JP2004001082A - Method and apparatus for cooling thick steel plate - Google Patents
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Abstract
【課題】熱間仕上圧延後の厚鋼板を拘束ロール間に噛み込んで搬送しながら上下面に注水して冷却する場合に、上下面の温度差を小さくして、厚鋼板の平坦度の向上と材質の均一化を図る厚鋼板の冷却方法および冷却装置を提供する。
【解決手段】上面側と下面側に相対するように位置を合わせて配置した１列以上の注水ノズル列から注水するとともに、上面側および／または下面側の注水ノズル列により形成される鋼板面上の水流衝突部が拘束ロール間の鋼板面積の６０％以上を占めるように注水するか、または、これらの注水の水流衝突部を除いた下面側領域に、水流衝突部の面積当たりの水量密度範囲が注水の水流衝突部の面積当たりの水量密度範囲より小さい複数の補助注水ノズル列から補助注水することを特徴とする。
【選択図】 図２[PROBLEMS] To improve the flatness of a thick steel plate by reducing the temperature difference between the upper and lower surfaces when the hot steel plate after hot finish rolling is cooled by pouring water between the upper and lower surfaces while being caught between constraining rolls. And a cooling method and a cooling device for a thick steel plate to make the material uniform.
On a steel sheet surface formed by water injection from one or more water injection nozzle rows arranged in alignment so as to face the upper surface side and the lower surface side, and formed by water injection nozzle rows on the upper surface side and / or the lower surface side Water is injected so that the water-impacting portion of the water occupies 60% or more of the steel plate area between the restraining rolls, or the water density density range per area of the water-impacting portion in the lower surface area excluding the water-impinging water impingement portion. Is characterized in that auxiliary water injection is performed from a plurality of auxiliary water injection nozzle rows smaller than the water density density range per area of the water injection collision part.
[Selection] Figure 2
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱間圧延により厚鋼板を製造する際に、熱間仕上げ圧延した厚鋼板を冷却する場合に適用される、厚鋼板の冷却方法および冷却装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
熱間圧延により厚鋼板を製造する場合、仕上圧延後の制御冷却により鋼板の強度や溶接性の向上を図っている。この制御冷却では、均一な材質特性および平坦度を得るために、板幅方向の温度分布が一様となるように冷却する必要があるため、通常、厚鋼板の上面と下面側に冷却水の噴射ノズルを配置し、冷却水を厚鋼板の両面に噴射して冷却することが行われている。例えば、特許文献１には、熱間圧延により鋼板を製造する工程のオンラインで、圧延後の鋼板を第一熱間矯正後冷却して第二熱間矯正を行う場合の冷却方法として、上下に各１本ずつ配置されたロールで一組をなす複数組の拘束ロールで高温鋼板を噛み込んで搬送しながら、各拘束ロール間で高温鋼板の上下面に冷却水を注水して冷却する発明であって、特に、拘束ロールによる冷却水の水切りが不完全なために拘束ロールの出側の鋼板上面に漏れ出た冷却水を鋼板の一方の側端部から他方の側端部に向かう噴流体で吹き飛ばして除去する発明が開示されている。
【０００３】
上記従来技術の冷却方法の発明では、例えば、図１３に示すように、鋼板６の上下面のそれぞれにノズル口７ｏ、８ｏが向けられた鋼板幅方向に長いノズル列７ｓ、８ｓを設けるが、この場合、鋼板の下面側のノズル列８ｓの数を上面側のノズル列７ｓの数よりも多くし、かつ、上下一対のロール５ａ、５ｂからなる拘束ロール５１、５２間で鋼板６に対して冷却水ｗが衝突を開始する鋼板長さ方向の位置を、鋼板６の上下面で一致させて、鋼板の冷却過程における鋼板上下面の各微小部における温度の経時変化が、鋼板厚さ中心面を対称面として同一になるように調整することが開示されている。また、上面側の冷却水のノズル列７ｓが、鋼板幅方向に長い一列のスリットノズルから構成され、下面側の冷却水のノズル列８ｓが、鋼板幅方向に長く並んだ複数列のノズルで構成され、この複数列のノズルの形式がスリットノズル、スプレーノズル、円管ラミナーノズル、導管付き円管噴流ノズルまたは多孔ノズルのいずれかであることが開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−３４７６２９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術の冷却方法の発明では、各実施例に開示されているように、上面側に一列のスリットノズル列を配置し、下面側にスリットノズル、導管付き円管噴流ノズルや円管ラミナーノズルなどを広い領域に対して複数列配置し、上面側のノズル列に相対する位置、板上水存在領域に関係なく下面側の全領域に対して一様の注水を行っている。鋼板の冷却においては、前出のように「鋼板の冷却過程における鋼板上下面の各微小部における温度の経時変化が、鋼板厚さ中心面を対称面として同一」である必要があるが、この従来技術の発明の場合、上面側にはノズルからの吐出水が衝突する部分と板上水として流れる部分が生じ、この衝突部と板上水部分では、冷却能力分布が異なることになる。しかし、この従来技術の発明に開示されている下面側の冷却は均一に行われており、上面側の冷却能力分布と対応していないため、上下面を十分にかつバランス良く冷却できず、鋼板上下面の温度差を十分に小さくすることができない場合があり、鋼板の平坦度確保および材質の均一化という観点では十分ではない。
【０００６】
そこで、本発明は、上記従来技術の課題を有利に解決して、搬送中の厚鋼板を噛み込んだ拘束ロール間で厚鋼板の上下面に注水して冷却する場合に、上下面を効率的に冷却して上下面の温度差を小さくし、厚鋼板形状の平坦度の向上と材質の均一化を図ることのできる、厚鋼板冷却方法および冷却装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基本的には、熱間圧延して厚鋼板を製造する場合において、熱間仕上げ圧延後の高温状態（７００〜９５０℃）の厚鋼板に対して、上面側と下面側から冷却を行う場合において適用されるもので、以下の（１）〜（９）を要旨とするものである。
（１） 上下に配置されたロールで一組をなす複数組の拘束ロールで高温状態の厚鋼板を噛み込んで搬送しながら、拘束ロール間で厚鋼板上下面に注水する厚鋼板の冷却方法において、上面側と下面側に相対するように位置を合わせて配置した、一列以上の上面側注水ノズル列および下面側注水ノズル列からそれぞれ注水するとともに、下面側の注水ノズル列により形成される鋼板面上の水流衝突部が拘束ロール間の鋼板面積の６０％以上を占めるように注水することを特徴とする、厚鋼板の冷却方法。
（２） さらに、上面側の注水ノズル列により形成される鋼板面上の水流衝突部も拘束ロール間の鋼板面積の６０％以上を占めるように注水することを特徴とする、上記（１）に記載の厚鋼板の冷却方法。
（３） 上下に配置されたロールで一組をなす複数組の拘束ロールで高温状態の厚鋼板を噛み込んで搬送しながら、拘束ロール間で厚鋼板上下面に注水する厚鋼板の冷却方法において、上面側と下面側に相対するように位置を合わせて配置した、一列以上の上面側注水ノズル列および下面側注水ノズル列からそれぞれ注水するとともに、下面側の拘束ロール間で、注水ノズル列により形成される鋼板面上の水流衝突部を除いた下面側鋼板面積のすべて、あるいはその５０％以上の一部領域に、水流衝突部の水量密度範囲が前記注水ノズル列の水流衝突部の水量密度範囲より小さい複数の補助注水ノズル列から補助注水することを特徴とする、厚鋼板の冷却方法。
（４） 注水ノズル列および／または補助注水ノズル列からの注水に際して、気体を混合噴射することを特徴とする、上記（１）ないし（３）のいずれか１項に記載の厚鋼板の冷却方法。
（５） 上下に配置されたロールで一組をなす複数組の拘束ロールで高温厚鋼板を噛み込んで搬送しながら、拘束ロール間で上下に配置された注水ノズル列から注水して高温厚鋼板を冷却する装置において、上面側と下面側に相対するように位置を合わせて、一列以上の上面側注水ノズル列および下面側注水ノズル列を配置するとともに、該下面側注水ノズル列を、この下面側の注水ノズル列により形成される鋼板面上の水流衝突部が拘束ロール間の鋼板面積の６０％以上を占めるように配置することを特徴とする、厚鋼板の冷却装置。
（６） さらに、前記上面側注水ノズル列も、この上面側の注水ノズル列により形成される鋼板面上の水流衝突部が拘束ロール間の鋼板面積の６０％以上を占めるように配置することを特徴とする、上記（５）に記載の厚鋼板の冷却装置。
（７） 上下に配置されたロールで一組をなす複数組の拘束ロールで高温厚鋼板を噛み込んで搬送しながら、拘束ロール間で上下に配置された注水ノズル列から注水して高温厚鋼板を冷却する装置において、上面側と下面側に相対するように位置を合わせて、一列以上の上面側注水ノズル列および下面側注水ノズル列を配置するとともに、下面側における拘束ロールと注水ノズル列間および注水ノズル列間のすべて、あるいは一部に、水流衝突部の水量密度範囲が前記注水ノズル列の水流衝突部の水量密度範囲より小さい複数の補助注水ノズルを、この補助注水ノズルにより形成される鋼板面上の水流衝突部が、前記注水ノズル列により形成される鋼板面上の水流衝突部を除いた、拘束ロール間の下面側鋼板面積のすべて、あるいはその５０％以上の一部領域を占めるように配置することを特徴とする、厚鋼板の冷却装置。
（８） 厚鋼板の上面側と下面側に相対するように位置合わせして配置した前記注水ノズル列が、スリットノズル、フラットスプレーノズル、あるいは広範囲衝突型スプレーノズルで形成され、および／または、下面側に配置された前記補助注水ノズル列が、フラットスプレーノズル、広範囲衝突型スプレーノズル、冷却水充満型の注水ノズルのいずれかで形成されたものであることを特徴とする、上記（５）ないし（７）のいずれか１項に記載の厚鋼板の冷却装置。
（９） 前記注水ノズル列および／または補助注水ノズル列を形成する注水ノズルが、水と気体の二流体を混合噴射可能な構造を有するものであることを特徴とする、上記（５）ないし（８）のいずれか１項に記載の厚鋼板の冷却装置。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明は、熱間圧延後の温度が７００〜９５０℃の厚鋼板を冷却対象とし、主として、仕上圧延後、厚鋼板の上面側と下面側に対し注水して冷却を行う場合に適用されるものである。
本発明では、上下に配置されたロールで一組をなす複数組の拘束ロールで高温状態の厚鋼板を噛み込んで搬送しながら、各拘束ロール間で、厚鋼板上下面に注水して厚鋼板を冷却するに際して、上面側と下面側に相対するように位置を合わせて配置した、一列以上の上面側注水ノズル列および下面側注水ノズル列からそれぞれ注水するとともに、下面側の注水ノズル列により形成される鋼板面上の水流衝突部が拘束ロール間の鋼板面積の６０％以上を占めるように注水することにより、上面の水流衝突部以外の部分にある板上水による冷却を下面の噴流衝突部位による冷却で補い、上下面を均一に冷却して厚鋼板の上下面側の温度差を緩和し、冷却後における厚鋼板の平坦度と材質の均一化を図るものである。
さらに、本発明では、上面側の注水ノズル列により形成される鋼板面上の水流衝突部も拘束ロール間の鋼板面積の６０％以上を占めるように注水することにより、すなわち、上面の板上水の影響を水流衝突部で覆うことにより排除し、上下面とも水流衝突部のみで均一に冷却して厚鋼板の上下面側の温度差を解消し、冷却後における厚鋼板の平坦度と材質の均一化を図るものである。
【０００９】
また、本発明では、上下に各１本ずつ配置されたロールで一組をなす複数組の拘束ロールで厚鋼板を噛み込んで搬送しながら、各拘束ロール間で、前記高温厚鋼板の上下面に注水して当該鋼板を冷却するに際して、上面側と下面側に相対するように位置を合わせて配置した一列以上の注水ノズル列から注水し、これらの注水の水流衝突部を除いた下面側領域のすべて、あるいはその５０％以上の一部領域に、水流衝突部の水量密度範囲が注水の水流衝突部の水量密度範囲より小さい複数の補助注水ノズル列から補助注水することによって、上下面で相対する注水の水流衝突部領域とそれ以外の領域を、板上水の存在を考慮して上下面を効率的かつ均一に冷却して厚鋼板の上下面側の温度差を緩和し、冷却後における厚鋼板の平坦度と材質の均一化を図るものである。
【００１０】
以下に本発明の基礎となった検討結果について説明する。
熱間圧延された高温状態の鋼板を搬送しながら冷却する場合には、一般に冷媒噴流を鋼板に吹き付けて冷却する。この際に単位面積当たりの噴流密度と噴流衝突点密度を増加すれば、冷却能力が増加することは良く知られていることである。そこで、請求項２に記載の本発明では、図１４（ｂ）のように上下面の面積の６０％以上を水噴流の衝突部で覆い、上下面をほぼ完全に対称に冷却することを可能にしている。なお、この場合の水噴流の衝突部とは、図１５に示すように水噴流が鋼板に当たる際の角度が３０度以上である領域を示すものとする。
しかし、冷媒として液体、例えば水を用いた場合では、水が高温鋼板に接した場合に沸騰現象を起こすために、鋼板の温度領域によっては、上記のように水噴流量、水噴流衝突点密度を増加させなくてもよい場合がある。このことについて、図７〜図１２を用いて、主として水を用いる本発明の場合を例にして説明する。
【００１１】
図８は、例えば、図７に示すような配置で注水ノズル群から高温鋼板に水を吹き付けた場合の冷却熱流束（Ｗ／ｍ２）と鋼板温度（℃）の関係を示すもので、この関係がＮ字型と類似型の曲線で表され、極小熱流束点と臨界熱流束点が存在することを示している。この極小熱流束点は、鋼板条件により多少異なるが、一般的な鋼板であれば、４００〜７００℃の範囲にある。すなわち、鋼板温度が極小熱流束点の温度より低い場合には、熱流束は増加しており冷却効率が増加する。したがって、図９に示すように、高温鋼板の表面を急冷し、その後、復熱させる間、冷却効率の高い温度域で急冷時の水量密度より低い水量で弱冷することにより、水量密度、水流衝突点密度を増加させることなく冷却速度を向上させることができる。高温鋼板の上面側を冷却する際には、この効果を利用している。すなわち、水量密度の大きい注水ノズル列で１箇所を冷却すれば、衝突した水は鋼板上面を流れ板上水となり、一旦、衝突水で温度が低下した鋼板を板上水で冷却することから、低水量でも冷却することが可能である。
【００１２】
鋼板下面側においては、図１０に示すように、注水ノズル列から大量の水流を衝突させた場合、水流衝突点領域は冷却されるが、衝突後の水は、重力と高温鋼板表面に発生した水蒸気により、ほぼ鋼板から離脱し冷却に寄与しないため、十分な冷却効率が得られない。そこで、図１１に示すように、強冷却した後に、注水ノズル列よりやや水量密度の小さい補助注水ノズル列による冷却領域（この領域は好ましくは上面側の板上水領域に対応する領域）を設けることで効率的な冷却が実現できる。
あるいは、図１４（ａ）に示すように、上面側と同じノズル配置で鋼板下面側の面積の６０％以上、望ましくは上面とほぼ同じ面積の冷却領域とさせるべく、下面の水流衝突部の配置を行えば、上下面の冷却領域が同じとなる冷却が可能である。
このような冷却を行った場合の鋼板上下面における冷却開始からの表面温度履歴は、図１２に示す通りで、ほぼ同じ温度履歴を得ることができ、冷却後の鋼板における残留応力と反り量を、このような冷却能力分布が上下対称でない従来の冷却方法に比較して格段に減少させることができる。本発明の厚鋼板冷却方法および厚鋼板冷却装置は、上記の知見に基づいてなされたものである。
【００１３】
以下に本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明では、拘束ロールによる定領域内で上面側と下面側に相対するように位置を合わせて配置した一列以上の注水ノズル列から注水し、下面側ノズルの水流衝突部を上面より広げ、拘束ロールによる定領域内の下面面積の６０％以上とすることで、上面の板上水領域に相当する下面領域をも下面の水流衝突部で冷却し、板上水の存在を考慮して上下面を効率的に冷却し厚鋼板の上下面側の温度差を緩和するものである。拘束ロールによる定領域内の下面面積が６０％未満では、上面側の板上水領域に対応する下面側が冷却水で冷却されない領域が大きくなり、上下面で温度差が大きくなって、満足できる鋼板の平坦度や均質な材質が得られない。
あるいは、拘束ロールによる定領域内で上面側と下面側に相対するように位置を合わせて配置した一列以上の注水ノズル列から注水し、上下面両側ノズルの水流衝突部により、拘束ロールによる定領域内の面積の６０％以上を覆うようにすることで、上面の板上水を排除して冷却し、板上水の影響を受けないようにして上下面を効率的に冷却し厚鋼板の上下面側の温度差を緩和するものである。拘束ロールによる定領域内の下面面積が６０％未満では、上面側で板上水を排除しきれなくなり、その板上水領域に対応する下面側が冷却水で冷却されない領域が大きくなって、上下面で温度差が大きくなり、満足できる鋼板の平坦度や均質な材質が得られない。
【００１４】
また、本発明では、上記のように、拘束ロールによる定領域内で上面側と下面側に相対するように位置を合わせて配置した一列以上の注水ノズル列から注水し、これらの注水の水流衝突部を除いた下面側領域のすべて、あるいはその５０％以上の一部領域に、水流衝突部の水量密度範囲が注水の水流衝突部の水量密度範囲より小さい複数の補助注水ノズル列から補助注水することによって、上下面で相対する注水ノズル列の水流衝突部領域とそれ以外の領域を、板上水の存在を考慮して上下面を効率的に冷却し厚鋼板の上下面側の温度差を緩和するものである。
補助注水ノズル列による冷却領域は、下面側の拘束ロール間で、注水ノズル列により形成される鋼板面上の水流衝突部を除いた下面側鋼板面積の少なくとも５０％以上が必要であり、すべての領域とするのが上面側の板上水領域に対応して好ましい。これが５０％未満では、上面側の板上水領域に対応する下面側が冷却水で冷却されない領域が大きくなり、上下面で温度差が大きくなって、満足できる鋼板の平坦度や均質な材質が得られない。
ここでの拘束ロールは、鋼板を安定した状態で搬送して、上下面に対する注水による冷却作用を安定させるとともに、上面側の板上水の作用領域を定領域内に存在させて水切りを行うためのものであり、冷却の安定に寄与するものである。
【００１５】
本発明でいう水流衝突部の水量密度とは、厚鋼板表面との水流衝突面における単位面積当たりの注水量（ｍ３／ｍ２／分）を意味する。以下、これを「水流衝突部の面積当たり水量密度」という。
また、二組の拘束ロールに挟まれた部分においても、水量密度を定義し、当該部位に注水した水量を拘束ロール間の面積で除した値とし、単に「水量密度」という。これらの水量密度は厚鋼板の搬送速度、鋼板のサイズ（特に厚み）および温度と、設定冷却温度などに応じて設定するものである。
【００１６】
本発明において、上下で相対するように位置合わせして配置した、上面側および下面側の注水ノズル列の水流衝突部の面積当たりの水量密度範囲は、通常の場合、４〜２５０（ｍ３／ｍ２／分）程度に設定し、下面側に配置する補助注水ノズル列からの水流衝突部の面積当たりの水量密度範囲は、１〜１００（ｍ３／ｍ２／分）程度に設定する。これにより、効率的な冷却を実現して鋼板の上下面の温度差を小さくすることにより、本発明の目的を達成することができる。
各注水ノズル列、補助注水ノズルとその配置は、厚鋼板条件、圧延条件、圧延後の工程で求められる温度、形状条件に応じて予め設定される冷却条件に応じて決められるものであるが、厚鋼板温度の変動、冷却温度変動があるため、水流密度範囲を制御できるようにすることが好ましい。そのために、制御精度が確保しやすいノズルと配置を選択するとともに、温度計、流量計などのセンサー、水量制御装置を配置することを考慮する。
【００１７】
上下面で相対する注水ノズル列の場合には、基本的には、拘束ロールによる定領域内において、水流衝突部が上下面側で相対するように位置合わせして配置するものであり、通常の場合、複数のノズルを厚鋼板の幅方向に並べて注水ノズル列を形成する。この注水ノズル列は、厚鋼板の進行方向に一列以上配置する。補助注水ノズル列の場合には、下面側において、拘束ロールと注水ノズル列間および注水ノズル列間のすべて、あるいは一部に配置するものであるが、基本的には、下面側の注水ノズル列の水流衝突部以外の領域で、上面側の板上水存在領域に相対する下面領域において複数配置する。この補助注水ノズル列は、注水ノズル列と同様に、複数のノズルを厚鋼板の幅方向に並べてノズル列を形成して、厚鋼板の進行方向に一列以上配置してもよいし、例えばノズル列を形成しないで複数のノズルの水流衝突部を好ましく分布させるように配置してもよい。
【００１８】
厚鋼板の上下面で相対するように位置合わせして配置する注水ノズル列を形成するノズルとしては、十分な冷却能力を容易に確保可能な例えば、図５（ｅ）に示すような楕円型ノズル、図５（ｂ）に示すようなフラットスプレーノズル、図５（ｃ）に示すようなスリットノズルなどを用い、下面側に配置する補助注水ノズル列を形成するノズルとしては、注水ノズル列のノズルより水流密度を小さくして水流衝突部面積を大きくできる図５（ａ）に示すようなフルコーン型スプレーノズル、あるいは重力により水が落ちないように水路拘束板を設置した図５（ｄ）に示すような冷却水充満型の注水ノズルなどが好適である。なお、本発明の広範囲衝突型スプレーノズルとしては、図５（ａ）に示すようなフルコーン型スプレーノズルや同図（ｅ）に示すような楕円型ノズルをその例として挙げることができる。
【００１９】
また、これらの注水ノズル列、補助注水ノズル列を形成する各ノズルを、水と気体を同時に混合噴射できるような構造を有する二流体ノズルとすることもできる。二流体ノズルにした場合、水量の調整範囲が広く、また、水流の衝突力も調整しやすいので、冷却制御範囲を広くできる。さらに、二流体ノズルとした場合、水量を多く出す場合には、水だけでも十分に強い水流を形成できるが、水量が低下すると衝突力が弱くなるという現象を緩和できるため、低い水量領域のみで気体を出すという構成を取り、気体を吹くことの経済的負担を軽減することが可能である。
【００２０】
注水ノズル列、補助注水ノズル列の場合も、複数の注水ノズルを厚鋼板の幅方向に配列する場合の配置ピッチは、ノズルの種類によっても異なるが、隣接するノズルの水流衝突部が一部（０〜１０％程度）重なるように配置して、ノズル列の厚鋼板幅方向の水量密度をより均一にすることが好ましい。また、下面側において、補助注水ノズル列を厚鋼板の進行方向に複数列配置する場合には、隣接する補助注水ノズル列または注水ノズル列からの水流衝突部どうしが一部（０〜１０％程度）重なるように配置して、ノズル列の厚鋼板進行方向の水量密度をより均一にすることが好ましい。
【００２１】
各注水ノズル列とその配置は、厚鋼板のサイズ（特に厚み）、温度、冷却目標温度に応じて選択し、また、下面側に配置する注水ノズル列および補助注水ノズル列の配置領域は、上面側の注水ノズル列と板上水作用領域を考慮して選択するものであるが、基本的には、冷却領域は、上面側も下面側も拘束ロール間のほぼ同じ領域であり、上面側の板上水の作用領域での下面側の冷却は、補助注水ノズル列から、上面側の板上水と同等の冷却能力で冷却するものである。このように、各拘束ロール間の定領域で厚鋼板を安定した状態で搬送しながら安定的に冷却することにより、冷却効率を向上させて上面側と下面側の冷却バランスを実現し、厚鋼板の上下面の温度差を小さくして、形状、材質の均一性に優れた厚鋼板を得ることができる。
【００２２】
【実施例】
以下、本発明の厚鋼板冷却方法と厚鋼板の冷却装置の実施例について具体的に説明する。
［実施例１］
図１は、本発明の厚鋼板冷却装置を配置した、仕上圧延機から冷却装置までの厚鋼板製造設備例である。ここでは、仕上圧延機１、デスケーリング装置２、熱間矯正装置３、本発明の上面側の冷却列４ａと下面側の冷却列４ｂからなる冷却装置４が順次配列されている。ここで用いた上面側の冷却列４ａは、より具体的には、図１４（ａ）に示すように、前後に距離Ｌをおいて配置された、上下ロール５ａ、５ｂからなる二組の拘束ロール５１、５２間に噛み込まれて搬送される厚鋼板６の上面側に配置されるものであり、図５（ｂ）に示すようなフラットスプレーノズル８を厚鋼板の幅方向に複数配置してなる注水ノズル列９１を配置し、この注水ノズル列９１の下流に注水ノズル列９１と同様の注水ノズル列９２〜９６を配置してなるものである。この上面側においては、注水ノズル列９１〜９６によって水流衝突部ｊが形成され、拘束ロール５１と注水ノズル列９１間、注水ノズル列９１〜９６間、拘束ロール５２と注水ノズル列９６間に板上水ｗが存在する。
【００２３】
一方、下面側の冷却列４ｂは、上面側の冷却列４ａと鋼板６を挟んで下面側で相対する位置に配置されるものであり、上面側の六列の注水ノズル列９１〜９６と同じかやや水量の大きい図５（ｅ）に示す楕円型スプレーノズル１５を厚鋼板の幅方向に複数配置してなる六列の注水ノズル列１１１〜１１６を配置してなるものである。厚鋼板６の下面側においては、注水ノズル列１１１〜１１６によって水流衝突部ｊが形成されるが、これらの水流衝突部は上面側より大きく、噴流衝突部による下面の被覆率は８５％とした。すなわち、ここでは板上水ｗの存在領域に対応させている。
【００２４】
この実施例１では、仕上げ圧延を行って得られた板厚２５ｍｍの温度８００℃の厚鋼板６をデスケーリング後に熱間矯正してから、二組の拘束ロール５１、５２に噛み込ませて搬送速度７０ｍ／分で搬送しながら、上面側の六列の注水ノズル列９１〜９６から水量密度２ｍ３／ｍ２／分の注水を行って冷却した。上面側の注水ノズル列９１〜９６の各フラットスプレーノズル８からの水量は３３ｌ／分とした。一方、上面側の注水ノズル列９１〜９６からの注水と同時に、注水ノズル列９１〜９６と鋼板６の下面側で相対する六列の注水ノズル列１１１〜１１６から水量密度３ｍ３／ｍ２／分の注水を行って冷却した。下面側の注水ノズル列１１１〜１１６の各楕円型スプレーノズル１５からの注水量は５０ｌ／分とした。
【００２５】
この冷却によって冷却され下流側の拘束ロール５２を通過して５秒後の厚鋼板６の上面側の温度と下面側の温度を測定したところ、上面側と下面側の温度差は目標の温度５００℃に対して±１５℃と均一性が高く、反りや残留応力の極めて小さい、形状、材質ともに均一性に優れた十分に満足できる厚鋼板６を得ることができた。なお、ここでの鋼板温度の測定は、鋼板面の端部から板厚の２倍相当の縁部の領域を除いて行ったものである（以下、同じ。）。
この実施例では、厚鋼板６の上面側に六列の注水ノズル列９１〜９６を配置し、下面側には、上面側の六列の注水ノズル列９１〜９６に相対するように位置合わせした六列の注水ノズル列１１１〜１１６を配置しているので、冷却能力を大きくする場合に特に有効である。
【００２６】
［実施例２］
以下、本発明の厚鋼板の冷却方法と厚鋼板の冷却装置の実施例について、図１および図１４（ｂ）に基づいて説明する。
本実施例では、図１のような実施例１と同様の厚鋼板製造設備であるが、上面側の冷却列４ａは、図１４（ｂ）に示すように、実施例１の図５（ｂ）に示すようなフラットスプレーノズル８に替えて、図５（ｅ）に示すような楕円型スプレーノズル１５を配置してなるものである。この実施例２でも、上面側においては、注水ノズル列９１〜９６によって水流衝突部ｊが形成され、拘束ロール５１と注水ノズル列９１間、注水ノズル列９１〜９６間、拘束ロール５２と注水ノズル列９６間に板上水ｗが存在するが、鋼板表面近傍は、ほぼ噴流の衝突部で覆われた状態になるように板上水を排除している。噴流衝突部による上面の被覆率は８５％とした。
一方、下面側の冷却列４ｂは、実施例１と同じノズル配置とした。また、噴流衝突部による下面の被覆率は、上面の被覆率と同じ８５％とした。
【００２７】
この実施例２では、仕上げ圧延を行って得られた板厚２５ｍｍの温度８００℃の厚鋼板６をデスケーリング後に熱間矯正してから、二組の拘束ロール５１、５２に噛み込ませて搬送速度７０ｍ／分で搬送しながら、上面側の六列の注水ノズル列９１〜９６から水量密度２ｍ３／ｍ２／分の注水を行って冷却した。上面側の注水ノズル列９１〜９６の各楕円型スプレーノズル１５からの水量は３３ｌ／分とした。一方、上面側の注水ノズル列９１〜９６からの注水と同時に、注水ノズル列９１〜９６と鋼板６の下面側で相対する六列の注水ノズル列１１１〜１１６から水量密度２．５ｍ３／ｍ２／分の注水を行って冷却した。下面側の注水ノズル列１１１〜１１６の各楕円型スプレーノズル１５からの注水量は４１ｌ／分とした。
【００２８】
この冷却によって冷却され下流側の拘束ロール５２を通過して５秒後の厚鋼板６の上面側の温度と下面側の温度を測定したところ、上面側と下面側の温度差は目標の温度５００℃に対して±１０℃と均一性が高く、反りや残留応力の極めて小さい、形状、材質ともに均一性に優れた十分に満足できる厚鋼板６を得ることができた。この実施例では、厚鋼板６の上面側に六列の注水ノズル列９１〜９６を配置し、下面側には、上面側の六列の注水ノズル列９１〜９６に相対するように位置合わせした六列の注水ノズル列１１１〜１１６を配置しているので、冷却能力を大きくする場合に特に有効である。
【００２９】
［実施例３］
以下、本発明の厚鋼板の冷却方法と厚鋼板の冷却装置の実施例について図１および図２に基づいて説明する。
本実施例では、図１のような実施例１と同様の厚鋼板製造設備であるが、上面側の冷却列４ａは、図２に示すように、前後に距離Ｌをおいて配置された、上下ロール５ａ、５ｂからなる二組の拘束ロール５１、５２間に噛み込まれて搬送される厚鋼板６の上面側に配置されるものであり、拘束ロール５１から下流に距離Ｌａ離れた位置に、図５（ｂ）に示すようなフラットスプレーノズル８を厚鋼板の幅方向に複数配置してなる注水ノズル列９１を配置し、この注水ノズル列９１の下流に距離Ｌ離れ、拘束ロール５２の上流に距離Ｌｂ離れた位置に、注水ノズル列９１と同様の注水ノズル列９２を配置してなるものである。この上面側においては、注水ノズル列９１、注水ノズル列９２によって水流衝突部ｊが形成され、拘束ロール５１と注水ノズル列９１間、注水ノズル列９１と注水ノズル列９２間、拘束ロール５２と注水ノズル列９２間に板上水ｗが存在する。
【００３０】
一方、下面側の冷却列４ｂは、上面側の冷却列４ａと鋼板６を挟んで下面側で相対する位置に配置されるものであり、上面側の二列の注水ノズル列９１、９２と同じかやや水量の大きいフラットスプレーノズル１０を厚鋼板の幅方向に複数配置してなる二列の注水ノズル列１１１、１１２を配置するとともに、拘束ロール５１と注水ノズル列１１１間、注水ノズル列１１１と注水ノズル列１１２間および注水ノズル列１１２と拘束ロール５２間に、それぞれ、図５（ａ）に示すようなフルコーン型スプレーノズル１２を厚鋼板の幅方向に複数配置してなる補助注水ノズル列１３を各二列ずつ配置してなるものである。厚鋼板６の下面側においては、注水ノズル列１１１と注水ノズル列１１２によって水流衝突部ｊが形成されるとともに、拘束ロール５１と注水ノズル列１１１間、注水ノズル列１１１と注水ノズル列１１２間、注水ノズル列１１２と拘束ロール５２間の注水ノズル列１１１、１１２の水流衝突部ｊ領域以外の領域に対して、水流衝突部の面積当たりの水量密度範囲が注水ノズル列１１１、１１２の水流衝突部の面積当たりの水量密度範囲より小さい、補助注水ノズル列１３による水流衝突部ｊａが形成される。この水流衝突部ｊａ領域は、ここでは、注水ノズル列１１１、１１２の水流衝突部ｊ領域を除いた下面側領域、すなわち、板上水ｗの存在領域に対応させている。
【００３１】
この実施例３では、仕上げ圧延を行って得られた板厚２５ｍｍの温度８００℃の厚鋼板６をデスケーリング後に熱間矯正してから、二組の拘束ロール５１、５２に噛み込ませて搬送速度７０ｍ／分で搬送しながら、上面側の二列の注水ノズル列９１、９２から水量密度２ｍ３／ｍ２／分の注水を行って冷却した。上面側の注水ノズル列９１、９２の各フラットスプレーノズル８からの水量は１００ｌ／分とした。一方、上面側の注水ノズル列９１、９２からの注水と同時に、注水ノズル列９１、９２と鋼板６の下面側で相対する二列の注水ノズル列１１１、１１２から水量密度３ｍ３／ｍ２／分の注水を行って冷却した。下面側の注水ノズル列１１１、１１２の各フラットスプレーノズル１０からの注水量は１００ｌ／分とした。また、下面側の注水ノズル列１１１、１１２からの注水と同時に、補助注水ノズル列１３から、上面側の板上水ｗに対応する下面領域に補助注水を行った。各補助注水ノズル１３の各フルコーン型スプレーノズル１２からの注水量は１７ｌ／分とし、各補助注水ノズル列１３全体としての水量密度を１．５ｍ３／ｍ２／分と、下面側の注水ノズル列１１１、１１２全体としての水量密度の約５０％程度にした。
【００３２】
この冷却によって冷却され下流側の拘束ロール５２を通過して５秒後の厚鋼板６の上面側の温度と下面側の温度を測定したところ、上面側と下面側の温度差は目標の温度５００℃に対して±２５℃と均一性が高く、反りや残留応力の極めて小さい、形状、材質ともに均一性に優れた十分に満足できる厚鋼板６を得ることができた。この実施例では、厚鋼板６の上面側に二列の注水ノズル列９１、９２を配置し、下面側には、上面側の二列の注水ノズル列９１、９２に相対するように位置合わせした二列の注水ノズル列１１１、１１２を配置しているので、冷却能力を大きくする場合に特に有効である。
【００３３】
［実施例４］
以下に、本発明の厚鋼板の冷却方法と厚鋼板の冷却装置の実施例について図１および図３に基づいて説明する。
この実施例４では、実施例３と同様の厚鋼板製造設備例で、実施例３とノズル配置の異なる本発明の冷却装置４を配置した。ここで用いた上面側の冷却列４ａは、図３に示すように、上下ロール５ａ、５ｂからなる二組の拘束ロール５１、５２とともに、この二組の拘束ロール５１、５２間に噛み込まれて搬送される高温厚鋼板６の上面側に配置されるものであり、上流側の拘束ロール５１の直後に距離Ｌｃをおいて、図５（ｂ）に示すようなフラットスプレーノズル８を厚鋼板の幅方向に複数配置してなる注水ノズル列９１を配置し、さらに、このノズル列９１と同じ構成の注水ノズル列９２を、ノズル列９１から下流に距離Ｌ離れ、拘束ロール５２の上流に距離Ｌｄ離れた位置に配置してなるものである。
【００３４】
一方、下面側の冷却列４ｂは、上面側の冷却列４ａと厚鋼板６を挟んで下面側で相対する位置に配置されるものであり、上面側の二列の注水ノズル列９１、９２と同じかやや水量の大きいフラットスプレーノズル１０を厚鋼板の幅方向に複数配置してなる二列の注水ノズル列１１１、１１２を配置するとともに、二組の注水ノズル列１１１、１１２間およびノズル列１１２と下流側の拘束ロール５２間に、それぞれ、図５（ａ）に示すようなフルコーン型スプレーノズル１２を厚鋼板の幅方向に複数配置してなる補助ノズル列１３を各三列ずつ配置してなるものである。厚鋼板６の下面側においては、上面側の二列の注水ノズル列９１、９２に相対する位置にある注水ノズル列１１１、１１２によって水流衝突部ｊが形成されるとともに、注水ノズル列１１１と注水ノズル列１１２間、注水ノズル列１１２と拘束ロール５２間の注水ノズル列１１１、１１２の水流衝突部ｊ領域以外の領域に対して、水流衝突部の面積当たりの水量密度範囲が注水ノズル列１１１、１１２の水流衝突部の面積当たりの水量密度範囲より小さい、補助注水ノズル列１３による水流衝突部ｊａが形成される。この水流衝突部ｊａ領域は、ここでは、注水ノズル列１１１、１１２の水流衝突部ｊ領域を除いた下面側領域（概ね上面側の板上水ｗの存在領域）に対応させている。
【００３５】
この実施例４では、仕上げ圧延を行って得られた板厚２５ｍｍの温度８００℃の厚鋼板６をデスケーリング後に熱間矯正してから、二組の拘束ロール５１、５２に噛み込ませて搬送速度７０ｍ／分で搬送しながら、上面側の二列の注水ノズル列９１、９２から水量密度２ｍ３／ｍ２／分の注水を行って冷却した。上面側の注水ノズル列９１、９２の各フラットスプレーノズル８からの注水量は１００ｌ／分とした。一方、上面側の注水ノズル列９１、９２からの注水と同時に、下面側で相対する二列の注水ノズル列１１１、１１２から水量密度３ｍ３／ｍ２／分の注水を行って冷却した。下面側の注水ノズル列１１１、１１２の各フラットスプレーノズル１０からの注水量は１００ｌ／分とした。
【００３６】
また、下面側の注水ノズル列１１１、１１２からの注水と同時に、補助注水ノズル列１３から、上面側の板上水に対応する下面領域に補助注水を行った。各補助注水ノズル１３の各コーン型スプレーノズル１２からの注水量は１７ｌ／分とし、各補助注水ノズル列１３全体としての水量密度を１．５ｍ３／ｍ２／分と、下面側の注水ノズル列１１１、１１２全体としての水量密度の約５０％程度にした。この冷却によって冷却され下流側の拘束ロール５２を通過して５秒後の厚鋼板６の上面側の温度と下面側の温度を測定したところ、上面側と下面側の温度差は目標の温度４９０℃に対して±２０℃と均一性が高く、反りや残留応力の極めて小さい、形状、材質ともに均一性に優れた十分に満足できる厚鋼板６を得ることができた。
【００３７】
［実施例５］
以下に、本発明の厚鋼板の冷却方法と厚鋼板の冷却装置の実施例について、図１と図４に基づいて説明する。
この実施例５では、実施例３と同様の厚鋼板製造設備例で、実施例３、実施例４とノズル配置の異なる本発明の冷却装置４を配置した。ここで用いた上面側の冷却列４ａは、図４に示すように、上下ロール５ａ、５ｂからなる二組の拘束ロール５１、５２とともに、この二組の拘束ロール５１、５２間に噛み込まれて搬送される高温厚鋼板６の上面側に配置されるものであり、上流側の拘束ロール５１の直後の距離Ｌｅ離れた位置に、図５（ｂ）に示すような吐出口を下流側に向けたフラットスプレーノズル８からなる注水ノズル列９を一列配置してなるものである。
【００３８】
一方、下面側の冷却列４ｂは、上面側の冷却列４ａと厚鋼板６を挟んで下面側で相対する位置に配置されるものであり、上面側の注水ノズル列９からの水流衝突部ｊ領域と相対する位置に水流衝突部ｊを形成し上面側のフラットスプレーノズル８と水流衝突部での冷却能力と同じ冷却能力を得る水量のフラットスプレノズル１０を厚鋼板の幅方向に複数配置してなる注水ノズル列１１を一列配置するとともに、この注水ノズル列１１と拘束ロール５２間において、注水ノズル列１１の水流衝突部ｊ領域を除く下面側領域に水流衝突部ｊａを形成する、図５（ａ）に示すようなフルコーン型スプレーノズル１２を厚鋼板の幅方向に複数配置してなる補助注水列１３を４列配置してなるものである。この実施例５では、仕上げ圧延を行って得られた板厚２５ｍｍの温度７９０℃の厚鋼板６をデスケーリング後に熱間矯正してから、二組の拘束ロール５１、５２に噛み込ませて搬送速度７０ｍ／分で搬送しながら、上面側の一列の注水ノズル列９から水量密度２ｍ３／ｍ２／分の注水を行って冷却した。上面側の注水ノズル列９のフラットスプレーノズル８からの注水量は１００ｌ／分とした。
【００３９】
一方、上面側の注水ノズル列９からの注水と同時に、注水ノズル列９と鋼板６の下面側で相対する一列の注水ノズル列１１から水量密度３ｍ３／ｍ２／分の注水を行って冷却した。下面側の注水ノズル列１１のフラットスプレーノズル１０からの注水量は１００ｌ／分とした。また、下面側の注水ノズル列１１からの注水と同時に、４列の補助注水ノズル列１３から、注水ノズル列１１の水流衝突部ｊ領域を除く下面側領域、すなわち、ここでは上面側の板上水ｗに対応する下面領域に補助注水を行った。各補助注水ノズル１３の各フルコーン型スプレーノズル１２からの注水量は１７ｌ／分とし、各補助注水ノズル列１３全体としての水量密度を１．５ｍ３／ｍ２／分と、下面側の注水ノズル列１１全体としての水量密度の約５０％程度にした。この冷却によって冷却され下流側の拘束ロール５２を通過して５秒後の厚鋼板６の上面側の温度と下面側の温度を測定したところ、上面側と下面側の温度差は目標の温度５００℃に対して±２５℃と均一性が高く、反りや残留応力の極めて小さい、形状、材質ともに均一性に優れた十分に満足できる厚鋼板６を得ることができた。
【００４０】
［比較例１］
図６に示すように、上面側には、実施例４と同様にフラットスプレーノズル８からなる注水ノズル列９１を配置し、下面側には上面側の注水ノズル列９１と対応する位置から拘束ロール５２までの間に、フルコーン型のスプレーノズル１２を厚鋼板６の幅方向に複数配置してなる注水ノズル列１４を８列配置した。この比較例１では、仕上げ圧延を行って得られた板厚２５ｍｍの温度８００℃の厚鋼板６をデスケーリング後に熱間矯正してから、２組の拘束ロール５１、５２に噛み込ませて搬送速度７０ｍ／分で搬送しながら、上面側の１列の注水ノズル列９１から水量密度２ｍ３／ｍ２／分の注水を行って冷却した。上面側の注水ノズル列９１の各フラットスプレーノズル８からの注水量は１００ｌ／分とした。一方、上面側の注水ノズル列９１からの注水と同時に、下面側の８列の注水ノズル列１４から水量密度３ｍ３／ｍ２／分の注水を行って冷却した。下面側の注水ノズル列１４の各フルコーン型スプレーノズル１２からの注水量は８０ｌ／分とした。この冷却によって冷却され下流側の拘束ロール５２通過して５秒後の厚鋼板６の上面側の温度と下面側の温度を測定したところ、上面側と下面側の温度差は目標の温度に対して、下面側の温度が高めになり、上下面の温度差は±３５℃と均一性が十分でなく、軽微ながら反りや残留応力が認められ、形状、材質ともにやや均一性が十分ではなかった。
【００４１】
［比較例２］
比較例１の場合で、上面側の注水条件を変えず、下面側の８列の注水ノズル列１４から注水条件を変更し、水量密度１．６ｍ３／ｍ２／分の注水を行って冷却した。下面側の注水ノズル列１４の各フルコーン型スプレーノズル１２からの注水量は８０ｌ／分とした。この冷却によって冷却され下流側の拘束ロール５２通過して５秒後の厚鋼板６の上面側の温度と下面側の温度を測定したところ、上面側と下面側の温度差は目標の温度５００℃に対して、上面側の温度が高めになり、上下面の温度差は±３０℃と均一性が十分でなく、軽微ながら反りや残留応力が認められ、形状、材質ともにやや均一性が十分ではなかった。
【００４２】
［比較例３］
図１４（ａ）に示すようなノズル配置とし、下面側のスプレーノズルによる下面の被覆率を５０％として実験を行った。この比較例３では、仕上げ圧延を行って得られた板厚２５ｍｍの温度８００℃の厚鋼板６をデスケーリング後に熱間矯正してから、２組の拘束ロール５１、５２に噛み込ませて搬送速度７０ｍ／分で搬送しながら、上面側の６列の注水ノズル列９１〜９６から水量密度２ｍ３／ｍ２／分の注水を行って冷却した。上面側の注水ノズル列９１〜９６の各フラットスプレーノズル８からの注水量は１００ｌ／分とした。一方、上面側の注水ノズル列９１〜９６からの注水と同時に、下面側の８列の注水ノズル列１５から水量密度３ｍ３／ｍ２／分の注水を行って冷却した。下面側の注水ノズル列１５の各楕円型スプレーノズル１１からの注水量は８０ｌ／分とした。この冷却によって冷却され下流側の拘束ロール５２通過して５秒後の厚鋼板６の上面側の温度と下面側の温度を測定したところ、上面側と下面側の温度差は目標の温度に対して、下面側の温度が高めになり、上下面の温度差は±３０℃となった。この場合、軽微ながら反りや残留応力が認められ、形状、材質ともにやや均一性が十分ではなかった。
【００４３】
本発明は、上記の実施例の内容に限定されるものではない。例えば上面側と下面側で相対する注水ノズル列の配置条件、下面側の補助注水ノズル列の配置条件、これらの各ノズル列を形成するノズルの種類、各ノズルおよび各ノズル列からの注水条件、拘束ロールの配置条件などについては、対象厚鋼板のサイズ（特に厚み）温度、搬送速度、目標冷却温度、冷却時間、冷却速度などに応じて、上記請求項の範囲内で変更のあるものである。
【００４４】
【発明の効果】
本発明による厚鋼板の冷却方法を採用することにより、冷却後の厚鋼板の上下の温度の均一化を図ることができ、鋼板形状の平坦度を向上させることができるので、冷間矯正や精整コストの節減ができる。また、残留応力も低減させることができるので、鋼板加工時の変形が抑制され、加工の精度を安定確保できる。さらに、上下（板厚方向）の材質の均一化が確保できるなどの効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の厚鋼板冷却方法を実施する設備配置例を側面図で模式的に説明する図である。
【図２】図１の設備配置例における冷却装置例（実施例３）を一部拡大説明図で模式的に説明する図である。
【図３】図１の設備配置例における他の冷却装置例（実施例４）を一部拡大説明図で模式的に説明する図である。
【図４】図１の設備配置例における他の冷却装置例（実施例５）を一部拡大説明図で模式的に説明する図である。
【図５】本発明の冷却装置で用いる各種ノズル例を立体説明図または断面図で模式的に説明する図である。
【図６】比較例での冷却装置例を側面図で模式的に説明する図である。
【図７】鋼板冷却装置でのノズルの配置例を立体説明図で模式的に説明する図である。
【図８】鋼板冷却装置でのノズルからの水流衝突による冷却での熱流束と鋼板温度との関係を模式的に説明する図である。
【図９】高温鋼板に対する急冷と弱冷の組み合わせによる冷却効果を模式的に説明する図である。
【図１０】鋼板冷却装置でのノズルからの水流衝突により下面側を冷却した場合の衝突水流の挙動を側面説明図で模式的に説明する図である。
【図１１】下面側への補助注水ノズル配置の効果を模式的に説明する図である。
【図１２】上面側と下面側の冷却による鋼板表面温度の経時変化を模式的に説明する図である。
【図１３】従来の鋼板冷却装置例を側面説明図で模式的に説明する図である。
【図１４】図１の設備配置例における冷却装置例（実施例１、２）を一部拡大説明図で模式的に説明する図である。
【図１５】水噴流の衝突部を模式的に説明する図である。
【符号の説明】
１ 仕上圧延機
２ デスケーリング装置
３ 熱間矯正装置
４ 冷却装置
４ａ 上面側冷却列
４ｂ 下面側冷却列
５１、５２ 拘束ロール
５ａ 上ロール
５ｂ 下ロール
６ 厚鋼板
８ フラットスプレーノズル（上面側）
９、９１、９２ 注水ノズル列（上面側）
１０ フラットスプレーノズル（下面側）
ｊ 水流衝突部（注水ノズル列）
ｊａ 水流衝突部（補助注水ノズル列）
１１、１１１、１１２ 注水ノズル列（下面側）
１２ フルコーン型スプレーノズル（下面側）
１３ 補助注水ノズル列
１４ 注水ノズル列（下面側）
１５ 楕円型スプレーノズル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and apparatus for cooling a thick steel plate, which is applied when cooling a hot steel plate that has been hot-finished when producing a thick steel plate by hot rolling.
[0002]
[Prior art]
When manufacturing a thick steel plate by hot rolling, the strength and weldability of the steel plate are improved by controlled cooling after finish rolling. In this controlled cooling, in order to obtain uniform material properties and flatness, it is necessary to cool so that the temperature distribution in the sheet width direction is uniform. An injection nozzle is disposed and cooling is performed by injecting cooling water onto both surfaces of a thick steel plate. For example, in
[0003]
In the invention of the above prior art cooling method, for example, as shown in FIG. 13,
[0004]
[Patent Document 1]
JP 11-347629 A
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the invention of the cooling method of the above prior art, as disclosed in each embodiment, a single slit nozzle row is disposed on the upper surface side, and a slit nozzle, a circular tube jet nozzle with a conduit, and a circular tube laminar nozzle are disposed on the lower surface side. Are arranged in a plurality of rows over a wide area, and uniform water injection is performed on the entire area on the lower surface side regardless of the position on the upper surface side of the nozzle array and the on-board water existing area. In the cooling of the steel sheet, as described above, it is necessary that “the time-dependent change in temperature at each minute portion of the upper and lower surfaces of the steel sheet in the cooling process of the steel sheet is the same with the center plane of the steel sheet thickness as the symmetry plane” In the case of the invention of the prior art, a portion where the discharge water from the nozzle collides with a portion flowing as plate water is generated on the upper surface side, and the cooling capacity distribution is different between the collision portion and the plate water portion. However, the cooling on the lower surface side disclosed in the invention of the prior art is uniformly performed and does not correspond to the cooling capacity distribution on the upper surface side, so that the upper and lower surfaces cannot be cooled sufficiently and in a well-balanced manner. In some cases, the temperature difference between the upper and lower surfaces cannot be made sufficiently small, which is not sufficient in terms of ensuring the flatness of the steel sheet and making the material uniform.
[0006]
Therefore, the present invention advantageously solves the above-mentioned problems of the prior art, and efficiently injects and cools the upper and lower surfaces when water is poured onto the upper and lower surfaces of the thick steel plate between the constraining rolls engaged with the thick steel plate being conveyed. An object of the present invention is to provide a thick steel plate cooling method and a cooling device that can be cooled to reduce the temperature difference between the upper and lower surfaces, improve the flatness of the thick steel plate shape and make the material uniform. .
[0007]
[Means for Solving the Problems]
Basically, in the case of producing a thick steel plate by hot rolling, the present invention cools the thick steel plate in a high temperature state (700 to 950 ° C.) after hot finish rolling from the upper surface side and the lower surface side. The following (1) to (9) are applied.
(1) In a cooling method for a thick steel plate in which water is poured into the upper and lower surfaces of the thick steel plate between the restraining rolls while the high-temperature thick steel plate is bitten and conveyed by a plurality of constraining rolls that form a pair of upper and lower rolls. The steel plate surface formed by the water injection nozzle row on the lower surface side while pouring water from each of the upper surface water injection nozzle row and the lower surface water injection nozzle row arranged in alignment with each other so as to face the upper surface side and the lower surface side. A method for cooling a thick steel plate, wherein water is poured so that the upper water flow collision portion occupies 60% or more of the steel plate area between the restraining rolls.
(2) Further, in the above (1), the water flow collision part on the steel plate surface formed by the water injection nozzle row on the upper surface side also injects water so as to occupy 60% or more of the steel plate area between the restraining rolls. The cooling method of the described thick steel plate.
(3) In a method for cooling a thick steel plate, water is poured between the constraining rolls on the upper and lower surfaces of the thick steel plate while biting and conveying the thick steel plate in a high temperature state with a plurality of sets of constraining rolls that form a pair of upper and lower rolls. Water is injected from one or more upper surface side water injection nozzle rows and lower surface side water injection nozzle rows, which are arranged so as to face the upper surface side and lower surface side, and between the lower surface side restraining rolls, The entire area of the lower surface side steel plate excluding the water flow collision part on the steel plate surface to be formed, or the water density density range of the water flow collision part in the partial region of 50% or more of the water flow density of the water flow collision part of the water injection nozzle row A method for cooling thick steel plates, wherein auxiliary water injection is performed from a plurality of auxiliary water injection nozzle rows smaller than the range.
(4) The method for cooling a thick steel plate according to any one of (1) to (3), wherein gas is mixed and jetted when water is injected from the water injection nozzle row and / or the auxiliary water injection nozzle row. .
(5) The high temperature thick steel plate is poured from the water injection nozzle row arranged vertically between the constraining rolls while the high temperature thick steel plate is bitten and transported by a plurality of sets of constraining rolls that form a pair of upper and lower rolls. In the apparatus for cooling the upper surface side and the lower surface side, the upper surface side water injection nozzle row and the lower surface side water injection nozzle row are arranged so as to be opposed to the upper surface side and the lower surface side. An apparatus for cooling a thick steel plate, wherein the water flow impinging portion on the steel plate surface formed by the side water injection nozzle row occupies 60% or more of the steel plate area between the restraining rolls.
(6) Further, the upper surface side water injection nozzle row is also arranged so that the water flow collision portion on the steel plate surface formed by the upper surface side water injection nozzle row occupies 60% or more of the steel plate area between the restraining rolls. The thick steel plate cooling device according to (5), characterized in that it is characterized in that
(7) The high temperature thick steel plate is poured by water from a row of water injection nozzles arranged vertically between the constraining rolls while the high temperature thick steel plate is bitten and transported by a plurality of sets of constraining rolls that form a pair of upper and lower rolls. In the device for cooling the water, the upper surface side water injection nozzle row and the lower surface side water injection nozzle row are arranged so as to be opposed to the upper surface side and the lower surface side, and between the restraining roll and the water injection nozzle row on the lower surface side. A plurality of auxiliary water injection nozzles are formed by the auxiliary water injection nozzles in a part or all of the water injection nozzle rows. All or 50% of the lower surface side steel plate area between the constraining rolls except the water collision portion on the steel plate surface formed by the water injection nozzle row. A thick steel plate cooling apparatus, characterized in that it is disposed so as to occupy the above partial region.
(8) The water injection nozzle row arranged so as to be opposed to the upper surface side and the lower surface side of the thick steel plate is formed by a slit nozzle, a flat spray nozzle, or a wide-area collision type spray nozzle, and / or the lower surface. The auxiliary water injection nozzle row arranged on the side is formed of any one of a flat spray nozzle, a wide-area collision type spray nozzle, and a cooling water filling type water injection nozzle, (5) to (5) above The thick steel plate cooling device according to any one of (7).
(9) The water injection nozzles forming the water injection nozzle array and / or the auxiliary water injection nozzle array have a structure capable of mixing and injecting two fluids, water and gas, (5) to (5) above The cooling apparatus for thick steel plates according to any one of 8).
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention is applied to a case where a thick steel plate having a temperature after hot rolling of 700 to 950 ° C. is to be cooled, and is mainly subjected to cooling by pouring water onto the upper surface side and the lower surface side of the thick steel plate after finish rolling. Is.
In the present invention, water is poured into the upper and lower surfaces of the thick steel plates between the constraining rolls while the high-temperature thick steel plates are bitten and transported by a plurality of sets of constraining rolls formed by upper and lower rolls. When cooling water, water is injected from one or more upper surface side water injection nozzle rows and lower surface side water injection nozzle rows, which are arranged so as to be opposed to the upper surface side and the lower surface side, and formed by the water injection nozzle rows on the lower surface side. Water is injected so that the water collision portion on the steel plate surface occupies 60% or more of the area of the steel plate between the constraining rolls. The temperature difference between the upper and lower surfaces of the thick steel plate is reduced by uniformly cooling the upper and lower surfaces by cooling by the above, and the flatness and material of the thick steel plate after cooling are made uniform.
Furthermore, in the present invention, the water flow collision part on the steel plate surface formed by the water injection nozzle row on the upper surface side also injects water so as to occupy 60% or more of the steel plate area between the constraining rolls, that is, the upper surface plate water. Is covered with a water-impacting part, and the upper and lower surfaces are uniformly cooled only at the water-impacting part to eliminate the temperature difference between the upper and lower surfaces of the thick steel sheet. It is intended to make uniform.
[0009]
Further, in the present invention, the upper and lower surfaces of the high-temperature thick steel plate are transferred between the restraint rolls while the thick steel plates are bitten and transported by a plurality of pairs of restraint rolls, each of which is arranged one by one above and below. When cooling the steel sheet by injecting water, water is injected from one or more water injection nozzle rows arranged so as to be opposed to the upper surface side and the lower surface side, and the lower surface side region excluding the water flow impingement portion of these water injections Relative to the upper and lower surfaces by sub-injecting water from a plurality of auxiliary water injection nozzle rows in which the water density density range of the water flow collision part is smaller than the water density density range of the water injection collision part In order to reduce the temperature difference between the upper and lower surfaces of the thick steel plate by cooling the upper and lower surfaces efficiently and uniformly in consideration of the presence of water on the plate, Flatness and material level of steel plate It is intended to achieve the reduction.
[0010]
In the following, the results of the study that is the basis of the present invention will be described.
When cooling while hot-rolled steel plates in a hot state are being conveyed, cooling is generally performed by spraying a refrigerant jet onto the steel plates. At this time, it is well known that the cooling capacity increases if the jet density per unit area and the jet collision point density are increased. Therefore, in the present invention described in claim 2, as shown in FIG. 14 (b), it is possible to cover 60% or more of the area of the upper and lower surfaces with the impinging portion of the water jet and cool the upper and lower surfaces almost completely symmetrically. I have to. In addition, the collision part of the water jet in this case shall show the area | region where the angle when a water jet hits a steel plate as shown in FIG. 15 is 30 degree | times or more.
However, when a liquid such as water is used as the refrigerant, a boiling phenomenon occurs when the water contacts the high temperature steel sheet. May not need to be increased. This will be described with reference to FIGS. 7 to 12 by taking the case of the present invention using mainly water as an example.
[0011]
FIG. 8 shows, for example, a cooling heat flux (W / m) when water is sprayed from a group of water injection nozzles to a high-temperature steel plate in the arrangement shown in FIG. 2 ) And the steel plate temperature (° C.), and this relationship is represented by an N-shaped curve and a similar curve, and indicates that there is a minimum heat flux point and a critical heat flux point. Although this minimum heat flux point differs somewhat depending on the steel plate conditions, it is in the range of 400 to 700 ° C. for a general steel plate. That is, when the steel plate temperature is lower than the temperature of the minimum heat flux point, the heat flux increases and the cooling efficiency increases. Therefore, as shown in FIG. 9, while rapidly cooling the surface of the high-temperature steel sheet, and then reheating, it is weakly cooled at a water volume lower than the water density at the time of quenching in a temperature range where the cooling efficiency is high. The cooling rate can be improved without increasing the collision point density. This effect is utilized when cooling the upper surface side of a high temperature steel plate. That is, if one place is cooled with a water injection nozzle row having a large water density, the collided water flows on the upper surface of the steel plate and becomes water on the plate, and once the steel plate whose temperature has dropped due to the collision water is cooled with the plate water, It is possible to cool even with a low amount of water.
[0012]
On the steel plate lower surface side, as shown in FIG. 10, when a large amount of water flow collides from the water injection nozzle row, the water flow collision point region is cooled, but the water after the collision is generated on the surface of the high temperature steel plate with gravity. Water vapor almost leaves the steel plate and does not contribute to cooling, so that sufficient cooling efficiency cannot be obtained. Therefore, as shown in FIG. 11, after strong cooling, a cooling region (this region is preferably a region corresponding to the upper surface side plate water region) is provided by the auxiliary water injection nozzle row having a slightly lower water density than the water injection nozzle row. Thus, efficient cooling can be realized.
Alternatively, as shown in FIG. 14 (a), the arrangement of the water-impacting portion on the lower surface is set so that the cooling area is 60% or more of the area on the lower surface side of the steel plate, preferably about the same area as the upper surface with the same nozzle arrangement as the upper surface side. If cooling is performed, cooling with the same cooling area on the upper and lower surfaces is possible.
The surface temperature history from the start of cooling on the upper and lower surfaces of the steel sheet when such cooling is performed is as shown in FIG. 12, and almost the same temperature history can be obtained, and the residual stress and warpage amount in the steel sheet after cooling can be obtained. Thus, the cooling capacity distribution can be significantly reduced as compared with the conventional cooling method in which the distribution is not symmetrical. The thick steel plate cooling method and the thick steel plate cooling device of the present invention are made based on the above findings.
[0013]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
In the present invention, water is injected from one or more water injection nozzle rows that are arranged so as to be opposed to the upper surface side and the lower surface side within a fixed region by the constraint roll, and the water flow collision part of the lower surface side nozzle is expanded from the upper surface to restrain the surface. By setting it to 60% or more of the lower surface area in the constant region by the roll, the lower surface region corresponding to the upper surface plate water region is also cooled by the lower surface water collision part, and the upper and lower surfaces are considered in consideration of the presence of the surface water. Is efficiently cooled to relieve the temperature difference between the upper and lower surfaces of the thick steel plate. If the lower surface area in the fixed region by the restraining roll is less than 60%, the lower surface side corresponding to the upper surface plate upper water region is larger in the region that is not cooled by the cooling water, and the temperature difference between the upper and lower surfaces is large, which is satisfactory. Flatness and homogeneous material cannot be obtained.
Alternatively, water is injected from one or more water injection nozzle rows arranged so as to be opposed to the upper surface side and the lower surface side in the fixed region by the constraining roll, and the constant region by the constraining roll is formed by the water flow collision portions of the nozzles on both upper and lower surfaces By covering 60% or more of the inner area, the upper surface plate water is eliminated and cooled, and the upper and lower surfaces are efficiently cooled without being affected by the plate surface water. This is to reduce the temperature difference on the lower surface side. If the lower surface area in the fixed region by the restraining roll is less than 60%, it is impossible to exclude the water on the plate on the upper surface side, and the lower surface side corresponding to the water region on the plate is not cooled by the cooling water, and the upper and lower surfaces become larger. As a result, the temperature difference becomes large and satisfactory flatness of the steel sheet and a homogeneous material cannot be obtained.
[0014]
Further, in the present invention, as described above, water is injected from one or more water injection nozzle rows arranged so as to be opposed to the upper surface side and the lower surface side within the fixed region by the restraining roll, and the water flow collision of these water injections Water is injected from a plurality of auxiliary water injection nozzle rows in which the water flow density range of the water collision portion is smaller than the water density range of the water flow collision portion in all of the lower surface area excluding the portion or a partial region of 50% or more thereof. Therefore, the upper and lower surfaces are efficiently cooled by considering the presence of water on the plate, and the temperature difference between the upper and lower surfaces of the thick steel plate. It is to ease.
The cooling region by the auxiliary water injection nozzle row needs to be at least 50% or more of the lower surface side steel plate area excluding the water-impacting portion on the steel plate surface formed by the water injection nozzle row between the restraining rolls on the lower surface side. It is preferable that the region corresponds to the on-board water region. If this is less than 50%, the lower surface side corresponding to the upper surface plate upper water region is not cooled by the cooling water, and the temperature difference between the upper and lower surfaces becomes large, so that satisfactory flatness of the steel sheet and homogeneous material can be obtained. I can't.
The restraint roll here transports the steel plate in a stable state, stabilizes the cooling action by pouring water on the upper and lower surfaces, and drains water by causing the action area of the upper surface side plate water to exist in the fixed area. It contributes to the stability of cooling.
[0015]
The water density in the water flow collision part referred to in the present invention is the amount of water injected per unit area (m 3 / M 2 / Min). Hereinafter, this is referred to as “the water density per unit area of the water collision portion”.
Further, even in a portion sandwiched between two sets of restraining rolls, the water density is defined, and the value obtained by dividing the amount of water injected into the part by the area between the restraining rolls is simply referred to as “water density”. These water density are set according to the conveying speed of the thick steel plate, the size (particularly thickness) and temperature of the steel plate, the set cooling temperature, and the like.
[0016]
In the present invention, the water amount density range per area of the water flow collision part of the water injection nozzle row on the upper surface side and the lower surface side, which are positioned so as to face each other in the vertical direction, is usually 4 to 250 (m 3 / M 2 The water density range per area of the water flow collision part from the auxiliary water injection nozzle row arranged on the lower surface side is set to about 1 to 100 (m / min) 3 / M 2 / Min) level. Thereby, the objective of this invention can be achieved by implement | achieving efficient cooling and making the temperature difference of the upper and lower surfaces of a steel plate small.
Each water injection nozzle row, auxiliary water injection nozzle and its arrangement are determined according to cooling conditions preset in accordance with thick steel plate conditions, rolling conditions, temperature required in the post-rolling process, and shape conditions, Since there are fluctuations in the steel plate temperature and cooling temperature fluctuations, it is preferable to be able to control the water flow density range. Therefore, it is considered to select nozzles and arrangements that can ensure control accuracy, and to arrange sensors such as thermometers and flow meters, and water quantity control devices.
[0017]
In the case of the water injection nozzle rows facing each other on the upper and lower surfaces, basically, in the fixed region by the restraining roll, the water flow collision part is positioned so as to face each other on the upper and lower surfaces, In this case, the water injection nozzle row is formed by arranging a plurality of nozzles in the width direction of the thick steel plate. One or more water injection nozzle rows are arranged in the traveling direction of the thick steel plate. In the case of the auxiliary water injection nozzle row, it is arranged on the lower surface side between the constraining roll and the water injection nozzle row or between the water injection nozzle rows, or in part, but basically the water injection nozzle row on the lower surface side. In a region other than the water flow impingement portion, a plurality of lower surface regions are arranged in the lower surface region opposite to the on-board water presence region. As with the water injection nozzle row, the auxiliary water injection nozzle row may be formed by arranging a plurality of nozzles in the width direction of the thick steel plate to form a nozzle row and arranging one or more rows in the traveling direction of the thick steel plate. The water flow collision portions of the plurality of nozzles may be arranged so as to be preferably distributed without forming the.
[0018]
As a nozzle that forms a water injection nozzle array that is positioned so as to be opposed to each other on the upper and lower surfaces of a thick steel plate, for example, an elliptical nozzle as shown in FIG. As a nozzle for forming an auxiliary water injection nozzle row arranged on the lower surface side using a flat spray nozzle as shown in FIG. 5B, a slit nozzle as shown in FIG. 5C, etc., nozzles of the water injection nozzle row As shown in FIG. 5 (d), a full cone spray nozzle as shown in FIG. 5 (a) capable of reducing the water flow density and increasing the area of the water collision part or a water channel restraint plate installed so that water does not fall due to gravity. Such a cooling water filling type water injection nozzle is suitable. Examples of the wide-area collision type spray nozzle of the present invention include a full cone type spray nozzle as shown in FIG. 5 (a) and an elliptical nozzle as shown in FIG. 5 (e).
[0019]
Moreover, each nozzle which forms these water injection nozzle row | line | columns and auxiliary water injection nozzle row | line | column can also be made into the 2 fluid nozzle which has a structure which can carry out mixing injection of water and gas simultaneously. When the two-fluid nozzle is used, the adjustment range of the water amount is wide and the collision force of the water flow can be easily adjusted, so that the cooling control range can be widened. Furthermore, in the case of a two-fluid nozzle, when a large amount of water is used, a sufficiently strong water flow can be formed with water alone, but the phenomenon that the collision force becomes weak when the water amount decreases can be alleviated. It is possible to reduce the economic burden of blowing gas by taking the configuration of emitting gas.
[0020]
Even in the case of the water injection nozzle row and the auxiliary water injection nozzle row, the arrangement pitch in the case of arranging a plurality of water injection nozzles in the width direction of the thick steel plate varies depending on the type of nozzle, but a part of the water flow collision part of the adjacent nozzle ( It is preferable that the water density in the width direction of the thick steel plate in the nozzle row is made more uniform by overlapping the layers (about 0 to 10%). In addition, on the lower surface side, when a plurality of auxiliary water injection nozzle rows are arranged in the traveling direction of the thick steel plate, adjacent auxiliary water injection nozzles Column Alternatively, it is preferable that the water flow collision portions from the water injection nozzle row be partially overlapped (about 0 to 10%) so that the water amount density in the traveling direction of the steel plate of the nozzle row is made more uniform.
[0021]
Each water injection nozzle row and the arrangement thereof are selected according to the size (particularly thickness) of the thick steel plate, the temperature, and the cooling target temperature, and the arrangement region of the water injection nozzle row and the auxiliary water injection nozzle row arranged on the lower surface side is the upper surface. The cooling area is basically the same area between the constraining rolls on both the upper surface side and the lower surface side. The cooling on the lower surface side in the action region of the on-board water is performed by the auxiliary water injection nozzle row with the same cooling capacity as the on-board water on the upper surface side. In this way, the steel plate is stably cooled while being transported in a constant area between the restraining rolls, thereby improving the cooling efficiency and realizing the cooling balance between the upper surface side and the lower surface side. By reducing the temperature difference between the upper and lower surfaces, a thick steel plate having excellent shape and material uniformity can be obtained.
[0022]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the thick steel plate cooling method and the thick steel plate cooling apparatus of the present invention will be specifically described.
[Example 1]
FIG. 1 is an example of a steel plate manufacturing facility from a finish rolling mill to a cooling device in which the steel plate cooling device of the present invention is arranged. Here, the finishing
[0023]
On the other hand, the cooling
[0024]
In Example 1, the
[0025]
The downstream restraint roll 5 cooled by this cooling 2 When the temperature on the upper surface side and the lower surface side of the
In this embodiment, six rows of water injection nozzles 9 are provided on the upper surface side of the
[0026]
[Example 2]
Hereinafter, an example of a method for cooling a thick steel plate and a cooling apparatus for the thick steel plate according to the present invention will be described with reference to FIG. 1 and FIG.
In this example, the steel plate manufacturing equipment is the same as that in Example 1 as shown in FIG. 1, but the
On the other hand, the cooling
[0027]
In Example 2, the
[0028]
The downstream restraint roll 5 cooled by this cooling 2 When the temperature on the upper surface side and the lower surface side of the
[0029]
[Example 3]
Embodiments of a thick steel plate cooling method and a thick steel plate cooling apparatus according to the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2.
In this example, the steel plate manufacturing equipment is the same as in Example 1 as shown in FIG. 1, but the
[0030]
On the other hand, the cooling
[0031]
In Example 3, the
[0032]
The downstream restraint roll 5 cooled by this cooling 2 When the temperature on the upper surface side and the lower surface side of the
[0033]
[Example 4]
Examples of the method for cooling thick steel plates and the cooling apparatus for thick steel plates according to the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 3.
In this Example 4, the cooling apparatus 4 of the present invention having a nozzle arrangement different from that in Example 3 was arranged in the same steel plate manufacturing equipment example as in Example 3. As shown in FIG. 3, the cooling
[0034]
On the other hand, the cooling
[0035]
In Example 4, the
[0036]
Moreover, the water
[0037]
[Example 5]
Below, the Example of the cooling method of a thick steel plate of this invention and the cooling apparatus of a thick steel plate is demonstrated based on FIG. 1 and FIG.
In Example 5, the cooling apparatus 4 of the present invention having a nozzle arrangement different from that in Examples 3 and 4 was arranged in the same steel plate manufacturing equipment example as in Example 3. As shown in FIG. 4, the cooling
[0038]
On the other hand, the cooling
[0039]
On the other hand, simultaneously with the water injection from the water injection nozzle row 9 on the upper surface side, the water volume density 3 m from the water
[0040]
[Comparative Example 1]
As shown in FIG. 6, on the upper surface side, a water injection nozzle array 9 comprising
[0041]
[Comparative Example 2]
In the case of Comparative Example 1, the water injection conditions were changed from the 8 water
[0042]
[Comparative Example 3]
The experiment was conducted with the nozzle arrangement as shown in FIG. 14A and the lower surface coverage with the lower surface spray nozzle being 50%. In this comparative example 3, the
[0043]
The present invention is not limited to the contents of the above embodiments. For example, the arrangement conditions of the water injection nozzle rows facing each other on the upper surface side and the lower surface side, the arrangement conditions of the auxiliary water injection nozzle rows on the lower surface side, the types of nozzles forming each of these nozzle rows, the water injection conditions from each nozzle and each nozzle row, Regarding the arrangement conditions of the restraint roll, etc., there are changes within the scope of the above claims depending on the size (particularly thickness) temperature, transport speed, target cooling temperature, cooling time, cooling speed, etc. of the target thick steel plate. .
[0044]
【The invention's effect】
By adopting the method for cooling a thick steel plate according to the present invention, it is possible to achieve uniform temperature in the upper and lower sides of the thick steel plate after cooling and improve the flatness of the steel plate shape. It can save cost. Moreover, since residual stress can also be reduced, the deformation | transformation at the time of steel plate processing is suppressed, and the precision of processing can be ensured stably. Furthermore, there is an effect that it is possible to ensure the uniformity of the upper and lower (plate thickness direction) materials.
[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a side view schematically illustrating an example of equipment arrangement for carrying out a thick steel plate cooling method of the present invention.
FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a cooling device example (Example 3) in the facility arrangement example of FIG. 1 with a partially enlarged explanatory view;
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating another cooling device example (Example 4) in the facility arrangement example of FIG. 1 with a partially enlarged explanatory diagram;
FIG. 4 is a diagram schematically illustrating another cooling device example (Example 5) in the facility arrangement example of FIG. 1 with a partially enlarged explanatory view.
FIG. 5 is a diagram schematically illustrating examples of various nozzles used in the cooling device of the present invention with a three-dimensional explanatory diagram or a cross-sectional view.
FIG. 6 is a diagram schematically illustrating an example of a cooling device in a comparative example in a side view.
FIG. 7 is a diagram schematically illustrating an example of arrangement of nozzles in a steel plate cooling apparatus with a three-dimensional explanatory diagram.
FIG. 8 is a diagram schematically illustrating the relationship between the heat flux and the steel plate temperature in the cooling by the water flow collision from the nozzle in the steel plate cooling device.
FIG. 9 is a diagram schematically illustrating a cooling effect by a combination of rapid cooling and weak cooling on a high-temperature steel sheet.
FIG. 10 is a side view for schematically explaining the behavior of the collision water flow when the lower surface side is cooled by the water flow collision from the nozzle in the steel plate cooling device.
FIG. 11 is a diagram schematically illustrating the effect of the auxiliary water injection nozzle arrangement on the lower surface side.
FIG. 12 is a diagram schematically illustrating a change with time of the steel sheet surface temperature due to cooling of the upper surface side and the lower surface side.
FIG. 13 is a diagram schematically illustrating an example of a conventional steel plate cooling apparatus with a side view.
FIG. 14 is a diagram schematically illustrating a cooling device example (Examples 1 and 2) in the facility arrangement example of FIG. 1 with a partially enlarged explanatory diagram;
FIG. 15 is a diagram schematically illustrating a collision portion of a water jet.
[Explanation of symbols]
1 Finishing mill
2 Descaling device
3 Hot straightening device
4 Cooling device
4a Upper surface side cooling row
4b Cooling row on the bottom side
5 1 5 2 Restraint roll
5a Upper roll
5b Lower roll
6 Thick steel plate
8 Flat spray nozzle (top side)
9, 9 1 , 9 2 Water injection nozzle row (top side)
10 Flat spray nozzle (lower side)
j Water flow collision part (water injection nozzle row)
ja Water collision part (auxiliary water injection nozzle array)
11, 11 1 , 11 2 Water injection nozzle row (bottom side)
12 Full cone spray nozzle (bottom side)
13 Auxiliary water injection nozzle row
14 Water injection nozzle row (bottom side)
15 Elliptical spray nozzle
Claims (9)
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