(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱間仕上圧延した金属板を冷却装置に進入させ、該金属板に予め定めた注水パターンで冷却水を注水して目標巻取温度に冷却する金属板の巻取温度制御方法において、冷却条件の異なる先行材と後行材との境界部で注水量を増減するタイミングを、接合部又は鋼板の板厚変更点の通過から、冷却水の注水応答時間だけさかのぼったタイミングと、異ならせることを特徴とする熱延鋼板の巻取温度制御方法。
【請求項２】
前記注水量を減少するタイミングを、接合部又は鋼板の板厚変更点の通過から、冷却水の注水応答時間だけさかのぼったタイミングよりも、早くすることを特徴とする請求項１記載の熱延鋼板の巻取温度制御方法。
【請求項３】
前記注水量を増加するタイミングを、接合部又は鋼板の板厚変更点の通過から、冷却水の注水応答時間だけさかのぼったタイミングよりも、遅くすることを特徴とする請求項１記載の熱延鋼板の巻取温度制御方法。
【請求項４】
熱間仕上圧延した金属板を冷却装置に進入させ、該金属板に予め定めた注水パターンで冷却水を注水して目標巻取温度に冷却する金属板の巻取温度制御方法において、冷却条件の異なる先行材と後行材との境界部で注水量を段階的に変化させることを特徴とする熱延鋼板の巻取温度制御方法。
【請求項５】
前記注水量を段階的に変化させる手段は、演算によって求めた注水パターンの注水バルブ数を変化させる手段又は巻取目標温度を段階的に変化させ、これに対応する注水量を演算により求めて注水する手段であることを特徴とする請求項４記載の熱延鋼板の巻取温度制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属板の熱間仕上圧延後の巻取温度制御方法に関し、特に、鋼板に好適に適用できる。
【０００２】
【従来の技術】
熱延鋼板の製造工程においてその温度履歴を目標通りに設定することは、目的とする材質を得るために、極めて重要である。中でも、巻取温度は鋼板の強度など機械的性質を決定する重要な因子である。製品の材質を均一にし、品質の高い製品を製造するためには、巻取温度がコイル全長にわたって目標の範囲内となるような制御を行わなければならない。
【０００３】
従来の巻取温度制御では、特開平８−９００３６号公報や特開平８−９００３７号公報のように鋼板の長手方向に複数の制御点を設け、それぞれの制御点に対して搬送速度パターンを考慮して目標巻取温度が得られるような注水パターンを決定していた。注水パターンとは、冷却ヘッダからの注水のオンオフを操作するバルブの開閉パターンを言う。
【０００４】
また、前記のそれぞれの制御点に対して、バルブの開閉動作を行ってから冷却水の鋼板への供給が開始又は停止されるまでには１〜３秒程度の応答時間がかかる。したがって、各制御点が冷却ヘッダの設置位置に到達するよりも、注水応答時間だけ早いタイミングでバルブを開又は閉としていた。注水応答時間とは、注水を増減する時、注水の増減開始時刻（注水バルブの開閉時刻）から増減後の注水が定常状態に達した時刻までの時間を言う。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、シートバー接合により粗圧延後のシートバーを接合した後、仕上圧延を行う圧延プロセスや仕上圧延中に走間板厚変更をともなう圧延プロセスにおいては、巻取温度の目標又は製品の板厚が先行材と後行材で異なる場合が生じ、先行材と後行材との接合点又は走間板厚変更点の通過にともなって注水量を急激に変化させる必要があり、従来の上記冷却制御だけでは高い制御精度が得られなかった。
【０００６】
このような場合に、上記の従来技術をはじめとして、バルブの開閉を注水の応答時間だけ早めて金属板の巻取温度を制御する技術では、次の問題があった。
（１）先行材より後行材の注水量が減少する場合には、後行材の先端部の巻取温度が目標値より低くなり、許容温度範囲から外れる。
（２）先行材より後行材の注水量が増加する場合には、先行材の尾端部の巻取温度が目標値より低くなり、許容温度範囲から外れてしまう。
【０００７】
これらの原因を鋭意検討した結果、その原因は次のように考えられる。
上記（１）の場合は、先行材と後行材の板厚が同じで後行材の目標巻取温度が先行材より高く設定される場合、あるいは先行材と後行材の目標巻取温度が同じで後行材の板厚が先行材より薄い場合であり、後行材の注水量を先行材よりも少なくする場合である。図２はコイル長手方向位置と注水量との関係を示す図である。先行材と後行材との接合点Ｊにおいて、冷却水注水量目標曲線２１のように注水量を減少させる場合、従来の技術では、新たに注水を停止するヘッダは、例えば図２に示すように、注水の応答時間に相当する長さＡＪの範囲で注水量を減少させ、接合点Ｊにおいて後行材の所定注水量に一致するように、接合点Ｊの通過よりも注水応答時間（長さＡＪに相当する時間）だけ早くＡ点においてバルブを閉とする。この時、注水が停止する直前に先行材の尾端部上面に供給された冷却水は、しばらくの間、鋼板上に滞留するので、後行材の先端部のかなり長い部分が滞留水により冷却され、過冷却部分が生じる。ところで、バルブを閉とした後鋼板に供給される冷却水量と時間の関係は図１５に曲線９４で示すようになる。定常状態９３でＡ点でバルブを閉としてから冷却水の供給量が零となるＢ点までの時間が注水応答時間である。
【０００８】
上記（２）の場合は、先行材と後行材の板厚が同じで後行材の目標巻取温度が先行材より低く設定される場合、あるいは先行材と後行材の目標巻取温度が同じで後行材の板厚が先行材より厚い場合であり、後行材の注水量を先行材の注水量よりも多くする。このとき、例えば図５に示すように、目標注水量曲線４１のように変化させる。従来の技術では、新たに注水を追加するヘッダで、注水量は実際注水量曲線４３で示すように、ある程度時間をかけて立ち上がり、接合点Ｊで後行材の所定水量に一致するように接合点Ｊの通過よりも注水応答時間に相当する長さＡＪだけ早くバルブを開とする。このため先行材の尾端にも少なからぬ量の冷却水が過剰に供給される結果、先行材の尾端に過冷却部分が生じる。ところで、新たに注水を追加するヘッダのバルブを開としてから鋼板に供給される冷却水量と時間との関係は図１４に曲線９２で示すようになる。Ａ点でバルブを開としてから鋼板への冷却水供給量が定常状態９１になるＢ点までの時間が注水応答時間である。
【０００９】
本発明は、上記のように、先行材と後行材との接合点又は走間板厚変更点の通過に伴なって注水量を急激に変化させる場合、巻取温度が許容温度範囲を外れてしまうという上記問題点を解決した熱延鋼板の巻取温度制御方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記の問題を解決するためになされたものであって、熱間仕上圧延した金属板を冷却装置に進入させ、該金属板に予め定めた注水パターンで冷却水を注水して目標巻取温度に冷却する金属板の巻取温度制御方法において、冷却条件の異なる先行材と後行材との境界部で注水量を増減するタイミングとして冷却水の注水応答時間とは異なる値を設定することを特徴とする熱延鋼板の巻取温度制御方法を提供する。すなわち、冷却条件の異なる先行材と後行材との境界部で注水量を増減するタイミングを、接合部又は鋼板の板厚変更点の通過から、冷却水の注水応答時間だけさかのぼったタイミングと、異ならせることを特徴とする。
【００１１】
前記注水量を減少するタイミングは冷却水の注水応答時間よりも大きい値を設定することであり、前記注水量を増加するタイミングは冷却水の注水応答時間よりも小さい値を設定することとする。すなわち、前記注水量を減少するタイミングを、接合部又は鋼板の板厚変更点の通過から、冷却水の注水応答時間だけさかのぼったタイミングよりも、早く又は遅くすることである。
また本発明の第２の発明は、熱間仕上圧延した金属板を冷却装置に進入させ、該金属板に予め定めた注水パターンで冷却水を注水して目標巻取温度に冷却する金属板の巻取温度制御方法において、冷却条件の異なる先行材と後行材との境界部で注水量を段階的に変化させることを特徴とする熱延鋼板の巻取温度制御方法である。このとき、前記注水量を段階的に変化させる手段は、演算によって求めた注水パターンの注水バルブ数を変化させる手段又は巻取目標温度を段階的に変化させ、これに対応する注水量を演算により求めて注水する手段とすれば好適である。
【００１２】
本発明は、シートバー接合又は走間板厚変更を伴なう熱延鋼板の仕上圧延の後に、ランアウトテーブル上を走行する連続した鋼板に対して巻取温度を制御する方法であって、接合点又は走間板厚変更点の通過に伴なう注水の切替を行うバルブの開閉操作を、注水バルブの注水応答時間よりも大きく又は小さく設定することを特徴とする方法である。
【００１３】
本発明は、前記複数のコイルの接合部又は鋼板の板厚変更点に対して巻取温度を制御する方法であって、先行材と後行材で、板厚又は目標巻取温度の少なくとも一方が異なり、接合点又は走間板厚変更点の通過にともなって注水量が増加する場合においては、後行材先端部の所定長さに対して、注水変化量の所定割合だけ減少させてバルブの開閉パターンを決定する方法である。
【００１４】
また本発明は、前記の複数のコイルの接合部又は鋼板の板厚変更点に対して巻取温度を制御する方法であって、先行材と後行材で、板厚又は目標巻取温度の少なくとも一方が異なり、接合点又は走間板厚変更点の通過にともなって注水量が減少する場合においては、先行材尾端部の所定長さに対して、注水変化量の所定割合だけを減少させ、バルブの開閉パターンを決定する方法である。
【００１５】
ここで、前記冷却条件が異なるとは、金属板の板厚と巻取目標温度のうち少なくとも一方が異なるものである。また先行材と後行材との境界部とは異なるシートバーを接合したものはその接合部を言い、同一のシートバー内で板厚変更をしたものはその板厚変更位置を指称する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
本発明は、冷却条件の異なる先行材と後行材との境界部で注水量を増減するタイミングを冷却水の注水応答時間とは異なる値を設定するものであり、具体的には、注水量を減少するタイミングの時は冷却水の注水応答時間よりも大きい値を設定し、注水量を増加するタイミングの時は冷却水の注水応答時間よりも小さい値を設定することを特徴とする。
【００１７】
図３は先行材より後行材の注水量が減少する場合を示すもので、コイル長手方向と注水量との関係を示している。図中接合点Ｊで先行材と後行材とが接合されている。破線で示した目標注水量曲線２４は、接合点Ｊより先行材側に所定長さＢＪの位置から、後行材の目標注水量となるように、注水を停止する全てのバルブを閉とすることを示している。このＢＪの長さは例えば３０ｍであり、鋼板の走行時間で例えば２秒である。実線で示す本発明による実際注水量曲線２５は注水量を減少させるために実際に必要な長さＡＢだけ先行して操作されることを示している。この例では、先行材の所定長さＢＪに相当する時間だけ従来よりも早いタイミングでバルブを閉にしている。すなわち、長さＡＢは長さＢＪと等しい長さを取り、Ａ点から鋼板表面への注水量を減少させ、Ｂの位置で後行材の目標注水量と一致するようにする。
【００１８】
先行材の尾端部の所定長さＢＪの注水量は、後行材の目標注水量と一致するので、注水そのものによって冷却される温度降下量は少なくなるが、注水を切り替えた後に鋼板上に残る滞留水によっても冷却されるので、巻取温度を許容範囲とすることができる。また、滞留水は先行材の尾端部に載ったまま搬送方向下流へ運ばれていくので、後行材の先端部には、滞留水による冷却の影響はほとんどなくなり、過冷却される部分はない。なお、所定長さＢＪとしては、注水量を減少させた際、冷却水が鋼板表面に滞留する時間、具体的には２〜５秒程度の時間に相当する進行長さを与えるのが望ましい。
【００１９】
一方、先行材より後行材の注水量が増加する場合には、例えば図６に示すように、実際注水量曲線４７が接合点Ｊより後行材側に所定長さＪＢの位置から後行材の目標注水量曲線４５で表わされる目標注水量と一致するように、Ａ点において注水を開始する全てのバルブを開とする。この場合、注水量を増加させるために実際に必要な長さＡＢは、注水の応答時間によって決定されるので、後行材の所定長さＪＢに相当する時間だけ従来よりも遅いタイミングでバルブを開にしている。従って、Ｂ点で後行材の目標注水量と一致している。
【００２０】
先行材の尾端の長さＡＪの部分で増加する注水量はわずかなので、巻取温度が低くなりすぎることがなくなり、許容範囲内となる。また、後行材の先端の長さＪＢの部分は、目標注水量より少なくなるので、巻取温度は目標よりも若干高くなるが、長さＪＢを適切に与えることによって、許容範囲内となる。
なお、所定長さＪＢには、注水応答時間の１／２から３／４程度の時間に相当する長さを与えるのが望ましい。
【００２１】
また前記のように注水量を増大又は減少するためのバルブを開又は閉とするタイミングを調整する代わりに、先行材の尾端部又は後行材の先端部に対する注水量を以下のように変化させてもよい。
注水量を変化させるのは、コイル内の一部分に対して、演算で求めた注水パターンから所定の注水ヘッダ数を増減させたり、あるいは注水パターンを求める際に行う演算において巻取温度の目標を補正するなどして行えばよい。
【００２２】
例えば、後行材の注水量が先行材より少ない時には、先行材の尾端部の所定長さだけ巻取温度の目標を先行材の定常部の目標値より高く設定する。注水量を２段階で変化させた例を図４に示した。先行材の尾端部の所定長さＢＪの部分では、先行材の注水量と後行材の注水量の中間の注水量が設定される。注水の変化を２段階に分けるので、注水を切り替えた後に鋼板上に残る滞留水の影響は半減する。これによって後行材の先端部の過冷却が減少し、接合点又は走間板厚変更点Ｊでの巻取温度は、図１１に示すように、先行材、後行材共通の許容範囲内とすることができる。
【００２３】
ここで、注水量の変化量を先行材と後行材の注水量差の半分程度とすれば、接合点又は走間板厚変更点Ｊでの巻取温度を先行材、後行材共通の許容範囲内に入れ易く、図４に示す所定長さＢＪは、注水の変化が複数の段階に分けられるので、図３や図６で与える長さＢＪの１．５〜２倍程度の長さとするのが望ましい。注水量を変化させる変化量は、具体的には、例えば、先行材と後行材の板厚が等しく、先行材の目標巻取温度が６００℃、後行材の目標巻取温度が６６０℃の場合、先行材の尾端部の所定長さの目標値をその中間の値、例えば６３０℃に設定してそれぞれの部分に対して注水パターンを求めることとすればよい。
【００２４】
【実施例】
図１は、熱延鋼板の仕上圧延機の最終スタンドからコイラまでの装置を模式的に表わした図である。鋼板１は仕上圧延機２にて圧延された後、テーブルローラ６上を搬送され、コイラ３で巻き取られる。先行材１ａと後行材１ｂとは接合点１１で接合されている。ランアウトテーブルでは、冷却水の供給は鋼板の上下面両側に設置された冷却ヘッダ９より供給される。演算装置７は、鋼板長手方向に５ｍ毎の間隔で制御点を仮想し、各制御点に対して、ランアウトテーブル上での搬送予定時刻と仕上圧延機出側温度計４や巻取温度計５の測定実績などを用いて、各ヘッダ９のバルブ８の開閉パターンを決定する。
【００２５】
従来は、各ヘッダ９のバルブ８の開閉パターンにしたがって各制御点がそれぞれの冷却ヘッダに到達した時に、鋼板に注水開始又は注水停止されるように、注水応答時間の２秒だけ早いタイミングでバルブ８の開閉動作を行っていた。
本発明の実施例を、表１に示す先行材と後行材の組み合わせでエンドレス圧延された鋼板が９００ｍｐｍの一定速度でランアウトテーブル上を搬送され、冷却される場合について、図面を用いて従来例と比較しながら説明する。表２は実施例と比較例の切り捨て量を示すものである。本実施例では、バルブの開閉動作をした後、鋼板への注水が開始又は停止されるまでの応答時間は２秒である。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
【表２】
0003697881.tif 000003
【００２８】
表１に示すケースＡ〜Ｃは、接合点１１の通過に伴なって注水量を減少させる場合であり、この場合、従来方法による巻取温度はそれぞれ図７、図８、図９中に細線５１、５５、６１で示すように後行材の先端部で許容範囲より低めに外れており、この結果、表２に示すように、材質が目標範囲を外れた切り捨て部分が１０〜２０ｍ程度生じ、製品の歩留りが悪かった。
【００２９】
表１に示すケースＤは、接合点の通過にともなって注水量を増加させる場合である。この場合の従来方法による巻取温度は図１３の細線８１に示すように先行材尾端部で低めに所望の範囲から外れており、この結果、材質が目標範囲を外れた切り捨て部分が１５ｍ程度生じ、製品の歩留まりが悪かった。
これに対し本発明の実施例１では、表１に示すケースＡ〜Ｃにおいて、接合点通過時、すなわち後行材の先端部に対する注水のバルブ開閉タイミングを４秒早めに設定した。その結果、巻取温度は図７、図８、図９の太線５２、５６、６２に示すように、従来例と比べて、先行材の尾端部の温度が若干高めになる代わりに、後行材の先端部で冷えすぎることがなくなり、先行材の尾端部も後行材の先端部も両者とも目標温度±４０℃の許容範囲内に納めることができた。これによって、接合部近傍において、巻取温度が許容範囲から外れることを防ぐことができるようになり、表２に示すように切り捨て部分長さを０ｍとし、歩留りを向上させることができた。
【００３０】
また、本発明の実施例２では、表１に示すケースＡ〜Ｃにおいて、バルブの開閉タイミングを２秒早めとして注水の出力を設定し、先行材の尾端部の４５ｍ部分だけに対して巻取温度の目標を、先行材の目標値よりも３０℃高めに設定した。巻取温度は、それぞれ図１０、図１１、図１２の太線６６、７２、７６に示すようになり、先行材の最尾端では設定した目標より３０℃程度高めになったが、代わりに後行材の先端部で冷えすぎることがなくなり、先行材の尾端部も後行材の先端部も両者とも巻取温度を目標温度±４０℃の許容範囲内におさめることができた。これによって、実施例１と同様、接合部近傍において巻取温度が許容範囲から外れることを防ぐことができるようになり、表２に示すように切り捨て部分長さを０ｍとし、歩留りを向上させることができた。
【００３１】
また、本発明の実施例３では、ケースＤにおいて、接合点通過時、すなわち後行材の先端部に対する注水のバルブ開タイミングは１秒早めに設定した。この時、巻取温度は図１３の太線８２に示すように、従来例の細線８１と比べて後行材の先端部で若干高めになる代わりに、先行材の尾端部で冷えすぎることがなくなり、先行材の尾端部も後行材の先端部も両者とも目標±４０℃の許容範囲内におさめることができた。これによって、接合部近傍において巻取温度が許容範囲から外れることを防ぐことができるようになり、表２に示すように、切り捨て部分の長さを０ｍとし、歩留りを向上させることができた。
【００３２】
なお上記実施例では、エンドレス圧延された鋼板がランアウトテーブル上を搬送され、冷却される場合について説明したが、本発明はこれに限るものではなく、同一のシートバー内で走間板厚変更された鋼板について用いてもよく、また、注水量を３段階以上で変化させるようにしてもよい。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の技術を用いれば、シートバー接合又は走間板厚変更を伴なう熱延鋼板の仕上圧延の後に、ランアウトテーブル上を走行する連続した複数のコイルに対して、歩留まりを低下させることなく巻取温度を許容範囲内に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】冷却装置の構成を示す説明図である。
【図２】コイル長手方向の注水量の変化を示す説明図である。
【図３】コイル長手方向の注水量の変化を示す説明図である。
【図４】コイル長手方向の注水量の変化を示す説明図である。
【図５】コイル長手方向の注水量の変化を示す説明図である。
【図６】コイル長手方向の注水量の変化を示す説明図である。
【図７】本発明と従来方法のコイル長手方向の巻取温度を比較した図である。
【図８】本発明と従来方法のコイル長手方向の巻取温度を比較した図である。
【図９】本発明と従来方法のコイル長手方向の巻取温度を比較した図である。
【図１０】本発明と従来方法のコイル長手方向の巻取温度を比較した図である。
【図１１】本発明と従来方法のコイル長手方向の巻取温度を比較した図である。
【図１２】本発明と従来方法のコイル長手方向の巻取温度を比較した図である。
【図１３】本発明と従来方法のコイル長手方向の巻取温度を比較した図である。
【図１４】バルブ操作後の冷却水供給量の変化を示す説明図である。
【図１５】バルブ操作後の冷却水供給量の変化を示す説明図である。
【符号の説明】
１    鋼板
１ａ  先行材
１ｂ  後行材
２    仕上圧延機
３    コイラ
４    仕上圧延機出側温度計
５    巻取温度計
６    テーブルローラ
７    演算装置
８    バルブ
９    ヘッダ
１０  サイドスプレー
１１  接合点
２１、２４、３１、４１、４５  目標注水量曲線
２２、２５、３２、３４、４３、４７    実際注水量曲線
５１、５５、６１、６５、７１、７５、８１  細線（従来方法の巻取温度）
５２、５６、６２、６６、７２、７６、８２  太線（実施例の巻取温度）
９１、９３  定常状態
９２、９４  曲線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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