專利名稱：鋼板的冷卻方法及其裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及鋼板的冷卻方法，特別是，用于對熱軋后的高溫鋼板在線均勻地進行冷卻的冷卻方法及其裝置。
背景技術：
對熱軋后的高溫鋼板在線進行冷卻時，以相同的冷卻能力對鋼板的上下面進行冷卻是困難的，特別是，在鋼板的下面，冷卻水沖擊鋼板后，由于重力，就會立刻從鋼板脫離，因此，僅靠沖擊噴流的冷卻不能令人滿意，與鋼板的上面相比，冷卻能力低。因此，以前是通過改變對于鋼板的上下面的冷卻水量來達到冷卻的均衡化。然而，根據鋼板的溫度及板厚、冷卻水溫度等，最適合的上下面的冷卻水量是不同的，因此，就難以進行均勻冷卻，在鋼板中就易于產生冷卻不勻。因此，有時在冷卻后的鋼板中就會產生變形、殘留應力、特性偏差等，有時就會導致作業上的麻煩或者合格率的降低等。
為了解決這種問題，公開了各種用于提高鋼板的下面冷卻能力的裝置，或者用于使鋼板的上下面的冷卻均勻化的冷卻裝置。
在特公昭63-4604號公報中，公開了圖1所示的冷卻裝置。
該冷卻裝置具有在鋼板1的下面側以一定的間隔分開設置的水槽2；垂直固定在水槽2的底部的圓管冷卻噴嘴3；在冷卻噴嘴3的上部垂直設置的、與冷卻噴嘴3的剖面大致相似的、且具有比冷卻噴嘴3的剖面大的剖面的導管4。還有，冷卻噴嘴3前端部和導管4的下端部位于水槽2的水面下，導管4的上端部從水槽2的水面上露出。
含有導管4的冷卻噴嘴3稱作帶有導管的圓管層流噴嘴6。還有，由此就能對鋼板1的下面均勻且穩定地進行冷卻，而且能在大范圍內對冷卻能力進行控制。在該公報中對此進行了說明。
在特開平10-166023號公報中，公開了圖2所示的冷卻裝置。
該冷卻裝置具有在各傳送輥7之間、設置在鋼板1的上面側的冷卻噴嘴3A和設置在鋼板1的下面側的冷卻噴嘴3B。還有，下面側的冷卻噴嘴3B的個數比上面側的冷卻噴嘴3A的個數多，而且，在各傳送輥7之間，對上下的冷卻噴嘴3A、3B進行配置，使得在鋼板1的上下面冷卻能夠同時開始。這樣，鋼板1的上下面的冷卻能力就變得相同，再把上述帶有導管的圓管層流噴嘴用于鋼板1下面側的冷卻噴嘴3B，就能在上下面實現更均勻的冷卻，防止變形的產生，減少特性偏差。在該公報中對此進行了記載。
但是，即使采用特公昭63-4604號公報及特開平10-166023號公報中所記載的冷卻裝置，在鋼板前端部，軋制后的溫度下降大，而且由于冷卻水流的混亂等，易于導致過冷卻，因此，就存在所謂產生彎曲的問題。特別是，如果使用特公昭63-4604號公報所記載的帶有導管的圓管層流噴嘴，由于在對鋼板中央部進行冷卻的冷卻水中使用了對鋼板進行冷卻之后又回到水槽中的冷卻水，水溫變高，加劇了鋼板前端部的過冷卻，使得更容易產生彎曲。
為了防止這種鋼板前端部的過冷卻，特公平5-61005號公報公開的方法是在鋼板的下面側設置可以移動的遮蔽板，使從下面側噴出的冷卻水落到鋼板的上面。
但是，在該方法中，鋼板的前端部常常由于遮蔽板而冷卻不到，不能在鋼板縱長方向進行均勻的冷卻。
發明內容
本發明的目的是提供一種對熱軋后的高溫鋼板在線進行冷卻時能夠防止鋼板前端部的過冷卻、能夠均勻地對鋼板進行冷卻的冷卻方法及其裝置。
這種目的通過以下的鋼板冷卻方法來達到具有使用設在鋼板的上面側的位置的1個狹縫噴嘴和設在鋼板的下面側的位置、沿鋼板傳送方向及與傳送方向垂直的方向的多個帶有導管的圓管層流噴嘴、使冷卻水對噴、形成水幕的工序和使鋼板通過水幕中的工序，鋼板前端部至少在通過位于最上游側的帶有導管的圓管層流噴嘴時，使帶有導管的圓管層流噴嘴的冷卻水量減小。特別是，多次反復實施這種方法，很有效。
還有，上述方法通過以下的鋼板冷卻裝置來實現具有使用設在鋼板的上面側的位置的1個狹縫噴嘴和設在鋼板的下面側的位置、沿鋼板傳送方向及與傳送方向垂直的方向的多個帶有導管的圓管層流噴嘴；設有多個由狹縫噴嘴和帶有導管的圓管層流噴嘴所噴出的冷卻水形成水幕、對鋼板進行冷卻的冷卻區；并且在多個冷卻區中，至少在位于最上游側的冷卻區中，設有用于至少對位于最上游側的帶有導管的圓管層流噴嘴的冷卻水量進行控制的冷卻水控制裝置。
圖1是示意地表示特公昭63-4604號公報中所記載的鋼板的冷卻裝置的圖。
圖2是示意地表示特開平10-166023號公報中所記載的鋼板的冷卻裝置的圖。
圖3是示意地表示本發明的鋼板的冷卻方法之一例的圖。
圖4是示意地表示鋼板的冷卻方法的比較例的圖。
圖5是示意地表示鋼板的冷卻方法的其它比較例的圖。
圖6是表示用現有的方法進行冷卻之后的鋼板的上下面的溫度曲線的圖。
圖7是表示鋼板的上下面的溫度差與變形量的關系的圖。
圖8是示意地表示用現有的方法冷卻后的鋼板的圖。
圖9是示意地表示本發明的鋼板的冷卻裝置中的帶有導管的圓管層流噴嘴之一例。
圖10是圖9的A-A剖面圖。
具體實施例方式
本發明的冷卻方法的第一特征在于為使鋼板的上下面的冷卻能力相同、從而進行均勻冷卻，使來自設在鋼板的上面側的1個狹縫噴嘴和設在鋼板的下面側的多個帶有導管的圓管層流噴嘴的冷卻水相互沖撞、形成水幕來進行噴射，讓鋼板通過水幕中。
由此，為使冷卻噴嘴把冷卻水對鋼板的上下面進行噴射，提高了冷卻水在與鋼板接觸的部分的水量密度，從而避免了由于比周圍過冷卻而產生冷卻不勻的這種現有方法中所存在的現象。
圖3中示意地表示本發明的鋼板的冷卻方法之一例。
鋼板的冷卻，由于是在設在鋼板的上面側的1個狹縫噴嘴和設在鋼板的下面側的多個帶有導管的圓管層流噴嘴所形成的水幕中進行，能夠使鋼板與冷卻水確實地進行接觸、增加鋼板下面的冷卻能力，從而能夠均勻冷卻。
作為比較例，圖4中表示在鋼板的上下面側同時使用射流噴嘴的例子，圖5中表示在鋼板的上下面側同時使用狹縫噴嘴的例子。
與圖3的情況相比，哪一種情況都沒有形成水幕，因而在鋼板下面部分地存在鋼板與冷卻水的非接觸區域，因而就會產生冷卻不勻。
本發明的冷卻方法的第二特征在于為了防止鋼板前端部的過冷卻，鋼板前端部至少在通過位于最上游側的帶有導管的圓管層流噴嘴上時，把帶有導管的圓管層流噴嘴的冷卻水量減小。
如圖6所示，用現有的方法進行冷卻之后的鋼板的上下面的溫度差在鋼板的前端部是最大的。
如圖7所示，鋼板的上下面的溫度差加大后，鋼板的變形量就增加，因此，如圖8所示，上下面的溫度差大的鋼板前端部就向上側彎曲。這種前端部的彎曲產生后，在下工序就必須通過冷矯平機或沖壓裝置對鋼板前端部進行矯正，從而導致制造成本的增加。
為了防止這種前端部的彎曲，如上所述，最好是，鋼板的前端部至少在通過位于最上游側的帶有導管的圓管層流噴嘴上時，把帶有導管的圓管層流噴嘴的冷卻水量減小，從而防止鋼板前端部的過冷卻。
圖9中，示意地表示本發明的鋼板的冷卻裝置中的帶有導管的圓管層流噴嘴之一例。還有，圖10是圖9的A-A剖面圖。
圖9表示用一對傳送輥7進行分區后的的一個冷卻區中的帶有導管的圓管層流噴嘴6，在實際生產線上，設有多個這樣的冷卻區。還有，沿鋼板1的寬度方向及傳送方向設有多個帶有導管的圓管層流噴嘴6。
如圖10所示，在位于最上游側的多個帶有導管的圓管層流噴嘴6A的上部，設有通過移動裝置9在與鋼板的傳送方向垂直的方向可以水平移動、具有按一定間隔分開的多個開口部8A的遮蔽板8。鋼板前端部在通過帶有導管的圓管層流噴嘴6A上時，如果使該遮蔽板8進行水平移動，從帶有導管的圓管層流噴嘴6A向鋼板1的下面噴射的冷卻水的一部分就被遮蔽，從而防止鋼板前端部的過冷卻。
用遮蔽板8對冷卻水進行控制時，如果完全遮蔽冷卻水，冷卻水與鋼板傳送方向的上下面的接觸開始位置就會不同，有時在鋼板中就會產生變形。因此，優選的是，遮蔽帶有導管的圓管層流噴嘴6A的管口的一半，使冷卻水量為通常的1/2。
遮蔽板8通常處在使帶有導管的圓管層流噴嘴6A的管口全開的位置，不過，如果設在傳送輥7之間的傳感器(未圖示)檢測到鋼板前端部，遮蔽板8就進行水平移動，從而遮蔽帶有導管的圓管層流噴嘴6A的管口的一半。
鋼板前端部通過帶有導管的圓管層流噴嘴6A上之后，遮蔽板8就進行水平移動，直到使帶有導管的圓管層流噴嘴6A的管口成為全開的狀態，從而使在鋼板上下面的冷卻能力變得相同。
另外，由遮蔽板8遮蔽的帶有導管的圓管層流噴嘴6A不僅限于最上游側的一列，也可以是多列。
在其后的冷卻區也反復進行這種操作，就能夠基本上完全防止鋼板前端部的過冷卻。另外，這種操作最好是進行到使鋼板上下面的溫度分布達到均勻為止，因而不必在所有的冷卻區進行。
還有，在多個冷卻區反復進行這種操作、對鋼板進行冷卻時，如果設有至少在2個冷卻區對鋼板進行空冷的工序，就能夠使水冷和空冷交互進行，就能夠在更廣的范圍對鋼板的特性進行控制。
在每個冷卻區都設有流量調整閥，能夠更精細地進行冷卻控制。另外，在水冷和空冷交互進行的冷卻情況下，也可以用開關閥來代替流量調整閥。
還有，在各冷卻區鋼板前端部通過時，如果不僅使帶有導管的圓管層流噴嘴的冷卻水量、也使狹縫噴嘴的冷卻水量減小，就能夠防止鋼板前端部整體的溫度降低。
在本發明中，在位于最上游側的冷卻區的入口側設有矯正機，在進行鋼板的變形矯正之后進行冷卻，對于均勻冷卻及防止冷卻時產生變形，都是有效的。該矯正機是對板厚50mm以下的高溫鋼板進行矯正，因而與通常的熱矯正機相比，可以采用簡單構造。
實施例根據圖3-5所示的冷卻方法，對板厚20mm、板寬4000mm、板長12-36m的高溫鋼板，一邊以45mpm的傳送速度進行傳送，一邊從800℃冷卻到500℃或室溫。此時，在鋼板的下面側設有遮蔽板，對噴射到鋼板前端部的冷卻水進行控制。接著，進行熱軋矯正，在室溫下對鋼板前端部的變形量進行測量，對冷卻的均勻性進行評價。
結果如表1所示。
在采用圖3的方法、并且遮蔽鋼板前端部來進行冷卻的本發明例1-3中，都不受鋼板長、冷卻停止溫度的影響，鋼板在寬度方向及前端部的變形量明顯小。因此，在后工序中不需要矯正。
另一方面，在雖然采用圖3的方法、但不遮蔽鋼板前端部的比較例1中，前端部的變形量大。還有，在采用圖4、圖5的方法來進行的比較例2-5中，鋼板在寬度方向及前端部的變形量大。因此，對于哪種比較例，在后工序中都需要矯正。
表1
權利要求
1.一種鋼板的冷卻方法，具有使用設在鋼板的上面側的位置的1個狹縫噴嘴和設在鋼板的下面側的位置、沿所述鋼板傳送方向及與所述傳送方向垂直的方向的多個帶有導管的圓管層流噴嘴、使冷卻水相互沖撞，形成水幕的工序，和使所述鋼板通過所述水幕中的工序，所述鋼板的前端部至少在通過位于最上游側的所述帶有導管的圓管層流噴嘴時，把所述帶有導管的圓管層流噴嘴的冷卻水量減小。
2.一種鋼板的冷卻方法，利用權利要求1所述的冷卻方法，多次反復進行鋼板的冷卻。
3.如權利要求2的鋼板的冷卻方法，進而在多次反復對鋼板進行冷卻的期間，設有至少2次對鋼板進行空冷的工序。
4.如權利要求2的鋼板的冷卻方法，進而鋼板前端部至少在通過位于最上游側的帶有導管的圓管層流噴嘴上時，使狹縫噴嘴的冷卻水量也減小。
5.如權利要求2的鋼板的冷卻方法，還具有在鋼板的冷卻前對所述鋼板進行矯正的工序。
6.一種鋼板的冷卻裝置，具有設在鋼板的上面側的位置的1個狹縫噴嘴，和設在所述鋼板的下面側的位置、沿所述鋼板的傳送方向和與所述傳送方向垂直的方向的多個帶有導管的圓管層流噴嘴，設有多個由所述狹縫噴嘴和所述帶有導管的圓管層流噴嘴噴出的冷卻水形成水幕、對鋼板進行冷卻的冷卻區，并且在所述多個冷卻區中，至少在位于最上游側的冷卻區中，設有用于至少對位于最上游側的所述帶有導管的圓管層流噴嘴的冷卻水量進行控制的冷卻水控制裝置。
7.如權利要求5的鋼板的冷卻裝置，冷卻水控制裝置為遮蔽板。
8.如權利要求5的鋼板的冷卻裝置，進而在每個冷卻區都設有流量調整閥，用于對狹縫噴嘴及帶有導管的圓管層流噴嘴的冷卻水的流量進行調整。
9.如權利要求6的鋼板的冷卻裝置，進而在位于最上游側的冷卻區的入口側設有用于對鋼板進行矯正的矯正機。
全文摘要
本發明涉及一種鋼板的冷卻方法，具有使用設在鋼板的上面側的位置的1個狹縫噴嘴和設在鋼板的下面側的位置、沿鋼板的傳送方向及與傳送方向垂直的方向的多個帶有導管的圓管層流噴嘴、使冷卻水相互沖撞、形成水幕的工序；和使鋼板通過水幕中的工序，鋼板前端部至少在通過位于最上游側的帶有導管的圓管層流噴嘴上時，把帶有導管的圓管層流噴嘴的冷卻水量減小。根據本發明的方法，對熱軋后的高溫鋼板進行在線冷卻時，就能夠防止鋼板前端部的過冷卻，就能夠使鋼板均勻地冷卻。
文檔編號C21D1/56GK1556733SQ0281845
公開日2004年12月22日 申請日期2002年9月11日 優先權日2001年9月21日
發明者津山青史, 藤林晃夫, 多賀根章, 高橋功, 小俁一夫, 夫, 章 申請人:杰富意鋼鐵株式會社