钢板的控制冷却装置以及冷却方法.pdf

本发明提供一种在厚钢板的控制冷却中进行钢板全长都没有板翘曲的均匀冷却的钢板冷却方法。本发明的钢板的冷却方法，是在进行热轧以后，一边将轧制后的高温钢板拘束一边使用多组的上下脱水辊输送处于高温状态的钢板，从钢板上下面进行冷却的方法中，使用具有多个喷嘴孔、将空气和水这两种流体分别喷雾或同时喷雾的冷却用喷嘴将钢板冷却的方法，在供给的水为低水量或低水压的情况下，排除可侵入至到达冷却装置端头的流路中的空气，得到稳定的喷雾模式。另外，本发明的钢板冷却装置，是用于实施上述方法的装置，其由具有空气供给系统的外侧集管、在该集管的空气喷射面排列配置的多个空气喷射喷嘴、具有冷却水供给系统的内侧集管、和在集管的冷却水喷射面排列配置的多个冷却水喷射喷嘴构成。

1.  一种钢板的控制冷却装置，是将空气和水混合并进行喷雾从而将钢板冷却的冷却装置，其特征在于，该冷却装置包括供给空气的空气集管、和与该空气集管连接且在上部具有空气导入口、在体部具有冷却水导入口、在下部具有将空气和水进行喷雾的喷出孔的多个喷嘴，
并且，上述喷嘴的水导入口的周围形成水集管，向该水集管供给水的配管的供给口的高度被设定得比上述喷嘴的水导入部的高度低，而且，在上述水供给配管的中途设置了空气排除阀。

2.  一种钢板的冷却方法，其特征在于，在使用权利要求1所述的控制冷却装置开始钢板的冷却时，首先向上述喷嘴流通空气，接着打开上述空气排除阀，并大致同时地向上述水集管供给水，主要排除配管中的空气，然后关闭空气排除阀。

3.  一种钢板的冷却方法，其特征在于，在使用权利要求1所述的控制冷却装置结束钢板的冷却、停止空气和水的流通时，首先停止水的流通，然后停止空气的流通。

钢板的控制冷却装置以及冷却方法
技术领域
本发明涉及钢板的冷却控制方法，特别是涉及在进行热轧后将处于高温状态的钢板从上下方向进行水冷却时使用的钢板的冷却控制装置及其方法。
背景技术
近年来，关于钢铁用材料的品质要求，例如板厚精度、材质、表面品质等的要求越来越严格，特别是在制造厚钢板的场合，谋求削减合金成分和简化热处理工序等的在线控制的冷却控制工艺被采用、实施。该在线控制的冷却控制工艺，是通过将热轧后处于高温状态的厚钢板立即或在十几秒钟后以规定的冷却速度控制冷却到规定的冷却停止温度，来减少高价格的合金成分的含有量并得到目标的强度、韧性、刚性的。通常，在该工艺中，通过调整冷却水量、水冷时间，可控制各自的冷却速度、冷却停止温度。
作为上述的控制冷却所用的装置，一般可采用狭缝喷射冷却法、多孔喷雾冷却法，但存在狭小的冷却有效面积、经常数毫米左右的在板宽方向的狭缝间隔的维持以及适用场所等的问题。具有水量的大范围的控制范围的气水冷却喷嘴正被广泛采用，但为了钢板的安全和均匀的冷却，希望具有高密度的喷嘴排列，但由于喷嘴的构成和其复杂化，因此需要制成箱型的冷却装置。该箱型的冷却装置是从水或者空气的集管(联管箱；header)直接向多个喷嘴供给水或空气的类型的喷嘴，具有结构简单的优点。作为这样的箱型冷却装置的喷嘴构成，如日本实开昭63-111208号公报所公开的那样，提出了下述装置，即，在包括具有分别独立的冷却水给水系统的外侧/内侧集管的冷却装置的外侧集管的冷却水喷射面上，排列配置多个具有规定角度的节流部的扩口喷嘴，在内侧集管以产生环状碰撞流的方式排列配置多个端头部具有尖细曲面的喷嘴的装置；以及如日本实开平1-135108号公报所公开的那样，提出了下述方法，即，使同时喷射直射流和斜行流的扩口状喷嘴的喷出口的锐孔(orifice)孔径比直射流导入口的锐孔孔径小，并且使斜行流的导入口为尖细状，由此即使在直射流的压力和尖细状斜行流的压力为相同压力的条件下也能够得到良好的冷却性能。
发明内容
然而，如果将空气量节流，则喷雾变得不稳定，存在不能维持所希望的冷却模式的问题。特别是在供给水压为低位的场合，空气侵入水的流路，喷雾变得不稳定，发生所谓的“喘气”现象，冷却变得非常不稳定。
本发明提供：在热轧后的钢板的冷却方法中，即使在供给的水为低水量或低水压的情况下，通过排除能够侵入至到达冷却装置端头的流路的空气，也能够获得稳定的喷雾模式的钢板的冷却装置和使用该错误！链接无效。的冷却方法，其要旨如下。
(1)一种钢板的控制冷却装置，是将空气和水混合并进行喷雾从而将钢板冷却的冷却装置，其特征在于，该冷却装置包括供给空气的空气集管、和与该空气集管连接且在上部具有空气导入口、在体部具有冷却水导入口、在下部具有将空气和水进行喷雾的喷出孔的多个喷嘴，
并且，上述喷嘴的水导入口的周围形成水集管，向该水集管供给水的配管的供给口的高度被设定得比上述喷嘴的水导入部的高度低，而且，在上述水供给配管的中途设置了空气排除阀。
(2)一种钢板的冷却方法，其特征在于，在使用(1)所记载的控制冷却装置开始钢板的冷却时，首先向上述喷嘴流通空气，接着打开上述空气排除阀，并大致同时地向上述水集管供给水，主要排除配管中的空气，然后关闭空气排除阀。
(3)一种钢板的冷却方法，其特征在于，在使用(1)所记载的控制冷却装置结束钢板的冷却、停止空气和水的流通时，首先停止水的流通，然后停止空气的流通。
附图说明
图1是本发明的钢板冷却装置的概略构成图。
图2是表示本发明的钢板冷却方法的控制流程的图。
图3是在本发明的钢板冷却装置中使用的喷射喷嘴的概略构成图。
具体实施方式
首先，对用于实施本发明的钢板的冷却装置的概况进行说明。
图1是本发明的利用了空气/水两种流体的冷却装置的概略构成图。在图1中，配置在处于冷却轧制线上的被冷却钢板A的上部的冷却装置本体1被支持装置2支承，该支持装置2内设空气集管3和水集管4，在空气集管3的空气喷射面上设置多个排列配置的空气供给配管5，在水集管的冷却水喷射面上设置有多个排列配置的冷却水喷射喷嘴6。该喷射喷嘴如图3所示，在上部具有空气的导入口12，在其体部10具有水的导入口13。并且，在喷嘴内空气和水被混合，从位于喷嘴下部的喷射孔喷雾。另外，在空气集管3的空气喷射面上产生空气积存，另外，在水集管4的冷却水喷射喷嘴6的周围产生冷却水积存。在水集管4上具有供给冷却水的冷却水供给配管7，该配管的出口的高度处于比喷射喷嘴6体部的水导入口低的位置。其原因是在水停止流通时，水集管内的比喷射喷嘴体部的水导入口靠上的部分充满空气，若在该范围具有冷却水供给配管的出口，则配管内的水被供给到水集管内，该水进而从喷嘴流出，因此冷却水停止时的应答性差，因此为了避免这种情况，配管出口总是浸渍在水中，配置在比喷射喷嘴体部的水导入口靠下的位置。
另外，在冷却水供给配管7的中途设置空气排除阀8。由此将侵入到配管内的空气顺利地排出。在以往的使用空气/水两种流体的冷却装置中，相应于预先设定的冷却速度调整由空气供给系统输送的空气量以及空气压力、和由冷却水供给系统输送的冷却水量以及冷却水压力，进行控制使得可进行均匀冷却。
然而，如前所述，在发生供给的水为低水量或低水压的异常事态的情况下，向冷却水的空气混合比率增高，空气的消耗量增多，运行成本增大，另外，如果将空气量节流，则喷雾不稳定，存在不能维持所希望的冷却模式的问题。特别是在供给水压为低位的情况下，空气侵入到水的通路，喷射雾变得不稳定，发生所谓的“喘气”现象，冷却变得非常不稳定。对于这样的事态，只要在空气供给系统的源头控制供给空气量及其压力即可，但那样会产生大的延时，结果空气量过剩，引起不均匀的冷却。
因此，在本发明中，在发生这样的事态时，将侵入到冷却装置即到达喷嘴端头的流路的空气排除，进行控制以使冷却水和空气的混合比率恒定。作为其具体的控制顺序，如图2的控制流程所示，首先，在与图1所示的冷却装置本体直接连结的流体喷嘴控制机构(没有图示)的初期设定中，设定为冷却水流量＝0、空气流量＝0，并将空气排除阀关闭。接着，变更空气流量设定值，将空气流量设定为稳态。其后，在设定冷却水流量时，将空气排除阀打开，同时将冷却水流量设定为稳态，排除从水的供给配管到水集管的空气，来自喷嘴的喷雾状态稳定，关闭空气排除阀。该期间的时间的确保可以使用计时器。在该状态下开始钢板的冷却，实施在稳态下的钢板冷却控制。
然后，钢板的冷却一结束，首先停止水的流通，然后停止空气的流通。原因是如果同时停止水和空气的流通，则水向空气集管侧倒流，水侵入到空气的流通路径，产生锈等问题。即，使冷却水流量先为零(0)，如果在该时刻进行使空气流量为零(0)的操作，则冷却水向空气室(空气积存)倒流，引起喷嘴堵塞，因此通常进行使用计时器调整冷却水供给系统，使空气流量为零(0)的操作。
产业上利用可能性
根据本发明，可在厚钢板的控制冷却中进行钢板全长都没有板翘曲的均匀冷却。