熱軋鋼板的冷卻方法
2023-06-18 07:24:01 1
專利名稱：熱軋鋼板的冷卻方法
技術領域：
本發明涉及一種熱軋鋼板的冷卻方法。本申請以2009年12月16日在日本申請的特願2009-285121號為基礎並主張其優先權，在此援用該在先申請的內容。
背景技術：
熱軋工序中的精軋工序後的熱軋鋼板(以下有時稱作「鋼板」)，在從精軋機搬送到卷取機(地下卷取機)的期間，通過具有多個冷卻機的冷卻裝置冷卻到規定的鋼板溫度， 之後由卷取機進行卷取。在鋼板的熱軋中，該從精軋工序後到卷取為止的冷卻的狀態，成為決定鋼板的機械特性的重要因素。作為冷卻介質，例如使用水(以下有時稱作「冷卻水」)來冷卻鋼板的情況較多。近年來，以在減少鋼板中的錳等添加元素的同時、確保與以往相同或其以上的加工性、強度為目的，而在高溫區域進行冷卻速度較大的冷卻(以下有時稱作「快速冷卻」)。此外，已知一種冷卻方法，從確保冷卻均勻性這種觀點出發，極力排除作為冷卻不均的主要原因的過渡沸騰狀態下的冷卻，利用了能夠得到穩定的冷卻能力的泡核沸騰狀態下的冷卻，但一般泡核沸騰狀態下的冷卻成為快速冷卻。在精軋工序中廣泛進行加速以及減速軋制。精軋機出側的鋼板的搬送速度與到卷取機為止的搬送速度相等，鋼板在搬送速度變動的狀態下被冷卻。因此，在使用了快速冷卻的熱軋鋼板的冷卻中，為了實現作為目標的卷取鋼板溫度，一般對應於鋼板的搬送速度的增減，而使其冷卻長度以及冷卻水量密度變化。例如，在專利文獻1中公開了一種冷卻方法，具備快速冷卻工序，在最後精軋機的後方，對應於熱軋鋼帶的軋制速度的增減，以鋼板溫度下降量在鋼帶內成為一定的方式調整冷卻區域長度，在水量密度為lOOOL/min/m2以上的條件下快速冷卻鋼帶；以及緩慢冷卻工序，在該快速冷卻工序之後緩慢冷卻熱軋鋼帶，以便在規定的卷取鋼板溫度下進行卷取。此外，在專利文獻2中公開了如下技術供給水量密度為2m7m2min以上的冷卻水，並且對應於搬送速度的增加，使第一冷卻頭組和第二冷卻頭組的各冷卻頭個別地進行導通_截止，由此調整冷卻區域的長度。現有技術文獻專利文獻專利文獻1 日本特開2008-290156號公報專利文獻2 日本專利第4449991號公報
發明內容
發明要解決的課題但是，已知在對應於熱軋鋼板的搬送速度的變動，通過冷卻裝置所具備的閥的開閉控制等來變更冷卻裝置的冷卻長度的情況下，在專利文獻1所記載的發明中，冷卻長度的增減導致的鋼板冷卻量的變化量較大，所以快速冷卻後的鋼板溫度較大地變動，即使在之後的冷卻工序中進行注水控制，也不能夠消除在快速冷卻工序中產生的鋼板溫度偏差， 而極難將卷取鋼板溫度控制在作為目標的鋼板溫度範圍內。此外，已知在快速冷卻工序中進行注水控制，使一部分冷卻水供給閥關閉等而使快速冷卻工序的一部分為空氣冷卻的情況下，冷卻水從其他注水區域向該空氣冷卻區域流入，成為產生冷卻不均的較大原因。作為解決該問題的方法，例如能夠考慮到在冷卻裝置中增設分水裝置，防止冷卻水流入應成為空氣冷卻的區域，但在冷卻水量較多的快速冷卻中， 需要的分水設備的能力也變大，從設備設置上的制約以及設備投資額的方面考慮也不優選。此外，在鋼板的冷卻能力較大地變動的過渡沸騰狀態下，在熱軋鋼板的搬送速度變化的狀態下採用專利文獻2所記載的技術的情況下，根據上述的理由可知卷取鋼板溫度的偏差變大。本發明是鑑於上述課題而進行的，其目的在於提供一種熱軋鋼板的冷卻方法，在熱軋的精軋後進行的熱軋鋼板的冷卻中，能夠將從精軋機以伴隨加速、減速的搬送速度送出的熱軋鋼板，高精度且均勻地冷卻到規定的卷取鋼板溫度。用於解決課題的手段為了解決上述課題，本發明採用以下的方法。(1)本發明的第一方式為一種伴隨有搬送速度變化的精軋後的熱軋鋼板的冷卻方法，具備根據進行上述精軋之前的鋼板溫度和上述精軋的條件，設定搬送速度變化時間表的工序；在第一冷卻區間中，進行在膜狀沸騰狀態下冷卻上述熱軋鋼板的第一冷卻的工序； 在第二冷卻區間中，進行以2m7min/m2以上的水量密度冷卻上述熱軋鋼板的第二冷卻的工序；以及卷取上述熱軋鋼板的工序；在上述第一冷卻中將冷卻條件控制為，上述搬送速度變化之前的、上述熱軋鋼板的上述第二冷卻區間的入側目標鋼板溫度T2a，上述搬送速度變化之後的、上述熱軋鋼板的上述第二冷卻區間的入側目標鋼板溫度T2a'，以及由於上述搬送速度變化而產生的上述第二冷卻區間的上述熱軋鋼板的冷卻量的變化量ATxdiS 0.8 彡(T2a' _T2a) / Δ Tx 彡 1. 2(式 1)。(2)在上述⑴所述的熱軋鋼板的冷卻方法中，也可以在上述第二冷卻區間中，與上述搬送速度變化無關地將冷卻長度的變動範圍設為90%以上110%以下的範圍。(3)在上述⑴或⑵所述的熱軋鋼板的冷卻方法中，也可以在上述第二冷卻區間中，與上述搬送速度變化無關地將上述水量密度的變動範圍設為80%以上120%以下的範圍。(4)在上述⑴ ⑶中任一項所述的熱軋鋼板的冷卻方法中也可以為，上述第二冷卻區間的冷卻時間的80%以上的時間為泡核沸騰狀態下的冷卻。(5)在上述(1) (4)中任一項所述的熱軋鋼板的冷卻方法中，還可以具備第三冷卻工序，該第三冷卻工序為，在上述第二冷卻區間的後段所配置的第三冷卻區間，進行基於0. 05m3/min/m2以上、0. 15m3/min/m2以下的水量密度的冷卻水的冷卻和基於外部氣體的冷卻。(6)上述⑴ (5)中任一項所述的熱軋鋼板的冷卻方法，還可以具備冷卻長度設定工序，根據上述搬送速度變化時間表的搬送速度最大值，設定上述第二冷卻區間的冷卻長度；以及入側目標鋼板溫度T2a設定工序，根據上述搬送速度變化時間表的搬送速度最小值，設定上述第二冷卻區間的上述入側目標鋼板溫度T2a。(7)上述⑴ (6)中任一項所述的熱軋鋼板的冷卻方法，還可以具備在上述第二冷卻區間的入側測定入側鋼板溫度的工序；以及第一冷卻區間冷卻條件變更工序，根據測定的上述入側鋼板溫度，變更上述第一冷卻區間的冷卻條件，將上述入側鋼板溫度控制在規定範圍。(8)上述(1) (7)中任一項所述的熱軋鋼板的冷卻方法，還可具備在上述第二冷卻區間的出側測定出側鋼板溫度的工序；以及第三冷卻區間冷卻條件變更工序，根據測定的上述出側鋼板溫度，變更上述第二冷卻區間的後段所配置的第三冷卻區間的冷卻條件，將卷取鋼板溫度控制在規定範圍。(9)上述⑴ ⑶中任一項所述的熱軋鋼板的冷卻方法，上述第二冷卻區間具有前段冷卻區間、中段冷卻區間以及後段冷卻區間，上述冷卻方法還可以具備前段出側鋼板溫度測定工序，在上述前段冷卻區間的出側測定出側鋼板溫度；以及中段冷卻區間冷卻條件變更工序，根據測定的上述前段出側鋼板溫度，變更上述中段冷卻區間的冷卻條件，將上述後段冷卻區間的入側的鋼板溫度控制在規定範圍。發明的效果根據上述(1)所記載的方法，通過對應於搬送速度的變化，以滿足上述式1的方式進行第一冷卻工序中的冷卻條件的控制，使第二冷卻工序中的冷卻條件成為大致一定，由此能夠抑制由於冷卻長度的增減以及鋼板上的冷卻水的流動等而產生的冷卻不均，尤其能夠抑制冷卻能力(冷卻速度)急劇變化的與過渡沸騰狀態以及泡核沸騰狀態相當的鋼板溫度區域內(300°C 700°C )的冷卻不均。根據上述(2)所記載的方法，通過限制第二冷卻區間的冷卻長度的變動範圍，由此能夠抑制由於鋼板上的冷卻水的流動等而產生的冷卻不均，能夠抑制卷取鋼板溫度的偏差。根據上述(3)所記載的方法，通過限制冷卻水量密度的變動範圍，由此能夠抑制第二冷卻區間的冷卻能力(冷卻速度)的變動，能夠抑制卷取鋼板溫度的偏差。根據上述(4)所記載的方法，能夠使由於過渡沸騰狀態下的冷卻而產生的冷卻不均成為最小限度，能夠抑制第二冷卻區間的出側鋼板溫度的偏差，因此能夠抑制卷取鋼板溫度的偏差。根據上述(5)所記載的方法，通過降低從第二冷卻區間出側到卷取為止的區間中的冷卻水量密度，由此能夠抑制卷取鋼板溫度的偏差。根據上述(6)所記載的方法，根據搬送速度變化時間表來適當地調整第二冷卻區間的入側鋼板溫度，因此能夠良好地抑制卷取鋼板溫度的偏差。根據上述(7) (9)中任一項所記載的方法，通過進行基於實測鋼板溫度的前饋控制以及反饋控制，由此能夠更良好地抑制卷取鋼板溫度。
圖1是表示本實施方式的具有冷卻裝置的熱軋設備的精軋機之後的構成概略的圖。圖2是表示決定冷卻條件的流程的概略的圖。
圖3是表示搬送速度變化時間表的一例的示意圖。圖4是冷卻過程的溫度履歷的示意圖。圖5是冷卻過程的溫度履歷的示意圖。圖6是表示鋼板的冷卻方式的示意圖。圖7是表示在實施例中使用的搬送速度變化時間表的圖。
具體實施例方式本發明的發明人發現，在通過至少第一冷卻工序和作為快速冷卻的第二冷卻工序，對搬送速度變化的熱軋工序中的精軋後的熱軋鋼板進行冷卻時，在第二冷卻工序中以與搬送速度的變化無關而儘量使冷卻長度、水量密度等冷卻條件不發生變化的方式進行第一冷卻工序的注水控制，由此即使在熱軋鋼板的搬送速度變化的情況下，也能夠抑制卷取鋼板溫度的偏差。具體地說，本發明的發明人發現，通過在上述第一冷卻中將冷卻條件控制為，搬送速度變化之前的、上述熱軋鋼板的上述第二冷卻區間的入側目標鋼板溫度T2a， 上述搬送速度變化後的、上述熱軋鋼板的上述第二冷卻區間的入側目標鋼板溫度T2a'，以及由於上述軋制速度變化而產生的上述第二冷卻區間的上述熱軋鋼板的冷卻量的變化量 ΔΤχ，滿足0.8 彡(T2a' _T2a) / Δ Tx 彡 1. 2 (式 1)，由此能夠抑制卷取鋼板溫度的偏差。以下，參照附圖對基於上述發現的本發明實施方式的冷卻裝置1以及鋼板S的冷卻方法進行說明。圖1表示在本實施方式的具有冷卻裝置1的熱軋設備中、精軋機2之後的構成的概略。如圖1所示，在熱軋設備中，沿著鋼板S的搬送方向依次設置有精軋機2，對從加熱爐(未圖示)排出並被粗軋機(未圖示)軋制後的鋼板S，伴隨基於搬送速度變化時間表的加速以及減速而進行連續軋制；冷卻裝置1，將精軋後的鋼板S冷卻到規定的卷取鋼板溫度、例如300°c ；以及卷繞機3，卷取所冷卻的鋼板S。在精軋機2的上遊側設置有測定精軋鋼板溫度TO的溫度計51，在精軋機2和卷繞機3之間設置有由案輥4a構成的輸出輥道 4。而且，由精軋機2軋制的鋼板S，在輸出輥道4上在搬送過程中由冷卻裝置1冷卻，而被卷繞機3卷取。在冷卻裝置1內的上遊側、即精軋機2的緊接下遊側設置有第一冷卻機10a，該第一冷卻機IOa在第一冷卻區間10中對通過精軋機2之後不久的鋼板S進行冷卻。如圖1 所示，第一冷卻機IOa例如在鋼板S的寬度方向以及搬送方向上分別排列地具備多個向鋼板S的表面噴射冷卻水的層流噴嘴11。從該層流噴嘴11向鋼板S的表面噴射的冷卻水的水量密度例如為0. 3m7m2/min。第一冷卻區間10是指通過第一冷卻機IOa在膜狀沸騰狀態下冷卻鋼板S的區間。第一冷卻區間10中的冷卻，除了層流噴嘴對冷卻水的噴射之外， 也可以通過噴霧嘴對冷卻水的噴射、基於空氣噴嘴的氣體冷卻、基於氣水噴嘴的氣水混合冷卻(噴霧冷卻)、或者不供給任何冷卻介質的空氣冷卻等來進行冷卻。另外，以膜狀沸騰狀態冷卻是指，不僅包括第一冷卻區間整體在膜狀沸騰區域中進行冷卻的情況，還包括該區間的一部分成為膜狀沸騰狀態下的冷卻、剩餘部分成為空氣冷卻的冷卻狀態。
如圖1所示，在第一冷卻機IOa的下遊側設置有第二冷卻機20a，該第二冷卻機 20a在第二冷卻區間20 (快速冷卻區間)中對在第一冷卻區間10中被冷卻了的鋼板S進行快速冷卻。第二冷卻區間20是指通過第二冷卻機20a冷卻鋼板S的區間。本實施方式的快速冷卻是指，使冷卻水量密度至少為2m7min/m2以上、優選為3m7min/m2以上的冷卻。 冷卻水量密度意味著進行冷卻的鋼板表面每Im2的供給冷卻水量，在僅對鋼板上表面進行冷卻的情況下意味著鋼板上表面每Im2的冷卻水供給量。第二冷卻機20a例如在板通過方向以及板寬度方向上具備多個向鋼板S的上表面噴射冷卻水的噴霧嘴21，並具備能夠使對鋼板S的冷卻水量密度例如為2m7min/m2、優選為3m7min/m2以上的能力。第二冷卻機20a 具有如下能力在對該第二冷卻區間中的一系列冷卻方式進行觀察的情況下，能夠使該冷卻區間中的冷卻時間的80%以上為泡核沸騰冷卻。如圖3所示，在第二冷卻機20a的下遊側還可以設置對第三冷卻區間30進行冷卻的第三冷卻機30a。在第三冷卻機30a中，與第一冷卻機IOa同樣，在鋼板S的寬度方向以及搬送方向上分別排列地設置有多個向鋼板S的表面噴射冷卻水的層流噴嘴11。從該層流噴嘴11向鋼板S的表面噴射的冷卻水的水量密度例如為0. 3m7min/m2。第三冷卻區間30 的冷卻，除了層流噴嘴對冷卻水的噴射之外，還可以是噴霧嘴對冷卻水的噴射、基於空氣噴嘴的氣體冷卻、基於氣水噴嘴的氣水混合冷卻(噴霧冷卻)、或者基於不供給任何冷卻介質的空氣冷卻的冷卻。在第一冷卻區間10的入側以及出側，具備分別測定入側鋼板溫度和出側鋼板溫度的溫度計52、53。此外，在第二冷卻區間20的出側具備測定出側鋼板溫度的溫度計54。 在卷繞機3的上遊側具備測定卷取鋼板溫度的溫度計55。隨時測定鋼板冷卻時的鋼板溫度，並根據這些溫度計的測定值，在第一冷卻區間10以及第三冷卻區間30中進行前饋控制以及反饋控制。接著，使用圖2到圖6，對至少具備第一冷卻工序、第二冷卻工序和卷取工序的本實施方式的熱軋鋼板S的冷卻方法進行說明。另外，以下對設置有第三冷卻機30a的情況進行說明。圖2表示對開始熱軋鋼板的冷卻時的第二冷卻區間20的冷卻條件進行決定的流程。結束了粗軋的鋼板被向精軋機2搬送，通過溫度計51測定精軋鋼板溫度。所測定的溫度數據向運算器101輸入，在運算器101中，如圖3所示，根據該鋼板溫度和預先輸入的板厚等規定的精軋條件，求出滿足規定的精軋條件那樣的與鋼板長度方向位置相對的搬送速度變化時間表(精軋機出側速度)。搬送速度變化時間表不限定於與從精軋開始起的時間相對的時間表，也可以求出為與鋼板長度方向位置相對的時間表。通過運算器101求出的上述搬送速度變化時間表被送到運算器102，在運算器102 中，根據搬送速度變化時間表、預先輸入的卷取目標鋼板溫度T4、第二冷卻區間20的入側目標鋼板溫度T2a以及出側目標鋼板溫度T2b等，設定使各鋼板溫度成為目標範圍所需要的、第二冷卻區間20中的冷卻水量密度和冷卻長度等冷卻條件以及第一冷卻區間10中的初始冷卻條件等。冷卻能力(冷卻速度)被表示為水量密度的函數，因此通過根據搬送速度變化時間表來求出冷卻區間通過時間，由此能夠設定需要的水量密度和冷卻長度。根據鋼種的不同，以提高材質為目的，有的優選以規定的冷卻速度進行冷卻，在這種材料中，能夠根據賦予需要的冷卻速度的水量密度、以及搬送速度變化時間表，求出需要的冷卻長度。 同樣，能夠根據卷取目標鋼板溫度T4、第二冷卻區間的出側目標鋼板溫度T2b、第二冷卻區間的入側目標鋼板溫度T2a以及精軋出側目標鋼板溫度TOa，來設定第一冷卻區間10以及第三冷卻區間30的初始冷卻條件。在第一冷卻區間10以及第三冷卻區間30中，在連續冷卻過程中，通過與搬送速度的變化相對應的注水控制，對水量密度以及冷卻長度等冷卻條件進行變更。具體而言，在將到達第二搬送速度時的第二冷卻區間的入側目標鋼板溫度T2a'設定為滿足上述式1，並從第一搬送速度向第二搬送速度轉移的過程中，以成為該目標鋼板溫度設定值的方式在第一冷卻區間中進行注水控制。例如，在圖3中，將時間B的搬送速度設為第一搬送速度，將時間C的搬送速度設為第二搬送速度。在卷取目標鋼板溫度T4為450°C的情況下，作為第一搬送速度的冷卻條件，例如將第二冷卻區間20的出側目標鋼板溫度T2b設定為480°C，將第二冷卻區間20的入側目標鋼板溫度T2a設定為600°C。在T2a、T2b的設定中，對第一冷卻區間10、第二冷卻區間20、第三冷卻區間30的冷卻能力以及鋼板的過渡沸騰區域開始溫度等進行考慮。在上述設定值中，第一搬送速度下的第二冷卻區間20中的鋼板冷卻量成為 T2a-T2b = 120°C,以能夠實現該鋼板冷卻量的方式，決定第二冷卻區間中的冷卻長度以及水量密度等冷卻條件。在向第二搬送速度轉移的連續冷卻過程中，隨著精軋的進行而搬送速度如圖3所示那樣變化。相對於此，第二冷卻區間20的冷卻量Tx (即T2ax-T2bx)，在使T2ax以及第二冷卻區間的冷卻條件(冷卻長度以及冷卻水量密度)為一定的情況下，如圖5所示那樣變化，在變化為第二搬送速度時，冷卻量的差成為八1^(即1^1-1^2)。因此，在從第一搬送速度向第二搬送速度變化的過程中，需要考慮Tx的變動量而設定第二冷卻區間的入側目標鋼板溫度，並通過第一冷卻區間的注水控制來進行調整。在此，將第一搬送速度下的第二冷卻區間的入側目標鋼板溫度設為T2a、將變化為第二搬送速度時的第二冷卻區間的入側目標鋼板溫度設為T2a'，並在滿足0.8彡(T2a' _T2a) / Δ Tx彡1. 2的範圍內、對冷卻區間 1的控制精度等進行考慮而進行設定，優選設為0. 9 ( (T2a' -T2a)/ATx ( 1. 1。從第一搬送速度向第二搬送速度轉移的過程中的第二冷卻區間的入側目標鋼板溫度T2a"，能夠基於上述T2a和T2a'而表現為時間的函數，例如能夠使用從第一搬送速度向第二搬送速度轉移所需要的時間，使用每單位時間的平均溫度變化量((T2a' _T2a)/t)，而賦予為與時間相對的值。此外，在圖3中，在將第一搬送速度設為時間A的搬送速度、將第二搬送速度設為時間B的搬送速度的情況下，在從時間A向時間B的轉移過程中搬送速度一定，因此成為ΔΤΧ = 0。因此，在從時間A向時間B的轉移過程中，設為T2a = T2a'。以成為設定的T2a'的方式，在冷卻區間1中進行注水控制，在第二冷卻區間中，在使冷卻長度及/或水量密度等冷卻條件成為大致一定的狀態下，對鋼板進行冷卻。另外，所謂成為大致一定，在冷卻長度中是指使變動範圍為90%以上110%以下的範圍，在水量密度中是指使變動範圍為80%以上120%以下的範圍。此外，在將搬送速度時間表作為與鋼板長度方向相對的時間表而求出的情況下，通過同樣的方法，能夠設定為與鋼板長度方向位置相對應的新的目標鋼板溫度T2a'。由於在第一冷卻區間10中成為膜狀沸騰區域的冷卻，因此通過與搬送速度的變化相對應的注水控制，能夠高精度地實現第二冷卻區間的入側鋼板溫度，並能夠在第二冷卻區間20中使第二冷卻機20a的冷卻長度、冷卻水量密度成為大致一定。由此，能夠消除由於注水閥的導通/截止導致的板上水的流入等而產生的冷卻幹擾，能夠抑制第二冷卻區間的出側鋼板溫度的偏差，能夠高精度地實現卷取鋼板溫度。在第二冷卻區間中使冷卻條件成為大致一定的溫度區域，在從700°C到300°C的範圍內即可，但進一步優選在從600°C到400°C的範圍內進行。其原因為，通過縮短第二冷卻區間中的過渡沸騰冷卻時間，能夠進一步抑制卷取鋼板溫度的偏差。如圖6所示，在第二冷卻區間20的水量密度為3m7min/m2、第一冷卻區間10的水量密度為0. 3m3/min/m2的情況下，過渡沸騰冷卻(B)開始的鋼板溫度分別為大約700°C、大約600°C，在比該溫度高的鋼板溫度區域中成為膜狀沸騰冷卻(A)。在膜狀沸騰冷卻中，與鋼板溫度無關而能夠得到穩定的冷卻能力(導熱係數)，相對於此，在過渡沸騰冷卻中，由於鋼板溫度的降低而冷卻能力急劇增加，因此在低溫部進一步促進冷卻，鋼板溫度偏差擴大。因此，在第一冷卻區間10中，在將鋼板冷卻到成為膜狀沸騰冷卻的最低點溫度 (6000C )之後，在第二冷卻區間20中進行快速冷卻，由此能夠縮短第二冷卻區間的過渡沸騰冷卻時間，能夠抑制由於過渡沸騰狀態下的冷卻而產生的冷卻不均。因此，能夠穩定地實現第二冷卻區間出側的鋼板溫度，能夠進一步抑制卷取鋼板溫度的偏差。對圖6所示的鋼板冷卻方式進行更詳細的說明。在使水量密度為3m7min/m2的快速冷卻中，在鋼板溫度比700°C高的情況下，鋼板的冷卻方式成為膜狀沸騰冷卻(A)，鋼板的冷卻能力(導熱係數)較小，因此對鋼板上的冷卻水的流動以及搬送速度的變動不進行跟蹤的冷卻長度的變化，對卷取鋼板溫度的偏差產生的影響較小。此外，在對比300°C低的溫度區域進行快速冷卻時，在對所得到的材質上的效果和設備投資額進行了比較的情況下，其效果不充分。另一方面，在鋼板溫度為300°C以上700°C以下的溫度區域中，在確保規定的材質的基礎上，進行快速冷卻較有益的情況較多，但在該溫度區域中，鋼板的冷卻方式成為過渡沸騰冷卻(B)或泡核沸騰冷卻(C)，在過渡沸騰冷卻中具有鋼板的冷卻能力與鋼板溫度的降低相伴隨而急劇增加的特性，在泡核沸騰冷卻中具有的特性為，在以相同水量進行了冷卻的情況下、具有膜狀沸騰冷卻的接近5 10倍的冷卻能力。即，對鋼板上的冷卻水的流動以及搬送速度的變動不進行跟蹤的冷卻長度的變更，對卷取鋼板溫度的均勻性產生較大影響，因此在提高卷取鋼板溫度的均勻性時，重要的是在該溫度區域中不產生鋼板上的冷卻水的流動以及冷卻長度的變化。在對第二冷卻區間20的冷卻條件進行決定時，也可以根據搬送速度變化時間表中的搬送速度最大值來決定冷卻長度，根據搬送速度變化時間表中的搬送速度最小值來設定第二冷卻區間的入側目標鋼板溫度T2a的初始值。例如為想將連續冷卻中的第二冷卻區間20的入側鋼板溫度設為某個值以上的情況。以下，表示在對第二冷卻區間20的冷卻條件進行初始設定時，根據搬送速度時間表中的搬送速度最大值來決定冷卻長度，根據搬送速度最小值來設定第二冷卻區間的入側目標鋼板溫度T2a的初始值的方法。在圖3中，通過從鋼板最前端到最後端進行加速以及減速，由此搬送速度近似直線地增加以及減少。在此，搬送速度最小值為V(min)、最大值為 V (max)，精軋結束時的速度為V (fin)。如上所述，例如在將卷取目標鋼板溫度T4設定為450°C、將第二冷卻區間20的出側目標鋼板溫度T2b設定為480°C、將第二冷卻區間20的入側目標鋼板溫度T2a設定為600°C的情況下，第二冷卻區間20的冷卻量成為T2a-T2b = 120°C。此外，鋼板的搬送速度例如為,V(min)為 400mpm、V(max)為 600mpm、V(fin)為 520mpm。在以 600mpm搬送鋼板時， 作為能夠實現120°C冷卻的冷卻條件，例如使冷卻水量為3m7min/m2、冷卻長度為3m，對第二冷卻區間20的冷卻條件進行初始設定。另一方面，在搬送速度為最小值的400mpm時，在以上述冷卻條件進行了冷卻的情況下，冷卻時間成為1. 5倍，因此第二冷卻區間20的冷卻量成為大約180°C，冷卻量增加大約60°C的量。由於優選第二冷卻區間20的出側鋼板溫度T2b成為一定，因此將第二冷卻區間20的入側目標鋼板溫度T2a的初期值初始設定為比600°C高60°C的660°C。在加速區間中，第二冷卻區間20的冷卻量T2a_T2b減少，因此對應於加速，使第二冷卻區間的入側目標鋼板溫度T2a'對應於搬送速度的變化而從660°C降低，在到達最高速度的時刻，第二冷卻區間20的入側目標鋼板溫度T2a『成為600°C。在精軋進一步進行、並進入減速區間的情況下，第二冷卻區間20的冷卻量 T2a-T2b增加，因此使第二冷卻區間的入側目標鋼板溫度T2a再次從600°C上升。在此，軋制結束時的速度V(fin)為V(min) <V(fin) < V(max)，因此第二冷卻區間20入側的、最高速度時的目標鋼板溫度T2a(Vmax)、最小速度時的目標鋼板溫度T2a(Vmin)、軋制結束時的目標鋼板溫度 T2a(Vfin)的關係，成為 T2a(Vmax) < T2a(Vfin) < T2a(Vmin)。如上所述，通過在設定第二冷卻區間20的冷卻條件時，根據搬送速度最大值來決定冷卻長度，根據搬送速度最小值來設定第二冷卻區間的入側目標鋼板溫度T2a的初始值，由此在搬送速度變化的連續冷卻過程中，第二冷卻區間的入側目標鋼板溫度T2a，能夠實現始終比作為初始設定值的T2a(ini)高的溫度。在從第一冷卻區間10的過渡沸騰冷卻開始溫度附近開始第二冷卻區間的冷卻的情況下，能夠防止在第一冷卻區間10中成為過渡沸騰冷卻。在第二冷卻區間20中，與搬送速度無關、使冷卻長度及/或水量密度為大致一定地進行冷卻，在第一冷卻區間10以及第三冷卻區間30中，根據搬送速度來進行基於閥開閉等的注水控制，在將鋼板冷卻成為規定的卷取鋼板溫度之後，鋼板被卷取機卷取。優選在第一冷卻區間10以及第三冷卻區間30中進行注水控制時，在第二冷卻區間20的入側以及出側設置溫度計，使用這些溫度計的值來進行反饋控制以及前饋控制。通過使實測的鋼板溫度反映到控制中，由此能夠高精度地實現第二冷卻區間的入側目標鋼板溫度T2a和卷取鋼板溫度。在第二冷卻區間的冷卻條件的決定中，還能夠預先決定冷卻水量密度，並以能夠實現需要的冷卻量T2a_T2b的方式求出冷卻長度。例如，對於某個鋼種，也能夠在預先指定了以冷卻水量密度為3m7min/m2來進行冷卻的基礎上，決定冷卻長度。在第二冷卻區間中，還能夠以泡核沸騰區域的冷卻成為80%以上那樣的冷卻水量以及冷卻長度來進行冷卻。由此，能夠抑制由於過渡沸騰冷卻而產生的溫度不均，能夠進行均勻的冷卻。特別是，第二冷卻區間也可以分割為前段冷卻區間、中段冷卻區間和後段冷卻區間。在該情況下，通過在前段冷卻區間的出側測定出側鋼板溫度，根據測定的前段出側鋼板溫度變更中段冷卻區間的冷卻條件，將後段冷卻區間的入側的鋼板溫度控制在規定範圍內，由此能夠更良好地抑制卷取鋼板溫度的偏差。
在第三冷卻區間30中，也可以使冷卻水的水量密度為0.05m7min/m2以上、 0. 15m7min/m2來進行冷卻。此外，作為第三冷卻區間30中的冷卻，除了作為冷卻介質而供給冷卻水、氣體或它們的混合物之外，也可以成為不供給任何冷卻介質的空氣冷卻。其原因為，通過減小水量密度，能夠提高冷卻控制性，能夠高精度地實現卷取鋼板溫度。實施例以下，對使用精軋機、第一冷卻機、第二冷卻機以及卷繞機而進行了的實施例 Al A7、實施例Bl B7、實施例Cl C7以及實施例Dl D7進行說明。在各個實施例中，基於圖7所示的搬送速度變化時間表進行熱軋鋼板的精軋，接著進行了第一冷卻以及第二冷卻。表1表示各自的冷卻條件以及評價結果。在圖7中，t = 0是熱軋鋼板的前端部到達第一冷卻區間的時間，t = 90是熱軋鋼板的後端部到達卷繞機的時間。在本實施例中，將t = 20的搬送速度設為第一搬送速度、將t = 50的搬送速度設為第二搬送速度而進行了評價。另外，第二冷卻區間的出側目標鋼板溫度為400°C。表 權利要求
1.一種伴隨有搬送速度變化的精軋後的熱軋鋼板的冷卻方法，其特徵在於， 具備根據進行上述精軋之前的鋼板溫度和上述精軋的條件，設定搬送速度變化時間表的工序；在第一冷卻區間中，進行在膜狀沸騰狀態下冷卻上述熱軋鋼板的第一冷卻的工序； 在第二冷卻區間中，進行以2m7min/m2以上的水量密度冷卻上述熱軋鋼板的第二冷卻的工序；以及卷取上述熱軋鋼板的工序， 在上述第一冷卻中將冷卻條件控制為，上述軋制速度變化之前的、上述熱軋鋼板的上述第二冷卻區間的入側目標鋼板溫度T2a,上述軋制速度變化之後的、上述熱軋鋼板的上述第二冷卻區間的入側目標鋼板溫度 T2a'，以及由於上述軋制速度變化而產生的上述第二冷卻區間的上述熱軋鋼板的冷卻量的變化量ΔΤχ，滿足0.8 彡(T2a' -T2a)/ATx ^ 1. 2(式 1)。
2.如權利要求1所述的熱軋鋼板的冷卻方法，其特徵在於，在上述第二冷卻區間中，與上述搬送速度變化無關地將冷卻長度的變動範圍設為90% 以上110%以下的範圍。
3.如權利要求1或2所述的熱軋鋼板的冷卻方法，其特徵在於，在上述第二冷卻區間中，與上述搬送速度變化無關地將上述水量密度的變動範圍設為 80%以上120%以下的範圍。
4.如權利要求1 3中任一項所述的熱軋鋼板的冷卻方法，其特徵在於， 上述第二冷卻區間的冷卻時間的80 %以上的時間為泡核沸騰狀態下的冷卻。
5.如權利要求1 4中任一項所述的熱軋鋼板的冷卻方法，其特徵在於，還具備第三冷卻工序，該第三冷卻工序為，在上述第二冷卻區間的後段所配置的第三冷卻區間，進行基於0. 05m3/min/m2以上、0. 15m3/min/m2以下的水量密度的冷卻水的冷卻和基於外部氣體的冷卻。
6.如權利要求1 5中任一項所述的熱軋鋼板的冷卻方法，其特徵在於，還具備冷卻長度設定工序，根據上述搬送速度變化時間表的搬送速度最大值，設定上述第二冷卻區間的冷卻長度；以及入側目標鋼板溫度T2a設定工序，根據上述搬送速度變化時間表的搬送速度最小值， 設定上述第二冷卻區間的上述入側目標鋼板溫度T2a。
7.如權利要求1 6中任一項所述的熱軋鋼板的冷卻方法，其特徵在於，還具備 在上述第二冷卻區間的入側測定入側鋼板溫度的工序；以及第一冷卻區間冷卻條件變更工序，根據測定的上述入側鋼板溫度，變更上述第一冷卻區間的冷卻條件，將上述入側鋼板溫度控制在規定範圍。
8.如權利要求1 7中任一項所述的熱軋鋼板的冷卻方法，其特徵在於，還具備 在上述第二冷卻區間的出側測定出側鋼板溫度的工序；以及第三冷卻區間冷卻條件變更工序，根據測定的上述出側鋼板溫度，變更上述第二冷卻區間的後段所配置的第三冷卻區間的冷卻條件，將卷取鋼板溫度控制在規定範圍。
9.如權利要求1 8中任一項所述的熱軋鋼板的冷卻方法，其特徵在於， 上述第二冷卻區間具有前段冷卻區間、中段冷卻區間以及後段冷卻區間， 上述冷卻方法還具備前段出側鋼板溫度測定工序，在上述前段冷卻區間的出側測定出側鋼板溫度；以及中段冷卻區間冷卻條件變更工序，根據測定的上述前段出側鋼板溫度，變更上述中段冷卻區間的冷卻條件，將上述後段冷卻區間的入側的鋼板溫度控制在規定範圍。
全文摘要
本發明提供一種伴隨有搬送速度變化的精軋後的熱軋鋼板的冷卻方法，具備根據進行上述精軋之前的鋼板溫度和上述精軋的條件設定搬送速度變化時間表的工序；在第一冷卻區間進行在膜狀沸騰狀態下冷卻上述熱軋鋼板的第一冷卻的工序；在第二冷卻區間中進行以2m2/min/m2以上的水量密度冷卻上述熱軋鋼板的第二冷卻的工序；以及卷取上述熱軋鋼板的工序；在上述第一冷卻中將冷卻條件控制為，滿足0.8≤(T2a′-T2a)/ΔTx≤1.2。
文檔編號B21B1/26GK102481610SQ201080037319
公開日2012年5月30日 申請日期2010年12月16日 優先權日2009年12月16日
發明者古河嘉之, 吉居功, 石原理, 菱沼紀行 申請人:新日本制鐵株式會社