JPS5930412A - 熱延鋼帯の冷却制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は熱延鋼帯の冷却制御方法に関する、更に詳しく
は熱延鋼帯の表面に注水して行はｎる冷却に際し銅帯の
幅方向における温度分布を制御する方法に関する。 連続熱間圧延機により圧延さえしだ熱延銅帯は捲取機に
巻取られる前に、所定の捲朕ソ温度まで冷却するために
冷却テーブル上において注水により冷却される。冷却水
を使用する従前の冷却方法では、冷却テーブル上の熱延
鋼帯の全幅にわたり上下両面に均等に冷却水を吹付ける
のが通例である。 然しなから、圧延される銅帯の各側縁部分は板幅の中央
部分に比べ粗圧延、仕上圧延など作業中の温度降下が大
きく、仕上圧延機の出側では３ＣＰＣ〜８０Ｃの温度差
を生じている。この温度差は冷却工程において更に助長
される。熱延鋼帯の幅方向端縁と中央部との温度差なら
びに冷却速度の差のために、仕上圧延機出側から捲取機
までの鋼帯平坦度と、捲取ら１ｔたコイルの冷却後次工
程精整ライン入側で銅帯を捲戻した場合の平坦度とは相
違し、通常の場合は耳伸びが多く認めらオする。 、この平坦度の相違が発生する理由として巻取前の銅帯
幅方向端部と中央部との温度差により、捲取後冷却され
た銅帯に熱収縮差が発生し、銅帯の端部に発生する圧縮
応力が銅帯の臨界挫屈応力を越えるためと考えられる。 このような冷却水を使用する従前の鋼帯冷却方法に起る
板幅方向における温度分布の不均等を防止するために鋼
帯の側縁に隣接する部分を冷却水から遮断する銅帯冷却
方法が開発ぜられ、特願昭５６−４７２３３号に公表さ
れている。 然しながら、鋼帯の側縁隣接区域を冷却水から遮断しさ
えず１ｌｌｔば常に満足な結果が得らｎるものとは限ら
ないことが実験実操業等により見出されている。例へば
冷却水を遮断する鋼帯側縁部分の範囲、ならびに冷却水
を遮断する時間な考慮することなく上記出願の発明を実
施するときは側縁隣接部分が中央部よりも過度に高温に
なり腹のびの結果を生ずることも考えられる。本発明は
上記出願の発明に起るこのような問題の解決に役立つも
のである。 本発明の目的は、仕上圧延機の出側で注水冷却せられ捲
取機に捲取らｉｔたコイルの冷却後、コイルから巻戻さ
れる銅帯の平坦度を所望の値に保つ如く板幅方向の温度
分布を発生させる冷却制御方法を得ることにある。 本発明によれば、仕上げ圧延機から出さ第１．捲取機に
送られる熱間圧延鋼帯の表面に注水冷却するに際し該鋼
帯の各側縁に隣接する区域を注水から遮断して冷却を制
御する方法であって、銅帯の寸法、成分、所定地点にお
けろ温度、熱伝導率などの条件をもとに遮断幅及び遮断
水冷時間る・パラノーターとして熱応力計算を行い、板
幅に対する遮断幅の比と、全水冷時間に対する遮断水冷
時間の比とを銅帯の急峻度の低減Ｖ−最最適値に整定ず
ろことを特徴とする熱延鋼帯の冷却方法が得られる。 さて本発明の実施例を添付図面について説明すると次の
如くである）。 第１及び第２図は本発明の方法に使用する装置１５を示
すもので、仕上圧延機１の出側（左側）に冷却テーブル
２が設けらオｔ、冷却テーブル２の上部には冷却水ヘッ
ダー４が取付けられ、下部（・コは別α）（１〕却水ヘ
ツダー５が取付けられている。 各冷却水ヘッダ”−４，５は冷ｆ’ｌｌテーブル２上を
走行する熱延鋼帯Ｗの板幅方向に配列さ２

【６だ多数の
ノズル６を備えた管体から成るもので、多数の管体が鋼
帯の」二部及び下部で鋼帯Ｗの進行方向に並べらｎてい
る。以上は通例の冷却テーブルと冷却水ヘッダーとを示
すものである。 本発明の方法に使用する装置１５は、上部〜ヘッダ゛−
・１の下部に板幅方向に取付けられた水平軌道７に往復
自在に装架された邪魔板８Ａ　、８Ｂを備えている。捲
取機３の入側と、仕上圧延機１の出側てそれぞれ鋼帯Ｗ
の温度を測定する装置９，１２が設けられている。上部
ヘッダー４の上側に位置する演算装置１０がリード１１
Ａ、及びＩＩＧによりそ２ｔぞ１を温度測定装置９．】
２に接続されている。上部ヘッダー４に隣接する位置に
前記邪魔板８Ａ、８Ｂの駆動機構１・１が取付けらＪｔ
ている。 この駆動機構１４はリードＩＩＢにより演算装置１０に
接続さｌｔｔでいる。またこの演算装置１０は上位の計
算機１３にリード１１Ｄにより接続さ、１１ている。 本発明の冷却制御方法は次の如くである。まず温度測定
装置９，１２から演算装置１０にそｎぞオを捲取機３人
側の鋼帯温度及び仕上圧延機１出側の鋼帯温度を送る。 また上位計算機１３から板厚、板幅、成分などの銅帯の
性質に関する情報を演算装置１０１Ｃ送る。演算装置１
０はこ′Ｊｔらの板厚、板幅、成分、捲取諦；７＋、、
仕上圧延機出側の温度に関するデーターに基き、幅率（
板幅（・ζ対する遮断の比）と時間率（全水冷時間に対
する遮断水冷時間の比）とな求め、こ第１渇”、駆動機
構１４に送る。 上記幅率と時間率とは相互に組合はされた数値であって
、捲取機３に捲取ら几たコイルの冷却後に・？ｌ１Ｊｌ
　’ｉｔＦ　ＸＶが捲戻さ扛るとき急峻度を所要範囲に
低減させるに最適な値のもυ−肪−選ばオ′シる。駆動
機構１４は演算装置１０から送られた指令に基と冷Ｌ１
ｊ水から遮断されろ銅帯の範囲、ならびに遮断される時
間を定める。演算装置１０から出される上記の幅率及び
時間率に関する数値は以下に示す如く実験及び熱応力計
算により前述の冷却後コイルから捲戻された鋼帯Ｗの急
峻度を許容範囲内に保持することができるものである。 従って、上記工程により冷却処理か几だ鋼帯Ｗは精整ラ
イン入側でコイルから巻戻されるとき、平坦度に関する
限り満足ずべきものとなる。 前述の如く、冷却後コイルがら巻戻さオｔた鋼帯に起る
平坦度不良の原因は、仕上げ圧延直後の幅方向温度分布
と、冷却工程における幅方向１”ｉｆ却不均−とによっ
て残留応力が発生し、この応力が鋼板の臨界挫屈応力を
越える場合と考えらｆ”Ｌる。 従って、銅帯の側縁部分に起る圧縮応力をへとし挫屈応
力を％とすると、両者の比７−は乎１１１度不良を判断
する指標と考えられ、この値が１に接近するとき平坦度
不良が起る。 第３図は熱応力計算モデルな用いて鋼帯の側縁部分に起
る圧縮応力を算出する方法の一例を示すもので、側線部
分に起る圧縮応力の総和Ｓを計算し、この総和Ｓなこの
部分の幅すにより際し平均圧縮応力Ｓ／ｂを求ン・５、
この￥均圧縮応力Ｓ／ｂと挫屈応力ことの比を前記の指
標とすることができる。 第４図は上記の熱応力割算により得られた比Ａ６と銅帯
側縁部分の実測急峻度とをプロットしたもので、急峻度
が比Ａｖｘ比″（４’１−ｆｉ−ることを示している。 で急峻度が許容し難い値になることを示す。 第５図は時間率（全水冷時間に対する遮断水冷時間の比
）を２０％、６０％、１００％など種々の値に固定させ
た状態で、冷却後巻戻された銅帯の急峻度と幅手（板幅
に対する遮断幅の比）との関係を、板厚２−３ｍｍ、板
幅１２００　′ｎｌＩｎ、（巻取ｄ１７１度５５（ｆＧ
、仕上圧延温度８５０″Ｇの低炭材についての実験、ν
ｉ果を・プロットし熱応力計算結果を実線で示したもの
でＸＸ軸の−Ｌ％９［ｉが耳波の急峻度、下部が腹のび
の急峻度を示す。第４図の曲線を使用して熱応力計算の
結果、比　／ｃｚ、−より急峻度を表はすことかできる
ことがわかる。即ち急峻度−０１％。−（Ｌ２　　と７
’；（７，。 第４図の実線はこの式を示すものにほかならない。 このように熱応力計算の結果は実験結果によく一致する
ことがわかる。また耳波急峻度は各時間率について幅手
の変化に対しほぼ滑らかな曲線を描いている。腹のび急
峻度についても同様である。こ２’Ｌらの曲線から、耳
波ならびに腹のび両者の急峻度を１′ｄ／ｊ・にする幅
手と時間率との一組を選び出すことができ熱応力計算に
より上記のようなチャートを求めろ方法は以下のようで
ある。 熱応力計算は銅帯の長手方向の熱流は無視できるとし、
２次元のフーリエの熱伝導方程式を導き、こオｔをＩＡ
Ｄ法と呼ばれる特殊な差分法を用いて応力分イ↑１り・
計算している。第６図は熱応力計算のフローチャートを
示す。ここで中手を変える場合水冷時の熱伝達係数の分
布を第７図のＪ：つに遮断部分で低くなるように変え、
時間率をかえる場合そのような熱伝達係数分布による冷
却の時間を変えることにより熱応力分布（すなわち第３
図）を求めることができろ。従って第５図のようにチャ
ートを熱応力計算で求めるためにはある時間率（例えば
時間率ｌｏ％）に対応する遮断水冷時間でさまざまな幅
手に対応する水冷時の熱伝導係数分布を与えそオｔぞ２
１の比０路−を求め急峻度を予測Ｃ「 する。こ２ｔにより第８図のようなチャートが得られる
。 次に時間率をかえ（例えば時間率４０チ）それに対応す
る遮断水冷時間で同様の計算をおこなう。 これをくりかえずことにより第５図のようなチャートを
求めることができる。 しかしながら、この熱応力計算モデルは収束計算を行な
うため時間がかかりすぎオンラインでは使用できない。 従って実際の計算は熱応力計算モデルの特性を有した簡
易モデルを用いて行う。 即ち、板厚、板幅、成分、巻取温度、仕上温度などのデ
ーターに関し固有の数値を持つ各銅帯について第５図と
同様のチャートを作成することにより、それぞれの銅帯
の巻戻し後の急峻度を低減させるに最適な値の幅手と時
間率との組合ばせを得ることができる。即ち電算機に各
銅帯について上記のデーターをもとに熱応力計算簡易モ
デルを用いて前記チャートを求め、これから時間率と幅
手の最適な組合せを電算機によってえらび出すのである
。 第９図は板厚１・５　ｍｖｒ　、板幅１２００ｍｍ、Ｊ
看取温度６０σＧ、仕上げ圧延温度８５σＧの低炭柑に
ついて作成され第５図と同様の曲線であるが、これによ
り腹のびの急峻度と、耳波の急峻度とが最小となる。即
ち腹のび急峻度と、耳波急峻度とのそれぞれの曲線に挾
まれる幅の最も小さい時間率と幅手との組合はせはこの
場合幅手１０係、時間率６０チであって、こｆｔが最適
値となる。 実施例１゜ 板厚１・６ｒｍｎ、板幅１２００ｍｍ、捲取温度６０σ
Ｇ、仕上げ圧延温度８５　ｄ′Ｇの低炭材について第５
図の如きチャートを作成する熱応力計算簡易モデルによ
り求めた最適値の時間率６０チ及び幅手１０％に対し、
第１表の如き最適値とは異る種々の時間率と幅手とを採
用して水冷を行い、捲取られた銅帯の巻戻し後の平坦度
を調査した。その結果は第１０図に示す如く最適値の時
間率及び幅手で遮断冷却した場合が平坦度改善の点で最
も優オｔていることを示す。 以上に示す如く、本発明によれば、仕」二げ圧延機から
出され捲取機に送らオする途上で注水冷却された銅帯が
捲取り後にコイルから捲戻されるとき発生する耳波と腹
のびとによる平坦度不良を防止することができる。 第１図は本発明の方法に使用する装置の側面図、第２図
は第１図の線Ｕ−ｔ＋に沿う断面図、第３図は第１図の
装置により処理さｎた鋼帯に発生する圧縮応力を示す線
図、 第４図は第３図に示す圧縮応力と銅帯の端部急峻度との
関係を示すグラフ、 第５図は時間率を所定値に固定させたとぎの幅手と銅帯
の急峻度との関係を示す曲線、第６図は時間率を一定に
保ち幅手を変えるときの急峻度の変化を示す曲線、 第７図は板幅方向における熱伝達係数の分布を示す曲線
、 第８図は熱応力計算の工程を示すフロー・チャ。 −ト、 第９図は第５図の銅帯とは異るＷ４帝について作成さｊ
ｔた幅手と急峻度との関係を示す曲線、第１０図は本発
明の方法により水冷処理された鋼帯と１本発明の方法に
よることなく水冷処理された鋼帯との巻戻し後の急峻度
の比較を示す線図である。 １　　　　　　　　　仕上圧延機 ２　　　　　　　　　冷却テーブル ３　　　　捲取機 ４　　　　　　　　　冷却水ヘッダー（上部）５　　　
　　　　　　仝　　　　　（下部）６　　　　ノズル ７　　　　　　　　　　軌　　　道 ８　　　　邪魔板 ９　　　　　　　　　温度測定装置 １０　　　　　　　　　演算装置 １１　　　　　　　　　　　　　　　　リ　−　　ド１
２　　　　　　　　　温度測定装置 １３　　　　　計算機 １４　　　　　　駆動機構 １５　　　　　　　　　本発明に使用する装さｔ−６５
− 第　２　丙 榮−７１ 手続補正書 昭和５７年１防８　日 特許庁Ｊま官　　　若　杉　和　夫　　殿１、事件の表
示 特願昭５７−１３７９５９号 ２、発明の名称 熱延鋼帯の冷却制御方法 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 住　所　　兵庫県神戸市中央区北本町通１丁目１番２８
号名称　１２５　　川崎製鉄株式会社 ４、代理人 ５　補正命令の日付　　　昭和５７年１１月１２日６　
補正の対象　　　　　四層１誉及び図面７、補正の内容
　　　　　別紙の通り 手続補正書 本願の明細書及び図面の記載を次の如く訂正する （１）明細書 第１１頁第１５行と第１６行との間ｒ（次の記載を挿入
する 第１表 （１ｊ）図　面 第１０図を別紙の如く訂正する

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 仕上圧延機から出さｎ捲取機に送られる熱間圧延鋼帯の
   表面に注水冷却するに際し、該銅帯の各側縁に隣接する
   区域を注水から遮断して冷却を制御する方法であって、
   鋼帯の寸法、成分、所定地点における温度、熱伝導率な
   どの条件をもとに遮断幅及び遮断水冷時間をパラメータ
   ーとして熱応力計算を行い、板幅１、テ対する遮断幅の
   比と、全水冷時間に対する遮断水冷時間の比とを銅帯の
   急峻度の低減に最適の値に整定することをｆｉ−ｅｄと
   する熱延鋼帯の冷却方法。