(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下に１対の拘束ロールが一定ピッチで複数組設けられているテーブルローラ上を移送される高温の鋼板を、冷却水が圧送されるヘッダー管と前記ヘッダー管に取り付けられた、鋼板の移送方向に屈曲するスカート部とその先端に形成された冷却水吐出口とからなり、前記複数組の拘束ロール間に、前記鋼板の上面に向けて設けられた上部スリットノズルおよび前記鋼板の下面に向けて設けられた下部スリットノズルの各々から噴射される冷却水によって冷却する、高温鋼板の冷却方法において、
前記ヘッダー管をノズル室毎に隔壁によって区画すると共に、前記上部スリットノズルおよび前記下部スリットノズルの各々を、流線形状の隔壁によって幅方向に複数のノズル室に区画し、しかも、前記ノズル室の板幅方向中央部の幅を板幅方向両端部の幅より広く形成し、前記ノズル室から鋼板に対し噴射される冷却水の噴射量を、前記鋼板の板幅方向中央部に対する噴射量よりも、前記鋼板の板幅方向両端部に対する噴射量の方が少なくなるように前記ヘッダー管の各室毎に独立して制御することを特徴とする、高温鋼板の冷却方法。
【請求項２】
熱間圧延された高温の鋼板を挟んで、その上下に１対の拘束ロールが一定ピッチで複数組設けられ、前記複数組の拘束ロールの相互間には、冷却水が圧送されるヘッダー管と前記ヘッダー管に取り付けられた、鋼板の移送方向に屈曲するスカート部とその先端に形成された冷却水吐出口とからなる、前記鋼板の上面に向け冷却水を噴射するための上部スリットノズルおよび前記鋼板の下面に向け冷却水を噴射するための下部スリットノズルが設けられている、高温鋼板の冷却装置において、
前記ヘッダー管は、ノズル室毎に隔壁によって区画され、前記上部スリットノズルおよび前記下部スリットノズルの各々は、流線形状の隔壁によって鋼板の板幅方向に複数のノズル室に区画され、前記ノズル室の板幅方向中央部の幅は、板幅方向両端部の幅より広く形成され、前記ノズル室の各々には、冷却水の流量制御機構が設けられており、前記上部スリットノズルおよび前記下部スリットノズルから前記鋼板に向けて噴射される冷却水の流量は、前記鋼板の板幅方向に、前記ヘッダー管の各室毎に独立して制御可能になっていることを特徴とする、高温鋼板の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、熱間圧延された高温鋼板を板幅方向に均一に冷却するための冷却方法および冷却装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
熱間圧延された高温の鋼板は、一般に圧延直後の水冷中に、温度分布や鋼板の形状または表面状態の相違に起因して冷却むらが生じ、生成した冷却むらのために、冷却後の鋼板に、変形、残留応力、材質のバラツキなどの発生や、鋼板の変形による操業上のトラブルが生じやすい。更に、鋼板が変形した場合には、圧延後の精整工程においてプレスや矯正機等による成形作業が必要になるために、コスト高になることが避けられなかった。
【０００３】
上述した問題を解決し、高温の鋼板を均一に冷却するための装置や方法が従来から種々提案されている。圧延後の高温の鋼板をオンラインで移送しながら冷却する手段としては、水平に移送される鋼板の上下面に対し、その板幅方向に冷却水を噴射して冷却することが一般的である。このとき、鋼板の板幅方法の冷却が均一になるように冷却水の流量を調整して、板幅方向両端部の冷却を制御することが重要である。
【０００４】
通常、熱間圧延直後の鋼板の冷却手段としては、鋼板の板幅方向に設けられたスリット状のラミナーノズルまたは円管状のラミナーノズルから、ラミナー状の冷却水を鋼板に向けて注水し、冷却することが一般的に行われており、鋼板の板幅方向の冷却を均一に行う手段として、例えば、次のような発明が開示されている。
【０００５】
(1) 特開昭５５−１５３６１６号公報：
スリット状のラミナーノズルから噴射される板幅中央部の流量密度が、板幅端部の流量密度よりも大になるように、板幅中央部からの距離の関数として、冷却水の流量を分布し、鋼板端部の過冷却を防止する（以下、先行技術１という）。
【０００６】
(2) 特開昭５８−３２５１１号公報
鋼板端部の過冷却によるむらの発生を防止し、鋼板の幅方向に多数設けられた円管ラミナーノズルからの流下水による鋼板端部の過冷却を防止するために、鋼板端部の円管ラミナーノズルの直下に遮蔽物を設け、鋼板端部に流下する冷却水をカットする（以下、先行技術２という）。
(3) 特開平１−２８４４１９公報：
鋼板中央部と鋼板端部とに選択的に注水するノズルを、鋼板の長さ方向に交互に分割して配置し、それぞれの部位の冷却水量を制御する（以下、先行技術３という）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した先行技術１の方法の場合、関数通りの流量で冷却水を流すことは、ノズルの本数の多い円管ラミナーノズルでは可能であるが、厚鋼板を冷却する場合のように、強冷却が必要な即ち流量密度が大きいスリット状ラミナーノズルの場合には、幅方向の流量をこの式に応じて制御することは不可能である。更に、スリット状ラミナーノズルから流下した冷却水が鋼板上を流れ、鋼板の幅方向端部から流出するので、鋼板端部の過冷却を防止することは不可能であった。
【０００８】
先行技術２および先行技術３の方法の場合には、流下した冷却水が結局鋼板上を流れ、鋼板端部から流出するため、鋼板端部に流下する冷却水をカットしても鋼板端部の過冷却を防止することは不可能であった。
【０００９】
このように、従来の方法では、鋼板端部の過冷却による冷却むらを防止することができず、鋼板に過冷却による筋状の材質欠陥が生じ、冷却後の鋼板の曲がりやキャンバーの発生を防止することができなかった。
【００１０】
従って、この発明の目的は、上述した問題を解決し、熱間圧延された高温鋼板を冷却するに際し、その板幅方向にむらの生ずることがなく、均一に冷却することができる、高温鋼板の冷却方法および冷却装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、上下に１対の拘束ロールが一定ピッチで複数組設けられているテーブルローラ上を移送される高温の鋼板を、冷却水が圧送されるヘッダー管と前記ヘッダー管に取り付けられた、鋼板の移送方向に屈曲するスカート部とその先端に形成された冷却水吐出口とからなり、前記複数組の拘束ロール間に、前記鋼板の上面に向けて設けられた上部スリットノズルおよび前記鋼板の下面に向けて設けられた下部スリットノズルの各々から噴射される冷却水によって冷却する、高温鋼板の冷却方法において、前記ヘッダー管をノズル室毎に隔壁によって区画すると共に、前記上部スリットノズルおよび前記下部スリットノズルの各々を、流線形状の隔壁によって幅方向に複数のノズル室に区画し、しかも、前記ノズル室の板幅方向中央部の幅を板幅方向両端部の幅より広く形成し、前記ノズル室から鋼板に対し噴射される冷却水の噴射量を、前記鋼板の板幅方向中央部に対する噴射量よりも、前記鋼板の板幅方向両端部に対する噴射量の方が少なくなるように前記ヘッダー管の各室毎に独立して制御することに特徴を有するものである。
【００１２】
請求項２記載の発明は、熱間圧延された高温の鋼板を挟んで、その上下に１対の拘束ロールが一定ピッチで複数組設けられ、前記複数組の拘束ロールの相互間には、冷却水が圧送されるヘッダー管と前記ヘッダー管に取り付けられた、鋼板の移送方向に屈曲するスカート部とその先端に形成された冷却水吐出口とからなる、前記鋼板の上面に向け冷却水を噴射するための上部スリットノズルおよび前記鋼板の下面に向け冷却水を噴射するための下部スリットノズルが設けられている、高温鋼板の冷却装置において、前記ヘッダー管は、ノズル室毎に隔壁によって区画され、前記上部スリットノズルおよび前記下部スリットノズルの各々は、流線形状の隔壁によって鋼板の板幅方向に複数のノズル室に区画され、前記ノズル室の板幅方向中央部の幅は、板幅方向両端部の幅より広く形成され、前記ノズル室の各々には、冷却水の流量制御機構が設けられており、前記上部スリットノズルおよび前記下部スリットノズルから前記鋼板に向けて噴射される冷却水の流量は、前記鋼板の板幅方向に、前記ヘッダー管の各室毎に独立して制御可能になっていることに特徴を有するものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、この発明を図面を参照しながら説明する。
図１は、この発明の装置の一実施態様を示す概略斜視図、図２は、スリットノズル部分の拡大概略斜視図である。図１および図２に示すように、鋼板１を挟んでその上下に１対の拘束ロール２，３が一定ピッチ（例えば１０００mmピッチ）で複数組（例えば２０組）設けられており、拘束ロール２，３の各組相互間の鋼板上面側には、鋼板移送方向の上流側ロールから下流側ロールに向けた上部スリットノズル４が設けられ、そして、鋼板下面側には、同じく鋼板移送方向の上流側ロールから下流側ロールに向けた下部スリットノズル５が設けられ、これらによって冷却ゾーンを形成している。
【００１４】
上部スリットノズル４および下部スリットノズル５は、ノズルに冷却水を供給するヘッダー管６と、ヘッダー管６に取り付けられた、鋼板の移送方向に屈曲すスカート部７と、その先端の冷却水吐出口８とからなっている。
【００１５】
上述した構造の上部スリットノズル４および下部スリットノズル５の各々のスカート部７およびスカート部先端の冷却水噴射口８は、隔壁９によって鋼板の板幅方向に複数のノズル室１０に区画されており、スカート部７が接続されているヘッダー管６も、複数のノズル室１０毎に隔壁９によって複数の室に区画されている。スカート部７およびスカート部先端の冷却水噴射口８を区画する隔壁９は、合流に際して冷却水中に乱流が生じないように、滑らかな流線形状になっている。
【００１６】
このように区画されたヘッダー管６の各室毎に、冷却水供給管１１が取り付けられており、冷却水供給管１１の途中には、独立して冷却水の流量を制御することができる流量調整弁１２、および、独立してＯＮ，ＯＦＦ制御を行うことができるバタフライ弁１３が設けられている。
【００１７】
この発明の装置は、上述のように構成されているので、冷却される鋼板１の板幅に応じ、適切な量の冷却水を供給することができ、鋼板両端部に対する冷却水の供給量を鋼板中央部に対する供給量よりも少なくすることによって、鋼板両端部の過冷却を防止することができる。
【００１８】
【実施例】
次に、この発明を実施例により説明する。
〔実施例１〕
板幅２８００mm、長さ２８ｍ、厚さ３２mm、初期温度９２０℃の熱間圧延後の厚鋼板を、図１および図２に示した冷却装置に２０mpm の速度で通過させ、鋼板の両端部０．２ｍずつの冷却水が絞られる下記条件で冷却した。
【００１９】
0003747546.tif 000002
鋼板の板幅方向における冷却水の速度分布は、図３に示す通りである。
熱間圧延後の厚鋼板を上述した条件で冷却装置に通し、３０秒経過した段階で、鋼板板幅方向の温度プロファイルを測定した。測定結果を図４に示す。
【００２０】
図４において、(a) は本発明の方法によって冷却したときの板幅方向の温度プロファイルである。図から明らかなように、本発明方法によれば、板幅方向に均一に冷却することができた。また、上記によって急冷された鋼板を、冷却床において常温まで空冷したが、反り等の歪みは全く発生しなかった。そして、冷却後、幅方向に４００mmの条材に切断したが、キャンバーは発生せず、また、板幅方向の硬度を測定したが、特に焼きむらが生ずることはなく、均一な硬度分布にすることができた。
【００２１】
〔実施例２〕
板幅４３００mm、長さ１５ｍ、厚さ２５mm、初期温度８９０℃の熱間圧延後の厚鋼板を、図１および図２に示した冷却装置に２５mpm の速度で通過させ、鋼板の両端部０．２５ｍずつの冷却水が絞られる下記条件で冷却した。
【００２２】
0003747546.tif 000003
図４の(b) は、上述した方法によって冷却したときの、板幅方向の温度プロファイルである。図から明らかなように、本発明方法によれば、板幅方向に均一に冷却することができた。また、上記によって急冷された鋼板を、冷却床において常温まで空冷したが、反り等の歪みは全く発生しなかった。そして、冷却後、幅方向に４００mmの条材に切断したが、キャンバーは発生せず、また、板幅方向の硬度を測定したが、特に焼きむらが生ずることはなく、均一な硬度分布にすることができた。
【００２３】
〔比較例〕
実施例１と同じ装置を使用し、板幅２８００mm、長さ２８ｍ、厚さ３２mm、初期温度９２０℃の熱間圧延後の厚鋼板を２０mpm の速度で通過させ、下記条件で冷却した。
【００２４】
0003747546.tif 000004
図４の(c) は、上述した方法によって冷却したときの、板幅方向の温度プロファイルである。図から明らかなように、比較例の如く区画した各ノズル室からの冷却水噴射量密度が同じ場合には、板幅方向端部には低温帯が存在し、過冷却になった。また、上記によって急冷された鋼板を、冷却床において常温まで空冷したところ、Ｃ反りが発生した。そして、冷却後、幅方向に４００mmの条材に切断したが、分割されたスリットノズルの下流部分を含む条材にはキャンバーが発生した。また、板幅方向の硬度を測定したところ、分割した板端部には焼きむらによる硬度の低い部分が存在していた。
【００２５】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明によれば、熱間圧延された高温鋼板を冷却するに際し、鋼板の幅方向に制御可能に冷却水を噴射することができるので、板幅方向にむらの生ずることがなく、均一な冷却を行うことができ、歪みの発生が防止され、鋼板の形状不良が皆無になると共に、各種サイズの鋼板に適した量の冷却水を噴射することができるから、冷却水の無駄がなくなって経済性が向上する等、多くの工業上有用な効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の装置の一実施態様を示す概略斜視図である。
【図２】スリットノズルの拡大概略斜視図である。
【図３】鋼板の板幅方向における冷却水の速度分布を示す図である。
【図４】鋼板板幅方向の温度プロファイルを示す図である。である。
【符号の説明】
１  鋼板
２  拘束ロール
３  拘束ロール
４  上部スリットノズル
５  下部スリットノズル
６  ヘッダー管
７  スカート部
８  噴射口
９  隔壁
10  ノズル室
11  冷却水供給管
12  流量調整弁
13  バタフライ弁
【図１】
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【図２】
0003747546.tif 000006
【図３】
0003747546.tif 000007
【図４】
0003747546.tif 000008