JPH08215734A

JPH08215734A - 鋼板の均一冷却方法

Info

Publication number: JPH08215734A
Application number: JP4791795A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Sugita; 進一杉田; Yoneaki Fujita; 米章藤田; Hiroshi Kibe; 洋木部; Munehiro Ishioka; 宗浩石岡
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1995-02-14
Filing date: 1995-02-14
Publication date: 1996-08-27

Abstract

(57)【要約】【目的】厚鋼板圧延機の仕上圧延中における鋼板の温
度分布を均一化し、加速冷却装置に入る前の鋼板の面温
度分布を均一化する。【構成】（ａ）厚鋼板圧延機の仕上圧延機の前方およ
び／または後方に鋼板の幅方向に多数設置された水量の
調節可能なノズルを配した仕上圧延機を用いた仕上圧延
中において、該鋼板の上面の面温度分布と該鋼板の下面
の幅方向の温度分布を測定し、（ｂ）前記上面の面温度
分布と該鋼板の下面の幅方向の温度分布により補正して
得られた下面の面温度分布の計算値により、前記鋼板の
幅方向に多数設置された水量の調節可能なノズルからの
水量を時間的に調整し、該鋼板上下面の長手方向および
幅方向の表面温度を均一化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば厚鋼板圧延ラ
インにおける仕上のリバース圧延中に鋼板の上下面の温
度を測定し、この温度測定結果に基づき鋼板の冷却を制
御し、圧延終了時における鋼板の上下面の不均一な温度
分布を解消する鋼板の冷却方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年では、厚鋼板などの鋼板製造プロセ
スにおいて、制御圧延をした鋼板を水冷により急冷して
焼き入れ、高強度、高靭性の鋼板を得る加速冷却（制御
冷却）を実施できる装置を備えた鋼板製造装置（加速冷
却装置）が広く稼働している。

【０００３】従来は、鋼板の高強度化、高靭性化するた
めに、添加元素成分を増加させることなどにより行って
いたが、高価な添加元素量を低減して製造コストを大幅
に削減できるばかりでなく、溶接性にも優れた鋼板を製
造することが可能なため、この制御圧延と加速冷却を組
み合わせた技術の適用は増加の一途をたどっている。

【０００４】しかしながら、かかる方法を実施するため
に加速冷却装置を利用すると、鋼板の形状不良が発生す
るという問題がある。この原因としては、以下のような
ことが想定される。

【０００５】圧延前における加熱炉におけるスラブ加
熱の不均一性が発生していること、加速冷却装置より更に上流における鋼板の圧延時にお
ける温度の不均一性が発生していること、加速冷却装置において加速冷却する際の鋼板上下面か
らの冷却がアンバランスであること等である。

【０００６】従来、このような形状不良をなくすために
種々の技術が開示されている。特公平６−６５７２２号
公報に開示された方法は、冷却直前に上面側の鋼板表面
温度と下面側の鋼板表面温度を測定し、その温度差を考
慮して、各冷却ゾーンに対して予め操業スケジュールか
ら設定された上面側冷却水流量および下面側冷却水流量
の総流量を維持しつつ、上下面側冷却水流量に対する水
量比を補正して冷却を行うものである。

【０００７】特開昭６０−３６６２５号公報は、熱間圧
延直後の鋼板の温度分布を測定し、それにより部分的に
冷却して鋼板内温度の不均一性を解消した後、特定温度
となるように水冷する方法を開示している。ここに開示
された方法は熱間圧延直後、７００〜９００℃の鋼板を
搬送ローラで搬送中に、走査型放射温度計を使用して鋼
板の表裏面における温度分布を測定し、この測定値を処
理して多数の冷却水ノズルを有する冷却装置で鋼板の部
分的に高温な部分を冷却し、鋼板全体の温度分布を一様
にするものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特公平
６−６５７２２号公報に開示された方法では、加熱炉お
よび圧延時における鋼板の温度の不均一性は、圧延後に
おいても鋼板の上面および下面に存在する板面内の温度
の不均一性として残存し、加速冷却装置に搬入されるた
め、これらの温度の不均一性は助長され、形状不良を引
き起こし易い。

【０００９】また、特開昭６０−３６６２５号公報に開
示された方法では、熱間圧延直後の鋼板の温度分布を測
定し、それにより部分冷却して鋼板内温度の不均一性を
解消しようとするものであるが、圧延直後における温度
の不均一性の解消だけでは鋼板に累積した温度の不均一
性を完全には解消できないという問題があった。

【００１０】そこで、本発明は、圧延終了時点で、鋼板
に累積した温度の不均一性を完全に解消し得る冷却方法
を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

（１）請求項１の発明は、下記の工程を備えたことを特
徴とする鋼板の均一冷却方法を提供する。（ａ）厚鋼板圧延機の仕上圧延機の前方および／または
後方に鋼板の幅方向に多数設置された水量の調節可能な
ノズルを配した仕上圧延機を用いた仕上圧延中におい
て、該鋼板の上面の面温度分布と該鋼板の下面の幅方向
の温度分布を測定し、（ｂ）前記上面の面温度分布と該
鋼板の下面の幅方向の温度分布により補正して得られた
下面の面温度分布の計算値により、前記鋼板の幅方向に
多数設置された水量の調節可能なノズルからの水量を時
間的に調整し、該鋼板上面および下面の長手方向および
幅方向の表面温度を均一化する。

【００１２】（２）請求項２の発明は、前記鋼板の上面
の面温度分布を面走査型放射温度計により測定し、前記
鋼板の下面の幅方向の温度分布を放射温度計により鋼板
の幅方向に走査して測定することを特徴とする請求項１
に記載の鋼板の均一冷却方法を提供する。

【００１３】

【作用】鋼板の面温度分布を測定できる温度計により、
圧延中の鋼板の上面全面の温度分布を測定し、同時に鋼
板の下面の幅方向の温度分布を測定できる温度計により
測定し、こうした温度分布から後に示す方法で鋼板の下
面全面の温度分布が計算できる。

【００１４】そのため、圧延中に鋼板上下面全面の温度
分布に基づいて圧延機に設けたノズルからの水量を調整
できるので、温度の不均一性が累積することなく、従っ
て圧延終了時においても、鋼板の上下面全面にわたって
温度を均一化できる。なお、鋼板の下面全面の温度分布
を計算で求めているのは、下面側にはロール群があるの
で、面温度分布を測定できる温度計の使用が困難なため
である。

【００１５】今、面温度分布を測定できる温度計により
測定した圧延中の鋼板上面全面の面温度分布をＴ_Uと
し、同時に線温度分布を測定できる温度計により測定し
た鋼板下面の幅方向温度をｔ_Dとする。ここで、鋼板表
面の任意の点を基準し、ｘ_iとｙ_jをそれぞれ鋼板表面
幅方向および長手方向の位置とすると、Ｔ_Uとｔ_Dは下
記のように表すことができる。

【００１６】Ｔ_U＝ｆ₁（ｘ_i，ｙ_j）ｔ_D＝ｆ₂（ｘ_i），ただしｙ＝ｙ_jである。

【００１７】鋼板の表面温度測定は各圧延終了後、圧延
を一旦停止した時に行うので鋼板上面と下面は復熱して
近似した温度分布になっていると考えられる。よって、
鋼板下面と鋼板上面の面温度分布は、一定の温度差はあ
るが、全く同様と考える。

【００１８】そこで、鋼板下面の幅方向温度分布の平均
値（∫ｔ_Dｄｘ／ｘ）と、鋼板上面の面温度分布のう
ち、下面測定箇所直上の幅方向温度分布の平均値（∫Ｔ
_Uｄｘ／ｘ）との比αを求めれば、鋼板下面の面温度分
布Ｔ_Dを求めることができる。すなわち、

【００１９】α∫Ｔ_Uｄｘ／ｘ＝∫ｔ_Dｄｘ／ｘ，だだ
し、両者についてｙ＝ｙ_jである。Ｔ_D＝αＴ_U＝αｆ₁（ｘ_i，ｙ_j）

【００２０】生産性を高め、かつ、高い平坦度を得るた
めには、迅速かつ高精度に測定可能な面走査型放射温度
計を用いることが望ましい。例えば、日本アビオニック
ス社のＶＳ２０００シリーズ放射温度計が使用できる。
また鋼板の幅方向の温度分布を測定できる温度計として
は、通常の放射温度計を用い、これに光ファイバーの検
出端を接続し、この光ファイバーの検出端を鋼板の幅方
向に機械的に移動させ鋼板の裏面側の温度分布を測定す
ることができる。

【００２１】

【実施例】図１に、本発明方法を遂行するための厚鋼板
仕上圧延ラインの一実施例を示す。図で、１は仕上圧延
機、２は鋼板、３は加速冷却装置、４、４’は面走査型
放射温度計、５、５’は通常の放射温度計、６は解析・
制御装置、７、７’は上面冷却用ノズルヘッダー、８、
８’は上面冷却用ノズル、９、９’は上面冷却用流量調
節弁、１０、１０’は下面冷却用ノズルヘッダー、１
１、１１’は下面冷却用ノズル、１２、１２’は下面冷
却用流量調節弁である。

【００２２】圧延中、仕上圧延機１を出た鋼板２の上面
の面温度分布は、仕上圧延機１の上方に設けた面走査型
放射温度計４、４’により測定される。また同時に鋼板
２の下面の幅方向温度分布は、圧延ライン下面より放射
温度計５、５’により測定される。これらの温度測定結
果は、解析・制御装置６へ送られる。

【００２３】この装置は、既に説明した計算方法により
鋼板２の下面の面温度分布を求めるとともに、こうして
実測あるいは計算された鋼板２の上下面全面の温度分布
に基づいて仕上圧延機１の前方および／または後方に設
けた上下面冷却用ノズル８、８’および１１、１１’か
らの水量を上下面別々に調整制御する機能を有してい
る。

【００２４】ここで、水量の調整制御は以下のように行
われる。まず、圧延時の鋼板２の表面の設定温度に対し
て、それよりも少なくとも２０℃以上高温となっている
温度の不均一性の範囲を確定する。次に、その確定され
た高温温度の不均一の範囲に対して、鋼板２の鋼種、圧
延時の板厚、冷却装置を通過する鋼板２の速度、および
圧延時の設定温度と測定温度との差などを考慮して必要
な冷却水量を計算する。

【００２５】そして、この計算結果に基づき、幅方向に
それぞれ独立して水量制御可能な多数の上下面冷却用ノ
ズル８、８’および１１、１１’の水量を、鋼板２の通
過に従って連続的に変化させることによって、温度の均
一化が図れる。ノズル８、８’および１１、１１’の水
量調節は、それぞれの流量調節弁９、９’および１２、
１２’により行う。

【００２６】このように、鋼板２は、圧延中常に、鋼板
２の上下面全面の温度分布に基づいた冷却制御を受けて
いるので、圧延終了時においても、鋼板２の温度が不均
一になることはない。

【００２７】表１に示す冷却ノズルを設けた図１に示す
厚鋼板仕上圧延ラインで、表１に示す鋼材を、本発明方
法にしたがって実際に圧延し、加速冷却後の目標冷却停
止温度に対する温度偏差を調査した。結果を表２に示
す。なお、表２には、本発明である冷却方法を用いない
で行った比較例の結果も合わせて示してある。

【００２８】表２で明らかのように、本発明の冷却方法
を用いて圧延し、その後加速冷却を行うと、加熱時に生
じる温度の不均一性や圧延時に生じる温度の不均一性が
解消されるため、加速冷却時における目標冷却停止温度
に対する温度偏差は−１７℃〜＋２０℃となり、比較例
の−４０℃〜＋４３℃に比べ、大幅に改善され、かつ形
状不良も起こらなかった。

【００２９】本実施例では冷却用ノズルにフラットスプ
レーノズルを用いたがパイプラミナーノズルを用いても
よい。また、冷却装置は本実施例のように圧延機近傍に
設置してもよいし、圧延機に取り付けているデスケーリ
ングノズルを用いてもよい。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【表２】

【００３２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の冷却方法により、圧延中に温度の不均一性が累積する
ことがなくなるので、仕上圧延終了時点において、鋼板
の上下面全面にわたって均一な温度分布が得られる。そ
の結果、圧延後の加速冷却時に生じる鋼板の形状不良の
発生を完全に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を実施するための厚鋼板の仕上圧延
ラインの一実施例を示す図である。

【符号の説明】

１仕上圧延機２鋼板３加速冷却装置４面走査型放射温度計４’ 面走査型放射温度計５放射温度計５’ 放射温度計６解析・制御装置７上面冷却用ノズルヘッダー７’ 上面冷却用ノズルヘッダー８上面冷却用ノズル８’ 上面冷却用ノズル９上面冷却用流量調節弁９’ 上面冷却用流量調節弁１０下面冷却用ノズルヘッダー１０’下面冷却用ノズルヘッダー１１下面冷却用ノズル１１’下面冷却用ノズル１２下面冷却用流量調節弁１２’下面冷却用流量調節弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石岡宗浩東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記の工程を備えたことを特徴とする鋼
板の均一冷却方法。（ａ）厚鋼板圧延機の仕上圧延機の前方および／または
後方に鋼板の幅方向に多数設置された水量の調節可能な
ノズルを配した仕上圧延機を用いた仕上圧延中におい
て、該鋼板の上面の面温度分布と該鋼板の下面の幅方向
の温度分布を測定し、（ｂ）前記上面の面温度分布と該鋼板の下面の幅方向の
温度分布により補正して得られた下面の面温度分布の計
算値により、前記鋼板の幅方向に多数設置された水量の
調節可能なノズルからの水量を時間的に調整し、該鋼板
上下面の長手方向および幅方向の表面温度を均一化す
る。
【請求項２】前記鋼板の上面の面温度分布を面走査型
放射温度計により測定し、該鋼板の下面の幅方向の温度
分布を放射温度計により鋼板の幅方向に走査して測定す
ることを特徴とする請求項１に記載の鋼板の均一冷却方
法。