JPS6050123A - 高温鋼板の冷却方法 - Google Patents

高温鋼板の冷却方法

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JPS6050123A
JPS6050123A JP15989283A JP15989283A JPS6050123A JP S6050123 A JPS6050123 A JP S6050123A JP 15989283 A JP15989283 A JP 15989283A JP 15989283 A JP15989283 A JP 15989283A JP S6050123 A JPS6050123 A JP S6050123A
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cooling
zone
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steel plate
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中尾 正和
Akinori Otomo
朗紀 大友
Takeshi Tanaka
毅 田中
Yoshikazu Oobanya
嘉一 大番屋
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章 小林
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • C21D9/54Furnaces for treating strips or wire
    • C21D9/56Continuous furnaces for strip or wire
    • C21D9/573Continuous furnaces for strip or wire with cooling

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、熱間圧延された高温鋼板をその上下面から水
冷却する方法の改良に関する。
この種の冷却方法は、技術的に難易度が高く、解決すべ
きテーマが多く、当業界にお、いて各方面から種々の研
究、開発がなされ、又、実用に供されているものもある
即ち、板厚方向、表面〜中心〜裏面で、冷速か一様でな
いため、座屈波、反シ等の変形が起シやすいこと。
板幅が広いため、上面に大量の板上水が溜シ、流出する
ため、上下面及び幅方向の冷却均一性がくずれやすく、
座屈波、反シ等の変形が生じゃすいこと。
圧延鋼板は、温度、サイズ(プレートクラウン等)、形
状、表面性状が均一でなく、冷却のバラツキが生じやす
いこと。
等々の解決すべきテーマが多いものである。
ところで、高温鋼板のオンライン制御冷却において、従
来技術の現状を第1図(a) (b)を参照して説明す
ると、第1図(a)は、板幅方向の冷却水分布をつけず
に、冷却した場合を示しており、これでは室温時の鋼板
形状は図示の通り、耳部が変形するのである。
この冷却歪防止対策として、第1図(b)で示す如く、
板幅方向の冷却水分布を、板端側の方が少ない分布をつ
けることによって、冷却開始温度、即ち、冷却前の鋼板
幅方向温度分布が約800 ’Cがら、冷却停止温度、
即ち、冷却後の銅板幅方向温度分布、約550℃までの
冷却では大きな冷却歪が発生しないものとなる。
ところで、冷却停止温度をよシ低くすると、第2図に示
す如く冷却歪が太きくな9、製品として不良となるばか
りでなく、ホットレベラにかけることができないという
ような操業トラブルとなるのである。
一方、材質側から見ると、第8図で示す如く、機械的性
質と冷却停止温度の関係がある。
即ち、冷却停止温度を下けると、降伏応力(YS)、引
張応力(TS)の向上となるのであシ、また、Oaqの
低下は添加成分の減少にっながシ、溶接性の向上となる
等のメリットが大きいことになる。
即ち、Oe’qを低下させ、かつ、冷却停止温度を低く
することで、機械的性質を満足する材料が製造できるこ
とになる。
なお、第8図の成分表は次の通シである。
斯様に、Oeqを低下させ、かつ、冷却停止温度を低く
することは有効ではあるけれども、前述の如く冷却歪発
生という問題があシ、冷却停止温度を550℃以下に低
下するには限界がある。
即ち、厚板工場を考えた場合、約500’Cで冷却を停
止し、ホットレベラで矯正すれば、平坦度良好な鋼板が
製造できるが、それ以下の停止温度にて冷却を停止した
場合、従来技術にあっては以下の理由で製造が不可能で
ある。
■ たとえば、300℃のときには、ホットレベラ前で
鋼板は変形しておシ、強力な矯正が必要であるとともに
、たとえ、平坦に矯正が可能であっても、鋼板に大きな
不均一温度分布が生じているため、鋼板を室温まで冷却
したとき、形状不良となる。
■ 室温近くまで冷却した場合、鋼板温度分布は均一に
近いが、冷却過程に生じた変形は大きく、かつ、鋼板強
度が高くなるため矯正が十分できず形状不良となる。
第4図、第5図を参照して従来例を今一度説明すると、
第4図において、(A)は幅方向水量分布でアシ、注水
分布はエツジ側の方が水量が少ない分布とされている。
(B)は幅方向温度分布であp、約り00℃→約550
℃→約800℃→100℃→室温で示されておIC、(
0)は鋼板形状を示し、(D)はホットレベラである。
即ち、第4図において、幅方向水量分布体)で、冷却開
始温度約SOO℃から約550℃にて冷却停止温度とす
ることによシ、第4図にて示す如くホットレベラ(D)
にかけ、空冷すれば室温における鋼板形状は正常となる
が、これでは、冷却停止温度が差程低いものでないため
、機械的性質、Oeqの点で十分満足するものといえな
い。
而して、幅方向水量分布(A)のままで約800℃の冷
却開始温度、約550℃での冷却停止温度、約800℃
での冷却停止温度にすれば、ホットレベラにかける前で
変形が生じこれを矯正できたとじても空冷すると変形す
るので4.9、又、ホットレベラでは矯正できないもの
となるのである。
この原因は、鋼板に注水した冷却水の冷却と、冷却後の
水が鋼板上を流れていくときの冷却をめてみると、第5
図の関係が明らかとなシ、又、この結果は、第4図にて
示す如く約500℃以下の冷却では、幅方向の注水分布
をつけていることが逆に幅方向温度分布の不均一を招く
ことになるからである。
ところで、上記現象、知見に鑑み、Oeqを低下し、か
つ、冷却停止温度を低くしても、冷却歪の発生を少なく
するには、高温鋼板を水冷却する過程で、冷却開始温度
と冷却停止温度との範囲を複数の温度域に区分し、各区
分の温度域に対応して鋼板幅方向の冷却水注水パメーン
を変更しつつ冷却することが有利である。
しかしながら、この手段によれば、冷却装置における上
部ヘッダ及び下部ヘッダ、特に、上部ヘッダの構造を各
注水パータンに合致させた所謂−斉注水パターンにする
必要があり、複雑な構造の上部ヘッダを作る必要がある
という不具合があ夛、又、設備長さが長くなるとともに
、冷却装置の所謂バンク上が長大になるという不具合が
ある。
そこで本発明は、熱間圧延された高温鋼板を一方向に通
板し先端側より順に冷却する場合において、冷却ゾーン
を通板方向に複数個に区分し、その冷却ゾーンのうち、
中間に冷却変更ゾーンを設け、該冷却変更ゾーンの前後
において制御することによって、従来の問題点を改良し
つつ、設備長さを短くし、バンク長を短くできながら上
部ヘッダの構造は各バンク毎で共用できるようにしたも
のである。
即ち、今、鋼板を冷却するのに使用する冷却水供給ヘッ
ダ総数をITとすれば、冷却パターン変更開始位置ヘッ
ダナンバN1をNi=[:NTXτ’/rt)によって
めることにより、制御するのである。
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳述すると、第
6図は冷却設備全体の概要が例示されており、熱間圧延
された高温鋼板(1)は矢示方向に通板され、通板方向
に複数個にわたって、本例では8個に区分された入側冷
却ゾーン(2)、中間冷却ゾーン(3)、出側冷却ゾー
ン(4)に区分された冷却装置に先端側よシ後端側に順
に冷却されるようになっている。
各冷却ゾーン(2) (3) (4)は第10図で示す
如く、上部ヘッダ用給水管(5)にそれぞれのゾーンを
入切するバタ弁、三方切換弁等の切換手段(6) (7
) (8)を備え、更に、各ゾーン(2) (3) (
4)の上部ヘッダ(9) QOa力にはスプレーノズル
、ラミナーノズル等のノズル手段(2)03α冶が備え
られ、中間の冷却ゾーン(3)の上部ヘッダα0には別
の切換手段(2)を介してノズル手段α0が設けられて
いる。
又、冷却ゾーン(2) (3) (4)の下部ヘッダ用
給水管αりには各切換手段[181us )を介して上
部ヘッダと対応する下部ヘッダf2Dc221(ハ)が
備えられ、各下部ヘッダ!211@■にはスプレーノズ
ル(241(251(至)が備えられている。
ところで、中間の冷却ゾーン(3)の上部ヘッダ(In
は例えば第8図に示す如く上下2段構造とされ、上段ヘ
アピンノズルは第9図(1)の如く配列され、図中、黒
丸の印で示す如く穴づめ可能とされ、下段ヘアピンノズ
ルは第9図(2)の如く配列され、図中、黒丸の印で示
す如く穴づめ可能とされている。
ここで、上部ヘッダ配列は上下2段構造に限らず、同一
高さに配列してもよい。
即ち、通常、注水パターンの変更は冷却装置の中間で生
じるため、本実施例では入側冷却ゾーン(2)、出側冷
却ゾーン(4)は単一構造のヘッダ構造とされているの
であるのに対し、中間冷却ゾーン(3)のヘッダは第8
図の如く上下2段構造とされているのである。
而して、第7図を参照して冷却開始から終了までのフロ
ーチャートを説明する。
第7図において、(蜀は実績の冷却開始温度TBG丁、
目標冷却停止温度’I’pcTo 、板厚t、板幅、板
長さ等のデータの取込みブロックを示している。
(B)は目標冷却速度(CRTを設定するブロックを示
しておシ、実験、経験的に鋼種、板厚に応じて設定され
る。
(0)は冷却時間τtの計算ブロックでsb、次式1式
% (D)は必要水量密度Wの計算ブロックでちゃ、次式で
められる。
ここで、OR7(’C/ 8 )、w (’/ min
 −m’ )であり、Aおよびnは係数である。
(ト))は必要総水量WTの計算、通板速度■の計算ブ
ロックでアシ、次式でめられる。
W7 = W X l”W X // X ηjw:冷
却ゾーン、ll:冷却ゾーン長さ、η:上部等の注水分
布を考慮した補正値 kT :鋼板トップはみ出し量、JCB :鋼板ボトム
はみ出し量、l:鋼板長さ。
(力は注水パターン変更までの時間τ1を計算するブロ
ックでちゃ、次式においてめられる。
OR丁cht = 0RTo +1 f (Tchl 
)TSCT Tchi ・°・ τi 0□ OR丁Chi (G)は冷却パターン変更開始位置ヘッダNoの決定で
6D、次式によってめられる。
今、鋼板を冷却するのに使用する冷却水供給ヘッダ総数
をNTとすれば、冷却パターン変更開始位置ヘッダナン
バN1は、 Nl、= (N7 Xτ1/τt〕 N1は冷却装置入側からのナンバである。
@)は注水指令ブロック、(1)は前記ブロック(1)
がyes信号を出したとき、上部・下部ヘッダ(9)α
Oα9CI!11 (22) C231側ヘノ切換手段
(6) (7) (8) [181[191f201を
開にする指令を出すブロックであIC,(J)は注水終
了有無の判断ブロック、(埒は上部、下部ヘッダ側から
トレンチ側への切換手段(6) (7) (8) [1
8] C19)舛の閉指令を出すブロックであり、 (
L)は鋼板を冷却装置外へ搬送指令、実績値取込みブロ
ックを示している。
なお、本実施例にあっては、冷却ゾーン(2)にあって
は冷却開始温度約800℃で冷却停止温度約550℃の
冷却パターン(1)で注水されるものでオシ、冷却ゾー
ン(4)にあっては冷却開始温度約550℃で、冷却停
止温度約800℃の冷却パターン(I])で注水される
ものであって、高温鋼板の冷却にあたって、高温鋼板を
水冷却する過程で、冷却開始温度と冷却停止温度との範
囲を複数の温度域に区分し、各区分の温度域に対応して
鋼板幅方向の冷却水注水パターンを変更しつつ冷却する
ものである。
以上、要するに本発明にあっては、熱間圧延された高温
鋼板をその上下面から水冷却する方法において、 前記高温鋼板を一方向に通板し、通板方向先端側よ)順
次通板方向後端側に冷却すべく上下面からの水冷却手段
を有する冷却ゾーンに通すに際して、該冷却ゾーンを通
板方向に関して複数の冷却ゾーンに区分し、区分された
冷却ゾーンのうち中間冷却ゾーンに冷却変更ゾーンが備
えられ、該冷却変更ゾーンの前後において制御冷却する
ことを特徴とする高温鋼板の冷却方法に係るものである
から次の利点がある。
上部ヘッダを各冷却ゾーンにおいて共通化することがで
きるし、冷却設備長さを短くできるばか多でなく、冷却
バンクの長さを短くすることができる。
しかも、冷却開始温度と冷却停止温度との範囲を複数の
温度域に区分し、各区分の温度域に対応して鋼板幅方向
の冷却水注入パターンを変更することによって得られる
と同様に、Oeqを低下させ、機械的性質を向上させる
こともできる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a) (1))は従来技術の現状を説明する図
、第2図は冷却停止温度と鋼板の冷却歪の関係を示す図
、第8図は冷却停止温度が材質におよばず影響を説明す
るための図、第4図は従来例の模式図、第5図は鋼板温
度と二次冷却/直接冷却を示す従来例の説明図、第6図
は本発明の冷却工程を示す全体図、第7図は同じくフロ
ーチャート図、第8図は変更冷却ゾーンのノズルを示す
断面図、N9図は同ノズルの注水パターンを示す説明図
、第10図は冷却水系統を示す全体図である。 (2) (3) (4)・・・冷却ゾーン、(2)(J
3 (14)・・・上部ヘッダノズル、■・・・付加ノ
ズル、□□□(251@・・・下部ヘッダノズル。 特許出願人 株式会社神戸製鋼所 手 続補 正書輸発) 16 事件の表示 昭和58年 特許願第 159892号2、発明の名称 高温鋼板の冷却方決 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 4代理人 6、補正の対象 ・−願二−−−路 ・賜幡書全文 7、 補正の内存 +1+ 明細書の特許請求の範囲は別紙の通り補正する
。 +21 F!Am1i第2頁第9行目から第!0行目の
「サイズ・・・・・・形状、」は、「サイズ、形状(グ
レートクラクン等)、」と補正する。 (3) 同第3頁第厘4行目の「1之、」とrCeqJ
の間に、「従来と同一強度レベルの鋼板に対しては」の
文を挿入する。 (4) 同第3貞第14行目の「低下り添加成分」は、
「低下が可能であり、添加成分」と補正する。 (5) 同%7頁第8行目の「前後において制御」は、
「前後において鋼板幅方同冷却水注水竜分布全制御」と
補正する。 (6) 同第12頁第13行目の「冷却ゾーン、」は、
「冷却ゾーン幅、」と補正する〇 (7) 同第12頁第15行目の[複数の通根方回と直
角をな丁方回(幅方向)における冷却水注水分布の異な
る冷却」と補正する。 (8)同第12頁第15行目の[冷却ゾーン・・・・・
・が備えられ、」は、「冷却ゾーンに幅方向の冷却水注
水分布における冷却S、更ゾーンが備えられ、」と補正
する。 (9) 添付図面中、第3図、第5図、第7図?別紙の
通り補正する。 2特許請求の範囲 特需口aGO−50123(7)1
、熱間圧延された高温鋼板?その上下面から水冷却する
方法において、 前記高温銅板全一方回に通板し、通板方向先端側より順
次通板万回v!!喘画に冷却すべく上下面からの水冷却
手段を有する冷却ゾーンrc通丁に際して、該冷却ゾー
ン?通板方向に関して複し、区分された冷却ゾーンのう
ち中間冷却ゾーンに幅方向の冷却水注水分布における冷
却変更ゾーンが備えられ、該冷却変更ゾーンの前後にお
いて制御冷却すること?特徴とする高温鋼板の冷却方法
。 第3 図 第5r71 SlFL4L(°c) 第 7α1

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、熱間圧延された高温鋼板をその上下面から水冷却す
    る方法において、 前記高温鋼板を一方向に通板し、通板方向先端側より順
    次通板方向後端側に冷却すべく上下面から、の水冷却手
    段を有する冷却ゾーンに通すに際して、該冷却ゾーンを
    通板方向に関して複数の冷却ゾーンに区分し、区分され
    た冷却ゾーンのうち中間冷却ゾーンに冷却変更ゾーンが
    備えられ、該冷却変更ゾーンの前後において制御冷却す
    ることを特徴とする高温鋸板の冷却方法。
JP15989283A 1983-08-30 1983-08-30 高温鋼板の冷却方法 Granted JPS6050123A (ja)

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JP15989283A JPS6050123A (ja) 1983-08-30 1983-08-30 高温鋼板の冷却方法

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JPS6050123A true JPS6050123A (ja) 1985-03-19
JPH0450368B2 JPH0450368B2 (ja) 1992-08-14

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS626715A (ja) * 1985-07-02 1987-01-13 Kawasaki Steel Corp 無冷却材圧延時におけるホツトランテ−ブル冷却方法
JPS62127116A (ja) * 1985-11-27 1987-06-09 Mitsubishi Electric Corp 鋼板冷却装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS626715A (ja) * 1985-07-02 1987-01-13 Kawasaki Steel Corp 無冷却材圧延時におけるホツトランテ−ブル冷却方法
JPS62127116A (ja) * 1985-11-27 1987-06-09 Mitsubishi Electric Corp 鋼板冷却装置

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