JP6037095B2 - Method and method for cooling hot-rolled coil and cooling device - Google Patents
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本発明は、熱延コイルの冷却方法と製造方法ならびに冷却装置に関し、具体的には、冷間圧延されて製造される引張強さが９８０ＭＰａ以上の高強度鋼板の母材となる熱間圧延直後の熱延コイルを、熱延設備から搬出し、コイル置場等に搬送する搬送装置および／またはコイル置場で熱延コイルを冷却する方法とその方法で熱延コイルを製造する方法ならびにその冷却に用いる冷却装置に関するものである。 The present invention relates to a cooling method and manufacturing method of a hot-rolled coil, and a cooling device, and more specifically, immediately after hot rolling that becomes a base material of a high-strength steel sheet having a tensile strength of 980 MPa or more manufactured by cold rolling. The hot-rolled coil is transported from the hot-rolling equipment and transported to a coil place, etc. and / or a method for cooling the hot-rolled coil at the coil place, a method for producing the hot-rolled coil by the method, and a cooling method for the method The present invention relates to a cooling device.
近年、地球環境保護の観点から、ＣＯ２排出量削減のための自動車車体軽量化による燃費改善と、安全性向上の観点から、自動車車体の高強度化が強く求められている。斯かる相反する要求に応えるための１手段として、引張強さが９８０ＭＰａ以上の高強度冷延鋼板や、その表面に溶融亜鉛めっきや合金化溶融亜鉛めっきあるいは電気亜鉛めっき等の表面処理を施した高強度表面処理鋼板の自動車車体への採用が積極的に進められている。 In recent years, from the viewpoint of protecting the global environment, there has been a strong demand for increasing the strength of automobile bodies from the viewpoint of improving fuel efficiency by reducing the weight of automobile bodies to reduce CO 2 emissions and improving safety. As one means for satisfying such conflicting demands, a high-strength cold-rolled steel sheet having a tensile strength of 980 MPa or more, and surface treatment such as hot dip galvanizing, alloying hot dip galvanizing, or electrogalvanizing was applied to the surface. Adoption of high-strength surface-treated steel sheets for automobile bodies is actively promoted.
上記高強度冷延鋼板や高強度表面処理鋼板（以降、単に「高強度鋼板」とも略記する）は、一般に、高強度化を図るために強化元素を多量に添加した鋼素材（スラブ）を熱間圧延して得た熱延鋼帯をコイルに巻き取って熱延コイルとし、冷却した後、酸洗し、冷間圧延し、その後、連続焼鈍ラインや連続溶融亜鉛めっきライン、電気めっきライン等で熱処理や表面処理を施して製造されている。 The above-mentioned high-strength cold-rolled steel sheets and high-strength surface-treated steel sheets (hereinafter also simply referred to as “high-strength steel sheets”) are generally made by heating steel materials (slabs) with a large amount of strengthening elements added to increase the strength. The hot-rolled steel strip obtained by hot rolling is wound around a coil to form a hot-rolled coil, cooled, pickled, cold-rolled, and then continuously annealed, continuously galvanized, electroplated, etc. It is manufactured with heat treatment and surface treatment.
しかし、上記冷却された熱延コイルを冷間圧延する際、特許文献１に開示されているように、ＡＧＣ（自動板厚制御装置）では制御することができないような大きな板厚変動を生じることがある。特許文献１の発明は、この現象について調査した結果、この板厚変動は主として熱延鋼帯の尾端（テール）から約２００ｍ以内の範囲で発生すること、板厚変動はほぼ同じ周期で発生し、その、ピッチはホットコイル（熱延コイル）外周ピッチと一致すること、冷間圧延時の板厚変動は、正常部の硬質なベイナイト組織に対し、軟質なパーライト組織が局部的に形成されていることが原因であり、斯かる軟質部は、巻取り後にコイルの巻き緩みや尾端のばたつきを防止する目的でコイルに押し付けられるラッパーロールなどにより局所的に冷却速度の遅い部分が発生することが原因であることを明らかにしている。そして、特許文献１の発明は、上記板厚変動を、板厚変動が生じやすい熱延コイルの尾端から少なくとも２００ｍ以内の範囲をベイナイト主体の組織とし、組織中のパーライト分率を１５％以下とすることで解決できることを開示している。 However, when the cooled hot-rolled coil is cold-rolled, as disclosed in Patent Document 1, a large plate thickness variation that cannot be controlled by an AGC (automatic plate thickness controller) occurs. There is. As a result of investigating this phenomenon, the invention of Patent Document 1 shows that this plate thickness variation occurs mainly within a range of about 200 m from the tail end of the hot-rolled steel strip, and the plate thickness variation occurs at substantially the same cycle. However, the pitch matches the outer peripheral pitch of the hot coil (hot-rolled coil), and the thickness variation during cold rolling causes a soft pearlite structure to be locally formed with respect to the normal hard bainite structure. Such a soft part has a locally slow cooling rate due to a wrapper roll that is pressed against the coil to prevent loose winding of the coil and flapping of the tail end after winding. It is made clear that this is the cause. The invention of Patent Document 1 uses the bainite-based structure in the range of at least 200 m from the tail end of the hot-rolled coil where the thickness variation is likely to occur, and the pearlite fraction in the structure is 15% or less. It is disclosed that it can be solved.
因みに、熱間圧延した熱延鋼帯を巻き取った熱延コイルの冷却方法に着目した技術としては、例えば、特許文献２には、熱延巻き取り後にコイル徐冷装置を用いることで、高炭素鋼またはＣ，Ｓｉ，Ｍｎを多く含む材料を熱延ラインで巻き取る際に生じるコイルの変形を抑制し、生産性や歩留りの向上を図る技術が開示されている。これは、高炭素鋼や強度クラスの高いハイテン鋼は、ホットランテーブルでの冷却ではほとんど変態が進まず、むしろ、熱延コイルに巻き取られて以降の冷却過程で変態が進む場合があり、このような場合、熱延コイルは外周側から冷却して変態が進むため、外周側で体積膨張が起こって面圧が下がり、熱延コイルの巻き状態が緩んでコイルがつぶれるのを防止する技術である。
Incidentally, as a technique paying attention to a method of cooling a hot-rolled coil obtained by winding a hot-rolled hot-rolled steel strip, for example,
また、特許文献３には、複数のコイルを整列させた熱延コイル列に対して、その列に沿って配置した送風ダクトに送風ファンから大気を送り込み、送風ダクトから各コイルを指向して設置したノズルから空気をコイルに吹きつけてコイルの冷却を行うに当たり、伝熱面の大きいコイルの側面に空気を吹きつけることで冷却効率を高め、また空気の吹きつけ角度を最適化することによってコイル側面における熱気流の上昇速度を一定化することで、各コイルおよびコイル列における均一な冷却を実現する技術である。
したがって、特許文献２および特許文献３は、板厚変動とは無関係の技術である。
Further, in Patent Document 3, for a hot-rolled coil row in which a plurality of coils are aligned, air is sent from a blower fan to a blower duct arranged along the row, and each coil is directed from the blower duct. When cooling the coil by blowing air from the nozzle to the coil, the cooling efficiency is improved by blowing air to the side of the coil with a large heat transfer surface, and the air blowing angle is optimized to optimize the coil. This is a technology that realizes uniform cooling in each coil and coil array by making the rising speed of the hot air flow on the side surface constant.
Therefore,
ところで、一般冷延鋼板の母材となる熱延鋼板のコイル巻き取り後の組織は、フェライトとパーライトからなるものであることが普通である。これは、コイル巻き取りまでの間にフェライト変態とパーライト変態が完了していることによる。
一方、高強度鋼板の母材となる熱延鋼板の場合、その巻き取り後の組織は、上記特許文献１のように、ベイナイト組織であることが多い。これは、高強度冷延鋼板や溶融亜鉛めっき鋼板等を製造する熱処理設備の冷却速度が遅いため、ＭｎやＣｒ，Ｍｏ，Ｂのような焼入性を高める元素が多量に添加されており、熱間圧延直後のフェライト変態が抑制される結果、出現するまでの時間が長い（フェライト＋パーライト）組織とならずにベイナイト主体の組織となるためである。
By the way, the structure after coil winding of a hot-rolled steel sheet that is a base material of a general cold-rolled steel sheet is usually made of ferrite and pearlite. This is because the ferrite transformation and the pearlite transformation are completed before the coil is wound.
On the other hand, in the case of a hot-rolled steel sheet that is a base material of a high-strength steel sheet, the structure after winding is often a bainite structure as in Patent Document 1 described above. This is because the cooling rate of heat treatment equipment for producing high-strength cold-rolled steel sheets, hot-dip galvanized steel sheets, etc. is slow, so that a large amount of elements that enhance hardenability such as Mn, Cr, Mo, B are added, This is because the ferrite transformation immediately after hot rolling is suppressed, and as a result, a bainite-based structure is formed instead of a long structure (ferrite + pearlite).
しかし、ＣｒやＭｏのような焼入性を高める強化元素は高価であり、また、世界的に産地が限定されていることから、安定してかつ安価に入手することが難しいという問題がある。そこで、これらの強化元素の添加を極力控えた成分系、例えば、Ｃ，ＳｉおよびＭｎを主体とした成分系の高強度鋼板の開発が望まれている。 However, strengthening elements that enhance the hardenability such as Cr and Mo are expensive, and there are problems that they are difficult to obtain stably and inexpensively because their production areas are limited worldwide. Therefore, it is desired to develop a high-strength steel sheet having a component system mainly composed of C, Si, and Mn in which addition of these reinforcing elements is minimized.
しかしながら、発明者らは、Ｃ，ＳｉおよびＭｎを主体とした成分系で、引張強さが９８０ＭＰａ以上の高強度鋼板の開発を進めようとしたところ、特許文献１と同様の大きな板厚変動が発生することがわかった。そして、その発生状況について詳細な調査を行ったところ、特許文献１の板厚変動とはまったく異なる現象であることがわかった。 However, the inventors tried to develop a high-strength steel sheet having a tensile strength of 980 MPa or more in a component system mainly composed of C, Si and Mn. It was found to occur. And when the detailed investigation was performed about the generation | occurrence | production situation, it turned out that it is a phenomenon completely different from the plate | board thickness fluctuation | variation of patent document 1. FIG.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、高強度鋼板の母材である熱延コイルを冷間圧延する際に起こる板厚変動を効果的に防止することができる熱延コイルの冷却方法とその方法で熱延コイルを製造する方法を提案すると共に、それらの方法に用いる冷却装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to effectively prevent fluctuations in sheet thickness that occur when cold rolling a hot-rolled coil that is a base material of a high-strength steel sheet. An object of the present invention is to propose a method for cooling a hot-rolled coil and a method for producing a hot-rolled coil by the method, and to provide a cooling device used in those methods.
発明者らは、上記課題を解決し、ＣｒやＭｏ等の高価な合金元素を添加しない成分系で引張強さが９８０ＭＰａ以上の高強度鋼板を安定して製造するため、鋼の成分組成、熱延鋼板のミクロ組織に着目して検討を重ねた。その結果、冷間圧延における板厚変動は、Ｃｒ，Ｍｏ，Ｂ等の合金元素を含有せず、主に、Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎで鋼の強化を図っている引張強さが９８０ＭＰａ以上の高強度鋼板おいて顕著であること、また、板厚変動のピッチがコイルの外周ピッチと一致する点において特許文献１に記載の板厚変動と類似しているものの、特許文献１の板厚変動とは逆に、その原因が軟質な正常部に対して硬質な部分が局部的に形成されていることにあること、したがって、この板厚変動の原因は、巻取設備のラッパーロールなどによるものではないことが明らかになった。 The inventors have solved the above-mentioned problems, and in order to stably produce a high-strength steel sheet having a tensile strength of 980 MPa or more in a component system in which expensive alloy elements such as Cr and Mo are not added, The investigation was repeated focusing on the microstructure of the rolled steel sheet. As a result, the plate thickness variation in the cold rolling does not contain alloy elements such as Cr, Mo, B, etc., and the tensile strength mainly intended to strengthen the steel with C, Si, Mn is as high as 980 MPa or more. Although it is conspicuous in the strength steel plate, and is similar to the plate thickness variation described in Patent Document 1 in that the pitch of the plate thickness variation matches the outer peripheral pitch of the coil, On the contrary, the cause is that the hard part is locally formed with respect to the soft normal part. Therefore, the cause of the plate thickness fluctuation is not due to the wrapper roll of the winding equipment or the like. It became clear that there was no.
そこで、発明者らは、さらに調査を重ねた結果、本発明において認められた板厚変動は、熱間圧延直後の熱延コイルを次工程に搬送する搬送装置および／または熱延コイルを一時保管しておくコイル置場においてコイル置台や地面と接している熱延コイルの外周部分が局所的に急速冷却され、その部分が硬質化したことが原因であること、したがって、本発明の板厚変動を防止するためには、コイル置台や地面と接している部分と、接していない部分の冷却速度を等しくし、熱延板組織の周期的な変動を防止してやることが重要でることを見出し、本発明を開発するに至った。 Therefore, as a result of further investigations, the inventors found that the fluctuation in the thickness recognized in the present invention is a temporary storage of the conveying device and / or the hot-rolling coil for conveying the hot-rolled coil immediately after hot rolling to the next process. This is because the outer peripheral portion of the hot rolling coil in contact with the coil mounting base and the ground is locally rapidly cooled and hardened in that portion, and therefore the thickness variation of the present invention is reduced. In order to prevent this, it has been found that it is important to equalize the cooling rate of the portion that is in contact with the coil mount or the ground and the portion that is not in contact to prevent periodic fluctuations in the hot rolled sheet structure, and the present invention. Led to the development.
すなわち、本発明は、熱間圧延した熱延鋼帯を巻き取った直後の熱延コイルを、上記熱延コイルを搬送する搬送装置および／またはコイル置場において冷却する方法であって、上記熱延コイル外周面のコイル置台または地面と接している部分を加熱するとともに、コイル外周面に沿って移動可能な加熱手段で熱延コイル外周面を加熱して、上記熱延コイルの外周面のコイル置台または地面に接する部分と接していない部分の冷却速度が等しくなるようにして冷却することを特徴とする熱延コイルの冷却方法である。 That is, the present invention provides a hot-rolled coils immediately after wound hot rolled strip was hot rolled to a method of cooling the conveying device and / or the coil yard for conveying the hot-rolled coils, the hot rolling A coil base on the outer peripheral surface of the hot-rolled coil is heated by heating a coil base on the outer peripheral surface of the coil or a portion in contact with the ground and heating the outer peripheral surface of the hot-rolled coil with a heating means movable along the outer peripheral surface of the coil. Alternatively, the hot rolled coil cooling method is characterized in that the cooling is performed so that the cooling rate of the portion in contact with the ground and the portion not in contact with the ground is equal.
本発明の冷却方法における上記加熱する手段は、ヒーター加熱、赤外線加熱、火炎加熱および誘導加熱から選ばれる１種または２種以上であることを特徴とする。 In the cooling method of the present invention, the heating means is one or more selected from heater heating, infrared heating, flame heating and induction heating .
また、本発明の冷却方法は、熱延コイル外周面のコイル置台または地面に接する部分と接していない部分の温度差に基づいて、加熱投入熱量を制御することを特徴とする。 The cooling method of the present invention is characterized in that the heat input heat amount is controlled based on a temperature difference between a portion of the outer surface of the hot rolled coil that is in contact with the coil mount or the portion that is not in contact with the ground.
また、本発明は、熱間圧延した熱延鋼帯を巻き取った直後の熱延コイルを、上記熱延コイルを搬送する搬送装置および／またはコイル置場において冷却する方法であって、上記熱延コイル外周面のコイル置台または地面と接していない部分に冷媒を噴射して強制冷却し、熱延コイルの外周面のコイル置台または地面に接する部分と接していない部分の冷却速度が等しくなるようにして冷却することを特徴とする熱延コイルの冷却方法である。
The present invention is also a method for cooling a hot-rolled coil immediately after winding a hot-rolled hot-rolled steel strip in a transport device and / or a coil place for transporting the hot-rolled coil, Coolant is forcedly cooled by injecting the coolant to the coil base on the outer peripheral surface of the coil or the portion not in contact with the ground, so that the cooling rate of the outer peripheral surface of the hot rolled coil or the portion not in contact with the ground is equal. And cooling the hot-rolled coil.
また、本発明の冷却方法における上記強制冷却する手段は、冷却空気、冷却フォグおよび冷却水から選ばれる１種または２種以上の冷媒を噴射する手段であることを特徴とする。 In the cooling method of the present invention, the forced cooling means is a means for injecting one or more kinds of refrigerants selected from cooling air, cooling fog, and cooling water.
また、本発明の冷却方法は、熱延コイル外周面のコイル置台または地面に接する部分と接していない部分の温度差に基づいて、冷媒噴射量を制御することを特徴とする。 The cooling method of the present invention, based on the temperature difference between the portion which is not in contact with the coil base or a portion in contact with the ground hot-rolled coil outer peripheral surface, and controls the refrigerant injection amount.
また、本発明は、上記いずれかに記載の方法で熱延コイルを冷却することを特徴とする熱延コイルの製造方法である。 Moreover, this invention is a manufacturing method of the hot rolled coil characterized by cooling a hot rolled coil by the method in any one of the above.
また、本発明における上記熱延コイルは、Ｃ：０．０５〜０．２０ｍａｓｓ％、Ｓｉ：１．０〜２．５ｍａｓｓ％およびＭｎ：１．０〜２．５ｍａｓｓ％を含有する成分組成を有することを特徴とする。
なお、本発明の熱延コイルは、上記成分組成以外の残部は、Ｆｅおよび不可避的不純物である。ただし、Ｐ：０．０５ｍａｓｓ％以下、Ｓ：０．０１ｍａｓｓ％以下、Ａｌ：０．１ｍａｓｓ％以下、Ｎ：０．０１ｍａｓｓ％以下であれば含有してもよい。
Moreover, the said hot rolled coil in this invention has a component composition containing C: 0.05-0.20mass%, Si: 1.0-2.5mass%, and Mn: 1.0-2.5mass%. It is characterized by that.
In the hot rolled coil of the present invention, the balance other than the above component composition is Fe and inevitable impurities. However, P: 0.05 mass% or less, S: 0.01 mass% or less, Al: 0.1 mass% or less, and N: 0.01 mass% or less may be contained.
また、本発明における上記熱延コイルは、引張強さが９８０ＭＰａ以上の高強度鋼板用の母材であることを特徴とする。 The hot-rolled coil according to the present invention is a base material for high-strength steel sheets having a tensile strength of 980 MPa or more.
また、本発明は、熱間圧延した熱延鋼帯を巻き取った直後の熱延コイルを、上記熱延コイルを搬送する搬送装置および／またはコイル置場において冷却する冷却装置であって、上記搬送装置のコイル置台下方および／またはコイル置場の地面に加熱手段と、熱延コイルに対して相対移動する外枠フレームと、その外枠フレームに設けられたコイルの高さに応じて昇降する昇降枠と、その昇降枠に設けられたコイル外周面に沿って移動可能な加熱手段を有することを特徴とする熱延コイルの冷却装置である。 Further, the present invention is a cooling device that cools a hot-rolled coil immediately after winding a hot-rolled hot-rolled steel strip in a transport device and / or a coil place for transporting the hot-rolled coil. Heating means below the coil stand of the apparatus and / or on the ground of the coil place, an outer frame frame that moves relative to the hot rolled coil, and a lifting frame that moves up and down according to the height of the coil provided on the outer frame frame And a heating device for cooling the hot-rolled coil, characterized by comprising heating means movable along the outer peripheral surface of the coil provided in the lifting frame .
本発明の冷却装置は、熱延コイル外周面のコイル置台または地面に接する部分と、接していない部分の温度を監視し、両部分の温度差に基づいて加熱投入熱量を制御する機能を有することを特徴とする。 The cooling device of the present invention has a function of monitoring the temperature of the portion of the outer peripheral surface of the hot rolled coil that is in contact with the coil mount or the ground and the portion that is not in contact, and controlling the amount of heat input based on the temperature difference between the two portions. It is characterized by.
また、本発明は、熱間圧延した熱延鋼帯を巻き取った直後の熱延コイルを、上記熱延コイルを搬送する搬送装置および／またはコイル置場において冷却する冷却装置であって、上記熱延コイル外周面のコイル置台または地面と接していない部分に冷媒を噴射して強制冷却する手段と、熱延コイルに対して相対移動する外枠フレームと、その外枠フレームに設けられたコイルの高さに応じて昇降する昇降枠と、その昇降枠に設けられたコイル外周面に沿って移動可能な冷却手段を有することを特徴とする熱延コイルの冷却装置である。 The present invention is also a cooling device for cooling a hot-rolled coil immediately after winding a hot-rolled hot-rolled steel strip in a transport device and / or a coil place for transporting the hot-rolled coil. A means for forcibly cooling the outer periphery of the extended coil by injecting a coolant onto a portion of the outer periphery of the coil that is not in contact with the ground, an outer frame that moves relative to the hot rolled coil, and a coil provided on the outer frame An apparatus for cooling a hot-rolled coil, comprising: a lifting frame that moves up and down according to height; and a cooling means that is movable along a coil outer peripheral surface provided on the lifting frame.
本発明の上記冷却装置は、熱延コイル外周面のコイル置台または地面に接する部分と、接していない部分の温度を監視し、両部分の温度差に基づいて冷媒噴射量を制御する機能を有することを特徴とする。 The cooling apparatus of the present invention, a portion in contact with the coil base or ground hot rolled coil outer peripheral surface, to monitor the temperature of the portion not in contact, the function of controlling the refrigerant injection amount based on the temperature difference between the two portions It is characterized by having.
本発明によれば、熱延コイルの外周面を全周にわたって均一に冷却することができるので、ＣやＳｉ，Ｍｎを多量に含有する場合でも、コイル外周方向における熱延組織を均一化し、その後の冷間圧延における板厚変動を効果的に抑制することができるので、引張強さが９８０ＭＰａ以上の高強度鋼板を安定して製造することが可能となる。 According to the present invention, since the outer peripheral surface of the hot-rolled coil can be uniformly cooled over the entire circumference, even when a large amount of C, Si, or Mn is contained, the hot-rolled structure in the coil outer peripheral direction is made uniform, Since it is possible to effectively suppress the plate thickness variation in the cold rolling, it is possible to stably manufacture a high-strength steel plate having a tensile strength of 980 MPa or more.
まず、本発明を開発する契機となった板厚変動について説明する。
Ｃ：０．０８ｍａｓｓ％、Ｓｉ：１．５ｍａｓｓ％、Ｍｎ：２．３ｍａｓｓ％、Ｐ：０．００８ｍａｓｓ％およびＳ：０．００２ｍａｓｓ％を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる成分組成を有する鋼スラブを１２００℃に加熱後、仕上圧延終了温度を８９０℃、巻取温度を５００℃とする熱間圧延を行ない、板厚：２．６ｍｍの熱延コイルとした後、冷却ヤードに搬送し、室温まで冷却させた。
First, a description will be given of the plate thickness fluctuation that triggered the development of the present invention.
C: 0.08 mass%, Si: 1.5 mass%, Mn: 2.3 mass%, P: 0.008 mass%, and S: 0.002 mass%, with the balance being composed of Fe and inevitable impurities After the steel slab is heated to 1200 ° C, it is hot-rolled to a finish rolling finish temperature of 890 ° C and a coiling temperature of 500 ° C to form a hot-rolled coil with a plate thickness of 2.6 mm, and then conveyed to the cooling yard And allowed to cool to room temperature.
その後、上記熱延コイルを酸洗した後、冷間圧延して、板厚１．６ｍｍの冷延コイルとしたところ、ＡＧＣ（自動板厚制御装置）では板厚を制御しきれないような大きな板厚変動が発生した。このときの板厚チャートを図１に示したが、最大で±１５０μｍ程度の板厚変動が生じていることがわかる。また、図２は、上記板厚変動が大きな部分の時間軸を拡大したものであり、この図から、この板厚変動は、熱延コイルの外周ピッチで発生していることがわかった。 Then, after pickling the hot-rolled coil, it is cold-rolled to obtain a cold-rolled coil having a thickness of 1.6 mm, which is so large that the AGC (automatic thickness control device) cannot control the thickness. Variation in sheet thickness occurred. The plate thickness chart at this time is shown in FIG. 1, and it can be seen that a plate thickness variation of about ± 150 μm occurs at the maximum. FIG. 2 is an enlarged view of the time axis where the plate thickness variation is large. From this drawing, it was found that the plate thickness variation occurred at the outer peripheral pitch of the hot-rolled coil.
そこで、この板厚変動の原因を調査するため、同一成分かつ同一条件で熱間圧延され、コイルヤードに置かれている、コイルに巻き取ってから１５０分経過後の熱延コイルについて、コイル内周から外周方向に向かってコイル肉厚の２０％（内巻側先端から８０ｍの位置）、５０％（同２３０ｍの位置）および８０％（同４２０ｍの位置）位置における温度分布をコイル側面からサーモビュアで測定し、その結果を図３に示した。図３から、熱延コイルの上方部分に比較して下方部分が冷却が進んでいること、特に、地面に接している周方向０°の位置（以降、「接地位置」ともいう）が最も冷却が進んでいること、そして、その最も冷却が進んでいる接地位置は外周ピッチで発生し、板厚変動のピッチと一致していることがわかる。これは、熱延コイルの接地位置では、他の部分よりもコイルの熱が地面に放出され、より早く冷却が進んでいることを示している。
Therefore, in order to investigate the cause of the plate thickness variation, the hot-rolled coil that has been hot-rolled with the same component and under the same conditions and placed in the coil yard, after 150 minutes has passed since coiling, From the circumference to the outer circumference, the temperature distribution at 20% (
図４は、熱間圧延後、ランナウトテーブル（ＲＯＴ）で冷却され、巻取温度：５００℃で巻き取られた熱延コイルの温度履歴を、ＴＴＴ図（恒温変態曲線図）上に記載したものである。図中の破線は、図３の周方向±１５０°位置の冷却曲線を示したものであり、パーライト変態開始曲線Ｐｓを通過していること、一方、図中の実線は、図３の接地位置（周方向０°位置）の冷却曲線を示したものであり、パーライト変態開始曲線Ｐｓを通過しないまま、ベイナイト変態していることがわかる。すなわち、熱延コイルの地面に接していない部分は冷却速度が遅く、パーライト変態が起きるため、フェライトとパーライトからなる軟質組織となるのに対して、熱延コイルの接地位置は、その他の部分より急速冷却されるため、ベイナイト主体の組織となることが推察された。なお、図４において着目すべき点は、パーライト変態が起こるまでの時間は１０３秒（１６．７分）を大きく超えている、つまり、コイル巻き取り時点では変態が完了していないという点である。
FIG. 4 shows the temperature history of a hot-rolled coil cooled by a run-out table (ROT) after hot rolling and wound at a coiling temperature of 500 ° C. on a TTT diagram (constant temperature transformation curve diagram). It is. The broken line in the figure shows the cooling curve at the position of ± 150 ° in the circumferential direction in FIG. 3 and passes through the pearlite transformation start curve Ps, while the solid line in the figure shows the grounding position in FIG. It shows a cooling curve in the (
上記調査の結果から、本発明が解決しようとしている板厚変動の発生メカニズムについては、以下のように考えている。
特別な合金元素を含有していない一般熱延鋼板では、熱間圧延し、所定の巻取温度まで冷却され、コイルに巻き取られるまでの間には、フェライトとパーライトへの変態はほぼ完了している。一方、ＣやＳｉ，Ｍｎ等を多量に含んでいる高強度鋼板の場合には、上記添加成分によってフェライト変態が遅延するため、上記のように、コイルに巻き取った時点では、変態が完了しないか、殆ど変態が進行していない。そのため、熱間圧延後、コイルに巻取られた熱延コイルは、次工程への搬送途中および／またはコイルが一時保管されるコイル置場（コイルヤード）において変態を起こすことになる。
From the results of the above investigations, the mechanism of occurrence of plate thickness fluctuations to be solved by the present invention is considered as follows.
In general hot-rolled steel sheets that do not contain any special alloying elements, the transformation to ferrite and pearlite is almost completed during hot rolling, cooling to a predetermined coiling temperature, and winding the coil. ing. On the other hand, in the case of a high-strength steel sheet containing a large amount of C, Si, Mn, etc., the ferrite transformation is delayed by the additive component, so that the transformation is not completed when wound on the coil as described above. Or almost no transformation has progressed. Therefore, after hot rolling, the hot-rolled coil wound on the coil undergoes transformation in the middle of conveyance to the next process and / or in a coil place (coil yard) where the coil is temporarily stored.
図５は、コイル搬送装置２（コイル台車）で熱延コイル１を搬送する状態を、図６は、コイル置場において熱延コイル１が冷却されている状態を示す模式図である。熱延コイルの外周部分は、例えば、コイル搬送装置では、コイル置台３上に載置された状態で移送されるため、コイル置台３と接する部分は、熱伝導により冷却が促進されてその他の部分より冷却速度が大きくなる。同様に、コイル置場では、コイル置台３または地面４に載置された状態で冷却されるため、コイル置台３や地面４と接する部分は、熱伝導により冷却が促進される。その結果、熱延コイルのコイル置台や地面と接していない部分は、フェライトとパーライトからなる軟質組織となるのに対して、接している部分は急速冷却されるため、ベイナイト主体の組織となる。そして、この急速冷却部分は外周ピッチという短周期で発生するため、ＡＧＣでは板厚を制御することができず、大きな板厚変動を誘発することになると考えられる。
FIG. 5 is a schematic view showing a state in which the hot-rolled coil 1 is transferred by the coil transfer device 2 (coil carriage), and FIG. 6 is a schematic view showing a state in which the hot-rolled coil 1 is cooled in the coil place. For example, in the coil transfer device, the outer peripheral portion of the hot-rolled coil is transferred in a state of being placed on the coil mount 3, and therefore, the portion in contact with the coil mount 3 is cooled by heat conduction and other portions are accelerated. The cooling rate becomes larger. Similarly, since the coil place is cooled in a state where it is placed on the coil stand 3 or the
次に、本発明の熱延コイルの冷却方法について説明する。
上述したように、本発明が解決しようとする板厚変動は、熱延コイルの周方向の一部が急速冷却され、その部分が他の部分と比較して硬質な鋼板組織となることによって引き起こされるものである。したがって、この板厚変動をなくすには、熱延コイルの周方向の材質変動を防止する、すなわち熱延コイルの周方向の鋼板組織を均一化することが必要である。
Next, the method for cooling a hot rolled coil of the present invention will be described.
As described above, the plate thickness variation to be solved by the present invention is caused by a rapid cooling of a part of the circumferential direction of the hot-rolled coil and the formation of a hard steel plate structure as compared with other parts. It is what Therefore, in order to eliminate the plate thickness variation, it is necessary to prevent the material variation in the circumferential direction of the hot rolled coil, that is, to make the steel plate structure in the circumferential direction of the hot rolled coil uniform.
図７は、図４のＴＴＴ図のうち、熱延コイル巻き取り後の部分を拡大したものであり、曲線Ａは、コイル置台や地面に接している部分の冷却曲線、Ｂは、その他の緩冷却される部分の冷却曲線、Ｐｓはパーライト変態開始曲線であり、冷却曲線Ａで冷却される部分はベイナイト主体の組織となり、Ｐｓ線を横切っている冷却曲線Ｂで冷却される部分は（フェライト＋パーライト）主体の組織となることを示している。この図から、熱延コイルの周方向の鋼板組織を均一化するには、以下の２つの方法が考えられる。 FIG. 7 is an enlarged view of the portion after winding of the hot rolled coil in the TTT diagram of FIG. 4. Curve A is the cooling curve of the portion that is in contact with the coil mount and the ground, and B is the other gentle curve. The cooling curve of the portion to be cooled, Ps is the pearlite transformation start curve, the portion cooled by the cooling curve A is a bainite-based structure, and the portion cooled by the cooling curve B crossing the Ps line is (ferrite + (Perlite) indicates that it will be a main organization. From this figure, the following two methods can be considered to make the steel sheet structure in the circumferential direction of the hot-rolled coil uniform.
（１）コイル置台や地面に接する部分を加熱してやる方法
この方法は、急速冷却されるコイル置台や地面に接している部分を緩冷却側に移行させる、すなわち、図７の冷却曲線Ａを、図８に示した冷却曲線Ａ´のように冷却曲線Ｂに近づけてやる方法である。これによって、熱延コイルの周方向の鋼板組織を全周にわたって均一な（フェライト＋パーライト）主体の組織とすることができ、コイルの外周ピッチで発生する材質変動を防止することができる。なお、熱延コイル外周面を部分的に加熱する具体的な手段としては、特に制限はないが、電熱加熱、赤外線加熱、火炎加熱、誘導加熱あるいはこれらを適宜組み合わせた加熱方法であれば好適に用いることができる。
(1) Method of heating the coil base and the part in contact with the ground This method shifts the coil base to be rapidly cooled and the part in contact with the ground to the slow cooling side, that is, the cooling curve A in FIG. This is a method of approaching the cooling curve B as in the cooling curve A ′ shown in FIG. As a result, the steel sheet structure in the circumferential direction of the hot-rolled coil can be made uniform (ferrite + pearlite) -based structure over the entire circumference, and material fluctuations that occur at the outer peripheral pitch of the coil can be prevented. The specific means for partially heating the outer peripheral surface of the hot-rolled coil is not particularly limited, but any heating method that combines electric heating, infrared heating, flame heating, induction heating, or an appropriate combination thereof is suitable. Can be used.
（２）コイル置台や地面に接していない部分を強制冷却してやる方法
この方法は、コイル置台や地面に接していない緩冷却される部分を急速冷却側に移行させる、すなわち、図７の冷却曲線Ｂを、図９に示した冷却曲線Ｂ´のように冷却曲線Ａに近づけてやる方法である。これによって、熱延コイルの周方向の鋼板組織を全周にわたって均一なベイナイト主体の組織とすることができ、コイルの外周ピッチで発生する材質変動を防止することができる。なお、熱延コイル外周面を部分的に強制冷却する具体的な手段としては、特に制限はないが、冷却空気、冷却フォグ、冷却水あるいはこれらを適宜組み合わせた冷却方法であれば好適に用いることができる。
(2) Method for forcibly cooling the coil base and the part not in contact with the ground This method shifts the part that is not in contact with the coil base and the ground to the quick cooling side, that is, the cooling curve B in FIG. Is a method of approaching the cooling curve A like the cooling curve B ′ shown in FIG. As a result, the steel sheet structure in the circumferential direction of the hot rolled coil can be a uniform bainite-based structure over the entire circumference, and material fluctuations that occur at the outer peripheral pitch of the coil can be prevented. The specific means for partially forcibly cooling the outer surface of the hot rolled coil is not particularly limited. However, cooling air, cooling fog, cooling water, or a cooling method appropriately combining them should be preferably used. Can do.
なお、（１）の加熱してやる方法、（２）の強制冷却してやる方法のいずれの場合も、ただ単に加熱したり、冷却したりするだけでなく、熱延コイル外周面のコイル置台または地面に接する部分と接していない部分の温度を実測し、その温度差に基づいて、加熱する投入熱量や噴射する冷媒量を適正範囲に制御してやることが、熱延コイルの周方向の材質を均一化させる上では好ましい。 In either case of heating method (1) or forced cooling method (2), not only heating and cooling but also contact with the coil mount on the outer peripheral surface of the hot rolled coil or the ground. Actually measuring the temperature of the part that is not in contact with the part, and controlling the amount of input heat to be heated and the amount of refrigerant to be injected within an appropriate range based on the temperature difference makes the material in the circumferential direction of the hot rolled coil uniform. Then, it is preferable.
次に、上記（１）の加熱手段を有する本発明に係る冷却装置の具体例を説明する。
図１０は、コイル置台や地面と接する熱延コイル外周の急速冷却部分を加熱してやる本発明の冷却装置の一実施形態を示したものであり、図１０（ａ）は、コイル搬送装置２のコイル置台３の下方に加熱手段５を設置した例、図１０（ｂ）は、コイル置場に置かれた熱延コイルが接する地面４に加熱手段５を設置した例である。（なお、以降の図１１〜１４についても、同様に（ａ）はコイル搬送装置、（ｂ）はコイル置場に設置された冷却装置を示す。）これらの加熱手段５を有する冷却装置を用いることで、コイルがコイル置台や地面などに接している部分の冷却速度を小さくし、その他の部分との冷却速度差を小さくすることができるので、コイル外周ピッチの材質変動（組織変動）を防止し、板厚変動を解消することができる。
Next, a specific example of the cooling device according to the present invention having the heating means (1) will be described.
FIG. 10 shows an embodiment of the cooling device of the present invention that heats a rapid cooling portion on the outer periphery of a hot-rolled coil in contact with a coil mount or the ground, and FIG. 10 (a) shows a coil of the
また、図１１は、上記図１０の加熱手段５を備えた冷却装置に、コイルの外周面に向けた電熱加熱、赤外線加熱、火炎加熱、誘導加熱あるいはそれらを適宜組み合わせた加熱手段６を複数設置したものであり、これにより、コイルが搬送装置や地面などに接地している部分と接地していない部分の冷却速度をより等しくすることができる。
というのは、最も冷却速度が速いコイル置台や地面に接する部分を加熱してやることで、最も冷却速度が遅い部分と冷却速度を一致させることが可能となる。しかしながら、上記の中間の冷却速度の部分も存在するので、加熱手段を複数設置することで、コイル全体の冷却速度をより等しくすることができるからである。
Further, FIG. 11 shows that a plurality of heating means 6 in which electric heating, infrared heating, flame heating, induction heating or a combination thereof is appropriately applied to the cooling device provided with the heating means 5 in FIG. As a result, the cooling rate of the portion where the coil is grounded to the conveying device or the ground and the portion not grounded can be made more equal.
This is because it is possible to make the cooling rate coincide with that of the slowest cooling rate by heating the coil stand with the fastest cooling rate and the portion in contact with the ground. However, since the intermediate cooling rate part also exists, the cooling rate of the entire coil can be made more equal by installing a plurality of heating means.
なお、上記図１０や図１１の加熱手段を有する冷却装置では、コイル置台や地面に接している部分と接していない部分のコイル表面温度をサーモビュア等の温度監視装置７で測定し、その測定結果に基づき、両部分の温度（冷却速度）が等しくなるよう、加熱投入熱量を制御するようにするのが好ましい。
In the cooling device having the heating means shown in FIGS. 10 and 11, the coil surface temperature of the coil base or the portion not in contact with the ground is measured by the
また、熱延コイルの周方向全ての冷却速度を制御したい場合には、図１１のように、加熱手段６を熱延コイルの外周に沿って多数設置する必要があり、設備費が高くなるという問題がある。そこで、図１２に示すように、コイルに対して相対移動可能な外枠フレーム８と、コイルの高さに応じて昇降可能な昇降枠９とを備え、この昇降枠９に加熱手段６を設置し、これをコイル外周面に沿って循環移動するようにしてやれば、１台の加熱手段でもコイルの外周全ての部分について冷却速度を均一に制御することが可能となる。
Further, when it is desired to control the cooling rate in the entire circumferential direction of the hot rolled coil, it is necessary to install a large number of heating means 6 along the outer circumference of the hot rolled coil as shown in FIG. There's a problem. Therefore, as shown in FIG. 12, an outer frame frame 8 that can move relative to the coil and a
次に、上記（２）の強制冷却手段を有する本発明に係る冷却装置の具体例を説明する。
図１３は、コイル置台や地面と接していない熱延コイルの外周部分を強制冷却してやる本発明の冷却装置の一実施形態を示したものであり、図１３（ａ）は、コイル搬送装置２上に載置された熱延コイル外周面に向けて、冷却空気、冷却フォグおよび冷却水等の冷媒を噴射する冷却手段１０を複数設置した例を、図１３（ｂ）は、コイル置場に置かれた熱延コイルのコイル置台や地面に接していない外周面に向けて、冷却空気、冷却フォグおよび冷却水等の冷媒を噴射する冷却手段１０を複数設置した例である。これらの冷却手段１０を有する冷却装置を用いることで、熱延コイルのコイル置台や地面と接していない外周部分の冷却速度を大きくし、接している部分との冷却速度差を小さくすることができるので、コイル外周ピッチの材質変動（組織変動）を防止し、板厚変動を解消することができる。
Next, a specific example of the cooling device according to the present invention having the forced cooling means (2) will be described.
FIG. 13 shows an embodiment of the cooling device of the present invention that forcibly cools the outer periphery of a hot-rolled coil that is not in contact with the coil mount or the ground, and FIG. FIG. 13B shows an example in which a plurality of cooling means 10 for injecting coolant such as cooling air, cooling fog, and cooling water are installed toward the outer peripheral surface of the hot-rolled coil mounted on the coil. This is an example in which a plurality of cooling means 10 for injecting coolant such as cooling air, cooling fog, and cooling water are installed toward the coil mounting base of the hot rolled coil and the outer peripheral surface not in contact with the ground. By using a cooling device having these cooling means 10, it is possible to increase the cooling rate of the outer peripheral portion of the hot-rolled coil that is not in contact with the coil mounting base and the ground, and to reduce the difference in cooling rate from the contacted portion. Therefore, the material fluctuation (structure fluctuation) of the coil outer peripheral pitch can be prevented and the plate thickness fluctuation can be eliminated.
なお、上記図１３の冷却装置においても、図１０〜図１２と同様、コイル置台や地面に接している部分と接していない部分のコイル表面温度をサーモビュア等の温度監視装置７で測定し、その測定結果に基づき、両部分の温度（冷却速度）が等しくなるよう、冷媒の噴射量を制御するようにするのが好ましい。
In the cooling device of FIG. 13 as well, as in FIGS. 10 to 12, the coil surface temperature of the coil base and the portion not in contact with the ground is measured by the
また、熱延コイルの外周全ての冷却速度を制御したい場合には、図１３のように、冷却手段１０を熱延コイルの外周に沿って多数設置する必要があり、設備費が高くなるという問題がある。そこで、図１４に示すように、コイルに対して相対移動可能な外枠フレーム８と、コイルの高さに応じて昇降可能な昇降枠９とを備え、この昇降枠９に冷却手段１０を設置し、これをコイル外周面に沿って循環移動するようにしてやれば、１台の冷却手段でもコイルの外周全ての部分について冷却速度を均一に制御することが可能となる。
In addition, when it is desired to control the cooling rate of the entire outer periphery of the hot-rolled coil, it is necessary to install a large number of cooling means 10 along the outer periphery of the hot-rolled coil as shown in FIG. There is. Therefore, as shown in FIG. 14, an outer frame frame 8 that can move relative to the coil and a
そして、本発明の冷却方法を実施するに当っては、上記図１０〜図１４の冷却装置を複数台作製し、コイル搬送装置の進行方向に設置すれば、複数のコイルを同時に均一冷却することが可能となる。同様に、これらの冷却装置を複数台作製し、コイル置場に設置すれば、多数のコイルを均一冷却することができる。
なお、上述した図１０〜図１４の冷却装置は、本発明に係る冷却装置の数例を示したものであり、本発明はそれらの冷却装置に限定されるものではなく、例えば、加熱手段５と冷却手段１０の両方を併せもつ冷却装置としてよい。
In carrying out the cooling method of the present invention, if a plurality of the cooling devices shown in FIGS. 10 to 14 are produced and installed in the traveling direction of the coil transfer device, the plurality of coils can be uniformly cooled simultaneously. Is possible. Similarly, if a plurality of these cooling devices are manufactured and installed in a coil place, a large number of coils can be uniformly cooled.
The above-described cooling devices shown in FIGS. 10 to 14 show several examples of the cooling device according to the present invention, and the present invention is not limited to these cooling devices. And a cooling device having both of the cooling means 10.
Ｃ：０．０８ｍａｓｓ％、Ｓｉ：１．５ｍａｓｓ％、Ｍｎ：２．３ｍａｓｓ％、Ｐ：０．００８ｍａｓｓ％およびＳ：０．００２ｍａｓｓ％を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる成分組成を有する鋼スラブを１２００℃に加熱後、仕上圧延終了温度を８９０℃、巻取温度を５００℃とする熱間圧延を行い、板厚：２．６ｍｍの熱延コイルとした後、冷却ヤードに搬送し、室温まで冷却させた。
なお、この際、コイル搬送装置およびコイル置場に設置した、加熱手段を有する図１０の本発明に係る冷却装置を用いて、コイル巻き取り終了後〜１０時間後まで冷却した。
その後、上記熱延コイルを酸洗した後、タンデム式連続圧延機を用いて板厚：１．６ｍｍに冷間圧延した。このときの冷間圧延機出側の板厚チャートを図１５に示した。
この図から、板厚変動幅が±２０μｍ以内に収まっており、コイルに巻き取り直後の熱延コイルを本発明の冷却方法（冷却装置）を用いて冷却することにより、ほぼ完全にコイル周方向の材質が均一化され、板厚変動を防止できることが確認された。
C: 0.08 mass%, Si: 1.5 mass%, Mn: 2.3 mass%, P: 0.008 mass%, and S: 0.002 mass%, with the balance being composed of Fe and inevitable impurities After the steel slab is heated to 1200 ° C, it is hot-rolled with a finish rolling finish temperature of 890 ° C and a coiling temperature of 500 ° C to form a hot-rolled coil with a plate thickness of 2.6 mm, and then conveyed to the cooling yard And allowed to cool to room temperature.
In addition, it cooled to 10 hours after coil winding completion | finish using the cooling device which concerns on this invention of FIG. 10 which has the heating means installed in the coil conveyance apparatus and the coil place in this case.
Thereafter, the hot-rolled coil was pickled, and then cold-rolled to a thickness of 1.6 mm using a tandem continuous rolling mill. A sheet thickness chart on the cold rolling mill outlet side at this time is shown in FIG.
From this figure, the fluctuation range of the plate thickness is within ± 20 μm, and by cooling the hot-rolled coil immediately after being wound around the coil using the cooling method (cooling device) of the present invention, the coil circumferential direction is almost completely obtained. It was confirmed that the thickness of the material was uniform and fluctuations in plate thickness could be prevented.
１：熱延コイル
２：コイル搬送装置（コイル台車）
３：コイル置台
４：地面
５、６：加熱手段
７：温度監視装置（温度計）
８：外枠フレーム
９：昇降枠
１０：冷却手段
1: Hot rolled coil 2: Coil transfer device (coil cart)
3: Coil stand 4:
8: Outer frame frame 9: Elevating frame 10: Cooling means
Claims (13)
上記搬送装置のコイル置台下方および／またはコイル置場の地面に加熱手段と、
熱延コイルに対して相対移動する外枠フレームと、
その外枠フレームに設けられたコイルの高さに応じて昇降する昇降枠と、
その昇降枠に設けられたコイル外周面に沿って移動可能な加熱手段を有することを特徴とする熱延コイルの冷却装置。 A cooling device that cools a hot-rolled coil immediately after winding a hot-rolled hot-rolled steel strip in a conveying device and / or a coil place for conveying the hot-rolled coil,
Heating means on the ground of the coil stand and / or the coil place of the transfer device;
An outer frame that moves relative to the hot-rolled coil;
A lifting frame that moves up and down according to the height of the coil provided on the outer frame frame;
A heating device for cooling a hot-rolled coil, comprising heating means that can move along the outer peripheral surface of the coil provided in the lifting frame.
上記熱延コイル外周面のコイル置台または地面と接していない部分に冷媒を噴射して強制冷却する手段と、
熱延コイルに対して相対移動する外枠フレームと、
その外枠フレームに設けられたコイルの高さに応じて昇降する昇降枠と、
その昇降枠に設けられたコイル外周面に沿って移動可能な冷却手段を有することを特徴とする熱延コイルの冷却装置。 A cooling device that cools a hot-rolled coil immediately after winding a hot-rolled hot-rolled steel strip in a conveying device and / or a coil place for conveying the hot-rolled coil,
Means for forcibly cooling the hot-rolled coil outer peripheral surface by injecting a refrigerant onto a portion of the outer circumference of the coil that is not in contact with the ground or
An outer frame that moves relative to the hot-rolled coil;
A lifting frame that moves up and down according to the height of the coil provided on the outer frame frame;
A cooling device for a hot-rolled coil, comprising cooling means that is movable along the outer peripheral surface of the coil provided in the lifting frame.
The temperature of the part which touches the coil stand or the ground of a hot-rolled coil outer peripheral surface, and the part which is not in contact has a function which controls the refrigerant | coolant injection amount based on the temperature difference of both parts. The apparatus for cooling a hot-rolled coil according to 1.
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