JPS62166014A - 差厚熱鋼板の冷却方法 - Google Patents

差厚熱鋼板の冷却方法

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JPS62166014A
JPS62166014A JP61005192A JP519286A JPS62166014A JP S62166014 A JPS62166014 A JP S62166014A JP 61005192 A JP61005192 A JP 61005192A JP 519286 A JP519286 A JP 519286A JP S62166014 A JPS62166014 A JP S62166014A
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JP
Japan
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cooling
speed
steel plate
threading
temperature
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JP61005192A
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English (en)
Inventor
Masanao Yamamoto
山本 政尚
Motohiro Osada
元宏 長田
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/74—Temperature control, e.g. by cooling or heating the rolls or the product
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B15/00—Arrangements for performing additional metal-working operations specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B2015/0071—Levelling the rolled product
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B2261/00—Product parameters
    • B21B2261/02—Transverse dimensions
    • B21B2261/04—Thickness, gauge
    • B21B2261/05—Different constant thicknesses in one rolled product
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/16—Control of thickness, width, diameter or other transverse dimensions
    • B21B37/24—Automatic variation of thickness according to a predetermined program

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Metal Rolling (AREA)

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、飯厚が長手方向に階段状に変fヒする差厚
熱鋼板をこれの長手方向に送りながら鋼板表面に一定量
の冷却水を供給して行う差厚熱−A仮の冷却方法に関す
るものである。
(従来の技術) 熱間圧延fI4仮の強制水冷却において、冷却終了温度
は鋼板材質に影#ケ与えるので、均一で所望の材質を有
する一板金得るには、鋼板各部を予め定められ九編度に
まで高い精度で冷却しなければならない。熱−板の冷却
終了温度制御方法は特開昭60−87914号で提案さ
れている。この方法は、冷却開始、終了温度をTi、T
φ5冷却速度fVc、冷却ゾーン長さfLcとおいた時
、v*=νclILc / (Ti−Tφ)・・・・・
・・・・(1)で得られる通板速度v6基準通板速度と
し、鋼板長手方向冷却開始時間差による冷却開始温度差
を冷却ゾーン長間で通板速度の加速を行う墨により補正
する方法である。
ざらに%m昭6O−938F11号では冷却開始直前の
@変音取込み通板速度の修正を行う方法も提案されてい
る、 これらの通板速度制御の考え方1に第7図に示す。
図中V は上記il1式で得られる基準通板速度。
ΔV、は長手方向冷却開始温度差を補う加速による通板
速度の変化、Δν2は冷却開始温度取込みVCLる通板
速度の修正を示す。第7図に示す通板速度制御は、Δv
1+Δv2がν に比べ小ζい場合、すなわち鋼板長手
方向氷霜冷却速度が一定とみなし得る定厚鋼板では実用
上十分なfP!度?Mしている。
又、差厚鋼板は船舶の@雪1ヒ等に利用これており非強
制冷却型はすでに多(の製造実績がめる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
一定量の冷却水を供給してn1仮ケ通仮させながら強制
水冷却全行う際の問題として、 ■ 通板速度を変ずヒさせる事による冷却終了温度への
影響は鋼板全長のうち冷却ゾーン長相当長に現われる。
■ 鋼板長乎方向冷却開始温厩は通板速度の影響を受け
るう 02点があげられる。
さらに、差厚鋼板特有の問題として、 ■ 長手方向空冷冷却速度差による冷却開始温度偏差 ■ 長手方向水冷冷却速度差 がある。
上記■は、鋼板全長のうち冷却ゾーン長さ相当分は常に
同時刻に冷却過程にある事によるもので。
特願昭fig−93861号の冷却終了温度制?I11
′lけ。
この点を逆に利用したものであるが、差厚鋼板の株に長
平方向水冷冷却速度差を有し、大暢な通板速度の加速も
しくは減速が要末される場合にはこの制御方法は長平方
向冷却終了MA度偏差の原因となる。
その理由を鋼板長手方向の点P、Q(第8図)について
考える。第8図(イ)に示す如く点PとQの間隔は冷却
ゾーン凡の長さSエリも短いとすると。
点PとQけある時間【の間開時に冷却される。点PとQ
は第8図(ロ)に示す如く、冷却ゾーン内を速度Vp 
、VQにて通板づルる事にLり目標冷却終了温度に1で
冷却される。ところで点PとQは上記時間tの間開時に
冷却ゾーン内にあるのであるからこの間でばV、とvQ
は等しくなければならない。
今、仮に点Qが冷却開始直前で通板速度VQでは目標冷
却終了温度にまで冷却できない事が判明し通板速度を第
8図中破線で示されるVζに変更し九とする。このとき
通板速度vPはもはやvPでな(なり点Pの冷却終了温
度は目標値から外れてしまう。
従って鋼板長手方向のある点の冷却終了温度を目標値に
合わせ工うとして、通板速度修正を行うと、他の点に対
しては外乱として作用し、鋼板内の冷却終了m度精fを
低下させる事になる。
また前記■は、通板時の長平方向冷却開始時間差による
ものである。
又前記■、■は長手方向板厚差に起因するもので、差厚
鋼板では差厚線で板厚が不連続に変化するため、冷却開
始温度、水冷冷却速度は差厚線近傍で不連続となる。
厚部側を先端として一定水讐を供給しなから葛9図(イ
)の如(一定通板速度にて冷却を行った時の冷却終了温
度を第9図(ロ)に示す。この場合の薄部冷却終了温度
は厚部冷却終了温度りり低くなる。
の通板速度を採つ友場合の冷却終了温度?第10図(ロ
)に示す。この場合薄部冷却中厚部の差厚線側は、冷却
設備内にあり、速度増加の分だけ回部の冷却時間は減少
し、その結果厚部冷却終了温度は差厚線に近い側で三角
形の分亜ヲ呈する。いずれの場合でも、板厚が階段状に
変化する為、厚部、薄部の冷却開始温度差、水冷冷却速
度差にエリ差厚線での冷却終了温度ギャップを生じる。
従って差厚部近傍で機械的性質の変動が大きくなり、所
望の機械的性質が得られず品質もIIIIIi全長にわ
友って一様でない。
この発明は上記のような問題点を解決するためになきれ
たもので差厚鋼板を冷却するのに、鋼板長手方向冷却開
始温度予測′M度を向上さぜ差厚鋼板全長にわ几って所
望の冷却終了温度を得て均一でかつ所望の材質を有する
差厚鋼板1に:得る冷却方法を提供することを目的とす
る。
1問題点を解決するための手段〕 本発明の要旨とするところは、熱間圧延てれ友鋼板を所
定の温度に強制冷却するのに、冷却開始温度%冷却終了
温度、冷却水の水音、冷却ゾーン長づ、および冷却時の
通板速度を予め設定して冷却する工程において、冷却設
備に装入する前に鋼板長手方向複数分割点の@変音笑測
して、その実測値に基づいて各分割点の最適冷却条件を
演算して、厚肉部を先端として通板する場合は差厚縁冷
却開始直前に減速して、その後薄肉部の通板速度に加速
を行い、薄肉部金先備として通板する場合は差厚I%l
Jl酎却開始耐前に加速して、その後厚肉部の通板速度
に減速を行うことを特徴とする差厚熱鋼板の冷却方法で
ある。
〔作用〕
鋼板の搬送お工び冷却は例えば次の工うにして行われる
。すなわち、冷却設備内お工びその前後に配されたロー
ラーテーブルにより、搬送され。
冷却設備内のローラーテーブル間お工び上面に配され九
ノズルより冷却水を供給して冷却を行う。
以下第1図で作用を説明する。第1図の曲線コに予測冷
却開始温度Tiと通板速度Vの関係71曲線すに通板速
度から求まる冷却開始温度Tiと通板速度Vとの関係を
示す。ここで予I!11冷却開始温匿Tiは例えば、予
測位置の板厚を臂する定厚鋼板の先端部冷却開始温度と
して求める。今、予測冷却開始温度をT、、とすると、
目標冷却終了温度、板厚、冷却水水11−より通板速度
v、が求まる。次に通板速度V、たら予測位置の冷却開
始時間を求め空耐冷却速度より冷却開始温度T、1を計
算する。第1図に示す様にT、  >T、の場合には予
測冷却量始温度をTi2と上げて再度1通板速度v2)
冷却開始臨度Ti2を求める。順次この操作?繰返し、
両冷却開始温&T、、とTi、の差が許容値以下となる
通板速度v?求める。Ti、<T、1の場合には逆の操
作を行う。
収束計算にエリ差厚鋼板 長手方向各部の冷却開始温度
予測精度を向上させ、差厚部近傍を除いた部分の冷却終
了温度精度を向上させる。
又、差厚部近傍に対しては、まず薄部冷却条件より求ま
る速度にて通板全行う。厚部必要冷却時ft1lは薄部
必要冷却時間エリ長い為差厚線が冷却設備に入る前に通
板速度の減速ケ行い厚部冷却時間不足を補う。次に差厚
線が冷却設備に入る瞬間に薄部通板速度まで加速を行う
。その結果、差厚部近傍の厚部、薄部とも目標温度にま
で均一に冷却する事ができ、鋼板全体に一様な所望の機
械的性質kWする差厚鋼板の製造が可能となる。さらに
、薄部冷却の際に冷却水を瞠断t7jは遮蔽を組み合わ
せる事にエリ通板速度の加減速率が小さくなり微かな冷
却時間制御が可解となり、特に差厚部近傍での均一冷却
を向上させる事ができる。
〔実施例−1〕 第2図はこの発明を実施する圧延、冷却設備の一例を示
す設備構成図である。仕上圧延機1で圧延された熱鋼板
Sはホットレベラー2で平担に矯正されたのち、冷却設
備3で強制水冷却される。
冷却設備3は複数の冷却ゾーン7エリなり各冷却ゾーン
7には、それぞれ複数の上下ロール対5お工び冷却水ノ
ズル8が配列されている。鋼板Sは各設備開音ローラー
テーブル6にエリ搬送され、上下ローラ一対5.テーブ
ルローラー6はそれぞれモーター9.10.11により
駆動きれる6ま友仕上圧延機1と冷却設置1iiia間
には放射温度計12が、冷却設備3の直後には、放射温
度計13および鋼板検出器14がそれぞれ配置されてい
る。これらの検出値は制御計算機4に入力される。
上記のように構成され九設備において、第3図に示す手
順に従って冷却制御がなされる。、まず、帝却終了温度
、水冷冷却速度、板厚などの冷却条件を制御計算機4に
設定する。制御計算機4は、これら冷却条件に基づいて
、冷却水水量、冷却ゾーン長での計算7行う。
次に厚部先端の場合について通板速度決定方法を示す博
部冷却条件より厚部通板速度を求め、差厚線より先端側
へ向って以下に示す式にて厚部通板速度を求める。
一般に一板先iη)らXの位置が冷却設備に入る時の設
定速度k Vxl 、同位置の冷却時間′frt(xi
 、冷却ゾーン長さf Lcとおくと次式が成立する。
与えられた冷却条件に対し%(2)式を満足するV(x
iを求める事により差厚鋼板を目標温度に冷却する事が
できる。
厚部長ざ2g、先端部(厚部)が冷却設備に入つ九後差
厚線が冷却設備に入るまでの厚部通板速度をν眉x)、
蔓厚線が冷却設備に入った後の厚部通板速度をVU(X
) 、厚部必要冷却時rIJjを躇と現わすと(2)式
は。
となる。
薄部の冷却開始温度、冷却終了温度をそれぞれT、U 
、 TφU、水冷冷却速度をVcUとおくとVg(x)
 =・Lcxv(fi” /(THU−T4.y )・
・・−f41!りVσfx)が求められる。
(3)式左辺第−項をΣで現わし、第2項の積分を実行
すると。
ここでム;φで、i = 1は鋼板先端部、i=jは通
板速度を求め工うとする鋼板位置、i=N+1は差厚線
位置である。(第4図参照)(5)式左辺第−項をi 
= jとi = j + 1〜N+1に分割すると。
(6)式f j = N + I Xi>らj=1まで
適用してvA(xj’を求める。
vA(工、)とVU金合わせm連麓−)が対象とする差
厚鋼数の通板連層を与え、差厚緩冷却前の加減速も組み
入れられている。
次に上記で得られ九通板速度モ)を用いて、鋼板長手方
向各部の冷却開始温度Tirxl’求め、同位置の予測
値Ti(x)との比軟全行う。
Tifxl全予測位置の板厚金有する定厚鋼板の先端部
冷却開始温度を基準として、偏差ΔTを加えた値とし、
同位置のE延終了温反実績’ TFix) ’空冷冷却
速度ゲva(x) ’圧延終了から先端部冷却開始まで
の時間を雷。とおくと、 Ti(x) =TF?x) −’ o ×vjxl+Δ
T ………(7)一方Ti(x)は、 となる。従って ここでαは許容値である。冷却開始温■予潰11位IJ
lx=x; (i−1,2、・・・)に対して(6)、
(7)。
(9)式を用いてv(x)1r収束計算にニジ求める。
以上の方法に工って傅られた通板速Fkf ’(xl¥
i制御計算機47D≧ら上、下ローラ−5お工びテーブ
ルローラー6のそれぞれの駆賢モーター9 + 10 
。
11に出力され、差厚−板Sv冷却終了温1iTφが制
#ばれる。
第5図は厚部側を先端として冷却した場合の冷却終了温
度の測定例を示している。直線aは目標値、実?fMb
はこの発明にエリ冷E(l制碩1した場合の実測値であ
る6ま*、直線Cは第8図に示す速度で冷却7行った場
合の実測値である。
両実測値とも鋼板サイズは、厚部板厚23m。
薄部板厚18喝、板長さ14m、板巾3000mのもの
である。
〔実施例−2〕 この発明の他の実施例を以下に示す。実施例−1と同じ
設備構成、手順?用い、Iv部耐冷却際。
この実施例では冷却水の一部を遮蔽した。この時の一板
通板速贋のシミュレーション結果を第6図に示す。図中
arfiこの実施例の場合の通板速[hhは実施例−1
の方法の通板速度である。なお。
冷却開始温度、終了温度−の冷却条件及び鋼板サイズは
実施例−1と同じである。
〔究明の効果〕
この発明では、鋼板長手方向各部の耐却開始温度予測n
就の向上、及び冷却設備内での一板速贋制御、ま九は同
制御に薄部冷却時に冷却水の遮断もしくはg幣を組み合
わせることにより、差厚鋼板を長手方向にわたって均一
に目標温度にまで冷却する事ができる効果を乗する。
この結果所望の機械的性質?有し、全長にわたって一様
な品質の鋼板?得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は冷却開始温度と通板速度の関係を示す図、第2
図はこの発明?実施する圧延、冷却設備の一例を示す設
備構成図、第3図は冷却制御の手順を示すフローチャー
ト、第4図は通板速度決定式(6)の貌明図、第5図は
差厚鋼板の冷却終了温度の測定例?示す図、第6図は他
の実施例の場合の通板速度のシミュレーション効果を示
す図%第7図は従来の通板速度制御の考え方を示す模式
図。 第8図は鋼板長手方向各部の冷却状りを示す図。 第9図は差厚鋼板を調定通板速度にて冷却し友時の冷却
終了温度の模式図%第10図はステップ状の通板速度に
て冷却し九時の冷却開始温度の模式%式% 第3図 71′40 諮 汁5図 時刻 片6回 オフ図 (イ) i80 W密蟹奴 ツ譚酌要

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)熱間圧延された鋼板を所定の温度に強制冷却する
    のに、冷却開始温度、冷却終了温度、冷却水の水量、冷
    却ゾーン長さ、および冷却時の通板速度を予め設定して
    冷却する工程において、冷却設備に装入する前に鋼板長
    手方向複数分割点の温度を実測して、その実測値に基づ
    いて各分割点の最適冷却条件を演算して、厚肉部を先端
    として通板する場合は差厚線冷却開始直前に減速して、
    その後薄肉部の通板速度に加速を行い、薄肉部を先端と
    して通板する場合は差厚線冷却開始直前に加速して、そ
    の後厚肉部の通板速度に減速を行うことを特徴とする差
    厚熱鋼板の冷却方法。
  2. (2)通板速度を設定するのに、まず冷却設備に装入す
    る前の鋼板温度を測定して、板厚差による板内空冷冷却
    速度差を考慮して鋼板長手方向複数分割点の冷却開始温
    度を予測し通板速度を求め、次にこの通板速度より予測
    位置の冷却開始時間を計算して冷却開始温度を求め、こ
    の冷却開始温度と先の予測値との差が許容値以下となる
    よう収束計算をして通板速度を設定する特許請求の範囲
    第1項の差厚熱鋼板の冷却方法。
  3. (3)薄肉部通板時に冷却水供給の一部又は全部を遮蔽
    、遮断を行つて、通板速度設定の一部又はその全部を修
    正する特許請求の範囲第1項の差厚熱鋼板の冷却方法。
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