TWI516317B - 鋼板製造方法 - Google Patents

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TWI516317B
TWI516317B TW101146089A TW101146089A TWI516317B TW I516317 B TWI516317 B TW I516317B TW 101146089 A TW101146089 A TW 101146089A TW 101146089 A TW101146089 A TW 101146089A TW I516317 B TWI516317 B TW I516317B
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明石透
伊藤健郎
河西大輔
小川茂
栗山進吾
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新日鐵住金股份有限公司
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Description

鋼板製造方法 發明領域
本發明係有關於一種鋼板製造方法。
發明背景
例如,使用於汽車與產業機械等之熱軋鋼板,一般而言,經過粗軋步驟與精軋步驟來製造。圖19係將習知之熱軋鋼板的製造方法概略地顯示的圖。在熱軋鋼板之製造步驟中,首先,將已連續鑄造並調整成預定組成的溶鋼而得之扁胚S,利用粗軋機101來軋延之後,進而用複數軋台102a~102d所構成之精軋機103來熱軋,形成預定厚度之熱軋鋼板H。且,該熱軋鋼板H根據從冷卻裝置111注水之冷卻水來冷卻之後,利用捲繞裝置112來捲繞成線圈(coil)狀。
冷卻裝置111係用以對一般從精軋機103運送之熱軋鋼板H施加所謂的薄層(laminar)冷卻之設備。該冷卻裝置111對於移動於輸出台上之熱軋鋼板H上面,從垂直方向上方透過冷卻噴嘴將冷卻水作為噴流水來噴射,並對於熱軋鋼板H下面,透過管狀薄層將冷卻水作為噴流水來噴射,藉此冷卻熱軋鋼板H。
且,在以往例如專利文獻1揭示有一技術,其係使厚鋼板上下面之表面溫度差減低,藉此防止該鋼板之形狀不良。根據該專利文獻1所揭示之技術,由冷卻裝置冷卻時,根據將鋼板上面與下面之表面溫度用溫度計同時測定而得之表面溫度差,來調整對鋼板上面與下面供給之冷卻水的水量比。
又,例如專利文獻2揭示有一技術,係利用在軋機之出口側所設置之斜度計,來測定鋼板前端之斜度,並根據該測定之斜度將冷卻水流量在寬度方向改變並調整,藉此防止鋼板出現開孔。
進而,例如專利文獻3揭示有一技術,係目的在於解消在熱軋鋼板之板寬方向的波形板厚分布,並使板寬方向之板厚均一化,且揭示有一技術,其係可控制而使熱軋鋼板板寬方向之最高熱傳導率與最低熱傳導率的差介於預定值之範圍。
[先行技術文獻] 專利文獻
[專利文獻1]日本國特開2005-74463號公報
[專利文獻2]日本國特開2005-271052號公報
[專利文獻3]日本國特開2003-48003號公報
發明概要
在此,如圖20所示,使用圖19說明且根據習知之 製造方法所製造的熱軋鋼板H,例如會有在冷卻裝置111之輸出台(以下,有記載為「ROT」的情況。)的運送輥120上在軋延方向(圖20中之箭頭方向)產生波形的情況。此時,熱軋鋼板H上面與下面之冷卻會有不均產生,溫度差異會發生。其結果,在熱軋步驟之後的鋼板冷卻步驟,因上述溫度差異而起會有材質(即,鋼板硬度)之不均產生。進而,在後步驟之冷軋步驟,因上述材質之不均而起會有鋼板之板厚變動發生。上述鋼板之板厚變動超過預定之基準值時,由於會判斷該鋼板在檢查步驟為不良品,因此會有良率的降低變為更加顯著之問題。
然而,上述專利文獻1之冷卻方法並未考慮熱軋鋼板於軋延方向具有波形之情況。即,在專利文獻1中,並未考慮到由於因熱軋鋼板之波的位置而表面高度有所不同,因此溫度之標準偏差於軋延方向會有不同之情況。因此,在專利文獻1之冷卻方法,並未考慮到針對因形成於熱軋鋼板之波形而起,在熱軋鋼板冷卻時材質之不均會發生的情況。
又,在專利文獻2之冷卻方法,測定鋼板之寬度方向的斜度,來調整該斜度較高部分的冷卻水流量。然而,即使在專利文獻2,亦並未考慮到熱軋鋼板於軋延方向具有波形之情況,如上所述,並未考慮到針對因形成於熱軋鋼板之波形而起在熱軋鋼板冷卻時材質之不均會發生之情況。
又,由於專利文獻3之冷卻係精軋機軋輥孔徑之 前的熱軋鋼板冷卻,因此無法適用於已完成精軋且變成預定厚度之熱軋鋼板。進而,即使在專利文獻3,亦並未考慮到熱軋鋼板之軋延方向形成有波形的情況,如上所述,並未考慮到針對因形成於熱軋鋼板之波形而起,在熱軋鋼板冷卻時材質之不均會發生的情況。
本發明係有鑑於上述之問題點而成者,目的在於提供一種鋼板製造方法,其係可將至少經過熱軋步驟及冷卻步驟所製造之鋼板的良率提升實現者。
本發明為了達成解決上述課題之目的,採用以下手段。即,
(1)本發明之一態樣的鋼板製造方法係具有:熱軋步驟,係藉由用精軋機來熱軋鋼材,而獲得在軋延方向週期性地形成有波高變動之邊緣波狀熱軋鋼板;冷卻步驟,係在設於其送板路徑上之冷卻區間來冷卻前述熱軋鋼板;且,前述熱軋步驟係包含有:目標斜度設定步驟,係根據顯示前述熱軋鋼板之前述邊緣波狀的斜度與前述熱軋鋼板之冷卻中或冷卻後的溫度標準偏差Y的相關關係之第1相關資料,來設定前述邊緣波狀之目標斜度者,而該第1相關資料係預先實驗所求得者;形狀控制步驟,係控制前述精軋機之運轉參數而使前述邊緣波狀之斜度與前述目標斜度一致。
(2)在上述(1)所記載之鋼板製造方法中,在前述目標斜度設定步驟,將前述目標斜度設定為超過0%並在1% 以內。
(3)在上述(1)或(2)所記載之鋼板製造方法中,前述冷卻步驟可具有:目標比率設定步驟,係根據顯示前述熱軋鋼板上下面之熱傳導係數比率即上下熱傳導係數比率X與前述熱軋鋼板之冷卻中或冷卻後之前述溫度標準偏差Y之相關關係的第2相關資料,將使前述溫度準偏差Y變成最小值Ymin的上下熱傳導係數比率X1作為目標比率Xt來設定,而該第2相關資料係在預先實驗使前述熱軋鋼板之斜度與送板速度為一定值的條件下所求得者;冷卻控制步驟,係控制前述冷卻區間之前述熱軋鋼板之上面冷卻除熱量與下面冷卻除熱量之至少一方而使前述冷卻區間之前述熱軋鋼板之上下熱傳導係數比率X與前述目標比率Xt一致。
(4)在上述(3)所記載之鋼板製造方法中,可在前述目標比率設定步驟,根據前述第2相關資料,將使前述溫度標準偏差Y介於從最小值Ymin到最小值Ymin+10℃以內之範圍的上下熱傳導係數比率X作為前述目標比率Xt來設定。
(5)在上述(3)所記載之鋼板製造方法中,前述第2相關資料可針對前述斜度與前述送板速度值不同之複數條件的各個條件來準備,又,在前述目標比率設定步驟,前述複數之第2相關資料當中,根據對應前述斜度與前述送板速度之實測值的第2相關資料,來設定前述目標比率Xt。
(6)在上述(3)所記載之鋼板製造方法中,前述第2相關資料可為將前述上下熱傳導係數比率X與前述溫度標 準偏差Y之相關關係用迴歸方程式來顯示之資料。
(7)在上述(6)所記載之鋼板製造方法中,前述迴歸方程式可為利用線性迴歸而導出者。
(8)在上述(3)所記載之鋼板製造方法中,前述第2相關資料可為將前述上下熱傳導係數比率X與前述溫度標準偏差Y之相關關係用表格來顯示之資料。
(9)在上述(3)所記載之鋼板製造方法中,可更具有:溫度測定步驟,係將前述冷卻區間下游測之前述熱軋鋼板之溫度用時序測定;溫度平均值算出步驟,係根據前述溫度之測定結果將前述溫度之時序平均值算出;冷卻除熱量調整步驟,係將前述冷卻區間之前述熱軋鋼板之前述上面冷卻除熱量與前述下面冷卻除熱量之合計值加以調整而使前述溫度之時序平均值與預定目標溫度一致。
(10)在上述(3)所記載之鋼板製造方法中,其可更具有:溫度測定步驟,係將前述冷卻區間下游測之前述熱軋鋼板之溫度用時序測定;變動速度測定步驟,係在與前述冷卻區間下游測之前述熱軋鋼板之溫度測定處相同處,將前述熱軋鋼板之垂直方向之變動速度用時序測定;控制方向步驟,其係將前述熱軋鋼板垂直方向之朝上方向當作正時,在前述變動速度為正之區域,相對於前述熱軋鋼板之波形1週期以上範圍之平均溫度,前述熱軋鋼板之溫度較低時,將前述上面冷卻除熱量減少之方向與前述下面冷卻除熱量增加之方向的至少一方決定為控制方向,相對於前述平均溫度,前述熱軋鋼板之溫度較高時,則將前述上面 冷卻除熱量增加之方向與前述下面冷卻除熱量減少之方向的至少一方決定為前述控制方向,在前述變動速度為負之區域,相對於前述平均溫度,前述熱軋鋼板之溫度較低時,將前述上面冷卻除熱量增加之方向與前述下面冷卻除熱量減少之方向的至少一方決定為前述控制方向,相對於前述平均溫度,前述熱軋鋼板之溫度較高時,則將前述上面冷卻除熱量減少之方向與前述下面冷卻除熱量增加之方向的至少一方決定為控制方向;冷卻除熱量調整步驟,係根據在前述控制方向決定步驟所決定之前述控制方向,來調整前述冷卻區間之前述熱軋鋼板之前述上面冷卻除熱量與前述下面冷卻除熱量之至少一方。
(11)在上述(10)所記載之鋼板製造方法中,前述冷卻區間可沿著熱軋鋼板之送板方向來分割成複數分割冷卻區間,在前述溫度測定步驟與前述變動速度測定步驟,在前述分割冷卻區間之邊界的各個邊界,時序地測定前述熱軋鋼板之溫度與變動速度,在前述控制方向決定步驟,根據前述分割冷卻區間邊界之各個邊界之前述熱軋鋼板溫度與變動速度的測定結果,針對前述分割冷卻區間之各個區間來決定前述熱軋鋼板上下面冷卻除熱量的增減方向,在前述冷卻除熱量調整步驟,為了根據針對前述分割冷卻區間之各個區間所決定之前述控制方向,在前述分割冷卻區間之各個區間調整前述熱軋鋼板之前述上面冷卻除熱量與前述下面冷卻除熱量之至少一方,而進行回饋控制或是前饋控制。
(12)在上述(11)所記載之鋼板製造方法中,其可更具有:測定步驟,係在前述分割冷卻區間邊界之各個邊界將前述熱軋鋼板之前述斜度或是前述送板速度加以測定;冷卻除熱量補正步驟,係根據前述斜度或是前述送板速度之測定結果,將在前述分割冷卻區間之各個區間的前述熱軋鋼板之前述上面冷卻除熱量與前述下面冷卻除熱量之至少一方加以補正。
(13)在上述(3)所記載之鋼板製造方法中,其可更具有後冷卻步驟,係在前述冷卻區間下游測,將前述熱軋鋼板更加冷卻而使前述熱軋鋼板之溫度標準偏差可介於容許之範圍。
(14)在上述(3)所記載之鋼板製造方法中,前述冷卻區間之前述熱軋鋼板之送板速度可設定在從550m/min以上到機械性極限速度以下之範圍。
(15)在上述(14)所記載之鋼板製造方法中,前述熱軋鋼板之拉伸強度可在800MPa以上。
(16)在上述(14)所記載之鋼板製造方法中,前述精軋機可由複數軋台來構成,且該鋼板製造方法更具有輔助冷卻步驟,係可在前述複數軋台之間進行前述熱軋鋼板之輔助冷卻。
(17)在上述(3)所記載之鋼板製造方法中,在前述冷卻區間可設有:上側冷卻裝置,係具有對前述熱軋鋼板之上面噴射冷卻水之複數集管;與下側冷卻裝置,係具有對前述熱軋鋼板之下面噴射冷卻水之複數集管;且前述上 面冷卻除熱量與前述下面冷卻除熱量係利用開關控制前述集管來調整。
(18)在上述(3)所記載之鋼板製造方法中,在前述冷卻區間可設有:上側冷卻裝置,係具有對前述熱軋鋼板之上面噴射冷卻水之複數集管;與下側冷卻裝置,係具有對前述熱軋鋼板之下面噴射冷卻水之複數集管;且前述上面冷卻除熱量與前述下面冷卻除熱量係藉由控制前述各集管之水量密度、壓力及水溫之至少一個來調整。
(19)在上述(3)所記載之鋼板製造方法中,在前述冷卻區間之冷卻可在前述熱軋鋼板之溫度為600℃以上之範圍來進行。
本申請發明者在將積極調查形成於從熱軋步驟所得之熱軋鋼板的波形、與該熱軋鋼板冷卻中或冷卻後之溫度標準偏差的關係之後,便找出了當控制熱軋鋼板之波形成邊緣波狀時,根據該邊緣波狀之斜度可將熱軋鋼板之溫度標準偏差控制成任意值的情況。
亦即是,根據本發明,在熱軋步驟,根據顯示將熱軋鋼板邊緣波狀之斜度與熱軋鋼板之冷卻中或冷卻後之溫度標準偏差Y的相關關係之第1相關資料,設定邊緣波狀之目標斜度,控制精軋機而使形成於熱軋鋼板之邊緣波狀的斜度與上述目標斜度一致,藉此便可將冷卻後之熱軋鋼板的溫度標準偏差抑制變小(將熱軋鋼板均一地冷卻),而該第1相關資料係預先實驗所求得者。
其結果,由於可抑制在冷卻後之熱軋鋼板有材質不均發生,因此最後可抑制經過後步驟即冷軋步驟而得之鋼板的板厚變動且實現良率的提升。
1‧‧‧熱軋設備
11‧‧‧加熱爐
12‧‧‧粗軋機
12a‧‧‧作業輥
12b‧‧‧4重軋機
13‧‧‧精軋機
13a‧‧‧精軋輥
14‧‧‧冷卻裝置
14a‧‧‧上側冷卻裝置
14b‧‧‧下側冷卻裝置
15‧‧‧捲繞裝置
16‧‧‧寬度方向軋機
31‧‧‧冷卻口
32‧‧‧運送輥
40‧‧‧溫度計
41‧‧‧形狀計
101‧‧‧粗軋機
102a~102d‧‧‧軋台
103‧‧‧精軋機
111‧‧‧冷卻裝置
112‧‧‧捲繞裝置
120‧‧‧運送輥
Br‧‧‧粗桿
H‧‧‧熱軋鋼板
S‧‧‧扁胚
H‧‧‧熱軋鋼板
Z1、Z2‧‧‧分割冷卻區間
[圖1]係顯示用以實現本發明一實施形態之鋼板製造方法之熱軋設備1的說明圖。
[圖2]係顯示設於熱軋設備1之冷卻裝置14構成概略的說明圖。
[圖3]係顯示熱軋鋼板H之最下點與運送輥32接觸之樣子的說明圖。
[圖4]係顯示在熱軋鋼板H形成斜度1%之中央波狀時與斜度1%之邊緣波狀時之熱軋鋼板H各處之溫度變動的圖表。
[圖5]係顯示在熱軋鋼板H形成斜度1%之中央波狀時與形成斜度1%之邊緣波狀時,針對個別情況之後步驟即冷軋步驟之冷軋樣板變動(板厚變動)的圖表。
[圖6]係顯示在使熱軋鋼板H之斜度與送板速度為一定值之條件下所求得之上下熱傳導係數比率X與溫度標準偏差Y之相關關係的圖表。
[圖7]係顯示從圖6所示之相關關係搜尋溫度標準偏差Y之最小點(最小值Ymin)之方法的說明圖。
[圖8]係顯示在平常作業代表性條料ROT內冷卻之熱軋鋼板H之溫度變動與斜度之關係的圖表,上側圖表係顯示距線圈前端之距離或者是對於定點經過時間之溫度變動,下 側圖表係顯示距線圈前端之距離或是對於定點經過時間之斜度。
[圖9]係顯示在平常作業代表性條料ROT內冷卻之熱軋鋼板H之溫度變動與斜度之關係的圖表。
[圖10]係顯示在熱軋鋼板H之變動速度為正的區域,相對於熱軋鋼板H之平均溫度,熱軋鋼板H之溫度變低,在變動速度為負的區域,熱軋鋼板H之溫度變高時,則使上面冷卻除熱量減少,並使下面冷卻除熱量増加時之熱軋鋼板H的溫度變動與斜度之關係的圖表。而,所謂的熱軋鋼板H之波形斜度係指將波形之振幅用1周期分量之軋延方向長度來除之值。
[圖11]係顯示在熱軋鋼板H之變動速度為正的區域,相對於熱軋鋼板H之平均溫度,熱軋鋼板H之溫度變低,在變動速度為負的區域,熱軋鋼板H之溫度變高時,則使上面冷卻除熱量增加,並使下面冷卻除熱量減少時之熱軋鋼板H的溫度變動與斜度之關係的圖表。
[圖12]係顯示在使上下熱傳導係數比率X與送板速度為一定值之條件下所求得之熱軋鋼板H斜度與溫度標準偏差Y之相關關係的圖表。
[圖13]係顯示針對各個斜度值不同之複數條件(但,送板速度為一定)而求得之上下熱傳導係數比率X與溫度標準偏差Y之相關關係的圖表。
[圖14]係顯示在使上下熱傳導係數比率X與斜度為一定值之條件下而求得之熱軋鋼板H之送板速度與溫度標準 偏差Y之相關關係的圖表。
[圖15]係顯示針對各個送板速度值不同之複數條件(但,斜度為一定)而求得之上下熱傳導係數比率X與溫度標準偏差Y之相關關係的圖表。
[圖16]係顯示熱軋設備1之冷卻裝置14周邊細節的說明圖。
[圖17]係顯示冷卻裝置14之變形例的說明圖。
[圖18]係顯示在熱軋鋼板H之板寬方向形成溫度標準偏差之樣子的說明圖。
[圖19]係顯示習知之熱軋鋼板H之製造方法的說明圖。
[圖20]係顯示習知之熱軋鋼板H之冷卻方法的說明圖。
用以實施發明之形態
以下,作為本發明之一實施形態,例如針對使用於汽車與產業機械等之鋼板的鋼板製造方法,參照圖式並詳細地說明。
圖1係將用以實現本實施形態之鋼板製造方法之熱軋設備1之例加以概略地顯示。該熱軋設備1為一設備,其目的在於藉由用輥將已加熱之扁胚S來上下包夾並連續地軋延,來製造具有最小1.2mm之板厚的鋼板(後述之熱軋鋼板H),並將該鋼板捲繞。
該熱軋設備1係具有:用以將扁胚S加熱之加熱爐11、將在該加熱爐11加熱之扁胚S於寬度方向軋延之寬度方向軋機16、將於該寬度方向軋延之扁胚S從上下方向軋延且使 其成為粗桿Br的粗軋機12、藉由將粗桿Br連續地熱精軋而形成具有預定板厚的鋼板(以下稱為熱軋鋼板)H的精軋機13、將從該精軋機13運送之熱軋鋼板H利用冷卻水來冷卻之冷卻裝置14、將利用冷卻裝置14來冷卻之熱軋鋼板H加以捲繞成線圈狀的捲繞裝置15。
加熱爐11相對於透過裝入口從外部搬入之扁胚S,設置有將火炎吹出藉此加熱扁胚S的側邊燃燒器、軸流燃燒器、頂部燃燒器。搬入至加熱爐11之扁胚S在各區形成之各加熱帶依序加熱,進而在最終區形成之均熱帶,利用頂部燃燒器來將加胚S均等加熱,藉此進行用以可用最適溫度運送之保熱處理。當加熱爐11之加熱處理全部結束時,將扁胚S朝加熱爐11外運送,並朝粗軋機12之軋延步驟來移動進行。
粗軋機12針對已運送來之扁胚S,使其通過橫跨複數軋台而配設之圓柱狀回轉輥的間隙。例如,該粗軋機12在第1軋台只利用配設於上下之作業輥12a將扁胚S加以熱軋且形成粗桿Br。接著,將通過該第1軋台之粗桿Br利用作業輥與備用輥來構成之複數4重軋機12b,進而連續地軋延。其結果,在該粗軋步驟結束時,粗桿Br會被軋延到厚度30~60mm左右為止,並朝精軋機13運送。
精軋機13將已從粗軋機12運送來之粗桿Br熱精軋到其厚度變成數mm左右為止。這些精軋機13使粗桿Br通過橫跨6~7軋台排列成上下一直線之精軋輥13a的間隙,並將此慢慢地壓下,藉此形成具有預定板厚之熱軋鋼板H。 利用該精軋機13而形成之熱軋鋼板H利用後述之運送輥32朝冷卻裝置14運送。而,利用該精軋機13在熱軋鋼板H之軋延方向形成邊緣波狀。
冷卻裝置14係用以對於從精軋機13運送之熱軋鋼板H施加薄層或噴霧之冷卻的設備。如圖2所示,該冷卻裝置14,具有:對於移動於輸出台之運送輥32上的熱軋鋼板H上面從上側冷卻口31噴射冷卻水之上側冷卻裝置14a、對於熱軋鋼板H下面從下側冷卻口31噴射冷卻水之下側冷卻裝置14b。冷卻口31係針對上側冷卻裝置14a與下側冷卻裝置14b之各個裝置設置有複數個。
又,冷卻口31連接有冷卻集管(省略圖示)。根據該冷卻口31之個數,來決定上側冷卻裝置14a與下側冷卻裝置14b之冷卻能力。而,該冷卻裝置14可用上下斜桿薄層、管狀薄層、噴霧冷卻等之至少一個來構成。又,利用該冷卻裝置14冷卻熱軋鋼板H之區間相當於本發明之冷卻區間。
如圖1所示,捲繞裝置15,將從冷卻裝置14運送之冷卻後的熱軋鋼板H用預定捲繞溫度來捲繞。利用捲繞裝置15捲繞成線圈狀之熱軋鋼板H會運送至不圖示之冷軋設備來冷軋,調整製造成可滿足最終商品規格之鋼板。
在如以上所構成之熱軋設備1之冷卻裝置14中,在進行軋延方向形成有表面高度(波高)變動之波形之熱軋鋼板H的冷卻時,如上所述,藉由將從上側冷卻裝置14a噴射之冷卻水、與從下側冷卻裝置14b噴射之冷卻水的水量密度、壓力、水溫等適當地調整,進行熱軋鋼板H之均一冷卻。 然而,特別是送板速度較慢時,熱軋鋼板H與運送輥32局部地接觸之時間會變長,則由於與熱軋鋼板H之運送輥32之接觸部分因接觸除熱而容易冷卻,因此會變成冷卻不均勻。
如圖3所示,熱軋鋼板H具有波形時,該熱軋鋼板H在波形底部與運送輥32會有局部地接觸的情況。如上所述,在熱軋鋼板H,與運送輥32局部地接觸之部分因接觸除熱會比其他部分更容易冷卻。故,熱軋鋼板H會不均勻地冷卻。
另一方面,如上所述,在熱軋設備1,因熱軋鋼板H形成波形而起,熱軋鋼板H之冷卻無法均勻地進行時,冷卻後之熱軋鋼板H的材質(硬度等)會有不均產生。其結果,當利用冷軋設備將熱軋鋼板H冷軋時,作為最終商品而得之鋼板(商品鋼板)會有板厚變動發生。由於該商品鋼板之板厚變動會成為良率降低之主要原因,因此需要抑制到在檢查步驟不會被判斷成不良品的程度為止。因此,本申請之發明者們,為了調查形成於熱軋鋼板H之波形與後步驟(冷軋步驟)之板厚變動的關係,進行了以下所說明之驗證。
圖4係顯示在熱軋鋼板H形成斜度1%之中央波狀時與形成斜度1%之邊緣波狀時,在熱軋鋼板H各處之溫度變動的圖表。又,圖5係顯示針對在熱軋鋼板H形成斜度1%之中央波狀時與形成斜度1%之邊緣波狀時個別情況之冷軋步驟的冷軋樣板變動(板厚變動)的圖表。而,所謂的WS(作業側)、DS(驅動側)係指熱軋鋼板H其中一方的寬度方向端部(WS)與另一方之寬度方向端部(DS)。
如圖4與圖5所示,得知使在熱軋設備1冷卻時之 熱軋鋼板H之波形為邊緣波狀的情況會比為中央波狀的情況,更可抑制板寬中心(C)與寬度平均之溫度變動,且抑制在冷軋步驟之板厚變動(如圖5所示,比中央波狀相比,邊緣波狀可獲得約30%之板厚變動的抑制效果)。
這是因為中央波狀在鋼板中心部成為對稱之形狀,在寬度方向成為相同變位,故,在送板方向(軋延方向)容易產生不均勻之冷卻偏差,但邊緣波狀會成為反對稱形狀,而該反對稱形狀係其中一方之邊緣波(例如WS之波形)之影響會對另一方之邊緣波(例如DS之波形)產生影響者。
即,熱軋鋼板H之波形為邊緣波狀時,由於熱軋鋼板H之DS的波形相對於WS之波形,偏差180度位相,因此與該位相偏差的波形對應之冷卻偏差會個別產生,當取得板寬方向之溫度平均時,則送板方向之溫度標準偏差會變小。
因此,熱軋鋼板H之波形為邊緣波狀時,在熱軋設備1進行對在冷軋步驟之板厚變動無影響程度的實質且均勻的冷卻,便可提升最終所得之商品鋼板的良率。
進而,本申請之發明者在調查了形成於熱軋鋼板H之邊緣波狀的斜度、與冷卻後之熱軋鋼板H軋延方向之溫度標準偏差Y的相關關係後,如圖12所示,可獲得斜度與溫度標準偏差Y大略為比例關係之調查結果。而,圖12係顯示在使送板速度與後述上下熱傳導係數比率X為一定值之條件下所求得之斜度與溫度標準偏差Y之相關關係的資料。
如圖4、圖5與圖12所示之調查結果,示意了當將熱軋鋼板H之波形控制為邊緣波狀時,可根據邊緣波狀之斜 度將冷卻後之熱軋鋼板H的溫度標準偏差Y控制成任意之值。
亦即是,根據圖12所示之斜度與溫度標準偏差Y之相關關係,求取可將實際作業時所要求之溫度標準偏差Y(將在冷軋步驟之板厚變動抑制在容許程度內之溫度標準偏差Y)實現之斜度,並將該斜度作為目標斜度來設定,且控制精軋機13之運轉參數而使形成於熱軋鋼板H之邊緣波狀的斜度與上述目標斜度一致,藉此可實現本發明之目的,即最終所得之商品鋼板良率的提升。
以下根據上述意見,針對本實施形態之鋼板製造方法來說明。本實施形態之鋼板製造方法係具有:熱軋步驟,係藉由將鋼材(粗桿Br)用精軋機13來熱軋,獲得在軋延方向周期性地形成有波形高度變動之邊緣波狀的熱軋鋼板H;冷卻步驟,係將從熱軋步驟獲得之熱軋鋼板H在設於該送板路徑上之冷卻區間(亦即為冷卻裝置14)來冷卻。
在此,熱軋步驟係包含有:目標斜度設定步驟,係根據顯示熱軋鋼板H之斜度與冷卻後(冷卻中亦可)之熱軋鋼板H溫度標準偏差Y的相關關係(參照圖12)的第1相關資料,將邊緣波狀之目標斜度設定,而該第1相關資料係預先實驗所求得者;形狀控制步驟,係控制精軋機13之運轉參數而使邊緣波狀之斜度與上述目標斜度一致。
在目標斜度設定步驟,根據上述第1相關資料,求得可實現實際作業時所要求之溫度標準偏差Y(將在冷軋步驟之板厚變動抑制在容許程度內的溫度標準偏差Y)的斜 度,並將該斜度作為目標斜度來設定。例如,當參照圖12時,實際作業時所要求之溫度標準偏差Y為10℃時,則目標斜度設定成0.5%。
在形狀控制步驟,控制精軋機13之運轉參數而使形成於熱軋鋼板H之邊緣波狀的斜度與目標斜度(例如0.5%)一致。精軋機13之運轉參數可舉例有送板速度、加熱溫度、押壓力等。因此,藉由調整這些運轉參數值,便可使形成於熱軋鋼板H之邊緣波狀的斜度與目標斜度一致。
具體而言,在精軋機13之出口側設置一測定與熱軋鋼板H表面(上面)的距離之距離計,根據從該距離計獲得之距離測定結果,可將熱軋鋼板H之耳形狀的斜度即時算出。且,宜將精軋機13之運轉參數回饋控制而使該斜度之算出結果與目標斜度一致。斜度之算出與回饋控制可使用具有一般性微電腦等之控制器。
而,如從圖4與圖5所示之調查結果所得知,在上述目標斜度設定步驟宜將目標斜度設定成超過0%且在1%以內。藉此,冷卻後之熱軋鋼板H之溫度標準偏差Y可抑制至約18℃以下(參照圖12),可大幅抑制在冷軋步驟之製品鋼板的板厚變動。
進而,要將熱軋鋼板H之溫度標準偏差Y盡可能抑制,則在上述目標斜度設定步驟,更宜將目標斜度設定成超過0%且在0.5%以內。藉此,可將熱軋鋼板H之溫度標準偏差Y抑制在約10℃以下(參照圖12)。
如上所述,根據本實施形態之鋼板製造方法,至少經 過熱軋步驟與冷卻步驟,而可實現製造之鋼板良率的提升。
進而,為了使冷卻後之熱軋鋼板H之溫度標準偏差Y更加減低,在上述本實施形態之冷卻步驟,宜包含有:目標比率設定步驟、冷卻控制步驟之2個步驟。
詳細於後所述,在目標比率設定步驟,根據顯示熱軋鋼板H上下面之熱傳導係數比率之上下熱傳導係數比率X與冷卻中或冷卻後之熱軋鋼板H的溫度標準偏差Y相關關係之第2相關資料,將溫度標準偏差Y成為最小值Ymin之上下熱傳導係數比率X1作為目標比率Xt來設定,而該第2相關資料係在預先實驗使熱軋鋼板H之斜度與送板速度為一定值的條件下所求得者。
又,在冷卻控制步驟,控制冷卻區間之熱軋鋼板H上面冷卻除熱量與下面冷卻除熱量之至少一方而使冷卻區間(因冷卻裝置14冷卻熱軋鋼板H之區間)之熱軋鋼板H上下熱傳導係數比率X可與上述目標比率Xt一致。
上述目標比率設定步驟所使用之第2相關資料係在實際作業前(實際製造熱軋鋼板H前),已利用熱軋設備1預先實驗所求得者。以下針對目標比率設定步驟所使用之第2相關資料的求取方法來詳細地說明。
首先,用冷卻裝置14冷卻熱軋鋼板H前,預先將冷卻裝置14上側冷卻裝置14a之冷卻能力(上側冷卻能力)與下側冷卻裝置14b之冷卻能力(下側冷卻能力)個別地調整。這些上側冷卻能力與下側冷卻能力個別地將因上側冷卻裝置14a而冷卻之熱軋鋼板H上面的熱傳導係數與因下側冷卻裝置14b 而冷卻之熱軋鋼板H下面的熱傳導係數加以使用來調整。
在此,針對熱軋鋼板H上面與下面之熱傳導係數的算出方法來說明。熱傳導係數係用被熱傳導體與熱媒之溫度差除算來自單位面積之相當於單位時間的冷卻除熱量(熱能)之值(熱傳導係數=冷卻除熱量/溫度差)。在此之溫度差係根據冷卻裝置14入口側之溫度計所測定之熱軋鋼板H溫度與冷卻裝置14所使用之冷卻水溫度之差。
又,冷卻除熱量係將熱軋鋼板H之溫度差與比熱與質量個別相乘之值(冷卻除熱量=溫度差×比熱×質量)。即,冷卻除熱量為冷卻裝置14之熱軋鋼板H的冷卻除熱量,其係將根據冷卻裝置14入口側之溫度計與出口側之溫度計所個別測定之熱軋鋼板H之溫度差、與熱軋鋼板H之比熱、及冷卻裝置14所冷卻之熱軋鋼板H之質量個別相乘的值。
如上所述,算出之熱軋鋼板H的熱傳導係數係分成熱軋鋼板H上面與下面之熱傳導係數。該等上面與下面之熱傳導係數係如下所述使用預先求得之比率來算出。
即,測定只用上側冷卻裝置14a來冷卻熱軋鋼板H時之熱軋鋼板H的熱傳導係數、與只用下側冷卻裝置14b來冷卻熱軋鋼板H時之熱軋鋼板H的熱傳導係數。
此時,將來自上側冷卻裝置14a之冷卻水量與來自下側冷卻裝置14b之冷卻水量設為相同。測定之使用上側冷卻裝置14a時之熱傳導係數與使用下側冷卻裝置14b時之熱傳導係數的比率的倒數,會變成將後述上下熱傳導係數比率X設為“1”時之上側冷卻裝置14a之冷卻水量與下側冷卻裝置 14b之冷卻水量的上下比率。
且,將如此一來所得之冷卻水量的上下比率,乘上與冷卻熱軋鋼板H時之上側冷卻裝置14a的冷卻水量或是下側冷卻裝置14b的冷卻水量,來算出上述熱軋鋼板H上面與下面之熱傳導係數的比率(上下熱傳導係數比率X)。
又,在上述使用了只用上側冷卻裝置14a與只用下側冷卻裝置14b所冷卻之熱軋鋼板H的熱傳導係數,但亦可使用以上側冷卻裝置14a與下側冷卻裝置14b兩方所冷卻之熱軋鋼板H的熱傳導係數。即,亦可將變更上側冷卻裝置14a與下側冷卻裝置14b之冷卻水量時之熱軋鋼板H的熱傳導係數加以測定,並使用該熱傳導係數之比率,來算出熱軋鋼板H上面與下面之熱傳導係數的比率。
如上所述,算出熱軋鋼板H之熱傳導係數,並根據熱軋鋼板H上面與下面之熱傳導係數的上述比率(上下熱傳導係數比率X),可算出熱軋鋼板H上面與下面之熱傳導係數。
且,使用該熱軋鋼板H之上下熱傳導係數比率X,根據圖6,將上側冷卻裝置14a與下側冷卻裝置14b之冷卻能力個別地加以調整。圖6之横軸係表示熱軋鋼板H上面之平均熱傳導係數與下面之平均熱傳導係數的比(即,與上下熱傳導係數比率X同義),縱軸係表示熱軋鋼板H軋延方向之最大溫度與最小溫度之溫度的標準偏差(溫度標準偏差Y)。
又,圖6係顯示上下熱傳導係數比率X與溫度標準偏差Y之相關關係的資料(第2相關資料),而該資料係在使熱軋 鋼板H波形之斜度與熱軋鋼板H之送板速度為一定值的條件下,藉由調整上側冷卻裝置14a與下側冷卻裝置14b之冷卻能力,使熱軋鋼板H之上下熱傳導係數比率X變動,並實測冷卻後之熱軋鋼板H的溫度標準偏差Y而獲得者。
當參照圖6時,就可得知溫度標準偏差Y與上下熱傳導係數比率X之相關關係在上下熱傳導係數比率X為“1”時會變成溫度標準偏差Y為最小值Ymin的V字狀關係。
而,所謂的熱軋鋼板H波形之斜度係意指用1周期分量之軋延方向長度來除波形之振幅的值。圖6係顯示在使熱軋鋼板H之斜度為2%並使送板速度為600m/min(10m/sec)之條件下而獲得之上下熱傳導係數比率X與溫度標準偏差Y的相關關係。溫度標準偏差Y可在熱軋鋼板H之冷卻中來測定,亦可在冷卻後來測定。又,在圖6中,熱軋鋼板H之目標冷卻溫度為600℃以上之溫度,例如800℃。
在目標比率設定步驟,如上所述,根據預先實驗所求得之第2相關資料,將變成溫度標準偏差Y為最小值Ymin之上下熱傳導係數比率X1作為目標比率Xt來設定。該第2相關資料可作為用表格(表形式)顯示上下熱傳導係數比率X與溫度標準偏差Y之相關關係之資料(表格資料)來準備,或者是,亦可作為用數學式(例如迴歸方程式)顯示上下熱傳導係數比率X與溫度標準偏差Y之相關關係之資料來準備。
例如,在準備作為用迴歸方程式顯示上下熱傳導係數比率X與溫度標準偏差Y之相關關係之資料的第2相關 資料時,由於圖6所示之V字線包夾谷底部且在兩側描繪成大約為直線狀,因此可藉由直線迴歸該線來導出迴歸方程式。如為線形分布,用實驗材來確認之次數、或用以計算預測之校正次數便會較少就可結束。
因此,例如使用一般廣為人知之搜尋演算法:2分法、黄金分割法、隨機搜索等之各種方法,來搜尋溫度標準偏差Y之最小值Ymin。如此一來,根據圖6所示之第2相關資料,導出變成熱軋鋼板H之溫度標準偏差Y為最小值Ymin的上下熱傳導係數比率X1。又,在此,可在平均熱傳導係數之上下包夾相等點的兩側個別求出對於上下熱傳導係數比率X之熱軋鋼板H軋延方向的溫度標準偏差Y的迴歸方程式。
在此,使用上述2分法,針對搜尋熱軋鋼板H之溫度標準偏差Y最小值Ymin的方法來說明。
圖7係顯示可獲得包夾溫度標準偏差Y最小值Ymin且彼此不同之迴歸線的標準情況。如該圖7所示,首先,將實測之a點、b點、及a點與b點正中央之c點的溫度標準偏差Ya、Yb、Yc個別抽出。而,所謂的a點與b點正中央意指顯示具有a點之上下熱傳導係數比率Xa與b點之上下熱傳導係數比率Xb之間值的c點,在以下亦為相同。且,判斷溫度標準偏差Yc比較靠近Ya或是Yb哪一方的值。在本實施形態中,Yc比較靠近Ya。
接著,抽出a點與c點正中央之d點的溫度標準偏差Yd。且,判斷溫度標準偏差Yd比較靠近Ya或是Yc哪一方的值。 在本實施形態中,Yd比較靠近Yc。
接著,抽出c點與d點正中央之e點的溫度標準偏差Ye。且,判斷溫度標準偏差Ye比較靠近Yc或是Yd哪一方的值。在本實施形態中,Ye比較靠近Yd。
重複進行上述演算,特定熱軋鋼板H之溫度標準偏差Y的最小點f(最小值Ymin)。而,為了特定實用之最小點f,可進行上述演算例如5次左右。又,可將搜尋對象之上下熱傳導係數比率X範圍加以10分割,在個別之範圍進行上述演算來特定最小點f。
又,可使用所謂的牛頓法來校正上下熱傳導係數比率X。此時,使用上述迴歸方程式,求取對於實際溫度標準偏差Y值之上下熱傳導係數比率X、與變成溫度標準偏差Y為零的上下熱傳導係數比率X之差分,並可使用該差分,將冷卻熱軋鋼板H時之上下熱傳導係數比率X修正。
如上所述,導出變成熱軋鋼板H之溫度標準偏差Y為最小值Ymin的上下熱傳導係數比率X1(圖7中之Xf)。又,針對成為V字狀之溫度標準偏差Y與上下熱傳導係數比率X之關係,分成其兩側,可容易地用最小平方法等個別求取迴歸函數。
進而,不論形成於熱軋鋼板H之波形為邊緣波狀或者是中央波狀的任一情況,如上所述,都可利用溫度標準偏差Y與上下熱傳導係數比率X之關係成為V字狀的情況,便可導出變成熱軋鋼板H之溫度標準偏差Y為最小值Ymin的上下熱傳導係數比率X1。
而,在熱軋鋼板H之板寬方向如平常實行一樣地進行水冷卻。又,由於板寬方向之溫度標準偏差因軋延方向之溫度標準偏差Y為左右交互地發生而產生,因此只要將軋延方向之溫度標準偏差Y減低,亦可更減低板寬方向之溫度標準偏差。
且,參照圖6,變成熱軋鋼板H之溫度標準偏差Y為最小值Ymin的上下熱傳導係數比率X1為“1”。因此,獲得如圖6所示之第2相關資料時,為了使溫度標準偏差Y為最小值Ymin,即為了將熱軋鋼板H均一地冷卻,在實際作業時之目標比率設定步驟,將目標比率Xt設定成“1”。
且,在冷卻控制步驟,控制冷卻區間之熱軋鋼板H上面冷卻除熱量與下面冷卻除熱量之至少一方而使冷卻區間之熱軋鋼板H的上下熱傳導係數比率X與上述目標比率Xt(亦即為“1”)一致。
具體而言,為了使冷卻區間之熱軋鋼板H的上下熱傳導係數比率X與目標比率Xt(亦即為“1”)一致,例如,可藉由將上側冷卻裝置14a之冷卻能力與下側冷卻裝置14b之冷卻能力調整成同等,將熱軋鋼板H之上面冷卻除熱量與下面冷卻除熱量設為相等。
表1係顯示有:圖6所示之第2相關資料(亦即為上下熱傳導係數比率X與溫度標準偏差Y之相關關係)、將各溫度標準偏差Y減去最小值Ymin(=2.3℃)之值(從最小值之標準偏差差分)、及各溫度標準偏差Y之評價。
針對表1中之上下熱傳導係數比率X,為分子在熱軋鋼 板H上面之熱傳導係數,亦為分母在熱軋鋼板H下面之熱傳導係數。又,在表1中之評價(針對上下熱傳導係數比率X之條件的評價),將變成溫度標準偏差Y為最小值Ymin的條件當作“A”,如後所述從最小值之標準偏差差分在10℃以內,即將可作業之條件當作“B”,及將為了獲得上述迴歸方程式而實行錯誤地進行之條件當作“C”。且,即使參照表1,評價成為“A”即變成熱軋鋼板H之溫度標準偏差Y為最小值Ymin的上下熱傳導係數比率X1仍為“1”。
而,若熱軋鋼板H之溫度標準偏差Y至少介於從最小值Ymin到最小值Ymin+10℃以內的範圍,則可說是將降伏應力、拉伸強度等之不均抑制在製造容許範圍內,並可將熱軋鋼板H均一地冷卻。即,在上述目標比率設定步驟,可根據預先實驗所獲得之第2相關資料,將控制在溫度標準偏差Y從最小值Y到最小值Ymin+10℃以內之範圍的上下熱傳導比率X作為目標比率Xt來設定。
而,由於熱軋鋼板H之溫度測定有各種雜訊,因此熱軋鋼板H之溫度標準偏差Y的最小值Ymin嚴格來說會有無法變為零的情況。因此,為了除去該雜訊之影響,使製造容許範圍為熱軋鋼板H之溫度標準偏差Y從最小值Ymin到最小值Ymin+10℃以內範圍。
要使溫度標準偏差Y介於從最小值Ymin到最小值Ymin+10℃以內之範圍,在圖6或者是圖7中,可從溫度標準偏差Y為最小值Ymin+10℃之縱軸上的點朝横軸方向拉直線,並求取該直線與V字曲線之兩側2條迴歸線的2個交點,從這些2個交點間之上下熱傳導係數比率X將目標比率Xt加以設定。而,在表1中,藉由將評價為“B”之上下熱傳導係數比率X作為目標比率Xt來設定,便可使溫度標準偏差Y介於從最小值Ymin到最小值Ymin+10℃以內之範圍。
又,要使上下熱傳導係數比率X與目標比率Xt一致,操作上側冷卻裝置14a與下側冷卻裝置14b之至少一方的冷卻水量密度是最為容易的。因此,例如,在圖6與圖7中,可將横軸之值改讀為上下水量密度比,在平均熱傳導係數之上下包夾相等之點的兩側,求取對於水量密度之上下比率的熱軋鋼板H溫度標準偏差Y的迴歸方程式。但,由於在平均熱傳導係數之上下相等的點不一定為在冷卻水量密度之上下相等的點,因此可稍為廣泛地進行實驗來求取迴歸方程式。
又,實際作業時,根據製造條件之變更,斜度與送板速度之至少一方的值會有變化之可能性。當斜度與送 板速度之至少一方的值變化時,上下熱傳導係數比率X與溫度標準偏差Y之相關關係亦會變化。因此,將上述第2相關資料針對斜度與送板速度值所不同之複數條件的各個條件來準備好,在目標比率設定步驟,這些複數第2相關資料當中,可根據與實際作業時之斜度與送板速度之實測值對應的第2相關資料,來設定目標比率Xt。藉此,便可進行適合實際作業時之製造條件的均一冷卻。
在此,為了將熱軋鋼板H均一地冷卻,針對調整上側冷卻裝置14a與下側冷卻裝置14b之冷卻能力(控制熱軋鋼板H之上面冷卻除熱量與下面冷卻除熱量)的情況,本申請發明者們在積極檢討後之結果,進而獲得以下之知識。
本申請發明者們針對藉由在熱軋鋼板H波形發生之狀態下的冷卻而發生的溫度標準偏差Y特徴,積極反覆檢討而得來之結果,明瞭到以下之事實。
一般而言,在實際作業時,利用捲繞裝置15來捲繞熱軋鋼板H時,必須藉由將熱軋鋼板H之溫度控制成預定之目標溫度(適合捲繞之溫度)來維持熱軋鋼板H之品質。
因此,可對上述目標比率設定步驟與冷卻控制步驟新加上:溫度測定步驟,係將冷卻區間(亦即為冷卻裝置14)下流側之熱軋鋼板H之溫度用時序來測定;溫度平均值算出步驟,係根據該溫度之測定結果算出溫度之時序平均值;冷卻除熱量調整步驟,係調整冷卻區間之熱軋鋼板H之上面冷卻除熱量與下面冷卻除熱量的合計值而使該溫度之時序平均值與預定之目標溫度一致。
為了實現這些新步驟,如圖16所示,可使用測定熱軋鋼板H之溫度的溫度計40,而該溫度計40係配置於冷卻裝置14與捲繞裝置15之間。
在溫度測定步驟,對於從冷卻裝置14朝捲繞裝置15運送之熱軋鋼板H,利用溫度計40以一定之時間間隔(抽樣間隔)來進行定於熱軋鋼板H軋延方向之位置的溫度測定,並取得溫度測定結果之時序資料。而,利用溫度計40之溫度的測定區域係包含熱軋鋼板H之寬度方向的全區域。又,當對各溫度測定結果之取樣時間乘算熱軋鋼板H之送板速度(運送速度)時,便可算出各溫度測定結果所獲得之熱軋鋼板H軋延方向的位置。亦即是,當溫度測定結果對取樣之時間乘上送板速度時,便可將溫度測定結果之時序資料與軋延方向之位置連結。
在溫度平均值算出步驟,使用上述溫度測定結果之時序資料,來算出溫度測定結果之時序平均值。具體而言,可依照獲得一定個數之溫度測定結果,來算出這些一定個數分量之溫度測定結果平均值。且,在冷卻除熱量調整步驟,如上所述,調整冷卻區間之熱軋鋼板H之上面冷卻除熱量與下面冷卻除熱量的合計值而使算出之溫度測定結果的時序平均值與預定之目標溫度一致。
在此,必須達成使冷卻區間之熱軋鋼板H之上下熱傳導係數比率X與目標比率Xt一致的控制目標,並調整上面冷卻除熱量與下面冷卻除熱量之合計值。
具體而言,調整上面冷卻除熱量與下面冷卻除熱量之 合計值時,例如可對於使用三塚方程式等所代表的實驗理論式而預先求得之理論值,根據為了補正與實際作業實績的誤差而設定好的學習值,進行連接於冷卻裝置14之冷卻集管的開關控制。或者是,可根據實際用溫度計40測定之溫度,將上述冷卻集管之開關加以回饋控制或是前饋控制。
接著,使用從上述溫度計40與測定熱軋鋼板H波形之形狀計41所獲得之資料,針對習知之ROT冷卻控制來說明,而該形狀計41係如圖16所示,配置於冷卻裝置14與捲繞裝置15之間。
而,形狀計41係測定與定於熱軋鋼板H上之溫度計40相同的測定位置(以下會有將該測定位置稱為定點的情形)的形狀。在此,所謂的形狀係指對定點測定所觀測之熱軋鋼板H高度方向的變動量使用熱軋鋼板H送板方向之移動量且用波之間距高度或是變動成分之線積分所求得的斜度。又,同時亦求取每一單位時間之變動量,亦即變動速度。進而,形狀之測定區域係與溫度之測定區域同樣地包含熱軋鋼板H之寬度方向的全區域。與溫度測定結果相同地,當各測定結果(斜度、變動速度等)對取樣之時間乘上送板速度時,就可將各測定結果之時序資料與軋延方向之位置連結。
圖8係顯示平常作業之代表性條料ROT內冷卻之熱軋鋼板H溫度變動與斜度的關係。圖8之熱軋鋼板H的上下熱傳導係數比率X為1.2:1,上側冷卻能力比下側冷卻能力更高。圖8之上側圖表係顯示距線圈前端之距離或是對於定點經過時間之溫度變動,圖8之下側圖表係顯示距線圈前端之 距離或對於定點經過時間之斜度。
圖8之區域A係圖16所示之條料前端部被咬入捲繞裝置15盤捲器之前的區域(由於無張力,因此形狀不佳之區域)。圖8之區域B係條料前端部被咬入盤捲器之後的區域(因單位張力之影響波形變化成平坦之區域)。並期望可改善在上述熱軋鋼板H之形狀非平坦之區域A產生的大幅溫度變動(亦即為溫度標準偏差Y)。
因此,本申請發明者們以抑制ROT之溫度標準偏差Y的増大為目標,進行積極實驗而得之結果,獲得了如下之知識。
圖9係與圖8同樣地顯示對於平常作業之代表性條料ROT內冷卻之相同形狀斜度的溫度變動成分。所謂的該溫度變動成分係指從實際之鋼板溫度將溫度之時序平均(以下會有稱為「平均溫度」的情形)減去之殘差。例如平均溫度可將熱軋鋼板H之波形1周期以上的範圍作為平均。
而,平均溫度原則來說為在周期單位之範圍的平均。又,可根據作業資料來確認1周期之範圍的平均溫度與2周期以上之範圍的平均溫度無太大之差異。
因此,只要算出至少波形1周期之範圍的平均溫度即可。熱軋鋼板H之波形範圍的上限並無特別限定,但宜設定為5周期,即可獲得充分精度的平均溫度。又,即使平均之範圍非周期單位之範圍,只要在2~5周期之範圍便能獲得可容許之平均溫度。
在此,當使熱軋鋼板H之垂直方向(與熱軋鋼板H 之上下面正交的方向)的朝上方向為正時,在定點所測定之變動速度為正的區域,相對於熱軋鋼板H之波形1周期以上範圍的平均溫度,熱軋鋼板H之溫度(定點所測定之溫度)較低時,將上面冷卻除熱量減少之方向與下面冷卻除熱量増加之方向的至少一方決定為控制方向,相對於上述平均溫度,熱軋鋼板H之溫度較高時,將上面冷卻除熱量増加之方向與下面冷卻除熱量減少之方向之至少一方決定為控制方向。
又,在定點所測定之變動速度為負的區域,相對於上述平均溫度,熱軋鋼板H之溫度較低時,將上面冷卻除熱量増加之方向與下面冷卻除熱量減少之方向之至少一方決定為控制方向,相對於上述平均溫度,熱軋鋼板H之溫度較高時,將上面冷卻除熱量減少之方向與下面冷卻除熱量増加之方向之至少一方決定為控制方向。
且,如上所述,根據決定之控制方向,當調整冷卻區間之熱軋鋼板H的上面冷卻除熱量與下面冷卻除熱量之至少一方時,如圖10所示,與圖9比較,得知可減低在熱軋鋼板H之形狀非平坦之區域A所發生之溫度變動。
針對進行與上述相反之操作的情形,記載於以下。在定點所測定之變動速度為正的區域,相對於熱軋鋼板H之平均溫度,熱軋鋼板H之溫度較低時,將上面冷卻除熱量増加之方向與下面冷卻除熱量減少之方向之至少一方決定為控制方向,相對於上述平均溫度,熱軋鋼板H之溫度較高時,將上面冷卻除熱量減少之方向與下面冷卻除熱量増加之方向之至少一方決定為控制方向。
又,在定點所測定之變動速度為負的區域,相對於上述平均溫度,熱軋鋼板H之溫度較低時,將上面冷卻除熱量減少之方向與下面冷卻除熱量増加之方向之至少一方決定為控制方向,相對於上述平均溫度,熱軋鋼板H之溫度較高時,將上面冷卻除熱量増加之方向與下面冷卻除熱量減少之方向之至少一方決定為控制方向。
且,如上所述,根據決定之控制方向,當調整冷卻區間之熱軋鋼板H之上面冷卻除熱量與下面冷卻除熱量之至少一方時,如圖11所示,與圖9比較,得知在熱軋鋼板H之形狀非平坦之區域A所發生之溫度變動會擴大。而,即使在此說明之例,前提亦非可改變冷卻停止溫度。即,如上所述,即使決定上面冷卻除熱量與下面冷卻除熱量之増減方向(控制方向)時,亦可調整冷卻除熱量而使熱軋鋼板H之冷卻停止溫度變成預定目標冷卻溫度。
只要利用該關係,為了使溫度變動亦即溫度標準偏差Y減低,應調整冷卻裝置14之上側冷卻裝置14a與下側冷卻裝置14b哪一方之冷卻能力便相當明確。而,表2係已整理好上述關係之表。
如上所述,對上述目標比率設定步驟與冷卻控制步驟可新加上:溫度測定步驟,係將冷卻區間下流側之熱 軋鋼板H溫度(在定點的溫度)用時序來測定;變動速度測定步驟,係將與熱軋鋼板H溫度測定處相同處(定點)之熱軋鋼板H垂直方向的變動速度用時序來測定;控制方向決定步驟,係根據溫度測定結果與變動速度測定結果來決定上面冷卻除熱量與下面冷卻除熱量之控制方向;冷卻除熱量調整步驟,係根據決定之控制方向,調整冷卻區間之熱軋鋼板H之上面冷卻除熱量與下面冷卻除熱量之至少一方。
在此,在控制方向決定步驟,如上所述,在熱軋鋼板H定點之變動速度為正的區域,相對於熱軋鋼板H定點的平均溫度,熱軋鋼板H定點之溫度較低時,將上面冷卻除熱量減少之方向與下面冷卻除熱量増加之方向之至少一方決定為控制方向,相對於上述平均溫度,熱軋鋼板H之溫度較高時,將上面冷卻除熱量増加之方向與下面冷卻除熱量減少之方向之至少一方決定為控制方向。
又,在該控制方向決定步驟,在上述變動速度為負的區域,相對於上述平均溫度,熱軋鋼板H之溫度較低時,將上面冷卻除熱量増加之方向與下面冷卻除熱量減少之方向之至少一方決定為控制方向,相對於上述平均溫度,熱軋鋼板H之溫度較高時,將上面冷卻除熱量減少之方向與下面冷卻除熱量増加之方向之至少一方決定為控制方向。
而,即使在該冷卻方法,必須達成使冷卻區間之熱軋鋼板H的上下熱傳導係數比率X與目標比率Xt一致的控制目標並調整上面冷卻除熱量與下面冷卻除熱量。
而,調整上側冷卻裝置14a之冷卻能力與下側冷 卻裝置14b之冷卻能力時,例如可將連接於上側冷卻裝置14a之冷卻口31的冷卻集管與連接於下側冷卻裝置14b之冷卻口31的冷卻集管個別地開關控制。或者是,可控制上側冷卻裝置14a與下側冷卻裝置14b之各冷卻集管的冷卻能力。即,可調整從各冷卻口31噴射之冷卻水的水量密度、壓力、水溫之至少一者。
又,可間歇控制上側冷卻裝置14a與下側冷卻裝置14b之冷卻集管(冷卻口31),來調整從上側冷卻裝置14a與下側冷卻裝置14b噴射之冷卻水的流量或壓力。例如間歇控制冷卻集管前之上側冷卻裝置14a的冷卻能力超過下側冷卻裝置14b之冷卻能力時,則宜將構成上側冷卻裝置14a之冷卻集管加以間歇控制。
利用如此調整之冷卻能力,藉由從上側冷卻裝置14a對熱軋鋼板H上面噴射冷卻水,並從下側冷卻裝置14b對熱軋鋼板H下面噴射冷卻水,便可將熱軋鋼板H均一地冷卻。
在以上實施形態,已將圖6所示之第2相關資料,針對將熱軋鋼板H之送板速度固定成600m/min而求得的情形來說明,本申請發明者們積極檢討之結果,得知除了前述上下面除熱量控制之外,只要將送板速度設定為550m/min以上,則可更均一地製造熱軋鋼板H。
又得知當將熱軋鋼板H之送板速度設定為550m/min以上時,即使對熱軋鋼板H噴射冷卻水,熱軋鋼板H上附著水之影響亦可顯著地變少。故,可避免因附著水之熱軋鋼板H的不均一冷卻。而,熱軋鋼板H之送板速度愈 高速愈好,但要超越機械性的極限速度(例如,1550m/min)是不可能的。因此實質上冷卻區間之熱軋鋼板H之送板速度設定在從550m/min以上到機械性的極限速度以下為止的範圍。又,將實際作業時之送板速度的上限值(作業上限速度)預定好時,宜將熱軋鋼板H之送板速度設定在從550m/min以上到作業上限速度(例如,1200m/min)以下為止的範圍。
又,一般而言,眾所周知,為拉伸強度大之熱軋鋼板H(特別是拉伸強度(TS)為800MPa以上,現實中以1400MPa為上限之稱為高張力鋼板的鋼板等)時,則因該熱軋鋼板H之硬度很高而起,在熱軋設備1之軋延時產生的加工發熱會變大。因此,以往藉由將冷卻裝置14(亦即為冷卻區間)之熱軋鋼板H的送板速度減低,來充分地進行冷卻。
因此,本申請發明者們,找出了在熱軋設備1之精軋機13,例如橫跨6~7軋台而設置之一對精軋輥13a(即,軋台)之間,來進行冷卻(所謂的軋台間冷卻),藉此抑制上述加工發熱,且可將冷卻裝置14之熱軋鋼板H的送板速度設定為550m/min以上的情況。特別是熱軋鋼板H之拉伸強度(TS)為800MPa以上時,藉由進行軋台間冷卻來抑制熱軋鋼板H之加工發熱,便可保持冷卻裝置14之熱軋鋼板H的送板速度為550m/min以上。
在以上之實施形態,根據冷卻裝置14之熱軋鋼板H的冷卻宜在從精軋機出側溫度到該熱軋鋼板H之溫度為600℃為止的範圍來進行。熱軋鋼板H之溫度為600℃以上的溫度區域係所謂的膜沸騰區域。即,此時,可避開所謂的 遷移沸騰區域,在膜沸騰區域將熱軋鋼板H水冷。在遷移沸騰區域,對熱軋鋼板H表面噴射冷卻水時,在該熱軋鋼板H表面,會有覆蓋於蒸氣膜之部分、與冷卻水對熱軋鋼板H直接噴射之部分混合存在。
故,無法將熱軋鋼板H均一地冷卻。另一方面,在膜沸騰區域,由於熱軋鋼板H之表面全體在覆蓋蒸氣膜之狀態下來進行熱軋鋼板H的冷卻,因此可將熱軋鋼板H均一地冷卻。因此,如本實施形態,在熱軋鋼板H之溫度為600℃以上的範圍,可將熱軋鋼板H更均一地冷卻。
在以上之實施形態,使用如圖6所示之第2相關資料,在調整冷卻裝置14上側冷卻裝置14a之冷卻能力與下側冷卻裝置14b之冷卻能力時,將熱軋鋼板H波形之斜度與熱軋鋼板H之送板速度設為固定。然而,例如,每一線圈亦會有這些熱軋鋼板H之斜度或送板速度非固定的情形。
本申請發明者們調查之後,例如圖12所示,熱軋鋼板H波形之斜度愈大,則熱軋鋼板H之溫度標準偏差Y愈大。即,如圖13所示,隨著上下熱傳導係數比率X從“1”偏離,會與斜度(斜度之感度)對應且溫度標準偏差Y變大。在圖13,如上所述,上下熱傳導係數比率X與溫度標準偏差Y之關係為每一斜度根據V字之迴歸線來表示。而,在圖13中,熱軋鋼板H之送板速度為10m/sec(600m/min)且為固定。
又,例如,如圖14所示,當熱軋鋼板H之送板速度變為高速時,熱軋鋼板H之溫度標準偏差Y就會變大。即,如圖15所示,隨著上下熱傳導係數比率X從“1”偏離,會與 送板速度(送板速度之感度)對應且溫度標準偏差Y變大。在圖15,如上所述,每一送板速度,上下熱傳導係數比率X與溫度標準偏差Y之關係係根據V字之迴歸線來表示。而,在圖15中,熱軋鋼板H波形之斜度為2%且為固定。
如上所述,熱軋鋼板H之斜度或送板速度非固定時,雖然將對於上下熱傳導係數比率X之溫度標準偏差Y的變化可定性地加以評價,但卻無法定量且正確地來評價。
因此,預先將熱軋鋼板H之上下熱傳導係數比率X固定好,例如圖12所示,使斜度從3%到0%為止階段性地變更,來求得將各斜度與熱軋鋼板H冷卻後之溫度標準偏差Y之相關關係顯示的表格資料。且,將對於實際之熱軋鋼板H斜度z%之溫度標準偏差Y利用內插函數來補正成預定斜度之溫度標準偏差Y’。具體而言,作為補正條件,將預定斜度設為2%時,根據斜度z%之溫度標準偏差Yz,用下述式(1)來算出溫度標準偏差Yz’。或者是,例如可將圖12之斜度的傾斜度α用最小平方法等來算出,並使用該傾斜度來算出溫度標準偏差Yz’。
Yz’=Yz×2/z····(1)
又,在圖13所示之V字曲線的迴歸方程式中,可將斜度補正成預定之斜度,從該迴歸方程式將溫度標準偏差Y導出。而,表3係顯示有:相對於圖12中之斜度,如圖13所示使上下熱傳導係數比率X變動時之熱軋鋼板H的溫度標準偏差Y、從熱軋鋼板H之各溫度標準偏差Y將最小值Ymin(斜度為1%時Ymin=1.2℃、斜度為2%時Ymin=2.3℃、 斜度為3%時Ymin=3.5℃)減去之值(從最小值之標準偏差的差分)、及各溫度標準偏差Y之評價。
針對該表3之上下熱傳導係數比率X的表示與評價的基準,由於與表1之評價相同因此省略說明。使用該圖13或是表3,來導出與斜度對應之熱軋鋼板H的溫度標準偏差Y。且,例如,將斜度補正成2%時,表3之評價會變成“B”,即可將從熱軋鋼板H最小值之標準偏差的差分變成10℃以內的上下熱傳導係數比率X設定為1.1。
同樣地,例如如圖14所示,使送板速度從5m/sec(300m/min)到20m/sec(1200m/min)為止階段性地變 更,來求得將送板速度與熱軋鋼板H冷卻後之溫度標準偏差Y之相關關係顯示的表格資料。且,將對於實際之熱軋鋼板H的送板速度v(m/sec)的溫度標準偏差Y利用內插函數來補正成對於預定之送板速度的溫度標準偏差Y’。具體而言,作為補正條件,將預定之送板速度設為10(m/sec)時,根據送板速度v(m/sec)之溫度標準偏差Yv,用下述式(2)來算出溫度標準偏差Yv’。或者是例如,將圖14之送板速度之傾斜度β用最小平方法等來算出,使用該傾斜度β來算出溫度標準偏差Yv’。
Yz’=Yv×10/v····(2)
又,在圖15所示之V字曲線的迴歸方程式中,可將送板速度補正成預定之送板速度,從該迴歸方程式導出溫度標準偏差Y。而,表4係顯示有:相對於圖14中之送板速度,如圖15所示使上下熱傳導係數比率X變動時之熱軋鋼板H的溫度標準偏差Y,與從各溫度標準偏差Y將最小值Ymin(送板速度為5m/s時Ymin=1.2℃、送板速度為10m/s時Ymin=2.3℃、送板速度為15m/s時Ymin=3.5℃、送板速度為20m/s時Ymin=4.6℃)減去之值(從最小值之標準偏差的差分),以及各溫度標準偏差Y之評價。
針對該表4之上下熱傳導係數比率X的表示與評價的基準,由於與表1之評價相同因此省略說明。使用該圖15或是表4,導出與送板速度對應之熱軋鋼板H的溫度標準偏差Y。且,例如將送板速度補正成10m/sec時,表4之評價會變成“B”,即可將從熱軋鋼板H最小值之標準偏差的差分變成 10℃以內的上下熱傳導係數比率X設定為1.1。
如上所述,藉由將溫度標準偏差Y補正,即使在熱軋鋼板H之斜度或送板速度非固定時,亦可將對於上下熱傳導係數比率X之溫度標準偏差Y的變化加以定量且正確地評價。
在以上之實施形態中,可測定冷卻裝置14所冷卻 之熱軋鋼板H的溫度與波形,並根據該測定結果,調整上側冷卻裝置14a之冷卻能力與下側冷卻裝置14b之冷卻能力。即,可將這些上側冷卻裝置14a與下側冷卻裝置14b之冷卻能力加以回饋控制。
此時,如圖16所示,冷卻裝置14與捲繞裝置15之間配置有:測定熱軋鋼板H之溫度的溫度計40、與測定熱軋鋼板H之波形的形狀計41。
且,對於送板中之熱軋鋼板H,利用溫度計40與形狀計41將溫度與形狀個別在同一點進行定點測定,且測定作為時序資料。而,溫度之測定區域包含熱軋鋼板H之寬度方向的全區域。又,所謂的形狀係顯示在定點測定所觀測之熱軋鋼板H高度方向的變動量。進而,形狀之測定區域與溫度之測定區域相同地包含熱軋鋼板H之寬度方向的全區域。當對這些取樣之時間乘上送板速度時,就可將溫度與變動速度等之測定結果的時序資料與軋延方向的位置連結。而,溫度計40與形狀計41之測定點嚴格來說可非同一點,但為了保有測定精度,期盼溫度計40與形狀計41之測定點的偏離不論在軋延方向或板寬方向之任意方向,均在50mm以內。
如使用圖8、圖9、圖10及圖11且說明地,在熱軋鋼板H定點之變動速度為正的區域,相對於在定點之平均溫度,在熱軋鋼板H定點之溫度較低時,藉由使上側冷卻能力(上面冷卻除熱量)變小,便可減低溫度標準偏差Y。同樣地,藉由使下側冷卻能力(下面冷卻除熱量)變大,便可減低 溫度標準偏差Y。利用該關係,為了使溫度標準偏差Y減低,應調整冷卻裝置14之上側冷卻裝置14a與下側冷卻裝置14b哪一方之冷卻能力較佳,便相當明確。
即,掌握這些熱軋鋼板H之波形與連結之溫度變動位置,就可明瞭現在正在發生之溫度標準偏差Y是因上側冷卻或是下側冷卻哪一方而產生。因此,可決定用以使溫度標準偏差Y變小之上側冷卻能力(上面冷卻除熱量)與下側冷卻能力(下面冷卻除熱量)的増減方向(控制方向),來調整上下熱傳導係數比率X。
又,根據溫度標準偏差Y之大小,可決定上下熱傳導係數比率X而使該溫度標準偏差Y介於容許範圍,例如從最小值Ymin到最小值Ymin+10℃以內之範圍。由於決定該上下熱傳導係數比率X之方法與使用圖6及與圖7來說明之上述實施形態相同,因此省略詳細之說明。而,藉由使該溫度標準偏差Y介於從最小值Ymin到最小值Ymin+10℃以內之範圍,可將降伏應力、拉伸強度等之不均抑制在製造容許範圍內,且可將熱軋鋼板H均一地冷卻。
又,雖然有相當多之不均存在,但只要冷卻水量密度比率相對於溫度標準偏差Y變成最小值Ymin的冷卻水量密度比率在±5%以內,則就可使溫度標準偏差Y介於從最小值Ymin到最小值Ymin+10℃以內之範圍。即,使用冷卻水量密度時,期盼將冷卻水量密度之上下比率(冷卻水量密度比率)相對於溫度標準偏差Y變成最小值Ymin的冷卻水量密度比率,設定在±5%以內。但,該容許範圍不一定包含上 下同水量密度。
如上所述,由於可將上側冷卻裝置14a與下側冷卻裝置14b之冷卻能力回饋控制且定性的且定量的地調整成適當之冷卻能力,因此可使之後冷卻之熱軋鋼板H的均一性更加提升。
在以上之實施形態中,如圖17所示,熱軋鋼板H可將冷卻之冷卻區間在軋延方向分割成複數,例如2個分割冷卻區間Z1、Z2。各分割冷卻區間Z1、Z2個別設有冷卻裝置14。又,各分割冷卻區間Z1、Z2之邊界,即分割冷卻區間Z1、Z2下流側個別設有溫度計40與形狀計41。而,在本實施形態,雖將冷卻區間分割成2個分割冷卻區間,但分割數不限於此可任意地設定。例如可將冷卻區間分割成1個~5個分割冷卻區間。
此時,利用各溫度計40與各形狀計41,個別地測定分割冷卻區間Z1與Z2下流側之熱軋鋼板H的溫度與波形。且,根據這些測定結果,控制各分割冷卻區間Z1、Z2之上側冷卻裝置14a與下側冷卻裝置14b之冷卻能力。此時,控制冷卻能力而使熱軋鋼板H之溫度標準偏差Y介於容許範圍,例如如上所述從最小值Ymin到最小值Ymin+10℃以內之範圍。如此一來,可調整各分割冷卻區間Z1、Z2之熱軋鋼板H的上面冷卻除熱量與下面冷卻除熱量之至少一方。
例如,在分割冷卻區間Z1中,根據該下流側之溫度計40與形狀計41之測定結果,回饋控制上側冷卻裝置14a與下側冷卻裝置14b之冷卻能力,來調整上面冷卻除熱 量與下面冷卻除熱量之至少一方。
又,在分割冷卻區間Z2中,根據該下流側之溫度計40與形狀計41之測定結果,可回饋控制上側冷卻裝置14a與下側冷卻裝置14b之冷卻能力,或是亦可前饋控制。不論任一情形,在分割冷卻區間Z2中,可調整上面冷卻除熱量與下面冷卻除熱量之至少一方。
而,根據溫度計40與形狀計41之測定結果,由於控制上側冷卻裝置14a與下側冷卻裝置14b之冷卻能力的方法與使用圖8~圖11來說明之上述實施形態相同,因此省略詳細之說明。
此時,在各分割冷卻區間Z1、Z2之各個區間中,由於可調整熱軋鋼板H之上面冷卻除熱量與下面冷卻除熱量之至少一方,因此可更加細微之控制。因此,可將熱軋鋼板H更均一地冷卻。
在以上之實施形態中,針對各分割冷卻區間Z1、Z2之各個區間,調整熱軋鋼板H之上面冷卻除熱量與下面冷卻除熱量之至少一方時,除了溫度計40與形狀計41之測定結果之外,還可使用熱軋鋼板H波形之斜度與送板速度之至少一方。此時,藉由使用圖12~圖15來說明之與上述實施形態相同的方法,至少可補正斜度或是與送板速度對應之熱軋鋼板H的溫度標準偏差Y。且,根據該補正之溫度標準偏差Y(Y’),可補正各分割冷卻區間Z1、Z2之熱軋鋼板H之上面冷卻除熱量與下面冷卻除熱量之至少一方。藉此,可將熱軋鋼板H更進一步均一地冷卻。
又,根據本實施形態,可精軋而使其即使在熱軋鋼板H之板寬方向亦可變成均一之形狀或材質。由於熱軋鋼板H之板寬方向的溫度標準偏差係根據軋延方向之溫度標準偏差Y左右交互地發生而產生,因此只要減低軋延方向之溫度標準偏差Y,則亦可更加減低板寬方向之溫度標準偏差。圖18係顯示因中央突起,而在熱軋鋼板H之板寬方向形成振幅不同之波形樣子的一例。如上所述,在板寬方向有振幅不同波形產生,即使在板寬方向形成溫度標準偏差時,只要根據上述本實施形態,即可減低該板寬方向之溫度標準偏差。
以上,已參照附加圖式並針對本發明之適當的實施形態來說明,但本發明不限於上述實施形態。如為該業者,在專利申請範圍所記載之思想範疇內,很明顯可想到各種變更例或修正例,並了解到針對這些,理所當然地屬於本發明之技術性範圍。
[實施例]
(實施例1)
本申請發明者作為實施例1,將板厚2.3mm、板寬1200mm之High Tension鋼板(所謂的高張力鋼板)作為材料,在該材料使中央波狀、邊緣波狀個別地形成,並測定在將該斜度變更成0%(無波形成)~2%為止之各種數值且進行冷卻時之後步驟(即,冷軋步驟)的冷軋樣板變動(板厚變動)與板寬方向平均溫度變動,且進行評價。而,在本實施例1與以下說明之實施例2、3,便於行事地將形成中央波狀 時之斜度表示為-0.5%~-2%,將形成邊緣波狀時之斜度表示為0.5%~2%。
又,中央波狀與邊緣波狀之測定可為使用市售之形狀測定器來測定者,中央波狀之測定處為從板中央開始左右30mm以內之板中央部,邊緣波狀之測定處為從板端開始25mm處。進而,在本實施例1中,冷卻時之上下冷卻比(上下熱傳導係數比率)為上冷卻:下冷卻=1.2:1,並使送板速度為400m/min,使鋼板捲繞溫度(CT)為500℃。
將該測定結果與評價結果顯示於以下之表5。此時,作為以下實施例之評價基準,將後步驟之冷軋樣板變動抑制在0~25μm者評價為A(商品良好)、為25~50μm者評價為B(容許範圍)、超過50μm者評價為C(製品不良)。而,針對表5中之綜合評價則於後再述。又,表5中,亦記載有用以参考在鋼板軋延方向之各波形的溫度標準偏差。
如表5所示,在鋼板形成中央波狀時,(表中,斜 度為-0.5%~-2%時),相對於冷軋步驟之冷軋樣板變動為30μm~120μm者,形成邊緣波狀時(表中,斜度為0.5%~2%時),則冷軋步驟之冷軋樣板變動為21μm~84μm。即,可得知即使將相同斜度之波形形成為鋼板,與形成中央波狀時相比,形成邊緣波狀時可將冷軋步驟之冷軋樣板變動(即,板厚變動)抑制得更小。
又,從表5之結果看來,可得知在鋼板將形成中央波狀時與形成邊緣波狀時之板寬方向平均溫度變動加以比較時,即使為相同斜度,形成邊緣波狀時可比形成中央波狀時將板寬方向平均溫度變動抑制得更低。因此,可確認與形成中央波狀時相比,形成邊緣波狀時,可減低冷軋時之鋼板寬方向的溫度不均,抑制材質之不均。
又,一般而言,為了抑制製品不良等之良率降低,期盼鋼板冷軋步驟之板厚變動較小。因此,如上述表5所示,可得知在鋼板形成邊緣波狀時,當使該邊緣波狀之斜度為超過0%且在1%以內時,就將冷軋樣板變動抑制為較小之值(例如,表5中之評價A、B)。進而,可得知當使邊緣波狀之斜度超過0%且在0.5%以內時,就將冷軋樣板變動抑制為更小之值(例如,表5中之評價A)。
(實施例2)
接著,本申請發明者作為實施例2,在與上述實施例1相同材料使中央波狀、邊緣波狀個別形成,並測定在將該斜度變更成0%(無波形成)~2%為止之各種數值且進行冷卻時之後步驟(即,冷軋步驟)的冷軋樣板變動(板厚變動)與板 寬方向平均溫度變動,且進行評價。而,在本實施例2,使送板速度為600m/min,其他條件則為與實施例1相同。將該測定結果與評價結果顯示於以下之表6。
如表6所示,與上述實施例1同樣地,可得知即使將相同斜度之波形在鋼板形成,與形成中央波狀時相比,形成邊緣波狀時可將冷軋步驟之冷軋樣板變動(即,板厚變動)與板寬方向平均溫度變動抑制為較低。此外,如比較表5與表6而得知地,在本實施例2,使送板速度為600m/min,與實施例1相比,較高速化,藉此在形成中央波狀時與形成邊緣波狀時兩方中,均可減低在後步驟之冷軋樣板變動與板寬方向平均溫度變動。即,可實證由於藉由將送板速度高速化,鋼板與運送輥之接觸時間變短,可緩和因接觸除熱之冷卻的不均一性,且進行均一之冷卻,因此可更加減低後步驟之冷軋樣板變動與板寬方向平均溫度變動。
又,與上述實施例1同樣地,為了抑制製品不良 等之良率降低,期盼鋼板冷軋步驟之板厚變動較小。因此,如上述表6所示,可得知在鋼板形成邊緣波狀時,當使該邊緣波狀之斜度為超過0%且在1.5%以內時,就將冷軋樣板變動抑制為較小之值(例如,表6中之評價A、B)。因此,將送板速度高速化時,亦可將邊緣波狀之控制範圍擴展到1.5%。進而,可得知當使邊緣波狀之斜度超過0%且在0.5%以內時,就將冷軋樣板變動抑制為更小之值(例如,表6中之評價A)。
(實施例3)
接著,本申請發明者作為實施例3,在與上述實施例1、2相同材料使中央波狀、邊緣波狀個別形成,並測定在將該斜度變更成0%(無波形成)~2%為止之各種數值且進行冷卻時之後步驟(即,冷軋步驟)的冷軋樣板變動(板厚變動)與板寬方向平均溫度變動,且進行評價。而,在本實施例3,將冷卻時之上下冷卻比(上下熱傳導係數比率)設為上冷卻:下冷卻=1.1:1,其他條件則為與上述實施例1相同。將該測定結果與評價結果顯示於以下之表7。
如表7所示,與上述實施例1同樣地,可得知即使將相同斜度之波形在鋼板形成,與形成中央波狀時相比,形成邊緣波狀時可將冷軋步驟之冷軋樣板變動(即,板厚變動)與板寬方向平均溫度變動抑制為較低。此外,如比較表5與表7比較而知地,可得知藉由將鋼板冷卻時之上下冷卻比設為上冷卻:下冷卻1.1:1,可減低在後步驟之冷軋樣板變動與板寬方向平均溫度變動。即,藉由將鋼板冷卻時之上下冷卻比靠近1:1,可更加減低後步驟之冷軋樣板變動與板寬方向平均溫度變動。
又,即使在本實施例3中,亦與上述實施例1同樣地,為了抑制製品不良等之良率降低,期盼鋼板冷軋步驟之板厚變動較小。因此,如上述表7所示,可得知在鋼板形成邊緣波狀時,當使該邊緣波狀之斜度為超過0%且在1.5%以內時,就將冷軋樣板變動抑制為較小之值(例如,表7中之評價A、B)。因此,可將鋼板冷卻時之上下冷卻比設為上冷卻:下冷卻=1.1:1時,亦可將邊緣波狀之控制範圍擴展到1.5%為止。進而,可得知當使邊緣波狀之斜度超過0%且在0.5%以內時,就將冷軋樣板變動抑制為更小之值(例如,表7中之評價A)。
然而,在表5~表7中斜度為0%則評價為A。若能一直控制斜度0%為佳,但在該斜度0%的情況下,因邊緣波狀與中央波狀而會改變加諸於樣板變動之增益。由於不宜有如經常改變增益之控制,因此期盼可控制且冷卻熱軋鋼 板而使邊緣波狀之斜度為0.05%以上,或是為0.1%以上等,變為超過0%。故,在表5~表7中,斜度0%之綜合評價為C。
又,在表5~表7中,斜度為-0.5%或是-1%則評價為B。然而,如上所述,斜度為-0.5%以下在熱軋鋼板形成中央波狀時,會無法充分地抑制後步驟之冷軋樣板變動。故。在表5~表7中,斜度-0.5%以下之綜合評價為C。
產業上之可利用性
本發明係用精軋機加以熱軋,且在將熱軋鋼板冷卻時非常有用,而該熱軋鋼板係形成有於軋延方向表面高度變動之波形。

Claims (19)

  1. 一種鋼板製造方法,其特徵在於具有:熱軋步驟,係藉由用精軋機來熱軋鋼材,而獲得在軋延方向形成有波高週期性地變動之邊緣波狀的熱軋鋼板;及冷卻步驟,係在設於其送板路徑上之冷卻區間來冷卻前述熱軋鋼板;且,前述熱軋步驟係包含有:目標斜度設定步驟,係根據顯示前述熱軋鋼板之前述邊緣波狀的斜度與前述熱軋鋼板之冷卻中或冷卻後的溫度標準偏差Y的相關關係之第1相關資料,來設定前述邊緣波狀之目標斜度者,而該第1相關資料係預先實驗所求得者;及形狀控制步驟,係控制前述精軋機之運轉參數而使前述邊緣波狀之斜度與前述目標斜度一致。
  2. 如申請專利範圍第1項之鋼板製造方法,其中在前述目標斜度設定步驟,將前述目標斜度設定為超過0%並在1%以內。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之鋼板製造方法,其中前述冷卻步驟係具有:目標比率設定步驟,係根據顯示前述熱軋鋼板上下面之熱傳導係數比率即上下熱傳導係數比率X與前述熱軋鋼板之冷卻中或冷卻後之前述溫度標準偏差Y之相關 關係的第2相關資料,將使前述溫度標準偏差Y變成最小值Ymin的上下熱傳導係數比率X1作為目標比率Xt來設定,而該第2相關資料係在預先實驗使前述熱軋鋼板之斜度與送板速度為一定值的條件下所求得者;及冷卻控制步驟,係控制前述冷卻區間之前述熱軋鋼板之上面冷卻除熱量與下面冷卻除熱量之至少一方而使前述冷卻區間之前述熱軋鋼板之上下熱傳導係數比率X與前述目標比率Xt一致。
  4. 如申請專利範圍第3項之鋼板製造方法,其中在前述目標比率設定步驟,根據前述第2相關資料,將使前述溫度標準偏差Y介於從最小值Ymin到最小值Ymin+10℃以內之範圍的上下熱傳導係數比率X作為前述目標比率Xt來設定。
  5. 如申請專利範圍第3項之鋼板製造方法,其中前述第2相關資料係針對前述斜度與前述送板速度值不同之複數條件的各個條件來準備,又,在前述目標比率設定步驟,是根據前述複數第2相關資料當中,對應前述斜度與前述送板速度之實測值的第2相關資料,來設定前述目標比率Xt。
  6. 如申請專利範圍第3項之鋼板製造方法,其中前述第2相關資料係將前述上下熱傳導係數比率X與前述溫度標準偏差Y之相關關係用迴歸方程式來顯示之資料。
  7. 如申請專利範圍第6項之鋼板製造方法,其中前述迴歸方程式係利用線性迴歸而導出者。
  8. 如申請專利範圍第3項之鋼板製造方法,其中前述第2相關資料係將前述上下熱傳導係數比率X與前述溫度標準偏差Y之相關關係用表格來顯示之資料。
  9. 如申請專利範圍第3項之鋼板製造方法,其係更具有:溫度測定步驟,係將前述冷卻區間下游測之前述熱軋鋼板之溫度用時序測定;溫度平均值算出步驟,係根據前述溫度之測定結果將前述溫度之時序平均值算出;及冷卻除熱量調整步驟,係將前述冷卻區間之前述熱軋鋼板之前述上面冷卻除熱量與前述下面冷卻除熱量之合計值加以調整而使前述溫度之時序平均值與預定目標溫度一致。
  10. 如申請專利範圍第3項之鋼板製造方法,其係更具有:溫度測定步驟,係將前述冷卻區間下游測之前述熱軋鋼板之溫度用時序測定;變動速度測定步驟,係用時序測定與前述冷卻區間下游測之前述熱軋鋼板之溫度測定處相同處之前述熱軋鋼板之垂直方向之變動速度;控制方向步驟,其係將前述熱軋鋼板垂直方向之朝上方向當作正時,在前述變動速度為正之區域,當相對於前述熱軋鋼板之波形1週期以上範圍之平均溫度,前述熱軋鋼板之溫度較低時,將前述上面冷卻除熱量減少之方向與前述下面冷卻除熱量增加之方向的至少一方決定為控制方向,當相對於前述平均溫度,前述熱軋鋼 板之溫度較高時,則將前述上面冷卻除熱量增加之方向與前述下面冷卻除熱量減少之方向的至少一方決定為前述控制方向,在前述變動速度為負之區域,當相對於前述平均溫度,前述熱軋鋼板之溫度較低時,將前述上面冷卻除熱量增加之方向與前述下面冷卻除熱量減少之方向的至少一方決定為前述控制方向,當相對於前述平均溫度,前述熱軋鋼板之溫度較高時,則將前述上面冷卻除熱量減少之方向與前述下面冷卻除熱量增加之方向的至少一方決定為控制方向;及冷卻除熱量調整步驟,係根據在前述控制方向決定步驟所決定之前述控制方向,來調整前述冷卻區間之前述熱軋鋼板之前述上面冷卻除熱量與前述下面冷卻除熱量之至少一方。
  11. 如申請專利範圍第10項之鋼板製造方法,其中前述冷卻區間係沿著熱軋鋼板之送板方向來分割成複數分割冷卻區間,在前述溫度測定步驟與前述變動速度測定步驟,在前述分割冷卻區間之邊界的各個邊界,依時序測定前述熱軋鋼板之溫度與變動速度,在前述控制方向決定步驟,根據前述分割冷卻區間邊界之各個邊界之前述熱軋鋼板溫度與變動速度的測定結果,針對前述分割冷卻區間之各個區間來決定前述熱軋鋼板上下面冷卻除熱量的增減方向, 在前述冷卻除熱量調整步驟,為了根據針對前述分割冷卻區間之各個區間所決定之前述控制方向,在前述分割冷卻區間之各個區間調整前述熱軋鋼板之前述上面冷卻除熱量與前述下面冷卻除熱量之至少一方,而進行回饋控制或是前饋控制。
  12. 如申請專利範圍第11項之鋼板製造方法,其係更具有:測定步驟,係在前述分割冷卻區間邊界之各個邊界將前述熱軋鋼板之前述斜度或是前述送板速度加以測定;冷卻除熱量補正步驟,係根據前述斜度或是前述送板速度之測定結果,將在前述分割冷卻區間之各個區間的前述熱軋鋼板之前述上面冷卻除熱量與前述下面冷卻除熱量之至少一方加以補正。
  13. 如申請專利範圍第3項之鋼板製造方法,其係更具有後冷卻步驟,係在前述冷卻區間下游測,將前述熱軋鋼板更加冷卻而使前述熱軋鋼板之溫度標準偏差在容許之範圍。
  14. 如申請專利範圍第3項之鋼板製造方法,其中前述冷卻區間之前述熱軋鋼板之送板速度係設定在從550m/min以上到機械性極限速度以下之範圍。
  15. 如申請專利範圍第14項之鋼板製造方法,其中前述熱軋鋼板之拉伸強度係在800MPa以上。
  16. 如申請專利範圍第14項之鋼板製造方法,其中前述精軋機係由複數軋台來構成, 且該鋼板製造方法更具有輔助冷卻步驟,係在前述複數軋台之間進行前述熱軋鋼板之輔助冷卻。
  17. 如申請專利範圍第3項之鋼板製造方法,其中在前述冷卻區間設有:上側冷卻裝置,係具有對前述熱軋鋼板之上面噴射冷卻水之複數集管;與下側冷卻裝置,係具有對前述熱軋鋼板之下面噴射冷卻水之複數集管;且前述上面冷卻除熱量與前述下面冷卻除熱量係利用開關控制前述集管來調整。
  18. 如申請專利範圍第3項之鋼板製造方法,其中在前述冷卻區間設有:上側冷卻裝置,係具有對前述熱軋鋼板之上面噴射冷卻水之複數集管;與下側冷卻裝置,係具有對前述熱軋鋼板之下面噴射冷卻水之複數集管;且前述上面冷卻除熱量與前述下面冷卻除熱量係藉由控制前述各集管之水量密度、壓力及水溫之至少一個來調整。
  19. 如申請專利範圍第3項之鋼板製造方法,其中在前述冷卻區間之冷卻係在前述熱軋鋼板之溫度為600℃以上之範圍來進行。
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