を行った実験結果を詳述する。ここでは表１に
示す厚鋼板を９００℃から３００℃まで、強制冷却し、
その形状を調べた。この時のロール群の仕様を表２、そ
の操業条件を表３に示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【表２】

【００３２】

【表３】

【００３３】本発明の効果を表４に示す。ここでは効果
として、通常行われている厚鋼板の耳波急峻度で表し
た。尚、比較として、比較例（１）は、従来行われてい
る下ロール上を移動させながら冷却する装置を用いた場
合、比較例（２）は、比較例（１）の冷却装置の下流側
に配置した400 ℃ホットレベラーとを組合わせた装置を
用いた場合、比較例（３）は、強制冷却装置内でレベラ
ーのみをかける場合をそれぞれ行った。表４に示す実験
結果から明らかなように、本発明の効果が抜群であるこ
とを得た。

【００３４】

【表４】

【００３５】

【発明の効果】本発明の方法及びその冷却装置を用いれ
ば、厚鋼板の冷却と同時に矯正を充分に行うことが出来
るので、品質の優れた厚鋼板が容易に製造することが出
来、工業的に効果の極めて大きい発明である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す図である。

【図２】本発明の要部を示す図である。

【図３】本発明を用いた場合の厚鋼板の形状の状態を示
す図である。

【符号の説明】

１ 冷却噴射用ノズル ２ 上ロール ３ 下ロール ４ 押付け機構 ５、６ 張力付加用のピンチロール

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上下ロールと冷却噴射用ノズルを具備し
   た強制冷却装置による厚鋼板の強制冷却方法において、
   前記厚鋼板を冷却しながら、繰返し曲げを加えるととも
   に、同時にその厚鋼板に張力を付加することを特徴とす
   る厚鋼板の強制冷却方法。
2. 【請求項２】 上下ロール間を移動する高温の厚鋼板の
   上方及び下方に位置して冷却噴射用ノズルを具備した強
   制冷却装置であって、押付け機構を備え昇降可能な上ロ
   ールと、下ロールを千鳥状に配置するとともに、前記強
   制冷却装置の上下流側に張力付加機構を設けたことを特
   徴とする厚鋼板の強制冷却装置。