JPH06190431A - 厚鋼板の冷却方法及び冷却装置 - Google Patents

厚鋼板の冷却方法及び冷却装置

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JPH06190431A
JPH06190431A JP34852092A JP34852092A JPH06190431A JP H06190431 A JPH06190431 A JP H06190431A JP 34852092 A JP34852092 A JP 34852092A JP 34852092 A JP34852092 A JP 34852092A JP H06190431 A JPH06190431 A JP H06190431A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来、コントロール圧延時の移送厚での温度
待ちを空冷で行い低能率操業となっていた。この移送厚
での温度待ち時間を水冷で短縮するための圧延機に近接
した冷却装置の供給を目的とする。 【構成】 厚鋼板を圧延機の圧延ロール接近部で冷却す
るに際して、圧延ロールの前面と後面の夫々の厚鋼板パ
スライン直上と直下夫々において、圧延ロール側に、噴
射方向を反圧延ロール側とした高圧水噴射ノズルとその
ヘッダーを配設し、更に反圧延ロール側に、噴射方向を
圧延ロール側とした水噴射ノズルとそのヘッダーを配設
し、これらのヘッダーの給水系に圧力制御手段を設け
て、冷却時には該ヘッダーの全部を用い圧力を30kg/
cm2 以上に設定し、デスケーリング時には、圧延ロール
側のヘッダーを用い圧力を150kg/cm2 以上に設定す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は厚鋼板の冷却方法と冷
却装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】厚鋼板の強度及び靭性に優れた鋼板の製
造方法として、コントロールド・ローリング(以下C
R)圧延法が広く用いられるようになってきている。こ
のCR圧延は、圧延中の圧延温度を精度よく制御し、最
終圧延仕上がり温度をAr3 温度直上にすることにより
組織を微細化し、強度及び靭性の改善を図ることができ
るという特徴を有する。
【0003】このCR圧延方法は従来は、図2に示す如
く、製品板厚tに対しある厚み(例えば2t)の移送厚
で一旦圧延を止め、その後空冷により、その時の温度T
1 から所定温度T2 まで冷却した後、再び圧延を行い、
所定板厚tになる最終圧延時の最終仕上がり温度が、A
3 温度直上になるようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このようなCR圧延に
おいては通常の圧延とは異なり、圧延途中において圧延
作業を一旦停止し、圧延材温度がT1 からT2 になるま
で冷却するので圧延作業が不連続となり、圧延能率が低
下するという問題を有していた。この問題には、CR圧
延において従来行われているような、図2に示す如く、
圧延途中の特定パスにおいて集中的な空冷での温度待ち
を行わず、図3に示す如く、被圧延材を所定パスだけ圧
延と水冷を繰り返し実施することで解決できる。しか
し、圧延機に近接した厚鋼板の冷却装置には下述の課題
が存在する。
【0005】圧延機廻りの冷却装置としては特開昭61
−26729号公報に開示されている。この設置位置で
は、圧延機と冷却装置間の距離は20mと長く、圧延後
キックアウト長は設置位置後方までと長くなる、同様に
冷却能力は小さい場合は冷却機長が長くなり、鋼板の搬
送時間が長く圧延能率を向上できないという課題があ
る。反対に圧延機に近接して冷却装置を設置した場合に
は、圧延中の鋼板の「反り」は時として大きく、冷却ヘ
ッダー等の設備保護を配慮した構造が必要である。更に
設置スペースも狭いため、デスケーリング機能は維持し
た上で、コンパクトでかつ冷却能力の高い設備が必要で
あるという課題がある。
【0006】また、圧延機内で高圧水をノズルから噴射
するものとして高水圧デスケーリングがある。一般的な
高水圧デスケーリングは、デスケーリングヘッダーの噴
射ノズルから被圧延材に高圧水を噴射し、冷却水と被圧
延材表面温度差によって被圧延材表面スケールを浮か
せ、それを高圧水の噴射による運動量で吹き飛ばしてい
る。この噴射は、鋼板の温度低下を抑えるために噴射水
量を極力少なくし、衝突力を高くすることにある。この
場合の高圧水の噴射方向は被圧延材の進入側に向けられ
ている。また、高圧水供給本管に遮断弁を組み込んだ方
式では弁の応答性及びウォーターハンマー対策としてノ
ズル保護用に低圧水が流れており、フロント・テイル部
の過冷却防止が不可能であるという課題がある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、次の通りである。 (1)厚鋼板を圧延機の圧延ロール接近部で冷却するに
際して、圧延ロールの前面と後面の夫々の厚鋼板パスラ
イン直上と直下夫々において、圧延ロール側に、噴射方
向を反圧延ロール側とした高圧水噴射ノズルとそのヘッ
ダーを配設し、更に反圧延ロール側に、噴射方向を圧延
ロール側とした水噴射ノズルとそのヘッダーを配設し、
これらのヘッダーの給水系に圧力制御手段を設けて、冷
却時には該ヘッダーの全部を用い圧力を30kg/cm2
上に設定し、デスケーリング時には、圧延ロール側のヘ
ッダーを用い圧力を150kg/cm2 以上に設定すること
を特徴とする厚鋼板の冷却方法。
【0008】(2)厚鋼板を圧延機の圧延ロール接近部
で冷却する冷却装置において、圧延ロールの前面と後面
の夫々の厚鋼板パスライン直上と直下夫々において、圧
延ロール側に、噴射方向を反圧延ロール側とした高圧水
噴射ノズルとそのヘッダーを配設し、更に反圧延ロール
側に、噴射方向を圧延ロール側とした水噴射ノズルとそ
のヘッダーを配設し、これらのヘッダーの給水系に圧力
制御手段を設け、該手段に、冷却時には該ヘッダーの全
部を用い圧力を30kg/cm2 以上に設定し、デスケーリ
ング時には、圧延ロール側のヘッダーを用い圧力を15
0kg/cm2 以上に設定する手段を設けると共に、前記反
圧延ロール側のヘッダーの水噴射ノズルのピッチは、ノ
ズルラップ率(噴射水が厚鋼板に衝突した部分でのノズ
ル噴射幅/ノズル取り付けピッチ)を2にしたことを特
徴とする厚鋼板の冷却装置。 (3)圧延ロール側ヘッダーの高圧水噴射ノズルは、ノ
ズル噴射孔直前に開閉弁を内蔵したノズルとしたことを
特徴とする上記(2)記載の厚鋼板の冷却装置。
【0009】
【作用】従来は、CR圧延時の移送厚での温度待ちを空
冷で行い低能率操業していたものが、この圧延機に近接
した冷却装置を使用することにより、冷却時間を短縮し
高能率操業が可能となった。この圧延機に近接した冷却
装置は圧延機側からデスケーリング及び冷却兼用ヘッダ
ー、その外側を冷却専用の高水圧スプレーを採用し、各
ヘッダーを圧延機トップガイド内に収納したことにより
圧延後短時間での冷却とキックアウト長の短縮を可能と
した。更に圧延材の「反り」にも対応した装置保護対策
を施したものである。
【0010】この冷却方法と装置はデスケーリング機能
と冷却機能を有しており、噴射圧力の調整が可能であ
る。デスケーリング時はスケール状態により噴射圧力を
調整しムダのない操業が可能となった。また、冷却時は
CR圧延における温度待ち時間を解消し圧延仕上がり温
度がAr3 直上になるように所要条件で冷却を可能とす
るものである。ノズル噴射孔直前に開閉弁内蔵型高圧水
噴射ノズルを配置したことにより高速で噴射・停止が可
能となり 噴射幅を圧延材の板幅より狭く設定することにより、
エッジ部の過冷却を防止と噴射水量の節約を可能とし
た。 噴射開始及び終了タイミングを鋼板のトラッキングに
合せ鋼板の先端及び尾短の内側にすることにより、鋼板
先尾端の過冷却が防止可能となった。
【0011】更に複数のヘッダーを用い、入側の噴射方
向を圧延機側にしたことによりノズルから噴射された冷
却水が鋼板に衝突後尾端側への流れを防止できた。これ
により先端から尾端にかけての鋼板長手方向の過冷却の
問題が解消し全長に亘って均一に冷却ができるという優
れた効果を有する。
【0012】高圧水のスプレーによる冷却の場合、スプ
レー衝突部の冷却能力が最も高くなる。ノズルラップ率
を2にすることで鋼板幅方向で衝突部が2回発生するた
め、幅方向にノズルラップ率差による筋冷えが解消でき
るという優れた効果を有する。
【0013】
【実施例】厚板のコントロール圧延の圧延状況を実施例
として開示する。スラブ寸法(厚み211mm、幅177
0mm、長さ4890mm)を製品寸法(厚み23.5mm、
幅2679mm、長さ29010mm)の圧延において、C
R条件として移送厚み41mmで圧延温度890℃以下が
規制されている。このCR圧延材の圧延パススケジュー
ルを表2に示す。この圧延スケジュールで水冷を行わな
い場合の圧延中の温度推移を図2に示すが、12パス目
の板厚41mmにおいて268秒間の空冷を実施してい
る。次に本発明の冷却装置を使用した場合の温度推移を
図3に示す。ただし、図3は12パス目までの温度推移
であり、これ以前のパスにおいて圧延機に近接した冷却
装置で冷却したものである。CR開始温度まで12パス
までに所定の温度まで冷却されていることが明瞭であ
る。本圧延に使用した図1の冷却装置の主仕様と冷却実
績を表1と表3に示す。
【0014】
【表1】
【0015】
【表2】
【0016】
【表3】
【0017】この実績の中で、圧延機側の「デスケーリ
ング・冷却兼用ヘッダー3,3′」の噴射圧力はデスケ
ーリング時はデスケポンプの最大圧力である150kg/
cm2で噴射し、デスケーリング以外の冷却時には噴射圧
力を調整している。冷却時に使用する反圧延機側の「冷
却専用ヘッダー4,4′」の噴射圧力は30kg/cm2
噴射している。これにより、所定板厚時に目標のCR開
始温度に冷却することが可能となっている。
【0018】本実施例において、図1は仕上圧延機5内
に設置した冷却装置の縦断面図を示し、図面の右手から
厚鋼板が搬入され図中の仕上圧延ロール6,7でリバー
ス圧延で所定の寸法に圧延された後、図面左手に搬送さ
れる。この圧延において、厚鋼板は上下対に設置したデ
スケーリング・冷却兼用ヘッダー3,3′及び冷却専用
ヘッダー4,4′からの噴射水で冷却される。このと
き、圧延機のロール側はデスケーリング・冷却兼用ヘッ
ダー3,3′で、噴射方向は反圧延機方向である。反圧
延機側は冷却専用ヘッダー4,4′で噴射方向は圧延機
方向である。これにより、ノズル部1a,1bから噴射
された冷却水が鋼板に衝突後ノズル2a,2bから噴射
された冷却水により尾端側への流れを防止でき、先端か
ら尾端にかけての鋼板長手方向の過冷却の問題が解消
し、全長に亘って均一に冷却が可能となった。また、下
部ノズルの噴射方向は噴射水の飛散を防止するために、
トップガイド13及び飛散防止用のフード方向に噴射し
ている。各ヘッダーの先端に設置している噴射ノズル1
a,1b,2a,2bは、ノズル噴射孔直前に開閉弁内
蔵型高圧水噴射ノズルである。上部ヘッダーは、厚鋼板
の圧延中の反り対策として、圧延機トップガイド13内
に設置している。
【0019】図4は冷却水供給の系統図で実施例の一つ
として示し、デスケーリング・冷却兼用ヘッダー3,
3′は、デスケーリングポンプ8に接続し配管途中に圧
力計9、圧力調整弁10及び高速オンオフ弁11を配置
している。冷却専用ヘッダー4,4′は、冷却専用の高
圧ポンプ12に接続し、配管途中同様に圧力計9′、圧
力調整弁10′及び高速オンオフ弁11′を配置してい
る。各ヘッダーの先端に設置している噴射ノズルは、ノ
ズル噴射孔直前に開閉弁内蔵型高圧水噴射ノズルとなっ
ている。
【0020】図5(a)(b)(c)は従来法の冷却専
用ノズル2a,2bの衝突部パターン(a)(b)と温
度変化イメージ(c)を示し、「A部」はノズル衝突部
の非ラップ部のある位置を示し、冷却能力の高いノズル
衝突部を一回通過するのみであり温度低下は少ない。一
方、「B部」はノズル衝突部のラップ部のある位置を示
し、冷却能力の高いノズル衝突部を二回通過するため温
度低下が大きい。温度降下イメージに示すような温度差
が生じ、鋼板幅方向にノズルラップに起因する筋冷えが
発生している。
【0021】図6(a)(b)(c)は本発明の冷却専
用ノズル2a,2bの衝突部パターン(a)(b)と温
度変化イメージ(c)を示し、幅方向位置で任意の位置
「C部」及び「D部」は、冷却能力の等しいノズル衝突
部を二回通過するため温度降下が等しい。温度変化イメ
ージに示すように温度差の発生がなく、鋼板幅方向にノ
ズルラップに起因する筋冷えの発生の問題が解決できて
いる。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、圧延中に水冷で
は、その目的からキックアウト短縮と冷却装置保護を達
成した上で安定操業を実現し、圧延能率の向上が可能と
いう優れた効果を有する。また、デスケーリングヘッダ
ーをデスケーリング機能と冷却機能を兼用としたためコ
ンパクトな装置となり、また圧力調整機能を組み込んで
いるために、各々の最適条件で操業できるという優れた
効果を有する。
【0023】更にノズル噴射孔直前に開閉弁内蔵型高圧
水噴射ノズルを設置することで応答性を高め、噴射幅を
制御することによるエッジ部の過冷却防止と冷却水の節
約と厚鋼板のトラッキングに合せ噴射タイミングを制御
することで鋼板先端及び尾端の過冷却の防止が達成でき
た。複数のヘッダーを用い、最後段ヘッダーの噴射方向
を圧延機側としたことによりノズル部から噴射された冷
却水が鋼板に衝突後尾端側への流れを防止できた。これ
により先端から尾端にかけての鋼板長手方向の過冷却の
問題が解消し、全長に亘って均一に冷却ができるという
優れた効果を有する。
【0024】尚、実施例における冷却水の供給系統はデ
スケーリング用と冷却用を別個のポンプとしているが、
供給元を共有可能な高圧ポンプとしても同様な効果が得
られることは明白である。高圧水のスプレーのノズルラ
ップ率を2にすることで鋼板幅方向で衝突部が2回発生
するため、幅方向にノズルラップ率差による筋冷えが解
消できるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】圧延機に近接した冷却装置の縦断面図を示す。
【図2】近接冷却装置を使用しない場合の圧延中の温度
推移を示す。
【図3】近接冷却装置を使用した場合の圧延中の温度推
移を示す(但し、全14パス中12パス目までの温度推
移である。)。
【図4】冷却水供給の系統図を示す。
【図5】従来法の冷却専用ノズルの衝突部パターンと温
度変化イメージを示す。
【図6】本発明の冷却専用ノズルの衝突部パターンと温
度変化イメージを示す。
【符号の説明】
1a,1b 噴射ノズル 2a,2b 冷却専用ノズル 3,3′ デスケーリング・冷却兼用ヘッダー 4,4′ 冷却専用ヘッダー 5 仕上圧延機 6 圧延ロール 7 バックアップロール 8 デスケーリングポンプ 9,9′ 圧力計 10,10′ 圧力調整弁 11,11′ 高速オンオフ弁 12 高圧ポンプ 13 圧延機トップガイド
フロントページの続き (72)発明者 阿部 政和 大分県大分市大字西ノ洲1番地 新日本製 鐵株式会社大分製鐵所内 (72)発明者 宮脇 廣機 大分県大分市大字西ノ洲1番地 新日本製 鐵株式会社大分製鐵所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 厚鋼板を圧延機の圧延ロール接近部で冷
    却するに際して、圧延ロールの前面と後面の夫々の厚鋼
    板パスライン直上と直下夫々において、圧延ロール側
    に、噴射方向を反圧延ロール側とした高圧水噴射ノズル
    とそのヘッダーを配設し、更に反圧延ロール側に、噴射
    方向を圧延ロール側とした水噴射ノズルとそのヘッダー
    を配設し、これらのヘッダーの給水系に圧力制御手段を
    設けて、冷却時には該ヘッダーの全部を用い圧力を30
    kg/cm2 以上に設定し、デスケーリング時には、圧延ロ
    ール側のヘッダーを用い圧力を150kg/cm2 以上に設
    定することを特徴とする厚鋼板の冷却方法。
  2. 【請求項2】 厚鋼板を圧延機の圧延ロール接近部で冷
    却する冷却装置において、圧延ロールの前面と後面の夫
    々の厚鋼板パスライン直上と直下夫々において、圧延ロ
    ール側に、噴射方向を反圧延ロール側とした高圧水噴射
    ノズルとそのヘッダーを配設し、更に反圧延ロール側
    に、噴射方向を圧延ロール側とした水噴射ノズルとその
    ヘッダーを配設し、これらのヘッダーの給水系に圧力制
    御手段を設け、該手段に、冷却時には該ヘッダーの全部
    を用い圧力を30kg/cm2 以上に設定し、デスケーリン
    グ時には、圧延ロール側のヘッダーを用い圧力を150
    kg/cm2 以上に設定する手段を設けると共に、前記反圧
    延ロール側のヘッダーの水噴射ノズルのピッチは、ノズ
    ルラップ率(噴射水が厚鋼板に衝突した部分でのノズル
    噴射幅/ノズル取り付けピッチ)を2にしたことを特徴
    とする厚鋼板の冷却装置。
  3. 【請求項3】 圧延ロール側ヘッダーの高圧水噴射ノズ
    ルは、ノズル噴射孔直前に開閉弁を内蔵したノズルとし
    たことを特徴とする請求項2記載の厚鋼板の冷却装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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