(57)【要約】【課題】熱延鋼帯の全長に亘って、熱延鋼帯のエッジ部の過冷却を防止するための熱延鋼帯の冷却方法およびその製造方法および熱間圧延設備を提供する。【解決手段】熱延鋼帯幅方向で移動可能なエッジマスクを備え、仕上圧延機の出側に配置された冷却装置を用い、前記エッジマスクにより鋼帯のエッジ部をマスキングしながら鋼帯を冷却する方法において、仕上圧延機と冷却装置との間に鋼帯の蛇行を検出するための蛇行検出器を設置するとともに、冷却装置の出側または冷却装置内のエッジマスク下流側に温度プロフィル計を設置し、前記蛇行検出器の出力に基づき、鋼帯の蛇行に追従してエッジマスクを鋼帯幅方向で移動させるとともに、前記温度プロフィル計の出力に基づき、エッジマスクによる鋼帯エッジ部のマスキング位置を制御することを特徴とする熱延鋼帯の冷却方法。【選択図】            図１
2004290988.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱延鋼帯幅方向で移動可能なエッジマスクを備え、仕上圧延機の出側に配置された冷却装置を用い、前記エッジマスクにより鋼帯のエッジ部をマスキングしながら鋼帯を冷却する方法において、仕上圧延機と冷却装置との間に鋼帯の蛇行を検出するための蛇行検出器を設置するとともに、冷却装置の出側または冷却装置内のエッジマスク下流側に温度プロフィル計を設置し、前記蛇行検出器の出力に基づき、鋼帯の蛇行に追従してエッジマスクを鋼帯幅方向で移動させるとともに、前記温度プロフィル計の出力に基づき、エッジマスクによる鋼帯エッジ部のマスキング位置を制御することを特徴とする熱延鋼帯の冷却方法。
【請求項２】
仕上圧延機と冷却装置との間に、さらに温度プロフィル計を設け、前記温度プロフィル計の出力に基づき、エッジマスクによる鋼帯エッジ部のマスキング位置を制御することを特徴とする請求項１に記載の熱延鋼帯の冷却方法。
【請求項３】
熱延鋼帯の各エッジ部をマスキングするエッジマスクが、鋼帯エッジ上面をマスキングする上部エッジマスクと、鋼帯エッジ下面をマスキングする下部エッジマスクとから構成され、前記上部エッジマスクと下部エッジマスクが鋼帯幅方向でそれぞれ独立して移動可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の熱延鋼帯の冷却方法。
【請求項４】
熱延鋼帯幅方向で移動可能なエッジマスクを備え、仕上圧延機の出側に配置される冷却装置と、仕上圧延機と前記冷却装置との間で鋼帯の蛇行を検出する蛇行検出器と、冷却装置の出側または冷却装置内のエッジマスク下流側において鋼帯の幅方向温度分布を測定する温度プロフィル計と、前記蛇行検出器および温度プロフィル計の出力に基づき前記エッジマスクを鋼帯幅方向で移動させ、且つその移動量を制御するエッジマスク移動制御装置とを備えたことを特徴とする熱間圧延設備。
【請求項５】
仕上圧延機と冷却装置との間に、さらに温度プロフィル計を設けることを特徴とする請求項５に記載の熱間圧延設備。
【請求項６】
スラブを加熱する加熱工程と、前記加熱工程にて加熱されたスラブを粗圧延する粗圧延工程と、  前記粗圧延工程で粗圧延された粗バーを仕上圧延する仕上圧延工程と、  前記仕上圧延工程により仕上圧延された鋼帯を、請求項１乃至３のいづれかに記載の熱延鋼帯の冷却方法によって冷却する冷却工程と、  前記冷却工程にて冷却された鋼帯を巻取る巻取り工程と、を有することを特徴とする熱延鋼帯の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、仕上圧延機の出側に配置された冷却装置を用い、熱延鋼帯を冷却する冷却方法およびその製造方法および熱間圧延設備に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に熱延鋼帯は、加熱炉においてスラブを所定温度に加熱し、この加熱されたスラブを粗圧延機において所定厚さに圧延して粗バーとし、次いで粗バーを複数基の圧延スタンドからなる仕上圧延機において仕上圧延して所定厚さの熱延鋼帯とし、この熱延鋼帯をホットランテーブル上で冷却装置により冷却した後、コイラーで巻取ることにより製造される。
【０００３】
このような冷却装置として、仕上圧延機の出側に配置されたホットランテーブルを構成する搬送ロール間に配置され、ホットランテ−ブル上を走行する熱延鋼帯の下面に冷却水を供給する下部冷却手段と、ホットランテーブルの上方位置であって、上下方向で前記下部冷却手段と対向する位置に配置され、ホットランテーブル上を走行する熱延鋼帯の上面に冷却水を供給する上部冷却手段と、該上部冷却手段から供給された冷却水の熱延鋼帯長手方向への流出を抑制すべく、熱延鋼帯上面に近接し、且つ鋼帯幅方向に沿って配置される水切り手段とを備えた熱延鋼帯の冷却装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２４６４１３号公報
このような冷却装置を用いた従来の熱延鋼帯の冷却においては、通常冷却装置にエッジマスクを設置して、このエッジマスクにより鋼帯のエッジ部をマスキングしながら鋼帯を冷却しているが、冷却装置出側または冷却装置内のエッジマスク下流側に設置したプロフィル温度計の出力に応じて、鋼帯エッジ部の温度降下量を検知して鋼帯エッジ部が過冷却とならないように鋼帯エッジ部のマスキング位置を決定していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来技術には次のような問題がある。
【０００６】
従来は、仕上圧延機出側で熱延鋼帯が蛇行した場合、冷却装置出側のプロフィル温度計の出力のみを基にして鋼帯エッジ部のマスキング位置を決定したフィードバック制御では応答が遅れるので、鋼帯エッジ部の過冷却部分が残ってしまった。
【０００７】
したがって本発明の目的は、熱延鋼帯の全長に亘って、熱延鋼帯のエッジ部の過冷却を防止するための熱延鋼帯の冷却方法およびその製造方法および熱間圧延設備を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための本発明の熱延鋼帯の冷却方法および製造方法および熱間圧延設備は以下のような特徴を有する。
【０００９】
（１）熱延鋼帯幅方向で移動可能なエッジマスクを備え、仕上圧延機の出側に配置された冷却装置を用い、前記エッジマスクにより鋼帯のエッジ部をマスキングしながら鋼帯を冷却する方法において、仕上圧延機と冷却装置との間に鋼帯の蛇行を検出するための蛇行検出器を設置するとともに、冷却装置の出側または冷却装置内のエッジマスク下流側に温度プロフィル計を設置し、前記蛇行検出器の出力に基づき、鋼帯の蛇行に追従してエッジマスクを鋼帯幅方向で移動させるとともに、前記温度プロフィル計の出力に基づき、エッジマスクによる鋼帯エッジ部のマスキング位置を制御することを特徴とする熱延鋼帯の冷却方法。
【００１０】
（２）仕上圧延機と冷却装置との間に、さらに温度プロフィル計を設け、前記温度プロフィル計の出力に基づき、エッジマスクによる鋼帯エッジ部のマスキング位置を制御することを特徴とする上記（１）に記載の熱延鋼帯の冷却方法。
【００１１】
（３）熱延鋼帯の各エッジ部をマスキングするエッジマスクが、鋼帯エッジ上面をマスキングする上部エッジマスクと、鋼帯エッジ下面をマスキングする下部エッジマスクとから構成され、前記上部エッジマスクと下部エッジマスクが鋼帯幅方向でそれぞれ独立して移動可能であることを特徴とする上記（１）または（２）に記載の熱延鋼帯の冷却方法。
【００１２】
（４）熱延鋼帯幅方向で移動可能なエッジマスクを備え、仕上圧延機の出側に配置される冷却装置と、仕上圧延機と前記冷却装置との間で鋼帯の蛇行を検出する蛇行検出器と、冷却装置の出側または冷却装置内のエッジマスク下流側において鋼帯の幅方向温度分布を測定する温度プロフィル計と、前記蛇行検出器および温度プロフィル計の出力に基づき前記エッジマスクを鋼帯幅方向で移動させ、且つその移動量を制御するエッジマスク移動制御装置とを備えたことを特徴とする熱間圧延設備。
【００１３】
（５）仕上圧延機と冷却装置との間に、さらに温度プロフィル計を設けることを特徴とする上記（５）に記載の熱間圧延設備。
【００１４】
（６）スラブを加熱する加熱工程と、前記加熱工程にて加熱されたスラブを粗圧延する粗圧延工程と、  前記粗圧延工程で粗圧延された粗バーを仕上圧延する仕上圧延工程と、  前記仕上圧延工程により仕上圧延された鋼帯を、上記（１）乃至（３）のいづれかに記載の熱延鋼帯の冷却方法によって冷却する冷却工程と、  前記冷却工程にて冷却された鋼帯を巻取る巻取り工程と、を有することを特徴とする熱延鋼帯の製造方法。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の熱間圧延設備の一例を示す側面図である。
【００１６】
この熱間圧延設備は、ホットランテーブル上を走行する熱延鋼帯１の下面に冷却水を供給する複数の下部冷却手段３と、同じく熱延鋼帯１の上面に冷却水を供給する複数の上部冷却手段２とからなる冷却装置４と、冷却装置４内に配置した熱延鋼帯幅方向で移動可能なエッジマスク９と、熱延鋼帯を通板させる搬送ロール６と、仕上圧延機１０と冷却装置４との間に鋼帯の蛇行を検出するための蛇行検出器７と、同じく仕上圧延機１０と冷却装置４との間に鋼帯の幅方向温度分布を測定する温度プロフィル計１２と、冷却装置４の出側に設置した温度プロフィル計１１と、エッジマスクを鋼帯幅方向で移動させ且つその移動量を制御するエッジマスク移動制御装置とを備えている。
【００１７】
前記下部冷却手段３は、ホットランテーブルを構成する搬送ロール６の間に配置され、熱延鋼帯幅方向に沿って配置されたヘッダーと、このヘッダーの長手方向に沿って適当な間隔で設けられる複数の冷却ノズルとからなっている。
【００１８】
前記上部冷却手段２は、熱延鋼帯幅方向に沿って配置されたヘッダーと、このヘッダーの長手方向に沿って適当な間隔で設けられる複数の冷却ノズルとからなるもので、ホットランテーブル長手方向に適切な間隔をおいて、且つ上下方向で前記下部冷却手段３と対向して配置されている。また、熱延鋼帯上面に近接し且つ鋼帯幅方向に沿って配置される水切り手段５の間に配置される。
【００１９】
前記水切り手段５は、水切りロールであることが好ましい。熱延鋼帯の通板性や疵発生を押さえるのに有効である。
【００２０】
前記蛇行検出器７は、仕上圧延機１０の出側のラインセンターに対する熱延鋼帯の位置のずれを計測してエッジマスク移動制御装置１３に出力し、エッジマスク９の移動をフィードフォワード制御する。
【００２１】
前記温度プロフィル計１１は、冷却装置４の出側の鋼帯の幅方向温度分布を測定してエッジマスク移動制御装置１３に出力し、エッジマスク９の移動をフィードバック制御する。
【００２２】
前記温度プロフィル計１２は、仕上圧延機１０と冷却装置４との間に設置されない場合もあるが、設置されるほうが好ましい。仕上圧延機１０の出側の鋼帯の幅方向温度分布を測定してエッジマスク移動制御装置１３に出力し、エッジマスク９の移動をフィードフォワード制御する。
【００２３】
温度プロフィル計１２を設置する場合、温度プロフィル計１２と蛇行検出器７とは、仕上圧延機１０と冷却装置４との間においてどちらを前後に設置してもよい。
【００２４】
前記エッジマスク移動制御装置１３は、蛇行検出器７と温度プロフィル計１２と温度プロフィル計１１との出力に基いて、エッジマスク９を鋼帯幅方向で移動させ且つその移動量を制御する。
【００２５】
図１には、急速冷却装置である冷却装置４の後段に、いわゆる一般的な緩冷却装置であるラミナー冷却装置が設置されている。
【００２６】
図２は、本発明の熱延鋼帯の冷却方法に用いるエッジマスクの構造の一例を示す側面図である。
【００２７】
熱延鋼帯の各エッジ部をマスキングするエッジマスク９は、鋼帯エッジ上面をマスキングする上部エッジマスク（ドライブ側９ａとオペ側９ｃ）と、鋼帯エッジ下面をマスキングする下部エッジマスク（ドライブ側９ｂとオペ側９ｄ）とから構成され、上部エッジマスクと下部エッジマスクが鋼帯幅方向でそれぞれ独立して移動可能である。
【００２８】
これらのエッジマスク９ａ〜９ｄはそれぞれ独立した油圧シリンダー８ａ〜８ｄによって駆動される。エッジマスク９ａ〜９ｄはそれぞれ独立して駆動されることもあるし、上部ドライブ側エッジマスク９ａと下部ドライブ側エッジマスク９ｂの上下、および上部オペ側エッジマスク９ｃと下部オペ側エッジマスク９ｄの上下は一体として駆動されることもある。
【００２９】
以下、上記設備構成を用いた本発明法の一実施形態を説明する。
【００３０】
この実施形態では、仕上圧延機１０により仕上圧延した熱延鋼帯１を、仕上圧延機１０と冷却装置４との間に設置された蛇行検出器７を用いて鋼帯１の蛇行量を検出し、鋼帯の蛇行に追従してエッジマスク９を鋼帯幅方向で移動させる。この場合エッジマスク９は、エッジマスク９を構成する上部エッジマスク（ドライブ側９ａとオペ側９ｃ）と、下部エッジマスク（ドライブ側９ｂとオペ側９ｄ）の４マスクとも全て同じ動きとなり、エッジマスク９は剛体的に移動する。それとともに冷却装置４の出側または冷却装置内のエッジマスク下流側に設置された温度プロフィル計１１の出力に基づいてエッジマスク９による鋼帯エッジ部のマスキング位置を制御する。このとき、エッジマスク９ａ〜９ｄはそれぞれ独立して制御されることもあるし、ドライブ側エッジマスクの上下、およびオペ側エッジマスクの上下は一体として制御されることもある。
【００３１】
また、仕上圧延機１０と冷却装置４との間に、さらに温度プロフィル計１２を設け、この温度プロフィル計１２の出力に基づき、エッジマスクによる鋼帯エッジ部のマスキング位置を制御することが好ましい。
【００３２】
鋼帯エッジ部の過冷却量が、ドライブ側とオペ側とで変化する要因としては、
▲１▼冷却装置入側鋼帯の偏熱
▲２▼鋼帯の蛇行
▲３▼冷却装置の設備特性（冷却量や板のサイズによって変化する）
が挙げられる。ここで、▲１▼については仕上圧延機出側の温度プロフィル計で評価できるし、▲２▼は蛇行検出器で評価できるし、▲３▼は（冷却装置出側の温度プロフィル計−仕上圧延機出側の温度プロフィル計−蛇行検出器）によって評価できる。
【００３３】
つまり、仕上圧延機出側の温度プロフィル計１２を設置することにより、▲１▼冷却装置入側鋼帯の偏熱の補償、および▲３▼冷却装置の設備特性の評価に有効となる。
【００３４】
本発明では、上記▲３▼冷却装置の設備特性分については、冷却装置出側の温度プロフィル計はフィードバック制御のため、従来と同様に、鋼帯の先端部についてはエッジマスク位置〜冷却装置出側の温度プロフィル計位置までの距離分は補償できない。また、鋼帯の先端部が冷却装置出側の温度プロフィル計位置を通過後は、上記距離分の応答遅れを有して冷却装置の設備特性分を補償するように制御する。ただし、従来と異なって、蛇行分についてはフィードフォワード制御なので、また、仕上圧延機出側の温度プロフィル計を設置することにより、鋼帯の冷却装置入側の偏熱分についてはフィードフォワード制御なので、鋼帯の先端部から補償できるし、鋼帯長手方向のトラッキング精度がよければ応答遅れも発生せずに、その分従来よりも高精度になる。
【００３５】
さらには、冷却装置の設備特性の評価を冷却量や鋼帯のサイズ（鋼種、寸法）、鋼帯の速度等別に予め実施し、その傾向調査結果をエッジマスキングのプリセット設定に反映することで、冷却装置の設備特性分もほぼ鋼帯先端から補償することが可能である。
【００３６】
また、発明の熱延鋼帯の製造方法は、スラブを加熱する加熱工程と、加熱工程にて加熱されたスラブを粗圧延する粗圧延工程と、  粗圧延工程で粗圧延された粗バーを仕上圧延する仕上圧延工程と、仕上圧延工程により仕上圧延された鋼帯を、上述した熱延鋼帯の冷却方法によって冷却する冷却工程と、この冷却工程にて冷却された鋼帯を巻取る巻取り工程とを有することを特徴とする。
【００３７】
【実施例】
図１および図２に示すエッジマスクを使用し、対象材として板厚２．８ｍｍ、板幅１０００ｍｍのＴＳ４０Ｋ材を複数用いて、極力エッジマスクの制御方法以外の条件を一定とするべく、同一圧延チャンスで、同一加熱炉から抽出して試験を行った。
【００３８】
図３（ａ）に示すように、本対象材の仕上圧延機出側の幅方向の温度分布は、いずれもドライブ側鋼帯エッジ２００ｍｍ〜ドライブ側鋼帯エッジに−２０℃の温度低下があり、オペ側鋼帯エッジ２００ｍｍ〜オペ側鋼帯エッジに−１０℃の温度低下があり、ドライブ側とオペ側の鋼帯エッジ部に温度偏差がある。また、図３（ｂ）に示すように、本対象材はいずれもコイル長がトップ〜約１４０ｍまでは鋼帯幅センターからドライブ側に約５０ｍｍ蛇行し、コイル長が約１４０〜ボトムまでは鋼帯幅センターからオペ側に約２０ｍｍ蛇行する特徴を持っていた。
【００３９】
上記の特徴を有する対象材に対して、本発明例として、イ）仕上圧延機と冷却装置との間に設置した蛇行検出器および冷却装置出側出側に設置した温度プロフィル計の出力に基づきエッジマスクを鋼帯幅方向に移動させる場合、ロ）上記イ）の条件に、仕上圧延機と冷却装置との間にさらに温度プロフィル計を設置し、これらの出力に基づきエッジマスクを鋼帯幅方向に移動させる場合の、図３中の▲１▼〜▲４▼の鋼帯位置での冷却装置出側温度プロフィル計による鋼帯幅方向の温度分布測定結果を図４（ａ）および表１に示した。
【００４０】
【表１】
2004290988.tif 000003
【００４１】
ここで、図３中の▲１▼〜▲４▼の位置とは、▲１▼は鋼帯トップ近傍位置、▲２▼は鋼帯トップより約２０ｍの位置、▲３▼は鋼帯がオペ側に約２０ｍｍ蛇行した直後の位置で、トップより約１５０ｍの位置、▲４▼は鋼帯トップより約１７０ｍの位置である。
【００４２】
上記の特徴を有する対象材に対して、比較例として、ハ）エッジマスクを全く使用しない場合、ニ）エッジマスク位置を鋼帯幅センター基準にＦＳとＤＳ側に同じ距離を必要量離して固定した場合、ホ）冷却装置出側に設置した温度プロフィル計の出力にのみ基づきエッジマスクを鋼帯幅方向に移動させる場合の、図３中の▲１▼〜▲４▼の鋼帯位置での冷却装置出側温度プロフィル計による鋼帯幅方向の温度分布測定結果を図４（ｂ）および表１に併せて示した。
【００４３】
図４および表１より、本発明例である、仕上圧延機と冷却装置との間に設置した蛇行検出器および冷却装置出側出側に設置した温度プロフィル計の出力に基づきエッジマスクを鋼帯幅方向に移動させる場合（イの場合）、鋼帯エッジ部の温度偏差（実績温度−目標温度）は最大で−１５℃であった。上記イ）の条件に、仕上圧延機と冷却装置との間にさらに温度プロフィル計を設置し、これらの出力に基づきエッジマスクを鋼帯幅方向に移動させる場合（ロの場合）、鋼帯エッジ部の温度偏差（実績温度−目標温度）は最大で−１０℃となり、より好ましい。
【００４４】
これに対して、比較例である、ハ）エッジマスクを全く使用しない場合、ニ）エッジマスク位置を鋼帯幅センター基準にＦＳとＤＳ側に同じ距離を必要量離して固定した場合、ホ）冷却装置出側に設置した温度プロフィル計の出力にのみ基づきエッジマスクを鋼帯幅方向に移動させる場合の鋼帯エッジ部の温度偏差（実績温度−目標温度）は最大で、それぞれ−６０℃、−３５℃、−４５℃であり、本発明例により、熱延鋼帯全長に亘って熱延鋼帯幅方向の温度分布を均一にでき、熱延鋼帯のエッジ部の過冷却を防ぐためのエッジマスキング位置を正確に設定できることが判る。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、特許文献１に示すような冷却装置を用いて冷却する際に、熱延鋼帯全長に亘って熱延鋼帯のエッジ部の過冷却を防ぐためのエッジマスキング位置を正確に設定できるので、鋼帯の歩留まりが向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の熱間圧延設備の一例を示す側面図
【図２】本発明の熱延鋼帯の冷却方法に用いるエッジマスクの構造の一例を示す側面図
【図３】（ａ）は本対象材の仕上圧延機出側の幅方向の温度分布を示し、（ｂ）は本対象材のコイル長に対する蛇行量を示すグラフ
【図４】（ａ）は本発明例の冷却装置出側温度プロフィル計による鋼帯幅方向の温度分布を示し、（ｂ）は比較例の冷却装置出側温度プロフィル計による鋼帯幅方向の温度分布を示すグラフ
【符号の説明】
１  熱延鋼帯
２  上部冷却手段
３  下部冷却手段
４  冷却装置
５  水切り手段
６  搬送ロール
７  蛇行検出器
８ａ〜８ｄ  油圧シリンダー
９  エッジマスク
９ａ  鋼帯上面ドライブ側エッジマスク
９ｂ  鋼帯下面ドライブ側エッジマスク
９ｃ  鋼帯上面オペ側エッジマスク
９ｄ  鋼帯下面オペ側エッジマスク
１０  仕上圧延機
１１  温度プロフィル計
１２  温度プロフィル計
１３  エッジマスク移動制御装置
【図１】
2004290988.tif 000004
【図２】
2004290988.tif 000005
【図３】
2004290988.tif 000006
【図４】
2004290988.tif 000007