JPS611420A - 熱間圧延厚鋼板の強制冷却方法およびその装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、熱間圧延厚鋼板の強制冷却方法およびその装
置に関する。

（従来技術） 厚鋼板の製造設備において矯正機の前面にスプレノズル
が取付けられていることは周知である。

しかし、このスプレ装置の目的は熱間圧延後、矯正機に
至るまでに発生する鋼板表面の２次スケールを除去する
ことにある。

ところで、制御圧延後、鋼板を水冷することにより、高
強度、高しん性鋼板を製造する技術を本件出願人は提案
し、当業界において注目をあびている。

この提案技術は加速冷却設備であり、仕上圧延機とホソ
トレヘラ　（矯正機）の間に強制冷却装置を設け、いま
まで添加元素成分の調整（増量）等によっておこなわれ
ていた高強度化、高じん性化を、制御圧延による高じん
性向上効果および加速冷却による強度上昇効果を利用し
たオンライン熱処理技術により実現したもので、同一強
度レヘルの綱板を製造する場合、炭素当量を従来鋼や特
殊制御圧延材より低減することができるばかりか、耐溶
接われ性やＨＡＺじん性の向上のためにきわめて有用で
ある（　１９８３年ｌθ月１日発行、神戸製鋼技報第３
３＠・第４号の刊行物参照・従来例１）。

また、特許公報としては特公昭５１−２０００３号公報
で開示されているように、仕上圧延機後方の圧延終了材
移送路に第１強制冷却装置、矯正装置および第２強制冷
却装置を順次直線的に連設したことを特徴とする熱間圧
延厚鋼板の冷却調整装置列がある（従来例２）。

更に、熱延ランアウトテーブルにおける強制水冷却装置
において、ランアウトテーブル冷却後の鋼板温度をコイ
ラー前の温度針ＣＴにより実測し、その値と目標値とを
比較し、後続の鋼板へフィードバックする技術もある（
昭和４２年１０月発行、日立評論第４９＠第１０号第９
９６ページ〜９０９ページ参照、以下従来例３）。

また、特開昭５６−１６８９０８号公報、特開昭５８−
９０３１４号公報（以下従来例４）にあっては、鋼板幅
方向の温度不均一に注目したフィードバック制御法があ
る。

（発明が解決しようとする問題点） 従来例１は強制水冷を実施した後の鋼板に不均一な温度
分布がなければ問題がないけれども、多量生産をするう
ちには何らかの外乱のため不均一冷却がなされ、特に、
鋼板幅方向の不均一冷却が生じた場合、そのまま矯正機
にて一時的に平坦な鋼板としても、鋼板が室温まで冷却
されたとき、熱応力による座屈、すなわち、波や反り等
が発生し、次工程において、冷間矯正等の非定當プロセ
スを通す必要があり、コスト高となる問題がある。

また、たとえ、外観上の鋼板形状が良好であっても、温
間矯正後に存在する鋼板内の不均一温度が許容値以上あ
った鋼板を条切り加工等の切断を実施すると横曲り等が
生じることもある。幅方向の温度不均一、Ｔと横曲り量
Ｓの関係は、たとえば（１）式で近似される。

ＡＴ　／　Ｂ　＝＋８・Ｓ／α・Ｌ　２−　（１１ここ
でＢ；条切り幅、α；線膨張係数、Ｌ；銅板長さである
。

ここで、従来例１にあって、温度不均一が生じるのは、
強制冷却装置に不具合があるのではな（、鋼板の形状不
良、鋼板入側温度不均一等に起因することを意味する。

更に、従来例２にあっては矯正機をはさんで第１と第２
の冷却装置を設けているけれども、これは、オンライン
熱処理後の鋼板変形を考慮したものではなく、第２強制
冷却装置以後には、従来例１と同様銅板入側温度不均一
等に起因する温度不均一が生じ、切断すると前述のよう
な問題が生じる。

更に、従来例３・４にあっては、いずれの場合でもＣＴ
を目標値にする（オンライン熱処理の機能）ものであり
、ＣＴで不具合を検知してからその不具合位置を補正し
ようとするものではなく、従って、前述同様の問題があ
る。

（問題を解決するための手段） 本発明は熱間圧延後等の厚鋼板を強制水冷却をし、その
後、矯正の前又は矯正中に厚鋼板温度不均一を補正し又
は補正しつつ矯正して前述従来例のそれぞれの問題点を
解消し、例えば、造船用高張力鋼板、海洋構造物、タン
ク等の厚鋼板を製造する方法と装置を提供せんとするも
のであり、従って、本発明にあってはまず第１には厚鋼
板を熱間圧延後又は熱間矯正された後に、強制水冷却に
よりオンライン熱処理を終了した後、該熱間圧延厚鋼板
をオンラインにて矯正機にかけて矯正する強制冷却方法
において、強制水冷却によるオンライン熱処理終了後の
厚鋼板温度に対して、不均一な高温部分をオンラインに
て強制補助冷却を施して温度矯正を行ない、その後、少
なくとも１回矯正機にかけて矯正することを特徴とする
熱間圧延厚鋼板の強制冷却方法に係るものであり、第２
には厚鋼板の熱間圧延ライン上に、オンライン熱処理す
るための強制水冷却装置と矯正機とが備えられた熱間圧
延厚鋼板の強制冷却装置において、前記強制水冷却装置
の下流６二厚鋼板温度不均−を補正するための別の強制
補助冷却装置と矯正機とがライン長手方向に配置されて
いることを特徴とする熱間圧延厚鋼板の強制冷却装置に
係るものである。

（実施例） 以下、本発明に関する実施例を図面を参照して詳述する
。

第１図と第２図は本発明の第１実施例における設備が例
示されており、熱間厚鋼板のロール形で示す仕上圧延機
１のライン２はそのライン長手方向に間隔をおいて列設
された本実施例ではローラ３によるローラテーブルで構
成されている。

仕上圧延機１の下流におけるライン２上にはオンライン
による加速冷速装置、即ち、オンライン熱処理のための
強制冷却装置４が設けられており、該装置４はライン２
の上方に設けられた上部ヘッダ機構５とライン２の下方
に設けられた下部ヘッダ機構６とから構成されている。

上部ヘッダ機構５は厚鋼板７の幅方向に間隔をおいてそ
れぞれスプレーノズル８が並設され、該ノズル８のそれ
ぞれはバルブ９で冷却水量が停止を含めて制御可能とさ
れ、これらノズル８群が第１図で示す如くライン長手方
向即ち、通板方向に列設されている。

下部ヘッダ機構６は厚鋼板７の幅方向に間隔をおいてそ
れぞれスプレーノズル１０が並設され、該ノズル１０の
それぞれはバルブ１１で冷却水量が停止を含めて制御可
能とされ、これらノズル１０群は第１図で示す如くロー
ラ３間に列設されている。

而して、前述の各ノズル８゜ＩＯにはポンプからの配管
系（図示せず）を介してそれぞれ冷却水が供給可能とさ
れている。

強制冷却装置４の後部にはオンライン熱処理後の銅板板
厚方向の温度分布を準定常化をはかるために空冷時間を
設けるべく該装置４とは距離を隔てて強制補助冷却装置
１３が設けられ、該冷却装置１３は厚鋼板温度不均一を
補正するものであり、該冷却装置１３は前述した強制冷
却装置４の上・下部ヘッダ機構５．６と同じ構成の上部
ヘッダ機構１４と下部ヘッダ機構１５とから構成され、
それぞれ厚鋼板７の上下面に対して冷却水がオンライン
制御で供給可能である。

即ち、強制補助冷却装置１３は第２図で示す如く厚鋼板
７の幅方向に列設されたバルブ１６を有するスプレーノ
ズル１７群を通板方向に列設することで上部ヘッダ機構
１４が構成され、また、厚鋼板７の幅方向に列設された
バルブ１８を有するスプレーノズル１９群を通板方向に
ローラ３間に列設することで下部ヘッダ１５が構成され
ている。

更に、本実施例ではシリンダ機構２０によって昇降自在
とされたノズル取付はフレーム２１が上部ヘッダ機構１
４側に設けられ、該フレーム２１に横設された部材２２
に格子状の冷却水案内板２３が幅方向に間隔おいて各ノ
ズル１７間に設けられている。なお、案内板２３はこれ
が昇降自在であることがら、通板時には上昇待機させて
おき、障害となることがない。また、この案内板２３を
分割することによってより冷却制御を正確にすることも
できる。また、下部ヘッダ機構１５側にも格子状の冷却
水案内板２４が設けられている。なお、前述の案内板２
３．２４は′これを設ける必要がないことがある。

而して、各ノズル１７群及びノズル群１９には配管部材
２５が接続されており、第２図で示すポンプＰからの冷
却水を供給可能とされ、それぞれのバルブ１６．１８に
よって流量を個別制御とされている。

更に、強制冷却装置４の出口側には厚鋼板７の測温計２
６が設けられ、該測温計２６による鋼板温度の分布を検
知し、情報指令手段２７にて制御部２８に入力され、こ
の入力に対応して不均一な高温部分を強制補助冷却装置
１３によるオンラインにて強制補助冷却を施して温度補
正をするためフィードバック手段２９にて制御部２８か
ら情報を前述の各ノズル制御用のバルブ１６．１８群に
フィードバックしている。

なお、測温計２６は板中方向に複数設置させてもよく、
また、１個設置させてもよい。１個設置させたときは板
中方向に図外シリンダ機構等によってライン幅方向に移
動自在にする機能を有し、又は、それと同等の機能を有
する機構を有し、幅方向での温度測定をすることが必要
である。

更に、強制補助冷却装置１３の後方には第１図で示す如
くロール形で例示する矯正機３０が設けられている。

なお、強制冷却装置４の後部に矯正機３０を設け、その
後部に強制補助冷却装置１３を設け、場合によってはこ
れの後部に再び矯正機３０を設けた実施例であってもよ
い。要は、オンライン熱処理のための強制水冷却終了後
に、厚鋼板の温度分布に対応して不均一な高温部分をオ
ンラインにて強制補助冷却を施して温度補正を行ない、
その後、少なくとも１回矯正機にかけて矯正するもので
あればよいことを意味している。すなわち、強制水冷却
装置４の後部に矯正機３０を設け、その後部に強制補助
冷却装置１３を設けた場合に、強制補助冷却後に逆送し
矯正機３０にて再矯正する操業方法を°とることも可能
である。

第３図は本発明の第２実施例であり、基本構成は第１実
施例と同じであることから、共通部分は共通符号で示し
、以下、相違点に関してのみ説明する。

第３図において、仕上圧延機１と強制冷却装置４との間
にも測温計３１が設けられ、測温計２６には温度検知装
置又は予測値Ｗ３２が連動され、更に、鋼板位置検出装
置３３が設けられている。

更に、第１の鋼板位置認識装置３４、板面内温度不均一
記憶装置３５が設けられ、更に、強制補助冷却のための
第２鋼板位置認識装置３６が設けられ、これによって温
度不均一部分とともに鋼板位置の各情報を制御部２８に
フィードハックさせるようにしたものである。

第４図は本発明の第３実施例であり、強制補助冷却装置
１３としてミストによる冷却体を採用した例である。そ
の他５強制補助冷却装置の冷却体は空気等が考えられる
。

即ち、第４図において、上部ヘッダ機構１４のノズル１
７には冷却水とともに高圧空気供給配管３７が設けられ
、又、同様に下部ヘッダ機構１５のノズル１９にも配管
３７が接続され、ここに、冷却水を高圧空気によってミ
スト化させてそれぞれ鋼板７の上下面に噴出可能として
いる。

その他の構成は第１実施例と共通であり、又、本第３実
施例を第２実施例に適用できることはいうまでもない。

（作用） 熱間厚鋼板は仕上圧延機１によって圧延され、強制冷却
装置４に通板され、これによるオンライン加速冷却制御
によって高強度化、高じん化等の機械的性質を得るため
のオンライン熱処理を受けることになる。

ところで、多量の製品を製造する中で、外乱、たとえば
、加熱炉でのスキッドマークや圧延過程での局所冷却等
のため、強制水冷却装置４人側ですでに鋼板機内で温度
不均一が生じている場合や、圧延後の鋼板形状等の影響
による強制水冷却中の温度不均一が生じる場合などのた
め、強制水冷却後の鋼板において温度不均一をさけるこ
とができないことがある。

例えば、第５図で示す如くである。但し、第５図にてＸ
は鋼板長手方向、Ｙは鋼板幅、Ｔは温度を示している。

このような強制水冷却後に水冷却により、より強調され
た温度不均一が生じている鋼板を第７図（２）で示す如
く矯正機３０＾に矯正したとしても鋼板７Ａは室温まで
温度が下がると熱応力による波７Ｂが発生し、少なくと
も、次工程で冷却再矯正等の追加工程が必要となる。

また、第７図（１）で示す如く良好な場合は問題ないが
、第７図（１）と（２）の中間の温度不均一では銅板大
板として再度矯正に至らない場合でも、温度不均一によ
る熱応力が鋼板７＾内に存在するため鋼板使用時に条切
り加工等の切断加工をすると、切断後に横曲がり等の形
状不良をおこすのである。

しかしながら、本発明にあっては、強制水冷却装置４の
後工程に強制補助冷却装置１３を設け、これによって鋼
板７の温度不均一部分を補正してからその後、矯正［３
０にかけることによって前述問題を解決しているのであ
る。

ここで、矯正機３０の役割は、圧延後の鋼板形状を良好
゛にすることはもちろんのこと、強制水冷却装置４およ
び強制補助冷却装置１３による現時点までの銅板内応力
を解放することであり、強制補助冷却装置１３にて鋼板
温度不均一を補正した後、少なくとも１回応力解放に必
要な矯正を行なうことを意味している。

より、詳細に本発明の詳細な説明すると、第１実施例の
場合は、測温計２６にて鋼板７の温度分布状況等を計測
せしめ、この情報を基に、フィードバックすべき情報を
求め、制御部２８により温度不均一部分に対応して強制
補助冷却装置１３の上部ヘッダ機構１４の各バルブ１６
に指令を出してこれを作動せしめノズル１７からの水量
（流量）を制御するのであり、本実施例の場合は下部ヘ
ッダ機構１５に関しても同様に制御されることになる。

第３図に示す第２実施例にあっては、測温計２６は、強
制補助冷却装置１３の制御のための温度検知装置の役割
と鋼板位置検知装置のトリガーとしての役割も果たして
いる。

そして、鋼板位置認識装置３４においては、前記鋼板位
置検知装置３３のトリガーを基準として、たとえば、本
例ではローラテーブルのローラ３の回転パルス等を取込
み、鋼板位置の認識をしている。

また、板面内温度不均一記憶装置３５・においては、温
度検知装置３３の温度と鋼板位置認識装置３４による鋼
板位置（長手・幅）とを対応させ記憶させ、次に、本例
では鋼板位置検知装置３３の信号とローラ３の回転パル
ス等を取込み、測温計２６と強制補助冷却装置１３との
距離を考慮して強制補助冷却タイミングを指令する鋼板
位置認識装置３６の情報を制御部２８に送信するのであ
る。

ここで、鋼板の温度不均一を補正する場合、強制水冷却
後の鋼板板面内金てを記憶し、最も低い温度からの偏差
量を補正することが望ましい。

しかし、レイアウト上の制約から、測温計２６が強制補
助冷却装置１３と隣接している場合には、鋼板の熱応力
変形に重要な幅方向不均一を各長手方向位置にて補正す
ることも可能である。

そして、前述した各実施例において、各補正位置での強
制冷却量については強制冷却方式、鋼板寸法、通板速度
等により容易に決定することが可能である。

補助強制冷却方式としては鋼板上面又は上下面からの冷
却には気水ミスト冷却方式、強制空冷、スプレ一方式が
有効であり、パイプラミナー冷却方式等の水柱による冷
却方式を採用する場合には下面のみが有効である。

これは、鋼板上面に適用した場合にはパイプラミナー冷
却方式では補助冷却水が不均一補正の目的の位置外へ流
動し悪影響を及ばずことがあるからである。

なお、第６図（１１（２１にあっては第３実施例におい
て鋼板サイズ厚さ１６１、幅３２００ｍ＋＋、長さ１２
５００龍で通板速度１．２　ｍ／ｓｅｃの条件で強制水
冷した後の温度分布（第６図・（１））とこれを強制補
助冷却装置により矯正した後の温度分布（第６図（２）
）を示している。

次に、第８図に、鋼板の形状不良、鋼板入側温度分布（
装置４に対する入側）等のため、強制冷却装置後の鋼板
温度不均一が生した場合の従来例（第８図でのＮｏ、　
ｌ　）とほぼ同等の温度不均一が生じた銅板に本発明を
適用した例（第８図での尚２〜階７）とを比較している
。

この第８図において、冷却レベル、即ち、強制補助装置
１３の冷却レベルとは、冷却強さレベルを強はレベルｌ
、中はレベル２、弱はレベル３で示しており、また、強
制水冷却後の温度不均一は最大温度差（最高温度部と最
低温度部との差）がほぼ等しいレベルのものを示してい
る。

すなわち、このレベルの温度差があると従来例で示すよ
うな３０ｍｍ／１５ｍ前後の横曲り量が発生するのに対
し、本発明にあっては、その横曲り量の低減が図れるこ
とがわかる。

なお、本発明を先述しているように強制水冷却後の全て
の銅板に適用する必要はなく、例えば、操業標準として
、強制水冷却後に生じている温度不均一が実施例や式（
１，１から推定して、約２０℃以上の場合に適用する方
法もある。

（発明の効果） 本発明によれば、オンライン熱処理のための強制水冷却
終了後に、厚鋼板の温度分布に対応して不均一な高温部
分をオンラインにて強制補助冷却を施して温度矯正を行
ない、その後、少なくとも１回矯正機にかけるものであ
ることから、鋼板形状不良等による強制冷却後に温度不
均一が生じても、良品質の厚鋼板を製造できるし、この
鋼板を条切り等の切断加工しても横曲りなどが発生する
ことはない。

また、本発明は上記利点を達成するに当たり、測温計、
制御部を設けるとともに補助強制冷却装置を設備ライン
上に設けることで足りるので、前述の良品質の製品を量
産するにも設備的なコストも差程高くなく、実施が容易
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す設備全体の概要側面
図、第２図は第１図における補助強制冷却装置の詳細な
正面図、第３図は本発明の第２実施例を示す全体側面図
、第４図は本発明の第３実施例を示す要部の説明図、第
５図は鋼板温度不均一の例を示す説明図、第６図＋１１
　（２１は本発−朋における強制補助冷却矯正前後を示
す説明図、第７図＋１１（２）は強制水冷却後の温度分
布とこれにともなう後工程での鋼板形状を示す説明図、
第８図は従来例と本発明の比較で示す実験例図である。 １・−仕上圧延機、４−強制水冷却装置、１３−・強制
補助冷却装置、２６−測温計、２８−制御部、３０−矯
正機。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、厚鋼板を熱間圧延後又は熱間矯正された後に、強制
   水冷却によりオンライン熱処理を終了した後、該熱間圧
   延厚鋼板をオンラインにて矯正機にかけて矯正する強制
   冷却方法において、強制水冷却によるオンライン熱処理
   終了後の厚鋼板温度に対して、不均一な高温部分をオン
   ラインにて強制補助冷却を施して温度矯正を行ない、そ
   の後、少なくとも１回矯正機にかけて矯正することを特
   徴とする熱間圧延厚鋼板の強制冷却方法。 ２、厚鋼板の熱間圧延ライン上に、オンライン熱処理す
   るための強制水冷却装置と矯正機とが備えられた熱間圧
   延厚鋼板の強制冷却装置において、 前記強制水冷却装置の下流に、厚鋼板温度不均一を補正
   するための別の強制補助冷却装置と矯正機とがライン長
   手方向に配置されていることを特徴とする熱間圧延厚鋼
   板の強制冷却装置。