説明

熱延の冷却装置および冷却方法

【課題】鋼板の連続熱延の仕上げ圧延後の冷却工程において、遷移沸騰領域における鋼板の板形状を安定させ、かつ鋼板の振動を抑制することができる熱延の冷却装置および冷却方法を提供する。
【解決手段】連続熱間圧延の仕上げ圧延機2の下流側に配置され、仕上げ圧延機2で圧延された鋼板3を搬送しながら冷却する熱延の冷却装置5において、鋼板3の表面温度が650℃〜550℃になる位置と、450℃〜350℃になる位置に、それぞれ第一、第二の中間ピンチロール11、12が配置され、第一及び第二中間ピンチロール11、12間の鋼板3に0.4kg/mm以上の張力がかけられる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、鋼板の連続熱間圧延の仕上げ圧延後のランアウトテーブル上における、熱延の冷却装置及び冷却方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
加熱炉から排出された鋼材は、粗圧延機を経て仕上げ圧延機に送られる。図5は、仕上げ圧延機2以降の熱間圧延工程を行う熱延設備のレイアウトの一例である。図5に示すように、複数スタンドF1〜F7からなる仕上げ圧延機2で鋼材を連続圧延し、最終スタンドで所望の板厚・板幅に熱間圧延された鋼板3を、多数の搬送ロール4aからなるランアウトテーブル4で搬送する。ランアウトテーブル4は、仕上げ圧延機2の下流側に配置された冷却装置5内に設置され、上方に設けられた各種冷却機6で、鋼板3を冷却する。その後、鋼板3は、コイラー直前ピンチロール7を介してコイラー8に巻き取られる。コイラー直前ピンチロール7は、鋼板3のコイラー8への誘導および鋼板3の尾端が仕上げ圧延機2の最終スタンドを抜けた後のバックテンション保持の役割をする。なお、図1では仕上げ圧延機2は7スタンドで構成されているが、6スタンドで構成される場合もある。
【0003】
このような従来の熱延設備において、仕上げ圧延機2を通過した高温の鋼板3の先端は、コイラー直前ピンチロール7に到達するまでは、先端部が挟持されない状態で冷却装置5内を搬送される。このような鋼板3の先端部は、張力が与えられていないため、板形状に波状のうねりを生じた状態で冷却装置5内を通過する。また、張力が与えられていても、通板時に鋼板が振動する場合がある。板形状が平坦ではない状態、あるいは鋼板が振動している状態で冷却水が散布されると、鋼板3の位置によって冷却水のかかり方にばらつきが生じ、温度差が生じる。そのため、安定した品質の鋼板を製造することができなくなる。
【0004】
近年、冷却終了温度を従来よりも低温の500℃以下に設定される場合が多くなり、殊に遷移沸騰領域内を均一な冷却条件とすることが要求されている。即ち、図2に示すように、水の冷却特性において、遷移沸騰領域では、少し温度が下がると冷却能力が急激に増加する。そのため、例えば冷却水のかかり方に偏りがあって、遷移沸騰領域内で鋼板3の表面に少しの温度差が生じるだけで、急激に温度差が拡大し、均一な材質の鋼板が得られなくなる。したがって、鋼板の品質を安定させるためには、遷移沸騰領域内での均一な冷却が重要となる。具体的には、遷移沸騰領域は、図2に示すTCH=400〜450℃、TM=550〜600℃程度である。
【0005】
本出願人は、特許文献1において、ランアウトテーブルに1セット以上のピンチロールを設置した圧延設備を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2001−321816号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
上記特許文献1は、板幅方向のネッキングを低減させることが目的であって、ピンチロールの設置は、少なくとも1セット以上であり、鋼板の温度が650℃以下になる位置と開示されている。しかしながら、ピンチロールが1セットのみの場合には、十分に遷移沸騰領域の鋼板を挟持することができないうえ、鋼板にかける張力に関しては記載されていない。従って、上記課題である遷移沸騰領域での鋼板の板形状を十分に改善することはできない。
【0008】
本発明の目的は、鋼板の連続熱延の仕上げ圧延後の冷却工程において、遷移沸騰領域における鋼板の板形状を安定させ、かつ鋼板の振動を抑制することができる熱延の冷却装置および冷却方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記問題を解決するため、本発明は、連続熱間圧延の仕上げ圧延機の下流側に配置され、前記仕上げ圧延機で圧延された鋼板を搬送しながら冷却する熱延の冷却装置において、前記鋼板の表面温度が650℃〜550℃になる位置と、450℃〜350℃になる位置に、それぞれ第一、第二の中間ピンチロールが配置され、前記第一及び第二中間ピンチロール間の前記鋼板に0.4kg/mm以上の張力がかけられることを特徴とする熱延の冷却装置を提供する。鋼板の表面温度が遷移沸騰領域となる位置の両端を、中間ピンチロールで張力をかけて挟持することにより、遷移沸騰領域内の鋼板の板形状を平坦にすると同時に鋼板の振動を抑制することができる。
【0010】
また、本発明によれば、連続熱間圧延の仕上げ圧延機の下流側において、前記仕上げ圧延機で圧延された鋼板を搬送しながら冷却する熱延の冷却方法であって、前記鋼板の表面温度が650℃〜550℃になる位置と、450℃〜350℃になる位置に、それぞれ第一、第二の中間ピンチロールを配置し、前記第一及び第二中間ピンチロール間の前記鋼板に0.4kg/mm以上の張力をかけることを特徴とする熱延の冷却方法が提供される。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、遷移沸騰領域内の鋼板を均一に冷却できることにより、安定した品質の鋼板を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明の冷却装置を備えた熱延設備の概要を示す斜視図である。
【図2】水の冷却特性を示すグラフである。
【図3】鋼板の、中間ピンチロールで挟まれる範囲と温度ばらつき部の長さとの関係を示すグラフである。
【図4】中間ピンチロールの配置による通板状態を示す模式図である。
【図5】従来の熱延設備の概要を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明の実施の形態を、図を参照して説明する。
【0014】
加熱炉から排出された鋼材は、粗圧延機により厚さ40mm程度に圧延された後、仕上げ圧延機で連続圧延され、厚さ1〜4mm程度に圧延される。図1は、本発明にかかる冷却装置5を有する熱延設備において、仕上げ圧延機2以降の構成の概要を示す。仕上げ圧延機2は複数、例えば図示するように7台のスタンドF1〜F7からなり、最終スタンドF7で所望の板厚・板幅の鋼板3に熱間圧延される。仕上げ圧延機2を通過した直後の鋼板3の温度は、840℃以上1000℃以下である。鋼板3は、複数の搬送ロール4aからなるランアウトテーブル4を備えた冷却装置5内を搬送される。ランアウトテーブル4上には各種冷却機6が配置され、鋼板3は、ランアウトテーブル4上を搬送される際、水等により冷却されて、所望される材質の金属組織が形成される。冷却機6は、設置位置により、それぞれ所定の性能を有し、制御される。所定温度、例えば430℃に冷却された鋼板3は、コイラー8に巻き取られる。コイラー8の上流側には、上下一対のロールからなるコイラー直前ピンチロール7が設けられている。鋼板3は、コイラー直前ピンチロール7に誘導され、コイラー8に対して適宜張力をかけられた状態で巻き形状を整えながらコイラー8に巻き取られる。
【0015】
ランアウトテーブル4上の、鋼板3の表面温度が650℃〜550℃になる位置に、上下一対のロールからなる第一中間ピンチロール11が配置され、鋼板3の表面温度が450℃〜350℃になる位置に、上下一対のロールからなる第二中間ピンチロール12が配置されている。第一および第二中間ピンチロール11、12は、それぞれ個別に鋼板3を挟持しながら回転し、鋼板3を下流に向けて搬送することができる。また、第一中間ピンチロール11と第二中間ピンチロール12は、両方またはいずれか一方が、他方が存在する側に向けて張力をかけることにより、第一中間ピンチロール11と第二中間ピンチロール12の間を走行中の鋼板3に0.4kg/mm以上の張力をかける。なお、ピンチロール径、圧下力などは、鋼板3の板厚が変化しないように定められる。
【0016】
第一、第二の中間ピンチロール11、12は、それぞれ、鋼板3の表面温度が、図2に示す遷移沸騰領域の上限温度TMおよび下限温度TCHとなる位置に配置される。遷移沸騰領域では、例えば鋼板3の位置による水のかかり方にばらつきがあって僅かに温度差が生じると、図2に示すように水による冷却能力が大きく異なり、そのまま水冷することで、さらに温度差が広がる。そこで、本発明にかかる中間ピンチロール11、12を設けることにより、遷移沸騰領域における鋼板3のばたつきや振動を低減させ、冷却水が鋼板3の表面全体に均等にかかるようにする。
【0017】
本発明によれば、仕上げ圧延された鋼板3の先端が第一中間ピンチロール11を経て第二中間ピンチロール12の位置に到達すると、鋼板3は、第一および第二中間ピンチロール11、12により挟持される。このとき、鋼板3は、0.4kg/mm以上の張力をかけて挟持され、平坦な板形状を保持し、鋼板の振動を抑制しながら搬送される。
【0018】
なお、鋼板3にかける張力が3kg/mmを超えるとネッキングが起こる場合があるため、張力の上限は3kg/mm程度とする。また、張力が0.4kg/mm以上の領域では、ばたつきや振動の低減の仕方は小さくなる。
【0019】
図3は、第一および第二の中間ピンチロール11、12の有無および設置間隔と、鋼板3の先尾端の温度ばらつき部の長さとの関係を示す。本発明にかかる所定温度範囲に第一および第二の中間ピンチロール11、12を設けた場合は、図4(a)に示すように、鋼板3が遷移沸騰領域である領域A内を所定の張力で保持された状態で通板するため、第一および第二の中間ピンチロール11、12を設けない場合に比べて、鋼板3の先端および尾端部に生じる温度ばらつき部が少なくなる。一方、中間ピンチロールの間隔が領域Aよりも大きい範囲の場合には、例えば図4(b)に示すように、鋼板3の先端部が第一ピンチロール11bを通過後、第二ピンチロール12bに挟まれない状態で領域Aを通板する部分が多くなる。鋼板3の尾端部が第一ピンチロール11bを通板した後も同様である。このため、遷移沸騰領域内でのばたつきや振動を十分に抑えることができず、図3に示すように、十分な効果が得られない。また、領域Aよりも小さい範囲の場合には、図4(c)に示すように、領域A内で第一および第二ピンチロール11c、12cで挟まれていない部分があり、その部分でばたつきや振動が起こるため、図3に示すように、中間ピンチロールの効果が得られない。
【0020】
このように、本発明にかかる中間ピンチロール11、12を設けることにより、冷却装置5内の遷移沸騰領域を通過する鋼板3の板形状を改善し、鋼板の振動を抑制することができる。そのため、冷却機から散水された冷却水が、平坦な鋼板3の表面に均等にかかり、均一な条件で冷却されて、位置による温度差を低減させることができる。しかも、鋼板3の先端が第二ピンチロール12に到達したときから板形状が平坦に保たれ、鋼板の振動を抑制することができるので、鋼板3の先尾端部における冷却状態の不良部を少なくし、両端部の鋼板3の品質を向上させることができる。
【0021】
所定温度まで冷却された鋼板3はコイラー8に巻き取られ、こうして得られた熱延鋼板は、自動車等の各種構造部材として広く使用される他、次の冷延・表面処理工程へ送られる。
【0022】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【0023】
本発明は、鋼板の連続熱間圧延の仕上げ圧延後の冷却工程を行う冷却装置および冷却方法として適用できる。
【符号の説明】
【0024】
2 仕上げ圧延機
3 鋼板
4 ランアウトテーブル
5 冷却装置
6 冷却機
7 コイラー直前ピンチロール
8 コイラー
11 第一の中間ピンチロール
12 第二の中間ピンチロール

【特許請求の範囲】
【請求項1】
連続熱間圧延の仕上げ圧延機の下流側に配置され、前記仕上げ圧延機で圧延された鋼板を搬送しながら冷却する熱延の冷却装置において、
前記鋼板の表面温度が650℃〜550℃になる位置と、450℃〜350℃になる位置に、それぞれ第一、第二の中間ピンチロールが配置され、前記第一及び第二中間ピンチロール間の前記鋼板に0.4kg/mm以上の張力がかけられることを特徴とする、熱延の冷却装置。
【請求項2】
連続熱間圧延の仕上げ圧延機の下流側において、前記仕上げ圧延機で圧延された鋼板を搬送しながら冷却する熱延の冷却方法であって、
前記鋼板の表面温度が650℃〜550℃になる位置と、450℃〜350℃になる位置に、それぞれ第一、第二の中間ピンチロールを配置し、前記第一及び第二中間ピンチロール間の前記鋼板に0.4kg/mm以上の張力をかけることを特徴とする、熱延の冷却方法。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate