JP2011025282A - 厚鋼板の冷却設備および冷却方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】厚鋼板の熱間圧延ラインに設置される冷却設備であって、厚鋼板9の上下面に冷却水を供給するヘッダ3a,3bと、該ヘッダから突出して設けられ噴霧状の冷却水を噴射するスプレーノズル4a,4bとを備えたスプレー冷却設備1と、該スプレー冷却設備に続けて鋼板搬送方向下流側に配置され、厚鋼板上下面に冷却水を供給するヘッダ5a,5bと、該ヘッダから突出して設けられ棒状冷却水を噴射するラミナーノズル6a,6bとを備えたラミナー冷却設備2とを備え、前記スプレー冷却設備とラミナー冷却設備との間に、厚鋼板上面に滞留する冷却水を堰き止める水切りロール7を設けたことを特徴とする厚鋼板の冷却設備。
【選択図】図1
Description
また近年では、高い冷却速度を得て組織をより微細化し、鋼板の強度を上げる技術の開発が盛んである。
搬送速度が遅いほど、直射部を通過する時間が長くなって、表面で急冷され、例えば図5の冷却曲線図の(a)に示すように、マルテンサイト変態開始点以下まで一気に冷える。この時、直射部以外での冷却速度はそれほど高くないので、結果として図3の幅方向表面硬度分布図に示すような、硬度むらが生じてしまう場合がある。図中14はラミナーノズルから噴射された棒状冷却水が鋼板に直接供給される部分(直射部)を示す。その結果、表層に局所的に硬い部分が生じ、厚鋼板加工時の延性(伸び)が低下したり遅れ破壊が発生したりするという問題が生じている。
加熱炉から抽出されたスラブは圧延機によって粗圧延と仕上圧延が施され、所定の仕上温度、仕上板厚とされた後、オンラインにて加速冷却設備に搬送される。冷却前にプリレベラを通して厚鋼板の形状を整えてから加速冷却を行うのが冷却後の厚鋼板の形状には好適である。
加速冷却設備では、厚鋼板搬送方向下流側に向けて、スプレー冷却設備1、ラミナー冷却設備2が順に配列されている。前記スプレー冷却設備1およびラミナー冷却設備2は、テーブルロール8間を1つのゾーンとして、例えば、それぞれ2ゾーン、12ゾーン配列されており、厚鋼板9の上下面に冷却水を供給している。
冷却水の噴射量と使用する冷却ゾーンを調節することによって、厚鋼板は所定温度まで冷却される。また、少なくともスプレー冷却設備1とラミナー冷却設備2との間に、厚鋼板上面に滞留する水をせき止める水切りロール7をテーブルロール8と対向する位置に備えている。
スプレー冷却設備1内では、スプレーノズル4a,4bから噴霧状の冷却水が噴射され、水切りロール7やテーブルロール8にはさまれた冷却ゾーンにほぼ均等な水量分布で鋼板上下面に供給される。スプレー冷却水を供給するゾーンの長さは、0.5〜2.0mとするのが好ましい。これは、一般的なテーブルロール間の距離の0.5〜2倍に相当する。
実際には、テーブルロール間距離(1m程度)を1ゾーンとして冷却制御することが多いので、スプレー冷却ゾーンを1〜2ゾーン設ければよく、1ゾーンの半分程度とするだけでも超低速搬送材に対しては硬度むら抑制効果が期待できる。
ここで、厚鋼板の上面側では、スプレー冷却後の冷却水は厚鋼板上の乗り水となるので、冷却面積はほぼ100%となる。したがって、各ノズルからの噴射領域に隙間を設け、乗り水がその隙間を通って厚鋼板幅方向両端から排出されるようにしてもよく、冷却水を直接供給する直射部の面積は70%以上あればよい。
なお、本稿において厚鋼板表層での平均冷却速度とは、厚鋼板表面から1mm深さの位置で水冷開始から終了までの平均冷却速度として定義するもので、厚鋼板の厚み、搬送速度、冷却前後での温度の実績などから計算して求めればよい。ちなみに、厚鋼板の最表面にはスケール層や脱炭層があるので、それよりも少し内部である1mm深さでの硬度が品質管理されることが多いので、この位置での冷却速度を代表値として評価するのが好ましい。
なお、噴霧状の冷却水が厚鋼板表面に直接供給される直射部の面積は、スプレー冷却設備内で厚鋼板の上下面ともに80%の面積であった。
2 ラミナー冷却設備
3 スプレー冷却ヘッダ
3a 上面スプレー冷却ヘッダ
3b 下面スプレー冷却ヘッダ
4 スプレーノズル
4a 上スプレーノズル
4b 下スプレーノズル
5 ラミナー冷却ヘッダ
5a 上面ラミナー冷却ヘッダ
5b 下面ラミナー冷却ヘッダ
6 ラミナーノズル
6a 上ラミナーノズル
6b 下ラミナーノズル
7 水切りロール
8 テーブルロール
9 厚鋼板
10 滞留水
11 ノズル
12 噴射領域
13 テーブルロール軸心
14 ラミナーノズル直射位置
21 隔壁
22 給水口
23 排水口
24 噴射冷却水
25 排出水
Claims (5)
- 厚鋼板の熱間圧延ラインに設置される冷却設備であって、厚鋼板の上下面に冷却水を供給するヘッダと、該ヘッダから突出して設けられ噴霧状の冷却水を噴射するスプレーノズルとを備えたスプレー冷却設備と、該スプレー冷却設備に続けて鋼板搬送方向下流側に配置され、厚鋼板の上下面に冷却水を供給するヘッダと、該ヘッダから突出して設けられ棒状冷却水を噴射するラミナーノズルとを備えたラミナー冷却設備とを備え、前記スプレー冷却設備とラミナー冷却設備との間に、厚鋼板上面に滞留する冷却水を堰き止める水切りロールを設けたことを特徴とする厚鋼板の冷却設備。
- 前記スプレー冷却設備の厚鋼板搬送方向長さを0.5〜2m、スプレーノズルから厚鋼板上下面に供給される噴霧冷却水の水量密度を0.4〜1.2m3/m2 ・minとし、前記ラミナー冷却設備のラミナーノズルの内径を3〜8mm、該ラミナーノズルから厚鋼板上下面に供給される棒状冷却水の水量密度を0.6〜4.0m3/m2・minとすることを特徴とする請求項1に記載の厚鋼板の冷却設備。
- 前記スプレー冷却設備内の厚鋼板表面にスプレーノズルから噴霧状の冷却水が直接供給される直射部の面積が、厚鋼板の上面側で70%以上、下面側で75%以上であり、かつ、厚鋼板下面側の前記直射部が厚鋼板の幅方向に連続していることを特徴とする請求項1または2に記載の厚鋼板の冷却設備。
- 搬送速度0.1〜0.6m/sの熱間圧延後の厚鋼板の表面に、厚鋼板搬送方向に0.5〜2mの長さに亘るスプレー冷却設備のスプレーノズルから噴霧冷却水を噴霧し、Ar3変態点温度以上の温度から600℃までを、厚鋼板表層の平均冷却速度40〜120℃/sで冷却し、次いでラミナー冷却設備のラミナーノズルから棒状冷却水を噴射して厚鋼板表層の平均冷却速度60〜160℃/sで、マルテンサイト変態開始温度まで冷却することを特徴とする厚鋼板の冷却方法。
- 前記スプレー冷却設備内の厚鋼板表面に噴霧状の冷却水が直接供給される直射部の面積が、厚鋼板の上面側で70%以上、下面側で75%以上となり、かつ、厚鋼板下面側の前記直射部が厚鋼板幅方向に連続するように、前記スプレー冷却設備のスプレーノズルから噴霧冷却水を噴霧することを特徴とする請求項4記載の厚鋼板の冷却方法。
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