JP2019155372A - 厚鋼板冷却方法 - Google Patents
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Abstract
Description
まず、当該厚鋼板冷却方法で用いる厚鋼板加工設備及び厚鋼板冷却装置について、適宜図面を参照しつつ説明する。
図2の厚鋼板加工設備は、原料厚鋼板(スラブ)Pを加熱する加熱炉1と、加熱された原料厚鋼板Pを熱間圧延する粗圧延機2と、粗圧延機2で圧延された厚鋼板Pをさらに熱間圧延する仕上圧延機3と、仕上圧延機3で熱間圧延された厚鋼板Pを冷却する厚鋼板冷却装置4と、冷却された厚鋼板Pの歪みを矯正し平坦化するレベラー5とを備える。
厚鋼板冷却装置4は、熱間圧延後の厚鋼板Pを搬送しつつ厚鋼板Pの表面(上面)及び裏面(下面)に冷却水を散水することにより厚鋼板Pを冷却するものであって、加速冷却装置とも呼ばれる。この厚鋼板冷却装置4において、厚鋼板Pの冷却は、予め設定される冷却終了温度まで急速に冷却される。冷却終了温度としては、目的とする製品(厚鋼板Pの用途)に応じて定められるが、例えば200℃以上650℃以下とされる。
搬送装置10は、厚鋼板Pを搬送する。この搬送装置10は、例えば図3に例示するように、複数のローラー11によって構成されるローラーコンベアーとすることができる。
温度測定装置20は、搬送装置10により搬送される厚鋼板Pの温度を測定する。この温度測定装置20は、表面冷却ヘッダー30の上流側で厚鋼板Pの温度を測定できるものであればよく、例えば放射温度計を用いることができる。
表面冷却ヘッダー30は、熱間圧延後の厚鋼板Pの搬送方向に列設され、それぞれ搬送方向と垂直な幅方向に分布を有する水量密度で厚鋼板Pの表面に冷却水を散水できるよう構成される。
水切りヘッダー40は、複数の表面冷却ヘッダー30の間、最初の表面冷却ヘッダー30の上流側及び最後の表面冷却ヘッダー30の下流側にそれぞれ配設され、厚鋼板Pの表面に幅方向に傾斜して噴水することにより、厚鋼板Pの表面に滞留する冷却水を幅方向に押し流して除去する。
裏面冷却ヘッダー50は、図3に示すように厚鋼板Pを挟んで表面冷却ヘッダー30に対向するよう配設され、厚鋼板Pの裏面に均等な水量密度で冷却水を散水する。
制御装置60は、厚鋼板冷却装置4の動作を制御する。具体的には、制御装置60は、温度測定装置20により測定される厚鋼板Pの冷却開始時の温度(以下、単に「冷却開始温度」ともいう)に基づいて冷却終了時の温度(以下、単に「冷却終了温度」ともいう)を予測し、搬送方向の温度分布の偏差が小さくなるよう水切りパターンを選択する。
以下、厚鋼板冷却方法の各工程について説明する。
温度感度予測工程S1では、厚鋼板Pの物性及び表面冷却ヘッダー30と裏面冷却ヘッダー50とから散水される冷却水の温度に基づき、水切りパターンの変更並びに厚鋼板冷却装置4に投入される厚鋼板Pの温度変化に対する冷却終了時の厚鋼板Pの温度感度を予測する。温度感度予測工程S1は、例えば図5に示すように初期条件設定工程S11、初期温度予測工程S12と、温度感度算出工程S13とを備える。
初期条件設定工程S11では、厚鋼板Pの想定される冷却開始温度、目標とする冷却終了温度、目標とする冷却速度、冷却水の水温、厚鋼板Pの板厚、幅方向の長さ、比熱、熱伝導率、変態発熱量等の物性、搬送装置10の搬送速度などの初期条件が設定される。
初期温度予測工程S12では、初期条件設定工程S11で設定した初期条件に基づき、厚鋼板Pの温度感度の基準とする水切りパターンに対して、冷却開始から終了までの厚鋼板Pの温度予測計算を行う。
温度感度算出工程S13では、初期温度予測工程S12における冷却開始温度及び水切りパターンを変えて厚鋼板Pの冷却終了温度を算出し、この冷却終了温度の、初期温度予測工程S12で予測した冷却開始温度及び水切りパターンに対する冷却終了温度に対する差(温度感度)を算出する。
冷却開始温度測定工程S2では、厚鋼板冷却装置4に投入される厚鋼板Pの冷却開始時の温度を厚鋼板Pの搬送方向に沿って測定する。
冷却終了温度予測工程S3では、冷却開始温度測定工程S2で得られる冷却開始時の温度に基づいて厚鋼板Pの冷却終了時の温度を予測する。
水切りパターン選択工程S4では、温度感度予測工程S1で得られる温度感度を用いて、冷却終了温度予測工程S3で得られる温度の搬送方向の偏差が小さくなるよう水切りパターンを選択する。
当該厚鋼板冷却方法では、水切りパターンの変更及び厚鋼板冷却装置4に投入される厚鋼板Pの温度変化に対する冷却終了時の厚鋼板Pの温度感度を予め予測する。当該厚鋼板冷却方法では、この温度感度予測により冷却開始時の温度に基づいて厚鋼板Pの冷却終了時の温度を予測し、搬送方向の温度の偏差が小さくなるよう水切りパターンを選択するので、厚鋼板Pの搬送方向の温度偏差を抑制できる。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。
図3に示す厚鋼板冷却装置を用い、厚鋼板を冷却し、冷却後の搬送方向の温度偏差を測定した。なお、厚鋼板には、板厚20mm、板幅3000mmのものを用い、搬送速度は0.67m/秒とし、冷却開始温度を800℃、冷却終了温度を500℃とした。また、厚鋼板冷却装置としては、表面冷却ヘッダーの搬送方向の間隔が3mであるものを使用した。
本発明の厚鋼板冷却方法を用いて水切りパターンの選択を行った以外は、比較例と同様にして厚鋼板の冷却を行った。水切りパターンには、表1に示す水切りパターンを用いた。また、温度感度は表2に示すルックアップテーブル形式のものを用いた。厚鋼板の搬送方向の温度偏差を図7に示す。
図6及び図7の結果から、水切りパターンの選択を行っていない比較例では、厚鋼板の搬送方向後方で、冷却終了温度が低下し温度偏差が大きくなっているのに対し、当該厚鋼板冷却方法を用いて水切りパターンの選択を行った実施例では、冷却終了温度の温度偏差が低く保たれていることが分かる。
2 粗圧延機
3 仕上圧延機
4 厚鋼板冷却装置
5 レベラー
10 搬送装置
11 ローラー
20 温度測定装置
30 表面冷却ヘッダー
31 吐出口
32 隔壁
33 中央領域
34 端部領域
35 中央給水流路
36 端部給水流路
37 主調整弁
38 分岐流路
39 分岐調整弁
40 水切りヘッダー
50 裏面冷却ヘッダー
60 制御装置
P 厚鋼板
Claims (3)
- 熱間圧延後の厚鋼板の搬送方向に列設され、搬送方向と垂直な幅方向に分布を有する水量密度で散水できる複数の冷却ヘッダーと、これらの複数の冷却ヘッダー間、最初の冷却ヘッダーの上流側及び最後の冷却ヘッダーの下流側に配設され、厚鋼板の表面に幅方向に傾斜して噴水できる複数の水切りヘッダーとを備える冷却装置を用い、熱間圧延後の厚鋼板を冷却する方法であって、
上記厚鋼板の物性及び上記冷却ヘッダーから散水される冷却水の温度に基づき、上記水切りヘッダーの使用本数及び各水切りヘッダーの上記搬送方向位置の違いにより規定される水切りパターンの変更並びに上記冷却装置に投入される厚鋼板の温度変化に対する冷却終了時の厚鋼板の温度感度を予測する工程と、
上記冷却装置に投入される厚鋼板の冷却開始時の温度を厚鋼板の搬送方向に沿って測定する工程と、
上記冷却開始温度測定工程で得られる冷却開始時の温度に基づいて冷却終了時の温度を予測する工程と、
上記温度感度予測工程で得られる温度感度を用いて、上記冷却終了温度予測工程で得られる温度の搬送方向の偏差が小さくなるよう水切りパターンを選択する工程と
を備える厚鋼板冷却方法。 - 上記温度感度予測工程で得られる温度感度が、厚鋼板の温度変化及び水切りヘッダーの水切りパターンの変更に対するルックアップテーブル形式で格納されている請求項1に記載の厚鋼板冷却方法。
- 上記温度感度予測工程で温度感度の基準となる水切りパターンを、上記水切りヘッダーを全数使用した場合とする請求項1又は請求項2に記載の厚鋼板冷却方法。
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