热轧钢板的冷却方法 技术领域 本发明涉及一种热轧钢板的冷却方法。
本申请以 2009 年 12 月 16 日在日本申请的特愿 2009-285121 号为基础并主张其 优先权， 在此援用该在先申请的内容。
背景技术 热轧工序中的精轧工序后的热轧钢板 ( 以下有时称作 “钢板” )， 在从精轧机搬送 到卷取机 ( 地下卷取机 ) 的期间， 通过具有多个冷却机的冷却装置冷却到规定的钢板温度， 之后由卷取机进行卷取。 在钢板的热轧中， 该从精轧工序后到卷取为止的冷却的状态， 成为 决定钢板的机械特性的重要因素。 作为冷却介质， 例如使用水 ( 以下有时称作 “冷却水” )来 冷却钢板的情况较多。 近年来， 以在减少钢板中的锰等添加元素的同时、 确保与以往相同或 其以上的加工性、 强度为目的， 而在高温区域进行冷却速度较大的冷却 ( 以下有时称作 “快 速冷却” )。此外， 已知一种冷却方法， 从确保冷却均匀性这种观点出发， 极力排除作为冷却 不均的主要原因的过渡沸腾状态下的冷却， 利用了能够得到稳定的冷却能力的泡核沸腾状 态下的冷却， 但一般泡核沸腾状态下的冷却成为快速冷却。
在精轧工序中广泛进行加速以及减速轧制。 精轧机出侧的钢板的搬送速度与到卷 取机为止的搬送速度相等， 钢板在搬送速度变动的状态下被冷却。 因此， 在使用了快速冷却 的热轧钢板的冷却中， 为了实现作为目标的卷取钢板温度， 一般对应于钢板的搬送速度的 增减， 而使其冷却长度以及冷却水量密度变化。例如， 在专利文献 1 中公开了一种冷却方 法， 具备 ： 快速冷却工序， 在最后精轧机的后方， 对应于热轧钢带的轧制速度的增减， 以钢板 温度下降量在钢带内成为一定的方式调整冷却区域长度， 在水量密度为 1000L/min/m2 以上 的条件下快速冷却钢带 ； 以及缓慢冷却工序， 在该快速冷却工序之后缓慢冷却热轧钢带， 以 便在规定的卷取钢板温度下进行卷取。
此外， 在专利文献 2 中公开了如下技术 ： 供给水量密度为 2m3/m2min 以上的冷却 水， 并且对应于搬送速度的增加， 使第一冷却头组和第二冷却头组的各冷却头个别地进行 导通 - 截止， 由此调整冷却区域的长度。
现有技术文献
专利文献
专利文献 1 ： 日本特开 2008-290156 号公报
专利文献 2 ： 日本专利第 4449991 号公报
发明内容 发明要解决的课题
但是， 已知在对应于热轧钢板的搬送速度的变动， 通过冷却装置所具备的阀的开 闭控制等来变更冷却装置的冷却长度的情况下， 在专利文献 1 所记载的发明中， 冷却长度 的增减导致的钢板冷却量的变化量较大， 所以快速冷却后的钢板温度较大地变动， 即使在
之后的冷却工序中进行注水控制， 也不能够消除在快速冷却工序中产生的钢板温度偏差， 而极难将卷取钢板温度控制在作为目标的钢板温度范围内。
此外， 已知在快速冷却工序中进行注水控制， 使一部分冷却水供给阀关闭等而使 快速冷却工序的一部分为空气冷却的情况下， 冷却水从其他注水区域向该空气冷却区域流 入， 成为产生冷却不均的较大原因。 作为解决该问题的方法， 例如能够考虑到在冷却装置中 增设分水装置， 防止冷却水流入应成为空气冷却的区域， 但在冷却水量较多的快速冷却中， 需要的分水设备的能力也变大， 从设备设置上的制约以及设备投资额的方面考虑也不优 选。
此外， 在钢板的冷却能力较大地变动的过渡沸腾状态下， 在热轧钢板的搬送速度 变化的状态下采用专利文献 2 所记载的技术的情况下， 根据上述的理由可知卷取钢板温度 的偏差变大。
本发明是鉴于上述课题而进行的， 其目的在于提供一种热轧钢板的冷却方法， 在 热轧的精轧后进行的热轧钢板的冷却中， 能够将从精轧机以伴随加速、 减速的搬送速度送 出的热轧钢板， 高精度且均匀地冷却到规定的卷取钢板温度。
用于解决课题的手段 为了解决上述课题， 本发明采用以下的方法。
(1) 本发明的第一方式为一种伴随有搬送速度变化的精轧后的热轧钢板的冷却方 法， 具备 ： 根据进行上述精轧之前的钢板温度和上述精轧的条件， 设定搬送速度变化时间表 的工序 ； 在第一冷却区间中， 进行在膜状沸腾状态下冷却上述热轧钢板的第一冷却的工序 ； 在第二冷却区间中， 进行以 2m2/min/m2 以上的水量密度冷却上述热轧钢板的第二冷却的工 序； 以及卷取上述热轧钢板的工序 ； 在上述第一冷却中将冷却条件控制为， 上述搬送速度 变化之前的、 上述热轧钢板的上述第二冷却区间的入侧目标钢板温度 T2a， 上述搬送速度变 化之后的、 上述热轧钢板的上述第二冷却区间的入侧目标钢板温度 T2a′， 以及由于上述搬 送速度变化而产生的上述第二冷却区间的上述热轧钢板的冷却量的变化量 ΔTx， 满足 ：
0.8 ≤ (T2a′ -T2a)/ΔTx ≤ 1.2 ( 式 1)。
(2) 在上述 (1) 所述的热轧钢板的冷却方法中， 也可以在上述第二冷却区间中， 与 上述搬送速度变化无关地将冷却长度的变动范围设为 90％以上 110％以下的范围。
(3) 在上述 (1) 或 (2) 所述的热轧钢板的冷却方法中， 也可以在上述第二冷却区间 中， 与上述搬送速度变化无关地将上述水量密度的变动范围设为 80％以上 120％以下的范 围。
(4) 在上述 (1) ～ (3) 中任一项所述的热轧钢板的冷却方法中也可以为， 上述第二 冷却区间的冷却时间的 80％以上的时间为泡核沸腾状态下的冷却。
(5) 在上述 (1) ～ (4) 中任一项所述的热轧钢板的冷却方法中， 还可以具备第三 冷却工序， 该第三冷却工序为， 在上述第二冷却区间的后段所配置的第三冷却区间， 进行基 3 2 3 2 于 0.05m /min/m 以上、 0.15m /min/m 以下的水量密度的冷却水的冷却和基于外部气体的 冷却。
(6) 上述 (1) ～ (5) 中任一项所述的热轧钢板的冷却方法， 还可以具备 ： 冷却长度 设定工序， 根据上述搬送速度变化时间表的搬送速度最大值， 设定上述第二冷却区间的冷 却长度 ； 以及入侧目标钢板温度 T2a 设定工序， 根据上述搬送速度变化时间表的搬送速度
最小值， 设定上述第二冷却区间的上述入侧目标钢板温度 T2a。
(7) 上述 (1) ～ (6) 中任一项所述的热轧钢板的冷却方法， 还可以具备 ： 在上述第 二冷却区间的入侧测定入侧钢板温度的工序 ； 以及第一冷却区间冷却条件变更工序， 根据 测定的上述入侧钢板温度， 变更上述第一冷却区间的冷却条件， 将上述入侧钢板温度控制 在规定范围。
(8) 上述 (1) ～ (7) 中任一项所述的热轧钢板的冷却方法， 还可具备 ： 在上述第 二冷却区间的出侧测定出侧钢板温度的工序 ； 以及第三冷却区间冷却条件变更工序， 根据 测定的上述出侧钢板温度， 变更上述第二冷却区间的后段所配置的第三冷却区间的冷却条 件， 将卷取钢板温度控制在规定范围。
(9) 上述 (1) ～ (8) 中任一项所述的热轧钢板的冷却方法， 上述第二冷却区间具有 前段冷却区间、 中段冷却区间以及后段冷却区间， 上述冷却方法还可以具备 ： 前段出侧钢板 温度测定工序， 在上述前段冷却区间的出侧测定出侧钢板温度 ； 以及中段冷却区间冷却条 件变更工序， 根据测定的上述前段出侧钢板温度， 变更上述中段冷却区间的冷却条件， 将上 述后段冷却区间的入侧的钢板温度控制在规定范围。
发明的效果 ：
根据上述 (1) 所记载的方法， 通过对应于搬送速度的变化， 以满足上述式 1 的方式 进行第一冷却工序中的冷却条件的控制， 使第二冷却工序中的冷却条件成为大致一定， 由 此能够抑制由于冷却长度的增减以及钢板上的冷却水的流动等而产生的冷却不均， 尤其能 够抑制冷却能力 ( 冷却速度 ) 急剧变化的与过渡沸腾状态以及泡核沸腾状态相当的钢板温 度区域内 (300℃～ 700℃ ) 的冷却不均。
根据上述 (2) 所记载的方法， 通过限制第二冷却区间的冷却长度的变动范围， 由 此能够抑制由于钢板上的冷却水的流动等而产生的冷却不均， 能够抑制卷取钢板温度的偏 差。
根据上述 (3) 所记载的方法， 通过限制冷却水量密度的变动范围， 由此能够抑制 第二冷却区间的冷却能力 ( 冷却速度 ) 的变动， 能够抑制卷取钢板温度的偏差。
根据上述 (4) 所记载的方法， 能够使由于过渡沸腾状态下的冷却而产生的冷却不 均成为最小限度， 能够抑制第二冷却区间的出侧钢板温度的偏差， 因此能够抑制卷取钢板 温度的偏差。
根据上述 (5) 所记载的方法， 通过降低从第二冷却区间出侧到卷取为止的区间中 的冷却水量密度， 由此能够抑制卷取钢板温度的偏差。
根据上述 (6) 所记载的方法， 根据搬送速度变化时间表来适当地调整第二冷却区 间的入侧钢板温度， 因此能够良好地抑制卷取钢板温度的偏差。
根据上述 (7) ～ (9) 中任一项所记载的方法， 通过进行基于实测钢板温度的前馈 控制以及反馈控制， 由此能够更良好地抑制卷取钢板温度。 附图说明
图 1 是表示本实施方式的具有冷却装置的热轧设备的精轧机之后的构成概略的 图。
图 2 是表示决定冷却条件的流程的概略的图。图 3 是表示搬送速度变化时间表的一例的示意图。 图 4 是冷却过程的温度履历的示意图。 图 5 是冷却过程的温度履历的示意图。 图 6 是表示钢板的冷却方式的示意图。 图 7 是表示在实施例中使用的搬送速度变化时间表的图。具体实施方式
本发明的发明人发现， 在通过至少第一冷却工序和作为快速冷却的第二冷却工 序， 对搬送速度变化的热轧工序中的精轧后的热轧钢板进行冷却时， 在第二冷却工序中以 与搬送速度的变化无关而尽量使冷却长度、 水量密度等冷却条件不发生变化的方式进行第 一冷却工序的注水控制， 由此即使在热轧钢板的搬送速度变化的情况下， 也能够抑制卷取 钢板温度的偏差。具体地说， 本发明的发明人发现， 通过在上述第一冷却中将冷却条件控 制为， 搬送速度变化之前的、 上述热轧钢板的上述第二冷却区间的入侧目标钢板温度 T2a， 上述搬送速度变化后的、 上述热轧钢板的上述第二冷却区间的入侧目标钢板温度 T2a′， 以 及由于上述轧制速度变化而产生的上述第二冷却区间的上述热轧钢板的冷却量的变化量 ΔTx， 满足 ： 0.8 ≤ (T2a′ -T2a)/ΔTx ≤ 1.2 ( 式 1)，
由此能够抑制卷取钢板温度的偏差。
以下， 参照附图对基于上述发现的本发明实施方式的冷却装置 1 以及钢板 S 的冷 却方法进行说明。
图 1 表示在本实施方式的具有冷却装置 1 的热轧设备中、 精轧机 2 之后的构成的 概略。
如图 1 所示， 在热轧设备中， 沿着钢板 S 的搬送方向依次设置有 ： 精轧机 2， 对从加 热炉 ( 未图示 ) 排出并被粗轧机 ( 未图示 ) 轧制后的钢板 S， 伴随基于搬送速度变化时间 表的加速以及减速而进行连续轧制 ； 冷却装置 1， 将精轧后的钢板 S 冷却到规定的卷取钢板 温度、 例如 300℃ ； 以及卷绕机 3， 卷取所冷却的钢板 S。在精轧机 2 的上游侧设置有测定精 轧钢板温度 T0 的温度计 51， 在精轧机 2 和卷绕机 3 之间设置有由案辊 4a 构成的输出辊道 4。而且， 由精轧机 2 轧制的钢板 S， 在输出辊道 4 上在搬送过程中由冷却装置 1 冷却， 而被 卷绕机 3 卷取。
在冷却装置 1 内的上游侧、 即精轧机 2 的紧接下游侧设置有第一冷却机 10a， 该第 一冷却机 10a 在第一冷却区间 10 中对通过精轧机 2 之后不久的钢板 S 进行冷却。如图 1 所示， 第一冷却机 10a 例如在钢板 S 的宽度方向以及搬送方向上分别排列地具备多个向钢 板 S 的表面喷射冷却水的层流喷嘴 11。从该层流喷嘴 11 向钢板 S 的表面喷射的冷却水的 水量密度例如为 0.3m3/m2/min。第一冷却区间 10 是指通过第一冷却机 10a 在膜状沸腾状 态下冷却钢板 S 的区间。第一冷却区间 10 中的冷却， 除了层流喷嘴对冷却水的喷射之外， 也可以通过喷雾嘴对冷却水的喷射、 基于空气喷嘴的气体冷却、 基于气水喷嘴的气水混合 冷却 ( 喷雾冷却 )、 或者不供给任何冷却介质的空气冷却等来进行冷却。另外， 以膜状沸腾 状态冷却是指， 不仅包括第一冷却区间整体在膜状沸腾区域中进行冷却的情况， 还包括该 区间的一部分成为膜状沸腾状态下的冷却、 剩余部分成为空气冷却的冷却状态。
如图 1 所示， 在第一冷却机 10a 的下游侧设置有第二冷却机 20a， 该第二冷却机 20a 在第二冷却区间 20( 快速冷却区间 ) 中对在第一冷却区间 10 中被冷却了的钢板 S 进 行快速冷却。第二冷却区间 20 是指通过第二冷却机 20a 冷却钢板 S 的区间。本实施方式 的快速冷却是指， 使冷却水量密度至少为 2m3/min/m2 以上、 优选为 3m3/min/m2 以上的冷却。 冷却水量密度意味着进行冷却的钢板表面每 1m2 的供给冷却水量， 在仅对钢板上表面进行 2 冷却的情况下意味着钢板上表面每 1m 的冷却水供给量。第二冷却机 20a 例如在板通过方 向以及板宽度方向上具备多个向钢板 S 的上表面喷射冷却水的喷雾嘴 21， 并具备能够使对 3 2 3 2 钢板 S 的冷却水量密度例如为 2m /min/m 、 优选为 3m /min/m 以上的能力。第二冷却机 20a 具有如下能力 ： 在对该第二冷却区间中的一系列冷却方式进行观察的情况下， 能够使该冷 却区间中的冷却时间的 80％以上为泡核沸腾冷却。
如图 3 所示， 在第二冷却机 20a 的下游侧还可以设置对第三冷却区间 30 进行冷却 的第三冷却机 30a。在第三冷却机 30a 中， 与第一冷却机 10a 同样， 在钢板 S 的宽度方向以 及搬送方向上分别排列地设置有多个向钢板 S 的表面喷射冷却水的层流喷嘴 11。 从该层流 3 2 喷嘴 11 向钢板 S 的表面喷射的冷却水的水量密度例如为 0.3m /min/m 。第三冷却区间 30 的冷却， 除了层流喷嘴对冷却水的喷射之外， 还可以是喷雾嘴对冷却水的喷射、 基于空气喷 嘴的气体冷却、 基于气水喷嘴的气水混合冷却 ( 喷雾冷却 )、 或者基于不供给任何冷却介质 的空气冷却的冷却。 在第一冷却区间 10 的入侧以及出侧， 具备分别测定入侧钢板温度和出侧钢板温 度的温度计 52、 53。此外， 在第二冷却区间 20 的出侧具备测定出侧钢板温度的温度计 54。 在卷绕机 3 的上游侧具备测定卷取钢板温度的温度计 55。随时测定钢板冷却时的钢板温 度， 并根据这些温度计的测定值， 在第一冷却区间 10 以及第三冷却区间 30 中进行前馈控制 以及反馈控制。
接着， 使用图 2 到图 6， 对至少具备第一冷却工序、 第二冷却工序和卷取工序的本 实施方式的热轧钢板 S 的冷却方法进行说明。另外， 以下对设置有第三冷却机 30a 的情况 进行说明。
图 2 表示对开始热轧钢板的冷却时的第二冷却区间 20 的冷却条件进行决定的流 程。
结束了粗轧的钢板被向精轧机 2 搬送， 通过温度计 51 测定精轧钢板温度。所测定 的温度数据向运算器 101 输入， 在运算器 101 中， 如图 3 所示， 根据该钢板温度和预先输入 的板厚等规定的精轧条件， 求出满足规定的精轧条件那样的与钢板长度方向位置相对的搬 送速度变化时间表 ( 精轧机出侧速度 )。搬送速度变化时间表不限定于与从精轧开始起的 时间相对的时间表， 也可以求出为与钢板长度方向位置相对的时间表。
通过运算器 101 求出的上述搬送速度变化时间表被送到运算器 102， 在运算器 102 中， 根据搬送速度变化时间表、 预先输入的卷取目标钢板温度 T4、 第二冷却区间 20 的入侧 目标钢板温度 T2a 以及出侧目标钢板温度 T2b 等， 设定使各钢板温度成为目标范围所需要 的、 第二冷却区间 20 中的冷却水量密度和冷却长度等冷却条件以及第一冷却区间 10 中的 初始冷却条件等。冷却能力 ( 冷却速度 ) 被表示为水量密度的函数， 因此通过根据搬送速 度变化时间表来求出冷却区间通过时间， 由此能够设定需要的水量密度和冷却长度。根据 钢种的不同， 以提高材质为目的， 有的优选以规定的冷却速度进行冷却， 在这种材料中， 能
够根据赋予需要的冷却速度的水量密度、 以及搬送速度变化时间表， 求出需要的冷却长度。 同样， 能够根据卷取目标钢板温度 T4、 第二冷却区间的出侧目标钢板温度 T2b、 第二冷却区 间的入侧目标钢板温度 T2a 以及精轧出侧目标钢板温度 T0a， 来设定第一冷却区间 10 以及 第三冷却区间 30 的初始冷却条件。
在第一冷却区间 10 以及第三冷却区间 30 中， 在连续冷却过程中， 通过与搬送速度 的变化相对应的注水控制， 对水量密度以及冷却长度等冷却条件进行变更。 具体而言， 在将 到达第二搬送速度时的第二冷却区间的入侧目标钢板温度 T2a′设定为满足上述式 1， 并 从第一搬送速度向第二搬送速度转移的过程中， 以成为该目标钢板温度设定值的方式在第 一冷却区间中进行注水控制。例如， 在图 3 中， 将时间 B 的搬送速度设为第一搬送速度， 将 时间 C 的搬送速度设为第二搬送速度。在卷取目标钢板温度 T4 为 450℃的情况下， 作为第 一搬送速度的冷却条件， 例如将第二冷却区间 20 的出侧目标钢板温度 T2b 设定为 480℃， 将 第二冷却区间 20 的入侧目标钢板温度 T2a 设定为 600℃。在 T2a、 T2b 的设定中， 对第一冷 却区间 10、 第二冷却区间 20、 第三冷却区间 30 的冷却能力以及钢板的过渡沸腾区域开始温 度等进行考虑。在上述设定值中， 第一搬送速度下的第二冷却区间 20 中的钢板冷却量成为 T2a-T2b ＝ 120℃， 以能够实现该钢板冷却量的方式， 决定第二冷却区间中的冷却长度以及 水量密度等冷却条件。 在向第二搬送速度转移的连续冷却过程中， 随着精轧的进行而搬送速度如图 3 所 示那样变化。相对于此， 第二冷却区间 20 的冷却量 Tx( 即 T2ax-T2bx)， 在使 T2ax 以及第二 冷却区间的冷却条件 ( 冷却长度以及冷却水量密度 ) 为一定的情况下， 如图 5 所示那样变 化， 在变化为第二搬送速度时， 冷却量的差成为 ΔTx( 即 Tx1-Tx2)。因此， 在从第一搬送速 度向第二搬送速度变化的过程中， 需要考虑 Tx 的变动量而设定第二冷却区间的入侧目标 钢板温度， 并通过第一冷却区间的注水控制来进行调整。 在此， 将第一搬送速度下的第二冷 却区间的入侧目标钢板温度设为 T2a、 将变化为第二搬送速度时的第二冷却区间的入侧目 标钢板温度设为 T2a′， 并在满足 0.8 ≤ (T2a′ -T2a)/ΔTx ≤ 1.2 的范围内、 对冷却区间 1 的控制精度等进行考虑而进行设定， 优选设为 0.9 ≤ (T2a′ -T2a)/ΔTx ≤ 1.1。从第一 搬送速度向第二搬送速度转移的过程中的第二冷却区间的入侧目标钢板温度 T2a″， 能够 基于上述 T2a 和 T2a′而表现为时间的函数， 例如能够使用从第一搬送速度向第二搬送速 度转移所需要的时间， 使用每单位时间的平均温度变化量 ((T2a′ -T2a)/t)， 而赋予为与 时间相对的值。此外， 在图 3 中， 在将第一搬送速度设为时间 A 的搬送速度、 将第二搬送速 度设为时间 B 的搬送速度的情况下， 在从时间 A 向时间 B 的转移过程中搬送速度一定， 因此 成为 ΔTX ＝ 0。因此， 在从时间 A 向时间 B 的转移过程中， 设为 T2a ＝ T2a′。以成为设定 的 T2a′的方式， 在冷却区间 1 中进行注水控制， 在第二冷却区间中， 在使冷却长度及 / 或水 量密度等冷却条件成为大致一定的状态下， 对钢板进行冷却。另外， 所谓成为大致一定， 在 冷却长度中是指使变动范围为 90％以上 110％以下的范围， 在水量密度中是指使变动范围 为 80％以上 120％以下的范围。此外， 在将搬送速度时间表作为与钢板长度方向相对的时 间表而求出的情况下， 通过同样的方法， 能够设定为与钢板长度方向位置相对应的新的目 标钢板温度 T2a′。
由于在第一冷却区间 10 中成为膜状沸腾区域的冷却， 因此通过与搬送速度的变 化相对应的注水控制， 能够高精度地实现第二冷却区间的入侧钢板温度， 并能够在第二冷
却区间 20 中使第二冷却机 20a 的冷却长度、 冷却水量密度成为大致一定。由此， 能够消除 由于注水阀的导通 / 截止导致的板上水的流入等而产生的冷却干扰， 能够抑制第二冷却区 间的出侧钢板温度的偏差， 能够高精度地实现卷取钢板温度。
在第二冷却区间中使冷却条件成为大致一定的温度区域， 在从 700℃到 300℃的 范围内即可， 但进一步优选在从 600℃到 400℃的范围内进行。其原因为， 通过缩短第二冷 却区间中的过渡沸腾冷却时间， 能够进一步抑制卷取钢板温度的偏差。如图 6 所示， 在第二 3 2 3 冷却区间 20 的水量密度为 3m /min/m 、 第一冷却区间 10 的水量密度为 0.3m /min/m2 的情 况下， 过渡沸腾冷却 (B) 开始的钢板温度分别为大约 700℃、 大约 600℃， 在比该温度高的钢 板温度区域中成为膜状沸腾冷却 (A)。 在膜状沸腾冷却中， 与钢板温度无关而能够得到稳定 的冷却能力 ( 导热系数 )， 相对于此， 在过渡沸腾冷却中， 由于钢板温度的降低而冷却能力 急剧增加， 因此在低温部进一步促进冷却， 钢板温度偏差扩大。
因此， 在第一冷却区间 10 中， 在将钢板冷却到成为膜状沸腾冷却的最低点温度 (600℃ ) 之后， 在第二冷却区间 20 中进行快速冷却， 由此能够缩短第二冷却区间的过渡沸 腾冷却时间， 能够抑制由于过渡沸腾状态下的冷却而产生的冷却不均。 因此， 能够稳定地实 现第二冷却区间出侧的钢板温度， 能够进一步抑制卷取钢板温度的偏差。
对图 6 所示的钢板冷却方式进行更详细的说明。在使水量密度为 3m3/min/m2 的 快速冷却中， 在钢板温度比 700℃高的情况下， 钢板的冷却方式成为膜状沸腾冷却 (A)， 钢 板的冷却能力 ( 导热系数 ) 较小， 因此对钢板上的冷却水的流动以及搬送速度的变动不进 行跟踪的冷却长度的变化， 对卷取钢板温度的偏差产生的影响较小。此外， 在对比 300℃低 的温度区域进行快速冷却时， 在对所得到的材质上的效果和设备投资额进行了比较的情况 下， 其效果不充分。另一方面， 在钢板温度为 300℃以上 700℃以下的温度区域中， 在确保规 定的材质的基础上， 进行快速冷却较有益的情况较多， 但在该温度区域中， 钢板的冷却方式 成为过渡沸腾冷却 (B) 或泡核沸腾冷却 (C)， 在过渡沸腾冷却中具有钢板的冷却能力与钢 板温度的降低相伴随而急剧增加的特性， 在泡核沸腾冷却中具有的特性为， 在以相同水量 进行了冷却的情况下、 具有膜状沸腾冷却的接近 5 ～ 10 倍的冷却能力。即， 对钢板上的冷 却水的流动以及搬送速度的变动不进行跟踪的冷却长度的变更， 对卷取钢板温度的均匀性 产生较大影响， 因此在提高卷取钢板温度的均匀性时， 重要的是在该温度区域中不产生钢 板上的冷却水的流动以及冷却长度的变化。
在对第二冷却区间 20 的冷却条件进行决定时， 也可以根据搬送速度变化时间表 中的搬送速度最大值来决定冷却长度， 根据搬送速度变化时间表中的搬送速度最小值来设 定第二冷却区间的入侧目标钢板温度 T2a 的初始值。例如为想将连续冷却中的第二冷却区 间 20 的入侧钢板温度设为某个值以上的情况。
以下， 表示在对第二冷却区间 20 的冷却条件进行初始设定时， 根据搬送速度时间 表中的搬送速度最大值来决定冷却长度， 根据搬送速度最小值来设定第二冷却区间的入侧 目标钢板温度 T2a 的初始值的方法。在图 3 中， 通过从钢板最前端到最后端进行加速以及 减速， 由此搬送速度近似直线地增加以及减少。在此， 搬送速度最小值为 V(min)、 最大值为 V(max)， 精轧结束时的速度为 V(fin)。
如上所述， 例如在将卷取目标钢板温度 T4 设定为 450℃、 将第二冷却区间 20 的出 侧目标钢板温度 T2b 设定为 480 ℃、 将第二冷却区间 20 的入侧目标钢板温度 T2a 设定为600℃的情况下， 第二冷却区间 20 的冷却量成为 T2a-T2b ＝ 120℃。此外， 钢板的搬送速度 例如为， V(min) 为 400mpm、 V(max) 为 600mpm、 V(fin) 为 520mpm。在以 600mpm 搬送钢板时， 作为能够实现 120℃冷却的冷却条件， 例如使冷却水量为 3m3/min/m2、 冷却长度为 3m， 对第 二冷却区间 20 的冷却条件进行初始设定。
另一方面， 在搬送速度为最小值的 400mpm 时， 在以上述冷却条件进行了冷却的情 况下， 冷却时间成为 1.5 倍， 因此第二冷却区间 20 的冷却量成为大约 180℃， 冷却量增加大 约 60℃的量。 由于优选第二冷却区间 20 的出侧钢板温度 T2b 成为一定， 因此将第二冷却区 间 20 的入侧目标钢板温度 T2a 的初期值初始设定为比 600℃高 60℃的 660℃。
在加速区间中， 第二冷却区间 20 的冷却量 T2a-T2b 减少， 因此对应于加速， 使第二 冷却区间的入侧目标钢板温度 T2a′对应于搬送速度的变化而从 660℃降低， 在到达最高 速度的时刻， 第二冷却区间 20 的入侧目标钢板温度 T2a′成为 600℃。
在 精 轧 进 一 步 进 行、 并 进 入 减 速 区 间 的 情 况 下， 第 二 冷 却 区 间 20 的 冷 却 量 T2a-T2b 增加， 因此使第二冷却区间的入侧目标钢板温度 T2a 再次从 600℃上升。在此， 轧 制结束时的速度 V(fin) 为 V(min) ＜ V(fin) ＜ V(max)， 因此第二冷却区间 20 入侧的、 最高 速度时的目标钢板温度 T2a(Vmax)、 最小速度时的目标钢板温度 T2a(Vmin)、 轧制结束时的目标 钢板温度 T2a(Vfin) 的关系， 成为 T2a(Vmax) ＜ T2a(Vfin) ＜ T2a(Vmin)。 如上所述， 通过在设定第二冷却区间 20 的冷却条件时， 根据搬送速度最大值来决 定冷却长度， 根据搬送速度最小值来设定第二冷却区间的入侧目标钢板温度 T2a 的初始 值， 由此在搬送速度变化的连续冷却过程中， 第二冷却区间的入侧目标钢板温度 T2a， 能够 实现始终比作为初始设定值的 T2a(ini) 高的温度。在从第一冷却区间 10 的过渡沸腾冷却开 始温度附近开始第二冷却区间的冷却的情况下， 能够防止在第一冷却区间 10 中成为过渡 沸腾冷却。
在第二冷却区间 20 中， 与搬送速度无关、 使冷却长度及 / 或水量密度为大致一定 地进行冷却， 在第一冷却区间 10 以及第三冷却区间 30 中， 根据搬送速度来进行基于阀开闭 等的注水控制， 在将钢板冷却成为规定的卷取钢板温度之后， 钢板被卷取机卷取。
优选在第一冷却区间 10 以及第三冷却区间 30 中进行注水控制时， 在第二冷却区 间 20 的入侧以及出侧设置温度计， 使用这些温度计的值来进行反馈控制以及前馈控制。通 过使实测的钢板温度反映到控制中， 由此能够高精度地实现第二冷却区间的入侧目标钢板 温度 T2a 和卷取钢板温度。
在第二冷却区间的冷却条件的决定中， 还能够预先决定冷却水量密度， 并以能够 实现需要的冷却量 T2a-T2b 的方式求出冷却长度。例如， 对于某个钢种， 也能够在预先指定 3 2 了以冷却水量密度为 3m /min/m 来进行冷却的基础上， 决定冷却长度。
在第二冷却区间中， 还能够以泡核沸腾区域的冷却成为 80％以上那样的冷却水量 以及冷却长度来进行冷却。 由此， 能够抑制由于过渡沸腾冷却而产生的温度不均， 能够进行 均匀的冷却。
特别是， 第二冷却区间也可以分割为前段冷却区间、 中段冷却区间和后段冷却区 间。在该情况下， 通过在前段冷却区间的出侧测定出侧钢板温度， 根据测定的前段出侧钢 板温度变更中段冷却区间的冷却条件， 将后段冷却区间的入侧的钢板温度控制在规定范围 内， 由此能够更良好地抑制卷取钢板温度的偏差。
在 第 三 冷 却 区 间 30 中， 也 可 以 使 冷 却 水 的 水 量 密 度 为 0.05m3/min/m2 以 上、 0.15m3/min/m2 来进行冷却。此外， 作为第三冷却区间 30 中的冷却， 除了作为冷却介质而供 给冷却水、 气体或它们的混合物之外， 也可以成为不供给任何冷却介质的空气冷却。 其原因 为， 通过减小水量密度， 能够提高冷却控制性， 能够高精度地实现卷取钢板温度。
实施例
以下， 对使用精轧机、 第一冷却机、 第二冷却机以及卷绕机而进行了的实施例 A1 ～ A7、 实施例 B1 ～ B7、 实施例 C1 ～ C7 以及实施例 D1 ～ D7 进行说明。
在各个实施例中， 基于图 7 所示的搬送速度变化时间表进行热轧钢板的精轧， 接 着进行了第一冷却以及第二冷却。表 1 表示各自的冷却条件以及评价结果。在图 7 中， t＝ 0 是热轧钢板的前端部到达第一冷却区间的时间， t ＝ 90 是热轧钢板的后端部到达卷绕机 的时间。在本实施例中， 将 t ＝ 20 的搬送速度设为第一搬送速度、 将 t ＝ 50 的搬送速度设 为第二搬送速度而进行了评价。另外， 第二冷却区间的出侧目标钢板温度为 400℃。
表1
在表 1 中， “第二冷却区间的入侧钢板温度偏差” 以及 “卷取钢板温度偏差” ， 是在 钢板的移动方向上对钢板的宽度中心部的温度进行连续测定而求出的温度偏差。
在本实施例中， 由于从第二冷却区间的出侧到卷取为止的冷却区间成为空气冷 却， 因此可以认为第二冷却区间的出侧的钢板温度偏差与卷取钢板温度偏差大致相等。
根据这些实施例能够确认如下情况， 在将第二冷却区间的入侧目标钢板温度 T2a′设定为 (T2a′ -T2a)/ΔTx 的值成为 0.8 ～ 1.2 的范围的情况下， 能够得到抑制卷取 钢板温度偏差的效果。
此外， 根据作为比较例的实施例 C1 ～ C7 能够确认如下情况， 即使在将第二冷却区 间的入侧目标钢板温度 T2a′设定为 (T2a′ -T2a)/ΔTx 的值成为 0.8 ～ 1.2 的范围的情 况下， 在第二冷却区间的水量密度比 2.0m2/min/m2 少的情况下， 也不能够得到抑制卷取钢 板温度偏差的效果。
以上， 参照附图对本发明的优选实施方式进行了说明， 但本发明不限定于所述例 子。 本领域的技术人员， 显然能够在专利请求范围所记载的思想范畴内， 想到并得到各种变 更例或修正例， 这些也当然属于本发明的技术范围内。
工业实用性
根据本发明， 能够将从精轧机以伴随加速、 减速的搬送速度送出的热轧钢板， 高精 度且均匀地冷却到规定的卷取钢板温度。
符号的说明 ：
1 冷却装置
2 精轧机
3 卷取机 ( 卷绕机 )
4 输出辊道
4a 案辊
10 第一冷却区间
10a 第一冷却机
11 层流喷嘴
20 第二冷却区间 ( 快速冷却区间 )
20a 第二冷却机 ( 快速冷却机 )
21( 上表面侧 ) 喷雾嘴
30 第三冷却区间
30a 第三冷却机
40 控制部
51、 52、 53、 54、 55 温度计
S 钢板
V(min) 最小搬送速度
V(max) 最大搬送速度
V(fin) 精轧结束时的搬送速度
T2a(Vmin) 最小搬送速度的第二冷却区间的入侧目标钢板温度
T2a(Vmax) 最大搬送速度的第二冷却区间的入侧目标钢板温度
T2a(Vfin) 精轧结束时的搬送速度的第二冷却区间的入侧钢板温度
(A) 膜状沸腾冷却(B) 过渡沸腾冷却 (C) 泡核沸腾冷却